用於液晶顯示面板的驅動裝置以及液晶顯示裝置的製作方法
2023-05-23 00:25:21 1
專利名稱：用於液晶顯示面板的驅動裝置以及液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種用於液晶顯示面板的驅動裝置和一種具有該驅動裝置的液晶顯示裝置，且更為具體地說涉及一種用於液晶顯示面板的驅動裝置和能夠進行過衝驅動操作的液晶顯示裝置，其中，施加超出了在完成響應液晶時達到的目標電壓的過電壓，以增加液晶的響應速度。
本申請要求2006年3月20日申請的日本專利申請NO.2006-077254的優先權，在此通過參考將其併入本文。
現有技術現有液晶顯示裝置被構成為通過對於每一幀中的每個像素改變施加到構成液晶顯示面板的液晶層上的電壓來實現灰度陰影顯示，以改變液晶的透射率。而且，為了即使當需要在灰度級中發生相對突然的變化(即，透射率的變化)時，也能通過液晶的快速響應獲得所需灰度級值(目標灰度級)，進行過衝操作，其中施加超出了對應於當完成響應時達到的目標灰度級的目標電壓的指定過電壓[例如，見專利參考文獻1(日本專利申請特開No.2002-2295219)]。
如圖14中所示，現有液晶顯示裝置101具有液晶顯示面板102和驅動液晶顯示面板102的驅動電路103。驅動電路103包括，計算適當的過衝量的過衝計算部分104，存儲處理程序，各種數據塊等的存儲部分105，控制視頻信號輸出時序的時序控制部分106，將顯示信號(數據信號)提供給液晶顯示面板102的每個信號線的數據電極驅動電路107，以及將掃描信號提供給每個掃描線的掃描電極驅動電路108。例如，液晶顯示裝置101是一般的白模式液晶顯示面板。
存儲部分105具有用作圖像存儲器的幀存儲器109和存儲LUT的LUT(以下為查閱表)存儲部分110。幀存儲器109存儲一幀圖像數據。LUT存儲部分110存儲含有灰度級數據的LUT，用於對應於灰度級轉換的過衝驅動，在LUT中，將對應於灰度級轉換的過衝量(在顯示的一個過去的幀中的灰度級和在當前幀中的灰度級的組合)示出為灰度級值相對於目標灰度級值的增加。
過衝計算部分104檢測對應於輸入當前幀(第n幀視頻信號Fn)的灰度級值和一個過去幀[第(n-1)幀視頻數據Fn-1]的灰度級值的過衝量，其自幀存儲器109通過存儲在LUT存儲部分110中的LUT獲得，且該過衝計算部分104輸出通過向其增加過衝量獲得的灰度級數據，以將相應的電壓加到液晶。在此，如果當前幀中的灰度級值大於一個過去幀中的灰度級值，則過衝量變大，如圖16中示出的Vb(tb≤t≤tc)，以將比對應於當前幀中的灰度級值的電壓高的指定過電壓加到液晶層，且如果當前幀中的灰度級值小於一個過去幀中的灰度級值，則過衝量變小，示出為Vd(tf≤t≤tg)，以將比對應於當前幀中的灰度級值的電壓低的指定電壓加到液晶層。由此，加速液晶的移動以達到目標灰度級，從而在完成液晶響應之前，對應於目標灰度級的液晶層具有指定的透射率。
例如，如圖15中所示，當透射比T從Ta(tb≤t≤tc)改變為Tb(tb≤t≤tc，tc≤t≤td，td≤t≤te，te≤t≤tf)時，儘管如圖16中所示，對應於電壓Tb的原始施加電壓(目標電壓)V為Vc，但是通過在時間(tb≤t≤tc)施加超出電壓Vc的過電壓Vb以從Va快速增加電壓V，跳過Vc到Vb，能將液晶顯示面板的響應速度變得更高。相似地，當透射率T從Tb(tb≤t≤tc，tc≤t≤td，td≤t≤te，te≤t≤tf)變為Tc(tf≤t≤tg，tg≤t≤th，th≤t≤ti)時，儘管如圖16中所示，對應於電壓Tc的原始施加電壓(目標電壓)V為電壓Ve，但是在時間(tf≤t≤tg)也施加低於電壓Ve的電壓Vd。
然而，如圖15中所示，一些情況下，在其中進行過衝驅動操作的幀(tb≤t≤tc)之後的幀(tc≤t≤td)中發生了其中透射率T超出對應於目標灰度級的透射率Tb的過度響應(達到的灰度級大於目標灰度級)，這導致顯示質量降低。因此，過衝驅動量通常不夠。即，除了抑制必要幀中的過衝量以防止隨後幀中過度響應之外別無選擇。
為了解決該問題，(例如在專利參考文獻2[(日本專利申請特開No.2004-1093329)中])公開了一種技術，其中檢測了自達到當前幀中的灰度級之前存在於至少兩個幀中灰度級的灰度級轉換圖形，且當灰度級轉換圖形是一個預定圖形，進行驅動以降低過衝量。如圖17中所示出的，所公開的液晶面板202具有液晶顯示面板101和驅動液晶顯示面板202的驅動電路203。如圖17中所示，驅動電路203包括計算適當過衝量的過衝計算部分204，存儲處理程序，多種數據塊等的存儲部分205，控制視頻信號的輸出時序的時序控制部分206，將顯示信號(數據信號)提供給液晶顯示面板202的每個信號線的數據電極驅動電路207，和將掃描信號提供給每個掃描線的掃描電極驅動電路208。
存儲部分205具有幀存儲器209和210以及存儲很多LUT的LUT存儲部分211。幀存儲器209和210中的每一個都存儲圖像數據[第(n-1)幀視頻數據Fn-1]和圖像數據[第(n-1)幀視頻數據Fn-1]，該圖像數據[第(n-1)幀視頻數據Fn-1]存在於此時相對於將在一幀中顯示的圖像數據(第n幀視頻數據Fn)之前的一幀周期中，而圖像數據[第(n-1)幀視頻數據Fn-1]存在於此時相對於在一幀中將顯示的圖像數據[第n幀視頻數據Fn]之前的兩幀周期中。而且，LUT存儲部分211存儲大量LUT，該LUT包括灰度級數據，用於對應於灰度級轉換的過衝驅動。在每一個LUT中，示出了對應於灰度級轉換(在顯示的一個過去的幀中的灰度級和在當前幀中的灰度級的組合)的過衝量。對於每個LUT過衝量都是變化的，且響應於所檢測的灰度級轉換的圖形選擇相應的LUT。
所解決的第一個問題是，即使採用了其中通過在指定條件下降低過衝量進行測量的專利參考文獻1中公開的現有技術時，也不能進行足夠的過衝驅動，且不能可靠地提高響應速度，以提供優良的顯示質量。而且，要解決的第二個問題是，例如，即使採用了在專利參考文獻2中公開的現有技術時，也會發生幀存儲器容量增加，且必須有很多LUT，並且增加了判斷過程等的計算量，結果，導致成本增加。例如，結果，需要存儲至少兩幀圖像數據的幀存儲器容量。
發明內容
考慮到上述問題，本發明的第一個目的是提供能夠可靠地提高液晶響應速度並能夠獲得優良顯示質量的一種用於液晶顯示面板的驅動裝置和一種液晶顯示裝置，以及一種具有上述驅動裝置的液晶顯示裝置。而且，本發明的第二個目的是提供一種用於液晶顯示面板的驅動裝置，和一種能夠降低成本的液晶顯示裝置。
根據本發明的第一方面，提供了一種用於液晶顯示面板的驅動裝置，其中液晶顯示面板包括沿著第一方向設置的多個數據電極、沿著大致垂直於第一方向的第二方向設置的多個掃描電極，和液晶層，其中驅動裝置將掃描信號施加到多個掃描電極並將提供灰度級的顯示信號提供給多個相應的數據電極，以將提供灰度級的像素數據寫到液晶顯示面板中液晶層的相應像素上，且其中，通過驅動裝置，對於每個像素，基於輸入顯示數據產生過衝灰度級數據(或者，下衝灰度級數據)，且對於此時將於其上進行過衝操作(或者此時於其上進行下衝操作)的像素，將灰度級數據或過衝灰度級數據(或者下衝灰度級數據)設置成略微降低指定量(在下衝驅動的情況下，將數據設置成略微增加指定量)，並且將其施加到每個數據電極。
在前述內容中，優選模式是這樣一種模式，其中
產生並輸出灰度級數據或過衝灰度級數據(或下衝灰度級數據)的灰度級數據輸出電路；和數據電極驅動電路，其通過將顯示信號施加到數據電極，以當數據電極驅動電路接收過衝灰度級數據(或，下衝灰度級數據)時，將施加到像素的灰度級電壓對應於過衝灰度級數據(或者，下衝灰度級數據)，並變成大於參考電壓的過電壓(在下衝驅動的情況下，變成了小於參考電壓的下電壓)，以進行過衝驅動(或者，下衝驅動)，其中灰度級數據輸出電路包括過衝灰度級值計算單元(或者，下衝灰度級值計算單元)，其基於其中進行過衝驅動的當前幀中的當前灰度級值和之前的灰度級值計算當前幀中的過衝灰度級值(或者，下衝灰度級值)；校正單元，其基於當前灰度級值和之前的灰度級值預測在下一幀顯示中發生的過度響應，並獲得過度響應的等級或下一灰度級的校正量，以防止過度響應；和校正的灰度級值計算單元，其基於過度響應的等級或下一灰度級值的所校正量來計算所校正的灰度級值或過衝灰度級值(或者下衝灰度級值)。
在此，在說明書中，術語「幀」的含義具有包括場的寬泛概念。而且，除了一個過去幀中的灰度級值之外，「之前的灰度級值」還表示包括兩個或多個之前幀中的灰度級值的寬泛概念的灰度級值。
而且，優選模式是這樣一種模式，其中校正單元包括過度響應等級估計單元，從而在顯示當前幀中的過衝驅動(或者下衝驅動)時基於當前灰度級值和之前灰度級值預測顯示下一幀時的過度響應，且該校正單元估計過度響應的等級。
而且，優選模式是這樣一種模式，其中其包括圖像信息存儲單元以存儲至少一幀圖像信息。
而且，優選模式是這樣一種模式，其中圖像信息存儲單元存儲通過將下一幀中的過度響應的等級或者所校正量加到當前幀中的圖像信息而獲得的信息。
而且，優選模式是這樣一種模式，其中過度響應等級估計單元將通過將下一幀中的過度響應等級加到當前幀中的圖像信息而獲得的信息發送到圖像信息存儲單元中，且所校正的灰度級值計算單元在幀中顯示時自圖像信息存儲單元接收過度響應的等級，和基於過度響應的等級計算所校正的量，並基於所校正的量獲得所校正的灰度級值或者過衝灰度級值(或者下衝灰度級值)。
而且，優選模式是這樣一種模式，其中其包括過衝灰度級值存儲單元(或者，下衝灰度級值存儲單元)，以存儲對應於當前灰度級值和之前灰度級值的過衝灰度級值(或者下衝灰度級值)，並包括對應於當前灰度級值和之前灰度級值的所校正量存儲單元。
而且，優選模式是這樣一種模式，其中其包括過度響應等級存儲單元，以存儲對應於當前灰度級值和之前灰度級值的過度響應的等級。
而且，優選模式是這樣一種模式，其中過衝灰度級值存儲單元(或者，下衝灰度級值存儲單元)存儲實際上事先測量的過衝灰度級值(或者下衝灰度級值)，且所校正量存儲單元存儲實際上事先測量的所校正量，且過度響應等級存儲單元存儲實際上事先測量的過度響應等級。
根據本發明的第二方面，提供了一種液晶顯示裝置，其包括液晶顯示面板，其包括沿著第一方向設置的多個數據電極，沿著大致垂直於第一方向的第二方向設置的多個掃描電極，和液晶層；和根據前述第一方面的液晶顯示面板的驅動裝置，其將掃描信號施加到多個掃描電極，並將提供灰度級的顯示信號施加到多個相應的數據電極，以將提供灰度級的像素數據寫到液晶層的相應像素上。
通過上述結構，對於每個像素，基於輸入顯示數據產生過衝灰度級數據(下衝灰度級數據)，並將其施加到相應的數據電極，且對於此時於其上進行過衝操作(或者，此時於其上進行下衝操作)的像素，將灰度級數據或過衝灰度級數據(下衝灰度級數據)設置成略微降低指定量，並將其施加到數據電極(在下衝驅動的情況下，將數據設置成略微增加指定量)，且因此，可以防止過度響應，且例如，不論在下一幀中是否可預測過度響應，都能在充分對應於目標灰度級值的所施加電壓下進行過衝驅動，且結果，能可靠地使得液晶的響應速度高，並能獲得高的顯示質量。而且，由於圖像信息用於獲得灰度級的校正量，因此當前幀和一個過去幀到當前幀中的信息是足夠的，且因此可以抑制存儲圖像信息的圖像存儲裝置容量和成本的增加。
根據結合附圖的以下描述，本發明的上述和其他目的、優點和特徵將更加明顯，附圖中圖1是示出根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的電氣結構的框圖；圖2是示出構成根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的LCD(液晶顯示器)驅動電路的電氣結構的框圖；圖3是示意性示出構成根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的液晶顯示面板結構的透視圖；圖4是示意性示出圖3的液晶顯示面板結構的截面圖；圖5是示出圖3的液晶顯示面板的電氣結構的等效電路圖；圖6是示出根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的控制部分和存儲部分的結構的框圖；圖7是示出構成根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的第一LUT存儲部分中存儲的第一LUT內容的圖；圖8是示出構成根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的第二LUT存儲部分中存儲的第二LUT內容的圖；圖9是示出構成根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的第三LUT存儲部分中存儲的第三LUT內容的圖；圖10是示出構成根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的幀存儲器中存儲的幀數據的格式的圖；圖11是說明根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的LCD驅動電路的操作的圖；圖12也是說明根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的LCD驅動電路的操作的圖；圖13是示出構成根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的幀存儲器中存儲的幀數據的格式的圖；圖14是說明現有技術的圖；圖15是說明現有技術的圖；圖16是說明現有技術的圖；圖17是說明現有技術的圖。
具體實施例方式
將使用各個實施例參考附圖更詳細地描述實施本發明的最佳實施例。通過對於每個像素都基於輸入顯示數據產生過衝灰度級數據(或者下衝灰度級數據)，並通過將數據施加到相應的數據電極，和對於在其上進行過衝操作(或者在其上進行下衝操作)的像素，通過將灰度級數據或過衝灰度級數據(或下衝灰度級數據)設置為略微降低將施加到數據電極的指定量(在下衝驅動的情況下，將該數據設置成略微增加指定量)，來防止過度響應，且例如，無論在下一幀中是否可預測過度響應，通過在足夠對應於目標灰度級值的所施加電壓下進行過衝驅動，都能實現可以可靠地提高液晶響應速度並可以獲得良好顯示質量的本發明的第一目的。而且，由於圖像信息用於獲得灰度級的校正量，因此，通過使用足夠的當前幀和一個過去幀至當前幀中的信息，能實現抑制存儲圖像信息的圖像存儲裝置容量和成本的增加的第二個目的。
第一實施例圖1是示出本發明第一實施例的液晶顯示裝置的電氣結構的框圖。圖2是示出構成第一實施例的液晶顯示裝置的LCD(液晶顯示器)驅動電路的電氣結構的框圖。圖3是示意性示出構成第一實施例的液晶顯示裝置的液晶顯示面板的結構的透視圖。圖4是示意性示出圖3液晶顯示面板的結構的截面圖。圖5是示出圖3液晶顯示面板的電結構的等效電路圖。圖6是示出第一實施例的液晶顯示裝置的控制部分和存儲部分的結構的框圖。圖7是示出構成第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的第一LUT存儲部分中存儲的第一LUT內容的圖。圖8是示出構成第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的第二LUT存儲部分中存儲的第二LUT內容的圖。圖9是示出構成第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的第三LUT存儲部分中存儲的第三LUT內容的圖。圖10是構成第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的幀存儲器中存儲的幀數據格式的圖。圖11和12是說明第一實施例液晶顯示裝置的LCD驅動電路操作的圖。圖13是示出構成第一實施例的液晶顯示裝置存儲部分的幀存儲器中存儲的幀數據格式的圖。
圖1和2中示出的第一實施例的液晶顯示裝置，其包括液晶顯示面板2，驅動液晶顯示面板2的LCD驅動電路3，基於自外部提供的圖像數據產生相應圖像信號的圖像信號產生部分4，將照明光提供到液晶顯示面板2的背光5。例如，該液晶顯示面板2是具有TFT(薄膜電晶體)結構的透光型液晶顯示面板，並如圖3至5中示出的，其包括其上安裝了驅動TFTpq(p和q是自然數)以及很多透明像素電極8pq的TFT基板9，以在對向基板12和TFT基板之間插入的幾μm長度的間隙朝向TFT基板9固定安裝的、從而具有著色層(濾色器層)11的對向基板12，密封於該間隙中的液晶層13，和在TFT基板9和對向基板12的外部設置的一對偏振器14和15。而且，在該實施例中，採用了通常為常白模式的液晶顯示面板。而且，驅動TFTpq中的下標如「p」表示行數，且「q」表示列數。例如，TFTpq示出了TFT位於p行和q列中，且該TFT是連接到第p條掃描線Gp和第q條信號線Dq的驅動TFT。
在TFT基板9上，以矩陣形式設置了多個透明像素電極811、812、……，而在透明電極811、812、……的周圍部分中，以相互垂直的方式設置了用於提供掃描信號的各掃描線Gp以及用於提供顯示信號的各信號線Dq。所述掃描信號和顯示信號均是從連接到外部電路的每一個外部輸入端子輸入的。驅動TFTpq被設置在掃描線Gp和信號線Dq中每一個的每個交叉點的相鄰部分中，且將該驅動TFTpq用作開關元件，其源極連接到每個透明像素電極8pq，以將信號電荷提供到液晶單元。
通過經由掃描線Gp向與掃描線Gp相連的柵極輸入掃描信號，同時向與信號線Dq相連的漏極輸入顯示信號，對該驅動TFT7pq進行驅動和控制。而且，驅動TFT7pq的源極通過接觸孔連接到透明像素電極8pq。TFT基板9具有其中堆疊每個電極層、絕緣膜等的結構。即，在透明絕緣基板17上形成柵極。柵極塗覆有柵絕緣膜。在柵極上方的柵絕緣膜上形成半導體層。在柵絕緣膜上形成與半導體層接觸的漏極和源極。柵絕緣膜、半導體層、漏極和源極塗覆有鈍化膜。鈍化膜的指定部分塗覆有ITO(銦錫氧化物)膜。
由此，在透明絕緣基板17上形成驅動TFTpq。ITO膜的指定部分被用作每個透明像素電極8pq。在透明像素電極層(ITO膜)8pq上以覆蓋透明像素電極層8pq的方式形成液晶定向膜18。在對向基板12中，在透明絕緣基板19上設置由紅、綠和藍著色部分構成的著色層11。以覆蓋著色層11的方式形成對向電極21。在對向電極21上以覆蓋對向電極21的方式形成液晶定向膜22。以面對構成對向基板12的液晶定向膜22的方式形成構成TFT基板9的液晶定向膜18，且液晶層13夾在液晶定向膜18和液晶定向膜22之間。
如圖1和2中所示，LCD驅動電路3包括具有CPU(中央處理器)以實施指定的控制功能和計算功能的控制部分24，由半導體存儲器如ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機存取存儲器)等構成、並存儲將由控制部分24執行的處理程序和各種數據塊等的存儲部分25，將顯示信號(數據信號)提供給每個信號線Dq的數據電極驅動電路26，以及將掃描信號提供給每個掃描線Gp的掃描電極驅動電路(柵極驅動器)27。
如圖2和6中所示的，控制部分24包括計算適當過衝量的過衝計算部分29，估計在過衝驅動之後的隨後幀中的過度響應等級的過度響應等級估計部分31，計算抑制過度響應所需的校正量的過度響應校正和計算部分32，計算校正的過衝量、並將其向時序控制部分34輸出的加法器33，以及控制視頻信號的輸出時序的時序控制部分34。而且，在該實施例中，除了狹義概念中的過衝之外，術語「過衝」還包括下衝。存儲部分25具有存儲程序的程序存儲部分和存儲信息的信息存儲部分。程序存儲部分存儲過衝計算處理程序、過度響應等級估計處理程序、過度響應校正計算程序等。
信息存儲部分包括用作圖像存儲器的幀存儲器38，存儲第一LUT的第一LUT存儲部分39，存儲第二LUT的第二LUT存儲部分41，以及存儲第三LUT的第三LUT存儲部分42。幀存儲器38存儲一幀圖像數據。如圖10中所示，所指定的[第n(n是自然數)]幀的每個像素的幀數據「En」都由視頻數據(第n幀視頻數據，該實施例中是6位)Fn和接下來的下一幀[第(n+1)幀的過度響應等級數據，該實施例中為2位]的過度響應數據Ln+1構成。
而且，如圖7中所示，第一LUT存儲部分39為與灰度級轉換對應的過衝驅動存儲灰度級值的對應表格。在該LUT中，示出了對應於灰度級轉換(在顯示的一個過去幀中的灰度級和當前幀中灰度級的組合)的過衝量(相對於目標灰度級值的灰度級值增加量、或者灰度級增強量)。通過實驗事先計算適當的過衝量。圖7中的陰影區域對應於其中預測會發生過度響應的灰度級轉換。
而且，如圖8中所示，第二LUT存儲部分41存儲了預測發生過度響應的灰度級值以及過度響應等級的對應表格。在該LUT中，示出了與灰度級轉換(在顯示的一個過去幀中的灰度級和在當前幀中灰度級值的組合)對應的下一幀中的過度響應等級[灰度級值的增加量(圖8中的負值示出了減少)]。該過度響應等級是通過實驗事先獲得的。圖8中的陰影部分對應於其中預測發生過度響應的灰度級轉換。如圖9中所示，第三LUT存儲部分42存儲用於校正下述灰度級值的值，該灰度級值將用於抑制對應於過度響應等級的過度響應。事先通過實驗獲得用於校正灰度級值的值。在該實施例中，使用與過度響應級別具有大致相同值且具有反向符號的值。
設置過衝計算部分29計算對應於灰度級轉換(在顯示的一個過去幀中的灰度級和在當前幀中的灰度級的組合)的過衝量(相對於目標灰度級或者灰度級增強的灰度級值增加)，以施加超出了與在液晶響應完成時的目標灰度級對應的目標電壓的適當過電壓，即，進行過衝驅動，這能使液晶靈敏地響應於灰度級轉換，並使得與目標灰度級對應的液晶層13在完成液晶響應之前提供指定透射率並輸出所計算的過衝灰度級數據(見圖12至13)。
而且，實際上，為了防止液晶的老化，在每個指定周期中(例如在每個幀周期中)都(以反向的方式)驅動液晶，且圖12中示出了所施加電壓的絕對值，這是一起在正極性側上提供的。
過衝計算部分29基於從圖像信號產生部分4提供的用於此時顯示的當前幀的視頻數據Fn、和在幀存儲器38中存儲並從幀存儲器38提供的前一幀的視頻數據Fn-1，通過參考存儲在第一LUT存儲部分39中的LUT，提取相應的灰度級數據(過衝量)。即，過衝計算部分29根據作為前一幀灰度級值的視頻數據Fn-1、和作為當前幀灰度級值的視頻數據Fn，計算相應的灰度級數據。
過度響應等級估計部分31估計在其中施加適當過電壓(進行過衝驅動)的幀的下一幀中存在還是不存在過度響應，以及估計在預測了過度響應時的過度響應等級(過度響應的量)，並將所估計的結果輸出到幀存儲器38。通過目標灰度級和所達到的灰度級之間的增加量，來計算過度響應等級。
過度響應等級估計部分31基於從圖像信號產生部分4提供的用於此時顯示的當前幀的視頻數據Fn、和在幀存儲器中存儲並從幀存儲器提供的前一幀的視頻數據Fn-1，通過參考第二LUT存儲部分41中存儲的LUT，來提取相應的下一幀中的響應等級[灰度級值的增加量(圖8中的負值示出了減少)]。即，過度響應等級估計部分31根據自圖像信號產生部分4提供的此時顯示的作為前一幀中灰度級的視頻數據Fn-1和作為當前幀中灰度級的視頻數據Fn來計算在下一幀中的相應多餘響應等級Ln+1，並將視頻數據Fn和過度響應等級Ln+1發送到幀存儲器38。
當已經在當前幀中預測了過度響應時，過度響應校正和計算部分32基於由之前一幀周期的過度等級估計部分31估計的當前幀中的過度響應等級Ln來計算所校正的值(灰度級的校正量)，且上述過度響應等級Ln存儲於幀存儲器38中並自幀存儲器38提供。通過參考第三LUT存儲部分42中存儲的LUT，過度響應校正和計算部分32基於在當前幀中的、自幀存儲器38提供的過度響應等級Ln計算校正值(灰度級的校正量)。根據該實施例，結果，通過使用具有大致與過度響應等級相同的值並具有相反符號的值來消除過度響應。
加法器33通過將自過度響應校正和計算部分32提供的灰度級校正量增加到從過衝計算部分29提供的過衝灰度級數據來計算所校正的灰度級數據，並將所校正的灰度級數據發送到時序控制部分34。該時序控制部分34將視頻信號、開始脈衝信號、移位時鐘信號和數據鎖存信號輸出至數據電極驅動電路26，並且還將開始脈衝信號和移位時鐘信號輸出至掃描電極驅動電路27。由此，控制部分24通過數據電極驅動電路26和掃描電極驅動電路27，向每個像素8pq上進行寫入。
背光4由具有多個LED(發光二極體)的光源單元、接收自光源單元發出的光並將平面狀照明光發射到液晶顯示面板2，該光學材料組包括校正照明變化的漫射片和聚集來自光導板側的照明光的稜鏡，並且該光學材料組被設置為從背面側將照明光施加到液晶顯示面板、並使得觀察者能看到透射穿過液晶顯示面板2的光。
接下來，通過參考圖2、11和12來描述該實施例的液晶顯示裝置1的LCD驅動電路的操作。首先，通過參考圖2來說明構成LCD驅動電路3中控制部分24的每個部件的操作。將過衝計算部分29設置為計算對應於灰度級(顯示的一個過去幀中的灰度級和當前幀中的灰度級的組合)的過衝量(相對於目標灰度級的灰度級值增加量，或灰度級增強量)，以施加超出了與當完成液晶響應時達到的目標灰度級相對應的目標電壓的適當過電壓，即，進行過衝驅動，這能使液晶靈敏地響應於灰度級轉換，並使得對應於目標灰度級的液晶層13在完成液晶響應之前提供指定透射率，從而輸出所計算的過衝灰度級數據。如圖2中所示，過衝計算部分29基於從圖像信號產生部分4提供的此時顯示的當前幀中的視頻數據Fn、和存儲在幀存儲器38中並從幀存儲器38提供的之前幀中的視頻數據Fn-1，通過參考存儲於第一LUT存儲部分39中的LUT，提取相應的灰度級數據(過衝量)。即，過衝計算部分29根據作為前一幀中的灰度級值的視頻數據Fn-1並根據作為當前幀中灰度級值的視頻數據Fn來計算相應的灰度級數據。
過度響應等級估計部分31估計在其中施加了適當過電壓(進行過衝驅動)的幀的下一幀中存在還是不存在過度響應，並估計當預測到過度響應時的過度響應等級(過度響應的量)，並且將估計結果輸出至幀存儲器38。作為目標灰度級和所達到灰度級之間的增加量，來計算過度響應等級。如圖2中所示，過度響應等級估計部分31基於從圖像信號產生部分4提供的此時顯示的當前幀中的視頻數據Fn、和存儲在幀存儲器中並從幀存儲器提供的之前幀中的視頻數據Fn-1，通過參考存儲在第二LUT存儲部分41中的LUT，提取在相應下一幀中的響應等級[灰度級值的增加量(圖8中的負值示出了減少)]。
即，過度響應等級估計部分31根據從圖像信號產生部分4提供的作為之前幀中的灰度級的視頻數據Fn-1和作為用於此時顯示的當前幀中的灰度級的視頻數據Fn，計算在下一幀中相應的過度響應等級Ln+1，並且將視頻數據Fn和過度響應等級Ln+1發送到幀存儲器38。過度響應等級估計部分31將從圖像信號產生部分4提供的用於此時顯示的當前幀中的視頻數據Fn與過度響應等級Ln+1一起發送到幀存儲器38。
如圖2中所示，當在當前幀中已經預測了過度響應時，過度響應校正和計算部分32基於由過度響應等級估計部分31在之前一幀周期估計的當前幀過度響應等級Ln、以及存儲在幀存儲器38中並從幀存儲器38提供的當前幀過度響應等級Ln，計算校正值(灰度級的校正量)。過度響應校正和計算部分32基於從幀存儲器38提供的當前幀中的過度響應等級Ln，通過參考存儲在第三LUT存儲部分42中的LUT，計算校正值(灰度級的校正量)。在該實施例中，結果是，通過使用具有與過度響應等級大致相同的值並具有相反符號的值消除了過度響應。
加法器33通過將從過度響應校正和計算部分32提供的灰度級校正量加到從過衝計算部分29提供的過衝灰度級數據，來計算校正後的灰度級數據，並且該加法器33將校正後的灰度級數據發送到時序控制部分34。時序控制部分34將視頻信號、開始脈衝信號、移位時鐘信號和數據鎖存信號輸出至數據電極驅動電路26，並且還將開始脈衝信號和移位時鐘信號提供給掃描電極驅動電路27。由此，控制部分24通過數據電極驅動電路26和掃描電極驅動電路27，向每個像素8pq上進行寫入。
接下來，將詳細描述整個LCD驅動電路3的操作。如圖11中所示，為了在周期(t2≤t≤t3)期間將液晶的透射率T從其等級(T＝T2)快速升高至其等級(T＝T3)，如圖12中所示，設置控制部分24不將所施加的電壓V從電壓(V＝V4)改變成對應於目標灰度級的電壓(V＝V6)，而是將其改變為響應於灰度級轉換的預定適當過電壓(V＝V7)，並且之後，在周期(t3≤t≤t4)期間，當如果所施加的電壓保持為V6時預測到在液晶透射率T中發生過度響應的時候，所施加電壓V被降低到校正電壓(V＝V5)。從而，如圖11中所示，液晶的透射率T保持為與目標灰度級對應的透射率(T＝T3)。而且，例如圖11中所示，在周期(t6≤t≤t7)期間，為了將液晶的透射率T從其等級(T＝T3)快速降低至其等級(T＝T1)，如圖11中所示，設置控制部分24不將所施加電壓V從電壓(V＝V6)改變為對應於目標灰度級的電壓(V＝V2)，而是將其改變為根據灰度級轉換的預定適當過衝電壓(V＝V1)，如圖11中所示，且之後升高，在周期(t7≤t≤t8)期間，當如果所施加電壓V保持為V2時預測液晶透射率T發生過度響應的時候，使所施加電壓V升高到校正電壓(V＝V3)。從而，液晶透射率T保持為對應於目標灰度級的透射比(T＝T1)，如圖11中所示。
由此，根據該實施例的構成，當在用於顯示的當前幀中進行過衝驅動時，基於一個過去幀中的灰度級和當前幀中灰度級的組合來預測下一幀中的過度響應等級，且當預測到過度響應時，事先計算用於防止(或者消除)過度響應的校正灰度級值，且因此，通過施加對應於校正灰度級值的電壓，能抑制在下一幀中的過度響應，而且例如無論在下一幀中是否預測到過度響應，都能夠通過與目標灰度級值充分對應的所施加電壓來進行過衝驅動，且結果，可靠地提高了液晶的響應速度，且能獲得良好的顯示質量。
在此，例如，在可預測到過度響應且進行過衝驅動的幀中，使過衝量降低，而在可預測到過度響應且不進行過衝驅動時、或者灰度級不發生變化的幀中，通過降低預定灰度級值來抑制過度響應，因此只要必要，便可以在足夠電壓下進行過衝驅動，這能夠可靠地提高液晶的響應速度。
而且，對於用於獲得灰度級校正量的圖像信息，在之前幀中和當前幀中的信息是足夠的，因此，對於幀存儲器的容量，能夠節省一幀數據的容量是足夠的，且通過存儲把關於過度響應等級的信息添加到一幀中的視頻信號後獲得的信息，能減少所需的存儲容量。此外，有限數量的LUT也是足夠的，且與現有技術不同，不需要大量的LUT。而且能降低控制部分中的計算量，這能夠提高液晶的響應速度，並能夠降低成本。
如上所述，現有技術中，當對兩個幀周期連續進行過衝驅動和/或校正時，為了將灰度級轉換數據存儲兩次，需要具有存儲兩幀圖像數據的容量的幀存儲器。然而，由於根據該實施例，事先定義其中預測到在下一幀中發生過度響應的灰度級轉換，且以與預測到過度響應的一個過去幀中的視頻數據相對應的方式，將所預測的過度響應等級存儲到幀存儲器中，因此，通過使用具有一幀存儲容量的幀存儲器，可以在兩個幀周期中，進行進行過衝驅動或者灰度級數據校正，這使得能夠降低幀存儲器容量。
第二實施例第二實施例的結構與第一實施例的結構的不同之處主要在於，取代過度響應等級，而是將通過將灰度級的校正值自身加到幀中的視頻信號後獲得的信息存儲到幀存儲器中，其結果是，沒有使用過度響應校正和計算部分。除了上述之外的結構與第一實施例中的大致相同，且如圖32中使用的相同參考數字表示具有相同功能的部件，如第一實施例中一樣，且因此省略了其描述。
過度響應等級估計部分31被設置為事先定義其中預測到下一幀中發生過度響應的灰度級轉換，並以與其中預測到過度響應的幀之前的幀中的視頻數據相對應的方式，將防止預測的過度響應的校正值存儲到幀存儲器38中。幀存儲器38以與其中預測到過度響應的幀之前的幀中的視頻數據相對應的方式，存儲灰度級的校正值。加法器33通過將從幀存儲器38提供的灰度級校正量加到從過衝計算部分29提供的過衝灰度級數據，來計算校正灰度級數據。
由此，根據第二實施例的結構，能實現與第一實施例中獲得的大致相同的效果。除此之外，其可以降低存儲容量並進一步降低成本。
明顯的是，本發明不限於上述實施例，而是可以作出改變和修改，而不超出本發明的範圍和精神。例如，上述實施例中，例如，控制部分通過執行相應的控制程序執行過衝計算處理、過度響應等級估計處理、過度響應校正和計算處理等，然而，本發明不限於此，且將控制部分設置為通過使用特定目的的硬體以及通過使用相應程序的部分處理，執行過衝計算處理、過度響應等級估計處理、過度響應校正和計算處理中的部分或全部。而且，可將控制部分設置為通過執行特定控制程序實施加法器和/或時序控制部分的功能。
而且，可通過多個CPU或僅通過單個CPU分開執行過衝計算處理、過度響應等級估計處理、過度響應校正和計算處理等。而且，例如，過衝校正部分和第一LUT存儲部分可構成一個晶片。控制部分和存儲部分可構成為一個晶片。除了時序控制部分之外的控制部分和存儲部分可構成為一個晶片。除了時序控制部分之外的控制部分和除了幀存儲器之外的存儲部分可構成為一個晶片。
而且，對於用於更新每個像素的灰度級數據以進行顯示的周期(刷新周期)，不僅可採用幀周期，還可採用場周期。例如，當處理NTSC(全國電視系統委員會制式)系統的視頻信號時，使用場周期代替幀周期，即，能夠在每個場周期中更新灰度級數據，使用一場的數據作為圖像數據的一個畫面。而且，描述了其中在64個灰度級中進行操作的實例，然而，可在128灰度級中或者在256灰度級中進行本發明的操作。在256灰度級操作的情況下，如圖13中所示，幀數據In由8位的當前幀視頻數據Jn和下一幀的2位過度響應等級數據Kn+1構成。
可以僅將與代表性的灰度級對應的值存儲在LUT中，且可通過插值法獲得中間值。可將對應於每個灰度級的值存儲在LUT中。而且，在本發明中，可以使用通常的常白模式和通常的常黑模式液晶顯示面板。作為掃描方法，可使用逐行掃描和隔行掃描中的任一種。
此外，本發明不僅可用於有源驅動型液晶顯示裝置，還可用於無源驅動型液晶顯示裝置。
權利要求
1.一種液晶顯示面板的驅動裝置，其中所述液晶顯示面板包括沿著第一方向設置的多個數據電極、沿著大致與第一方垂直的第二方向設置的多個掃描電極、和液晶層，其中所述驅動裝置將掃描信號施加到所述多個掃描電極，並將提供灰度級的顯示信號施加到多個相應的數據電極，以將提供灰度級的像素數據寫到所述液晶顯示面板中所述液晶層的相應像素上，且其中，通過所述驅動裝置，基於每個像素的輸入顯示數據產生過衝灰度級數據(或者，下衝灰度級數據)，且對於此時於其上進行過衝操作(或者，此時於其上進行下衝操作)的像素，將灰度級數據或過衝灰度級數據(或者下衝灰度級數據)設置成略微降低指定量(在下衝驅動的情況下，將該數據設置成略微增加指定量)，並且將其施加到每個數據電極。
2.如權利要求1的液晶顯示裝置的驅動裝置，還包括灰度級數據輸出電路，其產生並輸出所述灰度級數據或所述過衝灰度級數據(或者，下衝灰度級數據)；和數據電極驅動電路，其通過將所述顯示信號施加到所述數據電極來進行過衝驅動(或者，下衝驅動)，使得當所述數據電極驅動電路接收所述過衝灰度級數據(或者，下衝灰度級數據)時，施加到所述像素上的灰度級電壓對應於所述過衝灰度級數據(或者，下衝灰度級數據)，並且變成大於參考電壓的過電壓(在下衝驅動的情況下，變成小於所述參考電壓的過電壓)，其中所述灰度級數據輸出電路包括過衝灰度級值計算單元(或者，下衝灰度級計算單元)，其基於執行進行過衝驅動的所述當前幀中的當前灰度級值和之前的灰度級值計算當前幀中的過衝灰度級值(或者，下衝灰度級值)；校正單元，其基於所述當前灰度級值和所述之前灰度級值預測在下一幀時間中發生的過度響應，並獲得過度響應的等級或者下一時間灰度級的校正量，以防止過度響應；和校正灰度級值計算單元，其基於所述過度響應的等級或者所述下一時間灰度級值的所述校正量來計算校正灰度級值或過衝灰度級值(或下衝灰度級值)。
3.如權利要求2的液晶顯示裝置的驅動裝置，其中。所述校正單元包括過度響應等級估計單元，其基於顯示時的所述當前灰度級值和所述之前灰度級值，預測在所述下一時間幀中顯示時的過度響應，用於所述當前幀中的過衝驅動(或者，用於下衝驅動)，並且該校正單元估計所述過度響應的等級。
4.如權利要求1的液晶顯示裝置的驅動裝置，還包括存儲至少一幀圖像信息的圖像信息存儲單元。
5.如權利要求4的液晶顯示裝置的驅動裝置，其中，所述圖像信息存儲單元存儲通過將所述下一幀中的所述過度響應等級或者所述的校正量加到所述當前幀中的圖像信息而獲得的信息。
6.如權利要求5的液晶顯示裝置的驅動裝置，其中，所述過度響應等級估計單元將一信息發送到所述圖像信息存儲單元中，該信息是通過將所述下一時間幀中的所述過度響應的等級加到所述當前幀中的圖像信息中而獲得的，並且，所述校正灰度級值計算單元在幀中顯示時從所述圖像信息存儲單元接收所述過度響應的等級，並且基於所述過度響應的等級計算所述校正量，還基於校正量獲得校正的灰度級值或過衝灰度級值(或者，下衝灰度級值)。
7.如權利要求1的液晶顯示裝置的驅動裝置，還包括存儲對應於所述當前灰度級值和所述之前灰度級值的所述過衝灰度級值(或者，下衝灰度級值)的過衝灰度級值存儲單元(或者，下衝灰度級值存儲單元)，和對應於所述當前灰度級值以及所述之前灰度級值的校正量存儲單元。
8.如權利要求7的液晶顯示裝置的驅動裝置，還包括過度響應等級存儲單元，其存儲對應於所述當前灰度級值和所述之前灰度級值的所述過度響應的等級。
9.如權利要求8的液晶顯示裝置的驅動裝置，其中，所述過衝灰度級值存儲單元(或者，下衝灰度級值存儲單元)存儲實際上事先測量的所述過衝灰度級值(或者，下衝灰度級值)，且所述校正量存儲單元存儲實際上事先測量的所述校正量，且所述過度響應等級存儲單元存儲實際上事先測量的所述過度響應等級。
10.一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，其包括沿著第一方向設置的多個數據電極、沿著大致與所述第一方向垂直的第二方向設置的多個掃描電極、和液晶層；和根據權利要求1至權利要求9中任一項所述的液晶顯示面板的驅動裝置，其將掃描信號施加到所述多個掃描電極，並將顯示信號提供灰度級施加到多個相應的數據電極，以將提供灰度級的像素數據寫到所述液晶層的相應像素上。
全文摘要
提供了一種液晶顯示面板驅動裝置，其能夠可靠地提高液晶的響應速度，並能夠獲得良好的顯示質量。當在用於顯示的當前幀中進行過衝驅動時，基於一個過去幀中的灰度級和當前幀中的灰度級的組合預測下一幀中的過度響應等級，並且，當預測了過度響應時，事先計算防止(或消除)過度響應的校正灰度級值。通過施加對應於校正灰度級值的電壓，能抑制下一幀中的過度響應。無論在下一幀中是否預見到過度響應，都能在足夠對應於目標灰度級值的所施加電壓下進行過衝驅動，且結果，能可靠地使得液晶的響應速度高，並能獲得良好的顯示質量。
文檔編號G09G3/36GK101042482SQ200710088150
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月20日 優先權日2006年3月20日
發明者木村裕昭 申請人:Nec液晶技術株式會社