CN1652188A - 驱动显示器件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种显示器件，包括：包括多个像素的显示面板；储存多个FRC数据模式的存储器；信号控制器，读出所述FRC模式，将FRC模式储存在其中，基于具有第一位数的输入图像数据选择一种FRC数据模式，并将输入图像数据转换为具有第二位数的输出图像数据，所述第二位数小于基于所选择的FRC数据模式的第一位数；以及数据驱动器，向像素施加数据电压，所述数据电压与信号控制器提供的输出图像数据相对应，其中所述FRC数据模式的选择是基于具有所述输入图像数据的第三位数的低位数据和帧号。

Description

驱动显示器件的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种驱动液晶显示器的装置和方法。
背景技术
平板显示器如液晶显示器(LCD)和有机发光显示器(OLED)包括：显示面板、多个驱动显示面板的驱动器、以及控制驱动器的控制器。
LCD包括：两个具有像素电极的面板和一个公共电极和一个插入两面板之间的介电各向异性的液晶(LC)层。像素电极以矩阵的形式排列，连接到开关元件如薄膜晶体管(TFTs)，并由开关元件供给数据电压。公共电极覆盖两面板之一的整个表面并供有公共电压。像素电极、公共电极和LC层在电路图中形成一个LC电容器，所述LC电容器和与其连接的开关元件都是像素的基本元件。
在LCD中，供有电压的两电极在LC层产生电场，并且通过控制电场的强度来调节通过LC层的光的透射率，由此获得期望的图像。为了防止由单向电场造成的图像变坏，在每帧、每行或每点使数据电压的极性相对于公共电压反向。
所述显示器件分别从外部图形源接收红、绿和蓝色的数字输入图像数据。显示器件的信号控制器转换输入图像数据的格式并将转换后的图像数据提供给数据驱动器。数据驱动器将数字图像数据转换为模拟数据电压并将所述数据电压提供给所述像素。
图形源的输入图像数据的位数可以与能在数据驱动器中被处理的图像数据的位数不相等。例如，为了减少生产成本，尽管输入图像数据的位数是8，常使用仅能处理六位数据的数据驱动器。
为了将8位图像数据转换成数据驱动器中能够处理的6位图像数据，建议在显示器件中应用FRC(帧频控制)。
FRC将高位数据表示为低位数据及其在时间和空间上的排列。对于FRC，所述信号控制器根据所述像素的位置和所述帧的序号将帧中每个像素的高位输入数据变为低位数据。含有随像素位置和帧序号而改变的修改数据，并储存在诸如帧存储器的存储器中的模式即称为FRC模式。
这种FRC模式是考虑到所述显示器件的特性而决定的，但很难找到用于所述显示器件的最佳模式。
而且，无论何时由于时间和成本的限制而改变所述显示器件的操作特性时，所述FRC模式很难改变。
发明内容
因此，本发明提供一种显示器件，其包括：显示面板，包括多个像素；存储器，储存多个FRC数据模式；信号控制器，读出所述FRC模式，并将所述FRC模式储存在其中，基于具有第一位数的输入图像数据选择一种FRC数据模式，并将输入图像数据转换为具有第二位数的输出图像数据，所述第二位数小于基于所选择的FRC数据模式的第一位数；以及数据驱动器，向像素施加数据电压，所述数据电压与信号控制器提供的输出图像数据相对应，其中所述FRC数据模式的选择基于具有所述输入图像数据第三位数的低位数据和帧数。
所述信号控制器还可包括：查找表，暂时储存从存储器读出的FRC数据模式；以及数据处理器，根据存储在查找表中的FRC数据模式将输入图像数据转换成输出图像数据。
每个FRC数据模式可具有n×n数据矩阵形式，其中n等于或大于4。第一位数和第二位数之差可以等于2并且n可以等于4，并且第三位数可以等于2。
储存在存储器中的FRC数据模式可包括低位数据具有值“01”和“10”的FRC数据模式。当所述低位数据具有值“00”时，数据处理器可确定除去低2位数据的输入图像数据的高位数据作为所述输出图像数据。当所述低位数据具有值“11”时，所述数据处理器将低位数据的值为“01”时的FRC数据模式的数据值取反所获得的数据值确定为所述输出图像数据。
所述第一位数和第二位数之差可以是3，且n可以是8。
所述存储器可包括EEPROM(电可擦除和可编程只读存储器)。
本发明还提供一种用于驱动显示器件的方法，其包括：从外部设备读出多个FRC数据模式；储存所述读出的FRC数据模式；读出包括第一位数的高位数据和第二位数的低位数据的输入图像数据的低位数据值；选择出基于所述低位数据的一种FRC数据模式；从所选择的FRC数据模式读出相应于所述输入图像数据的数据值；确定高位数据或者高位数据加1作为输出图像数据；并且输出所述输出图像数据。
每个FRC数据模式可具有n×n数据矩阵形式，其中n等于或大于4。
第一位数和第二位数之差可以等于2且n可以等于4。
储存在存储器中的FRC数据模式可包括低位数据值为“01”和“10”的FRC数据模式。当所述低位数据具有值“00”时，所述数据处理器可确定除去低2位数据的输入图像数据的高位数据作为所述输出图像数据，并且当所述低位数据具有值“11”时，所述数据处理器将低位数据的值为“01”时的FRC数据模式的数据值取反所获得的数据值确定为所述输出图像数据。
附图说明
结合所述附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明将变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明实施例的LCD的框图；
图2是根据本发明实施例的LCD像素的等效电路图；
图3是根据本发明实施例储存在信号控制器的查找表中的一组FRC数据模式；
图4是根据本发明实施例的数据处理器的流程图。
具体实施方式
现在参照下文中的附图更加详细地描述本发明，其中还给出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以表现为许多不同的形式，其解释不应局限于在此列举的实施例。
在所述附图中，为了清晰起见将层的厚度和区域放大。同样的数字标记始终表示相同部件。可以理解的是，当某一部件例如层、区域或基底被称为“在”另一部件上面时，可以直接在另一部件上或者也可以存在中间部件。相反，当某一部件被称之为“直接在”另一部件上面时，不存在中间部件。
于是，参照所述附图来描述根据本发明实施例的驱动液晶显示器的装置和方法。
图1是根据本发明实施例的LCD的框图，并且图2是根据本发明实施例的LCD像素的等效电路图；
参考图1，根据实施例的LCD包括：LC面板组件300，连接到面板组件300的门驱动器400和数据驱动器500，连接到数据驱动器500的灰电压(grayvoltage)发生器，控制上述元件的信号控制器600，和连接到信号控制器600的存储器700。
参考图1，面板组件300包括：多个显示信号线G1-Gn和D1-Dm以及多个连接其上并基本以矩阵形式排列的像素。在图2所示的结构图中，面板组件300包括下面板100和上面板200以及插入其中的LC层3。
所述显示信号线G1-Gn和D1-Dm置于下面板100上，包括传输门信号(也称之为“扫描信号”)的多个门线G1-Gn，以及传输数据信号的多个数据线D1-Dm。所述门线G1-Gn基本在行方向上延伸并且基本上彼此平行，而数据线D1-Dm基本在列方向上延伸并且基本上彼此平行。
每个像素包括连接到信号线G1-Gn和D1-Dm的开关部件Q，以及连接到所述开关部件Q的LC电容器CLC和存储电容器CST。如果没有必要，该存储电容器CST可以省略。
包括TFT的开关部件Q置于下面板100上并具有3个终端：连接到门线G1-Gn之一的控制端；连接到数据线D1-Dm之一的输入端；和同时连接到LC电容器CLC和存储电容器CST的输出端。
LC电容器CLC包括设置在下面板100上的像素电极190以及设置在上面板200上的公共电极270作为两个终端。插入两电极190和270之间的LC层3用作LC电容器CLC的电介质。像素电极190连接到开关部件Q，公共电极270提供有公共电压Vcom并覆盖上面板200的整个表面。和图2不同的是，公共电极270可以设置在下面板100上，并且两电极190和270都可以为棒状或条状。
存储电容器CST是LC电容器CLC的辅助电容器。存储电容器CST包括像素电极190和单独的信号线，该存储电容器置于下面板100上，通过绝缘体与像素电极190重叠，并提供有预设电压例如公共电压Vcom。可选择地，存储电容器CST包括像素电极190和称为前门线的相邻门线，所述存储电容器通过绝缘体与像素电极190重叠。
对于彩色显示器，每个像素唯一地代表一种原色(即空间划分)或每个像素顺次轮流代表原色(即时间划分)，以使原色的空间或时间总量识别为所需颜色。一组原色的例子包括红色、绿色和蓝色。图2表示一个空间划分的例子，其中包括滤色片230的每个像素代表与像素电极190相对的上面板200区域中的一种原色。可选择地，滤色片230设置在下面板100上的像素电极190之上或之下。
一个或更多的偏光器(未示出)附着到面板100或200中至少一个。
再参考图1，灰电压发生器800产生两组涉及像素透射率的多个灰电压。在一组中的灰电压具有相对于公共电压Vcom的正极性，而在另一组中的灰电压具有相对于公共电压Vcom的负极性。
门驱动器400连接到面板组件300的门线G1-Gn并从外部设备合成门通信号Von和门断信号Voff以产生应用于门线G1-Gn的门信号。
数据驱动器500连接到面板组件300的数据线D1-Dm，并施加数据电压到数据线D1-Dm，该数据电压选自灰电压发生器800提供的灰电压。
驱动器400和500可包括至少一个集成电路(IC)芯片，所述芯片安装在面板组件300或以薄膜封装(tape carrier package，TCP)的形式安装在柔性印刷电路(FPC)薄膜上，并且驱动器400和500附着在LC面板组件300上。可选择地，驱动器400和500可以与显示信号线G1-Gn和D1-Dm以及TFT开关部件Q一起集成在面板组件300中。
存储器700储存多个FRC数据模式并包括EEPROM(电可擦除和可编程只读存储器)。
信号控制器600控制门驱动器400和数据驱动器500，而且它包括数据处理器601和查找表602。
现详细描述所述LCD的操作。
信号控制器600从外部存储器700读出FRC数据模式并将它们存入查找表602中。接着，信号控制器600从外部图形控制器(未示出)接收输入图像数据R、G和B，以及输入控制信号来控制其显示器，如垂直同步信号Vsync，水平同步信号Hsync，主时钟MCLK，和数据使能信号DE。在产生门控信号CONT1和数据控制信号CONT2并在输入控制信号和输入图像数据R、G和B的基础上处理适于面板组件300操作的图像数据R、G和B之后，信号控制器600为门驱动器400提供门控信号CONT1，为数据驱动器500提供经处理的图像数据DAT和数据控制信号CONT2。
信号控制器600的数据处理包括使用存储在查找表602中的FRC数据模式的FRC。当可由数据驱动器500处理的图像数据的位数小于输入图像数据R、G和B的位数时，FRC获取输入图像数据的高位并保留低位表示所取高位的时间和空间的排列。例如，当输入图像数据R、G和B的位数是8且可由数据驱动器500处理的图像数据的位数是6时，信号控制器600可将帧中像素的8位图像数据转换为6位图像数据，所述6位图像数据的值等于或大于8位图像数据的高6位，并由所述8位图像数据的低2位、该像素的位置和所述帧的序号确定。稍后将详细描述FRC。
门控信号CONT1包括用于指示启动扫描的扫描启动信号STV和至少一个用于控制门通电压Von输出时间的时钟信号。所述门控信号CONT1还可包括一个用于定义门通电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
数据控制信号CONT2包括用于通知一组像素的数据传输开始的水平同步启动信号STH，用于指示向数据线D1-Dm供应数据电压的负载信号LOAD，和数据时钟信号HCLK。所述数据控制信号CONT2还可包括用于反相数据电压(关于公共电压Vcom)极性的反相信号RVS。
响应于信号控制器600的数据控制信号CONT2，数据驱动器500接收来自信号控制器600的像素组的图像数据DAT信息包，将所述图像数据DAT转换成选自从灰电压发生器800提供的灰度电压模拟数据电压，并向数据线D1-Dm供应数据电压。
门驱动器400响应来自信号控制器600的门控信号CONT1，施加门通电压Von于门线G1-Gn，从而开启与其连接的开关部件Q。施加在数据线D1-Dm上的数据电压通过触发的开关部件Q供应给所述像素。
用数据电压和公共电压之差表示LC电容器CLC两端的电压，该电压称作像素电压。在LC电容器CLC中的分子的方向取决于所述像素电压的大小，并且所述分子的方向决定了通过LC层3的光偏振。所述偏光器将光偏振转化为透射率。
通过以一个水平周期单元(其以“1H”表示，等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期)重复所述步骤，所有的门线G1-Gn在一帧期间依次供有门通电压Von，由此向所有像素供应数据电压。当完成一帧后下一帧开始时，应用到数据驱动器500的反相控制信号RVS受到控制，以至于数据电压的极性被反相(其也称为“帧反相”)。所述反相控制信号RVS也可以受到控制，以至于在一帧中的数据线中流动的数据电压的极性被反相(例如，线反相和点反相)，或者在一个数据包中数据电压的极性被反相(例如，列反相和点反相)。
现参照图3和图4以及图1详细描述根据本发明实施例的信号控制器600的数据处理器601的FRC。
图3是根据本发明实施例储存在信号控制器的查找表中的一组FRC数据模式，以及图4是根据本发明实施例的数据处理器的流程图。
首先，信号控制器600的数据处理器601启动后(S10)，数据处理器601从外部存储器700读出FRC的数据模式，并将它们存入查找表602(S11)。
图3表示储存在存储器700内的一组典型的FRC数据模式。参照图3，FRC数据模式由输入图像数据R、G和B的低两位以及输入图像数据R、G和B的一帧的序号除以4来确定。每个FRC数据模式的空间排列的基本单位是一个包括数据元的4×4数据矩阵，而且这意味着FRC数据模式通过4×4像素矩阵反复应用于像素。
在图3的每个FRC数据模式中，具有数据值“0”的数据元的个数和具有数据值“1”的数据元的个数是在输入图像数据R、G和B的低两位数据的基础上而确定的，其被称为抖动。例如，当低两位数据具有值“00”时，所有16个数据元具有数据值“0”。当低两位数据具有值“01”时，其中12个数据元，即16个数据元中3/4具有数据值“1”，而剩下的4个数据元具有数据值“0”。并且，当低两位数据具有值“10”时，其中8个数据元，即16个数据元中2/4具有数据值“0”，而剩下的8个数据元具有数据值“1”，且当低两位数据具有值“11”时，其中4个数据元，即16个数据元中1/4具有数据值“1”，而剩下的12个数据元具有数据值“1”。
对于数据元，每个配置在4×4数据矩阵的给定位置，连续4帧具有值“0”和“1”的数据元的个数由低2位数据定义。例如，当低两位数据具有值“00”时，4帧中所有数据元具有值“0”。当低两位数据具有值“01”时，3帧数据元具有值“0”而剩下一帧数据元具有值“1”。同样地，当低两位数据具有值“10”时，2帧数据元具有值“0”而剩下2帧数据元具有值“1”，且当低两位数据具有值“11”时，1帧数据元具有值“0”而对于3帧数据元具有值“1”。
当8位输入图像数据R、G和B被转换为6位图像数据DAT时，时间和空间上所需的FRC数据模式的总数是16，即，由低2位数据定义的4个数据值00、01、10和11的4种情况以及连续4帧的4种情况。
参照图3，当输入图像数据R、G和B的低两位数据具有值“00”时，连续4帧的FRC数据模式的所有数据元具有值“0”。而且，低位值为“01”的FRC数据模式是低位值为“11”的FRC数据模式的取反结果。即，如果低位值为“01”的FRC模式在给定位置的数据元具有值“0”，则低位值为“11”的相应FRC模式在给定位置的数据元具有值“1”。相反，相应于低位值为“01”的数据元具有值“1”，低位值为“11”的数据元具有值“0”。
因此，在存储器700中存入如图3所示的16个FRC模式中的低位值为“01”和“10”的8个FRC数据模式已足够。
同时，每个4×4数据矩阵包括4个2×2数据矩阵，所述抖动也同样适用于每个2×2数据矩阵。例如，当低2位数据具有值“01”时，4个数据元中的1个数据元具有数据值“1”而剩下3个数据元具有数据值“0”。而且，当低两位数据具有值“10”时，4个数据元中2个具有值“0”而剩下2个数据元具有数据值“1”。
并且，在每个4×4数据矩阵中的2个2×2数据矩阵与剩下的2个数据矩阵分别相等。例如，当低2位数据具有值“01”时，任何一列的2个2×2数据矩阵彼此相等。然而，连续4帧的相应2×2数据矩阵彼此是不相同的。当低2位数据具有值“10”时，每个FRC数据模式的在对角线面对的2×2数据矩阵彼此相等。第1帧的FRC数据模式与第3帧的FRC数据模式相等，且第2帧的FRC数据模式与第4帧的FRC数据模式相等。
如图3所示的FRC数据模式组仅为举例说明本发明的一个例子。FRC数据模式可以改变，这取决于输入图像数据R、G和B和在数据驱动器500中处理的图像数据DAT的位数之差，以及所述LCD的工作特性。
如上所述，数据处理器601读出图3所示的FRC数据模式并将它们存入查找表602后，数据处理器601读出输入图像数据R、G和B(S12)的低2位的值，根据所述低位值和帧号在FRC数据模式中选出合适的FRC数据模式，并根据所述像素(S13)的位置在所选的FRC数据模式中选出合适的数据元值。
当所选的数据元具有值“0”(S14)时，数据处理器601确定由输入图像数据R、G和B的高6位数据定义的灰度值作为结果灰度值(S15)，并向数据驱动器500(S17)输出所述高6位数据。
然而，当所选的数据元具有值“1”(S14)时，数据处理器601由高6位数据定义的灰度值加1所获得的灰度值作为结果灰度值(S16)，并向数据驱动器500(S17)输出相应的输出图像数据。
如上所述，由于所述FRC数据模式储存在外部存储器700中，很容易通过改变存储器700中的值来改变依赖于LCD操作条件的FRC模式，这取决于所述，由此为改变用于新FRC模式的信号控制器600而节省时间和费用。
由于每个FRC数据模式具有4×4矩阵的形式，所述FRC数据模式很容易变为新的FRC数据模式，例如4×2数据矩阵或2×4数据矩阵。因此，不用改变存储器700就可以实现不同的FRC数据模式。而且，在4×4数据矩阵中的4×2数据矩阵或2×4数据矩阵可以用于新的FRC而不用改变存储器中储存的FRC模式。
并且，4×4数据矩阵的FRC数据模式可以扩展到8×8数据矩阵或更多的FRC数据模式。例如，当输入图像数据R、G和B和输出图像数据DAT之间的位数之差为3时，使用8(＝23)×8数据矩阵作为每个FRC数据模式的空间排列的基本单位，并且可以制定8(23)帧的FRC数据模式。
同时，如上所述，仅低位值为“01”和“10”的FRC数据模式可以存入存储器700。在这种情况下，当所述低2位数据具有值“00”时，数据处理器601向数据驱动器500输出所述输入图像数据R、G和B的高6位数据作为结果灰度值。当所述低2位数据具有值“11”时，数据处理器601读出相应于值为“01”的FRC数据模式的数据元的值，取反所读出的值，并把取反后的值看作FRC数据值。即，当所述低2位数据具有值“11”时，数据处理器601使用值为“01”的FRC数据模式。
因此，FRC数据模式的数目从16减少到8，由此减少了存储器700的容量和生产成本。
以上描述可适用于任一类型的显示器件。
尽管本发明的优选实施例在上文已作详细描述，应当可以清楚地理解到，在此所述基本发明概念的许多变化和/或改进对本领域的技术人员是显而易见的，将仍然落在如所附权利要求定义的本发明的精神和范围之内。

Claims (16)

1.一种显示器件，包括：
显示面板，包括多个像素；
存储器，储存多个FRC数据模式；
信号控制器，读出所述FRC模式，将所述FRC模式储存在其中，基于具有第一位数的输入图像数据选择一种FRC数据模式，并将输入图像数据转换为具有第二位数的输出图像数据，所述第二位数小于基于所选择的FRC数据模式的第一位数；和
数据驱动器，向像素施加数据电压，所述数据电压与信号控制器提供的输出图像数据相对应，
其中所述FRC数据模式的选择是基于具有所述输入图像数据的第三位数的低位数据和帧数。
2.如权利要求1所述的显示器件，其中所述信号控制器还包括：
暂时储存从存储器读出的FRC数据模式的查找表；和
将所述输入图像数据转换成输出图像数据的数据处理器，所述输出图像数据基于存储在所述查找表中的FRC数据模式。
3.如权利要求2所述的显示器件，其中每个FRC数据模式具有n×n数据矩阵形式，其中n等于或大于4。
4.如权利要求3所述的显示器件，其中所述第一位数和第二位数之差等于2并且n等于4。
5.如权利要求4所述的显示器件，其中所述第三位数等于2。
6.如权利要求5所述的显示器件，其中储存在所述存储器中的FRC数据模式包括低位数据具有值“01”和“10”的FRC数据模式。
7.如权利要求6所述的显示器件，其中当所述低位数据具有值“00”时，所述数据处理器确定除去低2位数据的输入图像数据的高位数据作为所述输出图像数据。
8.如权利要求7所述的显示器件，其中当所述低位数据具有值“11”时，所述数据处理器将低位数据的值为“01”时的所述FRC数据模式的数据值取反所获得的数据值确定为所述输出图像数据。
9.如权利要求3所述的显示器件，其中所述第一位数和第二位数之差为3，且n为8。
10.如权利要求1所述的显示器件，其中所述存储器包括EEPROM(电可擦除和可编程只读存储器)。
11.一种用于驱动显示器件的方法，该方法包括：
从外部设备读出多个FRC数据模式；
储存所述读出的FRC数据模式；
读出包括所述第一位数的高位数据和所述第二位数的低位数据在内的输入图像数据低位数据的值；
根据所述低位数据选择一种FRC数据模式；
从所选择的FRC数据模式读出相应于所述输入图像数据的数据值；
将所述高位数据或者高位数据加1确定为输出图像数据；并且
输出所述输出图像数据。
12.如权利要求11所述的方法，其中每个FRC数据模式具有n×n数据矩阵形式，其中n等于或大于4。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一位数和所述第二位数之差等于2且n等于4。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述FRC数据模式包括所述低位数据值为“01”和“10”的FRC数据模式。
15.如权利要求14所述的方法，其中当所述低位数据具有值“00”时，所述数据处理器确定的除去低2位数据的所述输入图像数据的高位数据作为所述输出图像数据。
16.如权利要求15所述的方法，其中当所述低位数据具有值“11”时，所述数据处理器将低位数据的值为“01”时的所述FRC数据模式的数据值取反所获得的数据值确定为所述输出图像数据。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20050810