專利名稱：利用極性反轉(zhuǎn)圖案驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用極性反轉(zhuǎn)方案驅(qū)動(dòng)像素矩陣。尤其是，本發(fā)明涉及防止在有源矩陣液晶顯示器件上的圖像保留或圖像殘留。
背景技術(shù)：
有源矩陣器件，例如US 6,469,684中所描述的，其在此被并入本說(shuō)明書作為參考，包括與驅(qū)動(dòng)信號(hào)耦合的反轉(zhuǎn)電路，該反轉(zhuǎn)電路具有提供矩陣的隨機(jī)、半隨機(jī)或者偽隨機(jī)序列圖案的至少一個(gè)Cole序列發(fā)生器。Cole序列發(fā)生器提供在幾幀內(nèi)偏置的像素的反轉(zhuǎn)圖案序列。隨著時(shí)間的過(guò)去，每個(gè)像素用基本相同數(shù)目的正和負(fù)驅(qū)動(dòng)電平來(lái)表示，以防止在直流偏置下產(chǎn)生可能發(fā)生的不希望有的顯示人為現(xiàn)象(display artifact)?，F(xiàn)有技術(shù)專利進(jìn)一步公開了當(dāng)使用Cole序列發(fā)生器時(shí)，需要補(bǔ)償空間有關(guān)的錯(cuò)誤如正或負(fù)偏置的像素的長(zhǎng)串從而產(chǎn)生顯示人為現(xiàn)象，或者空間相關(guān)的錯(cuò)誤例如如果像素組在彼此附近及時(shí)改變時(shí)引起的閃爍。這些錯(cuò)誤通過(guò)快速改變反轉(zhuǎn)圖案來(lái)補(bǔ)償，其不是經(jīng)常重復(fù)。
然而，對(duì)于電視機(jī)應(yīng)用，通常每一幀反轉(zhuǎn)像素偏置一次，即，在頻率等于顯示器刷新速率且與視頻信號(hào)同步的情況下。非零的DC分量導(dǎo)致液晶中的離子雜質(zhì)電鍍到電極中，其是圖像殘留或圖像保留的主要來(lái)源。該問(wèn)題尤其是在有源矩陣液晶顯示器的無(wú)消除隔行掃描(de-interlace)或差的消除隔行掃描電視機(jī)應(yīng)用中會(huì)遇到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供利用極性反轉(zhuǎn)圖案驅(qū)動(dòng)像素矩陣，其進(jìn)一步降低了圖像保留。本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定了有利實(shí)施例。
當(dāng)每一幀反轉(zhuǎn)一次用于隔行掃描的電視信號(hào)的規(guī)則極性圖案，然后例如將第一極性圖案施加到電視信號(hào)的奇數(shù)幀時(shí)，同時(shí)用電視信號(hào)的偶數(shù)幀鏈接反轉(zhuǎn)的極性圖案。由于奇數(shù)和偶數(shù)幀的內(nèi)容可能不同，因此，可對(duì)于多個(gè)幀利用例如與正極性相組合驅(qū)動(dòng)奇數(shù)幀的大電壓、和在偶數(shù)幀期間與負(fù)極性相組合的小電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)像素。結(jié)果，利用非零DC分量來(lái)驅(qū)動(dòng)像素，在若干時(shí)間之后導(dǎo)致圖像殘留。
通過(guò)在第二幀期間將第一組像素排除在利用反轉(zhuǎn)極性圖案驅(qū)動(dòng)之外，其意味著在該第二幀期間利用第一極性圖案驅(qū)動(dòng)該組像素，對(duì)于該第一組像素中斷對(duì)于連續(xù)幀反轉(zhuǎn)圖案的規(guī)則方案。通過(guò)在第三幀期間再次繼續(xù)反轉(zhuǎn)極性圖案，再次有效地重新開始對(duì)于連續(xù)幀反轉(zhuǎn)圖案的規(guī)則方案，然而，現(xiàn)在是利用相對(duì)于奇數(shù)和偶數(shù)幀相反的極性。結(jié)果，由于在奇數(shù)和偶數(shù)幀的內(nèi)容之間的固定差導(dǎo)致的在第二幀之前建立的任何非零DC分量由第二幀向前補(bǔ)償，因?yàn)槠鏀?shù)和偶數(shù)幀的極性是反向的。因此，甚至對(duì)于具有差的或者沒(méi)有消除隔行掃描的電視信號(hào)，圖像保留也被降低。
通過(guò)利用反轉(zhuǎn)的圖案驅(qū)動(dòng)在連續(xù)幀中相繼排除了相互不同的像素組的像素，對(duì)于像素矩陣中的所有像素，相繼反轉(zhuǎn)奇數(shù)和偶數(shù)幀的極性方案。這提供了限制在時(shí)間域中在像素上建立的電荷的完全受控的極化反轉(zhuǎn)方案。
對(duì)于實(shí)施方式的情況，第一組像素可包括在像素矩陣的一個(gè)或多個(gè)行或列中的相鄰像素，隨后排除的像素組可以是隨后的相鄰像素組，和/或第一組像素可以是一個(gè)或多個(gè)完整行或列。
如果第一組像素和相互不同的像素組均包括小于矩陣中像素總量的一半，則降低了由極性方案改變導(dǎo)致的閃爍效應(yīng)。
像素矩陣可以是液晶顯示器像素的矩陣，或者是表現(xiàn)出建立非零DC分量的現(xiàn)象的任何其它矩陣顯示器。
驅(qū)動(dòng)電路可通過(guò)集成電路形成，或者可通過(guò)可具有外圍部件的集成電路組形成。
顯示器產(chǎn)品可以是電視接收器、監(jiān)控器、投影器或具有顯示器件的任何其它產(chǎn)品。
視頻處理電路將例如來(lái)自天線或來(lái)自外部輸入裝置如DVD播放器或與產(chǎn)品相耦接的計(jì)算機(jī)的外部輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于驅(qū)動(dòng)顯示器件的格式。
本發(fā)明的特定特征涉及用于補(bǔ)償偏置差的視頻信號(hào)處理電路。該特征降低了由尤其是液晶顯示器像素對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相對(duì)慢的響應(yīng)導(dǎo)致的極性圖案變化的可見度。
通常，該響應(yīng)通過(guò)例如US 5,495,265中公開的所謂的“過(guò)驅(qū)動(dòng)”來(lái)部分地補(bǔ)償。然而，為了補(bǔ)償極性圖案的變化，需要相反的校正，其可以被稱作“驅(qū)動(dòng)不足(under-drive)”。該所需的校正可通過(guò)下述來(lái)獲得對(duì)于像素的灰度的有效過(guò)渡測(cè)量像素矩陣的性能，存儲(chǔ)這些過(guò)渡的所需的校正，并在發(fā)生極性方案改變的情況下施加這些校正。該方法與在US 5,495,265中描述的方法相似且因此在該申請(qǐng)中沒(méi)有進(jìn)一步詳述。
在實(shí)施例中，有效的過(guò)驅(qū)動(dòng)電路或軟件用于提供驅(qū)動(dòng)不足在像素的極性方案改變的情況下，例如從查找表和/或通過(guò)公式檢索所需的校正，且將該校正與過(guò)驅(qū)動(dòng)校正相組合，以便將校正驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給像素。
參考下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得明顯并將被闡明。


僅借助實(shí)例參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)像素的驅(qū)動(dòng)電壓與時(shí)間的關(guān)系曲線圖；圖2示出了隨著時(shí)間的過(guò)去現(xiàn)有技術(shù)極性反轉(zhuǎn)方案；圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)像素的驅(qū)動(dòng)電壓與時(shí)間的關(guān)系曲線圖，讀驅(qū)動(dòng)電壓包括例如由于沒(méi)有或者差的消除隔行掃描器導(dǎo)致的DC偏移分量；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例像素的驅(qū)動(dòng)電壓與時(shí)間的關(guān)系曲線圖；圖5示出了隨著時(shí)間的過(guò)去根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的極性反轉(zhuǎn)方案；圖6示出了隨著時(shí)間的過(guò)去根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的極性反轉(zhuǎn)方案；圖7示出了隨著時(shí)間的過(guò)去根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的極性反轉(zhuǎn)方案；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例，隨著時(shí)間的過(guò)去跨越像素的驅(qū)動(dòng)電壓的圖；以及圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例的補(bǔ)償電路的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在三個(gè)幀n-1，n和n+1期間作為時(shí)間t的函數(shù)并且限定了導(dǎo)致充電和放電像素電壓18的交替脈沖序列12、14、16的現(xiàn)有技術(shù)驅(qū)動(dòng)電壓10的圖。在通過(guò)脈沖12、14和16激勵(lì)期間像素電壓18的響應(yīng)取決于驅(qū)動(dòng)器輸出電阻、氧化銦錫(ITO)層的電阻、和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的漏-源電阻以及存儲(chǔ)電容、液晶單元的電容和ITO層的分布電容。與總電容相結(jié)合的總電阻導(dǎo)致了像素電壓18對(duì)由交替脈沖12、14、16形成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的慢響應(yīng)。
圖2示出了對(duì)于像素矩陣20的現(xiàn)有技術(shù)極性反轉(zhuǎn)方案。該方案示出了對(duì)于多個(gè)幀n-1，n和n+1的極性圖案。對(duì)于在連續(xù)幀n-1，n和n+1中的每個(gè)像素的極性用“+”和“-”表示。在矩陣20中的像素的極性在列22(以及所有其它列)中以及在行24(和任何其它行)中的相鄰像素之間交替變化。此外，在幀之間，矩陣20的每個(gè)像素極性交替變化。
術(shù)語(yǔ)“方案”在該上下文中應(yīng)被解釋為被實(shí)施以在系統(tǒng)中利用硬和/或軟件來(lái)執(zhí)行的方法或程序。
圖3示出了對(duì)于每個(gè)幀之間的像素反轉(zhuǎn)極性現(xiàn)有技術(shù)驅(qū)動(dòng)電壓30的圖，其中像素接收導(dǎo)致DC偏移32的變化視頻信號(hào)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓30的電平和形狀，對(duì)于導(dǎo)致可見的圖像殘留的DC偏移32需要一對(duì)幀。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，作為時(shí)間t的函數(shù)的像素的驅(qū)動(dòng)電壓40的圖，該驅(qū)動(dòng)電壓40在預(yù)定數(shù)目的幀期間具有交替極性，其由參考數(shù)字42a至42d來(lái)例示。之后，驅(qū)動(dòng)電壓40具有反轉(zhuǎn)的極性反轉(zhuǎn)方案，并在幀42e中重復(fù)幀42d的極性。這引入了DC偏移44的移動(dòng)或極性交替，從而補(bǔ)償了對(duì)于延長(zhǎng)的時(shí)間段跨越像素建立的電荷，因?yàn)镈C偏移44隨著時(shí)間的過(guò)去平均為零。因此，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電壓40防止了在液晶顯示器上的圖像殘留。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，對(duì)于像素矩陣52的極性反轉(zhuǎn)方案50。連續(xù)幀n-1，n，n+1和n+2中每個(gè)像素的極性用“+”和“-”表示。在幀n-1期間，在矩陣52中的像素的極性在行54以及列56中的相鄰像素之間交替變化。在幀n期間，極性反轉(zhuǎn)方案50反轉(zhuǎn)除了矩陣52的行54之外的幀之間的像素的極性。在幀n+1中，極性反轉(zhuǎn)方案50反轉(zhuǎn)除了行56的像素之外的像素的極性，以及在幀n+2中，極性反轉(zhuǎn)方案50反轉(zhuǎn)除了行58的像素之外的像素的極性。極性反轉(zhuǎn)方案50由此以滾動(dòng)方式排除了在矩陣52中的行，其可以是連續(xù)的。在極性反轉(zhuǎn)方案50中在圖4中以參考數(shù)字44示出的DC偏移的交替的頻率通過(guò)矩陣52中的行數(shù)確定，且在第一實(shí)施例中，該頻率等于矩陣中的總行數(shù)除排除時(shí)間幀頻率的行數(shù)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的極性反轉(zhuǎn)方案62，其中相繼排除連續(xù)幀中的行的極性反轉(zhuǎn)方案對(duì)于幀n-1、n、n+1、n+2在像素矩陣64的多個(gè)行66、68上執(zhí)行。在兩個(gè)連續(xù)幀中保持相同極性的行數(shù)應(yīng)當(dāng)小于矩陣的總行數(shù)的一半，否則在矩陣64中的像素上的極性反轉(zhuǎn)的頻率小于幀頻率的一半，且這可能導(dǎo)致可見的大面積閃爍。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的極性反轉(zhuǎn)方案70，其中排除了一行或多行的極性反轉(zhuǎn)方案不限于多行，而是可以更確切地說(shuō)施加到多個(gè)連續(xù)像素74、76。極性反轉(zhuǎn)排除在替換實(shí)施例中甚至不限于連續(xù)像素。實(shí)際上，僅僅重要的是使圖4中以參考數(shù)字40所示出的驅(qū)動(dòng)電壓用于矩陣72中的每個(gè)像素。然而，具有局限于連續(xù)像素的極性反轉(zhuǎn)排除提供了一種較便宜的硬件解決方案。
因此，在極性反轉(zhuǎn)方案改變期間，如參考上面的圖所描述的當(dāng)排除一行、多個(gè)行、或像素時(shí)，液晶顯示器的光輸出對(duì)于正常黑色顯示器稍微增加并且對(duì)于正常白色顯示器降低。圖8中示出的光輸出的該差80是可見的且應(yīng)當(dāng)被補(bǔ)償。讀差80是由如參考圖1所解釋的像素對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的慢響應(yīng)導(dǎo)致的。
圖8示出了在三個(gè)幀n-1，n和n+1以及驅(qū)動(dòng)脈沖序列84、86、88期間，根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電壓82的圖。驅(qū)動(dòng)脈沖84、86、88產(chǎn)生充電和放電像素電壓90。相同極性的重復(fù)脈沖如脈沖84、86導(dǎo)致像素電壓90的差80。
根據(jù)第一實(shí)施例，通過(guò)經(jīng)由補(bǔ)償電路將視頻數(shù)據(jù)操作至顯示器在數(shù)字域中補(bǔ)償該差80?？商鎿Q地，該差80可以在模擬域中被補(bǔ)償，例如在列驅(qū)動(dòng)器中，但是該解決方案需要另外的復(fù)雜電路。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例的液晶顯示器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的補(bǔ)償單元92的框圖。補(bǔ)償單元92包括由像素電壓極性控制器96控制的開關(guān)單元94。像素電壓極性控制器96控制開關(guān)單元94，從而控制在液晶顯示面板98中的像素矩陣中的每個(gè)像素的像素驅(qū)動(dòng)電壓。而且，它通過(guò)信號(hào)106控制像素的極性。當(dāng)極性反轉(zhuǎn)方案變化發(fā)生時(shí)，控制器96控制開關(guān)單元94將視頻數(shù)據(jù)操縱器100耦接在用于接收視頻內(nèi)容的視頻輸入102和用于極性反轉(zhuǎn)中排除的矩陣中所關(guān)注的像素的補(bǔ)償單元92的視頻數(shù)據(jù)輸出104之間。該視頻數(shù)據(jù)操縱器100補(bǔ)償由極性反轉(zhuǎn)方案變化與像素電壓的慢響應(yīng)組合導(dǎo)致的電壓差。如上所述，采用“驅(qū)動(dòng)不足”的形式的該補(bǔ)償可以以與US 5,495,265中公開的過(guò)驅(qū)動(dòng)相似的方式實(shí)現(xiàn)，因此在此不需要進(jìn)一步詳細(xì)描述。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例說(shuō)明了而非限制了本發(fā)明，且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不脫離附屬權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計(jì)多種替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，設(shè)置在括號(hào)之間的任何參考標(biāo)記不應(yīng)解釋為限制該權(quán)利要求。使用動(dòng)詞“包括”以及其動(dòng)詞變化不排除存在除了權(quán)利要求中所述的那些之外的元件或步驟。在元件前面的冠詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這種元件。本發(fā)明可借助于包括幾個(gè)不同的元件的硬件和借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施。在列舉了幾種裝置的器件權(quán)利要求中，這些裝置中的幾種可以由相同的硬件項(xiàng)來(lái)具體實(shí)施。在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉了特定措施，僅此事實(shí)并不表示這些措施的組合不能被有利地使用。
權(quán)利要求
1.一種用于利用圖像幀序列驅(qū)動(dòng)像素矩陣的方法(50、62、70)，該方法包括在第一幀(n-1)期間利用第一極性圖案驅(qū)動(dòng)像素；在第二幀(n)期間利用反轉(zhuǎn)的極性圖案驅(qū)動(dòng)除了第一組像素(54、66、74)之外的像素；和在第三幀(n+1)期間利用反轉(zhuǎn)的極性圖案驅(qū)動(dòng)該第一組像素(54、66、74)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法(50、62、70)，其中所述第一組像素(54、66、74)包括在所述像素矩陣中的一行或多行(54)像素中或者一列或多列(56)像素中的相鄰像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法(50、62、70)，還包括與前面幀相比利用反轉(zhuǎn)的極性圖案驅(qū)動(dòng)在連續(xù)幀(n+1)中相繼排除了相互不同的像素組(68、76)的像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法(50、62、70)，其中被相繼排除的所述相互不同的像素組(68、76)是連續(xù)的、相鄰像素組。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法(50、62、70)，其中該第一和讀相互不同的像素組(54、66、74、68、76)均包括基本相同數(shù)量的像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法(50、62、70)，其中所述第一和相互不同的像素組(54、66、74、68、76)均包括小于所述像素矩陣(52、64、72)中的像素總數(shù)量的一半的像素量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法(50、62、70)，其中所述第一組像素(54、66、74、68、76)包括在所述像素矩陣(52、64、72)中的一個(gè)或多個(gè)整行(54、66、74)的像素。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法(50、62、70)，還包括在所述第二幀(n)期間補(bǔ)償由第一組像素的響應(yīng)時(shí)間導(dǎo)致的所述第一組像素的偏置差(80)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法(50、62、70)，其中所述補(bǔ)償包括調(diào)整所述第一組像素的驅(qū)動(dòng)器的偏置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法(50、62、70)，其中所述補(bǔ)償包括在所述第二幀(n)期間調(diào)整所述第一組像素(54、66、74)的視頻內(nèi)容。
11.用于包括像素矩陣的顯示器件的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路包括用于在第一幀(n-1)期間利用第一極性圖案驅(qū)動(dòng)像素、用于在第二幀(n)期間利用反轉(zhuǎn)的極性圖案驅(qū)動(dòng)除了第一組像素(54、66、74)之外的像素、以及用于在第三幀(n+1)期間利用反轉(zhuǎn)的極性圖案驅(qū)動(dòng)該第一組像素(54、66、74)的裝置。
12.一種顯示器件，包括具有像素矩陣的顯示面板；和如權(quán)利要求11中所述的驅(qū)動(dòng)電路。
13.一種顯示器產(chǎn)品，包括權(quán)利要求12的顯示器件，和視頻處理電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液晶顯示器。該液晶顯示面板(98)包括像素矩陣(52、62、72)，其利用圖像幀序列來(lái)驅(qū)動(dòng)。該方法包括在第一幀(n－1)期間用第一極性圖案驅(qū)動(dòng)像素；在第二幀(n)期間用反轉(zhuǎn)的極性圖案驅(qū)動(dòng)排除了第一組像素(54、66、74)的像素；和在第三幀(n+1)期間用反轉(zhuǎn)的極性圖案驅(qū)動(dòng)該第一組像素(54、66、74)。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1973315SQ200580020830
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
發(fā)明者A·J·范達(dá)爾夫森, A·塞沃 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司