CN104851401B - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示装置及其驱动方法，该显示装置具有多个像素及多颜色光源背光模块，每个像素包括第一子像素以显示第一颜色、第二子像素以显示第二颜色、第三子像素以显示第三颜色、及透明子像素；背光模块具有第一颜色光源、第二颜色光源、及第三颜色光源，其中于第一子画面期间，仅点亮第一颜色光源及第二颜色光源，不点亮第三颜色光源，于第二子画面期间，仅点亮第二颜色光源及第三颜色光源，不点亮第三颜色光源，于第三子画面期间，仅点亮第一颜色光源及第三颜色光源，不点亮第二颜色光源。
Description
技术领域
本发明关于一种显示装置，尤指一种可显示广色域的显示装置。
背景技术
一般液晶显示面板包括多个子像素用以显示不同的颜色，可例如是RGB显示器具有红、绿、蓝三种子像素；CMY(cyan,magenta,yellow)显示器具有青、洋红、黄子像素。此外，除了基本的三原色显示器外，还有多原色显示器应运而生，可例如RGBW显示器具有红、绿、蓝及空白子像素。然而，请参考图1A，图1A为RGB显示器的色域范围，仍小于目前可知的色域面积。
一般而言，可以采用调整数据信号的方式来提升色域范围，可例如是转换色域信号。然而此种方式会增加显示器运算复杂度，有时还会导致颜色发生偏差，以致显示画面失真。
再者，一般多原色显示面板中使用彩色滤光片虽能够滤出单一光源颜色，但由于滤光片具有厚度，仍会造成显示面板的穿透度降低，而使得显示画面发生偏差。
因此，如何提升显示装置的色域范围及光学质量乃是本领域技术人员持续努力的目标。
发明内容
本发明的目的在提供一种显示装置及其驱动方法，显示装置通过多原色光源的背光模块分时驱动搭配具有透明子像素的显示面板。
依照本发明的一实施例揭露一种显示装置，显示面板包括多个子像素，每一个子像素包括第一子像素以显示第一颜色、第二子像素以显示第二颜色、第三子像素以显示第三颜色、及透明子像素，其中第一颜色、第二颜色、第三颜色互不相同；以及背光模块，包括多个光源包括第一颜色光源、第二颜色光源、及第三颜色光源，其中于第一子画面期间，仅点亮第一颜色光源及第二颜色光源，不点亮第三颜色光源，以使第一颜色及第二颜色的光通过透明子像素，于第二子画面期间，仅点亮第二颜色光源及第三颜色光源，不点亮第三颜色光源，以使第二颜色及第三颜色的光通过透明子像素，于第三子画面期间，仅点亮第一颜色光源及第三颜色光源，不点亮第二颜色光源，以使第一颜色及第三颜色的光通过透明子像素，且第一子画面期间、第二子画面期间及第三子画面期间相互不重迭。
其中，该显示装置还包括：
一第一颜色滤光层，设置于该第一子像素之上，当该第一颜色光源被点亮时，以使该第一颜色的光通过；
一第二颜色滤光层，设置于该第二子像素之上，当该第二颜色光源被点亮时，以使该第二颜色的光通过；及
一第三颜色滤光层，设置于该第三子像素之上，当该第三颜色光源被点亮时，使该第三颜色的光通过。
其中，于该第一子画面期间，不点亮该第三颜色光源，以使该第三子像素没有光线通过；于该第二子画面期间，不点亮该第一颜色光源，以使该第一子像素没有光线通过；及于该第三子画面期间，不点亮该第二颜色光源，以使该第二子像素没有光线通过。
其中，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为红色、绿色、蓝色。
其中，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为青色、洋红色、黄色。
依照本发明的另一实施例揭露一种显示驱动方法，适用于一种具有第一颜色子像素、第二颜色子像素、第三颜色子像素、透明子像素、第一颜色光源、第二颜色光源、及第三颜色光源的显示装置，于第一子画面期间，点亮第一颜色光源及第二颜色光源，不点亮第三颜色光源，以使第一颜色及第二颜色的光通过透明子像素，第一颜色的光通过第一颜色子像素，及第二颜色的光通过第二颜色子像素；于第二子画面期间，点亮第二颜色光源及第三颜色光源，不点亮第三颜色光源，以使第二颜色及第三颜色的光通过透明子像素，第二颜色的光通过第二颜色子像素，及第三颜色的光通过第三颜色子像素；于第三子画面期间，点亮第一颜色光源及第三颜色光源，不点亮第二颜色光源，以使第一颜色及第三颜色的光通过透明子像素，第一颜色的光通过第一颜色子像素，及第三颜色的光通过第三颜色子像素。
其中，每一该些子画面期间还包括：
一数据寻址区间，用以驱动一数据信号至一数据线；
一响应区间，将该数据信号写入该些子像素其中之一；及
一背光驱动区间，点亮该第一颜色光源、该第二颜色光源、及该第三颜色光源。
其中，每一该些子画面期间还包括一空白区间。
其中，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为红色、绿色、蓝色。
其中，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为青色、洋红色、黄色。
其中，每一该些子画面期间的时间不小于1/180秒。
综上所述，通过本发明实施例说明的显示装置及其驱动方法，显示装置通过多原色光源的背光模块分时驱动搭配具有透明子像素的显示面板，达到能够显示正确影像灰阶值同时提高色域范围的技术功效，也不会增加显示装置的计算复杂度，节省硬件成本。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1A说明三原色显示器(RGB)的NTSC色域范围示意图；
图1B说明六原色显示器(RGBCMY)的NTSC色域范围示意图；
图2A为红色、绿色、蓝色光源迭加示意图；
图2B为青色、洋红色、黄色光源迭加示意图；
图3依照本发明一实施例绘示的显示面板示意图；
图4A依照本发明一实施例绘示的显示装置的背光模块示意图；
图4B依照本发明一实施例绘示的一背光模块驱动波形图；
图5依照本发明一实施例绘示的一子画面期间示意图；
图6依照本发明一实施例绘示的一显示装置驱动时序示意图；
图7依照本发明另一实施例绘示的一显示装置驱动时序示意图；
显示面板：300
背光模块：400、700
像素：PX
子像素：310、320、330、340
滤光层：CF
第一颜色光源410、710
第二颜色光源420、720
第三颜色光源430、730
画面期间frame
子画面期间SF、SF1、SF2、SF3
具体实施方式
下文举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构操作之描述非用以限制其执行之顺序，任何由组件重新组合之结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同组件将以相同之符号标示来说明。
关于本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。
请参考图3，图3为依照本发明的一实施例所绘示之显示面板300，包括多个像素PX，其中每个像素还包括子像素310、子像素320、子像素330、及子像素340，子像素310用以显示第一颜色、子像素320用以显示第二颜色、子像素330用以显示第三颜色、子像素340则为透明子像素，可通过所有光线混合迭加所显示的颜色。以本实施例而言，子像素310、子像素320、子像素330可分别是红色、绿色及蓝色。然而，并不以此为限，依照本发明之另一实施例，子像素310、子像素320、子像素330亦可以是青色、洋红色及黄色。此外子像素的排列方式可以有很多种，本发明仅以不同颜色的子像素两两排列的方式为例，但并不局限于此，像素PX的态样还可以为垂直条纹式(stripe type)、水平条纹式等等。值得注意的是，像素PX至少须包含一个透明子像素340，且包含至少三种不同颜色的子像素各一个，分别用以显示第一颜色、第二颜色与第三颜色，且所述之第一至第三颜色均为不相同的颜色。
请参考图4A，图4A为依照本发明之一实施例所绘示之背光模块400，其中包含光源410、光源420、及光源430分别为产生第一颜色光源、第二颜色光源、及第三颜色光源，且各个光源颜色需要与显示面板300的子像素310、320、330的颜色相对应。以本发明的一实施例为例，子像素310、子像素320、子像素330可分别是红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素。红色子像素可具有红色滤光层，用以使红光通过；绿色子像素可具有绿色滤光层，用以使绿光通过；蓝色子像素可具有蓝色滤光层，用以使蓝光通过。此时搭配的背光模块400的光源颜色分别为红色光源、绿色光源、及蓝色光源。也就是说，像素PX的子像素310、子像素320、子像素330滤光层颜色须对应背光模块400的光源颜色，以使得子像素的滤光层可过滤不要的光源颜色使纯色通过；且让背光模块400的混光颜色通过子像素340。
请参考图7，图7为依照本发明的另一实施例所绘示的背光模块700，而子像素310～330可分别是青色子像素、洋红色子像素及黄色子像素。青色子像素可具有青色滤光层，用以使青光通过；洋红色子像素可具有洋红色滤光层，用以使洋红光通过；黄色子像素可具有黄色滤光层，用以使黄光通过。此时搭配的背光模块700的光源颜色分别为青色光源710、洋红色光源720、及黄色光源730。然而并不仅是本说明书中所列之颜色组合才可完成本发明，只要是背光模块的光源颜色具有与子像素相同的颜色，以使所述之子像素分别透出对应之光源颜色；且像素包含透明子像素，以使光源迭加的颜色透过透明子像素。
为使本领域技术人员能清楚理解本发明的特色与优点，详细的作动方式将叙述如下。请参考图4B，图4B依照本发明一实施例绘示的一背光模块驱动波形图，请搭配图4A参考图4B，画面期间frame具有三个子画面期间SF，其中画面期间frame可以是显示一个完整影像画面的时间，每一个子画面期间SF可以是显示器的扫描线(未绘示)全部被致能的时间。于第一子画面期间SF1，仅点亮光源410及光源420，而光源430不点亮；于第二子画面期间SF2，仅点亮光源420及光源430，而光源410不点亮；于第三子画面期间SF3，仅点亮光源410及光源430，而光源420不点亮。由于人眼对影像画面的敏感度需高于60赫兹(HZ，1/60秒)，因此一般画面扫描更新频率为60赫兹，但为了使三个子画面期间SF显示影像迭加的效果为完整的影像画面，每个子画面期间SF需要的扫描更新频率可提升至180赫兹，以使得人眼所能察觉的完整影像画面的画面期间frame的频率为60赫兹。然而，本发明所提及之画面扫描更新频率的值仅为其中一个实施例，实际的子画面更新频率可以取决于显示面板的液晶反应速率、数据读取速率或是使用者使用习惯等等。
请再参考图5，图5依照本发明一实施例绘示的一子画面期间示意图。每个子画面期间SF包括寻址期间(address time)、响应期间(response time)、背光驱动期间、及空白期间。寻址期间为数据信号写入子像素PX所需要的时间，以本发明之实施例而言，由于子画面期间SF的时间为1/180秒(约5.56毫秒(ms))，相应地，需要具有高移动速率电子电洞对的晶体管在0.8毫秒左右或者小于0.8毫秒的时间完成寻址，可使用例如是非晶硅晶体管(a-si TFT)、多晶硅晶体管(LTPS TFT)和金属氧化物薄膜晶体管(Oxide TFT)等等；响应期间液晶的反应速率，代表液晶被充电到数据电压所要的时间，一般而言，可使用快速向列型液晶(fast nematic liquid crystal)、层列型液晶(smectic liquid crystal)、或胆固醇型液晶(cholestric liquid crystal)等具有快速响应特性的液晶以实施本发明，所述液晶态样的响应期间一般可在2.2毫秒内完成。而从寻址到液晶充电完成可在4毫秒左右或者小于4毫秒的时间方可达成本发明之技术功效；背光驱动期间背光光源被点亮以使光源发光的时间，待液晶充电完成后方可点亮对应之背光光源，已使每个子像素在对应的驱动期间显示颜色，点亮时间可以是大于或等于2毫秒；空白期间避免两个子画面期间(subframe)相互干扰所需预留的期间，可以依照实际需求选择是否需要空白期间。
为能清楚地说明本发明的显示装置的特色及优点，请回头参考图2A、图4B背光模块的驱动时序并搭配图5参考。图2A为红色、绿色、蓝色光源迭加示意图；图6依照本发明一实施例绘示的一显示装置示意图，于第一子画面期间SF1，背光模块仅点亮红色光源410及绿色光源420，而蓝色光源430不点亮，因而红色子像素会使红色光通过，绿色子像素会使绿色光通过，而因为红光与绿光不含有蓝色的光线，因此蓝色子像素不会使光通过；由于红光与绿光的混合迭加会产生出黄色光线，因此于第一子画面期间SF1的透明子像素340可让红光与绿光的混光通过。于第二子画面期间SF2，背光模块仅点亮绿色光源420及蓝色光源430，而红色光源410不点亮，因而绿色子像素会使绿色光通过，蓝色子像素会使蓝色光通过，而因为绿光与蓝光不含有红色的光线，因此红色子像素不会使光通过；由于绿光与蓝光的混合迭加会产生出青色光线，因此于第二子画面期间SF2的透明子像素340可让绿光与蓝光的混光通过。于第三子画面期间SF3，背光模块仅点亮红色光源410及蓝色光源430，而绿色光源420不点亮，因而红色子像素会使红色光通过，蓝色子像素会使蓝色光通过，而因为红光与蓝光不含有绿色的光线，因此绿色子像素不会使光通过；由于红光与蓝光的混合迭加会产生出洋红色光线，因此于第三子画面期间SF3的透明子像素340可让红光与蓝光的混光通过。通过三个子画面期间SF分别显示红绿黄RGY、绿蓝青GBC、及红蓝洋红RBM以组成画面期间(frame)用以显示完整的影像画面，得到的色域范围可如图1B所示，通过光源分时驱动搭配RGBW子像素的透光效果，使得影像所能显现的色域范围相较三原色显示器的色域范围更大，可表现色彩饱和且不失真的显示画面。
图7依照本发明另一实施例绘示的一显示装置示意图，请回头参考图2B、图4B背光模块的驱动时序并搭配图7参考。图2B为青色、洋红色、黄色光源迭加示意图。于第一子画面期间SF1，背光模块仅点亮青色光源710及洋红色光源720，而黄色光源730不点亮，因而青色子像素会使青色光通过，洋红色子像素会使洋红色光通过，而因为青光与洋红光不含有黄色的光线，因此黄色子像素不会使光通过；由于青光与洋红光的混合迭加会产生出蓝色光线，因此于第一子画面期间SF1的透明子像素340可让青光与洋红光的混光通过。于第二子画面期间SF2，背光模块仅点亮洋红色光源720及黄色光源730，而青色光源710不点亮，因而洋红色子像素会使洋红色光通过，黄色子像素会使黄色光通过，而因为洋红光与黄光不含有青色的光线，因此青色子像素不会使光通过；由于洋红光与黄光的混合迭加会产生出红色光线，因此于第一子画面期间SF1的透明子像素340可让洋红光与黄光的混光通过。于第三子画面期间SF3，背光模块仅点亮青色光源720及黄色光源730，而洋红色光源720不点亮，因而青色子像素会使青色光通过，黄色子像素会使黄色光通过，而因为青光与黄光不含有洋红色的光线，因此洋红色子像素不会使光通过；由于青光与黄光的混合迭加会产生出绿色光线，因此，于第一子画面期间SF1的透明子像素340可让青光与黄光的混光通过。通过三个子画面期间SF分别显示青洋红蓝CMB、洋红黄红MYR、及青黄绿CYG以组成画面期间frame用以显示完整的影像画面，通过光源分时驱动搭配CMYW子像素的透光效果，使得影像所能显现的色域范围相较三原色显示器的色域范围更大，可表现色彩饱和且不失真的显示画面。
综上所述，通过本发明实施例说明的显示装置及其驱动方法，显示装置通过具有多原色光源之背光模块分时驱动搭配具有滤光层子像素及透明子像素的显示面板，以使多原色光源发出的光线分别通过滤光层子像素，还可让多原色光源迭加的光线通过透明子像素，达到能够显示正确影像灰阶值同时提高色域范围的技术功效，也不会增加显示装置计算复杂度。
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权利要求的保护范围。
Claims (11)
1.一显示装置，其特征在于，包括：
一显示面板，包括多个像素，该些多个像素包括一第一子像素，以显示一第一颜色、一第二子像素，以显示一第二颜色、一第三子像素，以显示一第三颜色、及一透明子像素，其中该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色互不相同；以及
一背光模块，包括多个光源，该些光源包括一第一颜色光源、一第二颜色光源、及一第三颜色光源，其中
于一第一子画面期间，仅点亮该第一颜色光源及该第二颜色光源，不点亮该第三颜色光源，以使该第一颜色及该第二颜色的光通过该透明子像素，
于一第二子画面期间，仅点亮该第二颜色光源及该第三颜色光源，不点亮该第三颜色光源，以使该第二颜色及该第三颜色的光通过该透明子像素，
于一第三子画面期间，仅点亮该第一颜色光源及该第三颜色光源，不点亮该第二颜色光源，以使该第一颜色及该第三颜色的光通过该透明子像素，且该第一子画面期间、该第二子画面期间及该第三子画面期间的时序相互不重迭。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：
一第一颜色滤光层，设置于该第一子像素之上，当该第一颜色光源被点亮时，以使该第一颜色的光通过；
一第二颜色滤光层，设置于该第二子像素之上，当该第二颜色光源被点亮时，以使该第二颜色的光通过；及
一第三颜色滤光层，设置于该第三子像素之上，当该第三颜色光源被点亮时，使该第三颜色的光通过。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
于该第一子画面期间，不点亮该第三颜色光源，以使该第三子像素没有光线通过；
于该第二子画面期间，不点亮该第一颜色光源，以使该第一子像素没有光线通过；及
于该第三子画面期间，不点亮该第二颜色光源，以使该第二子像素没有光线通过。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为红色、绿色、蓝色。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为青色、洋红色、黄色。
6.一显示驱动方法，适用于一显示装置，该显示装置包括一第一颜色子像素、一第二颜色子像素、一第三颜色子像素、一透明子像素、一第一颜色光源、一第二颜色光源、及一第三颜色光源，其特征在于，该方法包括：
于一第一子画面期间，点亮该第一颜色光源及该第二颜色光源，不点亮该第三颜色光源，以使该第一颜色及该第二颜色的光通过该透明子像素，该第一颜色的光通过该第一颜色子像素，及该第二颜色的光通过该第二颜色子像素；
于一第二子画面期间，点亮该第二颜色光源及该第三颜色光源，不点亮该第三颜色光源，以使该第二颜色及该第三颜色的光通过该透明子像素，该第二颜色的光通过该第二颜色子像素，及该第三颜色的光通过该第三颜色子像素；
于一第三子画面期间，点亮该第一颜色光源及该第三颜色光源，不点亮该第二颜色光源，以使该第一颜色及该第三颜色的光通过该透明子像素，该第一颜色的光通过该第一颜色子像素，及该第三颜色的光通过该第三颜色子像素，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时序相互不重迭。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，每一该些子画面期间还包括：
一数据寻址区间，用以驱动一数据信号至一数据线；
一响应区间，将该数据信号写入该些子像素其中之一；及
一背光驱动区间，点亮该第一颜色光源、该第二颜色光源、及该第三颜色光源。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，每一该些子画面期间还包括一空白区间。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为红色、绿色、蓝色。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色分别为青色、洋红色、黄色。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，每一该些子画面期间的时间不小于1/180秒。
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