CN101727860B - 显示方法与彩色序列式显示器 - Google Patents

Abstract

在此提出一种显示方法和彩色序列式显示器。彩色序列式显示器在一画面期间显示画面，其中画面包括多个子画面，且画面期间包括多个子画面期间。在显示方法中，在第一子画面期间，对应光源装置而显示第一子画面，且同时在第一子画面期间定址(address)第二子画面。之后，在第二子画面期间，对应光源装置而显示第二子画面。在显示方法中，第一子画面期间和第二子画面期间的大小依据光源装置的发光效率而决定。藉此，可提高彩色序列式显示的光学性能。

Description

显示方法与彩色序列式显示器

技术领域

本发明涉及显示方法及彩色序列式显示器，且特别涉及一种可调整不同色彩画面期间大小以显示画面的显示方法。

背景技术

随着光电技术和半导体制造技术日趋成熟，平面显示器也快速地发展。液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)因具有低电压操作、无辐射及轻薄短小等优点，逐渐地取代传统阴极射线管显示器而成为市场上的主流。液晶显示器为由液晶面板和背光模块所组成。由于液晶面板中所注入的液晶本身不具发光能力，因此须通过背光模块所提供的面光源来点亮液晶面板，以使液晶面板达到显示的功能。

以往，背光模块配置有如冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)的白光源，通过置于各像素区域上的彩色滤光器来显示不同的色彩。每个像素区域通常设有如红色、绿色和蓝色的彩色滤光器，以在空间域中混合色彩。如此，不仅增加了制造成本，通过彩色滤光器来显示也导致透光率较差。此外，在这些彩色滤光器之间的边界，人眼会感受到色彩偏差，因此会采用黑色矩阵(black matrix)来分隔彩色滤光器，以改善色彩偏差问题，但相对地黑色矩阵也造成透光率愈小。

近年来，发光二极管(light emitting diode，LED)逐渐地取代了传统白光源，以用于显示像素的不同色彩。将空间域中混合色彩的方式取而代之为在时域上混合发光二极管所发出的三原色光，例如：红色、绿色以及蓝色。也就是说，这些色彩在人眼视觉暂留时间内快速地切换显示。因此，无需配置彩色滤光器，便可有效地增加透光率。

图1为彩色序列式显示方法的示意图。请参照图1，画面包括红色(R)子画面、绿色(G)子画面和蓝色(B)子画面，其分别在相等的子画面期间T_R、T_G和T_B内显示，其中子画面期间T_R、T_G和T_B组成一画面期间。当在子画面期间T_R显示红色子画面时，红色数据先传输至源极驱动器。由源极驱动器将红色数据转换成驱动电压，并在数据传输时间t_DR内将驱动电压传送至对应的像素。在传递驱动电压至显示面板上像素的同时，液晶的定向会随驱动电压而改变，因此需经液晶反应时间t_LC来因应液晶相位的转变。在液晶反应时间t_LC之后，便于光学显示时间t_BR内持续地点亮背光模块的红色发光二极管，以提供红色背光至显示面板，进而显示红色子画面。以此类推，绿色子画面和蓝色子画面依序地在子画面期间T_G与T_B内显示。

对相同光学显示时间t_BR、t_BG和t_BB而言，依据对应不同色彩的发光二极管的驱动电流以及液晶对应不同彩色背光的透光率，红色背光、绿色背光和蓝色背光的亮度会有所不同，导致画面的显示很有可能不能达到预设白平衡。因此，便有人提出两种方法来调整画面，以达成预设白平衡。

在第一种方法中，将红色背光、绿色背光和蓝色背光其一的亮度调整至最大值，并且降低其它色彩背光的亮度以达成预设白平衡。但受限于背光亮度的衰减，光源不能发挥其最佳效能。在第二种方法中，在子画面期间T_R、T_G和T_B相同的情况下，将光学显示时间t_BR、t_BG和t_BB其中的一个调整至最大值，并且降低其它光学显示时间以达成预设白平衡。在光学显示时间降低的情况下，子画面期间中的闲置时间未能有效地利用，导致光源的使用效率降低。另外，由人眼感知到的光亮度与背光持续时间有关，因此光学显示时间的减量反而造成显示的画面亮度愈为降低。

发明内容

因此，本发明提供一种显示方法，其可提高彩色序列式显示器的光学性能和工作效率。此外，本发明另提供使用此显示方法的彩色序列式显示器，其亦具有上述优点。

本发明提供了一种显示方法，以使彩色序列式显示器在画面期间内显示画面。画面包括多个子画面，且画面期间包括多个子画面期间。在显示方法中，对应光源装置而在第一子画面期间显示第一子画面。同时地，在第一子画面期间定址(address)第二子画面。之后，对应光源装置而在第二子画面期间显示第二子画面。第一子画面期间与第二子画面期间的大小依据光源装置的发光效率而决定。

在上述显示方法的一实施例中，分别在第一子画面期间与第二子画面期间提供相关于光源装置的第一亮度和第二亮度。

在上述显示方法的一实施例中，在第一子画面期间，依据具有一时钟频率的时钟信号来定址第二子画面，其中时钟频率与第一子画面期间的大小成反比关系。

在上述显示方法的一实施例中，依据显示的画面所对应的色温来决定第一子画面期间和第二子画面期间的大小。

本发明提供一种彩色序列式显示器。此彩色序列式显示器在一画面期间中显示画面，其中画面包括多个子画面且画面期间包括多个子画面期间。彩色序列式显示器包括数据驱动器、光源装置、控制模块和显示面板。数据驱动器在第一子画面期间、第二子画面期间和第三子画面期间分别依据时钟信号来定址第一子画面、第二子画面和第三子画面。光源装置在第一子画面期间、第二子画面期间和第三子画面期间分别依据控制信号来提供第一亮度、第二亮度和第三亮度。控制模块分别提供时钟信号和控制信号至数据驱动器和光源装置。显示面板在第二子画面期间与第三子画面期间分别依据光源装置的操作，来显示第一子画面和第二子画面。第一子画面期间、第二子画面期间和第三子画面期间的大小依据光源装置的发光效率而决定。

在上述彩色序列式显示器的一实施例中，控制模块包括时序控制器。时序控制器产生具有一时钟频率的时钟信号至数据驱动器，其中时钟信号为依据子画面期间的大小而调整。

在上述彩色序列式显示器的一实施例中，控制模块包括效率控制器。效率控制器依据光源装置的发光效率产生控制信号。

本发明提供显示方法及彩色序列式显示器，其为参考光源装置的发光效率来决定子画面期间的大小。由于人眼所感知的亮度相关于光源装置所提供的亮度以及子画面期间的大小，为达成最佳发光效率，因而调整光源装置所提供的亮度以及子画面期间的大小。藉此，可提高彩色序列式显示器的光学性能和工作效率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为彩色序列式显示方法的示意图。

图2A为本发明的一实施例的彩色序列式显示器的示意图。

图2B为本发明实施例图2A中彩色序列式显示器的显示方法的示意图。

图3为本发明实施例图2A中发光效率随驱动光源装置的电流而变化的曲线图。

图4为本发明实施例图2A中调整子画面期间的示意图。

图5为本发明实施例图2A中调整子画面期间的示意图。

图6为本发明的一实施例的数据定址的示意图。

图7为本发明的另一实施例的数据定址的示意图。

【主要元件符号说明】

BLN_R、BLN_R1、BLN_R2、BLN_G、BLN_G1、BLN_G2、BLN_B、、BLN_B1、BLN_B2：空白时间

CLK：时钟信号

CON：控制信号

D_B、D_B1、D_B2、D_G、D_G1、D_G2、D_R、D_R1、D_R2：数据传输时间

R：红色

G：绿色

B：蓝色

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：液晶反应时间

T_R、T_G、T_B：子画面期间

t_BR、t_BG、t_BB、BL_R、BL_R’、BL_G、BL_G’、BL_B、BL_B’：光学显示时间

t_DR、t_DG、t_DB：数据传输时间

t_LC、LC_R、LC_G、LC_B：液晶反应时间

200：彩色序列式显示器

210：数据驱动器

220：光源装置

230：控制模块

231：时序控制器

232：效率控制器

240：显示面板

250：画面期间

251～253、251’～253’：子画面期间

251a、252a、253a：子画面数据

301～302：曲线

具体实施方式

图2A为本发明的一实施例的彩色序列式显示器的示意图。图2B为本发明实施例图2中彩色序列式显示器的显示方法的示意图。请参照图2A和图2B，彩色序列式显示器200在画面期间250显示一画面。此画面包括不同色彩的多个子画面，例如红色(R)子画面、绿色(G)子画面和蓝色(B)子画面，且这些子画面在时间轴上(或称为时间域上)切换显示。换句话说，这些子画面分别在画面期间250的多个子画面期间内显示。在图2B中仅绘示三个子画面期间251～253，且子画面期间的个数等于子画面的个数。

彩色序列式显示器200包括数据驱动器210、光源装置220、控制模块230和显示面板240。在本发明的实施例中，假设显示器200依序地显示红色子画面、绿色子画面和蓝色子画面，且显示器200具有画面缓冲架构，以预先存储随后显示的子画面数据。数据驱动器210在子画面期间251～253分别定址(address)绿色子画面数据251a、蓝色子画面数据252a和红色子画面数据253a。举例而言，数据驱动器210在子画面期间251显示红色子画面的同时，亦定址(address)绿色子画面数据251a，而数据驱动器210在子画面期间252显示绿色子画面的同时，亦定址(address)蓝色子画面数据252a。因此，每个子画面数据可通过数据驱动器210预先存储且随后显示。

光源装置220，例如发光二极管(LED)，其依据控制信号CON，在子画面期间251～253内分别提供具有第一亮度I_R、第二亮度I_G和第三亮度I_B的不同彩色背光至显示面板240。对显示各子画面来说，每个子画面期间包括液晶反应时间和点亮光源装置220的光学显示时间。当在子画面期间251显示红色子画面时，会将红色子画面数据传递至显示面板240以驱动像素，其中此红色子画面数据在子画面期间251之前的子画面期间内，已经由数据驱动器210而定址。与此同时，配置在显示面板240上的液晶在液晶反应时间LC_R内改变其方位。然后，光源装置220在光学显示时间BL_R内持续地点亮，并依据控制信号CON而提供第一亮度I_R的红色背光至显示面板240。同样地，绿色子画面和蓝色子画面的显示可以此类推。在本发明的实施例中，会依据光源装置200的发光效率来调整子画面期间251～253的大小，以提高彩色序列式显示器200的光学效能。

控制模块230包括时序控制器231和效率控制器232。时序控制器231产生时钟信号CLK至数据驱动器210，且效率控制器232依据光源装置220的发光效率而产生控制信号CON至光源装置220。显示面板240在子画面期间251～253期间，依据光源装置220的操作，分别显示红色子画面、绿色子画面和蓝色子画面。

图3为本发明实施例图2A中发光效率随驱动光源装置220的电流而变化的曲线图。请参照图3，电流及发光效率分别以十为基数取对数而绘示于横轴及纵轴。曲线301和曲线302分别相关于发出绿色背光的光源装置和发出蓝色背光的光源装置。随着电流增加，光源装置220的发光效率趋势以非线性方式增加。一旦电流到达特定电平时，光源装置220的发光效率增加的趋势渐缓。这表示即使电流大大地增加，发光效率的增量也是有限的。因此，为了提高光学效能，应考虑光源装置220的发光效率来调整子画面期间251～253的大小。

图4为本发明实施例图2A中调整子画面期间的示意图。假设彩色序列式显示器200所显示的白色画面轻微偏绿。请参照图4，为便于描述，原始的第一亮度I_R1’和第二亮度I_G1’与第三亮度I_B1’为相同。在子画面期间251’～253’相同的情况下，红色背光的第一亮度I_R1’应增加且绿色背光的第二亮度I_G1’应减小以达成白平衡，其中亮度与驱动光源装置220的电流有关。由于人眼所感知的光亮度与背光大小(即亮度)和背光持续时间(即光学显示时间)相关，因此可权衡背光大小与背光持续时间来获得相同的光亮度。

请参照图2B和图4，效率控制器232依据光源装置200的发光效率，增加子画面期间251’(如子画面期间251所示)，以使红色背光可换得较低的第一亮度I_R(即I_R＜I_R1’)。效率控制器232依据光源装置200的发光效率，减少子画面期间252’(如子画面期间252所示)，以使绿色背光可换得较高的第二亮度I_G(即I_G＞I_G1’)。因此，依据光源装置200的发光效率，可以决定第一亮度I_R和第二亮度I_G。在此，液晶反应时间LC_R、LC_B和LC_G可视为相同，因此每个子画面期间的增量(或减量)相当于点亮光源装置200的光学显示时间的增量(或减量)。效率控制器232产生控制信号CON来控制光源装置200提供适当亮度。

此外，为使本领域技术人员可据以实施本发明，另提供一实施例加以说明。图5为本发明实施例图2A中调整子画面期间的示意图。一般而言，色温是可见光的重要特征，人眼所感知到的色彩会随着色温而变化。在此，参考色温来调整子画面期间，以使本实施例的调整方式可因应不同的光源。请参照图5，为便于描述，原始的子画面期间251’和252’与子画面期间253’相同。假设显示的画面轻微偏绿，则效率控制器231依据显示的画面所对应的色温，增加子画面期间251’并且减少子画面期间252’，以达成白平衡。

然后，请参照图2B和图5，效率控制器232依据光源装置220的发光效率，略微减少子画面期间251’(如子画面期间251所示)，以使红色背光换得较高的第一亮度I_R(即I_R＞I_R2’)。此外，效率控制器232依据光源装置220的发光效率，略微增加子画面期间252’(如子画面期间252所示)，以使绿色背光换得较低的第二亮度I_G(即I_G＜I_G2’)。

如实施例图4和图5的前文描述，可清楚地了解依据光源装置220的发光效率，可决定子画面期间的大小和光源装置220的亮度。在不牺牲光源装置220的使用效率下，上述实施例中的彩色序列式显示器200可提供较高的亮度。举例来说，子画面期间252的减量等效地增加红色背光的持续时间。此外，彩色序列式显示器200依据光源装置220的发光效率来调节子画面期间的大小，以达成白色平衡，并进而提高彩色序列式显示器200的光学性能和工作效率。

由于子画面期间为可调整的，在此需设计适当的时序控制，以确保数据驱动器210有足够的时间来定址(address)子画面数据。对数据定址而言，每个子画面期间包括数据传输时间和空白时间。数据传输时间取决于时钟信号CLK的时钟频率，而空白时间则取决于显示面板240的解析度。

请参照图2B，当在子画面期间251内显示红色子画面时，数据驱动器210在子画面期间251的数据传输时间D_G内同时地定址(address)绿色子画面数据251a。空白时间BLN_G包含了自显示面板240每列结尾处扫描至显示面板240下一列开始处的时间，以及自显示面板240最后列的结尾处扫描至显示面板240第一列开始处的时间，以及进行信号处理的时间。同样地，蓝色子画面和红色子画面数据的定址也可以此类推。

在本实施例中，数据驱动器210为依据具有预设时钟频率的时钟信号CLK来定址绿色子画面数据251a、蓝色子画面数据252a和红色子画面数据253a，因此数据传输时间D_G、D_B和D_R相同。在本实施例中，由于子画面期间252相较于子画面期间251和253为较短，因此减少空白时间BLN_B以获得足够的数据传输时间D_B。

图6为本发明的一实施例的数据定址(address)的示意图。请参照图6和图2B，由于空白时间不能无限制地减少，在此数据驱动器210依据较实施例图2B的预设时钟频率高的时钟频率，来定址(address)图6中红色子画面数据251a、蓝色子画面数据252a和红色子画面数据253a。因此，数据传输时间D_G1、D_B1和D_R1相同，且相较于传输时间D_G、D_B和D_R为较短。本实施例的数据定址可依据子画面期间的大小来调整。

图7为本发明的一实施例的数据定址的示意图。请参照图7和图2B，数据驱动器210依据具有可变时钟频率的时钟信号CLK，来定址绿色子画面数据251a、蓝色子画面数据252a和红色子画面数据253a。举例来说，子画面期间251相较于子画面期间252和253为较长，因此数据驱动器210依据较实施例图2B的预设时钟频率小的时钟频率，来定址绿色子画面数据251a，且数据传输时间D_G2相较于数据传输时间D_G为较长。此外，子画面期间252相较于子画面期间251和253为较短，因此数据驱动器210依据较实施例图2B的预设时钟频率高的时钟频率，来定址蓝色子画面数据252a，且数据传输时间D_B2较数据传输时间D_B短。而数据驱动器210依据上述预设时钟频率来定址红色子画面253a。因此，时钟信号CLK的时钟频率可依据其与每个子画面期间大小的反比关系而变化。

值得注意的是，虽然上述实施例中仅描述了三个子画面，但本领域技术人员也可利用多于或少于上述实施例的子画面来执行彩色序列式显示方法。举例来说，在时间域上，红色子画面、绿色子画面、蓝色子画面和白色子画面(或黑色子画面)可在画面期间内切换显示。因此，本发明并不限于子画面的显示次序、子画面的数目和子画面的色彩。

综上所述，实施例图2A和图2B所述的显示方法及彩色序列式显示器为依据光源装置的发光效率，来决定子画面期间的大小以及光源装置所提供的亮度。藉此，可提高彩色序列式显示器的光学性能，以及提高彩色序列式显示器的工作效率。在显示方法中，当在对应的子画面期间内显示子画面其中的一个时，在此同一子画面期间内同时地定址下一子画面数据。由于子画面期间是可调整的，因此实施例图2B、图6和图7提供不同的因应方法，来确保数据定址(address)的操作无误，例如，减少空白时间或调整时钟信号的时钟频率。虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种显示方法，适于一彩色序列式显示器，用以在一画面期间显示一画面，其中该画面包括多个子画面，且该画面期间包括多个子画面期间，该显示方法包括：

在一第一子画面期间，对应一光源装置而显示一第一子画面，且提供相关于该光源装置的一第一亮度；

在该第一子画面期间，同时定址一第二子画面；以及

在一第二子画面期间，对应该光源装置而显示该第二子画面，且提供相关于该光源装置的一第二亮度；

其中该第一子画面期间和该第二子画面期间的大小依据该光源装置的一发光效率而决定，且提供该第一亮度及该第二亮度的步骤包括依据该光源装置的该发光效率决定该第一亮度及该第二亮度。

2.如权利要求1所述的显示方法，其中定址该第二子画面的步骤还包括：

在该第一子画面期间，依据具有一时钟频率的一时钟信号以定址该第二子画面；

其中该时钟频率依据该第一子画面期间的大小而决定。

3.如权利要求2所述的显示方法，其中该时钟频率与该第一子画面期间的大小成反比关系。

4.一种彩色序列式显示器，适于在一画面期间显示一画面，其中该画面包括多个子画面，且该画面期间包括多个子画面期间，该彩色序列式显示器包括：

一数据驱动器，分别于一第一子画面期间、一第二子画面期间及一第三子画面期间，依据一时钟信号定址一第一子画面、一第二子画面及一第三子画面；

一光源装置，分别于该第一子画面期间、该第二子画面期间及该第三子画面期间，依据一控制信号以提供一第一亮度、一第二亮度及一第三亮度；

一控制模块，分别提供该时钟信号及该控制信号至该数据驱动器及该光源装置；

一显示面板，分别在该第二子画面期间及该第三子画面期间，对应该光源装置而显示该第一子画面及该第二子画面；

其中该第一子画面期间、该第二子画面期间及该第三子画面期间的大小依据该光源装置的一发光效率而决定，该控制模块包括一效率控制器，且该效率控制器依据该光源装置的该发光效率产生该控制信号。

5.如权利要求4所述的彩色序列式显示器，其中该控制模块还包括：

一时序控制器，用以产生具有一时钟频率的该时钟信号至该数据驱动器。

6.如权利要求5所述的彩色序列式显示器，其中该时钟信号的该时钟频率依据这些子画面期间的大小而调整。

7.如权利要求6所述的彩色序列式显示器，其中该时钟信号的该时钟频率与这些子画面期间的大小成反比关系。

Images