TWI408652B - 顯示方法與彩色序列式顯示器 - Google Patents

Description

顯示方法與彩色序列式顯示器

本發明有關於顯示方法及彩色序列式顯示器，且特別是有關於一種可調整不同色彩畫面期間大小以顯示畫面的顯示方法。

隨著光電技術和半導體製造技術日趨成熟，平面顯示器也快速地發展。液晶顯示器(Liquid crystal display,LCD)因具有低電壓操作、無輻射及輕薄短小等優點，逐漸地取代傳統陰極射線管顯示器而成為市場上的主流。液晶顯示器為由液晶面板和背光模組所組成之。由於液晶面板中所注入的液晶本身不具發光能力，因此須藉由背光模組所提供之面光源來點亮液晶面板，以使液晶面板達到顯示的功能。

以往，背光模組配置有如冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)之白光源，透過置於各像素區域上的彩色濾光器來顯示不同的色彩。每個像素區域通常設有如紅色、綠色和藍色之彩色濾光器，以於空間域中混合色彩。如此，不僅增加了製造成本，透過彩色濾光器來顯示也導致透光率較差。此外，在這些彩色濾光器之間的邊界，人眼會感受到色彩偏差，因此會採用黑色矩陣(black matrix)來分隔彩色濾光器，以改善色彩偏差問題，但相對地黑色矩陣也造成透光率愈小。

近年來，發光二極體(light emitting diode,LED)逐漸地取代了傳統白光源，以用於顯示像素的不同色彩。將空間域中混合色彩的方式取而代之為在時域上混合發光二極體所發出的三原色光，例如：紅色、綠色以及藍色。也就是說，這些色彩在人眼視覺暫留時間內快速地切換顯示。因此，無需配置彩色濾光器，便可有效地增加透光率。

圖1為彩色序列式顯示方法之示意圖。請參照圖1，畫面包括紅色(R)子畫面、綠色(G)子畫面和藍色(B)子畫面，其分別於相等的子畫面期間T_R、T_G和T_B內顯示，其中子畫面期間T_R、T_G和T_B組成一畫面期間。當在子畫面期間T_R顯示紅色子畫面時，紅色資料先傳輸至源極驅動器。由源極驅動器將紅色資料轉換成驅動電壓，並於資料傳輸時間t_DR內將驅動電壓傳送至對應的像素。在傳遞驅動電壓至顯示面板上像素的同時，液晶的定向會隨驅動電壓而改變，因此需經液晶反應時間t_LC來因應液晶相位的轉變。在液晶反應時間t_LC之後，便於光學顯示時間t_BR內持續地點亮背光模組之紅色發光二極體，以提供紅色背光至顯示面板，進而顯示紅色子畫面。以此類推，綠色子畫面和藍色子畫面依序地於子畫面期間T_G與T_B內顯示。

對相同光學顯示時間t_BR、t_BG和t_BB而言，依據對應不同色彩之發光二極體的驅動電流以及液晶對應不同彩色背光的透光率，紅色背光、綠色背光和藍色背光的亮度會有所不同，導致畫面之顯示很有可能不能達到預設白平衡。因此，便有人提出兩種方法來調整畫面，以達成預設白平 衡。

在第一種方法中，將紅色背光、綠色背光和藍色背光其一的亮度調整至最大值，並且降低其它色彩背光的亮度以達成預設白平衡。但受限於背光亮度的衰減，光源不能發揮其最佳效能。在第二種方法中，在子畫面期間T_R、T_G和T_B相同的情況下，將光學顯示時間t_BR、t_BG和t_BB其一者調整至最大值，並且降低其它光學顯示時間以達成預設白平衡。在光學顯示時間降低的情況下，子畫面期間中的閑置時間未能有效地利用，導致光源的使用效率降低。另外，由人眼感知到的光亮度與背光持續時間有關，因此光學顯示時間的減量反而造成顯示之畫面亮度愈為降低。

因此，本發明提供一種顯示方法，其可提高彩色序列式顯示器的光學性能和工作效率。此外，本發明另提供使用此顯示方法之彩色序列式顯示器，其亦具有上述優點。

本發明提供了一種顯示方法，以使彩色序列式顯示器於畫面期間內顯示畫面。畫面包括多個子畫面，且畫面期間包括多個子畫面期間。在顯示方法中，對應光源裝置而於第一子畫面期間顯示第一子畫面。同時地，在第一子畫面期間定址第二子畫面。之後，對應光源裝置而於第二子畫面期間顯示第二子畫面。第一子畫面期間與第二子畫面期間的大小係依據光源裝置的發光效率而決定。

在上述顯示方法之一實施例中，分別在第一子畫面期 間與第二子畫面期間提供相關於光源裝置之第一亮度和第二亮度。

在上述顯示方法之一實施例中，在第一子畫面期間，依據具有一時脈頻率之時脈訊號來定址第二子畫面，其中時脈頻率與第一子畫面期間的大小成反比關係。

在上述顯示方法之一實施例中，依據顯示之畫面所對應的色溫來決定第一子畫面期間和第二子畫面期間的大小。

本發明提供一種彩色序列式顯示器。此彩色序列式顯示器於一畫面期間中顯示畫面，其中畫面包括多個子畫面且畫面期間包括多個子畫面期間。彩色序列式顯示器包括資料驅動器、光源裝置、控制模組和顯示面板。資料驅動器在第一子畫面期間、第二子畫面期間和第三子畫面期間分別依據時脈訊號來定址第一子畫面、第二子畫面和第三子畫面。光源裝置在第一子畫面期間、第二子畫面期間和第三子畫面期間分別依據控制訊號來提供第一亮度、第二亮度和第三亮度。控制模組分別提供時脈訊號和控制訊號至資料驅動器和光源裝置。顯示面板在第二子畫面期間與第三子畫面期間分別依據光源裝置之作動，來顯示第一子畫面和第二子畫面。第一子畫面期間、第二子畫面期間和第三子畫面期間的大小係依據光源裝置的發光效率而決定。

在上述彩色序列式顯示器之一實施例中，控制模組包括時序控制器。時序控制器產生具有一時脈頻率之時脈訊 號至資料驅動器，其中時脈訊號為依據子畫面期間的大小而調整。

在上述彩色序列式顯示器之一實施例中，控制模組包括效率控制器。效率控制器依據光源裝置的發光效率產生控制訊號。

本發明提供顯示方法及彩色序列式顯示器，其為參考光源裝置的發光效率來決定子畫面期間的大小。由於人眼所感知的亮度相關於光源裝置所提供的亮度以及子畫面期間的大小，為達成最佳發光效率，因而調整光源裝置所提供的亮度以及子畫面期間的大小。藉此，可提高彩色序列式顯示器的光學性能和工作效率。

為讓本發明之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。

圖2A為本發明之一實施例之彩色序列式顯示器的示意圖。圖2B為本發明實施例圖2中彩色序列式顯示器之顯示方法的示意圖。請參照圖2A和圖2B，彩色序列式顯示器200在畫面期間250顯示一畫面。此畫面包括不同色彩的多個子畫面，例如紅色(R)子畫面、綠色(G)子畫面和藍色(B)子畫面，且這些子畫面於時間軸上(或稱為時間域上)切換顯示。換言之，這些子畫面分別於畫面期間250之多個子畫面期間內顯示。在圖2B中僅繪示三個子畫面期間251~253，且子畫面期間的個數等於子畫面 的個數。

彩色序列式顯示器200包括資料驅動器210、光源裝置220、控制模組230和顯示面板240。在本發明之實施例中，假設顯示器200依序地顯示紅色子畫面、綠色子畫面和藍色子畫面，且顯示器200具有畫面緩衝架構，以預先儲存隨後顯示之子畫面資料。資料驅動器210在子畫面期間251~253分別定址綠色子畫面資料251a、藍色子畫面資料252a和紅色子畫面資料253a。舉例而言，資料驅動器210在子畫面期間251顯示紅色子畫面的同時，亦定址綠色子畫面資料251a，而資料驅動器210在子畫面期間252顯示綠色子畫面的同時，亦定址藍色子畫面資料252a。因此，每個子畫面資料可藉由資料驅動器210預先儲存且隨後顯示。

光源裝置220，例如發光二極體(LED)，其依據控制訊號CON，在子畫面期間251~253內分別提供具有第一亮度I_R、第二亮度I_G和第三亮度I_B之不同彩色背光至顯示面板240。對顯示各子畫面來說，每個子畫面期間包括液晶反應時間和點亮光源裝置220的光學顯示時間。當在子畫面期間251顯示紅色子畫面時，會將紅色子畫面資料傳遞至顯示面板240以驅動像素，其中此紅色子畫面資料在子畫面期間251之前的子畫面期間內，已經由資料驅動器210而定址。與此同時，配置於顯示面板240上的液晶在液晶反應時間LC_R內改變其方位。然後，光源裝置220在光學顯示時間BL_R內持續地點亮，並依據控制訊號CON而提 供第一亮度I_R之紅色背光至顯示面板240。同樣地，綠色子畫面和藍色子畫面之顯示可以此類推。在本發明的實施例中，會依據光源裝置200的發光效率來調整子畫面期間251~253的大小，以提高彩色序列式顯示器200的光學效能。

控制模組230包括時序控制器231和效率控制器232。時序控制器231產生時脈訊號CLK至資料驅動器210，且效率控制器232依據光源裝置220的發光效率而產生控制訊號CON至光源裝置220。顯示面板240在子畫面期間251~253期間，依據光源裝置220之作動，分別顯示紅色子畫面、綠色子畫面和藍色子畫面。

圖3為本發明實施例圖2A中發光效率隨驅動光源裝置220的電流而變化的曲線圖。請參照圖3，電流及發光效率分別以十為基數取對數而繪示於橫軸及縱軸。曲線301和曲線302分別相關於發出綠色背光的光源裝置和發出藍色背光的光源裝置。隨著電流增加，光源裝置220的發光效率趨勢以非線性方式增加。一旦電流到達特定位準時，光源裝置220的發光效率增加的趨勢漸緩。這表示即使電流大大地增加，發光效率的增量也是有限的。因此，為了提高光學效能，應考慮光源裝置220的發光效率來調整子畫面期間251~253的大小。

圖4為本發明實施例圖2A中調整子畫面期間的示意圖。假設彩色序列式顯示器200所顯示的白色畫面輕微偏綠。請參照圖4，為便於描述，原始的第一亮度I_R1’和第二 亮度I_G1’與第三亮度I_B1’為相同。在子畫面期間251’~253’相同的情況下，紅色背光之第一亮度I_R1’應增加且綠色背光之第二亮度I_G1’應減小以達成白平衡，其中亮度與驅動光源裝置220的電流有關。由於人眼所感知的光亮度與背光大小(即亮度)和背光持續時間(即光學顯示時間)相關，因此可權衡背光大小與背光持續時間來獲得相同的光亮度。

請參照圖2B和圖4，效率控制器232依據光源裝置200的發光效率，增加子畫面期間251’(如子畫面期間251所示)，以使紅色背光可換得較低的第一亮度I_R(即I_R<I_R1’)。效率控制器232依據光源裝置200的發光效率，減少子畫面期間252’(如子畫面期間252所示)，以使綠色背光可換得較高的第二亮度I_G(即I_G>I_G1’)。因此，依據光源裝置200的發光效率，可以決定第一亮度I_R和第二亮度I_G。於此，液晶反應時間LC_R、LC_B和LC_G可視為相同，因此每個子畫面期間的增量(或減量)相當於點亮光源裝置200之光學顯示時間的增量(或減量)。效率控制器232產生控制訊號CON來控制光源裝置200提供適當亮度。

此外，為使本領域具有通常知識者可據以實施本發明，另提供一實施例加以說明。圖5為本發明實施例圖2A中調整子畫面期間的示意圖。一般而言，色溫是可見光的重要特徵，人眼所感知到的色彩會隨著色溫而變化。在此，參考色溫來調整子畫面期間，以使本實施例的調整方式可 因應不同的光源。請參照圖5，為便於描述，原始的子畫面期間251’和252’與子畫面期間253’相同。假設顯示之畫面輕微偏綠，則效率控制器231依據顯示之畫面所對應的色溫，增加子畫面期間251’並且減少子畫面期間252’，以達成白平衡。

然後，請參照圖2B和圖5，效率控制器232依據光源裝置220的發光效率，略微減少子畫面期間251’(如子畫面期間251所示)，以使紅色背光換得較高的第一亮度I_R(即I_R>I_R2’)。此外，效率控制器232依據光源裝置220的發光效率，略微增加子畫面期間252’(如子畫面期間252所示)，以使綠色背光換得較低的第二亮度I_G(即I_G<I_G2’)。

如實施例圖4和圖5的前文描述，可清楚地瞭解依據光源裝置220的發光效率，可決定子畫面期間的大小和光源裝置220的亮度。在不犧牲光源裝置220的使用效率下，上述實施例中的彩色序列式顯示器200可提供較高的亮度。舉例來說，子畫面期間252的減量等效地增加紅色背光之持續時間。此外，彩色序列式顯示器200依據光源裝置220的發光效率來調節子畫面期間的大小，以達成白色平衡，並進而提高彩色序列式顯示器200的光學性能和工作效率。

由於子畫面期間為可調整的，於此需設計適當的時序控制，以確保資料驅動器210有足夠的時間來定址子畫面資料。對資料定址而言，每個子畫面期間包括資料傳輸時 間和空白時間。資料傳輸時間取決於時脈訊號CLK之時脈頻率，而空白時間則取決於顯示面板240的解析度。

請參照圖2B，當於子畫面期間251內顯示紅色子畫面時，資料驅動器210在子畫面期間251之資料傳輸時間D_G內同時地定址綠色子畫面資料251a。空白時間BLN_G包含了自顯示面板240每列結尾處掃描至顯示面板240下一列開始處的時間，以及自顯示面板240最後列的結尾處掃描至顯示面板240第一列開始處的時間，以及進行訊號處理的時間。同樣地，藍色子畫面和紅色子畫面資料之定址也可以此類推。

在本實施例中，資料驅動器210為依據具有預設時脈頻率之時脈訊號CLK來定址綠色子畫面資料251a、藍色子畫面資料252a和紅色子畫面資料253a，因此資料傳輸時間D_G、D_B和D_R相同。在本實施例中，由於子畫面期間252相較於子畫面期間251和253為較短，因此減少空白時間BLN_B以獲得足夠的資料傳輸時間D_B。

圖6為本發明之一實施例之資料定址的示意圖。請參照圖6和圖2B，由於空白時間不能無限制地減少，於此資料驅動器210依據較實施例圖2B之預設時脈頻率高的時脈頻率，來定址圖6中紅色子畫面資料251a、藍色子畫面資料252a和紅色子畫面資料253a。因此，資料傳輸時間D_G1、D_B1和D_R1相同，且相較於傳輸時間D_G、D_B和D_R為較短。本實施例之資料定址可依據子畫面期間的大小來調整。

圖7為本發明之一實施例之資料定址的示意圖。請參照圖7和圖2B，資料驅動器210依據具有可變時脈頻率的時脈訊號CLK，來定址綠色子畫面資料251a、藍色子畫面資料252a和紅色子畫面資料253a。舉例來說，子畫面期間251相較於子畫面期間252和253為較長，因此資料驅動器210依據較實施例圖2B之預設時脈頻率小的時脈頻率，來定址綠色子畫面資料251a，且資料傳輸時間D_G2相較於資料傳輸時間D_G為較長。此外，子畫面期間252相較於子畫面期間251和253為較短，因此資料驅動器210依據較實施例圖2B之預設時脈頻率高的時脈頻率，來定址藍色子畫面資料252a，且資料傳輸時間D_B2較資料傳輸時間D_B短。而資料驅動器210依據上述預設時脈頻率來定址紅色子畫面253a。因此，時脈訊號CLK之時脈頻率可依據其與每個子畫面期間大小的反比關係而變化。

值得注意的是，雖然上述實施例中僅描述了三個子畫面，但本領域具有通常知識者也可利用多於或少於上述實施例之子畫面來執行彩色序列式顯示方法。舉例來說，在時間域上，紅色子畫面、綠色子畫面、藍色子畫面和白色子畫面(或黑色子畫面)可於畫面期間內切換顯示。因此，本發明並不限於子畫面的顯示次序、子畫面的數目和子畫面的色彩。

綜上所述，實施例圖2A和圖2B所述之顯示方法及彩色序列式顯示器為依據光源裝置的發光效率，來決定子畫面期間的大小以及光源裝置所提供的亮度。藉此，可提高 彩色序列式顯示器的光學性能，以及提高彩色序列式顯示器的工作效率。在顯示方法中，當在對應之子畫面期間內顯示子畫面其一時，在此同一子畫面期間內同時地定址下一子畫面資料。由於子畫面期間是可調整的，因此實施例圖2B、圖6和圖7提供不同的因應方法，來確保資料定址之操作無誤，例如，減少空白時間或調整時脈訊號之時脈頻率。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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。

BLN_R、BLN_R1、BLN_R2、BLN_G、BLN_G1、BLN_G2、BLN_B、、BLN_B1、BLN_B2‧‧‧空白時間

CLK‧‧‧時脈訊號

CON‧‧‧控制訊號

D_B、D_B1、D_B2、D_G、D_G1、D_G2、D_R、D_R1、D_R2‧‧‧資料傳輸時間

R‧‧‧紅色

G‧‧‧綠色

B‧‧‧藍色

I_R、I_R1’、I_R2’、I_G、I_G1’、I_G2’、I_B、I_B1’、I_B2’‧‧‧亮度

LC_R、LC_G、LC_B‧‧‧液晶反應時間

T_R、T_G、T_B‧‧‧子畫面期間

t_BR、t_BG、t_BB、BL_R、BL_R’、BL_G、BL_G’、BL_B、BL_B’‧‧‧光學顯示時間

t_DR、t_DG、t_DB‧‧‧資料傳輸時間

t_LC、LC_R、LC_G、LC_B‧‧‧液晶反應時間

200‧‧‧彩色序列式顯示器

210‧‧‧資料驅動器

220‧‧‧光源裝置

230‧‧‧控制模組

231‧‧‧時序控制器

232‧‧‧效率控制器

240‧‧‧顯示面板

250‧‧‧畫面期間

251~253、251’~253’‧‧‧子畫面期間

251a、252a、253a‧‧‧子畫面資料

301~302‧‧‧曲線

圖1為彩色序列式顯示方法之示意圖。

圖2A為本發明之一實施例之彩色序列式顯示器的示意圖。

圖2B為本發明實施例圖2A中彩色序列式顯示器之顯示方法的示意圖。

圖3為本發明實施例圖2A中發光效率隨驅動光源裝置的電流而變化的曲線圖。

圖4為本發明實施例圖2A中調整子畫面期間的示意圖。

圖5為本發明實施例圖2A中調整子畫面期間的示意圖。

圖6為本發明之一實施例之資料定址的示意圖。

圖7為本發明之另一實施例之資料定址的示意圖。

200‧‧‧彩色序列式顯示器

210‧‧‧資料驅動器

220‧‧‧光源裝置

230‧‧‧控制模組

231‧‧‧時序控制器

232‧‧‧效率控制器

240‧‧‧顯示面板

CLK‧‧‧時脈訊號

CON‧‧‧控制訊號

Claims (15)

1. 一種顯示方法，適於一彩色序列式顯示器，用以於一畫面期間顯示一畫面，其中該畫面包括多個子畫面，且該畫面期間包括多個子畫面期間，該顯示方法包括：於一第一子畫面期間，對應一光源裝置而顯示一第一子畫面；於該第一子畫面期間，同時定址一第二子畫面；以及於一第二子畫面期間，對應該光源裝置而顯示該第二子畫面；其中該第一子畫面期間和該第二子畫面期間的大小係依據該光源裝置之一發光效率而決定。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，更包括：於該第一子畫面期間，提供相關於該光源裝置之一第一亮度；以及於該第二子畫面期間，提供相關於該光源裝置之一第二亮度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示方法，其中提供該第一亮度及該第二亮度之步驟更包括：依據該光源裝置之該發光效率，決定該第一亮度及該第二亮度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，其中定址該第二子畫面之步驟更包括：於該第一子畫面期間，依據具有一時脈頻率之一時脈訊號以定址該第二子畫面； 其中該時脈頻率係依據該第一子畫面期間的大小而決定。
5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示方法，其中該時脈頻率與該第一子畫面期間的大小成反比關係。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，其中該第一子畫面期間及該第二子畫面期間的大小係依據顯示之該畫面所對應之一色溫而決定。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，其中顯示之該畫面中各該子畫面分別對應於一色彩。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，其中該光源裝置為發光二極體光源。
9. 一種彩色序列式顯示器，適於在一畫面期間顯示一畫面，其中該畫面包括多個子畫面，且該畫面期間包括多個子畫面期間，該彩色序列式顯示器包括：一資料驅動器，分別於一第一子畫面期間、一第二子畫面期間及一第三子畫面期間，依據一時脈訊號定址一第一子畫面、一第二子畫面及一第三子畫面；一光源裝置，分別於該第一子畫面期間、該第二子畫面期間及該第三子畫面期間，依據一控制訊號以提供一第一亮度、一第二亮度及一第三亮度；一控制模組，分別提供該時脈訊號及該控制訊號至該資料驅動器及該光源裝置；一顯示面板，分別於該第二子畫面期間及該第三子畫面期間，對應該光源裝置而顯示該第一子畫面及該第二子 畫面；其中該第一子畫面期間、該第二子畫面期間及該第三子畫面期間的大小係依據該光源裝置之一發光效率而決定。
10. 如申請專利範圍第9項所述之彩色序列式顯示器，其中該控制模組更包括：一時序控制器，用以產生具有一時脈頻率之該時脈訊號至該資料驅動器。
11. 如申請專利範圍第10項所述之彩色序列式顯示器，其中該時脈訊號之該時脈頻率係依據該些子畫面期間的大小而調整。
12. 如申請專利範圍第11項所述之彩色序列式顯示器，其中該時脈訊號之該時脈頻率與該些子畫面期間的大小成反比關係。
13. 如申請專利範圍第9項所述之彩色序列式顯示器，其中該控制模組更包括：一效率控制器，依據該光源裝置之該發光效率，產生該控制訊號。
14. 如申請專利範圍第9項所述之彩色序列式顯示器，其中該第一子畫面期間、該第二子畫面期間及該第三子畫面期間的大小係依據顯示之該畫面所對應之一色溫而決定。
15. 如申請專利範圍第9項所述之彩色序列式顯示器，其中該光源裝置為發光二極體光源。