TW540028B

TW540028B - Liquid crystal driving apparatus and tone display method

Info

Publication number: TW540028B
Application number: TW090131973A
Authority: TW
Inventors: Yutaka Ozaki
Original assignee: Hunet Inc; Yutaka Ozaki
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-01
Also published as: KR100516764B1; CN1404602A; HK1058855A1; CN1202503C; US7119775B2; EP1345202B1; US20050068280A1; WO2002052537A1; EP1345202A1; US7123228B2; KR20030007437A; DE60144059D1; US20030011553A1; EP1345202A4

Description

、發明説明（）【發明之技術領域】本發明係有關於一種液晶驅動裝置及灰階顯示方法，特別是有關於一種新灰階顯示方式之液晶驅動裝置及灰階顯示方法。迄今，用以進行多灰階顯示之動態矩陣型液晶顯示裝置為人所熟知。該多灰階顯示係藉諸如藉類比開關而於顯不灰階數量之基準電壓中選擇對應灰階顯示資料之1基準電壓’並以選出之基準電壓驅動液晶顯示裝置而進行者。第1圖係顯示用以驅動動態矩陣型液晶驅動裝置之習知液晶驅動裝置之方塊圖。該液晶驅動裝置中，於液晶顯不裝置之各垂直像素線設有第1鎖存器1、第2鎖存器2及譯碼器3。第1鎖存器1係用以讀取可於1水平掃瞄期間内對各垂直像素線指定8階之灰階之3位元灰階資料〇〇〜〇2者。即，前述灰階資料D0〜D2係為第丨鎖存器丨所鎖存，並僅保持於ι 水平掃瞄期間内者。第2鎖存器2係用以於次一水平掃瞄期間中朝譯碼器3 供給為第1鎖存器1所保持之灰階資料1)〇〜1)2者。譯碼器3 則係用以解碼來自第2鎖存器2之灰階資料d〇〜d2，並朝類比開關A0〜A7之控制端子分別輸出解碼信號s〇〜S7者。前述類比開關A0〜A7係可對應解碼信號s〇〜S7而選擇性地輸出可分別朝輸入端供給之基準電壓¥〇〜乂7者。即，可藉解碼信號SO〜S7選擇基準電壓¥〇〜¥7其中之一，並以之作為液晶驅動電壓而加以輸出。 540028 五、發明説明G ) 如第2圖所示，基準電壓V0〜V7係與灰階分級相對庫者。因此，藉選擇符合灰階資料之基準電壓，並以該基準電壓作為施加電壓而朝液晶面板加以^ 产

施加電壓Μ料量，藉此並可崎切㈣;^到對應然而，習知之液晶驅動裝置並無法充分高速驅動液晶。近年’隨著網際網路之普及，迅速傳送圖像等大量資料之需求愈益增加，且亦須實現多灰階顯示。尤其，為進行動畫之顯示，更需-要液晶之高速驅動及多灰階顯示。【發明之要旨] 本發明之目的在提供一種可高速驅動液晶，且可進行多灰階顯示之新穎液晶驅動裝置及灰階顯示方法。本目的則可藉考量對液晶施加預定電壓後以Led發光期間積分液晶之各時間點之透過光量而得之面積，而設定對液晶施加之電壓施加時間而達成。【圖式之簡單說明】第1圖係顯示習知之液晶驅動裝置之概略構造之方塊圖。第2圖係顯示光透過率與施加電壓間之關係者。第3圖係顯示本發明第1實施例之液晶驅動裝置之概略構造之方塊圖。第4圖係顯示第3圖所示之液晶驅動裝置之參照圖表者。第5(A)圖係顯示電壓施加開始時之光透過率與時間之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） •5- 40028

間之關係者。第5(B)圖係顯示電壓施加結束時之光透過率與時間之間之關係者。第6圖係顯示施加電壓與時間之間之關係者。第7圖係顯示各灰階之施加電壓與時間之間之關係者。第8(A)圖係顯示電壓施加之時間者。第8(B)圖係顯不電壓施加之時間者。第8 (C)圖係顯不電壓施加之時間者。第9圖係顯示本發明第2實施例之液晶驅動裝置之概略構造之方塊圖。第10圖係顯示第9圖所示之液晶驅動裝置之模式圖表 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 者第11圖係顯示電壓施加模式者。第12(A)圖係顯示施加一定電壓後之透過光量與時之關係者。第12(B)圖係顯示施加第丨丨圖之模式#3之模式電 (pattern voltage)後之透過光量與時間之關係者。第13圖係供作本發明第3實施例之液晶驅動裝置所使用之參照圖表製作之說明之方塊圖。第14圖係供作伽馬修正之說明之特性曲線圖。第15(A)圖係顯示對液晶施加之模式電壓之一例之驅動電壓波形圖。第15(B)圖係供作施加第15(A)圖之模式電壓後之透過光量面積之說明者。間壓 .訂— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -6- 540028 A7 __B7_ 五、發明説明ϋ ) 第16(A)圖係習知之施加電壓可變方式之驅動電壓波形圖。第16(B)圖係顯示施加第16(A)圖之電壓後之透過光量者。第17圖係顯示本發明第4實施例之液晶驅動裝置之概略構造之方塊圖。第18圖係顯示液晶之溫度特性者。第19圖係顯示本發明第5實施例之液晶驅動裝置之概略構造之方塊圖。【本發明之實施例】以下，參照附圖以就本發明之實施例加以說明。 (第1實施例）第3圖係顯不本發明第1實施例之液晶驅動裝置之概略構造之方塊圖。本第1實施例之液晶驅動裝置1〇包含有可依灰階資料而控制電壓施加時間之施加時間控制部1 02、已使對應灰階之施加時間（ON時間）成對應關係之參照圖表 1(H、可依自施加時間控制部102輸出之ON時間控制信號而對LCD面板20輸出產生於定電壓產生電路1〇5之一定電壓之開關103。如第4圖所示’參照圖表1 〇 1係使灰階分級與已使開關為ON之施加時間對應而成之圖表。以下，則參照第$〜7圖以就本發明之液晶驅動裝置之灰階顯示加以說明。第5圖係顯不光透過率與時間之間之關係者，第6圖係本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董） ......................裝------------------訂..................線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 540028 A7 -—________ 五、發明説明ζ ) 顯示施加電壓與時間之間之關係者，第7圖係顯示各灰階之施加電壓與時間之間之關係者。藉對液晶施加電壓而使液晶回應而透光時為第5(Α)圖所示之光透過率。第5(A)圖中，自光透過率1〇%增至9〇0/〇所費之時間則為r ON。另’停止對液晶施加電壓而阻隔光時為第5(B)圖所示之光透過率。第5(B)圖中，自光透過率9〇%減至1〇%所費之時間則為I* OFF。由第5(A)及第5(B)圖即可清楚了解，Γ 〇FF比7： ON 長。此則意指藉施加電壓使液晶回應而透光之時間與停止施加電壓而阻隔光之時間並不同。此時’液晶之回應速度r ON可以kG2/(V2 — Vth2)表不，液晶之回應速度r OFF則可以k，G2表示（kk，：常數，v : 施加電壓，Vth:臨界電壓，G:晶室間隙由上式可知，液晶之回應速度在電壓施加時（r 〇N)及電壓施加停止時 (7： OFF)並不同。因此，電壓施加與電壓施加停止在電壓之時間變化比例上不同，即不對稱。因此，施加施加電壓2.5V時與施加施加電壓5V時，液晶如第6圖所示般，在到達施加電壓值之時間（上昇）上並不同’施加施加電壓5 V時，到達施加電壓值之時間較短。如上所述，可藉對液晶施加電壓而使液晶回應（開口）而透光。因此，若於某段時間内持續施加電壓，則該時間内液晶將持績回應而呈已開口之狀態，並持續透光。因此，該時間之透過光量可視為該時間之施加電壓之積分值。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董）

•、可I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8· 五、發明説明έ ) 即，第6圖之斜線部分面積可視為表示透過光量者。具體而言’施加電壓為5V時之透過光量係以第6圖之左上斜線表示之面積，施加電壓為2.5V時之透過光量則為以第6圖之右上斜線表示之面積。習知之液晶驅動之灰階顯示係預先設定第6圖所示之 2 ·5 V或5V之基準電壓，並對液晶施加該基準電壓者。如上所述，若以開口時間之總量即施加電壓χ時間（第6圖之斜線面積）考量透過光量，則如第7圖所示，可使施加電壓一疋’並控制施加時間（tO〜t7)。換言之，第7圖中，藉改變施加時間，即可改變自上昇至下降之波形，並隨之改變波形内之面積（施加電壓X時間）。結果，透過光量將不同，並可實現灰階顯示。上述之灰階顯示時’由於可使施加電壓為一定，故可依時控制施加狀態、非施加狀態，即，可進行數位控制。藉可進行數位控制，即可輕易進行控制。又，由於以就所有灰階分級液晶之回應速度皆較快之較高之施加電壓進行’故可縮短整體之液晶驅動時間。其次，就具有上述構造之液晶驅動裝置之動作加以說明。代表灰階顯示之灰階分級之灰階資料可朝液晶驅動裝置1〇之施加時間控制部102輸入。灰階資料若為諸如8灰階’則以3位元表示，而設定為灰階分級〇〜7。

施加時間控制部102—旦接收灰階資料，則參照第4圖所示之參照圖表101而設定對應灰階資料之施加時間（〇N $40028 A7 I -------B7 五、發明説明‘) ' -- 時間）#一人，施加時間控制部102則以已決定之ON時間量對開關103輪出0N時間控制信號。如此一來，如第8(A), ®所不，即可藉對預定之施加電壓數位控制施加時間而進行灰階顯示。 F幵1關103係可依來自施加時間控制部i 〇2之〇n時間控制信號而使開關為0N，以對LCD面板2〇之像素施加電壓者。即’可依ON時間控制信號而朝源極線供給信號電壓而驅動液晶。如上所述，本實施例之驅動裝置可藉數位控制而進行多灰階顯不。藉此，即可輕易進行多灰階顯示之控制。又，由於進行全部之灰階顯示時，係以可使回應速度增快之較鬲之施加電壓進行時間控制，故可縮短全體之液晶驅動時間。又，如上所述，由於使液晶驅動電壓為一定值而藉時間控制予以數位施加，故無須液晶驅動裝置通常必需之 D/A(數位/類比）轉換器。 (第2實施例）第9圖係顯示本發明第2實施例之液晶驅動裝置之概略構造之方塊圖。本第2實施例之液晶驅動裝置包含有可依灰階資料而控制電壓施加時間之施加時間控制部102、已使對應灰階之施加模式（ON模式）成對應關係之模式圖表104、可依自施加時間控制部102輸出之ON模式控制信號而對 LCD面板20輸出藉定電壓產生電路1〇5而產生之一定電壓之開關103。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（210X297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再塡窝本頁) .、一t· -10- 540028 A7 B7 五、發明説明6 如第10圖所示，模式圖表1〇4係使灰階分級與可使開關為ON之施加模式對應而成之圖表。施加模式則可考量諸如將第11圖所示之預定之液晶驅動時間分割成複數時區，而切換電壓施加·電壓不施加之模式等。對液晶施加電壓時，則如第5(A)及（B)圖所示，上昇與下降將不對稱。因此，若加以利用，則如第11圖所示，即便電壓施加時間相同，因模式不同，施加電壓X時間之面積亦將隨電壓施加單位（第 11圖之模式之1時區）之組合而不同。結果，即可進行比第^ 實施例更細腻之灰階顯示。舉例§之’本實施例並非如以往之PWM控制般於LED 之單位發光期間内改變電壓施加時間者，而係改變單位發光期間内之電壓施加模式者。在此，LED之單位發光期間則思謂對應各液晶而設之LED(發光二極體）開始發光至停止之期間。順帶一提，本實施例係可進行場序制之顯示，並使用 LED陣列作為背光機構，而使其以高速明滅者。即，上述之單位發光期間即為前述各LED陣列1次之點亮期間。因此’藉於LED之單位發光期間内改變電壓施加模式’即可進行遠比諸如習知之PWM控制細膩之灰階顯示。以下’則就具有上述構造之液晶驅動裝置之動作加以說明。代表灰階顯示之灰階分級之灰階資料可朝液晶驅動裝置10之施加時間控制部1〇2輸入。灰階資料若為16灰階，則以4位元表示，而設定為灰階分級〇〜15。本紙張尺度適财_家標準（_ A4規格⑽χ297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -裝- 、可· :線丨 -11- 540028 A7 ____B7_ 五、發明説明（) 施加時間控制部102—旦接收灰階資料，則參照第1〇圖所示之模式圖表104而決定對應灰階資料之施加模式 (ON模式）。其次’施加時間控制部1 〇2則僅以已決定之on 模式朝開關103輸出ON模式控制信號。開關103係可依來自施加時間控制部1 〇2之on模式控制信號而使開關為ON，以朝LCD面板20之像素施加電壓者。即’可依ON模式控制信號而對源極線供給信號電壓以驅動液晶。如上所述，本實施例之液晶驅動裝置可藉數位控制而進行多灰階顯示。藉此，即可輕易進行多灰階顯示之控制。又’由於進行全部之灰階顯示時，係以可使回應速度增快之較高之施加電壓進行時間控制，故可縮短全體之液晶驅動時間。又，如上所述，由於使液晶驅動電壓為一定值而藉時間控制予以數位施加，故無須液晶驅動裝置通常必需之D/A(數位/類比）轉換器。另，本實施例之液晶驅動裝置中，由於利用電壓施加之上幵與下降之不對稱而以電壓施加單位之組合表現灰階，故可實現更多灰階之顯示。進而，藉於LED之單位發光期間内改變電壓施加模式，即可進行細膩之灰階顯示。 (第3實施例）本實施例係考量施加液晶之額定電壓之最大電壓後以 LED發光期間積分液晶之各時間點之透過光量而得之面本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） _..···................訂 ..........0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 540028 A7 _____B7____ 五、發明説明ί〇) 積，而設定對應各灰階資料之電壓施加時間（或電壓施加模式）者。具體而言，如第12圖所示，可使施加驅動電壓後以 LED發光期間積分透過液晶之透過光量波形而得之面積 (附圖之斜線部分面積）與各灰階對應。即，可驅動液晶而使當輸入之灰階資料顯示愈高灰階時，第12圖之斜線部分面積愈大。實際上，由於施加電壓係液晶之額定電壓之最大電壓而為一定，故藉改變電壓施加時間（或電壓施加模式）即可依灰階而改變斜線部分之面積。順帶一提，第12(A)圖係顯示自時間t0至時間ta之期間内使施加電壓為接通狀態時之液晶之長期透過光量之變化狀態者，第12(B)圖係顯示已對液晶施加預定模式之電壓後液晶之長期透過光量之變化狀態者。具體而言，第12(B) 圖係顯示已施加第11圖之施加模式#3之電壓之狀況，並顯示自時間t0至時間t2之期間、自時間t3至時間t4之期間及自時間t5至時間t6之期間内施加接通狀態電壓後之狀況者。如上所述，本實施例之液晶驅動裝置中，藉使以LED 發光期間積分透過光量而成之面積與灰階對應而設定對液晶之電壓施加時間，則即便已藉一定之施加電壓驅動液晶，亦可進行恰似以類比電壓驅動液晶般之細膩之灰階顯示。又，藉對液晶施加已考量LED發光期間之透過光量之面積之開關模式之電壓，則可進行對應灰階資料而更為細腻之灰階顯示。總言之，若比較第12(A)與12(B)圖即可知，由於若施加開關模式之電壓（第12(B)圖），即可更仔細地選本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -----------------------裝.................................線· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〜 -13- 540028 A7 ________Β7 五、發明説明“) 定LED發光期間之透過光量之面積，故可進行更細腻之灰階顯示。舉例言之，若設定10位元之開關模式，則各R、G、 B可進行1024種之灰階顯示。進而，本實施例中，對液晶係自比LED實際發光之時間早預定時間量之時間開始施加開關模式之電壓。結果，由於可自LED之發光開始時間得到所欲之光透過率，故無須增大LED之輸出，即可提高顯示畫面之亮度。上述之液晶驅動裝置可藉於第1實施例中如以下之說明般製作上述之液晶驅動裝置1 〇之參照圖表1 〇丨而實現。第 13圖即顯示用以製作參照圖表1〇1之裝置者，參照圖表1(n 中則可儲存已與各灰階資料相對應之電壓施加時間（或電壓施加模式）。參照圖表製作裝置可朝施加時間設定電路2〇 1輸入瓦階資料。施加時間設定電路2〇1則係可就以灰階資料指示之各灰階設定複數之施加時間（或複數之施加模式）者β即，可對一筆灰階資料自較短之施加時間至較長之施加時間依次設定複數之施加時間。如此設定之施加時間（或施加模式）則可作為開關202之開關控制信號之用。另’可自定電壓產生電路203維持朝開關202輸入一定之電壓（本實施例中係最大額定電壓5〔 ν〕），該電壓則可以業經施加時間設定電路2〇1設定之時間量朝LCD面板20 之液晶施加而作為驅動電壓。 LCD面板20上設有亮度感測器2〇4，自亮度感測器2〇4 得到之液晶之透過光量則可朝積分電路2〇5送出。積分電路本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .#- # -14- 540028 A7 _____ B7 _ 五、發明説明<b ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 2〇5則係可藉以LED發光期間積分透過光量而求出第12圖之斜線部分所示之面積，並朝灰階判斷電路2〇6送出該面積者。灰階判斷電路206則亦可輸入灰階資料。灰階判斷電路 206並可比較各灰階與積分面積，且於輸入對應該灰階之面積後’朝參照圖表101送出容許寫入之寫入控制信號。參照圖表101中儲存有灰階資料及施加時間資訊（或施加模式資訊）以作為寫入資訊，當已容許由灰階判斷電路 206寫入時，則使灰階資料與施加時間（或施加模式）對應而予以寫入。如此即可將已考量第12圖之斜線部分面積並對應各灰階之電壓施加時間（或電壓施加模式）儲存於參照圖表10卜順帶一提，顯示實際之圖像時，灰階與亮度之關係宜選擇符合第14圖所示之伽馬（gamma)曲線之點。此時，如本實施例，由於若對液晶於各色LED之發光期間内施加施加模式不同之電壓，則可依施加模式而製作極多之灰階，故可輕易選擇伽馬曲線上之點，並可以高精確度進行伽馬修正。其次，參照第1 5圖以就本實施例之液晶驅動裝置之動作加以說明。第15(A)圖係顯示對液晶施加之驅動電壓波形者。第15(B)圖係顯示施加第15(A)圖之模式之電壓後之液晶之透過光量之波形圖。又，圖中，顯示r、G、B之部分則代表各色之LED之發光期間。即，一旦於時間tl施加驅動電壓，則透過光量將自該時間tl開始上昇。其次，於時間t2則由R(紅）之LED開始發本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -15- (40028 A7 B7 五、發明説明（3 光。然後’若於時間t2開始不施加驅動電壓，則透過光量將自該時間t2開始下降。其次，若自時間t2施加接通狀態電壓至時間t3為止，則透過光量將於該期間内上昇。然後，若於時間t3開始不施加驅動電壓，則透過光量將自該時間 t3開始下降，而於時間t4為0。順帶一提，自時間t丨至時間 t2之期間由於透過光量上昇但LED並未發光，故並未進行 LCD顯示。同樣地’若於時間t6開始施加驅動電壓，則透過光量將自該時間t6開始上昇。若於時間t7由g(綠）之LED開始發光’則將自該時間t7開始進行LCD顯示。其次，若自時間 t7開始不施加驅動電壓，則透過光量將自該時間t7開始下降《然後，若於自時間t7至時間t8之期間内施加接通狀態電壓，則透過光量將上昇。其次，若於時間t8開始不施加驅動電壓，則透過光量將自該時間t8開始下降，而於時間 t9為0並結束顯示。同樣地，若於時間tl 0開始施加驅動電壓，則透過光量將自該時間tlO開始上昇，若B(藍）之LED於時間tl 1開始發光，則將自該時間111開始進行LCD顯示。其次，若於時間 tl2開始不施加驅動電壓，則由於LED之發光將一併停止，故顯示將結束。順帶一提，進行該B(藍）之顯示時，由於透過光篁與發光期間所包圍之面積為最大，故意味著顯示有該液晶之最大灰階。同樣地，若於時間tl 3開始施加驅動電壓，則透過光量將自該時間tl3開始上昇，若R(紅）之LED於時間tl4開始發本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董） (請先閲讀背面之注意事項再塡窝本頁) •、1· -16- 540028 A7 B7 五、發明説明（4 光，則將自該時間t14開始進行LCD顯示。其次，若於時間 tl5開始不施加驅動電壓，則透過光量將自該時間tl5開始下降，而於時間tl6為0並結束顯示。如上所述’本實施例之液晶驅動裝置由於以額定電壓之最大電壓驅動液晶，故第15(B)圖所示之透過光量波形之上昇及下降急劇，而可增快液晶之回應速度。藉此，亦可提高諸如框格頻率。又’由於已設定已考量以led發光期間積分透過光量而得之面積之電壓施加時間，故可進行符合灰階之細膩之灰階顯示。進而，藉施加已考量led發光期間之透過光量之面積之開關模式之電壓，則可進行對應灰階資料而更為細膩之灰階顯示。以下’則於第16圖顯示以習知之施加電壓可變方式驅動液晶之狀況之波形圖，以作為與本實施例之液晶驅動裝置之比較例。該液晶驅動方式則係可使施加電壓值隨著所指定之灰階提高而增大者。即’若於自時間11至時間t3為止之期間内施加中度之驅動電壓’則可自液晶得到對應該電壓值之大小之透過光量。同樣地，若於自時間t4至時間t6為止之期間内施加較大值之驅動電壓，則可自液晶得到對應該電壓值之較大透過光量。又，若於自時間t7至時間t9為止之期間内施加最大之驅動電壓，則可自液晶得到對應該電壓值之最大透過光本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） ......................:裝：… (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

•、可I :線 -17- 540028 A7 —_____B7 __ 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 量。進而，若於自時間tio至時間tl2為止之期間内施加較小值之驅動電壓，則可自液晶得到對應該電壓值之較小透過光量。順帶一提，實際上進行LCD顯示之期間各為RGB 之LED發光之自時間t2至時間t3之期間、自時間t5至時間t6 之期間、自時間t8至時間t9之期間及自時間til至時間tl2 之期間。該施加電壓可變方式之液晶驅動係著眼於各顯示期間内之透過光量波形之平均高度而設定驅動電壓值者。舉例言之，可設定滿足已指定自時間t2至時間t3之期間之透過光量之平均高度之灰階之驅動電壓。相對於此，本實施例之透過光量積分方式之液晶驅動由於係進行已考量透過光量之積分面積之液晶驅動者，故與以往之液晶驅動方式相比，可進行更適於目視之細腻之灰階顯示。如上所述，根據本實施例之液晶驅動裝置，由於以來自液晶之透過光量之積分值為基準而控制驅動電壓，故結果使得對液晶施加之驅動電壓在時間上比液晶之回應時間 (開·關）變化更快。藉此，即可以時間上最佳之時機控制液晶之開口程度而得到所欲之亮度。 (第4實施例）於與第3圖對應之部分附上相同之標號而顯示之第17 圖係顯示第4實施例之液晶驅動裝置之構造者。本液晶驅動裝置則於LCD面板20之近旁設有溫度感測器301 〇 —旦溫产本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -18- 540028 A7 B7 五、發明説明（6 感測器301檢出液晶之周邊溫度，則以該檢出結果作為溫度資訊而朝修正電路302加以送出。 .......................裝！ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又G正電路3 02則可依據溫度資訊而修正自施加時間控制部102輸出之〇Ν時間控制信號。在此，如第18圖所示，液晶具有溫度愈低其回應速度愈慢且透過光量亦下降之溫度特性。本實施例則可考量此點而對〇N時間控制信號進行可使ON時間隨著液晶之周邊溫度降低而增長之修正。因此，根據以上之構造，在藉上述之第1〜3實施例而得之效果以外，亦可得到實現同時已考量液晶之溫度特性之已進而提昇灰階顯示精確度之液晶驅動裝置之效果。 ·、^τ— (第5實施例） •線丨於與第3圖對應之部分附有相同之標號而顯示之第19 圖係顯示第5實施例之液晶驅動裝置之構造者。本液晶驅動裝置中，於LCD面板20周緣之不明顯位置上設有亮度檢出部401。本實施例中，亮度檢出部4〇1包含有配置於液晶晶室（cell)陣列中之檢知用晶室，以及用以檢出該檢知用晶室之亮度之光感元件。其次，光感元件所檢出之亮度檢出結果則可作為亮度資訊而朝修正電路402送出。修正電路402除來自亮度檢出部401之亮度資訊以外，亦輸入有灰階資料，而可比較亮度資訊與灰階資料。其次，當亮度資訊與灰階資料不同時，則對應其差分而修正自施加時間控制部102輸出之ON時間控制信號。具體而言，當以亮度資訊表示之亮度相對以灰階資料表示之灰階而為較 -19- 540028 A7 B7 五、發明説明（；7 小者時，則修正ON時間控制信號以使〇N時間增長。在此，LED具有若長年使用將因長期變化而降低亮度之傾向。尤其是RGB中之B(藍）之LED可能因長期變化而大幅降低亮度。本實施例則可考量此點而進行修正，以使〇N 時間隨著液晶透過光之亮度相對〇N時間控制信號而降低而增長。此外，藉依壳度資訊而改變各色之電流值，則可進行用以恢復白色平衡之修正。藉此，即可得到亮度平衡性良好之液晶顯示裝置。因此’根據以上之構造，在藉上述之第1〜3實施例而得之效果以外，亦可得到實現同時已考量lEd之長期變化所導致之亮度降低之已提高灰階顯示精確度之液晶驅動裝置之效果。 (其他實施例）另’本實施例之LCD面板之液晶分子之動作模式並可應用於 TN(Twisted Nematic)模式、STN(Super Twisted

Nematic)模式、鐵電液晶模式、雙折射模式、賓主模式、動態散射模式、相變遷模式等。上述之實施例中，雖已就施加電壓為5 V之情形加以說明’但本發明並不限於此，而亦可應用於施加電壓為5 v以外之情形。又，上述之第3實施例中，雖已以藉於第1實施例之參照圖表101中儲存透過光量積分方式之資料，而設定亦已考量以LED發光期間積分液晶透過光量而得之面積之電壓施本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂| -20- 540028 A7 B7 五、發明説明“) 加時間之情形為中心而加以說明，但本發明不限於此，而亦可於第2實施例之模式圖表104中儲存透過光量積分方式之資料。此時，則亦可考量以LED發光期間積分該透過光 S而得之面積而設定適合各灰階之電壓施加模式。尤其’如第2實施例中之說明，本發明之模式電壓施加方法係可藉於1LED發光期間内施加符合灰階資料之模式電壓’而進行對應灰階資料且比習知之PWM控制更細膩之 LCD顯示者。此外，藉依上述之積分面積而決定該施加模式’則可進行符合灰階資料而更為細腻之LCD顯示。又’上述之第4實施例中，雖已就依溫度檢出結果而修正電壓施加時間之情形加以說明，但本發明不限於此，而亦可依溫度檢出結果而修正電壓施加模式。同樣地，上述之第5實施例中，雖已就依亮度檢出結果而修正電壓施加時間之情形加以說明，但本發明不限於此’而亦可依亮度檢出結果而修正正電壓施加模式。又’上述之實施例中，雖已就對不使用D/a轉換器之控制應用已考量本發明之透過光量之積分值之脈波波形控制方式之情形加以說明，但本發明不限於此，而亦可應用於使用D/A轉換器之控制。舉例言之，若組合可表現特定之灰階（諸如4灰階）之D/A轉換器（順帶一提，進行實施例中之數位控制時，可知其為2灰階之D/a轉換器）與本發明之驅動方式（諸如4值之電壓施加模式），則可進行更多灰階之灰階顯示。另，上述之實施例中，雖已就對場序制之液晶顯示裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝_ .訂丨 :線丨 -21- 540028 A7 B7 五、發明説明（9 ) " 置應用本發明之液晶驅動裝置及液晶驅動方法之情形加以說明，但本發明不限於此，即便應用於諸如濾色方式或投影（projector)方式等之其他液晶顯示裝置時，亦可得到與上述實施例相同之效果。此外’本發明並不受限於上述之實施例，而可進行各種變更實施。 (1) 本發明之液晶驅動裝置包含有一設定機構，係可依據灰階資料而設定對液晶之電壓施加時間者；及，一電壓供給機構，係可僅於業經該設定機構設定之電壓施加時間，對液晶供給預定之施加電壓者；而，該設定機構並可考量於對該液晶施加定電壓時以LED發光期間積分液晶之各時間點之透過光量所得之面積而設定對應各灰階資料之電壓施加時間。根據上述構造，由於無須改變施加電壓值，即可僅於電壓施加時間内進行灰階顯示，故可輕易進行多灰階顯示之控制。又，由於以連續變化之液晶之透過光量之積分值顯示灰階，故與習知之PWM(Pulse Width Modulation)等相比’可進行對應灰階資料之細膩之灰階顯示。 (2) 又，本發明之液晶驅動裝置係使（1)之設定機構可參照使灰階與電壓施加時間對應而成之圖表而設定該電壓施加時間者。根據上述構造，即可依作為驅動對象之液晶之性能等而輕易設定對應灰階之電壓施加時間。 (3) 又，本發明之液晶驅動裝置係藉長期檢出以各相異本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. ♦ -22- 540028 A7 _____ B7 五、發明説明fo ) 之期間量對該液晶施加該液晶之額定電壓之最大電壓後之各期間内所改變之液晶之透過光量，並以led發光期間積分所檢出之透過光量而求出面積，再藉使該面積與灰階資料對應而使灰階資料與該電壓施加時間對應而作成（2)之圖表者。根據上述構造，由於圖表中可儲存已預先配合各液晶之各灰階之電壓施加時間，故若依儲存於該圖表之電壓施加時間而施加電壓，則可進行極為符合輸入灰階資料之灰階顯示。 (4) 又，本發明之液晶驅動裝置包含有一設定機構，係可依據灰階資料而設定對液晶之電壓施加模式者；及，一電壓供給機構，係可依業經該設定機構設定之電壓施加模式而對液晶供給預定之施加電壓者；又，本裝置並可藉依該電壓施加模式控制LED之單位發光期間内之透過光量而進行灰階顯示。根據上述構造，由於藉改變LED之單位發光期間内對液晶之電壓施加模式而進行灰階顯示，故與習知之 PWM(Pulse Width Modulation)等相比，可進行對應灰階資料之細膩之灰階顯示。 (5) 又，本發明之液晶驅動裝置係使（4)之設定機構可考量對該液晶施加該電壓施加模式後以LED發光期間積分液晶之各時間點之透過光量而得之面積，而設定對應各灰階資料之電壓施加模式者。根據上述構造，藉使以LED發光期間積分透過光量而本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -----------------------裝..................訂------------------線· (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) •23- 540028 A7 ______Β7_ 五、發明説明G ) 得之面積與各灰階相關而設定對液晶之電壓施加模式，則即便以一定之施加電壓驅動液晶後，亦可如以類比電壓驅動液晶般進行細腻之灰階顯示。又，由於以連績變化之液晶之透過光量之積分值顯示灰階，故與習知之PWM(Pulse Width Modulation)等相比，可進行對應灰階資料而更為細腻之灰階顯示。 (6) 又，本發明之液晶驅動裝置係使（5)之設定機構可參照使灰階與電壓施加模式對應而成之圖表而設定電壓施加模式者。根據上述構造，即可依作為驅動對象之液晶之性能等而輕易設定對應灰階之電壓施加模式。 (7) 又，本發明之液晶驅動裝置係藉長期檢出對該液晶施加各相異之施加模式之電壓後依各施加模式而改變之液晶之透過光量，並以LED發光期間積分所檢出之透過光量而求出面積，再使該面積與灰階資料對應而使灰階資料與該電壓施加模式對應而作成（6)之圖表者。根據上述構造，由於圖表中可儲存已預先配合各液晶之各灰階之電壓施加模式，故若施加與儲存於該圖表之電壓施加模式相對應之電壓，則可進行極為符合輸入灰階資料之灰階顯示。 (8) 又’本發明之液晶驅動裝置係使（1)〜（7)之電壓供給機構不對該液晶供給最大電壓與最小電壓間之中間電壓，而僅對該液晶供給最大電壓與最小電壓以進行灰階顯示者0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁)

-24- 540028 A7 B7 五、發明説明fc ) 根據上述構造，由於僅以額定電壓之最大電壓（諸如5 〔V〕）與最小電壓（〇〔 V〕）驅動液晶，故可使液晶之回應速度增快，而於短時間内得到對應必需之灰階之透過光量。結果，則可高速驅動液晶。 (9) 又，本發明之液晶驅動裝置並具有一溫度感測器，設於該液晶之近旁，係用以檢出該液晶之周邊溫度者，而，該設定機構則可依溫度感測器之檢出結果而修正該電壓施加時間或該電壓施加模式。根據上述構造’設定機構即可於液晶之回應速度隨著液晶之周邊溫度降低而減緩時，加以對應而修正電壓施加時間以增長電壓施加時間，或修正電壓施加模式。結果，不拘液晶之狀態皆可維持符合輸入灰階資料之灰階顯示。 (10) 又’本發明之液晶驅動裝置並具有一亮度檢出機構，設於該液晶之近旁，係用以檢出該液晶之透過光之亮度者，而，該設定機構則可依亮度檢出機構之檢出結果而修正該電壓施加時間或該電壓施加模式。根據上述構造，設定機構即可於LED之發光因長期變化而降低’且顯示亮度降低時，加以對應而修正電壓施加時間以增長電壓施加時間，或修正電壓施加模式β結果，不拘LED之長期變化皆可維持亮度平衡性良好且符合輸入灰階資料之灰階顯示。 (11) 又’本發明之液晶驅動裝置係可依次使R、G、B 各色之LED發光，並依對液晶施加之施加電壓而使對應前述各色之LED所設置之液晶之開口數變化之場序制者，包本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 奉 -、tr· :線丨 -25- 540028 A7 _____B7_ 五、發明説明) 含有：一設定機構，係可依據灰階資料而設定對液晶之施加電壓者；及，一電壓供給機構，係可對液晶供給業經該設定機構設定之施加電壓者；而，該電壓供給機構所供給之該施加電壓係對應顯示之灰階之開關模式之脈衝狀電壓，該開關模式則係使對液晶施加各開關模式之電壓後之 LED發光期間内來自液晶之透過光量之積分值與灰階相關而選定者。根據上述構造，由於藉改變LED之單位發光期間内對液晶之開關模式而進行灰階顯示，故與習知之PWM(Pulse Width Modulation)等相比，可進行對應灰階資料之細膩之灰階顯示。又，藉使以LED發光期間積分透過光量而得之面積與各灰階相關而選定用以對液晶施加之開關模式，則即便僅以開關（on，off)驅動液晶，亦可如以類比電壓驅動液晶般進行細腻之灰階顯示。即，由於以連續變化之液晶之透過光量之積分值顯示灰階，故可進行對應灰階資料而更為細膩之灰階顯示。 (12) 又，本發明之液晶驅動裝置係使（I〗）之設定機構中 5又疋有將刚述各色LED之發光期間分割成複數之電壓施加期間並顯示是否於各分割期間施加接通狀態電壓之該分割數量之2值資料者。根據上述構造，即可輕易設定對應灰階之開關模式。 (13) 又’本發明之液晶驅動裝置係使（I〗）之電壓供給機構自比LED實際發光之時刻早預定時間量之時刻開始對該液晶供給該開關模式之電壓者。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、可· -26- 540028 A7 B7 五、發明説明έ4 ) 根據上述構造，由於自比led實際發光之時刻早預定時間量之時刻開始對該液晶供給該開關模式之電壓，故可自LED之發光開始時刻開始得到所欲之光透過率。結果，無須增大LED之輸出即可提高顯示畫面之亮度。 (14)又，本發明之灰階顯示方法包含有：一電壓施加模式設定程序，係依據灰階資料而設定LED之單位發光期間内對液晶之電壓施加模式者；及，一電壓供給程序，係依據業經該設定程序設定之電壓施加模式而對液晶供給預定之電壓者；又，本方法並可進行對應該電壓施加模式之灰階顯示。如以上之說明，根據本發明，可提供一種可藉數位控制而進行多灰階顯示，且可高速驅動液晶之新穎液晶驅動裝置及灰階顯示方法。本說明書係以2000年I2月22曰申請之專利申請案 2000- 391 136及2001年7月18曰申請之專利申請案 2001- 218440為依據者。本内容已全部包含於其中。 ........................裝----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、^τ— •線丨 -27- 540028 A7 _ _ B7_ 五、發明説明fo ) 【主要元件符號之說明】 1…第1鎖存器 S0〜S7…解碼信號 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2…第2鎖存器 V0〜V7···基準電壓 3…譯碼器 10…液晶驅動裝置 20 ."LCD 面板 101…參照圖表 102…施加時間控制部 103…開關 104…模式圖表 105…定電壓產生電路 201…施加時間設定電路 202…開關 203…定電壓產生電路 204…亮度感測器 205…積分電路 206…灰階判斷電路 3 01…溫度感測器 302…修正電路 401…亮度檢出部 402…修正電路 A0〜A7···類比開關 D0〜D2···灰階資料本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -28-

Claims

540028 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍一種液晶驅動裝置，包含有： -設定機構，係可依據灰階資料而設定對液晶之電壓施加時間者；及一電壓供給機構，係可僅於業經該設定機構設定之電壓施加時間對液晶供給預定之施加電壓者；而，該設定機構並可考量於對該液晶施加定電壓時以 LED發光期間積分液晶之各時間點之透過光量所得之面積而設定對應各灰階資料之電壓施加時間。 2. 4. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如申請專利範圍第i項之液晶驅動裝置，其中該設定機構係參照使灰階與電壓施加時間對應而成之圖表而設定該電壓施加時間者。丨如申請專利範圍第2項之液晶驅動裝置，其中該圖表係藉長期檢出以各相異之期間量對該液晶施加該液晶之額定電壓之最大電壓後之各期間内所改變之液晶之透過光罝，並以LED發光期間積分所檢出之透過光量而求出面積，再藉使該面積與灰階資料對應而使灰階資料與該電壓施加時間對應而作成者。一種液晶驅動裝置，包含有： °又疋機構，係可依據灰階資料而設定對液晶之電壓施加模式者；及一電壓供給機構，係可依業經該設定機構設定之電壓施加模式而對液晶供給預定之施加電壓者；又’本裝置並可藉依該電壓施加模式控制led之單位發光期間内之透過光量而進行灰階顯示。 •29- 40028 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 5·如申請專利範圍第4項之液晶驅動裝置，其中該設定機構係可考量對該液晶施加該電壓施加模式後以led 發光期間積分液晶之各時間點之透過光量而得之面積’而設定對應各灰階資料之電壓施加模式者。 6·如申請專利範圍第5項之液晶驅動裝置，其中該設定機構係參照使灰階與電壓施加模式對應而成之圖表而设定電壓施加模式者。 7.如申請專利範圍第6項之液晶驅動裝置，其中該圖表係藉長期檢出對該液晶施加各相異之施加模式之電壓後依各施加模式而改變之液晶之透過光量，並以LED 發光期間積分所檢出之透過光量而求出面積，再使該面積與灰階資料對應而使灰階資料與該電壓施加模式對應而作成者。 8·如中請專利範圍第1、2、3、4、5、6或7項之液晶驅動裝置’其中該電壓供給機構並不對該液晶供給最大電壓與最小電壓間之中間電壓，而僅對該液晶供給最大電壓與最小電壓以進行灰階顯示。 9·如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6或7項之液晶驅動裝置，更具有一溫度感測器，設於該液晶之近旁，係用以檢出該液晶之周邊溫度者，而，該設定機構則可依溫度感測器之檢出結果而修正該電壓施加時間該電壓施加模式。 10.如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6或7項之液晶動裝置，更具有一亮度檢出機構，設於該液晶之近旁或驅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、^丨 •線丨本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱) -30- 540028 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍係用以檢出該液晶之透過光之亮度者，而，該設定機構則可依亮度檢出機構之檢出結果而修正該電壓施加時間或該電壓施加模式。 11 · 一種液晶驅動裝置，係可依次使R、G、B各色之led 發光，並依對液晶施加之施加電壓而使對應前述各色之LED所設置之液晶之開口數變化之場序制者，包含有：一設定機構，係可依據灰階資料而設定對液晶之施加電壓者；及一電壓供給機構，係可對液晶供給業經該設定機構設定之施加電壓者；而’該電壓供給機構所供給之該施加電壓係對應顯示之灰階之開關模式之脈衝狀電壓，該開關模式則係使對液晶施加各開關模式之電壓後之LED發光期間内來自液晶之透過光量之積分值與灰階相關而選定者。 12·如申請專利範圍第u項之液晶驅動裝置，其中該設定機構中設定有將前述各色LED之發光期間分割成複數之電壓施加期間並顯示是否於各分割期間施加接通狀態電壓之該分割數量之2值資料。 13·如申請專利範圍第n項之液晶驅動裝置，其中該電壓供給機構係自比LED實際發光之時刻早預定時間量之時刻開始對該液晶供給該開關模式之電壓者。 14· 一種灰階顯示方法，包含有：電壓靶加模式設定程序，係依據灰階資料而設定短期本紙張尺度適用中國國家標準（咖）A4規格（21〇χ297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 命 -31- 540028 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 發光期間内對液晶之電壓施加模式者；及一電壓供給程序，係依據業經該設定程序設定之電壓施加模式而對液晶供給預定之電壓者；又，本方法可進行對應該電壓施加模式之灰階顯示。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -32-