TWI638349B

TWI638349B - 畫素單元及顯示方法

Info

Publication number: TWI638349B
Application number: TW105106753A
Authority: TW
Inventors: 俞方正; 洪嘉澤
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2018-10-11
Also published as: TW201732774A; CN105741818B; CN105741818A

Abstract

一種畫素單元，其包含第一次畫素及第二次畫素。第一次畫素用以接收具參考電壓之交流電壓源，以顯示預定灰階亮度。第二次畫素用以接收資料訊號。交流電壓源之更新頻率小於資料訊號之更新頻率。

Description

畫素單元及顯示方法

本發明係有關於一種顯示技術，且特別是有關於一種畫素單元及顯示方法。

場序法(Field Sequential，FS)為顯示裝置的顯示技術之一，其具有廣色域、高開口率、高解析度以及低成本(無色阻)的優勢。然而，基於場序法之顯示原理，當使用者觀賞採用場序法之顯示裝置時，有可能看到色分離之現象，而影響使用者之觀感。

由此可見，上述現有的方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進。為瞭解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。

發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。

本發明內容之一目的是在提供一種畫素單元及顯示方法，藉以改善先前技術的問題。

為達上述目的，本發明內容之第一技術態樣係關於一種畫素單元，其包含第一次畫素及第二次畫素。第一次畫素用以接收具參考電壓之交流電壓源，以顯示預定灰階亮度。第二次畫素用以接收資料訊號。交流電壓源之更新頻率小於資料訊號之更新頻率。

為達上述目的，本發明內容之第二技術態樣係關於一種顯示方法，應用於如第一技術態樣所述之畫素單元。第一次畫素與第二次畫素之面積比為1：(n-1)，(n-1)為正整數。顯示方法包含：設定畫素單元顯示之原始灰階亮度；判斷原始灰階亮度是否大於等於第一次畫素顯示之預定灰階亮度與n之比值；若原始灰階亮度大於等於比值，根據預定灰階亮度以由第二次畫素顯示第一灰階亮度；以及若原始灰階亮度小於比值，根據預定灰階亮度以由第二次畫素顯示第二灰階亮度。

因此，根據本發明之技術內容，本發明實施例藉由提供一種畫素單元及顯示方法，藉以改善使用者觀賞採用場序法之顯示裝置時，會看到色分離之現象而影響使用者之觀感的問題。

在參閱下文實施方式後，本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的，以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。

100、100A、100B‧‧‧畫素單元

110‧‧‧第一次畫素

120‧‧‧第二次畫素

700‧‧‧方法

710~750‧‧‧步驟

800‧‧‧方法

810~850‧‧‧步驟

900‧‧‧方法

910~950‧‧‧步驟

BL‧‧‧背光訊號

data、data1、data2‧‧‧資料訊號

DL‧‧‧資料線

frame1、frame2‧‧‧畫面週期

gate、gate1、gate2‧‧‧掃描信號

GL‧‧‧掃描線

power‧‧‧交流電壓源

PL‧‧‧電源線

T1~T3‧‧‧期間

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係依照本發明一實施例繪示一種畫素單元的示意圖。

第2圖係依照本發明另一實施例繪示一種驅動波形的示意圖。

第3圖係依照本發明再一實施例繪示一種畫素單元的示意圖。

第4圖係依照本發明又一實施例繪示一種驅動波形的示意圖。

第5圖係依照本發明另一實施例繪示一種畫素單元的示意圖。

第6圖係依照本發明再一實施例繪示一種驅動波形的示意圖。

第7圖係繪示依照本發明一實施方式的一種顯示方法之流程圖。

第8圖係繪示依照本發明另一實施方式的一種顯示方法之流程圖。

第9圖係繪示依照本發明再一實施方式的一種顯示方法之流程圖。

根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本發明相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。

除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。

另外，關於本文中所使用之「耦接」，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

第1圖係依照本發明一實施例繪示一種畫素單元的示意圖。如圖所示，畫素單元100包含第一次畫素110及第二次畫素120。於操作上，第一次畫素110用以接收具參考電壓之交流電壓源power，以顯示預定灰階亮度。第二次畫素120用以接收資料訊號data。此外，交流電壓源power之更新頻率小於資料訊號data之更新頻率。

如上所述，畫素單元100中的第一次畫素110接收具參考電壓之交流電壓源power而持續發光，例如第一次畫素 110持續顯示固定灰階的白色，以作為畫素單元100中的主要亮度源。此外，畫素單元100中的第二次畫素120接收資料訊號data以相應地發光，以作為畫素單元100中的亮彩度補充源。據此，即便採用場序法之顯示裝置產生色分離之現象，由於在畫素單元100中作為主要亮度源的第一次畫素110已提供部分亮度，因此，與第一次畫素110相鄰的第二次畫素120之色彩強度可較一般顯示裝置裡的畫素/次畫素小，據此，使用者看到的色分離邊界較不明顯，而能改善使用者之觀感。

為使本發明之畫素單元100的操作方式易於理解，請一併參閱第2圖，其係依照本發明另一實施例繪示一種驅動波形的示意圖。請一併參閱第1圖及第2圖，於連接關係上，第一次畫素110耦接於電源線PL，第二次畫素120耦接於資料線DL，掃描線GL則一併耦接於第一次畫素110與第二次畫素120。於操作上，電源線PL用以提供具參考電壓之交流電壓源power給第一次畫素110，使第一次畫素110據以顯示預定灰階亮度(如顯示固定灰階的白色)。此外，資料線DL提供資料訊號data給第二次畫素120，使第二次畫素120據以顯示不同的灰階亮度而呈現出所需影像。再者，掃描線GL提供掃描信號gate以一併開啟或關閉第一次畫素110與第二次畫素120。此外，如第2圖所示，資料訊號data之更新頻率為交流電壓源power之更新頻率的整數倍。在一實施例中，若採用畫素單元100之顯示裝置的畫面更新頻率為60赫茲(Hz)，則，掃描信號gate、交流電壓源power及資料訊號data之更新頻率分別為180赫茲(Hz)、30赫茲(Hz)及180赫茲(Hz)。然本發明不以上述實施例為限，其僅用以例示性地說明本發明的實現方式之一。

第3圖係依照本發明再一實施例繪示一種畫素單元的示意圖。相較於第1圖所示之畫素單元100，第3圖所示之畫素單元100A的第一次畫素110耦接於第一資料線D1，此外，第二次畫素120耦接於第二資料線D2。為使本發明之畫素單元100A的操作方式易於理解，請一併參閱第4圖，其係依照本發明又一實施例繪示一種驅動波形的示意圖。雖然此處之第一次畫素110耦接於第一資料線D1，但是第一資料線D1亦可用以提供具參考電壓之交流電壓源給第一次畫素110(如提供更新頻率低之資料訊號data1給第一次畫素110)，使得第一次畫素110據以顯示預定灰階亮度(如顯示固定灰階的白色)，此外，資料線D2同樣可提供資料訊號data2給第二次畫素120，使第二次畫素120據以顯示不同的灰階亮度。因此，在畫素單元100A中，第一次畫素110作為主要亮度源，而第二次畫素120作為畫素單元100中的亮彩度補充源，由於與第一次畫素110相鄰的第二次畫素120之色彩強度可較一般顯示裝置裡的畫素/次畫素小，據此，使用者看到的色分離邊界較不明顯，而能改善使用者之觀感。如第4圖所示，資料訊號data2之更新頻率為交流電壓源(如資料訊號data1)之更新頻率的整數倍。

第5圖係依照本發明另一實施例繪示一種畫素單元的示意圖。相較於第3圖所示之畫素單元100A，第5圖所示之畫素單元100B的第一次畫素110及第二次畫素120分別耦接於第一掃描線G1與第二掃描線G2。為使本發明之畫素單元 100B的操作方式易於理解，請一併參閱第6圖，其係依照本發明再一實施例繪示一種驅動波形的示意圖。如圖所示，於一畫面週期frame1中，第二掃描線G2提供之掃描信號gate2的致能次數大於第一掃描線G1提供之掃描信號gate1的致能次數。由於第一次畫素110及第二次畫素120分別耦接於不同掃描線G1、G2，因此，第一次畫素110及第二次畫素120之開啟與關閉可根據掃描線G1、G2提供之掃描信號gate1、gate2而被個別控制。

請參閱第1圖、第3圖及第5圖，圖中第一次畫素110及第二次畫素120之面積分別佔畫素單元100、100A、100B之面積的1/n及(n-1)/n，n為正整數。以第1圖為例，第一次畫素110佔畫素單元100之面積的1/3，而第二次畫素120佔畫素單元100之面積的2/3，或者，第一次畫素110佔畫素單元100之面積的1/4，而第二次畫素120佔畫素單元100之面積的3/4。在一實施例中，第1圖、第3圖及第5圖所示之畫素單元100、100A、100B可應用於場序式藍相液晶顯示裝置中。然本發明不以上述實施例為限，其僅用以例示性地說明本發明的實現方式之一。

第7圖係繪示依照本發明一實施方式的一種顯示方法之流程圖。如圖所示，顯示方法700可應用於第1圖、第3圖及第5圖所示之畫素單元100、100A、100B中，上述畫素單元100、100A、100B內的第一次畫素110與第二次畫素120之面積比為1：(n-1)，(n-1)為正整數。上述顯示方法700包含以下步驟：步驟710：設定畫素單元顯示之原始灰階亮度；步驟720：判斷原始灰階亮度是否大於等於第一次畫素顯示之預定灰階亮度與n之比值；步驟730：若原始灰階亮度大於等於比值，根據預定灰階亮度以由第二次畫素顯示第一灰階亮度；步驟740：若原始灰階亮度小於比值，根據預定灰階亮度以由第二次畫素顯示第二灰階亮度；以及步驟750：修正畫素單元顯示之灰階亮度。

請參閱步驟710，以第1圖為例，設定畫素單元100顯示之原始灰階亮度，上述畫素單元100包含第一次畫素110及第二次畫素120，其中第一次畫素110已根據交流電壓源power以顯示預定灰階亮度，因此，必須重新計算第二次畫素120顯示的灰階亮度，以確保畫素單元100之整體得以顯示出正確的灰階亮度。據此，可採用步驟720至步驟750，以使畫素單元100之整體顯示正確的灰階亮度，說明如後。

請參閱步驟720，判斷原始灰階亮度是否大於等於第一次畫素110顯示之預定灰階亮度與n之比值。若原始灰階亮度大於等於上述比值，則執行步驟730，根據預定灰階亮度以由第二次畫素120顯示第一灰階亮度。若原始灰階亮度小於上述比值，則執行步驟740，根據預定灰階亮度以由第二次畫素120顯示第二灰階亮度。隨後，於步驟750中，根據第二次畫素120顯示之第一灰階亮度或第二灰階亮度以修正畫素單元100顯示之灰階亮度，以使畫素單元100之整體顯示出正確的灰階亮度。

第8圖係繪示依照本發明另一實施方式的一種顯示方法之流程圖。如圖所示，顯示方法800可應用於第1圖所示之畫素單元100中，上述畫素單元100內的第一次畫素110與第二次畫素120之面積比為1：(n-1)，(n-1)為正整數。上述顯示方法800包含以下步驟：步驟810：設定畫素單元顯示之原始灰階亮度C，第一次畫素顯示之預定灰階亮度W；步驟820：判斷原始灰階亮度C是否大於等於W/n；步驟830：若原始灰階亮度C大於等於W/n，第二次畫素所顯示之第一灰階亮度為L=(C×n-W)/(n-1)；步驟840：若原始灰階亮度C小於W/n，第二次畫素所顯示之第二灰階亮度為L=(C×n-W)/(n-1)+W/2n；以及步驟850：修正畫素單元顯示之灰階亮度。

請參閱步驟810，以第1圖為例，設定畫素單元100顯示之任一單色原始灰階亮度C，且設定第一次畫素110顯示之預定灰階亮度W。在此階段，未修正之畫素單元100顯示的灰階亮度A為A=C×(n-1)/n+W/n，上述C可為紅色、綠色或藍色之原始灰階亮度。舉例而言，當紅色原始灰階亮度C為L60時，則紅色之真實灰階亮度A為L75；當綠色原始灰階亮度C為L120時，則綠色之真實灰階亮度A為L120；當藍色原始灰階亮度C為L180時，則藍色之真實灰階亮度A為L165。

接著，於步驟820中，判斷原始灰階亮度C是否大於等於W/n。若原始灰階亮度C大於等於W/n，則執行步驟 830，第二次畫素120所顯示之第一灰階亮度為L=(C×n-W)/(n-1)。原始灰階亮度C小於W/n，則執行步驟840，第二次畫素120所顯示之第二灰階亮度為L=(C×n-W)/(n-1)+W/2n。於步驟830與840中，舉例而言，當紅色原始灰階亮度C為L60時，則紅色之第一灰階亮度L為L80；當綠色原始灰階亮度C為L120時，則綠色之第一灰階亮度L為L160；當藍色原始灰階亮度C為L180時，則藍色之第一灰階亮度L為L240。

隨後，於步驟850中，修正畫素單元100顯示的灰階亮度B為B=L×(n-1)/n+W/n。於步驟850中，舉例而言，當紅色之第一灰階亮度L為L80時，則紅色之真實灰階亮度B為L60；當綠色之第一灰階亮度L為L160時，則綠色之真實灰階亮度B為L120；當藍色之第一灰階亮度L為L240時，則藍色之真實灰階亮度B為L180。需說明的是，請一併參閱第1圖及第2圖，上述步驟中，畫素單元100之第二次畫素120顯示的紅色、綠色或藍色可採用但不限於場序之方式來加以呈現，以第2圖為例，於一畫面週期frame1中，第二次畫素120可依序於期間T1、T2、T3分別顯示紅色、綠色或藍色(顏色之顯示順序不限於此，端視實際需求而定)，由於畫面週期frame1之時間極短，以觀賞者的角度而言，會看到紅色、綠色或藍色之混色，由此可知，經過上述修正，畫素單元100之整體得以顯示正確的灰階亮度。

第9圖係繪示依照本發明再一實施方式的一種顯示方法之流程圖。如圖所示，顯示方法900可應用於第3圖所示之畫素單元100A中，上述畫素單元100A內的第一次畫素110與第二次畫素120之面積比為1：(n-1)，(n-1)為正整數。上述顯示方法900包含以下步驟：步驟910：分別設定畫素單色顯示之原始灰階亮度為第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2、第三單色灰階亮度C3，第一次畫素顯示之預定灰階亮度W，其中第一次畫素顯示之預定灰階亮度W為第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2及第三單色灰階亮度C3之平均值；步驟920：判斷第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2、第三單色灰階C3亮度是否大於W/n；步驟930：若第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2及第三單色灰階C3大於等於W/n，則第二次畫素所顯示之第一灰階亮度為L=C1×n/(n-1)-(C1+C2+C3)/3(n-1)；步驟940：若第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2及第三單色灰階C3其中之一小於W/n，則第二次畫素所顯示之第二灰階亮度為L=C1×n/(n-1)-(C1+C2+C3)(n+1)/6n(n-1)；以及步驟950：修正畫素單元顯示之灰階亮度。

請參閱步驟910，以第3圖為例，分別設定畫素單色100A顯示之原始灰階亮度為第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2、第三單色灰階亮度C3，第一次畫素110顯示之預定灰階亮度W為第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2及第三單色灰階亮度C3之平均值，未修正之畫素單元100A顯示的灰階亮度A為A=C1×(n-1)/n+W/n。接著，於步驟 920中，判斷第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2及第三單色灰階C3亮度是否大於等於W/n。若第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2及第三單色灰階C3亮度大於等於W/n，則執行步驟930，第二次畫素120所顯示之第一灰階亮度為L=C1×n/(n-1)-(C1+C2+C3)/3(n-1)。於步驟930中，舉例而言，當紅色之原始灰階亮度C為L60時，則紅色之第一灰階亮度L為L40；當綠色之原始灰階亮度C為L120時，則綠色之第一灰階亮度L為L120；當藍色之原始灰階亮度C為L180時，則藍色之第一灰階亮度L為L200。

若第一單色灰階亮度C1、第二單色灰階亮度C2及第三單色灰階C3其中之一小於W/n，則執行步驟940，第二次畫素120所顯示之第二灰階亮度為L=C1×n/(n-1)-(C1+C2+C3)(n+1)/6n(n-1)。於步驟940中，舉例而言，當紅色之原始灰階亮度C為L20時，則紅色之第二灰階亮度L為L6；當綠色之原始灰階亮度C為L120時，則綠色之第二灰階亮度L為L139；當藍色之原始灰階亮度C為L160時，則藍色之第二灰階亮度L為L192。

隨後，於步驟950中，修正畫素單元100A顯示的灰階亮度B為B=L×(n-1)/n+W/n。於步驟950中，舉例而言，當紅色之第一灰階亮度L為L40時，則紅色之真實灰階亮度B為L60；當綠色之第一灰階亮度L為L120時，則綠色之真實灰階亮度B為L120；當藍色之第一灰階亮度L為L200時，則藍色之真實灰階亮度B為L180。需說明的是，請一併參閱第3圖及第4圖，上述步驟中，畫素單元100A之第二次畫素120顯示的紅色、綠色或藍色可採用但不限於場序之方式來加以呈現，以第4圖為例，於一畫面週期frame1中，第二次畫素120可依序於期間T1、T2、T3分別顯示紅色、綠色或藍色(顏色之顯示順序不限於此，端視實際需求而定)，由於畫面週期frame1之時間極短，以觀賞者的角度而言，會看到紅色、綠色或藍色之混色，由此可知，經過上述修正，畫素單元100A之整體得以顯示正確的灰階亮度。

所屬技術領域中具有通常知識者當可明白，顯示方法700、800、900中之各步驟依其執行之功能予以命名，僅係為了讓本案之技術更加明顯易懂，並非用以限定該等步驟。將各步驟予以整合成同一步驟或分拆成多個步驟，或者將任一步驟更換到另一步驟中執行，皆仍屬於本揭示內容之實施方式。

由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點。本發明實施例藉由提供一種畫素單元及顯示方法，藉以改善使用者觀賞採用場序法之顯示裝置時，會看到色分離之現象而影響使用者之觀感的問題。

雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本發明之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種畫素單元，包含：一第一次畫素，用以接收具參考電壓之一交流電壓源，以顯示一預定灰階亮度，其中該第一次畫素耦接於一電源線或一資料線，該電源線或該資料線提供具參考電壓之該交流電壓源；以及一第二次畫素，用以接收一資料訊號，其中該交流電壓源之更新頻率小於該資料訊號之更新頻率。
如請求項1所述之畫素單元，其中該資料訊號之更新頻率為該交流電壓源之更新頻率的整數倍。
如請求項1或2所述之畫素單元，其中該第一次畫素耦接於一第一掃描線，該第二次畫素耦接於一第二掃描線。
如請求項3所述之畫素單元，其中於一畫面週期中，該第二掃描線提供之掃描信號的致能次數大於該第一掃描線提供之掃描信號的致能次數。
如請求項1所述之畫素單元，其中該第一次畫素及該第二次畫素之面積分別佔該畫素單元之面積的1/n及(n-1)/n，n為正整數。
一種顯示方法，應用於如請求項1所述之畫素單元，其中該第一次畫素與該第二次畫素之面積比為1：(n-1)，(n-1)為正整數，其中該影像顯示方法包含：設定該畫素單元顯示之原始灰階亮度；判斷該原始灰階亮度是否大於等於該第一次畫素顯示之該預定灰階亮度與n之比值；若該原始灰階亮度大於等於該比值，根據該預定灰階亮度以由該第二次畫素顯示一第一灰階亮度；以及若該原始灰階亮度小於該比值，根據該預定灰階亮度以由該第二次畫素顯示一第二灰階亮度。
如請求項6所述之顯示方法，其中若該原始灰階亮度大於等於該比值，該第二次畫素所顯示之該第一灰階亮度由以下式子取得：L=(C×n-W)/(n-1)其中L為該第一灰階亮度，C為該原始灰階亮度，W為該預定灰階亮度。
如請求項6所述之顯示方法，其中若該原始灰階亮度小於該比值，該第二次畫素所顯示之該第二灰階亮度由以下式子取得：L=(C×n-W)/(n-1)+W/2n其中L為該第二灰階亮度，C為該原始灰階亮度，W為該預定灰階亮度。
如請求項6所述之顯示方法，其中設定該畫素單元顯示之原始灰階亮度包含：分別設定該畫素單色顯示之原始灰階亮度為一第一單色灰階亮度、一第二單色灰階亮度、一第三單色灰階亮度；其中該第一次畫素顯示之該預定灰階亮度為該第一單色灰階亮度、該第二單色灰階亮度、該第三單色灰階亮度之平均值。
如請求項9所述之顯示方法，其中若該原始灰階亮度大於等於該比值，由該第二次畫素顯示該第一灰階亮度包含：若該第一單色灰階亮度、該第二單色灰階亮度及該第三單色灰階亮度大於等於該比值，該第二次畫素所顯示之該第一灰階亮度由以下式子取得：L=C1×n/(n-1)-(C1+C2+C3)/3(n-1)其中L為該第一灰階亮度，C1為該第一單色灰階亮度，C2為該第二單色灰階亮度，C3為該第三單色灰階亮度。
如請求項9所述之顯示方法，其中若該原始灰階亮度大於等於該比值，由該第二次畫素顯示該第二灰階亮度包含：若該第一單色灰階亮度、該第二單色灰階亮度及該第三單色灰階亮度其中之一小於該比值，該第二次畫素所顯示之該第二灰階亮度由以下式子取得：L=C1×n/(n-1)-(C1+C2+C3)(n+1)/6n(n-1)其中L為該第二灰階亮度，C1為該第一單色灰階亮度，C2為該第二單色灰階亮度，C3為該第三單色灰階亮度。