CN112820245B - 驱动电路及其显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种驱动电路及其显示系统，所述驱动电路耦接于一双层面板，该双层面板具有互相重叠的一第一层及一第二层。该驱动电路包括一第二层处理器及一第一层处理器。该第二层处理器可用来产生用于该第二层的一灰度数据。该第一层处理器包括一像素数据补偿电路及一白平衡补偿电路。该像素数据补偿电路可根据用于该第一层的一图像数据的一亮度，用来补偿该图像数据。该白平衡补偿电路可根据该灰度数据的一色温，用来补偿用于该第一层的该图像数据。

Description

驱动电路及其显示系统
技术领域
本发明涉及一种驱动电路及显示系统，尤其涉及一种可用于液晶显示屏的驱动电路及显示系统。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是一种平板显示设备，其具有低辐射、重量轻及低耗电等优势，已广泛应用于各种信息科技产品，例如笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、以及移动电话等。液晶显示器的原理是通过改变液晶层两端之间的电压差来改变液晶层中液晶分子的布置，液晶层的透光度即可相应地改变，其进一步与背光模块提供的光源结合以显示图像。
业界人士正致力于改善显示器的图像质量，如分辨率及对比度等。举例来说，双层面板可用来提升图像的对比度，在双层面板中，除了具有可用来显示图像的上层之外，其还包括一下层，下层与上层互相重叠，可针对每一像素进行背光控制的微调，从而实现高对比度。
然而，为了维持液晶显示屏的穿透度，下层不具有任何颜色信息，其灰度数据为单一颜色。根据液晶的特性，不同灰度数据的色温并不一致，造成图像帧上出现色偏，而色温及色偏的不一致导致图像质量的下降。鉴于此，现有技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种驱动电路及显示系统，可用来补偿双层面板中色温不一致的现象。
本发明的一实施例公开了一种驱动电路，其耦接于一双层面板，该双层面板具有互相重叠的一第一层及一第二层。该驱动电路包括一第二层处理器及一第一层处理器。该第二层处理器可用来产生用于该第二层的一灰度数据。该第一层处理器包括一像素数据补偿电路及一白平衡补偿电路。该像素数据补偿电路可根据用于该第一层的一图像数据的一亮度，用来补偿该图像数据。该白平衡补偿电路可根据该灰度数据的一色温，用来补偿用于该第一层的该图像数据。
本发明的另一实施例公开了一种显示系统，其包括一双层面板及一驱动电路。该双层面板具有互相重叠的一第一层及一第二层。该驱动电路耦接于该双层面板，其包括一第二层处理器及一第一层处理器。该第二层处理器可用来产生用于该第二层的一灰度数据。该第一层处理器包括一像素数据补偿电路及一白平衡补偿电路。该像素数据补偿电路可根据用于该第一层的一图像数据的一亮度，用来补偿该图像数据。该白平衡补偿电路可根据该灰度数据的一色温，用来补偿用于该第一层的该图像数据。
附图说明
图1示出了一双层液晶显示屏的下层的灰度数据的色温。
图2为本发明实施例一显示系统的示意图。
图3为上层及下层的像素的示意图。
图4为基于下层的灰度数据的补偿率的示意图。
图5示出了补偿前及补偿后的对应于下层灰度数据的色温。
其中，附图标记说明如下：
20 显示系统
200 双层面板
202 上层
204 下层
206 背光源
210 驱动电路
220 下层处理器
230 上层处理器
225、235 输出驱动装置
231 像素数据补偿电路
232 白平衡补偿电路
233 查找表
VIN 输入图像数据
VOUT 输出数据
VG 灰度数据
具体实施方式
请参考图1，图1示出了一双层液晶显示屏(Dual Cell Liquid Crystal Display，Dual Cell LCD)的下层的灰度数据的色温。如图1所示，低灰度和中灰度之间的色温较高，而高灰度的色温较低，如此的色温不一致使得对应于较低灰度的图像倾向于显示冷色(如蓝色)，导致图像质量下降。由于下层的目的仅在于进行背光控制且其未设置彩色滤光片(color filter)，因而无法在下层实现色偏的补偿。因此，关于色温的补偿需要在上层中进行。
请参考图2，图2为本发明实施例一显示系统20的示意图。如图2所示，显示系统20包括一双层面板200及一驱动电路210。双层面板200可以是一液晶显示屏，其包括一上层202、一下层204及一背光源206。上层202是一彩色层，其包括彩色滤光片，用以在各像素/子像素上产生颜色信息以显示图像。下层204是一单色层，其未包括彩色滤光片。下层204可用来控制各像素上的背光强度，因而不需要通过彩色滤光片产生颜色信息。在双层面板200中，上层202及下层204互相重叠。背光源206用来提供图像显示所需的背光，在双层面板200上显示的图像可由来自于背光源206的光线产生并穿透上层202及下层204。
在一实施例中，每一像素的上层202都包括三个子像素，其分别具有三原色，即红(R)、绿(G)、蓝(B)，且上层202的每一像素都重叠在下层204的一像素(如P1、P2等)上，如图3所示。举例来说，若双层面板200为具有双层结构的4k2k面板的情况下，上层202及下层204各自包括3840×2160个像素，其中，上层202包括3840×2160×3个子像素单元，而下层204包括3840×2160个像素单元或子像素单元。
请继续参考图2。驱动电路210包括一下层处理器220、一上层处理器230、及输出驱动装置225及235。输出驱动装置235可依序将由输入图像数据VIN转换而得的输出数据VOUT传送至上层202中的子像素，且每一子像素可在一数据周期内接收其对应数据。对应地，输出驱动装置225可在该数据周期内传送灰度数据VG至下层204中的相应像素。输出驱动装置225及235可实现为源极驱动装置，用来驱动双层面板200上的数据线达到其目标电压电平。下层处理器220可用来产生灰度数据VG，其可被传送至下层204。上层处理器230可对输入图像数据VIN进行补偿以产生用于上层202的输出数据VOUT。详细来说，上层处理器230可包括一像素数据补偿电路231及一白平衡补偿电路232。像素数据补偿电路231可根据输入图像数据VIN的亮度，对输入图像数据VIN进行补偿。需注意的是，在双层结构中，下层204结构的加入使得背光强度落在原先没有下层204时的背光强度的百分之0到100之间，代表背光控制造成整体面板的背光强度下降。因此，需通过像素数据补偿电路231对显示图像的亮度进行补偿，以将图像帧的整体亮度维持在其原来等级，而仅控制原先具有较低亮度的像素使其更暗，从而提升对比度。
此外，白平衡补偿电路232可根据用于下层204的灰度数据的色温，对欲传送至上层202的图像数据进行补偿，从而补偿色温不一致的问题。由于下层204仅提供不同程度的背光强度但无法提供颜色信息，使得关于色温的补偿或调整无法在下层204进行，因此，本发明可通过白平衡补偿电路232，在用于上层202的图像数据中补偿色温不一致的现象。在一实施例中，驱动电路210还可包括一查找表(Lookup Table，LUT)233，查找表233耦接于白平衡补偿电路232，可用来存储对应于输入图像数据VIN、灰度数据VG、及/或色温信息的输出数据VOUT。在一实施例中，下层处理器220及上层处理器230可实现于一时序控制器(timing controller)，其可用来控制并修改图像数据以实现更高的图像质量。
如上所述，针对欲传送至下层204的灰度数据VG而言，低灰度和中灰度之间的色温较高，而高灰度的色温较低。因此，较小的灰度数据通常具有较高的色温，使得冷色系(如蓝色)在具有较小灰度数据的像素上更为明显。为了补偿色温不一致的情况，优选地，可提高红色及绿色子像素的图像数据同时降低蓝色子像素的图像数据。更明确来说，在白平衡补偿电路232中，可对红色图像数据进行补偿(提升)以产生较大的红色输出数据，对绿色图像数据进行补偿(提升)以产生较大的绿色输出数据，并且对蓝色图像数据进行补偿(降低)以产生较小的蓝色输出数据。针对较低的灰度数据可实施程度较大的提升和降低，而针对较高的灰度数据可实施程度较小的提升和降低，从而实现色温不一致的补偿，上述输出数据可通过参考查找表233来取得。
在一实施例中，可根据灰度数据VG的数值，将用于红色、绿色及蓝色子像素的输入图像数据VIN乘上一特定补偿率以进行补偿。请参考图4，图4为基于下层204的灰度数据VG的补偿率的示意图。图4示出了从0到255的不同灰度数据VG之下(在此以8位的数据为例)，红色、绿色、及蓝色子像素的补偿率。红色图像数据、绿色图像数据、及蓝色图像数据可分别乘上红色补偿率、绿色补偿率、及蓝色补偿率，以产生红色输出数据、绿色输出数据、及蓝色输出数据，这些补偿率可根据灰度数据VG来决定。如图4所示，红色及绿色补偿率通常大于1，可用来提升红色及绿色图像数据；蓝色补偿率通常小于1，可用来降低蓝色图像数据。
举例来说，若灰度数据VG等于64时，红色补偿率及绿色补偿率分别约等于1.2及1.3，而蓝色补偿率约等于0.75，如图4所示。这些补偿率可对应到灰度数据VG并存储在查找表233中，或可转换为相应的输出数据之后存储在查找表233中。参见图4搭配图1所示，红色、绿色及蓝色补偿率可根据灰度数据的色温来进行设定。图5示出了补偿前及补偿后用于下层204的灰度数据VG相应的色温。如图5所示，前述补偿方式使得色温变得更加一致，可实现较高的图像质量。
值得注意的是，本发明的目的在于提供一种可用于双层液晶显示屏的驱动电路，用来补偿双层液晶显示屏中色温不一致的现象。本领域技术人员当可据此进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，本发明的实施例可应用于任何具有双层结构的面板，不限于液晶显示屏。除此之外，上述采用补偿率进行的补偿方法仅为本发明的其中一种实施范例，本领域技术人员应了解，也可采用其它的补偿方案来进行补偿。举例来说，色温的补偿也可仅通过降低蓝色子像素的图像数据(而不调整其它图像数据)来实现，或者通过提升红色及/或绿色子像素的图像数据(而不调整蓝色子像素的图像数据)来实现。
在一实施例中，白平衡补偿电路232可根据用于下层204的灰度数据VG的色温同时根据输入图像数据VIN的数值，对用于上层202的输入图像数据VIN进行补偿。表1示出了根据输入图像数据VIN的数值来补偿输入图像数据VIN的一种范例，如下所示。
Figure BDA0002670384880000061
Figure BDA0002670384880000071
表1
如表1所示，用于红色、绿色及蓝色子像素的输出图像数据VOUT可根据对应的输入图像数据VIN来取得。举例来说，若用于一蓝色子像素的输入图像数据VIN为48，则输出图像数据VOUT为36.89，代表蓝色图像数据的下降。根据表1所示，红色及绿色图像数据都提升而蓝色图像数据降低，从而补偿前述色温不一致的问题。在一实施例中，表1的内容可存储在查找表233中。
在另一实施例中，白平衡补偿电路232可根据用于下层204的灰度数据VG的色温同时根据输入图像数据VIN的数值和灰度数据VG的数值，对用于上层202的输入图像数据VIN进行补偿。表2-1至2-3示出了依此方式补偿输入图像数据VIN的一种范例，如下所示。
Figure BDA0002670384880000081
表2-1
Figure BDA0002670384880000082
表2-2
Figure BDA0002670384880000083
Figure BDA0002670384880000091
表2-3
在表2-1至2-3所示的实施例中，红色、绿色及蓝色子像素的图像数据补偿可采用不同表，为求简化，表2-1至2-3仅示出部分图像数据的对应关系。以红色子像素为例，若灰度数据VG等于16且图像数据VIN等于16，则白平衡补偿电路232可参考表2-1，以得出输出图像数据VOUT为19.52。同样地，根据表2-1至2-3所示，红色及绿色图像数据都提升而蓝色图像数据降低，从而补偿前述色温不一致的问题。在一实施例中，表2-1至2-3的内容可存储在查找表233中。
综上所述，本发明提供了一种可用于双层面板的驱动电路，用来补偿双层面板中色温不一致的现象。由于下层仅提供不同程度的背光强度但无法提供颜色信息，使得关于色温的补偿或调整无法在下层进行。因此，针对色温不一致的补偿需对上层的图像数据进行，其中，位于上层处理器中的白平衡补偿电路可参考一查找表来进行补偿。在一实施例中，根据灰度数据的数值，可将用于红色、绿色及蓝色子像素的图像数据乘上一特定补偿率以进行补偿。在另一实施例中，用于红色、绿色及蓝色子像素的图像数据可根据图像数据的数值来进行补偿。或者，用于红色、绿色及蓝色子像素的图像数据可在同时考虑图像数据及灰度数据之下进行补偿。根据本发明的实施例，能够有效补偿双层面板中色温不一致的现象，从而实现更高的图像质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种驱动电路，耦接于一双层面板，该双层面板具有互相重叠的一第一层及一第二层，该驱动电路包括：
一第二层处理器，用来产生用于该第二层的一灰度数据；以及
一第一层处理器，包括：
一像素数据补偿电路，根据用于该第一层的一图像数据的一亮度，用来补偿该图像数据；以及
一白平衡补偿电路，根据该灰度数据的一色温，用来补偿用于该第一层的该图像数据；
其中，该第一层是包括一彩色滤光片的一彩色层，且该第二层是未包括该彩色滤光片的一单色层。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：
一第一输出驱动装置，耦接于该双层面板的该第一层及该第一层处理器之间，用来传送从该图像数据产生的一输出数据至该第一层；以及
一第二输出驱动装置，耦接于该双层面板的该第二层及该第二层处理器之间，用来传送该灰度数据至该第二层。
3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：
一查找表，耦接于该白平衡补偿电路，用来存储对应于该图像数据、该灰度数据及该色温当中至少一者的一输出数据。
4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，该白平衡补偿电路用来接收一红色图像数据、一绿色图像数据及一蓝色图像数据，以通过参考该查找表分别产生一红色输出数据、一绿色输出数据及一蓝色输出数据。
5.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该白平衡补偿电路根据该色温及该灰度数据的一数值，用来补偿用于该第一层的该图像数据。
6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该白平衡补偿电路根据该色温及该图像数据的一数值，用来补偿用于该第一层的该图像数据。
7.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，在该白平衡补偿电路中，一红色图像数据被补偿以产生大于该红色图像数据的一红色输出数据，一绿色图像数据被补偿以产生大于该绿色图像数据的一绿色输出数据，一蓝色图像数据被补偿以产生小于该蓝色图像数据的一蓝色输出数据。
8.如权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，该红色图像数据、该绿色图像数据及该蓝色图像数据分别乘上一红色补偿率、一绿色补偿率及一蓝色补偿率，以产生该红色输出数据、该绿色输出数据及该蓝色输出数据。
9.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，该红色补偿率、该绿色补偿率及该蓝色补偿率是根据该灰度数据来决定。
10.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，该红色补偿率及该绿色补偿率都大于1，且该蓝色补偿率小于1。
11.一种显示系统，包括：
一双层面板，具有互相重叠的一第一层及一第二层；以及
一驱动电路，耦接于该双层面板，该驱动电路包括：
一第二层处理器，用来产生用于该第二层的一灰度数据；以及
一第一层处理器，包括：
一像素数据补偿电路，根据用于该第一层的一图像数据的一亮度，用来补偿该图像数据；以及
一白平衡补偿电路，根据该灰度数据的一色温，用来补偿用于该第一层的该图像数据；
其中，该第一层是包括一彩色滤光片的一彩色层，且该第二层是未包括该彩色滤光片的一单色层。
12.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，该驱动电路还包括：
一第一输出驱动装置，耦接于该双层面板的该第一层及该第一层处理器之间，用来传送从该图像数据产生的一输出数据至该第一层；以及
一第二输出驱动装置，耦接于该双层面板的该第二层及该第二层处理器之间，用来传送该灰度数据至该第二层。
13.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，该驱动电路还包括：
一查找表，耦接于该白平衡补偿电路，用来存储对应于该图像数据、该灰度数据及该色温当中至少一者的一输出数据。
14.如权利要求13所述的显示系统，其特征在于，该白平衡补偿电路用来接收一红色图像数据、一绿色图像数据及一蓝色图像数据，以通过参考该查找表分别产生一红色输出数据、一绿色输出数据及一蓝色输出数据。
15.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，该白平衡补偿电路根据该色温及该灰度数据的一数值，用来补偿用于该第一层的该图像数据。
16.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，该白平衡补偿电路根据该色温及该图像数据的一数值，用来补偿用于该第一层的该图像数据。
17.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，在该白平衡补偿电路中，一红色图像数据被补偿以产生大于该红色图像数据的一红色输出数据，一绿色图像数据被补偿以产生大于该绿色图像数据的一绿色输出数据，一蓝色图像数据被补偿以产生小于该蓝色图像数据的一蓝色输出数据。
18.如权利要求17所述的显示系统，其特征在于，该红色图像数据、该绿色图像数据及该蓝色图像数据分别乘上一红色补偿率、一绿色补偿率及一蓝色补偿率，以产生该红色输出数据、该绿色输出数据及该蓝色输出数据。
19.如权利要求18所述的显示系统，其特征在于，该红色补偿率、该绿色补偿率及该蓝色补偿率是根据该灰度数据来决定。
20.如权利要求18所述的显示系统，其特征在于，该红色补偿率及该绿色补偿率都大于1，且该蓝色补偿率小于1。
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