CN101488327B

CN101488327B - 数据驱动装置及其方法

Info

Publication number: CN101488327B
Application number: CN2008100039434A
Authority: CN
Inventors: 黄明伟; 刘冠宏; 蔡德风
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: CN101488327A

Abstract

本发明提供一种数据驱动装置及其方法，当数据驱动装置接收到时序控制器所提供的灰度数字值后，其可依据伽玛查找表与修正穿透率查找表而提供一个修正/补偿灰度电压借以产生准确的像素电压，以驱动液晶显示器的液晶显示面板内的像素。因此，液晶显示器最终所呈现的画面颜色即能与理想伽玛曲线所制定的颜色相符。

Description

数据驱动装置及其方法

技术领域

本发明是有关于一种数据驱动装置及其方法，且特别是有关于一种可以解决液晶显示器因采用色序法驱动所造成色偏现象的数据驱动装置及其方法。

背景技术

随着光电与半导体技术的演进，所以带动了平面显示器的蓬勃发展，而在诸多平面显示器中，液晶显示器因具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，随即成为市场的主流。而众所皆知的是，液晶显示器包括液晶显示面板与背光模组，其中由于液晶显示面板本身并不具备自发光的特性，因此必须将背光模组配置在液晶显示面板下方，以提供液晶显示面板所需的面光源，进而使液晶显示面板达到显示的功能。

传统液晶显示器的背光模组提供给液晶显示面板所需的面光源的设计原理一般为提供一个白光，接着再通过液晶显示面板内各像素(pixel)位置上的彩色滤光片(color filter)后，即可显示各像素所欲呈现的色彩。故依据上述可知的是，在每一个像素位置上就必需要设置红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三个彩色滤光片，而如此作法不仅会较为耗费制作成本，且经过彩色滤光片后各像素显示的透光率也会较低。此外，在红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三个彩色滤光片彼此相邻处也会有混色的现象产生。

故为了要解决上述混色的现象，现有现有作法会在红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三个彩色滤光片彼此相邻处以黑色矩阵(black matrix)相隔，而如此作法虽可减少混色的现象，但却会造成彩色滤光片的透光率更为下降。

因此，在最新液晶显示器的设计中，便提出以发光二极管(light-emittingdiodes，LED)的背光源来取代传统白光的背光源以显示各像素的色彩。也就是说，将彩色滤光片在空间轴上混色的作法，亦即空间轴上红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三个子像素在小于人眼视角的范围内混色，改为经由发光二极管的背光源在时间轴上的混色，亦即在人眼视觉暂留的时间范围内，将红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种颜色影像在时间轴上快速切换以产生混色的效果。

举例来说，若以显示动态影像每秒60张画面(frame)而言，在时间轴上快速切换红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种颜色影像，则红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种颜色影像更新频率需至少每秒180张影像，而此种作法也就是所谓的色序法(Color Sequential Method)，如此便不需设置彩色滤光片在液晶显示面板内各像素(pixel)的位置上，借此来提升各像素显示的透光率。然而，由于红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种颜色的发光二极管的背光源在施加相同的灰度电压下所对应的穿透率(transmissivity)并不相同，故而此三种颜色经由人眼视觉暂留的混色后，便会衍生出色偏(color-shift)的现象。

图1绘示为现有红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种颜色的发光二极管的背光源在施加灰度电压下所分别对应的穿透率示意图，其中横轴代表灰度电压(V)，而纵轴代表穿透率(％)。请参照图1，图1所揭露的虚线(---)是在理想的状况下，各颜色发光二极管的背光源对于所施加的灰度电压(V)与其所对应的穿透率(％)是呈现相同的特性曲线，且皆为线性的状态，但在实际的状况下，当红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种颜色的发光二极管的背光源在施加相同的灰度电压Va时，红色(R)的发光二极管的背光源会比所欲呈现的红色还要亮，而绿色(G)与蓝色(B)的发光二极管的背光源会比所欲呈现的绿色与蓝色还要暗，故再经由人眼视觉暂留的混色后，便会造成色偏的现象，亦即混色后会比较偏红。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种数据驱动装置与其方法，其借由利用一个伽玛查找表与一个修正穿透率查找表，来解决先前技术因液晶显示器采用色序法驱动所衍生出的色偏现象。

基于上述及其所欲达成的目的，本发明提出一种数据驱动装置，其包括伽玛查找单元、运算处理单元，以及驱动单元。其中，伽玛查找单元具有一个伽玛查找表，而此伽玛查找表内建一个制定伽玛曲线(例如伽玛值为2.2的制定伽玛曲线)与一个理想伽玛曲线。伽玛查找单元用以接收一个灰度数字值，并据以从上述制定伽玛曲线与理想伽玛曲线中分别找出对应的一个制定穿透率与一个理想穿透率。

运算处理单元耦接伽玛查找单元，并具有一个修正穿透率查找表，用以于此修正穿透率查找表内建的修正穿透率曲线中找出是否有与上述理想穿透率相同的第一修正穿透率，若有，则将第一修正穿透率所对应的第一修正灰度电压输出。驱动单元耦接运算处理单元，用以接收上述第一修正灰度电压，并据以产生像素电压而驱动液晶显示面板内的像素。

在本发明的一实施例中，当运算处理单元未找出与上述理想穿透率相同的第一修正穿透率时，则找出与上述理想穿透率最接近且小于此理想穿透率的第二修正穿透率所对应的第二修正灰度电压，且再依据上述制定穿透率所对应的一个制定灰度电压，而将此第二修正灰度电压与制定灰度电压做内插运算而获得一个补偿灰度电压，其中此补偿灰度电压所对应的补偿穿透率就为上述制定穿透率。借此，上述驱动单元就会依据此补偿灰度电压而产生上述的像素电压以驱动上述像素。

从另一观点来看，本发明提出一种数据驱动方法，其包括下列步骤：首先，提供一个伽玛查找表，其内建一个制定伽玛曲线(例如伽玛值为2.2的制定伽玛曲线)与一个理想伽玛曲线。接着，提供一个修正穿透率查找表，其内建一个修正穿透率曲线。之后，依据一个灰度数字值而于上述制定伽玛曲线与理想伽玛曲线中分别找出对应的一个制定穿透率与一个理想穿透率。然后，找出是否有与上述理想穿透率相同的第一修正穿透率，若有，则产生与第一修正穿透率相对应的第一修正灰度电压。最后，依据上述第一修正灰度电压而产生像素电压，以驱动液晶显示面板内的像素。

在本发明的一实施例中，当未找出与上述理想穿透率相同的第一修正穿透率时，则进行下列步骤：首先，找出与上述理想穿透率最接近且小于此理想穿透率的第二修正穿透率所对应的第二修正灰度电压。接着，依据上述制定穿透率所对应的一个制定灰度电压，而将上述第二修正灰度电压与制定灰度电压做内插运算而获得一个补偿灰度电压，其中此补偿灰度电压所对应的补偿穿透率就为上述理想穿透率。最后，依据此补偿灰度电压而产生上述像素电压以驱动上述像素。

在上述实施例中，上述修正穿透率曲线纪录上述第一及第二修正穿透率所分别对应的第一及第二修正灰度电压。此外，上述的液晶显示面板可为光学补偿弯曲(OCB)排列式液晶显示面板。

在上述实施例中，上述制定伽玛曲线包括红色制定伽玛曲线、绿色制定伽玛曲线或蓝色制定伽玛曲线。

本发明所提供的数据驱动装置及其方法，因为事先将一个例如伽玛值为2.2的制定伽玛曲线与一个理想伽玛曲线制作成一个伽玛查找表，并且将一个修正穿透率曲线制作成一个修正穿透率查找表。故当伽玛查找单元接收到一个灰度数字值时，伽玛查找单元会依据其内部的伽玛查找表，而分别找出相对应的一个制定穿透率与一个理想穿透率。

接着，运算处理单元会依据其内部的修正穿透率查找表，而找出与上述理想穿透率相同的修正/补偿穿透率，并且提供一个与此修正/补偿穿透率相对应的一个修正/补偿灰度电压给驱动单元。最后，驱动单元再据以产生像素电压来驱动液晶显示面板内的像素。因此，本发明所提供的数据驱动装置与其方法可以致使液晶显示器最终所呈现的画面颜色与理想伽玛曲线所制定的颜色相符，如此即可解决先前技术因液晶显示器采用色序法驱动所衍生出的色偏现象。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1绘示为现有红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种颜色的发光二极管的背光源在施加灰度电压下所分别对应的穿透率示意图。

图2绘示为本发明一实施例的液晶显示器的方块图。

图3绘示为图2的数据驱动装置的方块图。

图4绘示为图3的伽玛查找表内建的红色制定伽玛曲线与理想伽玛曲线的示意图。

图5绘示为图3的修正穿透率查找表内建的修正穿透率曲线的示意图。

图6绘示为本发明一实施例的数据驱动方法的流程图。

主要元件符号说明：

Va：灰度电压

T_R、T_Va、T_G、T_B：穿透率

R：红色发光二极管的背光源对于所施加的灰度电压(V)与其所对应的穿透率(％)的曲线、红色制定伽玛曲线

G：绿色发光二极管的背光源对于所施加的灰度电压(V)与其所对应的穿透率(％)的曲线

B：蓝色发光二极管的背光源对于所施加的灰度电压(V)与其所对应的穿透率(％)的曲线

200：液晶显示器

201：背光模组

203：栅极驱动器

205：源极驱动器

207：时序控制器

209：液晶显示面板

201a、201b、201c：发光二极管

G1～Gm：栅极配线

CPV：基本时序

STV：起始脉冲

S1～Sn：源极配线

DD1～DDn：数据驱动装置

DR/DG/DB：灰度数字值

P：像素

Vp1～Vpn：像素电压

301：伽玛查找表

303：运算处理单元

303a：修正穿透率查找表

305：驱动单元

V_DR：灰度电压

T_VDR：制定穿透率

T_DR：理想穿透率

I：理想伽玛曲线

T₁～T_n：修正穿透率

V₁～V_n：修正灰度电压

V_C：补偿灰度电压

S601～S617：本发明一实施例的数据驱动方法的流程图各步骤

具体实施方式

本发明所欲达成的技术功效是为解决先前技术因液晶显示器采用色序法所衍生出的色偏现象。而以下内容将是针对本案的技术特征与所欲达成的技术功效做一详加描述，以提供给该发明相关领域的技术人员参详。

图2绘示为本发明一实施例的液晶显示器200的方块图。请参照图2，液晶显示器200包括背光模组201、栅极驱动器203、源极驱动器205、时序控制器207，以及液晶显示面板209。其中，背光模组201由多数个红色、绿色与蓝色三颜色的发光二极管201a、201b、201c所组成，用以分时提供红色光源、绿色光源与蓝色光源来当作显示面板209所需的背光源，亦即液晶显示器200的驱动方式是采用色序法的驱动方式。此外，液晶显示面板209可为光学补偿弯曲(OCB)排列式液晶显示面板。

栅极驱动器203具有多数条栅极配线G1～Gm，而此栅极驱动器203用以接收时序控制器207所提供的基本时序CPV与起始脉冲STV后，利用每一条栅极配线G1～Gm依序输出扫描信号(scan signal)，以对应的开启显示面板209内的每一列像素。源极驱动器205具有多数条源极配线S1～Sn，且包括多数个数据驱动装置DD1～DDn，其中每一个数据驱动装置DD1～DDn用以对应的接收时序控制器207所提供的灰度数字值DR/DG/DB，并据以产生像素电压Vp1～Vpn至对应的源极配线S1～Sn上，以驱动液晶显示面板209内的像素(pixel)P。

而以下内容将先以数据驱动装置DD1与背光模组201此时为提供红色光源来做描述。图3绘示为本实施例的数据驱动装置DD1的方块图。请合并参照图2及图3，数据驱动装置DD1包括伽玛查找单元301、运算处理单元303，以及驱动单元305。其中，伽玛查找单元301具有一个伽玛查找表301a，而此伽玛查找表301a内建一个制定伽玛曲线，例如伽玛值为2.2的红色制定伽玛曲线(但本发明并不限制于此)与一个理想伽玛曲线。

于本实施例中，伽玛查找单元301用以接收时序控制器207所提供的灰度数字值DR，并据以从伽玛查找表301a内建的红色制定伽玛曲线与理想伽玛曲线中分别找出对应的一个制定穿透率与一个理想穿透率。举例来说，图4绘示为本实施例的伽玛查找单元301内建的红色制定伽玛曲线R与理想伽玛曲线I的示意图。请合并参照图3及图4，时序控制器207所提供的灰度数字值DR代表一个灰度电压V_DR，且此灰度电压V_DR会于红色制定伽玛曲线R与理想伽玛曲线I上分别对应到一个制定穿透率T_VDR与一个理想穿透率T_DR。

运算处理单元303包括一个修正穿透率查找表303a，其内建一个修正穿透率曲线。图5绘示为本实施例的修正穿透率查找表303a内建的修正穿透率曲线的示意图。请合并参照图3～图5，由图5所揭露的示意图可明显看出，修正穿透率查找表303a内建的修正穿透率曲线纪录着多数个修正穿透率T₁～T_n所分别对应的多数个修正灰度电压V₁～V_n。

因此，运算处理单元303便会以红色制定伽玛曲线R为基准，并且根据伽玛查找单元301依据时序控制器207所提供的灰度数字值DR所找出的制定穿透率T_VDR与理想穿透率T_DR，而于其所内建的修正穿透率查找表303a中找出是否有与理想穿透率T_DR相同的第一修正穿透率T₁/T₂/.../T_n，且若有时，则将与此理想穿透率T_DR相同的第一修正穿透率T₁/T₂/.../T_n所对应的第一修正灰度电压V₁/V₂/.../V_n输出，以提供至驱动单元305。如此，驱动单元305便依据所输出的第一修正灰度电压V₁/V₂/.../V_n，而产生像素电压Vp1以驱动液晶显示器200的液晶显示面板209内的像素P。

然而，由图5所绘示的示意图中可明显看出，时序控制器207所提供的灰度数字值DR所代表的灰度电压V_DR，其所对应的理想穿透率T_DR并没有对应到任何的第一修正穿透率T₁/T₂/.../T_n，故此时运算处理单元303便会以红色制定伽玛曲线R为基准，而找出与理想穿透率T_DR最接近且小于此理想穿透率T_DR的第二修正穿透率T₄所对应的第二修正灰度电压V₄，且再依据制定穿透率T_VDR所对应的制定灰度电压(亦即灰度电压V_DR)后，将此第二修正灰度电压V₄与制定灰度电压做一内插运算而获得一个补偿灰度电压V_C，如此驱动单元305便依据此补偿灰度电压V_C，而产生像素电压Vp1以驱动液晶显示器200的液晶显示面板209内的像素P。

于本实施例中，补偿灰度电压V_C所对应的补偿穿透率就为上述理想穿透率T_DR，且上述的内插运算所应用的数学公式如下：

(T_VDR-T₄)/(V_DR-V₄)＝(T_DR-T₄)/(V_C-V₄)

但依据本发明的精神，应当不局限以内插运算来求得补偿灰度电压V_C。也就是说，使用者可依实际需求而以例如外插运算或其他运算方式来求得补偿灰度电压V_C。

故依据上述可知，本实施例的数据驱动装置DD1接收到时序控制器207所提供的灰度数字值DR后，其可依据伽玛查找表301a与修正穿透率查找表303a，而提供一个修正/补偿灰度电压V₁～V_n/V_C给驱动单元305产生准确的像素电压Vp1，以驱动液晶显示器200的液晶显示面板209内的像素P。因此，液晶显示器200最终所呈现的红色画面颜色就能与理想伽玛曲线I所制定的颜色相符。

此外，依本发明领域具有通常知识者经由上述实施例的教示后，应当可轻易类推到当背光模组201此时为提供绿色或蓝色光源时，数据驱动装置DD1的作动方式，亦即只要将伽玛查找单元301内建的红色制定伽玛曲线R对应的换成绿色制定伽玛曲线G与蓝色制定伽玛曲线B即可，故在此并不再加以赘述。因此，液晶显示器200最终所呈现的红色/绿色/蓝色画面颜色就能与理想伽玛曲线I所制定的颜色相符，如此再经由人眼视觉暂留的混色后，并不会有色偏现象的产生。

而为了要能更清楚地述明上述实施例的数据驱动装置DD1～DDn的精神，以下将再例举一个数据驱动方法，以提供给本发明领域的技术人员参考。

图6绘示为本发明一实施例的数据驱动方法的流程图。请参照图6，本实施例的数据驱动方法适用于一液晶显示器，且此液晶显示器具有一个以分时提供红色光源、绿色光源与蓝色光源的背光模组，以当作液晶显示面板所需的背光源，亦即此液晶显示器是采用色序法的驱动方式，且液晶显示面板可为光学补偿弯曲(OCB)排列式液晶显示面板。

本实施例的数据驱动方法包括下列步骤：首先，如步骤S601所述，提供一个伽玛查找表，其内建一个制定伽玛曲线(例如伽玛值为2.2的红色、绿色或蓝色制定伽玛曲线)与一个理想伽玛曲线。接着，如步骤S603所述，提供一个修正穿透率查找表，其内建一个修正穿透率曲线。于本实施例中，修正穿透率曲线纪录着多数个修正穿透率所分别对应的多数个修正灰度电压。

之后，如步骤S605所述，依据一个灰度数字值而于步骤S601及S603所提供的制定伽玛曲线与理想伽玛曲线中分别找出对应的一个制定穿透率与一个理想穿透率，其中此灰度数字值由显示器的时序控制器(T-con)所提供。然后，如步骤S607所述，找出是否有与上述理想穿透率相同的第一修正穿透率？若有，则进行步骤S609，亦即产生与此第一修正穿透率相对应的第一修正灰度电压。最后，如步骤S611所述，依据步骤S609所产生的第一修正灰度电压而产生像素电压，以驱动液晶显示器的液晶显示面板内的像素。

此外，当步骤S607未找出与上述理想穿透率相同的第一修正穿透率时，则进行步骤S613，亦即找出与上述理想穿透率最接近且小于此理想穿透率的第二修正穿透率所对应的第二修正灰度电压。接着，如步骤S615所述，依据上述制定穿透率所对应的一个制定灰度电压，而将上述第二修正灰度电压与制定灰度电压做内插运算而获得一个补偿灰度电压，其中此补偿灰度电压所对应的补偿穿透率就为上述理想穿透率。最后，如步骤S617所述，依据步骤S617所获得的补偿灰度电压而产生像素电压，以驱动液晶显示面板内的像素。

故依据上述可知，液晶显示器最终所呈现的红色/绿色/蓝色画面颜色就能与步骤S601的理想伽玛曲线所制定的颜色相符，如此即可解决先前技术的液晶显示器因采用色序法所衍生出的色偏现象。

除此之外，依据本发明所欲阐述的精神，其并不局限于上述实施例所教示的方式。也就是说，依据上述数据驱动装置与其方法的构想下，在本发明的另一实施例中，其可借由将数据驱动装置DD1～DDn内的伽玛查找单元301与运算处理单元303内嵌在时序控制器207中，如此来直接修正时序控制器207提供给一般源极驱动器的灰度数字值DR/DG/DB，借此同样可以达到本发明所欲阐述的精神。

综上所述，本发明所提供的数据驱动装置及其方法，因为事先将一个例如伽玛值为2.2的制定伽玛曲线与一个理想伽玛曲线制作成一个伽玛查找表，并且将一个纪录着多数个修正穿透率所分别对应的多数个修正灰度电压的修正穿透率曲线制作成一个修正穿透率查找表。故当伽玛查找单元接收到一个灰度数字值时，伽玛查找单元会依据其内部的伽玛查找表，而分别找出相对应的一个制定穿透率与一个理想穿透率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种数据驱动装置，应用于采用色序法驱动的液晶显示器中，其特征在于该数据驱动装置包括：

一伽玛查找单元，具有一伽玛查找表，其中该伽玛查找表内建一制定伽玛曲线与一理想伽玛曲线，而该伽玛查找单元用以接收一灰度数字值，并据以从该制定伽玛曲线与该理想伽玛曲线中分别找出对应的一制定穿透率与一理想穿透率，其中该制定伽玛曲线包括一红色制定伽玛曲线、一绿色制定伽玛曲线或一蓝色制定伽玛曲线；

一运算处理单元，耦接该伽玛查找单元并具有一修正穿透率查找表，用以于该修正穿透率查找表中找出是否有与该理想穿透率相同的一第一修正穿透率，若有找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率，则将该第一修正穿透率所对应的一第一修正灰度电压输出，若没有找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率，则找出与该理想穿透率最接近且小于该理想穿透率的一第二修正穿透率所对应的一第二修正灰度电压，且再依据该制定穿透率所对应的一制定灰度电压，而将该第二修正灰度电压与该制定灰度电压做一内插运算，以获得一补偿灰度电压，其中该补偿灰度电压所对应的一补偿穿透率为该理想穿透率；以及

一驱动单元，耦接该运算处理单元，用以在该运算处理单元有找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率时，接收该第一修正灰度电压，并据以产生一像素电压而驱动一液晶显示面板内的一像素，并且在该运算处理单元未找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率时，依据该补偿灰度电压而产生该像素电压以驱动该像素。

2.如权利要求1所述的数据驱动装置，其特征在于，该修正穿透率查找表内建一修正穿透率曲线，且该修正穿透率曲线纪录该第一及第二修正穿透率所分别对应的该第一及第二修正灰度电压。

3.一种数据驱动方法，应用于采用色序法驱动的液晶显示器中，其特征在于该数据驱动方法包括下列步骤：

提供一伽玛查找表，内建一制定伽玛曲线与一理想伽玛曲线，其中该制定伽玛曲线包括一红色制定伽玛曲线、一绿色制定伽玛曲线或一蓝色制定伽玛曲线；

提供一修正穿透率查找表，内建一修正穿透率曲线；

依据一灰度数字值，而于该制定伽玛曲线与该理想伽玛曲线中分别找出对应的一制定穿透率与一理想穿透率；

于该修正穿透率查找表中找出是否有与该理想穿透率相同的一第一修正穿透率，若有找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率，则产生与该第一修正穿透率相对应的一第一修正灰度电压，若没有找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率，则找出与该理想穿透率最接近且小于该理想穿透率的一第二修正穿透率所对应的一第二修正灰度电压，且再依据该制定穿透率所对应的一制定灰度电压，而将该第二修正灰度电压与该制定灰度电压做一内插运算，以获得一补偿灰度电压，其中该补偿灰度电压所对应的一补偿穿透率为该理想穿透率；以及

当有找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率时，依据该第一修正灰度电压而产生一像素电压，以驱动一液晶显示面板内的一像素，并且当未找出与该理想穿透率相同的该第一修正穿透率时，依据该补偿灰度电压而产生该像素电压以驱动该像素，

其中，该修正穿透率曲线纪录该第一修正穿透率所对应的该第一修正灰度电压以及纪录该第二修正穿透率所对应的该第二修正灰度电压。