CN101504827A - 一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于显示技术领域，提供了一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置及方法。所述方法包括以下步骤：开启一背光模块的多个区块中的一第一区块的一种颜色的发光二极管；当该第一区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入该第一区块的像素；当该种颜色的影像数据完成写入该第一区块的像素的储存电容之后，开启该背光模块的与该第一区块相邻的一第二区块的该种颜色的发光二极管；当该第二区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入该第二区块的像素；当该种颜色的影像数据完成写入该第一区块的像素的液晶电容之后，将一插黑的电压准位写入该第一区块的像素；以及当该插黑的电压准位完成写入该第一区块的像素之后，关闭该第一区块的该种颜色的发光二极管。本发明能增加像素中液晶的反应时间，减少整个画面上下区域色不均的现象产生。

Description

一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置及方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置及方法。

背景技术

显示器中显示色彩的混色(color mixture)法，可以分为时间和空间两种。时间性混色法是利用不同的时间轴让RGB的光源通过来进行混色，例如继续加法混色法(color sequential method)，是利用人眼的视觉暂留(photogene)现象，让人类的视觉系统感知混色的效果。空间性混色，例如同时加法混色法(colorconcurrent method)、并置加法混色法(strip alignment method)。请参考图1，图1为并置加法混色法，同时加法混色法，以及继续加法混色法的示意图。目前以采用彩色滤光片的并置加法混色法，为显示器主要的混色方法，以薄膜晶体管液晶显示器(Thin Field Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)为例，每一显示像素均由彩色滤光片上所分布的红、绿、蓝(RGB)三个子像素所构成，这些子像素小于人眼可分辨的视角范围，让人类的视觉系统感知混色的效果。但是时间性混色的继续加法混色法，渐渐有后来居上的趋势。与并置加法混色法比较起来，继续加法混色法具有：1.高分辨率；2.驱动IC数目可以减少；3.可以进行彩色平衡调整；4.少了彩色滤光片，使液晶穴的构成单纯化，并可以减少空间等等的优点，采用继续加法混色法的显示器称为色序法显示器(FieldSequential Display，FSD)。

请参考图2。图2为传统的FSD的系统架构方块图。图2中包括一视信源12，一色序法控制器14，一内存16，一显示面板模块18，以及一背光模块20。如图2所示，并列的视信信号RGB以及控制信号由视信源12输入色序法控制器14。色序法控制器14包括输出入缓存器(buffer)F1以及F2，一数据流转换器141，以及一内存控制单元143。输出入缓存器F1用来接收由视信源12所传来的信号，如上述的并列的视信信号RGB以及控制信号，数据流转换器141用来将并列的视信信号RGB转换为序列的视信信号RGB，输出入缓存器F2用来输出由数据流转换器141所传来的序列的视信信号RGB，而内存控制单元143用来传输或接收内存16所传来或接收的信号。接着输出入缓存器F2输出由数据流转换器141所传来的序列的视信信号RGB至显示面板模块18，并输出色序法(Color Sequential Method)驱动信号至背光模块20。当输出入缓存器F2输出色序法驱动信号至背光模块20时，色序法控制器14会同步控制背光模块20，使其配合所需显示的不同的RGB信号，点亮相对应背光光源中的发光二极管。

图3为传统FSD背光模块20的驱动波型示意图。由图3中可看出，当一影像画面的红色影像数据完成写入后，背光模块20中的多个红色发光二极管配合着被点亮，接着该影像画面的绿色影像数据完成写入后，背光模块20中的多个绿色发光二极管配合着被点亮，最后当该影像画面的蓝色影像数据完成写入后，背光模块20中的多个蓝色发光二极管即配合着被点亮。如图3所示，背光模块20中一种颜色的发光二极管的开启是在该种颜色的影像数据完成写入后进行，因为若该种颜色的影像数据尚未写入时，像素的液晶中会残留有前一种颜色的影像数据，此时若将该种颜色的发光二极管开启，会产生干扰。然而，因为一画面的扫描线是由第1条扫描到最后一条，即前几条扫描线和最后几条扫描线的像素开启时间会有时间差，导致前几条扫描线和最后几条扫描线的一种颜色的影像数据的写入完成时间产生时间差；而如上面所述，在所有的该种颜色的影像数据全部写入后，背光模块20中的该种颜色的发光二极管才能被开启，因此在此种情形下，造成后面几条扫描线的该种颜色的发光二极管的开启时间会变得太短而导致液晶的反应时间不足，无法达到所设定的穿透亮度响应，而产生画面的上下区域色不均的现象。且因色序法的写入频率提升，会使得液晶充电时间不足，造成画面质量不佳，如图4所示。图4中，当一画面中不同颜色的场(field)在反转时，因各颜色的场的充电时间不足，容易造成画面的对比不足。若在一画面(frame)反转时，因为只有某一颜色的场有充电不足的状况产生，因此会造成液晶无法关闭该颜色的场的光，如图5所示，使得画面产生色偏的现象。有时再加上考虑液晶的充电时间不足的问题，会将发光二极管的亮灯时间进一步缩短，造成画面的亮度降低，或者需加入更多颗发光二极管以使得画面回复原来的亮度。因此，要如何针对这些问题提出适当的解决办法，实为当前色序法显示器的设计中一项重要的课题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种能增加像素中液晶的反应时间，减少整个画面上下区域色不均的现象产生的利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置，所述装置包括：

一薄膜晶体管液晶显示器面板模块，其包括多个以数组方式排列的像素，每一像素包括：

一像素控制开关，其包括一闸极及一源极；及

一插黑控制开关，其包括一闸极；

一背光模块，其包括多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管；及

一色序法控制器，其包括：

一时序控制单元，通过一闸极信号线电连接于该像素控制开关的闸极，及通过一插黑闸极信号线电连接于该插黑控制开关的闸极，用来控制该像素控制开关及该插黑控制开关的开启及关闭；

一输出入缓存器，通过一数据信号线电连接于该像素控制开关的源极，用来对该像素给予数据信号；及

一背光模块控制单元，电连接于多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管，用来控制多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管的开启及关闭。

本发明实施例还提供一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法，所述方法包括以下步骤：

开启一背光模块的多个区块中的一第一区块的一种颜色的发光二极管；

当该第一区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入该第一区块的像素；

当该种颜色的影像数据完成写入该第一区块的像素的储存电容之后，开启该背光模块的与该第一区块相邻的一第二区块的该种颜色的发光二极管；

当该第二区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入该第二区块的像素；

当该种颜色的影像数据完成写入该第一区块的像素的液晶电容之后，将一插黑的电压准位写入该第一区块的像素；以及

当该插黑的电压准位完成写入该第一区块的像素之后，关闭该第一区块的该种颜色的发光二极管。

在本发明实施例中，通过插黑技术，在色序法显示面板模块中的每个像素中加入一颗插黑控制开关，便可以消除面板中像素所残留的前一颜色的影像数据，再加上将一背光模块上的发光二极管，分成多个区块重迭式地点亮，延长发光二极管的开启时间，便可以解决因色序法的写入频率提升所造成的发光二极管的亮灯时间缩短使得液晶充电时间不足的问题。

附图说明

图1为现有技术并置加法混色法，同时加法混色法，以及继续加法混色法的示意图。

图2为现有技术的FSD的系统架构方块图。

图3为现有技术的FSD背光模块的驱动波型示意图。

图4为现有技术的当一画面中不同颜色的场在反转时，各颜色的场的充电时间不足的波型示意图。

图5为现有技术的因色序法的写入频率提升，使得液晶充电时间不足的波型示意图。

图6为本发明实施例提供的利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置的系统结构方块图。

图7为本发明实施例提供的利用重迭式多重扫描色序法显示面板模块的像素的结构示意图。

图8为本发明实施例提供的利用重迭式多重扫描色序法的面板模块的结构示意图。

图9则为本发明实施例提供的利用重迭式多重扫描色序法的面板的走线示意图。

图10为本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法的步骤流程图。

图11为根据本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法的驱动原理。

图12为利用每一帧包括4个场的红蓝绿三种颜色的发光二极管的本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法的驱动原理。

图13为根据本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法的液晶转态图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提出一通过插黑技术，在色序法显示面板模块中的每个像素中加入一颗插黑控制开关，便可以消除面板中像素所残留的前一颜色的影像数据，再加上将一背光模块上的发光二极管，分成多个区块重迭式地点亮，延长发光二极管的开启时间，便可以解决因色序法的写入频率提升所造成的发光二极管的亮灯时间缩短使得液晶充电时间不足的问题。

请参考图6以及图7，图6中包括一视信源612，一色序法控制器614，一内存616，一显示面板模块618，以及一背光模块620。如图6所示，并列的视信信号RGB以及控制信号由视信源612输入色序法控制器614。色序法控制器614包括输出入缓存器(buffer)F1以及F2，一数据流转换器641，以及一内存控制单元643。输出入缓存器F1用来接收由视信源612所传来的信号，如上述的并列的视信信号RGB以及控制信号，数据流转换器641用来将并列的视信信号RGB转换为序列的视信信号RGB，输出入缓存器F2用来输出由数据流转换器641所传来的序列的视信信号RGB，而内存控制单元643用来传输或接收内存616所传来或接收的信号。显示面板模块618包括m*n个以数组方式排列的像素，每一像素均与像素700结构相同，其中m和n均为一正整数。背光模块620包括多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管。色序法控制器614还包括一时序控制单元623以及一背光模块控制单元626。背光模块控制单元626电连接于背光模块620的多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管，用来控制多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管的开启及关闭。输出入缓存器F2输出由数据流转换器641所传来的序列的视信信号RGB至显示面板模块618，并输出色序法驱动信号至背光模块620。当输出入缓存器F2输出色序法驱动信号至背光模块620时，色序法控制器614中的背光模块控制单元626会同步控制背光模块620，使其配合所需显示的不同的RGB信号，点亮背光光源中相对应的颜色的发光二极管。

图7中的像素700包括一像素控制开关701，一插黑控制开关703，一液晶电容707及一储存电容705。像素控制开关701包括一闸极、一汲极及一源极，时序控制单元623经由一闸极信号线电连接于像素控制开关701的闸极，及通过一插黑闸极信号线电连接于插黑控制开关703的闸极，控制像素控制开关701及插黑控制开关703的开启及关闭。输出入缓存器F2通过一数据信号线电连接于像素控制开关701的源极，用来给予像素数据信号，即输出入缓存器F2输出由数据流转换器641所传来的序列的视信信号RGB至显示面板模块618即通过数据信号线输入视信信号RGB至每一像素控制开关的源极。像素控制开关701及插黑控制开关703还各包括一汲极，电连接于像素700的液晶电容707及储存电容705的一端点，液晶电容707及储存电容705的另一端点电连接于共同电压Vcom端点。

至于本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置600中的显示面板模块618，本发明在此揭露一以点反转(dot inversion)的方式排列像素的重迭式多重扫描色序法显示面板模块的实施例，请参考图8以及图9。图8中的显示面板模块800包括一显示面板802，一插黑闸极IC 806，一闸极IC 804，及源极IC 808。源极IC 808位于显示面板802的下方，而插黑闸极IC 806和闸极IC804分别位于显示面板802的两侧。从图9中可看出，显示面板802中以数组方式排列的m*n个像素是以点反转(每相邻两像素的极性相反)的方式排列，此排列方式可降低闪烁(flicker)的现象的产生。而每一个像素均包括有一像素控制开关以及一插黑控制开关。显示面板802中一第p条闸极信号线电连接于一第(2p-1)列以及一第2p列像素的像素控制开关的闸极，例如第1条闸极信号线电连接于第1列及第2列像素的像素控制开关的闸极，第2条闸极信号线电连接于第3列及第4列像素的像素控制开关的闸极。一第q条插黑闸极信号线电连接于一第(2q-1)列以及一第(2q-2)列像素的插黑控制开关的闸极，例如第1条插黑闸极信号线电连接于第1列像素的插黑控制开关的闸极，第2条插黑闸极信号线电连接于第2列及第3列像素的插黑控制开关的闸极。一第(2r-1)行的奇数列像素的像素控制开关的源极电连接于一第(4r-3)条数据信号线，例如第1行的奇数列像素的像素控制开关的源极电连接于第1条数据信号线，第3行的奇数列像素的像素控制开关的源极电连接于第5条数据信号线。一第(2r-1)行的偶数列像素的像素控制开关的源极电连接于一第(4r-2)条数据信号线，例如第1行的偶数列像素的像素控制开关的源极电连接于第2条数据信号线，第3行的偶数列像素的像素控制开关的源极电连接于第6条数据信号线。一第2r行的奇数列像素的像素控制开关的源极电连接于一第4r条数据信号线，例如第2行的奇数列像素的像素控制开关的源极电连接于第4条数据信号线，第4行的奇数列像素的像素控制开关的源极电连接于第8条数据信号线。以及一第2r行的偶数列像素的像素控制开关的源极电连接于一第(4r-1)条数据信号线，例如第2行的偶数列像素的像素控制开关的源极电连接于第3条数据信号线，第4行的偶数列像素的像素控制开关的源极电连接于第7条数据信号线。其中m、n、p、q、r均为一正整数。而所有插黑控制开关的源极均电连接于一条插黑数据信号线，用来接收一插黑的电压准位。插黑闸极信号线电连接于插黑闸极IC 806，闸极信号线电连接于闸极IC 804，及数据信号线电连接于源极IC 808。

请参看图10和图11，为利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法的步骤流程图，其包括以下步骤：

步骤100：开启背光模块620的多个区块中的一第一区块的一种颜色的发光二极管；

步骤102：当第一区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入第一区块的像素；

步骤104：当该种颜色的影像数据完成写入第一区块的像素的储存电容之后，开启背光模块620的与第一区块相邻的一第二区块的该种颜色的发光二极管；

步骤106：当第二区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入第二区块的像素；

步骤108：当该种颜色的影像数据完成写入第一区块的像素的液晶电容之后，将一插黑的电压准位写入第一区块的像素；

步骤110：当插黑的电压准位完成写入第一区块的像素之后，关闭第一区块的该种颜色的发光二极管。

图11为根据本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法的驱动原理。从图11中可看出，背光模块620的发光二极管被分为4个区块，例如第一区块、第二区块、第三区块及第四区块。第一区块的位置相对于显示面板模块800中第1条至第i条扫描线的位置，第二区块的位置相对于显示面板模块800中第i+1条至第2i条扫描线的位置，第三区块的位置相对于显示面板模块800中第2i+1条至第3i条扫描线的位置，及第四区块的位置相对于显示面板模块800中第3i+1条至第4i条扫描线的位置，其中i为一正整数，m＝4*i。每个区块中的同一种颜色的发光二极管每间隔一段时间依序重迭式地被开启。首先，开启背光模块620的四个区块中的第一区块的红色发光二极管(步骤100)，并且当第一区块的红色的发光二极管开启时，将红色的影像数据写入第一区块的像素(步骤102)。接着当红色的影像数据完成写入第一区块的像素的储存电容之后，开启背光模块620的第二区块的红色的发光二极管(步骤104)，并且当第二区块的红色的发光二极管开启时，将红色的影像数据写入第二区块的像素(步骤106)。接着当红色的影像数据完成写入第一区块的像素的液晶电容之后，将一插黑的电压准位写入第一区块的像素(步骤108)，接着当插黑的电压准位完成写入第一区块的像素之后，关闭第一区块的红色的发光二极管(步骤110)。同样地，当红色的影像数据完成写入第二区块的像素的储存电容之后，开启背光模块620的第三区块的红色的发光二极管，并且当第三区块的红色的发光二极管开启时，将红色的影像数据写入第三区块的像素。接着同样地，当红色的影像数据完成写入第二区块的像素的液晶电容之后，将插黑的电压准位写入第二区块的像素，并且当插黑的电压准位完成写入第二区块的像素之后，关闭第二区块的红色的发光二极管。依此类推，完成写入四个区块的红色、蓝色、及绿色发光二极管的影像数据以及插黑电压准位，如图11所示。请注意：开启第二区块的红色的发光二极管是在红色的影像数据尚未完成写入第一区块的像素的液晶电容时即开始执行，同样地，开启第三区块的红色的发光二极管是在红色的影像数据尚未完成写入第二区块的像素的液晶电容时即开始执行，以此方式依序写入四个区块的红色、蓝色、及绿色发光二极管的影像数据。

由于在本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法中，液晶反应时间与发光二极管的亮灯时间是每一条扫描线均相同，因此可有效地解决液晶反应时间不足所造成的色不均及色偏的问题。并且通过使用多重扫描的驱动原理，提升充电时间，因此不只可实现如图11中的每一帧画面可包括红蓝绿三种颜色的发光二极管各开启一次的驱动方式(3 fields per frame)，更可以实现每一帧画面包括红蓝绿三种颜色的发光二极管开启不只一次，例如4 fields per frame，如图12所示。利用每一帧画面中红蓝绿三种颜色的发光二极管共可开启4次的方法，弥补某一颜色在该帧画面中显示不足的缺点，例如以RGBG或RGBR→GBRG→BRGB的方式，进一步减少色分离现象的产生。除此之外，因为本发明实施例在每个像素中所插黑的电压准位均相同，因此在每次写入影像数据时，每个液晶皆从插黑的黑阶开始达到所需的灰阶，因此只需调整Gamma电压便可提升液晶的反应速度，请参考图13。图13为根据本发明的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法的液晶转态图。在图13中，每个液晶皆从插黑的黑阶开始达到所需的灰阶，因此只需搭配新的驱动电压便可提升液晶的反应速度，而不需通过查表等方式，寻求每一像素所相对应的一新的驱动电压。

总而言之，本发明实施例提供利用插黑技术来消除面板中像素所残留的前一颜色的影像数据的重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法以及装置，不但可解决现有技术中色不均及色偏的问题，更可进一步改善色分离的现象，简化寻求Gamma驱动电压的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示装置，其特征在于，所述装置包括：

一薄膜晶体管液晶显示器面板模块，其包括多个以数组方式排列的像素，每一像素包括：

一像素控制开关，其包括一闸极及一源极；及

一插黑控制开关，其包括一闸极；

一背光模块，其包括多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管；及

一色序法控制器，其包括：

一时序控制单元，通过一闸极信号线电连接于该像素控制开关的闸极，及通过一插黑闸极信号线电连接于该插黑控制开关的闸极，用来控制该像素控制开关及该插黑控制开关的开启及关闭；

一输出入缓存器，通过一数据信号线电连接于该像素控制开关的源极，用来对该像素给予数据信号；及

一背光模块控制单元，电连接于多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管，用来控制多个红色发光二极管、多个绿色发光二极管、及多个蓝色发光二极管的开启及关闭。

2.如权利要求1所述的色序法显示装置，其特征在于，所述插黑控制开关还包括一源极，用来接收一插黑的电压准位；多个像素的插黑控制开关的源极互相电连接。

3.如权利要求1所述的色序法显示装置，其特征在于，所述像素控制开关还包括一汲极，电连接于像素的一液晶电容及一储存电容；所述插黑控制开关还包括一汲极，电连接于像素的一液晶电容及一储存电容。

4.如权利要求1所述的色序法显示装置，其特征在于，所述多个以数组方式排列的像素是以点反转的方式排列。

5.如权利要求4所述的色序法显示装置，其特征在于，一第p条闸极信号线电连接于一第(2p-1)列以及一第2p列的像素，所述p为一正整数。

6.如权利要求4所述的色序法显示装置，其特征在于，一第q条插黑闸极信号线电连接于一第(2q-1)列以及一第(2q-2)列的像素，所述q为一正整数。

7.如权利要求4所述的色序法显示装置，其特征在于，一第(2r-1)行的奇数列的像素电连接于一第(4r-3)条数据信号线，一第(2r-1)行的偶数列的像素电连接于一第(4r-2)条数据信号线，一第2r行的奇数列的像素电连接于一第4r条数据信号线，以及一第2r行的偶数列的像素电连接于一第(4r-1)条数据信号线，所述r为一正整数。

8.一种利用重迭式多重扫描驱动的色序法显示方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

开启一背光模块的多个区块中的一第一区块的一种颜色的发光二极管；

当该第一区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入该第一区块的像素；

当该种颜色的影像数据完成写入该第一区块的像素的储存电容之后，开启该背光模块的与该第一区块相邻的一第二区块的该种颜色的发光二极管；

当该第二区块的该种颜色的发光二极管开启时，将该种颜色的影像数据写入该第二区块的像素；

当该种颜色的影像数据完成写入该第一区块的像素的液晶电容之后，将一插黑的电压准位写入该第一区块的像素；以及

当该插黑的电压准位完成写入该第一区块的像素之后，关闭该第一区块的该种颜色的发光二极管。

9.如权利要求8所述的色序法显示方法，其特征在于，所述开启该第一区块的一种颜色的发光二极管为开启该第一区块的红色，绿色或蓝色的发光二极管。

10.如权利要求9所述的色序法显示方法，其特征在于，所述开启该第二区块的该种颜色的发光二极管是在该种颜色的影像数据尚未完成写入该第一区块的像素的液晶电容时即开始执行。

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