TWI253619B - Driving method - Google Patents

Description

!2536^f 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種驅動方法，且特別是有關於一 種液晶顯示器的驅動方法。 【先前技術】 液晶顯示器（liquid crystal display，LCD)係利用外加 迅场或熱之作用，使得液晶分子由特定的初期分子配列變 3=的分子配列狀態，使光學性f變化，而轉換成視 :力W二=顯不器更具有低操输、低消耗 广力”優點，使其適合以大尺寸積體_ _ Integrated LSI)電路來加以驅動。 ，液之驅動上，其必須心外加電場(電壓) 液晶分子轉向’並且藉由液晶分子的轉 向來改雙各個晝素的透光率，以顯示不同的亮度。請參考 圖1A與1B，其中圖1AI會示為習知液晶顯示器之一書素 之驅動電壓與時__圖，_ 1B _為書素亮度與 時__®。如圖1A所示’晝素之驅動電壓係由一初 始電壓值vlnitlalgt縣—目標電錢，以驅動此晝 素内之液晶分子轉動。此外，如圖1B所示，對應於上述 之驅動電壓的變化’液晶分子係在反應時間 Tresponse(reSp〇nSe tlme)内由初始之配列狀態轉變為另一配 歹」’V亦即Ϊ素之亮度在反應時間Τ—内由-初始 受度值達到一目標亮度值γ 一目 階。 I2536iLf 值得一提的是，當液晶分子由垂直排列倒向水平排 列時’若驅動電壓的瞬間變化(偏壓)過大時，液晶分子將 可能出現轉動方向錯誤的情形。 請參考圖2A與2B，其中圖2A繪示為習知另一種畫 素之驅動電壓與時間的關係圖，而圖2B繪示為對應於此 驅動電壓之晝素亮度與時間的關係圖。如圖2A所示，晝 素之目標電壓值Vtarget係大於一臨界電壓值Vlimit，其中此 臨界電壓值Vlimit係指由初始電壓值Vinitiai加上此晝素之一 臨界偏壓所得之一電壓值，且臨界偏壓會 因不同之初始電壓值Vinitial而不同，因此不同之初始電壓 值vinitial會得出不同之臨界電壓值Vii她。當驅動電壓由 初始電壓值vinitial直接上升至目標電壓值時，由於 目才示，壓值vtarget與初始電壓值Vin版1之間的壓差大於臨 界偏壓，因此將可能導致晝素内之液晶分子在轉動 時出現方向錯誤的情形。如此一來，如圖2B所示，畫素 之亮度便需較長之反應時間T—e才能由初始亮度值 達到目標亮度值Ytarget，因而導致晝素之反應時間變 慢或因液晶制異常而使顯示晝面產生影像滯留（image retention)等問題。 習知為避免上述問題’通常採取降低鶴電壓的做 法，使得晝素之驅動電_最大健小於其臨界電壓值， 晶分子發生錯誤轉向的情形。然而，此種做法將 旦”可產生之部分凴度的變化，而相 對比值’使得液晶顯示器之顯示品質無法有效=:素 12536 J4§4twf 【發明内容】 金參明的目的就是在提供—種驅動方法，用以避免 主素内^液晶分子因偏壓過A畴生錯誤轉向的情形，進 而有jli^a晝素達到目標亮度值之反應時間與顯示效果。 ,本舍明的再—目的是提供—種驅動方法，其可在不 =液齡子之正常作動的前提之下，將晝素之驅動電壓 提南至其臨界電壓值之上，藉以提昇晝素之對比值，進而 改善液晶顯示器之顯示品質。 有鑑於此，本發明提種轉方法，其適於驅動 -液晶齡器内之—畫素，其中當施加於晝素之偏壓大於 Ss界偏[日^ ’此畫素内之液晶分子會異常排列。此驅動 方法係依序提㈣個偏晝素，贿晝素之_電壓由 一初始電壓值逐步達到一目標電壓值，其中所提供之第一 個偏壓係小於臨界碰，且目標電壓值無始電壓值之間 的壓差係大於臨界偏壓。 …本發明更提出-種驅動方法，其適於驅動一液晶顯 不器之-晝素’其巾當施加於晝素之偏壓大於—臨界偏壓 時，畫素内之液晶分子會異常排列。首先，儲存前一圖樞 晝面之影像資料，以求得一初始灰階值，並且接收一圖櫂 畫面之影像資料，以求得一目標灰階值。接著，比較目楳 灰階值、初始灰階值，其中當目標灰階值所對應之一目楳 電壓值與初始灰階值所對應之一初始電壓值之間的壓羞大 於臨界偏壓時，係依序提供多個偏壓於畫素，以使晝素之 驅動電壓由初始電壓值逐步達到目標電壓值，其中所提供 1253619 14104twf 之第一個偏壓係小於臨界偏壓。 ^此外，當目標電壓值與初始電壓值之間的壓差小於 如界偏;^日守·首先，使晝素之驅動電壓由初始電壓值達到 一過載電壓值，其中過載電壓值與初始電壓值之間的壓差 大於目標電壓值與初始電壓值之間的壓差，且過載電壓值 與初始電壓值之間的壓差係小於臨界偏壓；接著，使畫素 之驅動電壓由過載電壓值達到目標電壓值。 在本發明之較佳實施例中，上述之依序提供多個偏 ，於晝素的步驟如下：首先，使晝素之驅動電壓由初始電 壓值達到一中間電壓值，其中中間電壓值與初始電壓值之 間的壓差係小於臨界偏壓；接著，使晝素之驅動電壓由中 間電壓值達到目標電壓值。 基於上述，本發明係以分階段提供偏壓的方式來使 晝素之驅動電壓逐步達到一目標電壓值，其中所提供之第 一個偏壓係小於臨界偏壓，因此可避免液晶轉向錯誤，以 縮短畫素之反應時間。此外，由於目標電壓值與初始電壓 值之間的壓差可大於臨界偏壓，因此晝素之驅動電壓將突 破原有之臨界電壓值，使得晝素之亮度對比值獲得提昇。 另外，本發明更可結合過載驅動技術，以全面提昇液晶顯 示器的反應速度，進而提供較佳的顯示效能。 為壤本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明 顯易懂’下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 况明如下。 【實施方式】 I2536^f 請參考圖3A，其繪不本發明之一種液晶顯示器之畫 素的驅動電壓與時間的關係圖。如圖3A所示，書素在一 圖框時間Tnew内係具有一初始電壓值Vinitiai，其例如是前 一圖框時間T previous 内之驅動電壓值。此外，依據液晶分 子的光電特性’此晝素更具有對應於初始電壓值v. .t. ι之 一臨界偏壓△vlimit，其中當驅動電壓之瞬間變化(偏壓）大 於此臨界偏壓Δν1ίπ^時，此晝素内之液晶分子會異常排 列。有鑑於此，本發明之驅動方法係以分階段提供偏壓的 方式來使晝素之驅動電壓突破臨界電壓值Vlimit之限制， 而達到較高之目標電壓值vtarget，其中臨界電壓值％㈣係 指初始電壓值vinitial加上臨界偏壓所得之一電壓 值。首先，在時間tl時，提供一第一偏壓，使得原 有之初始電壓值在加上第一偏壓八\^之後上升至一中間 電壓值Vmid ’其中△ V\ < △ Vlimit。接著，在時間t2時， k供^弟^一偏麼△v] ’使付驅動電壓再由中間電壓值v d 上升至目標電壓值v_et。 值得一提的是，由於不同之初始電壓值係對應有不 同的臨界偏壓，因此當驅動電壓上升至中間電壓值Vmid 時’其亦可被視為是另一初始電壓值，而對應具有另一臨 界偏壓△Viimid未綠示），故後續所施加之第二偏壓AV2 理應小於此臨界偏壓△Viimit〆未繪示）。當然，前述習知之 液晶排列異常或晝素之反應時間變慢等問題通常見於初始 電壓(初始亮度值)較低之情形下，因此對於第一偏壓 的控制往往比後續施加之偏壓來的重要。 1253619 f 141〇4twt 讀同％參考圖3A與3B，其中圖繪示為圖3A之 晝素的亮度與時間的關係圖。本發明之驅動方法係在時間 tl炱t2之間先對晝素施加較小之一中間電壓值，使 得畫素之焭度係由原先之初始亮度值Yinitial上升至一中間 亮度值Ymid’而待晝素之亮度上升至中間亮度值之 後，再施加目標電壓值Vtarget，使得晝素之亮度可繼續上 升至目軚7C度值Ytarget。其中，由於本發明之驅動方法所 提供之第一偏壓AVi小於臨界偏壓，因此可使得 晝素内之液晶分子正常地作動，而畫素顯示之亮度可順利 上升至所需之目標亮度值Ytarget。 承上所述，本發明之驅動方法可突破臨界偏壓的限 制，並可避免液晶分子發生轉向錯誤，而導致晝素反應時 間變慢或影像滯留等問題。請參考圖4與圖5,其中圖4 繪示為分別使用本發明與習知之驅動方法之一垂直配向式 (Vertically Alignment mode)液晶顯示器的灰階值與其所對 應之反應時間的關係圖，而圖5繪示此液晶顯示器之灰階 值與驅動電壓的關係圖。如圖4所示，橫座標所表示的為 液晶顯不器之灰階值，而縱座標表示當液晶顯示器之灰階 值由零灰階提昇至橫座標上所標示之灰階值時，其所需的 反應時間。在低灰階變化之區段中，反應時間係與灰階值 成負相關的關係，亦即當灰階值愈大時，其驅動電壓較高 2口圖5所示），而液晶顯示器之反應時間相對較短。然而， 田灰階值達到例如圖中所示之244灰階以上時，習知之液 晶顯示器卻可能因為施加的偏壓過大，而發生液晶分子轉 I2536^4twf 向錯誤，導致反應時間反而變長之情形(如曲線搬所示）。 相對地，藉由本發明之_方法，仍可在高灰階值的情形 下，維持較短的反應時間，以確保液晶顯示器之顯示品質 (如曲線404所示）。 、 值知一提的疋，雖然本發明之上述實施例是以垂直 配向式之液晶顯示时舉例制，但熟悉此技藝者理應能 了解對於其他樣之液晶顯示器，如扭轉向列型 Nematic mode)之液晶顯示器，亦會產生上述瞬間放電之 電壓值超過臨界偏壓㈣致液晶出現轉向錯誤的問題。因 此，本發明之驅動方法所能應用之範疇並不應僅限於上述 之垂直配向式的液晶顯示器。 除上述之較佳貫施例外，本發明所提出之驅動方法 更可遥擇性地結合過載驅動(〇ver的技術，亦即在 相對灰階值較低的情形下，以過載驅動的方式來驅動液晶 顯示器，而在相對灰階值可能超過臨界值的情形下，以本 考X明上述之逐步施加偏壓的驅動方法來驅動液晶顯示器。 請參考圖6，其繪示本發明之一種過載驅動方法之驅 動電壓與時間的關係圖。如圖6所示，晝素之目標電壓值 Vtarget係小於其臨界電壓值Vlimit，當時間tl時，係先使驅 動電壓上升至一過載電壓值vQd，其中此過載電壓值 係介於目標電壓值vtarget與臨界電壓值vlimit之間。如此: 來’將可使晝素内之液晶分子在較短的時間内轉動至目標 電壓值vtarget所對應的旋轉角度，而當液晶分子旋轉至所 對應的角度之後(時間t2)，再使驅動電壓下降至目標電壓 11 ^53619^ ^ 以維持液晶分子的排列狀態。 驅動ϊίί，7 ’麟示本發明之另—種過載驅動方法之 於责+之日、/間的關係圖。本實施例之鶴方法例如適用 =目=壓值V-大於其臨界電壓值I之狀 日寸間11時係先使驅動電壓上升至一中間電 ^值_，其中中間電壓值Vmid係介於 與臨界電壓值V 少鬥拉w + target 壓由中間雷^Jllm 者，於時間t2時，使驅動電 ^值。d係大於目標電壓值ν_。然後，於時間t3時， 再使驅動^由過載電壓值U降至目標賴值乂_。 口此本貝苑例之驅動方法可同時結合階段性施加偏壓之 驅動方式以及過伽動技術，以轉液晶分子之正常作 動。 、請參考圖8，其繪示本發明之較佳實施例中，結合過 載驅動技術與本發明之驅動方法的流程圖。首先，儲存前 一圖框晝面之影像資料(步驟8〇1)，其中此影像資料例如 儲存於一圖框緩衝器(frame buffer)中，之後，可由圖框緩 衝器取得前一圖框畫面之影像資料，以求得一初始灰階值 Ginidal(步驟802)。此外，接收一圖框晝面之影像資料，以 求得一目標灰階值Gtarget(步驟804)。然後，比較目標灰階 值Gtarget與初始灰階值Ginitiai (步驟806)，若队_〜G_i| >Z\Glimit ’則採用上述本發明之逐步施加偏壓的驅動方式 (步驟808)，而若|Gtarget-Ginitial|<Z\U可採用過载驅 動技術來驅動液晶顯示器（步驟810)。值得注意的是，此 12 >4twf 12536以 處之初始灰階值Gmitiai與目標灰階值&㈣係對應於上述 之初始電壓值U目標賴值v㈣et，而則代 表對應於臨界偏壓之一臨界灰階差值。舉例而言， 如圖4所示之曲線4〇2，其初始灰階值Gin腕例如是〇°灰 階，，在灰階值達到244灰階以上時，其便可能因為施加 的偏壓過大，而發生液晶分子轉向錯誤，導致反應時間變 長’因此其臨界灰階差值例如是244灰階。 請參考圖9，其_分別制f知之軸方式（曲線 902)、本發明之逐步施加偏壓的驅動方式（曲線、過 載驅動技術(轉9〇6)以及㈣結合本發明之驅動方法虫 過載驅動技術(曲線_)的液晶顯示器，其灰階值與所對 ，之反應時間的關係圖’其中橫座標所表示的為液晶顯示 益之灰階值’而縱座標表示當液晶顯示器之灰階值由零灰 階提昇至橫座標上所標示之灰階值時，其所需的反應時 Pf:如曲線如6所示，單獨採用過載驅動技術時，可有效 縮短液晶顯不器在低灰階變化之反應時間，然而當處於由 低灰階到高灰階變化之區段時，其仍會出現液晶分子轉向 錯誤導致反應時間賴之問題。此外，如躲_所示， 當同時結合本發明之鴨方法與過_動技術時，不僅可 在，灰階變化時採用過載驅動技術，以縮短反應時間，亦 I在由低灰階到高灰階變化時，採用逐步施加偏壓的方 ^以避免液晶轉向錯誤’進而將反應時間維持在一定的 亡二，了如此來，將可全面性地加快液晶顯示器在全 火I5白頒不的反應速度，進而提昇其顯示效能。 13 I2536194twf 綜上所述 優點 本發明之驅動方法至少具有下列特徵與 (-）以分階段提供偏壓的方絲使畫叙驅 -目標電壓值’因此可避免晝素内之液晶分子因偏 壓過大而發生錯誤轉向的情形，進而縮短液晶顯示 應時間。 (-)可在;f影響液晶分子之正常作_前提之下，將 晝素之驅動電壓提高至其臨界麵值之上，藉以提昇晝素 之對比值，進而改善液晶顯示器之顯示品質。 —” (三)可結合過载驅動技術’以全面提昇液晶顯示器在 全灰階顯示的反應速度，以提供較佳的顯示效能。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不麟本發明之精 神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1A繪示為習知液晶顯示器之一晝素之驅動電壓與 時間的關係圖。 〃 圖1B繪示為晝素亮度與時間的關係圖。 圖2A繪示為習知另一種晝素之驅動電壓與時間的關 係圖。 圖2B繪示為對應於此驅動電壓之晝素亮度與時間的 關係圖。 圖3A繪示為本發明之一種液晶顯示器之晝素的驅動 14 12536汰f 電壓與時間的關係圖。 圖3a之畫素的亮度與時間的關係圖。 "、、、日不為分別使用本發明與習知之驅動方法之一 ;應=:示器由。灰階值到不同灰階值所對應之 囷5、、、曰示為圖4之液晶顯示器之灰階值與驅動電壓 的關係圖。 *驅動電壓 圖6繪不為本發明之一種過載驅動方法之 與時間的關係圖。 圖7繪示為本發明之另一種過載驅動方法之驅動 壓與時間的關係圖。 圖8繪示為本發明之較佳實施例中，結合過載驅 技術與本發明之驅動方法的流程圖。 别 圖9繪不為分別採用習知之驅動方式、本發明之遂 步施加偏壓的方式、過載驅動技卿及同時結合本發 明之驅動方法與過载驅動技術的液晶顯示H，其由0灰pi 值到不同灰階值所對應之反應時__圖。 " 【主要元件符號說明】

Ginitiai · 初始灰階值 ^target * 目標灰階值 △Glimit :臨界灰階差值 Tnew :圖框時間

Tprevious · 前一圖框時間 ^response :反應時間 15 I2536194twf ti、t2 :時間 vmitial :初始電壓值 vlimit :臨界電壓值 vmid :中間電壓值 :過載電壓值 vtarget :目標電壓值 · S品界偏麼 △Vi :第一偏壓 △v2:第二偏壓 ^initial :初始亮度值 Ymid :中間亮度值 Ytafget ·目標免度值 步驟801 :儲存前一圖框晝面之影像資料 步驟802 :取得前一圖框晝面之影像資料，以求得一 初始灰階值Ginitial 步驟804 :接收一圖框晝面之影像資料，以求得一目 標灰階值G target 步驟806 :比較目標灰階值Gtarget與初始灰階值Gmitial 步驟808 :採用逐步施加偏壓的驅動方式來驅動液晶 顯示器 步驟810 ·採用過載驅動技術來驅動液晶顯不裔 402、404、902、904、906、908 :關係曲線 16

Claims (1)

12536H 十、申請專利範圍： 1·一種驅動方法，適於驅動一液晶顯示器内之—蚩 素，以顯示不同的圖框畫面，其中當施加於該晝素之偏二 大於一臨界偏壓時，該畫素内之液晶分子會1常排列^ 特徵在於： 、 p具 依序提供多數個偏壓於該畫素，以使該畫素之驅動 笔壓由一初始電壓值逐步達到一目標電壓值，其中所提供 之第一個偏壓係小於該臨界偏壓，且該目標電壓值與該初 始電壓值之間的壓差係大於該臨界偏壓。 2·如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，其中依序 提供該些偏壓於該晝素的步驟包括： 使该晝素之驅動電壓由該初始電壓值達到一中間電 壓值’其中該中間電壓值與該初始電壓值之間的壓差係小 於該臨界偏壓；以及 使該晝素之驅動電壓由該中間電壓值達到該目標電 壓值。 3·—種驅動方法，適於驅動一液晶顯示器之一畫素， 其中當施加於該晝素之偏壓大於一臨界偏壓時，該晝素内 之液ΗΘ分子會異常排列，該驅動方法包括： 儲存前一圖框晝面之影像資料，以求得一初始灰階 值； 接收一圖框晝面之影像資料，以求得一目標灰階值； 以及 比較該目標灰階值、該初始灰階值，其中當該目標 17 1253619 14104twf 灰階值所對應之一目標電壓值與該初始灰階值所對應之一 初始電壓值之間的壓差大於該臨界偏壓時，係依序提供多 數個偏壓於该晝素，以使該晝素之驅動電壓由該初始電壓 值1^步達到该目標電壓值，其中所提供之第一個偏壓係小 於該臨界偏壓。 4·如申請專利範圍第3項所述之驅動方法，其中依序 提供該些偏壓於該畫素的步驟包括： 使該晝素之驅動電壓由該初始電壓值達到一中間電 壓值，其中該中間電壓值與該初始電壓值之間的壓差係小 於該臨界偏壓；以及 使该晝素之驅動電壓由該中間電壓值達到該目標電 壓值。 5·如申請專利範圍第3項所述之驅動方法，其中當該 目標灰階值所對應之該目標電壓值與該初始灰階值所對應 之該初始電壓值之間的壓差小於該臨界偏壓時，該驅動方 法包括： 使該晝素之驅動電壓由該初始電壓值達到一過載電 壓值’其中該過載電壓值與該初始電壓值之間的壓差大於 该目標電壓值與該初始電壓值之間的壓差，且該過載電壓 值與該初始電壓值之間的壓差係小於該臨界偏壓；以及 使該晝素之驅動電壓由該過載電壓值達到該目標電 壓值。 6·如申請專利範圍第3項所述之驅動方法，其中依序 提供該些偏壓於該畫素的步驟包括： 18 I2536H 使該畫素之驅動電壓由該初始電壓值達到一中間電 壓值，其中該中間電壓值與該初始電壓值之間的壓差係小 於該臨界偏壓； 使該畫素之驅動電壓由該中間電壓值達到一過載電 壓值；以及 使該晝素之驅動電壓由該過載電壓值達到該目標電 壓值。 19