专利名称:场序式液晶显示装置及其驱动方法
技术领域:
本发明涉及一种场序彩色显示的反应架构及其方法,并且尤其涉 及一种在液晶显示过程中当每一显示数据序列输入时,背光模块已经 开始发光点亮原色并在该原色结束显示前驱动液晶显示上所有像素 至一特定灰阶以实现场序彩色显示的反应。
背景技术:
随着平面显示器产业蓬勃发展,显示技术日新月异,平面显示装
置液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)以量产规模而论,稳居平 面显示器之冠。为保持LCD显示技术现有的竞争优势,目前己投入 大量研发资源及人力以提升传统LCD的效能与显示品质。传统使用 空间彩色滤光片(Spatial Color Filter, SCF)技术的液晶显示器中,单 一像素由三个子像素所构成,每个子像素由一个场效晶体管(Fidd Effect Transistor, TFT)控制该子像素的电场强度,以决定通过该子像 素的光强度;通过各子像素的光能量,再经由各子像素所对应的彩色 (红色、绿色及蓝色)滤光片调变,以得到各子像素所需的各原色光强 度,最后再依靠视觉系统的作用,将各子像素的原色混合成该像素所 欲表现的原色。因传统液晶显示器必须使用白色背光模块,如冷阴极 荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)或是LED光源。相 对地,采用场序式全彩(Field-Sequential Full-Color, FS-FC)技术的液 晶显示器则移除彩色滤光片,且各像素不需再分割出子像素,其色彩 形成,必须依靠背光模块中,三种原色的光源依时序切换,搭配在各 色光源显示时间内,同步控制的液晶像素穿透率,以调配各原色的相 对光量,再由视觉系统对光刺激的积分作用,以形成并察知该颜色。此种场序式全彩技术的液晶显示器相较于传统采用SCF技术的
液晶显示器,具有多项优点不需要用彩色滤光片,在工艺上除节省原料成本外,实质地省略滤光片涂布、制作的工序、减少工时及提升良率;连带减少单一像素中所需的TFT个数,简化控制电路的复杂度,增加像素开口率,有利于提高面板像素的空间解析度。无彩色滤光片的LCD在显示效能上的最大增益,则在于大幅提升光利用效率,理论上可提升至传统LCD的三倍,因为平均有三分之二以上的光能量被彩色滤光片所吸收。此外,若妥善选择适当光源,则可进一步增进系统的显示品质。例如使用LED作为光源,因LED具有较其他灯源,例如CCFL,较窄的半高宽的频谱特性,可呈现出高色彩饱和度的颜色,即可有效扩大系统色域(ColorGamut),意即可呈现更丰富、多样的色彩。
然而,目前场序式全彩的技术,因为液晶的反应时间普遍偏慢,在应用上受到严重的限制。图1为目前场序式全彩(Fidd-S叫uentialColor, FSC)的反应方式,此方式的缺点为背光模块(BackLight Unit,BLU)发光时间会受到IC数据写入与液晶反应时间的压縮,造成背光模块发光时间过小,因此不容易实现。此外,灰阶到灰阶的反应时间于某些灰阶切换时会比较长,使得无法于所定时间内切换至正确灰阶,造成影像显示错误。为了解决上述问题,本发明提出一种新颖的场序式液晶显示装置的驱动方法,不但容易实现,更可以改善因为液晶反应时间而受到压縮的背光模块发光时间,同时也能改善灰阶到灰阶切换因液晶反应时间所衍生的问题。此外,相较于目前场序式驱动方法,本发明能提供背光模块有更高的亮度,因此可以降低LED功率消耗或减少LED的使用数量。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种场序彩色显示的反应架构及其方法,其是一种在液晶显示过程中,当每一显示数据序列输入时,背光模块已经开始发光点亮原色并在每一原色结束显示前,起始一电压驱动液晶显示上所有像素至一特定灰阶直到该原色显示结束以实现场
6序彩色显示的反应。
本发明的架构至少包含一背光模块,根据场序彩色显示的信号依
序发光点亮不同原色以及至少一控制IC,负责控制显示数据序列输
入时间使该显示数据序列输入时,该背光模块己经发光点亮该原色,并在该原色结束显示前,起始一电压驱动液晶显示上所有像素至一特定灰阶直到该原色显示结束。其中所显示的原色至少包含红绿蓝并且会依序轮流转换,而且数据写入所使用的时间跟驱动特定灰阶所使用的时间是一致的。此外通过此方法,背光模块在显示过程中就可以省
略液晶反应时间。
下面通过具体实施例配合所附的图式详加说明,当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。
图1为现有技术电路架构示意图2为本发明的反应方式示意图3为本发明的液晶发光亮度示意图4为显示数据输入与初始输入示意图5为显示数据输入与初始输入示意图6为液晶显示面板的像素结构图7为液晶显示面板结构示意图8为液晶显示面板的像素结构时间示意图。
本申请摘要附图的元件代表符号简单说明
2次图框
4显示数据序列
6黑画面
具体实施例方式
本发明涉及一种场序彩色显示的反应架构及其方法,特别是在一种在含有复数个像素与一背光模块的液晶装置显示过程中,背光模块至少包含一第一、 一第二以及一第三原色光源,并于一第一原色次图
7框中,持续点亮该第一原色光源,将复数数据信号传送至该复数个像素;在该第一原色次图框结束前,驱动该复数个像素至一特定灰阶以及于一第二原色次图框与一第三原色次图框中分别打开该第二原色光源与该第三原色光源,并重复上述步骤以驱动该液晶显示装置。换言之,在每一显示数据序列输入的同时,背光模块同步发光点亮原色并在每一原色结束显示前,驱动该液晶显示装置上所有像素至一特定灰阶。
本发明主要的反应方式如图2所示,针对每一原色,背光模块于一图框中,根据不同原色分为三个次图框(sub-frame)12,于此三个次图框中分别循序点亮红色、绿色与蓝色光源,并且于三个次图框中分别施加代表红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)的灰阶至液晶显示面板。通过起始一个电压来驱动液晶显示装置上所有像素至一特定灰阶6让所有液晶均可由同一状态开始启动。由于每一显示数据序列4输入的显示时间都为相同,当第n个显示数据序列4输入时,背光模块己经发光并点亮原色,此显示数据序列于次图框2的有效显示时间是从显示数据序列4输入到起始特定灰阶6输入为止,也就是图中的tO到tl。当显示数据序列4输入的时间与起始特定灰阶输入的时间为相同时,
则所有显示数据的有效显示时间是相同的。通过此方法可让背光模块在发光过程中省略液晶反应时间(LC Response Time)。
禾,本发明所反应的液晶发光亮度可由图3来表示,利用人眼对光强度是一积分的方式来显示光强度,因此人眼感受到的亮度为显示数据输入至起始输入间光的积分强度,利用不同数据输入会有不同的光积分强度,即可将各灰阶定义出来。通过此反应方式可以改善背光模块的有效发光时间以增加亮度,因此可以降低LED功率消耗或是减少LED的使用数量,且其不受液晶反应时间与显示数据输入时间
所限制。另外利用显示数据与起始覆盖写入的方式还可以加高此反应的图框更新频率(Frame Rate)。
为了实现上述方法,本发明的这种场序彩色显示的反应架构至少需要一背光模块根据场序彩色显示的信号依序发光点亮不同原色以及至少一控制IC负责控制显示数据序列的输入时间以及特定灰阶的显示时间。如图4所示,假如显示数据输入与初始特定灰阶输入在时间上没有重叠的话,可以单纯只用一个控制ic来控制显示数据与初
始的信号。但如果显示数据输入与初始特定灰阶输入在时间上有如图
5所示的重叠,显示数据信号以及初始特定灰阶信号就需要两个控制IC来分别控管。本发明可以同时用于不同的次图框,根据背光模块每一条显示线能同时有不同的作动。
若将本发明套用在液晶显示器使其具有场序彩色显示反应功能,只需将本发明的场序彩色显示反应装置与液晶显示面板做搭配即可,而该液晶显示面板的像素结构是不同于以往的液晶显示面板。图6为本发明中液晶显示面板的像素结构图,当显示数据输入与初始特定灰阶输入在时间上有如图5所示的重叠时,为了能够控制初始时间,如图6所示,每个像素结构里面相较于公知技术会多添加一条初始线(initial)以及初始扫描线(Initial Scan, Si)用于反应初始特定灰阶的功能,并同时多了一个栅极让初始线以及初始扫描线可以通过储存电容(Cst)以及液晶电容(Clc)。其他的结构则与公知的像素结构相似包含数据线以及数据扫描线。若显示数据输入与初始特定灰阶输入在时间上无重叠问题,则像素结构与公知技术是可以相同的,而初始电压可以由数据线提供。图7为本发明运用在液晶显示器上的整体结构实施例之一,其中该结构中的每一像素架构则和上述图6—样。图8为图7液晶显示面板的像素结构时间,例如在一个含有480个像素的7寸面板中,数据扫描线l(Sdl)到数据扫描线480(Sd480)的反应时间会顺序的从Sdl跳到Sd480。相对初始扫描线(Si)也会从第一条Sil跳到Si480,而初始扫描线的反应时间顺序也会比照数据扫描线的顺序,例如Sdl与Sil间的时间间隔与Sd2及Si2间相同,并以此类推。数据的写入也会跟反应时间同时执行,而初始线则从头反应到结束为止。因此若是一个含有场序彩色显示的液晶显示器最少需要一本发明专用液晶显示面板用于显示输出画面以及一场序彩色显示反应装置用于反应该显示面板使其拥有场序彩色显示。该场序彩色显示反应装置则如先前所提过的,包含一背光模块以及至少一控制IC。
以上所述仅为本发明的优选实施例,其并非用来限定本发明的实施范围。因此任何与依据本发明申请范围所述的形状、构造、特征及精神均等的变化或修饰,均应包括在本发明的专利申请范围内。
权利要求
1、一种场序式液晶显示装置的驱动方法,所述液晶显示装置包括复数个像素与一背光模块,所述背光模块至少包含一第一、一第二以及一第三原色光源,所述驱动方法包含于一第一原色次图框中,持续点亮所述第一原色光源,将复数数据信号传送至所述复数个像素;在所述第一原色次图框结束前,驱动所述复数个像素至一特定灰阶;以及于一第二原色次图框与一第三原色次图框中分别打开所述第二原色光源与所述第三原色光源。
2、 如权利要求1所述的场序彩色显示的反应方法,其中所述复数数据信号输入所使用的时间跟所述特定灰阶所使用的时间相同。
3、 如权利要求1所述的场序彩色显示的反应方法,其中所述背光模块的发光过程与液晶反应过程重叠。
4、 如权利要求1所述的场序彩色显示的反应方法,其中所述复数数据信号输入时间以及所述特定灰阶的显示时间可为分开或重叠。
5、 如权利要求1所述的场序彩色显示的反应方法,其中所有所述复数数据信号输入的显示时间都为相同。
6、 如权利要求1所述的场序彩色显示的反应方法,其中所述复数个像素均由同一状态开始启动。
7、 如权利要求1所述的场序彩色显示的反应方法,其中所述复数数据信号于每个原色的有效显示时间是从所述复数数据信号输入到所述特定灰阶开始显示为止。
8、 如权利要求1所述的场序彩色显示的反应方法,其中所述光源的亮度为所述复数数据信号输入至所述特定灰阶输入间光的积分强度。
9、 一种场序彩色显示的反应架构,包含一背光模块,根据场序彩色显示的信号依序发光点亮不同原色;以及至少一控制IC,负责控制显示数据序列输入时间使所述显示数据序列输入时,所述背光模块己经发光点亮所述原色,并在所述原色结束显示前,起始一电压驱动所有像素至一特定灰阶直到所述原色显示结束。
10、 如权利要求9所述的场序彩色显示的反应架构,其中所述显示的原色会依序轮流转换。
11、 如权利要求9所述的场序彩色显示的反应架构,其中所述控制IC确保所述显示数据序列输入时间与所述特定灰阶显示时间相同。
12、 如权利要求11所述的场序彩色显示的反应架构,其中所述显示数据序列输入时间与所述特定灰阶显示时间可由不同控制IC来控制。
13、 如权利要求9所述的场序彩色显示的反应架构,其中所述控制IC不需要液晶反应时间。
14、 一种含有场序彩色显示的液晶显示器,包括一液晶显示面板,由复数个像素结构所组成并负责显示输出画面,每个像素结构至少包含一扫描线与一初始扫描线;一场序彩色显示反应装置,反应所述显示面板使其拥有场序彩色显示,所述场序彩色显示反应装置包含一背光模块,根据场序彩色显示的信号依序发光点亮不同原色;以及至少一控制IC,负责控制显示数据序列输入时间使所述显示数据序列输入时,所述背光模块已经发光点亮所述原色,并在所述原色结束显示前,起始一电压驱动所述液晶显示面板上所有像素至一特定灰阶直到所述原色显示结束。
15、如权利要求14所述的含有场序彩色显示的液晶显示器,其中所述原色至少包括红绿蓝等三种原色。
全文摘要
本发明涉及一种场序式液晶显示装置及其驱动方法,当点亮光源时,写入色彩数据并驱动该液晶显示装置上所有像素至一特定灰阶。所显示的原色会以至少红绿蓝这三种依序轮流替换并且原色数据写入的时间与特定灰阶驱动的时间是一样长的,因此背光模块在显示过程中可以省略液晶反应时间。而控制原色数据写入与驱动特定灰阶可由同一个控制IC来执行。
文档编号G09G3/36GK101471043SQ200710160118
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者徐毓伦, 朱正仁, 李国胜, 陈邦安 申请人:奇美电子股份有限公司