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CN101331535A - 用于显示器中色彩偏移补偿的设备和方法 - Google Patents

用于显示器中色彩偏移补偿的设备和方法 Download PDF

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CN101331535A
CN101331535A CNA2006800471018A CN200680047101A CN101331535A CN 101331535 A CN101331535 A CN 101331535A CN A2006800471018 A CNA2006800471018 A CN A2006800471018A CN 200680047101 A CN200680047101 A CN 200680047101A CN 101331535 A CN101331535 A CN 101331535A
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CN
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CNA2006800471018A
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帕特里克·奥尔哈芬
帕特里克·布鲁纳
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TRIDENT MICROSYSTEMS (FAR EAST) Ltd
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Abstract

有源矩阵显示模块(10)包括带有源驱动器(20)和栅驱动器(12)的驱动电路。进一步，提供了一种具有由三个子像素组成的像素的显示面板(11)。子像素按行和列设置，每个子像素包括设置在行和列交叉点处的子像素选择晶体管。栅驱动器(12)用于选择和取消选择显示面板(11)的一行的所有像素；源驱动器(20)用于为当前所选择的行的全部子像素提供所要求的电压电平，所述电压电平与每个颜色所需强度相对应。解复用器开关(21)集成在显示面板(11)上用于解复用显示面板(11)的列。有源矩阵显示模块(10)还包括用于色彩偏移补偿的装置(18)。所述装置(18)实现了一种选择子像素的选择次序，对非故意的色彩偏移进行补偿。所述补偿在两帧内进行。

Description

用于显示器中色彩偏移补偿的设备和方法
技术领域
本发明涉及有源矩阵显示模块及有源矩阵显示模块中用于色彩偏移(color shift)补偿的方法。
背景技术
用于有源矩阵LCD(AMLCD)的驱动电路可分为两个部分：源和栅驱动器。栅驱动器控制玻璃晶体管的栅极，以对特定行的所有像素进行选择和取消选择。每个像素由三个子像素(红、绿、蓝)组成，并且每一个子像素具有其自己的存储电容器。源驱动器为当前所选择的行的所有子像素提供与每一种颜色所需强度相对应的所要求的电压电平。最终的颜色是通过人眼将三基色(红、绿、蓝)混合合并为一种颜色的能力而得到的。
当栅驱动器对之前所选择的行取消选择时，该行的所有子像素变为隔离的，并且每个子像素的电压电平通过存储电容器和像素电容保持。每个显示行都正好被选择一次的时间段典型地称为“帧”。
在图1中，示意性描述了有源矩阵LTPS(低温多晶硅)显示模块10的示例。在LTPS显示模块10中，栅驱动器电路12直接集成入显示玻璃11。因为栅驱动器电路12典型地只包括能够容易地在显示玻璃11上实现的电路，所以这是可能的。注意，理论上，栅驱动器也可放置于分离的芯片中。源驱动器可集成在玻璃上或在分离的芯片中。图1中示出了以下实施例，其中多路解复用器13集成在显示玻璃11上。复用器14、源输出驱动器15、锁存器16、缓冲器17和控制电路18实现在分离的源驱动器芯片20上。在本示例中，显示面板有N列M行。如果采用1∶3的复用率，只需要N/3的源驱动器线19将源驱动器芯片20与显示面板11相连接。LTPS技术允许在显示玻璃上集成复用器，显著减少了所需源驱动器线19的数量。LTPS只是一个示例。本发明之后的阐述不特定限于LTPS。
当源驱动器电路也集成在芯片上时，在玻璃上的解复用方法减少了用于驱动特定显示器尺寸的源输出焊盘的数量。或者，换句话说，增加了可由单个芯片驱动的显示器的可能尺寸。在复用时，源线被分组，例如对1∶3复用率每个复用组3个子像素，或者对1∶6复用率，每个复用组6个子像素。当选择一行时，其中的子像素不是全都在同时充电，而是一组源线依次充电。例如在1∶3复用中，首先选择所有红色子像素，接着是所有绿色子像素，最后是所有蓝色子像素。此后，取消选择该行，并选择下一行，跟着对红色子像素充电，等等。这种情况如图2示意性所示。在图2中示出了两行RN+1和RN和三列n-1，n和n+1。如上所述，每个像素具有三个子像素。在图2中，列n-1的子像素表示为(红)Rn-1，(绿)Gn-1，和(蓝)Bn-1。源驱动器线19表示为Sn-1、Sn和Sn+1。解复用器13的开关带有参考标号21，解复用器选择线带有参考标号22。Cp是两条相邻源线之间的寄生电容，Cpix是像素电容。另外，每个子像素包括设置在行和列交叉点处的子像素选择晶体管。这样的子像素选择晶体管带有参考标号23。
解复用方法的缺点在于所谓的色偏移。当选择一行时，所有玻璃上的该行的子像素选择晶体管23被导通。如图3所示，为子像素充电通过两条线线(主要是相邻线)之间的寄生电容Cp影响到邻居像素(之前已充电)。解复用器选择信号在紧邻解复用器选择线22的左侧表示。在图3中，色偏移表示为εB和εG。因此，当取消选择这一行时(在图3中的蓝色子像素)，只有一行中最后充电的子像素携带正确的电压电平。
现有的补偿色偏移效应的技术是逐帧轮换像素选择次序。通过这种方式，特定行中最后充电的像素(携带正确颜色的像素)在每帧中都不同。最后选择的子像素的颜色是正确的，并且对于1∶3的复用率，每个子像素的误差部分地平均到3帧中(或对1∶6的复用率，分别平均到6帧中)。取决于帧频和复用因子，平均误差所需要的帧数可能变得过长，并且将在显示器上感觉到闪烁。特别对于高复用率而言，必须应用高帧频以避免闪烁。
该方法的缺陷在于，色彩偏移只能缓慢补偿(在数帧内)，而且某些异常始终存在。
发明内容
本发明的目的是提供更好更快的色彩补偿方案。
根据权利要求1的设备以及根据权利要求8至10的方法实现了该目的和其他目的。另外有利的实现方式将在从属权利要求中给出。
根据本发明，使用针对子像素的智能选择次序补偿色彩偏移。根据本发明，所述补偿在两帧中进行。在第一帧期间，部分地补偿色彩偏移；在第二帧期间，完全补偿所述色彩偏移。
根据本发明，提供了一种有源矩阵显示模块，包括具有源驱动器和栅驱动器的驱动电路。另外，提供了一种具有由三个子像素组成的像素的显示面板。子像素按行和列设置，并且每个子像素包括设置在行和列交叉点处的子像素选择晶体管。栅驱动器用于选择和取消选择显示面板的一行的所有像素；以及源驱动器用于为当前所选择的行的全部子像素提供所需电压电平，所述电压电平与每个颜色所需强度相对应。解复用器开关集成在显示面板上，用于解复用显示面板的列。有源矩阵显示模块还包括用于色彩偏移补偿的装置。所述装置实现了一种选择子像素的选择次序，用于补偿非故意的色彩偏移。所述补偿在两帧内进行。
另外有利的实施例结合其详细描述进行阐述。
附图说明
为了更完整地描述本发明及本发明的另外目的和优点，结合附图，作为以下描述的参考。
图1是典型的有源矩阵显示模块的示意图；
图2是示出传统有源矩阵显示模块的一部分的示意图；
图3是示出传统有源矩阵显示模块的部分以及现有技术选择方案的示意图；
图4A至4C是示出有源矩阵显示模块的一部分和本发明的选择方案的细节以及在第一帧期间实施的步骤的示意图；
图5A至5C是示出有源矩阵显示模块的一部分和本发明的选择方案的细节以及在第二帧期间实施的步骤的示意图；
图6A至6C是示出有源矩阵显示模块的一部分和本发明的选择方案的细节以及在第三帧期间实施的步骤的示意图；
图7A至7C是示出有源矩阵显示模块的一部分和本发明的选择方案的细节以及在第四帧期间实施的步骤的示意图；
图8A至8F是示出有源矩阵显示模块的一部分和本发明的选择方案的细节以及在第一帧期间实施的步骤的示意图；
图9A至9F是示出有源矩阵显示模块的一部分和本发明的选择方案的细节以及在第二帧期间实施的步骤的示意图。
具体实施方式
根据本发明，在选择子像素时，通过所采用的智能选择次序补偿色彩偏移。这在两帧内完成。
在第一帧期间，部分地补偿色彩偏移；在第二帧期间，完全地补偿色彩偏移。通过这种方式避免了闪烁(可能在现有技术解决方案中存在)。
选择此处所提出的本发明的选择次序以最小化功率消耗。
其基本思想基于以下物理特性：
1.假定选择了一行，并且该行的子像素n已经被充电：如果该行中相邻子像素n+1和相邻子像素n-1用相反的电压极性进行充电(一个用正电压另一个用负电压)，则减弱了像素n的色彩偏移(部分补偿)。
2.假定选择了一行，并且同时选择了该行的两个相邻的子像素：在这种情况下，任一个子像素上充电的电压电平不会影响到另一个子像素上充电的电压电平。
3.子像素选择次序可通过这样的方式进行选择：在一帧中，得到与下一帧中相同的色彩偏移绝对值，但具有不同的极性。通过这种方式，色彩偏移在两帧中得到平均。
4.假定选择了一行，该行的子像素n已经被充电。如果现在与子像素n不相邻的下一个子像素(例如子像素n-2，n-3，......或子像素n+2，n+3......)被充电，则子像素n的色彩偏移可以认为是非常小。
现在结合对应的附图阐述智能色彩偏移补偿的两个不同实施例。
在阐述两个示范性实施例之前，先解释示意图的一些基本方面。
在图中示出了显示面板11的一部分。显示面板11包括由三个子像素(Rn、Gn和Bn)组成的像素。子像素按行设置，其中行线(水平)称为栅线。每个子像素包括设置在行和列交叉点处的子像素选择晶体管23。一行中的子像素选择晶体管23全部与单独的即不同的数据线(垂直的/列线)相连接。栅驱动器12用于选择和取消选择显示面板11的一行的所有像素。源驱动器20用于为所述显示面板11中当前所选择的行的全部子像素提供所要求的电压电平，所述电压电平与每个颜色所需的强度相对应。
如果使用复用显示实现方式，对应的解复用器开关可集成到显示面板11上，用于解复用显示面板11的数据线。在图4A中，解复用器开关表示为21.1。
根据本发明，控制电路18可以包括用于控制解复用器开关21的解复用器逻辑或序列发生器。即，控制电路18提供正确的信号，以便切换解复用器开关21，使得满足上述特性。
本发明的第一实施例是为1∶3的复用率(mux rate)而设计。在此特定实施例中，使用上述特性1、2和3。应注意，根据本发明，不同于此处所描述的其他选择顺序也是可能的。
以下解释一种可能的解决方案，其中像素充电分为以下步骤：
帧1(参见图4A至4C)：
1.栅驱动器12选择行RN。
2.对行RN的复用组中部的所有子像素(Gn-1、Gn和Gn+1)进行充电(参照图4A)。这是通过在对应解复用器选择线22.1上施加各自的信号脉冲muxsel<1>来完成的，使得解复用器选择线22.1在短时间段内成为逻辑1。应注意，如紧靠源驱动器线19的标记所示，子像素Gn-1用正电压充电，Gn用负电压充电，Gn+1用正电压充电。
3.由于相应的解复用器选择线22.2上各自的信号脉冲muxsel<2>在短时间段内是逻辑1，采用一种电压极性(假定为正)对一个邻接子像素(在本示例中为子像素Bn-1)进行充电。为了利用特性2的优点，同时并选择相邻复用组的相邻子像素(在本示例中为子像素Rn)(通过这种方式，这两个子像素(Bn-1和Rn)互不影响)(参照图4B，VR不被VB影响)。
4.接下来，由于相应的解复用器选择线22.0上的各自的信号脉冲muxsel<0>在短时间段内是逻辑1，采用相反的电压极性(假定为负)对中间子像素(在本示例中为子像素Gn-1)的其他邻接子像素(在本示例中为子像素Rn-1)进行充电。这利用了特性1的优点(通过这种方式，对中间子像素(在本示例中为子像素Gn-1)的影响被部分减弱)。与上述步骤2相似，同时选择两个相邻复用组的两个相邻子像素(Bn和Rn+1)。通过这种方式，这两个子像素(Bn和Rn+1)互不影响。最终，行RN的所有像素都被充电，只有中间子像素具有轻微的色彩偏移(参照图4C)。
5.对每一行重复之前的步骤，直到整个显示器都已经被处理。
通过这种方式，帧1已经处理完成。
帧2(参见图5A至5C)：
6.为了补偿色彩偏移，在第2帧中，中间子像素(Gn)的两个相邻子像素(Rn和Bn)的极性必须反转。采用与帧1相同的极性对中间子像素(子像素Gn)进行充电。为了节省电流消耗，邻居像素的选择次序与前一帧不同，即在选择子像素Rn之前选择子像素Bn。源线19不必用相反的电压极性充电(参照图5A至5C)。
图4C和5C示出了色彩偏移εB和εR通过在帧1和帧2进行平均而得到补偿(参见上述特性3)。
7.对每一行重复步骤6，直到整个显示器屏幕都已经被处理。
通过这种方式，帧2已经处理完成，并且补偿了色彩偏移。
帧3和帧4(参见图6A至6C和图7A至7C)：
8.为避免显示面板11的液晶退化，每个子像素的DC值应该达到平均数0V。为消除每个子像素的DC电平，两帧1和2必须用反转的极性进行重复(参见图6A至6C和图7A至7C)。
应注意，步骤8(在第3帧和第4帧期间执行)是可选的。
本发明的第二实施例是为1∶6的复用率(mux rate)而设计的。在此特定实施例中，使用上述特性1、3和4。应注意，根据本发明，不同于此处所描述的其他选择顺序也是可能的。
以下解释一种可能的解决方案，其中像素充电分为以下步骤：
帧1(参见图8A至8F)：
1.栅驱动器12选择行RN。
2.每个解复用器组的三个子像素被依次(例如分别以这样的次序：子像素5、3、1)选择。在图8A中，选择子像素5。在图8B中选择子像素3；以及在图8C中选择子像素1。选择次序是这样的，使得先选择每个第二子像素(参照图8A至图8C)，随后选择其他子像素(参照以下步骤3)。通过这种方式利用了特性4。对如1∶3的复用率，两个解复用器组总是具有相反的像素极性。
3.接着，子像素4、2、6被依次充电，方式为每一个子像素5、3、1的左侧和右侧子像素利用反转的极性充电(利用特性1)(参照图8D至图8F)。
4.对每一行重复之前的步骤，直到整个显示器都已经被处理为止。
第一帧的处理就完成了。通过源轨道之间的寄生电容器(Cp)，色彩偏移将出现在一些子像素中，如图8D至图8F所示。
帧2(参见图9A至图9F)：
5.在下一帧中，子像素5、3、1以与第一帧完全相同的方式充电(图9A至图9C)。
6.接着，剩余的子像素利用与前一帧相反的极性进行充电(利用特性3)。为了最小化电流消耗，选择次序分别为：子像素2、6、4(图9D至图9F)。这最小化了充电序列期间极性反转的数量。通过源轨道之间的寄生电容器(Cp)，色彩偏移ε6至ε9将出现在一些子像素中。然而，这些色彩偏移将在像素充电序列完成之前被消除，且不会影响到所显示的图像。某些像素剩余的色彩偏移(ε1至ε5)通过与帧1进行平均而消除(比较图8F和图9F)。
7.对每一行重复上述步骤5和6，直到整个显示器都已经被处理。
通过这种方式，帧2已经处理完成，补偿了色彩偏移。
帧3：
8.在帧3中，帧1的每个子像素的DC值被平均为0V。这是通过重复与帧1相同的帧、但对每个子像素用与帧1相反的极性进行充电来实现的。
帧4：
9.在帧4中，帧2的每个子像素的DC值被平均为0V。这是通过重复与帧2相同的帧、但对每个子像素以与帧2相反的极性进行充电来实现的。
为避免液晶退化，每个子像素的DC值应平均为0V。这在4帧中实现。然而，在每一帧中部分地补偿了色彩偏移，在两帧中完成补偿，即，在帧1和帧2以及帧3和帧4分别完成补偿。
为了补偿色彩偏移的目的，两帧就足够了。包括4帧的方案仅在要避免液晶退化时是必要的。
选择子像素的选择次序典型地在控制电路18内实现。控制电路18考虑了上述特性1至4中的两个或更多特性，提供了合适的选择信号。
如上所述，本发明旨在用于源线复用的LCD驱动器。本发明非常适用于小型显示器，如在移动电话、PDA等中使用的显示器。
在本发明优选实施例的附图和说明书中，虽然使用了特定的术语阐述了本发明的优选实施例，但所做的描述仅在一般及描述性意义下使用术语，不作为限定目的。在此应说明本发明是在开发LTPS驱动器期间完成的。然而，如本发明所描述及权利要求所限定的，本发明也可以应用于其他有源矩阵技术(例如高温多晶硅)。

Claims (12)

1.一种有源矩阵显示模块(10)，包括：
具有源驱动器(20)和栅驱动器(12)的驱动电路；
具有由按行(RN)和列设置三个子像素(Rn、Gn和Bn)组成的像素的显示面板(11)，每个子像素(Rn、Gn和Bn)包括设置在行和列交叉点处的子像素选择晶体管(23)；
所述栅驱动器(12)用于选择和取消选择所述显示面板(11)的一行(RN)的所有像素；
所述源驱动器(20)用于为所述显示面板(11)的当前所选择的行(RN)的全部子像素(Rn、Gn和Bn)提供所要求的电压电平，所述电压电平与每个颜色所需的强度相对应；
集成在所述显示面板(11)上的解复用器开关，用于解复用所述显示面板(11)的列(RN)；以及
用于色彩偏移补偿的装置(18)，实现了用于选择子像素(Rn、Gn和Bn)的选择次序，以便补偿非故意的色彩偏移，所述补偿在两帧内进行。
2.如权利要求1所述的显示模块(10)，其中，在第一帧的色彩偏移补偿期间，部分地补偿色彩偏移；在第二帧的色彩补偿期间，完全地补偿色彩偏移。
3.如权利要求2所述的显示模块(10)，其中，在第三帧期间，第一帧的DC值在每一个子像素上平均为0V，在第四帧期间，第二帧的DC值在每一个子像素上平均为0V，以便避免显示面板(11)的退化。
4.如权利要求1和2所述的显示模块(10)，其中，所述源驱动器(20)和/或所述栅驱动器(12)集成到用于形成显示面板(11)的显示玻璃上。
5.如权利要求1和2所述的显示模块(10)，其中，每一个像素均具有存储电容器和像素电容(Cpix)。
6.如权利要求4所述的显示模块(10)，其中，如果所述栅驱动器(12)取消选择行，所述行的所有子像素变为隔离的，并且每一个子像素的电压电平通过存储电容器和像素电容(Cpix)进行保持。
7.如前述任一权利要求所述的显示模块(10)，其中，所述显示模块(10)是低温多晶硅显示模块或高温多晶硅显示模块。
8.一种用于在有源矩阵显示模块(10)中实现色彩偏移补偿的方法，所述有源矩阵显示模块(10)包括：具有源驱动器(20)和栅驱动器(12)的驱动电路；以及具有在解复用列(CN)上设置三个子像素(Rn、Gn和Bn)组成的像素的显示面板(11)，每一个子像素(Rn、Gn和Bn)包括设置在行和列交叉点处的子像素选择晶体管(23)以及对应的用于实现1∶3复用方案的解复用器选择线(22.0-22.5)，在所述方案中每一个像素属于不同的复用组；所述方法包括以下步骤：
在第一帧期间：
(1)栅驱动器(12)选择行(RN)，
(2)通过在相应的解复用器选择线(22.1)上施加各自的信号脉冲，对所述行(RN)的复用组中间的所有子像素(Gn-1、Gn和Gn+1)进行充电，
(3)采用第一电压极性，对所述行(RN)的每个复用组的两个邻接的子像素之一(Bn-1)进行充电，并选择相邻复用组的相邻子像素(Rn)，
(4)采用与第一电压极性相反的电压极性，对所述行(RN)的每个复用组的中间子像素的另一个邻接的子像素(Rn-1)进行充电，由此同时选择两个相邻复用组的两个相邻子像素(Bn和Rn+1)，
(5)对每一行重复步骤(1)至(4)，直到整个显示面板(11)都被处理为止，
在第二帧及后续帧期间：
(6)反转行(RN)的每个复用组的中间子像素(Gn)的两个相邻子像素(Rn和Bn)的极性，并且采用与步骤(2)相同的极性对各自中间子像素(Gn)进行充电，
(7)对每一行重复步骤(6)，直到整个显示面板(11)都被处理为止。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一帧和第二帧以反转的极性进行重复，以便将每个子像素的DC值平均为0V。
10.一种用于在有源矩阵显示模块(10)中实现色彩偏移补偿的方法，所述有源矩阵显示模块(10)包括：具有源驱动器(20)和栅驱动器(12)的驱动电路；以及具有由按行和列设置三个子像素(Rn，Gn和Bn)组成的像素的显示面板(11)，每一个子像素(Rn、Gn和Bn)包括设置在行和列交叉点处的子像素选择晶体管(23)以及相应的用于实现1∶6复用方案的解复用器选择线(22.0-22.5)，所述方案中，将显示面板(11)再分为不同的复用组，其中每一个复用组包括两个相邻像素；所述方法包括以下步骤：
在第一帧期间：
(1)栅驱动器(12)选择行(RN)，
(2)依次对每个复用组的三个子像素进行充电，使得选择每个第二子像素，
(3)依次对尚未选择的三个子像素进行充电，使得步骤(2)中被充电的每一个子像素的左侧和右侧现在具有相反的极性的子像素，
(4)对每一行重复之前的步骤(1)至(3)，直到整个显示面板(11)都被处理为止，
在第二帧及后续帧期间：
(5)在所述第二帧中，对每个复用组的与步骤(2)中相同的三个子像素以相同的方式进行充电，
(6)对剩余的子像素以与步骤(1)至(3)中相反的极性充电，
(7)对每一行重复之前的步骤(5)和(6)，直到整个显示面板(11)都被处理为止。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在第三帧中，第一帧的DC值在每一个子像素上平均为0V。
12.如权利要求11所述的方法，其中，在第四帧中，第二帧的DC值在每一个子像素上平均为0V。
CNA2006800471018A 2005-12-16 2006-12-08 用于显示器中色彩偏移补偿的设备和方法 Pending CN101331535A (zh)

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EP05112275 2005-12-16

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