TWI805365B

TWI805365B - 混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法

Info

Publication number: TWI805365B
Application number: TW111118188A
Authority: TW
Inventors: 王聖堯; 楊武璋; 姚正宏; 廖奇璋
Original assignee: 虹彩光電股份有限公司
Priority date: 2022-05-16
Filing date: 2022-05-16
Publication date: 2023-06-11
Also published as: US20230368747A1; JP2023169115A; TW202347303A

Abstract

一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法，膽固醇液晶顯示器包括顯示面板及微處理器，針對顯示面板所顯示的畫面會設置一個門檻灰階值，微處理器會先將超過門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動顯示面板以顯示畫面，接著微處理器再以PWM驅動模式驅動顯示畫面，藉此可以大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。

Description

混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法

本發明係關於一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法，尤指以DDS驅動模式與PWM驅動模式混合驅動以顯示畫面的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法。

膽固醇液晶顯示器(Cholesteric Liquid Crystal Display; Ch-LCD) 具有雙穩態的特性，可以在不耗電的情況下仍然保持顯示的內容，常用於溫度感測器顯示、電子書、電子紙、電子白板等產品。

膽固醇液晶顯示器中顯示畫面的部分可稱為顯示面板，顯示面板包含多個顯示單位以共同顯示畫面，驅動顯示面板顯示畫面的驅動方式有DDS驅動模式與PWM驅動模式。

PWM驅動模式的特性是，畫面對比的顯示效果較差，色階顯示的效果較好，因為暗態色顯示時的反射效果較差，一般反射率約為6%，而PWM驅動模式的灰階深度較高，一般可分16階。DDS驅動模式的特性是，畫面對比的顯示效果較高，但色階顯示的效果較不理想，因為暗態色顯示時反射率可壓抑得較低所致，一般約為4.5%，而DDS驅動模式的灰階深度則較少，一般僅可分4至8階。

請參閱圖1以及圖2，圖1是習知技術中標準呈現的顯示畫面示意圖，圖2是習知技術中PWM驅動模式的顯示畫面示意圖。為了高色階畫面顯示，所採用的驅動模式一般是採用PWM驅動模式，針對圖1想要顯示的標準呈現畫面顯示目標，直接使用PWM驅動模式顯示畫面的結果會如圖2所示，本來是想得到較高的灰階深度表現，其結果會使暗態色部分的顯示不夠暗黑，缺點如圖2中右半部的灰濛狀態所示，也就是畫面的對比效果變差。

因此，為解決膽固醇液晶顯示器畫面的對比與色階表現難以兩全的問題，本發明的主要目的在於提供一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法，以理想的技術方式，來解決上述問題。

本發明之目的在提供一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法，以DDS驅動模式與PWM驅動模式混合驅動以顯示畫面，藉此可以大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。

本發明係關於一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器，用以提升色階與對比的顯示效果，膽固醇液晶顯示器包含顯示面板、以及微處理器。

顯示面板包含多個顯示單位以共同顯示一個畫面，所述畫面具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值。此外，於所述灰階深度的灰階值範圍中，需預先設置一個門檻灰階值。

微處理器可以是時序控制晶片(Timing Controller; TCON)，微處理器會先於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動顯示面板以顯示畫面，接著微處理器再以PWM驅動模式以灰階深度為範圍來驅動顯示面板以顯示畫面，藉此可以大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。

如前述的膽固醇液晶顯示器，其中所述畫面預定的灰階深度是自0至255範圍的灰階值，所述門檻灰階值可設定為16，所述亮態色的灰階值可設定為240以上。

進一步，畫面的顯示單位可以具有R、G、B三原色，R、G、B三原色分別具有前述對應的灰階值。

本發明除了是膽固醇液晶顯示器之外，也是用於膽固醇液晶顯示器中的一種混合驅動的微處理器，微處理器可用以提升膽固醇液晶顯示器中顯示面板畫面的色階與對比顯示效果，所述畫面具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值，微處理器包含DDS驅動模組、以及PWM驅動模組。

於所述灰階深度的灰階值範圍中須先行設置一個門檻灰階值，首先DDS驅動模組於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過所述門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動所述顯示面板以顯示所述畫面。

於DDS驅動模組將畫面中灰階值超過門檻灰階值的顯示單位改為亮態色顯示後，接著，PWM驅動模組再以PWM驅動模式於灰階深度範圍內驅動顯示面板以顯示畫面。繼之DDS驅動模組驅動之後，再以PWM驅動模組所顯示畫面的色階與對比會更為提升，進而改善了整體的顯示效果。

如前述的微處理器，微處理器可以是時序控制晶片(Timing Controller; TCON)。

進一步說明，如前述的微處理器，其中所述畫面預定的灰階深度是自0至255範圍的灰階值，所述門檻灰階值可設定為16，所述亮態色的灰階值可設定為240以上。

本發明除了是混合驅動的膽固醇液晶顯示器與微處理器之外，也是一種混合驅動方法。混合驅動方法用以驅動膽固醇液晶顯示器並提升顯示面板畫面的色階與對比顯示效果，所述畫面會具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值，於所述灰階深度中須預先設置一個門檻灰階值。所述混合驅動方法包含下列步驟：

首先，於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過所述門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值。

接著，以DDS驅動模式驅動顯示面板以顯示畫面。

再接續，以PWM驅動模式於灰階深度的灰階值範圍內，驅動顯示面板以顯示所述畫面。

如此，這種經過亮態色修正之後，繼之於DDS驅動模式顯示，再以PWM驅動模式所顯示的畫面，其色階與對比都會大幅改進，進而提升整體畫面的顯示效果。

補充說明的是，如前述的混合驅動方法，其中所述畫面預定的灰階深度是自0至255範圍的灰階值，所述門檻灰階值可設定為16，所述亮態色的灰階值可設定為240以上。

再進一步說明，DDS驅動模式與PWM驅動模式的驅動時間比例以1:4為佳，所產生面的顯示效果較為理想。

因此，利用本發明所提供一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法，利用如時序控制晶片的微處理器控制顯示面板來顯示畫面，預設門檻灰階值，以DDS驅動模式與PWM驅動模式先後混合驅動，並於DDS驅動模式驅動後會經過亮態色顯示修正，藉此可以大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

本發明是關於一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法，藉由DDS驅動模式與PWM驅動模式先後混合驅動，可以大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。請參閱圖3，圖3係本發明混合驅動膽固醇液晶顯示器30的功能元件示意圖。本發明係關於一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器30，用以提升色階與對比的顯示效果，膽固醇液晶顯示器30包含顯示面板32、以及微處理器34。

顯示面板32包含多個顯示單位(圖中未示)以共同顯示一個畫面，所述畫面具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值，並需於所述灰階深度的範圍中設置一個特定的門檻灰階值。其中，所述畫面預定的灰階深度可以是自0至255範圍的灰階值，0至255範圍灰階值是一般習慣的灰階深度範圍定義，灰階值愈高則顯示愈亮，灰階值為255時幾乎是亮白色，灰階值愈低則顯示愈暗，灰階值為0時幾乎是暗黑色。根據發明人反覆試驗，所述門檻灰階值採用16，可以產生理想的顯示效果，試驗結果與證據將於後圖例中呈現。

當要開始驅動顯示面板32來顯示畫面時，微處理器34先於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動顯示面板32以顯示畫面。所述亮態色的灰階值可以採用240以上，或者亮態色的灰階值可以直接採用255，即以近乎亮白色的方式呈現。

接著微處理器34再以PWM驅動模式以灰階深度為範圍驅動顯示面板32來顯示畫面，即顯示於0至255灰階深度範圍中的某個預先想顯示的特定灰階值。這樣先將超過門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，繼之以DDS驅動模式驅動顯示，再用PWM驅動模式驅動顯示畫面的方式，能大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。其中，上述的微處理器34可以採用時序控制晶片(Timing Controller; TCON)。

進一步如前述的膽固醇液晶顯示器30，其中所述畫面的顯示單位可以是純黑、灰、白的顯示模式，或者也可以是具有R、G、B三原色的顯示模式。純黑、灰、白的顯示模式的灰階深度即純灰階0至255範圍的灰階值，R、G、B三原色的顯示模式則以R、G、B三原色分別具有對應灰階深度0至255範圍內的灰階值。

配合前述請參閱圖4A，圖4A係本發明DDS驅動模式驅動顯示畫面的示意圖。以先前實施例來說，即微處理器34先將畫面中灰階值超過16這個門檻灰階值的顯示單位，改為灰階值240以上的亮態色來顯示，或直接改以灰階值255的亮態色來顯示。所呈現可如圖4A例所示，畫面中的中部以及左半部皆因預設顯示的灰階值高於16的這個門檻灰階值，所以改為灰階值255的亮態色來顯示，右半部畫面中灰階值因為低於16的這個門檻灰階值，所以仍舊保留原先的灰階值顯示狀態，因此，整個畫面的顯示就如圖中所示。

接著配合圖4A請進一步參閱圖4B，圖4B係本發明繼之DDS驅動模式再以PWM驅動模式驅動顯示畫面的示意圖。於圖4A將畫面中灰階值超過16的這個門檻灰階值的顯示單位，改為灰階值240以上的亮態色顯示後，再以PWM驅動模式的驅動方式，驅動顯示面板32以顯示畫面，其結果就像圖4B中所示，不但顯示畫面的色階呈現更為完整，顯示畫面的對比呈現也大為改善，就避免了圖2所示的缺陷。

請參閱圖5，圖5係本發明混合驅動的微處理器34的功能模組示意圖。本發明除了是混合驅動的膽固醇液晶顯示器30之外，也可以是混合驅動的微處理器34，亦用以提升膽固醇液晶顯示器30中顯示面板32畫面的色階與對比顯示效果，其中微處理器34可以採用時序控制晶片，本實施例的微處理器34進一步包含DDS驅動模組42、及PWM驅動模組44。

所述畫面是具有預定的灰階深度，以使每一個顯示單位皆具有對應的灰階值，灰階深度例如是0至255的灰階值範圍，0至255範圍灰階值是一般習慣的灰階深度範圍定義，灰階值愈高則顯示愈亮，灰階值為255時幾乎是亮白色，灰階值愈低則顯示愈暗，灰階值為0時幾乎是暗黑色。

首先，需於所述灰階深度中預先設置一個特定的門檻灰階值，DDS驅動模組42於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動顯示面板32以顯示畫面。其中，根據發明人反覆試驗，所述門檻灰階值可以採用16，所述亮態色的灰階值可以採用240以上，或者亮態色的灰階值可以直接採用255。

於DDS驅動模組42將畫面中灰階值超過所述門檻灰階值的顯示單位改為亮態色顯示後，接著PWM驅動模組44再以PWM驅動模式於灰階深度範圍驅動顯示面板32以顯示畫面，即顯示灰階深度於0至255範圍中的某個預先想顯示的特定灰階值。這樣先將超過門檻灰階值的顯示單位改為亮態色顯示，繼之以DDS驅動模式驅動顯示，再用PWM驅動模式驅動顯示畫面的方式，能大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。

如前述的微處理器34，其中所述畫面的顯示單位可以是純黑、灰、白的顯示模式，或者也可以是具有R、G、B三原色的顯示模式。純黑、灰、白的顯示模式的灰階深度即純灰階0至255範圍的灰階值，R、G、B三原色的顯示模式則以R、G、B三原色，分別具有對應灰階深度0至255範圍的灰階值。

請參閱圖6，圖6係本發明混合驅動方法的流程圖。本發明除了是前述混合驅動的膽固醇液晶顯示器30、或混合驅動的微處理器34之外，也可以是一種混合驅動方法，可使膽固醇液晶顯示器30提升顯示面板32畫面的色階與對比顯示效果，或利用微處理器34驅動膽固醇液晶顯示器30以提升顯示面板32畫面的色階與對比顯示效果。

所述畫面具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值，並於所述灰階深度中預先設置一個特定的門檻灰階值。所述混合驅動方法包含下列步驟：

步驟一(S01)：首先，於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值。

步驟二(S02)：接著，以DDS驅動模式驅動顯示面板32以顯示所述畫面。如前述，可以利用微處理器34來驅動顯示面板32，一般來說，微處理器34改為亮態色顯示的灰階值以及DDS驅動模式驅動顯示面板32前，會有畫面重設(reset)的動作，所以不須事先特別安排重設畫面的步驟，其畫面顯示的結果會如圖4A所示。

步驟三(S03)：接續，再以PWM驅動模式於灰階深度範圍驅動顯示面板32以顯示畫面。其畫面顯示的結果會如圖4B所示。

這樣先將超過門檻灰階值的顯示單位改為亮態色的灰階值，繼之以DDS驅動模式驅動顯示，再用PWM驅動模式驅動顯示畫面的方式，能大幅提升顯示畫面的色階與對比顯示效果。

所述混合驅動方法可以是前述混合驅動的膽固醇液晶顯示器30所驅動，或是前述混合驅動的微處理器34所驅動，其中微處理器34可以是時序控制晶片。

如前述的混合驅動方法，其中所述畫面可以是純黑、灰、白的顯示模式，或者也可以是具有R、G、B三原色的顯示模式。純黑、灰、白的顯示模式的灰階深度即純灰階0至255範圍的灰階值，R、G、B三原色的顯示模式則以R、G、B三原色，分別具有對應灰階深度0至255範圍的灰階值。

如前述的混合驅動方法的流程實施例中，其中所述畫面預定的灰階深度可以是自0至255範圍的灰階值，0至255範圍灰階值是一般習慣的灰階深度範圍定義，灰階值愈高則顯示愈亮，灰階值為255時幾乎是亮白色，灰階值愈低則顯示愈暗，灰階值為0時幾乎是暗黑色。根據發明人反覆試驗，所述門檻灰階值可以採用16，所述亮態色的灰階值可以採用240以上，或者亮態色的灰階值可以直接採用255。

請參閱圖7，圖7係本發明兩種時間比所呈現畫面顯示的效果比較圖。如前述的混合驅動的膽固醇液晶顯示器30、微處理器34、或是混合驅動方法，其中所述DDS驅動模式與PWM驅動模式的驅動時間比例可以是1:4，經實驗確認此時驅動時間比例的顯示效果為佳。

圖7中的上部畫面即為DDS驅動模式與PWM驅動模式的驅動時間比例為1:4所得的顯示畫面，而圖7中的下部畫面即為DDS驅動模式與PWM驅動模式的驅動時間比例為1:8所得的顯示畫面，很明顯的上部畫面相較下部畫面的顯示更為優質，色階與對比都更加完美。

因此，利用本發明所提供一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器30、微處理器34、及混合驅動方法，利用如時序控制晶片的微處理器34控制顯示面板32來顯示畫面，預設門檻灰階值，以DDS驅動模式與PWM驅動模式先後混合驅動，並於DDS驅動模式驅動後會經過亮態色顯示修正，藉此可以大幅提升畫面的色階與對比顯示效果。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

30:膽固醇液晶顯示器 32:顯示面板 34:微處理器 42:DDS驅動模組 44:PWM驅動模組

圖1 是習知技術中標準呈現的顯示畫面示意圖；圖2 是習知技術中PWM驅動模式的顯示畫面示意圖；圖3 係本發明混合驅動膽固醇液晶顯示器的功能元件示意圖；圖4A 係本發明DDS驅動模式驅動顯示畫面的示意圖；圖4B 係本發明繼之DDS驅動模式再以PWM驅動模式驅動顯示畫面的示意圖；圖5 係本發明混合驅動的微處理器的功能模組示意圖；圖6 係本發明混合驅動方法的流程圖；圖7 係本發明兩種時間比所呈現畫面顯示的效果比較圖。

30:膽固醇液晶顯示器

32:顯示面板

34:微處理器

Claims

一種混合驅動的膽固醇液晶顯示器，用以提升色階與對比的顯示效果，所述膽固醇液晶顯示器包含：一顯示面板，包含多個顯示單位以共同顯示一畫面，所述畫面具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值，所述灰階深度中設置一門檻灰階值；以及一微處理器，先於畫面中多個顯示單位準備要顯示的灰階值，將超過所述門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動所述顯示面板以顯示所述畫面，接著所述微處理器再以PWM驅動模式以灰階深度為範圍驅動所述顯示面板以顯示所述畫面，以提升畫面的色階與對比顯示效果。
如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶顯示器，其中所述畫面的顯示單位具有R、G、B三原色，分別具有對應的灰階值。
如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶顯示器，其中所述微處理器是時序控制晶片(Timing Controller；TCON)。
如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶顯示器，其中所述畫面預定的灰階深度是自0至255範圍的灰階值，所述門檻灰階值為16，所述亮態色的灰階值為240以上。
一種混合驅動的微處理器，用以提升一膽固醇液晶顯示器中一顯示面板畫面的色階與對比顯示效果，所述畫面具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值，所述微處理器包含：一DDS驅動模組，於所述灰階深度中設置一門檻灰階值，所述DDS驅動模組以DDS於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過所述門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動所述顯示面板以顯示所述畫面；以及一PWM驅動模組，於所述DDS驅動模組將畫面中灰階值超過所述門檻灰階值的顯示單位改為亮態色顯示後，所述PWM驅動模組以PWM驅動模式於灰階深度範圍驅動所述顯示面板以顯示所述畫面，其中所述PWM驅動模組所顯示畫面的色階與對比，為提升的顯示效果；其中，先於畫面中多個顯示單位準備要顯示的灰階值，該DDS驅動模組將超過所述門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值，接續以DDS驅動模式驅動所述顯示面板以顯示所述畫面，接著該PWM驅動模組再以PWM驅動模式以灰階深度為範圍驅動所述顯示面板以顯示所述畫面，以提升畫面的色階與對比顯示效果。
如申請專利範圍第5項所述的微處理器，所述微處理器是時序控制晶片(Timing Controller；TCON)。
如申請專利範圍第5項所述的微處理器，其中所述畫面預定的灰階深度是自0至255範圍的灰階值，所述門檻灰階值為16，所述亮態色的灰階值為240以上。
一種混合驅動方法，用以驅動一膽固醇液晶顯示器並提升一顯示面板畫面的色階與對比顯示效果，所述畫面具有預定的灰階深度以使每一個顯示單位具有對應的灰階值，於所述灰階深度中設置一門檻灰階值，所述混合驅動方法包含下列步驟：先於畫面多個顯示單位準備要顯示的灰階值中，將超過所述門檻灰階值的數值，改為亮態色顯示的灰階值；繼之以DDS驅動模式驅動所述顯示面板以顯示所述畫面；以及再用以PWM驅動模式於灰階深度範圍驅動所述顯示面板以顯示所述畫面；其中，以PWM驅動模式所顯示畫面的色階與對比，為提升的顯示效果。
如申請專利範圍第8項所述的混合驅動方法，其中所述畫面預定的灰階深度是自0至255範圍的灰階值，所述門檻灰階值為16，所述亮態色的灰階值為240以上。
如申請專利範圍第8項所述的混合驅動方法，其中所述DDS驅動模式與PWM驅動模式的驅動時間比例為1：4。