TWI406242B - 用於色序式液晶顯示器之過驅動裝置及相關方法 - Google Patents

Description

用於色序式液晶顯示器之過驅動裝置及相關方法

本發明係指一種用於色序式液晶顯示器之過驅動裝置及相關方法，尤指一種以單色圖場為單位進行資料存取與比較之過驅動裝置及相關方法。

液晶顯示器具有低操作電壓、低耗電率等優點，因此已有逐漸取代原先厚重的陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)螢幕的趨勢。然而，傳統液晶顯示器在顯示動態影像時常會有殘影的狀況發生，因此業界發展出一種過驅動(Over-drive)方法，其藉由施加一高於原本穩態時所對應的電場強度，來加快液晶的反應速度，以使液晶能在較短的時間內旋轉到預定的角度。

舉例來說，請參考第1圖，第1圖為習知過驅動方法之運作示意圖。假設液晶分子欲由一起始灰階Lx轉換成顯示一目標灰階(Target Level)Ly，習知液晶顯示器通常會產生一驅動電壓V1，以使液晶分子在T1的時間內旋轉至預定的角度來顯示目標灰階Ly，如曲線12所示；然而，此時若改以施加一較大的驅動電壓V2，則液晶分子將會在比T1時間更短的T0時間內，達到顯示目標灰階Ly所需的旋轉角度，如曲線11所示。因此，此種施加過度電場以加快液晶反應速度的驅動方式，可有效改善液晶顯示器動態殘影的現象。

由於過驅動之運作需考慮液晶在前一狀態的圖框(Frame)資料，因此習知技術一般會使用一緩衝記憶體來儲存一先前圖框(Previous Frame)資料，以與一目前圖框(Current Frame)資料做比較，進而計算出所需之過驅動電壓。請參考第2圖，第2圖係習知液晶顯示器之過驅動架構示意圖。如第2圖所示，當液晶顯示器20接收到系統端21所傳送之目前圖框資料時，時序制器22首先會讀取外部緩衝記憶體23中儲存之先前圖框資料，以於比較先前圖框與目前圖框之灰階差異後，從對照表24選取對應的過驅動灰階(或稱為補償灰階)輸出至液晶面板26之驅動電路，而達到過驅動之目的。

然而，上述以完整的彩色畫面為單位來進行資料存取或比較之作法主要係針對具有彩色濾光片之液晶面板，並不適用採用時間混色技術之色序式液晶顯示器。

因此，本發明之目的即在於提供一種用於色序式液晶顯示器之過驅動裝置。

本發明係揭露一種用於一色序式液晶顯示器之過驅動裝置，其包含有一緩衝單元、一查表單元及一驅動控制單元。該緩衝單元用來緩衝當前接收之一第一單色圖場單色圖場資料，並輸出先前儲存之一第二單色圖場單色圖場資料。該查表單元電性連接於該緩衝單元，用來根據當前接收之該第一單色圖場單色圖場資料及該緩衝單元所輸出之該第二單色圖場單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料。該驅動控制單元電性連接於該查表單元，用來輸出該補償圖場資料，以過驅動該色序式液晶顯示器。

本發明另揭露一種用於一色序式液晶顯示器之過驅動方法，其包含有緩衝當前接收之一第一單色圖場資料，並輸出先前儲存之一第二單色圖場資料；根據當前接收之該第一單色圖場資料及先前儲存之該第二單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料；以及輸出該補償圖場資料，以過驅動該色序式液晶顯示器。

本發明另揭露一種用於一色序式液晶顯示器之過驅動裝置，其包含有一同步單元、一查表單元及一驅動控制單元。同步單元用來對一第一單色圖場單色圖場資料及一第二單色圖場單色圖場資料進行同步處理，該第二單色圖場單色圖場資料於時序上係該第一單色圖場單色圖場資料之下一單色圖場單色圖場資料。該查表單元電性連接於該同步單元，用來根據該第一單色圖場單色圖場資料及該第二單色圖場單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料。該驅動控制單元電性連接於該查表單元，用來輸出該補償圖場資料，以過驅動該色序式液晶顯示器。

本發明另揭露一種用於一色序式液晶顯示器之過驅動方法，其包含有對一第一單色圖場資料及一第二單色圖場資料進行同步處理，該第二單色圖場資料於時序上係該第一單色圖場資料之下一單色圖場資料；根據該第一單色圖場資料及該第二單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料；以及輸出該補償圖場資料，以過驅動該色序式液晶顯示器。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「電性連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置電性連接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

請參考第3圖，第3圖為本發明用於色序式(Color Sequential)液晶顯示器之一過驅動(Over-drive)裝置30之示意圖。過驅動裝置30較佳地係設於一時序控制電路(未示於第3圖)中，其包含有一緩衝單元31、一查表單元32及一驅動控制單元33。緩衝單元31用來緩衝當前接收之一第一單色圖場資料F(n)，並輸出先前儲存之一第二單色圖場資料F(n-1)。第一單色圖場資料F(n)於時序上係第二單色圖場資料之下一單色圖場資料F(n-1)。查表單元32電性連接於緩衝單元31，用來根據當前接收之第一單色圖場資料F(n)及緩衝單元31所輸出之第二單色圖場資料F(n-1)，查表產生一補償圖場資料C(n)。驅動控制單元33電性連接於查表單元32，用來輸出補償圖場資料C(n)至一液晶面板34，以過驅動色序式液晶顯示器。

較佳地，緩衝單元31包含有第一圖場記憶體M1、第二圖場記憶體M2及一記憶體控制單元312。圖場記憶體M1、M2之大小皆不大於一單色圖場資料之大小。記憶體控制單元312電性連接於圖場記憶體M1及M2，用來控制圖場記憶體M1、M2之存取，以於一圖場記憶體用來緩衝當前接收之第一單色圖場資料F(n)時，控制另一圖場記憶體輸出先前儲存之第二單色圖場資料F(n-1)。此外，查表單元32另包含有一過驅對照表(Look-Up Table)OD-LUT，用來提供一初始灰階、一目標灰階與一補償灰階間之相對應關係，以形成補償圖場資料C(n)。相關操作係本領域具通常知識者所熟知，於此不多加贅述。

另一方面，過驅動裝置30另包含有一資料排序單元35及一圖框記憶體36。資料排序單元35係用來對系統端所產生之圖框資料進行排序(Sorting)，以依序輸出單色圖場資料F(n-1)及F(n)，例如紅、綠、藍等單色圖場；而圖框記憶體36電性連接於資料排序單元35，則用來暫存已完成排序之單色圖場資料。

因此，本發明過驅動裝置係根據當前單色圖場資料F(n)與先前單色圖場資料F(n-1)之灰階差異，查表產生補償圖場資料C(n)，以提高液晶面板上薄膜電晶體之充放電能力，進而加快液晶的反應速度。如此一來，本發明過驅動裝置不但可有效改善液晶顯示器之動態殘影現象，且由於其以單色圖場為單位來進行資料之存取及比較，因而可大幅地降低所需之記憶體空間。

舉例來說，若色序式液晶顯示器欲以紅─綠─藍之色序進行混色，當時序控制電路接收到第N個圖框之影像資料時，過驅動裝置30首先會透過資料排序電路35對第N個圖框之影像資料進行排序，以輸出對應於第N個圖框之一紅色圖場資料F(n)，並暫存於圖場記憶體M1或M2之中。此時，查表單元32可根據第N個圖框之紅色圖場資料F(n)與暫存於另一圖場記憶體中對應於第(N-1)個圖框之一藍色圖場資料F(n-1)，由過驅對照表OD-LUT選取相對應的補償圖場資料C(n)，以透過驅動控制單元33輸出至液晶面板34。接著，資料排序單元35輸出對應於第N個圖框之一綠色圖場資料，以提供過驅動裝置30將其與紅色圖場資料進行比較，而查表產生下一補償單色圖場資料，以此類推。

此外，請參考第4圖，第4圖係本發明用於色序式液晶顯示器之一過驅動裝置40之示意圖。在第4圖中，系統端之一影像處理電路具有對圖框資料排序之功能，而可依序輸出紅、綠、藍等單色圖場資料至時序控制電路。在此情形下，過驅動裝置40可直接透過緩衝單元41與查表單元42依序產生相對應的補償圖場資料C(n)，而進一步省去資料排序單元及圖框記憶體之成本。過驅動裝置40之操作大致類似於第3圖之過驅動裝置30，於此不多加贅述。

請參考第6圖，第6圖係本發明用於色序式液晶顯示器之一過驅動流程60之實施例示意圖。過驅動流程60係過驅動裝置30及40之一運作流程，其包含有下列步驟：

步驟600：開始。

步驟610：緩衝當前接收之一第一單色圖場資料，並輸出先前儲存之一第二單色圖場資料。

步驟620：根據當前接收之該第一單色圖場資料及先前儲存之該第二單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料。

步驟630：輸出該補償圖場資料，以過驅動色序式液晶顯示器。

步驟640：結束。

關於過驅動流程60之實施方式，已詳細說明於過驅動裝置30及40之實施例中，於此不多加贅述。

請注意，上述實施例僅為本發明之舉例說明，本領域具通常知識者當可視實際需求作適當地修改。舉例來說，請參考第5圖，第5圖係本發明用於色序式液晶顯示器之另一過驅動裝置50之示意圖。相較於第4圖，系統端之影像處理電路除了具有對圖框資料排序之功能外，另可同時送出當前單色圖場資料F(n)及先前單色圖場資料F(n-1)至時序控制電路。在此情形下，過驅動裝置50僅包含有一同步單元51、一查表單元52及一驅動控制單元53。同步單元51係用來對單色圖場資料F(n)及F(n-1)進行同步處理。查表單元52用來根據當前單色圖場資料F(n)及先前單色圖場資料F(n-1)之灰階差異，由過驅對照表OD-LUT選取相對應之補償圖場資料C(n)，以透過驅動控制單元53輸出至液晶面板54，而達到過驅動色序式液晶顯示器之目的。

請參考第7圖，第7圖係本發明用於色序式液晶顯示器之一過驅動流程70之實施例示意圖。過驅動流程70係過驅動裝置50之一運作流程，其包含有下列步驟：

步驟700：開始。

步驟710：對一第一單色圖場資料及一第二單色圖場資料進行同步處理，該第二單色圖場資料於時序上係該第一單色圖場資料之下一單色圖場資料。

步驟720：根據該第一單色圖場資料及該第二單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料。

步驟730：輸出該補償圖場資料，以過驅動色序式液晶顯示器。

步驟740：結束。

關於過驅動流程70之實施方式，已詳細說明於過驅動裝置50之實施例中，於此不多加贅述。

簡言之，本發明係以單色圖場為單位來進行資料之存取及比較，以達到過驅動色序式液晶顯示器之目的，除了可有效改善動態殘影現象之外，另可大幅地降低所需之記憶體空間。因此，本發明亦可將上述過驅動裝置實現於系統端之一影像處理電路中。舉例來說，請參考第8圖，第8圖係本發明實施例一色序式液晶顯示器80之示意圖。色序式液晶顯示裝置80包含有一影像處理電路81、一資料傳輸介面Tx/Rx、一驅動控制單元82及一液晶面板83。影像處理電路81係顯示卡或視訊卡等系統端元件，用來對一影像資料進行影像處理，以產生具有全彩資訊之一圖框資料。影像處理電路81另包含有一資料排序單元84、一記憶體85、一查表單元86及一過驅對照表OD-LUT。資料排序單元84用來對圖框資料進行排序，以輸出一當前單色圖場資料F(n)及一先前單色圖場資料F(n-1)；而圖框記憶體85則用來暫存已完成排序之單色圖場資料。在此情形下，查表單元86用來根據當前單色圖場資料F(n)及先前單色圖場資料F(n-1)之灰階差異，由過驅對照表OD-LUT選取相對應之補償圖場資料C(n)，以透過資料傳輸介面Tx/Rx輸出至驅動控制單元82，而過驅動液晶面板83。如此相對應變化亦屬本發明之範圍。

綜上所述，本發明係提供多種用於色序式液晶顯示器之過驅動架構，以節省時序控制電路所需外掛之記憶體，進而降低生產成本。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Lx．．．起始灰階

Ly．．．目標灰階

V1、V2．．．驅動電壓

T1、T0．．．時間

12、11．．．曲線

21．．．系統端

20．．．液晶顯示器

22．．．時序制器

23．．．緩衝記憶體

24、OD-LUT．．．對照表

26、34、44、54．．．液晶面板

30、40、50．．．過驅動裝置

31、41．．．緩衝單元

32、42、52、86．．．查表單元

33、43、53、82．．．驅動控制單元

F(n)、F(n-1)．．．單色圖場資料

C(n)．．．補償圖場資料

M1、M2．．．第一圖場記憶體、第二圖場記憶體

312、412．．．記憶體控制單元

35．．．資料排序單元

36．．．圖框記憶體

51．．．同步單元

60、70．．．過驅動流程

600～640、700～740．．．步驟

80．．．色序式液晶顯示器

81．．．影像處理電路

Tx/Rx．．．資料傳輸介面

83．．．液晶面板

84．．．資料排序單元

85．．．記憶體

第1圖為習知過驅動方法之運作示意圖。

第2圖係習知液晶顯示器之過驅動架構示意圖。

第3圖為本發明用於色序式液晶顯示器之一過驅動裝置之示意圖。

第4圖係本發明用於色序式液晶顯示器之另一過驅動裝置之示意圖。

第5圖係本發明用於色序式液晶顯示器之又一過驅動裝置之示意圖。

第6圖係本發明用於色序式液晶顯示器之一過驅動流程之實施例示意圖。

第7圖係本發明用於色序式液晶顯示器之另一過驅動流程之實施例示意圖。

第8圖係本發明實施例一色序式液晶顯示器之示意圖。

30．．．過驅動裝置

31．．．緩衝單元

32．．．查表單元

33．．．驅動控制單元

34．．．液晶面板

35．．．資料排序單元

36．．．圖框記憶體

F(n)、F(n-1)．．．單色圖場資料

C(n)．．．補償圖場資料

M1、M2．．．圖場記憶體

312．．．記憶體控制單元

Claims (17)

1. 一種用於一色序式(Color Sequential)液晶顯示器之過驅動(Over-Drive)裝置，包含有：一緩衝單元，用來緩衝當前接收之一第一單色圖場資料，並輸出先前儲存之一第二單色圖場資料；一查表單元，電性連接於該緩衝單元，用來根據當前接收之該第一單色圖場資料及該緩衝單元所輸出之該第二單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料；一驅動控制單元，電性連接於該查表單元，用來輸出該補償圖場資料，以過驅動該色序式液晶顯示器；以及一資料排序單元，用來對一圖框資料進行排序，以依序輸出該第一單色圖場資料及該第二單色圖場資料。
2. 如請求項1所述之過驅動裝置，其中該第二單色圖場資料於時序上係該第一單色圖場資料之下一單色圖場資料。
3. 如請求項1所述之過驅動裝置，其中該資料排序單元包含有：一圖框記憶體，電性連接於該資料排序單元，用來暫存已完成排序之單色圖場資料。
4. 如請求項1所述之過驅動裝置，其中該查表單元係根據該第一單色圖場資料與該第二單色圖場資料之灰階差異，查表產生該補償圖場資料。
5. 如請求項1所述之過驅動裝置，其中該查表單元另包含有：一對照表(Look-Up Table)，電性連接於該查表單元，用來根據一初始灰階及一目標灰階，提供一補償灰階值，以形成該補償圖場資料。
6. 如請求項1所述之過驅動裝置，其中該緩衝單元包含有：一第一圖場記憶體；一第二圖場記憶體；以及一記憶體控制單元，電性連接於該第一圖場記憶體及該第二圖場記憶體，用來控制該第一圖場記憶體及該第二圖場記憶體之存取，以於該第一圖場記憶體及該第二圖場記憶體中之一圖場記憶體緩衝當前接收之該第一單色圖場資料時，控制該第一圖場記憶體及該第二圖場記憶體中之另一圖場記憶體輸出先前儲存之該第二單色圖場資料。
7. 如請求項6所述之過驅動裝置，其中該第一圖場記憶體及該第二圖場記憶體之大小皆不大於圖場資料之大小。
8. 如請求項1所述之過驅動裝置係設於一時序控制電路中。
9. 如請求項1所述之過驅動裝置係設於系統端之一影像處理電路中，其中該影像處理電路係由一影像處理電路群組選出，該影像處理電路群組包含有一顯示卡及一視訊卡(Video Board)。
10. 一種用於一色序式液晶顯示器之過驅動方法，包含有：緩衝當前接收之一第一單色圖場資料，並輸出先前儲存之一第二單色圖場資料；根據當前接收之該第一單色圖場資料及先前儲存之該第二單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料；輸出該補償圖場資料，以過驅動該色序式液晶顯示器；以及對一圖框資料進行排序，以依序輸出該第一單色圖場資料及該第二單色圖場資料。
11. 如請求項10所述之過驅動方法，其中該第二單色圖場資料於時序上係該第一單色圖場資料之下一單色圖場資料。
12. 如請求項10所述之過驅動方法，其中根據該第一單色圖場資料及該第二單色圖場資料，查表產生該補償圖場資料係包含：根據該第一單色圖場資料與該第二單色圖場資料之灰階差異，查表產生該補償圖場資料。
13. 一種用於一色序式(Color Sequential)液晶顯示器之過驅動(Over-Drive)裝置，包含有：一同步單元，用來對一第一單色圖場資料及一第二單色圖場資料進行同步處理，該第二單色圖場資料於時序上係該第一單色圖場資料之下一單色圖場資料；一查表單元，電性連接於該同步單元，用來根據該第一單色圖 場資料及該第二單色圖場資料，查表產生一補償圖場資料，包含有：一對照表(Look-Up Table)，電性連接於該查表單元，用來根據一初始灰階及一目標灰階，提供一補償灰階，以形成該補償圖場資料；以及一驅動控制單元，電性連接於該查表單元，用來輸出該補償圖場資料，以過驅動該色序式液晶顯示器。
14. 如請求項13所述之過驅動裝置，其中該第一單色圖場資料及該第二單色圖場資料係同時由一系統端之影像處理電路產生。
15. 如請求項13所述之過驅動裝置，其中該查表單元係根據該第一單色圖場資料與該第二單色圖場資料之灰階差異，查表產生該補償圖場資料。
16. 如請求項13所述之過驅動裝置，其係設於一時序控制電路中。
17. 如請求項13所述之過驅動裝置，其係設於系統端之一影像處理電路中，其中該影像處理電路係由一影像處理電路群組選出，該影像處理電路群組包含有一顯示卡及一視訊卡(Video Board)。