TWI667593B - 顯示裝置及其閘極驅動電路、控制方法與虛擬實境裝置 - Google Patents
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Abstract
一顯示裝置與一閘極驅動電路被揭露。此顯示裝置有包括多條資料線、多條閘極線與多個畫素,且這些畫素排列於一陣列中,於此陣列中這些資料線與這些閘極線係互相交錯的一顯示面板;傳輸一輸入影像的影像資料至一顯示驅動器的一系統控制器;以及藉由相較於一第一區域減少提供給一第二區域中的閘極線的多個閘極訊號的移位數驅動所述的顯示面板的該顯示驅動器;第一區域係為輸入影像被以一第一解析度顯示於顯示面板中的區域,且第二區域係為輸入影像被以一第二解析度顯示於所述的顯示面板中的區域,第二解析度小於第一解析度。
Description
本發明係關聯於一種應用於虛擬實境裝置的顯示裝置及其閘極驅動電路。
虛擬實境(virtual reality)科技在軍事、建築、旅遊、電影、多媒體或電競等領域正急速地發展。藉由三維(three dimension)影像科技,虛擬實境係參照於複製一真實的環境的一特定環境或是場景。用以實作虛擬實境科技的裝置可以被分類為虛擬實境(virtual reality, VR)裝置或是擴增實境(augmented reality, AR)裝置。這些裝置包含了多種形式的正在發展中的顯示裝置,例如HMS(head mounted display), HMD(face mounted display)或是EGD(eye glasses-type display)。
圖1示出了虛擬實境裝置6的一個例子。使用者經由魚眼透鏡4看見顯示於小顯示面板2的一立體影像。
在虛擬實境裝置中,圖像品質會被整體延遲顯著地影響。所謂整體延遲係為影像自來源輸出直到被顯示於顯示面板之間的時間。舉例來說,虛擬實境系統的影像處理器所產生的影像資料會被一顯示驅動器寫進顯示面板中的各個畫素。所述的影像處理器例如為圖形處理器(graphic processing unit, GPU)。經過一段整體延遲之後,從影像處理器被傳進顯示裝置的資料會被顯示於各畫素。此整體延遲等同於系統中的處理延遲以及顯示裝置中的一段延遲時間的總和。系統處理時間係為圖形處理器處理一個影像所用的時間。所述的顯示裝置的延遲時間係為顯示驅動器造成的延遲以及畫素反應延遲的總和。如果整體延遲時間很長,使用者可能會感受到動作晃動與動作模糊。這不但增加使用者的疲勞同時也降低了影像品質。
本發明係關聯於一種顯示裝置及其閘極驅動電路,以藉由降低延遲時間提升影像品質直到資料已被顯示。
在一種觀點,提供了一種顯示裝置包括了包括多條資料線、多條閘極線與多個畫素,該些畫素排列於一陣列中,於該陣列中該些資料線與該些閘極線係互相交錯的一顯示面板、傳輸一輸入影像的影像資料至一顯示驅動器的一系統控制器;以及藉由相較於一第一區域減少提供給一第二區域中的閘極線的多個閘極訊號的移位數驅動該顯示面板的該顯示驅動器。該第一區域係為該輸入影像被以一第一解析度顯示於該顯示面板中的區域,且該第二區域係為該輸入影像被以小於該第一解析度的一第二解析度顯示於該顯示面板中的區域。
在一種觀點,提供了一種閘極驅動電路包括一顯示裝置的一顯示面板包括一第一區域與一第二區域,一輸入影像被以一第一解析度顯示於該第一區域且該輸入影像被以小於該第一解析度的一第二解析度顯示於該第二區域。
該閘極驅動電路包括:平移多個閘極訊號的多個脈波,並依序提供該些閘極訊號給多條閘極線的一移位暫存器,該移位暫存器包括多個電路級,該些電路級透過進位訊號連線連接為一串聯電路(cascade);以及切換各該些電路級的一輸出訊號的一路徑的一多工器。於該第一區域中,該多工器將一前電路級的該輸出訊號做為一進位訊號提供給一第一數量的多個次電路級的多個起始端,且於該第二區域中,該多工器將一前電路級的該輸出訊號做為一進位訊號提供給一第二數量的多個次電路級的多個起始端,該第一數量對應於該第一解析度,該第二數量對應於該第二解析度。
在一種觀點,提供了一種閘極驅動電路的控制方法,適用於一顯示裝置,該顯示裝置的一顯示面板包括一輸入影像被以一第一解析度顯示的一第一區域,且該輸入影像被以一第二解析度顯示的一第二區域,該第二解析度小於該第一解析度。
顯示裝置的一閘極驅動電路的控制方法,顯示裝置的一顯示面板包括一輸入影像被以一第一解析度顯示的一第一區域,且該輸入影像被以一第二解析度顯示的一第二區域,該第二解析度小於該第一解析度。該閘極驅動電路包括平移多個閘極訊號的多個脈波,且依序提供該些閘極訊號給多條閘極線的一移位暫存器,該移位暫存器,該移位暫存器包括透過進位訊號連線連接為一串聯電路的多個電路級;與切換各該些電路級的一輸出訊號的一路徑的一多工器。
所述的方法包括控制所述的多工器以於所述的第一區域中,將一前電路級的輸出訊號做為一進位訊號提供給一第一數量的多個次電路級的多個起始端,且控制所述的多工器以於所述的第二區域中,將一前電路級的所述的輸出訊號做為一進位訊號提供給一第二數量的多個次電路級的多個起始端,所述的第一數量對應於所述的第一解析度,所述的第二數量對應於所述的第二解析度。
藉由參照各示範性實施例的以下詳細描述和附圖,本揭露的各個方面和特徵以及實現它們的方法可以更容易地被理解。然而,本公開可以藉由許多不同的形式來實施,並且不應該被解釋為限於在此闡述的示範性實施例。更確切地來說,這些示範性實施例被提供而使得使本揭露將會是充分的且完整的,並使本揭露完整,且將本揭露的概念充分傳達給具有習知技藝者,並且本公開的範圍係由所附的請求項定義。
圖式中揭示出用於描述本揭露中的各示範性實施例的形狀、尺寸、比例、角度、數量等,僅是多個例子,而不限於圖中所示的那些。在整份說明書中,相同的附圖標記表示相同的元件。在描述本揭露時,關聯於廣為人知的技術的細節敘述將被省略以避免不必要地模糊本揭露。
當用語像是「包括」、「具有」、「由......組成」與其他相仿的用其被使用時,只要不使用用語「僅」,則可以添加其他部分。除非明確說明,否則單數形式可以被解釋為複數形式。
即使沒有明確說明,各元件也可以被解釋為包括誤差容限(error margin)。
當兩元件之間的位置關係以用語「在...上」、「在...上方」、「在...下方」、「在...旁邊」或是其他相仿的用語被描述時,只要用語「立即」或是「直接地」不被使用,一或多個元件可以被設置在兩元件之間。
可以被理解的是,即使用語「第一」、「第二」等可能被使用以描述多種不同類型的元件,這些元件的各功能與各結構不應該被這些用語所限制。
本揭露的各種示範性的實施例的各特徵可以被部分地或是全部地與另一個特徵耦合或組合,且可以依各種方式在技術上互動或是協同工作。各示範性實施例可以獨立地或與另一相關地被執行。
在本揭露的一電致發光顯示中,一畫素電路可以包括一或多個n型薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)(NMOS)與一p型薄膜電晶體(PMOS)。一個薄膜電晶體係為一個有閘極(gate)、源極(source)與汲極(drain)的三電極元件。所述的源極係為提供載子給電晶體的電極。薄膜電晶體中的載子係流自源極。汲極係為載子離開薄膜電晶體的一電極。也就是說,薄膜電晶體中的載子係自源極流向汲極。在n型薄膜電晶體的例子中,所述的載子為電子,因此所述的源極電壓係低於汲極電壓,因此電子自源極流向汲極。在一n型薄膜電晶體中,電流係自汲極流向源極。在p型薄膜電晶體的例子中,所述的載子為電洞,因此所述的源極電壓係高於汲極電壓,因此電洞自源極流向汲極。在一p型薄膜電晶體中,由於電洞自源極流向汲極,電流係自源極流向汲極。須注意的是,薄膜電晶體中的源極與汲極在位置上並非固定。舉例來說,依據所施予的電壓,源極與汲極係為可交換的。因此,本揭露不應該被薄膜電晶體的源極與汲極所限制。在以下的敘述中,薄膜電晶體的源極與汲極會被參照為第一與第二電極。
被施予所述的畫素電路的閘極訊號係擺盪於閘極導通電壓(gate-on voltage)與閘極關閉電壓(gate-off voltage)之間。所述的閘極導通電壓被設定為高於薄膜電晶體的門檻電壓,且所述的閘極關電壓被設定為低於薄膜電晶體的門檻電壓。所述的薄膜電晶體反應於閘極導通電壓而導通且反應於閘極關閉電壓而不導通。於n型薄膜電晶體,閘極導通電壓可以為高閘極電壓(gate-high voltage)VGH且閘極關閉電壓可以為低閘極電壓(gate-low voltage)VGL。於p型薄膜電晶體,閘極導通電壓可以為低閘極電壓(gate-low voltage)VGL且閘極關閉電壓可以為高閘極電壓(gate-high voltage)VGH。
以下,本揭露的示範性的實施例會參照於附圖而被詳細地敘述。於本說明書中,相近的參照標號係表示實質上相近的元件。在本揭露的敘述中,當可能模糊本揭露的標的物時,關聯於本揭露的習知的功能或是配置的詳細敘述會被省略。
參照如圖2與3,本揭露的一顯示裝置包括一顯示面板100、100A與100B、一系統控制器50、一顯示驅動器200等等。
系統控制器50可以是但不限制於一電視系統、一電腦系統、一機上盒、一導航系統、一DVD播放器、一藍光播放器、一家庭劇院系統、一行動裝置系統、一穿戴式裝置系統或是一虛擬/擴充實境系統的其中之一。於此,須被注意的是,系統控制器50將會被以一虛擬實境裝置系統進行敘述但不限制於此。
系統控制器50被連接至一感應器52、一攝影機54等等。系統控制器50更包括連接於一記憶體或是一外部影像來源的一外部裝置介面、一接收使用者命令的使用者介面與一產生電源的電源供應部。所述的外部裝置介面、使用者介面與電源供應部分係於圖式中省略。系統控制器50藉由使用像是對輸入影像進行影像處理的圖形處理器的一影像處理器來調整焦點區域與其相鄰區域的解析度。此外部裝置介面可以藉由多種廣為人知的介面模組實作,例如USB(Universal Serial Bus)與HDMI(High-Definition Multimedia Interface)。
系統控制器50傳送影像資料給顯示驅動器200。藉由分析來自攝影機54憑藉一預設眼球追蹤演算法捕捉使用者的左眼與右眼的影像數據,系統控制器50估算出使用者所注視的一焦點區域。系統控制器50藉由使用一注視點渲染技術(foveated rendering)調整焦點區域、環繞焦點區域的一相鄰區域與相鄰區域以外的一周邊區域的一輸入影像的解析度。
焦點區域係為一影像以一第一解析度表現的一區域,且相鄰區域係為一影像以低於第一解析度的一第二解析度表現的一區域。周邊區域係為一影像以一第三解析度表現的一區域,且焦點區域係為一影像以低於第二解析度的一第三解析度表現的一區域。系統控制器50藉由使用一定標器(scaler)轉換一輸入影像的解析度以匹配焦點區域、相鄰區域與周邊區域的解析度。舉例來說,若資料在焦點區域的解析度為100%(完整解析度),系統控制器50按比例減小會被顯示在相鄰區域的影像資料的解析度為50%與會被顯示在周邊區域的影像資料的解析度為25%。在立體影像的情況中,系統控制器50如前述地個別地轉換左眼影像資料與右眼影像資料中的一圖框的資料的解析度。
感應器52包括多種感測器例如一陀螺儀感測器、一加速度計等。感應器52傳送所述多種感測器的多個輸出至系統控制器50。系統控制器50接收感應器52的輸出並控制顯示裝置的運作。
顯示面板100可以實作為一種一影像顯示於像是一液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)、一場發射顯示器(field emission display, FED)或是一電致發光(electroluminescence)顯示器的一平面面板的顯示面板。所述的電致發光顯示器依據發光層的材料可以被分為無機發光顯示器或是一有機發光顯示器。無機發光顯示器的一個例子包括了量子點(quantum dot)顯示器。以下,一顯示裝置將會被敘述為關於但不限於一有機發光顯示器。顯示裝置100被區分為顯示左眼影像資料的一第一顯示面板100A與顯示右眼影像資料的一第二顯示面板100B。
第一顯示面板100A可以是但不限制為一虛擬實境裝置的左眼顯示面板,且第二顯示面板100B可以是所述的虛擬實境裝置的右眼顯示面板。依據顯示裝置的目的,本揭露的一顯示裝置可以是以一顯示面板或二或多個顯示面板實作。
顯示面板100A與100B的每一包括了影像資料的多個資料訊號所被施予的資料線、閘極訊號所被施予的閘極線與排列成陣列且各資料線與各閘極線交錯於每一的多個畫素。一影像被顯示在排列在顯示面板的螢幕的一畫素陣列AA。
每一畫素可以被區分為多個子畫素101如一紅色子畫素、一綠色子畫素與一藍色子畫素以供彩色顯示。每一畫素可以更包括一白色子畫素。在一有機發光顯示器的例子中,每一子畫素101可以包括但不限制於圖13所揭示的畫素電路。
顯示驅動器200可以驅動顯示面板100於慢驅動模式、正常驅動模式與區域限定驅動模式。
在慢驅動模式中,藉由降低顯示面板100的驅動圖框速率而使得能耗被降低。顯示驅動器200例如將圖框速率降至1赫茲至30赫茲以降低慢驅動模式中的圖框速率。在慢驅動模式中,一輸入影像被分析,且在此輸入影像中沒有變化達一預設時段,顯示裝置的能耗被降低。在慢顯示模式中,當一靜止影像顯示超過一特定量的時間,藉由降低各畫素的圖框速率而延長將資料寫入所述的多個畫素的時間區間,從而降低能耗。慢驅動模式並不只限於當靜止影像被輸入時。舉例來說,當所述的顯示裝置運作在一待機模式,或是沒有使用者指令或輸入影像被輸入所述的顯示面板驅動電路超過一給定量的時間時,所述的顯示面板驅動電路可以運作於慢驅動模式。
在一正常驅動模式中,顯示面板100的驅動圖框速率為固定,且整個螢幕的閘極移位數(number of gate shifts)係為均勻。在正常驅動模式中,閘極訊號以一等同於所述的螢幕的垂直解析度的量移位,且一影像被以所述的顯示面板的全解析度顯示在所述的螢幕上
在區域限定驅動模式中,係區分出所述螢幕上具有不同解析度的多個區域,像是使用者所注視的一焦點區域與環繞所述的焦點區域的一相鄰區域被。螢幕上除了所述的焦點區域與所述的相鄰區域以外,一周邊區域可以被設定為環繞於所述的相鄰區域。在區域限定驅動模式中,顯示驅動器200以低於所述的焦點區域的解析度於顯示面板100的相鄰區域中顯示一影像。相比於焦點區域,顯示驅動器200可以藉由降低相鄰區域與周邊區域的閘極訊號的移位數(number of shift)以增加所述的圖框速率至高於所述的輸入圖框速率的一頻率。因此,在區域限定驅動模式,可降低直到資料被寫進顯示面板100的畫素為止的延遲,從而提升畫面品質並降低使用者的疲勞。至此,將針對區域限定驅動模式描述顯示驅動器200的運作。
如圖7所揭示,顯示驅動器200接收指示焦點區域的位置資訊的一眼球追蹤結果與來自系統控制器50的一經注視點渲染的輸入影像。顯示驅動器200基於所述的焦點區域的位置資訊將一輸入影像的一圖框的資料劃分為所述的焦點區域、相鄰區域與周邊區域。顯示驅動器200將接收自系統控制器50的畫面資料寫進顯示面板100的各畫素中。如圖3所示,顯示驅動器200包括一時序控制器130、一資料驅動器110與一閘極驅動器120。
在一虛擬實境裝置的例子中,顯示驅動器200區分出每一顯示面板100A與100B的焦點區域與相鄰區域,並設定顯示面板100A與100B的圖框速率為相同或高於接收自系統控制器50的影像資料的輸入圖框速率的一頻率。相較於焦點區域中的各閘極線的各閘極訊號的移位數,驅動顯示器200降低提供至相鄰區域的各閘極線的各閘極訊號的移位數。
顯示驅動器200將一輸入影像的資料寫進顯示面板100A與100B。顯示驅動器200於顯示面板100A與100B的每一個包括一資料驅動器110、一閘極驅動器120與一時序控制器130。如圖3所示,顯示面板100A與100B的資料驅動器110可以共享單一個時序控制器130。
資料驅動器110將一輸入影像的資料轉換成經伽馬補償(gamma-compensated)過的一電壓以產生多個類比資料訊號的多個電壓(各資料電壓)並輸出這些資料電壓至資料線102。閘極驅動器120輸出同步於資料電壓的閘極訊號(或掃描訊號)至閘極線104。
閘極驅動器120包括用以平移閘極訊號的脈波並依序地提供這些閘極訊號至閘極線的一移位暫存器。閘極驅動器120在時序控制器130的控制下對輸出至閘極線的閘極訊號移位。特別地,閘極驅動器120個別地調整焦點區域、相鄰區域與周邊區域中的移位數。閘極訊號的移位數係與各區域的解析度成比例。因為不同的資料被寫進相鄰的畫素,閘極訊號中的移位數越大則解析度越高。所述的焦點區域中的閘極訊號的移位數(後續係稱閘極移位數(the number of gate shifts))會大於相鄰區域與周邊區域中的閘極訊號的移位數。相鄰區域中的閘極移位數係大於周邊區域中的閘極移位數。
時序控制器130送出接收自系統控制器50的輸入影像的資料至資料驅動器110。時序控制器130自系統控制器50接收同步於輸入影像資料的時序訊號,且基於這些時序訊號控制資料驅動器110與閘極驅動器120的工作時序。時序控制器130控制閘極驅動器120,以與每一區域的解析度成比例地調整焦點區域、相鄰區域與周邊區域中的閘極移位數而。
時序控制器130可以藉由降低所述的相鄰區域與所述的周邊區域中的閘極移位數,以控制顯示面板100的驅動圖框速率為具有等同於或高於接收自系統控制器50的一輸入影像的圖框速率(輸入圖框速率)的頻率的一驅動圖框速率。所述的輸入圖框速率為國際電視標準委員會(National Television Standards Committee, NTSC)的60赫茲或是階段交替線(Phase-Alternating Line, PAL)系統中的50赫茲。
圖4與5為揭示焦點區域、相鄰區域與周邊區域中的各閘極訊號的視圖。
參照如圖4,一閘極訊號的脈波寬度可以被設定為一個水平區間1H。一水平區間1H係為一個資料被寫進多個畫素中的一畫素行的時間區間。一閘極線係連接至排列於一畫素行中的畫素,以藉由施予來自閘極驅動器120的一閘極訊號至所述畫素而選擇資料所寫入的此畫素行。
因為使用者注視,所述的焦點區域提供具有高解析度的銳利的影像給使用者。提供給形成於焦點區域閘極線G9至G12的閘極訊號係依序地被移位,每一水平區間一條線。舉例來說,在圖4的例子中,同步於第九畫素行的一資料訊號的一閘極訊號係被提供給一第九閘極線G9,且之後同步於第十畫素行的一資料訊號的一閘極訊號係被提供給一第十閘極線G10。藉此,閘極訊號係以G9、G10、G11與 G12的順序被移位,且閘極訊號係依序地被提供給閘極線G9至G12。因此,離散的資料可以被寫進焦點區域中的各畫素行,以使焦點區域中的畫素以100%的解析度顯示一影像。
因為靠近於焦點區域,所述的相鄰區域提供具有相對高的解析度。因為兩個畫素行被同時地掃描,被施予至相鄰區域中的閘極線G5至G8與G13至G16的閘極訊號可以被一次兩個畫素行地移位。舉例來說,閘極驅動器120在時序控制器130的控制下可以同時地提供一第一閘極訊號給所述的第五與第六閘極線G5與G6,然後同時提供在所述的第一閘極訊號之後產生的一第二閘極訊號給第七與第八閘極線G7與G8。當一閘極訊號被同時提供給兩閘極線時,閘極移位數被降低至一半。因此,當相鄰區域與焦點區域為相同尺寸時,掃描在相鄰區域中所有的該畫素所需的掃描時間係被降低至焦點區域所需的掃描時間的一半。
相鄰區域中的掃描時間的減少可以縮短所述的圖框區間(frame period)而增加了所述的圖框速率。供寫入一圖框資料於螢幕上的所有畫素的所述的圖框區間,係依據所述的圖框速率而決定。所述的圖框速率可以也被詮釋為與更新速率(refresh rate)具有相同涵義。當一閘極訊號被同時地施加至兩閘極線時,一樣的資料係被寫進連接至所述的閘極線的兩畫素行,因此解析度係被減低至一半。由於使用者注視焦點區域,使用者將不會感知到相鄰區域的解析度的降低,除非相鄰區域的解析度太低。
由於周邊區域係遠離焦點區域,使用者並不會對周邊區域的解析度非常敏感。因此,即使周邊區域具有較相鄰區域低的解析度,使用者僅感知到周邊區域的畫面品質的微量降低。因為四個畫素行被同時掃描,被施予閘極線G1至G4與G17至G20的閘極訊號可以被每次四個畫素行地移位。舉例來說,閘極驅動器120在時序控制器130的控制之下同時地給閘極線G1至G4提供第一閘極訊號,然後同時提供在所述的第一閘極訊號之後產生的一第二閘極訊號給閘極線G17至G20。當一閘極訊號被同時地提供給四條閘極線時,閘極移位數被降低為四分之一。因此,當周邊區域與焦點區域為同樣的尺寸時,掃描周邊區域的所有的畫素所需要的掃描時間被降為焦點區域所需要的掃描時間的四分之一。
周邊區域中的掃描時間的降低可以縮短所述的圖框區間而提高了所述的圖框速率。當一閘極訊號被同時地施予四條閘極線時,相同的資料被寫進連接於所述的閘極線的四個畫素行,因此所述的解析度被降低為四分之一。由於使用者注視焦點區域,使用者對遠離焦點區域的周邊區域的解析度比對相鄰區域更不敏感。
圖5揭示了使用者移動他們的注視且焦點區域FA被移下的一個例子。
參照如圖5,被施予焦點區域FA中的閘極線G13至G16的閘極訊號係為了每一畫素行而移位。在焦點區域FA中,離散的資料被寫進畫素P1至P4的每一個。焦點區域FA在水平(horizontal)與垂直(vertical)方向都以100%的解析度顯示一影像。
被施加至相鄰區域NA中的閘極線G9至G12與G17至G20的閘極訊號被一次兩個畫素行地移位。舉例來說,一第一閘極脈波可以被同時地施加給第九與第十閘極線G9與G10,且一第二閘極脈波可以被同時地施加給第十一與第十二閘極線G11至G12。因此,垂直方向上(y)的解析度可以被降低至一半。也就是說,一樣的資料可以被寫進相鄰區域NA中的兩相鄰畫素,且水平方向(x)上的解析度可以因此被降至一半。舉例來說,相同於第一畫素P1的資料被複製至第二畫素P2,且相同於第三畫素P3的資料被複製至第四畫素P4。據此,相鄰區域NA在水平(x)與垂直(y)方向上都以50%的解析度顯示一影像。因為相鄰區域中的閘極移位數被降低至焦點區域FA中的一半,相鄰區域NA中的掃描時間可以被依據相同的量降低。
被施加至周邊區域UA中的閘極線G1至G8的閘極訊號被一次四個畫素行地移位。舉例來說,一第一閘極脈波可以被同時地施加給第一至第四閘極線G1與G4,且一第二閘極脈波可以被同時地施加給第五與第八閘極線G5至G8。因此,垂直方向上(y)的解析度可以被降低至四分之一。也就是說,一樣的資料可以被寫進周邊區域UA中的四相鄰畫素,且水平方向(x)上的解析度可以因此被降至四分之一。也就是說,一樣的資料可以被寫進周邊區域UA中的四相鄰畫素,且水平方向(x)上的解析度可以因此被降至四分之一。舉例來說,相同於第一畫素P1的資料被複製至第二畫素至第四畫素P2至P4,且相同於第五畫素P5的資料被複製至第六畫素至第八畫素P6至P8(未繪示)。相應地,周邊區域UA在水平(x)與垂直(y)方向都以25%的解析度顯示一影像。由於相鄰區域中的閘極移位數被降低至焦點區域FA中的四分之一,周邊區域UA中的掃描時間可以依相同的量降低。
圖6係為揭示出本揭露一示範例與一對照例中的焦點區域、相鄰區域與周邊區域的閘極訊號如何被平移的對照表。在此對照例(B)中,閘極訊號係為了所有閘極線G1至G20中的每一個而移位,以達到整個螢幕100%解析度。
參照如圖6,在本揭露的此示範實施例(A),閘極移位數被降低以匹配由系統控制器50定義於顯示面板100的相鄰區域NA與周邊區域UA的解析度。在對照例(B)中,閘極訊號被每一條線地移位以匹配焦點區域與相鄰區域的100%解析度。在對照例(B)中的閘極移位數係為20。
即使系統控制器50相較於焦點區域地降低相鄰區域中的解析度,當對照例中的閘極訊號為了每一條線而移位時,閘極移位數無法被降低,因此圖框速率無法被增加。相較於此,在本揭露中,藉由降低使用者並不非常敏感於解析度的改變的相鄰區域與周邊區域中的閘移位,顯示面板100的驅動圖框速率被控制為相同於或高於所述的輸入圖框速率的一頻率。藉此,可降低直到資料被寫入畫素為止的延遲,從而改善動作晃動與動作模糊。藉由與使用者注視的焦點區域的解析度與相鄰區域的解析度成比例地調整顯示面板的閘極移位數,本揭露的顯示裝置可以在無物理性地改變顯示面板的解析度的情況下,依據區域改變使用者感知到的解析度。
圖7與8係為揭示出系統控制器50與顯示驅動器200的運作細節的視圖。
參照如圖7與8,系統控制器50送出藉由眼球追蹤所估算出的焦點區域的位置訊息與相鄰區域的位置訊息給顯示驅動器200。與焦點區域的位置訊息及相鄰區域的位置訊息一起地,系統控制器送出以注視點渲染演算法依據區域調整解析度的一輸入影像的資料給顯示驅動器200。焦點區域的位置訊息與相鄰區域的位置訊息包括螢幕上的多個座標值。因為焦點區域反應於使用者的眼球移動,焦點區域的位置訊息與相鄰區域的位置訊息被每一圖框地更新且被送給顯示驅動器200。系統控制器50可以為焦點區域、相鄰區域與周邊區域不同地調整所述的解析度,並提供給顯示驅動器200。
驅動顯示器200更包括第一與第二影像處理器210與220。第一與第二影像處理器210與220可以被提供於時序控制器130之中。
第一影像處理器210區分焦點區域、相鄰區域與周邊區域,並基於焦點區域與相鄰區域在顯示面板100上的位置資訊決定圖框速率。焦點區域與相鄰區域以外的區域可以被判定為螢幕上的周邊區域。焦點區域、相鄰區域與周邊區域的尺寸與比例可以被預設為固定值,也可以是如圖10A與11的例子地被變動。
在系統控制器50區分螢幕為焦點區域與相鄰區域的例子中,第一影像處理器210可以分辨螢幕上的焦點區域與相鄰區域,並進一步設定具有解析度低於相鄰區域的一周邊區域。藉由設定閘極訊號的移位數為最低的周邊區域,顯示面板100的驅動圖框速率被進一步地提升。
如圖9與11所示,藉由降低相鄰區域與周邊區域的閘極移位數以減少掃描時間,第一影像處理器210能夠來增加顯示面板100的驅動圖框速率為高於自顯示驅動器200接收得的一輸入影像的輸入圖框速率的一頻率。藉由將一輸入垂直同步訊號Vsync調變至顯示面板100的驅動圖框速率,第一影像處理器210增加自系統控制器50接收得的此輸入垂直同步訊號Vsync的頻率。在圖9與11中,Vsync用以標示於一正常驅動模式產生的一垂直同步訊號,且Vsync’用以標示自第一影像處理器210輸出的經調變的一垂直同步訊號。一個周期的垂直同步訊號Vsync與Vsync’定義出一個圖框區間。
第一影像處理器210基於顯示面板100的驅動圖框速率產生一閘極時序控制訊號。閘極時序控制訊號包括一起始脈波、一移位時脈與一選擇訊號SEL等。所述的起始脈波係產生於每一圖框的起始,並被提供至產生一第一輸出的閘極驅動器120的移位暫存器的第一電路級的一VST端(起始端)。所述的起始脈波定義閘極驅動器120的起始時序。所述的移位時脈控制移位暫存器的移位時序。藉由控制連接於移位暫存器的相鄰電路級之間的多工器,並選擇性地改變被施予各電路級的各VST端的進位訊號的路徑,所述的選擇訊號SEL自順序掃描與同時掃描中擇一。藉由使用選擇訊號SEL以調整焦點區域、相鄰區域與周邊區域中的閘極移位數,第一影像處理器210可以依據區域自順序掃描與同時掃描中擇一。
第一影像處理器210控制閘極驅動器120以同時地輸出相鄰區域與周邊區域中的多個閘極訊號,並控制閘極驅動器120以使焦點區域中的閘極訊號的移位數匹配於顯示面板100的垂直解析度。在焦點區域中,閘極訊號被逐畫素行地移位。因為焦點區域反應於使用者眼球的移動,所述的螢幕的解析度會每一圖框區間地隨位置變動。
第二影像處理器220調整輸入影像於垂直與水平方向的解析度,以匹配顯示面板100的解析度。在相鄰區域與周邊區域中,藉由複製輸入資料至相鄰的多個畫素而降低解析度。
第二影像處理器220如圖19與20地處理在邊界BD的影像,以保持每一區域的邊界不被使用者感知。舉例來說,第二影像處理器220可以讓焦點區域與相鄰區域的邊界於焦點區域的解析度與相鄰區域的解析度之間交替,或者可以在時間軸上往上或往下平移所述的邊界。
第二影像處理器220送出解析度依區域調整的輸入影像的資料給資料驅動器110。藉由使用數位至類比轉換器(digital-to-analog converter DAC),資料驅動器110將來自第二影像處理器220的資料轉換為多個類比資料訊號,並輸出這些訊號至所述的多個資料線102()。
在圖7與8中,系統控制器50的焦點區域估算功能與區域特定解析度轉換功能可以實作於顯示驅動器200中。相反地,顯示驅動器200的影像處理器210與220可以實作於系統控制器50。
圖9係為呈現出以顯示面板100的輸入圖框速率產生的一垂直同步訊號Vsync與以顯示面板100的驅動圖框速率產生的多個垂直同步訊號Vsync’的波形圖。在顯示驅動器200中,焦點區域與相鄰區域的尺寸(或是螢幕比例)可以預設為固定值。在這樣的情況中,如圖9所示,顯示面板100在正常驅動模式及區域限定驅動模式中的驅動圖框速率係高於或相等於輸入圖框速率。當焦點區域與相鄰區域的尺寸為固定,所述的圖框區間與所述的圖框速率為固定。舉例來說,顯示面板100的驅動圖框速率依據焦點區域與相鄰區域的尺寸可以被設定為以下任一者:90赫茲、110赫茲與120赫茲。焦點區域越小,圖框速率越大,且延遲係被減少。
於本揭露中,在區域限定驅動模式中,焦點區域的尺寸會基於一輸入影像或是使用者的頭部的移動與輸入影像的內容而變動,且因此所述的圖框速率會變動,如圖10A至圖10C所示。而且,相鄰區域的尺寸會隨焦點區域而變動。舉例來說,當使用者注視所述的輸入影像中的一移動中的物體,所述的物體移動得越快,顯示驅動器200將焦點區域的尺寸縮得越小。所述的物體移動得越快,此物體所被感知到的解析度越小,且使用者將會很難感受到解析度的改變。相仿地,當使用者的頭部快速移動時,所述的螢幕所被感知到的解析度降低,使得使用者難以感知解析度的變化。而且,螢幕上移動的物體越多,螢幕被感知到的解析度越低。相應地,本揭露可以藉由減少焦點區域而允許更快的圖框速率而在畫面品質沒有降低的情況下更進一步地降低延遲。
圖10A至10C係為揭示出了顯示面板的驅動圖框速率變動的一個例子的視圖。
參照如圖10A至圖10C,於本揭露中,顯示面板100的驅動圖框速率可以依據焦點區域與相鄰區域的比例而被變動。當所述的焦點區域係為所述的螢幕的尺寸的10%時,所述的閘極移位數會是最小的。
圖10A揭示出一個焦點區域被設定為螢幕的尺寸的35%的例子。在沒有周邊區域的情況下,被劃分為二且焦點區域位於此二者之間的相鄰區域佔了約65%。隨著各閘極訊號被每一條線地移位,焦點區域的各畫素行被一行一行地依序地掃描。在相鄰區域中,隨著一閘極訊號被同時地施予多條閘極線,多個畫素行可以被同時地掃描。在圖10A中,相鄰區域中的每次兩個畫素行被同時掃描。在圖10A中的顯示面板驅動方法中,總掃描數,亦即閘極移位數,係在UHD(3840×2160)標準中為2592。在UHD(3840×2160)標準中,「3840」係為垂直解析度,且「2160」係為水平解析度。在此例子中,顯示面板100可以90赫茲的圖框速率驅動。
焦點區域之於螢幕的比例可以基於輸入影像或是使用者的頭部的移動而被變動。圖10B揭示出焦點區域被降低至10%的一例子。在沒有周邊區域的情況下,以同時掃描被掃瞄的相鄰區域藉由減少焦點區域的量而被增加至90%。隨著各閘極訊號被每一行地移位,焦點區域中的畫素行被依序地逐行掃描。在相鄰區域中,隨著閘極訊號被同時地提供至多條閘極線,多個畫素行可以被同時掃描。在圖10B中,相鄰區域中的每次兩個畫素行被同時掃描。在圖10B中的顯示面板驅動方法中,總掃描數,亦即閘極移位數,係在UHD(3840×2160)標準中為2,112。在此例子中,顯示面板100可以110赫茲的圖框速率驅動。
圖10A揭示出一個焦點區域被轉換至為螢幕的尺寸的20%的例子。被劃分為二且焦點區域位於此二者之間的相鄰區域佔了約40%,且周邊區域佔了40%。隨著各閘極訊號被每一條線地移位,焦點區域的各畫素行被一行一行地依序地掃描。在相鄰區域與周邊區域中,隨著一閘極訊號被同時地施予多條閘極線,多個畫素行可以被同時地掃描。周邊區域中的每四個畫素行被同時掃描。在圖10A中的顯示面板驅動方法中,總掃描數,亦即閘極移位數,係在UHD(3840×2160)標準中為1920。在此例子中,顯示面板100可以120赫茲的圖框速率驅動。
由圖10A至10C可見,顯示面板100的驅動圖框速率可以基於螢幕上的焦點區域與相鄰區域的尺寸而被變動。
圖11係為揭示出顯示面板的驅動圖框速率變動的一個例子的波形圖。
當焦點區域與相鄰區域的尺寸被顯示驅動器200變動時,圖框區間與圖框速率也被變動。對每一圖框來說,所述的圖框區間與圖框速率可以基於一輸入影像或使用者頭部移動的速率而被預設。在此情況下,顯示面板在區域限定驅動模式的圖框速率可以高於或是等於所述的輸入圖框速率。
圖12係為揭示出一畫素陣列的部份的視圖。在圖12中,LINE1至LINEn表示共享閘極線的畫素陣列之中的畫素的畫素行。LINEn為第n個畫素行(n為一個正整數)。Vdata為被供應至資料線D1至D4的一輸入影像的多個資料電壓。 SCAN0至SCAN(n)與EM1至EM(n)代表閘極訊號。在內部補償中,閘極訊號被區分為掃描訊號SCAN0至SCAN(n)與輸出切換訊號(此後稱為EM訊號)EM1至EM(n)
在此畫素電路中,個別的畫素電路特性變動可以被藉由內部補償而被即時補償。在此內部補償方法中,驅動元件的電性特性變化可以被即時地補償。在此內部補償方法中,子畫素被驅動於一預設階段Tini、一偵測與資料寫入階段Twr與一驅動階段Tem。
圖13係為揭示出了一例子中的一畫素電路與用以驅動此畫素電路的各閘極訊號的波形圖。
參照如圖13,在重置階段Tini,第(N-1)掃描訊號SCAN(N-1)(N為一正整數)被產生以做為一閘極導通(gate-on)電壓的脈波以定義重置階段Tini。在此重置階段Tini,畫素電路中的各主要節點被重置。第N個掃描訊號SCAN(N) 被產生以做為在偵測與資料寫入階段Twr中的一閘極導通電壓的脈波以定義偵測與資料寫入階段Twr。在此偵測與資料寫入階段Twr,一資料電壓Vdata經由一資料線被施予所述的畫素電路,畫素電路中的驅動元件的一電性特性,如門檻電壓,係被偵測,且驅動元件的閘極-源極電壓被設定為藉由門檻電壓補償過的一資料電壓。在驅動階段Tem中,電流經由畫素電路中的驅動元件流向發光元件,使得發光元件發光。所述的EM訊號在此驅動階段Tem中維持閘極導通電壓,且被產生做為在重置階段Tini與偵測與資料寫入階段Twr中的一閘極關閉電壓的脈波。
所述的畫素電路包括一發光元件EL、一驅動元件DT、一儲存電容Cst與多個開關元件T1至T6。所述的驅動元件DT與所述的開關元件T1至T6可以被以多個PMOS薄膜電晶體實作,但不以此為限。在此畫素電路中,多個電源供應電壓像是高準位畫素驅動電壓VDD、重置電壓Vini與低準位電源供應電壓VSS係由一電源電路(未繪示)產生。所述的電源供應電壓可以被設定為VDD為4.5伏特、VSS為負2.5伏特、Vini為負3.5伏特、VGH為7.0伏特與VGL為負5.5伏特,但不以此為限。所述的電源供應電壓可以基於驅動特性或是顯示面板100的模型而變動。
所述的發光元件EL可以一有機發光二極體(OLED)實作。所述的有機發光二極體包括形成於一陽極與一陰極之間的多個有機複合層。所述的有機複合層可以包括但不限於一電洞注入層HIL、一電動傳輸層HTL、一發光層EML、一電子傳輸層ETL與一電子注入層EIL。當此有機發光二極體被導通,通過所述的電洞傳輸層HTL的一電洞與通過所述的電子傳輸層ETL的一電子移動至所述的發光層EML形成一激子(exciton)。於是,所述的發光層EML產生可見光。所述的有機發光二極體藉由被所述的驅動元件DT的閘極-源極電壓Vgs所限制(regulate)的一電流發光。所述的有機發光二極體的陽極經由節點n被連接至第三與第六切換元件T3與T6。所述的有機發光二極體的陰極被連接至被施加VSS的一VSS電極。所述的有機發光二極體的電流路徑係藉由第四切換元件T4切換。
所述的儲存電容Cst的第一電極被連接至VDD走線103且被提供VDD。所述的儲存電容Cst的第二電極經由一第五節點被連接至所述的驅動元件DT、第三切換元件T3的第一電極與第五切換元件的一第一電極。
第一切換元件T1係導通以回應在掃描與資料寫入階段Twr的第N掃描訊號SCAN(N),且提供一資料電壓VData給一第二節點n2。此第二節點n2被形成於第一切換元件T1的第一電極、第二切換元件T2的一第二電極與驅動元件DT的一第一電極之間。第一切換元件T1包括被連接於被施予第N掃描訊號SCAN(N)的一第二閘極線1042的一閘極、被連接至所述的第二節點的一第一電極與被連接至資料線102的一第二電極。
第二切換元件T2係導通以回應在驅動階段Tem的EM訊號EM(N),且將第二節點n2連接至被施予VDD的VDD走線103。第二切換元件T2包括被連接於被施予EM訊號EM(N)的一第三閘極線1043的一閘極、被連接至所述的VDD走線103的一第一電極與被連接至所述的第二節點n2的一第二電極。
第三切換元件T3係導通以回應在掃描與資料寫入階段Twr的第N掃描訊號SCAN(N),將所述的第一節點n1連接至所述的第三節點n3。此第三節點n3被形成於第三切換元件T3的第二電極、驅動元件DT的一第二電極與第四切換元件T4的一第一電極之間。第三切換元件T3包括被連接於被施予第N掃描訊號SCAN(N)的所述的第二閘極線1042的一閘極、被連接至所述的第一節點n1的一第一電極與被連接至所述的第三節點n3的一第二電極。第三切換元件T3可以雙閘極薄膜電晶體實作,此雙閘極薄膜電晶體於薄膜電晶體呈關閉狀態下在減少漏電流上具有優勢。
第四切換元件T4係導通以回應在驅動階段Tem的EM訊號EM(N),且將第三節點n3連接至所述的第五節點n5。第四切換元件T4包括被連接於被施予EM訊號EM(N)的第三閘極線1043的一閘極、被連接至所述的第三節點n3的一第一電極與精油所述的第五節點n5被連接至一發光元件EL的陽極的一第二電極。第四切換元件T4可以雙閘極薄膜電晶體實作,此雙閘極薄膜電晶體於薄膜電晶體呈關閉狀態下在減少漏電流上具有優勢。
第五切換元件T5係導通以回應在重置階段Tini的第N-1掃描訊號SCAN(N-1),且將所述的第一節點n1連接至被施予Vini的一第四節點n4。第五切換元件T5包括被連接於被施予第N-1掃描訊號SCAN(N-1)的所述的第一閘極線1041的一閘極、被連接至所述的第一節點n1的一第一電極與被連接至所述的第四節點n4的一第二電極。此第四節點n4被形成於第五切換元件T5的一第二電極與第六切換元件T6的第一電極之間的Vini走線105上。
第六切換元件T6係導通以回應在掃描與資料寫入階段Twr的第N掃描訊號SCAN(N),將所述的第四節點n4連接至所述的第五節點n5。第六切換元件T6包括被連接於被施予第N掃描訊號SCAN(N)的所述的第二閘極線1042的一閘極、被連接至所述的第四節點n4的一第一電極與被連接至所述的第五節點n5的一第二電極。
所述的驅動元件DT的門檻電壓被儲存於儲存電容Cst且於偵測與資料寫入階段Twr中取樣。在驅動階段Tem中,所述的驅動元件DT藉由閘極-源極電壓Vgs調整流經發光層EL的電流。所述的驅動元件DT包括被連接至所述的第一節點n1的一閘極、被連接至所述的第二節點n2的一第一電極與被連接至所述的第三節點n3的一第二電極。
本揭露的閘極驅動器120包括如同構成所述的螢幕的一主動區中的一TFT(薄膜電晶體)陣列地直接形成於同一基板的一移位暫存器。閘極驅動器120可以藉由以移位暫存器移位各訊號以依序地提供包括各掃描訊號與各EM訊號的各閘極訊號。如圖14所示,所述的移位暫存器包括經由進位訊號連線連接為一串聯電路的多個電路級。
圖14係為示意地揭示出了依據本揭露一示範例的一閘極驅動器的電路圖。圖15係為圖14中的Q節點電壓、QB節點電壓與輸出電壓的波形圖。閘極驅動器與其揭示於圖14與圖15的驅動波形為移位暫存器中的電晶體以NMOS實作的一例子。
參照如圖14與,所述的移位暫存器的每一電路級接收一起始脈波或做為所述的起始脈波的來自前一電路級的一進位訊號CAR,並在接收一移位時脈CLK(N-1) 或 CLK(N)時產生輸出。相應地,所述的輸出波形係與被輸入於所述的電路級的移位時脈CLK(N-1) 及 CLK(N)的時序同步地移位。第(N-1)電路級在接收第(N-1)時脈CLK(N-1)時產生具有閘極導通電壓的一第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)。第(N)電路級在接收第(N)時脈CLK(N)時產生具有閘極導通電壓的一第(N)輸出電壓OUT(N)。
所述的每一電路級包括藉由對一輸出節點充電而上拉所述的輸出電壓OUT(N-1)或OUT(N)以回應Q節點電壓的一上拉電晶體Tu、藉由使所述的輸出節點放電而下拉所述的輸出電壓OUT(N-1)或OUT(N)以 回應QB節點電壓的一下拉電晶體Td與用以對Q節點與QB節點充放電的一切換電路140或141。每一電路級的輸出節點被連接至顯示面板100上的一閘極線。
當Q節點處於一預充電狀態時,上拉電晶體Tu在接收到移位時脈CLK(N-1)或CLK(N)時對所述的輸出電路充電。當Q節點被以VGH預充電並浮動時,移位時脈CLK(N-1)或CLK(N)被輸入進上拉電晶體Tu的第一電極。因此,當移位時脈CLK(N-1)或CLK(N)被輸入時,藉由通過上拉電晶體Tu的寄生電容自舉(bootstrap)使得上拉電晶體Tu導通,Q節點的電壓被提升為高達約2VGH的高於預充電電壓的一電壓。形狀相似於被施予上拉電晶體Tu的移位時脈CLK(N-1)或CLK(N)一輸出波形係被產生。
當所述的QB節點被充電時,下拉電晶體Td將所述的輸出節點連接至被施予閘極關閉電壓VGL的一VSS節點,以使輸出電壓OUT(N-1)或OUT(N)放電而降至閘極關閉電壓VGL。
開關電路140與141中的每一個係對Q節點充電,以回應經由所述的Vst端輸入的一起始脈波或自前一電路級接收的一進位訊號,且令Q節點放電以回應自一Rst端或一VNEXT端(未繪示)接收的一起始脈波或自前一電路級接收的一進位訊號。一重置訊號被施予所述的RST端以供同時地令所有電路級放電。產生自次電路級的一進位訊號被施予所述的VNEXT端以令Q節點放電。
QB節點被連接至下拉電晶體Td的閘極。QB節點與Q節點被相反地充電與放電。下拉電晶體Td係依據QB節點電壓導通以令所述的輸出節點放電。
在本揭露中,儘管在相鄰區域與周邊區域中部分的行被同時地掃描,所述的焦點區域係依序地逐行掃描。為此,如圖16至18所示,閘極驅動器120包括切換進位訊號與輸出訊號的路徑的多工器151至156。在焦點區域中(第一區域),多工器151至156提供前一電路級的輸出電壓至連結於前一電路級的次電路級的起始端Vst。在相鄰區域或周邊區域(第二區域)中,多工器151至156同時提供前一電路級的輸出電壓給多個電路級的起始端Vst。
圖16係為揭示出閘極驅動器中輸出閘極訊號給焦點區域中的各閘極線的一電路的細部電路圖。閘極驅動器的運作將會以施予一掃描訊號的第一與第二閘極線連接至一畫素行的一例子敘述。
參照如圖16,來自一第(N-1)切換電路的第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)被提供至一第N畫素行的所述的第一閘極線。一來自第N切換電路141的第N輸出電壓OUT(N)被提供至第N畫素行的第二閘極線。第N切換電路141在接收一第N時脈時輸出第N輸出電壓OUT(N)。
第一多工器151將來自第N切換電路141的第N輸出電壓OUT(N)餵入一第(N+1)畫素的第一閘極線以回應一選擇訊號SEL。第二多工器152將來自第N切換電路141的第N輸出電壓OUT(N)餵入一第(N+1)切換電路142的Vst端以回應所述的選擇訊號SEL。因此,第(N+1)切換電路142在接收到一第(N+1)時脈時輸出一第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)至第(N+1)畫素行的第二閘極線。
來自一第(N+1)切換電路的第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)被提供至一第(N+2)畫素行的所述的第一閘極線。一來自第(N+2)切換電路143的第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)被提供至第(N+2)畫素行的第二閘極線。第N+2切換電路143在接收一第(N+2)時脈時輸出第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)。
第三多工器153將來自第(N+2)切換電路143的第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)餵入一第(N+3)畫素的第一閘極線以回應一選擇訊號SEL。第四多工器154將來自第(N+2)切換電路143的第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)餵入一第(N+3)切換電路144的Vst端以回應所述的選擇訊號SEL。因此,第(N+3)切換電路144在接收到一第(N+3)時脈時輸出一第(N+3)輸出電壓OUT(N+3)至第(N+3)畫素行的第二閘極線。
藉此,焦點區域中的來自閘極驅動器120的各輸出波形被每一畫素行地移位一次。
圖17係為揭示出閘極驅動器中輸出閘極訊號給相鄰區域中的各閘極線的一電路的細部電路圖。
參照如圖17,來自一第(N-1)切換電路的第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)被提供至一第N畫素行的所述的第一閘極線。一來自第N切換電路141的第N輸出電壓OUT(N)被提供至第N畫素行的第二閘極線。第N切換電路141在接收一第N時脈時輸出第N輸出電壓OUT(N)。
第一多工器151將來自第N切換電路141的第N輸出電壓OUT(N)餵入一第(N+1)畫素的第一閘極線以回應一選擇訊號SEL。第二多工器152將第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)餵入一第(N+1)切換電路142的Vst端以回應所述的選擇訊號SEL。因此,第(N+1)切換電路142在接收到一第N時脈時輸出一第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)至第(N+1)畫素行的第二閘極線。因為第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)被同時地輸入進第N與第(N+1)電路級的Vst端,故第N輸出電壓OUT(N)與第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)被同時輸出。
第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)被提供至一第(N+2)畫素行的所述的第一閘極線。來自第(N+2)切換電路143的一第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)被提供至第(N+2)畫素行的第二閘極線。第N+2切換電路143在接收一第(N+1)時脈時輸出第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)。也就是說,在第N與第(N+1)輸出電壓後OUT(N)與OUT(N+1)被同時輸出後,第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)被立刻輸出。
第三多工器153將第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)餵入一第(N+3)畫素的第一閘極線以回應一選擇訊號SEL。第四多工器154將來自第N切換電路141的第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)餵入一第(N+3)切換電路144的Vst端以回應所述的選擇訊號SEL。因此,第(N+3)切換電路144在接收到一第(N+1)時脈時輸出一第(N+3)輸出電壓OUT(N+3)至第(N+3)畫素行的第二閘極線。因為第(N+1)輸出電壓OUT(N+1)被同時地輸入進第(N+2)與第(N+3)電路級的Vst端,故第(N+2)輸出電壓OUT(N+2)與第(N+3)輸出電壓OUT(N+3)被同時輸出。
藉此,如圖17所示,相鄰區域中的來自閘極驅動器120的輸出波形被每次兩個畫素行地移位。
圖18係為揭示出閘極驅動器中輸出閘極訊號給周邊區域中的各閘極線的電路的細部電路圖。在圖18中,MUX係為圖16與17中的多工器151 to 156的簡要代表。
參照如圖18,來自一第(N-1)切換電路的第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)被提供至一第N畫素行的所述的第一閘極線。一來自第N切換電路141的第N輸出電壓OUT(N)被提供至第N畫素行的第二閘極線。第N切換電路141在接收一第N時脈時輸出第N輸出電壓OUT(N)。
多工器MUX將第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)餵入一第(N+1)至(N+3)畫素的第一閘極線以回應一選擇訊號SEL。然後,多工器MUX將第(N-1)輸出電壓OUT(N-1)同時地餵入一第(N)至(N+3)切換電路141至144的Vst端以回應所述的選擇訊號SEL。因此,第N至(N+3)切換電路141至144在接收到一第N時脈時產生第N輸出電壓OUT(N)至第(N+3)輸出電壓OUT(N+3),並同時地輸出第N輸出電壓OUT(N)至第(N+3)輸出電壓OUT(N+3)至第(N+1)畫素行的第二閘極線。
藉此,周邊區域中的來自閘極驅動器120的輸出波形被每次四個畫素行地移位。
解析度變化所在的各邊界可能看起來銳利。為了解決這個問題,如圖19所示,第二影像處理器220可以藉由空間濾波器而允許所述的邊界交互切換為一高解析度區域與一低解析度區域,所以解析度會平緩地改變。在另一示範性的實施例中,第二影像處理器220藉由使用一時間濾波器(temporal filter)可以每一圖框區間地平移所述的邊界於一高解析度區域與一低解析度區域從而使介於這些區域的邊界當從時間軸上來看在螢幕上被移上移下。除了這些濾波器之外,廣為人知的影像處理方法可以被使用以處理不同解析度的各區域間的邊界。
如上述地,本揭露藉由降低使用者注視的焦點區域的相鄰區域的閘極移位數可以顯著地降低所述的掃描時間與圖框區間並增加圖框速率,並據以改善動作晃動與動作模糊。本揭露的顯示裝置藉由等比例於使用者所注視的焦點區域的解析度與相鄰區域的解析度地調整顯示面板的閘極移位數,而可以在不物理性地改變顯示面板的解析度的情況下根據區域變動使用者感知到的解析度。
儘管各實施例已被參照一些示範性的實施例地敘述,應可理解可以被具有習知技藝者發明的多種其他的改變與實施方式將會落入本揭露的原理的範圍。尤其是,在本揭露、各圖式與所附的各請求項的範圍中,主要組合配置的各元組件與/或配置的多種的變化與改變是可能的。除了元組件和/或配置的變化和修改之外,對於具有習知技藝者而言,替代使用也將是顯而易見的。
100、100A、100B‧‧‧顯示面板
101‧‧‧子畫素
102‧‧‧資料線
103‧‧‧VDD走線
104‧‧‧閘極線
1041‧‧‧第一閘極線
1042‧‧‧第二閘極線
1043‧‧‧第三閘極線
105‧‧‧Vini走線
110‧‧‧資料驅動器
120‧‧‧閘極驅動器
130‧‧‧時序控制器
140、141、142、143、144、145、146‧‧‧切換電路
151、152、153、154、155、156‧‧‧多工器
2‧‧‧小顯示面板
200‧‧‧顯示驅動器
210‧‧‧第一影像處理器
220‧‧‧第二影像處理器
4‧‧‧魚眼透鏡
6‧‧‧虛擬實境裝置
50‧‧‧系統控制器
52‧‧‧感應器
54‧‧‧攝影機
AA‧‧‧畫素陣列
BD‧‧‧邊界
CAR‧‧‧進位訊號
Cst‧‧‧儲存電容
CLK(N-1)、CLK(N)‧‧‧移位時脈
DT‧‧‧驅動元件
EL‧‧‧發光元件
EM1、EM2、……、EM(n)、EM(N)‧‧‧輸出切換訊號
FA‧‧‧焦點區域
G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9、G10、G11、G12、G13、G14、G15、G16、G17、G18、G19、G20、…、Gn‧‧‧閘極線
H‧‧‧水平區間
HR‧‧‧高解析度
LINE1、LINE2、……、LINEn‧‧‧畫素行
LR‧‧‧低解析度
n1‧‧‧第一節點
n2‧‧‧第二節點
n3‧‧‧第三節點
n4‧‧‧第四節點
n5‧‧‧第五節點
NA‧‧‧相鄰區域
OUT(N-1)、OUT(N)、OUT(N+1)、OUT(N+2)、OUT(N+3)、OUT(N+4)、OUT(N+5)‧‧‧輸出電壓
P1、P2、P3、P4‧‧‧畫素
Q、QB‧‧‧節點
SCAN0、SCAN1、SCAN2、……、SCAN(n-1)、SCAN(n)、SCAN(N-1)、SCAN(N)
、SCAN(N+1) 、SCAN(N+2) 、SCAN(N+3) 、SCAN(N+4) 、SCAN(N+5)‧‧‧閘極訊號
SEL‧‧‧選擇訊號
T1、T2、T3、T4、T5、T6‧‧‧開關元件
Td‧‧‧下拉電晶體
Tem‧‧‧驅動階段
Tini‧‧‧預設階段
Tu‧‧‧上拉電晶體
Twr‧‧‧偵測與資料寫入階段
UA‧‧‧周邊區域
Vdata‧‧‧資料電壓
VDD‧‧‧高準位畫素驅動電壓
VGH‧‧‧高閘極電壓
VGL‧‧‧低閘極電壓
Vini‧‧‧重置電壓
VSS‧‧‧低準位電源供應電壓
Vst‧‧‧起始端
Vsync‧‧‧垂直同步訊號
Vsync’‧‧‧經調變的垂直同步訊號
被包括以提供對本揭露的進一步理解且被併入和構成本說明書的一部分的附圖,係揭示出了本揭露的各實施例,並且與說明書一起用於解釋本揭露的原理。在附圖中: 圖1係為示意地揭示出一虛擬實境裝置的視圖。 圖2係為揭示出依據本揭露的一示範實施例的一顯示裝置的一方塊圖。 圖3係為揭示出圖2中的顯示驅動器與顯示面板的細節的視圖。 圖4與5係為揭示出焦點區域、相鄰區域與周邊區域的各閘極訊號的視圖。 圖6係為揭示出本揭露一示範例與一對照例中的焦點區域、相鄰區域與周邊區域的各閘極訊號如何被平移的對照表。 圖7與8係為揭示出系統控制器與顯示驅動器的運作細節的視圖。 圖9係為揭示出產生於顯示面板的輸入圖框速率下的一垂直同步訊號與產生於顯示面板的一驅動圖框速率下的各垂直同步訊號。 圖10A至10C係為揭示出了顯示面板的驅動圖框速率變動的一個例子的視圖。 圖11係為揭示出顯示面板的驅動圖框速率變動的一個例子的波形圖。 圖12係為揭示出一畫素陣列的部份的視圖。 圖13係為揭示出了一例子中的一畫素電路與用以驅動此畫素電路的各閘極訊號的波形圖。 圖14係為示意地揭示出了依據本揭露一示範例的一閘極驅動器的電路圖。 圖15係為圖14中的Q節點電壓、QB節點電壓與各輸出電壓的波形圖。 圖16係為揭示出閘極驅動器中輸出閘極訊號給焦點區域中的各閘極線的一電路的細部電路圖。 圖17係為揭示出閘極驅動器中輸出閘極訊號給相鄰區域中的各閘極線的一電路的細部電路圖。 圖18係為揭示出閘極驅動器中輸出閘極訊號給周邊區域中的各閘極線的電路的細部電路圖。 圖19與20係為揭示出一影像如何被處理以保持相鄰區域的邊界不被看見的一例子的視圖。
Claims (16)
- 一種顯示裝置,包括:一顯示面板,包括多條資料線、多條閘極線與多個畫素,該些畫素排列於一陣列中,於該陣列中該些資料線與該些閘極線係互相交錯;一系統控制器,傳輸一輸入影像的影像資料至一顯示驅動器;以及該顯示驅動器,藉由相較於一第一區域減少提供給一第二區域中的閘極線的多個閘極訊號的移位數驅動該顯示面板;其中,該第一區域係為該輸入影像被以一第一解析度顯示於該顯示面板中的區域,且該第二區域係為該輸入影像被以一第二解析度顯示於該顯示面板中的區域,該第二解析度小於該第一解析度,其中該顯示驅動器更包括:一資料驅動器,將該輸入影像的該影像資料轉換為多個資料電壓,且輸出該些資料電壓至該些資料線;一閘極驅動器,輸出同步於該些資料電壓的該些閘極訊號至該些閘極線;以及一時序控制器,基於一時序訊號控制該資料驅動器與該閘極驅動器的工作時序,該時序訊號同步於來自該系統控制器的該輸入影像的該影像資料,其中該顯示驅動器更包括:一第一影像處理器,分辨出該第一區域與該第二區域,以決定該顯示面板的一驅動圖框速率,並以該驅動圖框速率控制該閘極驅動器;以及一第二影像處理器,調整該第一區域及該第二區域中的輸入影像的解析度,以匹配於該第一解析度及該第二解析度,且將具有調整後解析度的該些影像資料傳送給該資料驅動器,其中,該第二影像處理器藉由使位於該第一區域與該第二區域之間的一邊界的一影像的解析度於該第一解析度與該第二解析度之間輪替,或是藉由在一時間軸上平移該第一區域與該第二區域之間的該邊界,以處理該邊界。
- 如請求項1所述的顯示裝置,其中,該顯示驅動器更藉由相較於該第二區域減少提供給一第三區域中的閘極線的閘極訊號的移位數驅動該顯示面板,該第三區域係為該影像資料被以小於該第二解析度的一第三解析度顯示於該顯示面板中的區域。
- 如請求項2所述的顯示裝置,其中該系統控制器或該顯示驅動器估算一使用者注視的區域為該第一區域,且估算環繞該第一區域的一區域為該第二區域,並分別調整顯示於各該第一區域及該第二區與的該輸入影像的解析度為該第一解析度及該第二解析度。
- 如請求項3所述的顯示裝置,其中該系統控制器或該顯示驅動器估算該顯示面板中的該第一區域與該第二區域以外的一區域為該第三區域,且調整顯示於該第三區域的該輸入影像的解析度為該第三解析度。
- 如請求項1所述的顯示裝置,其中該時序控制器控制該閘極驅動器,以使該閘極驅動器調整第一區域及該第二區域中的該些閘極訊號的移位數與該第一解析度及該第二解析度成比例。
- 如請求項1所述的顯示裝置,其中該閘極驅動器藉由相較於該第一區域將該些閘極訊號同步地提供給該第二區域中更多條的閘極線,減少該第二區域中的該些閘極訊號的移位數。
- 如請求項6所述的顯示裝置,其中該資料驅動器將相同的該影像資料寫入至連接於所述的更多條閘極線的多個畫素排。
- 如請求項1所述的顯示裝置,其中該時序控制器包括該第一影像處理器與該第二影像處理器。
- 如請求項1或2所述的該顯示裝置,其中該第一區域的尺寸與該第二區域的尺寸係為預設的固定值,或者係基於該輸入影像的移動、一使用者的頭部的移動與該輸入影像的內容之中的一或多個變化。
- 一種閘極驅動電路,適用於一顯示裝置,該顯示裝置的一顯示面板包括一第一區域與一第二區域,一輸入影像被以一第一解析度顯示於該第一區域且該輸入影像被以一第二解析度顯示於該第二區域,該第二解析度小於該第一解析度,其中,該閘極驅動電路包括:一移位暫存器,平移多個閘極訊號的多個脈波,並依序提供該些閘極訊號給多條閘極線,該移位暫存器包括多個電路級,該些電路級透過進位訊號連線連接為一串聯電路(cascade);以及複數個多工器,切換各該些電路級的進位訊號的路徑,且各該些多工器與該些電路級之兩個或多個輸出訊號相連;其中,該第一區域中之該些多工器將一前電路級的該輸出訊號做為該進位訊號提供給一第一數量的多個次電路級的多個起始端,且於該第二區域中之該些多工器將一前電路級的該輸出訊號做為該進位訊號提供給一第二數量的多個次電路級的多個起始端,該第一數量對應於該第一解析度,該第二數量對應於該第二解析度,其中,藉由使位於該第一區域與該第二區域之間的一邊界的一影像的解析度於該第一解析度與該第二解析度之間輪替,或是藉由在一時間軸上平移該第一區域與該第二區域之間的該邊界,以處理該邊界。
- 如請求項10所述的閘極驅動電路,其中該顯示面板更包括一第三區域,該輸入影像被以小於該第二解析度的一第三解析度顯示於該第三區域,且該第三區域中之該些多工器將一前電路級的該輸出訊號做為該進位訊號提供給一第三數量的多個次電路級的多個起始端,該第三數量對應於該第三解析度。
- 如請求項10所述的閘極驅動電路,其中,各該電路級包括:一輸出節點,連接該顯示面板上的該些閘極線,且用以輸出該輸出訊號;一Q節點與一QB節點;一上拉電晶體,藉由對該輸出節點充電上拉該輸出訊號,以反應該Q節點的一電壓;一下拉電晶體,藉由令該輸出節點放電下拉該輸出訊號,以反應該QB節點的一電壓;以及一切換電路,對該Q節點充電,以反應一起始脈波或由該起始端輸入的該進位訊號。
- 一種閘極驅動電路的控制方法,適用於一顯示裝置,該顯示裝置的一顯示面板包括一第一區域與一第二區域,一輸入影像被以一第一解析度顯示於該第一區域,且該輸入影像被以一第二解析度顯示於該第二區域,該第二解析度小於該第一解析度,其中該閘極驅動電路包括一移位暫存器及複數個多工器,該移位暫存器平移多個閘極訊號的多個脈波,且依序提供該些閘極訊號給多條閘極線,該移位暫存器包括多個電路級,該些電路級透過進位訊號連線連接為一串聯電路(cascade);該些多工器切換各該些電路級的進位訊號的路徑,且各該些多工器與該些電路級之兩個或多個輸出訊號相連,其中,該方法包括:控制該第一區域中之該些多工器將一前電路級的該輸出訊號做為該進位訊號提供給一第一數量的多個次電路級的多個起始端;以及控制於該第二區域中之該些多工器將一前電路級的該輸出訊號做為該進位訊號提供給一第二數量的多個次電路級的多個起始端,該第一數量對應於該第一解析度,該第二數量對應於該第二解析度,其中,藉由使位於該第一區域與該第二區域之間的一邊界的一影像的解析度於該第一解析度與該第二解析度之間輪替,或是藉由在一時間軸上平移該第一區域與該第二區域之間的該邊界,以處理該邊界。
- 一虛擬實境裝置,包括如請求項1至9其中任一所述的該顯示裝置。
- 如請求項14所述的虛擬實境裝置,其中該顯示面板包括一左眼顯示面板與一右眼顯示面板。
- 如請求項15所述的虛擬實境裝置,其中,該左眼顯示面板與該右眼顯示面板共用該顯示驅動器的該時序控制器。
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