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CN101017654B - 显示装置及其驱动设备 - Google Patents

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CN101017654B
CN101017654B CN2007100026641A CN200710002664A CN101017654B CN 101017654 B CN101017654 B CN 101017654B CN 2007100026641 A CN2007100026641 A CN 2007100026641A CN 200710002664 A CN200710002664 A CN 200710002664A CN 101017654 B CN101017654 B CN 101017654B
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Abstract

一种显示装置，包括：多个像素；信号控制器，用于将第一频率的当前输入图像数据转换成第二频率的第一和第二输出图像数据，并输出第一和第二输出图像数据；以及数据驱动器，将来自信号控制器的各个输出图像数据转换成相应的模拟数据电压并将其顺序施加到像素。信号控制器基于先前输入图像数据和当前输入据图像数据计算虚帧处将要显示虚像的像素的虚位置和虚输入图像数据，以生成修正的当前输入图像数据，并基于先前输入图像数据和修正的当前输入图像数据将当前输入图像数据转换成第一和第二输出图像数据。因此，通过使用先前输入图像数据和当前输入图像数据来估计虚像，并基于虚像生成输出图像数据，以改善视频图像的显示画面质量。

Description

显示装置及其驱动设备
本申请要求于2006年2月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2006-0011458号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及显示装置及其驱动设备。
背景技术
一般地，液晶显示器(“LCD”)包括液晶(“LC”)面板组件，该液晶面板组件包括两个面板以及其间的表现出介电各向异性的LC层，其中，两个面板中的下面板设置有像素电极，而上面板设置有共电极。像素电极呈矩阵排列并连接至逐行顺次接收数据电压的开关元件(例如，薄膜晶体管(“TFT”))。共电极覆盖上面板的整个表面并被施以共电压Vcom。从电路观点出发，像素电极、共电极、以及LC层形成LC电容器，而LC电容器与连接的开关元件一起形成基本像素单元。
为了使LC层免受单向电场的不利影响，在每帧、每行、或每点反转数据电压的极性，或者周期性地反转数据电压和施加到共电极的电压的极性。
然而，由于LC分子的慢响应时间导致要花费很长时间使LC电容器充电到目标电压，所以反转数据电压的极性引起了模糊现象。这种效果在活动图像中尤其明显。
已经使用了在常规图像中间插入黑色图像的脉冲驱动配置，以试图缓解这种模糊问题。已经通过使用通过关闭背光灯使整个屏幕在预定时间变黑的脉冲发射技术，或者以通过周期性地施加黑色数据电压以及正常数据电压的循环重置方法来实施了脉冲驱动配置。然而，在预定时间期间插入黑色图像降低了屏幕亮度。
发明内容
在本发明的示例性实施例中，信号控制器将第一频率的当前输入图像数据转换成第二频率的第一和第二输出图像数据，以及数据驱动器将来自信号控制器的输出图像数据转换成相应的模拟数据电压并将其顺次施加到像素，信号控制器基于来自虚帧的输入图像数据计算虚像将在虚帧中显示的位置和虚输入图像数据，以生成修正的当前输入图像数据。
信号控制器计算先前输入图像数据的灰度和当前输入图像数据的灰度不同的像素的位置，并预测虚像的位置。
在显示虚像的像素处，信号控制器将输入图像数据的灰度校正为与先前输入图像数据的灰度相等，作为修正的当前输入图像数据。
在当前灰度与先前灰度不同的像素处，信号控制器将当前灰度设置为当前灰度与先前灰度的平均值，作为修正的当前输入图像数据。
在当前灰度与先前灰度不同的像素处，信号控制器将当前灰度设置为特定数量的相邻像素(包括先前帧中的像素)的平均值，以生成修正的当前输入图像数据。
在当前灰度与先前灰度相同的像素处，信号控制器将当前灰度设置为与先前灰度相同，作为修正的当前输入图像数据。
信号控制器可包括：第一帧存储器，用于存储当前输入图像数据；第二帧存储器，用于存储先前输入图像数据；信号处理器，用于比较当前输入图像数据和先前输入图像数据，确定其灰度已被改变的像素的位置以确定图像的活动位置，基于确定的活动位置来计算虚位置，以及修正先前输入图像数据和当前输入图像数据不相同的像素以及对应于虚位置的像素的输入图像数据的灰度，以生成修正的当前输入图像数据；第三帧存储器，用于存储来自信号处理器的修正的当前输入图像数据；第一查找表，用于存储作为先前输入图像数据的函数的第一和第二输出图像数据；第二查找表，用于存储作为修正的当前输入图像数据的函数的第一和第二输出图像数据；以及多路复用器，用于接收来自第一查找表和第二查找表的第一和第二输出图像数据，并基于场选择信号选择性地输出最终的第一和第二输出图像数据。
当由场选择信号确定的场是上场(upper field)时，多路复用器可输出从第一查找表传输的第一输出图像数据作为最终的第一输出图像数据，以及当由场选择信号确定的场是下场(lower field)时，多路复用器输出从第二查找表传输的第二输出图像数据作为最终的第二输出图像数据。
在本发明的又一示例性实施例中，包含多个像素的显示装置包括：信号控制器，用于将第一频率的当前输入图像数据转换成第二频率的第一和第二输出图像数据，并输出第二频率的第一和第二输出图像数据；以及数据驱动器，用于将来自信号控制器的各个输出图像数据转换成相应的模拟数据电压，并将模拟数据电压顺次施加到像素，其中，基于关于先前帧的先前输入图像数据和关于当前帧的当前输入图像数据，信号控制器计算虚帧处将要显示虚像的像素的虚位置以及关于虚像的虚输入图像数据，以生成关于当前输入图像数据的修正的当前输入图像数据，并基于先前输入图像数据和修正的当前输入图像数据将当前输入图像数据转换成第一和第二输出图像数据。
信号控制器可包括：第一帧存储器，用于存储当前输入图像数据；第二帧存储器，用于存储先前输入图像数据；信号处理器，用于比较当前输入图像数据和先前输入图像数据，确定其灰度已被改变的像素的位置以确定图像的活动位置，基于确定的活动位置来计算虚位置，以及校正先前输入图像数据和当前输入图像数据不相同的像素和对应于虚位置的像素的输入图像数据的灰度，以生成修正的当前输入图像数据；第三帧存储器，用于存储来自信号处理器的修正的当前输入图像数据；第一查找表，用于存储作为先前输入图像数据的函数的第一和第二输出图像数据；第二查找表，存储作为修正的当前输入图像数据的函数的第一和第二输出图像数据；以及多路复用器，用于接收来自第一查找表和第二查找表的第一和第二输出图像数据，并基于场选择信号选择性地输出最终的第一和第二输出图像数据。
信号处理器可计算先前输入图像数据的灰度和当前输入图像数据的灰度不同的像素的位置，并确定图像的活动位置，从而确定虚像的位置。
当像素是显示虚像的像素时，信号处理器可将输入图像数据的灰度校正为等于先前输入图像数据的灰度，以生成修正的当前输入图像数据。
当像素是其中第一灰度和第二灰度不同的像素时，信号处理器可将第二灰度设置为第一灰度和第二灰度的平均值，以生成为修正的当前输入图像数据。
当像素是其中第一灰度和第二灰度不同的像素时，信号处理器可将第二灰度设置为预定数量的相邻像素(包括先前帧中的像素)的平均值，以生成为修正的当前输入图像数据。
当像素是其中第一灰度和第二灰度相同的像素时，信号处理器可将输入图像数据的第二灰度设置为与第一灰度相同，以生成为修正的当前输入图像数据。
当由场选择信号确定的场是上场时，多路复用器可输出从第一查找表传输的第一输出图像数据作为最终的第一输出图像数据，以及当由场选择信号确定的场是下场时，多路复用器可输出从第二查找表传输的第二输出图像数据作为最终的第二输出图像数据。
存储在第一查找表中的第一和第二输出图像数据可与存储在第二查找表中的第一和第二输出图像数据相同。
第一输出图像数据的灰度可以高于或等于第二输出图像数据的灰度。
附图说明
通过结合附图阅读本发明示例性实施例的以下详细描述，本发明的上述目的、特征、和优点将变得更加显而易见，在附图中：
图1是根据本发明的LCD的示例性实施例的框图；
图2是示出根据本发明的图1的LCD像素的示例性实施例结构的等效电路示意图；
图3是根据本发明的图1的LCD的信号控制器的示例性实施例的框图；
图4示出了根据本发明的对应于查找的输入图像信号灰度的上输出图像信号和下输出图像信号的数据电压的示例性实施例；
图5(a)示出了将对应于上输出图像信号的数据电压施加到第一场的反转形式；
图5(b)示出了将对应于下输出图像信号的数据电压施加到第二场的反转形式；
图6是根据本发明另一示例性实施例的LCD的信号控制器的示意性框图；以及
图7是根据本发明另一示例性实施例的信号控制器的信号处理的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的LCD的示例性实施例的框图。图2示出了说明根据本发明的图1的LCD像素的示例性实施例结构的等效电路示意图。
参照图1，根据本发明的LCD的示例性实施例包括LC面板组件300、栅极驱动器400、连接至LC面板组件300的数据驱动器500、连接至数据驱动器500的灰度电压发生器800、以及用于控制上述元件的信号控制器600。
仍然参照图1，面板组件300包括多条信号线G1-Gn和D1-Dm以及连接至信号线G1-Gn和D1-Dm的多个像素PX。像素PX大致呈矩阵排列。在图2示出的结构视图中，面板组件300包括下面板100、上面板200、以及置于其间的LC层3。
再次参照图1，信号线G1-Gn和D1-Dm包括用于传输选通信号(也称为“扫描信号”)的多条栅极线G1-Gn以及用于传输数据电压的多条数据线D1-Dm。栅极线G1-Gn大致在行方向上延伸并且基本彼此平行，而数据线D1-Dm大致在列方向上延伸并且基本彼此平行。
参照图2，每个像素PX，例如，连接至第i条栅极线Gi(i＝1，2，...，n)和第j条数据线Dj(j＝1，2，...，m)的像素PX，都包括连接至信号线G1-Gn和D1-Dm的开关元件Q以及连接至开关元件Q的LC电容器Clc和存储电容器Cst。在不必要的情况下可以省略存储电容器Cst。
诸如TFT的开关元件Q设置在下面板100上且具有三个端子：控制端，连接至栅极线G1-Gn中的一条；输入端，连接至数据线D1-Dm中的一条；以及输出端，连接至LC电容器Clc和存储电容器Cst。
LC电容器Clc包括下面板100上的像素电极191、上面板200上的共电极270、以及在电极191和270之间作为电介质的LC层3。像素电极191经由开关元件Q的输出端连接至开关元件Q。共电极270覆盖上面板200的整个表面，并被施以共电压Vcom。可选地，条状或带状的像素电极191和共电极270可设置在下面板100上。
存储电容器Cst是LC电容器Clc的辅助电容器。存储电容器Cst包括像素电极191和单独的信号线(未示出)，该单独的信号线设置在通过绝缘体覆盖像素电极191的下面板100上，并被施以诸如共电压Vcom的预定电压。可选地，存储电容器Cst包括像素电极191和称为先前栅极线的相邻栅极线，该相邻栅极线通过绝缘体覆盖像素电极191。
对于彩色显示，每个像素PX唯一地表现诸如红色、绿色、和蓝色的三种颜色中的一种，或者还可以为原色(空间划分)，或者顺序地按时间表现这三种颜色(时间划分)，从而获得期望的颜色。图2示出了空间划分的实例，其中，每个像素PX在上面板200面向像素电极191的区域中包括表现三种颜色中的一种的滤色器230。可选地，滤色器230设置在下面板100上的像素电极191的上面或下面。
用于偏振光的一个或多个偏振器(未示出)附于面板组件300的下面板100和上面板200的外表面。
再次参照图1，灰度电压发生器800生成与像素X透射率相关的有限数量的灰度电压的全额(full number)灰度电压(下文中称为“基准灰度电压”)。一些(基准)灰度电压具有相对于共电压Vcom的正极性，而其他(基准)灰度电压具有相对于共电压Vcom的负极性。
栅极驱动器400连接至面板组件300的栅极线G1-Gn，并合成来自外部装置(未示出)的栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff，以生成施加到栅极线G1-Gn的选通信号。
数据驱动器500连接至面板组件300的数据线D1-Dm，并将从由灰度电压发生器800提供的灰度电压中选择的数据电压施加到数据线D1-Dm。然而，当灰度电压发生器800仅生成少数基准灰度电压而不是全部灰度电压时，数据驱动器500可划分基准灰度电压，以从灰度电压中生成数据电压。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500等。
驱动装置400、500、600、和800中的每一个均可包括安装在LC面板组件300或带载封装(“TCP”)型的柔性印刷电路(“FPC”)薄膜(附着到面板组件300)上的至少一个集成电路(“IC”)芯片。可选地，驱动装置400、500、600、和800中的至少一个可连同信号线G1-Gn和D1-Dm以及开关元件Q一起与面板组件300集成。可选地，所有的驱动装置400、500、600、和800可集成在单IC芯片中，但驱动装置400、500、600、和800中的至少一个或至少一个处理单元400、500、600、和800中的至少一个电路元件可设置在单IC芯片的外部。
现在，将详细描述上述LCD的操作。
信号控制器600被供给输入图像信号R、G、和B以及来自外部图形控制器(未示出)的用于控制其显示的输入控制信号。输入图像信号R、G、和B包含像素PX的亮度信息，并且亮度具有预定数量的灰度，例如，1024(＝210)、256(＝28)、64(＝26)灰度。输入控制信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、和数据使能信号DE等。
基于输入控制信号和输入图像信号R、G、和B，信号控制器600生成栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2，并且其处理适于面板组件300和数据驱动器500操作的图像信号R、G、和B。信号控制器600将栅极控制信号CONT1发送至栅极驱动器400，并将处理的图像信号DAT和数据控制信号CONT2发送至数据驱动器500。
信号控制器600的数据处理操作包括将具有预定频率的输入图像信号R、G、和B的数据转换成来自引入的输入图像信号的具有不同频率(例如，输入图像信号R、G、和B频率的两倍)的多个(例如，两个)输出图像信号用于输出。此时，关于两个输出图像信号的两个灰度(其基于输入图像信号的灰度)中的一个具有最大灰度或最小灰度。以下将描述信号控制器600的操作。
栅极控制信号CONT1包括用于指示开始扫描的扫描起始信号STV和用于控制栅极导通电压Von的输出时间的至少一个时钟信号。栅极控制信号CONT1还可包括用于限定栅极导通电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
数据控制信号CONT2包括用于通知开始一组像素PX的数据传输的水平同步起始信号STH、用于指示将数据电压施加到数据线D1-Dm的加载信号LOAD、以及数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2还可包括用于反转数据电压极性(相对于共电压Vcom)的反转信号RVS。
响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，数据驱动器500接收来自信号控制器600的用于像素PX行的数字图像信号DAT包，将数字图像信号DAT转换成从灰度电压选择的模拟数据电压，并将模拟数据电压施加到数据线D1-Dm。
响应于来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1，栅极驱动器400将栅极导通电压Von施加到栅极线G1-Gn，从而使与其连接的开关晶体管Q导通。然后，将施加到数据线D1-Dm的数据电压通过激活的开关晶体管Q提供到像素PX。
施加到像素PX的共电压Vcom和数据电压之间的电压差被表示为穿过像素PX的LC电容器Clc的电压，称为像素电压。LC电容器Clc中的LC分子的定向取决于像素电压大小，并且分子定向决定穿过LC层3的光的偏振。偏振器将光的偏振转换成光的透射率，使得像素PX具有由数据电压的灰度表示的亮度。
通过以水平周期(也称为“1H”，且等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期)为单位重复该处理，所有栅极线G1-Gn被顺序供给栅极导通电压Von，从而将数据电压施加到所有像素PX，以显示一帧的图像。
当在一帧结束后开始下一帧时，控制施加到数据驱动器500的反转信号RVS，使得数据电压的极性被反转(称为“帧反转”)。还可以控制反转信号RVS，使得流经数据线的数据电压的极性在一帧期间被周期性地反转(例如，行反转和点反转)，或者一个包中的数据电压的极性被反转(例如，列反转和点反转)。
接下来，将参照图3详细描述根据本发明的LCD的信号控制器600的示例性实施例的数据信号处理操作。
参照图3，信号控制器600包括帧存储器610和与其连接的图像信号修正器620。
帧存储器610按帧存储输入的图像信号。存储在帧存储器610中的图像信号在此称为“输入图像数据”，并由“gr”表示。
图像信号修正器620顺序接收存储在帧存储器610中的输入图像数据gr，并将每个输入图像数据gr转换成多个输出图像数据(例如，第一输出图像数据gr1和第二输出图像数据gr2)用于输出。具体而言，图像信号修正器620从帧存储器610读取输入图像数据gr一次，并将其转换成第一输出图像数据gr1用于后续输出，并且随后再次从帧存储器610读取输入图像数据gr，并将其转换成第二输出图像数据gr2用于后续输出。在将对应于第一输出图像数据gr1的数据电压施加到数据线D1-Dm之后，数据驱动器500将对应于第二输出图像数据gr2的数据电压施加到数据线D1-Dm。下文中，分别将输出第一输出图像数据gr1和第二输出图像数据gr2的周期以及施加对应于第一输出图像数据gr1和第二输出图像数据gr2的数据电压的周期称为“场”。两个场的周期分别是1/2H。以下将详细描述图像信号修正器620。
由于存储在帧存储器610中的输入图像数据gr被读取了两次，因此帧存储器610的读取频率或输出频率是写入频率或输入频率的两倍。因此，当帧存储器610的输入帧频率是60Hz时，输出场频率和施加数据电压的频率是120Hz。
对于两个输出图像数据gr1和gr2，通过第一输出图像数据gr1和第二输出图像数据gr2得到的像素的光量和与通过修正前的输入图像数据gr得到的像素的光量之和相同。正如在此所使用的，光量等于亮度乘以保持亮度的时间。
在这种情况下，当假设对应于输入图像数据gr的亮度为T(gr)、对应于第一输出数据gr1的亮度为T(gr1)、以及对应于第二输出图像数据gr2的亮度为T(gr2)时，有如下[等式1]：
[等式1]
2T(gr)＝T(gr1)+T(gr2)
另外，分别对应于两个输出图像数据gr1和gr2的两个灰度Pr1和Pr2中的一个大于或等于另一个。即，Pr1≥Pr2或Pr1≤Pr2。
在对应于两个输出图像数据gr1和gr2的两个灰度Pr1和Pr2中，具有较大灰度电压的输出图像数据称为“上输出图像数据”，而具有较小灰度电压的输出图像数据称为“下输出图像数据”，此时，可以首先输出上输出图像数据，或者可以首先输出下输出图像数据。在这种情况下，输出上输出图像数据期间的场称为“上场”，而输出下输出图像数据期间的场称为“下场”。
优选地，从下输出图像数据获得的光量不超过从上输出图像数据获得的光量的约50％，并且下输出图像数据的灰度变为0，即，黑色灰度，或者变为与此接近，使得产生脉冲驱动效应。
以下将详细描述用于获得满足上述条件并产生脉冲驱动效应的上输出图像数据和下输出图像数据的示例性实施例。
在该示例性实施例中，假设Pr1≥Pr2，具有灰度Pr1的第一输出图像数据gr1称为上输出图像数据，以及具有灰度Pr2的第二输出图像数据gr2称为下输出图像数据，且假设上输出图像数据在下输出图像数据之前输出。
当存储在帧存储器610中的输入图像数据gr为8比特时，输入图像数据的灰度Pr的范围为0至255，并且具有灰度Pr的输入图像数据gr的亮度T(gr)具有如下关系：
T(gr)＝α(Pr/255)γ
当γ＝2.5且输入图像数据gr的灰度Pr为192时，192的亮度对应于255(最高灰度)的亮度的一半。因此，如下确定上输出图像数据gr1的灰度Pr1以及下输出图像数据gr2的灰度Pr2：
(1)如果0≤Pr≤192，则Pr1＝(255/192)×Pr1，Pr2＝0；以及
(2)如果193≤Pr≤255，则Pr1＝255，Pr2＝T-1[2T(Pr)-T(255)]
即，当输入图像数据gr的灰度Pr在范围(1)内时，灰度Pr1为上输出图像数据gr1且被确定为最高灰度255，并且取决于输入图像数据gr的灰度Pr，下输出图像数据gr2的灰度Pr2为0。
当输入图像数据gr的灰度Pr在范围(2)内时，上输出图像数据gr1的灰度Pr1为最高灰度255，并且下输出图像数据gr2的灰度Pr2的值满足等式1。当输入图像数据gr的灰度Pr为255时，上输出图像数据gr1的灰度Pr1和下输出图像数据gr2的灰度Pr2均变为255。
在图4中示出了当输入图像数据gr的灰度Pr为128、192、224、和255时，对应于通过关系式(1)和(2)获得的各个上输出图像数据gr1和各个下输出图像数据gr2的各个数据电压。
如图4所示，在每个场期间施加对应于输出图像数据gr1和gr2的数据电压时，当输入图像数据gr的灰度Pr低于192时，在低于最高灰度255的范围中选择上输出图像数据gr1的灰度Pr1。此时，上输出图像数据gr1的灰度Pr1大于输入图像数据gr的灰度Pr。由于对应于各个输出图像数据gr1和gr2的数据电压在第一场和第二场期间被施加到相应的像素，因此，相对于将对应于输入图像数据gr的数据电压施加到像素的周期而言，将对应于上输出图像数据gr1或下输出图像数据gr2的数据电压施加到像素的周期缩短了大约1/2。因此，需要将大于对应于输入图像数据gr的数据电压的数据电压施加到像素，使得可以获得与从输入图像数据gr获得的光量几乎相同的光量。在这种情况下，由于只有对应于上输出图像数据gr1的数据电压可以通过输入图像数据gr充分地提供光量，因此下输出图像数据gr2的灰度Pr2变为0，以产生脉冲驱动效应。
然而，当输入图像数据gr的灰度Pr超过192时，以及在下输出图像数据gr2的灰度Pr2为0的情况下，尽管将上输出图像数据gr1的灰度Pr1选择为最高灰度255，也不能获得与从输入图像数据gr得到的光量相同的光量。即，出现了亮度损失。因此，将下输出图像数据gr2的灰度Pr2选择为大于0的值，使得通过由下输出图像数据gr2得到的光量补偿不足的光量。尽管产生脉冲驱动效应的下图像数据gr2的灰度Pr2不为0，但是其灰度Pr2为较低灰度，例如，接近0的灰度，因此在某种程度上获得了脉冲驱动效应。
下面将参照图4描述将以这种方式获得的两个输出图像数据gr1和gr2传输到数据驱动器500的信号控制器600的操作。
如上所述，信号控制器600包括帧存储器610和图像信号修正器620。图像信号修正器620包括连接至帧存储器610的查找表(“LUT”)630和连接至LUT 630并接收场选择信号FS的多路复用器(“MUX”)640。场选择信号FS可以以诸如偶数场和奇数场的多种方式来确定，或者通过使用计数器来确定。另外，场选择信号FS可以在内部信号控制器600中生成，或者从外部装置(未示出)提供。
图像信号修正器620的LUT 630存储作为输入图像数据gr函数的上输出图像数据gr1和下输出图像数据gr2。因此，响应于输入图像数据gr，LUT 630向多路复用器640输出上输出图像数据gr1和下输出图像数据gr2。
根据场选择信号FS，多路复用器640从LUT 630选择上输出图像数据gr1和下输出图像数据gr2中的一个，用于顺序输出到数据驱动器500。
通过如上所述的数据驱动器500经由数据线D1-Dm施加到像素PX的数据电压具有图5所示的反转形式，其中，该数据电压对应于上输出图像数据gr1和下输出图像数据gr2。图5(a)示出了将对应于上输出图像数据gr1的数据电压施加到第一场的反转形式，以及图5(b)示出了将对应于下输出图像数据gr2的数据电压施加到第二场的反转形式。
对应于上输出图像数据gr1的数据电压的极性必须与与其相邻的先前场的数据电压的极性相同，从而减小通过影响图像的上输出图像数据gr1进行的像素PX的充电速度。
另外，每帧都必须反转对应于上输出图像数据gr1的数据电压的极性，以及每帧都必须反转对应于下输出图像数据gr2的数据电压的极性，因此平均像素电压不会倾向于正极性或负极性。
因此，如图5(a)所示，当在第一场期间施加上输出图像数据gr1时，在两个场期间施加的数据电压的极性彼此相反，以及在相邻帧期间施加的数据电压的极性也彼此相反，并且每两个场反转每个像素的极性。
如图5(b)所示，当在第二场期间施加上输出图像数据gr1时，在一帧内两个场期间施加的数据电压的极性相同，以及在两个相邻帧期间施加的数据电压的极性彼此相反，并且每两个场反转每个像素的极性。
现在将参照图6和图7描述根据本发明另一示例性实施例的LCD。
图6是根据本发明另一示例性实施例的LCD的信号控制器的示意性框图，以及图7是根据本发明另一示例性实施例的信号控制器的信号处理流程图。
除了用于接收输入图像信号以及输出多个输出图像数据的信号控制器600’之外，根据本示例性实施例的LCD具有与图1至图5(b)中示出的LCD相同的结构和操作，因此以下仅详细描述信号控制器600’的结构和操作。
如图6所示，信号控制器600’包括第一至第三帧存储器610a至610c以及图像信号修正器620’。
第一帧存储器610a存储当前帧的输入图像数据(以下称为“当前输入图像数据”)gr，第二帧存储器610b存储先前帧的输入图像数据(以下称为“先前输入图像数据”)gr-1，以及第三帧存储器610c存储由图像信号修正器620’生成的新的当前帧的输入图像数据(以下称为“修正的当前输入图像数据”)gr’。
图像信号修正器620’包括：信号处理器650，用于接收来自第一帧存储器610a的当前输入图像数据gr和来自第二帧存储器610b的先前输入图像数据gr-1，并生成修正的当前输入图像数据gr’；第一LUT 630a和第二LUT 630b，用于存储关于来自第二帧存储器610b的先前输入图像数据gr-1的上输出图像数据gr-11和下输出图像数据gr-12以及关于来自第三帧存储器610c的修正的当前输入图像数据gr’的上输出图像数据gr’1和下输出图像数据gr’2；以及多路复用器640，用于相对于输入的上输出图像数据gr-11和gr’1以及下输出图像数据gr-12和gr’2，基于场选择信号FS输出对应于上输出图像数据gr-11和gr’1以及下输出图像数据gr-12和gr’2中的相关场的一个输出图像数据。
现在将参照图7描述信号控制器600’的操作。
如图7所示，信号处理器650读取存储在第一帧存储器620a中的任意信号帧的所有像素PX的当前输入图像数据gr，以及存储在第二帧存储器610b中的关于先前帧的所有像素PX的先前输入图像数据gr-1(步骤S11)。
信号处理器650比较所有像素的先前输入图像数据gr-1和当前输入图像数据gr的灰度，并确定两个图像数据gr-1和gr的灰度值已被改变的像素位置(步骤S12和S13)。
基于具有改变的灰度值的像素位置，信号处理器650确定已从先前帧移动到当前帧的图像的移动位置(步骤S14)。当图像从先前帧的位置移动到当前帧的位置时，以及当在实质上存在于先前帧和当前帧之间的帧处显示图像(下文中称为“虚像”)时，信号处理器650获取显示虚像的位置(下文中称为“虚位置”)(步骤S15)。例如，将图像在先前帧所处的位置与图像在当前帧所处的位置之间的近似中间位置确定为显示虚像的虚位置。
然后，信号处理器650生成关于所有像素PX的修正的当前输入图像数据gr’，其基于先前图像数据gr-1、当前输入图像数据gr的灰度变化以及将要显示虚像的虚位置校正了当前输入图像数据gr。
首先，信号处理器650确定当前像素是否为在步骤S15确定的虚位置的像素，即，存在于将要显示虚像的位置的像素(步骤S16)。如果当前像素是存在于将要显示虚像的虚位置的像素，则信号处理器650在图像位置改变之前将关于该像素的图像数据的灰度确定为先前帧的输入图像数据gr-1的灰度(步骤S17)，并将其存储在第三帧存储器610c中作为修正的当前输入图像数据gr’(步骤S21)。
然而，如果当前像素不是存在于将要显示虚像的虚位置的像素，则信号处理器650确定该像素是否是当图像从先前帧移动到当前帧时其灰度已被改变的图像数据的像素。
如果当前像素是其灰度被改变的图像数据的像素，则信号处理器650将当前像素的灰度确定为平均灰度(步骤S19)，并将其存储在第三帧存储器610中作为修正的当前输入图像数据gr’(步骤S21)。
也就是，计算关于相应像素的先前输入图像数据gr-1的灰度和当前输入图像数据gr的灰度的平均灰度，以将其确定为当前像素的灰度。可选地，获得关于特定数量相邻像素(包括相应像素)的先前输入图像数据的平均灰度，以将其确定为当前像素的灰度。
然而，如果当前像素不是灰度被改变的图像数据的像素，则信号处理器650确定没有对图像数据的灰度做出改变。因此，信号处理器650维持先前帧的灰度作为关于当前像素的图像数据的灰度，并将其存储在第三帧存储器610c中作为修正的当前输入图像数据gr’(步骤S21)。
这样，信号处理器650生成了修正的当前输入图像数据gr’并将其存储在第三帧存储器610c中，其中，基于图像位置的变化，通过关于所有像素PX的图像数据的新近修正的灰度来获得修正的当前输入图像数据gr’。
第一LUT 630a和第二LUT 630b存储作为输入图像数据gr-1和gr’函数的上输出图像数据gr-11和gr’1以及下输出图像数据gr-12和gr’2，并且在这一方面，存储在第一LUT 630a和第二LUT 630b中的数据值可以相同或者不同。
因此，响应于输入图像数据gr-1和gr’，第一LUT 630a和第二LUT 630b将相应的上输出图像数据gr-11和gr’1以及下输出图像数据gr-12和gr’2输出到多路复用器640。在这种情况下，上输出图像数据gr-11和gr’1以及下输出图像数据gr-12和gr’2的输出频率大约为输入频率的两倍，并且可以大于两倍。
多路复用器640根据场选择信号(FS)的值从第一LUT 630a和第二LUT 630b中选择上输出图像数据gr-11和gr’1以及下输出图像数据gr-12和gr’2中的一个，并将其顺序输出到数据驱动器500。当通过场选择信号FS确定的场是上场时，多路复用器640选择从第一LUT 630a输出的上输出图像数据gr-11并将其输出。同时，当通过场选择信号FS确定的场是下场时，多路复用器640选择从第二LUT 630b输出的下输出图像数据gr2’并将其输出。
也就是，在本发明的该示例性实施例中，在通过使用先前帧的图像数据和当前帧的图像数据确定了虚像所处的像素位置之后，将先前帧的图像数据输入到相应位置的像素，以估计并生成新的虚像。然后将关于该虚像的下输出图像数据作为关于输入图像数据的输出图像数据传输到数据驱动器500。因此，由于关于估计的虚像的图像数据反映在输出图像数据上，所以可以改善视频的画面质量。
不同地，可以通过使用诸如PRA(像素递归算法)和BMA(块匹配算法)的移动估计方法来估计虚像和虚位置。
根据本发明，当将输入图像数据转换成多个输出图像数据时，可以改善亮度并可以获得脉冲驱动效应，以及可以避免诸如残留图像或拖曳现象的画面质量的降低。
另外，在通过使用先前输入图像数据和当前输入图像数据估计了虚像之后，将关于虚像的数据输出作为下输出图像数据，使得可以改善活动图像的显示画面质量。此外，由于将具有比通过上输出图像数据表示的亮度更暗亮度的下输出图像数据输出作为基于估计的虚像所确定的修正的下输出图像数据，因此，可以减小由于不准确的虚像所导致的画面质量的降低。

Claims (21)

1.一种显示装置，包括：
多个像素；
信号控制器，用于将第一频率的当前输入图像数据转换成第二频率的第一输出图像数据和第二输出图像数据；以及
数据驱动器，用于将来自所述信号控制器的各个输出图像数据转换成相应的模拟数据电压并将其顺序施加到所述像素；
其中，所述信号控制器基于关于先前帧的先前输入图像数据和关于当前帧的所述当前输入图像数据计算虚帧处将显示虚像的虚位置和关于所述虚像的虚输入图像数据，以产生关于所述当前输入图像数据的修正的当前输入图像数据，并基于先前输入图像数据和修正的当前输入图像数据将所述当前输入图像数据转换成第一输出图像数据和第二输出图像数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号控制器计算所述先前输入图像数据的灰度和所述当前输入图像数据的灰度不同的像素的位置，并确定图像的移动位置，从而确定所述虚像的位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述信号控制器将所述输入图像数据的灰度校正为与所述先前输入图像数据的灰度相同，作为所述修正的当前输入图像数据。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，当像素为第一灰度和第二灰度不同的像素时，所述信号控制器将所述第二灰度设置为所述第一灰度和所述第二灰度的平均值，以生成作为所述修正的当前输入图像数据。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，当像素为第一灰度和第二灰度不同的像素时，所述信号控制器将所述第二灰度设置为包括先前帧中的像素的特定数量相邻像素的平均值，以生成所述修正的当前输入图像数据。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，当像素为第一灰度和第二灰度相同的像素时，所述信号控制器将所述第二灰度设置为与所述第一灰度相同，以生成所述修正的当前输入图像数据。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号控制器包括：
第一帧存储器，用于存储当前输入图像数据；
第二帧存储器，用于存储先前输入图像数据；
信号处理器，用于比较所述当前输入图像数据和所述先前输入图像数据，确定其灰度已被改变的像素的位置，以确定所述图像的移动位置，基于所确定的移动位置计算所述虚位置，并且修正所述先前输入图像数据和所述当前输入图像数据不同的像素以及对应于所述虚位置的像素的输入图像数据的灰度，以生成所述修正的当前输入图像数据；以及
第三帧存储器，用于存储来自所述信号处理器的所述修正的当前输入图像数据；
第一查找表，用于存储作为所述先前输入图像数据的函数的第一输出图像数据和第二输出图像数据；
第二查找表，用于存储作为所述修正的当前输入图像数据的函数的第一输出图像数据和第二输出图像数据；以及
多路复用器，用于接收来自所述第一查找表和所述第二查找表的所述第一输出图像数据和第二输出图像数据，并且基于场选择信号选择性地输出最终的第一输出图像数据和第二输出图像数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，当通过所述场选择信号确定的场是上场时，所述多路复用器输出从所述第一查找表传输的所述第一输出图像数据作为所述最终的第一输出图像数据，以及当通过所述场选择信号确定的所述场是下场时，所述多路复用器输出从所述第二查找表传输的所述第二输出图像数据作为所述最终的第二输出图像数据。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一输出图像数据的灰度高于或等于所述第二输出图像数据的灰度。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，存储在所述第一查找表中的所述第一输出图像数据和第二输出图像数据与存储在所述第二查找表中的所述第一输出图像数据和第二输出图像数据相同。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二频率为所述第一频率的两倍。
12.一种包括多个像素的显示装置，包括：
信号控制器，用于将第一频率的当前输入图像数据转换成第二频率的第一输出图像数据和第二输出图像数据，并输出所述第二频率的所述第一输出图像数据和第二输出图像数据；以及
数据驱动器，用于将来自所述信号控制器的各个输出图像数据转换成相应的模拟数据电压，并将所述模拟数据电压顺序施加到所述像素；
其中，所述信号控制器基于先前输入图像数据和所述当前输入图像数据，计算虚帧处将显示虚像的像素的虚位置以及关于所述虚像的虚输入图像数据，以修正所述当前输入图像数据，并基于所述先前输入图像数据和所述修正的当前输入图像数据将所述当前输入图像数据转换成第一输出图像数据和第二输出图像数据。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述信号控制器包括：
第一帧存储器，用于存储所述当前输入图像数据；
第二帧存储器，用于存储所述先前输入图像数据；
信号处理器，用于比较所述当前输入图像数据和所述先前输入图像数据，确定其灰度已被改变的像素的位置以确定所述图像的移动位置，基于所确定的移动位置计算所述虚位置，并且校正所述先前输入图像数据和所述当前输入图像数据不同的像素以及对应于所述虚位置的像素的输入图像数据的灰度，以生成所述修正的当前输入图像数据；
第三帧存储器，用于存储来自所述信号处理器的所述修正的当前输入图像数据；
第一查找表，用于存储作为所述先前输入图像数据的函数的第一输出图像数据和第二输出图像数据；
第二查找表，用于存储作为所述修正的当前输入图像数据的函数的第一输出图像数据和第二输出图像数据；以及
多路复用器，用于接收来自所述第一查找表和所述第二查找表的所述第一输出图像数据和第二输出图像数据，并基于场选择信号选择性地输出最终的第一输出图像数据和第二输出图像数据。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述信号处理器计算所述先前输入图像数据的灰度和所述当前输入图像数据的灰度不同的像素的位置，并且确定图像的移动位置，从而确定所述虚像的位置。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，当像素是显示所述虚像的像素时，所述信号处理器将所述输入图像数据的灰度校正为与所述先前输入图像数据的灰度相等，作为所述修正的当前输入图像数据。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，当像素是第一灰度和第二灰度不同的像素时，所述信号处理器将所述第二灰度设置为所述第一灰度和所述第二灰度的平均值，作为所述修正的当前输入图像数据。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，当像素是第一灰度和第二灰度不同的像素时，所述信号处理器将所述第二灰度设置为包括先前帧中的所述像素的特定数量相邻像素的平均值，作为所述修正的当前输入图像数据。
18.根据权利要求13所述的装置，其中，当像素是第一灰度和第二灰度相同的像素时，所述信号处理器将所述第二灰度设置为与所述第一灰度相同，作为所述修正的当前输入图像数据。
19.根据权利要求13所述的装置，其中，当通过所述场选择信号确定的场是上场时，所述多路复用器输出从所述第一查找表传输的所述第一输出图像数据作为所述最终的第一输出图像数据，以及当通过所述场选择信号确定的所述场是下场时，所述多路复用器将从所述第二查找表传输的所述第二输出图像数据作为所述最终的第二输出图像数据。
20.根据权利要求13所述的装置，其中，存储在所述第一查找表中的所述第一输出图像数据和第二输出图像数据与存储在所述第二查找表中的所述第一输出图像数据和第二输出图像数据相同。
21.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一输出图像数据的灰度高于或等于所述第二输出图像数据的灰度。
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Owner name: SAMSUNG DISPLAY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD.

Effective date: 20121226

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Effective date of registration: 20121226

Address after: Gyeonggi Do, South Korea

Patentee after: Samsung Display Co., Ltd.

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Patentee before: Samsung Electronics Co., Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20110518

Termination date: 20180124