液晶響應時間測量方法和裝置及液晶顯示器驅動方法和裝置的製作方法

2023-06-26 08:38:06

專利名稱：液晶響應時間測量方法和裝置及液晶顯示器驅動方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示器，更具體來說，涉及一種用於測量液晶響應時間的方法和裝置，當液晶的溫度發生變化時，該方法和裝置將自動獲得該液晶的最佳響應時間。此外，本發明還涉及一種用於驅動液晶顯示器的方法和裝置，該方法和裝置根據所述用於測量液晶的響應時間的方法和裝置所獲得的最佳響應時間，可以將在液晶顯示器的溫度發生變化時產生的圖像質量劣化降到最低。
背景技術：
通常，液晶顯示器根據視頻信號來控制液晶單元的透光率以顯示圖像。已經證明有源矩陣型液晶顯示器適於顯示運動圖像，在有源矩陣型液晶顯示器中，在每個液晶單元中形成有開關元件。所述有源矩陣型液晶顯示器中使用的開關元件通常是薄膜電晶體(TFT)。
如下面的公式1和2所示，這種液晶顯示器的缺點是其響應時間慢，這是由於它具有諸如液晶特有的粘性和彈性的特性。
rd2|Va2-VF2|]]>τr表示對液晶施加電壓時的上升時間，Va表示外加電壓，VF表示液晶分子開始傾斜運動下的Freederick躍遷電壓，d表示液晶單元的單元間隙(cell gap)，γ表示液晶分子的旋轉粘性。
fd2K]]>τf表示下降時間，在該下降時間內，在切斷對液晶施加的電壓後由於彈性恢復使液晶恢復到其初始位置，K表示液晶的唯一彈性模量。
可以根據液晶材料的物理特性和單元間隙，來改變扭曲向列(TN)模式液晶的響應時間，但是其上升時間通常為20-80ms，而其下降時間為20-30ms，TN模式是液晶顯示器中廣泛採用的液晶模式。
圖1是示出在根據現有技術的液晶顯示器中亮度根據數據改變的示意圖。在圖1中，在正對液晶單元間隙進行充電的電壓達到希望的電壓之前，扭曲向列TN型液晶的響應時間延伸到下一幀，這是因為該響應時間比一個幀時段(NTSC16.67ms)長，由此出現了在運動圖像中畫面變得模糊的運動模糊現象。此外，顯示亮度BL未達到希望的亮度，因此，不能表示希望的顏色和亮度，其中顯示亮度對應於由於響應時間慢而導致的數據VD從一級到另一級的變化。因此，液晶顯示器存在出現在運動圖像中的運動模糊現象，而且由於對比度的惡化，其圖像質量也下降了。
為了解決這種液晶顯示器的響應時間慢的問題，第5,495,265號美國專利和第WO 99/05567號PCT國際公開描述了一種解決方案(下面稱為「高速驅動法」)，其利用查詢表，根據數據變化與否來調製數據。
圖2是示出利用根據現有技術的高速驅動法驅動的液晶顯示器中的亮度變化的示意圖，而圖3是示出利用根據現有技術的高速驅動法的八位數據的例子的示意圖。在圖2中，根據現有技術的高速驅動法對輸入數據VD進行調製，並應用該調製數據MVD以獲得希望的亮度MBL。根據數據發生變化與否，高速驅動法獲得公式1中的|Va2-VF2|的值，以獲得與一個幀時段內的輸入數據的亮度值相對應的希望亮度。因此，採用高速驅動法的液晶顯示器通過調製數據值來對液晶的慢響應時間進行補償，以減輕運動圖像中的運動模糊現象，從而以希望的顏色和亮度顯示圖像。
換句話說，如果在將先前幀Fn-1與當前幀Fn的最高有效位MSB數據進行比較時，它們的最高有效位MSB數據之間發生變化，則高速驅動法選擇與查詢表內的輸入數據相對應的調製數據Mdata，並且對它們進行調製，如圖3所示。為了在實現硬體時減輕存儲器容量的負擔，這種高速驅動法僅調製最高几位。
圖4是根據現有技術的高速驅動裝置的框圖。在圖4中，根據現有技術的高速驅動裝置包括幀存儲器43，連接到高位總線42；以及查詢表44，通常連接到幀存儲器43和高位總線42的輸出端子。幀存儲器43存儲一個幀時段的最高有效位MSB數據，並將存儲的數據提供給查詢表44。在此，將最高有效位MSB數據設置為八位源數據RGB DataIn的高四位。
查詢表44將從高位總線42輸入的當前幀Fn的最高有效位MSB數據與從幀存儲器43輸入的先前幀Fn-1的最高有效位MSB數據進行比較，如表1所示，並且根據比較結果，選擇調製數據Mdata。將調製數據Mdata相加到從低位總線41輸出的最低有效位LSB數據，以提供給液晶顯示器。表1示出查詢表44的一個例子，其中將先前幀Fn-1的4個最高有效位24、25、26、27與當前幀Fn的4個最高有效位24、25、26、27進行比較，以選擇與比較結果對應的調製數據Mdata。
在將最高有效位MSB數據設為4位的情況下，利用如表1和2實現高速驅動法的查詢表44。




在表1和2中，最左一列表示先前幀Fn-1的數據電壓VDn-1，而最上一行表示當前幀Fn的數據電壓VDn。表1表示查詢表的信息，在該查詢表中，以十進位數表示4個最高有效位24、25、26、27。表2表示在對表1所示的數據施加八位數據中的4個最高有效位24、25、26、27的權重的情況下查詢表的信息。
然而，高速驅動法存在的問題是，其作用根據液晶顯示器的範疇溫度(category temperature)的不同而不同。利用該發明的申請人所製造的試銷的1280×768解析度的30」液晶顯示模塊產品獲得的實驗結果，已經證明了該問題。
表3表示在以類似於圖1所示的常規驅動方法在0℃下驅動上述試驗產品的情況下，每個灰度級0(G0)、63(G63)、127(G127)、191(G191)、255(G255)的上升時間和下降時間的響應時間(ms)。


表4表示在利用高速驅動法在0℃下驅動上述試驗產品的情況下，每個灰度級0(G0)、63(G63)、127(G127)、191(G191)、255(G255)的上升時間和下降時間的響應時間(ms)。


如表3和4所示，在利用高速驅動法在0℃環境下驅動上述試驗產品時與在如圖1所示利用常規驅動法在0℃環境下驅動上述試驗產品時之間，液晶單元的上升時間幾乎沒有差別。換句話說，即使利用高速驅動法來驅動液晶顯示器，在低溫環境下，仍難以使響應時間變快。
表5表示在利用高速驅動法在25℃下驅動上述試驗產品的情況下，每個灰度級0(G0)、63(G63)、127(G127)、191(G191)、255(G255)的上升時間和下降時間的響應時間(ms)。


如表4和表5所示，即使在通過利用高速驅動法驅動液晶顯示器使液晶的響應時間加快時，如果液晶顯示器使用環境的溫度較低(0℃)，則液晶的響應時間仍非常慢，以致劣化了其圖像質量。因此，傳統液晶顯示器的圖像質量會發生變化，因為即使採用圖1所示的常規驅動法或者採用高速驅動法進行驅動，如果液晶顯示器的範疇溫度發生變化，液晶的響應時間仍將發生變化。

發明內容
因此，本發明旨在提供一種用於測量液晶的響應時間的方法和裝置，以及用於使用該方法和裝置來驅動液晶顯示器的方法和裝置，這些方法和裝置基本克服了由於現有技術的局限性和缺陷而產生的一個或更多個問題。
因此，本發明的一個目的是提供一種用於測量液晶的響應時間的方法和裝置，當液晶的溫度發生變化時，該方法和裝置可以自動獲得液晶的最佳響應時間。
本發明的另一個目的是提供一種用於驅動液晶顯示器的方法和裝置，該方法和裝置可以根據由用於測量液晶的響應時間的方法和裝置所獲得的最佳響應時間，來將在液晶顯示器的範疇溫度發生變化時產生的圖像質量劣化降低到最小。
在以下的說明中將對本發明的其他特徵和優點加以闡釋，而且根據以下說明，本發明的其他特徵和優點將變得清楚，或者可以通過實施本發明而得知本發明的其他特徵和優點。利用書面說明書及其權利要求和附圖中具體指出的結構，將實現並獲得本發明的目的以及其他優點。
為了實現這些以及其他優點，而且根據本發明的目的，正如在此具體實現和廣泛描述的那樣，用於測量液晶的響應時間的方法包括產生液晶驅動信號，該液晶驅動信號具有根據液晶顯示板的響應特性而變化的可變電壓電平、以及目標電壓電平；將液晶驅動信號提供給液晶顯示板；檢測與液晶驅動信號對應的液晶顯示板的響應特性；調節可變電壓電平，直到響應特性達到希望的電平；當響應特性達到希望的電平時，設置基本上等於可變電壓電平的調製數據；以及通過改變液晶顯示板的溫度，並且通過重複進行產生步驟、提供步驟、檢測步驟、調節步驟以及設置步驟，來查找用於不同溫度的調製數據。
在另一方面中，用於測量液晶的響應時間的裝置包括溫度控制器，用於控制液晶顯示板的溫度；信號發生器，用於產生液晶驅動信號，該液晶驅動信號具有根據液晶顯示板的響應特性而變化的可變電壓電平、以及目標電壓電平，並將該液晶驅動信號提供給液晶顯示板；檢測器，用於檢測與液晶驅動信號對應的液晶顯示板的響應特性；以及電平控制器，用於調節可變電壓電平，直到響應特性達到希望的電平，並且當響應特性達到希望的電平時，設置基本上等於可變電壓電平的調製數據，通過利用溫度控制器改變液晶顯示板的溫度，來確定基於溫度的調製數據。
在又一方面中，用於驅動液晶顯示器的方法包括存儲與液晶顯示板的多個溫度設置對應的調製數據；檢測液晶顯示板的當前溫度；根據檢測到的液晶顯示板的當前溫度，選擇調製數據；以及利用選定的調製數據，調製要施加給液晶顯示板的源數據。
在再一方面中，液晶顯示器的驅動裝置包括溫度傳感器，用於檢測液晶顯示板的當前溫度；以及調製器，用於存儲與液晶顯示板的多個溫度設置對應的調製數據，根據檢測到的液晶顯示板的當前溫度，選擇調製數據，以及利用選定的調製數據，來調製要施加給液晶顯示板的源數據。
應該理解，前述綜合說明和下面的詳細說明都是示例性和解釋性的，用於提供對如權利要求所述的本發明的進一步的解釋。


所包括的附圖有助於進一步理解本發明，而且被併入本說明書並構成本說明書的一部分，它們示出了本發明的實施例，並且與說明書一起用於解釋本發明的原理。圖中圖1是示出在根據現有技術的液晶顯示器中亮度根據數據改變的示意圖；圖2是示出在利用根據現有技術的高速驅動法驅動的液晶顯示器中的亮度變化的示意圖；圖3是示出利用根據現有技術的高速驅動法的八位數據的例子的示意圖；圖4是根據現有技術的高速驅動裝置的框圖；圖5是根據本發明實施例的用於測量液晶的響應時間的裝置的示意圖；圖6是圖5所示系統的框圖；圖7A和7B是圖6所示圖形發生器產生的三電平脈衝的示意圖；圖8是示出根據所述實施例的用於測量響應速度的方法的流程圖；圖9A和9B是根據所述實施例的三電平脈衝和液晶響應特性的示意圖；圖10A和10B是根據所述實施例的容限值(margin value)與最佳響應特性之間的關係的示意圖；圖11是根據另一實施例的液晶顯示器的驅動裝置的框圖；圖12是圖11中的溫控(by-temperature)數據調製器的第一配置的框圖；以及圖13是圖11中的溫控數據調製器的第二配置的框圖。
具體實施例方式
現在將詳細說明優選實施例，附圖中示出了其示例。
圖5是根據本發明實施例的用於測量液晶的響應時間的裝置的原理圖。在圖5中，用於測量液晶的響應時間的裝置可以包括溫度控制室59，其中載有液晶顯示板樣品52；冷卻/加熱單元60，用於控制溫度；溫度傳感器57，用於檢測液晶顯示板樣品52周圍的溫度；溫度控制器58，連接到溫度傳感器57和冷卻/加熱單元60；系統51，用於將三電平脈衝提供給液晶顯示板樣品52；光電檢測器53，用於檢測顯示在液晶顯示板樣品52上的圖像的光強；以及信號放大器55和數據採集卡56，連接在光電檢測器53與系統51之間。
此外，可以將光電檢測器53、用於將顯示板樣品52支持在其上的臺(未示出)以及冷卻/加熱單元60安裝在溫度控制室59內。特別是，可以利用冷卻/加熱單元60來控制溫度控制室59內的溫度。例如，冷卻/加熱單元60可以根據電信號(如溫度控制器58通過第一信號線60a提供的電流和電壓)來產生或吸收熱量，從而控制溫度控制室59內的溫度。
溫度傳感器57可以包括一溫度傳感器，而且可以安裝在溫度控制室59內，用於檢測溫度控制室59內的溫度，並通過第二信號線57a將這樣檢測到的溫度提供給系統51。可以利用模數轉換器(下面簡稱「ADC」，未示出)將檢測的溫度轉換為數位訊號，然後，將它輸入到系統51。隨後，系統51可以根據檢測到的溫度來調節溫度控制器58，以控制冷卻/加熱單元60。
系統51可以產生三電平脈衝，3LP和-3LP，並將其提供給形成在液晶顯示板樣品52上的多條數據線(未示出)。此外，系統51可以包括監視器及其驅動電路，以將諸如三電平脈衝3LP和-3LP的特性以及從數據採集卡56接收到的數據的信息顯示在監視器上。系統51還可以包括圖形控制電路和程序，以便由操作員手動或者依照預編程的控制順序根據液晶的響應特性自動地調節三電平脈衝3LP和-3LP。此外，系統51還可以將從溫度控制器58接收到的溫度檢測信號顯示在監視器上，以使操作員可以實時監控溫度控制室59中的溫度，從而手動控制該裝置。
液晶顯示板樣品52可以包括液晶材料，注入在兩個玻璃基板之間；以及多條數據線和多條選通線，形成在所述兩個玻璃基板中的一個上。可以在數據線和選通線的每個交叉點處按如下方式形成薄膜電晶體(TFT)使得該TFT根據掃描脈衝將來自數據線的數據提供給液晶單元。此外，根據從系統51輸入的三電平信號，液晶顯示板樣品52可以顯示樣品圖像。
光電檢測器53可以位於溫度控制室59內，對著液晶顯示板樣品52的各像素，而且可以通過第三信號線54連接到信號放大器55，穿過溫度控制室59連接第三信號線54。光電檢測器53可以對從顯示在液晶顯示板樣品52上的樣品圖像入射的光進行光電變換。此外，光電檢測器53輸出的電流可以與顯示在液晶顯示板樣品52上的光的強度成正比。光電檢測器53可以包括光電二極體和光電倍增管(PMT)之一。
此外，信號放大器55可以對光電檢測器53輸出的光檢測信號進行放大，而且可以將經放大的光檢測信號提供給數據採集卡56。此外，數據採集卡56可以將信號放大器55輸出的經放大的光檢測信號轉換為數位訊號，該數位訊號可被提供給系統51並由系統51進行分析。
圖6是圖5所示系統的框圖。在圖6中，系統51可以包括圖形發生器62；減法器63，通過輸入線65和延遲器64連接到如圖5中所示的數據採集卡56；電平控制器61，連接在減法器63與圖形發生器62之間；存儲器67，連接到電平控制器61；以及控制器68，連接到電平控制器61和圖形發生器62。在控制器68和電平控制器61的控制下，信號發生器62可以產生正極性或負極性的三電平信號3LP和-3LP。此外，可以將三電平信號3LP和-3LP提供給圖5中所示的液晶顯示板樣品52的數據線。
此外，減法器63可以從延遲器64接收延遲信號Vf(t』)，延遲器64將數據採集卡56輸出的信號延遲一個幀時段，而且減法器63還可以從數據採集卡56接收未延遲的信號Vf(t』+1f)。減法器63可以對未延遲信號Vf(t』+1f)和延遲信號Vf(t』)進行減法運算，從而提供電壓差信號Vsbt。然後，可以將電壓差信號Vsbt提供給電平控制器61。
電平控制器61可以包括預定容限值Lth，使得在控制器68的控制下，電平控制器61可以將該容限值Lth與電壓差Vsbt進行比較。當確定電壓差Vsbt大於容限值Lth時，電平控制器61可以相應地調節可變電平VL，然後將調節後的可變電平VL提供給圖形發生器62。當確定電壓差Vsbt小於臨界值Lth時，電平控制器61可以不進行調節就將該可變電平VL存儲為存儲器67中的調製數據電壓，以形成查詢表(未示出)。
控制器68可以對溫度控制器58(圖5中所示)進行控制，以在溫度控制室59(圖5中所示)內保持第一溫度，同時在該第一溫度下確定對於每個灰度級的最佳調製數據。然後，控制器68可以在不同溫度下進行重複操作以確定對於每個灰度級的最佳調製數據。例如，控制器68可以控制正被提供給液晶顯示板樣品52的三電平脈衝3LP和-3LP的圖形，並且可以控制電平控制器61，以根據由光電檢測器53(圖5中所示)接收到的數據來確定調製數據電壓。此外，控制器68可以將信息(例如溫度傳感器57和溫度控制器58(圖5中所示)輸出的溫度檢測數據以及調製數據電壓)顯示在系統51的監視器上，以供操作員使用。
圖7A和7B是圖6中所示圖形發生器62產生的三電平脈衝的示意圖。在圖7A中，正極性三電平信號3LP可以包括地電平L1、比地電平L1高的正目標電平L2，以及在一個幀時段1f內保持恆定的正可變電平VL3。此外，可以將地電平L1的值和正目標電平L2的值固定，同時可以改變正可變電平VL3。此外，正可變電平VL3可以是比正目標電平VL2高但是比最高正電位ML低的電位。例如，正可變電平VL3可以與電平控制器61輸出的調節後的可變電平VL相同。
在圖7B中，負極性三電平信號-3LP可以包括地電平L1、比地電平L1低的負目標電平-L2，以及在一個幀時段1f內保持恆定的負可變電平-VL3。此外，可以將地電平L1的值和負目標電平-L2的值固定，同時可以改變負可變電平-VL3的值。此外，負可變電平-VL3可以是比負目標電平-L2低但是比最低負電位-LL高的電位。例如，負可變電平-VL3可以與電平控制器61輸出的調節後的可變電平VL的負值相同。
可以根據顯示器的驅動頻率，來確定期間可變電平VL3、-VL3保持恆定的一個幀時段1f的長度。例如，如果驅動頻率約為50Hz，則一個幀時段可以是約20.00ms，如果驅動頻率約為60Hz，則一個幀時段可以是約16.67ms，如果驅動頻率約為70Hz，則一個幀時段可以是約14.29ms，如果驅動頻率約為80Hz，則一個幀時段可以是約12.50ms。
圖8是示出根據一實施例的響應速度測量方法的流程圖。在圖8中，在步驟S81，可由圖形發生器62(圖6中所示)產生三電平脈衝。在步驟S82，可以根據三電平脈衝，將樣品圖像顯示在液晶顯示板樣品52(圖5中所示)上。在步驟S83，可以利用光電檢測器53(圖5中所示)檢測樣品圖像的亮度。然後，在步驟S84，可以將這樣檢測到的信號轉換為數位訊號。另選地，可以首先放大(未示出)該檢測到的信號，然後，將它轉換為數位訊號。此外，可由系統51(圖5中所示)對該數位訊號進行分析。例如，在步驟S85，可由減法器63(圖6中所示)在延遲一個時幀的數位訊號Vf(t』)與未延遲數位訊號Vf(t』+1f)之間進行減法運算，以確定電壓差Vsbt的絕對值。
在步驟S86，可在電平控制器61(圖6中所示)處對電壓差Vsbt與預定容限值Lth進行比較。如果確定電壓差Vsbt大於容限值Lth，則可以認為用於驅動液晶顯示板樣品52(圖5中所示)的當前調製數據小於最佳值。因此，在步驟S87，可以根據比較結果來調節可變電平VL。然後，在步驟S81，利用該調節後的可變電平VL，可以產生不同的三電平脈衝，然後，可以重複步驟S82-S86，直到確定了最佳調製數據。即，如果在步驟S86確定電壓差Vsbt小於或者等於容限值Lth，則可以認為當前可變電平VL是最佳值。然後，在步驟S88，可以將當前可變電平VL看作最佳調製數據，並且可以將它存儲在存儲器67(圖6所示)中，以形成查詢表(未示出)。
此外，在步驟S89，如果確定未完成對每個灰度級G0-G255產生最佳調製數據的操作，則重複步驟S81-S88。然而，如果確定完成了對每個灰度級G0-G255產生最佳調製數據的操作，則在步驟S90，可以改變液晶顯示板樣品52(圖5中所示)周圍的溫度。然後，可以重複步驟S81-S89，以對在不同溫度下確定對於每個灰度級G0-G255的最佳調製數據。即，步驟S81-S89全部保持不變，而對所有灰度級G0-G255確定最佳調製數據。例如，溫度可以從約-20℃-10℃的低溫開始，然後變化到約15℃-35℃的常溫，再進一步變化到約40℃-70℃的高溫，然後，回到約-20℃-10℃的低溫。
此外，可以由存儲在系統51(圖5中所示)的ROM內的程序實現步驟S81-S90，該程序可由操作員執行。此外，可以將在不同溫度下對每個灰度級確定的最佳調製數據作為查詢表存儲在存儲器67(圖6中所示)內。例如，可以將在低溫下確定的最佳調製數據記錄在低溫查詢表中，可以將在常溫下確定的最佳調製數據記錄在常溫查詢表中，可以將在高溫下確定的最佳調製數據記錄在高溫查詢表中。
圖9A和9B是根據該實施例的三電平脈衝和液晶響應特性的示意圖。圖10A和10B是根據該實施例的容限值與最佳響應特性之間的關係的示意圖。在圖9A和9B中，隨著可變電平VL3或-VL3的值的變化，液晶的響應也發生變化。因此，如果可變電平VL3或-VL3高於或者低於最佳值，則在時幀t』結束時，液晶GN1和GN2的對應響應也高於和低於最佳響應Opt。此外，在圖10A和10B中，在時幀t』或t』+1f結束時，最佳響應Opt可以是目標電平或者低於預定容限值Lth，與目標電平沒有顯著差別。因此，通過將一個時幀的時間結束點(t』)與下一時幀的結束點(t』+1f)之間的響應特性的差值與容限值Lth進行比較，可以確定最佳調製數據。
圖11是根據另一個實施例的液晶顯示器的驅動裝置的框圖。在圖11中，液晶顯示器可以包括液晶顯示板117，在該液晶顯示板117中，在多條數據線115與多條選通線116之間的交叉點處形成有用於驅動液晶單元Clc的多個TFT。驅動裝置除了包括用於將數據提供給液晶顯示板117的數據線的數據驅動器113、用於將掃描脈衝提供給液晶顯示板117的選通線116的選通驅動器114之外，還可以包括溫度傳感器118，用於檢測液晶顯示板117的溫度；和，溫控數據調製器112，用於根據檢測到的溫度來調製數據RGB。
可以將溫度傳感器118安裝在液晶顯示板117的附近，或者安裝到液晶顯示板117的基板上，以檢測其周圍的溫度並產生表示檢測到的溫度的溫度檢測信號。此外，利用信號放大器和ADC 119可以對該溫度檢測信號進行放大並將它轉換為數字溫度數據(st)。此外，可以將該數字溫度數據(st)提供給溫控數據調製器112。
數據驅動器113接收溫控數據調製器112輸出的調製數據MRGB(st)，然後，在定時控制器111的控制下，將該調製數據MRGB(st)提供給液晶顯示板117的數據線115。此外，選通驅動器114將掃描脈衝提供給選通線116，以使與選通線116相連的TFT導通，從而選擇一條水平線上的液晶單元Clc。數據驅動器113產生的數據與要提供給所選定的一條水平線上的液晶單元Clc的掃描脈衝相同步。
根據垂直/水平同步信號V、H以及時鐘信號，定時控制器111可以產生用於控制選通驅動器114的選通控制信號Gsp以及用於控制數據驅動器113的數據控制信號Dclk。此外，定時控制器111可以將數字視頻數據RGB提供給溫控數據調製器112，並且可以對溫控數據調製器112的操作時間進行控制。
溫控數據調製器112可以包括基於預存溫度的最佳調製數據。因此，在從信號放大器和ADC 119接收到數字溫度數據(st)後，可以根據溫控最佳數據檢索算法，在預存的溫控調製數據中進行檢索。因此，溫控數據調製器112可以選擇與液晶顯示板117的檢測溫度對應的最佳調製數據，並且可以將所選定的最佳調製數據提供給數據驅動器113。
在溫控數據調製器112處存儲在查詢表內的調製數據根據溫度具有不同的值，但是它滿足下面的與溫度無關的公式3至5。
VDn＜VDn-1→MVDn＜VDn[公式4]VDn＝VDn-1→MVDn＝VDn VDn＞VDn-1→MVDn＞VDn.其中VDn-1表示先前幀Fn-1的數據電壓，VDn表示當前幀Fn的數據電壓，而MVDn表示調製數據電壓。
圖12是圖11中的溫控數據調製器的第一配置的框圖。在圖12中，溫控數據調製器112可以包括低位總線121，用於發送數字視頻數據RGB的最低位(LSB)；幀存儲器123，連接到高位總線122；選擇器125，連接到高位總線122和幀存儲器123；以及第一、第二和第三查詢表124a、124b和124c，連接在選擇器125與高位輸出線126之間。例如，數字視頻數據RGB的最低位(LSB)可以包括八位源數據的低四位，而且可以旁路到輸出。此外，幀存儲器123可以將當前幀Fn的數字視頻數據RGB的高位(MSB)存儲一個幀時段，然後，將存儲的數據提供給選擇器125，從而將高位MSB延遲一個幀時段Fn-1。高位MSB可以包括八位源數據的高四位，並且可以被調製。如果僅調製源數據中的高位MSB，則可以減小查詢表124a、124b和124c的大小以及用於存儲查詢表124a、124b和124c的存儲器的容量。另選地，可以對整個八位源數據進行調製。
選擇器125可以接收檢測的溫度信號(st)。如果檢測的溫度信號(st)被確定為例如約40℃-70℃的高溫，則選擇器125可以使用第一查詢表124a，在第一查詢表124a中，可以預存用於高溫的最佳調製數據。可以利用圖8所示的方法來檢索第一查詢表124a。第一查詢表124a可以將當前幀Fn的高位數據RGB(MSB)與先前幀Fn-1的高位數據RGB(MSB)進行比較，然後，根據比較結果，選擇用於高溫的最佳調製數據。
此外，如果檢測的溫度信號(st)被確定為例如約15℃-35℃的常溫，則選擇器125可以使用第二查詢表124b，在第二查詢表124b中可以預存用於常溫的最佳調製數據。可以利用圖8所示的方法檢索第二查詢表124b。第二查詢表124b可以將當前幀Fn的高位數據RGB(MSB)與先前幀Fn-1的高位數據RGB(MSB)進行比較，然後，根據比較結果，選擇預存的用於常溫的最佳調製數據。如果利用第二查詢表124b將源數據調製為例如25℃的常溫下的調製數據MRGB，並將它提供給數據驅動器113，則液晶的響應時間如表5所示。
此外，如果檢測的溫度信號被確定為例如約-20℃-10℃的低溫，則選擇器125可以使用第三查詢表124c，在第三查詢表124c中可以預存用於低溫的最佳調製數據。可以利用圖8所示的方法來檢索第三查詢表124c。第三查詢表124c可以將當前幀Fn的高位數據RGB(MSB)與先前幀Fn-1的高位數據RGB(MSB)進行比較，並且根據比較結果來選擇預存的用於低溫的最佳調製數據。如果利用第三查詢表124b將源數據調製為例如0℃的低溫下的調製數據MRGB，並且將它提供給數據驅動器113，則液晶的響應時間如表6所示。
表6表示當利用由圖8所示的方法在0℃下執行所確定的低溫的最佳調製數據來驅動解析度為1280×768的30」液晶顯示模塊時，每個灰度級0(G0)、63(G63)、127(G127)、191(G191)、255(G255)的上升時間和下降時間下的液晶響應時間ms。


將表4與表6進行比較，即使在低溫下，利用根據本實施例的驅動裝置所驅動的液晶顯示器仍具有較快的響應時間。此外，利用圖8所示方法，由根據本實施例的驅動裝置所驅動的液晶顯示器可以按照高溫、常溫和低溫來確定最佳調製數據，以形成查詢表，並且可以從查詢表中選擇最佳調製數據，以根據液晶顯示板117的檢測溫度來調製源數據。因此，即使在液晶顯示板117的溫度發生變化時，根據本實施例的液晶顯示器仍可以具有其最佳圖像質量。
圖13是圖11中的溫控數據調製器的第二配置的框圖。在圖13中，溫控數據調製器112可以調製源數據的所有位，從而提供更高的圖像質量。溫控數據調製器112可以包括幀存儲器133，連接到全位源數據總線131；選擇器135，連接到源數據總線131和幀存儲器133；以及第一、第二和第三查詢表134a、134b和134c，連接在選擇器135與調製數據輸出線136之間。幀存儲器133可以將當前幀Fn的八位源數據RGB存儲一個幀時段，然後將所存儲的數據提供給選擇器135，從而使源數據RGB延遲一個幀時段。
選擇器135可以接收檢測的溫度信號st。如果檢測的溫度信號st被確定為例如約40℃-70℃的高溫，則選擇器135可以使用第一查詢表134a，在第一查詢表134a中可以預存用於高溫的最佳調製數據。第一查詢表134a可以將當前幀Fn的源數據RGB與從選擇器135輸入的先前幀Fn-1的源數據RGB進行比較，並且可以根據該比較結果來選擇用於高溫的最佳調製數據。
此外，如果檢測的溫度信號st被確定為例如約15℃-35℃的常溫，則選擇器135可以使用第二查詢表134b，在第二查詢表134b中可以預存用於常溫的最佳調製數據。第二查詢表134b可以將當前幀Fn的源數據RGB與從選擇器135輸入的先前幀Fn-1的源數據RGB進行比較，並且可以根據該比較結果來選擇用於常溫的最佳調製數據。
此外，如果檢測的溫度信號st被確定為例如約-20℃-10℃的低溫，則選擇器135可以使用第三查詢表134c，在第三查詢表134c中可以預存用於低溫的最佳調製數據。第三查詢表134c可以將當前幀Fn的源數據RGB與從選擇器135接收的先前幀Fn-1的源數據RGB進行比較，並且可以根據該比較結果來選擇用於低溫的最佳調製數據。
根據本實施例的用於測量液晶的響應時間的上述方法和裝置利用針對不同溫度的三電平信號，自動檢索每個灰度級的最佳調製數據，從而可以根據液晶顯示板的檢測溫度來自動選擇最佳調製數據，以確保快速的液晶響應時間而不管溫度的變化。
此外，根據該實施例的液晶顯示器的上述驅動方法和裝置利用液晶響應時間測量方法和裝置來編制查詢表，根據利用溫度傳感器檢測到的液晶顯示板的當前溫度來從查詢表中選擇最佳調製數據，並且利用所選定的最佳調製數據來調製源數據，從而將由液晶顯示器的溫度變化而導致的圖像質量劣化降至最低程度。
本領域內的技術人員應該明白，在不偏離本發明的精神或範圍的前提下，可以對本發明的用於測量液晶的響應時間的方法和裝置以及用於利用該方法和裝置來驅動液晶顯示器的方法和裝置進行各種修改和變型。因此，本發明的實施例將覆蓋落入所附權利要求及其等同物的範圍內的對本發明的各種修改和變型。
權利要求
1.一種用於測量液晶的響應時間的方法，包括產生步驟，產生液晶驅動信號，該液晶驅動信號具有可變電壓電平，根據液晶顯示板的響應特性而變化；以及目標電壓電平；提供步驟，將所述液晶驅動信號提供給所述液晶顯示板；檢測步驟，檢測與所述液晶驅動信號對應的所述液晶顯示板的響應特性；調節步驟，調節所述可變電壓電平，直到所述響應特性達到一希望的電平；設置步驟，當所述響應特性達到所述希望的電平時，設置一基本上等於所述可變電壓電平的調製數據；以及檢索步驟，通過改變所述液晶顯示板的溫度以及通過重複執行產生步驟、提供步驟、檢測步驟、調節步驟以及設置步驟，來檢索用於不同溫度的調製數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述檢測步驟包括檢測所述液晶顯示板的亮度；產生與所檢測到的亮度對應的電壓信號；將該電壓信號延遲一個時幀；檢測經延遲的電壓信號與未延遲的電壓信號之間的差值；以及將該差值與一預定臨界值進行比較，以根據該比較結果來確定所述響應特性是否達到所述希望的電平。
3.一種液晶顯示器，包括由根據權利要求1所述的方法測量的液晶顯示板，其中該液晶顯示板包括第一基板和第二基板，該第一基板和第二基板被彼此接合起來並且在其間存在一預定間隔，在該預定間隔內填充有所述液晶。
4.一種用於測量液晶的響應時間的裝置，包括溫度控制器，用於控制液晶顯示板的溫度；信號發生器，用於執行如下操作產生液晶驅動信號，該液晶驅動信號具有根據所述液晶顯示板的響應特性而變化的可變電壓電平以及目標電壓電平；和，將該液晶驅動信號提供給所述液晶顯示板；檢測器，用於檢測與所述液晶驅動信號對應的所述液晶顯示板的響應特性；以及電平控制器，用於執行如下操作調節所述可變電壓電平，直到所述響應特性達到一希望的電平；和，當所述響應特性達到所述希望的電平時，設置一基本上等於所述可變電壓電平的調製數據，通過利用所述溫度控制器改變所述液晶顯示板的溫度來確定基於溫度的所述調製數據。
5.根據權利要求4所述的裝置，進一步包括溫度控制室，所述液晶顯示板被加載到其中；溫度傳感器，用於檢測所述液晶顯示板的溫度；以及冷卻/加熱單元，用於在所述溫度控制器的控制下，改變或保持所述溫度控制室內的溫度。
6.根據權利要求5所述的裝置，進一步包括控制器，用於響應於所述溫度傳感器檢測到的溫度信號，對所述信號發生器、電平控制器以及溫度控制器進行控制。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中所述檢測器包括用於檢測所述液晶顯示板的亮度的光電檢測器，並且該檢測器產生與所檢測到的亮度對應的電壓信號，並且其中所述電平控制器接收先前時幀的第一電壓信號和當前時幀的第二電壓信號，檢測該兩個電壓信號之間的差值，並且將該差值與一預定臨界值進行比較，以根據該比較結果來確定所述響應特性是否達到所希望的電平。
8.根據權利要求6所述的裝置，其中所述液晶驅動信號包括所述目標電壓電平和所述可變電壓電平，並且具有至少3個的電壓電平。
9.一種用於驅動液晶顯示器的方法，包括存儲步驟，存儲與液晶顯示板的多個溫度設置對應的調製數據；檢測步驟，檢測所述液晶顯示板的當前溫度；選擇步驟，根據所檢測到的所述液晶顯示板的當前溫度，選擇所述調製數據；以及調製步驟，利用所選定的調製數據，對要施加給所述液晶顯示板的源數據進行調製。
10.根據權利要求9所述的方法，進一步包括確定步驟，用於確定與所述多個溫度設置對應的調製數據，其中所述確定步驟包括利用一液晶驅動信號來驅動所述液晶顯示板，該液晶驅動信號具有可變電壓電平，根據所述液晶顯示板的響應特性而變化；以及目標電壓電平；檢測與所述液晶驅動信號對應的所述液晶顯示板的亮度；以及當在特定溫度下所述液晶顯示板的響應特性達到一希望的電平時，設置基本上等於所述液晶驅動數據的可變電壓電平的調製數據。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述調製數據包括高溫調製數據，用於高溫下的液晶顯示板；常溫調製數據，用於常溫下的液晶顯示板；以及低溫調製數據，用於低溫下的液晶顯示板。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述高溫約為40℃～70℃，所述常溫約為15℃～35℃，所述低溫約為-20℃～10℃。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，根據所檢測到的所述液晶顯示板的當前溫度來選擇高溫調製數據、常溫調製數據以及低溫調製數據之一，以進行所述調製數據的選擇。
14.一種液晶顯示器的驅動裝置，包括溫度傳感器，用於檢測液晶顯示板的當前溫度；和調製器，用於存儲與所述液晶顯示板的多個溫度設置對應的調製數據，根據所檢測到的所述液晶顯示板的當前溫度來選擇所述調製數據，以及利用所選定的調製數據來對要提供給所述液晶顯示板的源數據進行調製。
15.根據權利要求14所述的裝置，其中所述調製器包括幀存儲器，用於存儲來自輸入線的源數據；第一查詢表，具有用於高溫的高溫調製數據；第二查詢表，具有用於常溫的常溫調製數據；第三查詢表，具有用於低溫的低溫調製數據；以及選擇器，用於根據所檢測到的當前溫度，將來自輸入線的源數據和來自幀存儲器的源數據提供給第一、第二以及第三查詢表中的任何一個。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中所述高溫約為40℃～70℃，所述常溫約為15℃～35℃，所述低溫約為-20℃～10℃。
全文摘要
液晶響應時間測量方法和裝置及液晶顯示器驅動方法和裝置。用於測量液晶的響應時間的方法和裝置包括控制液晶顯示板的溫度；產生液晶驅動信號，該液晶驅動信號具有根據液晶顯示板的響應特性變化的可變電壓電平以及目標電壓電平；將液晶驅動信號提供給液晶顯示板；檢測與液晶驅動信號對應的響應特性；調節可變電壓電平，直到響應特性達到一希望的電平；以及，當響應特性達到所希望的電平時，設置基本上等於可變電壓電平的調製數據，通過改變液晶顯示板的溫度來確定所述基於溫度的調製數據。此外，還公開了採用上述方法的用於驅動液晶顯示器的方法和裝置。
文檔編號G01R31/00GK1576869SQ20041006941
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月28日 優先權日2003年6月30日
發明者李墺鉉, 李敦珪, 吉正浩 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社