CN1670794A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置,其中具备按矩阵状配置数据电极和扫描电极,向数据电极侧施加调制电压,向扫描电极侧施加阈值电压的自发光型显示器,其包括:信号电平范围判断机构,其通过数字处理输入信号,按每规定帧数为单位来判断输入信号的信号电平范围;阈值电压控制机构,其根据由信号电平范围判断机构得到的判断结果,来控制阈值电压;和输入信号修正机构,其根据由电平范围检测机构得到的判断结果,来修正输入信号电平。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及具有自发光型显示器的显示装置。
背景技术
如图1所示,已知有按矩阵状配置数据电极和扫描电极,通过数据驱动器11向数据电极侧施加调制电压,通过扫描驱动器12向扫描电极侧施加阈值电压的自发光型显示器10。将这种显示器10称作无源型显示器。
图2表示用于自发光型显示器的自发光型元件的发光特性。
如图2所示,自发光型元件若施加了发光开始电压Vstart以上的电压,则开始发光。并且,向自发光型元件的施加电压越高,发光亮度越增加。
在具有上述自发光型显示器的显示装置中,例如,如图3所示,向自发光型显示器的各扫描电极依次施加相当于发光开始电压Vstart的阈值电压Vth。根据信号电平,向自发光型显示器的数据电极施加0~Vmodmax的调制电压Vmod。结果,向作为扫描电极和数据电极的交点的发光元件施加Vth+Vmod(0≤Vmod≤VmodMAX)的电压,并以对应于该施加电压的亮度发光。
在这种现有的显示装置(第一现有例)中,在数据驱动器11的性能上,不能充分大地取Vmodmax,故有不能得到高亮度的问题。
因此,为了得到高亮度,如图4所示,已经开发了将Vth设定得比发光开始电压Vstart还高的显示装置(第二现有例)。但是,在第二现有例中,由于即使信号电平为0(调制电压Vmod为0),发光元件也有点儿发光,所以有对比度降低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种使对比度不降低,对信号电平整体高的图像,达到了高亮度化的显示装置。
另外,本发明的目的是提供一种对信号电平整体上高的图像,更高亮度显示成为可能;对信号电平整体上低的图像,使黑色更黑成为可能,实现了对比度的改善和高亮度化的显示装置。
本发明的第一显示装置,是具有按矩阵状配置数据电极和扫描电极,向数据电极侧施加调制电压,向扫描电极侧施加阈值电压的自发光型显示器,其特征在于,包括:信号电平范围判断机构,其通过数字处理输入信号,从而按每规定帧数单位来判断输入信号的信号电平范围;阈值电压控制机构,其根据由信号电平范围判断机构得到的判断结果,控制阈值电压;和输入信号修正机构,其根据由电平范围检测机构得到的判断结果,来修正输入信号电平。
作为上述阈值电压控制机构,例如,使用:在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,将阈值电压设定为低的值;在由信号电平范围判断机构所判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,将阈值电压设定为高的值的机构。
作为上述输入信号修正机构,例如,使用:在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,修正输入信号,以使该信号电平范围向高亮度侧扩张;在由信号电平范围判断机构所判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,修正输入信号,以使该信号电平范围向低亮度侧扩张的机构。
也可预先设置场景变化检测机构,信号电平范围判断机构仅在通过场景变化检测机构检测出场景变化时,新更新输入信号的信号电平范围的判断结果。
本发明的第二显示装置,具有有源型显示器,其特征在于,包括:信号电平范围判断机构,其通过数字处理输入信号,从而按规定帧数单位来判断输入信号的信号电平范围;驱动电源电压控制机构,其根据由信号电平范围判断机构得到的判断结果,来控制有源型显示器的驱动电源电压;和输入信号修正机构,其根据由电平范围检测机构得到的判断结果,来修正输入信号电平。
作为驱动电源电压控制机构,例如使用:在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,将驱动电源电压设定为低的值;在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,将驱动电源电压设定为高的值的机构。
作为输入信号修正机构,例如使用:在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,修正输入信号,以使该信号电平范围向高亮度侧扩张;在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,修正输入信号,以使向该信号电平范围低亮度侧扩张的机构。
也可预先设置场景变化检测机构,信号电平范围判断机构仅在通过场景变化检测机构检测出了场景变化时,新更新输入信号的信号电平范围的判断结果。
附图说明
图1是表示自发光型显示器的结构的框图;;
图2是表示用于自发光型显示器的自发光型元件的发光特性的曲线;
图3是表示将阈值电压Vth设定为发光开始电压Vstart情况下的阈值电压、调制电压和信号电平的关系的曲线;
图4是表示将阈值电压Vth设定得比发光开始电压Vstart还高的情况下的阈值电压、调制电压和信号电平的关系的曲线;
图5是表示图3所示的第一现有例的控制例的曲线;
图6是表示本发明的想法的曲线;
图7是表示具有无机EL显示器等自发光型显示器的显示装置的电结构的框图;
图8是说明信号电平检测部3内的判断部32的动作用的示意图;
图9a和图9b表示分类结果为A的情况下的控制结果,图9a是表示根据第一现有例的控制结果的曲线,图9b是表示基于本方法的控制结果的曲线:
图10a和图10b表示分类结果为C的情况下的控制结果,图10a是表示根据第一现有例的控制结果的曲线,图10b是表示基于本发明的控制结果的曲线;
图11a和图11b表示分类结果为B的情况下的控制结果,图11a是表示根据第一现有例的控制结果的曲线,图11b是表示基于本发明的控制结果的曲线;
图12是表示图4所示的第二现有例的控制例的曲线;
图13是表示本发明的想法的曲线;
图14a和图14b表示分类结果为A的情况下的控制结果,图14a是表示基于第二现有例的控制结果的曲线;图14b是表示基于本方法的控制结果的曲线;
图15a和图15b表示分类结果为C的情况下的控制结果,图15a是表示基于第二现有例的控制结果的曲线;图15b是表示基于本方法的控制结果的曲线;
图16是表示第三实施例的显示装置的电结构的框图;
图17是表示有源型显示器的基本像素结构的电路图;
图18是表示用于有源型显示器(自发光型显示器)的自发光型元件的发光特性的曲线;
图19是表示现有的控制例的曲线;
图20是表示本发明的想法的曲线;
图21是表示具有无机EL显示器等自发光型显示器的显示装置的电结构的框图;
图22a和图22b表示分类结果为A的情况下的控制结果,图22a表示基于现有例的控制结果的曲线,图22b是基于本方法的控制结果的曲线;
图23a和图23b表示分类结果为C的情况下的控制结果,图23a表示基于现有例的控制结果的曲线,图23b是基于本方法的控制结果的曲线;
图24a和图24b表示分类结果为B的情况下的控制结果,图24a表示基于现有例的控制结果的曲线,图24b是基于本方法的控制结果的曲线。
具体实施方式
下面,参照图5~图24,说明本发明的实施例。
[A]实施例1
首先,说明对无源型显示器适用了本发明的情况下的实施例。
[1]对本申请的想法的说明
在用8比特表示信号电平的情况下,假设一个画面中的信号电平的最小值为128、最大值为255的情况。
图5表示图3所示的第一现有例的控制例。在第一现有例中,将阈值电压Vth设定为发光开始电压Vstart。如图5所示,该帧中信号电平为该帧的最小值(128)时向发光元件的施加电压为Vb,该帧中信号电平为最大值(255)时向发光元件的施加电压为Vth+VmodMAX。因此,发光亮度的范围是对应于施加电压范围Vb~Vth+VmodMAX的亮度范围Lb~Lc。
在本发明中,如图6所示,将阈值电压Vth设定为比发光开始电压Vstart高的值Va。并且,将信号电平S修正为S-(255-S)×GAIN。结果,该帧中信号电平为该帧的最大值(255)时向发光元件的施加电压为Va+VmodMAX。另外,该帧中信号电平为最小值(128)时向发光元件的施加电压例如为Vb。因此,发光亮度的范围为对应于施加电压范围Vb~Va+VmodMAX的亮度范围Lb~Ld,亮度电平提高。
[2]显示装置的结构的说明
图7表示具有无机EL显示器等自发光型显示器的显示装置的电结构。
输入信号(8比特数字信号)在送到帧存储器1的同时,送到信号电平检测部(信号电平范围判断机构)3中。在将存储在帧存储器1中的输入信号通过信号电平控制部(输入信号修正机构)2修正了信号电平后,送到自发光型显示器10的数据驱动器11中,在自发光型显示器10的扫描驱动器12上,通过阈值电压控制部(阈值电压控制机构)4进行控制。信号电平检测部3在将控制信号提供给信号电平控制部2的同时,将控制信号提供给阈值电压控制部4。
[2-1]信号电平检测部3的说明
信号电平检测部3具有最大·最小值检测部31和判断部32。最大·最小值检测部31按每一帧(或每几帧)抽出输入信号的最大值MAX和最小值MIN,而提供给判断部32。
判断部32根据从最大·最小值检测部31提供的最大值MAX和最小值MIN,生成应提供给信号电平控制部2的增益GAIN及分类判断信号Class与应提供给阈值电压控制部4的阈值电压控制用的设定值VTH。增益GAIN是修正输入信号用的系数。分类判断信号Class是表示根据最大值MAX和最小值MIN决定的分类用的判断信号。设定值VTH是决定阈值电压Vth用的设定值。
说明判断部32的动作。判断部32首先如图8所示,根据一帧中的信号最大值MAX及信号最小值MIN与预先设定的基准值minA、maxA、minC、maxC,判断信号最大值MAX及信号最小值MIN存在的范围是否属于4种分类A、B、C、D中的其中之一。
如图8所示,设定各基准值minA、maxA、minC、maxC,以使其在输入信号所取的范围(0~255)内,保持0=minA<minC<maxA<maxC=255的关系。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minC以上且maxA以下的范围时,判断为分类是B。分类B表示一帧内的信号电平的范围处于全部电平范围的中间部分的情况。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minA以上且maxA以下的范围,且不相当于分类B的情况下,判断为分类是A。分类A表示一帧内的信号电平范围处于全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minC以上且maxC以下的范围,且不相当于分类B的情况下,判断为分类是C。分类C表示一帧内的信号电平范围处于全部电平范围中去除了低亮度部分的范围的情况。
在不相当于分类A、B、C的任何之一的情况下,判断为分类是D。分类D表示一帧内的信号电平范围处于低亮度部分到高亮度部分的宽范围的情况。
接着,判断部32根据分类结果,如下这样决定分类判断信号Class、增益GAIN和设定值VTH。
在分类结果为B的情况下:Class=2,GAIN=Gb,VTH=Vthb
在分类结果为A的情况下:Class=0,GAIN=Ga,VTH=Vtha
在分类结果为C的情况下:Class=1,GAIN=Gc,VTH=Vthc
在分类结果为D的情况下:Class=0,GAIN=0,VTH=Vthd
其中,Vtha(=Vthd)<Vthb<Vthc。另外,在该例中,将Vtha设定为发光开始电压Vstart。另外,将Ga、Gb、Gc设定为比0大且比1小的范围内的值。
[2-2]信号电平控制部2的说明
说明信号电平控制部2的动作。信号电平控制部2根据从信号电平检测部3提供的分类判断信号Class和增益GAIN,通过下式(1)来修正输入信号S的电平。SS是修正后的信号(信号电平控制部2的输出信号)。
Class=0的情况(分类为A、D的情况)
SS=S+S*GAIN
Class=1的情况(分类为C的情况)
SS=S-(255-S)*GAIN
Class=2的情况(分类为B的情况)
SS=S-(MAX-S)*GAIN    ....(1)
在Class=1的情况下,也可使用Class=2情况下的修正式。在上述例子中,虽然按每个分类设定增益,但是也可根据一个画面中的最大值和最小值,更适当地设定增益。另外,虽然信号电平控制部2根据上述式(1)来生成输出信号SS,但是也可分别针对Class=0的情况、Class=1的情况和Class=2的情况,预先保存表示输入信号S和输出信号SS的关系的表格,并根据该表格来修正输入信号S。
[2-3]阈值电压控制部4的说明
说明阈值电压控制部4的动作。阈值电压控制部4根据从信号电平检测部3提供的设定值VTH,来控制阈值电压。即,由于在分类结果为B的情况下,VTH=Vthb,所以控制扫描驱动器12,以使阈值电压Vth为Vthb。由于在分类结果为A的情况下,VTH=Vtha,所以控制扫描驱动器12,以使阈值电压Vth为Vtha。由于在分类结果为C的情况下,VTH=Vthc,所以控制扫描驱动器12,以使阈值电压Vth为Vthc。由于在分类结果为D的情况下,VTH=Vthd,所以控制扫描驱动器12,以使阈值电压Vth为Vthd。
[3]对控制结果的说明
说明在分类结果为A情况下(MIN=0,MAX=128)的控制结果。图9a表示根据使用图3进行了说明的第一现有例的控制结果,图9b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
相对第一现有例中不修正输入信号电平,在本方法中,根据{SS=S+S*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向高亮度侧扩张。因此,在本方法中,与第一现有例相比,可以提高亮度。
说明分类结果为C情况下(MIN=128,MAX=255)的控制结果。图10a表示根据使用图3进行了说明的第一现有例的控制结果,图10b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
相对第一现有例中将阈值电压Vth设定为Vstart,在本方法中,将阈值电压Vth设定为Vthc(>Vstart)。另外,在本方法中,根据{SS=S-(255-S)*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向低亮度侧扩张。因此,在本方法中,可以提高高亮度侧的发光亮度,还改善了对比度。
说明分类结果为B情况下(MIN=64,MAX=192)的控制结果。图11a表示根据使用图3进行了说明的第一现有例的控制结果,图11b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
相对第一现有例中将阈值电压Vth设定为Vstart,在本方法中,将阈值电压Vth设定为Vthb(>Vstart)。另外,在本方法中,根据{SS=S-(MAX-S)*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向低亮度侧扩张。另外,在本方法中,通过Vth的偏移,高亮度侧比第一现有例发光亮度提高。这样,在本方法中,可以提高高亮度侧的发光亮度,还改善了对比度。
[B]实施例2
[1]对本发明的想法的说明
在用8比特来表示信号电平的情况下,假设一个画面中的信号电平的最小值为0,最大值为128的情况。
图12表示图4所示的第二现有例的控制例。在第二现有例中,将阈值电压Vth设定为比发光开始电压Vstart还高的Va。如图12所示,该帧中信号电平为该帧的最小值(0)时向发光元件的施加电压为Va,该帧中信号电平为最大值(128)时向发光元件的施加电压为Vb。因此,发光亮度的范围是对应于施加电压范围Va~Vb的亮度范围La~Lb。
在本发明中,如图13所示,将阈值电压Vth设定为发光开始电压Vstart。并且,将信号电平S修正为S+S*GAIN。结果,该帧中信号电平为该帧的最小值(0)时向发光元件的施加电压为Vstart(V0),该帧中信号电平为最大值(128)时向发光元件的施加电压为Vb。因此,发光亮度的范围为对应于施加电压范围V0~Vb的亮度范围L0~Lb,改善了对比度。
[2]显示装置的结构说明
显示装置的结构与第一实施例相同。即,显示装置的结构如图7所示那样。但是,信号电平检测部3内的判断部32的处理和信号电平控制部2的处理与第一实施例不同。
[2-1]信号电平检测部3的说明
信号电平检测部3备有最大·最小值检测部31和判断部2。最大·最小值检测部31按每一帧抽出输入信号的最大值MAX和最小值MIN,并提供给判断部32。
判断部32根据从最大·最小值检测部31提供的最大值MAX和最小值MIN,生成应提供给信号电平控制部2的增益GAIN和分类判断信号Class与应提供给阈值电压控制部4的阈值电压控制用的设定值VTH。增益GAIN是修正输入信号用的系数。分类判断信号Class是表示根据最大值MAX和最小值MIN决定的分类用的判断信号。设定值VTH是决定阈值电压Vth用的设定值。
说明判断部32的动作。判断部32首先如图8所示,根据一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN与预先设定的基准值minA、maxA、minC、maxC,判断信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围是否属于4种分类A、B、C、D中的其中之一。
如图8所示,设定各基准值minA、maxA、minC、maxC,以便在输入信号所取的范围(0~255)内,保持0=minA<minC<maxA<maxC=255的关系。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minC以上、maxA以下的范围时,判断为分类是B。分类B表示一帧内的信号电平的范围处于全部电平范围的中间部分的情况。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minA以上、maxA以下的范围,且不相当于分类B的情况下,判断为分类是A。分类A表示一帧内的信号电平范围处于全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minC以上、maxC以下的范围,且不相当于分类B的情况下,判断为分类是C。分类C表示一帧内的信号电平范围处于全部电平范围中去除了低亮度部分的范围的情况。
在不相当于分类A、B、C的任何之一的情况下,判断为分类是D。分类D表示一帧内的信号电平范围处于低亮度部分到高亮度部分的宽范围的情况。
接着,判断部32根据分类结果,如下这样决定分类判断信号Class、增益GAIN和设定值VTH。
在分类结果为B或D的情况下:Class=0,GAIN=0,VTH=Vthb
在分类结果为A的情况下:Class=0,GAIN=Ga,VTH=Vtha
在分类结果为C的情况下:Class=1,GAIN=Gb,VTH=Vthc
其中,Vtha<Vthb<Vthc。另外,在该例中,将Vtha设定为发光开始电压Vstart。另外,将Ga、Gb设定为比0大且比1小的范围内的值。
[2-2]信号电平控制部2的说明
说明信号电平控制部2的动作。信号电平控制部2根据从信号电平检测部3提供的分类判断信号Class和增益GAIN,通过下式(2)来修正输入信号S的电平。SS是修正后的信号(信号电平控制部2的输出信号)。
Class=0的情况(分类为A、B、D的情况)
SS=S+S*GAIN
Class=1的情况(分类为C的情况)
SS=S-(255-S)*GAIN    ...(2)
虽然信号电平控制部2根据上述式(2)来生成输出信号SS,但是也可分别针对Class=0的情况、Class=1的情况,预先保存表示输入信号S和输出信号SS的关系的表格,并根据该表格来修正输入信号S。
[2-3]阈值电压控制部4的说明
说明阈值电压控制部4的动作。阈值电压控制部4根据从信号电平检测部3提供的设定值VTH,来控制阈值电压。即,由于在分类结果为B或D的情况下,VTH=Vthb,所以控制扫描驱动器12,以使阈值电压Vth为Vthb。由于在分类结果为A的情况下,VTH=Vtha,所以控制扫描驱动器12,以使阈值电压Vth为Vtha。由于在分类结果为C的情况下,VTH=Vthc,所以控制扫描驱动器12,以使阈值电压Vth为Vthc。
[3]对控制结果的说明
说明在分类结果为A情况下(MIN=0,MAX=128)的控制结果。图14a表示根据使用图4进行了说明的第二现有例的控制结果,图14b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
相对第二现有例中将阈值电压设定为比Vstart大的Vthb,在本方法中,将阈值电压Vth设定为Vtha(=Vstart<Vthb)。另外,在本方法中,由于根据{SS=S+S*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向高亮度侧扩张。因此,由于在本方法中,可以降低低亮度侧的发光亮度(使黑电平更低),所以改善了对比度。
说明分类结果为C情况下(MIN=128,MAX=255)的控制结果。图15a表示根据使用图4进行了说明的第二现有例的控制结果,图15b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
相对第二现有例中将阈值电压Vth设定为Vthb,在本方法中,将阈值电压Vth设定为Vthc(>Vthb)。另外,在本方法中,根据{SS=S-(255-S)*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向低亮度侧扩张。因此,在本方法中,可以提高高亮度侧的发光亮度,还改善了对比度。
另外,由于在分类结果为B或D的情况下,SS=S,VTH=Vthb,所以本方法的控制结果与第二现有例的控制结果相同。
在上述第一实施例和第二实施例中,虽然以帧为单位算出Class、GAIN和VTH,来进行输入信号电平的修正和阈值电压Vth的控制,但是也可以以水平行为单位算出Class、GAIN和VTH,来进行输入信号电平的修正和阈值电压Vth的控制。
[C]实施例3
在第一实施例和第二实施例中,虽然信号电平检测部3按每一帧(或每几帧)来新更新信号电平检测结果(Class、GAIN和VTH),但是在第一实施例或第二实施例中,也可仅在检测出场景变化时,通过信号电平检测部3,来新更新信号电平检测结果(Class、GAIN和VTH)。
图16表示显示装置的电结构。在图16中,对与图7相同的部分添加同一附图标记并省略其说明。
在该显示装置中,设置了根据当前帧的输入信号和从帧存储器1得到的前一帧的输入信号,来判断在这些帧之间场景是否变化用的场景变化检测部5。作为场景变化检测部5,例如使用根据前一帧和当前帧之间的运动检测结果,来判断在这些帧之间场景是否变化了的装置。
场景变化检测部5在检测出了场景变化时,将该信息传到信号电平检测部3中。信号电平检测部3仅在检测出了场景变化时,新更新信号电平检测结果(Class、GAIN和VTH)后输出。信号电平检测部3在没有检测出场景变化的情况下,连续输出前次的信号电平检测结果(Class、GAIN和VTH)。
在第三实施例中,可以防止亮度电平以每一帧变化而产生闪变的情况。
[D]实施例4
接着,说明将本发明适用于有源型显示器的情况下的实施例。
[1]对有源型显示器的说明
图17表示有源型显示器的基本像素构成。
有源型显示器(自发光型显示器)的一个像素的电路由开关用TFT101、电容器102、驱动用TFT103和无机EL元件(发光元件)104构成。
经数据线111向开关用TFT101的漏极施加显示信号Data。经扫描线112向开关用TFT101的栅极施加选择信号SCAN。将开关用TFT101的源极连接到驱动用TFT103的栅极的同时,经电容器102接地。经电源线113向驱动用TFT103的漏极施加驱动电源电压VDD。将驱动用TFT103的源极连接到无机EL元件104的阳极。将无机EL元件104的阴极接地。
通过选择信号SCAN来接通断开控制开关用TFT101。电容器102在开关用TFT101为接通时,通过经开关用TFT101供给的显示信号Data来充电。并且,在开关用TFT101为断开时,维持充电电压。驱动用TFT103将对应于施加给其栅极的电容器102的保持电压的电流供给到无机EL元件104。
图18表示用于有源型显示器(自发光型显示器)的自发光型元件的发光特性。
自发光型元件如图18所示,若施加了发光开始电压Vstart以上的施加电压Data,则开始发光。并且,向自发光型元件的施加电压Data越高,发光亮度越增加。但是,信号电平为最大值(255)时向发光元件的施加电压为驱动电源电压VDD。
[2]对本发明的想法的说明
在由8比特来表示信号电平的情况下,假定一个画面中的信号电平的最小值为128,最大值为255的情况。
图19表示现有的控制例。在现有例中,将驱动电源电压VDD设定为VDDstd。如图19所示,该帧中信号电平为该帧的最小值(128)时向发光元件的施加电压为Vb,该帧中信号电平为最大值(255)时向发光元件的施加电压为VDD。因此,发光亮度的范围是对应于施加电压范围Vb~VDD的亮度范围Lb~Lc。
在本发明中,如图20所示,将驱动电源电压VDD设定为比VDDstd高的值VDDp。并且,将信号电平S修正为S-(255-S)×GAIN。结果,该帧中信号电平为该帧的最大值(255)时向发光元件的施加电压为VDDp。另外,该帧中信号电平为最小值(128)时向发光元件的施加电压例如为Vb。因此,发光亮度的范围为对应于施加电压范围Vb~VDDp的亮度范围Lb~Ld,亮度电平提高。
[3]显示装置的结构说明
图21表示具有无机EL显示器等自发光型显示器的显示装置的电结构。
将输入信号(8比特数字信号)送到帧存储器201、信号电平检测部(信号电平范围判断机构)203和定时控制部205中。在将存储在帧存储器201中的输入信号通过信号电平控制部(输入信号修正机构)202修正了信号电平后,送到自发光型显示器110的数据线111。通过定时控制部205来控制自发光型显示器110的扫描线112。通过电压控制部(驱动电源电压控制电源)204来控制自发光型显示器110的电源线113。信号电平检测部203在将控制信号提供给信号电平控制部202的同时,将控制信号提供给阈值电压控制部204。
[3-1]信号电平检测部3的说明
信号电平检测部203具有最大·最小值检测部231和判断部232。最大·最小值检测部231按每一帧(或每几帧)抽出输入信号的最大值MAX和最小值MIN,并提供给判断部232。
判断部232根据从最大·最小值检测部231提供的最大值MAX和最小值MIN,生成应提供给信号电平控制部202的增益GAIN和分类判断信号Class与应提供给阈值电压控制部204的电压控制用的设定值VDD。增益GAIN是修正输入信号用的系数。分类判断信号Class是表示根据最大值MAX和最小值MIN决定的分类用的判断信号。设定值VDD是决定驱动电源电压用的设定值。
说明判断部232的动作。判断部232首先如图8所示,根据一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN与预先设定的基准值minA、maxA、minC、maxC,判断信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围是否属于4种分类A、B、C、D中的其中之一。
如图8所示,设定各基准值minA、maxA、minC、maxC,以便在输入信号所取的范围(0~255)内,保持0=minA<minC<maxA<maxC=255的关系。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minC以上、maxA以下的范围时,判断为分类是B。分类B表示一帧内的信号电平的范围处于全部电平范围的中间部分的情况。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minA以上、maxA以下的范围,且不相当于分类B的情况下,判断为分类是A。分类A表示一帧内的信号电平范围处于全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况。
在一帧中的信号最大值MAX和信号最小值MIN存在的范围为minC以上、maxC以下的范围,且不相当于分类B的情况下,判断为分类是C。分类C表示一帧内的信号电平范围处于全部电平范围中去除了低亮度部分的范围的情况。
在不相当于分类A、B、C的任何之一的情况下,判断为分类是D。分类D表示一帧内的信号电平范围处于低亮度部分到高亮度部分的宽范围的情况。
接着,判断部232根据分类结果,如下这样决定分类判断信号Class、增益GAIN和设定值VDD。
在分类结果为B的情况下:Class=2,GAIN=Gb,VTH=VDDb
在分类结果为A的情况下:Class=0,GAIN=Ga,VTH=VDDa
在分类结果为C的情况下:Class=1,GAIN=Gc,VTH=VDDc
在分类结果为D的情况下:Class=0,GAIN=0,VTH=VDDd
其中,VDDa(=VDDd)<VDDb<VDDc。另外,将Ga、Gb、Gc设定为比0大且比1小的范围内的值。
[3-2]信号电平控制部2的说明
说明信号电平控制部202的动作。信号电平控制部202根据从信号电平检测部203提供的分类判断信号Class和增益GAIN,通过下式(3)来修正输入信号S的电平。SS是修正后的信号(信号电平控制部202的输出信号)。
Class=0的情况(分类为A、D的情况)
SS=S+S*GAIN
Class=1的情况(分类为C的情况)
SS=S-(255-S)*GAIN
Class=2的情况(分类为B的情况)
SS=S-(MAX-S)*GAIN    ....(3)
在Class=1的情况下,也可使用Class=2情况下的修正式。在上述例子中,虽然按每个分类设定增益,但是也可根据一个画面中的最大值和最小值,更适当地设定增益。另外,虽然信号电平控制部202根据上述式(3)来生成输出信号SS,但是也可分别针对Class=0的情况、Class=1的情况和Class=2的情况,预先保存表示输入信号S和输出信号SS的关系的表格,并根据该表格来修正输入信号S。
[3-3]电压控制部204的说明
说明电压控制部204的动作。电压控制部204根据从信号电平检测部203提供的设定值VDD,来控制驱动电源电压。即,由于在分类结果为B的情况下,VDD=VDDb,所以进行控制,以使供给到电源线113的驱动电源电压VDD为VDDb。由于在分类结果为A的情况下,VDD=VDDa,所以进行控制,以使供给到电源线113的驱动电源电压VDD为VDDa。由于在分类结果为C的情况下,VDD=VDDc,所以进行控制,以使供给到电源线113的驱动电源电压VDD为VDDc。由于在分类结果为D的情况下,VDD=VDDd,所以进行控制,以使供给到电源线113的驱动电源电压VDD为VDDd。
[4]对控制结果的说明
说明在分类结果为A情况下(MIN=0,MAX=128)的控制结果。图22a表示根据使用图19进行了说明的现有例的控制结果,图22b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
现有例和本申请方法都将驱动电源电压VDD设定为VDDa(=VDDstd)。相对现有例中不修正输入信号电平,在本方法中,根据{SS=S+S*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向高亮度侧扩张。因此,在本方法中,与现有例相比,可以提高亮度。
说明分类结果为C情况下(MIN=128,MAX=255)情况下的控制结果。图23a表示根据使用图19进行了说明的现有例的控制结果,图23b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
相对现有例中将驱动电源电压VDD设定为VDDa(=VDDstd),在本方法中,将驱动电源电压VDD设定为VDDc(>VDDa)。另外,在本发明中,根据{SS=S-(255-S)*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向低亮度侧扩张。因此,在本方法中,可以提高高亮度侧的发光亮度。
说明分类结果为B情况下(MIN=64,MAX=192)情况下的控制结果。图24a表示根据使用图19进行了说明的现有例的控制结果,图24b表示根据本发明的实施例(下面,称为本方法)的控制结果。
相对现有例中将驱动电源电压VDD设定为VDDa(=VDDstd),在本方法中,将驱动电源电压VDD设定为VDDb(>VDDa)。另外,在本方法中,根据{SS=S-(MAX-S)*GAIN}来修正输入信号S,所以输入信号的电平范围向低亮度侧扩张。另外,本方法中,高亮度侧通过VDD的偏移比现有例发光亮度提高。这样,在本方法中,可以提高高亮度侧的发光亮度,还改善了对比度。
在第四实施例中,信号电平检测部203按每一帧(或每几帧)来新更新信号电平检测结果(Class、GAIN和VDD),但是也可仅在检测出了场景变化时,通过信号电平检测部203来新更新信号电平检测结果(Class、GAIN和VDD)。

Claims (8)

1.一种显示装置,其中包括按矩阵状配置数据电极和扫描电极,向数据电极侧施加调制电压,向扫描电极侧施加阈值电压的自发光型显示器,其特征在于,包括:
信号电平范围判断机构,其通过数字处理输入信号,按每规定帧数为单位来判断输入信号的信号电平范围;
阈值电压控制机构,其根据由信号电平范围判断机构得到的判断结果,来控制阈值电压;和
输入信号修正机构,根据由电平范围检测机构得到的判断结果,来修正输入信号电平。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
阈值电压控制机构,在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,将阈值电压设定为低的值;在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,将阈值电压设定为高的值;
输入信号修正机构,在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,修正输入信号,以使该信号电平范围向高亮度侧扩张;在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,修正输入信号,使得该信号电平范围向低亮度侧扩展。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,包括场景变化检测机构,信号电平范围判断机构仅在通过场景变化检测机构检测出了场景变化时,新更新输入信号的信号电平范围的判断结果。
4.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,包括场景变化检测机构,信号电平范围判断机构仅在通过场景变化检测机构检测出了场景变化时,新更新输入信号的信号电平范围的判断结果。
5.一种显示装置,其中具备有源型显示器,其特征在于,包括:
信号电平范围判断机构,其通过数字处理输入信号,按规定帧数为单位来判断输入信号的信号电平范围;
驱动电源电压控制机构,其根据由信号电平范围判断机构得到的判断结果,来控制有源型显示器的驱动电源电压;和
输入信号修正机构,其根据由电平范围检测机构得到的判断结果,来修正输入信号电平。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于,
驱动电源电压控制机构,在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,将驱动电源电压设定为低的值;在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,将驱动电源电压设定为高的值;
输入信号修正机构,在由信号电平范围判断机构判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了高亮度部分的范围的情况下,修正输入信号,以使该信号电平范围向高亮度侧扩张;在由信号电平范围判断机构所判断的信号电平范围为全部电平范围中去除了低亮度部分的情况下,修正输入信号,以使该信号电平范围向低亮度侧扩张。
7.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于,包括场景变化检测机构,信号电平范围判断机构仅在通过场景变化检测机构检测出了场景变化时,新更新输入信号的信号电平范围的判断结果。
8.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,包括场景变化检测机构,信号电平范围判断机构仅在通过场景变化检测机构检测出了场景变化时,新更新输入信号的信号电平范围的判断结果。
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