CN102157137A - 色序式液晶显示设备及其影像显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种色序式液晶显示设备及其影像显示方法，其包含有一液晶面板、一背光模块、一图像处理电路及一时序控制电路。该图像处理电路用来对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并对该图框数据进行排序，以按照一预设色序输出复数个单色图场数据。该时序控制电路电性连接于该图像处理电路、该液晶面板及该背光模块，包含有一时序控制器及一背光控制单元。该时序控制器用来根据该图像处理电路所输出的单色图场资料，控制该液晶面板显示该单色图场资料。该背光控制单元用来根据该单色图场数据的显示时间，控制该背光模块开启对应于该单色图场数据的背光光源，该设备和方法能有效提高影像显示数据传输效率。

Description

色序式液晶显示设备及其影像显示方法

技术领域：

本发明涉及一种色序式液晶显示设备及其影像显示方法，尤指一种藉由共享系统端内存，以省去时序控制电路中图框内存的色序式液晶显示设备。

背景技术：

一般来说，液晶显示器的混色方式大致可分成时间混色与空间混色两种方式。相较于空间混色技术，时间混色技术是利用人眼视觉暂留的原理，藉由快速切换红（R）、绿（G）、蓝（B）等单色图场（Field）来显示特定颜色，因此无须使用传统彩色滤光片（Color Filter）而具有降低制造成本及增加光源透过率等优点。

对于采用时间混色技术的色序式（Color Sequential）显示器来说，由于混色前需将一个全彩画面分成红、绿、蓝等三个单色图场，因此传统设计上是在时序控制器（Timing Controller）中加入能对颜色数据进行排序（Data Sorting）的数据排序电路，以对来自系统端（例如：显示适配器）的图框（Frame）数据进行排序，进而按照特定色序（如：R—G—B或R—G—B—G）输出单色图场至液晶面板。此外，请参考图1，图1为习知数据排序电路10的运作示意图。如图1所示，由于系统端所输入的图框数据同时具有R/G/B等三原色数据，因此时序控制器至少需要一个图框大小的内存空间存放已排序的单色图场数据，以于排序完成后以串行方式（如：R→G→B）输出至液晶面板显示影像。

然而，在实际设计上，为了提高数据传输效率，习知色序式显示器一般会藉由外挂两组图框内存（Frame Buffer）来进行图框存取数据的动作，以于一组内存储存排序中的图框数据时，利用另一组内存输出已排序完成的图框数据，而使数据的输入输出得以同步进行，如图2所示。相关内存存取方式是本领域具通常知识者所知，于此不多加赘述。

由上可知，习知色序式液晶显示器需对来自系统端的图框数据进行排序，以将一个全彩画面分成红、绿、蓝等三个单色图场。在此情形下，时序控制器必须等待系统端传送完整个图框数据后，才能按照特定色序输出单色图场至液晶面板，如此至少需耗费一个图框大小的内存空间来暂存已排序的单色图场数据，且亦存在有效率不佳的缺点。

发明内容：

本发明目的是提供一种色序式液晶显示设备及其影像显示方法，该设备和方法能有效提高影像显示数据传输效率。

本发明提供一种色序式液晶显示设备其特征在于：包括一液晶面板；一背光模块；一图像处理电路，用来对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并对该图框数据进行排序，以按照一预设色序产生复数个单色图场数据；以及一时序控制电路，电性连接于该图像处理电路、该液晶面板及该背光模块，包括：一时序控制器，用来输出该图像处理电路所产生的单色图场数据至该液晶面板；以及一背光控制单元，用来控制该背光模块开启对应于该图像处理电路所输出的单色图场数据的背光光源。

本发明提供一种用于色序式液晶显示设备的影像显示方法，其特征在于：该方法包括在一图像处理电路中，对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并对该图框数据进行排序，以按照一预设色序产生复数个单色图场数据；透过一时序控制电路，输出该图像处理电路所产生的单色图场数据至一液晶面板；以及控制一背光模块开启对应于该图像处理电路所输出的单色图场数据的背光光源。

本发明还提供一种色序式液晶显示设备，其特征在于：包括一液晶面板；一图像处理电路，用来对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并以倍频方式对该图框数据进行复数次输出；一译码器，电性连接于该图像处理电路，用来根据一预设色序，对该图框数据的每一次输出进行译码，以产生复数个单色图场数据；以及一时序控制电路，电性连接于该译码器及该液晶面板，用来根据该译码器所输出的单色图场数据，产生该液晶面板的驱动讯号，以控制该液晶面板显示该单色图场资料。

本发明还提供一种用于色序式液晶显示设备的影像显示方法，其特征在于：包括对一影像

数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并以倍频方式对该图框数据进行复数次输出；根据一默认色序，对该图框数据的每一次输出进行译码，以产生复数个单色图场数据；以及根据该复数个单色图场数据，产生一液晶面板的驱动讯号，以控制该液晶面板依序显示该复数个单色图场资料。

附图说明：

图1为习知数据排序电路的运作示意图。

图2为习知色序式液晶显示装置的架构示意图。

图3系本发明实施例一色序式液晶显示装置的架构示意图。

图4为图3中数据传输接口以串行方式传输单色图场至时序控制电路的示意图。

图5是图3中时序控制电路的讯号时序示意图。

图6为本发明实施例一色序式液晶显示装置的架构示意图。

图7为图6中时序控制电路的讯号时序示意图。

图8是本发明实施例一色序式液晶显示装置的架构示意图。

图9是图8中译码器运作方式的实施例示意图。

图10是本发明实施例一色序式液晶显示装置的架构示意图。

图11是本发明实施例一色序式液晶显示装置的架构示意图。

图12及图13分别为本发明用于色序式液晶显示装置的一影像显示流程的实施例示意图。

100、200、300、400a、400b、400c、500、600、700：配线结构

210：基板

110、220：第一端子

120、230：第二端子

130、240：导线

242：第一端子延伸段

244：第二端子延伸段

246：第一连接段

248：第二连接段

250：外侧导线

252：连接段

260：缓冲段

S：方向

X1、X2：位置

θ₁、θ₂：角度

d₁、d₂：间距。

具体实施方式：

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包括」是为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。

请参考图3，图3是本发明实施例一色序式（Color Sequential）液晶显示设备30的架构示意图。色序式液晶显示设备30包含有一液晶面板31、一背光模块32、一图像处理电路33及一时序控制电路34。图像处理电路33是设置于如显示适配器等系统端组件中，用来对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，其包含有一数据排序单元332及一图框内存334。数据排序单元332用来对图框数据进行排序，以将图框数据分成红（R）、绿（G）、蓝（B）等三个单色图场资料；而图框内存334电性连接于该数据排序单元332，是用来暂存已完成排序的单色图场数据。在此情形下，图像处理电路33可按照一默认色序，以串行方式输出单色图场数据。其中，该预设色序可以是一红–绿–蓝（R-G-B）、一红–绿–蓝–绿（R-G-B-G）、一红–绿–蓝–白（R-G-B-W）、一红–绿–蓝–白–黄（R-G-B-W-Y）及一红–绿–蓝–青–黄–洋红（R-G-B-C-Y-M）等色序，而不限于此。

时序控制电路34电性连接于图像处理电路33、液晶面板31及背光模块32，用来根据图像处理电路33所输出的单色图场数据，控制液晶面板31及背光模块32依序显示红、绿、蓝等单色图场数据，进而达到时间混色的目的。较佳地，时序控制电路34包含有一时序控制器342及一背光控制单元344。时序控制器342用来根据图像处理电路33所输出的单色图场数据，产生液晶面板的驱动讯号；而背光控制单元344则用来根据单色图场数据的显示时间，产生背光模块的控制讯号，以控制背光模块32开启对应于单色图场数据的背光光源。此外，液晶显示设备30另包含有一数据传输接口Tx/Rx，电性连接于图像处理电路33及时序控制电路34之间，用来以最大带宽串行传输单色图场数据至时序控制电路34。其中，数据传输接口Tx/Rx可以藉由一低电压差动讯号（Low-Voltage Differential Signaling, LVDS）传输接口或一显示端口（Display Port, DP）传输接口实现，而不限于此。

因此，本发明色序式液晶显示设备30是于图像处理电路33（即系统端）中对图框数据进行排序，以按照预设色序输出红、绿、蓝等单色图场数据至时序控制电路34，在此情形下，时序控制电路34可根据图像处理电路33所输出的单色图场数据，控制液晶面板31及背光模块32依序显示红、绿、蓝等单色图场数据，进而达到时间混色的目的。

换句话说，本发明实施例藉由共享系统端的图框内存对图框数据进行排序，并以串行方式传输单色图场数据至时序控制电路，如此不但可简化硬件系统的复杂度，并且可节省时序控制电路中内存的使用，从而降低生产成本。

请参考图4，图4为图3中数据传输接口以串行方式传输三种单色图场至时序控制电路的示意图。在图4中，假设数据传输接口可同时传输3N个位至时序控制电路，在此情形下，由于图框数据的排序是于系统端完成并暂存于系统内存中，因此本发明实施例可藉由串行方式同时传输3N个位的单色图场数据至时序控制电路，如图4上半部分所示。也就是说，相较于传统架构需分别以N个位传输单色数据至时序控制电路，如第4图下半部分所示，本发明实施例在单位时间内所能输出的单色图场数据是增加为原来的三倍。

此外，假设数据传输接口具有3×8个位的带宽，而图像处理电路33仅使用6个位来表示单色图场中的每一像素资料，在此情形下，数据传输接口将可同时传输4个像素的单色图场数据，以优化数据传输接口的带宽使用效率。如此相对应变化，亦属本发明的范围。

请继续参考第3图，时序控制电路34另可包含有一图场内存35，用来缓冲图像处理电路33所输出的单色图场数据，其较佳地可藉由两个单色图场大小的内存空间实现，以于一组内存接收图像处理电路33所输出的单色图场数据时，利用另一组内存输出已完成接收的单色图场数据，相关内存存取方式是本领域具通常知识者所知，于此不多加赘述。在此情形下，时序控制电路34可依序输出已完成接收的单色图场数据至液晶显示面板，并控制背光模块开启相对应颜色的背光光源，而达到时间混色的目的。

关于时序控制电路34的讯号时序，请参考图5。在图5中，时序控制电路34依序输出已完成接收的单色图场数据至液晶面板31，而背光模块32则开启相对应颜色的背光光源，以藉由时间混色的方式显示一全彩画面。

因此，相较于传统架构，本发明实施例除了可减少时序控制电路所需外挂的内存容量外（至少可减少至传统架构的三分之二），另可简化硬件系统的复杂度，以降低生产成本。

另一方面，请参考图6，图6为本发明较佳实施例一色序式液晶显示设备60的架构示意图。相较于图3中的色序式液晶显示设备30，色序式液晶显示设备60可进一步省去图场内存的使用，而直接将系统端传送过来的单色图场数据输出至液晶面板61。在此实施例中，色序式液晶显示设备60除了可使用传统色序式背光模块之外，亦可使用一扫描式背光模块，例如，液晶面板61可包含有复数个扫描区块（图未示），而背光模块62可根据单色图场数据输出至扫描区块的时间，以扫描方式开启相对应扫描区块的背光光源。如此一来，当单色图场数据由系统端的内存读出后，其可直接透过时序控制电路64输出至液晶面板61，而达到节省内存的目的。

举例来说，请参考图7，图7为图6中时序控制电路64的讯号时序示意图。如图7所示，BLK1～BLKn分别代表液晶面板上的扫描区块，当时序控制电路完成扫描区块BLK1的数据输出时，扫描区块BLK1的背光光源随即开启，而单色图场数据则持续输出至扫描区块BLK2，以此类推，直到最后一个扫描区块BLKn扫瞄结束而开始输出下一个单色图场数据为止。也就是说，在搭配扫瞄式背光的架构下，扫描区块的背光开启不会影响到下一区块的数据写入时间，因此时序控制器不需外挂暂存用的图场内存，而可直接将系统端传送过来的单色图场数据输出至液晶面板，而达到节省内存的目的。

请参考图12，图12是本发明用于色序式液晶显示设备的一影像显示流程120的实施例示意图。影像显示流程120是色序式液晶显示设备30及60的一运作流程，其包含有下列步骤：

步骤1200：开始。

步骤1210：在一图像处理电路中，对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并对该图框数据进行排序，以按照一预设色序产生复数个单色图场数据。

步骤1220：透过一时序控制电路，输出该图像处理电路所产生的单色图场数据至一液晶面板。

步骤1230：控制一背光模块开启对应于该图像处理电路所输出的单色图场数据的背光光源。

步骤1240：结束。

关于影像显示流程120的详细实施方式，已清楚说明于上述色序式液晶显示设备30及60的实施例中，于此不再阐述。

除了上述实施方式之外，为了省去时序控制电路所需的图框内存，本发明另可藉由其它硬件架构实现色序式液晶显示设备。请参考图8，图8是本发明实施例一色序式液晶显示设备80的架构示意图。色序式液晶显示设备80包含有一液晶面板81、一图像处理电路82、一数据传输接口Tx/Rx、一译码器83及一时序控制电路84。图像处理电路82是设置于如显示适配器等系统端组件中，用来对一影像数据进行图像处理，以产生具有三原色信息的一图框数据，并以倍频方式对该图框数据进行复数次输出。数据传输接口Tx/Rx电性连接于图像处理电路82，用来对图框数据的每一次输出进行传输。译码器83电性连接于数据传输接口Tx/Rx，用来根据一预设色序，对图框数据的每一次输出进行译码，以产生红、绿、蓝等单色图场资料。其中，译码器83所产生单色图场数据的数量较佳地是等于每一图框数据被重复输出的次数，当然亦可不限于此。时序控制电路84电性连接于译码器83及液晶面板81，用来控制液晶面板81及背光模块85依序显示译码器83所输出的单色图场资料，以达到时间混色的目的。

因此，本发明实施例是藉由图像处理电路82倍频输出复数个相同的图框数据，以透过译码器83按照默认色序解碼成红绿蓝等单色图场，如此一来，时序控制电路84可控制液晶面板81及背光模块85依序显示译码器83所输出的单色图场资料，而达到时间混色的目的。在此情形下，本发明实施例不但可省去时序控制电路中的图框内存，且由于不需额外改变传统图像处理电路的运作方式及图框数据的传输方式，而可大幅降低设计的复杂度。

举例来说，请参考图9，图9是图8中译码器83运作方式的实施例示意图。若色序式液晶显示设备80欲以红色–绿色–蓝色（R-G-B）的默认色序显示影像画面时，相较于传统架构以60赫兹的频率传输图框数据至液晶显示器，本发明实施例可藉由180赫兹的频率传输三个相同的图框数据至译码器83，而译码器83则可对每一个相同的图框数据进行译码，以依序产生一红色图场数据、一绿色图场资料及一蓝色图场资料，如图9所示。

请注意，上述实施例仅为本发明的一举例说明，本领域具通常知识者当可根据实际需求作适当地修改，而不限于此。例如，色序式液晶显示设备亦可以红色–绿色–蓝色–绿色（R-G-B-G）等默认色序显示影像画面，或者藉由插入黑色图框数据以提升动态影像的画面质量等，其相关操作与上述实施例类似，于此不赘述。

除此之外，请参考图10，图10是本发明实施例一色序式液晶显示设备90的架构示意图。相较于图8，色序式液晶显示设备90另包含有一缓存器96，电性连接于译码器93及时序控制电路94之间，用来缓冲译码器93所输出的单色图场数据，以降低时序控制电路的工作频率。举例来说，假设缓存器96包含有六个暂存区块R1～R6，可分别用来暂存六个画素，因此译码器93所输出的画素数据可依序暂存至区块R1～R3后，再一并传送至时序控制电路94，而后续输出的画素数据则可同时暂存于区块R4～R6中，以此类推。关于色序式液晶显示器90的详细运作方式，其类似于图8中的色序式液晶显示器80，因此不多加阐述。

请继续参考图11，图11是本发明实施例一色序式液晶显示设备70的架构示意图。相较于图8，色序式液晶显示设备70是将译码器73实现于系统端，用以按照默认色序解碼产生复数个单色图场数据，如此一来，数据传输接口Tx/Rx可传输译码器73所产生的单色图场至时序控制电路74，以控制液晶面板71显示相对应的影像画面。色序式液晶显示设备70的运作方式亦类似于图9的色序式液晶显示器，于此不多加阐述。

请参考图13，图13是本发明用于色序式液晶显示设备的一影像显示流程130的实施例示意图。影像显示流程130是色序式液晶显示设备70、80及90的一运作流程，其包含有下列步骤：

步骤1300：开始。

步骤1310：对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并以倍频方式对该图框数据进行复数次输出。

步骤1320：根据一默认色序，对该图框数据的每一次输出进行译码，以产生复数个单色图场数据。

步骤1330：根据该复数个单色图场资料，产生一液晶面板的驱动讯号，以控制该液晶面板依序显示该复数个单色图场资料。

步骤1340：结束。

关于影像显示流程130的详细实施方式，已清楚说明于上述色序式液晶显示设备70、80及90的实施例中，于此不再阐述。

简言之，本发明实施例是藉由倍频产生复数个相同图框数据，以透过译码器按照默认色序解码成红绿蓝等单色图场，而可省去时序控制器中的图框内存的使用。此外，由于本发明实施例不需额外改变传统时序控制器的运作方式及图框数据的传输方式，因而可大幅降低设计时的难度。

综上所述，本发明实施例提供多种改良的色序式液晶显示器架构，以省去时序控制电路中的图框内存的使用，进而节省生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种色序式液晶显示设备，其特征在于：包括一液晶面板；一图像处理电路，用来对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并以倍频方式对该图框数据进行复数次输出；一译码器，电性连接于该图像处理电路，用来根据一预设色序，对该图框数据的每一次输出进行译码，以产生复数个单色图场数据；以及一时序控制电路，电性连接于该译码器及该液晶面板，用来根据该译码器所输出的单色图场数据，产生该液晶面板的驱动讯号，以控制该液晶面板显示该单色图场资料。

2.根据权利要求1所述的色序式液晶显示设备，其特征在于：所述复数个单色图场数据的数量是相同于该复数次输出的数量。

3. 根据权利要求1所述的色序式液晶显示设备，其特征在于：所述译码器是设置于该时序控制电路中，还包括有一数据传输接口，电性连接于该图像处理电路及该译码器之间，用来对该图框数据的每一次输出进行传输，还包括一缓存器，电性连接于该译码器及该时序控制电路之间，用来缓冲该译码器所输出的单色图场数据，以降低该时序控制电路的工作频率。

4. 根据权利要求1所述的色序式液晶显示设备，其特征在于：所述译码器是设置于该图像处理电路中，还包括有一数据传输接口，电性连接于该译码器及该时序控制电路之间，用来传输该复数个单色图场数据。

5. 根据权利要求1所述的色序式液晶显示设备，其特征在于：所述预设色序是由一预设色序群组选出，该预设色序群组包含有红–绿–蓝、红–绿–蓝–绿、红–绿–蓝–白、红–绿–蓝–白–黄及红–绿–蓝–青–黄–洋红。

6. 根据权利要求1所述的色序式液晶显示设备，其特征在于：所述图像处理电路是由一图像处理电路群组选出，该图像处理电路群组包含有一显示适配器及一视频卡。

7. 一种用于一色序式液晶显示设备的影像显示方法，其特征在于：包括对一影像数据进行图像处理，以产生具有全彩信息的一图框数据，并以倍频方式对该图框数据进行复数次输出；根据一默认色序，对该图框数据的每一次输出进行译码，以产生复数个单色图场数据；以及根据该复数个单色图场数据，产生一液晶面板的驱动讯号，以控制该液晶面板依序显示该复数个单色图场资料。

8. 根据权利要求7所述的用于一色序式液晶显示设备的影像显示方法，其特征在于：所述复数个单色图场数据的数量是相同于该复数次输出的数量。

9. 根据权利要求7所述的用于一色序式液晶显示设备的影像显示方法，其特征在于：所述默认色序是由一预设色序群组选出，该预设色序群组包含有红–绿–蓝、红–绿–蓝–绿、红–绿–蓝–白、红–绿–蓝–白–黄及红–绿–蓝–青–黄–洋红。

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