CN103295546A - 显示装置、驱动显示装置的方法及电子电器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种显示装置、驱动显示装置的方法及电子电器,其中,配置了具有存储功能的像素的显示装置包括驱动单元,其以通过时间上改变设定多个帧的一个周期中的每个像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,其中,该驱动单元被配置为在扫描方向上以一行或多行为单位对像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
Description
技术领域
本公开涉及一种显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子电器。
背景技术
在显示装置中,作为提高可显示(可表示)灰度级(gradati开启)的数量的一种技术,已知通过时间上改变一个周期的多个帧中各个像素的灰度级来获得中间灰度级的驱动方法(例如,参见日本待审查专利申请公开第2007-147932号)。这里设定多个帧为一个周期可被视为将一个帧的图像生成划分为多个子帧(所谓的时分驱动法)。
该驱动方法(即,时分驱动法)也可被称作FRC(帧速率控制)驱动。FRC驱动是一种利用人眼的残影特性(残影效应)通过以子帧为单位高速改变多个不同灰度级亮度来显示多个灰度级亮度的中间灰度级亮度的驱动方法,该方法相比设定一帧作为一个周期的常规驱动可提高显示灰度级的数量。
发明内容
若应用FRC驱动来增加显示灰度级的数量,则相比设定一帧为一个周期的常规驱动,对应于帧(子帧)数量的高速驱动是必要的,且因此可能发生驱动单元的操作速度不能支持如此高速的情况。若降低总体驱动频率以防止该情况发生,在灰度级数据的位的变化时序中,屏幕闪烁容易在视觉上变得可识别。
已做出本公开来满足以上需求,并期望提供一种能在灰度级数据的位的变化时序中减少屏幕闪烁的同时实现FRC驱动的显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子电器。
根据本公开的实施方式,提供了一种显示装置,其中,配置了具有存储功能的像素,且显示装置包括驱动单元,该驱动单元以通过时间上改变设定多个帧的一个周期中的每个像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,其中,驱动单元被配置为在扫描方向上以一行或多行为单位对像素不连续地写入灰度级数据的低位(lower bit)和高位(higherbit)。根据本实施方式的显示装置适于用作各种电子电器中的显示单元。
根据本公开的另一实施方式,提供了一种驱动显示装置的方法,在显示装置中配置了具有存储功能的像素,且该显示装置以通过时间上改变设定多个帧的一个周期中的每个像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,该方法包括在扫描方向上以一行或多行为单位对像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
在执行通过时间上改变设定多个帧的一个周期中各个像素的灰度级来获得中间灰度级的驱动方法时,即,在执行FRC驱动时,以一行或多行为单位进行扫描。此外,通过对扫描方向上的像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位来分散灰度级数据的位的变化时序。因此,能减少在灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁。
根据本公开,由于分散了灰度级数据的位的变化时序,所以能在减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁的同时实现FRC驱动。
附图说明
图1是示意性示出应用本公开技术的有源矩阵型液晶显示装置的结构的系统结构图。
图2是示出MIP型像素的电路结构的一个实例的框图。
图3是被提供以说明MIP型像素的操作的时序图。
图4是示出MIP型像素的电路结构的具体实例的电路图。
图5A至图5C是区域灰度级(area gradation,面积灰度级)法中像素分割的说明图。
图6是示出三分割像素结构中的三个子像素电极与两组驱动电路之间的对应关系的电路图。
图7A和图7B是两位区域灰度级情况下和两位区域灰度级+一位FRC驱动情况下的说明图。
图8是两位区域灰度级+两位FRC驱动情况下的说明图。
图9是被提供以说明影响在两位区域灰度级+两位FRC驱动情况下的参考实例1的驱动方法的操作的时序图。
图10是被提供以说明影响在两位区域灰度级+两位FRC驱动情况下的实例1的驱动方法的操作的时序图。
图11是被提供以说明影响在两位区域灰度级+一位FRC驱动情况下的参考实例2的驱动方法的操作的时序图。
图12是被提供以说明影响在两位区域灰度级+一位FRC驱动情况下的实例2的驱动方法的操作的时序图。
图13是被提供以说明影响在时分1:2的FRC驱动情况下的实例3的驱动方法的操作的时序图。
图14是被提供以说明影响在时分1:4的FRC驱动情况下的实例4的驱动方法的操作的时序图。
具体实施方式
下文中,将参照附图来描述用于实施本公开技术(下文中被描述为“实施方式”)的实例。本公开不限于这些实施方式,且实施方式中的各种数值是示例性的。在以下描述中,相同附图标记被用于相同元件或具有相同功能的元件,并将不再重复对其的完全相同的描述。此外,将按以下顺序进行说明。
1.关于根据本公开的显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子电器的整体的说明
2.应用本公开技术的显示装置(液晶显示装置的实例)
2-1.系统结构
2-2.MIP型像素
2-3.区域灰度级法
2-4.区域灰度级+FRC驱动
3.实施方式的说明
3-1.参考实例1(两位区域灰度级+两位FRC驱动的实例)
3-2.实例1(两位区域灰度级+两位FRC驱动的实例)
3-3.参考实例2(两位区域灰度级+一位FRC驱动的实例)
3-4.实例2(两位区域灰度级+一位FRC驱动的实例)
3-5.参考实例3(1:2时分的FRC驱动的实例)
3-6.参考实例4(1:4时分的FRC驱动的实例)
4.电子电器
5.本公开的结构
1.关于根据本公开的显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子电器的整体的说明
根据本公开的显示装置是配置了具有存储功能的像素的显示装置。例如,作为该显示装置,可示例具有能在像素中存储数据的存储单元的所谓的MIP(像素中存储器)型显示装置。
作为该显示装置,可使用现有显示装置,诸如电致发光显示装置、等离子体显示装置等,更具体地,平板型显示装置。这里,在根据本公开的显示装置是液晶显示装置的情况下,可通过将存储器相关的液晶用于像素来提供像素中具有存储功能的显示装置。该显示装置可以是对应于单色显示的显示装置或对应于彩色显示的显示装置。
由于像素中具有存储功能的显示装置能在像素中存储数据,所以可通过模式改变开关来实现模拟显示模式下的显示和存储显示模式下的显示。这里,“模拟显示模式”是模拟显示像素的灰度级的显示模式。此外,“存储显示模式”是基于像素中存储的二值数据(逻辑“1”/逻辑“0”)来数字显示像素灰度级的显示模式。
在像素中具有存储功能的显示装置中,例如,在MIP型显示装置中,由于内置于像素中的电路尺寸因分辨率的限制而受限,所以显示灰度级的数量趋于降低。相应地,在MIP型显示装置中,通过FRC驱动来执行显示驱动,该FRC驱动通过设定多个帧为一个周期,将一帧图像的生成划分成多个子帧,并时间上改变一个周期(一帧图像生成的周期)内各个像素的灰度级来获得中间灰度级。
如上所述,该“FRC驱动”是一种利用人眼的残影特性(残影效应)通过以子帧为单位高速改变多个不同灰度级亮度来显示多个灰度级亮度的中间灰度级亮度的驱动方法。这里,“子帧”是指当设定多个帧为一个周期(一帧图像生成的周期)时的每个帧。通过执行FRC驱动,相比以设定一帧为一个周期(一帧图像生成的周期)的帧为单位的驱动,增加了可显示(可表示)灰度级的数量。
如上所述,根据本公开的显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子电器采用配置了具有存储功能的像素的结构,并通过FRC驱动来执行显示驱动。在通过FRC驱动来执行显示驱动时,以一行或多行为单位对扫描方向上的像素不连续地执行灰度级数据的低位和高位的写入。
如上所述,通过对扫描方向上的像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位来分散灰度级数据的位的变化时序,并因此能减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁。相应地,能在可减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁的同时实现FRC驱动。
此外,包括上述优选结构的根据本公开的显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子电器可被配置为在针对低位和高位中的一方的数据完成整行(entire lines)写入之前,插入低位和高位中的另一方的数据的写入。
此时,优选通过以一行或多行为单位隔行扫描来执行低位和高位中的一方的数据的写入,并随后通过对与一侧数据相同的行隔行扫描来执行低位和高位中的另一方的数据的写入。此外,在以下扫描中,优选通过对隔行进行隔行扫描来顺序执行一侧数据和另一侧数据的写入。
另一方面,包括上述优选结构的根据本公开的显示装置、驱动该显示装置的方法以及电子电器可被配置为在扫描方向上执行特定帧中的低位和高位中的一方的数据的不连续写入,以及在扫描方向上执行下一帧中低位和高位中的另一方的数据的不连续写入。
此时,优选通过对奇数行或奇数行组隔行扫描来首先执行一帧中低位和高位的相应数据的写入,并随后通过对偶数行或偶数行组隔行扫描来执行写入。
在MIP型显示装置中,对于每个像素通过一位仅能表示两个灰度级。因此,在驱动像素时,灰度级表示法中优选一个像素由多个子像素组成,并使用由多个子像素的电极区域的组合来显示灰度级的区域灰度级法。
这里,该“区域灰度级法”是通过应用对应于面积比的权重(即,诸如20、21、22、…、和2N-1)的N个子像素电极来表示2N个灰度级的灰度级表示法。采用该区域灰度级法是为了改善由于构成像素电路的TFT(薄膜晶体管)的特性偏离而引起的图像质量不均匀的目的。
在通过区域灰度级法驱动的像素的像素电极中,优选将像素的像素电极划分成用于多个子像素的多个电极,并通过多个电极区域的组合来进行灰度级显示。此时,优选该多个电极包括三个电极,并通过中间电极和夹住中间电极的两个电极的区域的组合来进行灰度级显示。此外,优选在之间插入中间电极的两个电极彼此电连接,且被配置为由一个驱动电路来驱动。
2.应用本公开技术的显示装置
在描述本公开的实施方式之前,将描述应用根据本公开技术的显示装置。这里,作为应用根据本公开技术的显示装置,将描述有源矩阵型液晶显示装置来作为一个实例。然而,应用根据本公开技术的显示装置不限于此。
2-1.系统结构
图1是示意性示出应用本公开技术的有源矩阵型液晶显示装置的结构的系统结构图。该液晶显示装置具有面板结构,其中,至少一片为透明的两片基板(未示出)被布置为以预定间隔彼此面对,且液晶被密封在两片基板之间。
根据本公开的液晶显示装置10被配置为具有像素阵列单元30,其中,包括液晶电容的多个像素20以矩阵形式二维排布;以及驱动单元,被布置在像素阵列单元30附近。该驱动单元包括信号线驱动单元40、控制线驱动单元50、以及驱动时序发生单元60,且例如,驱动单元集成在与像素阵列单元30相同的液晶显示板(基板)11上,以驱动像素阵列单元30的相应像素20。
这里,在液晶显示装置10支持彩色显示的情况下,一个像素由多个子像素组成,且相应子像素对应于像素20。更具体地,在用于彩色显示的液晶显示装置中,一个像素包括红(R)光、绿(G)光和蓝(B)光的三个子像素。
然而,一个像素不限于RGB三基色的子像素的组合,而是也可以通过将多种颜色的一种颜色或子像素添加到三基色的子像素中来配置一个像素。更具体地,例如,也可以通过白光子像素的添加来配置一个像素以提高亮度,或者通过至少一个互补色光子像素的添加来配置一个像素以扩展色彩再现范围。
根据本公开的液晶显示装置10被配置为对应于模拟显示模式下的显示和使用具有存储功能的像素作为像素20(例如,包括能够存储用于各个像素的数据的存储单元的MIP型像素)的存储显示模式下的显示。在使用MIP型像素的液晶显示装置10中,对像素20持续施加恒定电压,且因此能够解决根据随时间推移的电压变化由像素晶体管的漏光(light leakage)而产生阴影的问题。
图1中,针对具有m行和n列的像素阵列单元30的像素阵列,信号线311至信号线31n(下文中,可仅描述为“信号线31”)沿列方向为每个像素列配线。此外,控制线321至控制线32m(下文中,可仅描述为“控制线32”)沿行方向为每个像素行配线。这里,该“列方向”是指像素列的像素的阵列方向(即,垂直方向),以及该“行方向”是指像素行的像素的阵列方向(即,水平方向)。
信号线31(311至31n)的各个端连接至对应于信号线驱动单元40的像素列的每个输出端。信号线驱动单元40操作以输出信号电位(模拟显示模式下为模拟电位以及存储显示模式下为二值电位),该信号电位反映了对于相应信号线31的特定灰度级。此外,在代替保持在像素20中的信号电位的逻辑电平的情况下,例如,即使在存储显示模式下,信号线驱动单元40也操作以输出信号电位至信号线31,该信号电位对应于反映所需灰度级的信号电位。
图1中,控制线321至控制线32m被示出为一条配线,但其不限于一条配线。实际上,控制线321至控制线32m由多条配线组成。控制线321至控制线32m的各个端连接至对应于控制线驱动单元50的像素行的每个输出端。例如,在模拟显示模式下,控制线驱动单元50执行对信号电位的写入操作的控制,该信号电位反映了对于像素20的灰度级,并从信号线驱动单元40输出至信号线311至信号线31n。
驱动时序发生单元(TG:时序发生器)60产生各种驱动脉冲(时序信号)来驱动信号线驱动单元40和控制线驱动单元50,并向驱动单元40和50提供驱动脉冲。
2-2.MIP型像素
随后,将描述用作像素20的MIP型像素。该MIP型像素被配置为对应于模拟显示模式下的显示和存储显示模式下的显示两者。如上所述,模拟显示模式是模拟显示像素灰度级的显示模式。此外,存储显示模式是基于在像素内的存储器中存储的二值信息(逻辑“1”/逻辑“0”)来数字显示像素灰度级的显示模式。
在存储显示模式下,不必执行反映帧周期中的灰度级的信号电位的写入操作,以使用保持在存储单元中的信息。因此,在存储显示模式的情况下,相比必须执行反映帧周期中的灰度级的信号电位的写入操作的模拟显示模式,减小了功耗。换言之,能够寻求显示装置的低功耗。
图2是示出MIP型像素20的电路结构的一个实例的框图。此外,图3示出了被提供以说明MIP型像素20的操作的时序图。
尽管为简化附图而省略了示出,但例如像素20被配置为具有由薄膜晶体管(TFT)构成的像素晶体管和除液晶电容21之外的保持电容。该液晶电容21是指存在于像素电极与被形成面向像素电极的面向电极之间的液晶材料的电容部件。将共用电压VCOM施加至液晶电容21的面向电极,作为用于整个像素的共用电压。
此外,像素20被配置为具有三个开关元件22至24和闩锁单元25的SRAM功能的像素。开关元件22连接至信号线31(对应于图1的信号线311至31n)的一端。通过从图1的控制线驱动单元50经由控制线32(对应于图1的控制线321至控制线32m)给予扫描信号φV,开关元件22处于开启(关闭)状态,并通过信号线31接收从图1的信号线驱动单元40提供的数据SIG。在该情况下,控制线32成为扫描线。通过在相反方向上并联连接的反向器251和反向器252来配置闩锁单元25,并根据由开关元件22接收到的数据SIG来保持(锁定)电位。
对于开关元件23和开关元件24的相应侧的端子,给予具有与共用电压VCOM同相的电压FRP和作为反相电压的电压XFRP。开关元件23和开关元件24的另一侧的端子共同连接,以成为像素电路的输出节点Nout。根据闩锁单元25的保持电位的极性,开关元件23和开关元件24中的任一个处于开启状态。经此,向被施加共用电压VCOM的液晶电容21的像素电极施加具有相同相位的电压FRP或具有相反相位的电压XFRP。
从图3清晰可见,在液晶板正常黑(当无电压施加时的黑显示)的情况下,若闩锁单元25的保持电位具有负极性,则液晶电容21的像素电位具有与共用电压VCOM相同的相位,且其成为黑显示。此外,若闩锁单元25的保持电位具有正极性,则液晶电容21的像素电位具有与共用电压VCOM相反的相位,且其成为白显示。
从以上描述清晰可见,在MIP型像素20中,开关元件23和开关元件24中的任一个根据闩锁单元25的保持电位的极性来开启,并向液晶电容21的像素电极施加具有相同相位的电压FRP或具有相反相位的电压XFRP。如上所述,经此,向像素20持续施加恒定电压,且不担心发生阴影。
图4是示出像素20的具体电路结构的一个实例的电路图。在该附图中,为对应于图2的部分给予相同附图标记。
图4中,例如,开关元件22包括NchMOS晶体管Qn10。NchMOS晶体管Qn10的源/漏电极中的一方连接至信号线31,且其栅电极连接至控制线(扫描线)32。
开关元件23和开关元件24两者均为传输开关,其中,NchMOS晶体管和PchMOS晶体管并联连接。具体地,开关元件23具有NchMOS晶体管Qn11和PchMOS晶体管Qp11并联连接的结构。开关元件24具有NchMOS晶体管Qn12和PchMOS晶体管Qp12并联连接的结构。
开关元件23和开关元件24不必是NchMOS晶体管与PchMOS晶体管并联连接的传输开关。即,也可以使用单向导电型MOS晶体管(即,NchMOS晶体管或PchMOS晶体管)来配置开关元件23和开关元件24。开关元件23和开关元件24的共用连接节点成为像素电路的输出节点Nout。
例如,反向器251和反向器252两者均为CMOS反向器。具体地,配置反向器251,使得NchMOS晶体管Qn13和PchMOS晶体管Qp13的栅电极和漏电极分别共同连接。配置反向器252,使得NchMOS晶体管Qn14和PchMOS晶体管Qp14的栅电极和漏电极分别共同连接。
基于上述电路结构的像素20在行方向(水平方向)上和在列方向(垂直方向)上散布,并以矩阵形式排列。对于像素20的矩阵形阵列,除了用于各像素列的信号线31和用于各像素行的控制线32之外,为每个像素列布置用于传送具有相同相位的电压FRP和具有相反相位的电压XFRP的配线33和配线34,以及用于正电源电压VDD和负电源电压VSS的电源线35和电源线36。
如上所述,配置根据本应用实例的显示装置(即,有源矩阵型液晶显示装置)10,使得以矩阵形式配置具有根据显示数据来保持电位的闩锁单元25的SRAM功能像素(MIP)20。此外,在该应用实例中,示例了SRAM被用作内置于像素20中的存储单元。然而,SRAM仅是示例性的,且存储单元可具有其他结构,例如,使用DRAM的结构。
如上所述,由于MIP型液晶显示装置10具有用于各像素20的存储功能(存储单元),所以其能够实现模拟显示模式下的显示和存储显示模式下的显示。此外,在存储显示模式的情况下,由于使用保持在存储单元中的像素数据来进行显示,所以不必执行反映在规定帧周期中的灰度级的信号电位的写入操作,以便一次性执行写入操作,并因此能够减小液晶显示装置10的功耗。
此外,存在对显示屏幕的部分更新(即,对仅显示屏幕的部分的更新)的需求。在该情况下,可部分更新像素数据。可部分更新显示屏幕。若部分更新像素数据,则不必发送针对未更新的像素的数据。相应地,能够减少数据发送量,并因此能够寻求液晶显示装置10的进一步电力节省。
2-3.区域灰度级法
在像素中具有存储功能的显示装置(例如,MIP型液晶显示装置)的情况下,对于每个像素20,通过一位仅能表示两个灰度级。相应地,在根据本应用实例的液晶显示装置10中,优选使用采用了MIP方法的区域灰度级法。
具体地,使用区域灰度级法,将成为像素20的显示区域的像素电极划分成局部应用了加权的多个像素(子像素)电极。该像素电极可以是透明电极或反射电极。此外,通过向局部应用了加权的像素电极发送由闩锁单元25的保持电位选择的像素电位,由应用了加权的区域的组合来进行灰度级显示。
这里,为易于理解,作为一个实例,将详细描述通过向像素电极(子像素电极)的区域(像素区域)应用2:1权重来由两位表示四个灰度级的区域灰度级法。
如图5A所示,作为向像素区域应用2:1权重的结构,常见的是将像素20的像素电极划分成具有区域1的子像素电极201和具有子像素电极201的两倍大的区域(区域2)的子像素电极202的结构。然而,在如图5A所示结构的情况下,各灰度级(显示图像)的中心(重心)与一个像素的中心(重心)不匹配(不一致),且因此其在灰度级表示的这点上是不适宜的。
如图5B所示,作为使各灰度级的中心与一个像素的中心相匹配的结构,例如,可考虑将区域2的子像素电极204的中心部分挖去一矩形形状并在挖去的矩形区域的中心部分配置区域1的子像素电极203的结构。然而,在图5B的结构的情况下,由于位于子像素电极203两侧上的子像素电极204的连接部分204A和连接部分204B的宽度很窄,所以整个子像素电极204的反射区域变得更小,且在连接部分204A和连接部分204B附近的液晶取向变得困难。
如上所述,若液晶分子旨在处于VA(垂直取向)模式(其中,液晶分子无电场下按区域灰度级几乎垂直于基板)下,则被施加电压的液晶分子侧由于电极形状或电极尺寸而改变,难以良好地进行液晶取向。此外,由于子像素电极的面积比可能不一定是反射比,所以灰度级设计变得困难。该反射比由子像素电极的面积或液晶取向来确定。在图5A的结构的情况下,尽管面积比是1:2,但围绕电极的长度比不会变成1:2。相应地,子像素电极的面积比可能不一定是反射比。
鉴于此,在采用区域灰度级法时,考虑到灰度级的表示特性和反射区域的有效利用,如图5C所示,例如,优选将像素电极划分成具有相同面积(大小)的三个子像素电极205、206A和206B,所谓的三分电极结构。
在三分电极结构的情况下,设定在之间插入中心子像素电极205的两个上下子像素电极206A和206B为一组,同时驱动构成该组的两个子像素电极206A和206B。此时,低位连接至区域1的子像素电极205,以及高位连接至区域2的子像素电极206A和206B。经此,能够向两个子像素电极206A和206B与中心子像素电极205之间的像素区域应用2:1的权重。此外,通过将高位的区域2的子像素电极206A和206B划分成两个并在被划分的子像素电极206A与206B之间插入中心子像素电极205,使得上下配置被划分的子像素电极206A和206B,各灰度级的中心(重心)可与一个像素的中心(重心)相匹配。
这里,若三个子像素电极205、206A和206B与驱动电路电接触,则相比图5A和图5B的结构,金属配线的接触数量增加了,且增加了像素尺寸从而妨碍了高精度。具体地,从图4清晰可见,在具有用于各像素20的存储单元的MIP型像素结构的情况下,一个像素20中存在许多诸如晶体管的电路构成元件和接触部分,且布局区域不足从而导致一个接触部分极大影响了像素尺寸。
为减少接触数量,可采用两个子像素电极206A和206B彼此电耦接(连线)的像素结构,两个子像素电极206A和206B由于其间的一个子像素电极205的插入而彼此进一步隔开。此外,如图6所示,由一个驱动电路207A来驱动这一个子像素电极205,以及其余的两个子像素电极206A和206B同时由另一驱动电路207B来驱动。这里,驱动电路207A和驱动电路207B对应于图4所示的像素电路。
如上所述,相比两个子像素电极206A和206B由分别的驱动电路驱动的情况,通过经由一个驱动电路207B来驱动两个子像素电极206A和206B,能够简化像素20的电路结构。
这里,示例了具有能存储用于各像素的数据的存储单元的MIP型像素被用作具有存储功能的像素。然而,这仅是示例性的。除MIP型像素之外,例如,具有存储功能的像素可以是使用现有的存储器相关的液晶像素的像素。
2-4.区域灰度级+FRC驱动
然而,根据MIP技术,由于用于一个像素的因设计规则的限制而能够集成的存储器数量受到限制,所以表示颜色的数量也受限制。例如,在180PPI的显示装置(对应于7英寸XGA)的情况下,对于RGB的每种颜色,存储器的集成数量的限制是两位,且在使用区域灰度级的正常驱动时,对于每种颜色,存储器的集成数量的限制是四个灰度级,从而总计表示颜色的数量变为64。经此,通过引入FRC驱动并执行区域灰度级+FRC驱动的驱动,能增加表示灰度级的数量。
两位区域灰度级+一位FRC驱动
这里,将使用图7A和图7B来描述对于两位区域灰度级(面积比=1:2)执行一位FRC驱动的情况。在两位区域灰度级+一位FRC驱动的情况下,执行7-灰度级显示。
首先,将使用图7A来描述仅两位区域灰度级的情况。在仅两位区域灰度级的情况下,一帧周期中构成一屏。如图7A所示,总计执行四个灰度级的显示,其中,由0表示三个子像素全部均处于熄灭状态,由1表示仅中心子像素处于发光状态的状态,由2表示两个上下子像素处于发光状态的状态,以及由3表示三个子像素全部均处于发光状态的状态。
通过对比,在两位区域灰度级+一位FRC驱动的情况下,两个帧(子帧)的周期中构成一屏。此外,采用两个帧来执行相同的发光驱动,并将如图7B所示的0.5、1.5和2.5的三个灰度级添加至上述四个灰度级。
在0.5灰度级的情况下,三个子像素在第一帧中全部处于熄灭状态,且仅中心子像素在第二帧中处于发光状态。在1.5灰度级的情况下,仅中心子像素在第一帧中处于发光状态,且两个上下子像素在第二帧中处于发光状态。在2.5灰度级的情况下,两个上下子像素在第一帧中处于发光状态,且三个子像素在第二帧中全部处于发光状态。
从以上描述清晰可见,通过使用作为用于显示多个灰度级亮度一起的中间灰度级亮度的驱动方法的FRC驱动,能够增加与FRC驱动位一样多的显示灰度级数量。
就此而论,若简单设定三位像素结构,则相应的电路包裹在像素(子像素)20中,且因此,除非制定具有高精度的配线规则,否则像素尺寸会变大且变得不利于寻求显示装置的高精度。
此外,根据像素20具有三分电极结构且在之间插入子像素电极205的两个上下子像素电极206A和206B被同时驱动的像素结构中的区域灰度级,灰度级显示的像素中心与多个帧之间的显示图像(灰度级)的中心能彼此一致。这里,除中心彼此严格一致的情况之外,该“一致”还包括灰度级显示的像素中心与多个帧之间的显示图像(灰度级)的中心彼此基本一致的情况。允许在设计和生产中出现的不一致性的存在。
此外,由于通过像素中心与帧(子帧)之间的灰度级(显示图像)的中心的一致对于被显示图像不会出现帧周期中的波动,所以能提高显示特性。此外,由于在被显示图像中不会发生帧周期中的波动,所以可以减慢帧周期的时间(帧速率),且因此能减小FRC驱动下的功耗。
两位区域灰度级+两位FRC驱动
接下来,将使用图8来描述对于两位区域灰度级(面积比=1:2)来执行两位FRC驱动的情况。
如图8所示,在两位区域灰度级+两位FRC驱动的情况下,通过将用于表示一个灰度级的时间(用于灰度级表示的时间)划分成1:4,能实现对应于空间上的两位和时间上的两位的四位的灰度级表示(=16个灰度级)。这里,用于表示一个灰度级的时间划分成1:4是指采用五个帧(子帧)表示一个灰度级。
如上所述,在两位区域灰度级+两位FRC驱动的情况下,对于灰度级表示,五个帧是必需的,且因此,一个灰度级被表示为一帧。即,对于设定一帧为一周期的正常驱动,5倍速驱动是必需的。5倍速驱动是指以5倍速驱动来更新像素20的存储单元的内容。
在必需高速驱动的FRC驱动中,可能发生驱动单元的操作速度不能支持如此高速的情况。若降低总体驱动频率以防止该情况发生,则在灰度级数据的位的变化时序中,屏幕闪烁易于在视觉上变得可识别。这里,尽管示例了两位区域灰度级+两位FRC驱动的情况来解释该问题,但关于所担忧的问题,即使在单独的FRC驱动的情况下也可以说是同样的。
3.实施方式的说明
在该实施方式中,采用以下结构来解决在为增加灰度级数量的目的而应用FRC驱动的情况下的高操作速度的问题。即,在通过FRC驱动来执行显示驱动时,对于扫描方向上的像素20以一行或多行为单位不连续地执行灰度级数据的低位和高位的写入。在液晶显示装置10的驱动单元(即,信号线驱动单元40、控制线驱动单元50和驱动时序发生单元60)的驱动下执行该驱动。
如上所述,对于扫描方向上的像素20,通过不连续地写入灰度级数据的低位和高位来分散灰度级数据的位的变化时序,且因此能减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁。相应地,能在减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁的同时实现FRC驱动。
下文中,将描述用于执行上述驱动的详细实例。
3-1.参考实例1
在描述本实施方式之前,作为根据参考实例1的驱动方法,将利用图9的时序图来描述对于必需5倍速驱动的两位区域灰度级+两位FRC驱动的情况下的现有技术的驱动方法。
如上所述,在两位区域灰度级+两位FRC驱动的情况下,对于灰度级表示总计必需五个帧(即,一帧+四帧)。此外,如图9所示,在针对最初第一帧的低位而将灰度级数据写到像素20上时,针对从液晶显示板11的上侧部分(下文中,简述为“上板部分”)到液晶显示板11的下侧部分(下文中,简述为“下板部分”)的整行执行连续扫描。
接下来,针对第二帧中的高位,从上板部分到下板部分执行扫描。随后,若经过了三个帧的周期,即,若经过了设定五帧为一个单元的一个周期,则重复上述操作,即,按照低位和高位的顺序以帧为单位对从上板部分到下板部分的整行连续写入数据。随后,在5倍速驱动下执行这一系列操作。
如上所述,在根据参考实例1的驱动方法的情况下,在对从上板部分到下板部分的整行连续写入低位数据之后,对从上板部分到下板部分的整行执行下一帧中的高位数据的连续写入。相应地,直到高位的写入完成之后执行下一低位的写入为止的三个帧的周期成为保持周期。该保持周期是不执行操作的周期,且因此对于驱动是无用的。
3-2.实例1
图10是被提供以说明影响在两位区域灰度级+两位FRC驱动的情况下的实例1的驱动方法的操作的时序图。
在根据实例1的驱动方法中,当通过FRC驱动来执行显示驱动时,以一行或多行为单位来执行扫描。相应地,在图10中,一个水平行对应于以一行或多行为单位的一个块。
下文中,为易于理解,示例了以一行为单位来执行扫描的情况。图10中,为简化附图,示出了六行。第一行是板最高行的一行,以及第六行是板最低行的一行。
在根据实例1的驱动方法中,在完成对于整行的灰度级数据的低位和高位中的一方的数据的写入之前,执行低位和高位中的另一方的数据写入的插入。
具体地,通过以一行(或多行)为单位隔行扫描来执行低位和高位中的一方的数据的写入,并随后通过对与该一侧数据相同的行隔行扫描来执行低位和高位中的另一方的数据的写入。接下来,通过对所隔行进行隔行扫描来顺序执行一侧数据和另一侧数据的写入。
这将利用图10更详细描述。首先,通过对奇数行(即,第一行、第三行和第五行)隔行扫描来执行低位数据的写入,并随后通过对与低位数据相同的奇数行隔行扫描来执行高位数据的写入。
随后,通过对在最初写入期间隔行的偶数行(即,第二行、第四行和第六行)隔行扫描来执行低位数据的写入,并随后通过对与低位数据相同的偶数行隔行扫描来执行高位数据的写入。
通过上述一系列的隔行扫描的写入驱动成为所谓的隔行驱动。如从图9与图10的比较可见,通过隔行驱动,能执行使用图9中三个帧的保持周期的大部分的写入驱动,并能将该保持周期缩短至一帧周期。
此外,由于通过隔行扫描来执行写入,所以对写入各个帧所必需的时间变为对一帧周期中的整行执行连续写入的情况的二分之一。相应地,在两位区域灰度级+两位FRC驱动的情况下,能将驱动频率从5倍减至2.5倍。
如上所述,通过在完成对整行写入灰度级数据的低位和高位中的一方的数据之前插入低位和高位中的另一方的数据的写入,能实现2.5倍速的FRC驱动。此外,即使驱动频率从5倍降低至2.5倍,灰度级数据的位的变化时序也通过隔行驱动来分散,且因此能减少灰度级数据的位的变化时序的屏幕闪烁。相应地,可以在减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁的同时实现FRC驱动。
3-3.参考实例2
接下来,将描述两位区域灰度级+一位FRC驱动的情况下的驱动方法,作为根据实例2的驱动方法。在这之前,将利用图11来描述现有技术中的驱动方法,作为参考实例2。
在两位区域灰度级+一位FRC驱动的情况下,用于灰度级表示的总计两帧(即,一帧+一帧)中,从上板部分到下板部分交替地对各帧执行低位和高位的数据的连续扫描和写入。相应地,灰度级数据的位的变化时序与一帧周期相匹配。由此,在灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁变得易于明显。
3-4.实例2
图12是被提供以说明影响在两位区域灰度级+一位FRC驱动的情况下的实例2的驱动方法的操作的时序图。
即使在根据实例2的驱动方法中,当通过FRC驱动来执行显示驱动时,也以一行或多行为单位来执行扫描。相应地,在图12中,一个水平行对应于以一行或多行为单位的一个块。
下文中,为易于理解,示例了以一行为单位来执行扫描的情况。图12中,为简化附图,示出了六行。第一行是板最高行的一行,以及第六行是板最低行的一行。
在根据实例2的驱动方法中,在扫描方向上对特定帧中的灰度级数据的低位和高位中的一方的数据执行不连续写入,并随后在扫描方向上执行下一帧中的低位和高位中的另一方的数据的不连续写入。
具体地,如图12所示,通过对奇数行(即,第一行、第三行和第五行)隔行扫描来执行特定帧中的低位数据的写入。随后,通过对在最初写入期间隔行的偶数行(即,第二行、第四行和第六行)隔行扫描来执行低位的相同数据的写入。
在下一帧中,通过对奇数行(即,第一行、第三行和第五行)隔行扫描来执行高位数据的写入。随后,通过对在最初写入期间的隔行的偶数行(即,第二行、第四行和第六行)隔行扫描来执行高位的相同数据的写入。重复上述一系列的写入驱动。
如上所述,通过在扫描方向上执行特定帧中的低位和高位中的一方的数据的不连续写入以及在扫描方向上执行下一帧中中的另一方的数据的不连续写入,分散了灰度级数据的位的变化时序。经此,能够减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁。
此外,在实例2中,由于设定一行为单位,所以作为奇数行和偶数行来执行隔行扫描。然而,若设定多行为单位,则作为奇数行组(奇数块)和偶数行组(偶数块)来执行隔行扫描。
如上所述,在实例1和实例2中,区域灰度级和FRC驱动两者均被使用。然而,根据本公开的驱动方法不限于此,而是能够单独应用于FRC驱动的情况。下文中,作为根据实例3和实例4的驱动方法,将描述可单独应用于FRC驱动的驱动方法。
3-5.实例3
图13是被提供以说明影响在时分1:2的FRC驱动的情况下的实例3的驱动方法的操作的时序图。
根据实例3的驱动方法是时分1:2的FRC驱动。如图13所示,在时分1:2的FRC驱动的情况下,第一行具有1:2的时分比(time divisionratio),例如其中,对应于从第一像素到第十三像素的13个像素的周期为1,以及对应于从第十四像素到第四十像素的27个像素的周期为2。这里,为简化附图,提供20个水平行来示例。实际上,时分比不是1:2,且若有大量行,则其可被设定为误差范围。
如图13所示,作为具体驱动,在第一行中,在第一像素、第四十一像素等处写入低位,以及在第十四像素、第五十四像素等处写入高位。此时,在第一行中,从第二像素到第十三像素的周期成为低位的显示周期,以及从第十五像素到第四十像素的周期成为高位的显示周期。
在第二行中,在第十五像素、第五十五像素等处写入低位,以及在第二十八像素、第六十八像素等处写入高位。此时,在第二行中,从第十六像素到第二十七像素的周期成为低位的显示周期,以及从第二十九像素到第五十四像素的周期成为高位的显示周期。
在第三行中,在第二像素、第四十二像素等处写入高位,以及在第二十九像素、第六十九像素等处写入低位。此时,在第三行中,从第三像素到第二十八像素的周期成为高位的显示周期,以及从第三十像素到第四十一像素的周期成为低位的显示周期。
在第四行中,在第三像素、第四十三像素等处写入低位,以及在第十六像素、第五十六像素等处写入高位。此时,在第四行中,从第四像素到第十五像素的周期成为低位的显示周期,以及从第十七像素到第四十二像素的周期成为高位的显示周期。
此后,考虑到上述从第一行到第四行的驱动作为基本驱动,从最后一行来执行低位和高位的写入驱动。
即使在根据实例3的驱动方法中,也以与根据实例1和实例2的驱动方法相同的方式,在扫描方向上以一行为单位对像素不连续地执行灰度级数据的低位和高位的写入驱动。经此,由于分散了灰度级数据的位的变化时序,所以能够减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁。此外,如从图13中可见,由于行之间的低位和高位的写入未重叠且不存在保持周期,所以能够实现驱动中无浪费的FRC驱动。
3-6.实例4
图14是被提供以说明影响在时分1:4的FRC驱动的情况下的实例4的驱动方法的操作的时序图。
根据实例4的驱动方法是时分1:4的FRC驱动。如图14所示,在时分1:4的FRC驱动的情况下,第一行具有1:4的时分比,例如其中,对应于从第一像素到第九像素的9个像素的周期为1,以及对应于从第十像素到第四十八像素的39个像素的周期为4。这里,为简化附图,提供24个水平行来示例。实际上,时分比不是1:4,且若有大量行,则其可被设定为误差范围。
如图14所示,作为具体驱动,在第一行中,在第一像素、第四十九像素等处写入低位,以及在第十像素、第五十八像素等处写入高位。此时,在第一行中,从第二像素到第九像素的周期成为低位的显示周期,以及从第十一像素到第四十八像素的周期成为高位的显示周期。
在第二行中,在第十一像素、第五十九像素等处写入低位,以及在第二十像素、第六十八像素等处写入高位。此时,在第二行中,从第十二像素到第十九像素的周期成为低位的显示周期,以及从第二十一像素到第五十八像素的周期成为高位的显示周期。
在第三行中,在第二十一像素等处写入低位,以及在第三十像素等处写入高位。此时,在第三行中,从第二十二像素到第二十九像素的周期成为低位的显示周期,以及从第三十一像素到第六十八像素的周期成为高位的显示周期。
在第四行中,在第三十一像素等处写入低位,以及在第四十像素等处写入高位。此时,在第四行中,从第三十二像素到第三十九像素的周期成为低位的显示周期,以及从第四十一像素到第七十八像素的周期成为高位的显示周期。
在第五行中,在第二像素、第五十像素等处写入高位,以及在第四十一像素、第八十九像素等处写入低位。此时,在第五行中,从第三像素到第四十像素的周期成为高位的显示周期,以及从第四十二像素到第四十九像素的周期成为低位的显示周期。
此后,考虑到上述从第一行到第五行的驱动作为基本驱动,从最后一行执行低位和高位的写入驱动。
即使在根据实例4的驱动方法中,也以与根据实例1和实例2的驱动方法相同的方式,在扫描方向上以一行为单位对像素不连续地执行灰度级数据的低位和高位的写入驱动。经此,由于分散了灰度级数据的位的变化时序,所以能够减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁。此外,如从图14可见,由于行之间的低位和高位的写入未重叠且不存在保持周期,所以能够实现驱动中无浪费的FRC驱动。
4.电子电器
如上所述根据本公开的显示装置可被用作所有领域中电子电器的显示单元(显示装置),其中,输出到电子电器的图像信号或在电子电器中产生的图像信号被显示为图像或图片。
如从上述实施方式可见,根据本公开的显示装置具有能够在减少灰度级数据的位的变化时序中的屏幕闪烁的同时实现FRC驱动的特性。相应地,通过使用根据本公开的显示装置作为显示单元,在所有领域中的电子电器能够实现在屏幕闪烁不明显的状态下具有大量显示灰度级的图像显示。
例如,使用根据本公开的显示装置作为它的显示单元的电子电器可以是数码相机、摄像机、游戏机、笔记本型个人计算机等。尤其是,根据本公开的显示装置适于用作电子电器中的显示单元,例如,诸如电子书电器或电子手表的便携式信息电器、或者诸如便携式电话或PDA(个人数字助理)的便携式通信电器。
5.本公开的结构
本公开可采用以下结构。
(1)一种显示装置,其中,配置了具有存储功能的像素,该显示装置包括:
驱动单元,以通过时间上改变设定多个帧的一个周期中的每个像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,
其中,驱动单元被配置为在扫描方向上以一行或多行为单位对像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
(2)如(1)中所述的显示装置,其中,在完成针对低位和高位中的一方的数据的整行写入之前,驱动单元插入低位和高位中的另一方的数据的写入。
(3)如(2)中所述的显示装置,其中,驱动单元通过以一行或多行为单位隔行扫描来执行低位和高位中的一方的数据的写入,通过对与一侧数据相同的行隔行扫描来执行低位和高位中的另一方的数据的写入,以及随后通过对由最初写入所隔行的行隔行扫描来顺序执行一侧数据和另一侧数据的写入。
(4)如(1)中所述的显示装置,其中,驱动单元在扫描方向上执行特定帧中的低位和高位中的一方的数据的不连续写入,以及在扫描方向上执行下一帧中的低位和高位中的另一方的数据的不连续写入。
(5)如(4)中所述的显示装置,其中,驱动单元首先通过对奇数行或奇数行组隔行扫描来执行一帧中的低位和高位的相应数据的写入,并随后通过对偶数行或偶数行组隔行扫描来执行写入。
(6)如(1)至(5)中任一项所述的显示装置,其中,像素包括多个子像素,且通过多个子像素的区域的组合来显示灰度级。
(7)如(6)中所述的显示装置,其中,将像素的像素电极划分成用于多个子像素的多个电极,且通过多个电极的区域的组合来执行灰度级显示。
(8)如(7)中所述的显示装置,其中,多个电极包括三个电极,且通过中间电极与夹着中间电极的两个电极的区域的组合来执行灰度级显示。
(9)如(8)中所述的显示装置,其中,两个电极具有相同面积。
(10)如(8)中所述的显示装置,其中,两个电极彼此电连接,且由一个驱动电路来驱动。
(11)一种驱动显示装置的方法,在显示装置中配置了具有存储功能的像素,且显示装置以通过时间上改变设定多个帧的一个周期中的每个像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,该方法包括:
在扫描方向上以一行或多行为单位对像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
(12)一种电子电器,包括:
显示装置,其中,配置了具有存储功能的像素,且显示装置包括驱动单元,该驱动单元以通过时间上改变设定多个帧的一个周期中的每个像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,
其中,显示装置在扫描方向上以一行或多行为单位对像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
本公开包括涉及于2012年3月1日在日本专利局提交的日本在先专利申请第JP2012-045287号中所公开的主题,将其全部内容结合于此供参考。
本领域技术人员应当理解,根据设计要求和其他因素,可进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
Claims (13)
1.一种显示装置,其中,配置了具有存储功能的像素,所述显示装置包括:
驱动单元,以通过时间上改变设定有多个帧的一个周期中的每个所述像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,
其中,所述驱动单元被配置为在扫描方向上以一行或多行为单位对所述像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,在完成针对所述低位和所述高位中的一方的数据的整行写入之前,所述驱动单元插入所述低位和所述高位中的另一方的数据的写入。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中,所述驱动单元通过以一行或多行为单位隔行扫描来执行所述低位和所述高位的所述一方的数据的写入,通过对与所述一方的数据相同的行隔行扫描来执行所述低位和所述高位中的另一方的数据的写入,以及随后通过对由最初写入所隔行的行进行隔行扫描来顺序执行所述一方的数据和所述另一方的数据的写入。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述驱动单元在所述扫描方向上执行特定帧中的所述低位和所述高位中的一方的数据的不连续写入,以及在所述扫描方向上执行下一帧中的所述低位和所述高位中的另一方的数据的不连续写入。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述驱动单元首先通过对奇数行或奇数行组隔行扫描来执行一帧中的所述低位和所述高位的相应数据的写入,并随后通过对偶数行或偶数行组隔行扫描来执行写入。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述像素包括多个子像素,且通过所述多个子像素的面积的组合来显示所述灰度级。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其中,将所述像素的像素电极划分成用于所述多个子像素的多个电极,且通过所述多个电极的面积的组合来执行所述灰度级显示。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其中,所述多个电极包括三个电极,且通过中间电极与夹着所述中间电极的两个电极的面积的组合来执行所述灰度级显示。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述两个电极具有相同面积。
10.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述两个电极彼此电连接,且由一个驱动电路来驱动。
11.一种驱动显示装置的方法,在所述显示装置中配置了具有存储功能的像素,且所述显示装置以通过时间上改变设定有多个帧的一个周期中的每个所述像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,所述方法包括:
在扫描方向上以一行或多行为单位对所述像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
12.一种电子电器,包括:
显示装置,其中,配置了具有存储功能的像素,且所述显示装置包括驱动单元,所述驱动单元以通过时间上改变设定有多个帧的一个周期中的每个所述像素的灰度级而获得中间灰度级的驱动方法来执行显示驱动,
其中,所述显示装置在扫描方向上以一行或多行为单位对所述像素不连续地写入灰度级数据的低位和高位。
13.根据权利要求12所述的电子电器,其中,在完成针对所述低位和所述高位中的一方的数据的整行写入之前,所述显示装置插入所述低位和所述高位中的另一方的数据的写入。
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