TWI434274B

TWI434274B - 顯示器及其畫素驅動方法

Info

Publication number: TWI434274B
Application number: TW100137687A
Authority: TW
Inventors: Hsiang Pei Ou; Yung Jen Chen; Hsin Hsuan Lo
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2014-04-11
Also published as: CN102394044A; CN102394044B; CN104008718A; TW201317976A; CN104008718B

Description

顯示器及其畫素驅動方法

本發明是有關於一種畫素之驅動方法，且特別是有關於一種增進低灰階畫面顯示品質之畫素驅動方法。

在液晶顯示器中，通常會對液晶畫素施加一加速驅動電壓，藉以驅動液晶分子而加速其反應時間，讓影像灰階畫面可快速地轉換。第1圖係繪示影像畫面在穩態間進行轉換的示意圖。由圖中可知，灰階值0所代表的啟始影像畫面在停留數個畫框時間(約500毫秒～1000毫秒)後，液晶分子會受到灰階值250所對應的加速驅動電壓驅動，而影像畫面便由灰階值0所代表的啟始影像畫面轉換為灰階值150所代表的目標影像畫面。

然而，在使用一般加速驅動電壓技術於顯示器產品下，特別是立體顯示器，當顯示低灰階影像畫面時，會因為加速驅動電壓技術對於顯示單一顏色畫素或僅顯示二顏色畫素之畫素電壓進行加速驅動，而造成突兀之色塊，即顯示畫面灰階不連續的情形，這些色塊可能是單一紅色、單一綠色、單一藍色、紅色與綠色之組合、紅色與藍色之組合、綠色與藍色之組合，因人眼在低灰階影像畫面時對於異常色塊的反應特別敏銳，會對顯示影像有不良的感受。

第2圖為習知加速驅動電壓技術應用於畫素的驅動系統實施例之示意圖。如第2圖所示，顯示習知具有加速驅動(over drive)功能的畫素驅動系統(pixel driving system)20。畫素驅動系統20接收一畫素之前一畫面資料21，包含紅色子畫素資料Rp、綠色子畫素資料Gp與藍色子畫素資料Bp，以及，接收該畫素之目前畫面資料22，包含紅色子畫素資料Rc、綠色子畫素資料Gc與藍色子畫素資料Bc，根據前一畫面(previous frame)資料21與目前畫面(current frame)資料22，對一加速驅動訊號查找表24進行查表動作後，產生一組加速驅動信號(Ro，Go，Bo)23，分別對紅色、綠色以及藍色子畫素驅動，畫面資料21與22與加速驅動信號23屬於一種灰階訊號，較常見的情形係為可顯示256個不同灰階。不同的灰階在資料處理的運算時係利用整數(例如0、1、2、3......254、255)以表示之。當然，在實行上，係以二進位之數字來表示上述各個整數。當顯示低灰階且單色影像畫面時，例如為，前一畫面資料21之(Rp，Gp，Bp)分別為(16,17,15)，而目前畫面資料22之(Rc，Gc，Bc)分別為(17,30,14)，對一加速驅動訊號查找表24進行查表動作後，產生一組加速驅動信號(Ro，Go，Bo)23分別為(17,88,14)，其中驅動綠色畫素的加速驅動訊號值Go遠大於其他兩色的加速驅動訊號值，會使得顯示畫面中綠色畫素特別突兀，使影像品質顯得很低劣。

本發明的目的是在提供一種畫素之驅動方法，用以解決當顯示低灰階影像畫面時，因為過驅動電壓技術對於顯示單一顏色畫素或僅顯示二顏色畫素之畫素電壓進行過驅動，而造成突兀之色塊，造成顯示畫面灰階感覺不平順的問題。

依據本發明之一實施例，其揭露一種畫素驅動方法，包含於一第一時間接收一畫素之一第一資料；於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第二資料；根據該第一資料與該第二資料產生一第一組加速驅動信號；若該第一組加速驅動信號中有至少一第一灰階加速驅動信號，且該第一組加速驅動信號中有至少一第二灰階加速驅動信號，則調整該第一組加速驅動信號中至少一加速驅動信號，以產生一第二組加速驅動信號，其中該第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於該第一灰階加速驅動信號之灰階值大於一臨界值；以及根據該第二組加速驅動信號驅動該畫素。

依據本發明之另一實施例，其揭露一種畫素驅動方法，包含於一第一時間接收一畫素之一第一灰階資料與一第二灰階資料，於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第三灰階資料與一第四灰階資料；根據該第一灰階資料與該第三灰階資料產生一第一驅動信號，並根據該第二灰階資料與該第四灰階資料產生一第二驅動信號；根據該第一驅動信號與該第二驅動信號驅動該畫素；於一第三時間接收該畫素之一第五灰階資料與一第六灰階資料；於該第三時間之後的一第四時間接收該畫素之一第七灰階資料與該第八灰階資料，其中該第五灰階資料與該第一灰階資料相同，該第六灰階資料與該第二灰階資料相同，該第八灰階資料與該第四灰階資料相同，該第七灰階資料與該第三灰階資料相異；根據該第五灰階資料與該第七灰階資料產生一第三驅動信號，根據該第六灰階資料與該第八灰階資料產生一第四驅動信號，其中該第二驅動信號與該第四驅動信號相異；及根據該第三驅動信號與該第四驅動信號驅動該畫素。

依據本發明之另一實施例，其揭露一種顯示器，包含一畫素，包含一第一子畫素與一第二子畫素；及一資料處理單元，用以提供一驅動信號以驅動該第一子畫素與該第二子畫素；其中該資料處理單元於一第一時間接收該畫素一第一灰階資料與一第二灰階資料，於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第三灰階資料與一第四灰階資料，根據該第一灰階資料與該第三灰階資料產生一第一驅動信號，用以驅動該第一子畫素，根據該第二灰階資料與該第四灰階資料產生一第二驅動信號，用以驅動該第二子畫素，並於一第三時間接收該畫素之一第五灰階資料與一第六灰階資料，於該第三時間之後的一第四時間接收該畫素之一第七灰階資料與一第八灰階資料，其中該第五灰階資料與該第一灰階資料相同，該第六灰階資料與該第二灰階資料相同，該第八灰階資料與該第四灰階資料相同，該第七灰階資料與該第三灰階資料相異，根據該第五灰階資料與該第七灰階資料產生一第三驅動信號，用以驅動該第一子畫素，根據該第六灰階資料與該第八灰階資料產生一第四驅動信號，用以驅動該第二子畫素，其中該第二驅動信號與該第四驅動信號相異。

下文依本發明之使用畫素顯示影像之方法，特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而方法流程步驟編號更非用以限制其執行先後次序，任何由方法步驟重新組合之執行流程，所產生具有均等功效的方法，皆為本發明所涵蓋的範圍。

第3圖為本發明畫素驅動系統30之示意圖。如第3圖所示，畫素驅動系統30接收一畫素之前一畫面資料31，包含紅色子畫素資料Rp、綠色子畫素資料Gp與藍色子畫素資料Bp，以及接收該畫素之目前畫面資料32，包含紅色子畫素資料Rc、綠色子畫素資料Gc與藍色子畫素資料Bc，根據前一畫面(previous frame)資料31與目前畫面(current frame)資料32，對一加速驅動訊號查找表34進行查表動作後，產生一第一組加速驅動信號33(Ro，Go，Bo)後，經過一訊號調整單元301，若第一組加速驅動信號33中有至少一低灰階之加速驅動信號，且第一組加速驅動信號33中有至少一高灰階之加速驅動信號遠大於該至少一低灰階之加速驅動信號，則調整第一組加速驅動信號33中至少一加速驅動信號，以產生一第二組加速驅動信號35(Ra，Ga，Ba)，並根據第二組加速驅動信號35驅動該畫素分別對紅色、綠色以及藍色子畫素驅動，其中畫面資料31及32與加速驅動信號33及35屬於一種灰階訊號，較常見的情形係為可顯示256個不同灰階。不同的灰階在資料處理的運算時係利用整數(例如0、1、2、3......254、255)以表示之。當然，在實行上，係以二進位之數字來表示上述各個整數。

第4圖為本發明一實施例之畫素驅動方法流程圖。如第4圖所示之方法400包括下列步驟：S411：於第一時間接收一畫素之第一資料；S412：於第一時間之後的第二時間接收該畫素之第二資料；S413：根據第一資料與第二資料產生第一組加速驅動信號；S414：第一組加速驅動信號中有至少一第一灰階加速驅動信號，且第一組加速驅動信號中有至少一第二灰階加速驅動信號，判斷上述第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於上述第一灰階加速驅動信號之灰階值是否大於臨界值；若是，則執行步驟S415；若否，則執行步驟S417；S415：調整第一組加速驅動信號中至少一加速驅動信號，以產生第二組加速驅動信號；S416：根據第二組加速驅動信號驅動該畫素；S417：根據第一組加速驅動信號驅動該畫素；S418：結束。

於步驟S411中，於第一畫面時間接收畫素之前一畫面資料31後，並暫存於記憶體中，其中，畫素之前一畫面資料31包含紅色子畫素資料Rp、綠色子畫素資料Gp與藍色子畫素資料Bp，於步驟S412中，於接續於第一畫面時間之後的第二畫面時間接收該畫素之目前畫面資料32，暫存於記憶體中，其中，目前畫面資料32包含紅色子畫素資料Rc、綠色子畫素資料Gc與藍色子畫素資料Bc，於步驟S413中，根據前一畫面資料31與目前畫面資料32，對加速驅動訊號查找表34進行查表動作後，產生第一組加速驅動信號(Ro，Go，Bo)33。

於步驟S414中，第一組加速驅動信號33中有至少一第一灰階加速驅動信號，且第一組加速驅動信號33中有至少一第二灰階加速驅動信號，判斷上述第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於上述第一灰階加速驅動信號之灰階值是否大於臨界值；若是，則執行步驟S415；若否，則執行步驟S417。

於步驟S415中，調整第一組加速驅動信號33中至少一加速驅動信號，以產生第二組加速驅動信號35，其包含調降該第一組加速驅動信號中至少一第二灰階加速驅動信號之灰階值。其中，調整該第一組加速驅動信號的幅度，係根據至少一第二灰階加速驅動信號與至少一第一灰階加速驅動信號的灰階值差異大小或比值以及根據至少一第一灰階之加速驅動信號的大小，決定調整至少一加速驅動信號的幅度。

此外，上述步驟S414與步驟S415中，進一步說明如何判斷第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於第一灰階加速驅動信號之灰階值是否大於臨界值，前述臨界值係為第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於第一灰階加速驅動信號之一差值或一預設倍數。舉例而言，於步驟S414中，若前一畫面資料31之(Rp，Gp，Bp)分別為(16,17,15)，而目前畫面資料32之(Rc，Gc，Bc)分別為(17,30,14)，對加速驅動訊號查找表34進行查表動作後，產生第一組加速驅動信號(Ro，Go，Bo)33分別為(17,88,14)，其中驅動綠色畫素的加速驅動訊號值Go=88遠大於其他兩色的加速驅動訊號值(例如Ro=17及Bo=14)，亦即，上述之臨界值係為第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於第一灰階加速驅動信號之差值為Diff=74，於步驟S415中，調降綠色畫素的加速驅動訊號值Go，產生調降後的加速驅動訊號值Ga。其中調降Go的比例係為根據第一組加速驅動信號(Ro，Go，Bo)33中最大之加速驅動信號Go與最小之加速驅動信號Bo的灰階差值Diff以及調整比例R做調整，產生調整後的加速驅動信號(Ra，Ga，Ba)35，即Diff =Go -Bo =74，因此Ga =min+Diff ×R ，其中min定義為最小之加速驅動信號之灰階值，即為第一灰階值，調整比例R的決定係根據最小之加速驅動信號min之訊號灰階值決定，若最小之加速驅動信號之訊號min灰階值越小，則調整比例R越小，反之則越大，在本實施例中，假設畫素具有顯示256個不同灰階的能力，當最小之加速驅動信號之訊號灰階範圍值為0~31，調整比例R為20%~30%，當最小之加速驅動信號之訊號灰階範圍值為32~63，調整比例R為30%~40%，當最小之加速驅動信號之訊號灰階範圍值為64~95，調整比例R為40%~50%。依此計算Ga =14+74×30%=36，因此調整後的加速驅動信號(Ra，Ga，Ba)35為(17，36，14)，並根據調整後的加速驅動信號35分別驅動紅色、綠色以及藍色畫素，其中驅動綠色畫素的加速驅動訊號值Ga與其他兩色的加速驅動訊號灰階差值不大，接近於原始輸入之目前畫面資料之(Rc=17，Gc=30，Bc=14)，藉以改善低灰階之觀賞影像品質。

此外，調降Go的比例可為根據第一組加速驅動信號(Ro，Go，Bo)中最大之加速驅動信號Go與最小之加速驅動信號Bo的比值Div以及調整比例Riv做調整，即，因此Ga =min×Div ×Riv ，其中min定義為最小之加速驅動信號之灰階值，而max定義為最大之加速驅動信號之灰階值，調整比例Riv的決定係根據最小之加速驅動信號min之訊號灰階值決定，若最小之加速驅動信號之訊號min灰階值越小，則調整比例Riv越小，反之則越大，在本實施例中，假設畫素具有顯示256個不同灰階的能力，當最小之加速驅動信號之訊號灰階範圍值為0~31，調整比例Riv為30%~40%，當最小之加速驅動信號之訊號灰階範圍值為32~63，調整比例Riv為40%~50%，當最小之加速驅動信號之訊號灰階範圍值為64~95，調整比例Riv為50%~60%。依此計算Ga =14×6×40%=33，因此調整後的加速驅動信號(Ra，Ga，Ba)35為(17，33，14)，並根據調整後的加速驅動信號35分別驅動紅色、綠色以及藍色子畫素，其中驅動綠色畫素的加速驅動訊號值Ga與其他兩色的加速驅動訊號值差值不大，接近於原始輸入之目前畫面資料32之(Rc=17，Gc=30，Bc=14)，藉以改善低灰階之觀賞影像品質。

請同時參考第5圖及第6圖。第5圖係為說明本發明另一實施例之顯示器500示意圖。第6圖係為說明本發明另一實施例之使用畫素顯示影像之驅動方法流程圖。第5圖中顯示器500包含一畫素陣列56以及一資料處理單元54。如第5圖所示，其中資料處理單元54包含接收單元541與驅動信號產生單元542，接收單元541於一第一時間接收一畫素之第一灰階資料(例如為紅色子畫素之紅色灰階資料)Rp及第二灰階資料(例如為綠色子畫素之綠色灰階資料)Gp，接續於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第三灰階資料(例如為紅色灰階資料)Rc與一第四灰階資料(例如為綠色灰階資料)Gc，驅動信號產生單元542根據Rp與Rc產生信號Ro，根據Gp與Gc產生信號Go，其中資料處理單元54會判斷Ro與Go之間的最大值與最小值之差值或比值是否大於一預定倍數及/或一預定值，而對最大值者進行調降或對最小值者進行調升動作，而產生第一驅動信號Ra與第二驅動信號Ga分別驅動紅色以及綠色子畫素。其中灰階資料51及52與驅動信號55屬於一種灰階訊號，較常見的情形係為可顯示256個不同灰階。不同的灰階在資料處理的運算時係利用整數(例如0、1、2、3......254、255)以表示之。

舉例來說，資料處理單元54於一第一畫面時間接收一畫素之第一灰階資料(例如為紅色灰階資料)Rp為16與一第二灰階資料(例如為綠色灰階資料)Gp為17，接續於該第一畫面時間之後的一第二畫面時間接收該畫素之一第三灰階資料(例如為紅色灰階資料)Rc為28與一第四灰階資料(例如為綠色灰階資料)Gc為30，資料處理單元54根據Rp與Rc產生訊號Ro為83，根據Gp與Gp產生信號Go為88，資料處理單元54判斷Ro與Go之差值大小為(88-83)=5，假設預定值設為10，該差值小於該預定值，因此資料處理單元54不對Ro與Go進行調整而輸出Ra=83以及Ga=88，分別對畫素陣列56中之紅色以及綠色子畫素驅動。

假設在另一個狀況，資料處理單元54於一第一畫面時間接收一畫素之第一灰階資料(例如為紅色灰階資料)Rp為16與一第二灰階資料(例如為綠色灰階資料)Gp為17，於該第一畫面時間之後的一第二畫面時間接收該畫素之一第三灰階資料(例如為紅色灰階資料)Rc為17與一第四灰階資料(例如為綠色灰階資料)Gc為30，資料處理單元54根據Rp與Rc產生訊號Ro為17，根據Gp與Gp產生信號Go為88，資料處理單元54判斷Ro與Go之差值大小為(88-17)=71，假設預定值設為10，該差值已經大於該預定值，因此資料處理單元54對Go進行調降的動作，其中調降的比例同於前述之R或Riv進行調整，因此資料處理單元54輸出Ra=17以及Ga=36，分別對畫素陣列56中之紅色以及綠色子畫素驅動。

如第6圖所示之方法600包括下列步驟：S611：於第一時間接收一畫素之第一灰階資料與第二灰階資料；S612：於第一時間之後的第二時間接收該畫素之第三灰階資料與第四灰階資料；S613：根據該第一灰階資料與該第三灰階資料產生第一驅動信號，用以驅動該畫素之第一子畫素，根據該第二灰階資料與該第四灰階資料產生一第二驅動信號，用以驅動該畫素之第二子畫素；S614：於一第三時間接收該畫素之一第五灰階資料與一第六灰階資料；S615：於該第三時間之後的一第四時間接收該畫素之一第七灰階資料與一第八灰階資料，其中該第五灰階資料與該第一灰階資料相同，該第六灰階資料與該第二灰階資料相同，該第八灰階資料與該第四灰階資料相同，該第七灰階資料與該第三灰階資料相異；S616：根據該第五灰階資料與該第七灰階資料產生一第三驅動信號，用以驅動該畫素之第一子畫素，根據該第六灰階資料與該第八灰階資料產生一第四驅動信號，用以驅動該畫素之第二子畫素，其中該第二驅動信號與該第四驅動信號相異。

藉由本實施例之畫素之驅動方法，可避免當顯示影像畫面時，使用加速驅動電壓技術，造成突兀的色塊，因此可使顯示畫面感覺較為平順，進而提高顯示品質。

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。

20、30‧‧‧畫素驅動系統

24、34‧‧‧加速驅動查找表

301‧‧‧訊號調整單元

500‧‧‧顯示器

54‧‧‧資料處理單元

541‧‧‧接收單元

542‧‧‧驅動信號產生單元

56‧‧‧畫素單元

400、600‧‧‧方法

S411至S418、 S611至S616‧‧‧步驟

第1圖為習知加速驅動方法用於畫素的驅動方法實施例之示意圖。

第2圖為習知加速驅動電壓技術應用於畫素的驅動系統實施例之示意圖。

第3圖為本發明畫素之驅動系統實施例之示意圖。

第4圖為本發明畫素之驅動方法之流程圖。

第5圖為本發明之顯示器實施例之示意圖。

第6圖為本發明畫素之驅動方法之流程圖。

400．．．方法

S411至S418．．．步驟

Claims

一種畫素驅動方法，包含：於一第一時間接收一畫素之一第一資料；於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第二資料；根據該第一資料與該第二資料產生一第一組加速驅動信號；若該第一組加速驅動信號中有至少一第一灰階加速驅動信號與至少一第二灰階加速驅動信號，且該第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於該第一灰階加速驅動信號之灰階值大於一臨界值，則根據該至少一第二灰階加速驅動信號與該至少一第一灰階加速驅動信號的之灰階值差異大小，決定該第一組加速驅動信號中至少一加速驅動信號的灰階值調整幅度，據以調整該至少一加速驅動信號，以產生一第二組加速驅動信號；以及根據該第二組加速驅動信號驅動該畫素。
一種畫素驅動方法，包含：於一第一時間接收一畫素之一第一資料；於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第二資料；根據該第一資料與該第二資料產生一第一組加速驅動信號；若該第一組加速驅動信號中有至少一第一灰階加速驅動信號與至少一第二灰階加速驅動信號，且該第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於該第一灰階加速驅動信號之灰階值大於一臨界值，則根據該至少一第一灰階加速驅動信號的之灰階值大小，決定該第一組加速驅動信號中至少一加速驅動信號的調整幅度，據以調整該至少一加速驅動信號，以產生一第二組加速驅動信號；以及根據該第二組加速驅動信號驅動該畫素。
如請求項1或2所述之方法，其中調整該第一組加速驅動信號中至少一加速驅動信號包含調降該第一組加速驅動信號中具有最大灰階值之加速驅動信號之灰階值。
如請求項1或2所述之方法，其中調整該第一組加速驅動信號中至少一加速驅動信號包含調降該至少一第二灰階加速驅動信號之灰階值。
如請求項1或2所述之方法，其中調整該第一組加速驅動信號中至少一加速驅動信號包含調升該至少一第一灰階加速驅動信號之灰階值。
如請求項1或2所述之方法，其中根據該第一資料與該第二資料產生該第一組加速驅動信號包含根據該第一資料與該第二資料及一查表法產生該第一組加速驅動信號。
如請求項1或2所述之方法，其中該臨界值係為該第二灰階加速驅動信號之灰階值相較於該第一灰階加速驅動信號之一差值或一預設倍數。
一種畫素驅動方法，包含：提供一畫素，該畫素包含一第一子畫素與一第二子畫素；於一第一時間接收該畫素之一第一灰階資料與一第二灰階資料；於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第三灰階資料與一第四灰階資料；根據該第一灰階資料與該第三灰階資料產生一第一驅動信號，並根據該第二灰階資料與該第四灰階資料產生一第二驅動信號；根據該第一驅動信號與該第二驅動信號分別驅動該第一子畫素與該第二子畫素；於一第三時間接收該畫素之一第五灰階資料與一第六灰階資料；於該第三時間之後的一第四時間接收該畫素之一第七灰階資料與一第八灰階資料，其中該第五灰階資料與該第一灰階資料相同，該第六灰階資料與該第二灰階資料相同，該第八灰階資料與該第四灰階資料相同，該第七灰階資料與該第三灰階資料相異；根據該第五灰階資料與該第七灰階資料產生一第三驅動信號，根據該第六灰階資料與該第八灰階資料產生一第四驅動信號，其中該第二驅動信號與該第四驅動信號相異；及根據該第三驅動信號與該第四驅動信號分別驅動該第一子畫素與該第二子畫素。
一種顯示器，包含：一畫素，包含一第一子畫素與一第二子畫素；及一資料處理單元，用以提供一驅動信號以驅動該第一子畫素與該第二子畫素，包含：一接收單元，用以於一第一時間接收該畫素之一第一灰階資料與一第二灰階資料以及於該第一時間之後的一第二時間接收該畫素之一第三灰階資料與一第四灰階資料，並於一第三時間接收該畫素之一第五灰階資料與一第六灰階資料，於該第三時間之後的一第四時間接收該畫素之一第七灰階資料與一第八灰階資料，其中該第五灰階資料與該第一灰階資料相同，該第六灰階資料與該第二灰階資料相同，該第八灰階資料與該第四灰階資料相同，該第七灰階資料與該第三灰階資料相異；及一驅動信號產生單元，用以根據該第一灰階資料與該第三灰階資料產生一第一驅動信號以驅動該第一子畫素以及根據該第二灰階資料與該第四灰階資料產生一第二驅動信號以驅動該第二子畫素，並且，根據該第五灰階資料與該第七灰階資料產生一第三驅動信號以驅動該第一子畫素，根據該第六灰階資料與該第八灰階資料產生一第四驅動信號，以驅動該第二子畫素，其中該第二驅動信號與該第四驅動信號相異。