專利名稱：液晶顯示器的驅動方法及其裝置的制作方法
液晶顯示器的驅動方法及其裝置
技術領域：
本發(fā)明是有關一種顯示器的驅動方法及其裝置，特別是一種液晶顯示器的驅動 方法及其裝置。
背景技術：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)取代陰極射線管(Cathode Ray Tube,
CRT)顯示器成為現(xiàn)今顯示器的主流。以顯示模式而言，傳統(tǒng)的CRT屏幕的顯示模式 為脈沖型(impulse type)模式，如圖1所示，LI表示光動作曲線，像素受電子的沖 擊而產生所需的亮度后再變暗。另一方面，液晶顯示器的顯示模式為持續(xù)型(hold type)模式，如圖2所示，當液晶像素電極充電至所需的電位差(如Dl所示的數(shù)據(jù) 信號電壓)后，液晶分子即緩慢地旋轉至相對應的角度，讓背光源的光線能通過，以 產生相對應的灰階(gray level)亮度(如L2所示的光動作曲線)。也就是說，薄膜 晶體管液晶顯示器于正常的顯示模式里，當閘極施加電壓使連接的薄膜晶體管成為導 通，像素電極則會充電到所需的電壓，此時液晶會轉至所充電壓的對應傾斜角，使背 光源的光線通過的程度不同，以達成所需的顏色。液晶的轉態(tài)時間(或稱響應時間)， 在許多情況下(任一灰階至任一灰階)都是大于一個圖框的時間(例如16ms)。
上述兩種顯示模式與結構的差異，使得液晶顯示器在顯示動態(tài)畫面時比傳統(tǒng) CRT屏幕模糊且易為人眼查覺。為了改善液晶顯示器的持續(xù)型模式顯示的缺點，有一 種方式是利用過電壓驅動(Over Driving)來縮減液晶的響應時間，改善模糊及拖影 現(xiàn)象。另一種方式則是插黑技術(Black Insertion Technology, BJT)，其包含數(shù)據(jù)插 黑與背光插黑兩個領域。在數(shù)據(jù)插黑技術，系將液晶顯示器的正常畫面數(shù)據(jù)與黑色畫 面數(shù)據(jù)交替顯示于一個圖框內或是分配顯示于一個圖框內，如日本專利公開號JP 2003-295835的專利所揭露，其插黑的方式為將正常畫面數(shù)據(jù)與黑色畫面數(shù)據(jù)交替顯 示于一圖框內。另外，日本專利公開號JP 2003-108104所揭露系將正常畫面數(shù)據(jù)與黑
色畫面數(shù)據(jù)分配顯示于一圖框內，其分配方式為一次顯示兩條線(開兩條gate pulse)， 一條為正常數(shù)據(jù)， 一條為黑畫面數(shù)據(jù)。日本專利公開號JP 2000-122596所揭露的方法 是將正常畫面數(shù)據(jù)與黑色畫面數(shù)據(jù)分配顯示于一圖框內，其分配方式為一次顯示四條 或多條線(開多條gate pulse)， 一條為正常數(shù)據(jù)， 一條為黑畫面數(shù)據(jù)， 一條為正常 數(shù)據(jù)，其它為黑畫面數(shù)據(jù)。
以上所述知各專利提出不同的方式與方法達成插黑技術，利用插入黑色畫面來 隔離人眼所會察覺到的模糊或拖影現(xiàn)象，但其技術犧牲整體的畫面亮度及液晶的轉態(tài) 時間，其次，習知的插黑技術完全無考慮到液晶的響應時間特性。圖3所示為習知的 具有插黑技術的液晶響應時間波形特性，在一個圖框時間Tf內于第一顯示時間Tl， 若液晶尚未轉態(tài)至適當?shù)幕译A時(如H點所示)，就在第二顯示時間T2內插入黑畫面 數(shù)據(jù)，如此所顯示的畫面皆未達到所需的灰階，亦即整體畫面會與原來欲顯示的畫面 有所差異。也就是說，當我們將應用插黑技術的液晶顯示器與原本的液晶顯示器做一 比較時，會發(fā)現(xiàn)雖然模糊現(xiàn)象已改善，顯示文字時比較銳利，但整體輝度下降且其顏 色有差異，紅不像原來的紅，綠不像原來的綠，其原因是沒有把液晶轉態(tài)時間考慮在 內的插黑技術。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明目的之一，系提供一種液晶顯示器的驅動方法，利 用于一圖框顯示時間內進行兩次掃描，兼顧液晶轉態(tài)至目標灰階與從任意灰階轉態(tài)至 黑灰階所需的時間，使液晶顯示器顯示動態(tài)畫面時有更好的品質。
本發(fā)明目的之一系提供一種液晶顯示器的驅動裝置，利用特殊應用集成電路 (ASIC)，讀取儲存在存儲器的圖框數(shù)據(jù)作比對處理，并通過査表數(shù)據(jù)以得到過電 壓驅動特性曲線，控制畫面掃描方式與輸出黑灰階畫面數(shù)據(jù)，實現(xiàn)插黑技術的驅動方 法，可以有效實現(xiàn)插黑技術以節(jié)省硬體制造成本。
為了達到上述目的，本發(fā)明一實施例提供一種液晶顯示器驅動方法，在一圖框 顯示時間內進行一第一掃描，并以一過電壓驅動液晶分子于一第一顯示時間內轉態(tài)達 到一目標灰階所需之一角度；以及在圖框顯示時間內進行一第二掃描，并在一第二顯 示時間內輸入一黑畫面數(shù)據(jù)的相對應電壓，其中第一顯示時間及第二顯示時間分別小
于圖框顯示時間，且調變(modulate)第 一 顯示時間與第二顯示時間以得到加總第 一 顯 示時間與第二顯示時間等于圖框顯示時間。
另外，本發(fā)明一實施例提供一種液晶顯示器的驅動裝置，包含一存儲器儲存一 圖框的像素數(shù)據(jù)； 一只讀存儲器儲存一査表數(shù)據(jù)，此査表數(shù)據(jù)包含液晶顯示器之一過 電壓驅動特性函數(shù)；及一特殊應用集成電路電性連接該存儲器及只讀存儲器，其中特 殊應用集成電路控制顯示圖框的像素數(shù)據(jù)于一圖框顯示時間內的兩次掃描之一。


圖1所示為習知CRT屏幕脈沖型顯示模式示意圖。
圖2所示為習知液晶顯示器持續(xù)型顯示模式示意圖。
圖3所示為習知的具有插黑技術的液晶響應時間特性示意圖。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明之一實施例的具有插黑技術的液晶響應時間波形示意圖。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的插黑技術畫面顯示示意圖。
圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有插黑技術的液晶響應時間波形示意圖。
圖7所示為根據(jù)圖6的插黑技術之一種掃描方式顯示示意圖。
圖8所示為根據(jù)圖6的插黑技術的另一種掃描方式顯示示意圖。
圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的具有插黑技術的液晶響應時間波形示意圖。
圖IO所示為根據(jù)圖9的插黑技術之一種掃描方式顯示示意圖。
圖11所示為根據(jù)圖9的插黑技術的另一種掃描方式顯示示意圖。
圖12所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶顯示器脈沖模式驅動裝置的功能方塊示意圖。
具體實施方式

圖4所示為根據(jù)本發(fā)明之一實施例，其液晶顯示器的單一像素的驅動模式示意 圖。如圖所示，L42為原面板的液晶響應時間特性曲線，L41則為欲選擇的過電壓驅 動液晶的響應時間特性曲線。于本實施例中，對于一圖框顯示時間Tf(從T0到Tn)內， 對同一像素掃描兩次。第一次掃描時考慮液晶的響應時間特性，選擇一適當?shù)倪^電壓 驅動特性曲線，使得液晶從被第一次驅動開始(TO)到時間點T，第一顯示時間為Tl) 時轉態(tài)至所需的目標灰階，即L43于時間點丁*時到達目標灰階所對應的電壓A。其 次，從時間點P開始進行第二次掃描并輸入黑畫面數(shù)據(jù)的相對應電壓，使得液晶從 被第二次驅動開始到圖框顯示時間終點(Tn,第二顯示時間T2)時從任意灰階轉態(tài)至黑 灰階。根據(jù)上述，第一顯示時間Tl與第二顯示時間T2的總合等于圖框顯示時間Tf， 即上述掃描動作于單一圖框顯示時間Tf中完成，并不影響單一圖框顯示時間Tf。再 者，根據(jù)本發(fā)明的精神，可依據(jù)液晶分子的特性調整液晶轉態(tài)所需的時間，即于時間 軸上，時間點"可位于一圖框顯示時間Tf內的任一位置，且于時間點P時，液晶已 經轉態(tài)至所需的目標灰階角度。因此，當液晶分子轉態(tài)至所需的目標灰階的時間較長 時，可調整時間點丁*的位置，確保歷經第一顯示時間T1時，液晶分子已經轉態(tài)至所 需的目標灰階角度。另一方面，當液晶分子從任意灰階轉態(tài)至黑灰階所需的時間較長 時，可調整時間點T^的位置，確保歷經第二顯示時間T2時，液晶分子已經轉態(tài)至黑 灰階所需的角度。
根據(jù)本發(fā)明的精祌，以下將以一畫面于一圖框時間內于液晶面板上顯示的情形 說明一圖框掃描兩次時的變化。參照圖5，于圖框時間起始點時進行第一次掃描且輸 入現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)，畫面51表示于圖框時間Tf起始(圖4中的TO)或接近起始時點時顯 示現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)(C)。當?shù)竭_時間點P時進行第二次掃描且輸入黑畫面數(shù)據(jù)，畫面52 表示于時間點P^或的后時顯示黑畫面數(shù)據(jù)(B)，而畫面53則表示現(xiàn)在圖框顯示結束、 準備下一圖框的顯示。上述的掃描方式可適用于顯示畫面數(shù)據(jù)的時間等于顯示黑畫面 數(shù)據(jù)的時間的情形，即液晶轉態(tài)至目標灰階所需的角度的時間與從任意灰階轉態(tài)至黑 灰階所需的角度的時間近似的情形。
圖6說明圖4中之一種情形，即當液晶從任意灰階轉態(tài)至黑灰階所需的時間較 長時，則第一顯示時間Tl小于第二顯示時間T2，也就是需拉長第二顯示時間T2， 此時第一次掃描時須選擇更高的過驅動電壓，使得液晶在小于Sms的時間點1*前轉 態(tài)至目標灰階所需的角度，如此第二次掃描輸入黑畫面數(shù)據(jù)后有較長的時間轉態(tài)至黑 灰階。
就第一顯示時間Tl小于第二顯示時間T2(即丁*較接近TO)的掃描方式而言，圖 7所示為配置兩顆驅動IC的掃描方式，將一個圖框分成兩個區(qū)塊701與702分別由 不同的驅動IC(圖未繪)所控制。于圖框時間起始點時進行第一次掃描且從區(qū)塊701開 始掃描時，畫面71表示于圖框時間Tf起始或接近起始時點(TO)時顯示區(qū)塊701的現(xiàn) 在畫面數(shù)據(jù)(C)，區(qū)塊702則顯示前一圖框的數(shù)據(jù)(P)。當?shù)竭_時間點P時，進行區(qū)塊 701的第二次掃描并輸入?yún)^(qū)塊701的黑畫面數(shù)據(jù)，此時開始進行區(qū)塊702的第二次掃 描并輸入?yún)^(qū)塊702的現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)，畫面72表示于時間點T"寸，區(qū)塊701顯示黑畫 面數(shù)據(jù)(B)，區(qū)塊702維持顯示前一圖框的數(shù)據(jù)(P)且準備顯示現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)。的后， 畫面73表示區(qū)塊702顯示現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)(C)，區(qū)塊701則維持顯示黑畫面數(shù)據(jù)。到了 接近圖框時間Tf終點(圖4中的Tn)時，區(qū)塊702已進行第二次掃描，畫面74表示區(qū) 塊701與區(qū)塊702皆顯示黑畫面數(shù)據(jù)。根據(jù)上述，兩顆驅動IC分別于不同的時間點 進行兩次掃描于各自控制的區(qū)塊上，使得每一區(qū)塊對應的液晶有足夠的時間從任意灰 階轉態(tài)至黑灰階。圖8所示則為配置三顆驅動IC的掃描方式，將一個圖框分成三個 區(qū)塊801、 802與803分別由不同的驅動IC(圖未繪)所控制，掃描方式與圖7相似， 于此不再贅述。
圖9說明圖4中的另一種情形，即當液晶從任意灰階轉態(tài)至黑灰階所需的時間 較短時，則第一顯示時間T1大于第二顯示時間T2，也就是可縮短第二顯示時間T2， 此時第一次掃描時須選擇較低的過驅動電壓，使得液晶在8ms的時間點1*后轉態(tài)至 目標灰階所需的角度。
就第一顯示時間Tl大于第二顯示時間T2(即丁*較接近Tn)的掃描方式而言，圖 10所示為配置三顆驅動IC的掃描方式，將一個圖框分成三個區(qū)塊901、 902與903 分別由不同的驅動IC(圖未繪)所控制。于圖框時間起始點時進行第一次掃描且從區(qū)塊 901開始掃描時，畫面91表示于圖框時間Tf起始點(TO)或接近起始時點時顯示區(qū)塊
901的現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)(C)，區(qū)塊卯2顯示黑畫面數(shù)據(jù)，區(qū)塊903則顯示前一圖框的數(shù)據(jù) (P)。當?shù)谝淮螔呙柽M行至區(qū)塊902時，畫面92中區(qū)塊902顯示其現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)(C)， 區(qū)塊901維持其現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)(:C)，區(qū)塊903則顯示黑畫面數(shù)據(jù)(B)。經過進行區(qū)塊901 的第二次掃描后接近圖框時間終點(Tn)，畫面93中區(qū)塊901顯示黑畫面數(shù)據(jù)(B)，區(qū) 塊902與903顯示各自的現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)(C)。根據(jù)上述，三顆驅動IC分別于不同的時 間點進行兩次掃描于各自控制的區(qū)塊上，使得每一區(qū)塊對應的液晶可根據(jù)較小的過驅 動電壓轉態(tài)至目標灰階所需的角度。圖ll所示則為配置四顆驅動IC的掃描方式，將 一個圖框分成四個區(qū)塊904、卯5、 906與807分別由不同的四顆驅動IC(圖未繪)所控 制，掃描方式與圖10相似，于此不再贅述。
圖12所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶顯示器的驅動裝置的功能方塊示意圖。 于一實施例中，脈沖模式驅動裝置130包含 一存儲器131儲存一圖框的像素數(shù)據(jù)； 一只讀存儲器133儲存一査表數(shù)據(jù)(Look up Table, LUT)，查表數(shù)據(jù)為液晶顯示器 的特性函數(shù)；以及一特殊應用集成電路132 (ASIC)電性連接存儲器131及只讀存儲 器133。特殊應用集成電路132產生一時間控制信號(timing control signal),例如一點 脈(dotclock)信號，藉以控制于一圖框顯示時間Tf內對液晶顯示面板140進行兩次掃 描，第一次掃描時對液晶顯示器的液晶施以過電壓驅動加快液晶的響應時間，使液晶 于第一顯示時間T1內轉態(tài)至圖框顯示時間Tf內所需達到的角度以產生相對應顯示的 灰階(目標灰階)，在圖框時間點P時啟動第二次掃描，于第二顯示時間T2內輸入一 黑畫面數(shù)據(jù)的相對應電壓；其中第一顯示時間Tl與第二顯示時間T2是可調變的， 即圖框時間點P是可調變的，且Tl + T2二Tf。
其次，本實施例中，存儲器131為一同步動態(tài)隨機存取存儲器(Synchronous DRAM, SDRAM)或雙倍速同步動態(tài)隨機存取存儲器(Double-Data-Rate SDRAM),
可儲存一整個圖框的像素數(shù)據(jù)。只讀存儲器133為一電流可消除可編程只讀存儲器 (Electrically Erasable &Programmable ROM, EEPROM)，可存放過電壓驅動模式中 運用的查表數(shù)據(jù)。特殊應用集成電路132利用與圖框的數(shù)據(jù)比對處理并通過査表數(shù)據(jù) 以得到過電壓驅動特性曲線，并控制畫面掃描方式與輸出黑灰階畫面數(shù)據(jù)與相關驅動 控制信號實現(xiàn)脈沖模式驅動方法。
綜合上述，本發(fā)明利用過電壓驅動并配合插黑技術，不僅考量能達到目標灰階 的效果，也考慮到液晶的響應時間特性與任意灰階轉態(tài)至黑灰階所需的時間，使
TFT-LCD顯示動態(tài)畫面時有更好的品質。又，以特殊應用集成電路計算液晶面板的 過電壓驅動特性曲線，并控制畫面掃描方式與輸出黑灰階畫面數(shù)據(jù)實現(xiàn)脈沖模式驅動 方法，可以有效實現(xiàn)插黑技術以節(jié)省硬體制造成本。
以上所述的實施例僅系為說明本發(fā)明的技術思想及特點，其目的在使熟習此項 技藝的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，當不能以的限定本發(fā)明的專利范圍， 即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內。
權利要求
1.一種液晶顯示器驅動方法，包含在一圖框顯示時間內進行一第一掃描，并以一過電壓驅動液晶分子于一第一顯示時間內轉態(tài)達到一目標灰階所需的一角度；及在該圖框顯示時間內進行一第二掃描，并在一第二顯示時間內輸入一黑畫面數(shù)據(jù)的相對應電壓，其中該第一顯示時間及該第二顯示時間分別小于該圖框顯示時間，且調變該第一顯示時間與該第二顯示時間以得到加總該第一顯示時間與該第二顯示時間等于該圖框顯示時間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，進行該第 一掃描的步驟包含以多個驅動集成電路于該圖框顯示時間內不同的時間點輸入 一現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)的多個區(qū)塊數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，進行該第 二掃描的步驟包含以該些驅動集成電路于該圖框顯示時間內不同的時間點輸入 多個區(qū)塊黑畫面數(shù)據(jù)，且該黑畫面數(shù)據(jù)包含該些區(qū)塊黑畫面數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，進行該第 一掃描的步驟包含以多個驅動集成電路于該圖框顯示時間內輸入一現(xiàn)在畫面數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，進行該第 二掃描的步驟包含以該些驅動集成電路于該圖框顯示時間內輸入該黑畫面數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，該第一顯 示時間等于該第二顯示時司。
7. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，該第一顯示時間小于該第二顯示時間。
8. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，該第一顯 示時間大于該第二顯示時間。
9. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器驅動方法，其特征在于，進行該 第二掃描的步驟時液晶分子由該目標灰階轉態(tài)達到一黑灰階。
10. —種液晶顯示器的驅動裝置，包含 一存儲器，其儲存一圖框的像素數(shù)據(jù)；一只讀存儲器，其儲存一查表數(shù)據(jù)，該查表數(shù)據(jù)包含該液晶顯示器的一過電 壓驅動特性函數(shù)；及一特殊應用集成電路，其電性連接該存儲器及該只讀存儲器，其特征在于， 該特殊應用集成電路控制顯示該圖框的像素數(shù)據(jù)于一圖框顯示時間內的兩次掃描之一。
11. 根據(jù)權利要求10所述的液晶顯示器的驅動裝置，其特征在于，該存儲器為一同步動態(tài)隨機存取存儲器(Synchronous DRAM)。
12. 根據(jù)權利要求10所述的液晶顯示器的驅動裝置，其特征在于，該存 儲器為一雙倍速同步動態(tài)隨機存取存儲器。
13. 根據(jù)權利要求12聽述的液晶顯示器的驅動裝置，其特征在于，該只 讀存儲器為一 電流可消除可編程只讀存儲器(Electrically Erasable &Programmable ROM, EEPROM)。
14. 根據(jù)權利要求10所述的液晶顯示器的驅動裝置，其特征在于，該 特殊應用集成電路包含輸入與控制顯示一黑畫面數(shù)據(jù)于一圖框顯示時間內的 該兩次掃描的另一。
15. 根據(jù)權利要求10所述的液晶顯示器的驅動裝置，其特征在于，該 特殊應用集成電路根據(jù)該過電壓驅動特性函數(shù)控制顯示該圖框的像素數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種可根據(jù)液晶響應特性的驅動方法及其裝置，在一圖框顯示時間內進行一第一掃描與一第二掃描。進行第一掃描時，以一過電壓驅動液晶分子于一第一顯示時間內轉態(tài)達到一目標灰階所需之一角度。進行第二掃描時，在一第二顯示時間內輸入一黑畫面數(shù)據(jù)的相對應電壓，第一顯示時間及第二顯示時間分別小于圖框顯示時間，且第一顯示時間與第二顯示時間可以被調變以得到加總第一顯示時間與第二顯示時間等于圖框顯示時間。
文檔編號G02F1/13GK101162302SQ200610136198
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月11日 優(yōu)先權日2006年10月11日
發(fā)明者劉冠宏, 黃明偉 申請人:中華映管股份有限公司