CN101281714A

CN101281714A - 显示装置

Info

Publication number: CN101281714A
Application number: CNA2008100901500A
Authority: CN
Inventors: 盛育子
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2008-10-08
Also published as: US20080246784A1; JP2008256954A

Abstract

本发明提供一种从外部输入正常显示数据以及插入正常显示数据之间的内插数据的液晶显示装置，能够在明帧和暗帧这两方实施过驱动处理，以使运动图像性能得到提高。该液晶显示装置包括：显示板，具有多个子像素；驱动器，将与显示数据对应的视频电压输出到各子像素，从外部系统输入的显示数据，包括正常显示数据和插入在正常显示数据之间的内插显示数据，该液晶显示装置还包括过驱动电路，其对从外部系统输入的正常显示数据和内插显示数据实施过驱动处理；以及亮度转换电路，其对由过驱动电路实施了过驱动处理的显示数据的亮度进行转换，其中，当将连续的2帧期间作为1个单位，将在连续的2帧期间内从外部系统输入的显示数据作为第一显示数据、第二显示数据时，在从外部系统输入的显示数据为中间灰阶的情况下，由转换后的第二显示数据得到的灰阶低于由转换后的第一显示数据得到的灰阶。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置、有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器或LCOS(Liquid Crystal On Silicon：硅基液晶)显示器那样的保持型显示装置，尤其涉及适合运动图像显示的显示装置。

背景技术

当将显示器装置特别以运动图像显示的观点来加以分类时，大致分为冲击响应型显示器装置和保持响应型显示器装置。冲击响应型显示器装置是指如布朗管的残留光特性那样的、亮度响应在扫描之后立即下降这种类型的显示器装置，保持响应型显示器装置是指如液晶显示器装置那样的、将基于显示数据的亮度持续保持到下次扫描为止这种类型的显示器装置。

保持响应型显示器装置的特征在于，当显示静止图像时能够得到没有闪烁的优良显示品质，但显示运动图像时会看到进行移动的物体周围出现模糊，产生所谓的运动图像模糊，出现显示品质显著降低的问题。

产生这种运动图像模糊的主要原因在于，当随着物体的移动而移动视线时，观看者会对亮度得到了保持的显示图像内插移动前后的显示图像，即产生所谓的视网膜残像，由于这样的原因，无论怎样使显示器装置的响应速度提高也无法完全消除运动图像模糊。

为了解决这样的问题，有效的方法是：采用更短的频率更新显示图像，或者通过插入黑画面等来暂时消除视网膜残像，从而接近冲击响应型显示器装置。

作为接近冲击响应型显示器装置的方法，公知有如下方法：当由外部系统所要求的灰阶位于较低灰阶侧时，切换预定的灰阶和最小灰阶来进行显示，由此模拟显示由外部系统所要求的灰阶(以下，称为Flexible Black Insertion(FBI)驱动方法)(参照下述的专利文献1)。

在FBI驱动方法中，各子像素在1个帧内显示多个灰阶，由此模拟显示由外部系统所要求的灰阶。并且，当由外部系统所要求的灰阶是中间低灰阶时，多个灰阶中的至少一个灰阶被作为最小灰阶(最小亮度)，当由外部系统所要求的灰阶是中间高灰阶时，多个灰阶中的其他至少1个灰阶被作为最大灰阶(最大亮度)。

也就是说，当由外部系统所要求的灰阶位于较低灰阶侧时，切换预定灰阶和最小灰阶来进行显示，由此模拟显示由外部系统所要求的灰阶。

另一方面，当由外部系统所要求的灰阶位于较高灰阶侧时，切换预定灰阶和最大灰阶来进行显示，由此模拟显示由外部系统所要求的灰阶。

与本发明申请相关的在先技术文献如下。

【专利文献1】日本特开2006-343706号公报(相关美国申请：US2006/0256141A)

发明内容

图6是用于说明现有的FBI驱动方法的图。此外，图6是表示灰色物体沿箭头A的方向移动时的状态的图。在图6中，FMD、FRD表示1帧内的1显示行上的子像素的亮度，虚线箭头表示时间经过。

如图6的(a)所示，从外部对液晶显示模件输入60Hz帧的显示数据，该60Hz帧的显示数据存储在帧存储器中。在1帧内读出2次存储在该帧存储器内的60Hz帧的显示数据，由此如图6的(b)所示，生成60Hz的2倍即120Hz帧的显示数据。

如图6的(c)所示，对该显示数据实施过驱动(OverDrive：过激励)(OD)处理。在图6中，用粗线框示出实施了过驱动处理的显示数据所对应的子像素。

过驱动处理是指如下的处理方法，即：对前一帧和当前帧的子像素单位内的显示数据进行比较，当显示数据的变化为正向时，使当前帧的显示数据(施加电压)高于预定值，当显示数据的变化为负向时，使当前帧的显示数据(施加电压)低于预定值。通过这样的处理，能够提高运动图像的显示性能。

最后，如图6的(d)所示，通过FBI处理，将120Hz帧的开始的显示数据转换(变换)为明帧用的显示数据，将120Hz帧的下一显示数据转换为暗帧用的显示数据。

由此，特别是在低灰阶下进行黑插入50％的冲击驱动，能够改善运动图像的画质。在这种情况下，当处于暗帧时，将OD系数作为“0”，仅在明帧实施用于改善运动图像的画质的过驱动处理。

如上所述，以往为了将所输入的60Hz帧的显示数据变为2倍频率而需要帧存储器，但作为谋求低成本化的方法之一，减少帧存储器是有效的。

为了减少该帧存储器进而使运动图像性能提高，想到如下方法：将从外部输入的显示数据作为60Hz的2倍即120Hz帧的显示数据，并且，将120Hz的显示数据作为正常显示数据和插入正常显示数据之间的矢量内插数据。

但是，在现有的FBI处理中，仅在明帧实施过驱动处理，因此从外部输入的显示数据是正常显示数据和插入正常显示数据之间的矢量内插数据时，亮度剖面图像会产生波浪现象，导致出现运动图像的性能降低的问题。

本发明是为解决上述现有技术所存在的问题而做出的，本发明的目的在于提供一种从外部输入正常显示数据以及插入正常显示数据之间的内插数据的显示装置，能够在明帧和暗帧这两方实施过驱动处理，以使运动图像性能得到提高。

本发明的上述以及其他目的和新的特征，将由本说明书的记载和附图而得以清楚。

以下，简单说明本申请所公开的发明中的代表性技术方案的概要。

本发明的一种显示装置，包括：显示板，具有多个子像素；信号生成电路，基于来自外部系统的输入信号，生成用于驱动上述显示板的控制信号；以及驱动器，将上述各子像素输出到与上述显示数据对应的视频电压，从上述外部系统输入的显示数据，包括正常显示数据、以及插入在上述正常显示数据之间、通过内插而从上述正常显示数据生成的内插显示数据，上述显示装置的特征在于：上述信号生成电路，包括过驱动电路，对从上述外部系统输入的上述正常显示数据和上述内插显示数据实施过驱动处理；以及亮度转换(变换)电路，对由上述过驱动电路实施了过驱动处理的显示数据的亮度进行转换(变换)，当将连续的2帧期间作为1个单位，将在上述连续的2帧期间内从上述外部系统输入的显示数据作为第一显示数据和第二显示数据时，在从上述外部系统输入的显示数据为中间灰阶的情况下，由转换后的上述第二显示数据得到的灰阶，低于由转换后的上述第一显示数据得到的灰阶。

此外，本发明的另一种显示装置，包括具有多个子像素的显示板，将120Hz间隔作为1帧期间而将影像(映像)显示在上述显示板上，该显示装置的特征在于，包括：过驱动电路，基于一帧前的影像信息来修正各帧的影像信息；以及亮度转换电路，进行使各帧的影像信息的亮度变亮而生成明帧的处理以及使亮度变暗而生成暗帧的处理，按时序交替地生成明帧和暗帧。

简单说明采用本申请所公开的发明中具有代表性的技术方案所得到的效果如下。

根据本发明，从外部输入正常显示数据以及插入正常显示数据之间的内插数据的显示装置，能够在明帧和暗帧这两方实施过驱动处理，以使运动图像性能得到提高。

附图说明

图1是表示本发明实施例的液晶显示模件的概略结构的框图。

图2是表示图1所示的显示数据转换电路5的概略结构的框图。

图3是用于说明本发明实施例的液晶显示模件的FBI驱动方法的图。

图4是表示在本发明实施例的液晶显示模件中从输入显示数据到明帧用显示数据和暗帧用显示数据的转换特性的图。

图5是表示图2所示的查找表的其他例子的图。

图6是用于说明现有的FBI驱动方法的图。

图7是用于说明未在暗帧实施过驱动处理时的FBI驱动方法的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

在用于说明实施例的所有附图中，对具有相同功能的部分标以同一标号并省略对其进行重复说明。

图1是表示本发明实施例的液晶显示模件的概略结构的图。

本实施例的液晶显示模件包括液晶显示板1、漏极驱动器2、栅极驱动器3、定时生成电路4、显示数据转换电路5、以及灰阶电压生成电路6。

漏极驱动器2和栅极驱动器3设置在液晶显示板1的周边部分。栅极驱动器3由配置在液晶显示板1的一边的多个栅极驱动器IC构成。另外，漏极驱动器2由配置在液晶显示板1的另一边的多个漏极驱动器IC构成。

定时生成电路4根据从外部系统(例如TV本体、PC本体或便携电话本体)所输入的如下信号来驱动栅极驱动器3和漏极驱动器2，即：规定1帧期间(显示1画面量的期间)的垂直同步信号(Vsync)、规定1水平扫描期间(显示1行量的期间)的水平同步信号(Hsync)、规定显示数据的有效期间的显示器定时信号(DISP)、以及与显示数据同步的基准时钟信号(DCLK)。

在图1中，DL是影像线(也称为漏极线、源极线)，GL是扫描线(也称为栅极线)，PX是各色(红、绿、蓝)的像素电极，CT是对置电极(也称为公共电极)，LC是等价表示液晶层的液晶电容，Cadd是形成在对置电极(CT)和像素电极(PX)之间的保持电容。

在本实施例的液晶显示板1中，配置在列方向上的各子像素的薄膜晶体管(TFT)的漏电极分别连接在影像线(DL)上，各影像线(DL)连接在用于对配置于列方向上的子像素提供与显示数据对应的视频电压的漏极驱动器2上。

另外，配置在行方向上的各子像素中的薄膜晶体管(TFT)的栅电极分别连接在扫描线(GL)上，各扫描线(GL)连接在对薄膜晶体管(TFT)的栅极提供1水平扫描期间的扫描电压(正或负的偏置电压)的栅极驱动器3上。

栅极驱动器3基于定时生成电路4的控制，对扫描线(GL)提供扫描电压，另外，漏极驱动器2利用定时生成电路4对影像线(DL)提供视频电压(即，在由灰阶电压生成电路6所生成的灰阶电压中与显示数据对应的电压)而显示影像。

当在液晶显示板1显示图像时，栅极驱动器3从上到下(或者从下到上)依次对扫描线(GL)提供选择扫描电压来选择扫描线(GL)，另一方面，在某一扫描线(GL)的选择期间内，漏极驱动器2将与显示数据对应的视频电压提供给影像线(DL)，从而施加在像素电极(PX)上。

提供给影像线(DL)的电压通过薄膜晶体管(TFT)而施加给像素电极(PX)，最终保持电容(Cadd)和液晶电容(LC)被充入电荷，对液晶分子进行控制，从而显示图像。

图2是表示图1所示的显示数据转换电路5的概略结构的框图。在图2中，51是过驱动处理电路，52是FBI处理电路。

过驱动处理电路51包括存储明帧用的过驱动修正量的查找表211、存储暗帧用的过驱动修正量的查找表212、选择器213、存储器214、以及运算电路215。对于暗帧和明帧将在后面说明。

在本实施例中，从外部每隔120Hz帧输入正常显示数据，以及插入正常显示数据之间、通过矢量内插从正常显示数据所生成的内插显示数据。上述从外部每隔120Hz帧输入的显示数据被依次存储在存储器214中。

从存储器214读出的当前帧的前一帧的显示数据203和当前帧的显示数据204被输入到运算电路215，运算电路215对显示数据203和显示数据204进行比较，生成读出地址201，从查找表211和查找表212读出过驱动修正量。

对于从查找表211读出的过驱动修正量和从查找表212读出的过驱动修正量，通过由切换信号(RPS)所控制的选择器213而将其中一个过驱动修正量202输入到运算电路215。运算电路215将显示数据204加上过驱动修正量202，或者从显示数据204减去过驱动修正量202，从而对当前帧的显示数据204实施过驱动处理。

FBI处理电路52包括存储明帧用的FBI设定值的查找表216、存储暗帧用的FBI设定值的查找表217、选择器218、以及运算电路219。

如上所述，在本实施例中，从外部每隔120Hz帧输入正常显示数据以及内插显示数据。在此，将连续的2帧期间作为1个单位，将在连续的2帧期间内从上述外部系统输入到第一帧的显示数据作为第一显示数据，将输入到第二帧的显示数据作为第二显示数据，并且，第一显示数据被设定为明帧用的显示数据，第二显示数据被设定为暗帧用的显示数据。

从运算电路215输出的显示数据被输入到运算电路219。运算电路219从查找表216和查找表217读出从运算电路215输出的显示数据所对应的FBI设定值206。对于从查找表216读出的FBI设定值和从查找表217读出的FBI设定值，通过由切换信号(RPS)控制的选择器218，而将某一个FBI设定值输入到运算电路219，从而转换为明帧用显示数据或暗帧用显示数据。

图7是用于说明在从外部每隔120Hz帧输入正常显示数据和内插显示数据的情况下未在暗帧实施过驱动处理时的FBI驱动方法的图。图7示出灰色物体沿着箭头A的方向进行移动时的状态，在图7中，FRD表示1帧的1显示行上的子像素的亮度，虚线箭头表示时间经过。

如图7的(e)所示，从外部对液晶显示模件每隔60Hz的2倍周期即120Hz帧期间输入正常显示数据和内插显示数据。如上所述，输入到第一帧的显示数据被设为第一显示数据，输入到第二帧的显示数据被设为第二显示数据，第一显示数据被设为明帧用显示数据，第二显示数据被设为暗帧用显示数据。

并且，如图7的(f)所示，对第一显示数据实施过驱动(OD)处理。在图7中，用粗线框示出与实施了过驱动处理的显示数据所对应的子像素。另外，过驱动(OD)处理仅对明帧用的第一显示数据实施。

接着，执行FBI处理。但是，在图7所示的FBI处理中，如图7的(g)的亮度剖面图像所示那样，由于进行明帧的过驱动处理而导致图案边缘的亮度上升，而且由于在其附近(图中用虚线圆圈包围的部分)没有实施过驱动处理而导致亮度下降，产生波浪现象，从而导致运动图像性能恶化。其中，在图7的(g)的亮度剖面图像中，横轴D表示距离，纵轴B表示亮度。

图3是用于说明本实施例的FBI驱动方法的图。图3示出灰色的物体沿着箭头A的方向进行移动时的状态，在图3中，FRD表示1场的1显示行上的子像素的亮度，虚线箭头表示时间经过。

在本实施例中，如图3的(h)所示那样，从外部对液晶显示模件每隔60Hz的2倍周期即120Hz帧期间输入正常显示数据和内插显示数据。

并且，如图3的(i)所示，对第一显示数据和第二显示数据这两者实施过驱动(OD)处理。在图3中，用粗线框示出与实施了过驱动处理的显示数据对应的子像素。

接着，执行FBI处理，但是在本实施例中，对第一显示数据和第二显示数据这两者实施过驱动(OD)处理，因此，在本实施例的FBI处理中，如图3的(j)的亮度剖面图像所示那样，不会产生波浪现象，能够使运动图像性能提高。在图3的(g)的亮度剖面图像中，横轴D表示距离，纵轴B表示亮度。

以下，简单说明本实施例的FBI处理。

图4是表示将横轴作为输入显示数据(Din)，将纵轴作为明帧用显示数据(Dlight)和暗帧用显示数据(Ddark)，从输入显示数据到明帧用显示数据和暗帧用显示数据的转换特性的图。

在本实施例中，将通过实施了图4的A所示的转换特性的显示数据来显示图像的帧作为明帧，将通过实施了图4的B所示的转换特性的显示数据来显示图像的帧作为暗帧。另外，一般而言，液晶显示板的静态亮度T根据液晶施加电压V的变化而变化，该亮度最小为Tmin，最大为Tmax。

本实施例中的转换算法被设为达到如下条件：与明帧和暗帧相符合地实现与输入显示数据相对应的目视亮度，暗帧尽可能得到成为液晶显示板的Tmin的动态亮度，输入显示数据变为最明亮的256灰阶时的静态亮度相当于Tmax。

暗帧的动态亮度越小、并且暗帧的动态亮度在较小的范围内越大，则越能够降低运动图像的模糊。因此，最好是暗帧的亮度为Tmin，但也可以是比Tmin稍高的亮度。暗帧的动态亮度为Tmin的范围是从0灰阶开始到将明帧的动态亮度作为Tmax、将暗帧的动态亮度作为Tmin而得到的目视亮度所对应的输入显示数据的灰阶为止的范围。但该范围也可以是从稍小于将明帧的动态亮度作为Tmax、将暗帧的动态亮度作为Tmin而得到的目视亮度所对应的输入显示数据的灰阶的灰阶开始。

另外，明帧的动态亮度为Tmax的范围是从将明帧的动态亮度作为Tmax、将暗帧的动态亮度作为Tmin而得到的目视亮度所对应的输入显示数据的灰阶到256灰阶为止的范围。但该范围也可以是从稍小于将明帧的动态亮度作为Tmax、将暗帧的动态亮度作为Tmin而得到的目视亮度所对应的输入显示数据的灰阶的灰阶开始。

最好是显示装置的各灰阶间的亮度差在人的目视下接近相等间隔，一般情况下，在为256灰阶时液晶驱动用的显示数据D与静态亮度T之间的关系被设为满足下面的数学式(1)那样的所谓γ控制(curb)。

【数学式1】

(静态亮度T)＝(液晶驱动数据D/255)^γ…………(1)

其中，一般采用γ＝2.2，因此以下取γ＝2.2来加以说明。

当假设液晶显示板1的上升时间Tr、下降时间Tf均为0时，显示亮度能够如下面的数学式(2)那样来近似。

【数学式2】

显示亮度＝(明帧的静态亮度T)/2+(暗帧的静态亮度)/2……(2)

当将输入显示数据作为Din，将明帧的显示数据作为Dlight，将暗帧的显示数据作为Ddark时，根据数学式(1)和数学式(2)，并取γ＝2.2，则得到下面的数学式(3)，能够得到用图4的实线所示的特性。

【数学式3】

此外，查找表216、217并不是一定需要具有与全部的输入显示数据(Din)对应的表值，只要充分满足灰阶之间的线性度关系，则例如也可以如图5所示的那样，预先准备间隔16灰阶的表，对于16灰阶之间的灰阶，利用线性内插这样的内插来生成转换显示数据。由此能够使转换表的尺寸变小。

如上所述，对于将本发明应用于液晶显示模件的实施例进行了说明。但本发明也能够应用于有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器或LCOS(Liquid Crystal On Silicon：硅基液晶)显示器那样的保持型显示装置。

以上，基于上述实施例具体说明了由本发明人完成的发明，但本发明不限于上述实施例，不言而喻，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。

Claims

1.一种显示装置，包括：

显示板，具有多个子像素；

信号生成电路，基于来自外部系统的输入信号来生成用于驱动上述显示板的控制信号；以及

驱动器，将与上述显示数据相对应的视频电压输出到上述各子像素，

从上述外部系统输入的显示数据包括正常显示数据和插入在上述正常显示数据之间的、通过内插而从上述正常显示数据生成的内插显示数据，

上述显示装置的特征在于：

上述信号生成电路包括：

过驱动电路，对从上述外部系统输入的上述正常显示数据和上述内插显示数据实施过驱动处理；以及

亮度转换电路，对由上述过驱动电路实施了过驱动处理的显示数据的亮度进行转换，

当将连续的2帧期间作为1个单位，将在上述连续的2帧期间内从上述外部系统输入的显示数据作为第一显示数据和第二显示数据时，在从上述外部系统输入的显示数据为中间灰阶的情况下，基于转换后的上述第二显示数据的灰阶低于基于转换后的上述第一显示数据的灰阶。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

上述驱动器在上述连续的2帧期间的第一帧期间内，将与转换后的上述第一显示数据相对应的第一视频电压输出到上述各子像素，并在上述连续的2帧期间的第二帧期间内，将与转换后的上述第二显示数据相对应的第二视频电压输出到上述各子像素。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

包括保存上述当前帧的显示数据和上述前一帧的显示数据的帧存储器，

上述过驱动电路基于当前帧的显示数据和前一帧的显示数据的差量来确定对上述第一显示数据和上述第二显示数据实施的过驱动处理的修正量。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

上述第一显示数据是上述正常显示数据，

上述第二显示数据是上述内插显示数据。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

上述各子像素通过在连续的2帧期间内显示2个灰阶来显示上述外部系统所要求的1个灰阶，

当上述外部系统所要求的灰阶包含在最大灰阶和最小灰阶之间的中间灰阶中的较低灰阶侧时，上述连续的2帧期间内的2个灰阶中的一个为上述最小灰阶，上述连续的2帧期间内的2个灰阶中的另一个按照上述外部系统所要求的灰阶而发生变化，

当上述外部系统所要求的灰阶包含在上述中间灰阶中较高灰阶侧时，上述连续的2帧期间内的2个灰阶中的一个按照上述外部系统所要求的灰阶而发生变化，上述连续的2帧期间内的2个灰阶中的另一个为上述最大灰阶。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：

当上述外部系统所要求的灰阶为最大灰阶时，上述连续的2个帧期间内的2个灰阶都是上述最大灰阶。

7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：

上述外部系统所要求的灰阶中的上述较低灰阶侧与上述较高灰阶侧的边界，是将上述连续的2帧期间内的2个灰阶中的一个作为上述最小灰阶、将另一个作为上述最大灰阶而得到的灰阶。

8.一种显示装置，包括具有多个子像素的显示板，将120Hz间隔作为1帧期间来将影像显示在上述显示板上，

该显示装置的特征在于，包括：

过驱动电路，基于一帧前的影像信息来修正各帧的影像信息；以及

亮度转换电路，进行使各帧的影像信息的亮度变亮来生成明帧的处理和使亮度变暗来生成暗帧的处理，并按时序交替地生成明帧和暗帧。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于：

显示在上述显示板上的影像信息在由上述过驱动电路进行了处理之后，由上述亮度转换电路进行处理，而后显示在显示板上。

10.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于：

上述亮度转换电路具有明帧用查找表和暗帧用查找表，其中，上述明帧用查找表存储有用于将所输入的影像信息转换为明帧用的数据，上述暗帧用查找表存储有用于将所输入的影像信息转换为暗帧用的数据。