TW201426701A - 具有紅綠藍白子像素之顯示裝置及驅動顯示裝置之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種顯示裝置，其包含配置以識別對應於紅色、綠色及藍色(RGB)之三色輸入資料之最小值，藉由將增益比乘以所識別之最小值來決定白色輸出資料，並且將各三色輸入資料減去白色輸出資料以決定紅綠藍色輸出資料之資料映射單元；配置以決定初步增益比以最小化各白色輸出資料及紅綠藍色輸出資料之標準偏差，並且基於在先前顯示影像中用於各子像素之顏色資料之累積總和來改變初步增益比以決定增益比之增益調整單元；以及包含各含有紅綠藍及白子像素之單元像素，並且配置以顯示對應於白色輸出資料及紅綠藍色輸出資料之影像之顯示面板。

Description

具有紅綠藍白子像素之顯示裝置及驅動顯示裝置之方法

相關申請案之交互參照

本申請案主張於2012年12月28日於韓國智慧財產局提出之韓國專利申請號10-2012-0157329之優先權及效益，其揭露之內容於此全部納入作為參考。

本發明係有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種具有紅綠藍白子像素之顯示裝置，以及驅動顯示裝置之方法。

近來，在有機發光二極體(OLED)領域中，有利於製造高解析大面積之有機發光二極體之白光有機發光二極體(WOLED)技術已被積極地討論。白光有機發光二極體更包含白子像素，使得紅綠藍訊號之白色部分之顏色資料可在不使用彩色濾光片下執行。由於未使用彩色濾光片，彩色濾光片所造成之亮度降低不會發生。於下文中，當用於說明書中時，紅綠藍白即代表紅色、綠色、藍色及白色。

當使用紅綠藍白子像素之白光有機發光二極體顯示裝置之顯示面板被驅動時，白色可以兩種方式執行：第一，白色可以未通過彩色濾光片之白子像素實現，以及第二，白色可藉由結合通過紅綠藍彩色濾光片所實現之紅色、綠色及藍色而實現。

本發明提供一種改善或最佳化由於在白光有機發光二極體顯示器驅動中之白色驅動所造成之壽命問題及功率消耗問題間之權衡關係之顯示裝置。

依據本發明之一實施例，係提供一種顯示裝置包含：配置以識別對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最小值，以增益比乘以已識別之最小值來決定白色輸出資料，並且將各三色輸入資料減去白色輸出資料以決定紅色、綠色及藍色輸出資料之資料映射單元；配置以決定初步增益比以最小化白色輸出資料及各個紅色、綠色及藍色輸出資料之標準偏差，並且基於在先前顯示影像中用於各個子像素之顏色資料之累積總和來改變初步增益比以決定增益比之增益調整單元；以及包含各含有各子像素中紅、綠、藍及白子像素之單元像素，且配置以顯示對應於白色輸出資料及紅色、綠色及藍色輸出資料之影像之顯示面板。

增益調整單元可配置以基於先前顯示影像中用於各個子像素之顏色資料之累積總和來決定包含於顯示面板中之各個單元像素之增益比。

增益調整單元係配置以基於在先前顯示影像中用於各個子像素之顏色資料之累積總和來決定顯示影像之每一個訊框之增益比。

增益調整單元可配置以接收三色輸入資料；當以區間改變測試增益比於0及1之範圍時，計算相對於測試增益比之各個紅色、綠色、藍色及白色之預期顏色輸出資料，並且計算所計算之預期顏色輸出資料之標準偏差；以及決定對應於所計算之預期顏色輸出資料之所計算之標準偏差之最小值之測試增益比作為對應單元像素之初步增益比。

增益調整單元更可配置以基於用於顯示影像之飽和值來改變增益比。

增益調整單元可配置以藉由對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最大值來除以對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最小值以決定飽和比較值，基於飽和比較值及各一或多個預設參考值間之比較關係來設定飽和權重值，並且藉由飽和權重值改變增益比。

飽和權重值可基於顯示情況而決定。

增益調整單元可配置以累積先前用於各個子像素之顏色資料及權重之乘積，以計算紅比較值、綠比較值及藍比較值；累積用於白子像素之顏色資料以計算白比較值；以及將紅比較值、綠比較值及藍比較值之總和與白比較值作比較以決定增益比。

依據本發明之另一實施例，係提供一種驅動包含紅、綠、藍及白子像素之顯示裝置之方法，此方法包含：藉由增益調整單元決定初步增益比以最小化白色輸出資料及各個紅色、綠色及藍色輸出資料之標準偏差；藉由增益調整單元基於在先前顯示影像中用於各個子像素之顏色資料之累積總和來改變初步增益比以決定增益比；以及藉由資料映射單元利用所決定之增益比將對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料轉換成對應於白色、紅色、綠色及藍色之四色輸出資料。

藉由資料映射單元將此三色輸入資料轉換成四色輸出資料可包含：確認對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最小值；以增益比乘以所確認之最小值以決定白色輸出資料；以及將各個三色輸入資料減去白色輸出資料以決定紅色、綠色及藍色輸出資料。

此方法更可包含藉由顯示面板顯示對應於白色輸出資料及紅色、綠色及藍色輸出資料之影像。

此方法更可包含基於在先前顯示影像中用於各子像素之顏色資料之累積總和而藉由增益調整單元來決定包含於顯示面板中之各複數個單元像素之增益比。

此方法更可包含基於在先前顯示影像中用於各子像素之顏色資料之累積總和而藉由增益調整單元來決定顯示影像之每一個訊框之增益比。

藉由增益調整單元決定初步增益比包含：當改變測試增益比時計算相對於測試增益比之各紅色、綠色、藍色及白色之預期顏色輸出資料；計算所計算之預期顏色輸出資料之標準偏差；以及決定最小化所計算之預期顏色輸出資料之標準偏差之測試增益比作為對應單元像素之初步增益比。

此方法更可包含藉由增益調整單元基於用於顯示影像之飽和值來改變增益比。

依據本發明之另一實施例，係提供一種顯示裝置包含：包含各包含紅、綠、藍及白子像素之複數個單元像素之顯示面板；配置以供應對應於紅色、綠色、藍色及白色輸出資料之四色資料訊號至各複數個單元像素之資料驅動器；配置以供應閘極導通電壓至複數個單元像素之閘極驅動器；以及配置以控制資料驅動器及閘極驅動器之驅動以及供應白色輸出資料及紅、綠及藍子像素之紅色、綠色及藍色輸出資料至資料驅動器之時序控制器，其中時序控制器包含：配置以確認對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最小值，藉由將增益比乘以所確認之最小值來決定白色輸出資料，且將各三色輸入資料減去白色輸出資料以決定紅色、綠色及藍色輸出資料之資料映射單元；以及配置以決定初步增益比以最小化白色輸出資料及各個紅色、綠色及藍色輸出資料之標準偏差，且基於在先前顯示影像中用於各個紅、綠、藍及白子像素之顏色資料之累積總和來改變初步增益比以決定增益比之增益調整單元。

增益調整單元可配置以基於在先前顯示影像中用於各紅、綠、藍及白子像素之顏色資料之累積總和來決定包含在顯示面板中之各複數個單元像素之增益比。

增益調整單元可配置以基於在先前顯示影像中用於各紅、綠、藍及白子像素之顏色資料之累積總和來決定顯示影像之每一個訊框之增益比。

增益調整單元可配置以接收三色輸入資料；當以預定區間改變測試增益比於0及1之範圍時，計算相對於測試增益比之各紅色、綠色、藍色及白色之預期顏色輸出資料，並且計算所計算之預期顏色輸出資料之標準偏差；以及決定對應於所計算之預期顏色輸出資料之所計算之標準偏差之最小值之測試增益比作為對應單元像素之初步增益比。

增益調整單元可基於用於顯示影像中之飽和值來改變增益比。

增益調整單 元可配置以藉由將對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最大值除以 對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最小值來決定飽和比較值，以基於飽和比較值及各一或多個預設參考值間之比較關係來設定飽和權重值，並且藉由飽和權重值來改變增益比。

飽和權重值可基於顯示情況而決定。

增益調整單元可配置以累積先前用於各紅、綠及藍子像素之顏色資料及權重之乘積，以計算紅比較值、綠比較值及藍比較值；累積用於白子像素之顏色資料以計算白比較值；以及將紅比較值、綠比較值及藍比較值之總和與白比較值作比較以決定增益比。

依據本發明之另一實施例，係提供一種顯示裝置包含：配置以識別對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最小值，藉由將增益比乘以所識別之最小值來決定白色輸出資料，並且將各三色輸入資料減去白色輸出資料以決定紅色、綠色及藍色輸出資料之資料映射單元；以及配置以決定初步增益比以最小化白色輸出資料及各個紅色、綠色及藍色輸出資料之標準偏差，並且基於在先前顯示影像用於各子像素之顏色資料之累積總和及對應於三色輸入資料之飽和資料來改變初步增益比，以決定包含於顯示面板中之各個單元像素之增益比之增益調整單元；且顯示面板包含各包含各個子像素中之紅、綠、藍及白子像素之單元像素，並且顯示對應於白色輸出資料及紅色、綠色及藍色輸出資料之影像。

增益調整單元可配置以接收三色輸入資料，當以預定區間改變測試增益比於0及1之範圍時，計算相對於測試增益比之各個紅色、綠色、藍色及白色之預期顏色輸出資料，並且計算所計算之預期顏色輸出資料之標準偏差，以及決定對應於所計算之預期顏色輸出資料之所計算之標準偏差之最小值之測試增益比作為對應單元像素之初步增益比。

增益調整單元可配置以藉由將對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最大值除以對應於紅色、綠色及藍色之三色輸入資料之最小值來決定飽和比較值，基於飽和比較值及各一或多個預設參考值間之比較關係來設定飽和權重值，並且藉由飽和權重值改變增益比。

飽和權重值可基於顯示情況而決定。

增益調整單元可配置以累積先前用於各子像素之顏色資料及權重之乘積，以計算紅比較值、綠比較值及藍比較值，累積用於白子像素之顏色資料以計算白比較值，以及將紅比較值、綠比較值及藍比較值之總和與白比較值作比較以決定增益比。

100．．．顯示裝置

110．．．時序控制器

111、111-1、111-2、111-3、111-4．．．紅綠藍至紅綠藍白轉換器

112．．．資料映射單元

113、183．．．標準偏差分析單元

114、184．．．累積顏色分析單元

115、185．．．飽和分析單元

116．．．增益調整單元

120．．．資料驅動器

130．．．閘極驅動器

140．．．顯示面板

154．．．偏差計算器

155、166、178．．．比較器

164．．．累積器

165、179．．．記憶體

177．．．飽和計算器

182．．．增益計算器

CLK．．．時脈訊號

coeff．．．係數

DDC．．．資料控制訊號

dev[k]、Dev[1]~Dev[N]．．．標準偏差

DE．．．資料賦能訊號

DL．．．資料線

E1．．．第一電極

E2．．．第二電極

ga．．．增益比

ga_dev1．．．第一增益比改變訊號

ga_dev2．．．第二增益比改變訊號

ga_pre．．．初步增益比

ga_test．．．測試增益比

GDC．．．閘極控制訊號

GL．．．閘極線

Hsync．．．水平同步訊號

k．．．指數

Nw、Nr、Ng、Nb．．．累積總和

P、P1、P2．．．像素

Ri[n,x,y]、Gi[n,x,y]、Bi[n,x,y]、Ri、Gi、Bi．．．輸入資料

Ro[n,x,y]、Go[n,x,y]、Bo[n,x,y]、Wo[n,x,y]、Ro[k]、Go[k]、Bo[k]、Wo[k]、Ro、Go、Bo、Wo．．．輸出資料

S200．．．程序

S210~S280．．．步驟

sat_results．．．飽和值

SPr、SPg、SPb、SPw．．．子像素

SPr1、SPr2．．．紅子像素

SPg1、SPg2．．．綠子像素

SPb1、SPb2．．．藍子像素

SPw1、SPw2．．．白子像素

S_th1．．．第一參考值

S_th2．．．第二參考值

Vsync．．．垂直同步訊號

WOLED．．．白光有機發光二極體

Wr、Wg、Wb．．．權重

N．．．預定整數

上述及其他特徵以及本發明之實施例將藉由參照附圖來詳細描述其例示性實施例而變得顯而易知：

第1圖係依據本發明實施例之顯示裝置之方塊圖；

第2A圖至第2C圖係繪示依據本發明實施例在一個像素中之子像素之各種排列之示意圖；

第3圖係繪示依據本發明之實施例在一個像素中之子像素之堆疊結構之示意圖；

第4A圖及第4B圖係依據本發明之實施例將三色輸入資料Ri、Gi、Bi之色度座標轉換成四色輸出資料Ro、Go、Bo、Wo之操作之示意圖；

第5圖係詳細繪示依據本發明之實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器之示意圖；

第6圖係詳細繪示依據本發明之實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器之示意圖；

第7圖係詳細繪示依據本發明之實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器之示意圖；

第8圖係詳細繪示依據本發明之實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器之示意圖；以及

第9圖係依據本發明之實施例用於說明第8圖之增益調整單元之操作之流程圖。

於下文中，本發明之實施例將參照附圖描述。本發明之實施例係提供本發明更完整的描述予所屬領域之通常知識者。可對本發明進行各種改變，且本發明可具有各種形式，數個實施例將於圖式中繪示並詳加描述。然而此實施例並非旨在限制本發明於所揭露之實施例，且應理解的是實施例包含本發明之精神與範疇內之所有變更、等效物及替代物。在所有圖式中，相同參考符號表示相同元件。在附圖中為了清晰起見，結構及/或包含其中之構件可能並非依照尺度繪示，且可能相互不成比例。

於文中所用之詞彙係僅用以描述實施例之目的，且非旨在限制例示性實施例。如文中所使用，單一形式係旨在同樣包含複數形式，除非文中另有清楚指明。其將更理解的是，當說明書中使用「包含(comprises)」及/或「具有(has)」之詞彙時，係指明所述特徵、數量、步驟、操作、構件、元件或其組合之存在，而非排除一或多個其他特徵、數量、步驟、操作、構件、元件、或其組合之存在或添加。

如文中所使用，如「第一」、「第二」等詞彙係用以描述各種構件。然而，顯然地，構件不應藉由這些詞彙所定義。詞彙係僅用以區別一個構件與其他構件。舉例而言，第一構件可稱之為第二構件，且同樣地，第二構件亦可稱之為第一構件而不背離本發明之教示。

於文中所使用之詞彙，包含技術及科學詞彙，具有所屬技術領域之通常知識者所一般理解之詞彙之相同意義，除非另有定義。應被理解的是，定義於一般使用之字典之詞彙具有與相關技術之詞彙相符之意義。

第1圖係依據本發明實施例之顯示裝置100之方塊圖。

參照第1圖，顯示裝置100包含顯示面板140、時序控制器110、資料驅動器120及閘極驅動器130。

在顯示面板140中，多條資料線DL及多條閘極線GL係相互交叉，且各別包含四個子像素之複數個像素，例如像素P1及P2，係排列在資料線DL及閘極線GL相互交叉之顯示區域。像素P1可包含用以產生紅光之紅子像素SPr1、用以產生綠光之綠子像素SPg1、用以產生藍光之藍子像素SPb1及用以產生白光之白子像素SPw1。同樣地，像素P2可包含紅子像素SPr2、綠子像素SPg2、藍子像素SPb2及白子像素SPw2。

當兩個像素繪示於第1圖中時，其係僅用以方便描述，且包含在顯示面板140中之像素之數量可依據特定應用而改變。

第2A圖至第2C圖係為繪示一個像素中之子像素之各種排列之示意圖。

參照第2A圖至第2C圖，在一個像素P中，子像素可如第2A圖所示在兩條資料線及兩條閘極線之交叉區域形成格子狀排列(checker arrangement)，可如第2B圖所示在四條資料線及一條閘極線之交叉區域形成條紋狀排列(stripe arrangement)，或可在兩條資料線及兩條閘極線之交叉區域形成格子狀排列，其中上排之子像素SPr及SPg及下排之子像素SPb及SPw排列成交叉樣式(例如，在平行於閘極線之方向相互偏移)。

第3圖係繪示依據本發明之實施例在一個像素中之子像素之堆疊結構之示意圖。

參照第3圖，子像素SPr、SPg、SPb及SPw分別包含白光有機發光二極體。白光有機發光二極體具有其中於陰極電極及陽極電極間選擇性堆疊紅發光層、綠發光層及藍發光層之結構。白光有機發光二極體係形成於子像素單元中。如第3圖所示，紅子像素SPr包含僅使由白光有機發光二極體入射之白光中之紅光穿過之紅濾光片(RCF)；綠子像素SPg包含僅使白光中之綠光穿過之綠濾光片(GCF)；以及藍子像素SPb包含僅使白光中之藍光穿過之藍濾光片(BCF)。白子像素SPw不包含彩色濾光片且使白光穿過，藉此補償由於紅濾光片、綠濾光片及藍濾光片所造成之影像之亮度降低。

在第3圖中，「E1」可表示第一電極，其可為陽極電極(或陰極電極)，且「E2」可表示第二電極，其可為陰極電極(或陽極電極)。以子像素為基礎，「E1」係電性耦接至形成於下薄膜電晶體陣列中之驅動薄膜電晶體(TFT)。以子像素為基礎，薄膜電晶體陣列於各子像素包含驅動薄膜電晶體、至少一切換電晶體及一儲存電容，且係耦接至資料線DL及閘極線GL。

參照第1圖，資料驅動器120將已轉換色度座標之四色補償輸出資料Ro[n, x, y]、Go[n, x, y]、Bo[n, x, y]及Wo[n, x, y]轉換成類比資料電壓，且在時序控制器110之控制下提供類比資料電壓至資料線DL。於此，n表示對應於訊框之數量，且x及y表示對應於提供顏色資料之像素之位置之數量。

在時序控制器110之控制下，閘極驅動器130產生掃描脈衝，且依序提供所產生之掃描脈衝至閘極線GL，因此選擇要施加資料電壓之水平線。

時序控制器110基於時序訊號如垂直同步訊號Vsync、水平同步訊號Hsync、時脈訊號CLK及資料賦能訊號DE而產生控制資料驅動器120之操作時序之資料控制訊號DDC及控制閘極驅動器130之操作時序之閘極控制訊號GDC。

時序控制器110可包含紅綠藍至紅綠藍白轉換器111。紅綠藍至紅綠藍白轉換器111接收由外部來源提供之三色輸入資料Ri[n, x, y]、Gi[n, x, y]及Bi[n, x, y]，且提供已轉換色度座標之四色輸出資料Ro[n, x, y]、Go[n, x, y]、Bo[n, x, y]及Wo[n, x, y]並傳送至資料驅動器120。然而，在其他實施例中，紅綠藍至紅綠藍白轉換器111可在資料驅動器120或另外的晶片中執行，且可依據特定應用而改變。

當包含於顯示面板140中之各個子像素被驅動時，數個方法可用於實現白色，舉例而言，白色可以未穿過彩色濾光片之白子像素實現，或白色可藉由結合通過紅綠藍濾光片所實現之紅色、綠色及藍色而實現。

當執行白色之白子像素之數量增加時，驅動負載係集中於白子像素中，使得白子像素之衰減快速地進行，縮短像素之整體壽命。另一方面，當執行白色之紅色、綠色及藍色子像素之速率增加，由於使用所有紅色、綠色及藍色子像素而造成功率消耗增加。

因此壽命問題及功率消耗問題具有權衡關係，故而需要一個方式來適當地決定增益比ga。

依據本發明之實施例之顯示裝置包含資料映射單元及增益調整單元，以基於標準偏差、飽和值或顏色輸出資料之累積顏色資料值之至少一者來改善或最佳化增益比ga，藉此執行兼具有長壽命及低功率消耗之像素。將三色輸入資料Ri[n, x, y]、Gi[n, x, y]及Bi[n, x, y]之色度座標轉換成四色輸出資料Ro[n, x, y]、Go[n, x, y]、Bo[n, x, y]及Wo[n, x, y]之操作將於下文中詳細描述。

第4A圖及第4B圖係依據本發明之實施例用於說明將三色輸入資料Ri、Gi、Bi之色度座標轉換成四色輸出資料Ro、Go、Bo、Wo之操作之示意圖。

參照第4A圖及第4B圖，將三色輸入資料Ri、Gi、Bi之色度座標轉換成四色輸出資料Ro、Go、Bo、Wo之操作可分為下列階段或步驟。第一，確認三色輸入資料Ri、Gi、Bi之最小值。第二，已確認之最小值及增益比ga係相乘以決定白色輸出資料Wo。第三，由各個三色輸入資料減去白色輸出資料Wo以決定紅色輸出資料Ro、綠色輸出資料Go及藍色輸出資料Bo。此可如下列表示：
Wo = ga × min(Ri, Gi, Bi)
Ro = Ri–Wo
Go = Gi–Wo　　　　 ………………………(1)
Bo = Bi–Wo

其中增益比ga係大於0且小於1。因此，對於高增益比ga，執行白色之白子像素之相對比例較高；對於低增益比ga，執行白色之紅、綠及藍子像素之相對比例較高。

依據本發明之實施例之顯示裝置包含資料映射單元及增益調整單元，以基於標準偏差、飽和值及顏色輸出資料之已使用之累積顏色資料值之至少一者來改善或最佳化增益比ga，藉此執行具有長期壽命及低功率消耗之像素。

更明確地，依據本發明之實施例之增益調整單元決定初步增益比，以最小化白色輸出資料及各個紅色、綠色及藍色輸出資料間之標準偏差，且依據在先前所顯示之影像中用於各個子像素(紅子像素、綠子像素或藍子像素)之顏色資料之累積總和來改變初步增益比以決定增益比。

第5圖係詳細繪示依據本發明之實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-1(對應於第1圖之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111)之示意圖。

參照第5圖，紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-1包含資料映射單元112及標準偏差(STD)分析單元113。

資料映射單元112接收三色輸入資料Ri[n, x, y]、Gi[n, x, y]及Bi[n, x, y]，並且產生四色輸出資料Ro[n, x, y]、Go[n, x, y]、Bo[n, x, y]及Wo[n, x, y]。資料映射單元112亦自標準偏差分析單元113接收增益比ga，且使用所接收之增益比ga來產生四色輸出資料Ro[n, x, y]、Go[n, x, y]、Bo[n, x, y]及Wo[n, x, y]。

標準偏差分析單元113包含偏差計算器154及比較器155。

偏差計算器154接收對各訊框之各像素之位置(x, y)之三色輸入資料Ri[n, x, y]、Gi[n, x, y]及Bi[n, x, y]。偏差計算器154計算對測試增益比ga_test之預期顏色輸出資料之標準偏差dev[k]，且傳送所計算之標準偏差dev[k]至比較器155。比較器155決定對應於所傳送之標準偏差dev[k]中之最小值之測試增益比ga_test作為增益比ga。

第6圖係詳細繪示依據本發明之另一實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-2(對應於第1圖之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111)之示意圖。

參照第6圖，紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-2包含資料映射單元112及使用反饋機制計算增益比ga之累積顏色分析單元114。

資料映射單元112接收三色輸入資料Ri、Gi、Bi且產生四色輸出資料Ro、Go、Bo、Wo。所產生之顏色輸出資料Ro、Go、Bo、Wo可傳送至累積顏色分析單元114及資料驅動器120。資料映射單元112自累積顏色分析單元114接收增益比ga，以使用所接收之增益比ga來產生四色輸出資料Ro、Go、Bo、Wo。

累積顏色分析單元114可包含累積器164、比較器166及記憶體165。

累積器164可在每一個訊框區間接收各子像素之四色輸出資料Ro、Go、Bo、Wo。累積器164累積各個顏色之每一個訊框之所有像素之累積顏色資料。

累積器164可在每一個訊框或藉由一區間分開之每一個訊框(如固定區間或預定區間)傳送於各個子像素所使用之顏色資料之累積總和Nw、Nr、Ng及Nb至比較器166。

記憶體165可為揮發性記憶體或非揮發性記憶體。記憶體165可為唯讀記憶體(ROM)或包含動態隨機存取記憶體(DRAM)、同步隨機存取記憶體(SRAM)、可程式隨機存取記憶體(PRAM)、電阻隨機存取記憶體(ReRAM)、磁阻隨機存取記憶體(MRAM)或鐵電隨機存取記憶體(FRAM)之隨機存取記憶體(RAM)。記憶體165亦可為NOR快閃記憶體、NAND快閃記憶體或融合(fusion)快閃記憶體(如SRAM緩衝、NAND快閃記憶體及NOR介面邏輯結合之記憶體)。

記憶體165可包含用於比較器166之比較操作之係數coeff。係數可包含與各個顏色資料相乘之權重Wr、Wg及Wb。儲存在記憶體165中之係數coeff可更新。權重Wr、Wg及Wb可基於子像素之衰減趨勢及顯示條件而決定。

記憶體165可傳送用於比較器166之比較操作之係數coeff。

比較器166可自累積器164接收用於各個子像素之顏色資料之累積總和Nw、Nr、Ng及Nb，並且自記憶體165接收用於比較操作之係數coeff。

比較器166累積用於各個子像素之顏色資料及其各別權重Wr、Wg及Wb之乘積，因此計算紅累積值、綠累積值及藍累積值。比較器166可藉由累積用於白子像素之顏色資料之數值來計算白累積值。比較器166可將紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和與白累積值作比較。

在本發明之另一實施例中，比較器166在相同訊框計算用於各子像素之顏色資料及其各別權重Wr、Wg及Wb之乘積之累積值之總和，因而計算紅累積值、綠累積值及藍累積值。比較器166計算在相同訊框用於白子像素之顏色資料之累積值之總和，因此計算白累積值。比較器166可將紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和與白累積值作比較。

若紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和大於白累積值，比較器166可增加增益比ga。反之，若紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和小於白累積值，比較器166可減少增益比ga。比較器166可依據紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和與白累積值之差異藉由增益比ga增加來決定數值。

比較器166輸出所計算之增益比ga，且累積顏色分析單元114傳送所計算之增益比ga至資料映射單元112。資料映射單元112藉由使用更新之增益比ga來執行紅綠藍至紅綠藍白轉換。因此，依據本發明之實施例之顯示裝置於每一個訊框或藉由區間分開之每一個訊框(如固定訊框區間或預定訊框區間)計算在顯示影像中用於各個子像素之顏色資料之累積總和Nw、Nr、Ng及Nb，且藉由使用所計算之累積總和Nw、Nr、Ng及Nb執行操作，因此適當地調整增益比ga。因此，依據本發明之實施例之顯示裝置可執行兼具有長期壽命及低功率消耗之像素。

第7圖係詳細繪示依據本發明之另一實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-3(對應於第1圖之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111)之示意圖。

參照第7圖，紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-3包含資料映射單元112及飽和分析單元115。

第7圖中所示之資料映射單元112及記憶體179與第6圖中所示之資料映射單元112及記憶體165係以相同方式運作，因此前述構件之重複說明將不予於提供。

飽和分析單元115包含飽和計算器177、比較器178及記憶體179。

飽和計算器177接收三色輸入資料Ri、Gi、Bi，且藉由使用下列方程式計算對應訊框之飽和值sat_results：

在方程式(2)中，min[r(i),g(i),b(i)]表示三色輸入資料Ri、Gi、Bi之最小值，且max[r(i),g(i),b(i)]表示三色輸入資料Ri、Gi、Bi之最大值。其中，較高的飽和值sat_results對應於較高的影像飽和，反之，較低的飽和值sat_results對應於較低的影像飽和。因此，當飽和值sat_results降低，增益比ga可增加，使得整體功率消耗降低，且當飽和值sat_results增加，增益比ga可降低，延長像素壽命。

飽和計算器177可傳送所計算之飽合值sat_results至比較器178。

記憶體179可包含用於在比較器178中比較之第一參考值S_th1及第二參考值S_th2。儲存於記憶體179中之係數coeff可更新。第一參考值S_th1及第二參考值S_th2可考量顯示情況而決定。參考值之數量可依據顯示情況及使用者之設定而變化。

記憶體179可傳送用於比較操作之係數coeff至比較器178。

比較器178可比較所計算之飽和值sat_results與第一參考值S_th1及第二參考值S_th2。增益比ga之數值可基於所計算之飽和值sat_results及各個第一參考值S_th1及第二參考值S_th2間之比較關係而調整。舉例而言，若目前訊框之飽和值sat_results大於第一參考值S_th1，則增益比ga降低；若目前訊框之飽和值sat_results小於第二參考值S_th2，則增益比ga增加。

比較器178輸出所計算之增益比ga，以及飽和分析單元115傳送所計算之增益比ga至資料映射單元112。資料映射單元112藉由使用更新之增益比ga執行紅綠藍至紅綠藍白轉換。因此，藉由基於用於顯示影像之飽和值sat_results來調整增益比ga，依據本發明之實施例之顯示裝置100執行兼具長壽命及低功率消耗之像素。

第8圖係詳細繪示依據本發明之另一實施例之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-4(對應於第1圖之紅綠藍至紅綠藍白轉換器111)之示意圖。

參照第8圖，紅綠藍至紅綠藍白轉換器111-4包含資料映射單元112及增益調整單元116。

第8圖中之資料映射單元112與第5圖中之資料映射單元112係以相同方式運作，因此重複說明將免除。

增益調整單元116包含增益計算器182、標準偏差分析單元183、累積顏色分析單元184及飽合分析單元185。

標準偏差分析單元183與第5圖之標準偏差分析單元113可以相同方式運作。舉例而言，標準偏差分析單元183如同第5圖之偏準偏差分析單元113可包含偏差計算器154及比較器155。標準偏差分析單元183可接收各訊框之各像素之位置(x, y)之三色輸入資料Ri[n, x, y]、Gi[n, x, y]及Bi[n, x, y]。標準偏差分析單元183可計算測試增益比ga_test之預期顏色輸出資料之標準偏差。標準偏差分析單元183決定對應於所計算之標準偏差之最小值之測試增益比ga_test作為初步增益比ga_pre。標準偏差分析單元183可傳送初步增益比ga_pre至增益計算器182。

累積顏色分析單元184與第6圖之累積顏色分析單元114可以類似方式操作。舉例而言，累積顏色分析單元184如同第6圖之累積顏色分析單元114可包含累積器164、比較器166及記憶體165。

累積顏色分析單元184可在訊框區間接收各個子像素之四色輸出資料。累積顏色分析單元184總和每一個訊框之各個顏色之所有像素之顏色資料。

累積顏色分析單元184可包含用於比較之係數coeff。用於比較之係數coeff可包含要與顏色資料相乘之權重。權重可藉由子像素之衰減趨勢及顯示情況而決定。

累積顏色分析單元184累積用於各個子像素之顏色資料及各別權重之乘積，因此計算紅累積值、綠累積值及藍累積值。累積顏色分析單元184可與用於白子像素之顏色資料之累積總和計算白累積值。累積顏色分析單元184可將紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和與白累積值作比較。

在本發明之另一實施例中，對於目前訊框，累積顏色分析單元184計算用於各個子像素之顏色資料及權重之乘積之累積值之總和，因此計算紅累積值、綠累積值及藍累積值。累積顏色分析單元184於相同訊框計算用於白子像素之顏色資料之累積值之總和，因此計算白累積值。累積顏色分析單元184可將紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和與白累積值作比較。

若紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和大於白累積值，累積顏色分析單元184增加增益比ga。當紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和小於白累積值，累積顏色分析單元184可產生第一增益比改變訊號ga_dev1，以表示增益比ga之減少。累積顏色分析單元184可基於紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和與白累積值間之差異來決定第一增益比改變訊號ga_dev1之數值。累積顏色分析單元184傳送所計算之第一增益比改變訊號ga_dev1至增益計算器182。

飽和分析單元185可操作相似於第7圖之飽和分析單元115。舉例而言，飽和分析單元185如同第7圖之飽和分析單元115可包含計算器177、比較器178及記憶體179。

飽和分析單元185接收三色輸入資料Ri、Gi、Bi，且藉由下列方程式計算對應訊框之飽和值sat_results：

在方程式(3)中，min[r(i),g(i),b(i)]表示三色輸入資料Ri、Gi、Bi之最小值，且max[r(i),g(i),b(i)]表示三色輸入資料Ri、Gi、Bi之最大值。飽和分析單元185可包含用於在比較器178中比較之第一參考值S_th1及第二參考值S_th2。第一參考值S_th1及第二參考值S_th2可基於顯示情況而決定。參考值之數量可依據顯示情況及使用者之設定而改變。

飽和分析單元185可將所計算之飽和值sat_results與第一參考值S_th1及第二參考值S_th2作比較。飽和分析單元185可基於所計算之飽和值sat_results及各個第一參考值S_th1及第二參考值S_th2間之比較關係來調整第二增益比改變訊號ga_dev2之數值。飽和分析單元185傳送第二增益比改變訊號ga_dev2至增益計算器182。

增益計算器182自標準偏差分析單元183接收初步增益比ga_pre。增益計算器182自累積顏色分析單元184接收第一增益比改變訊號ga_dev1。增益計算器182自飽和分析單元185接收第二增益比改變訊號ga_dev2。

增益計算器182基於所接收之初步增益比ga_pre、第一增益比改變訊號ga_dev1及第二增益比改變訊號ga_dev2來計算增益比ga。由增益計算器182所計算之增益比ga係傳送至資料映射單元112。

依據本發明之實施例之增益調整單元116包含標準偏差分析單元183、累積顏色分析單元184及飽和分析單元185，以基於顏色輸出資料之標準偏差、飽和值及已使用之累積顏色資料值來決定增益比ga。

依據本發明之另一實施例之增益調整單元116包含標準偏差分析單元183及累積顏色分析單元184，以基於標準偏差及已使用之累積顏色資料值來決定(如最佳地決定)增益比ga。

依據本發明之另一實施例之增益調整單元116包含標準偏差分析單元183及飽和分析單元185，以基於標準偏差及飽和值來決定(如最佳地決定)增益比ga。

因此，依據本發明之實施例之顯示裝置100可執行兼具有長壽命及低功率消耗之像素。

第9圖係依據本發明之實施例之第8圖之增益調整單元116之操作之流程圖。

參照第8圖及第9圖，程序S200係基於三色輸入資料決定增益比ga之程序。在步驟S210中，標準偏差分析單元183可接收三色輸入資料。在步驟S220中，測試增益比ga_test之數值及指數k係分別初始化至0及1。在步驟S230至S250中，標準偏差分析單元183遞增地改變(以預定區間)測試增益比ga_test(各個指數k從1至預定之整數N)之數值，且計算各個測試增益比ga_test之遞增之預期顏色輸出資料Wo[k]、Ro[k]、Go[k]及Bo[k]之標準偏差Dev[k]。在步驟S260中，標準偏差分析單元183決定對應於所計算之標準偏差Dev[1]~Dev[N]之最小值之測試增益比ga_test之數值，且指定測試增益比ga_test之數值成為初步增益比ga_pre。

在步驟S270中，飽和分析單元185計算飽和值，且增益計算器182基於所計算之飽和值增加或降低初步增益比ga_pre。

在步驟S280中，累積顏色分析單元184計算紅累積值、綠累積值及藍累積值之總和與白累積值間之差異。增益計算器182基於已計算之累積值來增加或降低初步增益比ga_pre。

因此，依據本發明之實施例之顯示裝置100可執行兼具有長壽命及低功率消耗之像素。

儘管本發明已參照例示性實施例來特別繪示及描述，其將被所屬技術領域之通常知識者所理解的是，在不背離本發明於後附之申請專利範圍及其等效物所定義之精神與範疇下，可對其進行各種形式及細節之變動。

111-4．．．紅綠藍至紅綠藍白轉換器

Ri[n,x,y]、Gi[n,x,y]、Bi[n,x,y]、Ri、Gi、Bi．．．輸入資料

Ro[n,x,y]、Go[n,x,y]、Bo[n,x,y]、Wo[n,x,y]、Ro、Go、Bo、Wo．．．輸出資料

112．．．資料映射單元

116．．．增益調整單元

ga_dev1．．．第一增益比改變訊號

ga_dev2．．．第二增益比改變訊號

182．．．增益計算器

183．．．標準偏差分析單元

184．．．累積顏色分析單元

185．．．飽和分析單元

ga_pre．．．初步增益比

ga．．．增益比

Claims (28)

1. 一種顯示裝置，其包含：
   一資料映射單元，係配置以識別對應於紅色、綠色及藍色之一三色輸入資料之最小值，以藉由以一增益比乘以所識別之最小值來決定一白色輸出資料，並且將各該三色輸入資料減去該白色輸出資料以決定一紅色輸出資料、一綠色輸出資料及一藍色輸出資料；
   一增益調整單元，係配置以決定一初步增益比，以最小化該白色輸出資料及各該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料之標準偏差，並且基於在先前顯示影像中用於各子像素之顏色資料之累積總和來改變該初步增益比以決定該增益比；以及一顯示面板，係包含各該子像素中之一紅子像素、一綠子像素、一藍子像素及一白子像素之一單元像素，並且配置以顯示對應於該白色輸出資料及該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料之影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以基於在先前顯示影像中用於各該子像素之顏色資料之累積總和來決定包含於該顯示面板中之各該單元像素之該增益比。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以基於在先前顯示影像中用於各該子像素之顏色資料之累積總和來決定對顯示影像之每一訊框之該增益比。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以
   接收該三色輸入資料；
   當以區間改變一測試增益比於0及1之範圍時，計算相對於該測試增益比之各個紅色、綠色、藍色及白色之一預期顏色輸出資料，並且計算所計算之該預期顏色輸出資料之標準偏差；以及決定對應於所計算之該預期顏色輸出資料之所計算之標準偏差之最小值之該測試增益比作為一對應單元像素之該初步增益比。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元更配置以基於用於顯示影像之一飽和值來改變該增益比。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以藉由將對應於紅色、綠色及藍色之該三色輸入資料之最大值除以對應於紅色、綠色及藍色之該三色輸入資料之最小值來決定一飽和比較值，
   基於該飽和比較值及各一或多個預設參考值間之比較關係設定一飽和權重值，以及藉由該飽和權重值來改變該增益比。
7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該飽和權重值係基於顯示情況而決定。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以
   累積先前用於各該子像素之顏色資料及一權重之乘積，以計算一紅比較值、一綠比較值及一藍比較值；
   累積用於該白子像素之顏色資料，以計算一白比較值；以及將該紅比較值、該綠比較值及該藍比較值之總和與該白比較值作比較以決定該增益比。
9. 一種驅動包含紅綠藍白子像素之顯示裝置之方法，該方法包含：
   藉由一增益調整單元決定一初步增益比，以最小化一白色輸出資料及各別一紅色輸出資料、一綠色輸出資料及一藍色輸出資料之標準偏差；
   藉由該增益調整單元基於在先前顯示影像中用於各子像素之顏色資料之累積總和來改變該初步增益比以決定一增益比；以及藉由一資料映射單元利用所決定之該增益比將對應於紅色、綠色及藍色之一三色輸入資料轉換成對應於白色、紅色、綠色及藍色之一四色輸出資料。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中藉由該資料映射單元將該三色輸入資料轉換成該四色輸出資料係包含：
    確認對應於紅色、綠色及藍色之該三色輸入資料之最小值；
    以該增益比乘以所確認之最小值以決定該白色輸出資料；以及將各該三色輸入資料減去該白色輸出資料以決定該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料。
11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其更包含藉由一顯示面板顯示對應於該白色輸出資料及該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料之影像。
12. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其更包含基於在先前顯示影像中用於各該子像素之顏色資料之累積總和藉由該增益調整單元決定包含於一顯示面板中之各單元像素之該增益比。
13. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其更包含基於在先前顯示影像中用於各該子像素之顏色資料之累積總和藉由該增益調整單元決定顯示影像之每一個訊框之該增益比。
14. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中藉由該增益調整單元決定該初步增益比包含：
    當改變一測試增益比時，計算相對於該測試增益比之各紅色、綠色、藍色及白色之一預期顏色輸出資料；
    計算所計算之該預期顏色輸出資料之標準偏差；以及決定最小化所計算之該預期顏色輸出資料之標準偏差之該測試增益比作為一對應單元像素之該初步增益比。
15. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其更包含藉由該增益調整單元基於用於顯示影像中之一飽和值來改變該增益比。
16. 一種顯示裝置，其包含：
    一顯示面板，係包含複數個單元像素，該複數個單元像素各包含一紅子像素、一綠子像素、一藍子像素及一白子像素；
    一資料驅動器，係配置以供應對應於一紅色輸出資料、一綠色輸出資料、一藍色輸出資料及一白色輸出資料之一四色資料訊號至各該複數個單元像素；
    一閘極驅動器，係配置以供應一閘極導通電壓至該複數個單元像素；以及
    一時序控制器，係配置以控制該資料驅動器及該閘極驅動器之驅動，且供應該白色輸出資料、以及該紅子像素、該綠子像素及該藍子像素之該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料至該資料驅動器，
    其中該時序控制器包含：
    一資料映射單元，係配置以確認對應於紅色、綠色及藍色之一三色輸入資料之最小值，以藉由將一增益比乘以所確認之最小值來決定該白色輸出資料，並且將各該三色輸入資料減去該白色輸出資料以決定該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料；以及一增益調整單元，係配置以決定一初步增益比，以最小化該白色輸出資料以及各該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料之標準偏差，並且基於在先前顯示影像中用於各該紅子像素、該綠子像素、該藍子像素及該白子像素之顏色資料之累積總和來改變該初步增益比以決定該增益比。
17. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以基於在先前顯示影像中用於各該紅子像素、該綠子像素、該藍子像素及該白子像素之顏色資料之累積總和來決定包含在該顯示面板中之各該複數個單元像素之該增益比。
18. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以基於在先前顯示影像中用於各該紅子像素、該綠子像素、該藍子像素及該白子像素之顏色資料之累積總和來決定顯示影像之每一個訊框之該增益比。
19. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以
    接收該三色輸入資料；
    當以預定區間改變一測試增益比於0及1之範圍時，計算相對於該測試增益比之各個紅色、綠色、藍色及白色之一預期顏色輸出資料，並且計算所計算之該預期顏色輸出資料之標準偏差；以及決定對應於所計算之該預期顏色輸出資料之所計算之標準偏差之最小值之該測試增益比作為一對應單元像素之該初步增益比。
20. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元基於用於顯示影像中之一飽和值改變該增益比。
21. 如申請專利範圍第20項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元配置以藉由將對應於紅色、綠色及藍色之該三色輸入資料之最大值來除以對應於紅色、綠色及藍色之該三色輸入資料之最小值來決定一飽和比較值，
    基於該飽和比較值及各一或多個預設參考值間之比較關係設定一飽和權重值，並且藉由該飽和權重值改變該增益比。
22. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其中該飽和權重值係基於顯示情況而決定。
23. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以累積先前用於各該紅子像素、該綠子像素及該藍子像素之顏色資料及一權重之乘積，以計算一紅比較值、一綠比較值及一藍比較值；
    累積用於該白子像素之顏色資料以計算一白比較值；以及將該紅比較值、該綠比較值及該藍比較值之總和與該白比較值作比較以決定該增益比。
24. 一種顯示裝置，其包含：
    一資料映射單元，係配置以識別對應於紅色、綠色及藍色之一三色輸入資料之最小值，以藉由將一增益比乘以所識別之最小值來決定一白色輸出資料，並且將各該三色輸入資料減去該白色輸出資料以決定一紅色輸出資料、一綠色輸出資料及一藍色輸出資料；
    一增益調整單元，係配置以決定一初步增益比以最小化該白色輸出資料以及各該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料之標準偏差，並且基於在先前顯示影像中用於各子像素之顏色資料之累積總和及對應於該三色輸入資料之一飽和資料來改變該初步增益比，以決定包含於一顯示面板中之各單元像素之該增益比；以及
    該顯示面板，包含該單元像素，各該單元像素包含各該子像素中之一紅子像素、一綠子像素、一藍子像素及一白子像素，並且顯示對應於該白色輸出資料以及該紅色輸出資料、該綠色輸出資料及該藍色輸出資料之影像。
25. 如申請專利範圍第24項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以
    接收該三色輸入資料，
    當以預定區間改變一測試增益比於0及1之範圍時，計算相對於該測試增益比之各紅色、綠色、藍色及白色之一預期顏色輸出資料，並且計算所計算之該預期顏色輸出資料之標準偏差，以及決定對應於所計算之該預期顏色輸出資料之所計算之標準偏差之最小值之該測試增益比作為一對應單元像素之該初步增益比。
26. 如申請專利範圍第24項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以藉由將對應於紅色、綠色及藍色之該三色輸入資料之最大值除以對應於紅色、綠色及藍色之該三色輸入資料之最小值來決定一飽和比較值，
    基於該飽和比較值及各一或多個預設參考值間之比較關係來設定一飽和權重值，以及藉由該飽和權重值改變該增益比。
27. 如申請專利範圍第26項所述之顯示裝置，其中該飽和權重值係基於顯示情況而決定。
28. 如申請專利範圍第24項所述之顯示裝置，其中該增益調整單元係配置以累積先前用於各該子像素之顏色資料及一權重之乘積，以計算一紅比較值、一綠比較值及一藍比較值，
    累積用於該白子像素之顏色資料以計算一白比較值，以及將該紅比較值、該綠比較值及該藍比較值之總和與該白比較值作比較以決定該增益比。