CN100356420C - 改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其针对等离子平面显示器上红色、绿色及蓝色荧光体因发光效率改变，而导致其面板的色温及色偏差发生变化(偏移)的问题，利用配色定律(laws of colormatching)，通过数值运算，计算出每一像点因发光效率改变，其上对应的三色放电单元所产生的色光亮度变化，并据以动态增加或降低各该放电单元的输入图像信号的强度，以调整所产生的红色、绿色或蓝色色光的亮度，令其恰可中和各该放电单元内的色温及色偏差变化，使面板上呈现出最佳色温及色偏差的图像。

Description

改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法

技术领域

本发明涉及一种动态调整输入图像信号的强度以改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，尤指一种利用配色定律(laws of color matching)，通过数值运算计算出每一像点因发光效率改变，其对应的三色放电单元所产生的色光亮度变化，并以其做为增益值，动态增加或降低各该放电单元的输入图像信号的强度，以调整所产生的红色、绿色或蓝色色光的亮度，令其恰可中和各该放电单元内，因发光效率改变，所产生的色温及色偏差变化。

背景技术

在传统交流放电型等离子平面显示器10的制作技术中，参阅图1所示，主要在二玻璃基板11、12上制作不同作用层，再将二者的周边封合，并在其间的放电空间中，封入依一定比例混合的特殊气体(如：氦(He)、氖(Ne)、氙(e)或氩(Ar))，该结构中面向观看者的基板为前基板11，该前基板11内侧依序布设有复数条平行的透明电极111、辅助(bus)电极112、诱电层113及保护层114，其对应的背基板12上则依序布设有复数条平行的定址(data)电极121、诱电层124、复数条平行排列的阻隔壁122及均匀涂布的荧光体123，当施加电压于相关位置的该等电极111、112、121时，对应位置的诱电层113、124将于相部阻隔壁间所形成的对应放电单元(Cell)13内放电，令该荧光体123感应出对应的色光。

请参阅图2、3、4，在传统等离子平面显示器10中，该荧光体123的发光效率会随面板温度或等离子平面显示器的操作频率而改变。令等离子平面显示器10的面板上色温及色偏差发生变化(偏移)，造成该面板呈现出较差的显示品质；该操作频率乃指该等放电单元(Cell)13在单位时间内的放电次数，放电次数越多，则操作频率越高，再看图2所示，该荧光体123在越高的操作频率中，其发光效率越差，尤其是，绿色的荧光体上，此一现象最为严重，故在传统等离子平面显示器的面板温度或操作频率愈高时，将产生图像色温及色偏差不佳的现象，令其无法呈现较佳的图像。

发明内容

为改进以上现有技术的缺点，特开发设计出本发明的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其目的就是使等离子平面显示器上不会因面板温度高或操作频率改变而降低发光效率，从而使画面能呈现出最佳图像。

本发明的主要技术方案是利用配色定律(laws of color matching)，通过数值运算，计算出每一像点因发光效率改变，其上对应的三色放电单元所产生的色光亮度变化数值，并据以动态增加或降低各该放电单元的输入图像信号的强度，以调整所产生的红色、绿色或蓝色色光的亮度，令其恰可中和各该放电单元内，因发光效率改变，所产生的色温及色偏差变化。

本发明的又一技术方案，系通过对涂布在该等放电单元处的三色荧光体，进行实验，分析出各该放电单元内荧光粉的单位灰阶，因面板温度(或操作频率)增加而降低的发光效率，并计算出各该放电单元应产生的红色、绿色或蓝色色光的增益值及各该增益值与面板温度(或操作频率)的关系，并建立一实验数值的对照表，使该等离子平面显示器的控制电路，可根据侦测元件所测量的面板温度(或操作频率)，在该对照表中选用对应的各该增益值，动态调整输入各该放电单元的图像信号强度，令其恰可补偿该等放电单元的单位灰阶因面板温度(或操作频率)增加，所降低的发光效率。

本发明的另一技术方案，是利用侦测元件，侦测出面板温度或操作频率对等离子平面显示器所造成的影响，在图像输出前，利用其控制电路，调整各该放电单元的输入图像信号强度，令所产生的色光亮度，恰可补偿因面板温度或操作频率的增加所减少的亮度。

使用本发明的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，可有效改善发光效率改变对等离子平面显示器所造成的不良影响，使该面板上呈现出最佳色温及最少色偏差的图像。

附图说明

以下为本发明的附图：

图1为传统等离子平面显示器的结构示意图；

图2为传统等离子平面显示器的荧光体发光效率与操作频率的关系图；

图3为传统等离子平面显示器的色温与操作频率的关系图；

图4为传统等离子平面显示器的色偏差与操作频率的关系图；

图5为本发明的一实施例的处理流程示意图。

图中主要元件编号：

前基板............11     背基板............12

透明电极..........111    辅助电极..........112

诱电层............113    保护层............114

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明：

在一般等离子平面显示器上，由于所呈现的图像是由数量庞大的像点(pixel)所组成(像点数量的多寡依等离子平面显示器的解析度而定)，而任一像点(pixel)均由产生红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)等三颜色的对应放电单元(Cell)组成，故，等离子平面显示器在显示图像时，每一像点(pixel)所呈现的色彩，实际上，是由各该放电单元(Cell)产生的红色、绿色及蓝色等三色光所混合而成的色彩。

因此，若将等离子平面显示器上每一像点的各该放电单元(Cell)所产生的红色、绿色及蓝色色光，分别以a、b、c代表其灰阶值，且每一像点(pixel)所对应的三色放电单元(Cell)内荧光粉的单位灰阶所产生的亮度，分别以R₀、G₀、B₀表示，则红色放电单元、绿色放电单元、蓝色放电单元所产生的原始亮度，将可分别由下列公式(1)、(2)、(3)、(4)表示，在发光效率尚未产生变化以前，该面板上的每一像点的原始亮度可由下列公式(4)表示，像点中红色、绿色及蓝色的亮度比例由公式(5)表示：

红色放电单元的亮度＝a×R₀......(1)

绿色放电单元的亮度＝b×G₀......(2)

蓝色放电单元的亮度＝c×B₀......(3)

像点原始亮度＝红色放电单元的亮度+绿色放电单元的亮度+蓝色放电单元的亮度

＝a×R₀+b×G₀+c×B₀......(4)

红色放电单元的亮度∶绿色放电单元的亮度∶蓝色放电单元的亮度

＝a×R₀∶b×G₀∶c×B₀......(5)

本发明为有效消除发光效率的变化对等离子平面显示器在图像色温及色偏差上所造成的不良影响，乃利用Gassman配色定律(laws of color matching)，通过数值运算，其流程如图5所示，计算出各该放电单元应产生的色光亮度，借由增加或降低各该放电单元的输入图像信号(可为输入电压)强度，调整所产生的红色、绿色或蓝色色光的亮度，令其恰可中和光效率的变化对等离子平面显示器上在图像色温及色偏差上所造成的不良影响，使画面能呈现出最佳色纯度及色温的图像。

本发明的一个实施例中，当等离子平面显示器上红色、绿色及蓝色等三色放电单元，因面板温度增加，其单位灰阶所降低的发光亮度，分别以T_R、T_G、T_B表示，则面板温度上升后，红色放电单元、绿色放电单元、蓝色放电单元及像点的亮度，将可分别由下列公式(6)、(7)、(8)及(9)表示：

较高温度下红色放电单元的亮度＝a(R₀-T_R)......(5)

较高温度下绿色放电单元的亮度＝b(G₀-T_G)......(6)

较高温度下蓝色放电单元的亮度＝c(B₀-T_B)......(7)

较高温度下像点亮度＝较高温度下红色放电单元的亮度+较高温度下绿色

                    放电单元的亮度+较高温度下蓝色放电单元的亮度

                  ＝aRo₀+bG₀+cB₀-aT_R-bT_c-cT_B......(9)

其中a_TR、bT_c、cT_B即每一像点上红色、绿色及蓝色放电单元，因面板温度增加所降低的亮度，即该等离子平面显示器的色温改变率，且为产生色偏差的主要因素。

本发明为有效改善该等放电单元的单位灰阶，因面板温度增加所降低的发光效率，及其对等离子平面显示器在色温及色偏差上所造成的不良影响，乃通过对涂布在该等放电单元处的三色荧光体，进行实验，参阅图5所示的流程，分析各该放电单元内荧光体的单位灰阶，因面板温度增加，而降低的发光效率，并利用一温度函数，估算出各红色、绿色及蓝色荧光体，其单位灰阶所降低的发光亮度T_Ri、T_Gi、T_Bi，及其与各该放电单元的面板温度的对应关系：

t_i＜T＜t_i+1→T_Ri

t_i＜T＜t_i+1→T_Gi

t_i＜T＜t_i+1→T_Bi

其中t_i及t_i+1代表每一区段面板温度范围的上下限值，T代表面板温度(或操作频率)，并根据反复实验后所获得的参考值，以建立一经验数值的对照表，使等离子平面显示器的控制电路，可根据侦测元件所量测的面板温度T，于该对照表中选用对应的各该T_Ri、T_Gi、T_Bi，动态调整输入各该放电单元的图像信号强度，令所产生的红色、绿色或蓝色色光，恰可补偿各该放电单元的单位灰阶因面板温度增加所降低的发光效率，有效消除其对等离子平面显示器在色温及色偏差上，所造成的负面影响，使画面能呈现出最佳色纯度及色温的图像，同时大幅提升前述传统等离子平面显示器的显示品质。

该实施例中，因面板温度的增加，单位灰阶因而降低的发光亮度T_Ri、T_Gi、T_Bi依实验结果及经验，可以获得如公式(10)、(11)、(12)的关系式：

T_Ri＝K_Ri R₀......(10)

T_Gi＝K_Gi G₀......(11)

T_Bi＝K_Bi B₀......(12)

其中K_Ri、K_Gi、K_Bi为亮度补偿系数，可由实验结果获得，以在进行亮度补偿时，分别增加红色放电单元的亮度aK_Ri、绿色放电单元的亮度bK_Gi、蓝色放电单元的亮度cK_Bi，使补偿后放电单元及像点的亮度分别以公式(13)-(16)来表示：

补偿后红色放电单元的亮度＝a(1+K_Ri)R₀-aT_Ri......   (13)

补偿后绿色放电单元的亮度＝b(1+K_Gi)G₀-bT_Gi......   (14)

补偿后蓝色放电单元的亮度＝c(1十K_Bi)B₀-cT_Bi......  (15)

补偿后像点亮度＝补偿后红色放电单元的亮度十补偿后绿色放电单元的亮度

                +补偿后蓝色放电单元的亮度

              ＝a×R₀+b×G₀+c×B₀......  (16)

公式(16)和公式(4)比较后，可知该红色、绿色及蓝色放电单元的亮度经补偿后，该等荧光体因面板温度增加，所产生发光效率降低的状况，可完全被消除。

由于当该等灸光体在其最大的临界灰阶数时，其放电次数已达到最大的亮度，此时，该等放电单元的单位灰阶，因面板温度的增加，所降低的发光亮度T_Ri、T_Gi、T_Bi将因放电次数无法再增加，而无法针对所降低的发光亮度T_Ri、T_Gi、T_Bi进行有效的补偿。

当该等荧光体在最大的临界灰阶数的状态下，其三色放电单元(Cell)的单位灰阶的发光亮度分别降低为K_RR₀、K_GG₀、K_BB₀，其中K_R＜1，K_G＜1，K_B＜1，K_R、K_G、K_B为最大的临界灰阶数的状态下的补偿系数，可经由实验结果获得。则在最大的临界灰阶数下，红色、绿色及蓝色放电单元的亮度，将可分别由下列公式(17)、(18)、(19)及(20)表示，像点中红色、绿色及蓝色的亮度比例由公式(21)来表示：

最大的临界灰阶数下红色放电单元的亮度＝aK_RR₀......  (17)

最大的临界灰阶数下绿色放电单元的亮度＝bK_GG₀......  (18)

最大的临界灰阶数下蓝色放电单元的亮度＝cK_BB₀......  (19)

最大的临界灰阶数下像点亮度＝最大的临界灰阶数下红色放电单元的亮度

                          +最大的临界灰阶数下绿色放电单元的亮度

+最大的临界灰阶数下蓝色放电单元的亮度

＝a K_RR_O+bK_GG_O+c K_BB_O......  (20)

红色放电单元的亮度∶绿色放电单元的亮度∶蓝色放电单元的亮度

＝a K_RR_O∶bK_GG_O∶c K_BB_O......  (21)

比较公式(5)及公式(21)可以看出，该等离子平面显示器在较高的面板温度下，其像点中红色、绿色及蓝色放电单元的亮度比例产生了变化，该变化系该等离子平面显示器上产生颜色偏差及降低图像显示品质的主因。

故，为有效解决在最大的临界灰阶数下，该等放电单元的单位灰阶所降低的发光亮度T_Ri、T_Gi、T_Bi无法进行补偿的问题，在本发明的另一较佳实施例中，该等离子平面显示器在最大的临界灰阶数的状态下，其控制电路可根据该侦测元件所量测的面板温度T，自该对照表中选用对应的增益值α_i、β_i和γ_i，调整各该放电单元的输入图像信号的强度，令其恰可补偿该等放电单元因面板温度的增加，所降低的发光效率的影响。

当面板温度上升时，其亮度补偿增益值α_i、β_i和γ_i，具有公式(22)及公式(23)的关系式，补偿后放电单元及像点的亮度分别以公式(23)-公式(27)来表示：

α_i∶β_i∶γ_i＝K_GK_B∶K_RK_B∶K_RK_G      ......  (22)

max{α_i，β_i，γ_i}≤1               ......   (23)

红色放电单元补偿后的亮度＝(aK_Rα_i)R₀......   (24)

绿色放电单元补偿后的亮度＝(bK_Gβ_i)G₀......   (25)

蓝色放电单元补偿后的亮度＝(cK_Bγ_i)B₀......   (26)

补偿后像点亮度＝红色放电单元补偿后的亮度+绿色放电单元补偿后的亮度

+蓝色放电单元补偿后的亮度

＝(aK_Rα_i)R₀+(bK_Gβ_i)G₀+(cK_Bγ_i)B₀     ......(27)

由公式(24)至公式(26)可以得到补偿后，该像点中红色、绿色及蓝色放电单元的亮度比例，如公式(28)所表示；

红色放电单元补偿后的亮度∶绿色放电单元补偿后的亮度∶蓝色放电单元补偿后的亮度＝(aK_Rα_i)R₀∶(bK_Gβ_i)G₀∶(cK_Bγ_i)B₀

＝aR₀∶bG₀∶cB₀......  (28)

和公式(5)比较，经补偿后，红色、绿色及蓝色放电单元的亮度比例回复到真实的比例，完全消除该等荧光体在最大的临界灰阶数下，所造成的颜色偏差。

在本发明的又另一实施例中，参阅图2可知，由于在等离子平面显示器上，面板温度与操作频率一般均系呈正比关系，故，该又另一实施例可针对等离子平面显示器，利用其控制电路，根据侦测元件所量测的操作频率，调整各该放电单元的输入图像信号强度，令所产生的色光亮度，恰可补偿因操作频率改变所减少的亮度，令等离子平面显示器在不同的操作频率下，仍能呈现出最佳色纯度及色温的图像画面。

以上仅为本发明的实施例，但本发明所主张的权利范围并不局限于此，凡本领域的普通技术人员，依据本发明所公开的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims (8)

1、一种改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：该方法系利用配色定律，通过数值运算，计算出每一像点因发光效率改变，其对应的三色放电单元所产生的色光亮度变化，并据以动态增加或降低各该放电单元的输入图像信号的强度，以调整所产生的红色、绿色或蓝色色光的亮度，令其恰可中和各该放电单元内，因发光效率改变，所产生的色温及色偏差变化，其中当面板温度上升时，其亮度补偿增益值α_i、β_i及γ_i具有第一公式及第二公式的关系式：

第一公式：α_i∶β_i∶γ_i＝k_Gk_B∶k_Rk_B∶k_Rk_G

第二公式：max{α_i，β_i，γ_i}≤1

其中k_R、k_B、k_G是最大的临界灰阶数的状态下的补偿系数。

2、如权利要求1所述的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：其中该等放电单元的发光效率改变后，其单位灰阶所减少的亮度数值，可根据色彩混合原理，利用数值运算方式，以红色、绿色及蓝色色光，依适当比例计算出来。

3、如权利要求2所述的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：其中所计算出来的各该色光的亮度数值，可作为各该放电单元的亮度补偿增益值，使该等离子平面显示器据以动态调整各该放电单元的输入图像信号强度，令所产生的色光，恰可补偿该等放电单元因发光效率改变所减少的亮度。

4、如权利要求3所述的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：其中各该放电单元的增益值是通过对涂布在该等放电单元处的三色荧光体，进行实验，分析出各该放电单元内荧光粉的单位灰阶，因面板温度增加，而降低的发光效率，以计算出各该放电单元应产生的红色、绿色或蓝色色光的增益值，及各该增益值与面板温度的关系，并建立一实验数值的对照表。

5、如权利要求4所述的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：其中该等离子平面显示器的一控制电路，可根据一侦测元件所量测的面板温度，在该对照表中选用对应的各该增益值，动态调整输入各该放电单元的图像信号强度，令其恰可补偿该等放电单元的单位灰阶因面板温度增加，而降低的发光效率。

6、如权利要求3所述的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：其中各该放电单元的增益值是通过对涂布在该等放电单元处的三色荧光体，进行实验，分析出各该放电单元内荧光粉的单位灰阶，因操作频率而降低的发光效率，以计算出各该放电单元应产生的红色、绿色或蓝色色光的增益值，及各该增益值与操作频率的关系，并建立一实验数值的对照表。

7、如权利要求6所述的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：其中该等离子平面显示器的一控制电路，可根据一侦测单元所量测的操作频率，在该对照表中选用对应的各该亮度补偿增益值，动态调整输入各该放电单元的图像信号强度，令其恰可补偿该等放电单元的单位灰阶因操作频率增加，所降低的发光效率。

8、如权利要求1-7任一项所述的改善等离子平面显示器上色温及色偏差的补偿方法，其特征是：其中各该放电单元的输入图像信号的强度，可为输入各该放电单元的电压强度。

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