專利名稱：對矩陣顯示器的像素的過驅(qū)動的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示面板的過驅(qū)動電路、包括該過驅(qū)動電路的顯示裝置和顯示設(shè)備以及對顯示面板的像素進行過驅(qū)動的方法。
背景技術(shù)：
已知液晶顯示器(也稱作LCD)會表現(xiàn)出不完美的時間光學(xué)響應(yīng)，參見N.Fisekovic等人的“Improved motion picture Quality of AM-LCD’s using scanning backlight”(IDW2001，pp.1637-1640)。連續(xù)視頻幀的輸入信號中的某一階躍不會在亮度輸出中產(chǎn)生相應(yīng)的階躍。實際上，LCD表現(xiàn)出相當(dāng)大的時滯，亮度輸出緩慢地接近所需數(shù)值。使用一種稱作過驅(qū)動的方法來加速LCD的響應(yīng)。例如，如果需要使亮度轉(zhuǎn)變到更高亮度，所提供給LC材料的數(shù)據(jù)級或者數(shù)據(jù)值要高于最終達到期望亮度值所需要的數(shù)據(jù)值?？梢赃x擇更高數(shù)據(jù)值，以便在一個幀周期內(nèi)獲得所需的亮度值。實現(xiàn)過驅(qū)動的兩個眾所周知的實施例通常被稱作前饋過驅(qū)動和反饋過驅(qū)動。
前饋過驅(qū)動具有幀緩沖器，其用于存儲輸入視頻值，以便輸出代表前一幀期間的所需像素亮度值的所存儲的輸入視頻值。前饋過驅(qū)動電路使用當(dāng)前幀的輸入視頻值、所存儲的前一幀的輸入視頻值以及查找表來確定輸出視頻值。根據(jù)恰好一個幀周期后的像素光學(xué)響應(yīng)的測量，得出針對若干不同灰度級轉(zhuǎn)變的查找表，并且沿軸提供起始值/所需灰度級對以及矩陣單元中的相應(yīng)的所需過驅(qū)動值。這種矩陣可以包括對應(yīng)于每個起始值和所需灰度級的過驅(qū)動值(對于8比特數(shù)據(jù)的256*256矩陣)，或者對于有限數(shù)量的起始值和所需灰度級具有有限數(shù)量的過驅(qū)動值，例如64*64。根據(jù)該64*64矩陣，對不存在于該矩陣中的過驅(qū)動值的中間值進行插值。如果起始值為矩陣的最左一列并且所需灰度級為矩陣的最上一行，則在屬于由特定起始值表示的行以及由特定所需灰度級表示的列的單元中可以找到屬于該起始值和該所需灰度級的過驅(qū)動值。
這種過驅(qū)動實施方式稱作前饋，因為其根據(jù)當(dāng)前幀和前一幀的數(shù)據(jù)值來預(yù)測過驅(qū)動值。其未考慮LC單元的實際狀態(tài)。由于驅(qū)動級將具有最小驅(qū)動值和最大驅(qū)動值這一實際的限制，即使將最小驅(qū)動值或最大驅(qū)動值提供給像素，在一個幀周期內(nèi)也不能完成所有的光學(xué)轉(zhuǎn)變。例如，對于8比特數(shù)值而言，最小驅(qū)動值為0，最大驅(qū)動值為255。特定的驅(qū)動電壓與這些極限驅(qū)動值相關(guān)聯(lián)，例如，如果驅(qū)動值為0則將0伏提供給像素，如果驅(qū)動值為255則將5伏提供給像素。從而，在一個幀周期之后，像素所達到的實際光學(xué)狀態(tài)可能與輸入值不同。因此，在幀緩沖器中存儲的某些灰度值并不代表當(dāng)前幀結(jié)束時的像素的實際光學(xué)狀態(tài)，從而為下一幀提供不正確的起始值。前饋方法假設(shè)達到了所需數(shù)值。這一誤差會造成下一幀中的過驅(qū)動太大或太小，從而使像素的光學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變發(fā)生過沖或下沖。
為了防止出現(xiàn)這些誤差，應(yīng)當(dāng)存儲與像素的最終得到的灰度級相應(yīng)的數(shù)值，而不是存儲前一視頻幀的數(shù)值。這種方法稱作反饋過驅(qū)動，參見D.Nakano等人的“Fast Response IPS-LCD Using Feed-BackwardOverdrive Technology”(IDW 2002，pp.211-214)。這種實施方式使用兩個加起來具有兩倍于前饋查找表的尺寸的查找表。其中一個查找表與前饋方法中所用的查找表完全相同，其提供對應(yīng)于起始值/所需數(shù)值對的過驅(qū)動值。過驅(qū)動值是從起始值開始在一個幀周期內(nèi)達到期望數(shù)值所需要的數(shù)值。另一查找表提供對應(yīng)于起始值/所需數(shù)值對的在幀周期結(jié)束時的響應(yīng)值。所述響應(yīng)值是當(dāng)施加所需數(shù)值時、從起始值開始在幀周期結(jié)束時所達到的值。通過使用在第一查找表中找到的過驅(qū)動值作為第二查找表中的所需數(shù)值，可以找出表示像素在幀結(jié)束時的實際光學(xué)狀態(tài)的實際值。在下一幀中使用該實際值作為起始值。
盡管反饋過驅(qū)動相比前饋過驅(qū)動而言具有改進的性能，但是其實現(xiàn)起來需要大存儲量或者復(fù)雜的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種更簡單的反饋過驅(qū)動。
本發(fā)明的第一方面提供一種如權(quán)利要求1所述的用于顯示面板的過驅(qū)動電路。本發(fā)明的第二方面提供如權(quán)利要求10所述的顯示裝置。本發(fā)明的第三方面提供如權(quán)利要求11所述的顯示裝置。本發(fā)明的第四方面提供如權(quán)利要求12所述的對顯示面板的像素進行過驅(qū)動的方法。在從屬權(quán)利要求中限定了有利實施例。
該顯示面板包括具有惰性的像素。通常，顯示面板包括大量各具有惰性的像素。惰性意味著當(dāng)像素的驅(qū)動改變時，像素的光學(xué)響應(yīng)緩慢地改變。過驅(qū)動電路包括存儲器、表查找單元或函數(shù)單元以及替換電路。該存儲器提供超過預(yù)定時間周期(例如幀周期或者線周期)的延遲。
表查找單元或函數(shù)單元接收起始值和所需數(shù)值，并且向像素提供過驅(qū)動值。所需數(shù)值表示在當(dāng)前的預(yù)定時間周期內(nèi)像素應(yīng)當(dāng)達到的數(shù)值。將起始值保存在該存儲器中，該起始值表示在前一個預(yù)定時間周期內(nèi)像素所達到的數(shù)值。使用矩陣表(其中對于起始值/所需數(shù)值對存儲過驅(qū)動值)或者通過使用作為起始值和所需數(shù)值的函數(shù)輸出過驅(qū)動值的預(yù)定功能來確定過驅(qū)動值。這些內(nèi)容都可以從現(xiàn)有技術(shù)的前饋和反饋過驅(qū)動實施方式中了解到。所需數(shù)值或者是表示將要顯示的圖像的輸入值，或者是由該替換電路提供的限幅值。該存儲器接收該限幅值并且提供起始值，該起始值是被延遲超過一個預(yù)定周期的該限幅值。
該替換電路接收輸入值，并且包括表查找電路或函數(shù)電路，其中對于起始值分別存儲或確定相應(yīng)的最小值和相應(yīng)的最大值。如果將最小驅(qū)動值施加給像素，則從起始值開始達到該最小值。如果將最大驅(qū)動值施加給像素，則從起始值開始達到該最大值。例如，如果數(shù)據(jù)字為8比特寬，則最小驅(qū)動值為0，最大驅(qū)動值為255。在一個預(yù)定周期內(nèi)可以達到的最小值和最大值當(dāng)然取決于起始值。
因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的反饋過驅(qū)動方法的主要區(qū)別在于，現(xiàn)在針對從存儲器讀出的前一預(yù)定周期的值，確定在當(dāng)前預(yù)定周期內(nèi)可以達到的可能的最大和最小響應(yīng)。如果當(dāng)前輸入值處于這些邊界以內(nèi)，則可以將其存儲在存儲器中，以備在下一幀中用作正確的起始值，這是因為利用過驅(qū)動電路能夠達到所需的輸入值。如果當(dāng)前輸入值處于這些邊界以外，則利用過驅(qū)動電路不能達到所需輸入值，這是因為過驅(qū)動值不能低于最小驅(qū)動值，也不能高于最大驅(qū)動值；只有可能達到可以從表中得到的最小值或最大值。因此，為了獲得下一預(yù)定周期的正確起始值，應(yīng)當(dāng)把可以從表中獲得的該最小值或最大值存儲到存儲器中。實際上，如果輸入信號值不在所述最小值與最大值之間，則將該輸入信號值限幅到可以從起始值達到的最小值或最大值。
所述表查找單元或函數(shù)單元依然需要針對起始值/所需數(shù)值對提供過驅(qū)動值的現(xiàn)有技術(shù)矩陣表或者現(xiàn)有技術(shù)函數(shù)單元。不過，取代針對起始值/所需數(shù)值對提供響應(yīng)值的矩陣表或者函數(shù)電路，現(xiàn)在僅需要相對較小的表或者簡單的功能，其對于每個起始值提供利用過驅(qū)動電路可以從該起始值達到的最小值和最大值。因此，所述矩陣表所需的存儲器量被減小到最后提及的表所需的存儲器量。例如，如果矩陣表對于64個起始值和64個驅(qū)動值包括64乘64個條目，而根據(jù)本發(fā)明所使用的表對于64個起始值僅包括2*64個條目。從而所需的存儲量小于現(xiàn)有技術(shù)的反饋過驅(qū)動。所使用的函數(shù)可以更簡單，因為僅存在單個輸入變量(起始值)。所需要的函數(shù)更少，因為僅需要從起始值產(chǎn)生所述最小值和最大值。
US2003/0137527公開了一種前饋過驅(qū)動系統(tǒng)。其揭示出LCD的像素的光學(xué)屬性響應(yīng)于所施加的電場相對緩慢地改變。施加給LCD的像素的數(shù)據(jù)電壓在所需時間周期內(nèi)可能無法將液晶分子旋轉(zhuǎn)到所需角度。通過臨時增大施加給像素的電壓，有可能在所需時間周期內(nèi)令像素的光學(xué)狀態(tài)達到所需改變。這種所施加的電壓的臨時增大被稱作過驅(qū)動。實際上，該像素被過驅(qū)動，以便加速其光學(xué)轉(zhuǎn)變。VGA芯片使用當(dāng)前幀的顯示數(shù)據(jù)、在幀存儲器中存儲的前一幀的顯示數(shù)據(jù)以及來自過驅(qū)動查找表的過驅(qū)動數(shù)據(jù)，以便確定輸出數(shù)據(jù)。
在如權(quán)利要求2所述的實施例中，所述預(yù)定周期為幀周期。從前一幀中的像素光學(xué)狀態(tài)開始確定當(dāng)前幀中的像素光學(xué)狀態(tài)。
在如權(quán)利要求3所述的實施例中，通過使用表查找電路根據(jù)起始值和所需數(shù)值來確定過驅(qū)動值?；蛘撸梢允褂?一個或多個)預(yù)定的過驅(qū)動函數(shù)。
在如權(quán)利要求4所述的實施例中，通過使用表查找電路根據(jù)起始值確定所述最小值和最大值。
在如權(quán)利要求5所述的實施例中，通過使用預(yù)定的最小/最大函數(shù)根據(jù)起始值確定所述最小值和最大值。
在如權(quán)利要求6所述的實施例中，使用相對較小的表，該表對于每個可能的起始值提供可以達到的最小值和最大值。起始值的數(shù)量與可能的數(shù)據(jù)級的數(shù)量相應(yīng)。例如，對于8比特數(shù)據(jù)字，該表包括256個起始值、256個最小值和256個最大值。同樣，與在現(xiàn)有技術(shù)中存儲64*64個響應(yīng)值相比，需要小得多的存儲器。另外，其精度高于現(xiàn)有技術(shù)，因為不需要進行插值。
在如權(quán)利要求7所述的實施例中，僅存在起始值的一個子集，例如對于8比特字，該表中僅存在具有相應(yīng)最小值和最大值的64個起始值。其優(yōu)點在于，可以進一步減小該表所需的存儲量。對于表中不存在的起始值，根據(jù)表中存在的最小值和最大值進行插值。
在如權(quán)利要求8所述的實施例中，所述限幅器提供的限幅值是(i)如果輸入值高于最小值且低于最大值，則為該輸入值；或者(ii)如果輸入值等于或小于最小值，則為該最小值；或者(iii)如果輸入值等于或高于最大值，則為該最大值。
在如權(quán)利要求9所述的實施例中，被用于確定過驅(qū)動的表查找包括差值以取代實際驅(qū)動值。所述差值表示所需數(shù)值與過驅(qū)動值之間的差，其通常是小于過驅(qū)動值的數(shù)字。這樣就使該表所需的存儲容量最小化。
參照下面所述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將是顯而易見的，并且將據(jù)此進行說明。


在附圖中圖1示出矩陣顯示設(shè)備的方框圖；圖2示出用于驅(qū)動矩陣顯示裝置的子像素的選擇信號和數(shù)據(jù)信號；圖3對于幾個驅(qū)動信號電平示出作為時間的函數(shù)的子像素亮度；圖4示出用于矩陣顯示裝置的現(xiàn)有技術(shù)反饋過驅(qū)動電路；圖5示出在現(xiàn)有技術(shù)反饋過驅(qū)動電路中使用的查尋表；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的反饋過驅(qū)動電路的一個實施例的方框圖；圖7示出反饋過驅(qū)動電路的另一實施例的方框圖；圖8示出包括最小值和最大值的表的一個實施例；以及圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實例，其表示不再被使用的矩陣表的區(qū)域。
具體實施例方式
圖1示出矩陣顯示設(shè)備的方框圖。該矩陣顯示設(shè)備包括信號處理電路SPC以及包括驅(qū)動器D和矩陣顯示面板1的矩陣顯示裝置。矩陣顯示面板1包括與相交的選擇電極SEi和數(shù)據(jù)電極DEj相關(guān)的子像素SPij(SP11，SP12，SP21，SP22，SP1n，SP2n，SPm1，SPm2，SPmn)。下標(biāo)i表示所涉及的選擇電極SEi，下標(biāo)j表示所涉及的數(shù)據(jù)電極DEj。僅作為示例，圖1中所示的矩陣顯示面板1具有正方形子像素SPij和分別包括四個子像素SPij的像素Pk(所示的像素P1包括子像素SP11、SP12、SP21和SP22)。子像素SPij可以具有其它尺寸，諸如細(xì)長矩形；像素Pk可以包括少于或多于三個子像素SPij。盡管該矩陣通常具有矩形結(jié)構(gòu)，不過該矩陣也可以具有任何其它結(jié)構(gòu)。像素P的四個子像素SP11、SP12、SP21、SP22可以是紅色、綠色、藍色和白色，其順序是任意的。通常使用下標(biāo)i、j和k來表示相關(guān)的項目，如果要對特定項目進行尋址，則將數(shù)字賦予下標(biāo)。
驅(qū)動器D包括選擇驅(qū)動器SD、數(shù)據(jù)驅(qū)動器DD、數(shù)據(jù)處理器DP和定時控制電路TC。該驅(qū)動器可由一個或多個集成電路構(gòu)成，或者由一個或多個包括一個或多個集成電路以及可選地包括附加組件的電子模塊形成。該信號處理電路將外部輸入信號EIV轉(zhuǎn)換成輸入視頻信號IV的格式。該設(shè)備可以是電視機、監(jiān)視器、便攜式計算機、PDA或者具有顯示器的任何其它產(chǎn)品。該外部輸入信號可以是天線信號或者來自視頻源(諸如計算機或DVD播放器)的任何其他信號。
數(shù)據(jù)處理器DP接收輸入視頻信號IV，該輸入視頻信號通常包括分別代表紅色、綠色和藍色的三個輸入信號R、G、B，并且這些輸入信號一起確定輸入視頻信號IV的亮度和顏色。假設(shè)這些輸入信號R、G、B為數(shù)字信號，其數(shù)據(jù)像素的數(shù)量與矩陣顯示面板1的像素Pk的數(shù)量相對應(yīng)。如果視頻信號IV為模擬信號，則必須首先將其數(shù)字化。如果數(shù)據(jù)像素的數(shù)量與像素Pk的數(shù)量不相等，則必須進行轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換通常是通過眾所周知的縮放器(scaler)來進行的。數(shù)據(jù)處理器DP將驅(qū)動信號Ra、Ga、Ba提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器DD。
定時控制器TC接收輸入視頻信號IV的水平同步信號Hs和垂直同步信號Vs，并且將控制信號CS1提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器DD，將控制信號CS2提供給選擇驅(qū)動器SD。定時控制器TC使選擇驅(qū)動器SD和數(shù)據(jù)驅(qū)動器DD與輸入視頻IV的樣本同步，并且使選擇驅(qū)動器SD與數(shù)據(jù)驅(qū)動器DD彼此同步。選擇驅(qū)動器SD將選擇信號Si(S1到Sm)提供給選擇電極SEi，以便通常逐個地選擇各選擇電極SEi。數(shù)據(jù)驅(qū)動器通過數(shù)據(jù)電極DEj提供數(shù)據(jù)信號Dj(D1到Dn)，以用于驅(qū)動與所選擇的一個選擇電極SEi相關(guān)的子像素SPij。
圖2示出用于驅(qū)動矩陣顯示面板的子像素的選擇信號和數(shù)據(jù)信號。在整個圖2中，水平軸代表時間。圖2A示出第一個選擇電極SEi上的選擇脈沖S1。圖2B示出第二個選擇電極SEi上的選擇脈沖S2。圖2C示出最后一個選擇電極SEi上的選擇脈沖Sm。圖2D示出數(shù)據(jù)電極DEj上的數(shù)據(jù)脈沖Dj。
當(dāng)前幀周期Tf開始于t0時刻，結(jié)束于t0’時刻。在前一幀周期Tfp期間，由恰好在t0時刻之前出現(xiàn)的脈沖Sm選擇最后一個選擇電極。用叉號表示提供給該最后一個選擇電極的數(shù)據(jù)Dj。在圖2D中，叉號表示不同數(shù)據(jù)信號D1到Dn的不同數(shù)據(jù)電平被并行地提供，因而彼此重疊。在當(dāng)前幀周期Tf期間，由于在該第一選擇周期Ts1期間具有高電平的選擇信號S1，從t0時刻到t1時刻選擇第一選擇電極。在其他顯示器中，可以通過低電平或負(fù)電平來選擇該選擇電極。在該第一選擇周期Ts1期間，并行提供給數(shù)據(jù)電極DEj的數(shù)據(jù)D1到Dn僅影響與第一選擇電極相關(guān)的各子像素SP11到SP1n。由于在第二選擇周期Ts2期間具有高電平的選擇信號S2，從t1時刻到t2時刻選擇第二選擇電極。在該第二選擇周期Ts2期間，數(shù)據(jù)D1到Dn僅影響與第二選擇電極相關(guān)的各子像素SP21到SP2n。由于在最后一個選擇周期Tsm期間具有高電平的選擇信號Sm，從tm時刻到t0’時刻選擇最后一個選擇電極。在該最后一個選擇周期Tsm期間，數(shù)據(jù)D1到Dn僅影響與最后一個選擇電極相關(guān)的各子像素SPm1到SPmn。
下一幀周期Tfn從t0’時刻開始，由于在下一幀周期Tfn的第一選擇周期Ts1’期間具有高電平的選擇信號S1，從t0’時刻到t1’時刻選擇第一選擇電極。由于在下一幀周期Tfn的第二選擇周期Ts2’期間具有高電平的選擇信號S2，從t1’時刻到t2’時刻選擇第二選擇電極。
圖3對于幾個驅(qū)動信號電平示出作為時間的函數(shù)的子像素的亮度。圖3A示出像素P1的子像素SPij當(dāng)中的第一個的亮度，子像素SPij當(dāng)中的該第一個子像素也稱作第一子像素SP11，圖3B示出也稱作第二子像素SP12的子像素SPij當(dāng)中的第二個的亮度。這兩個子像素SPij均為相同像素P1的一部分。
在圖3A中，在To時刻子像素SP11的亮度值為SV1。在一個幀周期Tf結(jié)束時(從而是在Tf時刻)的所需亮度級為DL1。如果不使用過驅(qū)動，則利用與表示該所需亮度級DL1的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的驅(qū)動信號來驅(qū)動子像素SP11。由于LC材料的惰性，在子像素SP11達到所需亮度DL1之前將花費幾個幀周期Tf，參見曲線BRa?，F(xiàn)在，最終在接近3Tf時刻時子像素SP11的亮度達到所需亮度級DL1，但是在一個幀周期Tf之后，在Tf時刻，所達到的亮度級僅為RL1。如果在一個幀周期Tf內(nèi)(從而是在Tf時刻)應(yīng)當(dāng)達到所需亮度級DL1，則應(yīng)當(dāng)把與亮度級OL1相應(yīng)的過驅(qū)動數(shù)據(jù)信號提供給子像素SP11。如虛線BRc所示，現(xiàn)在在Tf時刻達到所需亮度DL1。
然而，通常該數(shù)據(jù)信號被限制到與可用于驅(qū)動子像素SPij的最大電壓相應(yīng)的最大驅(qū)動值MAD。當(dāng)使用該最大值MAD驅(qū)動子像素SP11時，得到相應(yīng)的最大亮度級MAL。在圖3A中，假設(shè)利用最大驅(qū)動值MAD，亮度按照虛線BRb所示發(fā)生改變。因此，最終達到與最大驅(qū)動值MAD相應(yīng)的最大亮度MAL。因此，在Tf時刻達到的限幅亮度RR1介于沒有過驅(qū)動而達到的亮度級RL1與沒有限幅過驅(qū)動而達到的所需亮度級DL1之間。因此，由于作為可用的最大數(shù)據(jù)信號MAD的結(jié)果對驅(qū)動信號進行了限幅，所以在一個幀周期Tf內(nèi)不可能達到所需亮度級DL1。
將亮度級DL1與OL1之間的差稱作所需過驅(qū)動ODR1。將最大亮度級MAD與在Tf時刻達到所需亮度所需要的亮度級OL1之間的差稱作ODS1。由于數(shù)據(jù)信號不能具有比最大驅(qū)動值MAD更高的值，因此不能實現(xiàn)這部分驅(qū)動ODS1。用OD1表示最大亮度MAL與所需亮度級DL1之間的差，并且將起始亮度級SV1與所需亮度級DL1之間的差稱作所需亮度轉(zhuǎn)變BT1。
圖3B與圖3A非常相似，現(xiàn)在子像素SP12必須進行從起始亮度級SV2到所需亮度級DL2的亮度轉(zhuǎn)變BT2?？梢岳眠^驅(qū)動在一個幀周期Tf內(nèi)達到該亮度轉(zhuǎn)變BT2。從圖3B可以明顯看出，子像素SP12可以發(fā)生更大的亮度轉(zhuǎn)換。用BTm表示可能的最大亮度轉(zhuǎn)換。
在圖3B中，在To時刻子像素SP12的亮度值為SV2。在一個幀周期結(jié)束時(從而是在Tf時刻)的所需亮度級為DL2。如果不使用過驅(qū)動，則利用與表示該所需亮度級DL2的數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動信號來驅(qū)動子像素SP12。由于LC材料的惰性，在子像素SP12達到所需亮度級DL2之前將要花費幾個幀周期Tf，參見曲線BRd。因此，最終在接近3Tf時刻時，子像素SP12的亮度達到所需亮度級DL2。不過，在一個幀周期Tf之后(即在Tf時刻)所達到的亮度級僅為RL2。如果在一個幀周期Tf之內(nèi)(從而是在Tf時刻)應(yīng)當(dāng)達到所需亮度級DL2，則應(yīng)該把與亮度級OL2相應(yīng)的過驅(qū)動數(shù)據(jù)信號提供給子像素SP12。如虛線BRe所示，現(xiàn)在在Tf時刻達到所需亮度DL2。
同樣，該數(shù)據(jù)信號被限制到與可用于驅(qū)動子像素SPij的最大電壓相應(yīng)的最大驅(qū)動值MAD，從而得到最大亮度級MAL。在圖3B中，假設(shè)該最大數(shù)據(jù)信號MAD最終將能夠如虛線BRf所示達到亮度級MAL。因此，在Tf時刻，子像素SP12可以達到遠(yuǎn)高于所需亮度級DL2的最大亮度OL2a。將亮度級DL2與亮度級OL2之間的差稱作所需的過驅(qū)動OD2。將最大可能亮度級MAL與亮度級OL2之間的差稱作ODR2。盡管圖3都示出到子像素SP11和SP12的更明亮狀態(tài)的亮度轉(zhuǎn)變，但是對于相反的亮度轉(zhuǎn)換，也可能發(fā)生圖3a中所示的相同的限幅效應(yīng)。
圖4示出用于矩陣顯示裝置的現(xiàn)有技術(shù)反饋過驅(qū)動電路。過驅(qū)動電路OV在數(shù)據(jù)輸入端DE接收輸入圖像信號IV，在起始值輸入端SVI接收起始值SV，并且提供過驅(qū)動數(shù)據(jù)DA和響應(yīng)值RV。輸入圖像值IV表示將要顯示的輸入圖像。把過驅(qū)動數(shù)據(jù)DA提供給顯示面板1的其中一個子像素SPij。幀緩沖器FB接收由該過驅(qū)動電路OV所提供的響應(yīng)值RV，并且將延遲超過一個幀周期Tf的響應(yīng)值RV作為起始值SV提供給過驅(qū)動電路OV的起始值輸入端SVI。因此，該過驅(qū)動電路OV對于每個子像素SPij都接收起始值或者表示該子像素SPij在前一個幀周期Tfp期間的亮度級的先前數(shù)據(jù)SV，并且還接收輸入圖像值或者表示該子像素SPij在當(dāng)前幀周期Tf期間應(yīng)當(dāng)達到的亮度級的當(dāng)前數(shù)據(jù)IV。該過驅(qū)動電路OV使用下面將參照圖5說明的表1和2，以便確定過驅(qū)動數(shù)據(jù)DA的大小和響應(yīng)值RV的值。
圖5示出現(xiàn)有技術(shù)反饋過驅(qū)動電路中使用的查找表。
圖5A示出表1，其提供子像素SPij的響應(yīng)值RV。在該矩陣的最左一列中給出了子像素SPij的起始值SV或者先前數(shù)據(jù)值。在矩陣的最上一行中提供了實際驅(qū)動數(shù)據(jù)值DA。從最左列中給出的起始值SV開始，例如從數(shù)據(jù)級224開始，可以發(fā)現(xiàn)如果用最上一行中的特定數(shù)據(jù)級(例如16)來驅(qū)動子像素SPij，則可以在與從左邊224開始的行和從頂部16開始的列的交點相應(yīng)的單元中找到在一個幀周期Tf之后所得到的響應(yīng)值RV，因此是57。因此，在本示例中，并沒有發(fā)生與從224到16的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變相應(yīng)的亮度轉(zhuǎn)變，在一個幀周期Tf之后，發(fā)生了與從224到57的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變相應(yīng)的亮度轉(zhuǎn)變。在一個幀周期Tf之后，子像素SPij將具有較所需數(shù)值16更高的亮度級。所產(chǎn)生的亮度誤差與數(shù)據(jù)差41相應(yīng)，如果認(rèn)為數(shù)據(jù)差255是零亮度與最大亮度之間的差，則數(shù)據(jù)差41實質(zhì)上是一個很大的量。因此，如果在下一幀中使用值16取代57作為起始值SV，則在計算所需的過驅(qū)動值DA時會產(chǎn)生較大誤差。
圖5B示出表2，其提供過驅(qū)動值DA。同樣，在矩陣的最左一列中給出子像素SPij的起始值SV。在矩陣的最上一行中給出所需數(shù)據(jù)級IV。對于與圖5A中給出的相同的示例，可以發(fā)現(xiàn)如果起始值SV為224并且所需數(shù)據(jù)級為16，則必須施加0驅(qū)動信號DA。值為0的灰色陰影表明，實際上達到所需數(shù)據(jù)級16需要更低數(shù)值。不過，由于受到最小驅(qū)動值MID的限制(在本示例中最小驅(qū)動值MID為0)，將最低可能驅(qū)動值提供給子像素SPij。從而，所施加的過驅(qū)動值被限幅到可用的最小驅(qū)動值MID，并且從表1可以得出，在一個幀周期后所得到的數(shù)據(jù)級為51(起始值SV為224，過驅(qū)動值為0)，而非16。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對于每個子像素SPij，可以使用起始值SV和輸入值IV在表2中找出過驅(qū)動值DA，并且可以使用起始值SV和過驅(qū)動值DA在表1中找出響應(yīng)值RV。從而該方法需要兩個表，一個表是為了能夠確定過驅(qū)動值DA，另一個表是為了確定將要存儲在幀存儲器FB中的響應(yīng)值RV，從而作為延遲超過一個幀周期Tf的響應(yīng)值RV的起始值SV具有代表在前一幀周期Tfp期間的像素10的實際驅(qū)動值的數(shù)值。
或者，可以將圖5A和圖5B的其中一個表或者兩個表更換為兩個輸入?yún)?shù)的函數(shù)，并且代表所述表的數(shù)值的平面。這種函數(shù)相對比較復(fù)雜，因為它們?nèi)Q于兩個變量、它們的冪和交叉項以及相當(dāng)大量的相關(guān)系數(shù)。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的反饋過驅(qū)動電路的一個實施例的方框圖。表查找單元24具有用來接收輸入視頻值IV并且還接收起始值SV的輸入端DV。表查找單元24將過驅(qū)動值OV提供給子像素SPij。替換電路30包括表電路22和限幅器21。替換電路30用被稱為限幅值CV的響應(yīng)值替換輸入值IV，該限幅值是從起始值SV開始在一個幀周期Tf內(nèi)能夠達到的值。取代使用對于每個起始灰度級SV和每個驅(qū)動級OV提供響應(yīng)值RV的相對較大的現(xiàn)有技術(shù)矩陣表，現(xiàn)在可以使用僅包括可從起始值SV獲得的最小值MI和最大值MA的相對較小的表。
表電路22從存儲器23接收起始值SV，并且提供最小值MI和最大值MA。表電路22包括一個表(參見圖8)，該表對于不同的起始值SV包括相關(guān)的最小值MI和最大值MA，其中當(dāng)將最小驅(qū)動值MID或最大驅(qū)動值MAD分別提供給子像素SPij時，從相關(guān)的起始值SV可以達到所述相關(guān)的最小值MI和最大值MA。表電路22對于所接收到的起始值SV將相關(guān)的最小值MI和相關(guān)的最大值MA提供給限幅器21。通常，利用通過驅(qū)動實際矩陣顯示器或特定類型的矩陣顯示器的子像素SPij而試驗確定的數(shù)據(jù)來預(yù)先填充該表。該表可以僅提供針對所選定數(shù)量的起始值SV的值。對于介于該表中存在的兩個相鄰起始值SV之間的起始值SV，從與該表中存在的相鄰起始值SV相關(guān)的最小值MI和最大值MA插值得出相關(guān)的最小值MI和最大值MA。
限幅器21接收輸入值IV、最小值MI和最大值MA，并且提供被存儲在幀存儲器23中的限幅值CV。(i)如果輸入值IV的大小高于最小值MI且低于最大值MA，則該限幅值CV為輸入值IV；或者(ii)如果輸入值IV等于或小于最小值MI，則該限幅值CV為最小值MI；或者(iii)如果輸入值IV等于或高于最大值MA，則該限幅值CV為最大值MA。
下面假設(shè)存儲器23提供正確的起始值SV。顯然，根據(jù)本發(fā)明的方法實際上提供正確的起始值SV。如果替換電路30確定輸入值IV介于最小值MI與最大值MA之間，則該輸入值IV產(chǎn)生一個介于最小驅(qū)動值MID與最大驅(qū)動職MAD之間的過驅(qū)動信號OV。由于最小值MI和最大值MA是由過驅(qū)動電路24通過分別提供最小驅(qū)動值MID或最大驅(qū)動值MAD所能達到的數(shù)值，因而這一點是成立的。因此，在一個幀周期Tf內(nèi)將達到所需輸入值IV，從而對于該子像素SPij，作為下一幀Tfn的起始值SV而將被存儲在存儲器23中的限幅值CV等于輸入值IV。
如果替換電路30確定輸入值IV等于或小于最小值MI，則顯然利用過驅(qū)動電路24在一個幀周期Tf內(nèi)不能達到該輸入值IV。所提供的過驅(qū)動值OV將是在一個幀周期內(nèi)盡可能接近所需輸入值IV的最低可能值。而可能的最低數(shù)值為最小驅(qū)動值MID。該最小驅(qū)動值MID將導(dǎo)致子像素SPij在幀周期Tf內(nèi)變成與最小值MI相應(yīng)的光學(xué)狀態(tài)。因此，現(xiàn)在輸入值IV被限幅到最小值MI，并且將最小值MI存儲到存儲器23中。因此，用于下一幀的相應(yīng)起始值實際上是與子像素SPij在前一幀期間已經(jīng)達到的光學(xué)狀態(tài)相應(yīng)的最小值MI。
如果替換電路30確定輸入值IV等于或大于最大值MA，則顯然利用過驅(qū)動電路24在一個幀周期Tf內(nèi)不能達到該輸入值IV。所提供的過驅(qū)動值OV將為在一幀周期Tf內(nèi)盡可能接近所需輸入值IV的最高可能值。而可能的最高值為最大驅(qū)動值MAD。該最大驅(qū)動值MAD使子像素SPij在幀周期Tf內(nèi)變?yōu)榕c最大值MA相應(yīng)的光學(xué)狀態(tài)。從而，現(xiàn)在輸入值IV被限幅到最大值MA，并且將最大值MA存儲到存儲器23中。因此，用于下一幀的相應(yīng)起始值實際上是與子像素SPij在前一幀期間已經(jīng)達到的光學(xué)狀態(tài)相應(yīng)的最大值MA。
圖7示出反饋過驅(qū)動電路的另一實施例的方框圖。與參照圖6所述的相同的項目具有相同的功能，因此無需再次說明。下面，不存在可選的加法器25。于是與圖6的唯一不同之處在于，將限幅值CV而非輸入值IV提供給過驅(qū)動電路24的輸入端DV?，F(xiàn)在，不再使用由過驅(qū)動電路24所使用的現(xiàn)有技術(shù)矩陣表的特定地址，這樣可以節(jié)省存儲器。圖9中的矩陣表的陰影區(qū)是表示不再使用的矩陣部分的示例。
如果現(xiàn)有技術(shù)矩陣表包括表示所需數(shù)值DV與過驅(qū)動值OV之間的差的差分過驅(qū)動值DOV，則引入可選的加法器25。加法器25將這些差分過驅(qū)動值DOV與相應(yīng)的所需數(shù)值DV相加，以便獲得提供給子像素SPij的輸出值OU。使用差值DOV的優(yōu)點在于，表示這些值只需要更少的比特，從而過驅(qū)動電路24的矩陣表需要更少量的存儲器。該矩陣表包括差分過驅(qū)動值DOV，并且也可以將加法器25添加到圖6的反饋過驅(qū)動電路中。
圖8示出包括最小值和最大值的表格的一個實施例。圖8的表僅有三列，最左一列表示起始值SV。中間一列表示在將最小驅(qū)動值MID提供給具有與起始值SV相應(yīng)的光學(xué)狀態(tài)的子像素SPij時所得到的最小值MI。最右一列表示在將最大驅(qū)動值MAD提供給具有與起始值SV相應(yīng)的光學(xué)狀態(tài)的子像素SPij時所得到的最大值MA。例如，如果子像素SPij在幀周期Tf開始時處于與起始值224相應(yīng)的光學(xué)狀態(tài)，并且提供驅(qū)動級0(最小亮度)，則在該幀周期Tf結(jié)束時，子像素SPij的光學(xué)狀態(tài)與驅(qū)動值51相對應(yīng)。
或者，可以確定作為起始值SV的函數(shù)的最小值MI和最大值MA。例如，對于圖8中所示的表，可以使用下面兩個函數(shù)MI＝0,0004SV2+0,1097SV+5,9002MA＝0,0327SV+246,06應(yīng)當(dāng)注意到，該函數(shù)的系數(shù)在選擇時可以較不精確。對于另一顯示器來說，有可能需要其它系數(shù)和其它函數(shù)。
因此，在一個幀周期Tf內(nèi)，子像素的亮度不能夠從與驅(qū)動值224相應(yīng)的相對較高的亮度下降到比與驅(qū)動值51相應(yīng)的較低亮度更低。如果在幀周期Tf的開始時子像素SPij處于與起始值224相應(yīng)的光學(xué)狀態(tài)，并且提供驅(qū)動級255(最大亮度)，則在幀周期Tf結(jié)束時，子像素SPij的光學(xué)狀態(tài)不能變成比與驅(qū)動值253相應(yīng)的亮度更高的亮度。
所示的表僅僅是一個示例，該表可以包括多于或少于17行?？梢酝ㄟ^插值來確定對應(yīng)于該表中不存在的某一起始值SV的最小值MI和最大值MA。該插值可以是線性插值、三次方插值或者更高階的插值。還可以使用與該表中的數(shù)據(jù)最佳擬合的仿樣函數(shù)。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例，其表示不再使用的矩陣表的區(qū)域。圖9示出在過驅(qū)動電路24中所使用的矩陣表的一個優(yōu)選實施例。最左一列表示起始值SV。最上一行表示在過驅(qū)動電路24的輸入端DV處的所需級別。如圖7中所示，該所需級別為限幅值CV。該矩陣的各單元中的數(shù)值表示差分過驅(qū)動值DOV?，F(xiàn)在需要更少的比特來存儲所述數(shù)值。為了說明該表的使用，例如如果起始值為80并且所需級別為16，則差分驅(qū)動值為-15。從而必須將數(shù)值16-15＝1提供給子像素SPij作為驅(qū)動值。
該表中的淺灰色區(qū)域是不會發(fā)生的數(shù)值，因為將限幅值CV而非輸入值IV提供給過驅(qū)動電路24的輸入端DV。因此，特定的限幅值CV與相關(guān)的差分過驅(qū)動值DOV之和不可能低于最小驅(qū)動值0或者高于最大驅(qū)動值255。因而，例如如果起始值為224并且所需數(shù)值為16，則在一個幀周期Tf之內(nèi)不可能達到所需數(shù)值。從圖8可以明顯看出，從起始值224開始在一個幀周期Tf內(nèi)所能達到的最小值為51。因此，該矩陣中的與224的起始值SV及所需數(shù)值16相對應(yīng)的單元永遠(yuǎn)不會被尋址，這是因為限幅信號將具有數(shù)值51。
應(yīng)當(dāng)注意到，上述實施例是說明而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離所附權(quán)利要求書范圍的條件下能夠設(shè)計出多種可選實施例。例如，如果顯示裝置是單色顯示器，則權(quán)利要求中提到的像素10可以是顯示面板1的像素?；蛘?，權(quán)利要求中提到的像素10可以是多色顯示器的其中一個子像素SPij。
在權(quán)利要求書中，放置在括號中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被理解為限制該權(quán)利要求。動詞“包括”不排除存在除權(quán)利要求中所述之外的其他元件或步驟。元件前面的冠詞“一個”不排除存在多個這種元件。本發(fā)明可以利用包括多個獨立元件的硬件以及適當(dāng)編程的計算機來實現(xiàn)。過驅(qū)動電路20可以由一個或多個集成電路形成，或者由一個或多個包括一個或多個集成電路和可選的附加組件的電子模塊形成。在枚舉幾個裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，可以由同一硬件項來實現(xiàn)這些裝置中的幾個。在互不相同的從屬權(quán)利要求中提到某些措施并不表明不能使用這些措施的組合來獲得益處。
總之，在一個優(yōu)選實施例中，用于顯示面板1的過驅(qū)動電路20包括具有惰性的像素10，該過驅(qū)動電路包括表查找電路24或函數(shù)電路24，其接收起始值SV和所需數(shù)值DV并且將過驅(qū)動值OV提供給像素10，其中該所需數(shù)值是表示將要顯示的圖像的輸入值IV或者限幅值CV。替換電路30用從起始值SV開始在一個預(yù)定周期Tf內(nèi)可以達到的響應(yīng)來取代輸入值IV，從而獲得限幅值CV。幀存儲器23接收該限幅值CV，以便提供起始值SV，該起始值是延遲超過一個預(yù)定周期Tf的該限幅值CV。替換電路30包括表查找電路或函數(shù)電路22，其對于起始值SV提供相應(yīng)的最小值MI和相應(yīng)的最大值MA，其中如果將最小驅(qū)動值MID施加給像素10則在一個預(yù)定周期Tf內(nèi)從起始值SV達到該相應(yīng)的最小值MI，并且如果將最大驅(qū)動值MAD施加給像素10則在一個預(yù)定周期Tf內(nèi)從起始值SV達到該相應(yīng)的最大值MA。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示面板(1)的過驅(qū)動電路(20)，該顯示面板(1)包括具有惰性的像素(10)，該電路(20)包括用于接收起始值(SV)和所需數(shù)值(DV)以便將過驅(qū)動值(OV)提供給該像素(10)的裝置(24)，該所需數(shù)值(DV)是表示將要顯示的圖像的輸入值(IV)或者限幅值(CV)；利用從起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)能夠達到的響應(yīng)來替換該輸入值(IV)以獲得該限幅值(CV)的裝置(30)；以及用于接收該限幅值(CV)的存儲器(23)，其提供該起始值(SV)，該起始值(SV)是延遲超過一個預(yù)定周期(Tf)的該限幅值(CV)，其中所述用于替換的裝置(30)包括裝置(22)，該裝置(22)針對該起始值(SV)指示相應(yīng)的最小值(MI)和相應(yīng)的最大值(MA)，其中當(dāng)將最小驅(qū)動值(MID)施加給該像素(10)時，從該起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)可以達到該相應(yīng)的最小值(MI)，并且當(dāng)將最大驅(qū)動值(MAD)施加給該像素(10)時，從該起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)可以達到該相應(yīng)的最大值(MA)。
2.如權(quán)利要求1所述的過驅(qū)動電路，其中，所述預(yù)定周期(Tf)是幀周期(Tf)。
3.如權(quán)利要求1所述的過驅(qū)動電路，其中，所述用于接收的裝置(24)包括用于針對所述起始值(SV)和所需數(shù)值(DV)對提供過驅(qū)動值(OV)的表查找電路(24)。
4.如權(quán)利要求1所述的過驅(qū)動電路，其中，所述用于指示的裝置(22)包括用于針對所述起始值(SV)提供所述最小值(MI)和最大值(MA)的表查找電路。
5.如權(quán)利要求1所述的過驅(qū)動電路，其中，所述用于指示的裝置(22)包括用于根據(jù)至少一個預(yù)定函數(shù)從所述起始值(SV)產(chǎn)生所述最小值(MI)和最大值(MA)的函數(shù)電路(22)。
6.如權(quán)利要求4所述的過驅(qū)動電路，其中，所述表(22)對于所有可能的起始值(SV)包括相應(yīng)的最小值(MI)和相應(yīng)的最大值(MA)。
7.如權(quán)利要求4所述的過驅(qū)動電路，其中，所述表(22)對于所有可能的起始值(SV)的子集包括相應(yīng)的所存儲的最小值(SMI)和相應(yīng)的所存儲的最大值(SMA)，并且其中所述用于替換的裝置(30)用于根據(jù)在該表(22)中可用的相應(yīng)的所存儲的最小值(SMI)和所存儲的最大值(SMA)、對于與介于存儲在該表(22)中的起始值(SV)之間的起始值(SV)相對應(yīng)的最小值(MI)和最大值(MA)進行插值。
8.如權(quán)利要求1所述的過驅(qū)動電路，其中，所述用于替換的裝置(30)包括限幅裝置(21)，該限幅裝置(21)用于接收表示像素(10)在當(dāng)前預(yù)定周期(Tf)內(nèi)的亮度的所述輸入值(IV)、所述最小值(MI)和最大值(MA)并且提供所述限幅值(CV)，其中(i)如果該輸入值(IV)大于該最小值(MI)并且小于該最大值(MA)，則該限幅值(CV)為該輸入值(IV)；或者(ii)如果該輸入值(IV)等于或小于該最小值(MI)，則該限幅值(CV)為該最小值(MI)；或者(iii)如果該輸入值(IV)等于或大于該最大值(MA)，則該限幅值(CV)為該最大值(MA)。
9.如權(quán)利要求3所述的過驅(qū)動電路，其中，所述表查找電路(24)包括表示所需數(shù)值(DV)與所述過驅(qū)動值(OV)之間的差的差分過驅(qū)動值(DOV)，并且在該反饋過驅(qū)動電路(20)中還包括用于將該差分過驅(qū)動值(DOV)與該相應(yīng)的所需數(shù)值(DV)相加的加法器(25)。
10.一種包括如權(quán)利要求1中所述的過驅(qū)動電路(20)和顯示面板(1)的顯示裝置。
11.一種包括如權(quán)利要求10中所述的顯示裝置和信號處理電路(SPC)的顯示設(shè)備。
12.一種對顯示面板的像素進行過驅(qū)動的方法，所述像素具有惰性，該方法包括接收(24)起始值(SV)和所需數(shù)值(DV)以便將過驅(qū)動值(OV)提供給該像素(10)，該所需數(shù)值(DV)是表示將要顯示的圖像的輸入值(IV)或者限幅值(CV)；利用從該起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)能夠達到的響應(yīng)來替換(30)該輸入值(IV)，以便獲得該限幅值(CV)；以及存儲(23)該限幅值(CV)以便提供該起始值(SV)，該起始值(SV)是延遲超過該一個預(yù)定周期(Tf)的該限幅值(CV)，其中所述替換(30)使用步驟(22)，該步驟(22)針對該起始值(SV)指示相應(yīng)的最小值(MI)和相應(yīng)的最大值(MA)，其中當(dāng)將最小驅(qū)動值(MID)施加給該像素(10)時，從該起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)可以達到該相應(yīng)的最小值(MI)，并且當(dāng)將最大驅(qū)動值(MAD)施加給該像素(10)時，從該起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)可以達到該相應(yīng)的最大值(MA)。
全文摘要
一種用于顯示面板(1)的過驅(qū)動電路(20)包括具有惰性的像素(10)，該過驅(qū)動電路包括表查找電路(24)或函數(shù)電路(24)，其接收起始值(SV)和所需數(shù)值(DV)并且將過驅(qū)動值(OV)提供給像素(10)，其中該所需數(shù)值是表示將要顯示的圖像的輸入值(IV)或者限幅值(CV)。替換電路(30)用從起始值(SV)開始在一個幀周期(Tf)內(nèi)可以達到的響應(yīng)來取代輸入值(IV)，從而獲得限幅值(CV)。存儲器(23)接收該限幅值(CV)，以便提供起始值(SV)，該起始值是延遲超過一個預(yù)定周期(Tf)的該限幅值(CV)。替換電路(30)包括表查找電路或函數(shù)電路(22)，其對于起始值(SV)指示相應(yīng)的最小值(MI)和相應(yīng)的最大值(MA)，其中如果將最小驅(qū)動值(MID)施加給像素(10)則從起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)達到該相應(yīng)的最小值(MI)，并且如果將最大驅(qū)動值(MAD)施加給像素(10)則從起始值(SV)開始在一個預(yù)定周期(Tf)內(nèi)達到該相應(yīng)的最大值(MA)。
文檔編號G09G3/36GK1938749SQ200580010694
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者M·A·克洛姆彭豪沃, L·J·弗爾拓文 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司