TWI655621B - 液晶顯示器及其共電極電壓的動態補償系統 - Google Patents

Abstract

一種液晶顯示器，包含顯示面板；時序控制器；閘極驅動器與源極驅動器，受控於時序控制器，以顯示影像於顯示面板；及查表單元，設於時序控制器內，該查表單元儲存有初始共電極電壓、目標共電極電壓及複數補償期間的相應補償電壓。時序控制器根據初始共電極電壓且根據每一補償期間的補償電壓，據以產生相應補償期間的共電極電壓，且時序控制器對共電極電壓執行漸進式補償，直到目標共電極電壓已達到。

Description

液晶顯示器及其共電極電壓的動態補償系統

本發明係有關一種液晶顯示器，特別是關於一種共電極電壓(VCOM)的動態補償方法與系統。

液晶顯示器為平面顯示器的一種，其利用液晶的光調變(light-modulating)特性以進行影像的顯示。高級超維場轉換(advanced super dimension switch, ADS)液晶顯示器為一種新穎的液晶顯示器，其在大螢幕、高解析度下具有廣視角的特點，因此被使用在高階的顯示器。

為了避免液晶顯示器的液晶分子因為極化而造成永久的損害，造成殘像(image sticking)現象，一般會使用極性反轉(polarity inversion)機制。然而，於進行極性反轉時，共電極電壓(common electrode voltage, VCOM)之正、負極性的畫素電壓往往無法達到對稱平衡，因而產生閃爍(flicker)現象。為了減緩閃爍，通常可藉由調整共電極電壓以降低正負極性電壓的不對稱性，以提高人眼觀看的舒適度。

由於撓曲電效應(flexoelectric effect)對於液晶分子的影響，高級超維場轉換(ADS)液晶顯示器無論其初始共電極電壓的數值為何，使用當中的閃爍將會隨時間偏移(shift)，最後穩定於一個數值。第一圖顯示液晶顯示器於開啟後一小時內的閃爍偏移曲線，縱軸代表閃爍調變振幅(flicker modulation amplitude, FMA)。每一次開啟液晶顯示器，一開始的閃爍較大，並隨時間而穩定於一個數值。

為了減緩液晶顯示器的閃爍現象，一種方法是改變畫素電極的結構。然而，此種方法需考量整體系統電路的架構，使得成本較高。因此，亟需提出一種新穎的機制，以較低成本而能改善液晶顯示器的閃爍現象。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種共電極電壓(VCOM)的動態補償方法與系統，用以改善液晶顯示器的閃爍現象並可避免殘像情形的發生，以提高人眼觀看的舒適度。

根據本發明實施例，液晶顯示器包含顯示面板、時序控制器、閘極驅動器、源極驅動器及查表單元。閘極驅動器與源極驅動器受控於時序控制器，以顯示影像於顯示面板。查表單元設於時序控制器內，其儲存有初始共電極電壓、目標共電極電壓及複數補償期間的相應補償電壓。時序控制器根據初始共電極電壓及每一補償期間的補償電壓，據以產生相應補償期間的共電極電壓，且時序控制器對共電極電壓執行漸進式補償，直到目標共電極電壓已達到。

根據本發明又一實施例，共電極電壓的動態補償系統包含：第一記憶單元，用以儲存目標共電極電壓；第二記憶單元，用以儲存初始共電極電壓；第一運算單元，用以產生初始共電極電壓；第三記憶單元，用以儲存初始共電極電壓，作為目前共電極電壓；第四記憶單元，用以儲存每一個補償期間的補償電壓；及第二運算單元，於共電極電壓補償過程當中，根據目前補償期間的補償電壓及目前共電極電壓以產生輸出目前補償期間的共電極電壓。其中第二運算單元持續對共電極電壓執行漸進式補償，直到完成最後一個補償期間的共電極電壓補償並已達到目標共電極電壓。

第二圖顯示本發明實施例之液晶顯示器200的系統方塊圖。第三圖顯示本發明實施例之共電極電壓(common electrode voltage, VCOM)的動態補償方法300的流程圖，可用以改善液晶顯示器200的閃爍(flicker)現象並可避免殘像(image sticking)情形的發生。本實施例可適用於高級超維場轉換(advanced super dimension switch, ADS)液晶顯示器，但不限定於此。

首先，於步驟31，開啟時序控制器(Tcon)21以開始顯示影像。如第二圖所示，時序控制器21控制閘極驅動器(gate driver, GD)22與源極驅動器(source driver, SD)23，用以顯示影像於顯示面板24。

初始共電極電壓的大小不但攸關液晶顯示器200的閃爍，且決定了長時間(例如一小時)後最終共電極電壓(又稱為最佳共電極電壓)的大小，以及最終共電極電壓是否可以趨近所設定的目標共電極電壓。第四圖顯示不同的初始共電極電壓於長時間後的最終共電極電壓。根據第四圖所示，不同的初始共電極電壓經過一小時後，其最終(最佳)共電極電壓各不相同，且彼此間沒有固定的關係。

在本實施例中，初始共電極電壓使得顯示器200於開機時(步驟31)的閃爍較輕微(但通常不是最小)，且使得長時間後的最終共電極電壓可以趨近所設定的目標共電極電壓。根據本實施例的特徵之一，使用查表(lookup table, LUT)單元26，其儲存初始共電極電壓(initial common electrode voltage)、目標共電極電壓(通常由客戶預先設定)及補償電壓(將於以下說明)。當開啟時序控制器(Tcon)21時(步驟31)，時序控制器21根據查表單元26以得到初始共電極電壓(步驟32)。第五圖例示第二圖的查表單元26，其第一列儲存有初始共電極電壓。本實施例之查表單元26可為記憶單元，其可在時序控制器21實現，因此查表單元26設於時序控制器21的內部。

接著，於步驟33~35，本實施例對共電極電壓執行漸進式補償。根據本實施例的另一特徵，本實施例所執行的漸進式補償屬於一種非嚴格改變(non-strictly changing)補償，例如非嚴格增加補償。對於非嚴格增加補償，前一時間的共電極電壓小於或等於(≦)後一時間的共電極電壓。因此，在某些(至少一個)補償期間，後一時間的共電極電壓可能等於前一時間的共電極電壓。在一較佳實施例中，本實施例所執行的漸進式補償採用非等時等電壓間距方式，以進行共電極電壓的補償。

第六圖例示各種共電極電壓之補償方法的閃爍與共電極電壓隨時間的變化曲線，其中左側縱軸代表閃爍調變振幅(flicker modulation amplitude, FMA)，右側縱軸代表共電極電壓(VCOM)的伏特值。實線61A代表本實施例採用非等時等電壓間距之共電極電壓曲線，虛線61B則代表相應的閃爍曲線。實線62A代表未進行補償的共電極電壓曲線(其為直線)，虛線62B則代表相應的閃爍曲線。實線63A代表採用等時等電壓間距之共電極電壓曲線(其為嚴格增加直線)，虛線63B則代表相應的閃爍曲線。

根據本實施例之非等時等電壓間距的共電極電壓補償(如實線61A及虛線61B所示)，初始的閃爍較輕微(介於三種方法的中間值)，共電極電壓呈非嚴格增加並於長時間(例如60分鐘)後趨近目標共電極電壓，而閃爍則是和緩降低，並維持輕微的閃爍。反觀實線63A及虛線63B所示的等時等電壓間距之共電極電壓補償，初始的閃爍雖然最小，共電極電壓呈嚴格增加，然而所產生的閃爍則於大部分期間呈現增加的現象。至於實線62A及虛線62B所示未進行共電極電壓補償，於大部分期間所產生的閃爍為三種方法的最大值。

根據上述，本實施例採用非等時等電壓間距的共電極電壓補償(如實線61A及虛線61B所示)，閃爍的變化和緩，因此人眼對於閃爍的感受較輕微。反觀採用等時等電壓間距之共電極電壓補償(如實線63A及虛線63B所示)，閃爍的變化較大，因此人眼對於閃爍的感受會很明顯。

根據本實施例的又一特徵，使用前述的查表(LUT) 單元26依序儲存每一個補償期間的補償電壓。於共電極電壓補償過程當中，時序控制器21根據查表單元26的內容以得到每一補償期間的補償電壓，據以產生相應補償期間的共電極電壓。第七圖例示本實施例之共電極電壓的補償步距(offset step)。

回到第三圖的步驟33，檢視目前是否已達最後的補償期間。如果為否，則進入步驟34，時序控制器21根據查表單元26的內容以得到目前補償期間的補償電壓，據以進行共電極電壓的補償。接著，於步驟35，等待預設時間之後，進入下一個補償期間。回到步驟33以檢視是否已達最後的補償期間。據此重複執行步驟33~35，直到完成最後一個補償期間的共電極電壓補償並已達到目標共電極電壓，則結束共電極電壓的補償。

第八圖顯示本發明實施例之共電極電壓(VCOM)的動態補償系統800的方塊圖。在本實施例中，動態補償系統800包含第一記憶單元81，用以儲存目標(target)共電極電壓。動態補償系統800還包含第二記憶單元82，用以儲存初始共電極電壓。當開啟液晶顯示器200的可程式伽瑪電路25(第二圖)時(步驟31，第三圖)，第一運算單元83從第二記憶單元82得到初始共電極電壓 (步驟32，第三圖)，作為目前共電極電壓(VCOM)，並儲存於第三記憶單元84。

動態補償系統800還包含第四記憶單元85，用以儲存每一個補償期間的補償電壓。於共電極電壓補償過程當中，時序控制器21從第四記憶單元85得到目前補償期間的補償電壓，且第二運算單元86根據目前共電極電壓與目前補償期間的補償電壓以產生輸出目前補償期間的共電極電壓。如果尚未達到最後一個補償期間，則輸出的共電極電壓會回存至第三記憶單元84，並於下一個補償期間使用第二運算單元86據以輸出相應的共電極電壓，直到完成最後一個補償期間的共電極電壓補償並已達到目標共電極電壓，則結束共電極電壓的補償。上述的第一記憶單元81、第二記憶單元82、第三記憶單元84及第四記憶單元85可以為分別獨立或者整合在一起，其可在時序控制器21或可程式伽瑪電路25實現。如果是在時序控制器21實現，則設於時序控制器21的內部；如果是在可程式伽瑪電路25實現，則設於可程式伽瑪電路25的內部。如前所述，本實施例所執行的漸進式補償屬於一種非嚴格改變(non-strictly changing)補償，例如非嚴格增加補償。對於非嚴格增加補償，前一時間的共電極電壓小於或等於(≦)後一時間的共電極電壓。因此，在某些(至少一個)補償期間，後一時間的共電極電壓可能等於前一時間的共電極電壓。在一較佳實施例中，本實施例所執行的漸進式補償採用非等時等電壓間距方式，以進行共電極電壓的補償。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

200‧‧‧液晶顯示器

21‧‧‧時序控制器

22‧‧‧閘極驅動器

23‧‧‧源極驅動器

24‧‧‧顯示面板

25‧‧‧可程式伽瑪電路

26‧‧‧查表單元

300‧‧‧動態補償方法

31‧‧‧開啟時序控制器/可程式伽瑪電路

32‧‧‧得到初始共電極電壓

33‧‧‧檢視是否為最後補償期間

34‧‧‧共電極電壓補償

35‧‧‧等待預設時間

61A‧‧‧共電極電壓曲線

61B‧‧‧閃爍曲線

62A‧‧‧共電極電壓曲線

62B‧‧‧閃爍曲線

63A‧‧‧共電極電壓曲線

63B‧‧‧閃爍曲線

800‧‧‧動態補償系統

81 ‧‧‧第一記憶單元

82‧‧‧第二記憶單元

83‧‧‧第一運算單元

84‧‧‧第三記憶單元

85‧‧‧第四記憶單元

86‧‧‧第二運算單元

FMA‧‧‧閃爍調變振幅

VCOM‧‧‧共電極電壓

第一圖顯示液晶顯示器於開啟後一小時內的閃爍偏移曲線。 第二圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的系統方塊圖。 第三圖顯示本發明實施例之共電極電壓(VCOM)的動態補償方法的流程圖。 第四圖顯示不同的初始共電極電壓於長時間後的最終共電極電壓。 第五圖例示第二圖的查表單元。 第六圖例示各種共電極電壓之補償方法的閃爍與共電極電壓隨時間的變化曲線。 第七圖例示本實施例之共電極電壓的補償步距。 第八圖顯示本發明實施例之共電極電壓的動態補償系統的方塊圖。

Claims (10)

1. 一種液晶顯示器，包含：一顯示面板；一時序控制器；一閘極驅動器與一源極驅動器，受控於該時序控制器，以顯示影像於該顯示面板；及一查表單元，設於該時序控制器內，該查表單元儲存有初始共電極電壓、目標共電極電壓及複數補償期間的相應補償電壓；其中該時序控制器根據該初始共電極電壓且根據每一補償期間的補償電壓，據以產生相應補償期間的共電極電壓，且該時序控制器對共電極電壓執行漸進式補償，直到該目標共電極電壓已達到；其中該漸進式補償屬於一種非嚴格改變補償，且該漸進式補償採用非等時等電壓間距方式，以進行共電極電壓的補償。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該液晶顯示器包含高級超維場轉換液晶顯示器。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中於至少一個補償期間，後一時間的共電極電壓等於前一時間的共電極電壓。
4. 一種共電極電壓的動態補償系統，包含一第一記憶單元，用以儲存目標共電極電壓；一第二記憶單元，用以儲存初始共電極電壓；一第一運算單元，用以以產生初始共電極電壓；一第三記憶單元，用以儲存該初始共電極電壓，作為目前共電極電壓；一第四記憶單元，用以儲存每一個補償期間的補償電壓；及 一第二運算單元，於共電極電壓補償過程當中，根據目前補償期間的補償電壓及目前共電極電壓以產生輸出目前補償期間的共電極電壓；其中該第二運算單元持續對共電極電壓執行漸進式補償，直到完成最後一個補償期間的共電極電壓補償並已達到該目標共電極電壓。
5. 根據申請專利範圍第4項所述共電極電壓的動態補償系統，其中該第一運算單元於液晶顯示器的時序控制器開啟時，產生該初始共電極電壓。
6. 根據申請專利範圍第4項所述共電極電壓的動態補償系統，其中該第一運算單元於液晶顯示器的可程式伽瑪電路開啟時，產生該初始共電極電壓。
7. 根據申請專利範圍第4項所述共電極電壓的動態補償系統，其適用於高級超維場轉換液晶顯示器。
8. 根據申請專利範圍第4項所述共電極電壓的動態補償系統，其中該漸進式補償屬於一種非嚴格改變補償。
9. 根據申請專利範圍第8項所述共電極電壓的動態補償系統，其中於至少一個補償期間，後一時間的共電極電壓等於前一時間的共電極電壓。
10. 根據申請專利範圍第8項所述共電極電壓的動態補償系統，其中該漸進式補償採用非等時等電壓間距方式，以進行共電極電壓的補償。