JP2008033312A - 画像表示システムとその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像表示システムを提供する。
【解決手段】画像表示システムはディスプレイパネルからなる。ディスプレイパネルは、データラインＤＬとデータラインＤＬに垂直な複数のゲートラインＧＬと画素アレイからなる。画素アレイは、ゲートラインＧＬとデータラインＤＬに結合される第一画素とゲートラインＧＬとデータラインＤＬに結合される第二画素とゲートラインＧＬとデータラインＤＬに結合される第三画素とゲートラインＧＬとデータラインＤＬに結合される第四画素からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示に関するものである。
液晶ディスプレイは（LCD）、計算機、時計、カラーテレビ、コンピュータモニター、及び、その他の電子装置などの様々な応用に用いられる。よく知られているLCDはアクティブマトリクスLCDである。公知のアクティブマトリクスLCDにおいて、各絵素（或いは画素）は薄膜トランジスタ（TFT）のマトリクス、及び、一つ、或いはそれ以上のキャパシタによりアドレスされる。例えば、SVGAディスプレイは２４００×６００画素のマトリクスである。
特定画素をアドレスするため、適当な行の画素がオンになり（即ち、電圧が充電される）、電圧は正しい列に伝送される。他の交差行がオフなので、特定画素上のTFTとキャパシタだけが極性を変化させ、よって、反射、或いは、通過する光線量が変化する。この工程は列ごとに繰り返される。
画素の液晶において、印加電圧の大きさが反射、或いは、通過する光線量を決定する。液晶材料の性質により、液晶セルを跨いで印加される電圧の極性は交互でなければならない。よって、画像を表示するLCDにとって、液晶セルの電圧極性は画像のフレームごとに反転する。本工程は反転と称される。
残念なことに、LCD全体の極性が代替フレームごとに同一極性で反転する場合、LCDは許容しがたいレベルのフリッカーを生じる。よって、公知の多くのLCDはその他の形式の反転、例えば、ライン反転、ドット反転等を使用する。ライン反転において、LCDの交差列、或いは、行は交差フレーム（“ストライプ”形状）上で反転する。ドット反転は各列と行の交錯フレームの交錯画素（“格子状”形状）を反転する。両反転技術中、一般に、ドット反転が高い画像品質を生成すると認識されている。
しかし、反転、特に、ドット反転は、LCDの電力消耗を増加させ、データラインは容量性負荷として働くので（蓄積キャパシタを含んでもよい）、電圧変化極性のため電力を消耗する。LCDは充電バッテリー、或いは、低電力装置に用いられるので、多くのLCDは電力消耗に最適な駆動方法を使用する。例えば、多くのLCDはドット反転よりもライン反転を使用する。
本発明は、画像表示システムとその駆動方法を提供することを目的とする。
画像表示システムのディスプレイパネルからなる具体例が提供される。ディスプレイパネルは、データライン DL(x)、データライン DL(x)に垂直な複数のゲートライン SL(y) 、データラインとゲートラインに結合される画素アレイ、からなる。画素アレイは、ゲートラインSL(y+1)とデータラインDL(x+1)に結合される第一画素 P(x+1, y) 、ゲートライン SL(y+1) とデータラインDL(x+2)に結合される第二画素P(x+1, y+1) 、ゲートライン SL(y+2) とデータライン DL(x+1)に結合される第三画素 P(x, y+1) 、及び、ゲートライン SL(y+2) とデータラインDL(x)に結合される第四画素 P(x, y+2) 、からなる。例えば、x, yは正の整数である。
画像表示システムのもう一つの具体例が提供され、ディスプレイパネルからなる。ディスプレイパネルは第一、及び、第二データライン、第一、及び、第二データラインに垂直な第一ゲートライン、及び、同一行に配置され同一色を表示する第一、及び、第二画素、からなる。第一、及び、第二画素は共に第一ゲートラインに結合され、第一、及び、第二データライン上のディスプレイデータを受信する。
本発明は画像表示システムの駆動方法の具体例が提供され、カラム反転に基づいて、フレーム期間の有効ディスプレイ期間中、ゲートラインは順にスキャンされ、ディスプレイデータがデータラインに提供される。データラインは、フレーム期間のブランキング期間中、コモン電圧に電気的に接続され、ブランキング期間のフレーム期間に対する比率は５％以上である。
公知の問題を解決する画像表示システムとその駆動方法が提供される。
図１は、発明者が知っている画像を表示するディスプレイパネルを示す。これは、本発明の特許性を決定する目的ではなく、主に、発明により発見された問題を示すものである。
図１で示されるように、ディスプレイパネル１００はカラム反転により駆動されるが、画素レイアウトで、ドット反転により駆動されるディスプレイ品質を得ることができる。例えば、各フレームで、奇数データラインと偶数データラインは、二つの異なる極性を有するディスプレイデータが提供され、極性はフレームごとに切り換わる。ゲートラインGL２に結合される第二列画素の各画素が左側のデータラインに結合され、ゲートラインGL１とGL３に結合される第一、第三列画素の各画素は右側のデータラインに結合されるので、ディスプレイパネル１００はカラム反転により駆動され、ドット反転により駆動されるディスプレイ品質を得る。
各ゲートライン、例えば、GL１が起動する時、データラインDL１〜DL６上の異なる極性のディスプレイデータが画素R１１、G１１、B１１、R２１、G２１、B２１に入力される。しかし、カップリング効果により、各画素は近接するデータライン上のディスプレイデータに影響される。例えば、画素R１１はデータラインDL１上の正極を有するディスプレイデータにより駆動されるが、近接するデータラインDL２上で負極を有するディスプレイデータに影響される。つまり、画素は、近接するデータライン上のディスプレイデータにより、所望の電圧レベルで維持することができず、カップリングノイズとなる。異なるカラー画素は異なる駆動電圧を有するので、低カップリングノイズは各画素上で効果を促す。例えば、近接するデータラインDL２上で負極を有するディスプレイデータにより生じるカップリングノイズは画素R１１上で大きな影響を生じ、以下同様である。この問題により、画素は、下半部領域の明／暗線欠陥が上半部よりも更に深刻である。
図２は、イメージ表示システムの具体例を示す図で、ディスプレイパネルからなる。図のように、ディスプレイパネル２００は画素アレイ２１０、スキャンドライバ２２０、及び、データドライバ２３０、からなる。画素アレイ２１０は、データドライバ２３０に結合される複数のデータラインDL１、DL２、DL３、、、スキャンドライバ２２０に結合される複数のゲートラインGL１、GL2,GL３、、、及び、複数の画素からなる。
データラインDL１は画素R１１、B０、及び、R１３に結合され、データラインDL２は、画素G１１、R１２、及び、G１３に結合され、データラインDL３は画素B１１、G１２、及び、B１３に結合される。データラインDL４は画素R２１、B１２、及び、R２３に結合され、データラインDL５は画素G２１、R２２、及び、G２３に結合され、データラインDL６は画素B２１、G２２、及び、B２３に結合される。データラインDL７は画素R３１、B２２、及び、R３３に結合される。
ゲートラインGL１は画素R１１、B１１、G２１、B３１に結合される。ゲートラインGL２は画素B０、G１１、G１２、R２１、R２２、B２１、B２２に結合される。ゲートラインGL３は画素R１２、R１３、B１２、B１３、G２２、G２３、B３３に結合される。ゲートラインGL４は画素G１３、R２３、B２３に結合される。
即ち、ゲートラインGL２は緑色を表示する一対の画素G１１とG１２、赤色を表示する一対の画素R２１、及び、R２２、青色を表示する一対の画素B２１、B２２に結合される。ゲートラインGL３は赤色を表示する一対の画素R１２、R１３、青色を表示する一対の画素B１２、B１３、緑色を表示する一対の画素G２２、G２３に結合される。
ドット反転により駆動されるディスプレイ品質を得るため、ディスプレイパネル２００はカラム反転により駆動される。
例えば、現在のフレーム（図２で示される）において、スキャンドライバはゲートラインGL１〜GL４を順にスキャンし、データドライバは奇数データラインDL１、DL３、DL５、及び、DL７上に正極ディスプレイデータを提供し、偶数データラインDL２、DL４、及び、DL６上に負極ディスプレイデータを提供する。次のフレーム（図示しない）において、スキャンドライバはゲートラインGL１、GL２、GL３、及び、GL４を順にスキャンし、データドライバは奇数データラインDL１、DL３、DL５、及び、DL７上に負極ディスプレイデータを提供し、偶数データラインDL２、DL４、及び、DL６上に正極ディスプレイデータを提供する。
本具体例において、一ゲートラインがスキャンされる時、各駆動ゲートラインの両側上に配置される画素は駆動されない。例えば、ゲートラインGL１がスキャンドライバ２２０により駆動される場合、画素R１１、B１１、G２１、及び、R３１が駆動され、画素G１１、R２１、B２１は駆動されない。ゲートラインGL２はスキャンドライバ２２０により駆動され、画素B０、G１１、G１２、R２１、R２２、B２１、及び、B２２は駆動され、画素R１２、B１２、G２２は駆動されない。ゲートラインGL３がスキャンドライバ２２０により駆動される場合、画素R１２、R１３、B１２、B１３、G２２、G２３、及び、B３３は駆動され、画素B０、G１２、G１３、R２２、R２３、B２２、及び、B２３は駆動されない。
各駆動画素と両側の画素は同時に駆動されないので、駆動される画素は、近接するデータラインからの他色のディスプレイデータの影響を受けず、カップリングノイズと明／暗線欠陥が減少する。
図３は、画像表示システムの駆動方法を示す図である。図のように、ディスプレイパネル２００を示す波形３Aはカラム反転により駆動される。フレーム期間FD１の有効ディスプレイ期間EDPにおいて、スキャンドライバ２２０は、GL１〜GL４を順に全ゲートラインをスキャンし、データドライバ２３０は奇数データラインDL１、DL３、DL５、及び、DL７上に正極ディスプレイデータを提供し、偶数データラインDL２、DL４、及び、DL６上に負極ディスプレイデータを提供する。次に、ブランキング期間BP１において、全データラインDL１、DL２、DL３、、、、はコモン電圧（図示しない）に結合され、ディスプレイパネル２００のフレームレートは６０HZである。
フレーム期間FD２の有効ディスプレイ期間において、スキャンドライバ２２０はGL１、GL２、GL３、及び、GL４を順に全ゲートラインをスキャンし、データドライバ２３０は奇数データラインDL１、DL３、DL５、及び、DL７上に負極ディスプレイデータを提供し、偶数データラインDL２、DL４、及び、DL６上に正極ディスプレイデータを提供する。次に、ブランキング期間BP１において、全データラインDL１、DL２、DL３、、、、はコモン電圧（図示しない）に結合され、ブランキング期間BP１のフレーム期間FD１、或いは、FD２に対する比率は５％以上である。
図のように、波形３Bはカラム反転により駆動されるディスプレイパネル２００を示し、ブランキング期間BP２はフレーム期間FD３半分まで延長されて、フレームレートは３０HZに低下する。フレーム期間FD３の有効ディスプレイ期間EDPにおいて、スキャンドライバ２２０はGL１〜GL４全ゲートラインを順にスキャンし、データドライバ２３０は奇数データラインDL１、DL３、DL５、及び、DL７上に正極ディスプレイデータを提供し、偶数データラインDL２、DL４、及び、DL６上に負極ディスプレイデータを提供する。次に、ブランキング期間BP２において、全データラインDL１、DL２、DL３、、、、はコモン電圧（図示しない）に結合される。
フレーム期間FD２の有効ディスプレイ期間中、スキャンドライバ２２０は、GL１〜GL４全ゲートラインを順にスキャンし、データドライバ２３０は奇数データラインDL１、DL３、DL５、及び、DL７上に負極ディスプレイデータを提供し、偶数データラインDL２、DL４、及び、DL６上に正極ディスプレイデータを提供する。次に、ブランキング期間BP１において、全データラインDL１、DL２、DL３、、、、はコモン電圧（図示しない）に結合される。
表１は異なるフレームレート下のディスプレイパネル中の近接する画素間の電圧差のシミュレート結果を示す。この場合、同一行の画素間の電圧差は上述のカップリングノイズと見なされ、図１で示されるディスプレイパネル１００は旧構造を示し、図２のディスプレイパネル２００は新構造を示す。図のように、ディスプレイパネル１００において、下半部の近接画素間の電圧差は約９１ボルトである。ディスプレイパネル２００において、下半部の近接画素間の電圧差は約４４ボルトに低下する。ブランキング期間がフレーム期間の半分で、フレームレートが３０HZに低下する時、ディスプレイパネル１００の下半部中の近接画素間の電圧差は約６９ボルトに低下し、ディスプレイパネル２００の下半部中の近接画素間の電圧差は約２２ボルトに低下する。
よって、ディスプレイパネル２００中の新構造はカップリングノイズ（同一行の画素間の電圧差）を４４mVまで低下させ、ブランキング期間がフレーム期間の半分延長されることも合わせると、更に、２２mVまで低下する。
図４は、画像表示システムのもう一つの具体例を示す図で、電子装置４００として実行され、ディスプレイパネル２００等のディスプレイパネルからなる。電子装置４００はデジタルカメラ、ポータブルDVD、テレビ、カーディスプレイ、PDA、ノート型パソコン、タブレット型コンピュータ、携帯電話、或いは、ディスプレイ装置等である。一般に、電子装置４００はハウジング４００、ディスプレイパネル２００、及び、DC／DCコンバータ４２０、からなる。DC／DCコンバータ４２０はディスプレイパネル４００に結合され、ディスプレイパネル４００に給電する出力電圧を提供して画像を表示する。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
インバータとして知られるデイスプレイパネルを示す図である。 ディスプレイパネルを組み込む画像表示システムの具体例を示す図である。 画像表示システムの駆動方法を示す図である。 画像表示システムのもう一つの具体例を示す図である。
符号の説明
100、200：ディスプレイパネル；
210：画素アレイ；
220：スキャンドライバ；
230：データドライバ；
400：電子装置；
410：ハウジング；
420：DC/DCコンバータ；
FD1~FD3：フレーム；
EDP：有効ディスプレイ期間；
BP1~BP2：ブランキング期間；
DL1~DL7：データ信号線；
GL1~GL4：ゲート信号線；
B0、R11、R21、R12、R22、R13、R23、G11、G21、G12、G22、G13、G23、B11、B21、B12、B22、B13、B23：画素。

Claims (10)

  1. ディスプレイパネルを含む画像表示システムであって、
    前記ディスプレイパネルは、
    データライン DL(x)、
    前記データライン DL(x)に垂直な複数のゲートライン SL(y) 、及び
    前記データラインと前記ゲートラインに結合される画素アレイを含み、
    前記画素アレイは、
    ゲートラインSL(y+1)とデータラインDL(x+1)に結合される第一画素 P(x+1, y)、
    ゲートライン SL(y+1) とデータラインDL(x+2)に結合される第二画素P(x+1, y+1)、
    ゲートライン SL(y+2) とデータライン DL(x+1)に結合される第三画素 P(x, y+1)、及び
    ゲートライン SL(y+2) とデータラインDL(x)に結合される第四画素 P(x, y+2)を含むことを特徴とするシステム。
  2. 前記ディスプレイパネルは更に、
    前記ゲートラインSL(y+2)と前記データラインDL(x+3) に結合される第五画素P(x+2, y+1)、及び
    前記ゲートラインSL(y+2)と前記データライン DL(x+2)に結合される第六画素P(x+2, y+2)を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 前記画素アレイ中の各行中の前記画素は同一色を表示することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  4. 前記画素アレイ中の各行中の前記画素は赤、緑、及び、青を順に表示することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
  5. ディスプレイパネルを含む画像表示システムであって、
    前記ディスプレイパネルは、
    第一、及び、第二データライン、
    前記第一、及び、第二データラインに垂直な第一ゲートライン、及び
    同一行に配置され同一色を表示する第一、及び、第二画素を含み、
    前記第一、及び、第二画素は共に前記第一ゲートラインに結合され、前記第一、及び、第二データライン上のディスプレイデータを受信することを特徴とするシステム。
  6. 前記ディスプレイパネルは、更に、同一行に配置され、前記第一、及び、第二画素を有し、第二ゲートラインと前記第一データラインに結合される第三画素からなることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
  7. 前記第一、及び、第二画素は前記第一、及び、第二データライン間に設置されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
  8. 前記第一、及び、第二画素は、同一スキャン期間中、前記第一、及び、第二データライン上で異なる極性を有するディスプレイデータを受信することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
  9. 前記第一、及び、第三画素は、異なるスキャン期間中、前記第一データライン上で同一極性を有するディスプレイデータを受信することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
  10. 画像表示システムの駆動方法であって、
    カラム反転に基づいて、フレーム期間の有効ディスプレイ期間中、ゲートラインを順にスキャンし、ディスプレイデータをデータラインに提供する工程、及び
    フレーム期間のブランキング期間中、前記データラインをコモン電圧に電気的に接続する工程を含み、前記ブランキング期間の前記フレーム期間に対する比率は５％以上であることを特徴とする駆動方法。
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