JP5058524B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホールドタイプの表示装置に係り、特にモーションブラー問題を解決すると共に、輝度の低下を最小化できる表示装置及びその駆動方法に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）や有機電界発光ダイオード装置（ＯＬＥＤ）のようなホールドタイプの表示装置は、維持特性により動画で画面が鮮明でなくてぼやけて見えるモーションブラー現象が現れる。これを、陰極線管（ “ＣＲＴ”）及びＬＣＤのデータ特性を表す図１ないし図４を参照して説明する。

ＣＲＴは、図１のように、一つのフィールド周期のうち、初期の非常に短い時間のみ蛍光体を発光させてデータを表示し、一つのフィールド周期のほとんどが停止期間として残るインパルスタイプの表示装置である。したがって、ＣＲＴで観覧者が知覚する動画の知覚映像は、図２のように鮮明に表示される。

これに対して、ＬＣＤは、図３のように、スキャンハイ電圧Ｖｇｈが供給されるスキャニング期間に液晶にデータが供給され、一つのフィールド周期のほとんどである非スキャニング期間に液晶に供給されたデータが維持される。これにより、ＬＣＤでは、モーションブラー現象のため、図４のように表示画像がぼやけるようになる。このような知覚映像の差は、動きを追従する目で一時的に持続される映像の積分効果に起因する。したがって、ＬＣＤの応答速度が速いとしても、目の動きと毎フレームの静的映像との間の不一致により、観覧者はぼやけた画面を見るようになる。

このような従来のＬＣＤのモーションブラーを緩和するために、フレーム期間にホールディングタイムを短縮し、ブラックデータを挿入する方法が提案されている。

ブラックデータ挿入（ＢＤＩ）方式は、図５のように、１フレームの間に一つのフレームデータが供給される一般的な方式と異なり、図６のように、各フレーム内でフレームデータのホールディングタイムＤ１〜Ｄ５を短縮し、ブラックデータＢ１〜Ｂ５を挿入することによって、類似インパルスタイプにＬＣＤを駆動させてモーションブラー現象を緩和する。

このようなＢＤＩ方式によりモーションブラー問題はある程度解決されるが、各フレームのデータホールディングタイムが短縮され、ブラックデータが挿入されることによって、図７のように、一般的な方式よりＢＤＩ方式で輝度が顕著に低下するという問題が発生する。

本発明の目的は、ホールドタイプの表示装置において、モーションブラー問題を解決すると共に、輝度の低下を最小化できる表示装置及びその駆動方法を提供するところにある。

前記目的を達成するために、本発明による表示装置は、ｍ（ｍは、２以上の自然数）個のフレームの入力データを比較し、前記比較結果によって、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入して、前記入力データを変調するデータ変調部、及び前記データ変調部を通じて変調された入力データを表示パネルに供給するための駆動部を備える。

前記データ変調部は、前記入力データの比較結果によって、既定の変調入力データのうちいずれか一つを選択するルックアップテーブルを含む。

前記データ変調部は、前記ｍ個のフレームの入力データのうち、最終に入力される入力データを除いたｍ−１個のフレームの入力データを保存するためのフレームメモリをさらに含む。

前記データ変調部は、前記ｍ個のフレームのうち、同じ入力データを有するｆ（２≦ｆ≦ｍの自然数）個のフレームのうち最初のフレームから順次にｋ（ｋ≦ｆの自然数）個のフレームの入力データに、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入して変調する。

前記データ変調部は、前記ｋ個のフレームのうち最初のフレームには、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入し、以後のフレームの入力データには、前記同じ入力データに次第に階調が近くなるグレーデータを挿入して変調する。

前記データ変調部は、前記入力データを前記入力データより高い階調値を有するように変調する。

前記データ変調部は、前記入力データが、該当フレームが始まる前に供給されるように変調する。

前記駆動部は、前記データ変調部により変調されたデータをアナログデータ電圧に変換して、前記表示パネルのデータラインに供給するデータ駆動部と、前記データラインと交差するスキャンラインに前記変調されたデータに同期されるスキャンパルスを順次に供給するスキャン駆動部と、前記データ駆動部及びスキャン駆動部を制御するタイミングコントローラと、を備える。

前記データ変調部は、前記タイミングコントローラに内蔵される。

本発明による表示装置の駆動方法は、ｍ（ｍは、２以上の自然数）個のフレームの入力データを比較し、前記比較結果によって、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入して前記入力データを変調するステップ、及び前記変調された入力データを表示パネルに供給するステップを含む。

前記入力データを変調するステップは、前記入力データの比較結果によって、既定の変調入力データのうちいずれか一つを選択するステップを含む。

前記入力データを変調するステップは、前記ｍ個のフレームの入力データのうち、最終に入力される入力データを除いたｍ−１個のフレームの入力データを保存するステップをさらに含む。

前記入力データを変調するステップは、前記ｍ個のフレームのうち、同じ入力データを有するｆ（２≦ｆ≦ｍの自然数）個のフレームのうち最初のフレームから順次にｋ（ｋ≦ｆの自然数）個のフレームの入力データに、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入して変調する。

前記入力データを変調するステップは、前記ｋ個のフレームのうち最初のフレームには、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入し、以後のフレームの入力データには、前記同じ入力データに次第に階調が近くなるグレーデータを挿入して変調する。

前記入力データを変調するステップは、前記入力データを前記入力データより高い階調値を有するように変調する。

前記入力データを変調するステップは、前記入力データが、該当フレームが始まる前に供給されるように変調する。

前記変調された入力データを表示パネルに供給するステップは、前記データ変調部により変調されたデータをアナログデータ電圧に変換して、前記表示パネルのデータラインに供給するステップ、前記データラインと交差するスキャンラインに前記変調されたデータに同期されるスキャンパルスを順次に供給するステップ、及び前記データ駆動部及びスキャン駆動部を制御するステップを含む。

本発明による表示装置及びその駆動方法は、ホールドタイプの表示装置でフレーム別に入力データを比較し、前記比較結果によって、ブラックまたはグレーデータを挿入して入力データを変調する。これにより、輝度の低下を最小化し、かつモーションブラー問題を解決できる。

以下、本発明の望ましい実施形態を、図８ないし図１３を参照して詳細に説明する。

図８に示すように、本発明の実施形態による表示装置は、データライン１１２とスキャンライン１２２とが交差し、複数のピクセルが形成された表示パネル１３０、表示パネル１３０のデータライン１１２にデータ信号を供給するためのデータ駆動部１１０、表示パネル１３０のスキャンライン１２２にスキャン信号を供給するためのスキャン駆動部１２０、及び入力データを変調し、変調データを利用してデータ駆動部１１０及びスキャン駆動部１２０を制御するタイミングコントローラ１００を備える。

表示パネル１３０は、データライン１１２とスキャンライン１２２とが相互に直交するように形成され、ピクセルがマトリックスタイプに配置される。前記表示パネル１３０は、ＬＣＤパネルあるいはＯＬＥＤパネルのようなホールドタイプの表示装置の表示パネルである。

タイミングコントローラ１００は、図９に示したように、入力データＲＧＢを変調するためのデータ変調部１０２、及び入力される信号を制御するための信号制御部１０４を備える。

信号制御部１０４は、システムから入力される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１，Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＣＬＫ１及び第１データイネーブル信号ＤＥ１を利用して、第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＣＬＫ２及び第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成する。ここで、第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＣＬＫ２及び第２データイネーブル信号ＤＥ２は、データ駆動部１１０及びスキャン駆動部１２０を従来に比べて２倍の周波数（１２０ＨＺ）で駆動させるための変調信号である。また、信号制御部１０４は、第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＣＬＫ２及び第２データイネーブル信号ＤＥ２がデータ変調部１０２を通じて変調されたデータＭＲＧＢと同期されるように、一定時間遅延させる役割を担う。

データ変調部１０２は、バッファ１０６、第１及び第２フレームメモリ１０８，１１４、信号生成部１１６及び信号供給部１１８を備えて、入力されるビデオデータＲＧＢを変調する。ｎ番目のフレームのビデオデータである第ｎビデオデータＲＧＢｎを変調するために、ｎ−１番目のフレームのデータである第ｎ−１ビデオデータＲＧＢｎ−１、第ｎビデオデータＲＧＢｎ、ｎ＋１番目のフレームのデータである第ｎ＋１ビデオデータＲＧＢｎ＋１がバッファ１０６を通じて供給される。第ｎビデオデータＲＧＢｎは、第１フレームメモリ１０８に保存され、第ｎ−１ビデオデータＲＧＢｎ−１は、第２フレームメモリ１１４に保存される。次いで、第ｎ＋１ビデオデータＲＧＢｎ＋１が信号生成部１１６に供給されると共に、第１フレームメモリ１０８に供給されれば、第１フレームメモリ１０８に保存された第ｎビデオデータＲＧＢｎは、信号生成部１１６及び第２フレームメモリ１１４に供給され、第２フレームメモリ１１４に保存された第ｎ−１ビデオデータＲＧＢｎ−１は、信号生成部１１６に供給される。信号生成部１１６は、第ｎビデオデータＲＧＢｎ及びｎ番目のフレームの前後のフレームのビデオデータ、すなわち第ｎ−１ビデオデータＲＧＢｎ−１、第ｎ＋１ビデオデータＲＧＢｎ＋１を比較して、比較結果に対応する変調データＭＲＧＢｎをルックアップテーブルで選択して出力する。信号供給部１１８は、信号生成部１１６から出力された変調データＭＲＧＢｎをデータ駆動部１１０に供給する。

すなわち、本発明の実施形態による表示装置は、データ駆動部１１０及びスキャン駆動部１２０を従来に比べて２倍の周波数（１２０ＨＺ）で駆動させて、従来の１フレームの間に持続されたデータのホールディングタイムを短縮し、余分の期間には、データ変調部１０２のルックアップテーブルで選択されたブラックまたはグレーデータを出力する。すなわち、変調データＭＲＧＢは、図１０に示したように、１フレームで表現しようとするビデオデータ（フレームデータ）の前部分または後部分の一定時間にブラックまたはグレーデータを含むデータとなる。ここで、前記グレーデータの階調値は、ブラックデータよりは高く、前記ビデオデータの階調値よりは低い値を有するように設定される。また、前記グレーデータは、相異なる輝度を表すように、色々なレベルに区分される複数の階調値に設定されることもある。したがって、現在のフレームのビデオデータが以前のフレームのビデオデータと比較して同じデータである場合、信号生成部１１６のルックアップテーブルを通じて出力されたデータには、ブラックまたはグレーデータが挿入されずに輝度の低下を最小化できる。また、ブラック階調のデータのみを挿入した従来とは異なり、本発明による表示装置では、現在のフレームと前後のフレームとのビデオデータを比較して、その比較結果によるグレーデータまたはブラックデータを挿入することによって、輝度の低下が最小化される。

このような構成を有するタイミングコントローラ１００は、変調された垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２、クロック信号ＣＬＫ２及びデータイネーブル信号ＤＥ２を利用して、データ駆動部１１０を制御するためのデータ制御信号ＤＤＣ、スキャン駆動部１２０を制御するためのスキャン制御信号ＳＤＣを発生させる。

データ駆動部１１０は、シフトレジスタ、タイミングコントローラ１００からの変調データＭＲＧＢを一時保存するためのレジスタ、シフトレジスタからのクロック信号に応答して、変調データＭＲＧＢを１ライン分ずつ保存し、保存された１ライン分のデータを同時に出力するためのラッチ、ラッチからのデータ値に対応して、アナログ正極性／負極性のガンマ補償電圧を選択するためのデジタル／アナログ変換器、正極性／負極性のガンマ補償電圧が供給されるデータライン１１２を選択するためのマルチプレクサ、及びマルチプレクサとデータライン１１２との間に接続された出力バッファなどから構成される。このデータ駆動部１１０は、変調されたビデオデータＭＲＧＢを入力され、そのデータＭＲＧＢをタイミングコントローラ１００の制御下で表示パネル１３０のデータライン１１２に供給する。

スキャン駆動部１２０は、タイミングコントローラ１００からのスキャン制御信号ＳＤＣに応答して、スキャンパルスを順次に発生させる。ここで、スキャン駆動部１２０は、図１１に示したように、１フレームの間にデータ駆動部１１０からのブラックまたはグレーデータを表現させる第１スキャンパルスＳＰ１、データ駆動部１１０からのフレームデータ、すなわち表現しようとするビデオデータを表現させる第２スキャンパルスＳＰ２を発生させる２倍速の駆動を行う。データ駆動部１１０も、１フレームの間にブラックまたはグレーデータ及びフレームデータが出力されるように、２倍速の駆動を行う。

図９のデータ変調部１０２では、フレームメモリを二つ使用して、現在のフレームと現在のフレームの前後のフレームとのビデオデータを比較したが、フレームメモリを一つ使用して現在のフレームと以前のフレームとのビデオデータを比較するか、または現在のフレームと以後のフレームとのビデオデータを比較できる。すなわち、ｍ（ｍは、２以上の自然数）個のフレームのビデオデータを比較しようとする場合には、ｍ−１個のフレームメモリを使用できる。このとき、ｍ個のフレームのうち、同じビデオデータがｆ（２≦ｆ≦ｍの自然数）個のフレームの間に持続される場合、ｆ個のフレームのうち最初のフレームから所望のｋ（ｋ≦ｆの自然数）個のフレームの間にブラックまたはグレーデータを挿入でき、ブラックまたはグレーデータを次第にそのフレームで表現しようとするビデオデータ（フレームデータ）に近くなるように挿入できる。図１２は、同じビデオデータが４個のフレームの間に持続される場合、３個のフレームの間にブラックまたはグレーデータを挿入する場合を示す図面であり、図１３は、図１２のような場合に、ブラックまたはグレーデータを次第にフレームデータに近くなるように挿入する場合を示す図面である。図１３の場合、Ａフレームには、ブラックまたはグレーデータを挿入し、Ｂ，Ｃフレームには、フレームデータの階調に近くなるグレーデータを挿入する。

本発明による表示装置は、応答速度の最適化のために高速駆動（Ｏｖｅｒ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＯＤＣ）方式を適用できる。例えば、図１４に示したように、本発明によってフレームにブラックデータまたはグレーデータが挿入される場合、特定のフレームのデータ値Ｄ２を本来の入力データ値Ｄ１より高い階調値を有するように変調することによって、応答速度を速めることができる。すなわち、前記ＯＤＣ方式は、ルックアップテーブルを使用してＬＣＤではフレームデータを供給するとき、所望のデータより高い階調のデータを供給することによって、液晶の応答速度を速めることができる。また、ＯＬＥＤでは、フレームデータ、すなわち入力データを該当フレームが始まる前にプリチャージ形態にあらかじめ供給することによって、データの具現速度を速めることができる。

本発明は、表示装置関連の技術分野に適用可能である。

ＣＲＴの発光特性を示す図面である。 観覧者が感じるＣＲＴの知覚映像を示す図面である。 ＬＣＤの発光特性を示す図面である。 観覧者が感じるＬＣＤの知覚映像を示す図面である。 ノーマル状態のデータ整列を示す図面である。 ブラックデータが全階調領域に挿入されるデータ整列を示す図面である。 ノーマル状態の輝度とブラックデータの挿入時の輝度とを比較した図面である。 本発明による表示装置を簡略に示すブロック図である。 図８に示したタイミングコントローラの構成を具体的に示すブロック図である。 本発明によってブラックまたはグレーデータを挿入して変調したデータを示す図面である。 スキャン駆動部及びデータ駆動部の２倍速の駆動を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態を示す図面である。 本発明のさらに他の実施形態を示す図面である。 本発明によってＯＤＣ方式を適用した例を示す図面である。

符号の説明

１００：タイミングコントローラ
１０２：データ変調部
１０４：信号制御部
１０６：バッファ
１０８：第１フレームメモリ
１１０：データ駆動部
１１２：データライン
１１４：第２フレームメモリ
１１６：信号生成部
１１８：信号供給部
１２０：スキャン駆動部
１２２：スキャンライン
１３０：表示パネル

Claims (9)

1. ｍ個のフレームの入力データのうち、現在のフレームの入力データのグレーレベル値と、次のフレームの入力データのグレーレベル値と、以前のフレームの入力データのグレーレベル値を比較し、連続した３つのフレームの入力データの前記グレーレベル値の前記比較結果によって、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入することにより前記入力データを変調するデータ変調部と、ここで、前記ｍは、２以上の自然数であり、
   前記データ変調部から出力された変調されたデータを表示パネルに供給するための駆動部と、を備え、
   前記変調されたデータは、１フレームで表現しようとする入力データの前部分又は後部分の一定時間にブラック又はグレーデータを含むデータとなり、
   現在のフレームの入力データが前記以前のフレームの入力データと同じなとき、前記データ変調部からの変調されたデータへ挿入されるブラック又はグレーデータはなく、
   前記データ変調部は、連続した３つのフレームの前記入力データのグレーレベル値の前記比較結果によって、既定の変調データのうちいずれか一つを選択するルックアップテーブルを含み、
   前記グレーデータは、前記ブラックデータより高く、前記現在のフレームの前記入力データのグレーレベル値より低く、
   前記データ変調部は、バッファ、第１及び第２のフレームメモリ、信号生成部及び信号供給部を含み、入力データを変調し、
   前記現在のフレームの入力データは、前記第１のフレームのメモリに蓄積され、前記以前のフレームの入力データは、前記第２のフレームメモリに蓄積され、
   前記以前のフレームの入力データ、前記現在のフレームの入力データ及び前記次のフレームの入力データは、前記バッファへ供給されて、前記現在のフレームの入力データを変調し、
   前記ブラックデータ、前記グレーデータ又は前記ブラックデータと前記グレーデータの組み合わせが、前記以前のフレーム、前記現在のフレーム及び前記次のフレームの入力データの比較に対応するルックアップテーブルに基づいて前記現在のフレームに挿入され、
   前記データ変調部は、前記ｍ個のフレームのうち、同じ入力データを有するｆ個のフレームのうち最初のフレームから順次にｋ個のフレームの入力データに、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入して変調することを特徴とし、ここで、前記ｆは、２≦ｆ≦ｍの自然数であり、前記ｋは、ｋ≦ｆの自然数であり、
   前記データ変調部は、前記ｋ個のフレームのうち最初のフレームには、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入し、以後のフレームの入力データには、前記同じ入力データに次第に階調が近くなるグレーデータを挿入して変調する
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記データ変調部は、前記入力データを前記入力データより高い階調値を有するように変調することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記データ変調部は、前記入力データが、該当フレームが始まる前にプリチャージ形態に供給されるように変調することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記駆動部は、前記データ変調部により変調されたデータを前記表示パネルのデータラインに供給するデータ駆動部と、
   前記データラインと交差するスキャンラインに前記変調されたデータに同期されるスキャンパルスを順次に供給するスキャン駆動部と、
   前記データ駆動部及びスキャン駆動部を制御するタイミングコントローラと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記データ変調部は、前記タイミングコントローラに内蔵されることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. ｍ個のフレームの入力データのうち現在のフレームの入力データのグレーレベル値と、次のフレームの入力データのグレーレベル値と、以前のフレームの入力データのグレーレベル値を比較し、入力データを含む前記現在のフレームの期間に先行する前記現在のフレームの期間で前記現在のフレームへブラックデータ、グレーデータ又は前記ブラックデータ及び前記グレーデータの組み合わせを挿入して変調するステップと、ここで、前記変調は連続した３つのフレームの入力データのグレーレベル値の比較結果に基づいてなされ、
   前記ｍは、２以上の自然数であり、
   前記変調されたデータを表示パネルに供給するステップと、を含み、
   前記変調されたデータは、１フレームで表現しようとする入力データの前部分又は後部分の一定時間にブラック又はグレーデータを含むデータとなり、
   前記現在のフレームの入力データのグレーレベル値が前記以前のフレームの入力データのグレーレベル値と同じなとき、前記変調データへ挿入されるブラック又はグレーデータはなく、
   前記グレーデータは、前記ブラックデータより高く、前記現在のフレームの前記入力データのグレーレベル値より低く、
   前記入力データを変調するステップは、前記入力データの比較結果によって、既定の変調入力データのうちいずれか一つを選択するステップを含み、
   前記入力データを変調するステップは、前記ｍ個のフレームのうち、同じ入力データを有するｆ個のフレームのうち最初のフレームから順次にｋ個のフレームの入力データに、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入して変調することを特徴とし、ここで、前記ｆは、２≦ｆ≦ｍの自然数であり、前記ｋはｋ≦ｆの自然数であり、
   前記入力データを変調するステップは、前記ｋ個のフレームのうち最初のフレームには、ブラックデータ及びグレーデータのうちいずれか一つを挿入し、以後のフレームの入力データには、前記同じ入力データに次第に階調が近くなるグレーデータを挿入して変調する
   ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
7. 前記入力データを変調するステップは、前記入力データが、該当フレームが始まる前にプリチャージ形態に供給されるように変調することを特徴とする請求項６に記載の表示装置の駆動方法。
8. 前記変調された入力データを表示パネルに供給するステップは、
   前記データ変調部により変調された入力データを前記表示パネルのデータラインに供給するステップと、
   前記データラインと交差するスキャンラインに前記変調された入力データに同期されるスキャンパルスを順次に供給するステップと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置の駆動方法。
9. 同じ値のビデオデータを有する複数のフレームが連続的に入力される場合、前記複数のフレームのうち最初のフレームから少なくとも一つのフレームにブラックデータまたはグレーデータのうちいずれか一つを挿入して、前記ビデオデータを変調するデータ変調部と、前記データ変調部を通じて変調されたビデオデータを表示パネルに供給するための駆動部と、を備え、
   前記変調されたビデオは、１フレームで表現しようとする入力データの前部分又は後部分の一定時間にブラック又はグレーデータを含むデータであり、
   前記グレーデータは、前記ブラックデータより高く、前記入力データのグレーレベル値より低く、
   ブラックデータ、グレーデータ又はそれらの組み合わせは、複数のフレームのうち最後のフレームに挿入されない
   ことを特徴とする表示装置。

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