TWI384452B - Control circuit and control method of color sequential liquid crystal display device - Google Patents

Description

色序式液晶顯示裝置之控制電路及控制方法

本發明係有關於一種控制電路與控制方法，其係尤指一種色序式液晶顯示裝置之控制電路及控制方法。

按，現今科技蓬勃發展，資訊商品種類推陳出新，滿足了大眾不同的需求。早期顯示器多半為陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)顯示器，由於其體積龐大與耗電量大，而且所產生的輻射線對於長時間使用顯示器的使用者而言，有危害身體的疑慮，因此，現今市面上的顯示器漸漸將由液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)取代舊有的CRT顯示器。液晶顯示器具有輕薄短小、低輻射與耗電量低等優點，也因此成為目前市場主流。

承上所述，現今為了使液晶顯示器達到大型化、彩色化以及薄型、輕量、低電功率損失的幾項大特點，在液晶顯示器的設計上就必須開發出高性能的光源。液晶顯示器為非發光的顯示器，因此在外光狀態不好的場所，就必須使用照明的方式來發光。例如，手錶的液晶顯示器為使用簡單的小燈泡作為照明；汽車電錶或OA終端機等所使用的液晶顯示器也是由後方的照明光源發光，才能得到鮮明的顯示。這些在背面使用薄型的白色光源的方式稱為背光(Back Light)。

再者，背光的發光光源是由光源與光擴散膜所構成。由於背光必須為面光源，因此必須將白熱電燈泡等點光源或螢幕燈等線光源，利用光擴散膜變化為面光源。傳統一般的背光光源所使用的光源大致分為白熱電燈泡、發光二極體、有機分散型EL(Electro Luminescent Lamp)、螢光燈與平板螢光燈，而其發光方式則分為直下式與邊緣發光式，因此，一般說來，液晶面板係由複數個以矩陣形式排列的像素所組成。藉由分別饋入每個像 素之影像資料來控制像素的亮度，使整個液晶顯示面板顯示畫面。由於像素只能顯示由亮到暗之灰階，因此需藉由另外的方式來據以顯示顏色。

一種傳統的液晶顯示器係利用彩色濾光片而同時顯示一個像素的三原色成分，因而顯示出色彩。此種具彩色濾光片之液晶顯示器之一個像素係由三個像素組合，分別對應至紅、綠及藍色濾光片。人眼接收過濾光片而顯示出的紅、綠及藍光，即能將之混合而感受到此像素的色彩。

另一種傳統的色序式(Color Sequential)液晶顯示器係依次顯現出一個像素的三個原色成分而呈現出色彩。此種色序式液晶顯示器之每個像素藉由三個發光源，分別發出紅、綠及藍光以作為背光源。在一畫面時間中，此像素依據顯示三筆資料，並分別對應開啟紅、綠及藍光。利用人眼的視覺暫留，人即可辨識出此像素的色彩。色序式液晶顯示器與具有彩色濾光片之液晶顯示器相較之下，色序式液晶顯示器不需使用彩色濾光片，即可顯示色彩，因此具有節省成本的優點。此外，由於色序式的顯示方法，只需由一個像素即可決定一個像素的顏色，因此利用色序式來顯示影像的色彩，可以提高三倍的解析度。

然而，現今色序式液晶顯示器仍存在有些缺點。以應用色序式之扭曲向列型液晶顯示器(Twisted Nematic LCD，TN LCD)與超扭曲向列型液晶顯示器(Super Twisted Nematic LCD，STN LCD)來說，其控制電路產生一掃描訊號與一資料訊號，而利用掃描訊號與資料訊號之間的電壓差，而控制液晶旋轉角度，以決定彩色背光源之透光程度，即決定輸出影像的色彩，上述之電壓差稱為畫素電壓。但是，現今掃描訊號為一固定準位的電壓訊號，而控制電路僅藉由控制資料訊號之準位，以調整掃描訊號與資料訊號之間的電壓差，而決定畫素電壓，進而決定影像的色彩，如此，當必須產生較大之畫素電壓，以控制液晶旋轉較大角度時，由於掃描訊號之準位為固定準位，所以資料訊號之準位就必須提高很多，如此即會增加控制電路的電源消耗。此外，現今色序式液晶顯示器具有混色的問題，而使得顯示器所顯示出之影像的色彩無法達到預期的色彩，而降低顯示效果。

因此，本發明針對上述問題而提出一種新穎色序式液晶顯示裝置之控制電路及其控制方法，其藉由調整掃描訊號之準位與資料訊號之準位，而控制掃描訊號與資料訊號間的壓差，以節省控制電路所消耗之電源，且可降低混色的問題，以可解決上述之問題。

本發明之目的之一，在於提供一種色序式液晶顯示裝置之控制電路及其控制方法，其藉由調整掃描訊號之準位與資料訊號之準位，以控制色序式液晶顯示裝置輸出的色彩，而達到節省電源與降低混色之目的。

本發明之目的之一，在於提供一種色序式液晶顯示裝置之控制電路及其控制方法，其藉由增加白色背光源，而調整色序式液晶顯示裝置輸出之色彩，以提高色序式液晶顯示裝置的亮度與色彩變化。

本發明之色序式液晶顯示裝置之控制電路，其包含一光源驅動電路、一資料驅動電路與一掃描驅動電路。光源驅動電路產生一驅動訊號並傳送至色序式液晶顯示裝置，以控制色序式液晶顯示裝置產生不同顏色的背光源；資料驅動電路產生一資料訊號並傳送至色序式液晶顯示裝置，資料訊號包含複數資料脈波；掃描驅動電路產生一掃描訊號並傳送至色序式液晶顯示裝置，掃描訊號包含複數掃描脈波，並分別對應該些資料脈波，其中，色序式液晶顯示裝置依據該些掃描脈波、該些資料脈波與該背光源顯示一影像，該些資料脈波之準位與該些掃描脈波之準位依據不同影像而改變。

再者，色序式液晶顯示裝置之控制電路更包括一時序控制電路，其產生一時序訊號並傳送至光源驅動電路、資料驅動電路與掃描驅動電路，以分別依據時序訊號產生驅動訊號、資料訊號與掃描訊號。

茲為使 貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後： 請參閱第一圖，係本發明之一較佳實施例之方塊圖。本發明之控制電路可應用於一扭曲向列型液晶顯示器(Twisted Nematic LCD，TN LCD)或一超扭曲向列型液晶顯示器(Super Twisted Nematic LCD，STN LCD)，但不侷限應用於扭曲向列型液晶顯示器與超扭曲向列型液晶顯示器，亦可運用於其他類型之液晶顯示器。如圖所示，本發明之控制電路包含一光源驅動電路10、一資料驅動電路12、一掃描驅動電路14，而色序式液晶顯示裝置20包含有一顯示面板20。顯示面板20更包括一背光源模組22與一顯示模組24。光源驅動電路10用以產生一驅動訊號，並傳送驅動訊號至顯示面板20之背光源模組22，以控制背光源模組22依序產生不同顏色的背光源，該些背光源包含紅色背光源、綠色背光源與藍色背光源。

承接上述，資料驅動電路12用以產生一資料訊號，並傳送資料訊號至顯示面板20之顯示模組24，資料訊號包含複數資料脈波。掃描驅動電路14用以產生一掃描訊號，並傳送掃描訊號至顯示面板20之顯示模組24，掃描訊號包含複數掃描脈波，並分別對應該些資料脈波。

基於上述，色序式液晶顯示裝置之顯示面板20係依據該些掃描脈波與該些資料脈波和配合背光源模組22依序產生之背光源而顯示一影像。顯示模組24是依據掃描脈波之電壓準位與資料脈波之電壓準位間的電壓差，即依據畫素電壓而控制顯示模組24內之液晶旋轉的角度，以決定背光源透光程度，進而顯示影像。本發明之該些資料脈波之準位與該些掃描脈波之準位會依據不同影像之色彩而改變。

復參閱第一圖，本發明之色序式液晶顯示裝置之控制電路更包括一時序控制電路16，其依據色序式液晶顯示裝置所要顯示之影像而產生一時序訊號，並傳送時序訊號至光源驅動電路10、資料驅動電路12與掃描驅動電路14，光源驅動電路10、資料驅動電路12與掃描驅動電路14接收時序訊號後，而分別依據時序訊號產生驅動訊號、資料訊號與掃描訊號，以驅使顯示面板20顯示影像。此外，時序控制電路16、資料驅動電路12與掃描驅動電路14係可整合為一控制晶片，以節省控制電路所佔用的面積，進而 節省成本。更進一步，光源驅動電路10亦可整合於控制晶片內。

由於本發明之掃描驅動電路14可調整掃描訊號之掃描脈波的準位，所以本發明可藉由調整掃描脈波的準位與資料脈波的準位，而調整兩者間的電壓差，即調整畫素電壓，如此即可以降低控制電路所需要之電源。舉例來說，若顯示模組24所需的畫素電壓為5V(伏特)，本發明之掃描驅動電路14可調整掃描脈波之準位為正2.5伏特，而資料驅動電路12可調整資料脈波之準位為負2.5伏特，如此即可產生5伏特之畫素電壓。所以，本發明之控制電路相較於習用之控制電路，係會消耗較低之電源，而可節省電量的消耗。上述調整脈波之準位與資料脈波之準位分別為正準位與負準位，僅為本發明之一較佳實施例，並非僅侷限於如此。

請一併參閱第二A圖與第二B圖，係為本發明之一較佳實施例之像素示意圖與時序圖。圖示中之COM即表示掃描訊號，SEG表示資料訊號，LED_R、LED_G、LED_B分別表示驅動紅色背光源、綠色背光源與藍色背光源之驅動訊號。第二A圖所示之實施例，係以顯示面板20中的一列像素為例，此列像數接收同一掃描訊號COM，並分別接收不同資料訊號SEG1~SEGn，以依據掃描訊號之掃描脈波的準位與資料訊號之資料脈波的準位，而顯示色彩。

如第二B圖所示，本發明之掃描訊號COM包含複數掃描脈波40，而資料訊號SEG1與SEG2包含有複數資料脈波50。本發明之光源驅動電路10驅動背光源模組22依序產生紅色背光源、綠色背光源與藍色背光源，以完成一個色序週期。資料驅動電路12與掃描驅動電路14再依據顯示面板20所欲顯示之影像，而控制資料訊號SEG1與SEG2之資料脈波50的準位與掃描訊號COM之掃描脈波40的準位，即控制兩者間之電壓差(畫素電壓)，以控制背光源穿透液晶之透光率，以讓顯示面板20的弟一像素30與第二像素32顯示所欲顯示的色彩。

以下係以第三A圖與第三B圖之實施例詳細說明。第三A圖係以一個掃描訊號COM與三個資料訊號SEG1、SEG2與SEG3控制三個像素。第一個像素1受控於掃描訊號COM與第一資料訊號SEG1、第二個像素2受控於掃 描訊號COM與第二資料訊號SEG2、第3個像素3受控於掃描訊號COM與第三資料訊號SEG3。如第三B圖所示，在光源驅動電路10驅動背光源模組22依序產生紅色背光源R、綠色背光源G與藍色背光源B，而完成一個色序週期後，第一個像素1、第二個像素2、第3個像素3分別會顯示紅色、藍色與綠色。

承接上述，以第一個像素1來說，在背光源模組22產生紅色背光源時，掃描訊號COM之第一個掃描脈波之準位為高準位，而第一資料訊號SEG1之第一個資料脈波之準位為高準位，所以兩者間的電壓差為零(COM－SEG1)，此時液晶將不偏轉，使得紅色背光源通過，之後在背光源模組22產生綠色背光源G與藍色背光源B產生時，掃描訊號COM之掃描脈波的準位係不同於第一資料訊號SEG1之資料脈波的準位，所以兩者間具有電壓差，故液晶將會偏轉，而阻擋綠色背光源G與藍色背光源B通過，所以第一個像素1即會顯示紅色。同理，第二個像素2與第3個像素3分別會顯示藍色與綠色。

請一併參閱第四圖，係本發明之另一較佳實施例之時序圖。如圖所示，本實施例與上述實施例不同之處在於本實施列之背光源更包含有白光背光源，即由光源驅動電路10驅動背光源模組22同時產生紅色背光源、綠色背光源與藍色背光源而混色為背白色光源，其產生於紅色背光源、綠色背光源與藍色背光源後，即光源模組22依序顯示紅色背光源、白色背光源、綠色背光源、白色背光源、藍色背光源與背白色光源，如此，可藉由調整白色背光源穿過液晶之透光率，調整像素所顯示出之色彩，而可使得像素顯示更多顏色種類之色彩，且可以提高像素顯示色彩的亮度，而增加顯示影像的效果。

請一併參閱第五A圖與第五B圖，係本發明之另一較佳實施例之像素示意圖與時序圖。如圖所示，本發明之掃描驅動電路14可產生複數掃描訊號，而使得像素可以呈矩陣方式排列。如第五A圖所示，掃描驅動電路14產生三個掃描訊號COM1、COM2與COM3，而資料驅動電路12亦產生三個資 料訊號SEG1、SEG2與SEG3，以控制9個像素1~9。由於本發明之掃描訊號COM1、COM2、COM3具有複數掃描脈波且對應資料訊號SEG1、SEG2與SEG3之複數資料脈波，所以本發明可降低混色之影響。以下係配合圖示進行說明。

由於第五B圖之實施例具有三個掃描訊號COM1、COM2與COM3，所以完成一個畫面之一個色序週期為紅色背光源R、綠色背光源G、藍色背光源B輪循三次，即為3個背光源週期RGB，依據第五B圖之波形，像素1~9所顯示之色彩分別為紅、綠、藍、黃、紫、靛、黑、白、白。以第一像素1來說，其畫素電壓為第一掃描訊號COM1之掃描脈波的準位與第一資料訊號SEG1之資料脈波的準位間的差異，即為第五B圖所示之COM1－SEG1，其在第一個背光源週期為紅色背光源穿過液晶，而綠色背光源與藍色背光源不穿過液晶。之後，在第二個背光源週期則為50%紅色背光源、50%綠色背光源與50%藍色背光源穿過液晶而混為白色。最後，在第三個背光源週期同樣為50%紅色背光源、50%綠色背光源與50%藍色背光源穿過液晶而混為白色。所以，第一像素1所顯示之顏色即為紅色與白色之混色，因為白色不太會影響色彩，所以第一像素1會顯示紅色。

同理，第四像素4之畫素電壓為第二掃描訊號COM2SEG1，其在第一個背光源週期為50%紅色背光源、50%綠色背光源與50%藍色背光源穿過液晶而混為白色。之後，在第二個背光源週期為紅色背光源與綠色背光源穿過液晶而混為黃色。最後，在第三個背光源週期為50%紅色背光源、50%綠色背光源與50%藍色背光源穿過液晶而混為白色。所以，第四像素4所顯示之顏色即為黃色與白色之混色，因為白色不太會影響色彩，所以第四像素4會顯示黃色。由上述說明可知，此實施例藉由讓每個像素1~9與白色進行混色，而不影響原有欲顯示之色彩，如此可降低混色之影響，且可提高色彩亮度，進而提升顯示畫面之效果。

請一併參閱第六A圖與第六B圖，係本發明之另一較佳實施例之像素示意圖與時序圖，此實施例同於第四圖之實施例，而在紅色背光源R、綠色 背光源G、藍色背光源B之後，加入白色背光源W，以增加像素1~9所顯示之色彩的種類，且可增加亮度。

綜上所述，本發明之色序式液晶顯示裝置之控制電路及控制方法係藉由掃描訊號之複數掃描脈波與資料訊號之複數資料脈波控制顯示模組顯示影像，且該些資料脈波之準位與該些掃描脈波之準位會依據不同影像而改變，如此，可降低控制電路所消耗之電源，以節省電源，且可降低色序式液晶顯示裝置之混色對顯示影像的影響。

本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧光源驅動電路

12‧‧‧資料驅動電路

14‧‧‧掃描驅動電路

16‧‧‧時序控制電路

20‧‧‧顯示面板

22‧‧‧背光源模組

24‧‧‧顯示模組

30‧‧‧第一像素

32‧‧‧第二像素

40‧‧‧掃描脈波

50‧‧‧資料脈波

COM‧‧‧掃描訊號

COM1‧‧‧第一掃描訊號

COM2‧‧‧第二掃描訊號

COM3‧‧‧第三掃描訊號

LED‧‧‧驅動訊號

LED_R‧‧‧驅動訊號

LED_G‧‧‧驅動訊號

LED_B‧‧‧驅動訊號

SEG‧‧‧資料訊號

SEG1‧‧‧第一資料訊號

SEG2‧‧‧第二資料訊號

SEG3‧‧‧第三資料訊號

第一圖為本發明之一較佳實施例之方塊圖；第二A圖為本發明之一較佳實施例之像素示意圖；第二B圖為本發明之一較佳實施例之時序圖；第三A圖為本發明之另一較佳實施例之像素示意圖；第三B圖為本發明之另一較佳實施例之時序圖；第四圖為本發明之另一較佳實施例之時序圖第五A圖為本發明之另一較佳實施例之像素示意圖；第五B圖為本發明之另一較佳實施例之時序圖；第六A圖為本發明之另一較佳實施例之像素示意圖；以及第六B圖為本發明之另一較佳實施例之時序圖。

COM‧‧‧掃描訊號

SEG1‧‧‧第一資料訊號

SEG2‧‧‧第二資料訊號

LED_R‧‧‧驅動訊號

LED_G‧‧‧驅動訊號

LED_B‧‧‧驅動訊號

Claims (18)

1. 一種色序式液晶顯示裝置之控制電路，其包含：一光源驅動電路，產生一驅動訊號並傳送至該色序式液晶顯示裝置，以控制該色序式液晶顯示裝置產生不同顏色的背光源；一資料驅動電路，產生一資料訊號並傳送至該色序式液晶顯示裝置，該資料訊號包含複數資料脈波；以及一掃描驅動電路，產生一掃描訊號並傳送至該色序式液晶顯示裝置，該掃描訊號包含複數掃描脈波，並分別對應該些資料脈波；其中，該色序式液晶顯示裝置依據該些掃描脈波、該些資料脈波與該背光源顯示一影像，該些資料脈波之準位與該些掃描脈波之準位依據不同影像而改變。
2. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該些掃描脈波之準位依據該影像之色彩而改變。
3. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，更包含：一時序控制電路，產生一時序訊號並傳送至該光源驅動電路、該資料驅動電路與該掃描驅動電路，以分別依據該時序訊號產生該驅動訊號、該資料訊號與該掃描訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之控制電路，其中該時序控制電路、該資料驅動電路與該掃描驅動電路整合為一控制晶片。
5. 如申請專利範圍第4項所述之控制電路，其中該控制晶片更整合有該光源驅動電路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該驅動訊號控制該色序式液晶顯示裝置產生之背光源包含一紅色背光源、一綠色背光源與一藍色背光源。
7. 如申請專利範圍第6項所述之控制電路，其中該背光源更包含一白色背光源。
8. 如申請專利範圍第7項所述之控制電路，其中該白色背光源產生於該紅 色背光源、該綠色背光源或該藍色背光源之後。
9. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該色序式液晶顯示裝置包 含：一背光源模組，依據該驅動訊號，產生不同顏色的背光源；以及一顯示模組，依據該資料訊號、該掃描訊號與該背光源，顯示該影像。
10. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，應用於一扭曲向列型液晶顯示器(Twisted Nematic LCD，TN LCD)或一超扭曲向列型液晶顯示器(Super Twisted Nematic LCD，STN LCD)。
11. 一種色序式液晶顯示裝置之控制方法，其步驟包含：產生一驅動訊號，並傳送至該色序式液晶顯示裝置，以控制該色序式液晶顯示裝置產生不同顏色的背光源；產生一資料訊號，並傳送至該色序式液晶顯示裝置，該資料訊號包含複數資料脈波；以及產生一掃描訊號，並傳送至該色序式液晶顯示裝置，該掃描訊號包含複數掃描脈波，並分別對應該些資料脈波；其中，該色序式液晶顯示裝置依據該些掃描脈波、該些資料脈波與該背光源顯示一影像，該些資料脈波之準位與該些掃描脈波之準位依據不同影像而改變。
12. 如申請專利範圍第11項所述之控制方法，其中該些掃描脈波準位依據該影像之色彩而改變。
13. 如申請專利範圍第11項所述之控制方法，更包含：產生一時序訊號，以依據該時序訊號產生該驅動訊號、該資料訊號與該掃描訊號。
14. 如申請專利範圍第11項所述之控制方法，其中該驅動訊號控制該色序式液晶顯示裝置產生之背光源包含一紅色背光源、一綠色背光源與一藍色背光源。
15. 如申請專利範圍第14項所述之控制方法，其中該背光源更包含一白色 背光源。
16. 如申請專利範圍第15項所述之控制方法，其中該白色背光源產生於該紅色背光源、該綠色背光源與該藍色背光源之後。
17. 如申請專利範圍第11項所述之控制方法，其中該驅動訊號傳送至該色序式液晶顯示裝置之一背光源模組，以產生不同顏色的背光源，該資料訊號與該掃描訊號傳送至該色序式液晶顯示裝置之一顯示模組，該顯示模組依據該資料訊號、該掃描訊號與該背光源顯示該影像。
18. 如申請專利範圍第11項所述之控制方法，應用於一扭曲向列型液晶顯示器(Twisted Nematic LCD，TN LCD)或一超扭曲向列型液晶顯示器(Super Twisted Nematic LCD，STN LCD)。