CN1637842A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，包括：图像特征信号产生部分，其分析具有第一亮度级的R、G和B输入数据信号，和产生多个特征信号；信号处理部分，其用多个特征信号将R、G和B输入数据信号转换成R、G和B输出数据信号，其中，用于显示除白色以外的颜色图像的R、G和B输入数据信号被转换成R、G和B输出数据信号，并且，R、G和B输出数据信号具有第二亮度级，第二亮度级小于第一亮度级；和显示部分，其具有多个像素，每个像素包括R、G和B－子像素，并且，R、G和B输出数据信号供给各个R、G和B－子像素。

Description

显示装置及其驱动方法
本申请要求享有2003年12月30日于韩国提出的第2002-048103号韩国专利申请的利益，其在此引用以作参考。
技术领域
本发明涉及显示装置，特别涉及具有包括红、绿和蓝子像素的像素的显示装置。
背景技术
一般说来，阴极射线管(CRT)通常用作显示装置。例如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、场发射显示器、和电致发光显示器(ELD)等的重量轻、结构紧凑和电功耗小的平板显示器也是通用的。与其他类型的显示器相反，LCD是不发光的显示器，其中，在没有光源(例如，环境光或背面光)的情况下，LCD不显示图像。
图1示出了现有的液晶显示器(LCD)。
参见图1，现有的LCD 100通常包括：时序控制部分130；灰度级产生部分120；栅极驱动部分140；数据驱动部分150和显示部分160。
时序控制部分130给数据驱动部分150供给R(红)、G(绿)、和B(蓝)色数据信号，分别给栅极驱动部分140和数据驱动部分150供给多个控制信号，使能液晶显示器100以显示图像。
灰度级产生部分120产生对应“i”个灰度级的“i”个灰度级电压“V1-Vi”。因此，所供给的R、G和B数据信号中每个数据信号有8位，灰度级产生部分1 20产生28个灰度级电压“V1-V256”。
栅极驱动部分140输出栅极信号到栅极线145，数据驱动部分150输出数据信号到数据线155。
显示部分160包括按矩阵图形设置的多个像素。每个像素包括分别显示红色、绿色和蓝色的R-子像素、G-子像素和B-子像素。每个子像素包括：薄膜晶体管“T”、液晶电容“CLC”、和存储电容“CST”。
每个薄膜晶体管“T”的栅极连接到对应的栅极线145，每个薄膜晶体管“T”的源极连接到对应的数据线155，每个薄膜晶体管“T”的漏极连接到对应的液晶电容“CLC”的第一电极，每个液晶电容“CLC”的第二电极连接到公共电极。每个存储电容“CST”的第一电极连接到对应的薄膜晶体管“T”的漏极，而每个存储电容“CST”的第二电极连接到前一条栅极线145。
为了驱动上述的现有LCD装置100，在一帧中选择多条栅极线145的一条，并通过所选择的栅极线145把栅-ON(导通)信号供给每个薄膜晶体管“T”。通过供给栅-ON信号将每个薄膜晶体管“T”设置在ON-状态，每个薄膜晶体管“T”沟道设置在断开状态。
每个薄膜晶体管“T”沟道设置在断开状态时，数据驱动部分150给连接到所选择的栅极线145的R、G和B-子像素中的每个子像素分别供给R、G和B数据信号。因此，供给R、G和B-子像素的R、G和B数据信号存储在每个子像素的液晶电容“CLC”和存储电容“CST”中。
然后，顺序选择栅极线145，将连接到预先选择的栅极线145的薄膜晶体管“T”设置在OFF(断开)状态。但是，保持存储在连接到预先选择的栅极线145的液晶电容“CLC”和存储电容“CST”中的R、G和B数据信号，直到下一帧为止。重复上述的操作，显示部分160显示图像。
图2示出了具有伽马值“γ”2.2的现有的液晶显示装置的伽马曲线。
参见图2，白、红、绿、和蓝色伽马曲线是相等的。因此，现有的液晶显示装置当对应白色的数据信号具有与对应红、绿、和蓝色的数据信号的相同灰度级时，显示的白色亮度与显示的红、绿、和蓝色的亮度相同。结果，显示部分160显示的图像的对比度差，因此，不能显示清晰的图像。
图3示出了用现有的液晶显示装置显示的图像。
参见图3，白、红、绿、和蓝色的亮度差别最小。结果，不能清晰地显示出直升飞机的图像与包围衬套的图像。
发明内容
本发明涉及显示装置及其驱动方法，本发明基本上克服了由于现有技术中存储的局限和缺点所引起的一个或多个问题。
本发明的优点是提供一种显示装置及其驱动方法，防止对比度减小，能清晰地显示图像。
以下将说明本发明的其他特征和优点，从说明书或通过实践本发明可以了解本发明的一部分优点和特征。通过说明书中的文字说明和所附的权利要求书以及附图中指出的具体结构将能达到本发明的这些优点和其他优点。
为了达到本发明的这些优点和其他优点，按照本发明的目的，正如所实施和广泛描述的，一种显示装置例如包括：图像特征信号产生部分，其用于分析R、G和B输入数据信号，并产生多个特征信号，其中，R、G和B输入数据信号具有第一亮度级；信号处理部分，其用多个特征信号将R、G和B输入数据信号转换成R、G和B输出数据信号，其中，将用于显示具有除白色以外颜色的图像的R、G和B输入数据信号转换成R、G和B输出数据信号，其中，R、G和B输出数据信号具有第二亮度级，第二亮度级小于第一亮度级；和显示部分，其具有多个像素，其中，每个像素包括R、G和B-子像素，其中，R、G和B输出数据信号供给各个R、G和B子像素。
按照本发明的另一方面，一种显示装置的驱动方法，例如，可以包括以下步骤：分析R、G和B输入数据信号和产生多个特征信号，其中，R、G和B输入数据信号具有第一亮度级；用多个特征信号将R、G和B输入数据信号转换成R、G和B输出数据信号，其中，将用于显示具有除白色以外颜色的图像的R、G和B输入数据信号中的一个预定的输入数据信号转换成R、G和B输出数据信号，其中，R、G和B输出数据信号具有第二亮度级，第二亮度级小于第一亮度级；和通过多个像素显示图像，其中，每个像素包括R、G和B-子像素，其中，R、G和B输出数据信号分别供给各个R、G和B-子像素。
亮度级亮度级亮度级亮度级应了解，以上的一般描述和以下的详细描述都是示例性和解释性的描述，旨在更好地理解要求保护的本发明。
附图说明
本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书相结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。
附图中：
图1示出了现有的不发光的液晶显示器(LCD)；
图2示出了现有的液晶显示装置的γ曲线图；
图3示出了用现有的液晶显示装置显示的图像；
图4A示出了按照本发明的液晶显示装置；
图4B示出了图4A中的信号转换部分；
图5示出了按照本发明的液晶显示装置的γ曲线图；和
图6示出了用按照本发明的液晶显示装置显示的图像。
具体实施方式
现在详细参见按本发明的实施例，附图中显示出实施例的例子。
图4A示出了按照本发明的液晶显示装置。图4B表示图4A中所示的信号转换部分。
参见图4A，按照本发明的液晶显示(LCD)装置200，例如，包括：时序控制部分230；灰度级产生部分220；栅极驱动部分240；数据驱动部分250；显示部分260；和信号转换部分270。
按照本发明的一个方面，时序控制部分230例如可以按照时序顺序给数据驱动部分250供给R(红)、G(绿)和B(蓝)数据信号，给栅极驱动部分240和数据驱动部分250分别供给多个控制信号，使液晶显示装置200能显示图像。
按照本发明的一个方面，灰度级产生部分220例如可以产生对应“i”个灰度级的“i”个灰度级电压“V1-Vi”。因此，供给的R、G和B数据信号具有8位，灰度级产生部分220可以产生28个灰度级电平“V1-V256”。
按照本发明的一个方面，栅极驱动部分240例如可以输出栅极信号到栅极线245，而数据驱动部分250例如可以输出数据信号到数据线255。
按照本发明的一个方面，显示部分260例如可以包括按矩阵图形设置的多个像素。每个像素例如可以包括分别显示红、绿和蓝色的R、G和B-子像素。每个子像素例如可以包括：薄膜晶体管“T”、液晶电容“CLC”和存储电容“CST”。显示部分260由光源(未示出)提供光。
按照本发明的一个方面，每个薄膜晶体管“T”的栅极连接到对应的栅极线245，每个薄膜晶体管“T”的源极连接到对应的数据线255，每个薄膜晶体管“T”的漏极连接到对应的液晶电容“CLC”的第一电极。每个液晶电容“CLC”的第二电极连接到公共电极。每个存储电容“CST”的第一电极连接到对应的薄膜晶体管“T”的漏极，每个存储电容“CST”的第二电极连接到前一条栅极线245。
按照本发明的一个方面，信号转换部分270例如可以转换R、G和B数据信号和顺序供给所转换的R、G和B数据信号到时序控制部分230。
例如，信号转换部分270可以包括第一和第二信号区域转换部分271和272，它们分别经信号调节部分273相互连接。
按照本发明的一个方面，第一信号区域转换部分271可以转换由信号输入部分290供给的数据信号的信号区域。例如，信号输入部分290输出L*信号区域中的源数据信号“RS”、“GS”和“BS”，其中，L*信号区域表示用肉眼确定的光的亮度值。因此，第一信号区域转换部分271可以将L*信号区域中的源数据信号“RS”、“GS”和“BS”转换成Y信号区域中的输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”，其中Y信号区域表示用仪器确定的光的亮度值。按照本发明的一个方面，第一信号区域转换部分271可以按照第一信号区域转换表达式将L*信号区域中的源数据信号转换成Y信号区域中的输入数据信号，所述的第一信号区域转换表达式即，L*的反函数＝116(Y/Yn)1/3-16(L*表示“RS”、“GS”和“Bs”，Y表示Ri”、“Gi”和“Bi”，Yn是光源的亮度值)。
按照本发明的一个方面，第一信号区域转换部分271例如可以包括查询(look-up)表(LUT)，表中的输入数据信号值是按照第一信号区域转换表达式从源数据信号值预先计算的。因此，源数据信号“RS”、“GS”和“BS”可以通过第一信号区域转换部分271的查找表(LUT)转换成输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”。
按照本发明的一个方面，信号调节部分273例如可以包括图像特征信号产生部分274和信号处理部分278。
图像特征信号产生部分274例如可以包括：MIN·MAX提取部分275，中间信号产生部分276，和图像特征因子产生部分277。
按照本发明的一个方面，MIN·MAX提取部分275可以根据各自的表达式分别提取输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”的最小值MIN和最大值MAX，最小值MIN和最大值MAX的表达式分别为：MIN＝Min(Ri、Gi、Bi)，MAX＝Max(Ri、Gi、Bi)。然后，MIN·MAX提取部分275向信号处理部分278供给提取的最大信号“MAX”，并且向中间信号产生部分276供给提取的最小信号“MIN”。
按照本发明的一个方面，中间信号产生部分276可以根据表达式W＝MINk(k是实数)产生中间信号“W”(即，虚拟白色数据信号)。
按照本发明的一个方面，图像特征因子产生部分277可以分析输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”的特征(例如，所显示的图像的对比度和差异)并产生图像特征因子“α”，其中0≤α≤1。按照本发明的原理，可以按照图像特征因子“α”调节所显示的图像的对比度。因此，图像特征因子“α”增大时，所显示的图像的对比度增大，图像特征因子“α”减小时，所显示的图像的对比度减小。
按照本发明的一个方面，信号处理部分278可以将输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”用最大信号“MAX”、图像特征因子“α”和中间信号“W”，按表达式：(Ri’、Gi’、Bi’)＝((1-α)×MAX+α×W)/MAX×(Ri、Gi、Bi)转换成处理过的输入数据信号“Ri’”、“Gi’”和“Bi’”，式中0≤((1-α)×MAX+α×W)/MAX≤1。因此，处理过的输入数据信号“Ri’”、“Gi’”和“Bi’”小于或等于输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”中的对应的输入数据信号。例如，α＝0.5和k＝1时，(Ri’、Gi’、Bi’)＝(MAX+W)/(2MAX)×(Ri、Gi、Bi)＝(MAX+MIN)/(2MAX)×(Ri、Gi、Bi)。
当输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”分别是“H”、“O”、和“0”时，显示红色信号，其中，W＝MIN＝Min(Ri、Gi、Bi)＝0，MAX＝Max(Ri、Gi、Bi)＝H。1因此，Ri’＝(MAX+MIN)/(2MAX)×Ri＝(H+0)/(2H)×H＝H/2，Gi’＝O，和Bi’＝0。因此，显示红色图像的处理过的输入数据信号的亮度级是输入数据信号的亮度级的一半，从所述的输入数据信号导出处理过的输入数据信号。
但是，当输入数据信号“Ri”、“Gi”和“Bi”全是“H”时，显示白色图像“W”。因此，W＝MIN＝Min(Ri、Gi、Bi)＝H，MAX＝Max(Ri、Gi、Bi)＝H。而且，(Ri’、Gi’、Bi’)＝(MAX+MIN)/(2MAX)×(Ri、Gi、Bi)＝(H+H)/(2H)×H＝H。因此，显示白色图像的处理过的输入数据信号的亮度级等于输入数据信号的亮度级，从所述的输入数据信号导出处理过的输入数据信号。
如以上所示的，当α＝0.5和k＝1时，用于显示白色图像的处理过的输入数据信号的亮度级是用于显示红色图像的处理过的输入数据信号的亮度级的两倍。本发明所述的原理同样适用于显示绿色图像和蓝色图像。
以上所描述的内容看，对应红、绿、和蓝色的处理过的输入数据信号的亮度级小于导出处理过的输入数据信号的输入数据信号的亮度级。而且，显示部分260显示白色图像的亮度级大于显示部分260显示红色、绿色和蓝色图像的亮度级。因此，显示部分260显示的图像的对比度高于用现有的显示部分160显示的图像的对比度。
当α＝0.3和k＝1时，显示红色图像的处理过的输入数据信号(Ri’)的亮度级是0.7H(即，Ri’＝0.7H)，显示白色图像的处理过的输入数据信号“Ri’”、“Gi’”和“Bi’”的亮度级是H(即，(Ri’，Gi’，Bi’)＝H)。
一旦产生，处理过的输入数据信号“Ri’”、“Gi’”和“Bi’”可以供给第二信号区域转换部分272。第二信号区域转换部分272可以转换信号处理部分278供给的数据信号的信号区域。例如，信号处理部分278可以输出Y信号区中处理过的输入数据信号“Ri’”、“Gi’”和“Bi’”，第二信号区域转换部分272将处理过的输入数据信号“Ri’”、“Gi’”和“Bi’”转换成L*信号区中的输出数据信号“Ro”、“Go”、和“Bo”。按照本发明的一个方面，第二信号区域转换部分272可以按照第二信号区域转换表达式：L*＝116(Y/Yn)1/3-16将Y信号区中的处理过的输入数据信号转换成L*信号区中的输出数据信号。
按照本发明的一个方面，第二信号区域转换部分272可以例如包括查找表(LUT)，表中的输出数据信号值是按照第二信号区域转换表达式从处理过的输入数据信号值预先计算出的。因此，通过第二信号区域转换部分272的查找表(LUT)，处理过的输入数据信号“Ri’”、“Gi’”和“Bi’”可以转换成输出数据信号“Ro”、“Go”、和“Bo”。
按照本发明的一个方面，输出数据信号“Ro”、“Go”、和“Bo”供给时序控制部分230。反过来，时序控制部分230向数据驱动部分250供给输出数据信号“Ro”、“Go”、和“Bo”。然后，数据驱动部分250通过数据线255给各个“R”、“G”、和“B”-子像素供给输出数据信号“Ro”、“Go”、和“Bo”。
图5示出了按本发明的具有2.2伽马值“γ”的液晶显示器的伽马曲线。
参见图5，白色的伽马曲线与红色、绿色、和蓝色的伽马曲线不同。具体地说，白色的伽马曲线大于红色、绿色、和蓝色的伽马曲线。例如，按本发明的液晶显示装置显示白色的亮度是显示红色、绿色、和蓝色的亮度的两倍。结果，显示部分260按增大的对比度显示图像，因而更容易显示出清晰的图像。
图6示出了按本发明的液晶显示装置显示的图像。
参见图6，按本发明的原理，增大了白色、红色、绿色、和蓝色的亮度差。结果，直升飞机和包围衬套的图像比图3所显示的直升飞机和包围衬套的对应图像更清晰。
如上所述，本发明的原理提供了一种有效的方式，按照图像特征因子和中间信号调节输出数据信号的亮度级来提高显示装置上显示的图像的对比度和清晰度。
很明显，本发明的原理也可以用于任何类型的显示装置，例如，需要光源的不发光的显示装置。
对于熟悉本领域的技术人员来说，很显然，在不脱离本发明构思或范围的情况下，可以对本发明做出各种改进和变型。因此，本发明意在覆盖那些落入所附权利要求及其等同物范围内的改进和变型。

Claims (19)

1.一种显示装置，包括：
图像特征信号产生部分，其分析红(R)、绿(G)和蓝(B)输入数据信号，和产生多个特征信号；
信号处理部分，其连接到图像特征信号产生部分，所述信号处理部分用多个特征信号将R、G和B输入数据信号转换成R、G和B输出数据信号，其中，R、G和B输入数据信号具有第一亮度级，用于显示除白色以外颜色的图像的R、G和B输入数据信号被转换成R、G和B输出数据信号，其中，R、G和B输出数据信号具有第二亮度级，其中，第二亮度级小于第一亮度级；和
显示部分，其具有多个像素，其中每个像素包括R、G和B-子像素，而且R、G和B输出数据信号供给各个R、G和B-子像素。
2.按照权利要求1的显示装置，其特征在于，图像特征信号产生部分包括：
MIN·MAX提取部分，其连接到信号处理部分，所述的MIN·MAX提取部分从R、G和B输入数据信号提取最小信号和最大信号；
图像特征因子产生部分，其连接到信号处理部分，所述的图像特征因子产生部分分析R、G和B输入数据信号和产生图像特征因子(α)，其中，0≤α≤1；和
中间信号产生部分，其连接到MIN·MAX提取部分和信号处理部分，所述的中间信号产生部分用最小信号产生中间信号(W)。
3.按照权利要求2的显示装置，其特征在于，信号处理部分用最大信号、图像特征因子、和中间信号将R、G和B输入数据信号转换成R、G和B输出数据信号。
4.按照权利要求2的显示装置，其特征在于，中间信号产生部分按照表达式W＝MINk产生中间信号，式中W是中间信号，MIN是最小信号，k是实数。
5.按照权利要求3的显示装置，其特征在于，信号处理部分按照表达式(Ro、Go、Bo)＝((1-α)×MAX+α×W)/MAX×(Ri、Gi、Bi)(式中，Ro、Go、Bo分别是R、G、B输出数据信号，Ri、Gi、Bi分别是R、G、B输入数据信号，α是图像特征因子，MAX是最大信号)将R、G、B输入数据信号转换成R、G、B输出数据信号。
6.按照权利要求1的显示装置，其特征在于，还包括：
第一信号区域转换部分，其连接到图像特征信号产生部分和信号处理部分，所述的第一信号区域转换部分将L*信号区域中的R、G、B输入数据信号转换成Y信号区域中的R、G、B输入数据信号；和
第二信号区域转换部分，其连接到信号处理部分，所述的第二信号区域转换部分将Y信号区域中的R、G、B输出数据信号转换成L*信号区域中的R、G、B输出数据信号。
7.按照权利要求6的显示装置，其特征在于，
第一和第二信号区域转换部分分别都包括第一和第二查找表，
第一查找表包括：L*信号区域中的R、G、B输入数据信号预先计算的值，和Y信号区域中的R、G、B输入数据信号的对应值；和
第二查找表包括：Y信号区域中的R、G、B输出数据信号的预先计算的值，和L*信号区域中的R、G、B输出数据信号的对应值。
8.按照权利要求1的显示装置，其特征在于，还包括：
时序控制部分，其输出R、G、B输出数据信号到显示部分。
9.按照权利要求1的显示装置，其特征在于，还包括：给显示部分提供光的光源。
10.按照权利要求1的显示装置，其特征在于，显示装置包括液晶显示装置。
11.一种显示装置的驱动方法，包括：
分析红(R)、绿(G)、蓝(B)输入数据信号和产生多个特征信号；
用多个特征信号将R、G、B输入数据信号转换成R、G、B输出数据信号，其中R、G、B输入数据信号具有第一亮度级，并且，用于显示具有除白色以外颜色图像的R、G、B输入数据信号被转换成R、G、B输出数据信号的R、G、B色，R、G、B输出数据信号具有第二亮度级，第二亮度级小于一亮度级；和
通过多个像素显示图像，其中，每个像素包括R、G、B-子像素，并且，R、G、B输出数据信号供给各个R、G、B-子像素。
12.按照权利要求11的驱动方法，其特征在于，分析R、G、B输入数据信号和产生多个特征信号包括：
从R、G、B输入数据信号提取最小信号和最大信号；
分析R、G、B输入数据信号和产生特征因子(α)，其中0≤α≤1；和
从最小信号产生中间信号(W)。
13.按照权利要求12的驱动方法，其特征在于，用最大信号、图像特征信号和中间信号将R、G、B输入数据信号转换成R、G、B输出数据信号。
14.按照权利要求12的驱动方法，其特征在于，按照表达式W＝MINk产生中间信号，式中W是中间信号，MIN是最小信号，k是实数。
15.按照权利要求13的驱动方法，其特征在于，按照表达式(Ro、Go、Bo)＝((1-α)×MAX+α×W)/MAX×(Ri、Gi、Bi)(式中，Ro、Go、Bo分别是R、G、B输出数据信号，Ri、Gi、Bi分别是R、G、B输入数据信号，α是图像特征因子，MAX是最大信号)将R、G、B输入数据信号转换成R、G、B输出数据信号。
16.按照权利要求11的驱动方法，其特征在于，还包括：
将R、G、B输入数据信号从L*信号区域转换成Y信号区域中的R、G、B输入数据信号；和
将R、G、B输出数据信号从Y信号区域转换成L*信号区域中的R、G、B输出数据信号。
17.按照权利要求11的驱动方法，其特征在于，还包括：
按时序顺序输出R、G、B输出数据信号到各个R、G、B-子像素。
18.按照权利要求11的驱动方法，其特征在于，还包括：给多个子像素提供光。
19.按照权利要求11的驱动方法，其特征在于，显示装置包括液晶显示装置。
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