能够降低闪烁现象的显示装置及其驱动方法与流程

1.本发明涉及一种显示装置及其驱动方法，特别涉及一种能够降低因更新率变化所导致的闪烁现象的显示装置及其驱动方法。


背景技术：

2.由于显示装置需要能够针对诸如电影、文件档案、电脑游戏等不同用途而频繁地改变更新率(refresh rate)，因此由更新率的变化导致的闪烁现象逐渐成为了恼人的问题，造成越来越多的显示装置制造商出于市场考量也正急切地寻求解决方案。液晶显示器(liquid crystal display，lcd)的更新率改变导致闪烁的一个原因在于：影像信号的垂直空白期间通常会因更新率的变化而改变。因此，子像素的薄膜晶体管(thin-film transistor，tft)在垂直空白期间可能会有的漏电流时间也因而改变。此漏电流时间的变化导致液晶电容器(capacitor of liquid crystal，clc)在垂直空白期间电压电平的损失不同，进而发生闪烁。
3.具体而言，请参考图1，其示出一子像素的薄膜晶体管，其漏极端d连接至液晶电容器；其源极端s连接至数据线dl；其栅极端g连接至扫描线sl。在某些设计中，也可以将一储存电容器(storage capacitor，sc)并联连接至液晶电容器，以更有效地保持电压电平。在影像信号的图框数据(frame data)时段的期间，只要扫描线sl的电压高到足以导通薄膜晶体管的开关，数据线dl所提供的能量就可以经由薄膜晶体管输入液晶电容器以及储存电容器(如果有的话)中。液晶电容器用于维持输入的能量所产生的电压电平，直到在下一图框数据时段中扫描线sl的电压电平再次为高电平为止。然而，在两相邻的图框数据时段之间的垂直空白期间，数据线dl的电压通常与液晶显示器显示黑屏的电压一样低。因此，由于薄膜晶体管不可能如理想晶体管一般运作，漏极端d与源极端s之间的电压差容易在垂直空白期间导致漏电流。此外，由于当更新率变化时垂直空白期间长度也会发生变化，因此由漏电流引起的电压电平的下降幅度相差非常大，导致亮度降低的程度不同，进而发生闪烁。


技术实现要素：

4.鉴于上述，本发明提供一种以满足上述需求的能够降低因更新率变化所导致的闪烁现象的显示装置及其驱动方法。
5.依据本发明一实施例的显示装置的驱动方法，用以应用于能够降低因更新率变化所导致的闪烁现象的显示装置，该驱动方法包含：判断该显示装置的处理器是否正在产生影像信号的垂直空白期间，其中该垂直空白期间邻接于该影像信号的最后图框数据时段，且该最后图框数据时段用于由显示面板呈现最后图框；以及当该处理器正在产生该垂直空白期间时，以平衡电压启动该显示面板的数据线，其中该平衡电压关联于该最后图框的行的数据，该显示面板的多个子像素连接到该数据线，该最后图框的该行的该数据在该最后图框数据时段中被依序地传输至该多个子像素以呈现该最后图框。
6.依据本发明一实施例的能够降低闪烁现象的显示装置，包含：显示面板，具有多条
数据线、多条扫描线，以及形成于该多条数据线及该多条扫描线的多个交接处的多个子像素；数据线驱动器，耦接于该多条数据线；扫描线驱动器，耦接于该多条扫描线；处理器，用于接收输入信号并依据该输入信号产生影像信号，其中该影像信号包含最后图框数据时段及邻接于该最后图框数据时段的垂直空白期间，且该最后图框数据时段用于供该显示面板呈现最后图框；以及控制器，耦接于该处理器、该数据线驱动器以及该扫描线驱动器，其中该控制器判断该处理器是否正在产生该垂直空白期间，并且当该处理器正在产生该垂直空白期间时控制该数据线驱动器以平衡电压启动该多条数据线的其中之一，其中该平衡电压关联于该最后图框的行的数据，且该最后图框的该行的该数据由在该最后图框数据时段中以该平衡电压启动的该数据线依序地传送。
7.以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。
附图说明
8.图1示出传统的液晶显示装置的子像素的简化图示。
9.图2为依据本发明一实施例所绘示的能够降低因更新率变化所导致的闪烁现象的显示装置的方块图。
10.图3为依据本发明一实施例所绘示的用于降低因更新率变化所导致的闪烁现象的驱动方法的流程图。
11.图4为依据本发明的实施例所绘示的显示装置的控制器的输出级电路的方块图。
12.图5为依据本发明的实施例所绘示的驱动方法的后段的细部流程图。
13.图6为依据本发明的实施例所绘示的在显示装置中传输的信号的电压图。
14.附图标记说明：
15.d
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漏极端
16.g
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栅极端
17.s
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源极端
18.dl、dl1-dln
ꢀꢀꢀꢀ
数据线
19.sl、sl1-slm
ꢀꢀꢀꢀ
扫描线
[0020]1ꢀꢀꢀꢀ
处理器
[0021]2ꢀꢀꢀꢀ
控制器
[0022]
21
ꢀꢀꢀ
图案侦测电路
[0023]
22
ꢀꢀꢀ
数据统计电路
[0024]
23
ꢀꢀꢀ
最后数据维持电路
[0025]
24
ꢀꢀꢀ
第一开关
[0026]
25
ꢀꢀꢀ
第二开关
[0027]3ꢀꢀꢀꢀ
数据线驱动器
[0028]4ꢀꢀ
扫描线驱动器
[0029]5ꢀꢀꢀꢀ
显示面板
[0030]
51
ꢀꢀꢀ
子像素
[0031]
in
ꢀꢀꢀ
输入信号
[0032]
de
ꢀꢀꢀ
数据致能信号
[0033]
pde
ꢀꢀ
处理数据致能信号
[0034]
pi
ꢀꢀꢀ
影像信号
[0035]
tx
ꢀꢀꢀ
传输信号
[0036]
ctg
ꢀꢀ
控制信号
具体实施方式
[0037]
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及图式，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例为进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
[0038]
请参考图2，图2为依据本发明一实施例所绘示的能够降低因更新率变化所导致的闪烁现象的显示装置的方块图。在此实施例的显示装置中，包含处理器1、控制器2、数据线驱动器3、扫描线驱动器4以及显示面板5。处理器1接收一输入信号in并经由控制器2控制数据线驱动器3及扫描线驱动器4，以使显示面板5可以呈现出输入信号in中所含的图框(frame)。
[0039]
具体而言，处理器1接收输入信号in以基于输入信号in产生一影像信号pi及一数据致能信号de，且数据致能信号de可以选择性地由一垂直同步信号取代，其中处理器1可以是常见用于显示装置中的一处理单元(processing unit)。影像信号pi具有彼此交错的多个图框数据时段(frame data period)以及多个垂直空白期间(vertical blank interval)；也就是说，该些图框数据时段及该些垂直空白期间在时间上交替排列。每一图框数据时段中包含一图框数据，以供显示面板5呈现对应于该图框数据的图框。每一垂直空白期间则为包含供显示装置呈现的内容，因此如测试信号、时间码(time code)、隐藏字幕(closed caption)、电视文字(teletext)等的信号便可以在此期间进行传送。在随后的讨论中，将被频繁地进一步提及的乃是前述多个图框数据时段的其中之一(在此称之为“最后图框数据时段”)，以及紧接在此最后图框数据时段之后的多个垂直空白期间的其中之一。此外，在以下说明中，在最后图框数据时段中由显示面板5所呈现的图框被称为“最后图框”。较佳地，紧接在最后图框数据时段的垂直空白期间是在执行本发明的驱动方法的当下由处理器1所输出的最新垂直空白期间。在本发明中，可以将在最后图框数据时段之后的垂直空白期间所应用的驱动方法的步骤应用于该些垂直空白期间的每一个，而最后图框数据时段可以是该些图框数据时段中的任何一个，只要此图框数据时段之后邻接了一个垂直空白期间邻接于此图框数据时段，最后图框数据时段可以是该些图框数据时段中的任何一个。
[0040]
图2所示的控制器2耦接于处理器1，并接收其所产生的影像信号pi及数据致能信号de，并且所述的控制器2可以为常用于显示装置的一时序控制器(timing controller)。依据影像信号pi及数据致能信号de，控制器2产生分别用于数据线驱动器3及扫描线驱动器4的一传输信号tx及一控制信号ctg。传输信号tx是用于控制数据线驱动器3，以致动显示面板5在该些图框数据时段中呈现对应于图框数据时段的图框，并且用于在该些垂直空白期间中发送多个后数据(post data)。具体而言，在影像信号pi的垂直空白期间中，虽然显示
面板5并无显示内容，控制器2仍然输出后数据以抑制闪烁现象，这部分将于稍后详述。控制信号ctg是用于控制扫描线驱动器4在每一图框数据时段中依序地将一图框的各列的数据输出至显示面板5，并在所述的垂直空白期间停止将图框的数据输出到显示面板5。此外，控制信号ctg可以由一水平同步信号取代。
[0041]
数据线驱动器3耦接到控制器2并接收传输信号tx。因此，依据传输信号tx，数据线驱动器3在最后图框数据时段中产生多个电压序列作为图框数据，以及在邻接于最后图框数据时段的垂直空白期间产生一组平衡电压作为后数据。每一电压序列对应于最后图框的相应列的数据，且每一平衡电压关联于最后图框的一行的数据。具体而言，数据线驱动器3可以包含一个以上的源极驱动集成电路(source driving integrated circuit)，而源极驱动集成电路的数量则取决于显示面板5的水平尺寸及每一源极驱动集成电路的输出引脚。
[0042]
扫描线驱动器4也耦接到控制器2，且扫描线驱动器4从控制器2接收控制信号ctg。依据控制信号ctg，扫描线驱动器4在最后图框数据时段中产生一组主动电压(active voltage)，且在邻接于最后图框数据时段的垂直空白期间中产生一截止电压(cutoff voltage)。相似地，扫描线驱动器4可以包含一个以上的栅极驱动集成电路(gate driving integrated circuit)，而栅极驱动集成电路的数量取决于显示面板5的垂直尺寸及每一栅极驱动集成电路的输出引脚。
[0043]
显示面板5包含多条数据线dl1-dln、多条扫描线sl1-slm，以及多个子像素51。该些数据线dl1-dln连接于数据线驱动器3并接收该些电压序列以及该组平衡电压。该些扫描线sl1-slm连接于扫描线驱动器4并接收该组主动电压及截止电压。该些子像素51形成于数据线dl1-dln与扫描线sl1-slm的交接处。具体而言，每一子像素51连接到数据线dl1-dln中对应的一条及扫描线sl1-slm中对应的一条，且该些子像素51的数量为m*n。在运作时，当被送到控制器2的影像信号pi正处于最后图框数据时段中，该些数据线dl1-dln依序接收该些电压序列，且该些扫描线sl1-slm接收该组主动电压，以将对应到最后图框的相应列的数据的每一电压序列输出到连接到扫描线sl1-slm之中相应的一条扫描线的子像素51中，而所述相应的一条扫描线接收主动电压，其他的扫描线则接收截止电压。此外，当被送到控制器2的影像信号pi正处于垂直空白期间，该些数据线dl1-dln接收该组平衡电压，而所有的扫描线sl1-slm接收截止电压。
[0044]
具体而言，请一并参考图2及参考图3，其中图3为依据本发明一实施例所绘示的用于降低因更新率变化所导致的闪烁现象的驱动方法的流程图。在步骤s1中，控制器2判断处理器1是否正在产生邻接于最后图框数据时段的垂直空白期间。在步骤s2中，控制器2在步骤s1的判断结果为“是”时，控制数据线驱动器3以相应的平衡电压启动每一数据线dl1-dln。在垂直空白期间，只要平衡电压是设置为高于显示面板5显示黑屏的低电压，并且较佳是接近子像素51的液晶电容器的电压电平，便可以显著地抑制在子像素51的薄膜晶体管中发生的漏电流。据此，借由将这些平衡电压施加到数据线dl1-dln，垂直空白期间的时间长度的变化将不再严重影响液晶电容器的电压电平，并因此有效地抑制由于更新率变化引起的闪烁。
[0045]
请参考图4，其为依据本发明的实施例所绘示的显示装置的控制器2的输出级(output stage)电路的方块图，尤其是关于输出传输信号tx的输出级电路。借由该输出级
电路，控制器2能够在垂直空白期间输出后数据至数据线驱动器3。在此实施例中，所述的控制器2的输出级电路包含图案侦测电路21、数据统计电路22、最后数据维持电路23、第一开关24以及第二开关25。然而，部分的电路21-23及开关24-25在一些其他的实施例中可以省略。
[0046]
图案侦测电路21判断最后图框是否符合任何一组预定显示图案，其中预定显示图案之一的每一行对应于相应的一预定电压。当最后图框符合预定显示图案的其中之一，图案侦测电路21即控制数据线驱动器3在邻接于最后图框数据周期的垂直空白期间中以此预定显示图案的预定电压启动数据线dl1-dln。也就是说，以此预定显示图案的预定电压作为该组平衡电压。据此，当最后图框符合预定显示模式的其中之一时，该组平衡电压适合用于抑制闪烁现象。
[0047]
数据统计电路22基于最后图框的数据计算该组平衡电压。在最后图框数据时段中，连接于数据线dl1-dln中的同一条数据线的子像素51共同呈现出最后图框中的一对应的行，这些子像素51中的每一个接收一电压，则这些子像素51所接收的这些电压即可对其液晶电容器进行充电。因此，在邻接于最后图框数据时段的垂直空白期间中，对应于在最后图框数据时段中的最后图框的一对应的行，数据统计电路22控制数据线驱动器3以该些电压中的最高电压及最低电压之间的一电压启动数据线dl1-dln之一，以降低液晶电容器及数据线dl1-dln中的电压差。亦即，最高电压及最低电压之间的电压在垂直空白期间中作为数据线dl1-dln之一的平衡电压。较佳地，在此垂直空白期间中作为平衡电压的电压可以是该些电压的中位数、众数或平均数。据此，基于最后图框的内容，可以适应地生成该组平衡电压。
[0048]
最后数据维持电路23以一电压启动显示面板的数据线，所述的电压为垂直空白期间中的每条数据线dl1-dln的最后图框的各条线的最后一个数据的电压。此最后数据维持电路23特别适用于当显示面板5在整个屏幕上仅显示单色的情况。
[0049]
第一开关24具有一输入端口用以接收要在最后图框数据时段中送到数据线驱动器3的数据，并且具有三个输出端口分别耦接于图案侦测电路21、数据统计电路22及最后数据维持电路23。借由第一开关24的预设选择，输入端口电性连接于其中一个输出端口，使得要在最后图框数据时段中发送到数据线驱动器3的图框数据可以被传输到图案侦测电路21、数据统计电路22及最后数据维持电路23的其中之一。
[0050]
第二开关25具有一输入端口耦接于图案侦测电路21，及两个输出端口分别耦接于数据统计电路22及最后数据维持电路23。基于第二开关25的预设选择，其输入端口电性连接于其输出端口的其中一个。借此，当图案侦测电路21判断最后图框不符合任一预定显示图案时，将在最后图框数据时段中发送到数据线驱动器3的图框数据可以被传输到数据统计电路22及最后数据维持电路23的其中之一。
[0051]
除参考图4之外，请进一步参考图5，其为依据本发明的实施例所绘示的驱动方法的步骤s2的细部流程图。当控制器2控制数据线驱动器3以相应的平衡电压启动每条数据线dl1-dln时，可应用图案侦测电路21、数据统计电路22及最后数据维持电路23的其中一个控制数据线驱动器3以产生平衡电压。具体而言，当第一开关24的输入端口电性连接于与图案侦测电路21耦接的输出端口，则执行步骤s21a“判断最后图框是否符合预定显示图案”，而此预定显示图案可以是该组预定显示图案中的任何一个。当步骤s21a的判断结果为“是”，
执行步骤s21b“当最后图框符合预定显示图案时，以预定电压作为平衡电压启动显示面板5的数据线”。
[0052]
当第一开关24的输入端口电性连接于与数据统计电路22耦接的输出端口，则控制器2在垂直空白期间中对每条数据线dl1-dln执行步骤s22“以一电压启动显示面板5的数据线，其中该电压对应于最后图框的行的数据的该些电压中的最高电压及最低电压之间的电压”。例如，所述的最高电压及最低电压之间的电压作为平衡电压可以是该些电压的中位数、众数或平均数。
[0053]
相似地，当第一开关24的输入端口电性连接于与最后数据维持电路23耦接的输出端口，则控制器2在垂直空白期间中对每条数据线dl1-dln执行步骤s23“以最后图框的行的最后一个数据的电压启动显示面板5的数据线”，以使最后图框的行的最后一个数据的电压作为平衡电压。
[0054]
当步骤s21a的判断结果为“否”，执行步骤s24“判断数据统计电路22及最后数据维持电路23中的哪一个连接于图案侦测电路21”，亦即，最后图框不符合任一预定显示图案。具体而言，步骤s24的判断结果取决于第二开关25的预设选择。若第二开关25的输入端口电性连接于与数据统计电路22耦接的输出端口，则在步骤s24之后执行步骤s22；若第二开关25的输入端口电性连接于与最后数据维持电路23耦接的输出端口，则在步骤s24之后执行步骤s23。
[0055]
虽然图4已绘示控制器2包含电路21-23及开关24-25，控制器2可以仅有数据统计电路22或最后数据维持电路23。基于相同原因，步骤s2的次步骤可以仅包含步骤s22或步骤s23。
[0056]
请进一步参考图6。其为依据本发明的实施例所绘示的在显示装置中传输的信号的电压图。请一并参考图6及图2。由处理器1产生的数据致能信号de包含多个方波以让控制器2在最后图框数据时段中据以产生图框数据，且在垂直空白期间不会有任何内容。然而，在控制器2接收到影像信号pi及数据致能信号de后，控制器2将数据致能信号de改变为处理数据致能信号pde，使不仅在最后图框数据时段中有方波，在垂直空白期间也有方波。借由处理数据致能信号pde，控制器2可以连续地输出传输信号tx，包含在图框数据时段中的图框数据，以及在垂直空白期间的后数据。
[0057]
综上所述，借由实施本发明所公开的驱动方法，在垂直空白期间的液晶电容器及数据线dl1-dln之间的电压差被降低。因此，对于显示面板5的每一液晶电容器，在更新率改变之前的垂直空白期间中的漏电流，以及在更新率改变之后的另一垂直空白期间中的漏电流之间的差可以非常地小。据此，由于在所述更新率改变之前及之后在垂直空白期间中的液晶电容器的能量损耗为彼此相近的，故更新率变化而造成的闪烁问题被有效地降低。