CN101587696B

CN101587696B - 色序法显示器的反应时间补偿装置

Info

Publication number: CN101587696B
Application number: CN2009101116911A
Authority: CN
Inventors: 吴峙磊; 廖振伸; 刘冠宏
Original assignee: CPTF Visual Display Fuzhou Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2029-05-07
Also published as: CN101587696A

Abstract

本发明涉及一种色序法显示器的反应时间补偿装置，透过比较两相邻的场域以产生对应的红色、绿色以及蓝色场域过驱动数据，可以有效补偿扭转向列型液晶色序法显示器的反应时间。本发明的目的在于用以平衡上下区域色不均现象，且可降低过驱动资料运算时所需的画框储存内存，减少硬件设计的成本。

Description

色序法显示器的反应时间补偿装置

技术领域：

本发明涉及一种色序法显示器的反应时间补偿装置。

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，随即已成为市场的主流。

液晶显示器一般包括液晶显示面板与背光模块，而由于液晶显示面板本身并不具备自发光的特性，因此必须将背光模块配置在液晶显示面板下方，藉以提供液晶显示面板所需的面光源，如此液晶显示器才能显示影像给使用者观看。

依照液晶显示器的色彩显示混色方式，大致分为时间性混色与空间性混色两类。而目前常见的显示器多为空间性并置加法混色。以薄膜晶体管液晶显示器为例，每一显示画素均由红绿蓝三个子画素的彩色滤光片所构成，一般而言子画素的大小远小于人眼可分辨的范围，于人类视觉感知中即能达到混色效果。

TFT-LCD的空间性混色若以时间性混色取代，则无需使用彩色滤光片来构成混色效果，而直接以不同颜色的背光源搭配相对资料显示，即能达成时间性的混色效果，亦即能增加模块透过率及节省整体模块制造成本。

图1为根据习知技术的场循序显示器驱动电路架构图，请参考图1。场循序显示控制器103用以将视讯源101系统端的空间性并列RGB视讯资料转换成时间性串行的R→G→B视讯资料输出，控制器并同步控制背光模块，使其搭配所显示的不同原色资料，产生相对应的光源。为避免RGB在其写入周期内，资料扫描写入时造成混色情况，需将背光源搭配资料扫描做开关的动作，其驱动波形如图2所示，图2为传统场循序显示器驱动波形图。

资料写入时背光源关闭，资料写入完毕后再打开背光源，如此可达成RGB的时间性混色且避免错误的混色发生。因色序法将彩色影像分为三原色R、G、B影像，因此，在一个画框时间内若依序显示三原色R、G、B影像，表示影像频率需达180Hz，则液晶反应时间至少需低于5.56ms，才能避免错误的混色发生。

图3为根据习知技术的扭转向列型液晶的传统FSD穿透亮度响应图，请参考图3。因色序法的液晶响应时间更为缩短，因此寻址资料的先后顺序会较传统的液晶显示器更为敏感。由图3可发现最初写入的资料(前面几条扫描线)至背光模块105的光源打开的时间比较长，亦即液晶可反应的时间比较长，背光模块105的光源打开时其穿透亮度响应可达所设定值；而最后写入的资料(后面几条扫描线)至背光模块105的光源打开的时间比较短，使得液晶穿透亮度响应没有足够时间达到所设定值，因此整个画框色调将会产生上下区域不均的现象。在传统技术中，例如日本专利特开第2001-318363号，有关色序法的专利并无对此问题作对策。

图4为根据习知技术的光学补偿弯曲排列高速液晶电压反应示意图。请参考图4，为解决色序法所使用TN型的缺点，目前多数色序法皆采用OCB高速液晶，其反应时间可达2ms。但OCB高速液晶依电压可分为两种模式：展曲模式和弯曲模式。当液晶的驱动电压小于一临界电压时，则OCB高速液晶处于展曲模式，此时液晶无法显示灰阶颜色变化。因此，液晶驱动电压必须保持大于临界电压，使得OCB高速液晶操作在弯曲模式才能显示灰阶颜色变化。由此可知，OCB高速液晶本身存在着展曲至弯曲转换的限制，使得电路设计较为复杂。

由上述可以明显地看出习知技术中有上下区域色调不均的问题，若以使用OCB高速液晶来改善，则OCB高速液晶存在的展曲至弯曲转换的限制，使得电路设计较为复杂，导致硬件成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种色序法显示器的反应时间补偿装置，用以平衡上下区域色不均现象，且可降低过驱动资料运算时所需的画框储存内存，减少硬件设计的成本。

本发明实施例一是这样构成的：用以比较两相邻场域以产生对应的R、G、B场域过驱动资料，R、G、B分别表示红色、绿色以及蓝色，包括第一记忆区块，第二记忆区块，时间补偿单元以及多工器，所述的第一记忆区块在第一期间储存第N+1画框的R、G、B场域资料；所述的第二记忆区块在第一期间储存第N画框的R、G、B场域资料；所述的时间补偿单元耦接于该第一记忆区块与该第二记忆区块，用以输出对应于第N+1画框的R、G、B场域过驱动资料；所述的多工器用以接收一影像资料，并于该第一期间将第N+1画框的R、G、B场域资料传送至该第一记忆区块，将第N画框的R、G、B场域资料传送至该第二记忆区块，在第二期间中，将第N+2画框的R、G、B场域资料传送至该第二记忆区块，所述的时间补偿单元根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料，根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料，根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料，N为正整数。

本发明实施例二是这样构成的：包括第一储存单元，第二储存单元，第三储存单元，缓存单元以及时间补偿单元，所述的第一储存单元用以储存第N+1画框的R场域资料；所述的第二储存单元用以储存第N+1画框的G场域资料；所述的第三储存单元用以储存第N+1画框的B场域资料；所述的缓存单用以储存第N画框的B场域资料；所述的时间补偿单元用以查找输出对应于第N+1画框的R、G、B场域过驱动资料，且耦接于第一储存单元、第二储存单元、第三储存单元及缓存单元，用以进行第N+1画框的过驱动运算，且所述的时间补偿单元根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料；根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料；根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料，N为正整数。

本发明实施例三是这样构成的：包括缓存单元，第一时间补偿单元，第二时间补偿单元以及第三时间补偿单元，所述的缓存单元用以储存对应于第N画框的B场域资料；所述的第一时间补偿单元，耦接于该缓存单元，根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应于第N+1画框的R场域过驱动资料；所述的第二时间补偿单元，根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应于第N+1画框的G场域过驱动资料；以及所述的第三时间补偿单元，根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应于第N+1画框的B场域过驱动资料；所述的第N+1画框的R、G、B场域资料为并列传输至对应的第一时间补偿单元、第二时间补偿单元以及第三时间补偿单元，N为正整数。

附图说明

图1是本发明场循序显示器驱动电路架构图；

图2是本发明传统场循序显示器驱动波形图；

图3是本发明扭转向列型液晶的传统FSD穿透亮度响应图；

图4是本发明光学补偿弯曲排列高速液晶电压反应示意图；

图5是本发明实施例一的色序法显示器的反应时间补偿装置的系统方块图；

图6是本发明实施例二的色序法显示器的反应时间补偿装置的系统方块图；

图7是本发明实施例三的色序法显示器的反应时间补偿装置的系统方块图。

100为传统场循序显示器驱动电路；101为视讯源；103为场循序显示控制器；105为背光模块；107为画框储存内存；109为面板模块；500，600，700为反应时间补偿装；510，540～550，605～606，708为多任务器；520～530为记忆区块；521～523，531～533，601～603，705～707为储存单元；560，607，702～703为时间补偿单元；604，701为缓存单元。

具体实施方式

本发明实施例一用以比较两相邻场域以产生对应的R、G、B场域过驱动资料，R、G、B分别表示红色、绿色以及蓝色，包括第一记忆区块，第二记忆区块，时间补偿单元以及多工器，所述的第一记忆区块在第一期间储存第N+1画框的R、G、B场域资料；所述的第二记忆区块在第一期间储存第N画框的R、G、B场域资料；所述的时间补偿单元耦接于该第一记忆区块与该第二记忆区块，用以输出对应于第N+1画框的R、G、B场域过驱动资料；所述的多工器用以接收一影像资料，并于该第一期间将第N+1画框的R、G、B场域资料传送至该第一记忆区块，将第N画框的R、G、B场域资料传送至该第二记忆区块，在第二期间中，将第N+2画框的R、G、B场域资料传送至该第二记忆区块，所述的时间补偿单元根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料，根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料，根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料，N为正整数。

请参照图5：反应时间补偿装置500包括记忆区块520、530、多工器510、540、550及时间补偿单元560。多工器510耦接记忆区块520及记忆区块530。多工器540耦接记忆区块530、530及时间补偿单元560的间。多工器550同样耦接记忆区块520、530及时间补偿单元560的间。

多工器510用以接收一影像资料(包括R、G、B三个场域资料，R、G、B分别表示红色、绿色以及蓝色)，并依据画框计数结果S_frame将影像资料传送至记忆区块520或530。记忆区块520包括储存单元521～523；记忆区块530则包括储存单元531～533。多工器510可将接收到的RGB场域资料分别暂存于储存单元521～523或储存单元531～533的中。本实施例则采用交错的方式储存影像资料，当记忆区块520、530分别储存第N画框与第N-1画框的影像资料时，则第N+1画框的影像资料会储存于记忆区块530中以取代原本的第N-1画框。而在下一个画框周期，第N+2画框则会储存于记忆区块520中以取代原本的第N画框的影像资料，并依此类推，N为正整数。换句话说，记忆区块520、530会储存相邻画框的影像资料以提供过驱动运算所需的画框资料。

多工器540、550依据场域计数结果S_field并由记忆区块520、530中读取时间补偿单元560所需的资料，并将其传送到时间补偿单元560以进行过驱动的运算。由于过驱动资料需要比较目前场域与前一场域的影像资料来产生对应于目前场域的过驱动资料。若令每一画框的场域分别以R、G、B场域资料，则经由过驱动运算后的影像资料则称为R、G、B场域过驱动资料(以R’/G’/B’表示)。

以第N+1画框为例，多工器510会将所接收到的R、G、B场域资料依序储存于储存单元521、522以及523，此时，储存单元531、532以及533中所储存的影像资料为第N画框的R、G、B场域资料。多工器540会依序输出第N+1画框的R、G、B场域资料，而多工器550则会依序输出第N画框的B场域资料以及第N+1画框的R、G场域资料。

时间补偿单元560会根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料；根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料；根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料。过驱动资料主要是比较目前的场域与前一场域的灰阶值，然后经由查表得知对应的过驱动资料以较高或较低的灰阶电压来驱动液晶，使画素可以更快达到所需的灰阶值。

本发明实施例二包括：第一储存单元，第二储存单元，第三储存单元，缓存单元以及时间补偿单元，所述的第一储存单元用以储存第N+1画框的R场域资料；所述的第二储存单元用以储存第N+1画框的G场域资料；所述的第三储存单元用以储存第N+1画框的B场域资料；所述的缓存单用以储存第N画框的B场域资料；所述的时间补偿单元用以查找输出对应于第N+1画框的R、G、B场域过驱动资料，且耦接于第一储存单元、第二储存单元、第三储存单元及缓存单元，用以进行第N+1画框的过驱动运算，且所述的时间补偿单元根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料；根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料；根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料，N为正整数。

请参照图6：反应时间补偿装置600包括储存单元601～603、缓存单元604、多工器605～606及时间补偿单元607。多工器605耦接储存单元601～602与时间补偿单元607的间。多工器606耦接储存单元601～603、缓存单元604与时间补偿单元607的间。

本实施例二采用并列的方式储存影像资料，影像资料的R、G、B场域资料分别对应到储存单元601、储存单元602及储存单元603。当储存单元603准备接收下一画框的B场域资料时，会将目前的B场域资料储存于缓存单元604的中。例如，当储存单元601～603分别储存对应第N+1画框的R、G、B场域资料时，缓存单元604储存第N画框的B场域资料。而在下一个画框周期，第N+2画框的影像资料会储存于储存单元601～603中以取代原本的第N+1画框的影像资料，而缓存单元604会储存第N+1画框的B场域资料，并依此类推，N为正整数。换句话说，储存单元601～603会储存下一个画框的R、G、B场域资料且缓存单元604储存现在画框的B场域资料以提供过驱动运算所需的画框资料。

多工器605、606依据场域计数结果S_field由储存单元601～603及缓存单元604中读取时间补偿单元607所需的资料，并将其传送到时间补偿单元607以进行过驱动的运算。由于过驱动资料需要比较目前场域与前一场域的影像资料来产生对应于目前场域的过驱动资料。若令每一画框的场域分别以R、G、B场域资料，则经由过驱动运算后的影像资料则称为R、G、B场域过驱动资料(以R’/G’/B’表示)。

以第N+1画框为例，影像资料的R、G、B场域资料依序储存于储存单元601、储存单元602以及储存单元603，此时，缓存单元604中所储存的影像资料为第N画框的B场域资料。由于场域计数结果S_field会根据时序而变动，所以多任务器605会根据时序输出第N+1画框的R、G、B场域资料，而多任务器606则会根据时序输出第N画框的B场域资料以及第N+1画框的R、G场域资料。

时间补偿单元607会根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料；根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料；根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料。过驱动资料主要是比较目前的场域与前一场域的灰阶值，然后经由查表得知对应的过驱动资料以较高或较低的灰阶电压来驱动液晶，使画素可以更快达到所需的灰阶值，且此实施例透过去除不必要的场域资料，可以降低使用的画框内存，连带降低硬件线路的复杂度，减少其设计成本。

本发明实施例三包括：缓存单元，第一时间补偿单元，第二时间补偿单元以及第三时间补偿单元，所述的缓存单元用以储存对应于第N画框的B场域资料；所述的第一时间补偿单元，耦接于该缓存单元，根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应于第N+1画框的R场域过驱动资料；所述的第二时间补偿单元，根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应于第N+1画框的G场域过驱动资料；以及所述的第三时间补偿单元，根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应于第N+1画框的B场域过驱动资料；所述的第N+1画框的R、G、B场域资料为并列传输至对应的第一时间补偿单元、第二时间补偿单元以及第三时间补偿单元，N为正整数。

请参照图7：反应时间补偿装置700包括缓存单元701、时间补偿单元702～704、储存单元705～707及多任务器708。缓存单元701耦接时间补偿单元703。储存单元705耦接时间补偿单元702与多任务器708。储存单元706耦接时间补偿单元703与多任务器708。储存单元707耦接时间补偿单元704与多任务器708。

本实施例三采用先比较后储存的方式，第N+1画框的R、G、B场域资料为并列传输至对应的时间补偿单元702、时间补偿单元702及时间补偿单元704。在第N+1画框输入时，第N画框的B场域会储存在资料缓存单元701。时间补偿单元702～704直接依据其对应的场域资料以进行过驱动的运算。由于过驱动资料需要比较目前场域与前一场域的影像资料来产生对应于目前场域的过驱动资料。若令每一画框的场域分别以R、G、B场域资料，则经由过驱动运算后的影像资料则称为R、G、B场域过驱动资料(以R’/G’/B’表示)。

以第N+1画框为例，补偿单元702对应输入第N+1画框R场域资料与第N+1画框G场域资料，并根据其场域资料以产生相对应的G场域过驱动资料，储存单元705用以储存G场域过驱动资料。时间补偿单元703对应输入第N画框B场域资料与第N+1画框R场域资料，并根据其场域资料以产生相对应的R场域过驱动资料，储存单元706用以储存R场域过驱动资料。时间补偿单元704对应输入第N+1画框G场域资料与第N+1画框B场域资料，并根据其场域资料以产生相对应的B场域过驱动资料，储存单元707用以储存B场域过驱动资料。多任务器708则依序输出R、G、B场域过驱动资料。

本实施例三由于采用前置式的整合方式，将时间补偿单元702～704设置于储存单元705～707前面，此种内存的配置方式不仅增加可实现性，还能达到实时并列处理的高效能。本实施例可用来进行画素等级(pixel by pixel)的过驱动运算，缓存单元701仅需储存前一个B场域的一个画素的资料，即可进行过驱动运算。因此，本实例例可大幅降低过驱动运算时所需的内存容量需求，藉此降低使用的画框内存，降低硬件线路的复杂度，减少其设计成本。

综上所述，本发明透过目前场域与前一场域的影像资料来产生对应于目前场域的过驱动资料，提升色序法显示器的反应时间。除此的外，更可透过去除不必要的场域资料，可以降低使用的画框内存，降低硬件线路的复杂度，减少其设计成本。

Claims

1.一种色序法显示器的反应时间补偿装置，其特征在于：用以比较两相邻场域以产生对应的R、G、B场域过驱动资料，R、G、B分别表示红色、绿色以及蓝色，该时间补偿装置包括：

一第一记忆区块，于一第一期间储存第N+1画框的R、G、B场域资料；

一第二记忆区块，于该第一期间储存第N画框的R、G、B场域资料；

一时间补偿单元，耦接于该第一记忆区块与该第二记忆区块，用以输出对应于第N+1画框的R、G、B场域过驱动资料；

其中，该时间补偿单元根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料；根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料；根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料，N为正整数；

一多工器，用以接收一影像资料，并于该第一期间将第N+1画框的R、G、B场域资料传送至该第一记忆区块，将第N画框的R、G、B场域资料传送至该第二记忆区块；其中，该多工器更在一第二期间中，将第N+2画框的R、G、B场域资料传送至该第二记忆区块；

一第一多工器，耦接于该第一记忆区块、该第二记忆区块与该时间补偿单元之间；以及

一第二多工器，耦接于该第一记忆区块、该第二记忆区块与该时间补偿单元之间；

其中，该第一多工器根据一控制信号依序输出第N+1画框的R、G、B场域资料，该第二多工器根据该控制信号依序输出第N画框的B场域资料、第N+1画框的R、G场域资料。

2.根据权利要求1所述的色序法显示器的反应时间补偿装置，其特征在于：该第一记忆区块包括：

一第一储存单元，用以储存第N+1画框的R场域资料；

一第二储存单元，用以储存第N+1画框的G场域资料；以及

一第三储存单元，用以储存第N+1画框的B场域资料；

该第二记忆区块包括：

一第四储存单元，用以储存第N画框的R场域资料；

一第五储存单元，用以储存第N画框的G场域资料；以及

一第六储存单元，用以储存第N画框的B场域资料。

3.一种色序法显示器的反应时间补偿装置，其特征在于：包括

一第一储存单元，用以储存第N+1画框的R场域资料；

一第二储存单元，用以储存第N+1画框的G场域资料；

一第三储存单元，用以储存第N+1画框的B场域资料；

一缓存单元，用以储存第N画框的B场域资料；

一时间补偿单元，包括一查找表以输出对应于第N+1画框的R、G、B场域过驱动资料，且耦接于第一多工器和第二多工器之间，用以进行第N+1画框的过驱动运算；其中，该时间补偿单元根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应第N+1画框的R场域过驱动资料；根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应第N+1画框的G场域过驱动资料；根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应第N+1画框的B场域过驱动资料，N为正整数；

一第一多工器，耦接于该第一储存单元、第二储存单元、第三储存单元与该时间补偿单元之间；以及

一第二多工器，耦接于该第一储存单元、第二储存单元、缓存单元与该时间补偿单元之间；其中，该第一多工器根据一控制信号依序输出第N+1画框的R、G、B场域资料，该第二多工器根据该控制信号依序输出第N画框的B场域资料、第N+1画框的R、G场域资料。

4.一种色序法显示器的反应时间补偿装置，其特征在于：包括：

一缓存单元，用以储存对应于第N画框之B场域资料；

一第一时间补偿单元，耦接于该缓存单元，根据第N+1画框的R场域资料与第N画框的B场域资料产生对应于第N+1画框的R场域过驱动资料；

一第二时间补偿单元，根据第N+1画框的G场域资料与第N+1画框的R场域资料产生对应于第N+1画框的G场域过驱动资料；

一第三时间补偿单元，根据第N+1画框的B场域资料与第N+1画框的G场域资料产生对应于第N+1画框的B场域过驱动资料；其中，上述第N+1画框的R、G、B场域资料为并列传输至对应的该第一时间补偿单元、该第二时间补偿单元以及该第三时间补偿单元，N为正整数；

一第一储存单元，耦接于该第一时间补偿单元，用以储存对应于第N+1画框的R场域过驱动资料；

一第二储存单元，耦接于该第二时间补偿单元，用以储存对应于第N+1画框的G场域过驱动资料；

一第三储存单元，耦接于该第三时间补偿单元，用以储存对应于第N+1画框的B场域过驱动资料；以及

一多工器，耦接于该第一储存单元、第二储存单元以及该第三储存单元，用以依序输出对应于第N+1画框的R、G、B场域过驱动资料。