CN112767889B - 垂直配向液晶显示器与控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种垂直配向液晶面板的控制方法，此方法包括：取得接续在第一画面之后的第二画面；设定每一个子像素为高状态与低状态的其中之一，其中第一子像素在第一画面为高状态且在第二画面为低状态，或者第一子像素在第一画面为低状态且在第二画面为高状态；以及对第二画面的每一个灰度值来说，若灰度值所对应的子像素为高状态则增加灰度值，若对应的子像素为低状态则降低灰度值。

Description

垂直配向液晶显示器与控制方法

【技术领域】

本发明是有关于一种广视角的垂直配向(vertical alignmnet，VA)液晶显示器。

【背景技术】

具有低辐射、体积小、低功耗等特点的液晶显示器(LCD)已逐渐取代传统的阴极射线管(CRT)装置而成为主流的显示器。然而，当以某个角度侧看或斜视液晶显示器时，常会发生显示效果上的偏差，称为色偏(color shift)现象。对于垂直配向液晶显示器来说，一种解决色偏的作法是将相邻两个子像素的灰度值分为高状态与低状态，其中高状态的灰度值会被增加，而低状态的灰度值会被降低，视觉上来说这两个相邻子像素的亮度会被平均，使得画面整体的亮度并没有改变。上述做法的好处是增加可视视角，但缺点是在画面中会形成一些特殊的图案，这些图案会影响视觉体验。

【发明内容】

本发明的实施例提出一种垂直配向液晶显示器，包括垂直配向液晶面板与控制器。垂直配向液晶面板包括多个子像素。控制器用以取得第二画面，其中第二画面接续在第一画面之后，第二画面包括多个灰度值，这些灰度值分别对应至上述的子像素。控制器也用以设定每一个子像素为高状态与低状态的其中之一，其中第一子像素在第一画面为高状态且在第二画面为低状态，或者第一子像素在第一画面为低状态且在第二画面为高状态。对于第二画面的每一个灰度值，若灰度值所对应的子像素为高状态则控制器增加灰度值，若灰度值所对应的子像素为低状态则控制器降低灰度值，其中从第一画面到第二画面的期间，控制器控制垂直配向液晶面板的液晶极性不变。

在一些实施例中，对于第二画面的每一个灰度值：若灰度值所对应的子像素在第一画面为低状态且在第二画面为高状态，控制器根据第一查找表增加灰度值；以及若灰度值所对应的子像素在第一画面为高状态且在第二画面为低状态，控制器根据第二查找表降低灰度值。

在一些实施例中，第一查找表对应至一高状态曲线，第二查找表对应至一低状态曲线，高状态曲线与低状态曲线合成为一伽玛曲线。

在一些实施例中，控制器用以对每N个画面根据一默认规则来设定第一子像素为高状态或低状态，其中N为大于等于2的正整数。

以另外一个角度来说，本发明的实施例提出一种垂直配向液晶面板的控制方法，此垂直配向液晶面板包括多个子像素。此控制方法包括：取得第二画面，其中第二画面接续在第一画面之后，第二画面包括多个灰度值，这些灰度值分别对应至上述的子像素；设定每一个子像素为高状态与低状态的其中之一，其中第一子像素在第一画面为高状态且在第二画面为低状态，或者第一子像素在第一画面为低状态且在第二画面为高状态；以及对第二画面的每一个灰度值，若灰度值所对应的子像素为高状态则增加灰度值，若对应的子像素为低状态则降低灰度值，其中从所述第一画面到所述第二画面的期间，控制所述垂直配向液晶面板的液晶极性不变。

在一些实施例中，上述的控制方法还包括：对于第二画面的每一个灰度值，若灰度值所对应的子像素在第一画面为低状态且在第二画面为高状态则根据第一查找表增加灰度值，若灰度值所对应的子像素在第一画面为高状态且在第二画面为低状态则根据第二查找表降低灰度值。

在一些实施例中，上述的第一查找表对应至一高状态曲线，第二查找表对应至一低状态曲线，高状态曲线与低状态曲线合成为一伽玛曲线。

在一些实施例中，上述的控制方法还包括：对每N个画面根据一默认规则来设定第一子像素为高状态或低状态，其中N为大于等于2的正整数。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

【附图说明】

图1是根据一实施例绘示垂直配向液晶显示器的示意图。

图2是根据一实施例绘示在时间轴上改变子像素的高状态与低状态的示意图。

图3是根据一实施例绘示伽玛曲线的示意图。

图4是根据一实施例绘示状态切换时驱动液晶的示意图。

图5是根据一实施例绘示高低状态与极性反转的示意图。

图6是根据一实施例绘示垂直配向液晶显示面板的控制方法。

【符号说明】

100：垂直配向液晶显示器

110：控制器

120：源极驱动器

130：栅极驱动器

140：垂直配向液晶面板

P：子像素

201、202：情境

210：画面

211、212：亮纹

221、223、231、233：状态表

222、224、225、232、234、235：画面

226、227、236、237：亮纹

241、242：子像素

301、311、312、321、322：曲线

401、402、411、412、421、422：曲线

501～504：状态图

511～514：极性图

601～603：步骤

【具体实施方式】

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

图1是根据一实施例绘示垂直配向液晶显示器的示意图。请参照图1，垂直配向液晶显示器100包括了控制器110、源极驱动器120、栅极驱动器130与垂直配向液晶面板140。控制器110亦称为时序控制器。垂直配向液晶面板140包括多个子像素P，每个子像素P包括薄膜晶体管、像素电极与共同电极，薄膜晶体管的栅极通过栅极线连接至栅极驱动器130，薄膜晶体管的源极通过数据线连接至源极驱动器120。控制器110会取得多个画面，每个画面中有多个灰度值，这些灰度值分别对应至子像素P，灰度值与子像素P都具有特定的颜色，例如属于红色、绿色与蓝色的其中之一，红色的灰度值是对应至红色的子像素，以此类推。控制器110会调整此画面中的灰度值，并根据调整后的灰度值来驱动源极驱动器120将对应的电压信号传送至垂直配向液晶显示器100。

图2是根据一实施例绘示在时间轴上改变子像素的高状态与低状态的示意图。请参照图2，在此实施例中，为了增加可视视角，每个子像素会被设定为高状态与低状态的其中之一。若一个子像素为高状态，对应至此子像素的灰度值会被增加；若子像素为低状态，对应的灰度值则会被降低。具体来说，图2中上半部的情境201绘示的是已知技术的做法，画面210中的数字代表灰度值，在此假设第N张画面(亦称第一画面)与第N+1张画面(亦称第二画面)都是要显示画面210。状态表221、223则分别表示在显示第N张画面与第N+1张画面时对应的子像素的状态，其中“H”代表高状态，“L”代表低状态。画面222、224则分别包括了根据状态表221、223调整后的灰度值。从画面222、224可以看出，对应到高状态的灰度值会从128被增加为166，而对应至低状态的灰度值会从128被降低至92。当画面222、224依序显示在垂直配向液晶面板140以后，由于画面222、224之间的时间间隔很短，因此画面222、224中的灰度值在视觉上会被积分，最后使用者会看到画面225。值得注意的是，在原本的画面210中具有垂直的亮纹211、212，但由于高状态与低状态的设定，画面225中的亮纹226、227会形成锯齿状。

图2下半部的情境202绘示的是此实施例的做法，状态表231、233分别表示在显示第N张画面与第N+1张画面时对应的子像素的状态。值得注意的是，如果一个子像素在状态表231中为低状态，则在状态表233中为高状态；如果一个子像素在状态表231中为高状态，则在状态表233中为低状态。也就是说，每个子像素在第N张画面中的状态与在第N+1张画面的状态不相同。画面232、234则分别包括了根据状态表231、233调整后的灰度值。从画面232、234可以看出，对应到高状态的灰度值会从128被增加为174，而对应至低状态的灰度值会从128被降低至86。当画面232、234依序显示在垂直配向液晶面板140以后，画面232、234中的灰度值在视觉上同样会被积分，最后使用者会看到画面235。在此实施例中，画面235中的亮纹236、237为直线，并没有锯齿状。以子像素241、242为例来说明，子像素241在第N张画面的灰度值为174，在第N+1张画面的灰度值为86，在积分以后使用者会看到接近128的灰度值；子像素242在第N张画面的灰度值为86，在第N+1张画面的灰度值为174，在积分以后使用者也会看到接近128的灰度值。也就是说，在情境202中不会产生情境201的缺陷。

值得注意的是，在情境201中高状态对应的灰度值是166，而情境202中高状态对应的灰度值是174(大于灰度值166)，这是因为在情境202中高状态与低状态在时间轴上会不断地切换，而液晶需要一定的反应时间，当从低状态切换至高状态时需要更大的电压来改变液晶的转向，这类似于过驱动(over drive)的原理。详细来说，图3是根据一实施例绘示伽玛曲线的示意图。请参照图3，其中横轴与纵轴都代表灰度值(或亮度)，曲线301代表伽玛曲线，例如为x^2.2的曲线，其中x为灰度值，但本发明并不在此限。曲线311对应至情境201中的高状态，曲线312对应至情境201的低状态，曲线311与曲线312可合成为伽玛曲线301，在此“合成”表示根据曲线311与曲线312来分别调整高状态与低状态的子像素后，两个子像素依序显示的视觉效果会等同于曲线301。此外，曲线321(亦称高状态曲线)对应至情境202中的高状态，曲线322(亦称为低状态曲线)对应至情境202中的低状态，同样地曲线321与曲线322可合成为伽玛曲线301。在图3中可以看出，曲线321相对于曲线311被往上移，而曲线322相对于曲线312被往下移。在一些实施例中，曲线321作为第一查找表，曲线322作为第二查找表。换言之，若某个灰度值所对应的子像素在第N张画面为低状态且在第N+1张画面为高状态，则根据第一查找表增加此灰度值。若灰度值所对应的子像素在第N张画面为高状态且在第N+1张画面为低状态，则根据第二查找表降低此灰度值。上述的第一查找表与第二查找表是应用于某一个颜色，由于显示面板共有红色、绿色与蓝色三种颜色，因此总共会有2×3＝6个查找表。

图4是根据一实施例绘示状态切换时驱动液晶的示意图。请参照图3与图4，图的横轴代表时间，曲线401、402代表的是高状态与低状态的切换，曲线401是从低状态切换至高状态开始(标记为“L to H”)，而曲线402是从高状态切换至低状态开始(标记为“H to L”)。此外，曲线411、412、421、422代表子像素的亮度，由于液晶具有反应时间，因此在高状态下并不能立即地达到预定亮度，同样的在低状态下也不能立即地达到预定亮度。曲线411是对应至曲线311，曲线412是对应至曲线312，采用曲线311、312并没有办法在一个画面的显示时间内让子像素达到预定的亮度。曲线421是对应至曲线321，曲线422对应至曲线322，若采用曲线421、422则因为施加更高(或更低)的电压至子像素，因此可以在一个画面的显示时间内让子像素达到预定的亮度。

在此说明如何决定曲线321、322。请参照图3，在一些实施例中是先决定伽玛曲线301，然后人为地设定曲线321、322的其中之一，然后才能决定曲线321、322中的另一条曲线，条件是曲线321、322必须合成为伽玛曲线301。然而，本发明并不限制曲线321、322的形状，也就是说不限制对应查找表中的数值。在一些实施例中，曲线321、322对应的查找表是合并至过驱动程序所采用的查找表，如此一来可以减少控制器110中查找表的数目。

图5是根据一实施例绘示高低状态与极性反转的示意图。状态图501～504分别表示在第N张画面至第N+3张画面各子像素的状态，极性图511～514分别表示在第N张画面至第N+3张画面各子像素的液晶极性，其中“+”代表正极性，也就是对应的子像素的像素电极的电压会大于共同电极的电压，“-”代表负极性，也就是对应的子像素的像素电极的电压会小于共同电极的电压。在此实施例中，相邻子像素对应的液晶极性不相同。特别的是，从第N张画面至第N+1张画面，各子像素的液晶极性并不会改变，这是因为各子像素已经在高状态与低状态之间切换，这些切换会使得像素电极上的电压改变很大，通过电容耦合的效应会影响共同电极上的电压，如果此时再改变液晶极性，则会使得电容耦合的效应太大。因此，当子像素并没有在高状态与低状态之间切换时便可以改变液晶极性。例如，从第N+1张画面至第N+2张画面时，从极性图512、513可以看出液晶极性改变了。同样地，从第N+2张画面至第N+3张画面时由于各子像素已经在高状态与低状态之间切换，因此并不改变液晶极性。换言之，在此实施例中，高状态与低状态之间切换以及液晶正极性与液晶负极性的切换只会择一执行。

在其他实施例中，高状态与低状态之间的切换以及液晶正极性与液晶负极性的切换也可以同时执行，在这样的实施例中需要更多的查找表来调整灰度值。具体来说，在这样的设定中共有四种状况：第一、子像素从低状态切换至高状态且液晶极性从负极性切换至正极性；第二、子像素从低状态切换至高状态且液晶极性从正极性切换至负极性；第三、子像素从高状态切换至低状态且液晶极性从负极性切换至正极性；第四、子像素从高状态切换至低状态且液晶极性从正极性切换至负极性。上述四种状态都需要红色、蓝色、绿色的查找表，因此总共会有4×3＝12个查找表。

在一些实施例中，控制器110可以对每N个画面根据一默认规则来设定子像素为高状态或低状态，其中N为大于等于2的正整数。举例来说，当N为2时，子像素会不断切换在高状态与低状态之间。当N为3时，子像素可以依序为高状态、低状态、高状态，然后不断循环。当N为4时，子像素可以依序为高状态、高状态、低状态、低状态，或者依序为低状态、低状态、低状态、高状态。然而，本发明并不限制上述的默认规则为何，也不限制正整数N的数值，只要有一个子像素在时间轴上的状态切换了，不论是从低状态切换至高状态或是从高状态切换至低状态，都在本发明的范围之内。

图6是根据一实施例绘示垂直配向液晶显示面板的控制方法。请参照图6，在步骤601，取得第二画面，其中第二画面接续在第一画面之后，第二画面包括多个灰度值，这些灰度值分别对应至上述的子像素。在步骤602，设定每一个子像素为高状态与低状态的其中之一，其中第一子像素在第一画面为高状态且在第二画面为低状态，或者第一子像素在第一画面为低状态且在第二画面为高状态。在步骤603，对第二画面的每一个灰度值，若灰度值所对应的子像素为高状态则控制器增加灰度值，若灰度值所对应的子像素为低状态则控制器降低灰度值。然而，图6中各步骤已详细说明如上，在此便不再赘述。值得注意的是，图6中各步骤可以通过多个程序代码或是电路进行实施，本发明并不在此限。此外，图6的方法可以搭配以上实施例使用，也可以单独使用。换言之，图6的各步骤之间也可以加入其他的步骤。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (8)

1.一种垂直配向液晶显示器，包括：

垂直配向液晶面板，包括多个子像素；以及

控制器，用以取得第二画面，其中所述第二画面接续在第一画面之后，所述第二画面包括多个灰度值，这些灰度值分别对应至这些子像素，

其中所述控制器用以设定这些子像素中的每一子像素为一高状态与一低状态的其中之一，其中这些子像素其中的第一子像素在所述第一画面为所述高状态且在所述第二画面为所述低状态，或者所述第一子像素在所述第一画面为所述低状态且在所述第二画面为所述高状态，

其中对于所述第二画面的这些灰度值中的每一灰度值，若所述灰度值所对应的所述子像素为所述高状态则所述控制器增加所述灰度值，若所述灰度值所对应的所述子像素为所述低状态则所述控制器降低所述灰度值，

其中从所述第一画面到所述第二画面的期间，所述控制器控制所述垂直配向液晶面板的液晶极性不变。

2.根据权利要求1所述的垂直配向液晶显示器，其中对于所述第二画面的这些灰度值中的每一灰度值：

若所述灰度值所对应的所述子像素在所述第一画面为所述低状态且在所述第二画面为所述高状态，所述控制器根据第一查找表增加所述灰度值；以及

若所述灰度值所对应的所述子像素在所述第一画面为所述高状态且在所述第二画面为所述低状态，所述控制器根据第二查找表降低所述灰度值。

3.根据权利要求2所述的垂直配向液晶显示器，其中所述第一查找表对应至一高状态曲线，所述第二查找表对应至一低状态曲线，所述高状态曲线与所述低状态曲线合成为一伽玛曲线。

4.根据权利要求1所述的垂直配向液晶显示器，其中所述控制器用以对每N个画面根据一默认规则来设定所述第一子像素为高状态或所述低状态，其中N为大于等于2的正整数。

5.一种垂直配向液晶面板的控制方法，其中所述垂直配向液晶面板包括多个子像素，所述控制方法包括：

取得第二画面，其中所述第二画面接续在第一画面之后，所述第二画面包括多个灰度值，这些灰度值分别对应至这些子像素；

设定这些子像素中的每一子像素为一高状态与一低状态的其中之一，其中这些子像素其中的第一子像素在所述第一画面为所述高状态且在所述第二画面为所述低状态，或者所述第一子像素在所述第一画面为所述低状态且在所述第二画面为所述高状态；以及

对所述第二画面的这些灰度值中的每一灰度值，若所述灰度值所对应的所述子像素为所述高状态则增加所述灰度值，若所述灰度值所对应的所述子像素为所述低状态则降低所述灰度值，

其中从所述第一画面到所述第二画面的期间，控制所述垂直配向液晶面板的液晶极性不变。

6.根据权利要求5所述的控制方法，还包括：

对于所述第二画面的这些灰度值中的每一灰度值：

若所述灰度值所对应的所述子像素在所述第一画面为所述低状态且在所述第二画面为所述高状态，根据第一查找表增加所述灰度值；以及

若所述灰度值所对应的所述子像素在所述第一画面为所述高状态且在所述第二画面为所述低状态，根据第二查找表降低所述灰度值。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其中所述第一查找表对应至一高状态曲线，所述第二查找表对应至一低状态曲线，所述高状态曲线与所述低状态曲线合成为一伽玛曲线。

8.根据权利要求5所述的控制方法，还包括：

对每N个画面根据一默认规则来设定所述第一子像素为高状态或所述低状态，其中N为大于等于2的正整数。

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