TW500942B - Tiled, fiat-panel liquid crystal having compensation for edge effects, method for correcting luminance and chromaticity variation in the same and method for producing the same - Google Patents

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Peter J Krusius
Dean W Skinner
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500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（/ ) 發明之領域 本發明係關於用於補償在拼舖液晶（LC)平板顯示器內 之亮度及顏色變化，特別係關於校正在靠近拼板邊緣處因 光不規則、電光色差、電子驅動效應、週遭光線、液晶晶 格間隙、機械或材料變化所引起之此種改變的補償裝置。 發明背景 如已知液晶顯示器(LCD)技術製造的平板顯示器係受限 於製造之尺寸及價格兩者。基本上，可藉由組合較小的顯 示器''拼板〃製造出便宜、較大的顯示器，但較大的顯示 器一般在拼板之間顯露出接縫。如何隱藏以此方式組合的 拼板之間的接縫以使得大型顯示器可視爲連續的一塊單石 係非常地困難’因人眼能察覺到排列成圖案的微小不規則 〇 一種用於製造拼舖顯示器的方法係沿著鄰近拼板之間 的接縫使用黏著密封劑，而將在共同軌跡線上的四塊拼板 連結在一起。該拼板係以共平面之方式組裝。此型構造方 式係顯示在審查中的美國專利申請案編號08/652, 032(申 請曰期1996年5月21日），其名稱爲、、拼舖平板顯示器之 建造及封裝〃，此處納入其內容作爲參考。此建造方法包 含以平面方式組裝LCD拼板，將在每塊拼板上所放置的適 當對位標記對準通常在表層平板或背層平板之共同參考平 面上的相同標記。此對位需特定之重疊容忍度。該拼板係 以光學黏著劑附著在表層平板及背層平板上。在組裝之前 ，需修飾鄰近的拼板邊緣以使其在其組裝的最終位置能提 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 _ B7 五、發明說明（:/ ) 供無接縫之外觀。此外，該表層平板及/或背層平板可能包 含用以隱藏接縫的不透明遮罩。該背面遮罩亦可作爲光線 平行裝置。 液晶顯示器拼板可用與單石LCD相同的方式製造之， 除了：在中間拼板接縫處的內側拼板邊緣一般必須具有離 內側接縫邊緣大致上在一個像素點距內的像素，使跨過接 縫的像素點距大致上等於在拼板上的像素點距。此外，該 拼板邊緣通常具有依照像素孔徑控制接縫材料之位置以使 晶格間隙保持一致的特別設計。這些問題係在同時審查中 專利申請案編號08/949, 357(申請日期1997年10月14曰） 以及編號09/368, 921(申請日期1999年8月6日）中說明之 〇 如同在單石(monolithic)LCD中，該兩塊玻璃板包含 以微小的透明球隔開之液晶拼板，而接縫黏著劑厚度通常 由內嵌的隔間球或隔間棒所決定。故靠近拼板邊緣的液晶 層厚度本身即會有某些變化。此液晶晶格間隙的變化導致 靠近拼舖平板液晶顯示器接縫處之像素明顯的色差。在單 石LCD中通常不會觀察到此現象，因其像素永遠不會位於 非常靠近完全在像素陣列外的接縫處。 在彩色LCD內的像素通常係由包含用於通常爲紅色、 綠色及藍色(RGB)每種基本顏色之子像素的開孔所形成。當 液晶晶格間隙厚度變化存在時，因通過液晶晶格之光線所 遭受到的光延遲量隨空間而變，故不同之光波長將產生不 同之視覺效果。此現象將增加在製造需顯示出無接縫之外 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 ____B7___ 五、發明說明（> ) 觀的拼舖平板液晶顯示器時所引起的問題。 .現今製造的液晶顯示器模組大多數爲數位控制元件。 光傳輸率-驅動電壓關係(τ-v曲線）或 ''校正曲線〃係有關 於在輸入端之數位訊號値以及跨過液晶晶格之電壓，且因 此關於在輸入端之數位訊號値以及在顯示器上每個子像素 之亮度。除非另外指明，否則該τ-v曲線在此處認爲係從 電子驅動訊號對絕對亮度而來之包含整個顯示器系統響應 的作用關係。在某些例如NTSC R、G、B系統的彩色系統 中，希望能有線性的作用關係。在例如爲求符合觀看者心 理生理期待的其它彩色系統中，則最好爲較一般性的加權 響應曲線。顏色係藉由在子像素開孔上方重疊彩色濾光層 而產生。通常使用三種不同顏色的濾光片以產生基本顏色 ，其能混合加成以產生在所欲之色彩範圍內的所有顏色。 在拼舖液晶顯示器中，靠近接縫處或拼板之間的微小晶格 間隙變化將導致作用Τ-V曲線之改變。因此，無論如何努 力地按幾何原理隱藏實際之接縫，拼舖平板液晶顯示器具 有令人討厭的 ''拼板狀〃外觀。靠近接縫或拼板邊緣之像 素區域必然會變得明顯，因其作用Τ-V曲線與在拼板內部 像素的不同。 與遠離接縫的內部像素相比較，在矩陣編址拼舖顯示 器內靠近內側接縫的像素行及像素列亦具有稍微不同的電 光響應。例如在具有四塊拼板的顯示器內，這些像素在外 觀上係分佈在通過拼舖顯示器中心之接縫周圍的垂直及/或 水平帶。特別是，一般在白色及黑色範圍的此種拼舖顯示 5 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 --------訂---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（4) 器能夠不顯示接縫，但在白色及黑色之間的灰階範圍則具 有相當明顯的接縫。因該顯示器對每種基本顏色通常具有 256種灰階，故有足夠的機會顯露出接縫，特別是當結合 人眼偵測從接縫處產生規則圖案的能力時。 另一種在拼舖顯示器內導致顏色變化的裝置係由於在 光學堆疊內的物體對位誤差所引起。在每塊拼板上的彩色 濾光層可能沒有對準薄膜電晶體層。同樣地，在表層平板 及背層平板上的外部標記可能沒有對準在該堆疊的對位標 記。此外，相對於彩色濾光片及薄膜層，每塊拼板之水平 及高度位置總是會涉及到對位容忍度的問題。因此，在每 塊拼板的邊緣顯示出與通過拼舖液晶顯示器之光學堆疊的 部分平行光束稍微不同之響應。 此外’已知在靠近內側接縫處像素的液晶區域具有不 同的電光性質。此亦可能由例如溶劑從接縫黏著劑溶入液 晶材料所引起。再者，因缺乏鄰近像素以及因而缺乏由其-產生的邊緣電場，亦導致邊緣像素之電光性質具有近似之 特性。 拼板之間的接縫區域通常會產生在遠離接縫處之像素 不會出現的額外不規則散射光。不規則散射光可能由背景 光或週遭光線所引起，或在顯示器之光學堆疊內產生。這 些影響係從不連續的拼舖LCD結構或從組裝製造拼舖顯示 器時的瑕疵所引起。例如，可能產生從不規則之拼板邊緣 表面終端或次表面微裂處而來的鏡子及漫射的反射光。在 黏著劑內的氣泡、材料缺陷或拼板玻璃邊緣的碎屑亦可能 6 本紙張尺没過用T國國豕準（CJNS)A4規格（21〇 X 297公爱） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7__ 五、發明說明（ζ ) 提供從靠近拼板邊緣之像素發射出的額外光線。在拼板或 組件內的缺陷亦傾向於引起通過靠近接縫區域處像素之光 線某種程度的去極化，因此使得此種邊緣像素較正常之外 觀更亮，此爲在拼板邊緣處的另一種光學不規則。在鄰近 拼板之間的開孔、彩色濾光片或薄膜層對位誤差之差異產 生多個在接縫處的散射光源。在平行玻璃表面之水平方向 (Χ、γ方向）或由黏著劑層所決定之垂直方向的拼板對位失 誤提供更多的光源。當顯示器顯示低亮度影像(例如，接近 黑色階度）且照射到顯示器的週遭光線很強時，在接縫處由 周遭光線所引起的不規則光線將最明顯。 再者，類似於接縫的Α人造〃界面可能由用以驅動液 晶顯示器的電路產生之。這些人造界面係能夠在“雙重掃 描”筆記型個人電腦顯示器上觀察到常見光學人造品。例 如，在四塊拼板的2x2拼舖陣列顯示器內，可能因而由 四重掃描〃控制電路及液晶面板驅動器引起在拼板邊緣處 顯露出光學人造品的界面。在此種四重掃描驅動器內，用 於該顯示器之每四分之一部份的列(閘極)及行(資料)線係使 用個別的漸進掃描驅動之。當電壓、時序或此種電子電路 的其它因素無法完全相等時，可能會產生人造電子 >接縫 〃。當然，此種電子''接縫〃亦可能在不具任何 '實體〃 接縫的單石LCD中產生。 任何對拼舖電子彩色顯示器上影像的校正係受限於人 類視覺系統對亮度及顏色的不同辨別臨界値。亮度及色調 的突然及逐漸變化適用不同的臨界値標準。這些臨界値已 7 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " -----—訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 A7 B7_ __ 五、發明說明（b)、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在現今爲美國專利編號5，661，531的1997年8月26日由 本案申請人申請美國專利申請案編號〇8/593, 759，以及我 們同時在審查中的於1996年5月14日申請的美國專利申 請案編號08/649，240; 1997年1月9日申請的No· 08/780, 911 及 1999 年 6 月 30 日申請的 No · 〇9/173, 468 中說明之，此處將其所有內容納入作爲參考。 本發明提供校正靠近拼板與拼板接縫之拼板邊緣處無 輪垂直或水平方向之非所欲光、電光及週遭光不規則以及 電不規則的補償裝置。應用該校正裝置以使得該顯示器內 的拼板売度及色調在跨過接縫處基本上能顯得均勻。 本發明的一個目的係提供校正液晶晶格間隙變化之影 響的補償裝置。在拼板邊緣之晶格間隙很少與拼板內部的 相等，因此引起明顯之接縫。應用此校正裝置以使得顯示 器之亮度及色調在跨過接縫處在視覺上變成連續的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的另一項目的係提供補償裝置，其係用於校正 在拼舖液晶顯示器內由任何其它的光、電光、機械或結構 相關之不規則以及因晶格間隙變化的光、電光、機械或結 構之不規則所引起的影響，以使得接縫在視覺上變得無法 察覺。在接縫處複數個像素的色調及亮度變化係被校正或 被平滑化，故剩餘之變化在視覺上基本上能變得均勻。藉 此能抑制亮度及色調變化，且使接縫在視覺上變得無法察 覺。 本發明的另一項目的係校正無論在拼舖或單石顯示器 發生的電路掃描、控制及驅動器部分所引起之人造界面（接 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 _____ B7 五、發明說明（)） 縫)導致的光學色差。 本發明的另一項目的係拼板內部各處所有像素亮度的 電子校正，故該顯示器可呈現出均勻的光線強度或亮度。 此種校正係對每個顯示器組件實施，而對該顯示器而言係 唯一的。 發明槪要 根據本發明，係提供校正拼舖平板顯示器內拼板邊緣 之視覺不均勻性的補償裝置，以產生無接縫之外觀。此種 顯示器包含複數塊拼板，其係以光黏著劑黏著在連續的極 化器之間而結合在一起。該顯示器亦可以具有一個包含開 孔遮罩及螢幕的表層平板，以及包含另一個開孔遮罩的背 層平板。拼板邊緣不均勻包含因液晶晶格間隙變化及其它 與接縫相關的光、電光、週遭光、電、機械及材料不規則 之情形。這些不規則的知識係用以發展靠近每塊拼板邊緣 處之亮度及顏色不均勻的校正演算法。這些演算法改變位-於非常靠近接縫及拼板之內部區域的子像素之驅動訊號。 結合先前從校正資料記憶體所獲得之資料的電子影像處理 係用以實現用於在拼舖平板液晶顯示器內靠近接縫及拼板 之內部像素的校正演算法。所導致的絕對、相對或平滑化 校正對每塊拼板而言係唯一的，對每個邊緣像素而言亦可 能係唯一的。 圖式簡單說明 參考接下來配合詳細說明的附圖將可完全瞭解本發明 ，其中： 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（f) 圖la係顯不一種根據習知技術製造之拼舖平板顯示器 的平面圖； 圖lb係顯示圖la之拼舖平板顯示器內其中一塊拼板 的示意圖（內側爲窄接縫而外側爲寬接縫）； 圖2係描述在接縫內具有隔間球以及在觀看區域內具 有隔間球之LCD剖面圖； 圖3係顯示拼舖平板顯示器內典型晶格間隙變化的地 形圖； 圖4係描述從拼板之邊緣朝其內部的液晶拼板計算所 得之晶格間隙變化； 圖5係顯示從拼板之邊緣朝其中心的靠近液晶拼板邊 緣處測量所得之正規化像素亮度的最差情況； 圖6係顯示因拼板內液晶晶格間隙厚度變化所引起的 三種基本顏色(R、, G及B子像素)之相對光傳輸率； 圖7係描述在LCD拼板內以晶格間隙對波長之比値爲 函數的綠光、藍光及紅光之正規化亮度； 圖8係顯示以指定在28位元範圍(0-255定義域)之輸入 訊號爲函數的兩個子像素之正規化作用T-V曲線(0-1値域) 之間的典型差異； 圖9係描述標稱指定在線性28位元之輸入及輸出訊號 的紅色、綠色及藍色子像素之相對亮度的誤差； 圖10a係顯示典型液晶拼板靠近邊緣處RGB子像素的 相對亮度； 圖10b係顯示經過部分校正後典型液晶拼板靠近邊緣 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（气） 處RGB子像素的相對亮度； 圖10c係顯示經過完全校正後典型液晶拼板靠近邊緣 處RGB子像素的相對亮度； 圖11係使用絕對或相對像素相等校正輸入之像素資料 的光、電光、週遭光、電、機械及材料不規則以及在接縫 處晶格間隙變化之實施分層圖的方塊圖； 圖12係描述以圖解決定子像素之輸入訊號AS的校正 以給定用於正規化輸出亮度AL所需之校正；以及 圖13係顯示在校正前、相對亮度階度相等校正後及平 滑化亮度階度校正後，在拼舖液晶顯示器內跨過接縫處的 亮度線掃描圖。 爲求淸楚及簡潔的兩項目的，在所有的圖示中係以相 同之名稱及圖號指定類似之元件及零件。 元件符號說明 10 液晶顯示器 11 拼板 12 液晶晶格 16 彩色濾光層 18 主動區域 20 像素開窗 22 彩色子像素 241 外側邊緣 242 內側邊緣 26 接縫 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（P) 28 、 28a 隔間球 30、32 玻璃平板 33 晶格間隙 34 內側接縫邊緣 35 隔間棒 36 接縫黏著劑 38 等局線 40 紅色 42 綠色 44 藍色 48 τ-v曲線 50 紅色 52 綠色 54 藍色 60 像素列 70 輸入影像資料 72 輸入畫面緩衝器記憶體 74 校正資料記憶體 76 像素資料處理器 78 輸出畫面緩衝器記憶體 84 像素校正控制單元 110 接縫(圖1) 110 未校正顯不器（圖13) 112 相對亮度校正顯示器 12 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .f 訂---------線' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（"） 114 平滑化校正顯示器 116 絕對値校正顯示器 較佳實施例之詳細說明 一般而言，本發明之特徵在於補償或校正拼舖平板液 晶顯示器內靠近拼板對拼板之間接縫處光、電光、電、機 械及材料不規則以及因晶格間隙變化所引起上述不規則的 電子控制裝置及方法。此外，本發明之特色在於校正一般 在拼舖平板液晶顯示器內靠近相鄰拼板之間接縫處所觀察 到褪色的裝置及方法。再者，本發明提供用於校正在拼舖 平板液晶顯示器內因此種接縫所引起之亮度變化的裝置及 方法。該校正可藉由使像素之絕對或相對亮度相等或平滑 化空間亮度差異而完成。 現在參考圖la，係顯示一種彩色液晶顯示器10的平 面圖。顯示器10係由複數個以接縫110分隔的拼板11所 組成，每塊拼板具有液晶晶格12(圖2)，以及兩個共有之 — 外部極化器（未顯示出）。所示的四塊拼板僅係作爲說明。 本發明亦包含其它的拼舖結構。放置圖案化的彩色濾光層 16並對準像素開窗20之主動區域18以產生三種基本顏色 。這些彩色子像素22係獨立操作。典型的彩色濾光片16 係設定爲紅色、綠色及藍色(或RGB)。圖lb亦顯示用在該 顯示器10內拼板11的平面圖。沿著拼板外側邊緣241的 液晶接縫較寬(粗線），而沿著拼板內側邊緣242的液晶接 縫較窄(細線）。拼板內側邊緣242係彼此相鄰的放置，以 形成如圖la所示之接縫11〇。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱) --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 _ B7 五、發明說明（α) 圖2係用在拼舖組裝顯示器ι〇(圖1)內液晶拼板11部 分的橫截面圖。縱向及橫向尺寸係以不同之比例繪製以顯 示所有必要的部分。該圖描繪出接縫26以及一般在製造液 晶晶格12時在接縫26內所使用的隔間球28。形成液晶晶 格12的兩塊玻璃平板30及32係分別沿其周圍施壓以結合 在一起’以維持位在觀看區域內由隔間球28a之尺寸所決 定的準確晶格間隙33或在兩塊平板30及32之內側表面之 間的間隔。靠近內側接縫邊緣34的晶格間隙33係由散佈 在接縫黏著劑36內的隔間球或隔間棒35以及拼舖結合製 程所使用之壓力、溫度及時間等參數所決定。在外側接縫 邊緣一般會發生同樣的晶格間隙變化，但通常不會造成視 覺上的影響，因像素不會非常靠近這些外側接縫。像素陣 列外側的拼板結構及設計將嚴重地影響晶格間隙，故亦可 能引起該晶格間隙之變化。可能的設計範例係在審查中的 美國專利申請案內說明之，其編號爲09/386, 921(申請日 期1999年8月6日）。 無論如何努力該晶格間隙之最佳化，因結構及製程變 數，在每塊拼板11靠近內側接縫邊緣34處仍將有晶格間 隙33之變化。在單一塊拼板11內的晶格間隙變化情況良 好並且平滑變化，但在拼板對拼板之間則不連續。此外， 在該拼舖顯示器組裝製程中，特別在以具有光黏著劑之拼 板附著於表層及背層平板時，亦可能改變該晶格間隙33。 一般而言，在外側接縫邊緣亦發生類似的晶格間隙變 化，但通常不會造成視覺上的影響，因像素不會非常靠近 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）' --------------------訂---------線"^1^" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（I\ ) 這些外側接縫。熟知此技術者將瞭解到，以一或多種設計 特點將能控制該標稱晶格間隙。 圖3顯示在組裝完成的拼舖顯示器10中晶格間隙變化 的典型地形圖。在此範例中，每條等高線38表示偏離標稱 晶格間隙約0 · 25微米的晶格間隙變化，該標稱晶格間隙 對最先進的AMLCD而言一般約爲5微米。島狀結構及相 當一致的邊緣結果係典型常見的。通常在內側接縫處的晶 格間隙變化最大，因其寬度較窄。 圖4描述從窄接縫34(圖2)朝拼板之中心的晶格間隙 33變化曲線，其係對用在拼舖LCD組件之典型拼板利用對 熟知機械設計技術者相當著名的機械平板彎曲理論計算所 得。水平座標的長度刻度係以像素點距衡量之，一般在一 毫米或更小的數量級。注意到，靠近內側邊緣34的效應滲 透入該拼板11內部相當長的距離。因晶格間隙33變化所 引起之亮度改變將影響子像素的作用傳輸率-電壓(T-V)曲--線。在靠近內側接縫34晶格間隙33減少的液晶比具有標 稱晶格間隙的像素對於對應中間亮度(黑色及白色之間的灰 階)的驅動電壓訊號之電壓改變更爲敏感。 圖5顯示從內側邊緣接縫34朝向拼板11之內部的通 過液晶拼板11之光傳輸率(相對亮度)變化所測量到的典型 最差狀況之實驗數據。該長度刻度係設定爲像素點距。靠 近內側接縫處的光傳輸率因爲在圖3及圖4描述的晶格間 隙33之變化而改變。 圖6係描述以晶格間隙33爲函數所預測之紅色40、 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) ' -- --------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ _ 五、發明說明（_) 綠色42及藍色44的相對光傳輸率。該傳輸率已對標稱狀 況正規化(在此實例中晶格間隙爲5微米）。因晶格間隙及 光波長兩者均影響光線穿透LCD晶格時的阻礙，故色彩平 衡將隨晶格間隙33之改變而在空間上變化。若靠近接縫 34之晶格間隙較拼板11內側者爲小，則接縫區域34將呈 現偏向藍色，如圖6中所淸楚的顯示出(藍色增強）。同樣 地，若靠近接縫34之晶格間隙33較大，則接縫區域34將 呈現偏向褐色(紅色及綠色增強）。 若晶格間隙不爲其標稱値(在此實例中爲5微米），則 白光之光譜將隨通過該晶格間隙之光線而改變。從顯示器 10發出的所欲之光譜係將三種主要顏色平衡爲該顯示器之 白色點(亦即，在RGB彩色系統中相等之驅動訊號値）。因 此，理想的晶格間隙應使所有位在該拼板上的像素能精確 地設定在其標稱値(在此實例中爲5微米）。但實際上，該 晶格間隙最好能盡可能的一致以產生正確之光譜輸出。若-無本發明則相當難達成此點。 現在參考圖7，分別對波長爲612、542及487奈米的 紅色40、綠色42及藍色44，以晶格間隙33之光學長度爲 函數繪製在LCD晶格內典型的子像素模擬之正規化亮度。 該光學長度係由晶格間隙對光波長之比値所決定。 因此，希望能藉由像素之驅動訊號的改變而校正具有 稍微不同作用T-V曲線的像素以及其它靠近接縫處之微量 光、電光、週遭光、電、機械或材料不規則的像素，以使 得特別在接縫處的像素外觀更爲一致。此種校正可藉由使 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） "~" ' --------------------訂---------^ IAWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（丨) 定義在標稱設計的絕對亮度或色階値相等而完成之，或藉 由使最好位在拼板內部的顯示器上一或多個參考區域的丰目 對亮度及色階値相等而完成之。因此，靠近接縫的子像素 之絕對或相對亮度階度將在拼板內部像素之標稱設計或參 考區域規格的視力可察覺之臨界內。因此，根據本發明， 每個像素的輸入値係以從校正程序而來的新資料代替之。 此新資料將傳送至在傳統方式中連接至液晶顯示器的商業 化行（資料）驅動器晶片。藉由對輸入資料或輸入數碼範圍 之區域施加逆轉換函數將能預先計算出所有的校正資料。 該顯示器中每個像素或每群像素的校正資料可能不同，以 描述每個像素特性之差異。使用對照表爲一種實現此校正 演算法則的可能方法。不幸的是’此種效正方法將導致複 雜之設計，故對於使用目前最先進電路的大量像素無法經 濟地實現之。因此，在顯示器操作時’需要一種能大幅減 少需儲存及取出之資料量，以及大幅減少影像訊號校正需 實施之計算量的描述子像素之作用T-V曲線變動的方法。 已知用於AMLCD表示標稱設計或因上述不同原因的 作用傳輸率-電壓(T-V)曲線或校正曲線爲連續函數。因此 ，變異的實際的T-V曲線以及標稱實際的T-V曲線之間的 差異不僅爲連續函數，通常亦爲非常平滑的函數，其大小 爲資料驅動器的最小有效位元。圖8顯不具有微量偏移但 形狀相同的兩條典型實際的T-V曲線48之間的差異’其說 明在作用T-V曲線之間差異的平滑度。此偏移之模擬作用 T-V曲線的典型差異顯示對每個像素而言’其不會改變白 17 1本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（tu 色及黑色狀態但對在其兩者之間的灰階影響很大。在圖9 中更顯示所有基本顏色的正規化線性亮度差異’其中’係 以8位元標稱輸入訊號輸入至紅色50、綠色52及藍色54 子像素以產生特定像素每種基本顏色的輸出亮度値。這些 亮度値與在此圖內由虛線對角線所表示的每個灰階及子像 素標稱響應不同。在圖9的實例中，亦假設實際的T-V曲 線與標稱T-V曲線的變異在白色及黑色範圍處消失，因液 晶晶格的基本操作裝置，此爲合理地一般假設。此並非本 發明之限制，僅爲此範例的一項性質。因此，能將函數之 範圍（或輸入數碼範圍）切割成片段以描述或近似作用丁-V 曲線或兩條作用τ-v曲線之間的差異，並接著以易於即時 計算的簡單之方式描述每個片段。因平滑性以及與標稱曲 線的差異一般很小，一種可能方法係以線性函數(片段線性 近似)描述每個片段。接著僅需儲存斜率及位移量以描述每 個片段。因此，每個線段的逆轉換函數(校正函數)亦爲線 性函數。在數値計算領域著名的高階多項內插或曲線函數 可提供描述該片段的額外方法。 因個別的LCD拼板係由複數個連續的材料板所製成， 若與像素點距(一般在1毫米或更小之數量級)相比較，在 晶格間隙的變異或其它物理性質係以平滑且連續之方式變 化。因此，這些變異亦可能使用“地形圖”或類似裝置描 述以在拼板上群組小區域之像素或一組像素，其具有與標 稱設計相比較下讓觀看者無法察覺差異的轉換函數。因此 ，在區域或分組內所有像素的轉換函數能參照到一份表示 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱1 -- --------------------訂---------線"^1^" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（ί7]) 整個區域或分組的轉換函數。該對應之逆轉換函數可能簡 單或可能複雜；然而，因所需之數目已遠小於像素總數， 故此種校正方式能使用數量可行的電子硬體實現之。 眾人亦知無論表示標稱設計或因上述原因之變異的 AMLCD實際的T-V曲線具有非常相似的函數形式。因此， 能以少數的參考T-V曲線而相當詳盡的描述之，例如可使 用用來定義商業化LCD驅動器積體電路晶片之T-V曲線的 綜合對照表。藉由指定標記至此種T-V曲線，則少數的作 用T-V曲線即能用以描述非常大量的像素，並接著發展出 用於該像素的相等標記表。測量每個像素的特性並與該參 考作用T-V曲線相比較，將能選擇出最接近之相等T-V曲 線的標記。 圖10a描述從拼板11之內側接縫34朝向該拼板之內 部一列像素的RGB子像素之相對亮度値。均勻的灰階組合 定義輸入至基本顏色子像素的輸入訊號。在此圖中，內側 接縫34係位在該像素列60的左側。該相對亮度値已正規 化至一般的28位元範圍內，亦即在0-255。在拼板11內部 對應此樣品灰階範圍的標稱驅動訊號値的RGB訊號値分別 爲70/99/62。在圖10a內，並未對像素施加任何校正。將以 兩步驟施加校正：首先考慮色調，其次爲亮度。 需維持在整個拼板24範圍內的藍色對綠色以及紅色對 綠色的相對亮度比値，故對觀看者而言才不會出現明顯的 色差(色調校正）。因此，需直接或間接測量晶格間隙33或 其變化以進行任何的校正動作。在圖10b中係顯示顏色校 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ---------------1----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（β) 正相對亮度値，其中，基本顏色之間的相對亮度比値已約 略固定在最小有效位元的精確度。在彩色顯示器內的每種 基本顏色一般允許8位元或256階、灰度〃的電子控制。 在靠近接縫34的子像素62內的相對藍色亮度將使用這些 控制降低之。這些校正應在將畫面資料呈現在顯示器10的 畫面緩衝器之前（未顯示出）完成之。此將消除在整個顯示 器10之拼板邊緣的相對色調變化。 然而，對均勻的灰階驅動訊號而言，這些校正無法將 顯示器回復至均勻的亮度，因在顯示器10內相對亮度値的 總和將從拼板之內側邊緣朝其內部而改變。圖10c顯示在 圖l〇b中所有子像素64經完全地均勻亮度階度校正過的相 對亮度値。此校正可藉由在輸入畫面送至顯示器10之資料 驅動器（通常爲行排列）之前對每個輸入畫面施加校正位元 圖影像(未顯示出）而達成。在較佳實施例中，所有的像素 資料將如本發明之技術而改變。子像素資料係調整成，從 顯示器10而來之光譜輸出在顯示器整個像素陣列內均爲所 欲的均勻色調及亮度。在另一個實施例中，可選擇性的實 施本發明之資料校正。 現在參考圖11，係顯示一般用於24位元彩色校正程 序之實施程序方塊圖的說明。其它彩色解析度的實施程序 與此相似，熟知本技術者將能輕易地瞭解。輸入影像資料 70首先暫時儲存在輸入畫面緩衝器記憶體72內。在像素 校正控制單元84的控制下，從輸入畫面緩衝器72讀取影 像資料以及從校正資料記憶體74讀取校正資料並一同輸入 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------^ AWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（) 至像素資料處理器76內。該校正資料記憶體74可能爲非 揮發性記憶體’或以儲存在輔助非揮發性記憶體之數値初 始化的揮發性記憶體，或以儲存在非揮發性記憶體之數値 計算而來之數値初始化的揮發性記憶體。當顯示器關機時 ，此能確保校正資料不致流失。接著，藉著使用一或多個 處理單元實施像素資料的電子處理以對像素影像資料施加 適當之校正。因每個子像素的輸入及校正影像資料兩者均 包含個別的η位元整數(通常爲8位元），故所有的像素資 料處理僅需進行到η位元的精確度。一但像素資料被校正 過，其能直接傳送到顯示器1〇(圖la)。在另一個實施例中 ，像素校正控制單元84可與像素資料處理器單元76合倂 。而在另一個實施例中，在校正像素資料送至顯示器10前 可收集至輸出畫面緩衝器記憶體78內。 可用多種方法完成子像素校正。在其中一個實施例中 ，係如子像素之實際T-V曲線響應而分組之，並接著將每-個分組指定至先前所儲存的此分組特有之響應函數。該分 組可能包含例如每個拼板內部區域之子像素以及每個拼板 -每個內側邊緣及外側邊緣的邊緣像素。一但分組之數量適 當，需儲存在校正資料記憶體內的響應函數資料量將可令 人接受。在另外一個實施例中，可將子像素之分組指定入 對照表內。這些對照表將包含使用簡單指標方案的像素資 料校正。同樣地，一但留下的分組數量適當，將可接受需 儲存在校正資料記憶體內的資料量。 在最簡單的具有⑴分段之片段常數內插程序中，需在 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------—----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 Α7 Β7 五、發明說明（>D) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 適當分段內對子像素資料加上一個常數，或表示成： r'(m，n) = r(m，η) + Δγ(γπ，η，ir) g'(m，η) = g(m，η) + Δ£(πι，η，ig) b’(m，η) = b(m，η) + Ab(m，η，ib) 其中，所選出的分段指標ir、k及ib需滿足 r(m，η，ir) < r(m，η) < r(m，η，ir+1) g(m，n，ig) < g(m，n) < g(m，n，ig+1) b(m，n，ib) < b(m，n) < b(m，n，ib+1) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以及 ISir，ig，ib$s。r(m，n)、g(m，n)、b(m ’ n)且 r’(m，n)、g'(m，n)、b'(m，n)分別表示未校正及已校正之 子像素響應。Δγ(πι，η，ir)、Ag(m，η，ig)及ΔΜιη，η ’ ib) 表示在每個子像素及灰階分段校正所用的常數。分段指標 係受限於ISir，ig，ibSs，而像素指標則受限於 ，螢幕之解析度。上述(m，η)表示具有陣列指標m及 η的像素，而ir、ig及ib則分別爲紅色、綠色及藍色子像 素的分段指標。注意到上述方程式並無包含任何在驅動訊 號以及施加在子像素之校正之間的交互作用項。若需要此 種交互作用項，則需增加實施之複雜度以及校正資料記憶 體之額外儲存容量的代價以加入之。 這些方程式能應用在所有的像素(m，η)、像素區域、 像素組或獨立的像素。因拼舖顯示器通常具有垂直的、水 平的或垂直及水平的接縫，非常靠近接縫處的像素能輕易 地以長方形像素指標辨識之：一個爲常數的指標，以及其 它隨著接縫之長度而變的指標。在像素處理器內實施這些 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 500942 A7 B7 五、發明說明（y 方程式僅需簡單的8位兀加法器。加法器所需的速度及數 量視影像資料速率及像素數量而定。注意到若像素與像素 間資料無相關性，則能無限制地使用平行像素資料處理器 。子像素校正的平滑性可能導致少量的資料相關性。因此 ，幾乎所有情況的處理能力均能配合影像資料速率。若欲 校正所有的像素，則對整個顯示器而言，用於儲存校正資 料的總記憶體容量爲m*n*3*s個8位元字組。例如，對於 具有(m，η) = (800x600)之解析度以及8灰階分段的SVGA 顯示器而言，此爲11.5百萬個8位元字組或11百萬位元 組。對於僅對接縫之兩側k列或k行施加校正的拼舖顯示 器而言，儲存需求減少成此値的一小部份。例如，對於k = 10的2x2拼板陣列而言，僅需儲存2*k*(n+m)*3*s = 672K 個位元組。 同樣地，在片段線性的情況中，應對在適當分段內的 子像素資料實施一個減法、一個乘法及兩個加法。方程式 此刻改爲： --------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 r’(m，n) = r(m，n) + Ar(m，η，ir) + rs(m，η ’ ir) [xr(m，n)-xr(m，η，ir)] g’(m，n) = g(m，η) + Ag(m J i i，ig) + gs(m，i i 5 ig) * [xg(m，n)-xg(m，η，ig)] b’（m，η) = b(m，η) + Ab(m，I ii，ib) + bs(m，ι i，ib) * [xb(m，n) - x:b(m，n，ib)] 其中： r(m，n，ir) < r(m，n) < r(m，n，ir+1) 23 本紙張尺^適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 _______ B7 五、發明說明ul) g(m，η，ig) < g(m，n)〈 g(m，n，lg+1) b(m，n , ib) < b(m，n) < b(m，n，ib+1) 以及 l^ir，ig，ibgs。△_，n，ir)、Ag(m，n，㈤ 及ΔΜιη，n，⑻表示常數；rs(m，n，lr)、gs(m，n，lg)及 bs(m，n，化)爲片段線性校正的斜率；xr(m，n)、xg(m，n) 及xb(m ’ n)爲目前子像素的輸入訊號；xr(m , n，i〇、xg(m ，n，ig)及xb(m，n，ib)爲目前灰階分段以及每個子像素及 灰階分段的輸入訊號。在像素處理器內實施這些方程式僅 需簡單的8位兀加法器及乘法器。若有需要，則能再次使 用平丫了處理益。加法益及乘法器所需的速度及數量視影像 資料速率及像素數量而定。若欲校正所有的像素，則對整 個顯示器而言，用於儲存校正資料的總記億體容量爲 m*n*3*s*2個8位元字組。例如，對於具有，n)= (800x600)之解析度以及8分段的SVGA顯示器而言，此爲 23M個8位元字組或23百萬位元組。對於僅對接縫之兩側 k列或k行施加校正的拼舖顯示器而言，儲存需求減少成 此値的一小部份。例如，對於k = 10的2x2拼板陣列而言 ，僅需儲存2*k*(n+m)*3*s*2 = 1.34M個位元組。 如前所述，上述方程式並無包含任何在驅動訊號以及 施加在子像素之校正之間的交互作用項。若需要此種交互 作用項，則需增加實施之複雜度以及校正資料記憶體之額 外儲存容量的代價以加入之。在實施8位元計算操作時， 可用相同之方式實施較高階之片段內插程序。每個新的參 數均需在校正資料記憶體內提供額外的儲存容量。可用直 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（>v 觀的方式擴展上述方程式而預估所需容量° 無論所使用的特定校正演算法爲何’必需先獲得校正 資料。此可藉由在每個片段內以一或多個灰階激發下’測 量每個子像素的亮度而完成之。實際測量可藉由，在個別 像素上使用亮度計掃描顯示器的整個像素陣列，或使用例 如電荷耦合元件(CCD)相機的攝影機紀錄整個陣列’或以相 同方式紀錄像素的重要區域。在前一種狀況中，亮度偵測 器之容許角度需小的使鄰近像素無法影響欲測量像素所紀 錄的亮度。而在後一種情況中，攝影機需仔細地對準顯示 器像素陣列，最好使顯示器像素及攝影機影像之間具有簡 單之對應關係。最好爲一對一對應，但其它的排列方式亦 能適用。無論所使用的測量方法爲何，結果爲對應每個欲 測量像素指標(m，η)、片段指標(ir，ig，ib)及灰階指標(ur ，ug，ub)的一組測量亮度値 rm(m，η，ir，ur)、gm(m，η， ig ’ ug)及bm(m，n，ib，ub)。接著，能從每個欲ί父正像素 的測量資料以及標稱資料之間的差異計算校正資料。例如 ，對於片段常數校正程序而言，用於每個子像素及灰階分 段的校正資料係設定爲 △r(m，η，ir) = rn(m，η，ir，ur) - rm(m，η，ir，ur) △g(m，n，ig) = gn(m，n，ig，ur) - gm(m，n，ig，ug) △b(m，n，ib) = bn(m，n，ib，ur) - bm(m，n，ib，ub) 其中，rn(m，n，ir，ur)、gn(m，n，ig，ur)及 bn(m，n ，ib，ur)表示用於此子像素及灰階分段的標稱亮度値。將 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（Xf) 此程序擴展至包含片段線性及較高階方法的其它插補方案 係相當簡單且爲熟知此技術者所明瞭，此處將不詳細說明 之。 在某些情況中，並非從測量之作用T-V曲線決定校正 資料’最好能直接測量該邊緣效應的物理特性，並接著從 此知識中計算校正資料。舉例來說，假設靠近接縫處的晶 格間隙改變可使用已知光學技術測量之。接著，可將以位 置爲函數的晶格間隙資料轉換成τ-v曲線校正資料。 剩餘的主題係找出改變設定給子像素的輸入値以實現 上述之校正的方法。此僅需求出討論中的作用τ-v曲線的 反函數。在圖12中，係以圖示說明一般白色LCD的所需 亮度校正以及對應之輸入資料位元之間的關係。從數學上 來說，若可獲得作用Τ-V曲線L(S)的解析表示式，則能從 反函數L·1透過AS = I/U+AL) - ΐ/α)而立刻獲得AS。若已 知每條作用Τ-V曲線的數値表示(Si，L·)，則可藉由對應 在對照表內AL的最靠近網點S,決定AS。以此方式可明定 出負的及正的校正，但所得之正規化校正子像素亮度需在 (0，1)的範圍內。可施加在作用Τ-V曲線之最靈敏陡峭處( 斜率的最大値)的最小校正決定此校正程序的解析度。對於 線性Τ-V曲線及均勻位元的配置而言，最小校正係由最小 有效位元所設定，亦即1 : 2n。對於非線性作用Τ-V曲線而 言，則視位元的數目以及作用Τ-V曲線的平坦區域長度而 定，且通常不爲1 : 2n。校正程序之解析度可藉由在資料驅 動器內使用解析度較高之數位類比轉換器(DAC)，或以非 26 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂-----—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（yf) 線性方式在實際的τ_ν曲線的陡111肖區域配置更多的位元1而 改善之。校正程序之解析度亦可藉由使用時域顫動而增強 之，亦即，在連續的畫面平均所施加的不同校正訊號，藉 此在時域產生所欲之校正平均。此技術常用於增強平面電 漿顯示器的彩色解析度，因其甚難在所欲之位置製造出所 需的高壓驅動器積體電路。 上述之校正程序可能導致像素與像素間劇烈變化之校 正。此種校正亦可能受測量雜訊而影響。除非對每個子像 素均達到在人眼之偵測臨界値內完全地灰階之均勻程度’ 否則可能產生視覺上令人不滿的人造圖案。若使用訊號處 理技術移除空間頻率的高頻成分，則能移除此種圖案。在 這種情況中，使用適當之二維影像訊號濾波演算法過濾測 量之像素或子像素的亮度資料或校正資料係相當有益的。 在數位訊號處理領域內爲眾人所熟知的此種演算法例子包 含窗化、類比濾波、數位濾波、低通濾波、帶通濾波、快 速傅立葉轉換及成分波分析。亦可使用其它的濾波或平滑 化技術。 在某些情況中，可能不希望試著使靠近接縫處的絕對 或相對亮度及色調階度均勻一致，而希望使用平滑化或混 合技術以抑制任何的突然改變及徒峭梯度始之低於人類視 覺系統可察覺之臨界階度。此即圖13中所示。圖中畫出在 四種情況下跨過接縫處之灰階範圍的亮度線：（a)未校正顯 示器110; (b)在拼板內部之相對亮度階度校正成相等的顯 示器112; (c)跨過接縫處平滑校正的顯示器，其使得亮度 27 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（义） 梯度的辨識臨界値仍低於視覺偵測臨界値114;以及(d)跨 過接縫處之絕對値校正成相等的顯示器116。這些曲線已 彼此相對地平移，以更淸楚地顯示其間的差異。能以兩種 基本上不同的方式實施平滑化：（a)靜態觀念，在該顯示器 使用的所有時間內均使用相同之平滑化程序(b)動態觀念， 在顯示每幅影像畫面的同時完成平滑化。 靜態平滑化可應用在使用熟知數値計算及/或訊號處理 技術者所熟知的數學平滑化技術的測量之像素資料或校正 資料。因此，靜態平滑化簡單地成爲決定儲存在校正資料 記憶體內子像素校正資料演算法的其中一個步驟。靜態平 滑化不會引入任何即時資料相關性，故若有需要時則能平 行執行像素資料處理。靜態平滑化不會改變影像資料校正 程序的電子處理。其能與圖11所示之架構型式完全相容。 相反的，於即時顯示操作期間之動態平滑化引入即時 資料相關性。此相關性之範圍係由所採用之特定動態平滑 化演算法所決定。由光、電光、背景光、電、機械或材料 不規則所引入的非均勻之動態平滑化，可藉由操作在輸出 畫面緩衝器記憶體78內的校正影像資料而完成之。動態平 滑化需要邊緣樣式偵測以辨識實際影像資料的陡峭處細微 處。然而，因邊緣爲具有固定之樣式及獨特之特徵的靜態 物，故能輕易地從實際影像資料的圖案中辨識出。許多動 態平滑化的電子處理可使用用戶設計之硬體以及一般目的 之數位訊號處理(DSP)晶片。例如移動平均的平滑化演算法 本質上爲平行演算，因像素資料之交互作用爲區域性的。 28 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 Α7 ______ Β7 五、發明說明（τ"]) 與靜態平滑化相比較，動態平滑化在實施上更爲複雜，但 可校正例如因顯示器升溫或老化速度不同所引起的時變邊 緣相關的不規則。 最後則思考用於校正拼舖顯示器在拼板邊緣處之光、 電光、背景光、晶格、間隙、機械或材料不規則的完整程 序。在此程序中，已選用片段線性內插法。在校正程序中 ，假設將顯示器分爲每個均視爲一個物件的拼板之內部區 域，以及每個均視爲一個物件的靠近鄰近接縫預定區域內 的個別像素。選擇此範例係未說明本發明之技術彼此之間 的相關性，以及如何使用這些技術而非耗盡上述所有可能 的演算法及方法。完整程序將以兩個子程序說明之。第一 子程序係用於決定拼板內部區域的校正，而第二子程序係 用於在接縫區域內的個別像素。在邏輯上可將兩個子程序 視爲連續之步驟。 子程序1 :內部區域之校正 步驟1選擇新的基本顏色。 步驟2選擇用於目前基本顏色的新灰階分段。 步驟3顯示基本顏色目前的灰階影像。 步驟4測量並儲存整個像素陣列的基本顏色灰階影像 圖。 步驟5若有需要則從影像圖過濾掉空間頻率高頻成分 〇 步驟6決定用於目前灰階分段及基本顏色的拼板特定 校正資料常數，以使得所有拼板之內部區域具有相同的絕 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500942 A7 B7 五、發明說明（>(P) 對或相對亮度階度。 步驟7重複步驟2。若已完成所有的灰階分段’則進 行步驟8。 步驟8決定用於目前基本顏色的灰階分段的拼板特定 校正資料斜率。若有需要，則顯示並測量新的影像圖。 步驟9重複步驟1。若已完成所有的基本顏色，則進 行步驟10。 步驟10以適用於校正資料儲存記憶體及像素資料處理 的格式儲存所有拼板內部特定的灰階分段及基本顏色的特 定校正資料的常數及斜率。 子程序2邊緣像素之校正 步驟1選擇新的基本顏色。 步驟2選擇用於基本顏色的新灰階分段。 步驟3顯示用於常數校正的基本顏色灰階影像。 步驟4測量並儲存具有對拼板之內部區域施加子程序 1而來之校正資料的整個像素陣列的基本顏色灰階影像。 步驟5若有需要則從影像圖過濾掉空間頻率高頻成分 〇 步驟6在接縫區域內選擇新的子像素。 步驟7決定用於目前子像素、灰階分段及基本顏色的 子像素特定校正資料常數。 步驟8重複步驟6。若已完成所有的子像素，則進行 步驟9。 步驟9顯示用於斜率校正的基本顏色灰階影像。 30 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（2】〇 X 297公爱） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（>1) 步驟10測量並儲存具有對所有拼板之內部區域施加子 程序1以及對接縫區域所有子像素施加常數灰階校正而來 之校正資料的整個像素陣列的基本顏色灰階影像。 步驟11若有需要則從影像圖過濾掉空間頻率高頻成分 〇 步驟π在接縫區域內選擇新的子像素。 步驟13決定用於目前子像素、灰階分段及基本顏色的 子像素特定校正資料斜率。 步驟14重複步驟12。若已完成所有的子像素，則進 行步驟15 〇 步驟15對用於目前灰階分段及基本顏色的子像素校正 資料(常數、斜率)施加平滑化演算法。 步驟16重複步驟2。若已完成所有的灰階分段，則進 行步驟17。 步驟17重複步驟1。若已完成所有的基本顏色，則進 行步驟18 〇 步驟18以適用於校正資料儲存記憶體及像素資料處理 的格式儲存所有接縫區域子像素、灰階分段及基本顏色的 特定校正資料的常數及斜率。 在上述程序中，係假設一條加權響應曲線以描述實際 的T-V曲線。例如因心理生理學原因或欲顯示之影像的色 調成分使觀看者希望將所選定之加權響應曲線變更爲另一 條時，僅需重複整個程序。然而，此將導致相當多的額外 工作。實際上，用於加權響應曲線的校正資料可從其它響 31 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500942 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明說明（乂） 應曲線直接作數學轉換。此點係可能的，因伴髓著拼舖顯 示器的邊緣效應之作用已被完全描述，且因此可唯一地決 定其它的校正資料組。 可創作出用於特定顯示器或匹配其它液晶設計及子像 素濾波器的附加設計。熟知此技術者運用本發明所教導之 原理亦可制定其它額外的設計。 雖然在本發明中所說明之校正演算法係以拼舖液晶顯 示器爲主，但在某些狀況中，其能應用於例如無接縫之單 石液晶顯示器或建造成刻意顯示接縫之拼舖液晶顯示器的 其它顯示器類似不規則的校正。而後者包含電視牆。熟知 此技術者可輕易地想出如何將本發明之技術延伸至其它顯 示器。 熟知此技術者將能瞭解爲配合特定操作需求及環境而 改變的其它修正及變更，本發明並非受限於用於揭示之目 的所選定之範例，且本發明包含所有不脫離本發明實際精-神及範疇的變更及修正。 欲由專利法所保護的本發明內容係在接下來附加的申 請專利範圍中提出。 32 本紙張尺度適用中_家標準（CNS)A4規^⑽χ 297公爱- —-------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 1 · 一種具有邊緣效應之補償的拼舖平板液晶顯示器， 該顯示器具有視覺上無法察覺之接縫，其包含： (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) a) 彼此鄰接且兩者之間具有一接縫以拼舖排列的第一 及第二液晶顯示器，該拼板之每一塊具有鄰近該接縫處的 邊緣以及具複數個像素於其內的內部區域，該像素之每一 個係以個別的像素激發訊號而修改激發出的放射光線；以 及 b) 用於回應該邊緣效應而選擇性改變該像素激發訊號 的裝置，藉此使得從該像素而來的該變更放射之光線的亮 度及色調之變動降低至預定的可察覺臨界値內。 線 2.如申請專利範圍第1項之拼舖平板液晶顯示器，其 中，該些像素包含子像素，且該像素激發訊號包含子像素 激發訊號，該子像素每個均係用以放射出光線，該光線係 具有由對應之子像素激發訊號激發的淸楚預定之色調及亮 度，以及用於選擇性改變該像素激發訊號的該裝置包含用 於改變該子像素激發訊號的裝置。 3 .如申請專利範圍第2項之拼舖平板液晶顯示器，其 中，該像素之每一個均包含一種基本顏色子像素。 4 .如申請專利範圍第3項之拼舖平板液晶顯示器，其 中，該基本顏色子像素包含紅色、綠色及藍色子像素。 5 .如申請專利範圍第2項之拼舖平板液晶顯示器，其 中，用於選擇性改變該子像素激發訊號的裝置係用以使跨 過該顯示器預定區域之該修改之放射之光線的亮度及色調 之變化降低至可察覺臨界値內。 1 $紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A8B8C8D8 500942 六、申請專利範圍 6 .如申請專利範圍第5項之拼舖平板液晶顯示器，其 中，該修改之放射之光線的亮度及色調之變化係至少包含 下列分類的其中一項：突然變化及逐漸變化。 7 .如申請專利範菌第6項之拼舖平板液晶顯示器，其 中，用於選擇性改變該子像素激發訊號的裝置係用於個別 的子像素。 8 .如申請專利範圍第6項之拼舖平板液晶顯示器，其 中，用於選擇性改變該子像素激發訊號的裝置係用於該子 像素的預定子群組。 9 ·如申請專利範圍第8項之拼舖平板液晶顯示器，其 中.，該子像素的該預定子群組包含實質上具有相同光線輸 出特性的像素。 1〇 ·如申請專利範圍第9項之拼舖平板液晶顯示器， 其中，該光線輸出特性係以實際的T-V曲線描述之。 11 .如申請專利範圍第8項之拼舖平板液晶顯示器， 其中，用於選擇性改變該子像素激發訊號的裝置係以使在 該像素之預定子群組內的亮度及色調之變化降低至預定的 可察覺臨界値內。 12 ·如申請專利範圍第11項之拼舖平板液晶顯示器， 其中，該像素之該預定子群組包含鄰近在該拼板之間該接 縫處之邊緣區域內的像素。 Π ·如申請專利範圍第6項之拼舖平板液晶顯示器， 其中，用於回應該邊緣效應而選擇性改變該子像素激發訊 號的裝置係包含用於平滑化該子像素激發訊號之裝置，藉 2 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1T·· 線 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210X297公' "" 500942 頜 C8 D8 六、申請專利範圍 此使突然變化降低至低於預定可察覺臨界値的逐漸變化。 14 ·如申請專利範圍第13項之拼舖平板液晶顯示器， 其中，靠近該接縫處亮度及色調的該實現之變化對於在對 應該液晶顯示器之預定位置以及在預定背景光之條件下的 觀看者而言，可提供在視覺上無法察覺之接縫。 15 . —種用於校正在拼舖平板液晶顯示器內亮度及色 調變化的方法，其包含步驟爲： a) 提供至少兩個彼此與兩者之間接縫鄰接以拼舖排列 的液晶顯示器拼板，該拼板每個具有靠近該接縫的邊緣且 具有複數個像素至於其內的內部區域，該像素係用以更改 由個別的像素激發訊號所激發的放射光線； b) 映射出至少一個在該液晶顯示器拼板內的該像素區 域，在液晶顯示器拼板該區域內的該像素每個均具有類似 之實際T-V曲線； c) 決定用於該映射區域的轉換函數，以將該作用T-V 曲線其中一條改變成預定之參考作用T-V曲線；以及 d) 將該轉換函數之反函數施加於該像素激發訊號，故 在該區域內的該像素將顯露出預定之參考作用T-V曲線。 16 ·如申請專利範圍第15項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法：其中，該像素包含子 像素；該映射步驟(b)包含每個均具有類似之實際的T-V曲 線的該子像素之映射區域，該像素激發訊號包含子像素激 發訊號；以及該施加逆轉換函數步驟(d)更包含將該轉換函 數之反函數施加於該子像素激發訊號。 3 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐） .........................#....................1T:i ……------ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 500942 A8B8C8D8 六、申请專利範圍 17 ·如申請專利範圍第16項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該逆轉換函數 包含一個對照表。 18 .如申請專利範圍第16項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該逆轉換函數 包含片段內插法。 19 ·如申請專利範圍第16項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該逆轉換函數 係基於：常數、斜率及較高階項中至少一項而使用數學內 插技術所構成。 .20.如申請專利範圍第17項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該對照表包含 至少一組斜率資料及位移資料。 21 ·如申請專利範圍第18項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該映射步驟(b) 包含產生一個等高線圖。 22 ·如申請專利範圍第21項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該等高線圖表 示每個實質上具有相同實際的T-V曲線之子像素的區域。 23 ·如申請專利範圍第22項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該映射步驟(b) 包含下列子步驟： i)在液晶顯示器拼板的複數個位置測量邊緣效應；以 及 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） --------------------------.............IT----------------t-*· (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 500942 __ 六、申請專利範圍 η)決定表示該測量之晶格間隙的實際的τ-ν曲線。 24 ·如申請專利範圍第22項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該決定轉換曲 線步驟(c)包含決定映射區域之子像素的轉換函數。 25 ·如申請專利範圍第24項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該轉換函數係 依照該子像素之該基本顏色而選擇性的施加於其上。 26 · —種用於校正在拼舖平板液晶顯示器內亮度及色 調變化的方法，該步驟包含： a) 確認影響靠近液晶顯示器拼板邊緣子像素的光學色 差.，該子像素每個均具有與其配合的實際的T-V曲線； b) 決定用於該受影響之子像素的轉換函數，以將該作 用T-V曲線其中一條改變成預定之參考作用T-V曲線；以 及 c) 將該轉換函數之反函數施加於該受影響之子像素， 使得每個像素大致上均具有該預定之參考作用T-V曲線。 27 ·如申請專利範圍第26項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該逆轉換函數 包含一對照表。 28 ·如申請專利範圍第27項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該對照表包含 至少一組斜率資料及偏移資料。 29 ·如申請專利範圍第28項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該步驟更包含 5 ------------------------------訂----------------線·- (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 500942 __ Si _ 六、申請專利範圍 :(d)產生一個等高線圖。 30 ·如申請專利範圍第29項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該等高線圖表 示每個實質上具有相同作用T-V曲線之子像素的區域。 31 ·如申請專利範圍第30項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該產生等高線 圖步驟(d)包含下列子步驟： i) 在液晶顯示器拼板的複數個位置至少測量因光學色 差所引起之色調及売度變化的其中之一；以及 ii) 決定表示在該複數個位置處之子像素的作用T-V曲 線.。 32 ·如申請專利範圍第30項之用於校正在拼舖平板液 晶顯不器內売度及色調變化的方法，其中，該像素包含每 個均放射出預定之基本顏色子像素。 33 ·如申請專利範圍第32項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，其中，該決定轉換曲 線步驟(b)包含依照映射區域之子像素的該基本顏色而決定 其轉換函數。 34 ·如申請專利範圍第33項之用於校正在拼舖平板液 晶顯示器內亮度及色調變化的方法，該轉換函數係依照該 子像素之該基本顏色而選擇性的施加該子像素之上。 35 · —種用於製造實質上具有均勻亮度及色調以及視 覺上無法察覺接縫之拼舖平板液晶顯示器的方法，該步驟 包含： 6 張尺度適用宁國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公楚) — ----------------------- 镄 ii……——1T---------------_t· (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 500942 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 a) 以拼板間具有接縫的排列複數個個別顯示器拼板， 該拼板每個均包含一組像素陣列，該像素包含子像素，該 子像素每個包含一個具有個別之實際的T-V曲線的液晶晶 格； b) 提供用於提交子像素激發訊號至該子像素的驅動裝 置，該驅動裝置包含複數個驅動晶片，該複數個驅動晶片 每個係選擇性地連接至該子像素之預定分組； c) 以預定之方式更改該子像素的每條作用T-V曲線以 及配合的驅動晶片； d) 調整位於該個別顯示器拼板之內部區域之子像素的 亮度及色調成爲預定之階度；以及 e) 調整靠近該接縫處子像素的亮度及色調大致上成爲 該預定之灰階激發階度。 36 .如申請專利範圍第35項之方法，其中，該更改步 驟(c)包含至少一種線性化及產生加權響應的操作。 37 ·如申請專利範圍第35項之方法，其中，該調整步 驟(e)包含混合。 38 ·如申請專利範圍第35項之方法，其中，該預定階 度包含一種外部選擇之參考階度。 39 ·如申請專利範圍第35項之方法，其中，該預定階 度包含依照至少一個該複數個個別顯示器拼板之至少〜個| 操作參數而定的相關階度。 40 .如申請專利範圍第37項之方法，其中，該預定階 度包含複數個預定階度，其每一個係配合該複數個個別顯 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐) " ~ ..........................tii......— 訂................t· f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} A8B8C8D8 500942 六、申請專利範圍 示器拼板的其中之一。 41 ·如申請專利範圍第4〇項之方法，其中，該混合程 序導致該複數個個別拼板中任何兩個之間的亮度及色調變 化低於預定之可察覺臨界値。 42 ·如申請專利範圍第35項之方法，其中，該驅動晶 片包含數位類比轉換器（DAC)，且該更改步驟⑹包含將 DAC電壓値設定在該驅動晶片之非線性響應曲線的預定點 上以提供該液晶晶格之響應曲線的反響應函數，藉此使配 合該液晶晶格的該實際的T-V曲線大致上成爲線性。 43 · —種用於製造實質上具有均勻亮度及色調以及視 覺上無法察覺接縫之拼舖平板液晶顯示器的方法’該步驟 包含： a) 配置其間具有接縫的複數個個別顯示器拼板’該些 拼板之每一個均包含一組像素陣列，該像素包含用於依照 所施加之子像素激發訊號而放射出預定之基本顏色的子像 素； b) 調整位於該個別拼板之內部區域之子像素的亮度及 色調成爲第一預定階度； c) 混合該第一及該第二預定階度，藉此使該內部區域 及該接縫之間的亮度及色調差異低於預定之可察覺臨界値 〇 44 ·如申請專利範圍第43項之用於製造實質上具有均 勻亮度及色調以及視覺上無法察覺接縫之拼舖平板液晶顯 示器的方法，該些步驟更包含： 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） ................ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1Τ·· 500942 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 d) 調整靠近該接縫交叉處之該子像素的亮度及色調。 45 .如申請專利範圍第44項之用於製造實質上具有均 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 勻亮度及色調以及視覺上無法察覺接縫之拼舖平板液晶顯 示器的方法，該些步驟更包含： e) 調整靠近該個別拼板之間該接縫處之該子像素的亮 度及色調成爲第二預定階度。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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