CN101984487A - 主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法。本发明利用(1931)CIE色域坐标的特性以有效地设计出一套演算方法来决定如何驱动具有红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素的单一像素。而且,于同一时间,单一像素中关联于两种蓝色(深蓝与浅蓝)的子像素只有一者会被致能以与其它的红与绿子像素进行混色。如此一来,不但可以增加主动式矩阵有机发光二极管的发光效率,而且更可以减少主动式矩阵有机发光二极管显示器整体的功率消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种平面显示技术,且特别是有关于一种主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法。
背景技术
由于多媒体社会的急速进步,半导体元件及显示装置的技术也随之具有飞跃性的进步。就显示器而言,由于主动式矩阵有机发光二极管(active matrix organic light emitting diode,AMOLED)显示器具有无视角限制、低制造成本、高应答速度(约为液晶的百倍以上)、省电、自发光、可使用于可携式机器的直流驱动、工作温度范围大以及重量轻且可随硬件设备小型化及薄型化等等优点以符合多媒体时代显示器的特性要求。因此,主动式矩阵有机发光二极管显示器具有极大的发展潜力,可望成为下一世代的新颖平面显示器,借以取代液晶显示器(liquid crystal display,LCD)。
然而,由于目前主动式矩阵有机发光二极管显示面板中(OLED display panel)的蓝色材质(B2)的发光效率(luminous efficiency)不好,以至于有机发光二极管驱动电路/装置(亦即驱动薄膜晶体管(driver TFT))必须提供相对大的驱动电流以使其得以表现相当的发光能力,但相对使得该蓝色材质的使用寿命(lifetime)缩短,且造成主动式矩阵有机发光二极管显示器整体的功率消耗(power consumption)增加,从而让主动式矩阵有机发光二极管显示器的成品具有效率老化的问题。
发明内容
有鉴于此,由于现今已有蓝绿色材质(B1)的问世,其具有传统蓝色材质(B2)四倍以上的发光效率,于是利用红色材质(R)、绿色材质(G)、蓝色材质(B2)与蓝绿色材质(B1)以分别设计/制作出红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素(sub-pixels)所构成的单一像素(pixel),并且搭配特定的驱动方法以驱动单一像素中的红、绿与第一蓝或第二蓝三子像素(亦即单一像素中的第一蓝与第二蓝子像素在同一时间只有一者会发光),依此方式改善现有技术所述及的问题。
本发明提供一种主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法。其中,此主动式矩阵有机发光二极管显示面板至少具有一像素,且此像素具有红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素,而此驱动方法包括:根据所输入的三维色彩信号(亦即R、G、B2)以决定第一蓝与第二蓝子像素中的哪一个被致能;以及当决定致能第一蓝子像素时,转换所述三维色彩信号的色彩比值(亦即将对应于R、G、B2的三维色彩信号转换至对应于R、G、B1的三维色彩信号),借以获得一组修正驱动信号(包含红、绿与第一蓝分量)来驱动红、绿与第一蓝子像素,并且禁能第二蓝子像素。
在本发明的一实施例中,所述主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法更包括:当决定致能第二蓝子像素时,维持所述三维色彩信号的色彩比值,借以获得一组原始驱动信号(包含红、绿与第二蓝分量)来驱动红、绿与第二蓝子像素,并且禁能第一蓝子像素。
在本发明的一实施例中,决定第一蓝与第二蓝子像素中的哪一个被致能的步骤包括:取出所述三维色彩信号中的一原始绿分量与一原始第二蓝分量;将所述原始第二蓝分量乘上一计算值后而获得一对比绿分量;以及比较所述原始绿分量与所述对比绿分量,借以决定第一蓝与第二蓝子像素中的哪一个被致能。
在本发明的一实施例中,当所述原始绿分量大于等于所述对比绿分量时,则致能第一蓝子像素。另外,当所述原始绿分量小于所述对比绿分量时,则致能第二蓝子像素。
在本发明的一实施例中,红、绿与第二蓝三子像素在CIE色域坐标上形成第一色域范围;而红、绿与第一蓝三子像素在CIE色域坐标上形成相异于第一色域范围的第二色域范围。其中,第一色域范围的绿-第二蓝顶点间的线段与第二色域范围的红-第一蓝顶点间的线段具有一交点,且所述计算值为此交点至第一及第二色域范围的红顶点间线段上第二蓝与绿的比值。
在本发明的一实施例中,转换所述三维色彩信号的色彩比值的步骤包括:利用第一与第二色域范围的CIE坐标相等的关系,将关联于红、绿与第一蓝子像素的CIE转换矩阵与关联于红、绿与第二蓝子像素的CIE转换矩阵整合成一单一转换矩阵;以及将所述三维色彩信号中红、绿与第二蓝分量代入此单一转换矩阵,借以转换所述三维色彩信号的色彩比值,从而获得所述修正驱动信号。
基于上述,本发明利用(1931)CIE色域坐标的特性以有效地设计出一套演算方法来决定如何驱动具有红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素的单一像素。而且,在同一时间,单一像素中关联于两种蓝色(深蓝与浅蓝)的子像素只有一者会被致能以与其它的红与绿子像素进行混色(color mixing)。如此一来,不但可以增加主动式矩阵有机发光二极管的发光效率,而且还可以减少主动式矩阵有机发光二极管显示器整体的功率消耗。
应了解的是,上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的,其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
下面的所附附图是本发明的说明书的一部分,绘示了本发明的示例实施例,所附附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1绘示为本发明一实施例的主动式矩阵有机发光二极管显示器的系统方块图;
图2A与图2B分别绘示为本发明一实施例的有机发光二极管显示面板中每一像素的示意图;
图3绘示为本发明一实施例的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法流程图;
图4绘示为本发明一实施例的决定第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)子像素中的何者被致能的子流程图;
图5绘示为本发明一实施例的关联于主动式矩阵有机发光二极管显示器的色域范围示意图;
图6绘示为本发明一实施例的转换三维色彩信号的色彩比值的子流程图。
其中,附图标记
10:主动式矩阵有机发光二极管显示器
101:主动式矩阵有机发光二极管显示面板
103:时序控制器 105:栅极驱动器
107:源极驱动器 Img:三维色彩信号
R:红子像素/红顶点坐标 G:绿子像素/绿顶点坐标
B1:第一蓝(浅蓝)子像素/第二蓝顶点坐标
B2:第二蓝(深蓝)子像素/第一蓝顶点坐标
SQ:交点
S301~S305:本发明一实施例的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法流程图各步骤
S401~S409:本发明一实施例的决定第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)子像素中的何者被致能的子流程图各步骤
S601~S603:本发明一实施例的转换三维色彩信号的色彩比值的子流程图各步骤
具体实施方式
现将详细参考本发明的实施例,并在附图中说明所述实施例的实例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。
图1绘示为本发明一实施例的主动式矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED display)10的系统方块图。请参照图1,主动式矩阵有机发光二极管显示器10可以包括主动式矩阵有机发光二极管显示面板(AMOLED display panel)101、时序控制器(timing controller,T-con)103、栅极驱动器(gate driver)105,以及源极驱动器(source driver)107。其中,有机发光二极管显示面板101具有多个以阵列(i*j)方式排列的像素(pixels),而且每一像素又具有红、绿、第一蓝(浅蓝)以及第二蓝(深蓝)四子像素(sub-pixels)。
本实施例分别利用红色材质、绿色材质、蓝绿色材质与蓝色材质以制作出有机发光二极管显示面板101的每一像素中红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素的有机发光二极管(OLED)。而且,每一像素中的红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素的排列方式可以如图2A或图2B般。更清楚来说,图2A与图2B分别绘示为本发明一实施例的有机发光二极管显示面板101中每一像素的示意图。请合并参照图2A与图2B,在本实施例中,有机发光二极管显示面板101的每一像素中的红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素R、G、B1、B2可以排列成一2×2矩阵,且第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)两子像素B1、B2以对角方式摆放,而红与绿两子像素R、G也以对角方式摆放。
另外,时序控制器103用以反应所输入的三维色彩信号Img而控制栅极驱动器105与源极驱动器107的运作,借以致使栅极驱动器105与源极驱动器107相互协同(coordinately with each other)以分别输出扫描信号(scan signals)与数据信号(data signals,亦即驱动电流)来驱动有机发光二极管显示面板101内的每一像素,从而使得有机发光二极管显示面板101显示影像画面(images)给使用者观看。
于此,由于蓝绿色材质具有传统蓝色材质四倍以上的发光效率,于是本实施例即利用红色材质、绿色材质、蓝绿色材质与蓝色材质以分别设计/制作出红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素所构成的单一像素,并且搭配特定的驱动方法以驱动单一像素中的红、绿与第一蓝或第二蓝三子像素(亦即单一像素中的第一蓝与第二蓝子像素在同一时间只有一者会发光)。如此一来,不但可以增加主动式矩阵有机发光二极管(AMOLED)的发光效率,而且更可以减少主动式矩阵有机发光二极管显示器整体的功率消耗。
有鉴于此,图3绘示为本发明一实施例的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法流程图。请合并参照图1~图3,于此为要清楚地解说本实施例的驱动方法,故先以驱动有机发光二极管显示面板101内的单一像素为例来进行说明,且其包括:根据所输入的三维色彩信号Img以决定第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)子像素B1、B2中的哪一个被致能(步骤S301);当决定致能第一蓝(浅蓝)子像素B1时,则转换三维色彩信号Img的色彩比值(亦即将对应于R、G、B2的三维色彩信号转换至对应于R、G、B1的三维色彩信号),借以获得一组修正驱动信号(包含红、绿与第一蓝分量)来驱动红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1,并且禁能第二蓝(深蓝)子像素B2;以及当决定致能第二蓝(深蓝)子像素B2时,则维持三维色彩信号Img的色彩比值,借以获得一组原始驱动信号(包含红、绿与第二蓝分量)来驱动红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2,并且禁能第一蓝(浅蓝)子像素B1。
由此可知的是,时序控制器103所接收的三维色彩信号Img主要会反应出红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2各自的分量(亦即以NTSC为主的灰阶值(gray-level)),而非反应出红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1各自的分量。因此,一旦决定致能第一蓝(浅蓝)子像素B1的话,就必须转换所输入的三维色彩信号Img的色彩比值,要不然就会造成有机发光二极管显示器20所呈现的影像画面产生“色偏”。另一方面,一旦决定致能第二蓝(深蓝)子像素B2的话,就毋需转换所输入的三维色彩信号Img的色彩比值,亦即可以维持所输入的三维色彩信号Img原先的色彩比值。在此所提及的色彩比值乃是红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2各自的分量(灰阶值)间的比值。
在本实施例中,到底要致能第二蓝(深蓝)子像素B2还是第一蓝(浅蓝)子像素B1,则可依图4所示的步骤S301的子流程图来决定,亦即:取出所输入的三维色彩信号Img中的一原始绿分量(OG)与一原始第二蓝分量(OB)(步骤S401);将所取出的原始第二蓝分量(OB)乘上一计算值(Q)后而获得一对比绿分量(GQ)(步骤S403);比较所取出的原始绿分量(OG)是否大于等于所获得的对比绿分量(GQ)(步骤S405);当所取出的原始绿分量(OG)大于等于所获得的对比绿分量(GQ)时,则致能第一蓝(浅蓝)子像素B1(步骤S407);以及当所取出的原始绿分量(OG)小于所获得的对比绿分量(GQ)时,则致能第二蓝(深蓝)子像素B2(步骤S409)。
于此,为何只要比较出所取出的原始绿分量(OG)与所获得的对比绿分量(GQ)的相对大小关系就可简单地决定致能第一蓝(浅蓝)子像素B2还是第二蓝(深蓝)子像素B1的原因乃是基于(1931)CIE色域坐标的特性的缘故。
更清楚来说,图5绘示为本发明一实施例的关联于主动式矩阵有机发光二极管显示器10的色域范围示意图。请合并参照图1~图5,在本实施例中,红、绿与第二蓝(深蓝)三子像素R、G、B2在(1931)CIE色域坐标上会形成第一色域范围(亦即图5中色域范围较大的三角形);另外,红、绿与第一蓝(浅蓝)三子像素R、G、B1在(1931)CIE色域坐标上会形成相异于第一色域范围的第二色域范围(亦即图5中色域范围较小的三角形)。从图5可看出,第一色域范围的绿(G)-第二蓝(B2)顶点间的线段(G-B2)与第二色域范围的红(R)-第一蓝(B1)顶点间的线段(R-B1)具有一交点SQ。
而且,依据(1931)CIE色域坐标的边界特性,交点SQ至第一及第二色域范围的红(R)顶点间线段(SQ-R)上红(R)、绿(G)以及第二蓝(B2)的比值为0∶Q∶1。因此,在得知交点SQ的CIE-xy坐标以及x=X*1/(X+Y+Z)的情况下,即可利用以下转换矩阵而求出Q值,亦即:
其中,m11~m33皆为CIE转换矩阵系数,而且在已知SQ的坐标的情况下,可推Q值会等于如下式子,亦即:
而在此所获得的Q值即为步骤S403中所述及的计算值,且此Q值为交点SQ至第一及第二色域范围的红(R)顶点间线段(SQ-R)上第二蓝(B2)与绿(G)的比值,亦即:G/B2=Q。
因此,当所输入的三维色彩信号Img中的原始绿分量(OG)大于等于所获得的对比绿分量(GQ=B2*Q)时,则表示所输入的三维色彩信号Img会落在由红、绿与第一蓝(浅蓝)三子像素R、G、B1在(1931)CIE色域坐标上所形成的第二色域范围(亦即图5中色域范围较小的三角形)之内或(B1-R)边界。如此一来,即可致能第一蓝(浅蓝)子像素B1,并且禁能第二蓝(深蓝)子像素B2。
另一方面,当所输入的三维色彩信号Img中的原始绿分量(OG)小于所获得的对比绿分量(GQ=B2*Q)时,则表示所输入的三维色彩信号Img会落在由红、绿与第一蓝(浅蓝)三子像素R、G、B1在(1931)CIE色域坐标上所形成的第二色域范围(亦即图5中色域范围较小的三角形)以外。如此一来,就必须改为致能第二蓝(深蓝)子像素B2,并且禁能第一蓝(浅蓝)子像素B1。
可见得,只要事先将所计算出的Q值内建在时序控制器103,时序控制器103仅需比较出三维色彩信号Img中的原始绿分量(OG)与所计算的对比绿分量(GQ=B2*Q)的相对大小关系,就可简单地决定要致能第二蓝(深蓝)子像素B2还是第一蓝(浅蓝)子像素B1。显然地,时序控制器103所需计算与比较的演算机制相当的简单与快速。
在此更值得一提的是,由于依统计大约百分之九十所输入的三维色彩信号Img都会落在由红、绿与第一蓝(浅蓝)三子像素R、G、B1在(1931)CIE色域坐标上所形成的第二色域范围(亦即图5中色域范围较小的三角形)之内。再加上,具有蓝绿色材质的第一蓝(浅蓝)子像素B1的发光效率为具有蓝色材质的第二蓝(深蓝)子像素B2的四倍以上。因此,有机发光二极管驱动电路/装置中的驱动薄膜晶体管(driver TFT)反应于源极驱动器107所提供的数据信号即仅需提供相对小的驱动电流就可使其得以表现相当的发光能力,以至于可以大大地降低主动式矩阵有机发光二极管显示器整体的功率消耗(power consumption)。
另一方面,当决定要致能第二蓝(深蓝)子像素B2还是第一蓝(浅蓝)子像素B1之后,由于时序控制器103所接收的三维色彩信号Img主要会反应出红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2各自的分量(亦即以NTSC为主的灰阶值),而非反应出红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1各自的分量。因此,一旦决定致能第一蓝(浅蓝)子像素B1的话,则可依图6所示的步骤S305的子流程图来转换三维色彩信号Img的色彩比值,亦即:利用第一与第二色域范围的CIE坐标相等的关系,将关联于红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2的CIE转换矩阵与关联于红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1的CIE转换矩阵整合成一单一转换矩阵(步骤S601);以及将所输入的三维色彩信号Img中红(R)、绿(G)与第二蓝(B2)分量代入此单一转换矩阵,借以转换所输入的三维色彩信号Img的色彩比值,从而获得一组修正驱动信号(亦即适当的色彩信号,且包含红、绿与第一蓝分量)来驱动红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1。
更清楚来说,假如把关联于第二蓝(深蓝)子像素B2的CIE转换矩阵表示如下,亦即:
而且,把关联于第一蓝(浅蓝)子像素B1的CIE转换矩阵表示如下,亦即:
由于红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2的色域范围与红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1的色域范围同样在(1931)CIE色域坐标上进行表示,所以关联于红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2的CIE转换矩阵与关联于红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1的CIE转换矩阵可以被整合成如下的单一转换矩阵,亦即:
再加上,由于红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2的色域范围与红、绿与第一蓝(浅蓝)子像素R、G、B1的色域范围中的红(R)与绿(G)顶点坐标相同,所以被整合的单一转换矩阵可以进一步地被表示如下,亦即:
由此可知,只要事先将被整合的单一转换矩阵内建在时序控制器103,时序控制器103就可以在决定致能第一蓝子像素B1的情况下转换三维色彩信号Img的色彩比值,借以避免有机发光二极管显示器20所呈现的影像画面产生“色偏”。另一方面,一旦决定致能第二蓝(深蓝)子像素B2的话,则维持所输入的三维色彩信号Img原先的色彩比值,借以获得一组原始驱动信号来驱动红、绿与第二蓝(深蓝)子像素R、G、B2。
综上所述,本发明利用(1931)CIE色域坐标的特性以有效地设计出一套演算方法来决定如何驱动具有红、绿、第一蓝(浅蓝)与第二蓝(深蓝)四子像素的单一像素。而且,在同一时间,单一像素中关联于两种蓝色(深蓝与浅蓝)的子像素只有一者会被致能以与其它的红与绿子像素进行混色(color mixing)。如此一来,不但可以增加主动式矩阵有机发光二极管的发光效率,而且还可以减少主动式矩阵有机发光二极管显示器整体的功率消耗。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,该主动式矩阵有机发光二极管显示面板至少具有一像素,且该像素具有一红、一绿、一第一蓝与一第二蓝四子像素,而该驱动方法包括:
根据所输入的一三维色彩信号以决定该第一蓝与该第二蓝子像素中的何者被致能;以及
当决定致能该第一蓝子像素时,转换该三维色彩信号的一色彩比值,借以获得一组修正驱动信号来驱动该红、该绿与该第一蓝子像素,并且禁能该第二蓝子像素。
2.根据权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,更包括:
当决定致能该第二蓝子像素时,维持该三维色彩信号的该色彩比值,借以获得一组原始驱动信号来驱动该红、该绿与该第二蓝子像素,并且禁能该第一蓝子像素。
3.根据权利要求2所述的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,
该组修正驱动信号包含用以分别驱动该红、该绿与该第一蓝子像素的一红、一绿与一第一蓝分量;以及
该组原始驱动信号包含用以分别驱动该红、该绿与该第二蓝子像素的一红、一绿与一第二蓝分量。
4.根据权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,决定该第一蓝与该第二蓝子像素中的何者被致能的步骤包括:
取出该三维色彩信号中的一原始绿分量与一原始第二蓝分量;
将该原始第二蓝分量乘上一计算值后而获得一对比绿分量;以及
比较该原始绿分量与该对比绿分量,借以决定该第一蓝与该第二蓝子像素中的何者被致能。
5.根据权利要求4所述的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,
当该原始绿分量大于等于该对比绿分量时,则致能该第一蓝子像素;以及
当该原始绿分量小于该对比绿分量时,则致能该第二蓝子像素。
6.根据权利要求4所述的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,
该红、该绿与该第二蓝三子像素在一CIE色域坐标上形成一第一色域范围;
该红、该绿与该第一蓝三子像素在该CIE色域坐标上形成相异于该第一色域范围的一第二色域范围;以及
该第一色域范围的绿-第二蓝顶点间的线段与该第二色域范围的红-第一蓝顶点间的线段具有一交点,而该计算值为该交点至该第一及该第二色域范围的红顶点间线段上第二蓝与绿的比值。
7.根据权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,转换该三维色彩信号的该色彩比值的步骤包括:
利用该第一与该第二色域范围的一CIE坐标相等的关系,将关联于该红、该绿与该第一蓝子像素的一CIE转换矩阵与关联于该红、该绿与该第二蓝子像素的一CIE转换矩阵整合成一单一转换矩阵;以及
将该三维色彩信号中红、绿与第二蓝分量代入该单一转换矩阵,借以转换该三维色彩信号的该色彩比值,从而获得该组修正驱动信号。
8.根据权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管显示面板的驱动方法,其特征在于,该第一蓝子像素为一浅蓝子像素,而该第二蓝子像素为一深蓝子像素。
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