CN100543834C

CN100543834C - 可调整画面的显示亮度的脉冲产生电路及显示装置

Info

Publication number: CN100543834C
Application number: CNB2007101065198A
Authority: CN
Inventors: 侯鸿龙; 黄乙白; 廖上嘉; 曹正翰; 张庭瑞; 谢曜任
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2009-09-23
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: CN101067921A

Abstract

本发明提供一可调整画面的显示亮度的脉冲产生电路及显示装置。该显示装置包含一显示面板、一栅极驱动电路以及一脉冲产生电路，该显示面板用以显示一画面，该栅极驱动电路根据该脉冲产生电路产生的一脉冲信号驱动该显示面板，该脉冲产生电路包含一直方图分析单元以及一栅极脉冲调变器，该直方图分析单元用以计算该画面的灰阶比例值，并将该灰阶比例值与临界值比较，进而产生控制信号，该脉冲信号的工作时间响应控制信号而不同。如此，减少使用者于正视时及于大视角时所见画面的差异，解决大视角偏白及灰阶反转的问题，并且在显示高灰阶值比例较多的画面时有效地提升画面的显示亮度。

Description

可调整画面的显示亮度的脉冲产生电路及显示装置

技术领域

本发明涉及一种可调整画面的显示亮度的脉冲产生电路及显示装置；特别涉及一种可计算一画面的灰阶值分布以调整该画面的显示亮度的脉冲产生电路及显示装置。

背景技术

随着科技进步，各种电子产品已成为人们生活不可或缺的一部分。其中，显示器为多媒体电子产品的重要元件。而薄膜晶体管液晶显示器(thin filmtransistor liquid crystal display，TFT LCD)具有省电、无辐射、体积小、低耗电量、不占空间、平面直角、高解析度、画质稳定等优点，已逐渐取代传统的阴极射线管显示器(cathode ray tube display，CRT display)，广泛用于手机、屏幕、数字电视、笔记本计算机等电子产品的显示面板上。

随着薄膜晶体管液晶显示器相关技术的迅速发展，改善其显示画质成为此领域共同的目标。以视角广度而言，富士通研发的多重分域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)技术将上下视角扩展到120°左右，此技术已大幅改善液晶显示器的视角，不逊于阴极射线管显示器的大视角特征。

然而，采用现行MVA技术的液晶显示器具有大视角偏白(wash out)及大视角灰阶反转的缺点。大视角偏白是指使用者于大视角观看时，其画面彩度会大幅降低，而大视角灰阶反转则是使用者于大视角观看到时，画面的明亮程度会倒转。具有此两种现象的液晶显示器均非使用者可接受的产品。

为了解决前述采用现行MVA技术的液晶显示器所具有的两种缺点。液晶显示器制造厂商推出进阶改进式多重分域垂直配向(advanced multi-domainvertical alignment，AMVA)技术，以改善大视角偏白及大视角灰阶反转的缺点。但使用AMVA技术的液晶显示器在显示最大亮度(即画面灰阶值为最大值255)时，其内部的电路设计将会导致液晶显示器显示亮度的降低，且其所能显示的最大亮度低于使用MVA技术的液晶显示器所能显示的最大亮度。

因此要如何调整液晶显示器的显示亮度，使其在显示中、低灰阶值较多的画面时，可以改善前述的大视角偏白及大视角灰阶反转的缺点；还可在显示高灰阶值较多的画面时，仍然可以保持其显示画面的亮度，仍然是此领域的产业还需努力的目标。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种用以调整画面的显示亮度的脉冲产生电路，其包含一直方图分析单元(histogram analysis element)以及一栅极脉冲调变器。该直方图分析单元用以计算该画面的一灰阶比例值，并将该灰阶比例值与一第一临界值比较，若该灰阶比例值大于该第一临界值，则产生一第一控制信号，若该灰阶比例值不大于该第一临界值，则产生一第二控制信号；该栅极脉冲调变器则用以产生一脉冲信号，该脉冲信号的一工作时间(operative time)响应该第一控制信号及该第二控制信号而不同；而该画面的显示亮度响应该工作时间而改变。

关于所述的脉冲产生电路，其中：

该工作时间响应该第一控制信号为一第一工作时间，该工作时间响应该第二控制信号为一第二工作时间，该第一工作时间大于该第二工作时间。

该直方图分析单元还将该灰阶比例值与一第二临界值比较，若该灰阶比例值不大于该第一临界值但大于该第二临界值，则产生该第二控制信号，若该灰阶比例值不大于该第二临界值，则产生一第三控制信号，该工作时间还响应该第三控制信号而不同。

该工作时间响应该第一控制信号为一第一工作时间，该工作时间响应该第二控制信号为一第二工作时间，该工作时间响应该第三控制信号为一第三工作时间，该第一工作时间大于该第二工作时间，该第二工作时间大于该第三工作时间。

该第二工作时间为该脉冲产生电路的预设工作时间。

本发明的又一目的在于提供一种可调整一画面的显示亮度的显示装置，其包含一脉冲产生电路、一显示面板以及一栅极驱动电路；该脉冲产生电路根据该画面的一灰阶比例值产生一脉冲信号；该显示面板用以显示该画面；而该栅极驱动电路则根据该脉冲信号驱动该显示面板；该画面的显示亮度响应该脉冲信号的一工作时间而改变。

关于所述的显示装置，其中：

该脉冲产生电路包含：一直方图分析单元，其用以计算该画面的灰阶比例值，并将该灰阶比例值与一第一临界值比较，若该灰阶比例值大于该第一临界值，则产生一第一控制信号，若该灰阶比例值不大于该第一临界值，则产生一第二控制信号；以及一栅极脉冲调变器，用以产生该脉冲信号，该脉冲信号的工作时间响应该第一控制信号及该第二控制信号而不同。

该第二工作时间为该脉冲产生电路的预设工作时间。

该显示面板为一液晶显示阵列。

在本发明中，该灰阶比例值由该直方图分析单元计算该画面的各灰阶值所包含的像素数目并进一步进行比例的计算而得到。

本发明可以计算画面的灰阶值，并依据其灰阶值的不同比例来调整画面的显示亮度。如此，即可减少使用者于正视时及于大视角时所见画面的差异，以解决大视角偏白及灰阶反转的问题。并且在显示高灰阶值比例较多的画面时，有效地提升该画面的显示亮度。

附图说明

图1为本发明的实施例的电路方块图。

其中，附图标记说明如下：

1：显示装置 100：视频信号

101：显示面板 102：源极信号

103：栅极驱动电路 104：脉冲信号

105：源极驱动电路 107：脉冲产生电路

109：源极控制器 1070：第一控制信号

1071：直方图分析单元 1072：第二控制信号

1073：栅极脉冲调变器

具体实施方式

在参阅附图及随后描述的实施方式后，该本领域技术人员便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施方式。

本发明的第一实施例如图1所示，为一种显示装置1，其包含一显示面板101、一栅极驱动电路103、一源极驱动电路105、一脉冲产生电路107以及一源极控制器109。当显示面板101欲显示一视频信号100的画面时，显示面板101需通过栅极驱动电路103以及源极驱动电路105来驱动。源极驱动电路105接收源极控制器109在处理视频信号100后所产生的源极信号102来工作。显示面板101可以是一液晶显示(liquid crystal display；LCD)阵列或者是其它类型的显示阵列。

栅极驱动电路103则是通过脉冲产生电路107所产生的脉冲信号104来工作。脉冲产生电路107包含一直方图分析单元1071以及一栅极脉冲调变器1073。直方图分析单元1071接收视频信号100，并计算视频信号100的灰阶比例值。视频信号100的灰阶比例值由直方图分析单元1071计算视频信号100中一画面的各灰阶值(灰阶值0至灰阶值255)所包含的像素数目，而后还进一步进行比例的计算而得之。更进一步来说，直方图分析单元1071内部储存有一临界值，该临界值可以是显示装置1制造出厂时即已设定好，或是由使用者于使用显示装置1时进行设定。当直方图分析单元1071根据前段所叙述的方式计算视频信号100的灰阶比例值之后，再将该灰阶比例值与该临界值比较。当画面的视频信号100的灰阶比例值大于该临界值时，则直方图分析单元1071产生一第一控制信号1070。而当画面的视频信号100的灰阶比例值不大于该临界值时，则直方图分析单元1071产生一第二控制信号1072。栅极脉冲调变器1073根据这些控制信号1070及1072产生脉冲信号104，其中该脉冲信号104的工作时间会响应栅极脉冲调变器1073所接收到的控制信号的不同而改变。

更详细地说，即当栅极脉冲调变器1073接收到第一控制信号1070时，则脉冲信号104的工作时间调整为一第一工作时间。当栅极脉冲调变器1073接收到第二控制信号1072时，则脉冲信号104的工作时间调整为一第二工作时间。由于直方图分析单元1071产生第一控制信号1070代表视频信号100当中，其高灰阶值的数据较多，因此需要较长的工作时间来驱动栅极驱动电路103，故第一工作时间会大于第二工作时间，以力求提升显示面板101显示视频信号100时的画面显示亮度。

根据前段所述的脉冲信号104的两种不同工作时间，可以发现本发明的第一实施例可以提供显示面板101两种不同显示亮度的选择，显示面板101可以使用两种不同亮度的显示模式来解决现有技术的液晶显示器大视角偏白及大视角灰阶反转的缺点。

需注意的是，图1虽以两条信号线分别传送第一控制信号1070及第二控制信号1072，然而本发明并不限制第一控制信号1070及第二控制信号1072需由不同的信号线传送。更详细来说，直方图分析单元1071可以设计成利用信号的“高电平”及“低电平”分别代表视频信号100的高灰阶值的数据较多和视频信号100的高灰阶值的数据较少，举例而言，高电平信号代表第一控制信号1070，低电平信号代表第二控制信号1072，如此仅需一条信号线即可表示视频信号100的灰阶值的分布比例。

本发明的第二实施例也为一种显示装置，其构造与第一实施例的显示装置1近似，不同处在于第二实施例的直方图分析单元1071内部储存有两个临界值：第一临界值以及第二临界值。在第二实施例中，第一临界值以及第二临界值可以是第二实施例的显示装置制造出厂时即已设定好，或是由使用者于使用本实施例的显示装置时进行设定。

同样地，当直方图分析单元1071计算视频信号100的灰阶比例值之后，再将该灰阶比例值与第一临界值以及第二临界值比较。当视频信号100的灰阶比例值大于第一临界值时，则直方图分析单元1071产生一第一控制信号。当视频信号100的灰阶比例值不大于第一临界值但大于第二临界值时，则直方图分析单元1071产生一第二控制信号。当画面100的灰阶比例值不大于第二临界值时，则直方图分析单元1071产生一第三控制信号。栅极脉冲调变器1073根据这些控制信号以产生脉冲信号104，更进一步来说，脉冲信号104的工作时间会响应这些控制信号的不同而改变。

更详细地说，当栅极脉冲调变器1073接收到第一控制信号时，则脉冲信号104的工作时间为一第一工作时间；当栅极脉冲调变器1073接收到第二控制信号时，则脉冲信号104的工作时间为一第二工作时间；当栅极脉冲调变器1073接收到第三控制信号时，则脉冲信号104的工作时间为一第三工作时间。

当直方图分析单元1071产生第一控制信号时，代表视频信号100当中，其高灰阶值的数据较多，因此需要较长的工作时间来驱动栅极驱动电路103，以力求提升显示面板101显示视频信号100时的画面显示亮度。当直方图分析单元1071产生第三控制信号时，代表视频信号100当中，其低灰阶值的数据较多，因此需要较短的工作时间来驱动栅极驱动电路103，以力求解决大视角偏白及灰阶反转的问题。而当直方图分析单元1071产生第二控制信号时，代表视频信号100当中，其数据灰阶值的分布较为平均，因此栅极脉冲调变器1073可提供脉冲产生电路107输出预设的第二工作时间的脉冲信号104来驱动栅极驱动电路103。因此，第一工作时间大于第二工作时间，第二工作时间大于第三工作时间。

根据前段所述的脉冲信号104的三种不同工作时间，可以发现本发明的第二实施例可以提供显示面板101三种不同显示亮度的选择，显示面板101可以使用三种不同亮度的显示模式来进一步解决现有技术的液晶显示器大视角偏白及大视角灰阶反转的缺点。如此一来，显示面板101可以更精细的调整不同灰阶比例值的不同显示亮度。

第二实施例可利用2位的数字信号以表示第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，灰阶比例值与第一临界值以及第二临界值比较之后的结果及直方图分析单元所产生的2位的数字信号的一范例如下表所示：

当灰阶比例值大于第一临界值时，2位的数字信号显示为[0，0]，并输出第一控制信号，当灰阶比例值不大于第一临界值，但大于第二临界值，2位的数字信号显示为[0，1]，并输出第二控制信号，当灰阶比例值不大于第二临界值时，2位的数字信号显示为[1，0]，并输出第三控制信号。但本发明不限于这种方式。

表一

直方图分析单元比较结果	2位的数字信号	直方图分析单元的输出
直方图分析单元比较结果	2位的数字信号	直方图分析单元的输出	灰阶比例值大于第一临界值	[0，0]	第一控制信号
灰阶比例值不大于第一临界值，但大于第二临界值	[0，1]	第二控制信号	灰阶比例值大于第一临界值	[0，0]	第一控制信号
灰阶比例值不大于第一临界值，但大于第二临界值	[0，1]	第二控制信号	灰阶比例值不大于第二临界值	[1，0]	第三控制信号

由上述可知，相对于现有技术的液晶显示器，本发明的显示装置可以计算画面的灰阶比例值，并进一步比较灰阶比例值与内建的临界值，以依据其结果来调整画面的显示亮度。如此一来，本发明除了可以有效地改善现有技术的液晶显示器大视角偏白及大视角灰阶反转的缺点，同时可以在显示高灰阶值比例较多的画面时，有效地提升该画面的显示亮度，以达到所需的技术突破目的。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所要求保护的范围，本发明的权利要求保护范围应以权利要求书为准。

Claims

1.一种用以调整画面的显示亮度的脉冲产生电路，该脉冲产生电路包含：

一直方图分析单元，其用以计算该画面的灰阶比例值，并将该灰阶比例值与一第一临界值比较，若该灰阶比例值大于该第一临界值，则产生一第一控制信号，若该灰阶比例值不大于该第一临界值，则产生一第二控制信号；以及

一栅极脉冲调变器，其用以产生一脉冲信号，该脉冲信号响应该第一控制信号的工作时间为第一工作时间，该脉冲信号响应该第二控制信号的工作时间为第二工作时间，并且所述第一工作时间大于所述第二工作时间，

其中，该画面具有响应所述第一工作时间与所述第二工作时间而改变的两种不同的显示亮度，并且该灰阶比例值由该直方图分析单元计算该画面的各灰阶值所包含的像素数目并进一步进行比例的计算而得到。

2.如权利要求1所述的脉冲产生电路，其中该直方图分析单元还将该灰阶比例值与一第二临界值比较，若该灰阶比例值不大于该第一临界值但大于该第二临界值，则产生该第二控制信号，若该灰阶比例值不大于该第二临界值，则产生一第三控制信号，该工作时间响应该第三控制信号为一第三工作时间，该第二工作时间大于该第三工作时间。

3.如权利要求2所述的脉冲产生电路，其中该第二工作时间为该脉冲产生电路的预设工作时间。

4.一种可调整画面的显示亮度的显示装置，该显示装置包含：

一脉冲产生电路，其根据该画面的一灰阶比例值产生一脉冲信号；

一显示面板，其用以显示该画面；以及

一栅极驱动电路，其根据该脉冲信号驱动该显示面板；

其中，该画面的显示亮度响应该脉冲信号的一工作时间而改变，

其中该脉冲产生电路包含：

一栅极脉冲调变器，用以产生该脉冲信号，该脉冲信号响应该第一控制信号的工作时间为第一工作时间，该脉冲信号响应该第二控制信号的工作时间为第二工作时间，并且所述第一工作时间大于所述第二工作时间，

其中，该灰阶比例值由该直方图分析单元计算该画面的各灰阶值所包含的像素数目并进一步进行比例的计算而得到。

5.如权利要求4所述的显示装置，其中该直方图分析单元还将该灰阶比例值与一第二临界值比较，若该灰阶比例值不大于该第一临界值但大于该第二临界值，则产生该第二控制信号，若该灰阶比例值不大于该第二临界值，则产生一第三控制信号，该工作时间响应该第三控制信号为一第三工作时间，该第二工作时间大于该第三工作时间。

6.如权利要求5所述的显示装置，其中该第二工作时间为该脉冲产生电路的预设工作时间。

7.如权利要求4所述的显示装置，其中该显示面板为一液晶显示阵列。