JP2012168533A

JP2012168533A - Ｌｃｄ及びｌｃｄに適用可能な駆動方法

Info

Publication number: JP2012168533A
Application number: JP2012025606A
Authority: JP
Inventors: Wei-Hsiang Hung; フンウェイ−シャン; Wei-Song Huang; ファンウェイ−ソン
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-09-06
Also published as: US20120200541A1; JP2013174916A; TW201234074A

Abstract

【課題】フレーム更新レートが低下しなくても、液晶セル極性変換の回数を低減し、消費される電力及びＬＣＤによって発生する熱を低減する、ＬＣＤ及びＬＣＤに適用可能な駆動方法を提供する。
【解決手段】オリジナルフレームの極性は変換するが、補間フレームの極性は変換しない。また、フレームに対して極性変換を行うか否かを、フレームが垂直同期信号を含むか否か、又はフレームが垂直同期信号を含むか否か、あるいは総出力垂直走査線の数に基づき決定する。
【選択図】図４

Description

本開示は、概してＬＣＤ及びＬＣＤに適用可能な駆動方法に関し、特にフレーム極性変換の回数を低減することができるＬＣＤとそれに適用可能な駆動方法とに関する。

図１は、従来のＬＣＤ１００の機能ブロック図を示す。図１に示すように、ＬＣＤ１００は、少なくともタイミングコントローラー１１０、ソースドライバー１２０、及び液晶パネル１３０を有する。ソースドライバー１２０は、タイミングコントローラー１１０によって生成される信号を受け取り、その信号を更に処理して液晶パネル１３０を駆動する（液晶パネル１３０の液晶セルの充電又は放電等）。

現在、フレーム画質を向上させモーションブラーを解決するために、フレームレート変換及びディザリングが使用されている。しかしながら、フレームレート変換中、タイミングコントローラー１１０は、単位時間に大量のデータをソースドライバー１２０に出力しなければならず、そのため、ソースドライバー１２０はそれに従って、単位時間に大量のデータを更新し更に液晶極性変換を行わなければならない。

ＬＣＤ電力消費は、チップ電力消費及びパネル電力消費を含む。ＬＣＤの場合、パネル電力消費は、チップ電力消費より大きく、フレーム更新レートの増大及び液晶セル極性変換の増加とともに、パネル電力消費もまた増大する。

図２は、従来技術の極性変換による各フレーム更新における液晶セル極性変換を示す。図２に示すように、フレーム２１０及び２２０はオリジナルフレーム（それらの周波数は６０Ｈｚであるものとする）であり、フレーム２１０Ａ〜２１０Ｄは補間フレームである。フレームを補間することにより、ＬＣＤのフレーム更新レートは、オリジナルフレームレートが増大しなくても増大する場合がある。

図３は、列変換（反転）、ドット変換（反転）及び“Ｍ”Ｈ−“Ｎ”Ｖ変換（反転）（“Ｍ”Ｈ−“Ｎ”Ｖ反転）等のいくつかの従来の極性変換の実施態様を示す。ここでＭ及びＮは正の整数であり、Ｈ及びＶは、それぞれ行及び列を示す。

パネル電力消費はＰ＝ＩＶとして表わされ、平均交流電流はＩ＝Ｃ*ΔＶ／Ｔとして表わされ、ここでＣは液晶等価容量を示し、ΔＶは電圧変動を示し、Ｔは周期を示す。フレーム更新レートが比較的高く（すなわち、周期Ｔが比較的短く）、フレームが更新される度に液晶セルの極性が変換される（これは電圧変動ΔＶを増大させる）場合、各液晶セルによって消費される電力はそれにしたがって増大し、ＬＣＤはより多くの電力を消費し、より多くの熱を発生する。

「Method for driving an liquid crystal display in a dynamic inversion manner」と題する特許文献１は、動的変換方式で液晶ディスプレイを駆動する駆動方法を開示している。まず、極性フレームが、走査線に沿って同じ面積の複数の極性ブロックに分割される。前提条件としてのＤＣバランス要件により、１つの極性ブロックの同じ信号線に接続された画素のうちの半分、すなわち合計ｎ個の画素の極性が正であり、画素のうちの残りの半分の極性が負である。極性パターン、すなわち合計２ｎ個のフレームが、各極性ブロックにおいて１つの極性線を次の極性線に対して順にシフトさせ、最下部極性線を最上部極性線に対してシフトさせることから生成される。極性パターンは、極性変換グループに順に配置される。極性変換グループの期間中、極性パターンの各々は、特定の試験パターンの表示の下でフリッカー画像を回避するように画素の極性を変換するために別々に一度現れる。

米国特許第７，１０９，９６４号

したがって、本開示は、フレーム更新レートが低下しなくても、液晶セル極性変換の回数を低減し、消費される電力及びＬＣＤによって発生する熱を低減する、ＬＣＤ及びＬＣＤに適用可能な駆動方法を提供する。

本開示は、ＬＣＤ及びＬＣＤに適用可能な駆動方法に関する。オリジナルフレームの極性が変換されるが、補間フレームの極性は変換されない。

本開示は、フレームに対して極性変換を行うか否かが、フレームが垂直同期信号を含むか否かに基づく、ＬＣＤ及びＬＣＤに適用可能な駆動方法に関する。

本開示は、フレームに対して極性変換を行うか否かが、フレーム更新レート及びフレーム極性変換レートに基づく、ＬＣＤ及びＬＣＤに適用可能な駆動方法に関する。

本開示は、フレームに対して極性変換を行うか否かが、総出力垂直走査線の数に基づく、ＬＣＤ及びＬＣＤに適用可能な駆動方法に関する。

本開示の例示の実施の形態によれば、ＬＣＤに適用可能な駆動方法が提供される。この方法は、複数のフレームの各々に対してそれぞれ極性変換を行うか否かを判定する判定ステップと、前記フレームを表示することと、を含み、単位時間において、該フレームに対する極性変換の回数が該フレームに対するフレーム更新の回数より少ない。

本開示の別の実施の形態によれば、ＬＣＤが提供される。ＬＣＤは、タイミングコントローラーと、ソースドラーバーと、ディスプレイパネルと、を有する。タイミングコントローラーは、複数のフレームの各々に対してそれぞれ極性変換を行うか否かを判定する。ソースドライバーは、前記タイミングコントローラーに結合される。ティスプレイパネルは、前記ソースドライバーに結合される。単位時間において、前記フレームに対する極性変換の回数は該フレームに対するフレーム更新の回数より少ない。

上述した概略的な説明及び以下の詳細な説明は例示的なものであり、単に説明的なものであって、請求項に記載されているように、開示する実施の形態に限定するものではないことが理解されるべきである。

（従来技術）従来のＬＣＤの機能ブロック図である。（従来技術）従来技術の極性変換による各フレーム更新における液晶セル極性変換を示す図である。（従来技術）いくつかの従来の極性変換実施態様を示す図である。本開示の一実施形態によるフレーム極性変換を示す図である。本開示の実施形態による液晶極性変換を示す図である。本開示の実施形態による極性変換判定のフローチャートである。本開示の実施形態による極性変換判定のフローチャートである。本開示の実施形態による極性変換判定のフローチャートである。

本開示の一実施形態では、従来の極性変換（すなわち、フレームが更新される度に液晶セルの極性が変換される）は採用されない。反対に、本開示の実施形態では、特定の周波数のフレームの液晶セルの極性が変換され、他の周波数のフレームの液晶セルの極性は変換されない。

図４を参照すると、本開示の実施形態によるフレーム極性変換が示されている。フレーム４１０及び４２０は、オリジナルフレーム（周波数が６０Ｈｚ）であり、フレーム４１０Ａ〜４１０Ｄは、例えばタイミングコントローラーによって取得される補間フレームである。

図４に示すように、オリジナルフレームの周波数はＸであるものと仮定する（Ｘ＝６０Ｈｚとし、すなわち、毎秒６０個のオリジナルフレームが受け取られる）。フレーム更新レートがＹである（図４の中央部分に示すように、Ｙは１２０Ｈｚに等しく、すなわち、毎秒１２０個のフレームが、表示及び／又は更新される）場合、液晶セルの極性は、（Ｙ／Ｘ）フレームごとに変換される。図４の中央部分に示すように、液晶セルの極性は、Ｙ／Ｘ＝１２０／６０＝２フレームごとに変換される。より詳細には、液晶セルの極性変換は、補間フレーム４１０Ａに対してではなくオリジナルフレーム４２０に対して行われる。さらに、図４の右側に示すように、液晶セルの極性は、Ｙ／Ｘ＝２４０／６０＝４フレームごとに変換される。より詳細には、極性変換がオリジナルフレーム４１０に対して行われる場合、液晶セルの極性変換は、補間フレーム４１０Ｂ〜４１０Ｄに対してではなくオリジナルフレーム４２０に対して行われる。

したがって、本開示の実施形態は、液晶セル極性変換の回数を低減することができる。従来技術では、単位時間（例えば１秒間）において、Ｙ個のフレーム（オリジナルフレーム又は補間フレームに関らず）が表示される場合、液晶セルの極性は各フレームに対して変換される。反対に、図４に示す本開示の実施形態によれば、単位時間（例えば１秒間）において、Ｙ個のフレームが表示される場合、液晶セルの極性は、例えばオリジナルフレーム（これに限定されない）に対して変換されるが、他のフレーム（例えば補間フレーム、これに限定されない）に対しては変換されない。したがって、フレーム更新レートが増大する場合、本開示の実施形態では、極性変換の回数はそれほど増大せず、したがって、ＬＣＤ電力消費及び熱発生が削減される。

図５を参照すると、本開示の実施形態による液晶極性変換が示されている。図５に示すように、本開示の実施形態は、列変換（反転）、ドット変換（反転）及びあらゆる“Ｍ”Ｈ−“Ｎ”Ｖ変換（反転）に適用可能である。したがって、本開示の実施形態は、単位時間における液晶セルの極性変換の回数を低減することができ、それにより、液晶セルを充電及び／又は放電する際にソースドライバーによって消費される電力が低減する。本開示の実施形態に係る、フレームに対して極性変換を行うか否かを判定する駆動方法を以下に開示する。

図６を参照すると、本開示の実施形態による第１の極性変換判定のフローチャートが示されている。図６に示すように、ステップ６１０において、極性変換レートＰ及びフレーム更新レートＹが決定される。ステップ６２０において、Ｎ／（Ｙ／Ｐ）が整数であるか否かが判定される。ここで、Ｎは現フレームの番号である（Ｎは正の整数である）。すなわち、Ｎは、オリジナルフレームの数と補間フレーム（あるとすれば）の数との合計を示す。ステップ６２０において「ｙｅｓ」である（すなわち、Ｎ／（Ｙ／Ｐ）が整数である）場合、処理はステップ６３０に進み、現フレームに対して極性変換が行われる。反対に、ステップ６２０において「ｎｏ」である（すなわち、Ｎ／（Ｙ／Ｐ）が整数ではない）場合、プロセスはステップ６４０に進み、現フレームに対して極性変換が行われない。図４の右側を参照されたい。Ｙ＝２４０及びＰ＝６０とする。フレーム４１０、４１０Ｂ、４１０Ｃ、４１０Ｄ及び４２０にそれぞれ０、１、２、３及び４の番号を付す（すなわち、フレーム４１０、４１０Ｂ、４１０Ｃ、４１０Ｄ及び４２０のＮは、それぞれ０、１、２、３及び４である）ものとする。図６の判定結果に示すように、Ｎ＝０又は４（すなわち、フレーム４１０及び４２０）である場合、極性変換が行われ、すなわち、フレーム４１０及び４２０に対して極性変換が行われ、Ｎ＝１、２又は３である場合に極性変換は行われず、すなわち、フレーム４１０Ｂ〜４１０Ｄに対して極性変換は行われない。

しかしながら、本開示の実施形態は、こうした例示に限定されない。例えば、オリジナルフレームの周波数が６０Ｈｚである場合、本開示の実施形態は、極性変換レートＰを３０Ｈｚとして設定することができる（すなわち、極性変換レートＰはオリジナルフレームの周波数より小さい）。さらに、ＬＣＤが補間フレームを挿入する機能を有していなくても（すなわち、タイミングコントローラーが補間フレームを生成することができなくても）、図６のフローチャートはそのＬＣＤに適用可能である。

図７を参照すると、本開示の実施形態による第２の極性変換判定のフローチャートが示されている。ＬＣＤのタイミングコントローラーは補間フレームを挿入する機能を有するものとする。図７に示すように、ステップ７１０において、フレームデータが、タイミングコントローラー等により受け取られる。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが、補間フレームにではなくオリジナルフレームのみに含まれる。ステップ７２０において、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを受け取ったか否かを判定する。ステップ７２０において「ｙｅｓ」である（これは、現フレームがオリジナルフレームであることを意味する）場合、処理はステップ７３０に進み、現フレームに対して極性変換が行われる。反対に、ステップ７２０において「ｎｏ」である（これは、現フレームが、オリジナルフレームではなく補間フレームであることを意味する）場合、プロセスはステップ７４０に進み、現フレームに対して極性変換が行われない。図４の右側を参照されたい。フレーム４１０及び４２０はオリジナルフレームである（ともに垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを含む）ため、フレーム４１０及び４２０に対して極性変換が行われる。反対に、フレーム４１０Ｂ〜４２０Ｄは、オリジナルフレームではなく補間フレームである（すなわち、フレーム４１０Ｂ〜４１０Ｄは垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを含まない）ため、フレーム４１０Ｂ〜４１０Ｄに対して極性変換は行われない。

図８を参照すると、本開示の実施形態による第３の極性変換判定のフローチャートが示されている。ここで、図８のフローチャートは、ＬＣＤのタイミングコントローラーが補間フレームを挿入する機能を有するか否かに関らず適用可能である。図８に示すように、ステップ８１０において、タイミングコントローラーからソースドライバーに出力される総垂直走査線の数量Ｖが、例えばタイミングコントローラーによってカウントされる。ステップ８２０において、ＶがＫ*Ｖ_Ｆに等しいか否かが判定される。ここで、Ｖ_Ｆは１つのフレームにおける総垂直走査線の数量を示し、Ｋは１より大きい正の整数である。すなわち、先行する極性変換の後、タイミングコントローラーが既にソースドライバーにＫ個のフレームを（フレームがオリジナルフレームであるか補間フレームであるかに関らず）出力しているか否かを判定する。ステップ８２０において「ｙｅｓ」である場合、処理はステップ８３０に進み、現フレームに対して極性変換が行われ、Ｖがリセットされる。反対に、ステップ８２０において「ｎｏ」である場合、処理はステップ８４０に進み、現フレームに対して極性変換が行われない。再び図４の右側を参照されたい。フル高精細度の場合、フル高精細度フレームは解像度が１９２０／１０８０である（すなわち、Ｖ_Ｆ＝１０８０）。Ｋ＝４と仮定する。フレーム４１０に対して極性変換が行われる場合、次の極性変換は、Ｋ＝４個のフレームの後に行われる（すなわち、極性変換はフレーム４２０に対して行われる）が、フレーム４１０Ｂ〜４１０Ｄに対して極性変換は行われない。

本開示の実施形態によれば、極性変換レートＰは、液晶セルを損傷しないように設定されている。実験結果により、液晶セルは、４秒間を超えて同じ極性で維持した後に損傷する可能性があることが示されている。理想的には、液晶セルは、Ｐが１／４Ｈｚより大きい限り損傷しない。値Ｐが大きい場合、液晶セルはより保護されるが、省電力効率は低下し、逆に値Ｐが小さい場合はその反対となる。

要約すると、本開示の実施形態は、液晶セルの極性変換の回数を低減することができ、したがって、フレーム更新レートが低下しないにもかかわらず電力消費を低減し液晶セルを保護することができる。

当業者により、上述した開示した実施形態に対し、その広い発明の概念から逸脱することなく変更を行うことができることが理解されるべきである。したがって、開示した実施形態は、開示した特定の例には限定されず、以下の特許請求の範囲によって規定される開示した実施形態の趣旨及び範囲内の変更を包含するように意図されていることが理解される。

Claims

ＬＣＤに適用可能な駆動方法であって、
複数のフレームの各々に対してそれぞれ極性変換を行うか否かを判定する判定ステップと、
前記フレームを表示する表示ステップと、
を含み、
単位時間において、該フレームに対する極性変換の回数が該フレームに対するフレーム更新の回数より少ないことを特徴とする駆動方法。
請求項１に記載の駆動方法であって、
前記フレームの各々に対して極性変換を行うか否かを判定する前記判定ステップにおいて、
前記フレームのうちの１つがオリジナルフレームである場合、該フレームのうちの１つに対し極性変換を行い、
前記フレームのうちの別の１つが補間フレームである場合、該フレームのうちの別の１つに対し極性変換を行わない、
ことを特徴とする駆動方法。
請求項１に記載の駆動方法であって、
前記フレームの各々に対して極性変換を行うか否かを判定する前記判定ステップにおいて、
Ｎ／（Ｙ／Ｐ）が整数である場合、現フレームに対して極性変換を行い、
Ｎ／（Ｙ／Ｐ）が整数でない場合、前記現フレームに対して極性変換を行わず、
Ｎは現フレーム番号であり、Ｐは極性変換レートであり、Ｙはフレーム更新レートであり、ＰはＹより小さい、
ことを特徴とする駆動方法。
請求項１に記載の駆動方法であって、
前記フレームの各々に対して極性変換を行うか否かを判定する前記判定ステップにおいて、
前記フレームのうちの１つが垂直同期信号を有する場合、該フレームのうちの１つに対し極性変換を行い、
前記フレームのうちの別の１つが垂直同期信号を有していない場合、該フレームのうちの別の１つに対し極性変換を行わない、
ことを特徴とする駆動方法。
請求項１に記載の駆動方法であって、
前記フレームの各々に対して極性変換を行うか否かを判定する前記判定ステップにおいて、
総出力垂直走査線の数量Ｖをカウントし、
ＶがＫ*Ｖ_Ｆに等しいか否かを判定し、ここでＶ_Ｆは１つのフレームにおける垂直走査線の数量を示し、Ｋは１より大きい任意の正の整数であって、
ＶがＫ*Ｖ_Ｆに等しい場合、現フレームに対して極性変換を行って、Ｖをリセットし、
ＶがＫ*Ｖ_Ｆに等しくない場合、前記現フレームに対して極性変換を行わない、
ことを特徴とする駆動方法。
複数のフレームの各々に対してそれぞれ極性変換を行うか否かの判定に用いられるタイミングコントローラーと、
前記タイミングコントローラーに結合されたソースドライバーと、
前記ソースドライバーに結合されたディスプレイパネルと、
を有し、
単位時間において、前記フレームに対する極性変換の回数は該フレームに対するフレーム更新の回数より少ない、
ことを特徴とするＬＣＤ。
請求項６に記載のＬＣＤであって、
前記タイミングコントローラーが、前記フレームのうちの１つがオリジナルフレームであると判定した場合、該フレームのうちの１つに対して極性変換が行われ、
前記タイミングコントローラーが、前記フレームのうちの別の１つが補間フレームであると判定した場合、該フレームのうちの別の１つに対して極性変換が行われない、
ことを特徴とするＬＣＤ。
請求項６に記載のＬＣＤであって、
前記タイミングコントローラーが、Ｎ／（Ｙ／Ｐ）が整数であると判定した場合、現フレームに対して極性変換が行われ、
前記タイミングコントローラーが、Ｎ／（Ｙ／Ｐ）が整数でないと判定した場合、前記現フレームに対して極性変換が行われず、ここでＮは現フレーム番号であり、Ｐは極性変換レートであり、Ｙはフレーム更新レートであり、ＰはＹより小さい、
ことを特徴とするＬＣＤ。
請求項６に記載のＬＣＤであって、
前記タイミングコントローラーが、前記フレームのうちの１つが垂直同期信号を有すると判定した場合、該フレームのうちの１つに対して極性変換が行われ、
前記タイミングコントローラーが、前記フレームのうちの別の１つが垂直同期信号を有していないと判定した場合、該フレームのうちの別の１つに対して極性変換が行われない、
ことを特徴とするＬＣＤ。
請求項６に記載のＬＣＤであって、
前記タイミングコントローラーは、総出力垂直走査線の数量Ｖをカウントし、
前記タイミングコントローラーは、ＶがＫ*Ｖ_Ｆに等しいか否かを判定し、ここでＶ_Ｆは１つのフレームにおける総垂直走査線の数量を示し、Ｋは１より大きい任意の正の整数であり、
ＶがＫ*Ｖ_Ｆに等しい場合、現フレームに対して極性変換が行われ、Ｖがリセットされ、ＶがＫ*Ｖ_Ｆに等しくない場合、前記現フレームに対して極性変換を行われない、
ことを特徴とするＬＣＤ。