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TWI420499B - 液晶顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

液晶顯示裝置及其驅動方法 Download PDF

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TWI420499B
TWI420499B TW100112315A TW100112315A TWI420499B TW I420499 B TWI420499 B TW I420499B TW 100112315 A TW100112315 A TW 100112315A TW 100112315 A TW100112315 A TW 100112315A TW I420499 B TWI420499 B TW I420499B
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Chung Yi Huang
Yi Chiang Lai
Tsan Ming Heish
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Chunghwa Picture Tubes Ltd
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Description

液晶顯示裝置及其驅動方法
本發明係關於一種液晶顯示裝置，特別是有關一種能避免圖框率切換造成畫面閃爍之液晶顯示裝置及其驅動方法。
無縫式動態刷新切換(Seamless Dynamic Refresh Rate Switching,SDRRS)功能為Intel公司所提出用於筆記型電腦之液晶顯示裝置之省電技術，當筆記型電腦之液晶顯示裝置處於待機狀態時，其圖框率(frame rate)可以從60赫茲(Hertz,Hz)切換至40 Hz，以達省電之目的。然而液晶顯示裝置切換至不同圖框率時，會造成液晶電容的充電時間不同，因此會造成畫面閃爍的問題。
請參閱第1A圖，其係繪示習知液晶顯示裝置實施SDRRS功能時，60Hz之圖框率之控制訊號時序圖。液晶顯示裝置係由一時序控制器(Timing Controller,T-Con)來控制閘極驅動積體電路(gate driver integrated circuits)及源極驅動積體電路(source driver integrated circuits)，再由閘極驅動積體電路控制閘極線的導通，由源極驅動積體電路將資料寫入源極線。圖中N、N+1、N+2分別表示與第N條閘極線、第N+1條閘極線、第N+2條閘極線有關之控制訊號。準備訊號STH及寫入訊號LP係由時序控制器傳送至源極驅動積體電路，閘極控制訊號OE係由時序控制器傳送至閘極驅動積體電路。準備訊號STH為高準位時表示時序控制器準備傳送資料至源極驅動積體電路。寫入訊號LP為高準位時表示時序控制器將資料傳送至源極驅動積體電路，寫入訊號LP為低準位時表示源極驅動積體電路將資料寫入源極線。閘極控制訊號OE為高準位時不導通閘極線，防止相鄰兩條閘極線重疊導適時造成再寫入的問題，閘極控制訊號OE為低準位時導通閘極線。
首先，當時序控制器傳送高準位之準備訊號STH至源極驅動積體電路時，表示通知源極驅動積體電路準備將與第N條閘極線電性耦接之源極線之資料傳送至源極驅動積體電路，接著當寫入訊號LP為高準位時，時序控制器將與第N條閘極線電性耦接之源極線之資料傳送至源極驅動積體電路，而時序控制器同時傳送高準位之閘極控制訊號OE至閘極驅動積體電路，防止再寫入的問題。資料傳送完畢後，時序控制器傳送低準位之閘極控制訊號OE至閘極驅動積體電路以導通第N條閘極線，同時傳送低準位之寫入訊號LP至源極驅動積體電路，源極驅動積體電路將資料寫入與第N條閘極線電性耦接之源極線並開始充電以保持資料，也就是說，第N條閘極線之充電時間為閘極控制訊號OE為低準位之期間，以T1表示。
當時序控制器再次傳送高準位之準備訊號STH至源極驅動積體電路時，表示通知源極驅動積體電路準備將與第N+1條閘極線電性耦接之源極線之資料傳送至源極驅動積體電路，接著當寫入訊號LP為高準位時，時序控制器將與第N+1條閘極線電性耦接之源極線之資料傳送至源極驅動積體電路，而時序控制器同時傳送高準位之閘極控制訊號OE至閘極驅動積體電路，防止再寫入的問題。資料傳送完畢後，時序控制器傳送低準位之閘極控制訊號OE至閘極驅動積體電路以導通第N+1條閘極線，同時傳送低準位之寫入訊號LP至源極驅動積體電路，源極驅動積體電路將資料寫入與第N+1條閘極線電性耦接之源極線並開始充電以保持資料，也就是說，第N+1條閘極線之充電時間為閘極控制訊號OE變成低準位之期間，同樣為T1。至於後續之控制時序依此類推，此不再贅述。
請參閱第1B圖，其係繪示習知液晶顯示裝置實施SDRRS功能時，40Hz之圖框率之控制訊號時序圖。準備訊號STH、寫入訊號LP及閘極控制訊號OE之控制時序與第1A圖相同。第1B圖與第1A圖之差異在於第1B圖之圖框率降低為40Hz，因此閘極控制訊號OE之週期增加，由於閘極控制訊號OE為高準位的期間不變，代表閘極控制訊號OE為低準位的期間增加，即代表40Hz之圖框率之充電時間增加，該40Hz之圖框率之充電時間以T2表示。由於40Hz圖框率之充電時間T2與60Hz圖框率之充電時間T1不同而產生不同輝度(brightness)，造成圖框率切換時畫面閃爍的問題。
現有解決方法是以60Hz圖框率之充電時間T1為基礎，藉由增加第1B圖中閘極控制訊號OE為高準位的期間來減少閘極控制訊號OE為低準位的期間，使得40Hz圖框率之充電時間T2縮短至T1，因此無論圖框率為60Hz或40 Hz時，皆保持相同之充電時間(即T1)，避免圖框率切換時畫面閃爍的問題。該解決方法必須瞬間將閘極控制訊號OE為高準位的期間調整完成，然而實際上難以瞬間完成調整，因此仍有可能產生畫面閃爍的問題。
本發明之一目的在於提供一種能避免圖框率瞬間切換造成畫面閃爍之液晶顯示裝置及其驅動方法。
為達到上述目的，根據本發明之一特點係提供一種液晶顯示裝置，其包括一液晶面板、一時序控制器、一調變單元、一偵測單元以及一驅動單元。該時序控制器接收一第一圖框率並提供對應該第一圖框率之一第一頻率之一時脈訊號。當該第一圖框率被要求切換至一第二圖框率時，該調變單元將該時脈訊號從該第一頻率逐漸地調變至對應該第二圖框率之一第二頻率，以使該第一圖框率逐漸地改變至該第二圖框率。該偵測單元選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號。該驅動單元根據該偵測單元選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號來控制該液晶面板顯示影像。
根據本發明之另一特點係提供一種液晶顯示裝置之驅動方法，該液晶顯示裝置包括一液晶面板、一時序控制器、一調變單元、一偵測單元以及一驅動單元，該驅動方法包括：該時序控制器接收一第一圖框率並提供對應該第一圖框率之一第一頻率；當該第一圖框率被要求切換至一第二圖框率時，該調變單元將該時脈訊號從該第一頻率逐漸地調變至對應該第二圖框率之一第二頻率，以使該第一圖框率逐漸地改變至一第二圖框率；該偵測單元選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號；以及該驅動單元根據該偵測單元選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號來控制該液晶面板顯示影像。
本發明之液晶顯示裝置及其驅動方法在第一圖框率被要求切換至第二圖框率時以逐漸的方式調變時脈訊號，使得人眼無法察覺輝度的變化，即可以避免人眼察覺畫面閃爍的問題。
以下結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。
請參閱第2圖，係繪示根據本發明之液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括一液晶面板200、一時序控制器202、一調變單元204、一偵測單元206以及一驅動單元208。該液晶面板200包括複數條閘極線GL及複數條源極線SL彼此垂直交錯排列。該驅動單元208包括一閘極驅動單元210以及一源極驅動單元212。該閘極驅動單元210用以導通該等閘極線GL。該源極驅動單元212用以將資料寫入該等源極線SL。於本實施例中，該偵測單元206及該調變單元204係獨立該時序控制器202而設置。於另一實施例中，該偵測單元206及該調變單元204之至少一者可設置於該時序控制器202內。
由於液晶顯示裝置對於高效能資料傳輸及低電壓的需求，因此一系統輸入訊號SI需為符合上述需求之低電壓差動訊號(Low Voltage Differential Signal,LVDS)形式，透過一低電壓差動訊號連接器214傳送至該時序控制器202。該系統輸入訊號SI包括圖框率之資訊。
該時序控制器202提供之時脈訊號頻率可由下式設定：
F=HTOTAL ×VTOTAL ×FR　(1)
其中F為時脈訊號頻率，HTOTAL 為水平總畫素，VTOTAL 為垂直總畫素，FR為圖框率。由第(1)式可知，當執行SDRRS功能時，圖框率FR被要求從60Hz(第一圖框率)切換至40Hz(第二圖框率)，由於水平總畫素HTOTAL 及垂直總畫素VTOTAL 不變，本發明藉由逐漸地調變(調降)時脈訊號頻率F，使得圖框率FR能隨著時脈訊號頻率F被調降而從60Hz改變至40Hz，雖然該時序控制器202產生之控制訊號會隨著時脈訊號頻率F的改變而變化，但由於利用逐漸調變的方式而非使圖框率FR從60Hz瞬間變成至40Hz，因此可以使人眼無法察覺畫面的輝度變化。反之，當圖框率FR被要求從40Hz切換至60Hz時，亦可以利用逐漸調變(調升)時脈訊號頻率F，使得圖框率FR隨著時脈訊號頻率F被調升而從40Hz改變至60Hz。
以下將解釋本發明之液晶顯示裝置之運作過程。該時序控制器202接收該系統輸入訊號SI之一第一圖框率，並提供對應該第一圖框率之一第一頻率之時脈訊號。該時序控制器202並會根據該時脈訊號產生控制訊號以控制該液晶面板200顯示影像。控制訊號例如為第1A圖所示之訊號，此不多加贅述。
接著當該第一圖框率被要求切換至一第二圖框率時，該調變單元204將該時脈訊號從該第一頻率逐漸地調變至對應該第二圖框率之一第二頻率，以使該第一圖框率逐漸地改變至該第二圖框率。該偵測單元206選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號。該驅動單元208根據該偵測單元206選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號來控制該液晶面板200顯示影像。進一步而言，該閘極驅動單210元根據該偵測單元206選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號來導通該液晶面板之該等閘極線GL。該源極驅動單元212根據該偵測單元206選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號將資料寫入各源極線SL。
要說明的是，該調變單元204可採用習知之脈寬調變電路，此不多加贅述。
請參閱第3圖，係繪示根據本發明之液晶顯示裝置實施SDRRS功能時，該時脈訊號DCLK從該第一頻率調變至該第二頻率之示意圖(即從該第一圖框率改變至該第二圖框率)。當系統輸入訊號SI要求圖框率切換時，該時序控制器202必須於T1期間內辨識出該要求，並且於T2期間內將第一圖框率改變至第二圖框率。要說明的是，T1期間及T2期間係根據Intel公司所制定之SDRRS規範來計算。
請參閱第4圖，係繪示圖框率-時間之關係圖。從第(1)式可知，將該時脈訊號DCLK從第一頻率調變至第二頻率時，即代表將對應第一頻率之第一圖框率改變至對應第二頻率之第二圖框率，本發明調變時脈訊號DCLK的方式包括：線性地從該第一頻率調變至該第二頻率(即線性地從該第一圖框率改變至該第二圖框率)，如直線A，或是根據曲線B或C從該第一頻率調變至該第二頻率(即根據曲線B或C從該第一圖框率改變至該第二圖框率)。
請參閱第5圖，係繪示第2圖之該偵測單元206之一實施例及其偵測及選擇原理。該偵測單元206包括一比較器2060以及一多工器2062。該比較器2060比較該第一圖框率A以及該第二圖框率B以決定該第一圖框率A是否被要求切換至該第二圖框率B。該多工器根據該第一圖框率A是否被要求切換至該第二圖框率B選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號。該第一圖框率A係根據該系統輸入訊號SI而決定，而該第二圖框率B係作為比較基準。於本實施例中，該第二圖框率B為40Hz。該時序控制器202接收該系統輸入訊號SI所要求之60Hz的資訊後，該時序控制器202產生該第一圖框率(60Hz)A以及該第二圖框率(40Hz)B至該比較器2060，則該比較器2020之一比較結果C為0，該多工器2062選擇符合60Hz圖框率之時脈訊號及控制訊號至該驅動單元208。若該系統輸入訊號SI要求從60Hz切換至40Hz，該時序控制器202產生至該比較器2060之該第一圖框率A從60Hz變成40Hz，而作為比較基準之該第二圖框率B仍為40Hz，則該比較器2060之一比較結果C為1，該調變單元204逐漸地將該時脈訊號從60Hz調變至40Hz，並由該多工器2062選擇符合40Hz圖框率之時脈訊號及控制訊號至該驅動單元208。
請參閱第6圖，係繪示控制訊號隨著該時脈訊號DCLK從該第一頻率調變至該第二頻率變化之示意圖。圖中之控制訊號係以第1A圖之寫入訊號LP為例，本發明可進一步設定於第N個圖框將該第一頻率調變至該第二頻率，即圖框率從該第一圖框率改變至該第二圖框率。當該時脈訊號DCLK之頻率逐漸地調降時，該寫入訊號LP之頻率亦隨之降低。
請參閱第7圖，係繪示根據本發明之液晶顯示裝置之驅動方法流程圖。該液晶顯示裝置包括一液晶面板、一時序控制器、一調變單元、一偵測單元以及一驅動單元，該驅動方法包括下列步驟。
步驟S700中，該時序控制器接收一第一圖框率並提供對應該第一圖框率之一第一頻率之一時脈訊號。
步驟S710中，當該第一圖框率被要求切換至一第二圖框率時，該調變單元將該時脈訊號從該第一頻率逐漸地調變至對應該第二圖框率之一第二頻率，以使該第一圖框率逐漸地改變至該第二圖框率。於一實施例中，該時脈訊號係線性地從該第一頻率調變至該第二頻率。於另一實施例中，該時脈訊號係根據一曲線關係從該第一頻率調變至該第二頻率。
步驟S720中，該偵測單元選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號。
步驟S730中，該驅動單元根據該偵測單元選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號來控制該液晶面板顯示影像。
於步驟S720中包括：決定該第一圖框率是否被要求切換至該第二圖框率；以及根據該第一圖框率是否被要求切換至該第二圖框率選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號。
綜上所述，雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200．．．液晶面板
202．．．時序控制器
204．．．調變單元
206．．．偵測單元
208．．．驅動單元
210．．．閘極驅動單元
212．．．源極驅動單元
214．．．低電壓差動訊號連接器
2060．．．比較器
2062．．．多工器
A．．．第一圖框率
B．．．第二圖框率
C．．．比較結果
DCLK．．．時脈訊號
GL．．．閘極線
LP．．．寫入訊號
OE．．．閘極控制訊號
S700-S730．．．步驟
SI．．．系統輸入訊號
SL．．．源極線
STH．．．準備訊號
第1A圖係繪示習知液晶顯示裝置實施SDRRS功能時，60Hz之圖框率之控制訊號時序圖；
第1B圖係繪示習知液晶顯示裝置實施SDRRS功能時，40Hz之圖框率之控制訊號時序圖；
第2圖係繪示根據本發明之液晶顯示裝置；
第3圖係繪示根據本發明之液晶顯示裝置實施SDRRS功能時，該時脈訊號DCLK從該第一頻率調變至該第二頻率之示意圖；
第4圖係繪示圖框率-時間之關係圖；
第5圖係繪示第2圖之該偵測單元之一實施例及其偵測及選擇原理；
第6圖係繪示控制訊號隨著該時脈訊號從該第一頻率調變至該第二頻率變化之示意圖；以及
第7圖係繪示根據本發明之液晶顯示裝置之驅動方法流程圖。
200．．．液晶面板
202．．．時序控制器
204．．．調變單元
206．．．偵測單元
208．．．驅動單元
210．．．閘極驅動單元
212．．．源極驅動單元
214．．．低電壓差動訊號連接器
GL．．．閘極線
SI．．．系統輸入訊號
SL．．．源極線

Claims (10)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：一液晶面板；一時序控制器，接收一第一圖框率並提供對應該第一圖框率之一第一頻率之一時脈訊號；一調變單元，當該第一圖框率被要求切換至一第二圖框率時，該調變單元將該時脈訊號從該第一頻率逐漸地調變至對應該第二圖框率之一第二頻率，以使該第一圖框率逐漸地改變至該第二圖框率；一偵測單元，選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號；以及一驅動單元，根據該偵測單元選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號來控制該液晶面板顯示影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該調變單元係設置於該時序控制器內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該偵測單元係設置於該時序控制器內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該偵測單元包括：一比較器，決定該第一圖框率是否被要求切換至該第二圖框率；以及一多工器，根據該第一圖框率是否被要求切換至該第二圖框率選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該時脈訊號係線性地從該第一頻率調變至該第二頻率。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該時脈訊號係根據一曲線關係從該第一頻率調變至該第二頻率。
  7. 一種液晶顯示裝置之驅動方法，該液晶顯示裝置包括一液晶面板、一時序控制器、一調變單元、一偵測單元以及一驅動單元，該驅動方法包括：該時序控制器接收一第一圖框率並提供對應該第一圖框率之一第一頻率之一時脈訊號；當該第一圖框率被要求切換至一第二圖框率時，該調變單元將該時脈訊號從該第一頻率逐漸地調變至對應該第二圖框率之一第二頻率，以使該第一圖框率逐漸地改變至該第二圖框率；該偵測單元選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號；以及該驅動單元根據該偵測單元選擇之該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號來控制該液晶面板顯示影像。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中於該偵測單元選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號的步驟中包括：決定該第一圖框率是否被要求切換至該第二圖框率；以及根據該第一圖框率是否被要求切換至該第二圖框率選擇該第一頻率之該時脈訊號或該第二頻率之該時脈訊號。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中該時脈訊號係線性地從該第一頻率調變至該第二頻率。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置之驅動方法，其中該時脈訊號係根據一曲線關係從該第一頻率調變至該第二頻率。
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