显示装置及其驱动方法
专利名称：显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及改善了显示板的光学特性的显示装置及其驱动方法， 特别涉及在像素中使用液晶的显示装置及其驱动方法。
背景技术：
有源矩阵型的液晶显示装置因薄型、高精细、低消耗电力的特征 而作为薄型电视机等的显示装置使用。但是，液晶的光学响应需要几 十msec左右的比一个画面的扫描期间(l帧)多的时间，在显示运 动图像的情况下，液晶的响应不能追随显示数据的变化，成为模糊的 显示。作为这些模糊的对策，美国专利第6,501,451号公开了检测各 像素的每一个的图像数据的变化量、对液晶施加电压施加对应于该变 化的校正来改善液晶的光学响应的方法。但是，在美国专利第 6,501,451号的方法中，在从任意的灰度等级向中间灰度等级的显示 的迁移的情况下，由于能进行充分的电压校正，所以能够期待希望的 效果，但是，显示向最大灰度等级或最小灰度等级那样接近于饱和灰 度等级的灰度等级迁移的情况下，不能充分地施加校正的电压，不能 期待液晶响应的改善效果。所以，通过如美国专利第6,876，347号那 样将液晶的施加电压的范围设为比在显示中使用的范围大的范围，即 使在显示向接近于饱和灰度等级的灰度等级迁移的情况下也能够施 加校正电压，能够改善液晶响应。
专利文献1:美国专利第6,501,451号(日本特开平11 — 126050 号公报)
专利文献2:美国专利第6,876,347号(日本特开2002 —107694 号公报)
如果利用上述技术，则即使在显示向接近于饱和灰度等级的灰度 等级迁移的情况下也能够改善液晶响应，但如果用以往的数据驱动器 实施，则灰度等级与透过率的关系偏离本来的设定在数据驱动器中的 期望的特性。此外，有显示灰度等级数相对于输入数据的灰度等级数 减少的问题。为了避免该问题，需要开发对应于校正范围的新的数据 驱动器。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示装置及其驱动方法，不会降低显示 板所具有的对比度特性，输入数据的y特性不偏离，并且，灰度等级 数不减少、即使在向最大灰度等级附近或最小灰度等级附近的显示的 迁移中也能够得到液晶的光学响应特性的校正效果、提高运动图像的 识别性。
为了解决上述的课题，设置比作为以往的最大(最小)的液晶透 过率的最大(最小)施加电压高的施加电压(低的施加电压)的范围， 设定参照电压以将该范围用于液晶响应校正。还具备调节由该施加电 压的范围的扩展带来的y特性的偏差的y调节单元及灰度间插补单 元。
根据本发明，不降低显示板所具有的对比度特性、输入数据的y 特性不偏离，并且，等级数不减少，即使在向最大灰度等级附近及最 小灰度等级附近的显示的迁移中也能够得到液晶的光学响应特性的 校正效果，能够提高运动图像的识别性。
图1是第1实施方式的液晶显示装置的结构框图。
图2是亮度一输入灰度特性(y特性)的例子。 图3是液晶响应校正的说明图。 图4是施加电压一液晶透过率特性的例子。 图5是灰度一施加电压的关系的例子。
图6是y调节的说明图。 图7是灰度间插补的说明图。
具体实施例方式
利用从图1到图7对本发明的第1实施方式的有源矩阵型液晶显 示装置及其驱动方法进行说明。图1是本发明的第1实施方式的液晶 显示装置的结构框图的例子。从前一级的系统将与色调及灰度等画面 显示对应的应显示的影像数据获取到输入影像端子101中，对液晶施 加基于影像数据的电压，控制液晶的透过率，在液晶显示板102上显 示影像。液晶的透过率(即，显示的亮度)与影像的灰度数据的关系
(以下称作y特性)由数据驱动器103和参照电压生成部104设定成 成为规定的特性。例如，如果是电视广播的影像信号，则假想为模仿 图2a那样的人的视觉特性的y特性，所以作为液晶显示装置而实现 图2a的特性。另外，液晶的y值是2.2。
由此，利用图1说明本实施方式的动作。利用使获取到输入影像 端子101中的输入影像数据延迟一定期间的存储器单元105，得到一 定时间前的影像数据。该延迟的一定时间例如是一个画面的扫描期间
(显示的更新期间、l帧期间)等，此时的存储器单元使用存储一个 画面量的数据或者对一个画面量的数据进行压縮的数据的帧存储器。 该帧存储器只要是存储器的单元可以是SDRAM、 DRAM、 SRAM、 FIFO等，只要是存储器功能均可。另外，也可以取代一个画面而是
多个画面(多个帧期间)。
通过存储器单元105，由一定时间前的影像数据和当前的输入影 像数据，根据数据变化量计算校正值，通过对当前的影像数据施加校 正的液晶响应校正单元106实现液晶的光学响应的改善。利用图3的 例子对液晶响应校正单元106进行说明。图3A表示着眼于某个像素 的显示数据的时间变化。图3B表示对应于图3A的显示数据的液晶 响应校正单元106的输出。在设输入显示数据更新周期为T时，在时 间i检测从前帧的时间(i一T)的显示数据灰度Gl向时间i的显示数 据G2的上升变化而计算对应于其变化量的校正值El，通过对时间i 的显示数据G2加上校正值E1，赋予比本来过量的数据变化，提高了 液晶的响应速度。时间j的下降变化也同样，检测从前帧的时间(j 一t)的显示数据灰度G2向时间j的显示数据G1的下降变化而计算 对应于其变化量的校正值E2，通过从时间j的显示数据Gl减去校正 值E2，赋予比本来过量的数据变化，提高了液晶的响应速度。作为 校正值的计算方法，有根据前帧的数据与当前帧的数据的关系直接设 定校正值的表方式、以及根据前帧的数据与当前帧的数据的差分和系 数计算的运算方式等，但只要是计算液晶响应的校正值的方式，是哪 种方式都可以。图3C表示通过液晶响应校正单元106改善了液晶响 应的亮度特性的图像。
在以往的液晶响应校正单元中，用数据进行处理，因此在向最大 灰度等级附近的灰度等级的迁移中，不能加上足够改善液晶响应的校 正值，不能充分地得到液晶响应校正的效果。即，如果是例如8bit 的灰度等级表现的情况，则在从任意的中间灰度等级向最大灰度等级 的255灰度等级迁移时，不能施加255灰度等级以上的电压，所以不 能加上液晶响应的校正值。
在本发明的液晶响应校正单元106中，在比显示的最大灰度等级 大的灰度等级中设置校正用的灰度等级范围，以便即使在显示的最大
灰度等级附近的灰度等级中也能够进行校正值的加法运算。由此，液
晶响应校正单元106后的灰度等级数比输入增加。例如，在单色的输 入数据为8bit灰度等级的情况下，成为从0灰度等级到255灰度等级 的显示灰度等级范围，如果在液晶响应校正用中准备32灰度等级量， 则从256灰度等级到287灰度等级的灰度等级范围成为液晶响应校正 用的灰度等级，作为数据变成8bit+m (m: m^l的整数)的输出。n 既可以是l，也可以是2或3。校正用的灰度等级范围根据最大灰度 等级附近的响应特性而不同，在需要细微的调节的情况下只要将校正 用的灰度等级范围设计得较大就可以。此外，在最小灰度等级附近也 能够同样地考虑。将校正用的灰度等级范围设为比显示的最小灰度等 级小的灰度等级，以使在显示的最小灰度等级附近的灰度等级中也能 够进行校正值的减法运算。在此情况下，液晶响应校正单元106后的 灰度等级表现数也比输入增加。
对于由液晶响应校正单元106加上了校正值的数据，在为了向液 晶显示板102显示而使用现在的液晶数据驱动器IC实现时，需要考 虑校正用的灰度等级范围。数据驱动器103如图2A的Y特性那样、 考虑液晶面板的固有特性的交流驱动与施加电压一透过率特性，设定 来自参照电压生成部104的多个参照电压，生成对应于灰度数据的施 加电压。图4表示标准黑模式的液晶的施加电压一透过率特性的例 子，图5中表示数据驱动器103的灰度一施加电压的关系的例子。通 常考虑显示的对比度效率和视野角而施加参照电压，以如图4A那样 对透过率成为最大的附近的电压施加最大施加电压、对透过率成为最 小的附近的电压施加最小施加电压。在本发明的参照电压生成部104 中，作为与通过液晶响应校正单元106增加了校正用的灰度等级范围 的量的灰度等级数据对应，如图4B所示，使最大的施加电压变化为 到比成为最大透过率的施加电压高的电压。这样，与根据特性设定的 最小透过率附近到最大透过率附近对应的施加电压的范围如以往那
样作为显示范围利用，使从对应于最大透过率的施加电压变化的最大 施加电压的范围，与校正用的增加的部分的灰度等级数据对应，能够 保持以往那样的对比度效率，在最大灰度等级附近也能够得到液晶响 应校正的效果。
但是，通过使参照电压向高电压侧变化，在以往的灰度一施加电 压的关系中，Y特性产生偏差。例如，在仅使最大参照电压变化的情
况下，成为图2B所示那样的Y特性。此外，如果对应于由灰度等级 数与输入相同的数据驱动器增加的电压范围，则显示范围的灰度等级 数减少。
为了进行它们的对应，利用Y调节单元107，调节因液晶响应校 正单元106的显示最大灰度等级以上的范围扩展而产生的Y特性与由 数据驱动器103设定的y特性的偏差，进而通过灰度间插补单元108 防止灰度等级数的减少。
Y调节单元107如图6A所示，做成能够通过设定相对于输入灰 度调节输出灰度的电路。例如，通过对每个输入灰度直接设定输出灰 度的图6B那样的查阅表的方式(LUT)或图6C那样的控制任意的 点而调节输出的折线方式等实现。此外，在Y调节单元107中，相对 于输入灰度使输出灰度增多，从而能够防止由Y调节带来的灰度等级 的减少，并且，能够使调节的范围变得精细。在图6B的例子中，对 于从0灰度等级到288灰度等级的输出，通过在0灰度等级到1024
灰度等级中进行Y调节来输出。
灰度间插补单元108是能够进行比由数据驱动器103本来能够对 应的输入灰度多的灰度等级的表现的单元，对于例如256灰度等级表 现的8bit数据驱动器能够模拟地进行1024灰度等级表现的10bit量的 显示。例如，利用颤动调谐(dithering)处理或FRC (帧速度控制)。 作为用8bit表现10bit数据的、即对于8bit的1灰度等级实现10bit 的4灰度等级量的表现的实现方法的例子，利用图7进行说明。
图7A是在面积上扩散的、调节浓淡的出现频率来表现中间灰度 等级的方法，例如在8bit灰度等级中的1灰度等级间，利用灰度等级 D与灰度等级D+l，将灰度等级D+l的出现频率用4像素中的1 像素表现灰度等级D+l/4、用4像素中的2像素表现灰度等级D+ 1/2、用4像素中的3像素表现灰度等级D+3/4、用4像素中的4像 素表现灰度等级D+l。这通过在8bit的1灰度等级之间表现4灰度 等级量而实现相当于10bit灰度等级。图7A所示的浓淡的模式是一 例，只要浓淡的比例相同，是怎样的模式都可以。代替10bit，也可 以是libit或12bit。
图7B是组合了面积上的扩散与时间上的扩散的方法，通过将多 种面积上的扩散模式以规定的周期触发(toggle)而显示，来表现中 间灰度等级。在图7B中，表示了以4帧周期触发的例子，但只要是 模式无偏差的触发，怎样的帧周期都可以。在用8bit表现10bit的情 况下，至少需要4帧周期，但在用8bit表现libit及12bit的情况下， 需要更多的帧周期。
通过该灰度间插补单元108，将由液晶响应校正单元104及Y调 节单元107增加的灰度等级数变换为对应于数据驱动器103的灰度等 级数。例如，输入8bit数据在液晶响应校正单元106及y调节单元 107的作用下成为10bit数据，通过灰度间插补单元108变换为能够 进行相当于10bit的表现的8bit数据，成为对应于数据驱动器103的 灰度等级数。
这样，通过y调节单元107调节液晶响应校正单元106带来的y 特性的偏差，通过灰度间插补单元108防止由液晶响应校正单元106 和Y调节单元107带来的灰度等级减少，利用以往的数据驱动器IC， 即使在最大灰度等级附近也能够得到液晶响应校正的效果。
在以上的说明中，主要对最大灰度等级附近进行了说明，但以同 样的考虑，在最小灰度等级附近也能够利用以往的数据驱动器IC得
到液晶响应校正的效果。
但是，本发明适合于有源矩阵型液晶显示装置及驱动方法，但也 能够适用于除此以外的显示装置及驱动方法。
能够在液晶电视机、液晶显示器等的液晶显示装置中使用。
权利要求
1、一种显示装置，其特征在于，具备显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交点而排列有像素、具有规定的灰度-亮度特性；第1驱动电路，输入n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是n≥0的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信号向上述扫描线输出；将比上述规定的灰度-亮度特性的最大施加电压大的电压施加在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；及变换为相对于输入显示数据的灰度等级而设定的灰度等级进行输出的电路；与由提高上述光学响应特性的电路处理的数据对应的灰度-亮度特性、和没有进行上述光学响应特性的提高时的灰度-亮度特性大致相同。
2、 一种显示装置，其特征在于， 具备显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交 点而排列有像素，并具有规定的灰度一亮度特性；第1驱动电路，接受n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰 度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是r^O的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信 号向上述扫描线输出；将比上述规定的灰度一亮度特性的最大施加电压大的电压施加 在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；及在上述n灰度等级的电压电平中，仅利用n灰度等级中的p灰度 等级，通过在面积上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少比n 灰度等级多的灰度等级数的电路，其中p是满足0^Xn的整数。
3、 如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，具备这样的电 路，即，在上述n灰度等级的电压电平中，仅利用n灰度等级中的p 灰度等级，通过在时间上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少 比n灰度等级多的灰度等级数的电路，其中，p是满足0^p<n的整数。
4、 一种显示装置，具备具有多个像素的显示板、和用于驱动上 述显示板的驱动电路，其特征在于，具备过驱动电路，输入N位的显示数据，根据与1个或多个帧期间前 的显示数据对应的校正值来校正上述显示数据，输出在N位的显示 数据上加上m位的N+m位的显示数据，其中N是N^1的整数，m 是n^1的整数；Y调节电路，用于调节来自上述过驱动电路的上述N+m位的显示数据的Y特性；及插补电路，对由上述Y调节电路调节的上述N+m位的显示数据 的灰度间进行插补，将上述N+m位的显示数据向M位的显示数据 扩展，将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据，以使上 述显示板能够利用上述N位的显示数据模拟显示上述M位的显示数 据，其中M是M〉N+m的整数；上述驱动电路输入变换后的上述N位的显示数据。
5、 如权利要求4所述的显示装置，其特征在于， 上述插补电路通过颤动调谐处理将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据，或者将上述M位的显示数据变换为上述N位 的显示数据，以使上述显示板能够通过帧速度控制模拟显示上述M 位的显示数据。
6、 一种驱动方法，用于驱动显示装置，其特征在于，所述显示 装置具备-显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交 点而排列有像素、具有规定的灰度一亮度特性；第1驱动电路，输入n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰 度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是论0的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信 号向上述扫描线输出；将比上述规定的灰度一亮度特性的最小施加电压小的电压施加 在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；及变换为相对于输入显示数据的灰度等级而设定的灰度等级进行 输出的电路；与由提高上述光学响应特性的电路处理的数据对应的灰度一亮 度特性、和没有提高上述光学响应特性时的灰度一亮度特性大致相 同。
7、 一种显示装置的驱动方法，用于驱动显示装置，所述显示装 置具备显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交 点而排列有像素，并具有规定的灰度一亮度特性；第1驱动电路，接受n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰 度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是论0的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信 号向上述扫描线输出；及将比上述规定的灰度一亮度特性的最小施加电压小的电压施加 在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；在上述n灰度等级电压电平中，仅利用n灰度等级中的p灰度等 级，通过在面积上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少比n灰度等级多的灰度等级数，其中p是满足(^p〈n的整数。
8、 如权利要求7所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在 上述n灰度等级的电压电平中，仅利用n灰度等级中的p灰度等级， 通过在时间上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少比n灰度等 级多的灰度等级数，其中，p是满足0^Xn的整数。
9、 一种显示装置的驱动方法，该显示装置具备具有多个像素的 显示板、和用于驱动上述显示板的驱动电路，其特征在于，具备输入N位的显示数据，根据与1个或多个帧期间前的显示数据对 应的校正值来校正上述显示数据，生成在N位的显示数据上加上m 位的N+m位的显示数据，其中N是的整数，m是n^1的整数;调节上述N+m位的显示数据的y特性；及对被调节的上述N+m位的显示数据的灰度间进行插补，将上述 N+m位的显示数据向M位的显示数据扩展，将上述M位的显示数 据变换为上述N位的显示数据，以使上述显示板能够利用上述N位 的显示数据模拟显示上述M位的显示数据，其中M是M〉N+m的 整数；向上述驱动电路输入变换后的上述N位的显示数据。
10、 如权利要求9所述的显示装置的驱动方法，其特征在于， 通过颤动调谐处理将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据，或者将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据， 以使上述显示板能够通过帧速度控制模拟地显示上述M位的显示数 据。
全文摘要
本发明涉及显示装置及其驱动方法，设置比以往的成为最大(最小)的液晶透过率的最大(最小)施加电压高的施加电压(低的施加电压)的范围，设置液晶响应校正单元(106)，该液晶响应校正单元设定参照电压以将该范围用于液晶响应校正，设置γ调节单元(107)及灰度间插补单元(108)，该γ调节单元及灰度间插补单元对该施加电压的范围的扩展带来的γ特性的偏差进行调节。
文档编号G09G3/36GK101101425SQ200710127450
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者丸山纯一, 大石纯久, 小野记久雄, 庄司孝志 申请人:株式会社日立显示器
技术领域：
本发明涉及改善了显示板的光学特性的显示装置及其驱动方法， 特别涉及在像素中使用液晶的显示装置及其驱动方法。
背景技术：
有源矩阵型的液晶显示装置因薄型、高精细、低消耗电力的特征 而作为薄型电视机等的显示装置使用。但是，液晶的光学响应需要几 十msec左右的比一个画面的扫描期间(l帧)多的时间，在显示运 动图像的情况下，液晶的响应不能追随显示数据的变化，成为模糊的 显示。作为这些模糊的对策，美国专利第6,501,451号公开了检测各 像素的每一个的图像数据的变化量、对液晶施加电压施加对应于该变 化的校正来改善液晶的光学响应的方法。但是，在美国专利第 6,501,451号的方法中，在从任意的灰度等级向中间灰度等级的显示 的迁移的情况下，由于能进行充分的电压校正，所以能够期待希望的 效果，但是，显示向最大灰度等级或最小灰度等级那样接近于饱和灰 度等级的灰度等级迁移的情况下，不能充分地施加校正的电压，不能 期待液晶响应的改善效果。所以，通过如美国专利第6,876，347号那 样将液晶的施加电压的范围设为比在显示中使用的范围大的范围，即 使在显示向接近于饱和灰度等级的灰度等级迁移的情况下也能够施 加校正电压，能够改善液晶响应。
专利文献1:美国专利第6,501,451号(日本特开平11 — 126050 号公报)
专利文献2:美国专利第6,876,347号(日本特开2002 —107694 号公报)
如果利用上述技术，则即使在显示向接近于饱和灰度等级的灰度 等级迁移的情况下也能够改善液晶响应，但如果用以往的数据驱动器 实施，则灰度等级与透过率的关系偏离本来的设定在数据驱动器中的 期望的特性。此外，有显示灰度等级数相对于输入数据的灰度等级数 减少的问题。为了避免该问题，需要开发对应于校正范围的新的数据 驱动器。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示装置及其驱动方法，不会降低显示 板所具有的对比度特性，输入数据的y特性不偏离，并且，灰度等级 数不减少、即使在向最大灰度等级附近或最小灰度等级附近的显示的 迁移中也能够得到液晶的光学响应特性的校正效果、提高运动图像的 识别性。
为了解决上述的课题，设置比作为以往的最大(最小)的液晶透 过率的最大(最小)施加电压高的施加电压(低的施加电压)的范围， 设定参照电压以将该范围用于液晶响应校正。还具备调节由该施加电 压的范围的扩展带来的y特性的偏差的y调节单元及灰度间插补单 元。
根据本发明，不降低显示板所具有的对比度特性、输入数据的y 特性不偏离，并且，等级数不减少，即使在向最大灰度等级附近及最 小灰度等级附近的显示的迁移中也能够得到液晶的光学响应特性的 校正效果，能够提高运动图像的识别性。
图1是第1实施方式的液晶显示装置的结构框图。
图2是亮度一输入灰度特性(y特性)的例子。 图3是液晶响应校正的说明图。 图4是施加电压一液晶透过率特性的例子。 图5是灰度一施加电压的关系的例子。
图6是y调节的说明图。 图7是灰度间插补的说明图。
具体实施例方式
利用从图1到图7对本发明的第1实施方式的有源矩阵型液晶显 示装置及其驱动方法进行说明。图1是本发明的第1实施方式的液晶 显示装置的结构框图的例子。从前一级的系统将与色调及灰度等画面 显示对应的应显示的影像数据获取到输入影像端子101中，对液晶施 加基于影像数据的电压，控制液晶的透过率，在液晶显示板102上显 示影像。液晶的透过率(即，显示的亮度)与影像的灰度数据的关系
(以下称作y特性)由数据驱动器103和参照电压生成部104设定成 成为规定的特性。例如，如果是电视广播的影像信号，则假想为模仿 图2a那样的人的视觉特性的y特性，所以作为液晶显示装置而实现 图2a的特性。另外，液晶的y值是2.2。
由此，利用图1说明本实施方式的动作。利用使获取到输入影像 端子101中的输入影像数据延迟一定期间的存储器单元105，得到一 定时间前的影像数据。该延迟的一定时间例如是一个画面的扫描期间
(显示的更新期间、l帧期间)等，此时的存储器单元使用存储一个 画面量的数据或者对一个画面量的数据进行压縮的数据的帧存储器。 该帧存储器只要是存储器的单元可以是SDRAM、 DRAM、 SRAM、 FIFO等，只要是存储器功能均可。另外，也可以取代一个画面而是
多个画面(多个帧期间)。
通过存储器单元105，由一定时间前的影像数据和当前的输入影 像数据，根据数据变化量计算校正值，通过对当前的影像数据施加校 正的液晶响应校正单元106实现液晶的光学响应的改善。利用图3的 例子对液晶响应校正单元106进行说明。图3A表示着眼于某个像素 的显示数据的时间变化。图3B表示对应于图3A的显示数据的液晶 响应校正单元106的输出。在设输入显示数据更新周期为T时，在时 间i检测从前帧的时间(i一T)的显示数据灰度Gl向时间i的显示数 据G2的上升变化而计算对应于其变化量的校正值El，通过对时间i 的显示数据G2加上校正值E1，赋予比本来过量的数据变化，提高了 液晶的响应速度。时间j的下降变化也同样，检测从前帧的时间(j 一t)的显示数据灰度G2向时间j的显示数据G1的下降变化而计算 对应于其变化量的校正值E2，通过从时间j的显示数据Gl减去校正 值E2，赋予比本来过量的数据变化，提高了液晶的响应速度。作为 校正值的计算方法，有根据前帧的数据与当前帧的数据的关系直接设 定校正值的表方式、以及根据前帧的数据与当前帧的数据的差分和系 数计算的运算方式等，但只要是计算液晶响应的校正值的方式，是哪 种方式都可以。图3C表示通过液晶响应校正单元106改善了液晶响 应的亮度特性的图像。
在以往的液晶响应校正单元中，用数据进行处理，因此在向最大 灰度等级附近的灰度等级的迁移中，不能加上足够改善液晶响应的校 正值，不能充分地得到液晶响应校正的效果。即，如果是例如8bit 的灰度等级表现的情况，则在从任意的中间灰度等级向最大灰度等级 的255灰度等级迁移时，不能施加255灰度等级以上的电压，所以不 能加上液晶响应的校正值。
在本发明的液晶响应校正单元106中，在比显示的最大灰度等级 大的灰度等级中设置校正用的灰度等级范围，以便即使在显示的最大
灰度等级附近的灰度等级中也能够进行校正值的加法运算。由此，液
晶响应校正单元106后的灰度等级数比输入增加。例如，在单色的输 入数据为8bit灰度等级的情况下，成为从0灰度等级到255灰度等级 的显示灰度等级范围，如果在液晶响应校正用中准备32灰度等级量， 则从256灰度等级到287灰度等级的灰度等级范围成为液晶响应校正 用的灰度等级，作为数据变成8bit+m (m: m^l的整数)的输出。n 既可以是l，也可以是2或3。校正用的灰度等级范围根据最大灰度 等级附近的响应特性而不同，在需要细微的调节的情况下只要将校正 用的灰度等级范围设计得较大就可以。此外，在最小灰度等级附近也 能够同样地考虑。将校正用的灰度等级范围设为比显示的最小灰度等 级小的灰度等级，以使在显示的最小灰度等级附近的灰度等级中也能 够进行校正值的减法运算。在此情况下，液晶响应校正单元106后的 灰度等级表现数也比输入增加。
对于由液晶响应校正单元106加上了校正值的数据，在为了向液 晶显示板102显示而使用现在的液晶数据驱动器IC实现时，需要考 虑校正用的灰度等级范围。数据驱动器103如图2A的Y特性那样、 考虑液晶面板的固有特性的交流驱动与施加电压一透过率特性，设定 来自参照电压生成部104的多个参照电压，生成对应于灰度数据的施 加电压。图4表示标准黑模式的液晶的施加电压一透过率特性的例 子，图5中表示数据驱动器103的灰度一施加电压的关系的例子。通 常考虑显示的对比度效率和视野角而施加参照电压，以如图4A那样 对透过率成为最大的附近的电压施加最大施加电压、对透过率成为最 小的附近的电压施加最小施加电压。在本发明的参照电压生成部104 中，作为与通过液晶响应校正单元106增加了校正用的灰度等级范围 的量的灰度等级数据对应，如图4B所示，使最大的施加电压变化为 到比成为最大透过率的施加电压高的电压。这样，与根据特性设定的 最小透过率附近到最大透过率附近对应的施加电压的范围如以往那
样作为显示范围利用，使从对应于最大透过率的施加电压变化的最大 施加电压的范围，与校正用的增加的部分的灰度等级数据对应，能够 保持以往那样的对比度效率，在最大灰度等级附近也能够得到液晶响 应校正的效果。
但是，通过使参照电压向高电压侧变化，在以往的灰度一施加电 压的关系中，Y特性产生偏差。例如，在仅使最大参照电压变化的情
况下，成为图2B所示那样的Y特性。此外，如果对应于由灰度等级 数与输入相同的数据驱动器增加的电压范围，则显示范围的灰度等级 数减少。
为了进行它们的对应，利用Y调节单元107，调节因液晶响应校 正单元106的显示最大灰度等级以上的范围扩展而产生的Y特性与由 数据驱动器103设定的y特性的偏差，进而通过灰度间插补单元108 防止灰度等级数的减少。
Y调节单元107如图6A所示，做成能够通过设定相对于输入灰 度调节输出灰度的电路。例如，通过对每个输入灰度直接设定输出灰 度的图6B那样的查阅表的方式(LUT)或图6C那样的控制任意的 点而调节输出的折线方式等实现。此外，在Y调节单元107中，相对 于输入灰度使输出灰度增多，从而能够防止由Y调节带来的灰度等级 的减少，并且，能够使调节的范围变得精细。在图6B的例子中，对 于从0灰度等级到288灰度等级的输出，通过在0灰度等级到1024
灰度等级中进行Y调节来输出。
灰度间插补单元108是能够进行比由数据驱动器103本来能够对 应的输入灰度多的灰度等级的表现的单元，对于例如256灰度等级表 现的8bit数据驱动器能够模拟地进行1024灰度等级表现的10bit量的 显示。例如，利用颤动调谐(dithering)处理或FRC (帧速度控制)。 作为用8bit表现10bit数据的、即对于8bit的1灰度等级实现10bit 的4灰度等级量的表现的实现方法的例子，利用图7进行说明。
图7A是在面积上扩散的、调节浓淡的出现频率来表现中间灰度 等级的方法，例如在8bit灰度等级中的1灰度等级间，利用灰度等级 D与灰度等级D+l，将灰度等级D+l的出现频率用4像素中的1 像素表现灰度等级D+l/4、用4像素中的2像素表现灰度等级D+ 1/2、用4像素中的3像素表现灰度等级D+3/4、用4像素中的4像 素表现灰度等级D+l。这通过在8bit的1灰度等级之间表现4灰度 等级量而实现相当于10bit灰度等级。图7A所示的浓淡的模式是一 例，只要浓淡的比例相同，是怎样的模式都可以。代替10bit，也可 以是libit或12bit。
图7B是组合了面积上的扩散与时间上的扩散的方法，通过将多 种面积上的扩散模式以规定的周期触发(toggle)而显示，来表现中 间灰度等级。在图7B中，表示了以4帧周期触发的例子，但只要是 模式无偏差的触发，怎样的帧周期都可以。在用8bit表现10bit的情 况下，至少需要4帧周期，但在用8bit表现libit及12bit的情况下， 需要更多的帧周期。
通过该灰度间插补单元108，将由液晶响应校正单元104及Y调 节单元107增加的灰度等级数变换为对应于数据驱动器103的灰度等 级数。例如，输入8bit数据在液晶响应校正单元106及y调节单元 107的作用下成为10bit数据，通过灰度间插补单元108变换为能够 进行相当于10bit的表现的8bit数据，成为对应于数据驱动器103的 灰度等级数。
这样，通过y调节单元107调节液晶响应校正单元106带来的y 特性的偏差，通过灰度间插补单元108防止由液晶响应校正单元106 和Y调节单元107带来的灰度等级减少，利用以往的数据驱动器IC， 即使在最大灰度等级附近也能够得到液晶响应校正的效果。
在以上的说明中，主要对最大灰度等级附近进行了说明，但以同 样的考虑，在最小灰度等级附近也能够利用以往的数据驱动器IC得
到液晶响应校正的效果。
但是，本发明适合于有源矩阵型液晶显示装置及驱动方法，但也 能够适用于除此以外的显示装置及驱动方法。
能够在液晶电视机、液晶显示器等的液晶显示装置中使用。
权利要求
1、一种显示装置，其特征在于，具备显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交点而排列有像素、具有规定的灰度-亮度特性；第1驱动电路，输入n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是n≥0的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信号向上述扫描线输出；将比上述规定的灰度-亮度特性的最大施加电压大的电压施加在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；及变换为相对于输入显示数据的灰度等级而设定的灰度等级进行输出的电路；与由提高上述光学响应特性的电路处理的数据对应的灰度-亮度特性、和没有进行上述光学响应特性的提高时的灰度-亮度特性大致相同。
2、 一种显示装置，其特征在于， 具备显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交 点而排列有像素，并具有规定的灰度一亮度特性；第1驱动电路，接受n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰 度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是r^O的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信 号向上述扫描线输出；将比上述规定的灰度一亮度特性的最大施加电压大的电压施加 在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；及在上述n灰度等级的电压电平中，仅利用n灰度等级中的p灰度 等级，通过在面积上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少比n 灰度等级多的灰度等级数的电路，其中p是满足0^Xn的整数。
3、 如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，具备这样的电 路，即，在上述n灰度等级的电压电平中，仅利用n灰度等级中的p 灰度等级，通过在时间上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少 比n灰度等级多的灰度等级数的电路，其中，p是满足0^p<n的整数。
4、 一种显示装置，具备具有多个像素的显示板、和用于驱动上 述显示板的驱动电路，其特征在于，具备过驱动电路，输入N位的显示数据，根据与1个或多个帧期间前 的显示数据对应的校正值来校正上述显示数据，输出在N位的显示 数据上加上m位的N+m位的显示数据，其中N是N^1的整数，m 是n^1的整数；Y调节电路，用于调节来自上述过驱动电路的上述N+m位的显示数据的Y特性；及插补电路，对由上述Y调节电路调节的上述N+m位的显示数据 的灰度间进行插补，将上述N+m位的显示数据向M位的显示数据 扩展，将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据，以使上 述显示板能够利用上述N位的显示数据模拟显示上述M位的显示数 据，其中M是M〉N+m的整数；上述驱动电路输入变换后的上述N位的显示数据。
5、 如权利要求4所述的显示装置，其特征在于， 上述插补电路通过颤动调谐处理将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据，或者将上述M位的显示数据变换为上述N位 的显示数据，以使上述显示板能够通过帧速度控制模拟显示上述M 位的显示数据。
6、 一种驱动方法，用于驱动显示装置，其特征在于，所述显示 装置具备-显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交 点而排列有像素、具有规定的灰度一亮度特性；第1驱动电路，输入n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰 度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是论0的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信 号向上述扫描线输出；将比上述规定的灰度一亮度特性的最小施加电压小的电压施加 在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；及变换为相对于输入显示数据的灰度等级而设定的灰度等级进行 输出的电路；与由提高上述光学响应特性的电路处理的数据对应的灰度一亮 度特性、和没有提高上述光学响应特性时的灰度一亮度特性大致相 同。
7、 一种显示装置的驱动方法，用于驱动显示装置，所述显示装 置具备显示板，多个数据线和多个扫描线被布线成矩阵状，对应于其交 点而排列有像素，并具有规定的灰度一亮度特性；第1驱动电路，接受n灰度等级的显示数据，将对应于上述n灰 度等级的电压电平输出到上述数据线，其中n是论0的整数；第2驱动电路，将用于选择应接受上述显示信号的像素的选择信 号向上述扫描线输出；及将比上述规定的灰度一亮度特性的最小施加电压小的电压施加 在上述像素上，从而提高上述像素的光学响应特性的电路；在上述n灰度等级电压电平中，仅利用n灰度等级中的p灰度等 级，通过在面积上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少比n灰度等级多的灰度等级数，其中p是满足(^p〈n的整数。
8、 如权利要求7所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在 上述n灰度等级的电压电平中，仅利用n灰度等级中的p灰度等级， 通过在时间上扩散控制p灰度等级的电压电平来显示至少比n灰度等 级多的灰度等级数，其中，p是满足0^Xn的整数。
9、 一种显示装置的驱动方法，该显示装置具备具有多个像素的 显示板、和用于驱动上述显示板的驱动电路，其特征在于，具备输入N位的显示数据，根据与1个或多个帧期间前的显示数据对 应的校正值来校正上述显示数据，生成在N位的显示数据上加上m 位的N+m位的显示数据，其中N是的整数，m是n^1的整数;调节上述N+m位的显示数据的y特性；及对被调节的上述N+m位的显示数据的灰度间进行插补，将上述 N+m位的显示数据向M位的显示数据扩展，将上述M位的显示数 据变换为上述N位的显示数据，以使上述显示板能够利用上述N位 的显示数据模拟显示上述M位的显示数据，其中M是M〉N+m的 整数；向上述驱动电路输入变换后的上述N位的显示数据。
10、 如权利要求9所述的显示装置的驱动方法，其特征在于， 通过颤动调谐处理将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据，或者将上述M位的显示数据变换为上述N位的显示数据， 以使上述显示板能够通过帧速度控制模拟地显示上述M位的显示数 据。
全文摘要
本发明涉及显示装置及其驱动方法，设置比以往的成为最大(最小)的液晶透过率的最大(最小)施加电压高的施加电压(低的施加电压)的范围，设置液晶响应校正单元(106)，该液晶响应校正单元设定参照电压以将该范围用于液晶响应校正，设置γ调节单元(107)及灰度间插补单元(108)，该γ调节单元及灰度间插补单元对该施加电压的范围的扩展带来的γ特性的偏差进行调节。
文档编号G09G3/36GK101101425SQ200710127450
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者丸山纯一, 大石纯久, 小野记久雄, 庄司孝志 申请人:株式会社日立显示器
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