CN101281716B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，包括多个子像素的显示板；将从外部系统输入的中间灰阶的显示数据转换成不同的值的第一和第二转换电路；将与上述显示数据相对应的图像电压向上述各子像素输出的驱动器；以及扫描上述多个子像素的第二驱动器，其中，在连续的两帧期间，从上述外部系统连续输入作为相同的显示数据的第一显示数据和第二显示数据，包括对上述第一显示数据实施过驱动处理的过驱动电路，上述第一转换电路根据从外部系统输入的帧区别信号，对由上述过驱动电路实施了过驱动处理的上述第一显示数据进行转换，上述第二转换电路根据上述帧区别信号，转换上述第二显示数据。由此，在从外部两次输入相同显示数据的显示装置中，能区别所输入的显示数据的顺序，提高活动图像性能。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置、有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器和LCOS(Liquid Crystal On Silicon：硅基液晶)显示器那样的稳态型显示装置，特别是涉及适于活动图像显示的显示装置。
背景技术
在将显示装置以活动图像显示的观点进行分类时，大致分为脉冲响应型显示器和稳态响应型显示器。脉冲响应型显示器是像布劳恩管的余辉特性那样亮度响应在扫描之后马上降低的类型，稳态响应型显示装置是像液晶显示装置那样使基于显示数据的亮度一直保持到下一次扫描的类型。
稳态响应型显示装置的特征是在静止图像的情况下能得到没有闪烁的良好的显示质量，但在活动图像的情况下，存在以下问题，即，移动物体的周围看上去模糊，会发生所谓的活动图像模糊，显示质量显著降低。
发生该活动图像模糊的因素是，在伴随物体的移动而移动视线时，观测者对亮度稳定了的显示图像插补移动前后的显示图像、即起因于所谓的视网膜残像，因此无论将显示装置的响应速度提高多少，都不会完全消除活动图像模糊。
为了解决该问题，通过以更短的频率更新显示图像，或者插入黑画面等来暂时消除视网膜残像，由此近似于脉冲响应型显示装置的方法是有效的。
作为近似于脉冲响应型显示装置的方法，已知有如下的方法，即，在外部系统所要求的灰阶(灰度)处于低灰阶例时，通过切换预定灰阶和最小灰阶来进行显示，模拟地显示外部系统所要求的灰阶(以下，称为FBI驱动方法)(参照下述专利文献1)。
FBI驱动方法，通过各子像素显示多个灰阶来模拟地显示外部系统所要求的灰阶。而且，在外部系统所要求的灰阶为中间灰阶时，取多个灰阶中的至少一个灰阶为最小灰阶(最小亮度)，在外部系统所要求的灰阶为中间高灰阶时，取多个灰阶中的其他的至少一个灰阶为最大灰阶(最大灰阶)。
即，在外部系统所要求的灰阶处于低灰阶侧时，通过切换预定灰阶和最小灰阶来进行显示，由此模拟地显示外部系统所要求的灰阶。
另一方面，在外部系统所要求的灰阶处于高灰阶侧时，通过切换预定灰阶和最大灰阶来进行显示，由此模拟地显示从外部系统所要求的灰阶。
此外，作为与本发明相关联的现有技术文献有如下文献。
[专利文献1]日本特开2006-343706号公报
发明内容
图6是用于说明现有的FBI驱动方法的图。图6是表示灰色物体在箭头A的方向上移动时的状态的图，在图6中，FMD、FRD表示一帧内的一个显示行上的子像素的亮度，虚线箭头表示时间经过。
如图6的(a)所示，在液晶显示模块中，从外部输入了60Hz帧的显示数据，该60Hz帧的显示数据被存储在帧存储器中。通过在一帧内两次读出存储在该帧存储器中的60Hz帧的显示数据，如图6的(b)所示，生成60Hz的2倍即120Hz帧的两个显示数据。
接着，如图6的(c)所示，对其实施过驱动(Overdrive：过激励)处理。在图6中，与实施了过驱动处理后的显示数据相对应的子像素用粗线框表示。
最后，如图6的(d)所示，通过FBI处理，将120Hz帧的起始的显示数据转换成亮帧用的显示数据，将120Hz帧的下一显示数据转换成暗帧用的显示数据。
由此，特别是能够在低灰阶进行黑插入50％的脉冲驱动，改善活动图像的图像质量。在这种情况下，在暗帧时使OD系数为“0”，仅对亮帧实施用于改善活动图像质量的过驱动处理。
如上所述，以往为了将所输入的60Hz帧的显示数据变成2倍的频率而需要帧存储器，但作为谋求低成本的方法之一，削减帧存储器是有效的。
为了削减该帧存储器，需要在60Hz的2倍即120Hz的连续的各帧的每一帧从外部输入相同的2个显示数据。
假设在120Hz的连续的2帧中，当设最初的帧的显示数据为第一显示数据，设下一帧的显示数据为第二显示数据时，在液晶显示模块侧，区别不出第一显示数据和第二显示数据，因此在FBI处理中，出现了使实施了过驱动处理的显示数据成为亮帧用的显示数据或者暗帧用的显示数据这两种驱动方法。
但是，从活动图像性能的方面来看，需要使实施了过驱动处理的显示数据成为亮帧用的显示数据。
本发明就是为了解决上述现有技术中的问题点而做出的，本发明的目的在于，在从外部两次输入相同显示数据的显示装置中，区别所输入的显示数据的顺序来提高活动图像的性能。
本发明的上述的和其他的目的以及新的特征，通过本说明书的记载和附图而得以明确。
如下简单说明本申请所公开的发明之中具有代表性的技术方案。
(1)一种显示装置，包括：具有多个子像素的显示板；第一转换电路和第二转换电路，将从外部系统输入的中间灰阶的显示数据转换成不同的值；信号生成电路，根据来自外部系统的输入信号生成用于驱动上述显示板的控制信号；以及驱动器(激励器)，将与上述显示数据相对应的图像电压向上述各子像素输出，其中，在连续的两帧期间，从上述外部系统连续输入作为相同的显示数据的第一显示数据和第二显示数据，所述显示装置的特征在于，包括对上述第一显示数据实施过驱动处理的过驱动电路(过激励电路)，上述第一转换电路根据从外部系统输入的帧区别信号，对由上述过驱动电路实施了过驱动处理的上述第一显示数据进行转换，上述第二转换电路根据上述帧区别信号，转换上述第二显示数据，在从上述外部系统输入的显示数据为中间灰阶时，基于转换后的上述第二显示数据的亮度比基于转换后的上述第一显示数据的亮度低。
(2)在(1)中，上述驱动器在上述连续的两帧期间的第一帧期间，将与转换后的第一显示数据相对应的第一图像电压向上述各子像素输出，在上述连续的两帧期间的第二帧期间，将与转换后的第二显示数据相对应的第二图像电压向上述各子像素输出。
(3)在(1)或(2)中，还包括帧存储器，用于保持当前帧的显示数据和前一帧的显示数据，上述过驱动电路根据上述当前帧的显示数据和上述前一帧的显示数据的差值，确定对上述第一显示数据实施过驱动处理的校正量。
(4)在(3)中，还包括输出电路，用于当保持在上述帧存储器中的上述当前帧的显示数据和上述前一帧的显示数据一致时，输出一致信号，代替上述帧区别信号而使用上述一致信号。
(5)在(1)至(4)的任意一项中，上述各子像素，通过在连续的两帧期间内显示两个灰阶来显示外部系统所要求的一个灰阶，当外部系统所要求的灰阶包含在最大灰阶和最小灰阶之间的中间灰阶中的低灰阶侧时，上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的一个为最小灰阶，上述连续的两帧期间内的的两个灰阶中的另一个根据上述外部系统所要求的灰阶变化，当外部系统所要求的灰阶包含在上述中间灰阶中的高灰阶侧时，上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的一个根据上述外部系统所要求的灰阶变化，上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的另一个为上述最大灰阶。
(6)在(5)中，当上述外部系统所要求的灰阶为最大灰阶时，上述连续的两帧期间内的两个灰阶都为上述最大灰阶。
(7)在(5)中，外部系统所要求的灰阶在上述低灰阶侧和上述高灰阶侧的边界，是设上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的一个为上述最小灰阶、设另一个为上述最大灰阶而得到的灰阶。
如下简单说明由本申请所公开的发明之中代表性技术方案所得到的效果。
根据本发明，在从外部两次输入相同显示数据的显示装置中，区别所输入的显示数据的顺序，从而能提高活动图像的性能。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的液晶显示模块的概略结构的框图。
图2是表示图1所示的显示数据转换电路的概略结构的框图。
图3是用于说明本发明的实施例的液晶显示模块的FBI驱动方法的图。
图4是在本发明的实施例的液晶显示模块中，从输入显示数据向亮帧用的显示数据和暗帧用的显示数据的转换特性的图。
图5是表示图2所示的存储FBI设定值的查找表的另一例的图。
图6是用于说明现有的FBI驱动方法的图。
图7是用于说明在没有输入帧区别信号(FJ-Rync)时的FBI驱动方法的图。
符号说明
1：液晶显示板
2：漏极驱动器
3：栅极驱动器
4：时序生成电路
5：显示数据转换电路
6：灰阶电压生成电路
51：过驱动处理电路
52：FBI处理电路
211、212、216、217：查找表
213、218、选择器
214：存储器
215、219：运算电路
FJ-Rync：帧区别信号
DL：图像线(漏极线、源极线)
GL：扫描线(栅极线)
PX：像素电极
CT：对置电极(公共电极)
LC：液晶电容
Cadd：保持电容
TFT：薄膜晶体管
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。
在用于说明实施例的全部附图中，具有相同功能的部件标以相同符号，省略其重复的说明。
图1是表示本发明的实施例的液晶显示模块的概略结构的框图。
本实施例的液晶显示模块由液晶显示板1、漏极驱动器2、栅极驱动器3、时序生成电路4、显示数据转换电路5以及灰阶电压生成电路6构成。
漏极驱动器2和栅极驱动器3被设置在液晶显示板1的外围部。栅极驱动器3由配置在液晶显示板1的一边的多个栅极驱动器IC构成。另外，漏极驱动器2由配置在液晶显示板1的另一边的多个漏极驱动器IC构成。
时序生成电路4根据从外部系统(例如，TV主体或PC主体、便携电话主体)输入的、规定一帧期间(显示一个画面的期间)的垂直同步信号(Vsync)、规定一个水平扫描期间(显示一行的期间)的水平同步信号(Hsync)、规定显示数据的有效期间的显示时序信号(DISP)、以及与显示数据同步的基准时钟信号(DCLK)来驱动栅极驱动器3、漏极驱动器2。
在图1中，DL是图像线(也称为漏极线、源极线)，GL是扫描线(也称为栅极线)，PX是各色(红、绿、蓝)的像素电极，CT是对置电极(也称为公共电极)，LC是等效表示液晶层的液晶电容，Cadd是形成在对置电极(CT)和像素电极(PX)之间的保持电容。
在本实施例的液晶显示板1中，配置在列方向上的各子像素的薄膜晶体管(TFT)的漏电极分别与图像线(DL)连接，各图像线(DL)与漏极驱动器2连接，其中，漏极驱动器2向配置在列方向上的子像素提供与显示数据相对应的图像电压。
另外，配置在行方向上的各子像素中的薄膜晶体管(TFT)的栅电极分别与扫描线(GL)连接，各扫描线(GL)与栅极驱动器3连接，其中，栅极驱动器在一个水平扫描时间，向薄膜晶体管(TFT)的栅极提供扫描电压(正或负的偏压)。
栅极驱动器3基于时序生成电路4的控制，向扫描线(GL)提供扫描电压，另外，漏极驱动器2基于时序生成电路4，向图像线(DL)提供图像电压(即在灰阶电压生成电路6生成的灰阶电压中的与显示数据相对应的电压)而显示图像。
在液晶显示板1上显示图像时，栅极驱动器3从上至下依次向扫描线(GL)提供选择扫描电压来选择扫描线(GL)，而在某个扫描线(GL)的选择期间内，漏极驱动器2将与显示数据相对应的图像电压提供给图像线(DL)，施加到像素电极(PX)上。
提供给图像线(DL)的电压经由薄膜晶体管(TFT)施加到像素电极(PX)上，最终，电荷被充电至保持电容(Cadd)和液晶电容(LC)上，通过控制液晶分子来显示图像。
图2是表示图1所示的显示数据转换电路5的概略结构的框图。在图2中，51是过驱动处理电路，52是FBI处理电路。
过驱动处理电路51由存储亮帧用的过驱动校正量的查找表211、存储暗帧用的过驱动校正量的查找表212、选择器213、存储器214、运算电路215构成。对于亮帧和暗帧，将在后面叙述。
在本实施例中，从外部在120Hz帧的每一帧两次输入相同的显示数据。该从外部在120Hz帧的每一帧输入的显示数据，依次被存储到存储器214中。另外，如图2所示，在本实施例中，从外部输入用于区别第一显示数据和第二显示数据的帧区别信号(FJ-Rync)。
从存储器214读出的当前帧的前一帧的显示数据203和当前帧的显示数据204被输入到运算电路215，运算电路215比较显示数据203和显示数据204，生成读出地址201，从查找表211和查找表212中读出过驱动校正量。
基于由帧区别信号(FJ-Rync)控制的选择器213，从查找表211读出的过驱动校正量和从查找表212读出的过驱动校正量中的任意一个过驱动校正量202被输入到运算电路215。运算电路215在显示数据204上加上过驱动校正量202，或者从显示数据204减去过驱动校正量202，对当前帧的显示数据204实施过驱动处理。实际上，过驱动处理仅对亮帧实施，因此在查找表212内的校正量为0。
FBI处理电路52由存储亮帧用的FBI设定值的查找表216、存储暗帧用的FBI设定值的查找表217、选择器218以及运算电路219构成。
如上所述，在本实施例中，在120Hz帧的每一帧从外部两次输入相同的显示数据。在此，设第一个被输入的显示数据为第一显示数据，设第二个被输入的显示数据为第二显示数据，第一显示数据为亮帧用的显示数据，第二显示数据为暗帧用的显示数据。
从运算电路215输出的显示数据被输入到运算电路219。运算电路219从查找表216和查找表217读出与从运算电路215输出的显示数据相对应的FBI设定值206。通过选择器218，从查找表216读出的FBI设定值和从查找表217读出的FBI设定值中的任意一个FBI设定值被输入到运算电路219中，转换成亮帧用的显示数据或者暗帧用的显示数据。
在此，选择器218由帧区别信号(FJ-Rync)控制，因此，能将第一显示数据转换成亮帧用的显示数据、将第二显示数据转换成暗帧用的显示数据。
图7是用于说明没有输入帧区别信号(FJ-Rync)时的FBI驱动方法的图。图7是表示灰色物体在箭头A的方向上移动时的状态的亮度的图，在图7中，FRD表示一帧的一个显示行上的子像素的亮度，虚线箭头表示时间经过。
如图7的(e)所示，在液晶显示模块中，在60Hz的2倍周期即120Hz帧期间的每一帧期间，被从外部两次输入相同的显示数据。如上所述，设第一个输入的显示数据为第一显示数据，设第二个输入的显示数据为第二显示数据，第一显示数据为亮帧用的显示数据，第二显示数据为暗帧用的显示数据。
而且，如图7的(f)所示，对第一显示数据实施过驱动(OD)处理。另外，在图7中用粗线框图示了与实施了过驱动的显示数据相对应的子像素。另外，过驱动(OD)处理仅对亮帧用的第一显示数据实施。
接着，执行FBI处理，由于区别不出第一显示数据和第二显示数据，因此产生了以下情况下的两种驱动方法，即，如图7的(g)所示，将第一显示数据转换成亮帧用的显示数据、将第二显示数据转换成暗帧用的显示数据的情况，和如图7(h)所示，将第二显示数据转换成亮帧用的显示数据、将第一显示数据转换成暗帧用的显示数据的情况。
在图7(g)的情况下，模糊宽度变窄，活动图像的性能良好，但在图7的(h)的情况下，模糊宽度变宽，活动图像的性能发生劣化。
图3是用于说明本实施例的FBI驱动方法的图。图3表示灰色物体在箭头A的方向上移动时的状态，在图3中，FRD表示一场的一个显示行上的子像素的亮度，虚线箭头表示时间经过。
在本实施例中，如图3的(i)所示，在液晶显示模块中，在60Hz的2倍周期即120Hz帧期间的每一帧期间，从外部两次输入相同的显示数据。而且，如图3的(j)所示，对第一显示数据实施过驱动(OD)处理。另外，在图3中，用粗线框图示了与实施了过驱动的显示数据相对应的子像素。另外，过驱动(OD)处理仅对第一数据实施。
接着，执行FBI处理，但在本实施例中输入帧区别信号(FJ-Rync)，因此通过例如检测帧区别信号(FJ-Rync)的上升沿，并将在检测出帧区别信号(FJ-Rync)的上升沿之后输入的最初的显示数据定义为第一显示数据，能够可靠地将第一显示数据转换成亮帧用的显示数据，将第二显示数据转换成暗帧用的显示数据。
在本实施例中，例如，能够在存储器214中，判断存储在存储器214中的当前帧的前一帧的显示数据203与当前帧的显示数据204是否一致，在一致时输出一致信号，将该信号代替帧区别信号(FJ-Rync)使用。
下面，简单说明本实施例的FBI处理。
图4是以横轴为输入显示数据(Din)、以纵轴为亮帧用的显示数据(Dlight)和暗帧用的显示数据(Ddark)，表示从输入显示数据向亮帧用的显示数据和暗帧用的显示数据转换的特性的图。
在本实施例中，设由实施了图4的A所示的转换特性的显示数据来显示图像的帧为亮帧，设由实施了图4的B所示的转换特性的显示数据来显示图像的帧为暗帧。另外，一般而言，液晶显示板的静态亮度T根据液晶施加电压V变化，但其亮度具有最小的Tmin和最大的Tmax。
本实施例中的转换算法的条件是，合并亮帧和暗帧而实现与输入显示数据相对应的观测亮度，并且，暗帧尽可能得到液晶显示板的Tmin的动态亮度；输入显示数据为最亮的256灰阶时的静态亮度与Tmax相同。
暗帧的动态亮度越小，暗帧的动态亮度小的范围越大，越能降低活动图像模糊。因此，优选暗帧的动态亮度为Tmin，但也可以是比Tmin稍高的亮度。暗帧的动态亮度为Tmin的范围是，从0灰阶到与取亮帧的动态亮度为Tmax、暗帧的动态亮度为Tmin而得到的观测亮度相对应的输入显示数据的灰阶为止的范围。但是，也可以是到与取亮帧的动态灰度为Tmax、暗帧的动态亮度为Tmin而得到的观测亮度相对应的输入显示数据的灰阶稍小的灰阶。
另外，亮帧的动态亮度为Tmax的范围是，从与取亮帧的动态灰度为Tmax、暗帧的动态亮度为Tmin而得到的观测亮度相对应的输入显示数据的灰阶到256灰阶为止的范围。但是，也可以从与取亮帧的动态灰度为Tmax、暗帧的动态亮度为Tmin而得到的观测亮度相对应的输入显示数据的灰阶稍小的灰阶开始。
显示器优选为以人眼观察各灰阶间的亮度差接近等间隔，一般而言，在256灰阶的情况下，液晶驱动用的显示数据D和静态亮度T的关系设计为满足下述式1的所谓的伽马曲线。
(静态亮度T)＝(液晶驱动数据D/255)^γ…式1
另外，一般使用γ＝2.2，因此，以下取γ＝2.2进行说明。
当假设液晶显示板1的起动时间Tr，消隐时间Tf都为0时，显示亮度能近似成下述式2。
显示亮度＝(亮帧的静态亮度T)/2+(暗帧的静态亮度T)/2
                                    …式2
当设输入显示数据为Din、亮帧的显示数据为Dlight、暗帧的显示数据为Ddark时，根据式1、式2，在γ＝2.2时，有下述式3，能得到图5的实线所示的特性。
Figure S2008100907916D00111
Figure S2008100907916D00112
另外，216、217的查找表并不需要具有针对全部的输入显示数据(Din)的表值，只要充分满足灰阶间的线性，也可以例如图5所示那样准备各16灰阶的表，关于其间的灰阶，通过线性插补等插补而生成转换显示数据。由此能缩小转换表的尺寸。
另外，在至此为止的说明中，说明了将本发明应用于液晶显示模块的实施例，但本发明也能应用于有机EL(Electro Luminescence)显示器或LCOS(Liquid Crystal On Silicon)显示器那样的稳态型显示装置。
以上，根据上述实施例具体说明了由本发明人作出的发明，当然，本发明不限于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。

Claims (5)

1.一种显示装置，包括：
具有多个子像素的显示板；
灰阶转换电路，将从外部系统输入的中间灰阶的显示数据转换成不同的值；以及
驱动器，将与上述显示数据相对应的图像电压向上述各子像素输出，
在连续的两帧期间，从上述外部系统连续地输入作为相同显示数据的第一显示数据和第二显示数据，
所述显示装置的特征在于，
包括
帧存储器，用于保持在连续的两帧期间从外部系统输入的相同的显示数据，在上述连续的两帧期间作为第一显示数据和第二显示数据而输出；以及
当保持在上述帧存储器中的连续的两帧期间的显示数据一致时输出一致信号的电路，
过驱动电路，基于上述一致信号，选择上述第一显示数据，对上述第一显示数据实施过驱动处理，
上述过驱动电路，具有存储了上述第一显示数据用的过驱动修正量的数据的查找表，基于上述查找表的数据，确定对上述第一显示数据实施的过驱动处理的修正量，
上述灰阶转换电路根据上述一致信号，对由上述过驱动电路实施了过驱动处理的上述第一显示数据的灰阶进行转换，并且，根据上述一致信号转换上述第二显示数据的灰阶，
当从上述外部系统输入的显示数据为中间灰阶时，基于转换后的上述第二显示数据的亮度比基于转换后的上述第一显示数据的亮度低。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
上述驱动器在上述连续的两帧期间的第一帧期间，将与转换后的第一显示数据相对应的第一图像电压向上述各子像素输出，并在上述连续的两帧期间的第二帧期间，将与转换后的第二显示数据相对应的第二图像电压向上述各子像素输出。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述各子像素通过在连续的两帧期间内显示两个灰阶来显示外部系统所要求的一个灰阶，
当上述外部系统所要求的灰阶包含在最大灰阶和最小灰阶之间的中间灰阶中的低灰阶侧时，上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的一个为最小灰阶，上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的另一个根据上述外部系统所要求的灰阶而变化，
当外部系统所要求的灰阶包含在上述中间灰阶中的高灰阶侧时，上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的一个根据上述外部系统所要求的灰阶而变化，上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的另一个为上述最大灰阶。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
当上述外部系统所要求的灰阶为最大灰阶时，上述连续的两帧期间内的两个灰阶都为上述最大灰阶。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
上述外部系统所要求的灰阶的上述低灰阶侧和上述高灰阶侧的边界，是设上述连续的两帧期间内的两个灰阶中的一个为上述最小灰阶且设另一个为上述最大灰阶而得到的灰阶。
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