TWI717853B - 垂直排列液晶顯示器與控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種垂直排列液晶面板的控制方法，此方法包括：取得接續在第一畫面之後的第二畫面；設定每一個子像素為高狀態與低狀態的其中之一，其中第一子像素在第一畫面為高狀態且在第二畫面為低狀態，或者第一子像素在第一畫面為低狀態且在第二畫面為高狀態；以及對第二畫面的每一個灰階值來說，若灰階值所對應的子像素為高狀態則增加灰階值，若對應的子像素為低狀態則降低灰階值。

Description

垂直排列液晶顯示器與控制方法

本發明是有關於一種廣視角的垂直排列液晶顯示器。

具有低輻射、體積小、低功耗等特點的液晶顯示器(liquid crystal displays，LCDs)已逐漸取代傳統的陰極射線管(cathode ray tube，CRT)裝置而成為主流的顯示器。然而，當以某個角度側看或斜視液晶顯示器時，常會發生顯示效果上的偏差，稱為色偏(color shift)現象。對於垂直排列(vertical alignmnet，VA)液晶顯示器來說，一種解決色偏的作法是將相鄰兩個子像素的灰階值分為高狀態與低狀態，其中高狀態的灰階值會被增加，而低狀態的灰階值會被降低，視覺上來說這兩個相鄰子像素的亮度會被平均，使得畫面整體的亮度並沒有改變。上述做法的好處是增加可視視角，但缺點是在畫面中會形成一些特殊的圖案，這些圖案會影響視覺體驗。

本發明的實施例提出一種垂直排列液晶顯示器， 包括垂直排列液晶面板與控制器。垂直排列液晶面板包括多個子像素。控制器用以取得第二畫面，其中第二畫面接續在第一畫面之後，第二畫面包括多個灰階值，這些灰階值分別對應至上述的子像素。控制器也用以設定每一個子像素為高狀態與低狀態的其中之一，其中第一子像素在第一畫面為高狀態且在第二畫面為低狀態，或者第一子像素在第一畫面為低狀態且在第二畫面為高狀態。對於第二畫面的每一個灰階值，若灰階值所對應的子像素為高狀態則控制器增加灰階值，若灰階值所對應的子像素為低狀態則控制器降低灰階值。

在一些實施例中，對於第二畫面的每一個灰階值：若灰階值所對應的子像素在第一畫面為低狀態且在第二畫面為高狀態，控制器根據第一查找表增加灰階值；以及若灰階值所對應的子像素在第一畫面為高狀態且在第二畫面為低狀態，控制器根據第二查找表降低灰階值。

在一些實施例中，第一查找表對應至一高狀態曲線，第二查找表對應至一低狀態曲線，高狀態曲線與低狀態曲線合成為一伽瑪曲線。

在一些實施例中，從第一畫面到第二畫面的期間，控制器控制垂直排列液晶面板的液晶極性不變。

在一些實施例中，控制器用以對每N個畫面根據一預設規則來設定第一子像素為高狀態或低狀態，其中N為大於等於2的正整數。

以另外一個角度來說，本發明的實施例提出一種垂直排列液晶面板的控制方法，此垂直排列液晶面板包括多個 子像素。此控制方法包括：取得第二畫面，其中第二畫面接續在第一畫面之後，第二畫面包括多個灰階值，這些灰階值分別對應至上述的子像素；設定每一個子像素為高狀態與低狀態的其中之一，其中第一子像素在第一畫面為高狀態且在第二畫面為低狀態，或者第一子像素在第一畫面為低狀態且在第二畫面為高狀態；以及對第二畫面的每一個灰階值，若灰階值所對應的子像素為高狀態則增加灰階值，若對應的子像素為低狀態則降低灰階值。

在一些實施例中，上述的控制方法更包括：對於第二畫面的每一個灰階值，若灰階值所對應的子像素在第一畫面為低狀態且在第二畫面為高狀態則根據第一查找表增加灰階值，若灰階值所對應的子像素在第一畫面為高狀態且在第二畫面為低狀態則根據第二查找表降低灰階值。

在一些實施例中，上述的第一查找表對應至一高狀態曲線，第二查找表對應至一低狀態曲線，高狀態曲線與低狀態曲線合成為一伽瑪曲線。

在一些實施例中，上述的控制方法更包括：從第一畫面到第二畫面的期間，控制垂直排列液晶面板的液晶極性不變。

在一些實施例中，上述的控制方法更包括：對每N個畫面根據一預設規則來設定第一子像素為高狀態或低狀態，其中N為大於等於2的正整數。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧垂直排列液晶顯示器

110‧‧‧控制器

120‧‧‧源極驅動器

130‧‧‧閘極驅動器

140‧‧‧垂直排列液晶面板

P‧‧‧子像素

201、202‧‧‧情境

210‧‧‧畫面

211、212‧‧‧亮紋

221、223、231、233‧‧‧狀態表

222、224、225、232、234、235‧‧‧畫面

226、227、236、237‧‧‧亮紋

241、242‧‧‧子像素

301、311、312、321、322‧‧‧曲線

401、402、411、412、421、422‧‧‧曲線

501~504‧‧‧狀態圖

511~514‧‧‧極性圖

601~603‧‧‧步驟

[圖1]是根據一實施例繪示垂直排列液晶顯示器的示意圖。

[圖2]是根據一實施例繪示在時間軸上改變子像素的高狀態與低狀態的示意圖。

[圖3]是根據一實施例繪示伽瑪曲線的示意圖。

[圖4]是根據一實施例繪示狀態切換時驅動液晶的示意圖。

[圖5]是根據一實施例繪示高低狀態與極性反轉的示意圖。

[圖6]是根據一實施例繪示垂直排列液晶顯示面板的控制方法。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

圖1是根據一實施例繪示垂直排列液晶顯示器的示意圖。請參照圖1，垂直排列液晶顯示器100包括了控制器110、源極驅動器120、閘極驅動器130與垂直排列液晶面板140。控制器110亦稱為時序控制器。垂直排列液晶面板140包括多個子像素P，每個子像素P包括薄膜電晶體、像素電極與 共同電極，薄膜電晶體的閘極透過閘極線連接至閘極驅動器130，薄膜電晶體的源極透過資料線連接至源極驅動器120。控制器110會取得多個畫面，每個畫面中有多個灰階值，這些灰階值分別對應至子像素P，灰階值與子像素P都具有特定的顏色，例如屬於紅色、綠色與藍色的其中之一，紅色的灰階值是對應至紅色的子像素，以此類推。控制器110會調整此畫面中的灰階值，並根據調整後的灰階值來驅動源極驅動器120將對應的電壓訊號傳送至垂直排列液晶顯示器100。

圖2是根據一實施例繪示在時間軸上改變子像素的高狀態與低狀態的示意圖。請參照圖2，在此實施例中，為了增加可視視角，每個子像素會被設定為高狀態與低狀態的其中之一。若一個子像素為高狀態，對應至此子像素的灰階值會被增加；若子像素為低狀態，對應的灰階值則會被降低。具體來說，圖2中上半部的情境201繪示的是習知技術的做法，畫面210中的數字代表灰階值，在此假設第N張畫面(亦稱第一畫面)與第N+1張畫面(亦稱第二畫面)都是要顯示畫面210。狀態表221、223則分別表示在顯示第N張畫面與第N+1張畫面時對應的子像素的狀態，其中“H”代表高狀態，“L”代表低狀態。畫面222、224則分別包括了根據狀態表221、223調整後的灰階值。從畫面222、224可以看出，對應到高狀態的灰階值會從128被增加為166，而對應至低狀態的灰階值會從128被降低至92。當畫面222、224依序顯示在垂直排列液晶面板140以後，由於畫面222、224之間的時間間隔很短，因此畫面222、224中的灰階值在視覺上會被積分，最後使用者會看到畫面 225。值得注意的是，在原本的畫面210中具有垂直的亮紋211、212，但由於高狀態與低狀態的設定，畫面225中的亮紋226、227會形成鋸齒狀。

圖2下半部的情境202繪示的是此實施例的做法，狀態表231、233分別表示在顯示第N張畫面與第N+1張畫面時對應的子像素的狀態。值得注意的是，如果一個子像素在狀態表231中為低狀態，則在狀態表233中為高狀態；如果一個子像素在狀態表231中為高狀態，則在狀態表233中為低狀態。也就是說，每個子像素在第N張畫面中的狀態與在第N+1張畫面的狀態不相同。畫面232、234則分別包括了根據狀態表231、233調整後的灰階值。從畫面232、234可以看出，對應到高狀態的灰階值會從128被增加為174，而對應至低狀態的灰階值會從128被降低至86。當畫面232、234依序顯示在垂直排列液晶面板140以後，畫面232、234中的灰階值在視覺上同樣會被積分，最後使用者會看到畫面235。在此實施例中，畫面235中的亮紋236、237為直線，並沒有鋸齒狀。以子像素241、242為例來說明，子像素241在第N張畫面的灰階值為174，在第N+1張畫面的灰階值為86，在積分以後使用者會看到接近128的灰階值；子像素242在第N張畫面的灰階值為86，在第N+1張畫面的灰階值為174，在積分以後使用者也會看到接近128的灰階值。也就是說，在情境202中不會產生情境201的缺陷。

值得注意的是，在情境201中高狀態對應的灰階值是166，而情境202中高狀態對應的灰階值是174(大於灰階 值166)，這是因為在情境202中高狀態與低狀態在時間軸上會不斷的切換，而液晶需要一定的反應時間，當從低狀態切換至高狀態時需要更大的電壓來改變液晶的轉向，這類似於過驅動(over drive)的原理。詳細來說，圖3是根據一實施例繪示伽瑪曲線的示意圖。請參照圖3，其中橫軸與縱軸都代表灰階值(或亮度)，曲線301代表伽瑪曲線，例如為x^2.2的曲線，其中x為灰階值，但本發明並不在此限。曲線311對應至情境201中的高狀態，曲線312對應至情境201的低狀態，曲線311與曲線312可合成為伽瑪曲線301，在此“合成”表示根據曲線311與曲線312來分別調整高狀態與低狀態的子像素後，兩個子像素依序顯示的視覺效果會等同於曲線301。此外，曲線321(亦稱高狀態曲線)對應至情境202中的高狀態，曲線322(亦稱為低狀態曲線)對應至情境202中的低狀態，同樣地曲線321與曲線322可合成為伽瑪曲線301。在圖3中可以看出，曲線321相對於曲線311被往上移，而曲線322相對於曲線312被往下移。在一些實施例中，曲線321是實作為第一查找表，曲線322是實作為第二查找表。換言之，若某個灰階值所對應的子像素在第N張畫面為低狀態且在第N+1張畫面為高狀態，則根據第一查找表增加此灰階值。若灰階值所對應的子像素在第N張畫面為高狀態且在第N+1張畫面為低狀態，則根據第二查找表降低此灰階值。上述的第一查找表與第二查找表是應用於某一個顏色，由於顯示面板共有紅色、綠色與藍色三種顏色，因此總共會有2×3=6個查找表。

圖4是根據一實施例繪示狀態切換時驅動液晶的 示意圖。請參照圖3與圖4，圖的橫軸代表時間，曲線401、402代表的是高狀態與低狀態的切換，曲線401是從低狀態切換至高狀態開始(標記為“L to H”)，而曲線402是從高狀態切換至低狀態開始(標記為“H to L”)。此外，曲線411、412、421、422代表子像素的亮度，由於液晶具有反應時間，因此在高狀態下並不能立即地達到預定亮度，同樣的在低狀態下也不能立即地達到預定亮度。曲線411是對應至曲線311，曲線412是對應至曲線312，採用曲線311、312並沒有辦法在一個畫面的顯示時間內讓子像素達到預定的亮度。曲線421是對應至曲線321，曲線422對應至曲線322，若採用曲線421、422則因為施加更高(或更低)的電壓至子像素，因此可以在一個畫面的顯示時間內讓子像素達到預定的亮度。

在此說明如何決定曲線321、322。請參照圖3，在一些實施例中是先決定伽瑪曲線301，然後人為地設定曲線321、322的其中之一，然後才能決定曲線321、322中的另一條曲線，條件是曲線321、322必須合成為伽瑪曲線301。然而，本發明並不限制曲線321、322的形狀，也就是說不限制對應查找表中的數值。在一些實施例中，曲線321、322對應的查找表是合併至過驅動程序所採用的查找表，如此一來可以減少控制器110中查找表的數目。

圖5是根據一實施例繪示高低狀態與極性反轉的示意圖。狀態圖501~504分別表示在第N張畫面至第N+3張畫面各子像素的狀態，極性圖511~514分別表示在第N張畫面至第N+3張畫面各子像素的液晶極性，其中“+”代表正極性，也 就是對應的子像素的像素電極的電壓會大於共同電極的電壓，“-”代表負極性，也就是對應的子像素的像素電極的電壓會小於共同電極的電壓。在此實施例中，相鄰子像素對應的液晶極性不相同。特別的是，從第N張畫面至第N+1張畫面，各子像素的液晶極性並不會改變，這是因為各子像素已經在高狀態與低狀態之間切換，這些切換會使得像素電極上的電壓改變很大，透過電容耦合的效應會影響共同電極上的電壓，如果此時再改變液晶極性，則會使得電容耦合的效應太大。因此，當子像素並沒有在高狀態與低狀態之間切換時便可以改變液晶極性。例如，從第N+1張畫面至第N+2張畫面時，從極性圖512、513可以看出液晶極性改變了。同樣地，從第N+2張畫面至第N+3張畫面時由於各子像素已經在高狀態與低狀態之間切換，因此並不改變液晶極性。換言之，在此實施例中，高狀態與低狀態之間切換以及液晶正極性與液晶負極性的切換只會擇一執行。

在其他實施例中，高狀態與低狀態之間的切換以及液晶正極性與液晶負極性的切換也可以同時執行，在這樣的實施例中需要更多的查找表來調整灰階值。具體來說，在這樣的設定中共有四種狀況：第一、子像素從低狀態切換至高狀態且液晶極性從負極性切換至正極性；第二、子像素從低狀態切換至高狀態且液晶極性從正極性切換至負極性；第三、子像素從高狀態切換至低狀態且液晶極性從負極性切換至正極性；第四、子像素從高狀態切換至低狀態且液晶極性從正極性切換至負極性。上述四種狀態都需要紅色、藍色、綠色的查找表，因 此總共會有4×3=12個查找表。

在一些實施例中，控制器110可以對每N個畫面根據一預設規則來設定子像素為高狀態或低狀態，其中N為大於等於2的正整數。舉例來說，當N為2時，子像素會不斷切換在高狀態與低狀態之間。當N為3時，子像素可以依序為高狀態、低狀態、高狀態，然後不斷循環。當N為4時，子像素可以依序為高狀態、高狀態、低狀態、低狀態，或者依序為低狀態、低狀態、低狀態、高狀態。然而，本發明並不限制上述的預設規則為何，也不限制正整數N的數值，只要有一個子像素在時間軸上的狀態切換了，不論是從低狀態切換至高狀態或是從高狀態切換至低狀態，都在本發明的範圍之內。

圖6是根據一實施例繪示垂直排列液晶顯示面板的控制方法。請參照圖6，在步驟601，取得第二畫面，其中第二畫面接續在第一畫面之後，第二畫面包括多個灰階值，這些灰階值分別對應至上述的子像素。在步驟602，設定每一個子像素為高狀態與低狀態的其中之一，其中第一子像素在第一畫面為高狀態且在第二畫面為低狀態，或者第一子像素在第一畫面為低狀態且在第二畫面為高狀態。在步驟603，對第二畫面的每一個灰階值，若灰階值所對應的子像素為高狀態則控制器增加灰階值，若灰階值所對應的子像素為低狀態則控制器降低灰階值。然而，圖6中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖6中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明並不在此限。此外，圖6的方法可以搭配以上實施例使用，也可以單獨使用。換言之，圖6的各步驟之間也 可以加入其他的步驟。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

201、202‧‧‧情境

210‧‧‧畫面

211、212‧‧‧亮紋

221、223、231、233‧‧‧狀態表

222、224、225、232、234、235‧‧‧畫面

226、227、236、237‧‧‧亮紋

241、242‧‧‧子像素

Claims (8)

1. 一種垂直排列液晶顯示器，包括：一垂直排列液晶面板，包括多個子像素；以及一控制器，用以取得一第二畫面，其中該第二畫面接續在一第一畫面之後，該第二畫面包括多個灰階值，該些灰階值分別對應至該些子像素，其中該控制器用以設定每一該些子像素為一高狀態與一低狀態的其中之一，其中該些子像素其中的一第一子像素在該第一畫面為該高狀態且在該第二畫面為該低狀態，或者該第一子像素在該第一畫面為該低狀態且在該第二畫面為該高狀態，其中對於該第二畫面的每一該些灰階值，若該灰階值所對應的該子像素為該高狀態則該控制器增加該灰階值，若該灰階值所對應的該子像素為該低狀態則該控制器降低該灰階值，其中從該第一畫面到該第二畫面的期間，該控制器控制該垂直排列液晶面板的液晶極性不變。
2. 如申請專利範圍第1項所述之垂直排列液晶顯示器，其中對於該第二畫面的每一該些灰階值：若該灰階值所對應的該子像素在該第一畫面為該低狀態且在該第二畫面為該高狀態，該控制器根據一第一查找表增加該灰階值；以及若該灰階值所對應的該子像素在該第一畫面為該高狀態且在該第二畫面為該低狀態，該控制器根據一第二查找表 降低該灰階值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之垂直排列液晶顯示器，其中該第一查找表對應至一高狀態曲線，該第二查找表對應至一低狀態曲線，該高狀態曲線與該低狀態曲線合成為一伽瑪曲線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之垂直排列液晶顯示器，其中該控制器用以對每N個畫面根據一預設規則來設定該第一子像素為高狀態或該低狀態，其中N為大於等於2的正整數。
5. 一種垂直排列液晶面板的控制方法，其中該垂直排列液晶面板包括多個子像素，該控制方法包括：取得一第二畫面，其中該第二畫面接續在一第一畫面之後，該第二畫面包括多個灰階值，該些灰階值分別對應至該些子像素；設定每一該些子像素為一高狀態與一低狀態的其中之一，其中該些子像素其中的一第一子像素在該第一畫面為該高狀態且在該第二畫面為該低狀態，或者該第一子像素在該第一畫面為該低狀態且在該第二畫面為該高狀態；對該第二畫面的每一該些灰階值，若該灰階值所對應的該子像素為該高狀態則增加該灰階值，若該灰階值所對應的該子像素為該低狀態則降低該灰階值；以及從該第一畫面到該第二畫面的期間，控制該垂直排列液 晶面板的液晶極性不變。
6. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，更包括：對於該第二畫面的每一該些灰階值：若該灰階值所對應的該子像素在該第一畫面為該低狀態且在該第二畫面為該高狀態，根據一第一查找表增加該灰階值；以及若該灰階值所對應的該子像素在該第一畫面為該高狀態且在該第二畫面為該低狀態，根據一第二查找表降低該灰階值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之控制方法，其中該第一查找表對應至一高狀態曲線，該第二查找表對應至一低狀態曲線，該高狀態曲線與該低狀態曲線合成為一伽瑪曲線。
8. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，更包括：對每N個畫面根據一預設規則來設定該第一子像素為高狀態或該低狀態，其中N為大於等於2的正整數。

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