JP2009042725A - 動態残像を解決するディスプレーの駆動方法とそれを使用するドライバー - Google Patents

Abstract

【課題】動態残像を解決するディスプレーの駆動方法とそれを使用するドライバーの提供。
【解決手段】駆動方法は、ディスプレーの画面を数個のエリアに分け、１個のフレーム時間を第一表示時間と第二表示時間に分け、第一時間においてこれらのエリアの中の１個の特定エリアに指定の色を挿入し、しかもこの特定エリアが隣接するエリアは表示データに基づき画像を表示し、第二表示時間において特定エリアは表示データに基づき画像を表示し、しかも特定エリアが隣接するエリアに指定の色を挿入する方法を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は一種のディスプレー駆動方法関連の技術に関する。特に一種の動態残像(Afterimage)と画面の明滅を解決するディスプレーの駆動方法とそれを使用するディスプレードライバーに係る。

近年、科学技術の進歩により、旧時代のＣＲＴは徐々に平面ディスプレーに取って代わられている。現在最も普及している平面ディスプレーは液晶ディスプレー(Liquid Crystal Display, LCD)である。液晶ディスプレーは高画質、優れた空間利用効率、低消費電力、ゼロ放射線などの長所があるため、市場の主流になりつつある。
図１は公知の液晶ディスプレーの回路ブロックチャートである。図１に示すように、液晶ディスプレー１００はＬＣＤパネル(panel)１１０、ソース駆動回路１２０、ゲート(gate)駆動回路１３０、タイミングコントローラー(timing controller)１４０、ガンマ調整(gamma adjustment)回路１５０を含む。

該ＬＣＤパネル１１０は影像を表示し、縦横に交差するデータ線１２１と走査線１３１により構成される。該データ線１２１と該走査線１３１の各交差点付近にはすべて、薄膜トランジスター(thin film transistor)１１１とキャパシター(capacitor)１１２を設置する。該キャパシター１１２は画素電極(pixel electrode)１１２a、共同電極(common electrode)１１２b、液晶層１１２cにより組成する。
該薄膜トランジスター１１１のゲートは走査線１３１に連接し、ソースはデータ線１２１に連接し、ドレインはキャパシター１１２の画素電極１１２aに連接する。該ガンマ調整回路１５０は少なくとも１個の参考電圧をソース駆動回路１２０に加え、該タイミングコントローラー１４０は異なる制御信号と制御電圧をソース駆動回路１２０とゲート駆動回路１３０に発する。

持続的に直流電圧を加えられると、液晶材料は損害を受ける。業界では、この種の状況の発生を防止するため、普通は周期的に反転し、液晶層１１２cのデータ信号の極性に加える。これを交流駆動(AC driving)と呼ぶ。

図２は公知のソース駆動回路のブロックチャートである。図２に示すように、ソース駆動回路１２０は複数組のソースドライバー１６０により組成し、各ソースドライバーは２個のデータバッファー１６１、１６１’、 ポジティブデジタルアナログコンバーター１６２、ネガティブデジタルアナログコンバーター１６３、ポジティブアンプ１６４、ネガティブアンプ１６５、４個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４により構成されるスイッチモジュール１６６を含む。
上記交流駆動の原因に基づき、該ソースドライバー１６０は２個のデジタル影像信号Ｄ１、Ｄ２をそれぞれ受け取り、同時に該ガンマ調整回路２５０が送って来る１組のプラスアナログ電圧信号Vref1と１組のマイナスアナログ電圧信号Vref2を受け取る。この２個のデジタル影像信号Ｄ１、Ｄ２に対してデジタルアナログ転換と拡大を行った後、４個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御することにより、各所定の時間毎に交替に、コントローラー出力端Ｓ１、Ｓ２からプラスアナログ映像信号とマイナスアナログ映像信号を出力する。４個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は制御信号ＣＳ＿ＳＷにより制御される。制御信号ＣＳ＿ＳＷは第一スイッチ制御信号、第二スイッチ制御信号、第三スイッチ制御信号、第四スイッチ制御信号を含み、それぞれスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御する。制御信号ＣＳ＿ＳＷがスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御する方法は公知技術であるため、ここでは説明しない。

液晶ディスプレーは動画(motion picture)を表示する時、影像残留(afterimage)の問題が存在する。これは液晶材料の反応速度が遅く、反応時間が長いためである。画面中の物体が快速で移動する時、１個の画面を走査する過程において、液晶材料は物体の軌跡を即時追跡することができず、反対に、液晶材料が生じるのは数個の画面走査時間の累積反応である。
液晶材料の特殊な属性に基づき、その影像残留の問題を解決するために、既に非常に多くの研究報告が提出されており、以下の三種のソリューションがある。
（１）内在性質(intrinsic property)：液晶の本質を低粘性(low viscosity)に改変する。
（２）オーバードライビング(over driving)：液晶をより速く転回、回復させる。
（３）完全な黒画面挿入(black insertion、黒画面挿入と略称)：１個の影像画面の表示が終わる毎に、次の影像画面を表示する前に、完全な黒画面を挿入する。

図３は公知の液晶ディスプレー中において、各走査線信号が順番に各走査線に供給されるタイミング図である。米国第6,473,077号特許文献中において、IBM社は黒画面挿入の概念を利用し液晶ディスプレーを提出している。
図４はゲート駆動回路が各走査線信号を順番に各走査線に供給するタイミング図である。相同な黒画面挿入の概念に基づき、特許文献１においてNEC社は別種の動画表示に適した液晶ディスプレーを掲示している。
図５はゲート駆動回路が各走査線信号を順番に各走査線に供給するタイミング図である。

米国特許第6,819,311号明細書

図３、４、５に示すように、図３の各走査線のゲート制御信号は各画面走査時間において１個のインパルスＴＧしかないことが分かる。一方、図４、５では、各走査線のゲート制御信号は各画面走査時間において２個のインパルスＴ１とＴ２がある。

図３、４、５を比較すると、図４が示す液晶ディスプレーは、１個の影像画面を走査する時間をもともと２個に分割する。半分は依然として影像データの出力に用い、残りの半分は完全な黒画面出力に用いる。
一方、図５が示すゲート駆動回路１３０は固定数の走査線を隔てるという前提において、１本の影像画素線(pixel line)を走査した後、直ちに１本の完全な黒い画素線を走査する方式により、交差走査し、ディスプレー上に表示する。
同様に、走査線１３１上走査信号のインパルス幅(impulse width)は同様にもとのＴＧから（ＴＧ／２）に減り、つまりゲート駆動回路１３０の走査周波数は２倍に増え、またゲート動作の時間は２分の１に減る。同時に、ソース駆動回路１２０のデータ駆動速度もまたゲート駆動回路１３０の走査速度に対応し２倍に加速する必要がある。

NEC社とIBM社の構造は影像残留の問題を解決してはいるが、上記方法は共に正常な２個の画面間に１個の黒画面を直接挿入するものである。この種の方法を使用すると、使用者はディスプレー上において画面明滅現象を目にし易い。

本発明が解決しようとする課題は、動態残像を解決するディスプレーの駆動方法とこの方法を使用するドライバーを提供し、動態残像と画面明滅の問題を解決するものである。

本発明は下記の動態残像を解決するディスプレーの駆動方法とそれを使用するドライバーを提供する。
その駆動方法は、ディスプレーの画面を数個のエリアに分け、
１個のフレーム時間を第一表示時間と第二表示時間に分け、
第一時間においてこれらのエリアの中の１個の特定エリアに指定の色を挿入し、しかもこの特定エリアが隣接するエリアは表示データに基づき画像を表示し、
第二表示時間において特定エリアは表示データに基づき画像を表示し、しかも特定エリアが隣接するエリアに指定の色を挿入する方法を含む。

本発明の最適実施例に示すディスプレーの駆動方法に基づき、上記ディスプレーはM×N個のエリアに分けられ、
しかも第一表示時間において、第(i,j)個のエリアは指定の色を挿入し、しかも第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアは表示データに基づき画像を表示し、 第二表示時間において、第(i,j)個のエリアは該表示データに基づき画像を表示し、しかも第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアは指定の色を挿入し、
さらに進んだ実施例では、上記の指定色は黒或いは任意のグレースケールで、しかも上記の各エリアはそれぞれ１個の画素を代表する。

本発明が提出するドライバーは、ディスプレーの動態残像の解決に適用し、該ディスプレーは第一部分と第二部分に区分され、
該ドライバーはフレームメモリとタイミング制御回路を含み、別にフレーム時間は第一表示時間と第二表示時間に分けられ、
該フレームメモリは表示データの保存に用いられ、該表示データは第一部分データと第二部分データを含み、該第一部分データはディスプレーの第一部分に対応し、該第二部分データはディスプレーの第二部分に対応し、
第一表示時間において、タイミング制御回路は第一部分の表示データを用いディスプレーの第一部分を駆動し、並びにディスプレーの第二部分は指定の色を表示し、
第二表示時間において、タイミング制御回路は第二部分の表示データを用いディスプレーの第二部分を駆動し、並びにディスプレーの第一部分は指定の色を表示する。

本発明の最適実施例に示すドライバーに基づき、該ドライバーは矩形のM×N個のエリアに分けられ、しかも第一表示時間において、タイミング制御回路は第(i,j)個のエリアを駆動し該指定の色を表示し、しかもタイミング制御回路は第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアを駆動し、該表示データに基づき画像を表示し、
第二表示時間において、タイミング制御回路は第(i,j)個のエリアを駆動し該表示データに基づき画像を表示し、しかもタイミング制御回路は第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアを駆動し、該指定の色を表示し、
さらに進んだ実施例では、上記の指定色は黒或いは任意のグレースケールで、しかも上記の各エリアはそれぞれ１個の画素を代表する。
本発明の精神はエリアに区分し黒画面を挿入することで、公知の一面に黒画面を挿入する方法に取って代わるものである。時間軸或いは空間軸共に、視覚に相補の感覚を抱かせることができるため、画面の明滅の現象を低下させることができる。

本発明はエリアに区分し黒画面を挿入することで、公知の一面に黒画面を挿入する方法に取って代わるものである。時間軸或いは空間軸共に、視覚に相補の感覚を抱かせることができるため、画面の明滅の現象を低下させることができる。

本発明の上記及び他の目的、特徴と長所について、以下に最適実施例に図示を付し詳細に説明する。
図６は本発明実施例のディスプレーの駆動方法のフローチャートである。図７は本発明実施例の時間と表示画面の関係図である。図８は本発明実施例のディスプレーシステムの回路図である。
図８に示すように、該ディスプレーは本発明実施例のタイミングコントローラー５０１、フレームメモリ５０２、表示パネル５０３を含む。一般的には、受け取られた表示データは先ず予め該フレームメモリ５０２中に保存される。

次に、図６に示すステップを辿る。
ステップＳ３０１では、スタートする。
ステップＳ３０２では、ディスプレーの画面を多数のエリアに分ける。この実施例中では、ディスプレーの画面はチェス盤状に区分される。
ステップＳ３０３では、１個のフレーム時間を第一表示時間と第二表示時間に分ける。一般には、フレーム時間は垂直走査同期時間Vsyncである。この実施例において、垂直走査同期時間Vsyncは２個の表示時間Ｔ１とＴ２に分けられる。タイミングコントローラー５０１は上記の２個の表示時間Ｔ１とＴ２に基づき、順番に表示パネル５０３を駆動する。
ステップＳ３０４では、第一時間Ｔ１において、上記エリア中の特定のエリアに指定の色を挿入し、しかもこの特定のエリアが隣接するエリアは表示データに基づき画像を表示する。図７に示すように、第一時間Ｔ１において、エリア４０１は黒を挿入し、しかもその周囲のエリア４０２、４０３、４０４、４０５は表示データに基づき、正常に画面を表示する。表示時間Ｔ１の前において、タイミングコントローラー５０１は予め半分の表示データをフレームメモリ５０２から取り出す。続いて、タイミングコントローラー５０１は同様に表示データの順序をアレンジし、並びに取り出されていない表示データ部分に黒色データを挿入する。表示時間Ｔ１において、タイミングコントローラー５０１はアレンジした表示データを表示パネル５０３に送る。よって、第一表示時間Ｔ１において、画面の黒色はチェス盤のような様式で現れる。
ステップＳ３０５では、第二表示時間Ｔ２において、上記特定のエリアは表示データに基づき画像を表示し、しかも上記の特定エリアが隣接するエリアには指定の色を挿入する。図７に示すように、第二表示時間Ｔ２において、エリア４０１は表示データに基づき、正常に画面を表示し、しかもその周囲のエリア４０２、４０３、４０４、４０５は黒色を挿入する。表示時間Ｔ２の前において、タイミングコントローラー５０１は予め半分の表示データをフレームメモリ５０２から取り出す。続いて、タイミングコントローラー５０１は同様に表示データの順序をアレンジし、並びに取り出されていない表示データ部分に黒色データを挿入する。表示時間Ｔ２において、タイミングコントローラー５０１はアレンジした表示データを表示パネル５０３に送る。よって、第二表示時間Ｔ２において、画面の黒色は第一表示時間Ｔ１とは反対のチェス盤のような様式で現れる。
ステップＳ３０６において終了する。

上記実施例から分かるように、この実施例はエリアに区分し黒画面を挿入することで、公知の一面に黒画面を挿入する方法に取って代わるものである。よってこの実施例は画面の明滅の現象を効果的に低下させることができる。上記実施例ではエリアに区分し表示するが、本領域における通常の知識を有する者が当然知り得ることとして、上記ディスプレーのエリアは応用に応じてサイズを変えることができる。本発明実施例の時間と表示画面の関係図である図９に示すように、チェス盤の格子のサイズは方形サイズのエリアに限定するものではなく、任意にＸ画素×Ｙ画素サイズのエリアとしても成立可能である。内、Ｘ及びＹは共に整数である。一般には、エリアのサイズが小さくなれば、画面の明滅現象も少なくなり、相対的に表示の品質も良くなる。別に、上記実施例は黒色挿入を例としているが、本領域における通常の知識を有する者が当然知り得ることとして、黒色は比較的良い例であるに過ぎず、他の種類のグレースケールを使用しても同様に相同の効果を達成することができる。本発明実施例の時間と表示画面の関係図である図１０に示すように、エリアに挿入する色は黒色に限定されず、エリアの色は任意の単一のグレースケールとすることもできる。

以下に画素をエリアとする詳細な実施例を示し、本領域における通常の知識を有する者が本発明を実施可能とする。
本発明実施例のより詳細なディスプレーシステムの回路図である図１１に示すように、このディスプレーシステムはタイミングコントローラー８０１、フレームメモリ８０２、ソース駆動回路８０３、ゲート駆動回路８０４、表示パネル８０５を含む。
図１１に示すように、表示データを受け取った後、該タイミングコントローラー８０１は１個のフレーム全体の表示データを先に該フレームメモリ８０２中に書き込む。次のフレームの表示データを受け取った後、タイミングコントローラー８０１は前の１個のフレームの表示データを該フレームメモリ８０２中から読み出す。

タイミングコントローラー８０１の操作方式は以下の通りである。
先ず、フレームの表示データの第一本線の奇数画素データpixels(1.3.5.7…)を読み取る。次に、第一本線の偶数画素を黒色データに挿入し、ソース駆動回路８０３に出力する。続いて、第二本線の偶数画素データpixels(2.4.6.8…)を読み取る。次に、第二本線の偶数画素を黒色データに挿入し、ソース駆動回路８０３に出力する。残りもこれに準じる。１個のフレーム全体の表示データの操作が完了後、次のフレームの表示データの第一本線の偶数画素データpixels(2.4.6.8…)の読み取りを開始する。残りもこれに準じる。別に上記操作の過程において、表示データの入力は続くため、タイミングコントローラー８０１も表示データを続けてフレームメモリ８０２中に書き込む。

本発明実施例のデータタイミング図である図１２に示すように、図示中の“Ｂ”は出力された黒色データを表す。１個のフレーム全体の表示データの入力が完了後、タイミングコントローラー８０１内部はフレームレートを２倍に上げ、つまり上記のステップＳ３０３を行う。しかも上記操作に基づき、１個のフレーム時間内において、２個のフレームを出力する。図示中のＶＢは垂直空白期間を表す。この図から分かるように、上記タイミングコントローラー８０１の操作により、入力されたデータは図１２の９０１と９０２のように出力される。よって、１個のフレーム時間内において、表示パネル８０５上には２回の相互に反対のチェス盤式画像が表示される。
本発明の精神はエリアに区分し黒画面を挿入することで、公知の一面に黒画面を挿入する方法に取って代わるものである。公知の一面に黒画面を挿入する方法は隣接する２個のフレーム間に完全な黒色画面を挿入するため、画面の明滅現象が感じられ易い。本発明の精神はエリアに区分し黒画面を挿入することで、時間軸或いは空間軸共に、視覚に相補の感覚を抱かせることができるため、画面の明滅の現象を低下させることができ、同時に動態残像の問題をも解決することができる。
最適実施例の詳細説明中に提出した具体的実施例は、本発明の技術内容を便利に説明するものに過ぎず、本発明を上記実施例に狭義に限定するものではない。本発明の精神と特許請求の範囲を超えない状況において行われる各種の変動実施はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。よって本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

公知の液晶ディスプレーの回路ブロックチャートである。 公知のソース駆動回路のブロックチャートである。 公知の液晶ディスプレー中において、各走査線信号が順番に各走査線に供給されるタイミング図である。 ゲート駆動回路が各走査線信号を順番に各走査線に供給するタイミング図である。 ゲート駆動回路が各走査線信号を順番に各走査線に供給するタイミング図である。 本発明実施例のディスプレーの駆動方法のフローチャートである。 本発明実施例の時間と表示画面の関係図である。 本発明実施例のディスプレーシステムの回路図である。 本発明実施例の時間と表示画面の関係図である。 本発明実施例の時間と表示画面の関係図である。 本発明実施例のより詳細なディスプレーシステムの回路図である。 本発明実施例のデータタイミング図である。

符号の説明

１００ 液晶ディスプレー
１１０ ＬＣＤパネル
１２０、８０３ ソース駆動回路
１３０、８０４ ゲート駆動回路
１４０、５０１、８０１ タイミングコントローラー
１５０ ガンマ調整回路
１２１ データ線
１３１ 走査線
１１１ 薄膜トランジスター
１１２ キャパシター
１１２a 画素電極
１１２b 共同電極
１１２c 液晶層
１６０ ソースドライバー
１６１、１６１’ データバッファー
１６２ ポジティブデジタルアナログコンバーター
１６３ ネガティブデジタルアナログコンバーター
１６４ ポジティブアンプ
１６５ ネガティブアンプ
５０２、８０２ フレームメモリ
５０３、８０５ 表示パネル

Claims (12)

1. ディスプレーの動態残像の解決に適用し、
   該ディスプレーの画面を多数のエリアに区分し、
   １個のフレーム時間を第一表示時間と第二表示時間に区分し、
   第一表示時間において該エリア中の１個の特定エリアに指定の色を挿入し、しかも該特定のエリアの隣接する該各エリアに表示データに基づき画像を表示し、
   第二表示時間において、該特定のエリアは該表示データに基づき画像を表示し、しかも該特定のエリアが隣接する該各エリアに該指定の色を挿入することを特徴とする動態残像を解決するディスプレーの駆動方法。
2. 請求項１記載の動態残像を解決するディスプレーの駆動方法において、前記ディスプレーは矩形のＭ×Ｎ個のエリアに区分され、しかも第一表示時間は以下を含み、
   すなわち第(i,j)個のエリアに該指定の色を挿入し、しかも第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアは該表示データに基づき画像を表示することを特徴とする動態残像を解決するディスプレーの駆動方法。
3. 請求項１記載の動態残像を解決するディスプレーの駆動方法において、前記ディスプレーは矩形のＭ×Ｎ個のエリアに区分され、しかも第二表示時間は以下を含み、
   すなわち第(i,j)個のエリアは該表示データに基づき画像を表示し、しかも第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアは該指定の色を挿入することを特徴とする動態残像を解決するディスプレーの駆動方法。
4. 請求項１記載の動態残像を解決するディスプレーの駆動方法において、前記各エリアは画素を含むことを特徴とする動態残像を解決するディスプレーの駆動方法。
5. 請求項１記載の動態残像を解決するディスプレーの駆動方法において、前記指定の色は黒色であることを特徴とする動態残像を解決するディスプレーの駆動方法。
6. 請求項１記載の動態残像を解決するディスプレーの駆動方法において、前記指定の色はグレースケール色であることを特徴とする動態残像を解決するディスプレーの駆動方法。
7. ディスプレーの動態残像の解決に適用し、該ディスプレーは第一部分と第二部分に区分され、該ディスプレーはフレームメモリ、タイミングコントローラーを含み、
   該フレームメモリは表示データを保存し、該表示データは第一部分と第二部分を含み、該第一部分データは該第一部分に対応し、第二部分データは該第二部分に対応し、
   該タイミングコントローラーはフレーム時間を第一表示時間と第二表示時間に分け、第一表示時間において該第一部分の該表示データを用い該ディスプレーの該第一部分を駆動し、これにより該ディスプレーの該第二部分は指定の色を表示し、第二表示時間において、該第二部分の該第二表示データを用い該ディスプレーの該第二部分を駆動し、これにより該ディスプレーの該第一部分は該指定の色を表示することを特徴とする動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバー。
8. 請求項７記載の動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバーにおいて、前記ディスプレーは矩形のＭ×Ｎ個のエリアに区分され、しかも第一表示時間において、タイミングコントローラーは第(i,j)個のエリアを駆動し該指定の色を表示し、しかもタイミングコントローラーは第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアを駆動し該表示データに基づき画像を表示することを特徴とする動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバー。
9. 請求項７記載の動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバーにおいて、前記ディスプレーは矩形のＭ×Ｎ個のエリアに区分され、しかも第二表示時間において、タイミングコントローラーは第(i,j)個のエリアを駆動し該表示データに基づき画像を表示し、しかもタイミングコントローラーは第(i+1,j)、第(i-1,j)、第(i, j +1)、第(i, j -1)エリアを駆動し該指定の色を表示することを特徴とする動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバー。
10. 請求項７記載の動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバーにおいて、前記各エリアは画素を含むことを特徴とする動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバー。
11. 請求項７記載の動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバーにおいて、前記指定の色は黒色であることを特徴とする動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバー。
12. 請求項７記載の動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバーにおいて、前記指定の色はグレースケール色であることを特徴とする動態残像を解決するディスプレーに適用するドライバー。

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