專利名稱:液晶中間灰度級(jí)顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及液晶顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置;詳細(xì)而言,本發(fā)明涉及通過(guò)周期性施加2個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)電壓、顯示中間灰度級(jí)的液晶顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置。
背景技術(shù):
液晶顯示裝置通常具有矩陣狀配置多個(gè)包含液晶元件的像素電路的顯示面板、給顯示面板的規(guī)定像素電路通過(guò)規(guī)定的數(shù)據(jù)循環(huán)的液晶驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器、以及給顯示面板通過(guò)用于選擇規(guī)定的像素電路的規(guī)定掃描線的選擇用驅(qū)動(dòng)電路。圖20是示出此液晶顯示裝置所包含像素電路的等效電路的圖。如該圖所示,此像素電路具有提供來(lái)自液晶驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)線101、提供來(lái)自選擇用驅(qū)動(dòng)器的掃描信號(hào)的掃描信號(hào)線100、根據(jù)掃描信號(hào)起開(kāi)關(guān)元件作用的場(chǎng)效應(yīng)晶體管102、調(diào)節(jié)像素的顯示光量用的液晶元件103和具有規(guī)定電容的輔助電容元件104。場(chǎng)效應(yīng)晶體管102在其柵極連接掃描相關(guān)線100,并在其漏極連接數(shù)據(jù)信號(hào)線。液晶元件和輔助電容元件的一端連接場(chǎng)效應(yīng)晶體管102的源極,它們的另一端連接作為外部像素電路共用的電極的共用電極Vcom。此像素電路在供給掃描信號(hào)時(shí),即選擇掃描信號(hào)線100時(shí),上述場(chǎng)效應(yīng)晶體管102成為導(dǎo)通狀態(tài),因而將數(shù)據(jù)信號(hào)線上施加的(數(shù)據(jù)信號(hào)的)電壓施加到輔助電容元件104上。然后,在掃描信號(hào)線100的選擇時(shí)間結(jié)束時(shí),場(chǎng)效應(yīng)晶體管102為阻斷狀態(tài),但由輔助電容元件104積存(保持)的電荷使阻斷時(shí)電壓得到連續(xù)保持。這里,由于液晶元件103的光透射率或光反射率因所施加的電壓而變化,如果在選擇掃描信號(hào)線100時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)線101施加符合圖像數(shù)據(jù)的電壓,就能使像素顯示亮度(顯示灰度級(jí))依據(jù)圖像數(shù)據(jù)變化。
數(shù)字式液晶驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器根據(jù)外部提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),選擇預(yù)定的多個(gè)基準(zhǔn)電壓中的一個(gè),施加到規(guī)定的像素電路的液晶元件上。此數(shù)字式液晶驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器隨著顯示灰度級(jí)的增加,其內(nèi)部元件數(shù)增多,因而隨著顯示灰度級(jí)的增加,制造成本提高。于是,作為雖然使用數(shù)字式液晶驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器但可增加顯示灰度級(jí)而不增加其內(nèi)部元件數(shù)的控制方式,以往有幀速率控制方式(下文簡(jiǎn)稱為“FRC方式”)。
此FRC方式對(duì)規(guī)定的液晶元件施加在多個(gè)幀之間不同的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓,從而獲得視覺(jué)上模擬的中間灰度級(jí)。圖21A~C示出利用此FRC方式進(jìn)行3灰度級(jí)的多灰度級(jí)顯示的例子。其中,通過(guò)對(duì)規(guī)定的液晶元件施加在連續(xù)的幀1與幀2之間不同的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓(高電壓和低電壓),進(jìn)行3灰度級(jí)的多灰度級(jí)顯示。設(shè)專利的幀頻率為60Hz,并進(jìn)行每幀使施加電壓的極性翻轉(zhuǎn)的交流驅(qū)動(dòng)。
圖21A示出顯示亮度最低的像素A用的各幀的驅(qū)動(dòng)電壓,圖21B示出顯示亮度最高的像素B用的各幀的驅(qū)動(dòng)電壓,圖21C示出顯示中間亮度的像素C用的各幀的驅(qū)動(dòng)電壓。如圖21A所示,以共用電極的電位VCOM為基準(zhǔn),對(duì)幀1和幀2都施加低電壓,因而像素的亮度最低。如圖21B所示,幀1和幀2上都施加高電壓,因而像素的亮度最高。如圖21C所示,幀1上施加正極性的低電壓,幀2上施加負(fù)極性的高電壓,因而像素的亮度為圖21A所示像素的亮度與圖21B所示像素的亮度的中間亮度。
用此FRC方式取得圖21所示的中間亮度時(shí),幀1中顯示低亮度的像素,幀2中顯示高亮度的像素,因而連續(xù)的幀之間交替顯示不同亮度的像素。因此,所顯示的像素C(的亮度變化)包含頻率為幀頻率的2分之一的30Hz的閃爍分量。頻率為50Hz以下的閃爍分量一般在視覺(jué)上顯著,因而例如在相同的相位用圖21C所示的中間亮度對(duì)顯示畫(huà)面內(nèi)的全部像素進(jìn)行顯示時(shí),在整個(gè)顯示畫(huà)面上閃爍分量顯著。因此,顯示裝置的顯示質(zhì)量降低。
以往,為了得到圖21C所示的中間亮度,其方法是形成規(guī)定像素的像素電路除施加圖21C所示的驅(qū)動(dòng)電壓外,還對(duì)形成其它像素的像素電路施加與該驅(qū)動(dòng)電壓不同的驅(qū)動(dòng)電壓,混合這些像素電路顯示的像素,使其散布在顯示畫(huà)面內(nèi),從而在空間上去除上述閃爍分量。
例如,作為施加與圖21所示的情況不同的驅(qū)動(dòng)電壓的情況,可考慮以下3種。即幀1中施加正極性的高電壓、幀2中施加負(fù)極性的低電壓的第1情況;幀1中施加負(fù)極性的高電壓、幀2中施加正極性的低電壓的第2情況;幀1中施加負(fù)極性的低電壓、幀2中施加正極性的高電壓的第3情況。圖22A~C示出施加這些電壓的情況。圖22A示出第1情況的驅(qū)動(dòng)電壓和通過(guò)施加該電壓而形成的像素D,圖22B示出第2情況的驅(qū)動(dòng)電壓和通過(guò)施加該電壓而形成的像素E,圖22C示出第3情況的驅(qū)動(dòng)電壓和通過(guò)施加該電壓而形成的像素F。配置這些像素D、E、F和圖21C所示的像素C,使其在空間上散布,即顯示畫(huà)面上的位置分散。圖23示出這些像素C、D、E、F的配置例子。該圖23示出列1至列4中各列的4行像素,圖中所示C、D、E、F的標(biāo)號(hào)與上述像素C、D、E、F對(duì)應(yīng)。這樣配置各像素,則通過(guò)對(duì)有的幀施加相同的驅(qū)動(dòng)電壓而顯示的像素均等地分散在顯示畫(huà)面上,因而空間上消除上述閃爍分量。
以上那樣的FRC方式中,其前提為通過(guò)施加相同組合的驅(qū)動(dòng)電壓而形成的像素,例如圖23所示的像素C、D、E、F,其亮度完全相同。然而,圖20所示的包含場(chǎng)效應(yīng)晶體管102的等效電路存在寄生電容。因此,對(duì)施加同一驅(qū)動(dòng)電壓(高電壓或低電壓)的正極性電壓和負(fù)極性電壓極性比較時(shí),圖21A~C和圖22A~C所示的電位VDL、VDH、VDM1~VDM4有時(shí)偏離理想值。因此,施加相同組合的驅(qū)動(dòng)電壓而形成的像素,例如像素C、E和像素D、F,雖然其中間亮度應(yīng)相同,但仍產(chǎn)生差異。
尤其在空間上要去除閃爍分量的情況下,上述亮度差異往往在視覺(jué)上顯著。也就是說(shuō),如圖21C和圖22B所示,通過(guò)僅用正極性和負(fù)極性的高電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng),形成圖23所示的列1和列3的像素C、E,又如圖22A和圖22C所示,通過(guò)僅用正極性高電壓和負(fù)極性低電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng),形成圖23所示的列2和列4的像素D、F,因而間隔一列地形成相同亮度,但一些相鄰列產(chǎn)生亮度差異。因此,存在往列方向延伸的條狀亮度斑在視覺(jué)上顯著的問(wèn)題。而且,例如即使替換例如圖23所示的像素C和像素F,此狀況也相同,這時(shí)往行方向延伸的條狀亮度斑顯著。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的是提供一種即使是FRC方式的中間灰度級(jí)顯示方法,也不產(chǎn)生上述亮度差異的中間灰度級(jí)顯示方法和使用該方法的顯示裝置。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種即使是FRC方式的中間灰度級(jí)顯示方法,在要空間上去除閃爍分量時(shí)也不產(chǎn)生條狀亮度斑的中間灰度級(jí)顯示方法和使用各方法的顯示裝置。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明具有下面闡述的特征。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種液晶中間灰度級(jí)顯示方法,根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓在單位周期進(jìn)行1+N灰度級(jí)(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級(jí)顯示,該驅(qū)動(dòng)電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動(dòng)電壓的任一電壓,使所述單位周期包含的1個(gè)以上的幀的每一個(gè)幀極性翻轉(zhuǎn),并且每一幀進(jìn)行設(shè)定,其中,使所述單位周期為2N,并且該單位周期中,設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等,設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等。
這樣,使進(jìn)行1+N灰度級(jí)的多灰度級(jí)顯示時(shí)的單位周期為2N幀,并且此2N幀內(nèi)高電壓或低電壓的正極性和負(fù)極性電壓的施加次數(shù)相等。因此,應(yīng)為相同亮度的各像素的平均亮度一樣,使顯示質(zhì)量提高。
又,可使所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等,并且所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等。
這樣,設(shè)定成在將作為單位周期的2N幀二等分為前半部分和后半部分的各N幀內(nèi),不同的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的施加次數(shù)相等。因此,前半部分和后半部分的各幀之間的平均亮度大致相等,可進(jìn)行抑制閃爍的產(chǎn)生的高質(zhì)量顯示。
還可在N為偶數(shù)時(shí),使所述單位周期的第k幀(k為小于N的奇數(shù))和第N+k+1幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等、同時(shí)使所述單位周期的第k+1幀和第N+k幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等;N為奇數(shù)時(shí),使所述單位周期的第m幀(m為N以下的自然數(shù))和第m+N幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等。
這樣,例如使單位周期為8幀時(shí),可設(shè)定為第1幀和第6幀的驅(qū)動(dòng)電壓、第2幀和第5幀的驅(qū)動(dòng)電壓、第3幀和第8幀的驅(qū)動(dòng)電壓、第4幀和第7幀的驅(qū)動(dòng)電壓分別相等。因此,相鄰幀之間連續(xù)施加相同的驅(qū)動(dòng)電壓的次數(shù)最少,與按相同的驅(qū)動(dòng)電壓順序設(shè)定單位周期的前半部和后半部時(shí)相比,顯示質(zhì)量進(jìn)一步提高。
又可使顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級(jí)的第1或第2驅(qū)動(dòng)電壓,以便按由多個(gè)所述像素組成的所述顯示單元進(jìn)行多灰度級(jí)顯示。
這樣,按由多個(gè)所述像素組成的所述顯示單元進(jìn)行多灰度級(jí)顯示,因而顯示灰度級(jí)數(shù)提高,同時(shí)空間上消除閃爍分量。
本發(fā)明另一方面是一種液晶顯示裝置,按照裝置外部提供的顯示數(shù)據(jù),根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓在單位周期進(jìn)行1+N灰度級(jí)(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級(jí)顯示,該驅(qū)動(dòng)電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動(dòng)電壓的任一電壓,使所述單位周期包含的1個(gè)以上的幀的每一個(gè)幀極性翻轉(zhuǎn),并且每一幀進(jìn)行設(shè)定,其中包括電壓決定電路,該電路使所述單位周期為2N,并且該單位周期中,設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等,設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等;以及顯示部,根據(jù)所述電壓決定電路設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓,進(jìn)行多灰度級(jí)顯示。
所述電壓決定電路可包含決定作為所述單位周期的2N幀中與所述顯示數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的幀的幀決定電路、使所述單位周期中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓與該單位周期包含的幀關(guān)聯(lián)并加以存儲(chǔ)的定時(shí)存儲(chǔ)電路、以及根據(jù)所述幀決定電路決定的幀將所述定時(shí)存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)的與該決定的幀關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電壓供給所述顯示部的施加電壓決定電路。
又可使所述電壓決定電路對(duì)顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級(jí)的第1或第2驅(qū)動(dòng)電壓,以便按由多個(gè)所述像素組成的所述顯示單元進(jìn)行多灰度級(jí)顯示;所述顯示部根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓,按所述顯示單元進(jìn)行多灰度級(jí)顯示。
參考附圖,從以下的本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明會(huì)進(jìn)一步明白本發(fā)的這些和其它目的、特征、狀態(tài)和效果。
圖1是示出一本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置的組成的框圖;圖2A所示為將高電壓或低電壓的2個(gè)不同電壓隨著極性變化施加在上述一實(shí)施方式的液晶元件上時(shí)的波形例;圖2B是以對(duì)極性標(biāo)注符號(hào)的形狀利用表的形式示出圖2A所示波形例的圖;圖3所示為上述一實(shí)施方式的2×2像素圖案;圖4所示為上述一實(shí)施方式的像素圖案和利用該像素圖案取得的顯示灰度級(jí);圖5所示為上述一實(shí)施方式中液晶面板的像素配置例;圖6所示為上述一實(shí)施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“00”時(shí)各幀的像素驅(qū)動(dòng)電壓;
圖7所示為上述一實(shí)施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“01”時(shí)各幀的像素驅(qū)動(dòng)電壓;圖8所示為上述一實(shí)施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“10”時(shí)各幀的像素驅(qū)動(dòng)電壓;圖9所示為上述一實(shí)施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“11”時(shí)各幀的像素驅(qū)動(dòng)電壓;圖10所示為利用供給上述一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的視頻信號(hào)表示的圖像左上部分;圖11是將圖10所示的圖像幀各像素的灰度級(jí)(和極性)置換成8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后示出的圖;圖12是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中1號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖13是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中2號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖14是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中3號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖15是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中4號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖16是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中5號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖17是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中6號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖18是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中7號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖19是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實(shí)施方式中8號(hào)幀的各像素的灰度級(jí)的圖;圖20所示為已有液晶顯示裝置包含的像素電路的等效電路;圖21A所示為利用已有FRC方式極性3灰度級(jí)的多灰度級(jí)顯示的例子中顯示亮度最低的像素A用的各幀的驅(qū)動(dòng)電壓;圖21B所示為上述已有例中顯示亮度最高的像素B用的各幀的驅(qū)動(dòng)電壓;圖21C所示為上述已有例中顯示中間亮度的像素C用的各幀的驅(qū)動(dòng)電壓;圖22A所示為上述已有例中與圖21C所示情況不同的第1情況的驅(qū)動(dòng)電壓和通過(guò)該驅(qū)動(dòng)電壓而成的像素D;圖22B所示為上述已有例中第2情況的驅(qū)動(dòng)電壓和通過(guò)施加該驅(qū)動(dòng)而形成的像素E;圖22C示為上述已有例中第3情況的驅(qū)動(dòng)電壓和通過(guò)施加該驅(qū)動(dòng)而形成的像素F;圖23所示為圖22A~C中所示像素C、D、E、F的配置例。
具體實(shí)施例方式
下面,參照
一本發(fā)明實(shí)施方式。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置對(duì)以數(shù)字24位(RGB各8位)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行基于下面詳細(xì)說(shuō)明的中間灰度級(jí)(多灰度級(jí))顯示方法的運(yùn)算處理。利用此處理,雖然本液晶顯示裝置的液晶面板是輸入數(shù)字18位(RGB各6位)的結(jié)構(gòu),但仍可按相當(dāng)于數(shù)字24位的圖像質(zhì)量進(jìn)行顯示。此外,這里的R,G,B分別對(duì)應(yīng)于顯示裝置中的紅、綠、藍(lán),雖然圖像顯示中使用的原色數(shù)是3個(gè),但也可以使用例如4個(gè)原色數(shù)等不同的原色數(shù)。
圖1是示出此液晶顯示裝置的組成的框圖。該液晶顯示裝置為了處理RGB各分量,RGB各色分別具有數(shù)據(jù)分離器1、像素位置檢測(cè)電路2、幀號(hào)決定電路3、施加定時(shí)存儲(chǔ)電路4、施加電壓決定電路5、加法處理電路6和定時(shí)調(diào)整電路7,利用這些電路產(chǎn)生進(jìn)行規(guī)定的數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字信號(hào)。本液晶顯示裝置還具有矩陣狀配置多個(gè)包含液晶元件的像素電路的液晶面板8,作為其顯示部起作用,并根據(jù)上述數(shù)字信號(hào)以相當(dāng)于數(shù)字24位的圖像質(zhì)量進(jìn)行顯示。使液晶面板8包含給規(guī)定的像素電路提供規(guī)定的數(shù)據(jù)信號(hào)的液晶驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器和提供選擇規(guī)定的像素電路用的規(guī)定掃描信號(hào)的選擇用驅(qū)動(dòng)器,但也可將這些驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在液晶面板8的外部。上述像素電路的結(jié)構(gòu)與圖20所示的已有像素電路相同,因而這里省略說(shuō)明。供給此液晶顯示裝置的視頻信號(hào)由RGB各色分別位8位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組成。與上述視頻信號(hào)同時(shí),還對(duì)本液晶顯示裝置通過(guò)由垂直同步信號(hào)(VS)、水平同步信號(hào)(HS)、數(shù)據(jù)啟用信號(hào)(DE)和時(shí)鐘信號(hào)(CLK)組成的一般數(shù)字控制信號(hào)。
這里,在詳細(xì)說(shuō)明本液晶顯示裝置各組成要素的運(yùn)作前,說(shuō)明利用FRC方式取得中間灰度級(jí)顯示的方法。本液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)對(duì)規(guī)定的像素電路數(shù)據(jù)2個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)電壓(低電壓和高電壓)。用此結(jié)構(gòu)進(jìn)行使取得規(guī)定的中間灰度級(jí)顯示用的單位周期(相位稱為“幀周期”)為2幀的中間灰度級(jí)顯示的方法如圖21A~C所示,可進(jìn)行3灰度級(jí)的中間灰度級(jí)顯示。即,使幀周期為N幀(N為2以上的自然數(shù)),則可進(jìn)行N+1灰度級(jí)的中間灰度級(jí)顯示。下面,通過(guò)應(yīng)用使幀周期為4幀,以進(jìn)行5灰度級(jí)的中間灰度級(jí)顯示的情況,將幀周期取為其2倍的8幀,設(shè)定多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的組合,從而進(jìn)行253灰度級(jí)的中間灰度級(jí)顯示。即。本液晶顯示裝置根據(jù)所提供的8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的低端2位,使用上述FRC方式,以上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的高端6位決定26個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓。組合這些26個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓中相互電壓差最小的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓(即相鄰的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓),從而獲得下表所示那樣的0至252的253級(jí)的中間灰度級(jí)顯示。
表1
該表中示出按幀周期(8幀)施加的相鄰2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓與利用這些驅(qū)動(dòng)電壓取得的顯示灰度級(jí)的關(guān)系,各自的值用8位數(shù)字表示進(jìn)行表示。上述驅(qū)動(dòng)電壓為利用8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的高端6位決定的離散值。上表的各行內(nèi)記載的一系列的2個(gè)數(shù)值表示施加對(duì)應(yīng)于有關(guān)列的驅(qū)動(dòng)電壓的幀的數(shù)量。上表中的顯示灰度級(jí)是累計(jì)幀周期內(nèi)顯示的像素的顯示灰度級(jí)所得的值除以幀周期數(shù)、從而作為單位時(shí)間內(nèi)的平均亮度獲得的值。
例如,參考上表的第2行,則可知在施加驅(qū)動(dòng)電壓0的幀數(shù)為6、施加驅(qū)動(dòng)電壓4(8位數(shù)字表示)的幀數(shù)為2時(shí),所得的顯示灰度級(jí)為(0×6+4×2)/8=1(8位數(shù)字表示)。這里,上表的空白部分表示不施加對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓。例如,為了用顯示灰度級(jí)1進(jìn)行顯示,使用作為鄰接的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電壓0和驅(qū)動(dòng)電壓1,而不使用其它的驅(qū)動(dòng)電壓(例如,驅(qū)動(dòng)電壓8,12,...,252)。在本說(shuō)明書(shū)中,所謂“鄰接的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓”是指由離散的電壓值組成的規(guī)定的電壓值群中相互直接鄰接的2個(gè)離散的電壓值。
上述視頻信號(hào)通常是表示在各幀周期內(nèi)全部像素的亮度不變的靜止圖像的信號(hào),但即使上述視頻信號(hào)是表示活動(dòng)圖像的信號(hào),全部像素的亮度在幀周期內(nèi)變化并不那么大,不會(huì)特別有問(wèn)題。
接著,說(shuō)明將上述那樣的8幀作為幀周期時(shí)所施加的電壓波形和極性。圖2A示出在規(guī)定的液晶元件上隨著極性變化施加高電壓或低電壓的2個(gè)不同驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)的波形例,圖2B以對(duì)極性標(biāo)注符號(hào)的狀態(tài)利用表的形式示出圖2A所示的波形例。圖2A中,將上述波形例作為exV示出,圖2B所示的符號(hào)H+、H-、L+、L-分別表示正極性的高電壓(正高電壓)、負(fù)極性的高電壓(負(fù)高電壓)、正極性的低電壓(正低電壓)、負(fù)極性低電壓(負(fù)低電壓)。
如圖2A和圖2B所示,液晶面板8的各液晶元件在液晶性質(zhì)上需要交流驅(qū)動(dòng),因而進(jìn)行每幀使施加電壓的極性翻轉(zhuǎn)的幀翻轉(zhuǎn)方式的交流驅(qū)動(dòng)。也就是說(shuō),在各液晶元件上施加具有在鄰接的2個(gè)幀中不同的極性的驅(qū)動(dòng)電壓。因此,在本說(shuō)明書(shū)中,所謂的“驅(qū)動(dòng)電壓”是指與極性無(wú)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓的絕對(duì)值、例如高電壓(H)和低電壓(L)。此液晶面板8進(jìn)行每行交替驅(qū)動(dòng)施加電壓、使其極性翻轉(zhuǎn)的行翻轉(zhuǎn)方式的交流驅(qū)動(dòng)。這里,使8幀都施加高電壓時(shí)的像素顯示灰度級(jí)為100%,8幀都施加低電壓時(shí)的像素顯示灰度級(jí)為0%時(shí),由于對(duì)8幀中的6幀施加高電壓,其余的2幀則施加低電壓,由上述波形例exV表示的像素顯示灰度級(jí)為75%的中間灰度級(jí)。
本液晶顯示裝置并用把4個(gè)像素組成的像素圖案作為顯示單位的空間中間灰度級(jí)顯示方法。圖3示出作為上述顯示單位的2×2像素組成的像素圖案。下文將該顯示單位稱為“2×2像素圖案”或“像素圖案”。圖中所示的符號(hào)a~d表示像素a~d。這里,將通過(guò)施加上述相鄰的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓中的高電壓而形成的像素稱為亮像素,而通過(guò)施加低電壓而形成的像素稱為暗像素時(shí),上述像素圖案利用亮像素和暗像素的組合,能表示5個(gè)灰度級(jí)。圖4示出利用4個(gè)像素的組合得到的像素圖案和利用該像素圖案得到的顯示灰度級(jí)。該圖4所示的白分量表示亮像素,黑分量表示暗像素。
本液晶顯示裝置利用圖3所示的像素圖案顯示圖4所示的5個(gè)灰度級(jí),并且在液晶面板的畫(huà)面內(nèi)配置多個(gè)這種像素圖案。圖5示出此液晶面板中的像素配置例子。本液晶顯示裝置如圖5所示,使通過(guò)施加相同驅(qū)動(dòng)電壓而形成的像素散布混雜在顯示畫(huà)面內(nèi),從而在空間上消除上述閃爍分量。如后文所述,本液晶顯示裝置形成像素a、b、c、d用的個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的相位設(shè)定成盡可能不相同,從而進(jìn)一步減輕閃爍。這里,在本實(shí)施形態(tài)中,所謂減輕閃爍是指不必完全地去除規(guī)定的影響,而是指去除閃爍成分的全部或者一部分。上述2×2像素圖案是一個(gè)例子,組合像素的數(shù)量和像素圖案的形狀可用各種狀態(tài)。
接著,說(shuō)明本液晶顯示裝置在圖1示出的各組成要素的運(yùn)作。如上文所述,本液晶顯示裝置為了處理RGB各色分量,RGB各色分別設(shè)置各組成要素,并且處理視頻信號(hào)時(shí),對(duì)RGB各色分量使各組成要素進(jìn)行相同的運(yùn)作。因此,這里為了說(shuō)明方便,參照?qǐng)D1僅說(shuō)明綠色分量關(guān)聯(lián)的運(yùn)作。
數(shù)據(jù)分離器1把外部作為視頻信號(hào)提供的8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分離成高端6位和低端2位。像素位置檢測(cè)電路2根據(jù)基于上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)收到的控制信號(hào),檢測(cè)出當(dāng)前數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所示的像素的位置處在圖3所示2×2像素圖案中的像素a、b、c、d的哪一個(gè),作為像素位置信息輸出。幀號(hào)決定電路3對(duì)幀周期中包含的各幀進(jìn)行計(jì)數(shù),以便按順序添加幀號(hào),并根據(jù)收到的上述控制信號(hào)決定當(dāng)前的幀是該幀周期中的第幾號(hào)幀,將其作為幀號(hào)輸出。施加定時(shí)存儲(chǔ)電路4按幀的順序存儲(chǔ)對(duì)形成2×2像素圖案的各像素電路施加的、由上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位決定的驅(qū)動(dòng)電壓的高低(是高電壓還是低電壓)及其極性。下面說(shuō)明此施加定時(shí)存儲(chǔ)電路4存儲(chǔ)的驅(qū)動(dòng)電壓的施加順序。
圖6示出上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“00”時(shí)各幀的像素a、b、c、d的驅(qū)動(dòng)電壓,其后圖7、圖8、圖9分別示出上述低端2位為“01”、“10”、“11”時(shí)各幀中的驅(qū)動(dòng)電壓。這些圖所示的符號(hào)含義與圖2B所示的相同,像素圖案也與圖4所示的圖案相同?;叶燃?jí)名是把最暗的灰度級(jí)作為灰度級(jí)1,按5級(jí)示出顯示灰度級(jí)的名稱;施加電壓名是使上述低端2位的數(shù)字與顯示像素名結(jié)合的名稱。沒(méi)有示出作為最亮灰度級(jí)的灰度級(jí)5時(shí)各幀的驅(qū)動(dòng)電壓,但這時(shí)圖6所示各幀的像素a、b、c、d的驅(qū)動(dòng)電壓未必全部為高電壓,如上述的表中所示,相當(dāng)于使有關(guān)的相鄰2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓分別上升1級(jí)時(shí)的相鄰2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓為低電壓的情況。
現(xiàn)參考圖7至圖9,像素a、b、c、d的驅(qū)動(dòng)電壓相位設(shè)定成不同。例如,參照?qǐng)D7,施加電壓01a在幀1,6中(對(duì)應(yīng)于亮的像素)是高電壓(H),施加電壓01b在幀4,7中是高電壓(H)。相同地,施加電壓01c在幀3,8中、施加電壓01d在幀2,5中分別是高電壓(H)。這樣,像素a、b、c、d的驅(qū)動(dòng)電壓相互相位偏離。因此,在存在有的幀中相鄰2個(gè)像素的亮度不同的情況的反面,存在其它幀中上述相鄰2個(gè)像素的亮度相同的情況,因而整個(gè)單位幀中能減輕閃爍。這些圖所示的驅(qū)動(dòng)電壓施加順序是一個(gè)例子,可用其它各種施加順序。
參考圖7至圖9,在幀周期中,就高電壓或低電壓各自的驅(qū)動(dòng)電壓而言,正極性和負(fù)極性的電壓的施加次數(shù)相等。因此,應(yīng)為相同亮度(相同灰度級(jí))的各像素的平均亮度一樣,使顯示質(zhì)量提高。
參考圖6至圖9,設(shè)定得作為幀周期的8幀中,前半部的4幀(幀號(hào)1~4)中的各驅(qū)動(dòng)電壓(高電壓和低電壓)的施加次數(shù)與后半部的4幀(幀號(hào)5~8)中的上述施加次數(shù)相等。因此,前半部的幀的平均亮度與后半部的幀的平均亮度大致相等,能抑制閃爍的產(chǎn)生,可極性高質(zhì)量的顯示,較佳。這樣,在幀周期為2N幀時(shí),將該幀周期二等分為前半部和后半部而得的各N幀中,把不同的2個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的施加次數(shù)設(shè)定成分別相等,則構(gòu)成幀周期前半部和后半部的個(gè)N幀之間的平均亮度大致相等。以下可進(jìn)行抑制幀周期內(nèi)產(chǎn)生的閃爍的高質(zhì)量顯示。
又,如圖6至圖9所示,可設(shè)定為第1幀和第6幀的驅(qū)動(dòng)電壓、第2幀和第5幀的驅(qū)動(dòng)電壓、第3幀和第8幀的驅(qū)動(dòng)電壓、第4幀和第7幀的驅(qū)動(dòng)電壓分別相等。即,使幀周期為2N幀時(shí),設(shè)定成N為偶數(shù)的情況下,使第k幀(k為小于N的奇數(shù))和第N+k+1幀中的驅(qū)動(dòng)電壓相等,第k+1幀和第N+k幀中的驅(qū)動(dòng)電壓相等。
而且,N為奇數(shù)的情況下,使第m幀(m為N以下的自然數(shù))和第m+N幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等。例如,使幀周期為6幀時(shí)(N=3時(shí)),設(shè)定成1號(hào)幀和4號(hào)幀的驅(qū)動(dòng)電壓相等,設(shè)定成2號(hào)幀和5號(hào)幀的驅(qū)動(dòng)電壓相等,設(shè)定成3號(hào)幀和6號(hào)幀的驅(qū)動(dòng)電壓相等。
這樣,在幀周期中,對(duì)高電壓或低電壓各自的驅(qū)動(dòng)電壓,使使正極性和負(fù)極性的電壓的施加次數(shù)相等,同時(shí)又使相鄰幀之間連續(xù)施加相同驅(qū)動(dòng)電壓的次數(shù)最少。因此,將幀周期內(nèi)設(shè)定相同驅(qū)動(dòng)電壓(高電壓或低電壓)的幀適當(dāng)分離(分散),從而進(jìn)一步提高顯示質(zhì)量。這樣,在本發(fā)實(shí)施形態(tài)中,能去除時(shí)間的周期性。
施加電壓決定電路5接收上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位、像素位置檢測(cè)電路2輸出的像素位置信息、幀號(hào)決定電路3輸出的幀號(hào)信息,按照以上那樣的施加定時(shí)存儲(chǔ)電路4中存儲(chǔ)的施加順序,決定各像素電路應(yīng)施加的驅(qū)動(dòng)電壓,并對(duì)加法處理電路6提供在該決定的驅(qū)動(dòng)電壓是高電壓時(shí)為“1”、是低電壓時(shí)為“0”的1位的高低信息。
加法處理電路6對(duì)數(shù)據(jù)分離器1提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的高端6位加上施加電壓決定電路5提供的上述1位高低信息,將所得的6位數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶面板8。此加法處理中,在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為“111111”、高低信息為“1”的情況下,輸出數(shù)據(jù)溢出。為了防止這點(diǎn),使僅在上述情況下處理結(jié)果為“111111”。
定時(shí)調(diào)整電路7通過(guò)使上述控制信號(hào)延遲運(yùn)算處理所需的時(shí)間,適當(dāng)調(diào)整顯示定時(shí)。液晶面板8根據(jù)來(lái)自加法處理電路6的RGB各色分量的6位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和來(lái)自定時(shí)調(diào)整電路7的控制信號(hào),顯示規(guī)定的圖像。
接著,說(shuō)明給本液晶顯示裝置提供實(shí)際的視頻信號(hào)并進(jìn)行運(yùn)算處理的情況。圖10所示為供給本液晶顯示裝置的視頻信號(hào)呈現(xiàn)的圖像的左上部分。此圖像是靜止圖像,是往水平方向(右方)每隔開(kāi)4個(gè)像素增加1灰度級(jí)的灰度等級(jí)圖像。圖11是將圖10所示圖像各像素的灰度級(jí)(和極性)置換成8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并加以示出的圖。圖12至圖19按各幀分別示出在本液晶顯示裝置對(duì)該圖11所示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理的結(jié)果。即,圖12用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出1號(hào)幀中各像素的灰度級(jí),其后圖13至19用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分別示出2號(hào)幀至8號(hào)幀中各像素的灰度級(jí)。這些圖所示的灰度級(jí)示出在本液晶顯示裝置中用的行翻轉(zhuǎn)方式液晶面板畫(huà)面上的灰度級(jí)述及其極性,此灰度級(jí)數(shù)用8位表示示出在表示驅(qū)動(dòng)電壓的6位數(shù)據(jù)的低端添加2位數(shù)據(jù)“00”加以擴(kuò)充的8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。本液晶顯示裝置的刷新速率位60Hz,每16.67ms按幀號(hào)的順序依次重復(fù)顯示1號(hào)幀至8號(hào)幀的各幀圖像。利用這種之間灰度級(jí)顯示方式,即使利用FRC方式,也不產(chǎn)生視覺(jué)上的像素亮度差異,而且不產(chǎn)生條狀亮度斑。
本液晶顯示裝置中,作為交流驅(qū)動(dòng)方式,使用水平行翻轉(zhuǎn)方式,即每行進(jìn)行翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的行翻轉(zhuǎn)方式,也可使用每列進(jìn)行翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的垂直行方式和每像素進(jìn)行翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)翻轉(zhuǎn)方式等。
本液晶顯示裝置對(duì)于圖6到圖9所示的時(shí)間的中間灰度級(jí)顯示方法、并用圖3到圖5所示像素圖案的空間中間灰度級(jí)顯示方法,但也可以是不并用空間中間灰度級(jí)顯示方法的結(jié)構(gòu)。即使為非并用的結(jié)構(gòu),通過(guò)在幀周期中設(shè)定同數(shù)量相同驅(qū)動(dòng)電壓(高電壓或低電壓)的正極性和負(fù)極性電壓,使亮度應(yīng)相同的像素在幀周期中的平均亮度相等,因而液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量提高。
此外,也可以用適當(dāng)?shù)挠布蜍浖?、或硬件和軟件雙方,來(lái)處理本實(shí)施形態(tài)中的信號(hào)和數(shù)據(jù)的上述結(jié)構(gòu)要素的一部分或者全部功能。
至此,已詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明,但以上的說(shuō)明全部均為示例,并非限定??芍芴岢鲈S多其它更改和變換而不脫離本發(fā)明的范圍。
再者,本申請(qǐng)主張基于2003年6月19日遞交的題目為“液晶中間灰度級(jí)顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置”的專利申請(qǐng)2003-175251號(hào)的優(yōu)先權(quán),此日本專利申請(qǐng)的內(nèi)容經(jīng)參考包含在本說(shuō)明中。
權(quán)利要求
1.一種液晶中間灰度級(jí)顯示方法,根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓在單位周期進(jìn)行1+N灰度級(jí)(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級(jí)顯示,該驅(qū)動(dòng)電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動(dòng)電壓的任一電壓,使所述單位周期包含的1個(gè)以上的幀的每一個(gè)幀極性翻轉(zhuǎn),并且每一幀進(jìn)行設(shè)定,其特征在于,使所述單位周期為2N,并且該單位周期中,設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等,設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等。
2.如權(quán)利要求1中所述的液晶中間灰度級(jí)顯示方法,其特征在于,所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等,所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等。
3.如權(quán)利要求2中所述的液晶中間灰度級(jí)顯示方法,其特征在于,N為偶數(shù)時(shí),使所述單位周期的第k幀(k為小于N的奇數(shù))和第N+k+1幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等、同時(shí)使所述單位周期的第k+1幀和第N+k幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等;N為奇數(shù)時(shí),使所述單位周期的第m幀(m為N以下的自然數(shù))和第m+N幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等。
4.如權(quán)利要求3中所述的液晶中間灰度級(jí)顯示方法,其特征在于,使所述單位周期的第1幀和第6幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等,所述單位周期的第2幀和第5幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等,所述單位周期的第3幀和第8幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等,所述單位周期的第4幀和第7幀中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓相等。
5.如權(quán)利要求1中所述的液晶中間灰度級(jí)顯示方法,其特征在于,顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級(jí)的第1或第2驅(qū)動(dòng)電壓,以便按由多個(gè)所述像素組成的所述顯示單元進(jìn)行多灰度級(jí)顯示。
6.一種液晶顯示裝置,按照裝置外部提供的顯示數(shù)據(jù),根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓在單位周期進(jìn)行1+N灰度級(jí)(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級(jí)顯示,該驅(qū)動(dòng)電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動(dòng)電壓的任一電壓,使所述單位周期包含的1個(gè)以上的幀的每一個(gè)幀極性翻轉(zhuǎn),并且每一幀進(jìn)行設(shè)定,其特征在于,包括電壓決定電路,該電路使所述單位周期為2N,并且該單位周期中,設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等,設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動(dòng)電壓的幀數(shù)相等;以及顯示部,根據(jù)所述電壓決定電路設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓,進(jìn)行多灰度級(jí)顯示。
7.如權(quán)利要求6中所述的液晶顯示裝置,其特征在于,所述電壓決定電路,具有決定作為所述單位周期的2N幀中與所述顯示數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的幀的幀決定電路、使所述單位周期中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓與該單位周期包含的幀關(guān)聯(lián)并加以存儲(chǔ)的定時(shí)存儲(chǔ)電路、以及根據(jù)所述幀決定電路決定的幀將所述定時(shí)存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)的與該決定的幀關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電壓供給所述顯示部的施加電壓決定電路。
8.如權(quán)利要求6中所述的液晶顯示裝置,其特征在于,所述電壓決定電路對(duì)顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級(jí)的第1或第2驅(qū)動(dòng)電壓,以便按由多個(gè)所述像素組成的所述顯示單元進(jìn)行多灰度級(jí)顯示;所述顯示部根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓,按所述顯示單元進(jìn)行多灰度級(jí)顯示。
全文摘要
本液晶顯示裝置使用的中間灰度級(jí)顯示方法即便用FRC方式,像素也不產(chǎn)生亮度差,而且要去除空間閃爍分量時(shí),不產(chǎn)生條狀斑。本液晶顯示裝置對(duì)RGB各色分別具有數(shù)據(jù)分離器、像素位置檢測(cè)電路、幀號(hào)決定電路、施加定時(shí)存儲(chǔ)電路、施加電壓決定電路、加法處理電路和定時(shí)調(diào)整電路,利用這些電路設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓,使進(jìn)行1+N灰度級(jí)的多灰度級(jí)顯示時(shí)的單位周期為2N幀,并且此2N幀內(nèi)高電壓或低電壓的正電壓和負(fù)電壓的施加數(shù)相等。利用此方法,使亮度應(yīng)相同的各像素平均亮度一樣,因而顯示質(zhì)量提高。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1573903SQ2004100628
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者井上明彥 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社