TWI424403B

TWI424403B - 電壓調整方法

Info

Publication number: TWI424403B
Application number: TW099103953A
Authority: TW
Inventors: Ping Hsien Chen; Bi Hsien Chen
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2014-01-21
Also published as: TW201128602A; US8593490B2; US20110193849A1

Description

電壓調整方法

本發明是有關於一種電壓調整方法，且特別是有關於一種顯示面板的電壓調整方法。

對於液晶顯示面板來說，每一個灰階值都會對應一個輝度(luminance)值。例如，圖1為灰階值與輝度值的曲線圖，如圖1所示，液晶顯示面板的解析度為8位元，因此包括256個灰階值GL0~GL255與256個相應的輝度值L0~L255。此外，在實際驅動上，液晶顯示面板是利用灰階電壓來致使液晶旋轉，以產生相應的輝度值。因此，如圖2之灰階值與灰階電壓的曲線圖所示，每一灰階值皆有相應的灰階電壓。

一般而言，由於顯示面板的對比度(contrast ratio)是取決於最高輝度值L255與最低輝度值L0，故與其相應的最低灰階電壓VG0與最高灰階電壓VG255一般是設定為獨立的兩電壓，而其餘的灰階電壓VG1~VG254則由源極驅動器(source driver)內的串接電阻分壓而得。然而，灰階電壓VG1~VG254往往會因製程與面板特性等因素的改變而產生離異，進而造成液晶顯示面板出現不連續之灰階畫面的現象。

為了減少上述問題，現有的電壓調整方法是將串接電阻的部份連接點外接多個固定電壓。藉此，將可藉由外接的固定電壓來調整部分灰階電壓，而不完全依賴串接電阻的分壓。此外，現有的電壓調整方法是藉由顯示面板在顯示固定電壓時的輝度值與理想輝度值的比對來調整固定電壓。然而，在顯示面板漏光與雜訊(noise)的影響下，對於與低灰階值相應的輝度值來說，光學儀器不易量測到其正確值。如此一來，將造成串接電阻所產生的灰階電壓產生很大的離異，進而影響顯示面板的顯示品質。雖然上述問題可藉由增加外接的固定電壓來改善灰階電壓的離異，但卻會因此增加顯示面板的硬體成本。因此，如何在硬體成本的考量下有效地調整灰階電壓，是當今液晶顯示面板在設計上的一重要課題。

本發明提供一種電壓調整方法，可避免光學儀器對低灰階處輝度值變化時量測不易的問題。

本發明提出一種電壓調整方法，用以調整一顯示面板中一灰階電阻串所提供的多個灰階電壓，其中這些灰階電壓與多個灰階值相互對應，且所述電壓調整方法包括下列步驟。首先，提供多個固定電壓至灰階電阻串，並依據這些灰階值的訊雜比，將這些灰階電壓與這些固定電壓劃分成一第一電壓群組與一第二電壓群組，其中第一電壓群組包括部分灰階電壓與部分固定電壓，且第二電壓群組包括其餘的灰階電壓與其餘的固定電壓。再者，從這些固定電壓中擇一作為一特定固定電壓，並調整特定固定電壓的電壓準位。接著，判別特定固定電壓是否被劃分至第一電壓群組。

當特定固定電壓是劃分至第一電壓群組時，從位在第二電壓群組中的灰階電壓擇一作為一替代灰階電壓，並藉由量測顯示面板在顯示替代灰階電壓時的輝度值，來決定是否重新調整特定固定電壓的電壓準位。相對地，當特定固定電壓不是劃分至第一電壓群組時，藉由量測顯示面板在顯示特定固定電壓時的輝度值，來決定是否重新調整特定固定電壓的電壓準位。此外，重新選取特定固定電壓，直到這些固定電壓逐一被調整為止。

在本發明之一實施例中，上述之依據這些灰階值的訊雜比，將這些灰階電壓與這些固定電壓劃分成第一電壓群組與第二電壓群組的步驟包括：計算這些灰階值所對應的理想輝度值；以這些灰階值所對應的理想輝度值來計算這些灰階值的訊雜比，並依據一臨界值將這些灰階值區分成多個低訊雜比灰階值與多個高訊雜比灰階值；將與這些低訊雜比灰階值對應的灰階電壓與固定電壓設定為第一電壓群組；以及，將與這些高訊雜比灰階值對應的灰階電壓與固定電壓設定為第二電壓群組。

在本發明之一實施例中，上述之電壓調整方法更包括：將灰階電阻串電性連接至一外接電阻的一端，且外接電阻的另一端用以產生顯示面板所對應的一最低灰階電壓。此外，所述提供這些固定電壓至灰階電阻串的步驟包括透過外接電阻的另一端來接收這些固定電壓之其一。

基於上述，本發明是依據灰階值的訊雜比將多個固定電壓與多個灰階電壓劃分成兩電壓群組，並藉此判別所欲調整的固定電壓是否是用以調整低灰階值附近的灰階電壓。當固定電壓是用以調整低灰階值附近的灰階電壓時，將藉由量測具有較高訊雜比之灰階電壓的輝度值，來決定是否重新調整固定電壓。如此一來，將可避免光學儀器對低灰階處輝度值變化時量測不易的問題。相對地，與現有技術相較之下，本發明將可在不增加顯示面板之硬體成本的情況下，有效地調整灰階電壓。

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。

圖3繪示為依據本發明一實施例之電壓調整方法的流程圖，其中所述電壓調整方法是用以調整一顯示面板中一灰階電阻串所提供的多個灰階電壓。為了致使本領域具有通常知識者能更了解本實施例，圖4繪示為用以說明圖1之灰階電阻串的示意圖。在此，假設顯示面板的解析度為8位元，故如圖4所示的，最低灰階電壓VG0與最高灰階電壓VG255是獨立設置在顯示面板中。此外，灰階電阻串是由電阻R1~R253串接而成，以產生灰階電壓VG1~VG254。

參照圖3，在灰階電壓VG1~VG254的調整上，首先，於步驟S310，提供多個固定電壓至灰階電阻串。舉例來說，如圖4所示，提供固定電壓VF1~VF7至灰階電阻串的連接點ND1~ND7。藉此，灰階電壓VG1、VG4、VG24、VG48、VG128、VG192、VG254將由固定電壓VF1~VF7所決定，也就是說，固定電壓VF1~VF7就相當於顯示面板所需的灰階電壓。此外，其餘的灰階電壓將由兩固定電壓之間的電阻分壓來決定。

值得注意的是，每一灰階電壓皆有對應的一個灰階值。因此，於步驟S320，依據與多個灰階電壓相應之多個灰階值的訊雜比(signal-to-noise ratio，SNR)，將多個灰階電壓與多個固定電壓劃分成一第一電壓群組與一第二電壓群組。就步驟S320的細部步驟來說，倘若灰階電壓VG1~VG254與多個灰階值GL1~GL254相互對應，此時，灰階值GL1~GL254所對應的理想輝度值會先被計算出。之後，將以灰階值GL1~GL254所對應的理想輝度值來計算灰階值GL1~GL25的訊雜比。

舉例來說，式(1)為理想輝度值的換算公式，當最大灰階值GL_max與最大理想輝度值L_max設定後，各個灰階值的理想輝度值將可依據式(1)依序的算出。

其中，γ為gamma值，GL_i用以表示第i個灰階值，L_i用以表示第i個理想輝度值，i為大於或等於0之整數。

此外，倘若將顯示面板所對應的最低灰階值GL0設定為一預設灰階值，則將灰階值GL1~GL254所對應的理想輝度值分別除以預設灰階值的理想輝度值，將可取得每一灰階值GL1~GL254的訊雜比。譬如，如表(一)所示，其列舉出多個灰階值所對應的理想輝度值，其中最低灰階值GL0的理想輝度值為0.25。因此，若將各個灰階值的理想輝度值分別除以最低灰階值GL0的理想輝度值，則灰階值GL4的訊雜比為0.36/0.25=1.44。相似地，灰階值GL16的訊雜比為0.93/0.25=3.72，以此類推其餘灰階值的訊雜比。

接著，將以一臨界值為基準，判別訊雜比的大小，以劃分灰階值GL1~GL254。舉例來說，倘若臨界值為58.3，則灰階值GL24所對應的訊雜比(7.26)小於臨界值(58.3)，故灰階值GL24將被區分為低訊雜比灰階值。相對地，灰階值GL128所對應的訊雜比(264.20)大於臨界值(58.3)，故灰階值GL128將被區分為高訊雜比灰階值。以此類推，以臨界值(58.3)為基準，灰階值GL1~GL254將被區分成多個低訊雜比灰階值GL1~GL64與多個高訊雜比灰階值GL65~GL254。再者，與低訊雜比灰階值GL1~GL64對應的灰階電壓VG1~VG64與固定電壓VF1~VF4將設定為第一電壓群組。而與高訊雜比灰階值GL65~GL254對應的灰階電壓VG65~VG254與固定電壓VF5~VF7將設定為第二電壓群組。

請繼續參照圖3，當劃分出第一電壓群組與第二電壓群組後，於步驟S330，從多個固定電壓中擇一作為一特定固定電壓，例如：從固定電壓VF1~VF7中先挑選出VF1作為特定固定電壓。接著，於步驟S340，調整特定固定電壓的電壓準位，並於步驟S350，判別特定固定電壓是否被劃分至第一電壓群組。

當特定固定電壓是劃分至第一電壓群組時，則於步驟S361，從位在第二電壓群組中的灰階電壓擇一作為一替代灰階電壓，並於步驟S362，量測顯示面板在顯示替代灰階電壓時的輝度值，以取得一第一輝度值。接著，將透過步驟S363，判別第一輝度值與替代灰階電壓所對應的理想輝度值是否在一預設誤差範圍內，以決定是否重新調整特定固定電壓的電壓準位。

舉例來說，倘若VF1被挑選為特定固定電壓，由於特定固定電壓VF1是被劃分至第一電壓群組，也就是說，特定固定電壓VF1是對應低訊雜比灰階值，光學儀器無法精準地量測出其相應的輝度值。因此，此時會從劃分至第二電壓群組中的灰階電壓VG65~VG254擇一作為替代灰階電壓，例如：VG128。接著，將量測顯示面板在顯示替代灰階電壓VG128時所產生的第一輝度值，並將其與替代灰階電壓VG128所對應的理想輝度值(66.05)進行比較。倘若第一輝度值與理想輝度值(66.05)的差值不在一預設誤差範圍內時，則重回步驟S340，以重新調整特定固定電壓VF1的電壓準位。相對地，當第一輝度值與理想輝度值(66.05)的差值在預設誤差範圍內時，則回到步驟S380，以進行其餘固定電壓的調整。

另一方面，當特定固定電壓不是劃分至第一電壓群組時，則於步驟S371，量測顯示面板在顯示特定固定電壓時的輝度值，以取得一第二輝度值。接著，於步驟S372，判別第二輝度值與特定固定電壓所對應的理想輝度值是否在一預設誤差範圍內，以決定是否重新調整特定固定電壓的電壓準位。

舉例來說，倘若VF192被挑選為特定固定電壓，由於特定固定電壓VF192是被劃分至第二電壓群組，也就是說，特定固定電壓VF192是對應高訊雜比灰階值，光學儀器可準確地量測出其相應的輝度值。因此，此時將直接量測顯示面板在顯示特定固定電壓VF192時所產生的第二輝度值，並將其與特定固定電壓VF192所對應的理想輝度值(160.81)進行比較。倘若第二輝度值與理想輝度值(160.81)的差值不在預設誤差範圍內時，則重回步驟S340，以重新調整特定固定電壓VF192的電壓準位。相對地，當第二輝度值與理想輝度值(160.81)的差值在預設誤差範圍內時，則回到步驟S380，以進行其餘固定電壓的調整。

為了確保每一固定電壓都可依序被調整，於步驟S380，將判別這些固定電壓是否已逐一被選取。當這些固定電壓尚未逐一被選取時，則回到步驟S330，以選取其餘的固定電壓來作為特定固定電壓。相對地，當這些固定電壓已逐一被選取時，則代表這些固定電壓已逐一被調整，故將結束這些固定電壓的調整。換言之，特定固定電壓將不斷地被重新選取，直到這些固定電壓逐一被調整為止。

值得注意的是，獨立設置在顯示面板中的最低灰階電壓也可透過與圖3相似之電壓調整方法來進行調整。舉例來說，圖5繪示為依據本發明另一實施例之電壓調整方法，請同時參照圖3與圖5，兩實施例主要不同之處在於，圖5實施例更包括步驟S510，且步驟S310’的細部步驟不同於圖3實施例中的步驟S310。

具體言之，在圖5實施例中，透過步驟S510，將灰階電阻串電性連接至一外接電阻的一端，且外接電阻的另一端用以產生顯示面板所對應的一最低灰階電壓。舉例來說，如圖4所示，可將外接電阻R41的一端電性連接至灰階電阻串，且外接電阻R41的另一端將用以產生最低灰階電壓VG0。藉著，於步驟S310’，提供多個固定電壓至灰階電阻串。值得注意的是，這些固定電壓之其一是透過外接電阻的另一端來接收。舉例來說，如圖4所示，圖5實施例除了提供固定電壓VF1~VF7至灰階電阻串的連接點ND1~ND7以外，更透過外接電阻R41的另一端提供固定電壓VF8至灰階電阻串。藉此，固定電壓VF8將可用以調整最低灰階電壓VG0。

此外，透過步驟S320，固定電壓VF8將被劃分至第一電壓群組。接著，倘若步驟S330是將VF8挑選為特定固定電壓，則於步驟S340中，將對特定固定電壓VF8進行調整，並透過步驟S340的判別，而執行步驟S361~S363。藉此，在步驟S361~S363中，將從位在第二電壓群組中的灰階電壓擇一作為替代灰階電壓，並藉由量測顯示面板在顯示替代灰階電壓時的輝度值，來決定是否重新調整特定固定電壓VF8的電壓準位。如此一來，將可透過固定電壓VF8來對最低灰階電壓VG0進行精確的調整。至於圖5實施例之各步驟的細部流程與圖3實施例相似，故在此不予贅述。

綜上所述，本發明是依據灰階值的訊雜比將多個固定電壓與多個灰階電壓劃分成兩電壓群組。藉此，當所欲調整的固定電壓是劃分至第一電壓群組時，則代表此時的固定電壓是用以調整低灰階值附近的灰階電壓，故此時將從位在第二電壓群組中的灰階電壓擇一作為量測的依據，以藉由量測具有較高訊雜比之灰階電壓的輝度值，來決定是否重新調整固定電壓。如此一來，將可避免光學儀器對低灰階處輝度值變化時量測不易的問題，進而達到在不增加顯示面板之硬體成本的情況下，有效地調整灰階電壓。

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。

GL0~GL255‧‧‧灰階值

L0~L255‧‧‧輝度值

VG0~VG255‧‧‧灰階電壓

S310~S350、S361~S363、S371、S372、S380‧‧‧用以說明電壓調整方法的各步驟流程

VF1~VF8‧‧‧固定電壓

R1~R253‧‧‧電阻

R41‧‧‧外接電阻

S510、S310’、S320~S350、S361~S363、S371、S372、S380‧‧‧用以說明電壓調整方法的各步驟流程

圖1為灰階值與輝度值的曲線圖。

圖2為灰階值與灰階電壓的曲線圖。

圖3繪示為依據本發明一實施例之電壓調整方法的流程圖。

圖4繪示為用以說明圖1之灰階電阻串的示意圖。

圖5繪示為依據本發明另一實施例之電壓調整方法。

Claims

一種電壓調整方法，用以調整一顯示面板中一灰階電阻串所提供的多個灰階電壓，其中該些灰階電壓與多個灰階值相互對應，且該電壓調整方法包括：提供多個固定電壓至該灰階電阻串；依據該些灰階值的訊雜比，將該些灰階電壓與該些固定電壓劃分成一第一電壓群組與一第二電壓群組，其中該第一電壓群組包括部分該些灰階電壓與部分該些固定電壓，且該第二電壓群組包括其餘的該些灰階電壓與其餘的該些固定電壓；從該些固定電壓中擇一作為一特定固定電壓；調整該特定固定電壓的電壓準位；判別該特定固定電壓是否被劃分至該第一電壓群組；當該特定固定電壓是劃分至該第一電壓群組時，從位在該第二電壓群組中的該些灰階電壓擇一作為一替代灰階電壓，並藉由量測該顯示面板在顯示該替代灰階電壓時的輝度值，來決定是否重新調整該特定固定電壓的電壓準位；當該特定固定電壓不是劃分至該第一電壓群組時，藉由量測該顯示面板在顯示該特定固定電壓時的輝度值，來決定是否重新調整該特定固定電壓的電壓準位；以及重新選取該特定固定電壓，直到該些固定電壓逐一被調整為止，其中藉由量測該顯示面板在顯示該替代灰階電壓時的輝度值，來決定是否重新調整該特定固定電壓的電壓準位的步驟包括：量測該顯示面板在顯示該替代灰階電壓時的輝度值，以取得一第一輝度值；判別該第一輝度值與該替代灰階電壓所對應的理想輝度值是否在一預設誤差範圍內；當該第一輝度值與該替代灰階電壓所對應的理想輝度值不在該預設誤差範圍內時，重新調整該特定固定電壓的電壓準位；以及當該第一輝度值與該替代灰階電壓所對應的理想輝度值在該預設誤差範圍內時，則回到所述重新選取該特定固定電壓，直到該些固定電壓逐一被調整為止的步驟。
如申請專利範圍第1項所述之電壓調整方法，其中依據該些灰階值的訊雜比，將該些灰階電壓與該些固定電壓劃分成該第一電壓群組與該第二電壓群組的步驟包括：計算該些灰階值所對應的理想輝度值；以該些灰階值所對應的理想輝度值來計算該些灰階值的訊雜比，並依據一臨界值將該些灰階值區分成多個低訊雜比灰階值與多個高訊雜比灰階值；將與該些低訊雜比灰階值對應的該些灰階電壓與該些固定電壓設定為該第一電壓群組；以及將與該些高訊雜比灰階值對應的該些灰階電壓與該些固定電壓設定為該第二電壓群組。
如申請專利範圍第2項所述之電壓調整方法，其中以該些灰階值所對應的理想輝度值來計算該些灰階值的訊雜比的步驟包括：將該顯示面板所對應的一最低灰階值設定為一預設灰階值；以及將該些灰階值所對應的理想輝度值分別除以該預設灰階值所對應的理想輝度值，以取得該些灰階值的訊雜比。
如申請專利範圍第1項所述之電壓調整方法，其中藉由量測該顯示面板在顯示該特定固定電壓時的輝度值，來決定是否重新調整該特定固定電壓的電壓準位的步驟包括：量測該顯示面板在顯示該特定固定電壓時的輝度值，以取得一第二輝度值；判別該第二輝度值與該特定固定電壓所對應的理想輝度值是否在一預設誤差範圍內；當該第二輝度值與該特定固定電壓所對應的理想輝度值不在該預設誤差範圍內時，重新調整該特定固定電壓的電壓準位；以及當該第二輝度值與該特定固定電壓所對應的理想輝度值在該預設誤差範圍內時，則回到所述重新選取該特定固定電壓，直到該些固定電壓逐一被調整為止的步驟。
如申請專利範圍第1項所述之電壓調整方法，其中重新選取該特定固定電壓，直到該些固定電壓逐一被調整為止的步驟包括：判別該些固定電壓是否已逐一被選取；當該些固定電壓尚未逐一被選取時，回到所述從該些固定電壓中擇一作為該特定固定電壓的步驟；以及當該些固定電壓已逐一被選取時，結束該些固定電壓的調整。
如申請專利範圍第1項所述之電壓調整方法，更包括：將該灰階電阻串電性連接至一外接電阻的一端，且該外接電阻的另一端用以產生該顯示面板所對應的一最低灰階電壓，其中所述提供該些固定電壓至該灰階電阻串的步驟包括透過該外接電阻的另一端來接收該些固定電壓之其一。