TWI436336B - 控制有機發光二極體顯示面板顯示影像之方法 - Google Patents

控制有機發光二極體顯示面板顯示影像之方法 Download PDF

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Description

控制有機發光二極體顯示面板顯示影像之方法
本發明係關於一種有機發光二極體顯示器及其省電功能，尤指一種利用空間插黑法(spatial black insertion)之OLED顯示器。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)是目前最為普遍的顯示器類型，其因具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，已逐漸取代傳統桌上型電腦之CRT監視器，且被廣泛地應用在筆記型電腦(notebook)、個人數位助理(PDA)等攜帶式資訊產品。液晶顯示器係利用液晶分子在不同排列狀態下對光線產生不同的偏振或折射效果的特性，來控制光線的穿透量，進而顯示出影像。
然而，LCD主要的缺點就是的動態反應時間長，因而在播放動態畫面時會產生影像模糊、解析度降低甚至畫面跳動等現象，尤其是當液晶顯示器的應用越來越廣泛，且尺寸越作越大的時候，上述情形更為嚴重。
不同的是，有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，簡稱OLED)顯示器因具有自發光性、廣視角、高對比、低操作電壓、動態反應時間短、色彩鮮艷、製程簡單面板體積小以及面板厚度薄等優點而有逐漸取代LCD的趨勢。OLED係外加一偏壓，使內部之電子電洞分別經過電洞傳輸層(Hole Transport Layer)與電子傳輸層(Electron Transport Layer)後，加入一具有發光特性的有機物質，在其內再結合時，形成一"激發光子"(exciton)後，再將能量釋放出來而回到基態(ground state)，而這些被釋放出來的能量中，由於所選擇的發光材料的不同，可使部份能量以不同顏色的光的形式釋放出來，而形成發光現象。
然而，現階段OLED顯示器在使用壽命上相較於LCD顯示器仍然相當短，且其使用壽命主要受限於OLED發光的時間長短及強度。相對於OLED，LCD的功率消耗主要取決內部燈管及操作液晶轉向時所消耗的功率，而與呈現畫面色彩的灰階無關，反觀OLED顯示器的功率消耗取決於每單位顆粒的發光強度，故OLED顯示器的功率消耗取決於每一畫素的發光亮度或灰階值。因此，雖然OLED顯示器的平均功率消耗低於LCD顯示器，但是在長期顯示色彩灰階極高的畫面時，如白色畫面，反而導致OLED顯示器的功率消耗大於LCD的功率消耗。另外，OLED的材質會隨著長時間操作在高灰階的畫面下，而產生亮度衰減的現象，同時OLED的使用壽命也會隨之大幅縮短。
本發明之一實施例提供一種控制有機發光二極體(OLED)顯示面板顯示影像之方法，該顯示面板包括複數個子畫素，以陣列的方式排列，該方法包括：接收一第一畫面資料；調降該第一畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料，以產生一第一調整資料；控制該顯示面板顯示該第一調整資料；該顯示面板接收一第二畫面資料；調降該第二畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料，以產生一第二調整資料；及控制該顯示面板顯示該第二調整資料。
本發明之另一實施例提供一種控制有機發光二極體(OLED)顯示面板顯示影像之方法，該顯示面板包括複數個子畫素，以陣列的方式排列，該方法包括：接收一第一畫面資料；擷取該第一畫面資料中對應於並非至少一特殊影像之一第一次畫面資料；調降該第一次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料，以產生一第一調整資料；控制該顯示面板顯示該第一調整資料；該顯示面板接收一第二畫面資料；擷取該第二畫面資料中對應於並非該至少一特殊影像之一第二次畫面資料；調降該第二次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料，以產生一第二調整資料；及控制該顯示面板顯示該第二調整資料。
透過本發明之局部性空間插黑方法，使得OLED顯示器的功率消耗有效降低，尤其在子畫素顯示高灰階色彩時，其降低功率的效果格外顯著，而OLED顯示器的使用壽命亦因此得到大幅的提昇。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖，其為本發明所採用之局部空間差黑法示意圖。如第1圖所示，OLED顯示器之畫面係在一時間內以連續的方式顯示，其中x代表顯示器之子畫素橫軸、y代表顯示器之子畫素縱軸、t代表時間軸。本實施例所採用之降低功率消耗方法為共有第一及第二兩種亮度調整模式，第一亮度調整模式13係對第一畫面11的奇數行之奇數列及偶數行之偶數列的子畫素進行亮度調整，而第二亮度調整模式14係對第二畫面12的奇數行之偶數列及偶數行之奇數列的子畫素進行功率調整，本實施例係依此兩種亮度調整模式互相交替之方式，對顯示畫面進行亮度調整，亦即對第(2n-1)個畫面以第一亮度調整模式13作調整，以及對第2n個畫面以第二亮度調整模式作調整，或係對第(2n-1)個畫面以第二亮度調整模式14作調整，以及對第2n個畫面以第一亮度調整模式13作調整，其中n為正整數。利用上述兩種亮度調整模式交互運用，OLED亮度可藉由改變子畫素的灰階值而得到改變。
本發明對子畫素進行亮度調整之方法係以方程式1對子畫素進行調整，其中Luma代表顯示器原先欲顯示之子畫素亮度，Luma’代表調整後之子畫素亮度，α為一子畫素亮度參數，其主要功能為調整子畫素的亮度，藉由改變α值，子畫素的亮度可以得到適當地調整。因此，由方程式1可知，當α=0時，子畫素的資料不會被α 所改變，即表示使用子畫素100%的原始亮度；請見第2圖，第2圖為本發明亮度調整幅度之示意圖，子畫素的資料會被α所改變，當α=0.5時，調整前畫面20之一半的子畫素會被調整為具有50%的原始亮度，此時第一調整後畫面21則較調整前畫面20節省了25%的功率；請見第3圖，第3圖為本發明亮度調整幅度之另一示意圖，當α=1.0時，調整前畫面20之一半的子畫素被調整為不發光狀態，即灰階值為0的狀態，此時第二調整後畫面31則較調整前畫面20節省了50%的功率。故OLED顯示器子畫素之亮度調整可透過對α值進行選取，而將調整前畫面20之一半的子畫素調整至所需之亮度。
除了上述空間插黑方法，本發明亦可進行其他方式的空間差黑。請見第4圖，其為本發明包含黑色畫面之空間插黑法示意圖，OLED顯示器之畫面係在一時間內以連續的方式顯示，其中x代表顯示器之子畫素橫軸、y代表顯示器之子畫素縱軸、t代表時間軸。不同於第1圖描述之方法，第4圖表示經過亮度控制之調整後第一畫面41以及調整後第二畫面42之間可插入黑色畫面43，黑色畫面係為一灰階為0之全黑畫面。根據此實施例，本發明之交錯局部空間插黑的方法之應用並不侷限於僅採用前述之第一亮度調整模式及第二亮度調整模式交替使用。
請見第5圖，其為本發明對包含特殊影像之畫面進行空間插黑之流程圖，對於OLED顯示器之初始畫面51可預先作估測以判斷初始畫面51是否包含特殊影像，其中特殊影像可為文字及/或圖案(Graphic)，尤指有別於動態影像而需要被識別之較細的文字筆劃或線條。若是初始畫面51被判定為不具特殊影像畫面52，則直接對其進行上述之交錯空間插黑方法，而得到第一處理後畫面56；若是初始畫面51被判定為具有特殊影像畫面53，則先行自其中擷取出包含特殊影像之特殊影像部分55與不包含特殊影像之非特殊影像部分54，再對非特殊影像部份54進行空間插黑程序501，爾後再與經影像調整程序502處理之特殊影像部分55結合，而得到第二處理後畫面57。
第5圖之方法中，特殊影像部分55亦可視實際需求而作適當的發光亮度調整，再與非特殊影像部份54進行結合，其中特殊影像部分55可與非特殊影像部分54作不同程度之亮度調整，即使用不同之α值；特殊影像部分55亦可與非特殊影像部分54作相同程度之亮度調整，即使用相同之α值。透過本實施例所揭示之方法，OLED面板無論是否包含文字或圖案之特殊影像，皆不至於因使用本發明之交錯空間插黑方法而使子畫素顯示之文字及圖案模糊而無法辨識，亦即透過本實施例之方法，OLED顯示器之功率消耗可以在特殊影像部分55不失真的情況下而得到有效降低。
請見第6圖，第6圖為調降顯示器畫面亮度之流程圖，其中顯示器經由接收畫面步驟601取得欲調降亮度之畫面子畫素資料，再經由第一調整畫面步驟602以一預定亮度比率對畫面子畫素資料進行亮度的調降，接著經由顯示畫面步驟603控制顯示器顯示調降亮度後之畫面子畫素。上述步驟在應用於本發明之局部空間差黑法時，可先將第一個畫面中對應於顯示器畫面奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料作上述步驟處理，再將第二個畫面中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料作上述步驟處理，並將後續畫面依此順序作處理，亦可將第一個畫面中對應於顯示器畫面奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料作上述步驟處理，再將第二個畫面中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料作上述步驟處理，並將後續畫面依此順序作處理。
請見第7圖，第7圖為調降顯示器畫面亮度之另一流程圖，其中顯示器經由接收畫面步驟601取得欲調降亮度之畫面子畫素資料，再經由第二調整畫面步驟702以調整灰階之方式、第三調整畫面步驟703以調降電流之方式或第四調整畫面步驟704以調整灰階與調降電流之方式對畫面子畫素資料進行亮度的調降，接著經由顯示畫面步驟603控制顯示器顯示調降亮度後之畫面子畫素。上述步驟在應用於本發明之局部空間差黑法時，可先將第一個畫面中對應於顯示器畫面奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料作上述步驟處理，再將第二個畫面中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料作上述步驟處理，並將後續畫面依此順序作處理，亦可將第一個畫面中對應於顯示器畫面奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料作上述步驟處理，再將第二個畫面中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料作上述步驟處理，並將後續畫面依此順序作處理。
本發明利用之局部空間插黑方法，藉由局部性的發光控制，OLED顯示器的功率消耗可以有效地降低，使用壽命上也可以得到大幅地延長。此外，本發明之應用於OLED顯示器交錯空間插黑方法，可針對特殊影像部分另作處理，使OLED顯示器不會因調整部分子畫素的亮度而使得畫面中的文字及圖案失真。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
11．．．第一畫面
12．．．第二畫面
13．．．第一亮度調整模式
14．．．第二亮度調整模式
20．．．調整前畫面
21．．．第一調整後畫面
31．．．第二調整後畫面
41．．．調整後第一畫面
42．．．調整後第二畫面
43．．．黑色畫面
51．．．初始畫面
52．．．不具特殊影像畫面
53．．．具有特殊影像畫面
54．．．非特殊影像部份
55．．．特殊影像部份
56．．．第一處理後畫面
57．．．第二處理後畫面
501．．．空間插黑程序
502．．．影像調整程序
601．．．接收畫面步驟
602．．．第一調整畫面步驟
603．．．顯示畫面步驟
702．．．第二調整畫面步驟
703．．．第三調整畫面步驟
704．．．第四調整畫面步驟
第1圖為本發明所採用之局部空間差黑法示意圖。
第2圖為本發明亮度調整幅度之示意圖。
第3圖為本發明另一亮度調整幅度之示意圖。
第4圖本發明包含黑色畫面之空間插黑法示意圖對OLED顯示器進行空間插黑方法另一實施例之示意圖。
第5圖為本發明對包含特殊影像之畫面進行空間插黑之流程圖之示意圖。
第6圖為本發明調降顯示器畫面亮度之流程圖。
第7圖為本發明調降顯示器畫面亮度之另一流程圖。
11．．．第一畫面
12．．．第二畫面
13．．．第一亮度調整模式
14．．．第二亮度調整模式

Claims (14)

  1. 一種控制有機發光二極體(OLED)顯示面板顯示影像之方法，該顯示面板包括複數個子畫素，以陣列的方式排列，該方法包括：接收一第一畫面資料；調降該第一畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料，以產生一第一調整資料；控制該顯示面板顯示該第一調整資料；該顯示面板接收一第二畫面資料；調降該第二畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料，以產生一第二調整資料；及控制該顯示面板顯示該第二調整資料。
  2. 如請求項1所述之方法，另包括於控制該顯示面板顯示該第一調整資料時，控制該顯示面板顯示該第一畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料；及於控制該顯示面板顯示該第二調整資料時，控制該顯示面板顯示該第二畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料。
  3. 如請求項1所述之方法，其中調降該第一畫面資料中對應於該 顯示面板的子畫素資料，係根據一預定亮度調降比率調降該第一畫面資料中對應於該顯示面板的子畫素資料；及調降該第二畫面資料中對應於該顯示面板的子畫素資料，係根據該預定亮度調降比率調降該第二畫面資料中對應於該顯示面板的子畫素資料。
  4. 如請求項1或3所述之方法，其中調降該第一畫面資料中對應於該顯示面板的子畫素資料，係以調降電流及調整灰階其中之一或兩者之結合之方式調降該第一畫面資料中對應於該顯示面板的子畫素資料；及調降該第二畫面資料中對應於該顯示面板的子畫素資料，係以調降電流及調整灰階其中之一或兩者之結合之方式調降該第二畫面資料中對應於該顯示面板的子畫素資料。
  5. 一種控制有機發光二極體(OLED)顯示面板顯示影像之方法，該顯示面板包括複數個子畫素，以陣列的方式排列，該方法包括：接收一第一畫面資料；擷取該第一畫面資料中對應於並非至少一特殊影像之一第一次畫面資料；調降該第一次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料，以產生一第一調整資料； 控制該顯示面板顯示該第一調整資料；該顯示面板接收一第二畫面資料；擷取該第二畫面資料中對應於並非該至少一特殊影像之一第二次畫面資料；調降該第二次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料，以產生一第二調整資料；及控制該顯示面板顯示該第二調整資料。
  6. 如請求項1或5所述之方法，另包括控制該顯示面板插入黑色畫面。
  7. 如請求項5所述之方法，其中該至少一特殊影像包括字元及/或圖案(Graphic)。
  8. 如請求項5所述之方法，另包括於控制該顯示面板顯示該第一調整資料時，控制該顯示面板顯示該第一次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料；及於控制該顯示面板顯示該第二調整資料時，控制該顯示面板顯示該第二次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料。
  9. 如請求項5或8所述之方法，另包括於控制該顯示面板顯示該 第一調整資料時，控制該顯示面板顯示該至少一特殊影像；及於控制該顯示面板顯示該第二調整資料時，控制該顯示面板顯示該至少一特殊影像。
  10. 如請求項5或8所述之方法，另包括：調整該第一畫面資料中對應於該至少一特殊影像的資料，以產生一第一調整後特殊影像資料，且於控制該顯示面板顯示該第一調整資料時，控制該顯示面板顯示該第一調整後特殊影像資料；及調整該第二畫面資料中對應於該至少一特殊影像的資料，以產生一第二調整後特殊影像資料，且於控制該顯示面板顯示該第二調整資料時，控制該顯示面板顯示該第二調整後特殊影像資料。
  11. 如請求項10所述之方法，另包括：於控制該顯示面板顯示該第二調整資料時，控制該顯示面板顯示該第一調整後特殊影像資料。
  12. 如請求項5或8所述之方法，另包括：於控制該顯示面板顯示該第一調整資料時，控制該顯示面板顯示該第二調整後特殊影像資料。
  13. 如請求項5所述之方法，其中調降該第一次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資 料，係根據一預定亮度調降比率調降該第一次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料；及調降該第二次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料，係根據該預定亮度調降比率調降該第二次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料。
  14. 如請求項5或13所述之方法，其中調降該第一次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料，係以調降電流及調整灰階其中之一或兩者之結合之方式調降該第一次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之奇數行以及偶數列之偶數行的子畫素資料；及調降該第二次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料，係以調降電流及調整灰階其中之一或兩者之結合之方式調降該第二次畫面資料中對應於該顯示面板奇數列之偶數行以及偶數列之奇數行的子畫素資料。
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