TWI416495B - 立體顯示裝置以及液晶顯示面板的驅動方法 - Google Patents

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立體顯示裝置以及液晶顯示面板的驅動方法

本發明是有關於一種液晶顯示面板的驅動方法,且特別是有關於一種預先充電的液晶顯示面板的驅動方法。同時,也有關一種立體顯示裝置的驅動方法。

隨著科技的日益進步,在顯示技術的發展方面,除了追求顯示裝置的輕薄短小之外,更希望能達成顯示立體畫面的目標。一般來說,顯示立體畫面的原理為將可形成立體畫面之左眼畫面與右眼畫面分別送入使用者之左、右眼,進而使大腦建構出一幅三度空間的立體畫面。因此,如何使顯示裝置呈現立體的圖像或影像,便成為現今顯示裝置技術極欲達到的目標。

就使用外觀而言,立體顯示技術可大致分成戴眼鏡式(stereoscopic)及裸眼式(auto-stereoscopic)。其中,戴眼鏡式立體顯示共可分為濾光眼鏡(color filter glasses)、偏光眼鏡(polarizing glasses)、快門眼鏡(shutter glasses)等方式。戴眼鏡式立體顯示的工作原理主要是利用顯示裝置送出具有特殊訊息的左右眼影像,經由與之搭配之眼鏡的選擇,讓左右眼分別看到左右眼影像,以形成立體視覺。現在戴眼鏡式立體顯示已經發展成熟,並廣泛用到某些特殊用途上,如軍事模擬或大型娛樂等。圖1是一種習知立體顯示設備1的示意圖,包括顯示裝置20與眼鏡30,藉由有線 或無線方式來控制開啟眼鏡30之右鏡片32(左鏡片34)並關閉左鏡片34(右鏡片32),使得僅右眼(左眼)能接收到畫面,而圖2為圖1之立體顯示設備1在顯示立體畫面時的時序圖,其中虛線代表低準位而為關閉狀態,實線代表各元件之操作情形,於高於虛線者表示高準位而為開啟狀態。請參照圖1與圖2,該顯示裝置20可為一液晶顯示裝置,包括液晶顯示面板22及背光模組24。該液晶顯示面板22是藉由輸入電壓而改變液晶的排列,當液晶轉到定位時,即可顯示正確之光穿透率而呈現正確影像。

假設一訊號源所傳送的畫面資料驅動顯示裝置20在每個圖框率(Frame rate)T內更新並顯示一個單眼畫面,而液晶顯示面板22只在更新時間TA內完成單眼畫面的更新。如圖2中顯示面板的時序線所示,先予更新左眼畫面,並在接續該更新時間TA之空白時間(blanking time)TB內開啟眼鏡30之左鏡片34。此時,顯示裝置20的背光模組24保持全時開啟,如圖2中背光模組的時序線所示,其中時序線位於高準位(實線)代表背光模組為開啟的狀態,而低準位(虛線)代表背光模組為關閉的狀態。以單眼畫面掃描頻率為120赫茲為例,T為1/120=8.33毫秒,而更新時間TA佔5.64毫秒。由於液晶顯示面板22在畫面更新過程中所顯示的畫面並非完全正確,故並不希望被使用者看到,因此眼鏡30的右鏡片32與左鏡片34在這5.64毫秒內都為不透光狀態,以避免配戴眼鏡30的使用者看到更新中的液晶顯示面板22的畫面,如圖2中右鏡片與左鏡片的 時序線皆位於低準位而為關閉狀態。

在液晶顯示面板22完成左眼畫面的更新後,液晶顯示面板22會在空白時間TB內持續顯示已更新完成的左眼畫面,而背光模組24依然保持全時開啟以提供背光源。此外,眼鏡30的左鏡片34在空白時間TB內切換為透光狀態,以使顯示裝置20所顯示的左眼畫面可到達使用者的左眼。眼鏡30的右鏡片32在此空白時間TB內仍保持不透光狀態,以避免顯示裝置20所顯示的左眼畫面到達使用者的右眼。

依循相似的程序,液晶顯示面板22會在接續左眼畫面之下一圖框率T內更新並顯示右眼畫面。其中,更新時間TA內完成右眼畫面更新,並於接續的空白時間TB顯示已更新完成的右眼畫面,而背光模組24依然保持全時開啟以提供背光源。眼鏡30的右鏡片32在更新時間TA保持不透光狀態,並在後續的空白時間TB內切換為透光狀態,以使顯示裝置20所顯示的更新完成的右眼畫面可到達使用者的右眼。在右眼畫面更新及顯示時間內,眼鏡30的左鏡片34都保持不透光狀態,以避免顯示裝置20所顯示的右眼畫面到達使用者的左眼。

依上述方式,利用視覺暫留的現象,配戴眼鏡30的使用者即可觀賞到立體畫面。

然而,由於液晶受電壓驅動而反應到位需一定時間,且液晶顯示面板22通常是由該液晶顯示面板22之上方由上往下依序掃描,故液晶顯示面板22下方的液晶會較晚被 驅動,故會發生已經開啟眼鏡30但液晶顯示面板22下方的液晶尚未反應到位的情形,如此將可能讓使用者於空白時間TB內看到錯誤的影像,亦即殘影現象(Cross-talk)。如圖3所示之掃描線驅動時間與液晶反應時間的關係圖,第一條、第N/2條以及第N條掃描線等待被掃描脈衝信號P1驅動的時間分別為t0、t1以及t2(t2>t1>t0),而於掃描脈衝信號P1輸入後且於空白時間TB前,各該掃描線受電壓驅動且液晶可反應的時間長度分別依序為TR0、TR1以及TR2。由圖3可看出越晚被驅動的掃描線由於可反應的時間較短,液晶無法在進入空白時間TB轉到定位,因此所表現出來的穿透率並不正確,使得液晶顯示面板22出現殘影的現象。

本發明提供一種液晶顯示面板的驅動方法,可改善液晶顯示面板的殘影現象。

本發明提供一種液晶顯示面板的驅動方法,包括下列步驟。其中,液晶顯示面板包括M條掃描線以及多個畫素,M為正整數,各掃描線至少連接一個畫素。於一第一期間內,依據第一目標灰階值以第一目標電壓值驅動上述畫素。於接續第一期間之第二期間的部分區間內,驅動液晶顯示面板的第N條掃描線至第M條掃描線上的畫素至一預設灰階值,其中N為正整數,且1≦N≦M。於接續第二期間之第三期間內,依據第二目標灰階值以第二目標 電壓值驅動上述畫素。

本發明亦提供一種立體顯示裝置的驅動方法,立體顯示裝置包括一可控制之觀視裝置以及一液晶顯示面板,其中液晶顯示面板包括M條掃描線以及多個畫素,其中M為正整數,且各掃描線至少連接一個畫素。於一第一期間內,依據第一目標灰階值以第一目標電壓值驅動上述畫素。於接續第一期間之第二期間的部分區間內,驅動液晶顯示面板的第N條掃描線至第M條掃描線上的畫素至一預設灰階值,其中N為正整數,且1≦N≦M。於接續第二期間之第三期間內,依據第二目標灰階值以第二目標電壓值驅動上述畫素,其中控制觀視裝置於第一期間、部分區間以及第三期間內不透光。

在本發明之一實施例中,其中該畫素依據第一目標電壓值可顯示第一畫面,依據第二目標電壓值可顯示第二畫面。

在本發明之一實施例中,其中於該第二期間之部分區間內係同時驅動第N條至第M條掃描線。

在本發明之一實施例中,其中於該第二期間之部分區間內係循序驅動第N條至第M條掃描線。

在本發明之一實施例中,其中驅動第N條掃描線至第M條掃描線上的畫素至預設灰階值的步驟更包括依據一第一過驅動查找表決定第N條掃描線至第M條掃描線上的畫素所需要的預設灰階值。

在本發明之一實施例中,其中預設灰階值是參考畫素 所連接的掃描線的位置及該畫素之第一目標灰階值而定。

在本發明之一實施例中,其中更依據一第二過驅動查找表決定液晶顯示面板之第二畫面的第二目標電壓值。

在本發明之一實施例中,其中第二畫面的第二目標電壓值是參考各畫素的預設灰階值及第二畫面的第二目標灰階值而定。

在本發明之一實施例中,液晶顯示面板的驅動方法更包括除部分區間之第二期間內,提供液晶顯示面板一光源。

在本發明之一實施例中,其中觀視裝置包括兩個觀視窗,液晶顯示面板的驅動方法更包括於除部分區間之第二期間內控制觀視裝置之其中之一觀視窗為可透光。

在本發明之一實施例中,該第一畫面與第二畫面可建構一立體畫面。

基於上述,本發明利用在顯示第一畫面之後,預充電畫面期間預先將液晶顯示面板的畫素充電至預設灰階值,以減少顯示第二畫面時液晶轉到定位所需的時間,改善液晶顯示面板的殘影現象。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖4,係繪示本發明一實施例之立體顯示裝置的示意圖。立體顯示裝置400包括一液晶顯示裝置402以及一可控制之觀視裝置404(例如快門眼鏡),其中液晶顯示 裝置402更包括一液晶顯示面板403及一背光源(圖未視),其中觀視裝置404包括兩個觀視窗W1、W2,而液晶顯示面板403之架構與先前技術相同,在此不再重複贅述。圖5繪示為本發明一實施例之立體顯示裝置400及其液晶顯示面板403的驅動方法的流程圖。圖6繪示為利用圖5之驅動方法顯示立體畫面時的時序圖,其中圖6之時序圖的準位高低代表畫素資料是否被送入畫素中。此驅動方法驅動的液晶顯示面板403包括多條掃描線以及多個畫素,各掃描線至少連接一個畫素,藉由依序顯示代表左眼畫面之第一畫面與代表右眼畫面之第二畫面,同時搭配觀視裝置404,而可將左、右眼畫面依序傳送到使用者相應之眼中,從而讓使用者建構立體影像。請同時參照圖4~圖6,液晶顯示面板403的驅動方法包括下列步驟。首先,步驟S502,在第一期間TRE1內,液晶顯示面板403上的多條掃描線依序地被驅動並輸入代表不同灰階值之第一目標電壓值,以驅動各條掃描線上的畫素至所欲顯示的第一目標灰階值,進而於液晶顯示面板403上顯示一第一畫面。然由於該第一畫面轉換的過程並不希望被使用者看到,因此在第一期間TRE1內液晶顯示面板403的背光源為關閉的狀態,且觀視裝置404的兩個觀視窗W1、W2被控制在不透光的狀態。

接著,步驟S504,進入接續第一期間TRE1之第二期間THP,包括一保持畫面期間TH與一預充電畫面期間TP。在該第二期間THP的保持畫面期間TH中,液晶顯示 面板403上各個畫素的畫素電壓將被維持在第一期間TRE1第一目標灰階值的第一目標電壓值,以使液晶顯示面板403持續顯示該第一畫面。而在保持畫面期間TH,液晶顯示面板403的背光源將轉為開啟的狀態,並透過觀視裝置404之觀視窗W1、W2配合開啟,以使使用者可看到液晶顯示面板403上各個具有不同灰階值的畫素所構成的顯示畫面。例如在液晶顯示面板403顯示第一畫面而該第一畫面為左眼畫面時,控制觀視裝置404中對應左眼的觀視窗W1處於可透光的狀態,以使使用者的左眼可接收左眼畫面,並控制觀視裝置404中對應右眼的觀視窗W2處於不透光的狀態,以阻擋使用者的右眼接收到左眼畫面。

接著,步驟S506,在第二期間THP中的部份區間,亦即預充電畫面期間TP,將液晶顯示面板403上的畫素驅動至一預設灰階值。之後,步驟S508,再進入接續第二期間THP之第三期間TRE3,並在第三期間TRE3內,液晶顯示面板403上的多條掃描線依序地被驅動並輸入代表不同灰階值之第二目標電壓值,以驅動各條掃描線上的畫素至所欲顯示的第二目標灰階值,進而於液晶顯示面板403上顯示一第二畫面,其中在第三期間TRE3內觀視裝置404的兩個觀視窗W1、W2被控制在不透光的狀態,以避免轉換的過程被使用者看到。如此,可在接續第二期間THP之第三期間TRE3到來時,節省畫素被充電到第二目標灰階值所需的時間。其中在預充電畫面期間TP,液晶顯示面板403的背光源轉為關閉的狀態,且觀視裝置404的兩個觀 視窗W1、W2亦被控制在不透光的狀態,以避免轉換的過程被使用者看到。故在液晶顯示面板403應用於顯示立體影像時,第一畫面以及第二畫面可分別為左眼畫面與右眼畫面,而觀視裝置404之觀視窗W1、W2也分別開啟,而讓使用者可依序看到左眼畫面與右眼畫面而建構立體影像。而且,預充電畫面期間TP以緊臨第三期間TRE3為佳,並與第一期間TRE1相距保持畫面期間TH。

舉例來說,假設液晶顯示面板403上畫素的灰階值可為0~255,在預充電畫面期間TP可將畫素的灰階值驅動至128。如此一來便可避免當畫素的灰階值有太大幅度的轉變(例如0→255或255→0)時,因畫素來不及顯示目標灰階值,而使液晶顯示面板403出現殘影的現象。本實施例雖設定畫素的預設灰階值為128,然不以此為限,使用者可依實際情形調整此預設灰階值,例如依據灰階值的範圍大小或顯示畫面的整體亮度來調整預設灰階值的大小,只要不為0即可。

值得注意的是,本實施例在第一期間TRE1、預充電畫面期間TP以及第三期間TRE3將液晶顯示面板403的背光源關閉,以防使用者看到在此兩期間液晶的灰階值轉換的過程。當然,亦可同時關閉觀視裝置404之兩個觀視窗W1、W2而達到相同效果。例如應用於立體顯示技術中,使用快門眼鏡的液晶顯示面板403時,亦可使液晶顯示面板403的背光源於該第一期間TRE1、該第二期間THP及該第三期間TRE3一直開啟,同時控制快門眼鏡的開啟 與關閉,以將左右兩眼的畫面同時遮蔽,使使用者無法看到液晶的灰階值轉換的過程,並藉由控制兩眼鏡片的開啟、關閉次序來讓使用者之雙眼分別接收到相應之畫面而可建構立體畫面。

詳細來說,上述步驟S506中將液晶顯示面板403上的畫素被預充電至預設灰階值的方式例如是,同時驅動液晶顯示面板403上所有的掃描線,以同時驅動各掃描線對應的畫素,而將所有畫素調整至預設灰階值。在其他實施例中,也可以逐條驅動各掃描線的方式來依序將各條掃描線上對應的畫素預充電至預設灰階值。為避免此種調整方式會因部分的掃描線較晚被驅動,進而使得其對應的畫素可能無法於預充電畫面期間TP被充電至預設灰階值,在不同時間點被驅動的掃描線上的畫素依據其在第一畫面(亦即保持期間TH的顯示畫面)所具有的第一目標灰階值不同而搭配不同的過驅動電壓(Over Driving Voltage),藉由較高的驅動電壓使液晶顯示面板403上的畫素在預充電畫面期間TP皆能確實被預充電至預設灰階值。除了可依據在第一畫面的第一目標灰階值來進行畫素的預充電外,亦可同時依據第三期間TRE3所顯示的第二畫面來調整過驅動電壓。例如當第二畫面為較亮的畫面時,便把在預充電畫面期間TP所欲達到的預設灰階值提高,相對地,若第二畫面為較暗的畫面時,便把在預充電畫面期間TP所欲達到的預設灰階值降低。

其中,驅動時間點不同的掃描線上的畫素預充電至預設灰階值所需的過驅動電壓值可以依據一過驅動查找表(Over Driving Look Up Table)來決定。如表1所示之過驅動查找表,其左邊的欄位表示第一畫面中畫素之第一目標灰階值(0~255),上面的欄位表示各該掃描線的位置(1~M),其中M為正整數,且隨著液晶顯示面板403之解析度不同而異。以Full-HD為例,M為1080。根據第一畫面中各畫素的第一目標灰階值及其對應的掃描線的位置,就可決定各畫素在預充電畫面期間TP內所被充電之預設灰階值。

在第三期間TRE3亦可以利用另一過驅動查找表來決定將畫素充電至第二畫面所需要的過驅動電壓。如表2所示之過驅動查找表,其左邊的欄位表示在各畫素在預充電畫面期間TP所驅動之預設灰階值(0~255),而上邊的欄位則表示畫素的第二目標灰階值(0~255),依據此過驅動查找表便可決定出液晶顯示面板403上各個畫素在第三期間TRE3被充電至第二目標灰階值所需的第二目標電壓值。由上可知,透過配合表1以及表2的過驅動查找表來決定在預充電畫面期間TP以及第三期間TRE3施加於畫素上的過驅動電壓值,即可精準地將液晶顯示面板403上的各個畫素分別於預充電畫面期間TP以及第三期間TRE3進行充電及顯示畫面,避免液晶顯示面板403的顯示畫面出現殘影的現象,而降低液晶顯示面板403的顯示品質。

上述實施例為對液晶顯示面板403上所有掃描線上的畫素進行預充電的方式來避免顯示畫面出現殘影,然實際上並不以此為限。在部分實施例中,先被驅動的掃描線上所對應的畫素可具有足夠的反應時間,使液晶轉到預設灰階值的狀態,因此不需在預充電畫面期間TP被預先充電,僅需針對反應時間不足的掃描線(亦即在第一期間TRE1較晚被驅動的掃描線)進行預充電的步驟。舉例來說,圖7繪示為利用本發明另一實施例之驅動方法顯示立體畫面時的時序圖。假設液晶顯示面板403具有M為1024條之掃描線,其中在更新顯示畫面時前250條掃描線具有足夠的反 應時間,可使液晶轉到目標灰階值的狀態,而較晚被驅動的774條掃描線則欠缺足夠的反應時間。因此在預充電畫面期間TP僅需對較晚被驅動的774條掃描線進行上述預充電的步驟,其中詳細的預充電方法已於上述實施例中教示,因此不再贅述。

綜上所述,本發明在第二期間的部分區間內預先將液晶顯示面板的畫素充電至預設灰階值,以減少液晶轉到定位所需的時間,改善液晶顯示面板的殘影現象。被預充電的畫素可選擇性地限定為液晶顯示面板上較晚被驅動的掃描線所對應的畫素,以提高液晶顯示面板的省電效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上,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,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故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。

20‧‧‧顯示裝置

22‧‧‧液晶顯示面板

24‧‧‧背光模組

30‧‧‧眼鏡

32‧‧‧右鏡片

34‧‧‧左鏡片

400‧‧‧立體顯示裝置

402‧‧‧液晶顯示裝置

403‧‧‧液晶顯示面板

404‧‧‧觀視裝置

W1、W2‧‧‧觀視窗

TRE1‧‧‧第一期間

THP‧‧‧第二期間

TRE3‧‧‧第三期間

TH‧‧‧保持畫面期間

TP‧‧‧預充電畫面期間

T‧‧‧圖框率

TA‧‧‧更新時間

TB‧‧‧空白時間

t0、t1、t2‧‧‧等待被掃描脈衝信號驅動的時間

P1‧‧‧掃描脈衝信號

TR0、TR1、TR2‧‧‧反應時間

W1、W2‧‧‧觀視窗

S502~S508‧‧‧液晶顯示面板的驅動方法步驟

圖1繪示為習知立體顯示設備的示意圖。

圖2繪示為圖1之立體顯示設備在顯示立體畫面時的時序圖。

圖3繪示為掃描線驅動時間與液晶反應時間的關係圖。

圖4繪示為本發明一實施例之立體顯示裝置的示意圖。

圖5繪示為本發明一實施例之立體顯示裝置及其液晶 顯示面板的驅動方法的流程圖。

圖6繪示為利用圖5之驅動方法顯示立體畫面時的時序圖。

圖7繪示為本發明另一實施例之顯示立體畫面時的時序圖。

S502~S508‧‧‧液晶顯示面板的驅動方法的步驟

Claims (16)

  1. 一種液晶顯示面板的驅動方法,該液晶顯示面板包括M條掃描線以及多個畫素,該M為正整數,各該掃描線至少連接一個畫素,該液晶顯示面板的驅動方法包括:於一第一期間內,依據一第一目標灰階值以一第一目標電壓值驅動該些畫素;於一接續該第一期間之第二期間的部分區間內,驅動該液晶顯示面板的第N條掃描線至第M條掃描線上的該些畫素至一預設灰階值,其中N為正整數,且1≦N≦M,其中於該第二期間之部分區間內係循序驅動該第N條至第M條掃描線;以及於一接續該第二期間之第三期間內,依據一第二目標灰階值以一第二目標電壓值驅動該些畫素。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板的驅動方法,其中驅動該第N條掃描線至第M條掃描線上的該些畫素至該預設灰階值的步驟更包括:依據一第一過驅動查找表決定第N條掃描線至第M條掃描線上的該些畫素之預設灰階值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板的驅動方法,其中該預設灰階值是參考該些畫素所連接的掃描線的位置及該第一目標灰階值而定。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板的驅動方法,其中更包括:依據一第二過驅動查找表決定該液晶顯示面板之該 些畫素所需要的該第二目標電壓值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板的驅動方法,其中該第二目標電壓值是參考該些畫素的預設灰階值及該第二目標灰階值而定。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板的驅動方法,更包括:除該部分區間之該第二期間內,提供該液晶顯示面板一光源。
  7. 一種立體顯示裝置的驅動方法,該立體顯示裝置包括一液晶顯示面板及一可控制之觀視裝置,該液晶顯示面板包括M條掃描線以及多個畫素,該M為正整數,各該掃描線至少連接一個畫素,該立體顯示裝置的驅動方法包括:於一第一期間內,依據一第一目標灰階值以一第一目標電壓值驅動該些畫素;於一接續該第一期間之第二期間的部分區間內,驅動該液晶顯示面板的第N條掃描線至第M條掃描線上的該些畫素至一預設灰階值,其中N為正整數,且1≦N≦M;以及於一接續該第二期間之第三期間內,依據一第二目標灰階值以一第二目標電壓值驅動該些畫素,其中控制該觀視裝置於該第一期間、該第二期間的部分區間以及該第三期間內不透光。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示裝置的驅 動方法,其中於該第二期間之部分區間內係同時驅動該第N條至第M條掃描線。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示裝置的驅動方法,其中於該第二期間之部分區間內係循序驅動該第N條至第M條掃描線。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之立體顯示裝置的驅動方法,其中驅動該第N條掃描線至第M條掃描線上的該些畫素至該預設灰階值的步驟更包括:依據一第一過驅動查找表決定第N條掃描線至第M條掃描線上的該些畫素之預設灰階值。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之立體顯示裝置的驅動方法,其中該預設灰階值是參考該些畫素所連接的掃描線的位置及該第一目標灰階值而定。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之立體顯示裝置的驅動方法,其中更包括:依據一第二過驅動查找表決定該液晶顯示面板之該些畫素所需要的該第二目標電壓值。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之立體顯示裝置的驅動方法,其中該第二目標電壓值是參考該些畫素的預設灰階值及該第二目標灰階值而定。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示裝置的驅動方法,更包括:除該部分區間之該第二期間內,提供該液晶顯示面板一光源。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示裝置的驅動方法,更包括:於該第一期間、該第二期間及該第三期間內,提供該液晶顯示面板一光源。
  16. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示裝置的驅動方法,其中該觀視裝置包括兩個觀視窗,且該立體顯示裝置的驅動方法更包括:於除該部分區間之該第二期間內控制該觀視裝置之其中之一觀視窗為可透光。
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