用于液晶显示面板的驱动装置以及液晶显示装置的制作方法

专利名称：用于液晶显示面板的驱动装置以及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种用于液晶显示面板的驱动装置和一种具有该驱动装置的液晶显示装置，且更为具体地说涉及一种用于液晶显示面板的驱动装置和能够进行过冲驱动操作的液晶显示装置，其中，施加超出了在完成响应液晶时达到的目标电压的过电压，以增加液晶的响应速度。
本申请要求2006年3月20日申请的日本专利申请NO.2006-077254的优先权，在此通过参考将其并入本文。
现有技术现有液晶显示装置被构成为通过对于每一帧中的每个像素改变施加到构成液晶显示面板的液晶层上的电压来实现灰度阴影显示，以改变液晶的透射率。而且，为了即使当需要在灰度级中发生相对突然的变化(即，透射率的变化)时，也能通过液晶的快速响应获得所需灰度级值(目标灰度级)，进行过冲操作，其中施加超出了对应于当完成响应时达到的目标灰度级的目标电压的指定过电压[例如，见专利参考文献1(日本专利申请特开No.2002-2295219)]。
如图14中所示，现有液晶显示装置101具有液晶显示面板102和驱动液晶显示面板102的驱动电路103。驱动电路103包括，计算适当的过冲量的过冲计算部分104，存储处理程序，各种数据块等的存储部分105，控制视频信号输出时序的时序控制部分106，将显示信号(数据信号)提供给液晶显示面板102的每个信号线的数据电极驱动电路107，以及将扫描信号提供给每个扫描线的扫描电极驱动电路108。例如，液晶显示装置101是一般的白模式液晶显示面板。
存储部分105具有用作图像存储器的帧存储器109和存储LUT的LUT(以下为查阅表)存储部分110。帧存储器109存储一帧图像数据。LUT存储部分110存储含有灰度级数据的LUT，用于对应于灰度级转换的过冲驱动，在LUT中，将对应于灰度级转换的过冲量(在显示的一个过去的帧中的灰度级和在当前帧中的灰度级的组合)示出为灰度级值相对于目标灰度级值的增加。
过冲计算部分104检测对应于输入当前帧(第n帧视频信号Fn)的灰度级值和一个过去帧[第(n-1)帧视频数据Fn-1]的灰度级值的过冲量，其自帧存储器109通过存储在LUT存储部分110中的LUT获得，且该过冲计算部分104输出通过向其增加过冲量获得的灰度级数据，以将相应的电压加到液晶。在此，如果当前帧中的灰度级值大于一个过去帧中的灰度级值，则过冲量变大，如图16中示出的Vb(tb≤t≤tc)，以将比对应于当前帧中的灰度级值的电压高的指定过电压加到液晶层，且如果当前帧中的灰度级值小于一个过去帧中的灰度级值，则过冲量变小，示出为Vd(tf≤t≤tg)，以将比对应于当前帧中的灰度级值的电压低的指定电压加到液晶层。由此，加速液晶的移动以达到目标灰度级，从而在完成液晶响应之前，对应于目标灰度级的液晶层具有指定的透射率。
例如，如图15中所示，当透射比T从Ta(tb≤t≤tc)改变为Tb(tb≤t≤tc，tc≤t≤td，td≤t≤te，te≤t≤tf)时，尽管如图16中所示，对应于电压Tb的原始施加电压(目标电压)V为Vc，但是通过在时间(tb≤t≤tc)施加超出电压Vc的过电压Vb以从Va快速增加电压V，跳过Vc到Vb，能将液晶显示面板的响应速度变得更高。相似地，当透射率T从Tb(tb≤t≤tc，tc≤t≤td，td≤t≤te，te≤t≤tf)变为Tc(tf≤t≤tg，tg≤t≤th，th≤t≤ti)时，尽管如图16中所示，对应于电压Tc的原始施加电压(目标电压)V为电压Ve，但是在时间(tf≤t≤tg)也施加低于电压Ve的电压Vd。
然而，如图15中所示，一些情况下，在其中进行过冲驱动操作的帧(tb≤t≤tc)之后的帧(tc≤t≤td)中发生了其中透射率T超出对应于目标灰度级的透射率Tb的过度响应(达到的灰度级大于目标灰度级)，这导致显示质量降低。因此，过冲驱动量通常不够。即，除了抑制必要帧中的过冲量以防止随后帧中过度响应之外别无选择。
为了解决该问题，(例如在专利参考文献2[(日本专利申请特开No.2004-1093329)中])公开了一种技术，其中检测了自达到当前帧中的灰度级之前存在于至少两个帧中灰度级的灰度级转换图形，且当灰度级转换图形是一个预定图形，进行驱动以降低过冲量。如图17中所示出的，所公开的液晶面板202具有液晶显示面板101和驱动液晶显示面板202的驱动电路203。如图17中所示，驱动电路203包括计算适当过冲量的过冲计算部分204，存储处理程序，多种数据块等的存储部分205，控制视频信号的输出时序的时序控制部分206，将显示信号(数据信号)提供给液晶显示面板202的每个信号线的数据电极驱动电路207，和将扫描信号提供给每个扫描线的扫描电极驱动电路208。
存储部分205具有帧存储器209和210以及存储很多LUT的LUT存储部分211。帧存储器209和210中的每一个都存储图像数据[第(n-1)帧视频数据Fn-1]和图像数据[第(n-1)帧视频数据Fn-1]，该图像数据[第(n-1)帧视频数据Fn-1]存在于此时相对于将在一帧中显示的图像数据(第n帧视频数据Fn)之前的一帧周期中，而图像数据[第(n-1)帧视频数据Fn-1]存在于此时相对于在一帧中将显示的图像数据[第n帧视频数据Fn]之前的两帧周期中。而且，LUT存储部分211存储大量LUT，该LUT包括灰度级数据，用于对应于灰度级转换的过冲驱动。在每一个LUT中，示出了对应于灰度级转换(在显示的一个过去的帧中的灰度级和在当前帧中的灰度级的组合)的过冲量。对于每个LUT过冲量都是变化的，且响应于所检测的灰度级转换的图形选择相应的LUT。
所解决的第一个问题是，即使采用了其中通过在指定条件下降低过冲量进行测量的专利参考文献1中公开的现有技术时，也不能进行足够的过冲驱动，且不能可靠地提高响应速度，以提供优良的显示质量。而且，要解决的第二个问题是，例如，即使采用了在专利参考文献2中公开的现有技术时，也会发生帧存储器容量增加，且必须有很多LUT，并且增加了判断过程等的计算量，结果，导致成本增加。例如，结果，需要存储至少两帧图像数据的帧存储器容量。

发明内容
考虑到上述问题，本发明的第一个目的是提供能够可靠地提高液晶响应速度并能够获得优良显示质量的一种用于液晶显示面板的驱动装置和一种液晶显示装置，以及一种具有上述驱动装置的液晶显示装置。而且，本发明的第二个目的是提供一种用于液晶显示面板的驱动装置，和一种能够降低成本的液晶显示装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于液晶显示面板的驱动装置，其中液晶显示面板包括沿着第一方向设置的多个数据电极、沿着大致垂直于第一方向的第二方向设置的多个扫描电极，和液晶层，其中驱动装置将扫描信号施加到多个扫描电极并将提供灰度级的显示信号提供给多个相应的数据电极，以将提供灰度级的像素数据写到液晶显示面板中液晶层的相应像素上，且其中，通过驱动装置，对于每个像素，基于输入显示数据产生过冲灰度级数据(或者，下冲灰度级数据)，且对于此时将于其上进行过冲操作(或者此时于其上进行下冲操作)的像素，将灰度级数据或过冲灰度级数据(或者下冲灰度级数据)设置成略微降低指定量(在下冲驱动的情况下，将数据设置成略微增加指定量)，并且将其施加到每个数据电极。
在前述内容中，优选模式是这样一种模式，其中
产生并输出灰度级数据或过冲灰度级数据(或下冲灰度级数据)的灰度级数据输出电路；和数据电极驱动电路，其通过将显示信号施加到数据电极，以当数据电极驱动电路接收过冲灰度级数据(或，下冲灰度级数据)时，将施加到像素的灰度级电压对应于过冲灰度级数据(或者，下冲灰度级数据)，并变成大于参考电压的过电压(在下冲驱动的情况下，变成了小于参考电压的下电压)，以进行过冲驱动(或者，下冲驱动)，其中灰度级数据输出电路包括过冲灰度级值计算单元(或者，下冲灰度级值计算单元)，其基于其中进行过冲驱动的当前帧中的当前灰度级值和之前的灰度级值计算当前帧中的过冲灰度级值(或者，下冲灰度级值)；校正单元，其基于当前灰度级值和之前的灰度级值预测在下一帧显示中发生的过度响应，并获得过度响应的等级或下一灰度级的校正量，以防止过度响应；和校正的灰度级值计算单元，其基于过度响应的等级或下一灰度级值的所校正量来计算所校正的灰度级值或过冲灰度级值(或者下冲灰度级值)。
在此，在说明书中，术语“帧”的含义具有包括场的宽泛概念。而且，除了一个过去帧中的灰度级值之外，“之前的灰度级值”还表示包括两个或多个之前帧中的灰度级值的宽泛概念的灰度级值。
而且，优选模式是这样一种模式，其中校正单元包括过度响应等级估计单元，从而在显示当前帧中的过冲驱动(或者下冲驱动)时基于当前灰度级值和之前灰度级值预测显示下一帧时的过度响应，且该校正单元估计过度响应的等级。
而且，优选模式是这样一种模式，其中其包括图像信息存储单元以存储至少一帧图像信息。
而且，优选模式是这样一种模式，其中图像信息存储单元存储通过将下一帧中的过度响应的等级或者所校正量加到当前帧中的图像信息而获得的信息。
而且，优选模式是这样一种模式，其中过度响应等级估计单元将通过将下一帧中的过度响应等级加到当前帧中的图像信息而获得的信息发送到图像信息存储单元中，且所校正的灰度级值计算单元在帧中显示时自图像信息存储单元接收过度响应的等级，和基于过度响应的等级计算所校正的量，并基于所校正的量获得所校正的灰度级值或者过冲灰度级值(或者下冲灰度级值)。
而且，优选模式是这样一种模式，其中其包括过冲灰度级值存储单元(或者，下冲灰度级值存储单元)，以存储对应于当前灰度级值和之前灰度级值的过冲灰度级值(或者下冲灰度级值)，并包括对应于当前灰度级值和之前灰度级值的所校正量存储单元。
而且，优选模式是这样一种模式，其中其包括过度响应等级存储单元，以存储对应于当前灰度级值和之前灰度级值的过度响应的等级。
而且，优选模式是这样一种模式，其中过冲灰度级值存储单元(或者，下冲灰度级值存储单元)存储实际上事先测量的过冲灰度级值(或者下冲灰度级值)，且所校正量存储单元存储实际上事先测量的所校正量，且过度响应等级存储单元存储实际上事先测量的过度响应等级。
根据本发明的第二方面，提供了一种液晶显示装置，其包括液晶显示面板，其包括沿着第一方向设置的多个数据电极，沿着大致垂直于第一方向的第二方向设置的多个扫描电极，和液晶层；和根据前述第一方面的液晶显示面板的驱动装置，其将扫描信号施加到多个扫描电极，并将提供灰度级的显示信号施加到多个相应的数据电极，以将提供灰度级的像素数据写到液晶层的相应像素上。
通过上述结构，对于每个像素，基于输入显示数据产生过冲灰度级数据(下冲灰度级数据)，并将其施加到相应的数据电极，且对于此时于其上进行过冲操作(或者，此时于其上进行下冲操作)的像素，将灰度级数据或过冲灰度级数据(下冲灰度级数据)设置成略微降低指定量，并将其施加到数据电极(在下冲驱动的情况下，将数据设置成略微增加指定量)，且因此，可以防止过度响应，且例如，不论在下一帧中是否可预测过度响应，都能在充分对应于目标灰度级值的所施加电压下进行过冲驱动，且结果，能可靠地使得液晶的响应速度高，并能获得高的显示质量。而且，由于图像信息用于获得灰度级的校正量，因此当前帧和一个过去帧到当前帧中的信息是足够的，且因此可以抑制存储图像信息的图像存储装置容量和成本的增加。


根据结合附图的以下描述，本发明的上述和其他目的、优点和特征将更加明显，附图中图1是示出根据本发明第一实施例的液晶显示装置的电气结构的框图；图2是示出构成根据本发明第一实施例的液晶显示装置的LCD(液晶显示器)驱动电路的电气结构的框图；图3是示意性示出构成根据本发明第一实施例的液晶显示装置的液晶显示面板结构的透视图；图4是示意性示出图3的液晶显示面板结构的截面图；图5是示出图3的液晶显示面板的电气结构的等效电路图；图6是示出根据本发明第一实施例的液晶显示装置的控制部分和存储部分的结构的框图；图7是示出构成根据本发明第一实施例的液晶显示装置存储部分的第一LUT存储部分中存储的第一LUT内容的图；图8是示出构成根据本发明第一实施例的液晶显示装置存储部分的第二LUT存储部分中存储的第二LUT内容的图；图9是示出构成根据本发明第一实施例的液晶显示装置存储部分的第三LUT存储部分中存储的第三LUT内容的图；图10是示出构成根据本发明第一实施例的液晶显示装置存储部分的帧存储器中存储的帧数据的格式的图；图11是说明根据本发明第一实施例的液晶显示装置的LCD驱动电路的操作的图；图12也是说明根据本发明第一实施例的液晶显示装置的LCD驱动电路的操作的图；图13是示出构成根据本发明第一实施例的液晶显示装置存储部分的帧存储器中存储的帧数据的格式的图；图14是说明现有技术的图；图15是说明现有技术的图；图16是说明现有技术的图；图17是说明现有技术的图。
具体实施例方式
将使用各个实施例参考附图更详细地描述实施本发明的最佳实施例。通过对于每个像素都基于输入显示数据产生过冲灰度级数据(或者下冲灰度级数据)，并通过将数据施加到相应的数据电极，和对于在其上进行过冲操作(或者在其上进行下冲操作)的像素，通过将灰度级数据或过冲灰度级数据(或下冲灰度级数据)设置为略微降低将施加到数据电极的指定量(在下冲驱动的情况下，将该数据设置成略微增加指定量)，来防止过度响应，且例如，无论在下一帧中是否可预测过度响应，通过在足够对应于目标灰度级值的所施加电压下进行过冲驱动，都能实现可以可靠地提高液晶响应速度并可以获得良好显示质量的本发明的第一目的。而且，由于图像信息用于获得灰度级的校正量，因此，通过使用足够的当前帧和一个过去帧至当前帧中的信息，能实现抑制存储图像信息的图像存储装置容量和成本的增加的第二个目的。
第一实施例图1是示出本发明第一实施例的液晶显示装置的电气结构的框图。图2是示出构成第一实施例的液晶显示装置的LCD(液晶显示器)驱动电路的电气结构的框图。图3是示意性示出构成第一实施例的液晶显示装置的液晶显示面板的结构的透视图。图4是示意性示出图3液晶显示面板的结构的截面图。图5是示出图3液晶显示面板的电结构的等效电路图。图6是示出第一实施例的液晶显示装置的控制部分和存储部分的结构的框图。图7是示出构成第一实施例的液晶显示装置存储部分的第一LUT存储部分中存储的第一LUT内容的图。图8是示出构成第一实施例的液晶显示装置存储部分的第二LUT存储部分中存储的第二LUT内容的图。图9是示出构成第一实施例的液晶显示装置存储部分的第三LUT存储部分中存储的第三LUT内容的图。图10是构成第一实施例的液晶显示装置存储部分的帧存储器中存储的帧数据格式的图。图11和12是说明第一实施例液晶显示装置的LCD驱动电路操作的图。图13是示出构成第一实施例的液晶显示装置存储部分的帧存储器中存储的帧数据格式的图。
图1和2中示出的第一实施例的液晶显示装置，其包括液晶显示面板2，驱动液晶显示面板2的LCD驱动电路3，基于自外部提供的图像数据产生相应图像信号的图像信号产生部分4，将照明光提供到液晶显示面板2的背光5。例如，该液晶显示面板2是具有TFT(薄膜晶体管)结构的透光型液晶显示面板，并如图3至5中示出的，其包括其上安装了驱动TFTpq(p和q是自然数)以及很多透明像素电极8pq的TFT基板9，以在对向基板12和TFT基板之间插入的几μm长度的间隙朝向TFT基板9固定安装的、从而具有着色层(滤色器层)11的对向基板12，密封于该间隙中的液晶层13，和在TFT基板9和对向基板12的外部设置的一对偏振器14和15。而且，在该实施例中，采用了通常为常白模式的液晶显示面板。而且，驱动TFTpq中的下标如“p”表示行数，且“q”表示列数。例如，TFTpq示出了TFT位于p行和q列中，且该TFT是连接到第p条扫描线Gp和第q条信号线Dq的驱动TFT。
在TFT基板9上，以矩阵形式设置了多个透明像素电极811、812、……，而在透明电极811、812、……的周围部分中，以相互垂直的方式设置了用于提供扫描信号的各扫描线Gp以及用于提供显示信号的各信号线Dq。所述扫描信号和显示信号均是从连接到外部电路的每一个外部输入端子输入的。驱动TFTpq被设置在扫描线Gp和信号线Dq中每一个的每个交叉点的相邻部分中，且将该驱动TFTpq用作开关元件，其源极连接到每个透明像素电极8pq，以将信号电荷提供到液晶单元。
通过经由扫描线Gp向与扫描线Gp相连的栅极输入扫描信号，同时向与信号线Dq相连的漏极输入显示信号，对该驱动TFT7pq进行驱动和控制。而且，驱动TFT7pq的源极通过接触孔连接到透明像素电极8pq。TFT基板9具有其中堆叠每个电极层、绝缘膜等的结构。即，在透明绝缘基板17上形成栅极。栅极涂覆有栅绝缘膜。在栅极上方的栅绝缘膜上形成半导体层。在栅绝缘膜上形成与半导体层接触的漏极和源极。栅绝缘膜、半导体层、漏极和源极涂覆有钝化膜。钝化膜的指定部分涂覆有ITO(铟锡氧化物)膜。
由此，在透明绝缘基板17上形成驱动TFTpq。ITO膜的指定部分被用作每个透明像素电极8pq。在透明像素电极层(ITO膜)8pq上以覆盖透明像素电极层8pq的方式形成液晶定向膜18。在对向基板12中，在透明绝缘基板19上设置由红、绿和蓝着色部分构成的着色层11。以覆盖着色层11的方式形成对向电极21。在对向电极21上以覆盖对向电极21的方式形成液晶定向膜22。以面对构成对向基板12的液晶定向膜22的方式形成构成TFT基板9的液晶定向膜18，且液晶层13夹在液晶定向膜18和液晶定向膜22之间。
如图1和2中所示，LCD驱动电路3包括具有CPU(中央处理器)以实施指定的控制功能和计算功能的控制部分24，由半导体存储器如ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等构成、并存储将由控制部分24执行的处理程序和各种数据块等的存储部分25，将显示信号(数据信号)提供给每个信号线Dq的数据电极驱动电路26，以及将扫描信号提供给每个扫描线Gp的扫描电极驱动电路(栅极驱动器)27。
如图2和6中所示的，控制部分24包括计算适当过冲量的过冲计算部分29，估计在过冲驱动之后的随后帧中的过度响应等级的过度响应等级估计部分31，计算抑制过度响应所需的校正量的过度响应校正和计算部分32，计算校正的过冲量、并将其向时序控制部分34输出的加法器33，以及控制视频信号的输出时序的时序控制部分34。而且，在该实施例中，除了狭义概念中的过冲之外，术语“过冲”还包括下冲。存储部分25具有存储程序的程序存储部分和存储信息的信息存储部分。程序存储部分存储过冲计算处理程序、过度响应等级估计处理程序、过度响应校正计算程序等。
信息存储部分包括用作图像存储器的帧存储器38，存储第一LUT的第一LUT存储部分39，存储第二LUT的第二LUT存储部分41，以及存储第三LUT的第三LUT存储部分42。帧存储器38存储一帧图像数据。如图10中所示，所指定的[第n(n是自然数)]帧的每个像素的帧数据“En”都由视频数据(第n帧视频数据，该实施例中是6位)Fn和接下来的下一帧[第(n+1)帧的过度响应等级数据，该实施例中为2位]的过度响应数据Ln+1构成。
而且，如图7中所示，第一LUT存储部分39为与灰度级转换对应的过冲驱动存储灰度级值的对应表格。在该LUT中，示出了对应于灰度级转换(在显示的一个过去帧中的灰度级和当前帧中灰度级的组合)的过冲量(相对于目标灰度级值的灰度级值增加量、或者灰度级增强量)。通过实验事先计算适当的过冲量。图7中的阴影区域对应于其中预测会发生过度响应的灰度级转换。
而且，如图8中所示，第二LUT存储部分41存储了预测发生过度响应的灰度级值以及过度响应等级的对应表格。在该LUT中，示出了与灰度级转换(在显示的一个过去帧中的灰度级和在当前帧中灰度级值的组合)对应的下一帧中的过度响应等级[灰度级值的增加量(图8中的负值示出了减少)]。该过度响应等级是通过实验事先获得的。图8中的阴影部分对应于其中预测发生过度响应的灰度级转换。如图9中所示，第三LUT存储部分42存储用于校正下述灰度级值的值，该灰度级值将用于抑制对应于过度响应等级的过度响应。事先通过实验获得用于校正灰度级值的值。在该实施例中，使用与过度响应级别具有大致相同值且具有反向符号的值。
设置过冲计算部分29计算对应于灰度级转换(在显示的一个过去帧中的灰度级和在当前帧中的灰度级的组合)的过冲量(相对于目标灰度级或者灰度级增强的灰度级值增加)，以施加超出了与在液晶响应完成时的目标灰度级对应的目标电压的适当过电压，即，进行过冲驱动，这能使液晶灵敏地响应于灰度级转换，并使得与目标灰度级对应的液晶层13在完成液晶响应之前提供指定透射率并输出所计算的过冲灰度级数据(见图12至13)。
而且，实际上，为了防止液晶的老化，在每个指定周期中(例如在每个帧周期中)都(以反向的方式)驱动液晶，且图12中示出了所施加电压的绝对值，这是一起在正极性侧上提供的。
过冲计算部分29基于从图像信号产生部分4提供的用于此时显示的当前帧的视频数据Fn、和在帧存储器38中存储并从帧存储器38提供的前一帧的视频数据Fn-1，通过参考存储在第一LUT存储部分39中的LUT，提取相应的灰度级数据(过冲量)。即，过冲计算部分29根据作为前一帧灰度级值的视频数据Fn-1、和作为当前帧灰度级值的视频数据Fn，计算相应的灰度级数据。
过度响应等级估计部分31估计在其中施加适当过电压(进行过冲驱动)的帧的下一帧中存在还是不存在过度响应，以及估计在预测了过度响应时的过度响应等级(过度响应的量)，并将所估计的结果输出到帧存储器38。通过目标灰度级和所达到的灰度级之间的增加量，来计算过度响应等级。
过度响应等级估计部分31基于从图像信号产生部分4提供的用于此时显示的当前帧的视频数据Fn、和在帧存储器中存储并从帧存储器提供的前一帧的视频数据Fn-1，通过参考第二LUT存储部分41中存储的LUT，来提取相应的下一帧中的响应等级[灰度级值的增加量(图8中的负值示出了减少)]。即，过度响应等级估计部分31根据自图像信号产生部分4提供的此时显示的作为前一帧中灰度级的视频数据Fn-1和作为当前帧中灰度级的视频数据Fn来计算在下一帧中的相应多余响应等级Ln+1，并将视频数据Fn和过度响应等级Ln+1发送到帧存储器38。
当已经在当前帧中预测了过度响应时，过度响应校正和计算部分32基于由之前一帧周期的过度等级估计部分31估计的当前帧中的过度响应等级Ln来计算所校正的值(灰度级的校正量)，且上述过度响应等级Ln存储于帧存储器38中并自帧存储器38提供。通过参考第三LUT存储部分42中存储的LUT，过度响应校正和计算部分32基于在当前帧中的、自帧存储器38提供的过度响应等级Ln计算校正值(灰度级的校正量)。根据该实施例，结果，通过使用具有大致与过度响应等级相同的值并具有相反符号的值来消除过度响应。
加法器33通过将自过度响应校正和计算部分32提供的灰度级校正量增加到从过冲计算部分29提供的过冲灰度级数据来计算所校正的灰度级数据，并将所校正的灰度级数据发送到时序控制部分34。该时序控制部分34将视频信号、开始脉冲信号、移位时钟信号和数据锁存信号输出至数据电极驱动电路26，并且还将开始脉冲信号和移位时钟信号输出至扫描电极驱动电路27。由此，控制部分24通过数据电极驱动电路26和扫描电极驱动电路27，向每个像素8pq上进行写入。
背光4由具有多个LED(发光二极管)的光源单元、接收自光源单元发出的光并将平面状照明光发射到液晶显示面板2，该光学材料组包括校正照明变化的漫射片和聚集来自光导板侧的照明光的棱镜，并且该光学材料组被设置为从背面侧将照明光施加到液晶显示面板、并使得观察者能看到透射穿过液晶显示面板2的光。
接下来，通过参考图2、11和12来描述该实施例的液晶显示装置1的LCD驱动电路的操作。首先，通过参考图2来说明构成LCD驱动电路3中控制部分24的每个部件的操作。将过冲计算部分29设置为计算对应于灰度级(显示的一个过去帧中的灰度级和当前帧中的灰度级的组合)的过冲量(相对于目标灰度级的灰度级值增加量，或灰度级增强量)，以施加超出了与当完成液晶响应时达到的目标灰度级相对应的目标电压的适当过电压，即，进行过冲驱动，这能使液晶灵敏地响应于灰度级转换，并使得对应于目标灰度级的液晶层13在完成液晶响应之前提供指定透射率，从而输出所计算的过冲灰度级数据。如图2中所示，过冲计算部分29基于从图像信号产生部分4提供的此时显示的当前帧中的视频数据Fn、和存储在帧存储器38中并从帧存储器38提供的之前帧中的视频数据Fn-1，通过参考存储于第一LUT存储部分39中的LUT，提取相应的灰度级数据(过冲量)。即，过冲计算部分29根据作为前一帧中的灰度级值的视频数据Fn-1并根据作为当前帧中灰度级值的视频数据Fn来计算相应的灰度级数据。
过度响应等级估计部分31估计在其中施加了适当过电压(进行过冲驱动)的帧的下一帧中存在还是不存在过度响应，并估计当预测到过度响应时的过度响应等级(过度响应的量)，并且将估计结果输出至帧存储器38。作为目标灰度级和所达到灰度级之间的增加量，来计算过度响应等级。如图2中所示，过度响应等级估计部分31基于从图像信号产生部分4提供的此时显示的当前帧中的视频数据Fn、和存储在帧存储器中并从帧存储器提供的之前帧中的视频数据Fn-1，通过参考存储在第二LUT存储部分41中的LUT，提取在相应下一帧中的响应等级[灰度级值的增加量(图8中的负值示出了减少)]。
即，过度响应等级估计部分31根据从图像信号产生部分4提供的作为之前帧中的灰度级的视频数据Fn-1和作为用于此时显示的当前帧中的灰度级的视频数据Fn，计算在下一帧中相应的过度响应等级Ln+1，并且将视频数据Fn和过度响应等级Ln+1发送到帧存储器38。过度响应等级估计部分31将从图像信号产生部分4提供的用于此时显示的当前帧中的视频数据Fn与过度响应等级Ln+1一起发送到帧存储器38。
如图2中所示，当在当前帧中已经预测了过度响应时，过度响应校正和计算部分32基于由过度响应等级估计部分31在之前一帧周期估计的当前帧过度响应等级Ln、以及存储在帧存储器38中并从帧存储器38提供的当前帧过度响应等级Ln，计算校正值(灰度级的校正量)。过度响应校正和计算部分32基于从帧存储器38提供的当前帧中的过度响应等级Ln，通过参考存储在第三LUT存储部分42中的LUT，计算校正值(灰度级的校正量)。在该实施例中，结果是，通过使用具有与过度响应等级大致相同的值并具有相反符号的值消除了过度响应。
加法器33通过将从过度响应校正和计算部分32提供的灰度级校正量加到从过冲计算部分29提供的过冲灰度级数据，来计算校正后的灰度级数据，并且该加法器33将校正后的灰度级数据发送到时序控制部分34。时序控制部分34将视频信号、开始脉冲信号、移位时钟信号和数据锁存信号输出至数据电极驱动电路26，并且还将开始脉冲信号和移位时钟信号提供给扫描电极驱动电路27。由此，控制部分24通过数据电极驱动电路26和扫描电极驱动电路27，向每个像素8pq上进行写入。
接下来，将详细描述整个LCD驱动电路3的操作。如图11中所示，为了在周期(t2≤t≤t3)期间将液晶的透射率T从其等级(T＝T2)快速升高至其等级(T＝T3)，如图12中所示，设置控制部分24不将所施加的电压V从电压(V＝V4)改变成对应于目标灰度级的电压(V＝V6)，而是将其改变为响应于灰度级转换的预定适当过电压(V＝V7)，并且之后，在周期(t3≤t≤t4)期间，当如果所施加的电压保持为V6时预测到在液晶透射率T中发生过度响应的时候，所施加电压V被降低到校正电压(V＝V5)。从而，如图11中所示，液晶的透射率T保持为与目标灰度级对应的透射率(T＝T3)。而且，例如图11中所示，在周期(t6≤t≤t7)期间，为了将液晶的透射率T从其等级(T＝T3)快速降低至其等级(T＝T1)，如图11中所示，设置控制部分24不将所施加电压V从电压(V＝V6)改变为对应于目标灰度级的电压(V＝V2)，而是将其改变为根据灰度级转换的预定适当过冲电压(V＝V1)，如图11中所示，且之后升高，在周期(t7≤t≤t8)期间，当如果所施加电压V保持为V2时预测液晶透射率T发生过度响应的时候，使所施加电压V升高到校正电压(V＝V3)。从而，液晶透射率T保持为对应于目标灰度级的透射比(T＝T1)，如图11中所示。
由此，根据该实施例的构成，当在用于显示的当前帧中进行过冲驱动时，基于一个过去帧中的灰度级和当前帧中灰度级的组合来预测下一帧中的过度响应等级，且当预测到过度响应时，事先计算用于防止(或者消除)过度响应的校正灰度级值，且因此，通过施加对应于校正灰度级值的电压，能抑制在下一帧中的过度响应，而且例如无论在下一帧中是否预测到过度响应，都能够通过与目标灰度级值充分对应的所施加电压来进行过冲驱动，且结果，可靠地提高了液晶的响应速度，且能获得良好的显示质量。
在此，例如，在可预测到过度响应且进行过冲驱动的帧中，使过冲量降低，而在可预测到过度响应且不进行过冲驱动时、或者灰度级不发生变化的帧中，通过降低预定灰度级值来抑制过度响应，因此只要必要，便可以在足够电压下进行过冲驱动，这能够可靠地提高液晶的响应速度。
而且，对于用于获得灰度级校正量的图像信息，在之前帧中和当前帧中的信息是足够的，因此，对于帧存储器的容量，能够节省一帧数据的容量是足够的，且通过存储把关于过度响应等级的信息添加到一帧中的视频信号后获得的信息，能减少所需的存储容量。此外，有限数量的LUT也是足够的，且与现有技术不同，不需要大量的LUT。而且能降低控制部分中的计算量，这能够提高液晶的响应速度，并能够降低成本。
如上所述，现有技术中，当对两个帧周期连续进行过冲驱动和/或校正时，为了将灰度级转换数据存储两次，需要具有存储两帧图像数据的容量的帧存储器。然而，由于根据该实施例，事先定义其中预测到在下一帧中发生过度响应的灰度级转换，且以与预测到过度响应的一个过去帧中的视频数据相对应的方式，将所预测的过度响应等级存储到帧存储器中，因此，通过使用具有一帧存储容量的帧存储器，可以在两个帧周期中，进行进行过冲驱动或者灰度级数据校正，这使得能够降低帧存储器容量。
第二实施例第二实施例的结构与第一实施例的结构的不同之处主要在于，取代过度响应等级，而是将通过将灰度级的校正值自身加到帧中的视频信号后获得的信息存储到帧存储器中，其结果是，没有使用过度响应校正和计算部分。除了上述之外的结构与第一实施例中的大致相同，且如图32中使用的相同参考数字表示具有相同功能的部件，如第一实施例中一样，且因此省略了其描述。
过度响应等级估计部分31被设置为事先定义其中预测到下一帧中发生过度响应的灰度级转换，并以与其中预测到过度响应的帧之前的帧中的视频数据相对应的方式，将防止预测的过度响应的校正值存储到帧存储器38中。帧存储器38以与其中预测到过度响应的帧之前的帧中的视频数据相对应的方式，存储灰度级的校正值。加法器33通过将从帧存储器38提供的灰度级校正量加到从过冲计算部分29提供的过冲灰度级数据，来计算校正灰度级数据。
由此，根据第二实施例的结构，能实现与第一实施例中获得的大致相同的效果。除此之外，其可以降低存储容量并进一步降低成本。
明显的是，本发明不限于上述实施例，而是可以作出改变和修改，而不超出本发明的范围和精神。例如，上述实施例中，例如，控制部分通过执行相应的控制程序执行过冲计算处理、过度响应等级估计处理、过度响应校正和计算处理等，然而，本发明不限于此，且将控制部分设置为通过使用特定目的的硬件以及通过使用相应程序的部分处理，执行过冲计算处理、过度响应等级估计处理、过度响应校正和计算处理中的部分或全部。而且，可将控制部分设置为通过执行特定控制程序实施加法器和/或时序控制部分的功能。
而且，可通过多个CPU或仅通过单个CPU分开执行过冲计算处理、过度响应等级估计处理、过度响应校正和计算处理等。而且，例如，过冲校正部分和第一LUT存储部分可构成一个芯片。控制部分和存储部分可构成为一个芯片。除了时序控制部分之外的控制部分和存储部分可构成为一个芯片。除了时序控制部分之外的控制部分和除了帧存储器之外的存储部分可构成为一个芯片。
而且，对于用于更新每个像素的灰度级数据以进行显示的周期(刷新周期)，不仅可采用帧周期，还可采用场周期。例如，当处理NTSC(全国电视系统委员会制式)系统的视频信号时，使用场周期代替帧周期，即，能够在每个场周期中更新灰度级数据，使用一场的数据作为图像数据的一个画面。而且，描述了其中在64个灰度级中进行操作的实例，然而，可在128灰度级中或者在256灰度级中进行本发明的操作。在256灰度级操作的情况下，如图13中所示，帧数据In由8位的当前帧视频数据Jn和下一帧的2位过度响应等级数据Kn+1构成。
可以仅将与代表性的灰度级对应的值存储在LUT中，且可通过插值法获得中间值。可将对应于每个灰度级的值存储在LUT中。而且，在本发明中，可以使用通常的常白模式和通常的常黑模式液晶显示面板。作为扫描方法，可使用逐行扫描和隔行扫描中的任一种。
此外，本发明不仅可用于有源驱动型液晶显示装置，还可用于无源驱动型液晶显示装置。
权利要求
1.一种液晶显示面板的驱动装置，其中所述液晶显示面板包括沿着第一方向设置的多个数据电极、沿着大致与第一方垂直的第二方向设置的多个扫描电极、和液晶层，其中所述驱动装置将扫描信号施加到所述多个扫描电极，并将提供灰度级的显示信号施加到多个相应的数据电极，以将提供灰度级的像素数据写到所述液晶显示面板中所述液晶层的相应像素上，且其中，通过所述驱动装置，基于每个像素的输入显示数据产生过冲灰度级数据(或者，下冲灰度级数据)，且对于此时于其上进行过冲操作(或者，此时于其上进行下冲操作)的像素，将灰度级数据或过冲灰度级数据(或者下冲灰度级数据)设置成略微降低指定量(在下冲驱动的情况下，将该数据设置成略微增加指定量)，并且将其施加到每个数据电极。
2.如权利要求1的液晶显示装置的驱动装置，还包括灰度级数据输出电路，其产生并输出所述灰度级数据或所述过冲灰度级数据(或者，下冲灰度级数据)；和数据电极驱动电路，其通过将所述显示信号施加到所述数据电极来进行过冲驱动(或者，下冲驱动)，使得当所述数据电极驱动电路接收所述过冲灰度级数据(或者，下冲灰度级数据)时，施加到所述像素上的灰度级电压对应于所述过冲灰度级数据(或者，下冲灰度级数据)，并且变成大于参考电压的过电压(在下冲驱动的情况下，变成小于所述参考电压的过电压)，其中所述灰度级数据输出电路包括过冲灰度级值计算单元(或者，下冲灰度级计算单元)，其基于执行进行过冲驱动的所述当前帧中的当前灰度级值和之前的灰度级值计算当前帧中的过冲灰度级值(或者，下冲灰度级值)；校正单元，其基于所述当前灰度级值和所述之前灰度级值预测在下一帧时间中发生的过度响应，并获得过度响应的等级或者下一时间灰度级的校正量，以防止过度响应；和校正灰度级值计算单元，其基于所述过度响应的等级或者所述下一时间灰度级值的所述校正量来计算校正灰度级值或过冲灰度级值(或下冲灰度级值)。
3.如权利要求2的液晶显示装置的驱动装置，其中。所述校正单元包括过度响应等级估计单元，其基于显示时的所述当前灰度级值和所述之前灰度级值，预测在所述下一时间帧中显示时的过度响应，用于所述当前帧中的过冲驱动(或者，用于下冲驱动)，并且该校正单元估计所述过度响应的等级。
4.如权利要求1的液晶显示装置的驱动装置，还包括存储至少一帧图像信息的图像信息存储单元。
5.如权利要求4的液晶显示装置的驱动装置，其中，所述图像信息存储单元存储通过将所述下一帧中的所述过度响应等级或者所述的校正量加到所述当前帧中的图像信息而获得的信息。
6.如权利要求5的液晶显示装置的驱动装置，其中，所述过度响应等级估计单元将一信息发送到所述图像信息存储单元中，该信息是通过将所述下一时间帧中的所述过度响应的等级加到所述当前帧中的图像信息中而获得的，并且，所述校正灰度级值计算单元在帧中显示时从所述图像信息存储单元接收所述过度响应的等级，并且基于所述过度响应的等级计算所述校正量，还基于校正量获得校正的灰度级值或过冲灰度级值(或者，下冲灰度级值)。
7.如权利要求1的液晶显示装置的驱动装置，还包括存储对应于所述当前灰度级值和所述之前灰度级值的所述过冲灰度级值(或者，下冲灰度级值)的过冲灰度级值存储单元(或者，下冲灰度级值存储单元)，和对应于所述当前灰度级值以及所述之前灰度级值的校正量存储单元。
8.如权利要求7的液晶显示装置的驱动装置，还包括过度响应等级存储单元，其存储对应于所述当前灰度级值和所述之前灰度级值的所述过度响应的等级。
9.如权利要求8的液晶显示装置的驱动装置，其中，所述过冲灰度级值存储单元(或者，下冲灰度级值存储单元)存储实际上事先测量的所述过冲灰度级值(或者，下冲灰度级值)，且所述校正量存储单元存储实际上事先测量的所述校正量，且所述过度响应等级存储单元存储实际上事先测量的所述过度响应等级。
10.一种液晶显示装置，包括液晶显示面板，其包括沿着第一方向设置的多个数据电极、沿着大致与所述第一方向垂直的第二方向设置的多个扫描电极、和液晶层；和根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的液晶显示面板的驱动装置，其将扫描信号施加到所述多个扫描电极，并将显示信号提供灰度级施加到多个相应的数据电极，以将提供灰度级的像素数据写到所述液晶层的相应像素上。
全文摘要
提供了一种液晶显示面板驱动装置，其能够可靠地提高液晶的响应速度，并能够获得良好的显示质量。当在用于显示的当前帧中进行过冲驱动时，基于一个过去帧中的灰度级和当前帧中的灰度级的组合预测下一帧中的过度响应等级，并且，当预测了过度响应时，事先计算防止(或消除)过度响应的校正灰度级值。通过施加对应于校正灰度级值的电压，能抑制下一帧中的过度响应。无论在下一帧中是否预见到过度响应，都能在足够对应于目标灰度级值的所施加电压下进行过冲驱动，且结果，能可靠地使得液晶的响应速度高，并能获得良好的显示质量。
文档编号G09G3/36GK101042482SQ200710088150
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者木村裕昭 申请人:Nec液晶技术株式会社