CN1613104A

CN1613104A - 液晶显示器及其驱动方法

Info

Publication number: CN1613104A
Application number: CNA02826763XA
Authority: CN
Inventors: 李白云
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: KR100840316B1; US20030098839A1; JP4707301B2; EP1449193A1; US7095393B2; WO2003046881A1; AU2002348676A1; JP2003208142A; CN100377193C; TW548616B; KR20030042976A

Abstract

公开一种液晶显示器(LCD)及其驱动方法。本发明的LCD通过考虑当前帧和前一帧的图像信号来生成修改图像信号，然后向数据线提供对应于所生成的修改图像信号的数据电压。同时，用于修改当前帧图像信号的值根据所谓修改参数变换，所述参数是温度、用户所选择的图像质量和LCD的环境中的至少之一。

Description

液晶显示器及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器(LCD)及其驱动方法。更具体地说，本发明涉及用于提供补偿数据电压以改善液晶响应时间的LCD及其驱动方法。

背景技术

随着个人计算机(PC)和电视机近年来已经变得越来越轻和越来越薄，也非常需要更轻和更薄的显示设备。因此，正在开发诸如LCD而非阴极射线管(CRT)的平板型显示器。

在LCD中，在平板的两个基层之间注入具有各向异性介电常数的液晶层，通过施加和控制电场来控制面板的光透射率以获得希望的图像。LCD是最常用的便携式平板显示设备之一。具体而言，使用TFT作为开关元件的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)使用得最广泛。

随着越来越多的TFT-LCD用作计算机和电视机的显示设备，能够在TFT-LCD上显示活动画面变得更加重要。然而，常规的TFT-LCD具有较慢的响应速度，所以难以在其上显示活动画面。为了解决响应速度慢的问题，已经开发了使用光补偿带(OCB)模式或铁电液晶(FLC)材料的不同类型的TFT-LCD。

然而，常规的TFT-LCD平板的结构必须修改以使用OCB模式或FLC材料。韩国专利申请No.2000-5442公开了一种“液晶显示器及其方法”以在不修改TFT-LCD结构的情况下通过修改液晶驱动方法来改善LCD的响应速度。

No.2002-5442通过考虑当前和前一帧的数据电压来生成补偿数据电压，并将补偿数据电压提供给LCD面板的数据线，以便像素电压立即变成目标电平，从而改善响应质量。根据液晶的动态电容和响应速度确定补偿数据电压。

然而，动态电容和响应速度随着温度而变化。例如，当温度升高时，液晶的电容降低，液晶的响应速度提高。相反地，当温度降低时，液晶的电容升高，响应速度降低。

No.2002-5442根据针对特定温度的预定补偿值补偿数据电压，但是用于根据温度设置补偿值的参数如上所述而变化。因此，当当前温度高于特定温度时，出现过补偿，而当当前温度低于特定温度时，出现欠补偿，所以无法正确地执行数据电压补偿。

在用于显示活动画面的环境而非显示字符或静止图像的PC图形环境中，数据电压的过补偿难以看出，过补偿出现得越多，则活动画面的质量变得越好。

图1图示现有技术中补偿活动画面的例子。

当在不考虑温度的情况下根据现有技术补偿矩形的活动画面来执行欠补偿时，如图1中的(a)所示，响应时间变得慢于一帧的时间，所以出现残留影像。当执行过补偿时，如图1中的(b)所示，出现物体边沿被夸大显示的伪像。

然而，有些观众喜欢观看当因为欠补偿而导致LCD的响应速度低时出现的平滑画面，而另一些观众喜欢观看清楚地看见物体边沿的过补偿画面。

现有技术的缺点在于未执行自适应补偿，因为根据固定的补偿电压修改数据电压，而不考虑诸如温度、用户感觉和环境等各种参数。

发明内容

本发明自适应地根据各种参数来改善液晶的响应速度。

本发明还根据诸如温度、用户感觉和环境等各种参数来确定补偿数据电压，从而当同时考虑当前帧的数据电压和前一帧的数据电压来补偿数据电压时实现最合适的数据电压补偿。

在本发明的一个方面中，LCD包括：LCD面板，它包括用于传送扫描信号的多条栅极线，与其隔离并横跨栅极线的用于传送图像信号的多条数据线，和在栅极线和数据线围绕的区域内形成的，设置为矩阵模式并具有连接到栅极线和数据线的开关单元的多个像素；数据灰度信号修改器，用于从数据灰度信号源接收灰度信号，并用于根据修改参数考虑当前和前一帧的灰度信号输出修改灰度信号；栅极驱动器，用于顺序地提供扫描信号；和数据驱动器，用于将修改灰度信号改变成对应的数据电压并输出图像信号，其中修改参数是温度、用户选择的图像质量和LCD的环境中的至少之一。

数据灰度信号修改器包括：帧存储设备，用于从数据灰度信号源接收灰度信号，将此灰度信号存储一帧的周期，并予以输出；控制器，用于控制灰度信号在帧存储设备内的读写；和数据灰度信号转换器，用于考虑数据灰度信号源发送的当前帧的灰度信号和帧存储设备发送的前一帧的灰度信号，输出修改灰度信号。

数据灰度信号转换器包括：存储设备，用于存储修改值以根据多个修改参数修改数据灰度信号；LUT(查找表)选择器，用于设置用于从存储设备中选择LUT的LUT的ID以及用于根据修改参数转换所选LUT的修改值的系数值；LUT转换器，用于从存储设备中读取对应于ID的LUT，根据系数值转换所读取LUT的修改值，并输出转换后的LUT；修改参数输入单元，用于从所选LUT或转换后的LUT中读取对应于当前帧和前一帧的灰度信号的修改值，并根据这些修改值生成修改灰度信号。

其中LUT的每个补偿值是G_ij，与G_ij匹配的当前帧灰度信号G_n表示为G_n＝(i-1)×2^8-y，与G_ij匹配的前一帧灰度信号G_n-1表示为G_n-1＝(j-1)×2^8-y。

而且，其中LUT转换器修改所选LUT的补偿值G_ij，从而生成与当前温度对应的补偿值G_ij，当当前温度不等于预定温度时它满足下述等式：

G_ij′＝G_ij+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+γ(G_ij-G_ii)⁴+…

其中G_ii＝(i-1)×2^8-y，和α、β和γ是用于补偿当前帧和预定温度之间差值的参数。

数据灰度信号转换器包括：查找表(LUT)，用于考虑由数据灰度信号源发送的当前帧的x比特灰度信号和由帧存储设备发送的前一帧的y比特灰度信号输出补偿移动图像的变量(f，a和b)；和计算器，用于使用前一帧的数据灰度信号、当前帧的x比特灰度信号的z比特LSB和变量f、a和b生成和输出修改灰度信号。

其中当当前温度不等于预定温度时，LUT转换器根据所选LUT修改满足下述等式的变量a和b：

α_ij＝G_i+1j-G_ij

α_ij′＝G_i+1j′-G_ij′

＝{G_i+1，i+1+α(G_i+1，j-G_i+1，i+1)+β(G_i+1，j-G_i+1，i+1)²+…}

-{G_ii+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+…}

＝2^8-y+α(a_ij-2^8-y)+β(G_ij-2^8-y)×{a_ij-2^8-y+2(G_ij-G_ii)}²+…

b_ij＝G_ij+1-G_ij

b_ij′＝G_ij+1′-G_ij′

＝{G_ii+α(G_i，j+1-G_ii)+β(G_i，j+1-G_ii)²+…}

-{G_ii+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+…}

＝αβ_ij+βb_ij{b_ij+2(G_ij-G_ii)}²+…

其中使用下述等式获得修改后的灰度数据G_n′：

{G_{n}}^{'} = f ([G_{n}]_{z}, [G_{n - 1}]_{z}) + a ([G_{n}]_{z}, [G_{n - 1}]_{z}) \cdot \frac{{[G_{n}]}_{y}}{2^{z}} - b ([G_{n}]_{z}, [{G_{n - 1}]}_{z}) \cdot \frac{{[G_{n}]}_{y}}{2^{z}}

其中z＝x+y，[G_n]_z代表将零提供给G_n的所有LSB z个比特，[G_n-1]_z代表将零提供给G_n-1的所有LSB z个比特，_y[G_n]代表将零提供给G_n的所有MSB y个比特，a和b是正整数。

LCD还包括：组合器，用于从数据灰度信号源接收灰度信号，将灰度信号组合成与控制器与之同步的时钟信号频率同步，并将组合后的灰度信号输出给帧存储设备和数据灰度信号转换器；和分割器，用于分割数据灰度信号转换器输出的灰度信号，从而与数据灰度信号源发送的灰度信号与之同步的频率同步。

在本发明的另一方面，液晶显示器(LCD)包括：多条栅极线、与栅极线隔离并横跨所述栅极线的多条数据线，和在栅极线和数据线围绕的区域内形成，设置为矩阵模式和具有连接到栅极线和数据线的开关单元的多个像素，一种LCD驱动方法，包括步骤：(a)顺序地将扫描信号提供给栅极线；(b)从图像信号源接收图像信号，并通过考虑当前和前一帧的图像信号生成修改图像信号；和(c)将与所生成的修改图像信号对应的数据电压提供给数据线，其中修改参数是温度、用户所选图像质量和LCD的环境中的至少之一。

用于生成修改图像信号的步骤包括步骤：根据转换表生成修改图像信号，所述转换表具有与前一帧图像信号和当前图像信号匹配的修改值；和当对应于修改参数的转换表不存在时，通过根据修改参数转换预先生成的修改值来生成新的转换表，并根据新的转换表生成修改图像信号。

希望在数据消隐周期内执行转换表的转换。

附图说明

结合和构成说明书一部分的附图图示了本发明的实施例，并和说明书一起用于解释本发明的原理：

图1图示在常规液晶显示器中修改活动画面的例子；

图2图示LCD像素的等价电路；

图3图示LCD的电压和介电常数之间的模型化关系；

图4图示根据本发明的优选实施例的用于提供数据电压的方法；

图5图示当根据本发明的优选实施例提供数据电压时LCD的光传输率；

图6图示根据本发明优选实施例的转换表；

图7图示根据本发明优选实施例的LCD；

图8图示根据本发明优选实施例的数据灰度信号修改器；以及

图9图示根据本发明第二实施例的数据灰度信号转换器。

具体实施方式

在下面的详细描述中，简单地通过说明发明人执行本发明所尝试的最佳模式，来图示和描述本发明的实施例。如将理解的，本发明能够在各个方面进行修改，所有这些并不脱离本发明。因此，附图和说明书将在本质上视为是说明性而非限制性的。

LCD包括：发送扫描信号的多个栅极线，横跨栅极线和发送图像数据的多个数据线，和由栅极线和数据线定义的区域形成并通过栅极线、数据线和开关单元互连的多个像素。

LCD的每个像素可以模型化为具有液晶作为电介质材料的电容即液晶电容。图2图示LCD的像素的等价电路。

如图2所示，LCD像素包括TFT 10，该TFT具有连接到数据线D_m的源极和连接到栅极线S_n的栅极，连接在TFT 10的漏极和公共电压V_com之间的液晶电容C₁和连接到TFT 10的漏极的存储电容C_st。

当将栅极开信号提供给栅极线S_n以打开TFT 10时，提供给数据线D_m的数据电压V_d通过TFT 10提供给每个像素电极(未图示)。随后，将与提供给像素电极的像素电压V_p和公共电压V_com之间差值对应的电场提供给液晶(在图2中图示为液晶电容)，以便光以对应于电场强度的透射率(transmission)透入TFT。此时，在一个帧周期内维持像素电压V_p。以辅助方式使用存储电容C_st从而维持提供给像素电极的像素电压V_p。

液晶具有各向异性介电常数，该介电常数取决于液晶排列的方向。即，当液晶的方向改变为提供给液晶的电压时，各向异性也随之改变。因此，液晶电容的电容值(也将称作液晶电容)也改变。在当TFT打开的同时液晶电容器充电之后，TFT随之关闭。如果液晶电容改变，液晶上的像素电压V_p也改变，因为Q＝CV。

例如，在普通的白模式扭转向列(TN)LCD中，当将零电压提供给像素时，液晶电容C(0V)变成ε_⊥A/d，其中ε_⊥代表当将液晶分子与LCD基层平行设置时，即液晶分子以垂直于光的方向设置时的介电常数。“A”代表LCD基层的区域，‘d’代表基层之间的距离。如果将实现全黑的电压设置为5V，当将5V电压提供给液晶时，液晶排列在与基层平行的方向上，因此液晶电容C(5V)变成ε_∥A/d。因为在TN模式中使用液晶的情况下ε_∥-ε_⊥＞0，所以提供给液晶的像素电压越高，则液晶电容变得越大。

使第n个帧全黑需要的电荷量是C(5V)×5V。然而，如果假设第(n-1)个帧全白(V_n-1＝0V)，则液晶电容变成C(0V)，因为液晶在TFT开启周期内尚未响应。因此，即时当第n个帧将5V数据电压V_d提供给像素，提供给像素的实际电荷量变成C(0V)×5V，因为C(0V)＜C(5V)，所以实际上将低于5V的像素电压(例如3.5V)提供给液晶，因此不能实现全黑。此外，当第(n+1)个帧提供5V数据电压V_d从而实现全黑时，实际提供给液晶的电荷量变成C(3.5v)×5v。因此，实际提供给液晶的电压V_p在3.5V和5V之间。在为若干帧重复上述处理之后，像素电压V_p达到所希望的电压。

现在将针对灰度电平描述上面的说明。当提供给像素的信号(像素电压)从较低灰度变成较高灰度时(或者从较高灰度变成较低灰度时)，当前帧的灰度电平在若干帧之后达到所希望的灰度电平。这是因为当前帧的灰度电平受到前一帧的灰度电平的影响。以类似的方式，当前帧的像素的介电常数在若干帧之后达到所希望的数值，因为当前帧的像素的介电常数受前一帧的像素的介电常数的影响。

如果第(n-1)帧全黑，即像素电压V_p是5V，则第n帧提供5V数据电压以实现全黑，与C(5V)×5V对应的电荷量被充电到该像素，因为液晶电容是C(5V)，相应地，液晶的像素电压V_p变成5V。因此，实际提供给液晶的像素电压V_p由提供给当前帧的数据电压以及前一帧的像素电压V_p来确定。

在本发明的一种实施例中，比较当前帧的画面信号G_n与前一帧的画面信号G_n-1以生成修改信号G_n′，将已修改的画面信号G_n′提供给每个像素。在此，在模拟驱动方法的情况下，画面信号G_n代表数据电压，但是在数字驱动方法的情况下，画面信号Gm代表灰度信号。因此，提供给像素的电压的实际的修改通过数字驱动方法中灰度信号的修改来实现。

首先，如果当前帧的画面信号(灰度信号或数据电压)与前一帧的画面信号相同，则不执行修改。

其次，如果当前帧的画面信号高于前一帧的画面信号，则输出高于当前画面信号的已修改画面信号，如果当前帧的画面信号低于前一帧的画面信号，则输出低于当前画面信号的已修改画面信号。此时，修改的程度与当前画面信号和前一帧的画面信号之间的差值成正比。而且，修改度根据诸如当前温度、观众感觉和环境等修改参数而变化。

现在将描述根据优选实施例的修改画面信号的数据电压的方法。

图3图示显示LCD的电压和介电常数之间关系的模型。

如图所示，水平轴代表像素电压。垂直轴代表在某个像素电压电平v上的介电常数ε(v)和当液晶与基层平行排列，即当液晶线与光的透射方向垂直时的介电常数ε_⊥之间的比值。

ε(v)/ε_⊥的最大值即ε_∥/ε_⊥假定为3，V_th假定为1V，V_max假定为4V。在此，V_th和V_max分别代表全白和全黑的像素电压(或者反之)。

当将存储电容器的电容(将称作存储电容)设置为等于液晶电容的平均值<C_l>，并且LCD基层的区域和基层之间的距离分别设置为‘A’和‘d’时，则存储电容C_st可以表示为等式1。

等式1

C_st＝<C_l>＝(1/3)·(ε_∥+2ε_⊥)·(A/d)＝(5/3)·(ε_⊥·A/d)＝(5/3)·C0

其中C0＝ε_⊥·A/d。

参见图4，ε(v)/ε_⊥可以表示为等式2

等式2

ε(v)/ε_⊥＝(1/3)·(2V+1)。

因为LCD的总电容C(V)是液晶和存储电容之和，所以根据等式1和等式2可以将电容C(V)表示为等式3。

等式3

C(V)＝C_l+C_st＝ε(v)·(A/d)+(5/3)·C0＝(1/3)·(2V+1)·C0+(5/3)·C0

＝(2/3)·(V+3)·C0

因为提供给像素的电荷Q被保持，所以建立下述等式4。

等式4

Q＝C(V_n-1)·V_n＝C(V_f)·V_f

根据等式3和4可以推导出等式5。

等式5

C(V_n-1)·V_n＝C(V_f)·V_f＝(2/3)·(V_n-1+3)·V_n＝(2/3)·(V_f+3)·V_f

其中V_n代表将要提供给当前帧的数据电压(或换向驱动(invertingdriving)方法的数据电压的绝对值)，C(V_n-1)代表与前一帧(即第(n-1)帧)的像素电压对应的电容，和C(V_f)代表对应当前帧(即第n帧)的像素的实际电压V_f的电容。

参见等式5，实际像素电压V_f可以表示为等式6。

等式6

V_{f} = (- 3 + \sqrt{9 + 4 V_{n} (V_{n - 1} + 3)}) / 2

如等式6中清楚地表示的，实际的像素电压V_f由提供给当前帧的数据电压V_n和提供给前一帧的像素电压V_n-1来确定。

如果为了使像素电压达到第n帧上的目标电压V_n而提供的数据电压被设置为V_n′，则可以根据等式5将数据电压V_n′表示为等式7。

等式7

(V_n-1+3)·V_n′＝(V_n+3)·V_n

因此，数据电压V_n′可以表示为等式8。

等式8

V_{n}^{'} = \frac{V_{n + 3}}{V_{n - 1} + 3} \cdot V_{n} = V_{n} + \frac{V_{n} - V_{n - 1}}{V_{n - 1} + 3} \cdot V_{n}

如上面指出的，当通过考虑当前帧的目标像素电压V_n和前一帧的像素电压V_n-1提供通过等式8获得的数据电压V_n′时，像素电压可以直接达到目标像素电压V_n。

根据图4和若干假设推导出等式8，提供给普通LCD的数据电压V_n′可以表示为等式9。

等式9

|V_n′|＝|V_n|+f(|V_n|-|V_n-1|)

其中通过LCD的特性确定函数f。函数f具有下述特性：

当|V_n|＝|V_n-1|时，f＝0，当|V_n|＞|V_n-1|时，f＞0，当|V_n|＜|V_n-1|时，f＜0。

图4图示根据本发明优选实施例的提供数据电压的方法。图5图示在提供数据电压的情况下LCD的介电常数。

如图4所示，提供通过考虑当前帧的目标像素电压和前一帧的像素电压(数据电压)的公式修改的数据电压V_n′以便像素电压V_p达到目标电压。换句话说，当当前帧的目标电压不同于前一帧的像素电压时，提供高于(或低于)当前帧的目标电压的电压作为修改数据电压以达到第一帧上的目标电压电平，此后，提供目标电压作为随后帧上的数据电压。这改善了液晶的响应速度。

此时，通过考虑由前一帧的像素电压确定的液晶电容来确定修改后的数据电压(电荷)。即，通过考虑前一帧的像素电压电平来提供电荷Q，从而直接达到第一帧上的目标电压电平。

如图5所示，因为根据优选实施例提供修改后的数据电压，所以介电常数直接达到当前帧上的目标介电常数。

另一方面，可以提供略高于目标电压的已修改电压V_n′作为像素电压。图6图示在这种情况下的LCD的介电常数。如图6所示，在液晶的响应时间的一半之前，介电常数变得低于目标介电常数，但是此后，介电常数与目标值相比变得过补偿，所以平均介电常数变得等于目标介电常数。

具体而言，本发明的优选实施例考虑当前帧的目标像素电压和前一帧的像素电压(数据电压)生成修改电压V_n′，此修改电压V_n′根据诸如温度等的补偿参数自适应地改变。

为了修改数据电压，可以使用制造成在每个温度上满足等式9的数字电路。而且，在制作具有温度补偿值的查找表(将称作LUT)并存储在ROM中之后，可以根据通过访问LUT读取的补偿值来修改数据电压(画面信号)。实际上，修改的数据电压V_n′取决于前一帧的数据电压V_n-1和当前帧的数据电压V_n之间的差值以及|V_n|和|V_n-1|。如果制作了LUT，优点在于与通过计算处理相比，电路的实现更为简单。

因此，本发明的优选实施例制作了多个LUT，所述LUT包括温度补偿值以生成满足等式9的数据电压，根据LCD的当前温度在多个LUT中选择LUT，然后根据所选LUT执行数据电压的修改即灰度信号的修改。然而，难以为所有的温度制作LUT以及在诸如ROM的存储介质内存储所有的LUT。

在本发明的优选实施例中，制作预定温度的多个LUT，然后，当所测量的温度不等于预定的温度时，则通过根据下述方法转换LUT的补偿值生成根据所测量温度的新的补偿值，从而改善数据电压修改的效率。

现在将描述用于转换LUT的方法。

当当前温度不等于LUT先前已经制作的预定温度之一时，例如当LUT先前制作的每个预定温度分别是25℃、40℃和0℃，当前温度是20℃时，执行LUT转换如下。

将假设LUT内的每个补偿值用G_ij表示。例如，当灰度信号是8比特时，如果8比特灰度信号中的MSB(最高有效位)的y比特存储在LUT内，则G_ij可以表示为等式10。

等式10

G_ij＝G_n′

其中G_n＝(i-1)×2^8-y，G_n-1＝(j-1)×2^8-y

例如，如果LUT由表示为8比特灰度信号中的MSB 4比特的补偿值组成，则G₂₃＝G_n′(G_n＝1×16＝16，G_n-1＝2×16＝32)，因此，G₂₃代表当当前帧的灰度是16和前一帧的灰度是32时的补偿值。

如上面所述的，LUT的每个补偿值与当前帧的灰度和前一帧的灰度匹配，该匹配值取决于使用了灰度信号的全部比特中的多少比特。

图6图示根据本发明优选实施例的LUT的例子。图6中所示的LUT对应于存储8比特灰度信号中MSB 4比特的情况。

将假设LUT的G_ij表示为等式10。如果当前温度不等于预定温度之一，则按照等式11转换与一预定温度对应的LUT的每个G_ij，所述预定温度在多个预定温度中与当前温度的差值最小。

等式11

G_ij′＝G_ij+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+γ(G_ij-G_ii)⁴+…

其中G_ii＝(i-1)×2^8-y。

等式11中每项的α，β和γ是用于补偿当前温度和预定温度之间差值的因子。当当前温度低于预定温度时，将诸如α的因子设置得大于1，以便执行更大程度的补偿。当预定温度高于预定温度时，将诸如α的因子设置得小于1，以便执行更小程度的补偿。

例如，当仅使用等式11中的第一项时(即β＝γ＝…＝0)，如果因为当前温度低于预定温度而需要大量补偿，则按照α＞1执行补偿。如果因为当前温度高于预定温度而需要较小补偿，则按照α＜1执行补偿。

诸如α，β和γ的补偿因子可以根据喜欢过补偿图像或者欠补偿图像的用户的喜好进行改变。而且，补偿因子可以根据当前显示的图像基本上是静态图形图像或动态图像而改变。

如果将用于MSB y比特的补偿值以及LSB(最低有效比特)的补偿系数存储在LUT内，则系数可以与补偿值一起改变。即，如果灰度信号的所有比特是x比特，则通过使用LUT修改x比特的MSB y比特，并通过计算修改x比特的其余LSB z比特(即x-y比特)。

修改后的灰度数据通过计算根据前一帧的灰度信号和当前帧的x比特灰度信号的MSB y比特从LUT提供的参数(f，a，b)生成，其中f＝(G_n，G_n-1)，并且是与前一帧的灰度信号和当前帧的灰度信号对应的补偿值，a和b是整数，并代表当前像素的补偿值和相邻像素的补偿值之间的差值。

通过考虑LUT修改的灰度数据满足下面的等式12。

等式12

G_{n}^{'} = f ([{G_{n}]}_{z}, [{G_{n - 1}]}_{z}) + a ([{G_{n}]}_{z}, [{G_{n - 1}]}_{z}) \cdot \frac{{[G_{n}]}_{y}}{2^{z}} - b ([{G_{n}]}_{z}, [{G_{n - 1}]}_{z}) \cdot \frac{{[G_{n}]}_{y}}{2^{z}}

其中a和b是正整数，z是x-y，[G_n]_z是G_n的LSB z比特为零的数值，[G_n-1]_z是G_n-1的LSB z比特为零的数值，和_y[G_n]是G_n的MSB y比特为零的数值。

当[G_n]_z＝[G_n-1]z时，如果a-b＝16，则G_n′＝G_n-1。而且，如果a′-b＝0，则G_n′＝G_n-1。

如上所述，如果需要计算系数a和b，则根据预定温度的LUT获得根据当前温度的系数，如下式。

等式13

a_ij＝G_i+1，j-G_ij

a_ij′＝G_i+1j′-G_ij′

＝{G_i+1，i+1+α(G_i+1，j-G_i+1，i+1)+β(G_i+1，j-G_i+1，i+1)²+…}

-{G_ii+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+…}

＝2^8-y+α(a_ij-2^8-y)+β(a_ij-2^8-y)×{a_ij-2^8-y+2(G_ij-G_ii)}²+…

等式14

b_ij＝G_i，j+1-G_ij

b_ij′＝G_ij+1′-G_ij′

＝{G_ii+α(G_i，j+1-G_ii)+β(G_i，j+1-G_i，i)²+…}

-{G_ii+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+…}

＝αβ_ij+βb_ij{b_ij+2(G_ij-G_ii)}²+…

即，如果读取对应于预定温度的LUT的第i行和第j列内的单元，则可以计算G_ij′、a_ij′和b_ij′。

如上所述，当所测量的温度不等于多个预定温度时，使用与距离当前温度最小的预定温度相对应的LUT执行LUT转换，然后生成适合于当前温度的修改后的LUT。

例如，当预先生成根据多个预定温度的第一LUT至第n LUT并将第一LUT设置为缺省时，如果当前所测量的温度和第一LUT的预定温度之间的差值低于预定值，则根据上述的第一LUT执行灰度信号的修改。然而，如果当前所测量的温度与第一LUT的预定温度之间的差值大于预定值，则通过选择与距离当前所测量的温度低于预定值的预定温度相对应的LUT来执行修改。此时，希望选择具有与当前温度最小差值的预定温度对应的LUT。

现在将描述根据本发明优选实施例的LCD。

图7图示根据本发明优选实施例的LCD。根据本发明优选实施例的LCD使用数字驱动方法。

如图7所示，根据本发明优选实施例的LCD包括LCD面板100、栅极驱动器200、数据驱动器300和数据灰度信号修改器400。

在LCD面板100上形成用于发送栅极开启信号的多个栅极线S1、S2、......、Sn和用于发送修改数据电压的多个数据线D1、D2、......、Dn。由栅极线和数据线围绕的区域构成一个像素，此像素包括TFT 110、像素电容C₁和存储电容C_st，所述TFT具有连接到栅极线的栅极和连接到数据线的源极，所述像素具有连接到TFT 110的漏极。

栅极驱动器200顺序地将栅极开启(ON)电压提供给栅极线，从而开启具有连接到向其提供栅极开启电压的栅极线的栅极的TFT。

数据灰度信号修改器400从数据源(例如图形信号控制器)接收n比特数据灰度信号G_n，并在考虑当前帧和前一帧的m比特数据灰度信号之后输出m比特修改数据灰度信号G_n′。此时，数据灰度信号修改器400可以是单独单元，也可以集成到图形卡或LCD模块内。

数据驱动器300将从数据灰度信号修改器400接收到的已修改灰度信号G_n′转换成相应的灰度电压(数据电压)，以便将其提供给数据线。

图8图示图7的数据灰度信号修改器400的详细方框图。

如图所示，数据灰度信号修改器400包括组合器410、帧存储器420、控制器430、数据灰度信号转换器440和分割器450。

组合器410从数据源接收灰度信号，并将数据流的频率转换成数据灰度信号修改器400可以处理的速度。例如，如果从数据灰度信号源发送与65MHz频率同步的24比特数据，并且数据灰度信号修改器400的组件的处理速度限制在50MHz内，则组合器410将24比特灰度信号两两组合成48比特灰度信号G_m，然后将其发送给帧存储器420。

组合后的灰度信号G_m根据控制器430的控制处理将在预定地址内存储的前一帧灰度信号G_m-1输出给数据灰度信号转换器440，同时将组合器410发送的灰度信号G_m存储在上述地址中。数据灰度信号转换器440接收组合器410输出的当前帧灰度信号G_m和帧存储器420输出的前一帧灰度信号G_m-1，并通过处理当前帧和前一帧的灰度信号生成修改后的灰度信号G_m′。

分割器450分割数据灰度信号转换器440输出的48比特已修改的数据灰度信号G_m′，并输出24比特已修改灰度信号G_n′。

在本发明的优选实施例中，因为与数据灰度信号同步的时钟频率不同于访问帧存储器420的频率，所以需要组合器410和分割器450，但是在与数据灰度信号同步的时钟频率与访问帧存储器420的频率相同的情况下，则不需要组合器410和分割器450。

图9图示图8的数据灰度信号转换器440的详细方框图。

如图9所示，数据灰度信号转换器440包括LUT存储单元441、计算器443、修改参数输入单元444、LUT选择器445和LUT转换器446。

LUT存储单元441包括多个LUT₀至LUT_n，它们具有用于通过多个预定温度修改灰度信号的数值。

修改参数输入单元444接收参数并将这些参数提供给LUT选择器445，这些参数用于确定将要执行多少个灰度信号修改、选择LUT和改变所选LUT的补偿值。即，来自用于测量LCD当前温度的传感器的温度数据、根据用户喜好由键盘或按钮输出的图像质量选择数据和环境数据(即LCD显示静态图形还是移动图形)。这些数据是数字信号，并可以并行或串行地输入给修改参数输入单元444。而且，这些数据也可以作为模拟信号输入给修改参数输入单元444，然后转换成数字信号。

LUT选择器445选择合适的LUT，并根据来自修改参数输入单元444的诸如温度数据、图像质量选择数据和环境数据的修改参数来确定用于执行LUT转换的系数值。即，LUT选择器445通过考虑选择哪个LUT和将要执行的基于修改参数的补偿值改变的数量来确定LUT ID和补偿系数(α，β，…)的值。

当补偿系数的个数很少时，如下面的表1所示，LUT选择器445可以实施为简单类型的LUT，而当补偿系数的个数很多时，可以实现成使用一种算法来计算补偿系数。

表1

	LUT ID	α	β
	LUT ID	α	β	0	0	0.75	-0.025
1	0	1	0	0	0	0.75	-0.025
1	0	1	0	2	0	1.25	0.025
3	1	0.75	-0.025	2	0	1.25	0.025
3	1	0.75	-0.025	4	1	1	0
5	1	1.25	0.025	4	1	1	0
5	1	1.25	0.025	6	2	0.75	-0.025
7	2	1	0	6	2	0.75	-0.025

LUT转换器446从LUT选择器445和LUT存储单元441读取与ID对应的LUT。

当从LUT选择器445提供用于通过修改LUT的值来获取修改值的补偿系数时，LUT转换器446通过如上面所述的基于补偿系数的修改方法修改从LUT存储单元441提供的LUT的每个数值来获得适合于当前温度的LUT的补偿值。由LUT转换器446获得的LUT用作修改LUT 442，用于在考虑到前一帧和当前帧的灰度信号的情况下输出已修改的灰度信号G_n′。

修改LUT 442将与来自组合器410的当前帧灰度信号G_m和前一帧灰度信号G_m-1匹配的补偿值提供给计算器443。计算器443通过根据补偿值执行计算来生成已修改的灰度信号G_n，并将其发送给分割器450。

当在LUT内执行MSB y比特的修改以及LSB z比特的修改时，计算器443通过使用来自组合器410的当前帧灰度信号G_m的LSB 4比特、来自帧存储器420的前一帧灰度信号G_m-1的LSB 4比特和来自补偿LUT 442的用于补偿活动画面的参数f、a和b执行计算以生成已修改的灰度信号G_m′，并将其输出给分割器450。

48比特的已修改的灰度信号G_m′由分割器450分割，并作为24比特已修改灰度信号G_m′输出给数据驱动器300。希望在数据消隐周期内执行这样的LUT转换。

在上述的实施例中，通过温度与LUT内的当前帧和前一帧的灰度信号对应的修改值可以是至少两个。可以根据用户的喜好或者使用如上所述修改的所选修改值的使用环境来选择修改值。

而且，多个LUT或单个LUT选择器可以根据产品而变化，修改数值和系数可以通过多种方式实现。例如，多个LUT或单个LUT选择器可以实施为存储设备。在这种情况下，不需要与外部的接口，与使用SRAM实现的情况相比，多个LUT或单个LUT选择器占据的空间较小。有利的是出问题的可能性变小，但是当许多液晶参数改变时可能要设计新的数据灰度信号修改器。

多个LUT或单个LUT选择器可以实施为一种外部ROM。在这种情况下，数据灰度数据修改器在需要时从外部ROM读取数据。通常，希望数据灰度信号修改器在加电时从外部ROM读取数据。然而，当由芯片组成的数据灰度信号修改器没有足够的空间适合于存储所有的LUT时，数据灰度信号修改器读取指定为缺省的LUT，然后，如果需要的话，可以逐个读取LUT。此时，液晶设备的各种模型可以修改，但是需要与外部ROM的接口，因为组件增加导致出现问题的可能性也增加。

而且，多个LUT或单个LUT选择器的修改值可以通过图形信号接收。在这种情况下，需要用于传输图形信号的协议。需要用于通知所输入的信号不是将要显示的信号的数据，但是最好是LUT和根据LUT的修改值，或者用于通知所输入信号中的一些部分对应于补偿系数的数据，或者用于通知所输入信号之中的一些部分对应于用于LUT的数据的数据，等等。希望用于输入这些数据的次序固定在发射机和接收机之间。

将用于通过图形信号输入LUT和补偿系数的方法实施如下。

例如，可以在包括LCD模块的液晶设备内在显示消隐周期内发送数据。而且，用户可以在计算机环境内运行专用软件之后按下LUT设置按钮来发送这些数据。此时，软件可以是位图指示器，其中根据专用规则存储包括LUT或LUT选择器的信息。

当作为位图类型提供LUT的补偿数据和补偿系数时，补偿可以根据各种模式改变，用户可以使用软件轻易地改变补偿数据，不需要与外部设备的接口，从而降低了故障率。

根据本发明的上述实施例，根据诸如温度的修改参数提供了最合适的数据电压。因此，像素电压可以立即达到目标电压电平，因此，可以在不改变TFT_LCD面板结构的情况下改善液晶的响应速度。

虽然已经结合当前视为最实际和优选的实施例描述了本发明，将理解本发明并不限制于所公开的实施例，但是相反，将涵盖在权利要求书的精神和范围内包括的各种修改和等价结构。

Claims

1.一种液晶显示器(LCD)，包括：

LCD面板，包括用于传送扫描信号的多条栅极线，与栅极线隔离并横跨该栅极线的、用于传送图像信号的多条数据线，和在由栅极线和数据线围绕的区域内形成的、被排列成矩阵模式并具有连接到栅极线和数据线的开关单元的多个像素；

数据灰度信号修改器，用于从数据灰度信号源接收灰度信号，并通过根据一个或多个修改参数考虑当前帧和前一帧的灰度信号来输出修改灰度信号；

栅极驱动器，用于顺序地提供扫描信号；和

数据驱动器，用于将修改灰度信号改变成对应的数据电压并输出图像信号，

其中一个或多个修改参数是温度、用户选择的图像质量和LCD的环境中的至少之一。

2.如权利要求1的LCD，其中数据灰度信号修改器包括：

帧存储设备，用于从数据灰度信号源接收灰度信号，将此灰度信号存储一帧的周期，并予以输出；

控制器，用于控制读写帧存储设备的灰度信号；和

数据灰度信号转换器，用于考虑数据灰度信号源发送的当前帧的灰度信号和帧存储设备发送的前一帧的灰度信号，并输出修改灰度信号。

3.如权利要求2的LCD，其中数据灰度信号转换器包括：

存储设备，用于存储修改值以根据一个或多个修改参数修改数据灰度信号；

查找表(LUT)选择器，用于设置LUT的ID，该ID代表从存储设备中选出的LUT，该LUT选择器还根据一个或多个修改参数设置用于转换所选LUT的修改值的系数值；

LUT转换器，用于从存储设备中读取所选LUT，该LUT转换器还根据系数值转换所选LUT的修改值，从而从其输出修改LUT；和

修改参数输入单元，用于从所选LUT或修改LUT中读取对应于当前帧和前一帧灰度信号的修改值，从而根据修改值生成修改灰度信号。

4.如权利要求1的LCD，其中LUT的每个补偿值表示为G_ij，与G_ij匹配的当前帧灰度信号G_n表示为G_n＝(i-1)×2^8-y，与G_ij匹配的前一帧灰度信号G_n-1表示为G_n-1＝(j-1)×2^8-y。

5.如权利要求4的LCD，其中LUT转换器修改所选LUT的补偿值G_ij，从而生成与当前温度对应的补偿值G_ij，当当前温度不等于预定温度时它满足下述等式：

G_ij′＝G_ij+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+γ(G_ij-G_ii)⁴+…

其中G_ii＝(i-1)×2^8-y，而α、β和γ是用于补偿当前帧和预定温度之间差值的参数。

6.权利要求5的LCD，其中当当前温度低于预定温度时，LUT转换器将修改系数的值设置为大于1，而当当前温度高于预定温度时将修改系数的值设置为小于1。

7.如权利要求2的LCD，其中数据灰度信号转换器包括：

查找表(LUT)，用于通过考虑由数据灰度信号源发送的当前帧的x比特灰度信号和由帧存储设备发送的前一帧的y比特灰度信号输出用于补偿活动图像的变量(f，a和b)；和

计算器，用于使用前一帧的数据灰度信号、当前帧的x比特灰度信号的z比特LSB和变量f、a和b生成并输出修改灰度信号；

其中f＝(G_n，G_n-1)是根据前一帧的灰度信号和当前帧上的灰度信号的补偿值，并且a和b是代表当前像素的补偿值和相邻像素的补偿值之间差值的整数。

8.如权利要求7的LCD，其中当当前温度不等于预定温度时，LUT转换器根据所选LUT修改满足下述等式的变量a和b：

α_ij＝G_i+1j-G_ij

α_ij′＝G_i+1j′-G_ij′

＝{G_i+1，i+1+α(G_i+1，j-G_i+1，i+1)+β(G_i+1，j-G_i+1，i+1)²+…}

-{G_ii+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+…}

＝2^8-y+α(a_ij-2^8-y)+β(G_ij-2^8-y)×{α_ij-2^8-y+2(G_ij-G_ii)}²+…

b_ij＝G_ij+1-G_ij

B_ij′＝G_ij+1′-G_ij′

＝{G_ii+α(G_i，j+1-G_ii)+β(G_i，j+1-G_ii)²+…}

-{G_ii+α(G_ij-G_ii)+β(G_ij-G_ii)²+…}

＝αβ_ij+βb_ij{b_ij+2(G_ij-G_ii)}²+…

9.如权利要求7的LCD，其中使用下述等式获得修改后的灰度数据G_n′：

{G_{n}}^{'} = f ([G_{n}]_{z}, [G_{n - 1}]_{z}) + a ([G_{n}]_{z}, [G_{n - 1}]_{z}) \cdot \frac{{[G_{n}]}_{y}}{2^{z}} - b ([G_{n}]_{z}, [G_{n - 1}]_{z}) \cdot \frac{{[G_{n}]}_{y}}{2^{z}}

其中z＝x+y，[G_n]_z代表将零提供给G_n的所有LSBz个比特，[G_n-1]_z代表将零提供给G_n-1的所有LSB z个比特，_y[G_n]代表将零提供给G_n的所有MSBy个比特，a和b是正整数。

10.如权利要求7的LCD，其中与数据灰度信号源提供的灰度信号同步的时钟信号频率和与控制器同步的时钟信号频率是相同的。

11.如权利要求2的LCD，其中与数据灰度信号源提供的灰度信号同步的时钟信号频率和与控制器同步的时钟信号频率是不同的。

12.如权利要求2的LCD，其中LCD还包括：

组合器，用于从数据灰度信号源接收灰度信号，组合灰度信号以便与控制器与之同步的时钟信号频率同步，并将组合后的灰度信号输出给帧存储设备和数据灰度信号转换器；和

分割器，用于分割数据灰度信号转换器输出的灰度信号，从而与数据灰度信号源发送的灰度信号与之同步的频率同步。

13.如权利要求2的LCD，其中数据灰度信号转换器修改灰度信号，以便输出满足下述等式的修改数据电压V_n′：

|V_n′|＝|V_n|+f(|V_n|-|V_n-1|)

其中当前帧的数据电压设置为V_n，前一帧的数据电压设置为V_n-1。

14.如权利要求6的LCD，其中在数据消隐周期内作为灰度信号从数据源发送修改参数。

15.一种驱动液晶显示器(LCD)的方法，该LCD包括：多条栅极线、与栅极线隔离并横跨所述栅极线的多条数据线，和在由栅极线和数据线围绕的区域内形成的、被排列成矩阵模式并具有连接到栅极线和数据线的开关单元的多个像素，该方法包括：

(a)顺序地将扫描信号提供给栅极线；

(b)从图像信号源接收图像信号，并根据一个或多个修改参数从当前和前一帧的图像信号生成修改图像信号；和

(c)将与所生成的修改图像信号对应的数据电压提供给数据线，

其中一个或多个修改参数是温度、用户所选图像质量和LCD的环境中的至少之一。

16.如权利要求15的LCD驱动方法，其中将图像信号识别为数字灰度信号。

17.如权利要求15的LCD驱动方法，其中所述生成修改图像信号的步骤还包括：

应用具有与前一帧图像信号和当前图像信号匹配的修改值的转换表；和

当对应于具体修改参数的转换表不存在时，通过根据具体修改参数转换修改值来生成新的转换表，并根据新的转换表生成修改图像信号。

18.如权利要求15的LCD驱动方法，其中在数据消隐周期内执行转换表的转换。