具体实施方式
现将详细说明本发明的实施例,其示例在附图中示出。
以下将参照附图的图4到31来说明本发明的示例性实施例。将使用液晶显示装置作为显示装置的示例对这些实施例进行描述。
图4是表示根据本发明的一个实施例的液晶显示装置的制造方法的流程图。
参照图4,在根据本发明一个实施例的液晶显示装置的制造方法中,分别制备显示板的上基板或板(滤色器基板)和下基板或板(TFT阵列基板)(S1,S2)。用于制备基板的步骤S1和S2包括清洗工艺、基板构图工艺和配向膜形成/研摩工艺。在基板清洗工艺中,使用清洗液去除在上基板和下基板的表面上的杂质。基板构图工艺包括上基板构图工艺和下基板构图工艺。在上基板构图工艺中,形成滤色器、公共电极和黑底(black matrix)。在下基板构图工艺中,形成诸如数据线和选通线的信号线,在数据线和选通线的交叉部分处形成TFT,并且在通过数据线和选通线交叉而提供的像素区附近形成像素电极。下基板构图工艺可以额外地包括构图导电链接图案(例如图15中所示的用于将正常子像素11链接到缺陷子像素10以形成链接子像素的导电链接图案123)的工艺。稍后将提供用于形成导电链接图案的详细说明。
在完成下基板构图工艺之后,通过将包括各个灰度级的测试数据施加给显示板的下基板来显示测试图像,并进行检查以采用对所显示图像的电/磁检查和/或肉眼检查来检测是否存在面板缺陷和是否存在缺陷子像素(S3)。子像素是构成像素的红色R、绿色G和蓝色B子像素的任何一种。因为在子像素的多个单元中检测像素缺陷,所以对单元子像素进行稍后描述的第二和第三检查处理(S8,S14)和稍后描述的第一和第二修复处理S5、S10以及第一检查处理(S3)。
当作为步骤S3的第一检查的结果检测到面板缺陷(S4,[是])时,由检查计算机存储描述面板缺陷的存在或不存在的信息以及描述检测到的面板缺陷(或面板缺陷区)的位置的信息。该检查计算机计算用于面板缺陷的各个位置的各个灰度级的面板缺陷补偿数据(S6)。后面将详细说明面板缺陷补偿数据的计算。
对作为步骤S3的第一检查的检查结果(S4,[是])而检测到的缺陷子像素进行第一修复处理(S5)。如图6中所示,在第一修复处理(S5)中,可以将缺陷子像素10电短路或电链接到与缺陷子像素10相邻的正常子像素11以形成链接子像素13。正常子像素11是用于显示希望通过缺陷子像素10显示的颜色的像素。第一修复处理S5包括用于中断将数据电压提供给缺陷子像素10的像素电极的路径的处理和用于利用导电链接图案12来电短路或电链接正常子像素11和缺陷子像素10的处理。可以改变这些处理,以适应如稍后所述的用于形成导电链接图案12的不同工艺,这些工艺包括:使用利用W-CVD(化学汽相淀积)工艺的链接图案44、104;使用在下基板制造工艺中预先形成的链接图案74;以及使用栅极的头部部分133。因此,首先将对第一修复处理S5进行简要说明,并且稍后将结合用于形成导电链接图案12的实施例的说明来提供详细说明。
如图6中所示,在第一修复处理S5中,利用用于对所链接的正常子像素11进行充电的相同数据电压,对通过电连接正常子像素11和相同颜色的缺陷子像素10而形成的链接子像素13进行充电。然而,由于对于链接子像素13,通过单个TFT将电荷提供给包括在两个子像素10、11中的像素电极,所以链接子像素13具有与正常的未链接子像素14不同的电荷特性。例如,当将相同的数据电压施加给链接子像素13和未链接的正常子像素14时,施加给链接子像素13的电荷在两个子像素10、11之间分配,因此,与提供给正常的未链接子像素14的充电电荷量相比,施加给子像素13的充电电荷量较小。结果,当将相同的数据电压提供给未链接的正常子像素14以及链接子像素13时,在常白工作模式下,链接子像素13表现得比未链接的正常子像素11更亮,在常白工作模式中透射率或灰度级随数据电压的增加而增加。另一方面,在常黑工作模式下,链接子像素13将表现得比未链接的正常子像素14更暗,在常黑工作模式中透射率或灰度级随数据电压的增加而降低。通常,将常白驱动模式用于扭曲向列模式装置(下文中称为“TN模式”),其中在其间形成有液晶的独立的相对基板上形成液晶单元的像素电极和公共电极并且其中在像素电极和公共电极之间产生垂直电场,而将常黑驱动模式用于面内切换模式(下文中称为“IPS模式”),其中在同一基板上形成液晶单元的像素电极和公共电极并且在像素电极和公共电极之间产生水平电场。
在执行用于缺陷子像素10的第一修复处理(S5)之后,在检查计算机中存储描述链接子像素13的位置的信息和描述缺陷子像素10的存在或不存在的信息,并且该检查计算机计算用于链接子像素13的各个位置的各个灰度级的电荷特性补偿数据(S6)。电荷特性补偿数据是用于补偿链接子像素13的电荷特性的数据。后面将详细说明确定电荷特性补偿数据的方法。
在计算出电荷特性数据之后,利用熔接玻璃或其它密封剂,将上基板和下基板接合在一起(S7)。该接合工艺包括:配向膜的形成工艺和研摩工艺以及基板接合工艺和液晶注入工艺。在配向膜形成工艺和研摩工艺中,配向膜涂覆在显示板的上基板和下基板中的每一个上,并且使用研摩布,对所涂敷的配向膜进行摩擦。在基板接合工艺和液晶注入工艺中,使用密封剂将上基板和下基板接合在一起,并且通过液晶注入孔注入液晶和间隔物,并密封该液晶注入孔。
在将上基板和下基板接合在一起以形成显示板之后,使用测试图像的电/磁检查和/或肉眼检查来执行第二检查处理(S8),以检测是否存在面板缺陷和是否存在缺陷子像素,该第二检查处理包括显示测试图像并进行检查。
当作为步骤S8的第二检查的结果检测到面板缺陷(S9[是])时,在检查计算机中存储描述面板缺陷(或面板缺陷区)的存在或不不存在的信息以及描述任何面板缺陷的位置的信息。然后,检查计算机计算用于具有面板缺陷的各个位置的各个灰度级的面板缺陷补偿数据(S6)。
对检测到的缺陷子像素执行第二修复处理(S10)。第二修复处理(S10)包括将缺陷子像素10与正常子像素11电短路或电链接,该正常子像素11与缺陷子像素10相邻并且按照针对第一修复处理所述的相同方式显示与缺陷子像素10相同的颜色。第一修复处理S5和第二修复处理S10可以相同,或者它们可以根据稍后将描述的用于形成导电链接图案12的实施例而不同。因此,将结合对用于形成导电链接图案12的实施例的说明来详细说明第二修复处理S10。
在执行用于缺陷子像素10的第二修复处理(S10)之后,在检查计算机中存储描述链接子像素13的位置的信息和描述缺陷子像素10的存在或不存在的信息,并且检查计算机计算用于链接子像素13的各个位置的各个灰度级的电荷特性补偿数据(S6)。
随后,在显示板和驱动面板上安装驱动电路,并且驱动电路被安装到在其中安装该驱动电路的壳体中,并且在模块装配工艺中在该壳体中设置背光和其它组件(S11)。在驱动电路安装工艺中,将其上安装有包括选通驱动IC和数据驱动IC的集成电路(IC)的带载封装(下文中称为“TCP”)的输出端连接到基板的焊盘部分,并且将TCP的输入端子连接到其上安装有定时控制器的印刷电路板(下文中称为“PCB”)上。在该PCB上安装其中存储有面板缺陷和/或链接子像素的位置数据以及面板缺陷补偿数据和/或电荷特性补偿数据的非易失性存储器。还在该PCB上安装补偿电路,该补偿电路用于使用存储在非易失性存储器中的数据对要提供给面板缺陷和/或链接子像素13的数字视频数据进行调制。可以采用EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)作为非易失性存储器。补偿电路可以与定时控制器集成在一起或者嵌入到定时控制器中。可以通过玻上芯片(COG)在基板上直接安装驱动集成电路,而不采用使用带载封装的带自动焊接(TAB)方法来进行安装。
在完成模块装配之后,进行评价,以通过分析由检查计算机存储的描述面板缺陷和/或缺陷子像素的存在或不存在的信息来确定在显示板中是否存在面板缺陷和/或缺陷子像素。如果在显示板中存在面板缺陷和/或缺陷子像素(S12[是]),则在检查计算机中存储面板缺陷和/或链接子像素的位置数据,并且在EEPROM中存储由检查计算机计算出的面板缺陷补偿数据和/或电荷特性补偿数据(S13)。作为另一种选择,可以在执行模块装配之前进行这种评价。
检查计算机通过使用ROM记录器将位置数据和补偿数据提供给EEPROM。该ROM记录器可以将位置数据和补偿数据通过用户连接器传送到EEPROM。通过该连接器串行地传送补偿数据。可以将附加信号(诸如连续时钟、电源和地电源)通过该连接器传送到EEPROM。
因为当与非缺陷区进行比较时亮度差或色差的程度根据面板缺陷的位置而改变,所以对于特定的面板缺陷位置可以对由检查计算机计算出的面板缺陷补偿数据(即,存储在EEPROM中的面板缺陷补偿数据)中的各个补偿值进行优化。而且,如图5中所示,应当考虑显示板的伽玛特性来优化补偿值。因此,如图5中所示,可以对各个R、G、B子像素中的各个灰度级建立补偿值,或者可以对各个灰度级范围(A、B、C、D)建立公共补偿值,其中各个范围包括多个灰度级。例如,对于各个位置可以将补偿值设置为优化值,例如“面板缺陷1”的位置处为“+1”、“面板缺陷2”的位置处为“-1”、“面板缺陷3”的位置处为“0”,并且对于各个灰度级范围也可以将补偿值设置为优化值,例如“灰度级范围A”处为“0”、“灰度级范围B”处为“0”、“灰度级范围C”处为“1”、“灰度级范围D”处为“1”。因此,在特定的面板缺陷位置处对于各个灰度级或灰度级范围可以将补偿值设置得不同,并且对于给定灰度级还可以使补偿值对于各个面板缺陷位置不同。当校正亮度时可以将补偿值设置为对于一个像素的各个R、G、B具有相同值,并且可以通过包括该R、G、B子像素的一个像素的单元来进行设置。而且,当对色差进行校正时,可以在各个R、G、B数据中对于补偿值进行不同地设置。例如,如果在特定面板缺陷位置处而不是在非缺陷位置处更加显著地显示红色,则R补偿值可以低于G和B补偿值。
此外,与未链接的正常子像素14相比,链接子像素13的电荷特性根据链接子像素13的位置在亮度差或色差的程度方面发生改变,并且应当针对链接子像素13的各个位置对存储在EEPROM中的电荷特性补偿数据的补偿值进行优化。此外,存储在EEPROM中的电荷特性补偿数据的补偿值可以对于链接子像素13的各个灰度级而不同,从而具有与未链接的正常子像素14的灰度级表达能力相同的灰度级表达能力,或者可以对于覆盖多个灰度级的各个灰度级范围而不同。
作为另一种选择,可以使用EDID ROM(扩展显示器识别数据ROM)而不是使用EEPROM作为非易失性存储器。可以在EDID ROM中存储基本显示装置的监视器信息数据,例如销售者/制造者识别信息(ID)、变量和特性。在来自于存储监视器信息数据的存储空间中的独立存储空间中存储位置数据和补偿数据。在将补偿数据存储在EDID ROM中而不是EEPROM中的情况下,ROM记录器通过DDC(数据显示通道)传输补偿数据。因此,当采用EDID ROM时,可以省略EEPROM和用户连接器,从而降低开发成本。作为另一种选择,也可以采用其中可擦除和重新加载所存储的数据的其它类型的非易失性存储器来代替EEPROM和EDID ROM作为用于存储位置数据和补偿数据的非易失性存储器。
随后,通过使用存储在EEPROM中的位置数据和补偿数据对待提供给链接子像素13和/或面板缺陷位置的数字视频数据进行调制。然后,将调制数据提供给液晶显示装置,从而显示测试图像,并且使用测试图像的电/磁检查和/或肉眼检查来执行对图像质量缺陷的第三检查(S14)。
如果作为步骤S14的第三检查的结果检测到图像质量缺陷(S15[是]),则在检查计算机中存储描述其中出现图像质量缺陷的位置的信息,并且检查计算机计算用于其中出现图像质量缺陷的位置处的各个灰度级的图像质量缺陷的补偿数据(S6)。将用于图像质量缺陷的补偿数据计算与用于前述面板缺陷和/或链接子像素的补偿数据组合,并且在EEPROM中存储用于图像质量缺陷的位置数据和计算出的补偿数据(S13)。通过步骤S14的第三检查检测到的图像质量缺陷可以包括与背光相关联的亮线缺陷,并且可以包括其它缺陷,例如面板缺陷和/或与没有对补偿值进行优化的链接子像素相关的缺陷。
当作为步骤S14的第三检查的结果没有检测到图像质量缺陷(S15[否])时,将液晶显示装置识别为可接受产品以进行装运。换句话说,如果图像质量缺陷的严重性没有被识别为不超过合格产品的容许基准值,则认为该液晶显示装置是可接受的(S16)。另一方面,如果在利用调制数据来驱动液晶显示装置时,产生诸如背光亮线的显示质量缺陷,则在EEPROM中存储图像质量缺陷的位置和与显示缺陷的位置相关的补偿数据。
图7到17表示可在第一和第二修复处理中使用的导电链接图案的各种实施例(S5、S10)。
图7、8和9表示根据本发明第一实施例的TN模式的液晶显示装置的修复处理。
参照图7、8和9,根据本发明第一实施例的修复处理包括利用钨化学汽相淀积(W-CVD)工艺在缺陷子像素10的像素电极43A和与缺陷子像素10的像素电极43A相邻的正常子像素11的像素电极43B上形成链接图案44。
选通线41和数据线42在下基板的玻璃基板45上彼此交叉,并且在选通线41和数据线42的交叉处形成TFT。TFT的栅极电连接到选通线41,并且TFT的源极电连接到数据线42。此外,TFT的漏极通过接触孔电连接到像素电极43A、43B。
采用使用金属(例如,铝Al和钕化铝AlNd)的栅极金属淀积工艺、光刻工艺和蚀刻工艺,在玻璃基板45上形成包括选通线41、TFT的栅极的栅极金属图案。
通过使用金属(例如,铬Cr、钼Mo和钛Ti)的源/漏金属淀积工艺、光刻工艺和蚀刻工艺,在栅绝缘膜46上形成包括数据线42和TFT的源极和漏极的源/漏金属图案。
用于使栅极金属图案与源/漏金属图案电绝缘的栅绝缘膜46由无机绝缘膜(例如,氮化硅SiNx或氧化硅SiOx)形成。覆盖TFT、选通线41和数据线42的钝化膜47可以由无机绝缘膜或有机绝缘膜形成。
通过淀积透明导电金属(例如,铟锡氧化物ITO、氧化锡TO、铟锌氧化物IZO或铟锡锌氧化物ITZO)并执行光刻工艺和蚀刻工艺,在钝化膜上形成像素电极43A、43B。在液晶显示装置的工作期间,在TFT导通的扫描周期内,通过TFT从数据线42将数据电压提供给像素电极43A和43B。
可以在执行基板接合和液晶注入工艺之前对下基板进行修复处理。修复处理包括采用激光切割工艺在TFT的源极和数据线42之间或在TFT的漏极和像素电极43A之间使现有路径开路。对上述路径中的任何一个进行开路通过缺陷子像素10的TFT使到达像素电极43A的电流路径中断。修复处理进一步包括采用W-CVD工艺将钨W直接淀积到缺陷子像素10的像素电极43A上、直接淀积到与缺陷子像素10相同颜色并与缺陷子像素10相邻的正常子像素11的像素电极43B上,并且直接淀积到像素电极43A、43B之间的钝化膜47上,从而形成链接图案44。可以在W-CVD工艺之前或在W-CVD工艺之后进行路径开路工艺。
该W-CVD工艺包括:在W(CO)6气氛下将激光照射到像素电极43A和43B中的一个电极上,然后沿着扫描路径将所照射的激光移动或扫描到像素电极43A和43B中的另一个电极。在与激光的反应中,钨(W)从W(CO)6气氛中分离,并且所分离的钨淀积到像素电极43A、43B上并且沿激光的扫描路径淀积到其间的钝化膜47上。
图10、11和12表示根据本发明第二实施例的TN模式的液晶显示装置的修复处理。
参照图10、11和12,根据本发明第二实施例的修复处理包括:形成与其间具有钝化膜77的缺陷子像素10的像素电极73A和与缺陷子像素10相邻的正常子像素11的像素电极73B重叠的链接图案74。
选通线71和数据线72在下基板的玻璃基板75上彼此交叉,并且在交叉部分处形成TFT。TFT的栅极电连接到选通线71,并且TFT的源极电连接到数据线72。TFT的漏极通过接触孔电连接到像素电极73A、73B。
采用栅极金属淀积工艺、光刻工艺和蚀刻工艺,在玻璃基板75上形成包括选通线71和TFT的栅极的栅极金属图案。
选通线71包括在选通线中形成的凹陷图案80,以提供选通线71与链接图案74的指定距离的间隔,以使选通线71不与链接图案74重叠。换句话说,凹陷图案80部分地包含链接图案74。
通过源/漏金属淀积工艺、光刻工艺和蚀刻工艺,在栅绝缘膜76上形成包括数据线72、TFT的源极和漏极、链接图案74的源/漏金属图案。
链接图案74是在进行修复处理之前不与选通线71、数据线72和像素电极73A和73B连接的岛形图案。链接图案74的各个端部都与彼此相邻的像素电极73A和73B的相应的一个重叠。链接图案74可通过采用激光焊接工艺连接到像素电极73A和73B。
栅绝缘膜76使栅极金属图案与源/漏金属图案电绝缘,而钝化层77使源/漏金属图案与像素电极73A和73B电绝缘。
通过淀积透明导电金属的工艺并执行光刻工艺和蚀刻工艺,在钝化膜77上形成像素电极73A和73B。像素电极73A和73B包括从像素的一侧延伸并与链接图案的一端重叠的凸起76。在工作期间,在TFT导通的扫描周期内,通过TFT从数据线72将数据电压提供给像素电极73A和73B。
可以在执行基板接合和液晶注入工艺之前在下基板上进行修复处理,或者可以在执行基板接合和液晶注入工艺之后在显示板上进行修复处理。修复处理包括:采用激光切割工艺在TFT的源极和数据线72之间或在TFT的漏极和像素电极73A之间对电流路径进行开路,以通过缺陷像素的TFT使到达像素电极73A的电流路径中断。修复处理进一步包括对分别与链接图案74的各个端部相邻的像素电极73A和73B直接照射激光,如图8中所示,以通过激光焊接将像素电极73A和73B连接到链接图案74的各个端部。通过激光使部分像素电极73A和73B以及钝化膜77熔化,结果,将像素电极73A和73B连接到链接图案74。可以在进行激光焊接工艺之前或在进行激光焊接工艺之后进行电流路径开路工艺。图12表示在激光焊接工艺之前通过钝化膜77使像素电极73A和73B与链接图案74电隔离。
图13和14表示根据本发明第三实施例的IPS模式液晶显示装置的修复处理。
参照图13和14,根据本发明第三实施例的修复处理包括:使用W-CVD(化学汽相淀积)工艺在缺陷子像素10的像素电极103A和与缺陷子像素10彼此相邻的正常子像素11的像素电极103B上形成链接图案104。
选通线101和数据线102在下基板的玻璃基板105上彼此交叉,并且在交叉部分处形成TFT。TFT的栅极电连接到选通线101,并且TFT的源极电连接到数据线102。TFT的漏极通过接触孔电连接到像素电极103A、103B。
采用栅极金属淀积工艺、光刻工艺和蚀刻工艺,在玻璃基板105上形成包括选通线101、TFT的栅极和公共电极108的栅极金属图案。公共电极108连接到各个液晶单元,以将公共电压Vcom提供给液晶单元。通过将公共电压Vcom提供给公共电极108并将数据电压提供给像素电极103A和103B,来将水平电场施加给液晶单元。
通过源/漏金属淀积工艺、光刻工艺和蚀刻工艺,在栅绝缘膜106上形成包括数据线102和TFT的源极和漏极的源/漏金属图案。
通过淀积透明导电金属的工艺,并通过执行光刻工艺和蚀刻工艺,在钝化膜107上形成像素电极103A和103B。在工作期间,在TFT导通的扫描周期内,通过TFT从数据线102将数据电压提供给像素电极103A和103B。
可以在执行基板接合和液晶注入工艺之前在下基板上进行根据本发明第三实施例的修复处理。该修复处理包括采用激光切割工艺在TFT的源极和数据线102之间或在TFT的漏极和像素电极103A之间对电流路径进行开路,以中断在像素电极103A和缺陷子像素10的TFT之间的电流路径。该修复处理进一步包括:通过W-CVD工艺将钨(W)直接淀积到缺陷子像素10的像素电极103A和与缺陷子像素10相同颜色且与缺陷子像素10相邻的正常子像素11的像素电极103B上,并且直接淀积到像素电极103A和103B之间的钝化膜107上,从而形成链接图案104。可以在进行钨淀积工艺之前或在钨淀积工艺之后进行电流路径开路工艺。
图15和16表示根据本发明第四实施例的IPS模式液晶显示装置的修复处理。在图15和16中,可以省略用于与数据金属图案(例如,数据线、TFT和像素电极)一起将水平电场施加到液晶单元的公共电极。
参照图15和16,根据本发明第四实施例的液晶显示装置的选通线121包括:颈部分132;头部分133,其连接到颈部分132且延伸至颈部分132的区域;以及在选通线121中的围绕头部分133和颈部分132的周边的开口131,其具有“C”形状。
采用栅极金属淀积工艺、光刻工艺和蚀刻工艺,在玻璃基板125上形成包括选通线121和TFT的栅极以及公共电极的栅极金属图案。
通过包括淀积透明导电金属的工艺并执行光刻工艺和蚀刻工艺,在钝化膜127上形成像素电极123A和123B。
在修复处理中,采用激光切割工艺,使选通线121的颈部分132开路。头部分133的一个端部与缺陷子像素10的像素电极123A重叠,并且其间具有栅绝缘膜126和钝化膜127,而头部分133的另一端部和与缺陷子像素10相邻的正常子像素11的像素电极123B重叠,并且其间具有栅绝缘膜126和钝化膜127。
可以在执行基板接合和液晶注入工艺之前在下基板上进行修复处理,或者在执行基板接合和液晶注入工艺之后在面板上进行修复处理。该修复处理包括采用激光切割工艺在TFT的源极和数据线之间或在TFT的漏极和像素电极123A之间对电流路径进行开路,以中断在像素电极123A和缺陷像素的TFT之间的电流路径。该修复处理进一步包括使选通线121的颈部分132开路。此外,该修复处理包括:如图13所示利用激光焊接工艺将激光照射到与头部分133的两个端部相邻的像素电极123A和123B上。在激光焊接工艺中,熔化像素电极123A和123B、钝化膜127和栅绝缘膜126的一部分,使头部分133与选通线121分离并通过头部分133将像素电极103A和103B连接在一起。可以在激光焊接工艺之前或之后执行线路开路工艺。图17表示在进行激光焊接工艺之前通过钝化膜127和栅绝缘膜126电隔离的像素电极123A和123B以及头部分133。
在根据本发明第四实施例的修复处理中,可以在选通线121的构图工艺期间去除颈部分133,从而形成与图10的链接图案74相似的独立图案,使得可以省略在修复处理期间切割颈部分133。
如上所述,可以对每个像素形成单一的图10的链接图案74、或图15的头部分133、颈部分132和孔径图案131。作为另一种选择,对于每个像素,可以采用例如图10或图15中所示的多个链接图案,从而降低链接像素之间的电阻(即,接触电阻)。
根据本发明的液晶显示装置的图像质量控制方法包括:使用补偿数据对待提供给在显示屏中出现图像质量缺陷的位置的数字视频数据进行调制,由此对图像质量缺陷进行补偿。可以按照如上所述的液晶显示装置的制造方法一样的方式来计算补偿数据。用于对待提供给出现图像质量缺陷的位置的数字视频数据进行调制的方法可以根据该位置处的图像质量缺陷的类型而改变。例如,与在一个区域中通常出现的面板缺陷相比,对于其中因产生范围窄所以数据波动的可感知性低的链接子像素,可以应用数据调制方法,其中通过可以由数字视频数据直接进行表示的灰度级的表示单元来增加或减少待施加到出现图像质量缺陷的位置的数字视频数据。对于面板缺陷区,可以通过应用帧速率控制(FRC)和/或抖动方法来调制该数据,从而允许提供细分的灰度级值以获得对补偿的更精确的控制。帧速率控制和抖动是一种采用视觉集成效应的图像控制方法。帧速率控制采用在像素的时间排列方面的视觉集成以表示不同的色彩或灰度级。像素的时间排列跨越作为帧单位的多个帧周期。帧周期还被公知为场周期并且帧周期是当将数据提供给一个画面的所有像素时的一个画面的显示周期。对于NTSC系统,帧周期被标准化为1/60秒;而对于PAL系统帧周期被标准化为1/50秒。抖动采用在像素的空间排列方面的视觉集成以表示不同的色彩或灰度级,从而使图像表示色彩或其间的灰度级。
根据本发明的液晶显示装置的图像质量控制方法被分为用于面板缺陷的第一补偿步骤和用于链接子像素的第二补偿步骤。
在根据本发明的液晶显示装置的图像质量控制方法的第一补偿步骤的第一实施例中,在存储器中存储用于面板缺陷位置的位置信息和与面板缺陷位置相对应并根据输入数字视频数据的灰度级进行了优化的补偿值,并且如果通过判断灰度级和输入数字视频数据的显示位置将输入数字视频数据判断为将在面板缺陷位置处显示的数据,则利用帧速率控制方法对多个帧在时间上细分该补偿值。在根据本发明的液晶显示装置的图像质量控制方法的第一补偿步骤的第二实施例中,在存储器中存储用于面板缺陷位置的位置信息和与面板缺陷位置相对应并根据输入数字视频数据的灰度级进行了优化的补偿值,并且如果通过判断灰度级和输入数字视频数据的显示位置将输入数字视频数据判断为将在面板缺陷位置处显示的数据,则利用抖动方法对多个相邻像素在空间上细分该补偿值。在根据本发明的液晶显示装置的图像质量控制方法的第一补偿步骤的第三实施例中,在存储器中存储用于面板缺陷位置的位置信息和与面板缺陷位置相对应并根据输入数字视频数据的灰度级进行了优化的补偿值,并且如果通过判断灰度级和输入数字视频数据的显示位置将输入数字视频数据判断为将在面板缺陷位置处显示的数据,则利用帧速率控制方法对多个帧在时间上细分该补偿值并利用抖动方法对多个相邻像素在空间上细分该补偿值。
将参照图18到20,对帧速率控制方法和抖动方法进行说明。例如,在由其中仅可以显示0灰度级和1灰度级的像素构成的面板上表示中间灰度级(例如1/4灰度级、1/2灰度级、3/4灰度级)的情况下,在帧速率控制方法中,如果在构成一个帧组并且连续的4个帧当中的3个帧期间在任何一个像素中显示0灰度级并且在1个帧期间显示1灰度级,如图18的(a)中所示,则观察者感知到该像素的1/4灰度级。通过类似的方式,如图18的(b)和(c)中所示,也可以表示出1/2灰度级和3/4灰度级。在抖动方法中,如果在具有2×2像素结构且构成一个像素组的4个像素当中的3个像素中显示0灰度级并在一个像素中显示出1灰度级,如图19的(a)中所示,则观察者感知到该像素组的1/4灰度级。通过类似的方式,如图19的(b)和(c)中所示,也可以表示出1/2灰度级和3/4灰度级。此外,作为一种使用帧速率控制方法和抖动(dithering)方法的方法,图20表示通过同时应用以2×2像素结构作为像素组的抖动方法和以4个帧作为该像素组的单位的帧速率控制方法来表示中间灰度级。在采用2×2像素结构和作为帧单位的4个帧的帧速率控制方法和抖动方法的情况下,如果参照图20的(a),则在4个帧中的每一帧中通过该像素组显示的灰度级为1/4灰度级,并且形成该像素组的每个像素(第一到第四像素)通过以4个帧作为单位来表示1/4灰度级。通过相同的方式,当表示1/2灰度级时,如(b)中所示,每个像素组通过抖动方法对于每一帧表示1/2灰度级,并且各个像素对于4个帧表示出1/2灰度级。通过相同的方式,如(c)中所示表示3/4灰度级。按照这种方式同时应用帧速率控制和抖动的控制方法具有以下优点:能够解决在帧速率控制方法中产生的闪烁和在抖动方法中产生的分辨率降低。
在帧速率控制方法中形成帧单位的帧数量或在抖动方法中构成像素组的像素数量可以根据情况需要适当地进行调整。作为一个示例,图21表示使用8×8像素结构和8个帧作为一个单位而采用帧速率控制和抖动的控制方法。
例如,如图22A中所示,如果在显示板上存在面板缺陷区1到4(PDA1到PDA4),为了如图21中所示通过帧速率控制和抖动方法来补偿面板缺陷区1到4(PDA1到PDA4),如下表1所示,在EEPROM中存储用于各个面板缺陷区(PDA1到PDA4)的各个位置的、对于各个灰度级的面板缺陷补偿数据。
表1
分类 | 灰度级值 | PDA1 | PDA2 | PDA3 | PDA4 |
灰度级范围1 | 00000000(0)~00110010(50) | 010(2) | 010(2) | 010(2) | 100(4) |
灰度级范围2 | 00110011(51)~00111000(112) | 011(3) | 011(3) | 010(2) | 101(5) |
灰度级范围3 | 01110001(113)~10111110(190) | 100(4) | 100(4) | 011(3) | 110(6) |
灰度级范围4 | 10111111(191)~11111010(250) | 101(5) | 101(5) | 011(3) | 111(7) |
当存储在EEPROM中的面板缺陷补偿数据如表1中所示时,如果要提供给“面板缺陷区1(PDA1)”的数字视频数据为与“灰度级范围2”相对应的“01000000”(64),则第一补偿步骤通过采用补偿数据“011”(3)来执行如图21的(d)中所示的帧速率控制和抖动,从而对待提供给“面板缺陷区1(PDA1)”的数字视频数据进行调制。如果要提供给“面板缺陷区4(PDA4)”的数字视频数据为与“灰度级范围3”相对应的“10000000”(128),则通过采用补偿数据“110”(6)以如图21的(g)中所示模式来执行帧速率控制和抖动,从而对待提供给“面板缺陷区4(PDA4)”的数字视频数据进行调制。
如上所述,根据本发明的液晶显示装置的图像质量控制方法的第一补偿步骤可以采用使用帧速率控制和/或抖动的图像质量控制方法来补偿面板缺陷位置的亮度差,从而通过细分显示装置的屏幕根据显示装置的数据处理能力而能够进行表示的色彩或灰度级来表示色彩和灰度级,使得能够实现更加自然且更高质量的图像。
在根据本发明实施例的液晶显示装置的图像质量控制方法的第二补偿步骤中,由可以通过数字视频数据进行表示的灰度级表示单位来增加或减少要在链接子像素中显示的数字视频数据。
例如,如图22B中所示,当在显示板上存在链接子像素1和2(LSP1和LSP2)时,在EEPROM中存储对于各个链接子像素LSP1和LSP2的各个位置和对于各个灰度级的面板缺陷补偿数据,如表2中所示,以补偿链接子像素1和2 LSP1和LSP2的电荷特性。
表2
分类 | 灰度级区 | 链接子像素1 | 链接子像素2 |
灰度级范围1 | 00000000(0)~00110010(50) | 00000100(4) | 00000010(2) |
灰度级范围2 | 00110011(51)~00111000(112) | 00000110(6) | 00000100(4) |
灰度级范围3 | 01110001(113)~10111110(192) | 00001000(8) | 00000110(6) |
当存储在EEPROM中的面板缺陷补偿数据如表2中所示时,如果要提供给链接子像素1 LSP1的数字视频数据为与“灰度级范围1”相对应的“01000001”(64),则第二补偿步骤通过将“00000100”(4)添加到“01000001”(64)来将待提供给链接子像素1(LSP1)的数字视频数据调制为“01000100”(68),而如果提供给链接子像素2LSP2的数字视频数据为与“灰度级范围3”相对应的“10000001”(128),则通过将“00000110”(6)添加到“10000001”(128)来将待提供给链接子像素2的数字视频数据调制为“10000110”(134)。
如上所述,在本发明的第二补偿步骤中,缺陷子像素被电连接到相同颜色的相邻正常子像素,从而形成链接子像素,并且采用预定的补偿数据来调制要在链接子像素中显示的数字视频数据,以对链接子像素的电荷特性进行补偿,从而降低缺陷子像素的可感知性。
另一方面,如图22C中所示,在显示板上的面板缺陷区PDA3中可以存在链接子像素LSP3。当面板缺陷区3(PDA3)与链接子像素LSP3重叠时,第二补偿部分考虑通过第一补偿部分计算出的面板缺陷补偿数据值来计算电荷特性补偿数据。
例如,假设面板缺陷区与链接子像素分离,则将特定灰度级(区)中的面板缺陷补偿数据确定为“+2”,并且将电荷特性补偿数据确定为“+6”,在如上所述的面板缺陷区PDA3与链接子像素LSP3重叠的情况下,在第一补偿部分中对链接子像素LSP3的电荷特性补偿“+2”,因此在第二补偿部分中对链接子像素的电荷特性补偿“+4”(+6-2)。
为了实现如上所述的根据本发明的实施例的图像质量控制方法,根据本发明的实施例的液晶显示装置包括补偿电路205,该补偿电路接收视频数据,调制所接收的数据,并将其提供给驱动显示板203的驱动器210,如图23所示。
图24表示根据本发明实施例的液晶显示装置。
参照图24,根据本发明实施例的液晶显示装置包括:显示板203,其中数据线206与选通线208交叉,并且在数据线206和选通线208的各个交叉处形成用于驱动液晶单元Clc的TFT;补偿电路205,用于产生校正数字视频数据Rc/Gc/Bc;数据驱动电路201,用于将校正数字视频数据Rc/Gc/Bc转换为模拟数据电压以提供给数据线206;选通驱动电路202,用于将扫描脉冲提供给选通线206;以及定时控制器204,用于控制数据驱动电路201和选通驱动电路202。
显示板203具有设置在两个基板之间,即设置在TFT基板和滤色器基板之间的液晶层。在TFT基板上,形成交叉的数据线206与选通线208。在数据线206与选通线208的交叉处形成的各个TFT响应于来自选通线208的扫描脉冲,将提供给数据线206的数据电压提供给液晶单元Clc的像素电极。在滤色器基板上,形成黑底、滤色器和公共电极。作为另一种选择,可以在采用水平电场施加方法的装置的TFT基板上形成在滤色器基板中形成的公共电极。将具有基本上彼此垂直的偏振轴的偏振板分别粘接到TFT基板和滤色器基板上。
补偿电路205从系统接口接收输入数字视频数据Ri/Gi/Bi;并对要提供给面板缺陷位置的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制,由此产生校正数字视频数据Rc/Gc/Bc。以下将提供对补偿电路205的详细描述。
定时控制器204利用由补偿电路205提供的垂直/水平同步信号Vsync/Hsync、数据使能信号DE和点时钟DCLK来产生用于控制选通驱动电路202的选通控制信号GDC和用于控制数据驱动电路201的数据控制信号DDC。定时控制器204响应于点时钟DCLK将校正数字视频数据Rc/Gc/Bc提供给数据驱动电路201。
数据驱动电路201接收校正数字视频数据Rc/Gc/Bc,将该数字视频数据Rc/Gc/Bc转换为模拟伽玛补偿电压,并在定时控制器204的控制下将该模拟伽玛补偿电压作为数据电压提供给液晶显示板203的数据线206。
选通驱动电路202将扫描信号依次提供给选通线208,由此使连接到选通线208的TFT导通,以选择将被提供模拟伽玛补偿电压的一条水平线的液晶单元Clc。由数据驱动电路201输出的模拟数据电压与待提供给所选择的一条水平线的液晶单元Clc的扫描脉冲同步。
将参照图25和31来提供对补偿部分205的详细说明。
参照图25,补偿部分205包括:EEPROM 253,用于存储位置数据PD、面板缺陷补偿数据CD和电荷特性补偿数据CD,该位置数据PD描述显示板203的链接子像素和面板缺陷区的位置,该面板缺陷补偿数据CD用于补偿要在面板缺陷区中显示的亮度,该电荷特性补偿数据CD用于补偿链接子像素的电荷特性;补偿部分251,用于利用存储在EEPROM253中的位置数据和补偿数据通过对输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制来产生校正数字视频数据Rc、Gc、Bc;接口电路257,用于在补偿电路205和外部系统之间进行通信;以及寄存器255,用于临时存储通过接口电路257提供的要存储在EEPROM 253中的数据。
对于存储在EEPROM 253中的补偿数据的补偿值可以根据输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的灰度级而改变。该补偿数据还可以根据包括多个灰度级的灰度级范围而改变或与其相关。在与灰度级范围相对应地建立补偿值的情况下,同样在EEPROM 253中存储用于该灰度级范围的信息,即,用于包括在该灰度级范围中的灰度级的信息。可以利用ROM写入器来更新或重写存储在EEPROM253中的位置数据PD和补偿数据CD。
构成接口电路257,以支持在补偿电路205和外部系统之间的通讯,并且可以根据诸如I2C的通信标准协议来设计接口电路257。外部系统可以通过接口电路257读取或修改存储在EEPROM 253中的数据。也就是说,存储在EEPROM 253中的位置数据PD和补偿数据CD可以被更新,从而适应诸如制造工艺的改变、模型和特定应用之间的差异的变化。用户可以提供要从外部系统加载的位置数据UPD和补偿数据UCD,来修改存储在EEPROM 253中的数据。
在更新存储在EEPROM 253中的位置数据PD和补偿数据CD之前,在寄存器255中临时存储通过接口电路257传送的位置数据UPD和补偿数据UCD。
下面,将参照图26到31对根据本发明的补偿部分251进行详细说明。
参照图26,根据本发明第一实施例的补偿部分251包括:第一补偿部分251A,其利用存储在EEPROM 253中的面板缺陷位置数据PD和面板缺陷补偿数据CD通过FRC方法对要提供给面板缺陷位置的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制;以及第二补偿部分251B,其利用电荷特性补偿数据对通过第一补偿部分251A进行了调制的数字视频数据Rm/Gm/Bm进行调制。
第一补偿部分251A包括位置判定部分261A、灰度级判定部分262、地址产生部分263和FRC控制器264。
另一方面,由第一补偿部分251A读取的EEPROM 253包括:EEPROM的分别用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的253FR、253FG、253FB,其中存储面板缺陷位置数据PD和面板缺陷补偿数据CD。
位置判定部分261A判断显示板203上的要利用垂直/水平同步信号Vsync/Hsync、数据使能信号DE和点时钟DCLK来显示输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的位置。
灰度级判定部分262包括用于红色R、绿色G和色蓝B中的每一个的灰度级判定部分262R、262G、262B。灰度级判定部分262R、262G、262B分析输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的灰度级。
地址产生部分263包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的地址产生部分263R、263G、263B。地址产生部分263R、263G和263B获取来自EEPROM 253FR、253FG和253FB的面板缺陷位置数据和位置判定部分261的判定结果,如果输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的显示位置与面板缺陷位置相对应,则地址产生部分263R、263G和263B产生用于从EEPROM 253FR、253FG和253FB中读取面板缺陷区的面板缺陷补偿数据的读取地址。将利用该读取地址从EEPROM 253FR、253FG和253FB读取的面板缺陷补偿数据提供给FRC控制器264R、264G和264B。
FRC控制器264包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的FRC控制器264R、264G和264B。FRC控制器264R、264G和264B利用来自EEPROM 253FR、253FG和253FB的面板缺陷补偿数据来增加或减少输入数字视频数据Ri/Gi/Bi,从而对要显示在面板缺陷区处的数据进行修改。但是,如图18中所示,帧数量和帧顺序(根据它们来增加或减少面板缺陷补偿数据)可以根据面板缺陷补偿值而改变,由此对多个帧细分面板缺陷补偿数据。例如,当使得用于控制FRC的帧单位(帧的数量)为4帧时,如图18中所示,“00”为用于补偿0灰度级的面板缺陷补偿数据,“01”用于1/4灰度级,“10”用于1/2灰度级,“11”用于3/4灰度级,如果作为要在面板缺陷位置处进行补偿的补偿值而设置的面板缺陷补偿数据为用于补偿0.5(1/2)灰度级的“01”,则FRC控制器264R、264G、264B在4帧周期当中的2帧周期期间将“1”灰度级添加到对应的面板缺陷位置像素的数据,以将0.5灰度级的补偿提供给显示在面板缺陷位置处的Ri/Gi/Bi。如图27中所示,可以构成各个FRC控制器264R、264G、264B。
图27表示用于红色数据的第一FRC控制器264R的细节。用于绿色和蓝色数据的第二和第三FRC控制器264G和264B基本上具有与第一FRC控制器264R相同的电路结构。
参照图27,第一FRC控制器264R包括补偿值判定部分271、帧数量感测部分272和操作器273。
补偿值判定部分271接收R补偿值,并利用通过用该补偿值除以帧单位中的帧数量计算出的值来产生FRD数据FD。例如,当采用4帧作为帧单位时,如果R面板缺陷补偿数据“00”将被解释为用于0灰度级的补偿值,则R面板缺陷补偿数据“01”将被解释为1/4灰度级,R面板缺陷补偿数据“10”将被解释为1/2灰度级,R面板缺陷补偿数据“11”将被解释为3/4灰度级,补偿值判定部分271判断R面板解释补偿数据“01”指令以将1/4灰度级添加到对应的面板缺陷位置的数据的显示灰度级。为了实现1/4灰度级的添加,如图18的(a)中所示,当在第一到第四帧周期当中的一个帧内要添加一个灰度级时,补偿值判定部分271在该帧周期内产生FRC数据FD“1”,而在其余的3帧周期期间产生FRC数据FD“0”。
帧数量感测部分272利用垂直/水平同步信号Vsync/Hsync、点时钟DCLK和数据使能信号DE中的一个或更多个来感测帧的数量。例如,帧数量感测部分272可以通过对垂直同步信号Vsync进行计数来感测帧的数量。
操作器273通过对FRC数据FD增加或减少输入数字视频数据Ri/Gi/Bi来产生校正数字视频数据Rm。
可以通过独立的数据传输电路将待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD提供给FRC控制器264R、264G和264B,或者可以将待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD进行组合以通过同一电路进行提供。例如,在待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi为8位的“01000000”且面板缺陷补偿数据CD为3位的“011”的情况下,可以通过不同的数据传输电路将“01000000”和“011”分别提供给FRC控制器264R、264G、264B,或者将其组合为11位的“01000000011”以提供给FRC控制器264R、264G和264B。当将待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD组合为待提供给FRC控制器264的11位数据时,FRC控制器264将该11位数据的高8位识别为待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi,并且将低3位识别为用于执行FRC的面板缺陷补偿数据CD。作为根据“01000000”和“011”产生“01000000011”数据的方法的一个示例,可以将“000”的虚位附加为较低位以对“01000000”进行转换,从而转换为“01000000000”,并且通过向其添加“011”来产生数据“01000000011”。
如上所述,根据本发明第一实施例的第一补偿部分251A可以将补偿值细分为1021个灰度级,以例如当所输入的R、G、B数字视频数据分别为8位并且临时以4帧周期作为一个帧组来划分该补偿值时,能够对将在面板缺陷位置处显示的数据进行校正。
第二补偿部分251B通过增加或减少在由第一补偿部分251A进行了修改的数字视频数据Rm/Gm/Bm中所包含的链接子像素13的数据或在未被第一补偿部分251A进行调制的非缺陷区的数据中所包含的链接子像素13的数据来产生校正数字视频数据Rc/Gc/Bc。第二补偿部分251B包括位置判定部分261B、灰度级判定部分262、地址产生部分263和操作器265。由第二补偿部分251B访问的EEPROM 253包括EEPROM的253R、253G和253B,其中分别对红色R、绿色G和蓝色B中的每一个存储链接子像素13的电荷补偿数据CD和位置数据PD。
位置判定部分261B利用垂直/水平同步信号Vsync、Hsync、数据使能信号DE和点时钟DCLK来判断输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的显示位置。
灰度级判定部分262包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的灰度级判定部分262R、262G和262B。灰度级判定部分262R、262G和262B分析输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的灰度级。
地址产生部分263包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的地址产生部分263R、263G和263B。地址产生部分263R、263G和263B访问存储在EEPROM 253R、253G和253B中的链接子像素13的位置数据和位置判定部分261B的判定结果,如果输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的显示位置与链接子像素13的位置相对应,则地址产生部分263R、263G和263B产生用于读取链接子像素13中的电荷特性补偿数据的读取地址,以提供给EEPROM 253R、253G和253B。将利用该读取地址从EEPROM253R、253G和253B获取的电荷特性补偿数据提供给操作器265R、265G和265B。
操作器265包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的操作器265R、265G和265B。操作器265R、265G和265B可以通过利用加法器或减法器向输入数字视频数据Ri/Gi/Bi添加电荷特性补偿数据或从输入数字视频数据Ri/Gi/Bi减去电荷特性补偿数据,来对要在链接子像素13中所包含的正常子像素11处显示的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制。操作器265R、265G和265B可以包括用于通过电荷特性补偿数据对输入数字视频数据执行乘法和除法的乘法器或除法器,作为加法器和减法器的替代。
将已经通过上述第一和第二补偿部分251A和251B进行了调制并且对面板缺陷和/或电荷特性进行了补偿的数字视频数据Rc、Gc、Bc通过驱动电路210作为已校正的数字视频数据提供给显示板203,从而显示具有已校正的图像质量的图像。
参照图28,根据本发明第二实施例的补偿部分251包括:第一补偿部分251A,其利用存储在EEPROM 253中的面板缺陷位置数据PD和面板缺陷补偿数据CD通过抖动方法对待提供给面板缺陷位置的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制;以及第二补偿部分251B,其使用电荷特性补偿数据对第一补偿部分251A的输出数据当中的链接子像素的数据进行调制。
第一补偿部分251A包括位置判定部分281A、灰度级判定部分282、地址产生部分283和抖动控制器284。由第一补偿部分251A访问的EEPROM 253包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的EEPROM的253DR、253DG、253DB,其中存储有面板缺陷区的位置数据PD和面板缺陷区的补偿数据CD。
位置判定部分281A利用垂直/水平同步信号Vsync/Hsync、数据使能信号DE和点时钟DCLK中的一个或更多个来判断输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的显示位置。
灰度级判定部分282包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的灰度级判定部分282R、282G、282B。灰度级判定部分282R、282G、282B分析输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的灰度级。
地址产生部分283包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的地址产生部分283R、283G、283B。地址产生部分283R、283G和283B访问存储在EEPROM 253DR、253DG和253DB中的面板缺陷位置数据,如果通过位置判定部分281A确定的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的显示位置与面板缺陷位置相对应,则地址产生部分283R、283G和283B产生用于从EEPROM 253DR、253DG和253DB中读取面板缺陷区的面板缺陷补偿数据的读取地址。将从EEPROM 253DR、253DG和253DB中读取的面板缺陷补偿数据根据该读取地址提供给抖动控制器284R、284G和284B。
抖动控制器284R、284G和284B对单元像素窗口的多个像素中的每一个像素在空间上细分来自EEPROM 253DR、253DG和253DB的面板缺陷补偿数据,由此对要在面板缺陷位置处显示的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制。
图29表示用于红色数据的第一抖动控制器284R的细节。用于绿色和蓝色数据的第二和第三抖动控制器284G和284B基本上具有与第一抖动控制器284R相同的电路结构。
参照图29,第一抖动控制器284R包括补偿值判定部分291、像素位置感测部分292和操作器293。
补偿值判定部分291判断R补偿值并利用要被划分为包括在单元像素窗口中的像素的值来产生抖动数据DD。对补偿值判定部分291进行编程,以根据R补偿值自动地输出抖动数据DD。例如,在对抖动补偿值进行预编程而识别到如果表示为二进制数据的R补偿值为“00”,则单元像素窗口的补偿值为1/4灰度级,如果R补偿值为“10”,则补偿值为1/2灰度级,如果R补偿值为“11”,则补偿值为3/4灰度级的情况下,如果在单元像素窗口中包含4个像素并且R补偿值为“01”且在其余3个像素位置中产生“0”作为抖动数据DD,则补偿值判定部分291产生“1”作为单元像素窗口内的一个像素位置处的抖动数据DD。
对于单元像素窗口内的各个像素位置,如图19所示,通过操作器293对输入数字视频数据增加抖动数据DD或从输入数字视频数据减少抖动数据DD。
像素位置感测部分292利用垂直/水平同步信号Vsync、Hsync、点时钟DCLK和数据使能信号DE中的任何一个或更多个来感测像素位置。例如,像素位置感测部分292可以通过对水平同步信号Hsync和点时钟DCLK进行计数来感测像素位置。
操作器293采用抖动数据DD通过增加或减少输入数字视频数据Ri/Gi/Bi来产生校正数字视频数据Rm。
可以通过不同的数据传输电路将待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD分别提供给抖动控制器284R、284G和284B,或者可以将待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD进行组合以通过同一电路进行提供。例如,在待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi为8位的“01000000”且面板缺陷补偿数据CD为3位的“011”的情况下,可以通过不同的数据传输电路将“01000000”和“011”分别提供给抖动控制器284R、284G、284B,或者将它们组合为11位的“01000000011”以提供给抖动控制器284R、284G和284B。按照这种方式,在待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD被组合为11位数据,以提供给抖动控制器284的情况下,抖动控制器284R、284G和284将该11位数据的高8位识别为待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi,而将低3位识别为面板缺陷补偿数据CD,由此进行抖动。另一方面,作为通过“01000000”和“011”的组合而产生数据“01000000011”的方法的一个示例,存在一种方法,该方法将“000”的虚位添加到“01000000”的较低位以转换为“01000000000”,并且通过对其添加“011”而产生数据“01000000011”。
如上所述,当假设单元像素窗口由4个像素组成时,根据本发明第二实施例的第一补偿部分251A可以利用对于R、G和B中的每一个被细分为1021个灰度级的补偿值来精确地调节要在面板缺陷位置处显示的数据。
第二补偿部分251B通过增加或减少包括在由第一补偿部分251A进行了修改的数字视频数据Rm/Gm/Bm中的链接子像素的数据或者被绕过而未进行调制的链接子像素的数据来产生校正数字视频数据Rc/Gc/Bc。第二补偿部分251B包括位置判定部分281B、灰度级判定部分282、地址产生部分283和操作器285。由第二补偿部分251B访问的EEPROM 253包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的EEPROM的253R、253G和253B,其中存储有链接子像素的电荷特性补偿数据CD和位置数据PD。
位置判定部分281B利用垂直/水平同步信号Vsync、Hsync、数据使能信号DE和点时钟DCLK来判断输入数字视频数据Ri/Gi/Bi在显示板103上的显示位置。
灰度级判定部分282包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的灰度级判定部分282R、282G和282B。灰度级判定部分282R、282G和282B分析第一补偿数据251的输出数据Rm/Gm/Bm中的每一个的灰度级。
地址产生部分283包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的地址产生部分283R、283G和283B。地址产生部分283R、283G和283B访问存储在EEPROM 253R、253G和253B中的链接子像素的位置数据和位置判定部分281B的判定结果,如果从灰度级判定部分282输入的数字视频数据的显示位置与链接子像素的位置相对应,则地址产生部分283R、283G和283B产生用于读取链接子像素中的电荷特性补偿数据的读取地址,以提供给EEPROM 253R、253G和253B。根据该读取地址将从EEPROM 253R、253G和253B输出的电荷特性补偿数据提供给操作器285R、285G和285B。
操作器285包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的操作器285R、285G和285B。操作器285R、285G和285B通过对输入数字视频数据Ri/Gi/Bi添加电荷特性补偿数据或从输入数字视频数据Ri/Gi/Bi中减去电荷特性补偿数据来对要在链接子像素13中所包括的正常子像素11处显示的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制。操作器285R、285G和285B可以包括用于通过电荷特性补偿数据对输入数字视频数据执行乘法和除法的乘法器或除法器,作为对加法器和减法器的替代。
将已经通过上述第一和第二补偿部分251A和251B进行了调制并且其中对面板缺陷和/或电荷特性进行了补偿的数字视频数据Rc、Gc、Bc通过驱动电路210提供给显示板203作为已校正的数字视频数据,从而显示具有已校正的图像质量的图像。
参照图30,根据本发明第三实施例的补偿部分251包括:第一补偿部分251A,其利用存储在EEPROM 253中的面板缺陷位置数据PD和面板缺陷补偿数据CD通过FRC和抖动方法对要提供给面板缺陷位置的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制;以及第二补偿部分251B,其使用电荷特性补偿数据对通过第一补偿部分251A输入的数字视频数据中的链接子像素的数据进行调制。
第一补偿部分251A包括位置判定部分301、灰度级判定部分302、地址产生部分303以及FRC和抖动控制器304。另一方面,由第一补偿部分251A访问的EEPROM 253包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的EEPROM的253FDR、253FDG、253FDB,其中存储有面板缺陷位置数据PD和面板缺陷补偿数据CD。
位置判定部分301利用垂直/水平同步信号Vsync、Hsync、数据使能信号DE和点时钟DCLK来判断输入数字视频数据Ri/Gi/Bi在显示板103上的显示位置。
灰度级判定部分302包括用于红色R、绿色G和蓝色B数据中的每一个的灰度级判定部分302R、302G和302B。灰度级判定部分302R、302G和302B分析输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的灰度级。
地址产生部分303包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的地址产生部分303R、303G和303B。地址产生部分303R、303G和303B访问EEPROM 253FDR、253FDG、253FDB的面板缺陷位置数据和位置判定部分301的判定结果,如果数字视频数据Ri/Gi/Bi的显示位置与面板缺陷位置相对应,则地址产生部分303R、303G、303B产生用于从EEPROM 253FDR、253FDG和253FDB中读取面板缺陷区的面板缺陷补偿数据的读取地址。将使用该读取地址从EEPROM 253FDR、253FDG和253FDB中读取的面板缺陷补偿数据提供给FRC和抖动控制器304R、304G和304B。
FRC和抖动控制器304R、304G和304B对于[f5]包含多个像素的单元像素窗口的每一个像素在空间上划分来自EEPROM 253FDR、253FDG和253FDB的面板缺陷补偿数据,并且还将该面板缺陷补偿数据划分为多个帧周期,由此对要在面板缺陷位置处显示的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi进行调制。
图31详细表示了用于红色数据的第一FRC和抖动控制器304R。用于绿色和蓝色数据的第二和第三FRC和抖动控制器304G和304B基本上具有与第一FRC和抖动控制器304R相同的电路结构。
参照图31,第一FRC和抖动控制器304R包括补偿值判定部分311、帧数量感测部分313、像素位置感测部分314和操作器312。
补偿值判定部分311判断R补偿值并利用对于多个帧周期要被划分为包括在单元像素窗口中的像素的值产生FRC和抖动数据FDD。对补偿值判定部分311进行编程,以根据该R补偿值自动地输出FRC和抖动数据FDD。例如,可以预先对补偿值判定部分311进行编程,以在R面板缺陷补偿数据为“00”的情况下识别为0灰度级的补偿值,在R面板缺陷补偿数据为“01”的情况下识别为1/4灰度级的补偿值,在R面板缺陷补偿数据为“10”的情况下识别为1/2灰度级的补偿值,在R面板缺陷补偿数据为“11”的情况下识别为3/4灰度级的补偿值。当假设R面板缺陷补偿数据为“01”,并且采用4帧周期作为FRC帧组,并且4个像素构成了进行抖动的单元像素窗口时,补偿值判定部分311在4帧周期期间产生“1”作为单元像素窗口内的一个像素位置处的FRC和抖动数据FDD,并且产生“0”作为在其余3个像素位置中的FRC和抖动数据FDD,但是产生“1”的像素的位置在每一帧中都会改变,如图15中所示。
帧数量感测部分313利用垂直/水平同步信号Vsync、Hsync、点时钟DCLK和数据使能信号DE中的任何一个或更多个来感测帧数量。例如,帧数量感测部分313可以通过对垂直同步信号Vsync进行计数来感测帧数量。
像素位置感测部分314利用垂直/水平同步信号Vsync、Hsync、点时钟DCLK和数据使能信号DE中的任何一个或多个来感测像素位置。例如,像素位置感测部分314可以通过对水平同步信号Hsync和点时钟DCLK进行计数来感测像素位置。
操作器312采用FRC和抖动数据FDD通过增加或减少输入数字视频数据Ri/Gi/Bi来产生校正数字视频数据Rm。
可以通过不同的数据传输电路将待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD分别提供给FRC和抖动控制器304R、304G和304B,或者可以将待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD进行组合以通过同一电路进行提供。例如,在待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi为8位的“01000000”且面板缺陷补偿数据CD为3位的“011”的情况下,如表1中所示,可以通过不同的数据传输电路将“01000000”和“011”分别提供给FRC和抖动控制器304R、304G和304B,或者将它们组合为11位的“01000000011”以通过单个传输电路提供给FRC和抖动控制器304R、304G和304B。如果待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi和面板缺陷补偿数据CD被组合为提供给抖动控制器284的11位数据,则FRC和抖动控制器304R、304G和304B将该11位数据的高8位识别为待校正的输入数字视频数据Ri/Gi/Bi,而将低3位识别为面板缺陷补偿数据CD,由此进行FRC和抖动。作为通过“01000000”和“011”的组合而产生数据“01000000011”的方法的一个示例,将“000”的虚位附加到“01000000”的较低位以转换为“01000000000”,并且通过对其添加“011”而产生数据“01000000011”。
如上所述,当假设单元像素窗口由4个像素组成且4帧周期为一个FRC帧组时,根据本发明第三实施例的第一补偿部分251A能够对R、G、B中的每一个利用被细分为1021个灰度级的补偿值精确地调节要在面板缺陷位置处显示的数据,而没有任何闪烁和分辨率降低。
第二补偿部分251B通过增加或减少包括在由第一补偿部分251A进行了修改的数字视频数据Rm/Gm/Bm中的链接子像素的数据或被绕过而没有进行调制的链接子像素的数据来产生校正数字视频数据Rc/Gc/Bc。第二补偿部分251B包括位置判定部分301B、灰度级判定部分302、地址产生部分303和操作器305。
由第二补偿部分251B访问的EEPROM 253包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的EEPROM的253R、253G和253B,其中存储有链接子像素的电荷特性补偿数据CD和链接子像素的位置数据PD。
位置判定部分301B利用垂直/水平同步信号Vsync、Hsync、数据使能信号DE和点时钟DCLK来判断输入数字视频数据Ri/Gi/Bi在显示板103上的显示位置。
灰度级判定部分302包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个数据的灰度级判定部分302R、302G和302B。灰度级判定部分302R、302G和302B分析输入数字视频数据Ri/Gi/Bi的灰度级。
地址产生部分303包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的地址产生部分303R、303G和303B。地址产生部分303R、303G和303B将存储在EEPROM 253R、253G和253B中的链接子像素的位置数据与该位置判定部分的判定结果进行比较,如果从第一补偿部分251A输入的数字视频数据Rm/Gm/Bm的显示位置与链接子像素13相对应,则地址产生部分303R、303G和303B产生用于读取链接子像素13中的电荷特性补偿数据的读取地址,以提供给EEPROM 253R、253G和253B。根据该读取地址将从EEPROM 253R、253G和253B输出的电荷特性补偿数据提供给操作器305R、305G和305B。
操作器305包括用于红色R、绿色G和蓝色B中的每一个的操作器305R、305G和305B。操作器305R、305G和305B可以通过采用加法器或减法器对输入数字视频数据Ri/Gi/Bi添加电荷特性补偿数据或从输入数字视频数据Ri/Gi/Bi中减去电荷特性补偿数据,对要在链接子像素13中所包括的正常子像素11处显示的数字视频数据Rm/Gm/Bm进行调制。作为另一种选择,操作器305R、305G和305B可以包括用于利用电荷特性补偿数据对输入数字视频数据执行乘法和除法的乘法器或除法器,来代替加法器和减法器。
将通过上述第一和第二补偿部分251A、251B进行了调制并且对面板缺陷和/或电荷特性进行了补偿的数字视频数据Rc、Gc、Bc,即已校正的数字视频数据Rc、Gc、Bc通过驱动电路210提供给显示板203,从而显示图像质量进行了校正的图像。
已经利用液晶显示装置作为示例解释了根据本发明的平板显示装置及其制造方法、图像质量控制方法和设备,然而本发明可类似地应用于其它平板显示装置,例如有源矩阵有机发光二极管OLED。
如上所述,本发明的实施例包括修复处理和补偿电路,以降低缺陷像素的肉眼可感知性的程度,并且能够消除由面板缺陷所引起的显示点。而且,本发明的实施例使得能够通过使用帧速率控制和抖动方法对单位灰度级表示进行细分来补偿面板缺陷,从而精确校正面板缺陷位置和缺陷像素中的亮度。
本领域技术人员应当清楚,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和变化。因此,本发明旨在涵盖落入附加权利要求及其等同物的范围内的本发明的这些修改和变化。