TWI421828B - 平面顯示器與平面顯示器的顯示資料控制方法 - Google Patents

Description

平面顯示器與平面顯示器的顯示資料控制方法

本發明是有關於一種顯示資料的極性調整方法，且特別是有關於一種平面顯示器及平面顯示器的顯示資料調整方法。

隨著科技的發展，平面顯示器(例如，液晶顯示器)因其具有高畫質、體積小、重量輕及應用範圍廣等優點，而被廣泛地應用於行動電話、筆記型電腦、桌上型顯示裝置以及電視等各種消費性電子產品中，並已經逐漸地取代傳統的陰極射線管顯示裝置而成為顯示裝置的主流。

平面顯示器中的顯示單元一般稱為畫素(pixel)，而為了使平面顯示器能有較好的顯示品質，許多平面顯示器採用點反轉(Dot Inversion)或二線反轉(2line Inversion)的方式來處理提供給各畫素的顯示資料。所謂的點反轉是指任一個畫素充電的極性與其四周其他的畫素互為相反，而二線反轉則是以兩條顯示線資料為一次極性反轉的單位。然而，使用點反轉或二線反轉的資料處理方式固然可以增進顯示品質，但是卻會增加顯示時所需的能量。因此研究人員開發了另一種適應性欄反轉(Adaptive Column Inversion)的顯示資料處理方式。

在適應性欄反轉技術中同時採用了點反轉(或二線反轉)與欄反轉(Column Inversion)兩種顯示資料處理方式。其中，當顯示資料為中間灰階(例如在64灰階中的灰階值4~59的灰階)的時候，此技術以點反轉或二線反轉的方式來提供顯示資料，藉此保有固定的顯示品質；相對地，當顯示資料為邊緣灰階(例如在64灰階中的灰階值0~3與60~63的灰階)的時候，此技術即以欄反轉的方式來提供資料，藉此降低能量的消耗。

然而，適應性欄反轉技術雖然有以上的優點，但是在搭配幀數控制(Frame Rate Control，FRC)技術模擬更高色彩解析度的時候，使用適應性欄反轉技術提供顯示資料以進行畫面顯示的平面顯示器在畫面上會出現垂直紋與滾動橫斜紋等紋路而破壞整體畫面的均勻度。

本發明的目的就是在提供一種平面顯示器與平面顯示器的顯示資料控制方法，其可減輕適應性欄反轉技術搭配幀數控制技術的時候所產生的紋路。

本發明提出一種平面顯示器的顯示資料控制方法，其適用於決定顯示資料被輸出時的極性。此顯示資料控制方法為先接收包括顯示於於第一畫素上的第一畫素資料的第一顯示線資料，之後再根據第一畫素資料與預設範圍間的關係，決定在第二顯示線資料中被顯示於第二畫素上的第二畫素資料被輸出時的極性與第一畫素資料是否相同。而在決定第一畫素資料與第二畫素資料被輸出時的極性相同的時候，在一個預定時間長度內固定使接續接收的每一條後續顯示線資料中特定的一個後續畫素資料被輸出時的極性與第一畫素資料被輸出時的極性相同。其中，用於顯示後續畫素資料的後續畫素、第二畫素與第一畫素從相同路徑接收畫素資料。

在本發明的一個實施例中，此顯示資料控制方法更在決定第一畫素資料與第二畫素資料被輸出時的極性相同的時候，在一個預定時間長度內固定使接續接收的每一條後續顯示線資料中特定的一個後續畫素資料被輸出時的極性與第一畫素資料被輸出時的極性相同；並在決定第一畫素資料與第二畫素資料被輸出時的極性不同的時候，在接收後續顯示線資料時以第二畫素資料取代第一畫素資料並進行前述與預設範圍間的判定過程，藉此決定後續畫素資料被輸出時的極性是否與第二畫素資料相同。

在本發明的另一個實施例中，若經判斷發現第一畫素資料的灰階值落在前述的預設範圍內，則決定使第二畫素資料被輸出時的極性與第一畫素資料被輸出時的極性不同；相對地，若經判斷發現第一畫素資料的灰階值落在前述的預設範圍外，則決定使第二畫素資料被輸出時的極性與第一畫素資料被輸出時的極性相同。

在本發明的另一個實施例中，當畫素資料的灰階值落在0~63之間的時候，前述的預設範圍被設定在4~59之間。

本發明也提出一種平面顯示器，其適用於決定顯示資料被輸出時的極性。此平面顯示器包括顯示區、多條畫素控制線、多條資料供應線以及一個控制單元。其中，顯示區具有多個畫素，這些畫素用以接收顯示資料並據而顯示對應的影像；每一條畫素控制線電性耦接至部份畫素以控制所電性耦接的部份畫素是否接收顯示資料；每一條資料供應線電性耦接至部份畫素以提供顯示資料至所電性耦接的部份畫素；控制單元接收多條的顯示線資料，這些顯示線資料被依序提供至前述的資料供應線，並因此使一條畫素控制線控制所電性耦接的部份畫素能接收一條顯示線資料。此外，控制單元在接收第一顯示線資料之後立刻接著接收第二顯示線資料，之後再接收其他的後續顯示線資料。其中，第一顯示線資料中具有一個第一畫素資料，第二顯示線資料中具有一個第二畫素資料，每一條後續顯示線資料中分別具有一個後續畫素資料，且第一畫素資料、第二畫素資料與後續畫素資料被提供至同一條資料供應線上。控制單元則根據第一畫素資料與某一個預設範圍間的關係來決定第二畫素資料被輸出時的極性，且若控制單元決定第一畫素資料與第二畫素資料被輸出時的極性相同，則在一個預定時間長度內固定使接續接收的每一條後續顯示線資料中的後續畫素資料被輸出時的極性與第一畫素資料被輸出時的極性相同。

在本發明的一個實施例中，控制單元中具有一個暫存器，且控制單元根據第一畫素資料的灰階值與預設範圍間的關係以決定如何設定此暫存器。或者，在一個實施例中，若第一畫素資料的灰階值落在前述的預設範圍內，則控制單元設定暫存器為第一預設值；相反地，若第一畫素資料的灰階落在此預設範圍之外，則控制單元設定暫存器為第二預設值。另外，在本發明的一個實施例中，當暫存器為第二預設值時，控制單元停止判斷第一畫素資料的灰階值與預設範圍之間的關係，且從暫存器被設定為第二預設值開始的一段預定時間長度之後，控制單元會將暫存器重新設定為前述的第一預設值。

本發明因可控制資料提供的方式，因此可以在顯示資料的可能排列情況下調整資料供應的極性，減少因為資料極性變動而造成的影像不穩定的現象。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

為了解決在適應性欄反轉(Adaptive Column Inversion)技術搭配幀數控制(Frame Rate Control，FRC)技術模擬更高色彩解析度的時候，平面顯示器在畫面上會出現垂直紋與滾動橫斜紋等紋路而破壞整體畫面的均勻度的問題，技術人員進行了實驗與分析。根據實驗的結果，發現這些紋路都是因為亮暗線不規則交錯所造成。但是這些亮暗線不規則交錯的狀況並非出現在所有影像資料上，而是只有在特定灰階的影像資料上才會出現。以256灰階的影像資料搭配2位元的幀數控制技術來看，在灰階值為16~18之間或灰階值241~243之間的這些影像資料出現的時候，所顯示的影像就會有前述的紋路產生；相對的，其他灰階的影像資料在顯示時就不會產生這些紋路。由此推論，若能解決特定灰階的影像資料在顯示時的問題，那麼應該就可以得到穩定的影像顯示品質。

同樣以2位元的幀數控制技術模擬256灰階的影像資料為例，每一幀的影像資料的灰階值範圍為0~63，而四個幀所累積的亮度則用來提供為一個影像的實際亮度。而為了達到這一個累積亮度成為實際亮度的效果，先前的技術採用的控制方法如圖1所示。請參閱圖1，其為目前採用的資料極性控制方法的施行步驟流程圖。在圖1中，首先於步驟S100接收一條顯示線資料(display line data)，並針對這一條顯示線資料中的每一個畫素資料(pixel data)的灰階值進行判斷，以確認畫素資料的灰階值是否落在某一個特定範圍內(步驟S102)。若此畫素資料的灰階值落在此特定範圍內，則設定下一個提供到同一條資料供應線上的畫素資料的極性與目前的畫素資料的極性相同(步驟S106)；相對的，若此畫素資料的灰階值不落在此特定範圍內，則設定下一個提供到同一條資料供應線上的畫素資料的極性與目前的畫素資料的極性不同(步驟S104)。在判斷完一個畫素資料之後，需確認是否已經將整條顯示線資料都判斷完畢(步驟S108)；若已經全部判斷完畢則接收下一條顯示線資料(回到步驟S100)，否則即回到步驟S102以判斷下一個畫素資料與特定範圍間的關係。

然而，此種方法在極性不斷轉換的時候會使平面顯示器產生亮暗線的顯示結果，並因此在顯示畫面上出現垂直紋與滾動橫斜紋等破壞整體畫面的均勻度的紋路而使顯示品質變差。因此，本發明提出下列的技術來加以改良。

請參照圖2，其為根據本發明一實施例的平面顯示器的電路方塊圖。在本實施例中，平面顯示器20具有一個顯示區200、一個控制單元210、多條畫素控制線220~226以及多條資料供應線230~238。其中，顯示區200內具有多個畫素240~278，這些畫素240~278分別藉由畫素控制線220~226的控制而從資料供應線230~238其中之一接收畫素資料以據此顯示對應的影像。每一條畫素控制線220~226分別電性耦接到其中一部份的畫素以控制所電性耦接的部份畫素是否接收顯示資料；類似的，每一條資料供應線230~238也分別電性耦接到其中一部份的畫素以提供畫素資料到所電性耦接的部份畫素。如圖所示，畫素控制線220電性耦接到畫素240、242、244、246與248，畫素控制線222電性耦接到畫素250、252、254、256與258，畫素控制線226則電性耦接到畫素270、272、274、276與278；資料供應線230電性耦接到畫素240、250與270，資料供應線232電性耦接到畫素242、252與272，資料供應線234電性耦接到畫素244、254與274，資料供應線236電性耦接到畫素246、256與276，資料供應線238電性耦接到畫素248、258與278。

在本實施例中，所有的顯示線資料會先被傳送到控制單元210。控制單元210在接收到這些顯示線資料之後，會將這些顯示線資料依序提供至資料供應線230~238，並使電性耦接到同一條畫素控制線220~226的畫素接收到同一條顯示線資料所包含的畫素資料。設若按照控制單元210接收的順序來命名顯示線資料，則控制單元210將依序接收第一顯示線資料、第二顯示線資料、第三顯示線資料等等顯示線資料。其中，第一顯示線資料被提供至資料供應線230~238上，以使與畫素控制線220相電性耦接的畫素240~248能分別接收第一顯示線資料中的一個畫素資料；接下來，第二顯示線資料同樣被提供至資料供應線230~238上，但此時則因致能不同的畫素控制線(例如畫素控制線222或226)而使不同的畫素(相對的如畫素250~258或270~278)能分別接收第二顯示線資料中的一個畫素資料。

由於亮暗線的現象是同一條資料供應線所提供的畫素資料極性不斷轉換所造成的結果，所以以下將針對一條特定的資料供應線進行討論。此技術領域者當知此等討論也可以應用在與其他資料供應線電性耦接的畫素上。

假設前述的第一顯示線資料包含一個用來顯示在畫素242上的畫素資料(後稱第一畫素資料)，而前述的第二顯示線資料包含一個用來顯示在畫素252上的畫素資料(後稱第二畫素資料)，那麼控制單元210將根據第一畫素資料與某一個預設範圍之間的關係來決定第二畫素資料被輸出時的極性。且若控制單元210決定第一畫素資料與第二畫素資料被輸出時的極性相同，則在一個預定時間長度內，控制單元210將固定使接續接收的每一條後續顯示線資料(例如前述的第三顯示線資料)中被顯示在與同一條資料供應線232相電性耦接的後續畫素(例如畫素272)上的後續畫素資料在被輸出時與第一畫素資料具有相同極性。

為了能更清楚的說明本發明所提供的技術內容，請一併參考圖3所示的內容。圖3為根據本發明一實施例的顯示資料控制方法的施行步驟流程圖。如圖2與3所示，控制單元210先接收第一顯示線資料(步驟S300)，而後對每個畫素進行極性的判斷。首先，控制單元210先判斷目前要處理的畫素資料是否已經被設定為與某一個畫素資料是相同極性(步驟S310)。假若在先前並沒有這樣的設定結果，那麼控制單元210就會針對目前處理的畫素資料，判斷此畫素資料的灰階值是否落在某一個特定的範圍內(步驟S302)。承上之例，若以2位元的幀數控制技術模擬256灰階的影像資料，那麼每一幀的影像資料的灰階值範圍會是0~63，而此處所為的特定的範圍則介於4~59之間。換句話說，控制單元210在本實施例中會判斷目前的畫素資料的灰階值是否落在4~59之間，並根據此判斷的結果來決定其他畫素輸出時的極性。

假設在步驟S302中判斷得知此畫素資料並不落在4~59之間，那麼控制單元210就會把下一個提供到同一條資料供應線上的畫素資料與目前的畫素資料設定為不同極性(步驟S304)。舉例來說，一旦經過判斷發現前述的第一畫素資料的灰階值為0~3或60~63(不落在4~59之間)，那麼控制單元210就會把下一個提供到資料供應線232的第二畫素資料的極性設定成與第一畫素資料的極性不同。或者，同樣的，一旦經過判斷發現前述的第二畫素資料的灰階值為0~3或60~63，那麼控制單元210就會把下一個提供到資料供應線232的畫素資料(也就是第三顯示線資料中提供至資料供應線232的畫素資料)的輸出極性設定成與第二畫素資料的輸出極性不同。

相反地，假若在步驟S302判斷發現這一個畫素資料的灰階值落在特定的範圍之間(例如，介於4~59之間)，那麼控制單元210就會把下一個提供到同一條資料供應線上的畫素資料與目前的畫素資料設定為相同極性(步驟S306)。舉例來說，一旦經過判斷發現前述的第一畫素資料的灰階值在4~59之間，那麼控制單元210就會把下一個提供到資料供應線232的第二畫素資料的極性設定成與第一畫素資料的極性相同。或者，同樣的，一旦經過判斷發現前述的第二畫素資料的灰階值在4~59之間，那麼控制單元210就會把下一個提供到資料供應線232的畫素資料(也就是第三顯示線資料中提供至資料供應線232的畫素資料)的輸出極性設定成與第二畫素資料的輸出極性相同。

在經過步驟S304或S306的設定之後，控制單元210會判斷是否已經判斷完目前準備(或正在)輸出的顯示線資料中的所有畫素資料(步驟S308)。假若還沒判斷完所有的畫素資料，那麼流程將回到步驟S310並開始對下一個畫素資料進行判斷與相對應的設定；相對的，如果這一條顯示線資料中的畫素資料都已經被判斷並設定完畢，則控制單元210將接收下一條顯示線資料(步驟S300)並進行需要的判斷。應注意的是，在本實施例中雖然是在所有畫素資料都判斷完畢之後才接收下一條顯示線資料，但實際上判斷與設定的操作可以與下一條顯示線資料的接收操作同時進行，或者甚至可以先開始接收下一條顯示線資料之後再進行目前這一條顯示線資料的判斷與相對應的設定。

回到步驟S310，假若先前在步驟S310中發現這個畫素資料被設定為與先前的某一個畫素資料相同極性，那麼控制單元210會進一步判斷從這一次固定相同極性開始到目前為止的時間區間是否已經超過預定的時間長度(步驟S312)。假如已經超過預定的時間長度，那麼控制單元210就會重新啟動針對目前畫素資料的灰階值與預設範圍之間的判斷(步驟S302)；相反的，假如還在預定的時間長度之內，那麼控制單元210就會直接將下一個提供到同一條資料供應線上的畫素資料的輸出極性設定為與目前的畫素資料的輸出極性相同。很明顯的，如果此次的固定相同極性是從第一畫素資料開始的話，那麼此處所設定的輸出極性也會跟第一畫素資料的輸出極性相同。

應注意的是，此處所謂的預定的時間長度可以有很多種計量類型。舉例來說，可以把一個固定的時間長度直接做為預定的時間長度，或者可以把接收並設定固定數量(如三條)的顯示線資料的時間做為預定的時間長度，又或者也可以把顯示固定數量(如三條)的顯示線資料的時間做為預定的時間長度。

根據上述步驟，一旦有一個畫素資料(例如第二畫素資料)的輸出極性被設定為與另一個畫素資料(例如第一畫素資料)的輸出極性相同，那麼後續在預定的時間長度之內所處理的被提供到同一條資料供應線上的畫素資料的輸出極性也就會被設定成跟第一畫素資料的輸出極性相同；或者，從另一個角度來說，後續在預定的時間長度之內所處理的被提供到同一條資料供應線上的畫素資料會維持與第一畫素資料有相同的輸出極性。

再者，除了以軟體方式來控制畫素極性是否轉變之外，也可以利用硬體的方式來控制畫素極性的轉變與否。如圖2所示，控制單元210中進一步包含了一個暫存器212，這一個暫存器212至少可以被設定成兩個不同的值。當控制單元210在進行步驟S304的設定時，暫存器212會被設定為第一種數值(後稱第一預設值)；相對的，當控制單元210在進行步驟S306的設定時，暫存器212會被設定為第二種數值(後稱第二預設值)。

必須注意的是，由於本發明是對前後提供至同一個資料供應線230~238上的兩個畫素資料進行極性轉換與否的設定，因此暫存器212較佳地應該具有能夠標示出提供至特定資料供應線上的像素資料的極性轉換與否的能力。舉例來說，暫存器212可以有很多位元，而每一位元則對應到其中一條資料供應線，且以數值0與1代表不同的極性轉換設定；或者，暫存器212可以有很多位元，而這些位元所代表的值則是由所有資料供應線的極性轉換設定狀態組合而成；又或者，暫存器212可以僅有一個位元，而再處理每一條資料供應線的極性轉換設定的時候，相關的數值會被儲存到額外的記憶體中，或者被從額外的記憶體中讀取到暫存器212以供使用。

根據上述的硬體架構，控制單元210就能很輕易的根據暫存器212的內容而判斷出目前處理的畫素資料是否需要轉換極性，而且控制單元210也可以輕易的藉由改變暫存器212的內容而變更所設定的極性轉換狀態。舉例而言，控制單元210可以在第一畫素資料的灰階值落在預設範圍內的時候把暫存器212設定為第一預設值，並在第一畫素資料的灰階落在預設範圍外的時候把暫存器212設定為第二預設值。而在暫存器212為第二預設值時，控制單元210就停止判斷相對應的畫素資料的灰階值與預設範圍間的關係，並從暫存器212被設定為第二預設值開始之後的預定時間長度之內不更動暫存器212的值，直到超過預定時間長度之後才將暫存器212重新設定為第一預設值或其他非第二預設值的數值以便控制單元210再度開始進行相關的判斷與設定操作。

綜上所述，本發明可控制資料提供的方式，因此可以在顯示資料的可能排列情況下調整資料供應的極性，減少因為資料極性變動而造成的影像不穩定的現象。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。

20．．．顯示器

200．．．顯示區

210．．．控制單元

212．．．暫存器

220~226．．．畫素控制線

230~238．．．資料供應線

240~278．．．畫素

S100~S180．．．目前技術的施行步驟

S300~S312．．．本發明一實施例的施行步驟

圖1為目前採用的資料極性控制方法的施行步驟流程圖。

圖2為根據本發明一實施例的平面顯示器的電路方塊圖。

圖3為根據本發明一實施例的顯示資料控制方法的施行步驟流程圖。

S300~S312．．．本發明一實施例的施行步驟

Claims (9)

1. 一種平面顯示器的顯示資料控制方法，適用於決定顯示資料被輸出時的極性，包括下列步驟：a.接收一第一顯示線資料，該第一顯示線資料包括顯示於一第一畫素的一第一畫素資料；b.根據該第一畫素資料與一預設範圍間的關係，決定在一第二顯示線資料中被顯示於一第二畫素上的一第二畫素資料被輸出時的極性與該第一畫素資料被輸出時的極性是否相同；以及c.若決定該第一畫素資料與該第二畫素資料被輸出時的極性相同，則在一預定時間長度內，固定使接續接收的每一後續顯示線資料中被顯示於一後續畫素上的一後續畫素資料被輸出時的極性與該第一畫素資料被輸出時的極性相同，其中，該後續畫素、該第二畫素與該第一畫素從相同路徑接收畫素資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之平面顯示器的顯示資料控制方法，更包括下列步驟：d.若決定該第一畫素資料與該第二畫素資料被輸出時的極性不同，則在接收該後續顯示線資料時，以該第二畫素資料取代該第一畫素資料並進行步驟b，藉此決定該後續畫素資料被輸出時的極性是否與該第二畫素資料相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之平面顯示器的顯示資料控制方法，其中步驟b包括：若該第一畫素資料的灰階值落在該預設範圍內，則決定使該第二畫素資料被輸出時的極性與該第一畫素資料被輸出時的極性相同；以及若該第一畫素資料的灰階值落在該預設範圍外，則決定使 該第二畫素資料被輸出時的極性與該第一畫素資料被輸出時的極性不同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之平面顯示器的顯示資料控制方法，其中該預設範圍為4~59之間，且該些顯示線資料的灰階值介於0到63之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之平面顯示器的顯示資料控制方法，其中步驟c更包括：對在該預定時間長度之後所接收的顯示線資料進行步驟b，藉此決定顯示資料被輸出時的極性。
6. 一種平面顯示器，適用於決定顯示資料被輸出時的極性，包括：一顯示區，包括多個畫素，該些畫素接收顯示資料並據而顯示對應的影像；多條畫素控制線，分別電性耦接至部份該些畫素以控制所電性耦接的部份該些畫素是否接收顯示資料；多條資料供應線，分別電性耦接至部份該些畫素以提供顯示資料至所電性耦接的部份該些畫素；以及一控制單元，接收多條顯示線資料，該些顯示線資料被依序提供至該些資料供應線，使該些畫素控制線之一控制所電性耦接的部份該些畫素接收該些顯示線資料之一，且該控制單元根據目前接收的一第一顯示線資料中的一第一畫素資料與一預設範圍間的關係，決定接續在該第一顯示線資料後所接收的一第二顯示線資料中的一第二畫素資料被輸出時的極性，且若該控制單元決定該第一畫素資料與該第二畫素資料被輸出時的極性相同，則在一預定時間長度內固定使接續接收的每一後續顯示線資料中的一後續畫素資料被輸出時的極性與該第一畫素資料被輸出時的極性相同，其中，該第一畫素資料、該第二畫素資料與該後續畫素資料被提供至同一條資料供應線。
7. 如申請專利範圍第6項所述之平面顯示器，其中該控制單元包括一暫存器，該控制單元根據該第一畫素資料的灰階值與該預設範圍間的關係以決定如何設定該暫存器。
8. 如申請專利範圍第7項所述之平面顯示器，其中若該第一畫素資料的灰階值落在該預設範圍內，則該控制單元設定該暫存器為一第一預設值；若該第一畫素資料的灰階落在該預設範圍外，則該控制單元設定該暫存器為一第二預設值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之平面顯示器，其中當該暫存器為該第二預設值時，該控制單元停止判斷該第一畫素資料的灰階值與該預設範圍間的關係，且從該暫存器被設定為該第二預設值開始的該預定時間長度之後重設該暫存器。