TWI406237B - 液晶顯示器的資料調整裝置及其資料調整方法 - Google Patents

Description

液晶顯示器的資料調整裝置及其資料調整方法

本發明是有關於一種液晶顯示器，且特別是有關於一種液晶顯示器的資料調整技術。

近年來，隨著半導體產業的發展，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)已相當普及。由於液晶顯示器的液晶分子反應速度過慢，因此容易造成模糊殘影現象。有鑑於此，傳統技術則利用過驅動(Over Drive)技術來改善此問題。以下配合圖式作進一步的說明。

圖1是習知的一種液晶顯示器的資料調整裝置的示意圖。請參照圖1，資料調整裝置10由調整單元20與記憶單元30所構成。記憶單元30用以儲存目前期間的輸入資料，並提供前一期間所儲存的輸入資料給調整單元20。調整單元20可依據目前期間的輸入資料以及記憶單元30所提供的前一期間的輸入資料，利用查表法產生輸出資料。

假設第一、二、三、四、五、六期間的圖框的輸入資料的灰階分別為10、50、50、50、50、50。表一為習知各期間的輸入資料與輸出資料的整理表。圖2是習知液晶顯示器所呈現的光強度示意圖。請合併參照表一、圖1與圖2。圖2中，曲線201為習知各期間的輸出資料，曲線202為習知的液晶顯示器所呈現的光強度。

表一 習知各期間的輸入資料與輸出資料的整理表

在第一期間時，記憶單元30可儲存第一期間的輸入資料(灰階為10)。調整單元20可依據第一期間的輸入資料(灰階為10)以及記憶單元30所提供的前一期間的輸入資料來產生輸出資料。但由於前一期間記憶單元30並無儲存資料，因此在第一期間，調整單元20會產生灰階為10的輸出資料。

在第二期間，調整單元20可依據第二期間的輸入資料(灰階為50)以及記憶單元30所提供的前一期間的輸入資料(灰階為10)來產生第二期間的輸出資料(灰階為60)。另外，記憶單元30可儲存第二期間的輸入資料(灰階為50)。以此類推，第三、四、五、六期間的輸出資料的灰階分別為50、50、50、50。

值得一提的是，液晶分子前後期間所接收到的電壓落差過大時，瞬間會產生不規則的傾倒，需經過一段時間後液晶分子才會形成固定方向傾斜。因此在第二期間，資料調整裝置10雖然利用過驅動技術，使液晶顯示器所呈現的光強度達到理想的灰階(50)。但此時，液晶分子會處於 非穩態的狀態，部分液晶分子還在振盪，需要數個期間液晶分子才能漸漸穩定，導致第二期間光強度升高之後卻會在第三期間突然下降。因此雖然第三、四、五、六期間的輸出資料的灰階雖然是50，但是卻需等到第五期間甚至第六期間液晶顯示器所顯示的光強度才會到達50。

為了改善上述問題，美國專利第US 6,977,636 B2號提出了利用多個記憶單元來儲存多期間的輸入資料，接著利用調整單元依據多個期間的輸入資料來產生輸出資料。以下配合圖式作更詳細的說明。

圖3是習知的另一種液晶顯示器的資料調整裝置的示意圖。請合併參照圖1與圖3，資料調整裝置11由調整單元20與記憶單元30、31、32所構成。記憶單元30、31、32可輪流儲存各期間的輸入資料。調整單元20再依據記憶單元30所提供的前二期間的輸入資料、記憶單元31所提供的前一期間的輸入資料與記憶單元32所提供的目前期間的輸入資料，利用查表法產生目前期間的輸出資料。此作法雖可更稍微改善前述問題，但卻必須增設記憶單元，相當耗費成本。

本發明提供一種液晶顯示器的資料調整裝置，藉以提高動態畫質。

本發明提供一種資料調整方法，藉以提高動態畫質。

本發明提出一種液晶顯示器的資料調整裝置，包括第一調整單元與第二調整單元。第一調整單元依據第一期間 的調整資料與第二期間的輸入資料產生第二期間的調整資料。第二調整單元耦接第一調整單元，依據第一期間的調整資料與第二期間的調整資料產生第二期間的輸出資料。

在本發明的一實施例中，第一調整單元依據第二期間的調整資料與第三期間的輸入資料產生第三期間的調整資料。第二調整單元依據第二期間的調整資料與第三期間的調整資料產生第三期間的輸出資料。

在本發明的一實施例中，資料調整裝置更包括記憶單元。記憶單元耦接第一調整單元與第二調整單元，用以延遲第一調整單元所輸出的調整資料，並據以提供給第二調整單元與第一調整單元。在另一實施例中，記憶單元為圖框緩衝器。

在本發明的一實施例中，第一調整單元具有第一對應表，此第一對應表依據第一期間的調整資料與第二期間的輸入資料產生第二期間的調整資料。在另一實施例中，第二調整單元具有第二對應表，此第二對應表依據第一期間的調整資料與第二期間的調整資料產生第二期間的輸出資料。

在本發明的一實施例中，第一調整單元將第一期間的調整資料與第二期間的輸入資料代入第一運算規則，藉以計算第二期間的調整資料。在另一實施例中，第二調整單元將第一期間的調整資料與第二期間的調整資料代入第二運算規則，藉以計算第二期間的輸出資料。

從另一觀點來看，本發明提供一種資料調整方法，適 用於液晶顯示器。資料調整方法包括依據第一期間的調整資料與第二期間的輸入資料產生第二期間的調整資料。另外，依據第一期間的調整資料與第二期間的調整資料產生第二期間的輸出資料。

本發明因採用兩個調整單元，第一調整單元依據第一期間的調整資料與第二期間的輸入資料產生第二期間的調整資料。另外，第二調整單元依據第一期間的調整資料與第二期間的調整資料產生第二期間的輸出資料。因此可提升動態影像畫質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉幾個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第一實施例

圖4是依照本發明的第一實施例的一種液晶顯示器的資料調整裝置的示意圖。請參照圖4，資料調整裝置12包括調整單元21、22與記憶單元33。本實施例中，記憶單元33以圖框緩衝器(Frame Buffer)為例進行說明。記憶單元33耦接調整單元21與22，用以延遲調整單元21所輸出的調整資料，並據以提供給調整單元21與22。更詳細地說，記憶單元33可提供前一期間所儲存的調整資料給調整單元21與22，並儲存調整單元21於目前期間所輸出的調整資料。

承上述，調整單元21依據記憶單元33所提供的前一期間的調整資料與目前期間的輸入資料，藉以產生目前期 間的調整資料給記憶單元33與調整單元22。調整單元22耦接調整單元21，可依據調整單元21所提供的目前期間的調整資料與記憶單元33所提供的前一期間的調整資料，產生目前期間的輸出資料。本實施例中，調整單元21可利用查表(Look-up Table)方式來產生調整資料，調整單元22亦可利用查表方式來產生輸出資料。

圖5是依照本發明的第一實施例的資料調整方法的流程圖。表二為第一實施例中各期間的輸入資料、調整資料與輸出資料的整理表。請合併參照圖4、圖5與表二。假設第一、二、三期間的圖框的輸入資料的灰階分別為10、50、50。

首先由步驟S501，在第一期間時，調整單元21可依據第一期間的輸入資料(灰階為10)以及記憶單元33所提供的前一期間的調整資料來產生第一期間的調整資料。但由於前一期間記憶單元33並無儲存資料，因此在第一期間，調整單元21會產生灰階為10的調整資料。此外，在第一期間，記憶單元33可儲存調整單元21所輸出的調整資料(灰階為10)。另外由步驟S502，調整單元22可依 據調整單元21所提供的第一期間的調整資料(灰階為10)以及記憶單元33所提供的前一期間的調整資料來產生第一期間的輸出資料。但由於前一期間記憶單元33並無儲存資料，因此在第一期間，調整單元22會產生灰階為10的輸出資料。

以此類推，在第二期間，調整單元21可依據第二期間的輸入資料(灰階為50)以及記憶單元33所提供的第一期間的調整資料(灰階為10)來產生第二期間的調整資料(灰階為40)(步驟S501)。此外，在第二期間，記憶單元33可儲存調整單元21所輸出的調整資料(灰階為40)。另外，調整單元22可依據調整單元21所提供的第二期間的調整資料(灰階為40)以及記憶單元33所提供的第一期間的調整資料(灰階為10)來產生第二期間的輸出資料(灰階為60)(步驟S502)。

在第三期間，調整單元21可依據第三期間的輸入資料(灰階為50)以及記憶單元33所提供的第二期間的輸入資料(灰階為40)來產生第三期間的調整資料(灰階為50)(步驟S501)。此外，在第三期間，記憶單元33可儲存調整單元21所輸出的調整資料(灰階為50)。另外，調整單元22可依據調整單元21所提供的第三期間的調整資料(灰階為50)以及記憶單元33所提供的第二期間的調整資料(灰階為40)來產生第三期間的輸出資料(灰階為55)(步驟S502)。以下將本實施例與圖1的習知技術作一比較，以凸顯本實施例的優點。

圖6是第一實施例與習知液晶顯示器所呈現的光強度的比較示意圖。請參照圖6，曲線601是本實施例的各期間輸出資料，曲線602是本實施例的液晶顯示器所呈現的光強度。曲線603是習知的各期間輸出資料，曲線604是習知的液晶顯示器所呈現的光強度。

值得注意的是，本實施例與習知在第一、二、三期間的輸入資料的灰階皆相同，其灰階分別為10、50、50。由於習知是採用前一期間與目前期間的輸入資料來產生目前期間的輸出資料。因此在第三期間時，習知僅會依據第二期間的輸入資料與第三期間的輸入資料來產生第三期間的輸出資料。又由於第二期間與第三期間的輸入資料相同，因此習知在第三期間的輸出資料會相同於第二期間與第三期間的輸入資料，並無法補償液晶分子振盪的問題。

然而，本實施例在第三期間時，則是採用第二期間的調整資料與第三期間的輸入資料來產生第三期間的調整資料，再利用第三期間的調整資料與第二期間的調整資料來產生第三期間的輸出資料。由於第二期間的調整資料是由第二期間的輸入資料與第一期間的調整資料所產生，而第一期間的調整資料又是由第一期間的輸入資料與第一期間的前一期間的調整資料所產生...，以此類推不再贅述。因此本實施例在第三期間的輸出資料所依據的資料至少包括了第一期間至第三期間的輸入資料。故，即便第二期間與第三期間的輸入資料相同，但由於第一期間至第二期間的 輸入資料差異過大，因此本實施例在第三期間依然能夠適當地對液晶振盪所發生的光強度突降進行補償，進而改善亮紋或暗紋的殘影問題，藉以提高動態影像畫質。以下再將本實施例與圖3的習知技術作一比較，以凸顯本實施例的優點。

圖3的習知技術採用了多個記憶單元來儲存各期間的輸入資料，藉以產生輸出資料。也就是說若要儲存愈多期間的輸入資料則必須增設相對應數量的記憶單元，此作法相當耗費成本。

然而，本實施例卻僅用了記憶單元33，並利用二次調整與回授技術，即可依據多個期間的輸入資料，藉以產生輸出資料。因此不但可大幅節省成本，更可提升動態影像畫質。以下提供第一實施例中，調整單元21與22的部分對應表供熟習本領域技術者參詳。

表三是本發明的第一實施例的調整單元21所具有的部分對應表。表四是本發明的第一實施例的調整單元22所具有的部分對應表。請再參照圖4，本實施例中，調整單元21可將目前期間的輸入資料與記憶單元33所提供的前一期間的調整資料代入表三的對應表，以查表方式產生目前期間的調整資料。此外，調整單元22可將調整單元21所提供的目前期間的調整資料與記憶單元33所提供的前一期間的調整資料代入表四的對應表，以查表方式產生目前期間的輸出資料。

請參照表三，舉例來說，當調整單元21接收到記憶單元33所提供的前一期間的調整資料(灰階為128)，且目前期間的輸入資料(灰階為224)，調整單元21則會輸出灰階為212的調整資料。又例如，當調整單元21接收到記憶單元33所提供的前一期間的調整資料(灰階為224)，且目前期間的輸入資料(灰階為32)，調整單元21則會輸出灰階為52的調整資料。

請參照表四，舉例來說，當調整單元22接收到記憶單元33所提供的前一期間的調整資料(灰階為96)，且目前期間的調整資料(灰階為32)，調整單元22則會輸出灰階為22的輸出資料。又例如，當調整單元22接收到記憶單元33所提供的前一期間的調整資料(灰階為32)，且目前期間的調整資料(灰階為96)，調整單元22則會輸出灰階為126的輸出資料。

表四 第一實施例的調整單元22所具有的部分對應表

值得一提的是，雖然上述實施例中已經對液晶顯示器的資料調整裝置及其方法描繪出了一個可能的型態，但所屬技術領域中具有通常知識者應當知道，各廠商對於資料調整裝置及其方法的設計都不一樣，因此本發明的應用當不限制於此種可能的型態。換言之，只要是依據前一期間的調整資料與目前期間的輸入資料藉以產生目前期間的調整資料，並利用目前期間的調整資料與前一期間的調整資料來產生目前期間的輸出資料就已經是符合了本發明的精神所在。以下再舉幾個實施例以便本領域具有通常知識者能夠更進一步的了解本發明的精神，並實施本發明。

第二實施例

請再參照圖4，第一實施例調整單元21、22所使用的對應表僅是一種選擇實施例，在其他實施例中熟習本領域技術者可依其需求變更調整單元21、22所使用的對應表。舉例來說，當本發明的精神應用於慢速液晶或是高頻處理(120 Hz)的液晶顯示器時，則更能凸顯本發明的優點。圖7是第二實施例與習知液晶顯示器所呈現的光強度的比 較示意圖。請參照圖7，曲線701是本實施例的各期間輸出資料，曲線702是本實施例的液晶顯示器所呈現的光強度。曲線703是習知的各期間輸出資料，曲線704是習知的液晶顯示器所呈現的光強度。

值得注意的是，本實施例與習知在第一、二、三期間的輸入資料的灰階皆相同，其灰階分別為0、192、192。由於習知是採用前一期間與目前期間的輸入資料來產生目前期間的輸出資料。因此在第三期間時，習知僅會依據第二期間的輸入資料與第三期間的輸入資料來產生第三期間的輸出資料。又由於第二期間與第三期間的輸入資料相同，因此習知在第三期間的輸出資料會相同於第二期間與第三期間的輸入資料。在液晶分子為慢速液晶或液晶顯示器為高頻處理(120 Hz)時，液晶分子無法在短時間內轉至理想的角度，故習知作法會發生拖影現象。

然而，本實施例在第三期間時，則是採用第二期間的調整資料與第三期間的輸入資料來產生第三期間的調整資料，再利用第三期間的調整資料與第二期間的調整資料來產生第三期間的輸出資料。由於第二期間的調整資料是由第二期間的輸入資料與第一期間的調整資料所產生，而第一期間的調整資料又是由第一期間的輸入資料與第一期間的前一期間的調整資料所產生...，以此類推不再贅述。因此本實施例在第三期間的輸出資料所依據的資料至少包括了第一期間至第三期間的輸入資料。故，即便第二期間與第三期間的輸入資料相同，但由於第一期間至第二期間的 輸入資料差異過大，因此本實施例在第三期間依然能夠用過驅動技術進行亮度補償，藉以縮短液晶分子的反應期間。

以下提供第二實施例中，調整單元21與22的部分對應表供熟習本領域技術者參詳。表五是本發明的第二實施例的調整單元21所具有的部分對應表。表六是本發明的第二實施例的調整單元22所具有的部分對應表。

第三實施例

熟習本領域技術者應當知道，在習知技術中常會使用較強的過驅動方式藉以縮短液晶的反應時間，然而當使用較強的過驅動方式時，亦導致畫面較理想畫面更亮，進而產生亮殘影。

請再參照圖4，在第三實施例中，亦藉由改變調整單元21、22的對應表，藉以改善習知的亮殘影問題，例如圖8是第三實施例與習知液晶顯示器所呈現的光強度的比較示意圖。請參照圖8，曲線801是本實施例的各期間輸出資料，曲線802是本實施例的液晶顯示器所呈現的光強度。曲線803是習知的各期間輸出資料，曲線804是習知的液晶顯示器所呈現的光強度。

值得注意的是，本實施例與習知在第一、二、三期間的輸入資料的灰階皆相同，其灰階分別為10、50、50。由於習知是採用前一期間與目前期間的輸入資料來產生目前期間的輸出資料。因此在第三期間時，習知僅會依據第二期間的輸入資料與第三期間的輸入資料來產生第三期間的輸出資料。又由於第二期間與第三期間的輸入資料相同，因此習知在第三期間的輸出資料會相同於第二期間與第三期間的輸入資料。在第二期間習知採用了較強的過驅動方式，因此液晶顯示器所呈現的畫面會較理想畫面來得亮。進而造成亮殘影現象。

然而，本實施例在第三期間時，則是採用第二期間的調整資料與第三期間的輸入資料來產生第三期間的調整資料，再利用第三期間的調整資料與第二期間的調整資料來 產生第三期間的輸出資料。由於第二期間的調整資料是由第二期間的輸入資料與第一期間的調整資料所產生，而第一期間的調整資料又是由第一期間的輸入資料與第一期間的前一期間的調整資料所產生...，以此類推不再贅述。因此本實施例在第三期間的輸出資料所依據的資料至少包括了第一期間至第三期間的輸入資料。故，即便第二期間與第三期間的輸入資料相同，但由於第二期間採用了較強的過驅動方式，因此本實施例在第三期間依然能夠用過驅動技術進行亮度補償，藉以改善亮殘影現象。

以下提供第三實施例中，調整單元21與22的部分對應表供熟習本領域技術者參詳。表七是本發明的第三實施例的調整單元21所具有的部分對應表。表八是本發明的第三實施例的調整單元22所具有的部分對應表。

請再參照圖4，值得一提的是，上述諸實施例中，調整單元21、22皆是利用對應表來分別產生調整資料或輸出資料，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，調整單元21亦可將輸入資料與前一期間的調整資料代入預先設定好的運算規則，藉以產生目前期間的調整資料。調整單元22亦可將目前期間的調整資料與前一期間的調整資料代入預先設定好的運算規則，藉以產生目前期間的輸出資料。如此一來也能夠達成與上述諸實施例相類似的功效。

綜上所述，本發明依據前一期間的調整資料與目前期間的輸入資料藉以產生目前期間的調整資料，並利用目前期間的調整資料與前一期間的調整資料來產生目前期間的輸出資料，因此目前期間的輸出資料包括了多個期間的輸入資料的資訊，因此能更佳彈性地調整輸出資料，藉以提升動態影像的畫質。此外，本發明的諸實施例至少具有下列優點：

1.利用單一記憶單元並搭配二次調整與回授技術， 即可依據多個期間的輸入資料，藉以產生輸出資料。因此不但可大幅節省成本，更可提升動態影像畫質。

2.習知技術使用過驅動技術時，液晶分子會有不穩定的現象，造成畫面中物體邊緣出現亮或暗紋拖影情形，本發明的第一實施例可改善此問題，提高動態畫質。

3.在慢速液晶或高頻處理(120 Hz)的液晶顯示器，液晶分子不易在短期間內轉動至理想角度，本發明的第二實施例可加速液晶的反應時間。

4.習知當採用較強的過驅動技術時，易產生亮殘影。本發明的第三實施例可只強化畫面邊緣(灰階變化大)的部分，並縮短殘影現象，使動態畫面更加銳利。

雖然本發明已以幾個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10~12‧‧‧資料調整裝置

20~22‧‧‧調整單元

30~33‧‧‧記憶單元

201、202、601~604、701~704、801~804‧‧‧曲線

S501、S502‧‧‧資料調整方法的各步驟

圖1是習知的一種液晶顯示器的資料調整裝置的示意圖。

圖2是習知液晶顯示器所呈現的光強度示意圖。

圖3是習知的另一種液晶顯示器的資料調整裝置的示 意圖。

圖4是依照本發明的第一實施例的一種液晶顯示器的資料調整裝置的示意圖。

圖5是依照本發明的第一實施例的資料調整方法的流程圖。

圖6是第一實施例與習知液晶顯示器所呈現的光強度的比較示意圖。

圖7是第二實施例與習知液晶顯示器所呈現的光強度的比較示意圖。

圖8是第三實施例與習知液晶顯示器所呈現的光強度的比較示意圖。

12‧‧‧資料調整裝置

21、22‧‧‧調整單元

33‧‧‧記憶單元

Claims (12)

1. 一種液晶顯示器的資料調整裝置，包括：一第一調整單元，依據一第一期間的調整資料與一第二期間的輸入資料產生該第二期間的調整資料；一第二調整單元，耦接該第一調整單元，依據該第一期間的調整資料與該第二期間的調整資料產生該第二期間的輸出資料；以及一記憶單元，耦接該第一調整單元與該第二調整單元，用以延遲該第一調整單元所輸出的調整資料，並據以提供給該第二調整單元與該第一調整單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的資料調整裝置，其中該第一調整單元依據該第二期間的調整資料與一第三期間的輸入資料產生該第三期間的調整資料；該第二調整單元依據該第二期間的調整資料與該第三期間的調整資料產生該第三期間的輸出資料。
3. 如申請專利範圍第1項所述的資料調整裝置，其中該記憶單元為一圖框緩衝器。
4. 如申請專利範圍第1項所述的資料調整裝置，其中該第一調整單元具有一對應表，該對應表依據該第一期間的調整資料與該第二期間的輸入資料產生該第二期間的調整資料。
5. 如申請專利範圍第1項所述的資料調整裝置，其中該第二調整單元具有一對應表，該對應表依據該第一期間的調整資料與該第二期間的調整資料產生該第二期間的輸 出資料。
6. 如申請專利範圍第1項所述的資料調整裝置，其中該第一調整單元將該第一期間的調整資料與該第二期間的輸入資料代入一運算規則，藉以計算該第二期間的調整資料。
7. 如申請專利範圍第1項所述的資料調整裝置，其中該第二調整單元將該第一期間的調整資料與該第二期間的調整資料代入一運算規則，藉以計算該第二期間的輸出資料。
8. 一種資料調整方法，適用於一液晶顯示器，該資料調整方法，包括：延遲一第一期間的輸出資料，並據以產生一第一期間的調整資料；依據該第一期間的調整資料與一第二期間的輸入資料產生該第二期間的調整資料；以及依據該第一期間的調整資料與該第二期間的調整資料產生該第二期間的輸出資料。
9. 如申請專利範圍第8項所述的資料調整方法，更包括：依據該第二期間的調整資料與一第三期間的輸入資料產生該第三期間的調整資料；以及依據該第二期間的調整資料與該第三期間的調整資料產生該第三期間的輸出資料。
10. 如申請專利範圍第9項所述的資料調整方法，其中 該第一期間為該第二期間的前一個期間，該第三期間為該第二期間的後一個期間。
11. 如申請專利範圍第8項所述的資料調整方法，其中依據該第一期間的調整資料與該第二期間的輸入資料產生該第二期間的調整資料的步驟，包括：將該第一期間的調整資料與該第二期間的輸入資料代入一對應表或一運算規則，藉以產生該第二期間的調整資料。
12. 如申請專利範圍第8項所述的資料調整方法，其中依據該第一期間的調整資料與該第二期間的調整資料產生該第二期間的輸出資料的步驟，包括：將該第一期間的調整資料與該第二期間的調整資料代入一對應表或一運算規則，藉以產生該第二期間的輸出資料。