CN1766978A - 液晶显示装置及修改其图像信号的方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示(LCD)装置包括：液晶面板组件，具有像素和薄膜晶体管；传感器，感应温度；图像信号修改部分，接收图像信号和温度，使用二次方程的系数计算关于温度的多个用于修改的基准数据，并且根据先前帧和当前帧的图像信号的用于修改的基准数据产生修改的图像信号；和数据驱动部分，把修改的图像信号转换成数据电压并把数据电压提供给液晶面板组件。根据该结构，液晶显示装置可使用PQI通过计算关于温度的修改的图像信号来减少存储器的大小。

Description

液晶显示装置及修改其图像信号的方法
                         技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)，更具体地讲，涉及一种具有修改的图像信号的液晶显示装置及其修改的方法。
                         背景技术
液晶显示器(LCD)广泛用作平板显示装置。LCD包括具有两个对向基板(例如薄膜晶体管(TFT)和滤色器(CF)基板)的液晶面板和设置在这两个对向基板之间的液晶层。
LCD显示图像数据以响应由从外部源施加的电压所引起的液晶材料的移动。但是，如在本领域所公知的，因为在某一时间段内(比如在一帧内)液晶材料的运动并未到达希望的等级，所以LCD装置，特别是具有很多运动图像的装置，不能在一帧内精确显示希望的数据。已经尝试用几种方法来解决这个问题，例如用于提高液晶材料的响应时间的驱动方法(比如动态电容补偿(DCC)方法)。DCC方法比较先前帧的图像信号和当前帧的图像信号，并根据比较结果产生新的修改的信号。换句话说，当当前帧的图像信号的等级高于先前帧的图像信号的等级时，DCC方法产生新的修改的信号，该新的修改的信号的等级高于当前帧的图像信号，反之亦然。但是DCC方法有一缺点，即使在相同的灰度等级，即图像信号的等级，LCD由于温度变化而显示不同的图像。
                         发明内容
本发明提供一种液晶显示(LCD)装置及修改图像信号的方法，其在考虑到使用变化的温度的内在液晶材料的非线性的情况下，通过使图像信号的修改误差最小化能提高液晶材料的响应时间。
在一个实施例中，液晶显示(LCD)装置包括：液晶面板组件；传感器，该传感器感应温度；图像信号修改部分，该图像信号修改部分接收图像信号和温度，使用二次方程的系数关于温度对先前帧和当前帧的图像信号计算多个用于修改的基准数据，并且根据该多个用于修改的基准数据产生修改的图像信号；和数据驱动部分，该数据驱动部分把修改的图像信号转换成数据电压，并且把数据电压提供给液晶面板组件。
此外，一种修改图像信号的方法包括：感应温度；使用二次方程的系数关于温度对先前帧和当前帧的图像信号计算用于修改的基准数据；以及使用用于修改的基准数据通过插值法产生修改的图像信号。
通过结合下文的附图对实施例进行详细的描述，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得显而易见。
                         附图说明
通过参照附图对其详细的实施例进行描述，本发明的上述和其它特征和优点将变得更显而易见，其中：
图1是根据示例性实施例的液晶显示(LCD)装置的方框图；
图2是根据示例性实施例的图1的LCD装置中像素的等效电路图；
图3是根据示例性实施例的与用于先前帧的图像信号和当前帧的图像信号及温度对应的采样DCC数据的曲线图；
图4是根据示例性实施例的当先前帧的图像信号是“0”时与用于当前帧的图像信号及温度对应的采样DCC数据的曲线图；
图5是根据示例性实施例的使用变化的温度修改DCC数据的方法的曲线图；
图6是根据示例性实施例的图像信号修改部分的方框图；
图7是根据示例性实施例的查询表(LUT，look-up table)的采样的曲线图；以及
图8是根据示例性实施例的图1的LCD的修改图像信号的方法的预期示图。
                      具体实施方式
以下，将参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1是根据示例性实施例的液晶显示(LCD)装置的方框图，图2是根据示例性实施例的图1的LCD装置中像素的等效电路图。
如图1所示，LCD装置1000包括：液晶面板组件300、门驱动部分400、数据驱动部分500、伽玛电压部分800、信号控制部分600和温度传感器900。
液晶面板组件300包括若干显示信号线(比如门线GL1-GLn和数据线DL1-DLm)和连接至信号线GL1-GLn和DL1-DLm以矩阵排列的多个像素PX。门线GL1-GLn发送门信号，数据线DL1-DLm发送数据信号。如图2所示，每个像素2000具有：与门线GL1-GLn和数据线DL1-DLm的门线和数据线连接的开关元件Q、液晶电容器CIc和可选的存储电容器Cst。开关元件Q形成在下基板100上并且具有三个终端。液晶电容器CIc表示设置在像素电极190和公共电极270之间的液晶层3处的电容器。公共电极270形成在上基板200上。此外，公共电极270可形成在下基板100上。存储电容器Cst表示在下基板100上形成的分离信号线(未示出)与像素电极190重叠处的电容器。此外，存储电容器Cst可形成在像素电极190与先前门线重叠处的电容器。
伽玛电压部分800包括两组伽玛电压，例如，一组具有较高电压，而另一组具有低于公共电压的电压。提供的伽玛电压的数量可基于LCD的分辨率调整。
门驱动部分400包括多个门驱动器GDI1-GDIp(未示出)，这些门驱动器GDI1-GDIp连接至门线GL1-GLn。门驱动部分400把门信号施加于门线GL1-GLn以接通和断开开关元件Q。此外，门驱动部分400可形成在下基板100上。
数据驱动部分500包括多个数据驱动器DDI1-DDIq(未示出)，这些数据驱动器DDI1-DDIq连接至数据线DL1-DLm。数据驱动部分500通过从伽玛电压部分800选择与图像信号对应的某一伽玛电压，把希望的图像信号施加于数据线DL1-DLm。门驱动器GDI1-GDIp和数据驱动器DDI1-DDIq可通过把TCP(Tape Carrier Package，柔性线路板)(未示出)附于液晶面板组件300上来形成，并且可直接安装在下基板100上，例如COG(Chip On Glass，玻璃覆晶结合技术)。
温度传感器900感应液晶面板组件300的温度T，并且把该温度输出到信号控制部分600。温度传感器900可安装在液晶面板组件300上，并且可通过应用于液晶面板组件300的TFT来实现。温度传感器900可使用TFT的泄漏电流作为与温度T对应的值。
信号控制部分600包括图像信号修改部分650，并且控制门驱动部分400和数据驱动部分500的操作。图像信号修改部分650根据来自图形控制器(未示出)的输入图像信号R、G、B和来自温度传感部分900的温度来修改输入图像信号R、G、B以提高液晶材料的响应时间。
现在转至图1，将根据示例性实施例描述LCD装置1000的操作。
信号控制部分600接收来自图形控制器(未示出)的输入控制信号(Vsync，Hsync，Mclk，DE)和输入图像信号(R，G，B)，并且为响应输入控制信号和输入图像信号而生成图像信号(R′，G′，B′)、门控制信号CONT1和数据控制信号CONT2。此外，信号控制部分600把门控制信号CONT1发送到门驱动部分400并且把数据控制信号CONT2发送到数据驱动部分500。门控制信号CONT1包括：指示一帧的开始的STV、控制门打开信号的输出定时的CPV和指示水平线的结束时间的OE等。数据控制信号CONT2包括：指示一个水平线的开始STH、指导数据电压的输出的TP或LOAD和指导关于公共电压的数据电压的极性反转的RVS或POL等。
数据驱动部分500根据数据控制信号CONT2从信号控制部分600接收图像信号R′、G′、B′并且通过选择与图像信号R′、G′、B′对应的伽玛电压输出数据电压。门驱动部分400根据门控制信号CONT1把门打开信号施加于门线并且接通与门线连接的开关元件Q。
现在转至图3-8，根据示例性实施例将描述LCD装置1000的修改图像信号的方法。
图3是根据先前帧的图像信号和当前帧的图像信号与温度的DCC数据的曲线图，图4是当先前帧的图像信号是“0”时根据当前帧的图像信号和温度的DCC数据的曲线图，图5是根据示例性实施例关于温度修改DCC数据的方法的曲线图。图6是根据示例性实施例的图像信号修改部分的方框图，图7是根据示例性实施例的查询表(LUT)的例子的曲线图，图8是根据示例性实施例的修改图像信号的方法的预期示图。
在这里，当前帧的图像信号指示第n帧的图像信号Gn，先前帧的图像信号指示第(n-1)帧的图像信号Gn-1。
参照图3，DCC数据Gr指示关于先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn的满足希望的响应时间的修改的数据，并且是由实验结果先前设定的。此外，随LCD装置的温度的变化，即使在相同的灰度等级内，DCC数据Gr具有不同的修改的图像信号。当先前帧的图像信号Gn-1是“0”灰度等级和当前帧的图像信号Gn是“48”灰度等级，并且温度T是x1时，DCC数据Gr是y1。当温度T是x2时，DCC数据Gr是y2，以及当温度T是x3时，DCC数据Gr是y3。当把TP1(x1，y1)、TP2(x2，y2)和TP3(x3，y3)连接时，DCC数据Gr随温度T的变化如图4所示。
根据示例性实施例，如图4所示，在低于大约20℃时DCC数据Gr具有非线性特征，在高于大约20℃时具有线性特征。在该实施例中，修改图像信号的方法包括使用非线性特征的DCC数据Gr来计算修改的图像信号Gn′。DCC数据Gr存储在查询表中并且与先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn的例如17×17或9×9组合的高位组合对应。该方法包括使用DCC数据Gr作为DCC数据的基准。该方法还包括通过分段二次插值(PQI)使用DCC数据Gr计算修改的图像信号Gn′，该DCC数据是对于除图像信号的高位之外的剩余位的组合的温度修改的结果。
现在转至图5，将根据示例性实施例描述一种使用PQI修改图像信号(R′，G′，B′)的方法。
关于在TP1(x1，y1)、TP2(x2，y2)、TP3(x3，y3)、TP4(x4，y4)和TP5(x5，y5)之间任何温度x的修改的图像信号Gn′可按以下方法计算。在这里，x1到x5指在计算修改的图像信号中使用的基准温度，y1到y5是关于基准温度x1到x5的每个的DCC基准数据。例如，基准温度之间的距离在低于大约20℃的温度部分变窄并且在高于大约20℃的温度部分变宽，因此存储查询表的值的存储器(未示出)可被有效地使用。例如，基准温度x1到x5可分别被设置为0℃、10℃、20℃、30℃、35℃和50℃。基准温度x1到x5还可根据存储器的大小和DCC数据Gr的温度等设置。
首先，如下获得连接三点即TP1、TP2和TP3的二次方程的系数X1(p1，p2，p3)。
[方程1]y＝p1x2+p2x+p3
如果方程1被描述为矢量，则它变成AX1＝B。在A＝[x1 2，x1，1；x2 2，x2，1；x3 2，x3，1]、B＝[y1；y2；y3]和X1＝[p1，p2，p3]的情况下，X1可如下获得。
[方程2]X1＝A-1B
可由方程1获得用于在TP1和TP3之间的温度x的修改的基准数据。以同样的方法，可获得连接三点即TP2、TP3和TP4的二次方程的系数X2。换句话说，可由二次方程的系数X2获得用于在TP2和TP4之间的温度x的修改的基准数据。此外，可获得连接三点即TP3、TP4和TP5的二次方程的系数X3。换句话说，可由二次方程的系数X3获得用于在TP3和TP5之间的温度x的修改的基准数据。
可由二次方程的系数X2和X3之一获得用于在TP2和TP3之间的修改的基准数据。但是，用于修改的基准数据可通过将使用最小二乘法由X1和X2计算的值与测量值比较由与测量值更接近的系数来获得。以这种方法，可由二次方程的系数X2和X3之一获得用于在TP3和TP4之间的修改的基准数据。结果，用于在TP1和TP5之间的修改的基准数据可随基准温度数增加更接近于测量值。
可由在TP1和TP3之间的二次方程的系数X1与在TP3和TP5之间的二次方程的系数X3获得用于在TP1和TP5之间的修改的基准数据。因此，可减少在LUT中存储的参数的数量从而可减小存储器的大小。
因此，关于先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn的剩余位的组合的所有的二次方程的系数可由PQI获得并被存储在LUT中。然后，关于先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn与温度T计算用于修改的基准数据，并且由用于修改的基准数据产生修改的图像信号Gn′。
将参照附图详细地描述LCD装置的图像信号修改部分。
如图6所示，图像信号修改部分650包括：信号接收部分610、存储器620、查询表(LUT)630和操作处理部分640。图像信号修改部分650可安置在信号控制部分600内。LUT 630和操作处理部分640从传感器900接收温度T。
信号接收部分610从信号源(未示出)接收输入图像信号Gm并且将输入图像信号Gm转换成图像信号Gn。信号接收部分610将图像信号Gn提供给存储器620、查询表LUT 630和操作处理部分640。
存储器620将先前存储的先前帧的图像信号Gn-1提供给LUT 630和操作处理部分640，并且存储来自于信号接收部分610的当前帧的图像信号Gn。存储器620存储帧的图像信号并且可被附加到图像信号修改部分650。存储器620还包括例如帧存储器等。
参见图7，LUT 630具有17×17(或9×9)矩阵。矩阵的行和列分别指示先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn，基准温度的参数P1、P2、P3、P4存储在矩阵的行和列的交点。LUT 630接收先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn和温度T，并且将参数P1、P2、P3、P4提供给操作处理部分640。LUT 630可被附加到图像信号修改部分650。在该实施例中，因为LUT 630根据温度的数量存储二次方程的系数，所以可减少LUT 630的大小。
操作处理部分640包括第一操作部分642和第二操作部分644。第一操作部分642使用PQI计算用于对应于先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn与温度T的修改的基准数据。第二操作部分644从第一操作部分642接收用于修改的基准数据，并且使用线性插值等计算关于Gn-1和Gn的修改的图像信号Gn′。
参见图7和8将更详细地描述操作处理部分640的操作。
参照图7和8，当先前帧的图像信号Gn-1是“40”灰度等级，当前帧的图像信号Gn是“216”灰度等级，并且温度T是x时，与这些条件对应的点在图8中标记为TP。在这种情况下，用于先前帧的图像信号Gn-1的修改的基准数据是“32”和“48”灰度等级时，用于当前帧的图像信号Gn的修改的基准数据是“208”和“224”，并且基准温度是x2和x3。第一操作部分642从LUT 630接收关于用于修改的基准数据的组合(32，208)、(48，208)、(32，224)、(48，224)在温度(x2，x3)的二次方程的系数P1＝[P11，P12，P13]、P2＝[P21，P22，P23]、P3＝[P31，P32，P33]、P4＝[P41，P42，P43]，并计算关于温度x的用于修改的基准数据y00′、y01′、y10′和y11′。第二操作部分644根据来自第一操作部分642的用于修改的基准数据y00′、y01′、y10′和y11′计算修改的图像信号Gn′。
在该实施例中，修改的图像信号Gn′经用于先前帧和当前帧的图像信号Gn-1、Gn的修改的基准数据的四个组合计算得到，但也可根据任一插值方法经用于修改的基准数据的三个或两个组合计算得到。
因此，本发明可使用PQI通过计算关于温度的修改的图像信号来减少存储器的大小，并且通过在考虑温度变化的情况下计算修改的图像信号来提高LCD装置的显示质量。
已经描述了本发明的实施例及其优点，应当指出的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在这里可做各种变化、替换和变更。

Claims (16)

1、一种液晶显示装置，包括：
液晶面板组件；
传感器，所述传感器感应温度；
图像信号修改部分，所述图像信号修改部分接收图像信号和所述温度，使用二次方程的系数关于所述温度对先前帧和当前帧的图像信号计算多个用于修改的基准数据，并且根据所述用于修改的多个基准数据产生修改的图像信号；以及
数据驱动部分，所述数据驱动部分把所述修改的图像信号转换成数据电压并且把所述数据电压提供给所述液晶面板组件。
2、如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述二次方程的系数由所述用于修改的基准数据和基准温度设定。
3、如权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述图像信号修改部分包括至少一个存储所述二次方程的系数的查询表。
4、如权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述二次方程的系数包括p1、p2和p3，所述用于修改的基准数据y由关于温度x的y＝p1x2+p2x+p3计算得到。
5、如权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述图像信号修改部分还包括存储器，所述存储器输出先前存储的先前帧的图像信号并存储当前帧的图像信号。
6、如权利要求5所述的液晶显示装置，其中，所述存储器包括帧存储器。
7、如权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述二次方程的系数由在所述基准温度的每个的DCC基准数据的三个组合设定。
8、如权利要求7所述的液晶显示装置，其中，在所述基准温度之间的距离不相同。
9、如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述图像信号修改部分线性地内插所述用于修改的基准数据并且产生所述修改的图像信号。
10、如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述传感器附加到所述液晶面板组件。
11、如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述传感器形成在液晶面板组件上。
12、一种修改图像信号的方法，包括：
感应温度；
使用二次方程的系数关于所述温度对先前帧和当前帧的图像信号计算用于修改的基准数据；以及
使用所述用于修改的基准数据由插值方法产生修改的图像信号。
13、如权利要求12所述的方法，其中，所述二次方程的系数由用于修改的基准数据和基准温度来设定。
14、如权利要求13所述的方法，其中，所述二次方程的系数包括p1、p2和p3，所述用于修改的基准数据y由关于温度x的y＝p1x2+p2x+p3计算得到。
15、如权利要求14所述的方法，其中，所述二次方程的系数由在所述基准温度的每个的DCC基准数据的三个组合来设定。
16、如权利要求15所述的方法，其中，在所述基准温度之间的距离不相同。
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