TWI381358B - 液晶顯示面板之驅動方法及其液晶顯示器 - Google Patents

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Description

液晶顯示面板之驅動方法及其液晶顯示器
本發明是有關於一種平面顯示技術，且特別是有關於一種液晶顯示面板之驅動方法及其液晶顯示器。
隨著光電與半導體技術的演進，所以帶動了平面顯示器之蓬勃發展，而在諸多平面顯示器中，液晶顯示器因具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優越特性，隨即已成為市場之主流。液晶顯示器一般包括液晶顯示面板與背光模組，而由於液晶顯示面板本身並不具備自發光的特性，因此必須將背光模組配置在液晶顯示面板下方，藉以提供液晶顯示面板所需之面光源，如此液晶顯示器才能顯示影像給使用者觀看。
傳統液晶顯示器之背光模組提供給液晶顯示面板所需之面光源的設計原理一般為提供一個白光，接著再透過液晶顯示面板內各畫素(pixel)位置上的彩色濾光片(color filter)後，各畫素即可顯示其所欲呈現的色彩。也亦因如此，在每一個畫素位置上就必需設置紅、綠、藍三色的彩色濾光片，而如此作法不僅會較為耗費製作成本，且經過彩色濾光片後各畫素顯示的穿透率也會比較低。
於是，在近期所設計出的液晶顯示器中，有人便提出以發光二極體(LED)的背光源來取代白光的背光源以顯示各畫素的色彩。也就是說，將彩色濾光片在空間軸上混色的作法，亦即空間軸上紅、綠、藍三色的三個子畫素在 小於人眼視角的範圍內混色，改為經由發光二極體的背光源在時間軸上的混色，亦即在人眼視覺暫留的時間範圍內，將紅、綠、藍三色的影像在時間軸上快速切換以產生混色的效果。
舉例來說，若以顯示動態影像每秒60張畫面為例，在時間軸上快速切換紅、綠、藍三色之影像的作法，其畫面更新率就必需從原有空間軸上混色的16.67ms(1/60秒)提升至5.56ms(1/180秒)，而此種驅動方式一般也稱為色序法(Color Sequential Method)，所以依此設計條件下便不需設置彩色濾光片在液晶顯示面板內各畫素(pixel)的位置上，藉此即可提升各像素顯示的穿透率。
然而，由於現今液晶顯示面板各畫素之液晶分子的反應速度並不夠快之緣故，所以在相同資料訊號供應至液晶顯示面板之各畫素時，其會造成液晶顯示面板之第一列畫素的亮度逐漸消暗至最後一列畫素，亦即亮度不一，進而導致色序型液晶顯示器(Color Sequential LCD)所呈現的畫面品質低劣。也亦因如此，一般色序型液晶顯示器皆會面臨到其整體顯示亮度不平均的問題。
有鑑於此，本發明的目的就是提供一種液晶顯示面板的驅動方法及其液晶顯示器，其藉由依序提供多數個開啟時間非為固定的掃描訊號至液晶顯示面板的方式，藉以來達到使色序型液晶顯示器的整體顯示亮度平均。
基於上述及其所欲達成之目的，本發明提出一種液晶 顯示面板之驅動方法，其包括下列步驟：首先，依序提供多數個掃描訊號，並依據一段補償時間來調整這些掃描訊號除了最後一個掃描訊號外的開啟時間，藉以致使這些掃描訊號的開啟時間非為固定。接著，將這些開啟時間非為固定的掃描訊號依序提供至液晶顯示面板，藉以逐一開啟液晶顯示面板的多列畫素。
從另一觀點來看，本發明提供一種液晶顯示器，其包括液晶顯示面板與閘極驅動器。其中，液晶顯示面板具有多數個以矩陣方式排列而成的畫素，而閘極驅動器會耦接至液晶顯示面板，並受控於時序控制器。此閘極驅動器用以依序輸出多數個開啟時間非為固定的掃描訊號至液晶顯示面板，藉以逐一開啟液晶顯示面板的多列畫素。
於本發明的一實施例中，液晶顯示器更包括補償模組，其耦接時序控制器，並用以決定一段補償時間。其中，時序控制器會依據所述補償時間來調整所述掃描訊號除了最後一個掃描訊號外的開啟時間，藉以致使所述掃描訊號的開啟時間非為固定。
於本發明的一實施例中，液晶顯示器更包括源極驅動器，其耦接液晶顯示面板並受控於時序控制器，用以提供資料訊號。
於本發明的一實施例中，液晶顯示器更包括背光模組，其耦接液晶顯示面板並受控於時序控制器，用以提供液晶顯示面板所需的面光源，且此背光模組為發光二極體背光模組。
於上述實施例中，所述補償時間可由以下步驟所決定：首先，提供一個基準掃描訊號至液晶顯示面板的最後一列畫素，並且依據此基準掃描訊號的開啟時間，提供一個資料訊號至液晶顯示面板的最後一列畫素，藉以獲得液晶顯示面板之最後一列畫素的基準穿透率。接著，提供一個測試掃描訊號至液晶顯示面板的第一列畫素，並且依據此試掃描訊號的開啟時間，提供與上述相同的資料訊號至液晶顯示面板的第一列畫素，藉以獲得液晶顯示面板之第一列畫素的測試穿透率，其中所述測試掃描訊號的開啟時間長度短於所述基準掃描訊號的開啟時間長度。
之後，比對所述測試穿透率是否與所述基準穿透率相同，且若比對結果為不相同時，調整所述測試掃描訊號的開啟時間，藉以致使所述測試穿透率實質上與所述基準穿透率相同。最後，將所述基準掃描訊號的開啟時間長度與調整過後的測試掃描訊號之開啟時間長度相減後除以液晶顯示面板之所有掃描線的個數，藉此即可獲得所述補償時間。
於上述實施例中，第(i＋1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度長於第i個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度，i為正整數。
於上述實施例中，第(i＋1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間與第i個調整過後的掃描訊號間可以具有一段非固定的時間間距，且亦可不具有任何的時間間距。
為了要使得色序型液晶顯示器的整體顯示亮度平均， 本發明提出一種液晶顯示面板的驅動方法，其主要是藉由提供多數個開啟時間非為固定的掃描訊號至液晶顯示面板，並且以施加至液晶顯示面板之最後一列畫素的資料電壓所反應的穿透率為基準，進而逐次向上遞減一個補償時間至液晶顯示面板的第一列畫素為止(亦即提供至液晶顯示面板之最後一列畫素的掃描訊號之開啟時間最長，而提供至液晶顯示面板之第一列畫素的掃描訊號之開啟時間最短)，如此再利用調整過後的掃描訊號來逐一開啟液晶顯示面板的多列畫素。
也亦因如此，當施加相同資料電壓至液晶顯示面板之每一列畫素時，液晶顯示面板內各列畫素的亮度實質上就會相同，所以運用本發明所提出之液晶顯示面板的驅動方法的液晶顯示器(例如色序型液晶顯示器)，其整體顯示亮度即能平均。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明所欲達成的技術目的是為了要解決習知色序型液晶顯示器的整體顯示亮度不平均的問題。而以下之內容將針對本案之技術特徵與所欲達成之技術功效做一詳加描述，藉以提供給本發明相關領域之技術人員參詳。
圖1繪示為本發明一實施例之液晶顯示器100的系統方塊圖。請參照圖1，液晶顯示器(LCD)100包括液晶顯 示面板(LCD panel)101、閘極驅動器(gate driver)103、時序控制器(timing controller,T－con)105、補償模組(compensation module)107、源極驅動器(source driver)109，以及背光模組(backlight module)111。其中，液晶顯示面板101內一般具有多數個以矩陣方式排列而成的畫素(i×j，i、j為正整數)。
背光模組111會耦接至液晶顯示面板101，並且受控於時序控制器105。此背光模組111用以提供液晶顯示面板101所需的面光源，且其可以為發光二極體背光模組(LED backiight module)。因此，液晶顯示器100即可為一種色序型液晶顯示器(Color Sequential LCD)。
閘極驅動器103耦接液晶顯示面板101，並受控於時序控制器105。本實施例之閘極驅動器103主要是用以依序輸出多數個開啟時間非為固定的掃描訊號(scan signal)SS1~SSn(n的個數等於j)至液晶顯示面板101，藉以逐一開啟液晶顯示面板101的多列畫素。源極驅動器109耦接液晶顯示面板101，並受控於時序控制器105，用以提供資料訊號(data signal)DS1~DSm(m的個數等於i)至液晶顯示面板101內被閘極驅動器103開啟的列畫素。
為了要使得閘極驅動器103能依序輸出多數個開啟時間非為固定的掃描訊號SS1~SSn。於本實施例中，補償模組107會耦接時序控制器105，並用以決定一段補償時間，而時序控制器105便會依據補償模組107所決定的補償時間來調整閘極驅動器103所輸出之每一掃描訊號SS1~SSn 除了最後一個掃描訊號SSn外的開啟時間，藉以致使閘極驅動器103所輸出之每一掃描訊號SS1~SSn的開啟時間非為固定。
而於此先值得一提的是，在本實施例中，第(i＋1)個(i為正整數)調整過後的掃描訊號之開啟時間長度長於第i個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度。舉例來說，第2個調整過後的掃描訊號SS2之開啟時間長度長於第1個調整過後的掃描訊號SS1之開啟時間長度；第3個調整過後的掃描訊號SS3之開啟時間長度長於第2個調整過後的掃描訊號SS2之開啟時間長度，依此類推之。
然而，閘極驅動器103所輸出的最後一個掃描訊號SSn之開啟時間並不需要調整，容後再仔細解釋之，且閘極驅動器103所輸出的最後一個掃描訊號SSn之開啟時間長度亦會長於第(n－1)個掃描訊號SS(n－1)之開啟時間長度。再者，第(i＋1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間與第i個調整過後的掃描訊號間可以具有一段非固定的時間間距，且亦可不具有任何的時間間距。
舉例來說，第2個調整過後的掃描訊號SS2之開啟時間與第1個調整過後的掃描訊號SS1間可以具有一段非固定的時間間距，亦即掃描訊號SS1開啟液晶顯示面板101之第一列畫素後，必須等待該段非固定的時間間距才會輪到掃描訊號SS2開啟液晶顯示面板101之第二列畫素，依此類推之，並請參照圖2所繪示之各掃描訊號SS1~SSn的波形示意圖即可明瞭。
再者，第2個調整過後的掃描訊號SS2之開啟時間與第1個調整過後的掃描訊號SS1間亦可不具有任何的時間間距，亦即掃描訊號SS1開啟液晶顯示面板101之第一列畫素後，不須等待任何時間間距即可輪到掃描訊號SS2開啟液晶顯示面板101之第二列畫素，依此類推之，並請參照圖3所繪示之各掃描訊號SS1~SSn的波形示意圖即可明瞭。
故基於上述可知，補償模組107所決定的補償時間對於本實施例而言是相當重要的。因此，於本實施例中，補償模組107所決定的補償時間可以透過以下步驟所決定：首先，提供一個基準掃描訊號至液晶顯示面板101的最後一列畫素，並且依據此基準掃描訊號的開啟時間，提供一個資料訊號(亦即由源極驅動器109所提供)至液晶顯示面板101的最後一列畫素，藉以獲得液晶顯示面板101之最後一列畫素的基準穿透率。
接著，提供一個測試掃描訊號至液晶顯示面板101的第一列畫素，並且依據此試掃描訊號的開啟時間，提供與上述相同的資料訊號至液晶顯示面板101的第一列畫素，藉以獲得液晶顯示面板101之第一列畫素的測試穿透率，其中所述測試掃描訊號的開啟時間長度會短於所述基準掃描訊號的開啟時間長度。
之後，比對所述測試穿透率是否與所述基準穿透率相同，且若比對結果為不相同時，調整所述測試掃描訊號的開啟時間，藉以致使所述測試穿透率實質上與所述基準穿 透率相同。最後，再將所述基準掃描訊號的開啟時間長度與調整過後的測試掃描訊號之開啟時間長度相減後除以液晶顯示面板101之所有掃描線的個數(亦即j的個數)，藉此即可獲得所述補償時間。
舉例而言，假設所述基準掃描訊號的開啟時間為b微秒(us)、調整過後的測試掃描訊號之開啟時間為a微秒(us)，而液晶顯示面板101的解析度為1024×768的話，則補償時間即為(b－a)/768微秒(us)。故在此假設條件下，第(n－1)個掃描訊號SS(n－1)的開啟時間即為(b－1個補償時間)微秒、第(n－2)個掃描訊號SS(n－2)的開啟時間即為(b－2個補償時間)微秒、第(n－3)個掃描訊號SS(n－3)的開啟時間即為(b－3個補償時間)微秒...依此類推至第1個掃描訊號的開啟時間即為(b－767個補償時間)微秒而得到所假設的a微秒。
基此可知，由於本實施例是以施加至液晶顯示面板101之最後一列畫素的資料電壓所反應的穿透率為基準，所以閘極驅動器103所輸出之最後一個掃描訊號SSn才不需被調整之，而其餘的掃描訊號SS1~SS(n－1)才需要被調整之，但是，更值得一提的是，由於液晶顯示器100為一種色序型液晶顯示器，所以其畫面更新率即為5.56微秒(1/180秒)。也亦因如此，液晶顯示面板101之最後一列畫素與第一列畫素各別所接收的掃描訊號SSn與SS1的時間相隔就不能超過5.56微秒，而於本實施例中，液晶顯示面板101之最後一列畫素與第一列畫素各別所接收的掃 描訊號SSn與SS1的時間相隔至少5微秒，但不限制於此。
再者，由於閘極驅動器103所輸出的掃描訊號SS1~SSn之開啟時間是由最後一個掃描訊號SSn之開啟時間依次遞減一個補償時間至第一個掃描訊號SS1為止，所以可想而知的是，雖然第一個掃描訊號SS1之開啟時間為最短，但其畫素之液晶分子所擁有的反應時間卻是最長的，反觀之，雖然最後一個掃描訊號SSn之開啟時間為最長，但其畫素之液晶分子所擁有的反應時間卻是最短的，所以在此設計條件的運作底下，當源極驅動器109施加相同資料電壓至液晶顯示面板101之每一列畫素時，液晶顯示面板101內各列畫素的亮度實質上就會相同，如此即可解決習知色序型液晶顯示器整體顯示亮度不平均的問題。
基於上述實施例所揭露的內容，以下將彙整出一種液晶顯示面板的驅動方法給本發明領域具有通常知識者參詳。圖4繪示為本發明一實施例之液晶顯示面板的驅動方法流程圖。請參照圖4，本實施例所提出的液晶顯示面板之驅動方法包括下列步驟：首先，如步驟S401所述，依序提供多數個掃描訊號，並依據一段補償時間來調整這些掃描訊號除了最後一個掃描訊號外的開啟時間，藉以致使這些掃描訊號的開啟時間非為固定。接著，如步驟S402所述，將這些開啟時間非為固定的掃描訊號依序提供至液晶顯示面板，藉以逐一開啟液晶顯示面板的多列畫素。
於本實施例中，所述補償時間可由以下步驟所決定：首先，提供一個基準掃描訊號至液晶顯示面板的最後一列 畫素，並且依據此基準掃描訊號的開啟時間，提供一個資料訊號至液晶顯示面板的最後一列畫素，藉以獲得液晶顯示面板之最後一列畫素的基準穿透率。接著，提供一個測試掃描訊號至液晶顯示面板的第一列畫素，並且依據此測試掃描訊號的開啟時間，提供與上述相同的資料訊號至液晶顯示面板的第一列畫素，藉以獲得液晶顯示面板之第一列畫素的測試穿透率，其中所述測試掃描訊號的開啟時間長度短於所述基準掃描訊號的開啟時間長度。
之後，比對所述測試穿透率是否與所述基準穿透率相同，且若比對結果為不相同時，調整所述測試掃描訊號的開啟時間，藉以致使所述測試穿透率實質上與所述基準穿透率相同。最後，將所述基準掃描訊號的開啟時間長度與調整過後的測試掃描訊號之開啟時間長度相減後除以液晶顯示面板之所有掃描線的個數，藉此即可獲得所述補償時間。
除此之外，於本實施例中，第(i＋1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度長於第i個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度，i為正整數，而第(i＋1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間與第i個調整過後的掃描訊號間可以具有一段非固定的時間間距，且亦可不具有任何的時間間距。
綜上所述，本發明提供一種液晶顯示面板的驅動方法，其主要是藉由提供多數個開啟時間非為固定的掃描訊號至液晶顯示面板，並且以施加至液晶顯示面板之最後一列畫素的資料電壓所反應的穿透率為基準，進而逐次向上 遞減一個補償時間至液晶顯示面板的第一列畫素為止(亦即提供至液晶顯示面板之最後一列畫素的掃描訊號之開啟時間最長，而提供至液晶顯示面板之第一列畫素的掃描訊號之開啟時間最短)，如此再利用調整過後的掃描訊號來逐一開啟液晶顯示面板的多列畫素。
也亦因如此，當施加相同資料電壓至液晶顯示面板之每一列畫素時，液晶顯示面板內各列畫素的亮度實質上就會相同，所以運用本發明所提出之液晶顯示面板的驅動方法的液晶顯示器(例如色序型液晶顯示器)，其整體顯示亮度即能平均。
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，在不脫離本發明之精神和範圍內，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。
100‧‧‧液晶顯示器
101‧‧‧液晶顯示面板
103‧‧‧閘極驅動器
105‧‧‧時序控制器
107‧‧‧補償模組
109‧‧‧源極驅動器
111‧‧‧背光模組
SS1~SSn‧‧‧掃描訊號
DS1~DSm‧‧‧資料訊號
S401~S402‧‧‧本發明一實施例之液晶顯示面板的驅動方法流程圖各步驟
圖1繪示為本發明一實施例之液晶顯示器100的系統方塊圖。
圖2繪示為本發明一實施例之閘極驅動器103所輸出之掃描訊號SS1~SSn的波形示意圖。
圖3繪示為本發明另一實施例之閘極驅動器103所輸出之掃描訊號SS1~SSn的波形示意圖。
圖4繪示為本發明一實施例之液晶顯示面板的驅動方法流程圖。
S401~S402‧‧‧本發明一實施例之液晶顯示面板的驅動方法流程圖各步驟

Claims (7)

  1. 一種液晶顯示面板之驅動方法，包括下列步驟：依序提供多數個掃描訊號，並依據一補償時間來調整該些掃描訊號除了最後一個掃描訊號外的開啟時間，藉以致使該些掃描訊號的開啟時間非為固定；以及將該些開啟時間非為固定的掃描訊號依序提供至該液晶顯示面板，藉以逐一開啟該液晶顯示面板的多列畫素；其中，第(i+1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度長於第i個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度，且第(i+1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間與第i個調整過後的掃描訊號間不具有時間間距，i為正整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之驅動方法，其中該補償時間由以下步驟所決定：提供一基準掃描訊號至該液晶顯示面板的最後一列畫素，並且依據該基準掃描訊號的開啟時間，提供一資料訊號至該液晶顯示面板的最後一列畫素，藉以獲得該液晶顯示面板之最後一列畫素的一基準穿透率；提供一測試掃描訊號至該液晶顯示面板的第一列畫素，並且依據該測試掃描訊號的開啟時間，提供該資料訊號至該液晶顯示面板的第一列畫素，藉以獲得該液晶顯示面板之第一列畫素的一測試穿透率，其中該測試掃描訊號的開啟時間長度短於該基準掃描訊號的開啟時間長度；比對該測試穿透率是否與該基準穿透率相同，且若比對結果為不相同時，調整該測試掃描訊號的開啟時間，藉 以致使該測試穿透率實質上與該基準穿透率相同；以及將該基準掃描訊號的開啟時間長度與調整過後的該測試掃描訊號之開啟時間長度相減後除以該液晶顯示面板之所有掃描線的個數，藉以獲得該補償時間。
  3. 一種液晶顯示器，包括：一液晶顯示面板，具有多數個以矩陣方式排列而成的畫素；一閘極驅動器，耦接該液晶顯示面板，並受控於一時序控制器，用以依序輸出多數個開啟時間非為固定的掃描訊號至該液晶顯示面板，藉以逐一開啟該液晶顯示面板的多列畫素；以及一補償模組，耦接該時序控制器，用以決定一補償時間，其中該時序控制器依據該補償時間來調整該些掃描訊號除了最後一個掃描訊號外的開啟時間，藉以致使該些掃描訊號的開啟時間非為固定；其中，第(i+1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度長於第i個調整過後的掃描訊號之開啟時間長度，第(i+1)個調整過後的掃描訊號之開啟時間與第i個調整過後的掃描訊號間不具有時間間距，i為正整數。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器，其中該補償時間由以下步驟所決定：提供一基準掃描訊號至該液晶顯示面板的最後一列畫素，並且依據該基準掃描訊號的開啟時間，提供一資料訊號至該液晶顯示面板的最後一列畫素，藉以獲得該液晶顯 示面板之最後一列畫素的一基準穿透率；提供一測試掃描訊號至液晶顯示面板的第一列畫素，並且依據該試掃描訊號的開啟時間，提供該資料訊號至該液晶顯示面板的第一列畫素，藉以獲得該液晶顯示面板之第一列畫素的一測試穿透率，其中該測試掃描訊號的開啟時間長度短於該基準掃描訊號的開啟時間長度；比對該測試穿透率是否與該基準穿透率相同，且若比對結果為不相同時，調整該測試掃描訊號的開啟時間，藉以致使該測試穿透率實質上與該基準穿透率相同；以及將該基準掃描訊號的開啟時間長度與調整過後的該測試掃描訊號之開啟時間長度相減後除以該液晶顯示面板之所有掃描線的個數，藉以來獲得該補償時間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，更包括一源極驅動器，耦接該液晶顯示面板。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，更包括一背光模組，耦接該液晶顯示面板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示器，其中該背光模組為一發光二極體背光模組。
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