專利名稱:液晶顯示器及用于液晶顯示器的信號校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及液晶顯示器及用于液晶顯示器的信號校正電路,更具體地說,涉及有源矩陣型液晶顯示器及用于該顯示器的信號校正電路。
背景技術(shù):
由于響應(yīng)速度沒有達到與TV圖像的顯示相匹配的水平,因此常規(guī)的液晶顯示器在顯示移動圖像時會產(chǎn)生殘余圖像(residual images)。尤其是,共面開關(guān)(IPS)有源矩陣型液晶顯示器很可能不利地產(chǎn)生殘余圖像。
為了防止這種圖像持續(xù),許多常規(guī)的IPS液晶顯示器使用所謂的低阻液晶,這種液晶材料具有低電阻率(參見日本專利特開No.159786/1995)。在通過減小液晶材料的電阻率提高這種使用低阻液晶的常規(guī)IPS液晶顯示器響應(yīng)的同時,電壓也在沒有校正圖像信號的情況下施加給液晶面板。
然而,當(dāng)具有高對比度的圖像要在屏幕內(nèi)移動時,僅在這種常規(guī)液晶顯示器的像素電極之間產(chǎn)生單向電場。這會引起電荷僅集中在彼此相對的像素電極中的一個上。這種電荷集中會帶來顯示問題,例如殘余圖像的集中和屏幕的閃爍。
現(xiàn)在參考圖1A至1C和2,下面將描述電荷僅集中和存儲在彼此相對的像素電極的一個上的原因。例如,圖1A顯示了具有高對比度的單色豎條紋圖像如何移動通過中間色調(diào)的背景。當(dāng)該圖像的白和黑部分如圖1B所示逐幀(掃描構(gòu)成顯示器面板一個屏幕的所有像素的時間單位)向右移動時,逐幀施加給液晶的電壓將變?yōu)槿鐖D1C所示的電壓。在圖1C中,(1)至(5)表示圖像向右逐幀移動的顯示位置。
圖2顯示了當(dāng)如圖1C所示的電壓施加給液晶時像素電極(像素電極和與所述像素電極相對的對置電極)之間的電場特性。在幀(1)和(3)中,所述像素電極上的電壓比對置電極上的電壓高,使得電荷僅集中在像素電極上并存儲在那里。然而,由于沒有在幀(2)和(4)中產(chǎn)生電場,因此電荷沒有被存儲。盡管在幀(5)之后產(chǎn)生了電場,但電場方向逐幀對稱地反向,使得沒有存儲電荷。結(jié)果,在幀(1)至(5)中存儲在像素電極中的電荷在它們擴散開時影響顯示,這樣導(dǎo)致產(chǎn)生不希望的殘余圖像和屏幕的閃爍。
發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此,本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示器及其信號校正電路,即使當(dāng)具有高對比度的圖像在屏幕內(nèi)移動時,也能夠防止駐留的電荷僅集中在像素電極的一個上并存儲在那里,從而防止顯示問題,例如殘余圖像的產(chǎn)生和屏幕的閃爍。
根據(jù)本發(fā)明用于液晶顯示器的信號校正電路包括極性判定部分,用于從輸入信號判定施加給液晶的電壓具有正極性還是負(fù)極性;符號添加部分,用于根據(jù)極性判定部分作出的決定給輸入信號添加正或者負(fù)號;幀存儲器;第一乘法器,用于用幀存儲器中存儲的數(shù)據(jù)乘以第一常數(shù);第一加法器,用于將由符號添加部分添加了正或負(fù)號的信號和來自第一乘法器的輸出信號相加,并且將得到的信號輸出到幀存儲器;第二乘法器,用于將存儲在幀存儲器中的數(shù)據(jù)和第二常數(shù)相乘;第二加法器,用于將來自符號添加部分的輸出信號和來自第二乘法器的輸出信號相加;以及,絕對值獲得部分,用于從來自第二加法器的輸出信號中除去正或負(fù)號,并且輸出得出的絕對值信號。
在信號校正電路中,可以將第一常數(shù)設(shè)定為在一幀周期之后留存在液晶顯示器中的電荷的比例,可以將第二常數(shù)設(shè)定為在各電極之間移動的電荷量。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器,包括液晶顯示部分,所述液晶顯示部分具有按矩陣形式布局的顯示像素;控制器,用于基于外部提供的輸入信號輸出圖像數(shù)據(jù)和水平同步信號;源驅(qū)動器,用于將從所述控制器輸出的所述圖像數(shù)據(jù)提供給所述液晶顯示部分;柵驅(qū)動器,用于順序地使所述液晶顯示部分的所述顯示像素與從所述控制器輸出的所述水平同步信號同步;以及設(shè)在所述控制器和所述源驅(qū)動器之間的信號校正電路,用于校正所述圖像數(shù)據(jù),所述信號校正電路包括極性判定部分,用于從輸入信號判定施加給液晶的電壓具有正極性還是負(fù)極性;符號添加部分,用于根據(jù)所述極性判定部分作出的決定給所述輸入信號添加正或者負(fù)號;幀存儲器;第一乘法器,用于將所述幀存儲器中存儲的數(shù)據(jù)和第一常數(shù)相乘;第一加法器,用于將由所述符號添加部分添加了所述正或負(fù)號的信號和來自所述第一乘法器的輸出信號相加,并且將得到的信號輸出到所述幀存儲器;第二乘法器,用于將存儲在所述幀存儲器中的數(shù)據(jù)和第二常數(shù)相乘;第二加法器,用于將來自所述符號添加部分的輸出信號和來自所述第二乘法器的輸出信號相加;以及,絕對值獲得部分,用于從來自所述第二加法器的輸出信號中除去正或負(fù)號,并且輸出得出的絕對值信號;其中,使用來自所述信號校正電路的所述絕對值獲得部分的輸出信號作為給所述液晶顯示部分的輸入信號。
圖1A顯示了具有高對比度的圖像如何移動通過屏幕;圖1B顯示了具有白和黑部分的圖像如何逐幀移動;圖1C顯示了將逐幀施加給液晶的電壓;圖2顯示了當(dāng)如圖1C所示的電壓施加給液晶時,對置電極和像素電極之間的電場的特性。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于液晶顯示器的信號校正電路的方框圖;圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于液晶顯示器的信號校正電路的流程圖;圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于液晶顯示器的信號校正電路的時序圖;圖6是由本發(fā)明的用于液晶顯示器的信號校正電路逐幀施加的校正電壓的例示曲線圖;和圖7是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施方式
下面參照附圖描述本發(fā)明的最佳實施例。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于液晶顯示器100的的信號校正電路1的方框圖。在信號校正電路1中,極性判定部分2根據(jù)從外部單元等輸入的輸入信號判定施加給液晶的電壓具有正極性還是負(fù)極性。符號添加部分3根據(jù)極性判定部分2作出的判定將正或負(fù)號添加到輸入信號上。幀存儲器9存儲一幀圖像數(shù)據(jù)。第一乘法器7用存儲在幀存儲器9中的數(shù)據(jù)乘以第一常數(shù)10。第一加法器8將已經(jīng)由符號添加部分3給其添加了正或負(fù)號的信號加到來自第一乘法器7的輸出信號上,并將得到的信號輸出到幀存儲器9。第二乘法器4用存儲在幀存儲器9中數(shù)據(jù)乘以第二常數(shù)11。第二加法器5將來自符號添加部分3的輸出信號加到來自第二乘法器4的輸出信號上。絕對值獲得部分6從來自第二加法器5的輸出信號上除去正或負(fù)信號,并且輸出得出的絕對值信號。
下面將討論該實施例的工作。圖4是信號校正電路的運算流程圖。將從外部電路等輸入的輸入信號例如圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到符號添加部分3以及極性判定部分2。從信號校正電路接通電源以后,極性判定部分2就計數(shù)輸入信號的脈沖數(shù)。極性判定部分2確定當(dāng)計數(shù)是偶數(shù)時,施加給液晶的電壓具有正極性,當(dāng)計數(shù)是奇數(shù)時,施加給液晶的電壓具有負(fù)極性。判定結(jié)果被發(fā)送到符號添加部分3,并且正號或者負(fù)號被添加到作為輸入信號的圖像數(shù)據(jù)上。第二加法器5用添加了符號的圖像數(shù)據(jù)加上后面將討論的由第二乘法器4作出的乘積。把由第二加法器5作出的相加結(jié)果發(fā)送到絕對值獲得部分6,在那里除去正或者負(fù)號。來自絕對值獲得部分6的輸入信號被發(fā)送到液晶顯示器,作為信號校正電路1的輸出信號。
在給整個顯示器供電或者復(fù)位時,幀存儲器9具有預(yù)先存儲的初始值“0”。將從幀存儲器9獲得的圖像數(shù)據(jù)設(shè)定到第一乘法器7和第二乘法器4中。第一乘法器7用圖像數(shù)據(jù)乘以預(yù)定的第一常數(shù)10。第一加法器8用乘的結(jié)果加上由符號添加部分3作出的處理結(jié)果。再將相加的結(jié)果存儲在幀存儲器9中。已經(jīng)發(fā)送給第二乘法器4的數(shù)據(jù)乘以預(yù)定的第二常數(shù)11。乘的結(jié)果被發(fā)送到第二加法器5中。第一常數(shù)10和第二常數(shù)11視液晶顯示器的特性例如單元參數(shù)而不同,并且設(shè)定到預(yù)先通過試驗已經(jīng)獲得的最佳值,所述單元參數(shù)包含液晶單元中液晶的電阻率和電極之間的間隙。
現(xiàn)在將參照圖5的定時圖說明如何校正輸入給單個像素的圖像信號。如圖5所示,當(dāng)接通電源時,根據(jù)本實施例的信號校正電路1在幀存儲器9中寫“0”。當(dāng)輸入第一幀輸入信號(第一幀數(shù)據(jù))時,正或負(fù)號通過極性判定部分2和符號添加部分3被添加到輸入信號上。然后,校正添加有正或者負(fù)號的輸入信號,校正量由第二乘法器4和第二加法器5從幀存儲器9中的數(shù)據(jù)計算得到。由于在第一幀中幀存儲器9中的數(shù)據(jù)是“0”,因此,校正量是“0”,將輸入信號按現(xiàn)狀發(fā)送到絕對值獲得部分6。絕對值獲得部分6從輸入信號中除去正或負(fù)號,并輸出得到的信號,作為信號校正電路1的輸出信號。同時,第一乘法器7和第一加法器8從添加有正或負(fù)號的輸入信號和幀存儲器9中的數(shù)據(jù)(0)計算存儲在電極中的電荷量。計算結(jié)果存儲在幀存儲器9中,以便改寫“0”。
此后當(dāng)輸入第二幀數(shù)據(jù)時,與處理第一幀數(shù)據(jù)一樣,由極性判定部分2和符號添加部分3給輸入信號(第二幀數(shù)據(jù))添加正或者負(fù)號。然后,校正添加有正或者負(fù)號的輸入信號,校正量由第二乘法器4和第二加法器5從幀存儲器9中的數(shù)據(jù)計算出來。這里,幀存儲器9中的數(shù)據(jù)是在處理第一幀數(shù)據(jù)時存儲的值。將已由第二乘法器4和第二加法器5校正的輸入信號發(fā)送到絕對值獲得部分6,在此從輸入信號除去正或者負(fù)號,并作為信號校正電路1的輸出信號輸出。同時,與處理第一幀數(shù)據(jù)一樣,第一乘法器7和第一加法器8由幀存儲器9中添加有正或者負(fù)號的輸入信號計算存儲的電荷量。計算結(jié)果存儲在幀存儲器9中,以便改寫存儲的數(shù)據(jù)。對于其它像素來說,同樣為每一幀進行校正,并且已經(jīng)逐幀輸出的所有圖像信號構(gòu)成一個屏幕。
下面將討論每個部分的處理內(nèi)容。當(dāng)在像素電極(電位VPI)和對置電極(VCOM)之間施加電場E時,當(dāng)一幀期間在液晶中移動的電荷量QM足夠小時,從下式1得出該電荷量QM。電荷量QM是為了降低液晶的電阻率而添加的材料的電荷量,QM=A·E (1)其中A是常數(shù)。
同時存儲的電荷QT在一幀期間以恒定的速率散開,僅留下電荷QD。當(dāng)散開量小時,從下式2得出剩余電荷QD,QD=B·QT (2)其中B是常數(shù)。
等式(1)和(2)加起來得到下式3,QT(N+1)=B·QT(N)+A·E (3)其中QT(N+1)表示當(dāng)從開始數(shù)起第N幀開始時,已經(jīng)從像素電極移到對置電極的電荷量。在開始時,例如接通電源時,充分使電荷散開,并從0電荷狀態(tài)開始計數(shù),使得開始時電荷量QT(1)變?yōu)橛上铝械仁?給出的值,QT(1)=0 (4)該方案允許除了正比于最初應(yīng)施加給液晶的電壓(VPI-VCOM)的正常電場之外,還將在第N幀中在像素電極和對置電極之間施加與移動的電荷量相關(guān)的反偏電場。因此,像素電極和對置電極之間的電場E由下式5給出,E=α(VPI-VCOM)-β·QT(N) (5)其中α和β是常數(shù)。
最初應(yīng)施加給液晶的電場EID正比于通過圖像輸入信號VS(N)乘以預(yù)定符號P而得到的量,該電場會引起逐幀反向(inversion),成為如下式6所給出的,EID=α·VS(N)·P (6)其中P是+1或者-1,α是常數(shù)。
考慮存儲的電荷量,實際上希望將信號轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足由下列等式7所表達的關(guān)系的輸出信號VS(N),α·VS(N)·P=α·VS’(N)·P-β·QT(N) (7)改寫等式7得到下式8以便得到輸出信號VS’(N),VS’(N)=VS(N)·P+β·QT(N)/α| (8)將等式3代入等式6得到下式9,QT(N+1)=B·QT(N)+A·α·VS(N)·P (9)然后,將VM(N)定義為如下列等式10所給出,VM(N)=QT(N)/(A·α) (10)將等式10代入等式8得到下式,VS’(N)=VS(N)·P+A·B·VM(N) (11)將等式10代入等式9得到下式12,
QM(N+1)=B·VM(N)+VS(N)·P (12)如果從等式10和4得到,那么VM(1)變?yōu)橛上率浇o出的值,VM(1)=0 (13)將等式11、12和13應(yīng)用到圖3的電路中會帶來如下各方面。首先,極性判定部分2確定輸入信號VS(N)的幀數(shù)是偶數(shù)還是奇數(shù)。符號添加部分3根據(jù)幀數(shù)N是偶數(shù)或是奇數(shù)給輸入信號VS(N)添加+1或者-1的符號P。將添加了符號的輸入信號VS(N)·P給到第二加法器5,進行等效于等式11的運算。圖3中的第二常數(shù)11等于A·β,而VM(N)是將存儲在幀存儲器9中的值。將第二加法器5的運算結(jié)果發(fā)送到絕對值獲得部分6,在那里轉(zhuǎn)換為絕對值,并原樣地輸出?;谳敵鲂盘?,驅(qū)動液晶顯示器。
其間,還將添加了符號的輸入信號VS(N)·P提供給第一加法器8,進行等效于等式12的運算。圖3中的第一常數(shù)10等于B,由第一加法器8作出的運算結(jié)果返回到幀存儲器9,并保存為VM(N+1)。
下面將更詳細(xì)地描述一個運算的例子,其中第一常數(shù)10是0.98,第二常數(shù)11是0.02。當(dāng)輸入信號的第一值是正的,并且在正側(cè)輸入+5、在負(fù)側(cè)輸入0,按照“5、0、5、0、2、2、2、2、2、2、……”的順序輸入值時,由正壓引起的電荷移動沒有被由負(fù)壓引起的電荷移動抵消,使得產(chǎn)生殘余電場,直到電荷從像素電極移動到對置電極并存儲在那里,并且被散開。
此時,在圖3所示的信號校正電路1中,從等式12得到的大的正數(shù)據(jù)(大約10)存儲在幀存儲器9中,并且來自第二乘法器4的輸出值(下文稱為“校正值”)變?yōu)?.2,就像當(dāng)輸入“5、0、5、0”時從等式11中的A·B·VM(N)得到的值。添加了該校正值的輸入信號是輸出,作為施加給液晶顯示器的輸出信號,從而校正殘余電場。
當(dāng)輸入常數(shù)值例如“2、2、2、2、……”時,電荷被散開,使得校正量按第一常數(shù)10衰減。在這種情況下,在180幀中校正量接近0(等于大約1秒)。如果輸入信號重復(fù)這種“5、0、5、0、5、0……”狀態(tài)相當(dāng)?shù)臅r間,通過在正幀施加5V得到的電荷移動與在負(fù)幀中將散開的電荷量基本平衡,使得幀存儲器9中的值VM(N)在兩個值之間波動。當(dāng)從波動態(tài)重復(fù)狀態(tài)“2、2、2、2、……”時,校正量按第一常數(shù)10衰減,并且在180幀中變?yōu)榻咏?(等效于大約3秒)。圖6顯示了這種情況下幀數(shù)和校正量之間的關(guān)系。
通過使用圖3中的電路以上述方式校正將施加給液晶顯示器的信號,幾乎能夠完全補償DC分量對液晶中低阻成份的影響,所述DC分量是基于液晶顯示器中像素電極和對置電極之間施加的電壓信號的不對稱而施加的。
前面描述的實施例已經(jīng)給出了第一常數(shù)10為0.98和第二常數(shù)11為0.02的情況。然而,由于第一常數(shù)10和第二常數(shù)11依單元參數(shù)而不同,依諸如液晶單元中的液晶的電阻率以及電極之間的間隙等參數(shù)而不同,因此當(dāng)改變液晶顯示器的液晶顯示部分的各種參數(shù)時,應(yīng)相應(yīng)調(diào)整第一常數(shù)10和第二常數(shù)11。
根據(jù)該實施例的液晶顯示器并不限于其中使用了低阻液晶的IPS液晶顯示器,通過改變第一常數(shù)和第二常數(shù),本發(fā)明也可以適于于其它的液晶顯示器,例如扭曲向列(TN)型液晶顯示器。
可以按下列方式構(gòu)成液晶顯示器,使用上述信號校正電路的輸出信號作為液晶顯示部分的源驅(qū)動器的輸入信號,所述液晶顯示部分具有按矩陣形式布局的顯示像素。下面將討論根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的液晶顯示器20。圖7是液晶顯示器的結(jié)構(gòu)方框圖。該液晶顯示器20具有液晶顯示部分12,液晶顯示部分12具有按矩陣形式布局的顯示像素?;趶耐獠繂卧峁┑妮斎胄盘?,控制器15輸出圖像數(shù)據(jù)和水平同步信號。源驅(qū)動器13給液晶顯示部分12的各個像素提供來自控制器15的圖像數(shù)據(jù)輸出。柵驅(qū)動器14順序使各個像素與來自控制器15的水平同步信號輸出同步。具有與上述第一實施例的信號校正電路1一樣結(jié)構(gòu)的信號校正電路設(shè)在控制器15和源驅(qū)動器13之間。
在如此構(gòu)成的液晶顯示器20中,控制器15將從外部單元輸入的輸入信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像數(shù)據(jù)和水平同步信號,并輸出之。將從控制器15輸出的圖像數(shù)據(jù)輸入到信號校正電路1,信號校正電路1校正圖像數(shù)據(jù)并將校正了的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到源驅(qū)動器13。將來自控制器15的水平同步信號輸出輸入到柵驅(qū)動器14?;谟蓶膨?qū)動器14提供的水平同步信號,液晶顯示部分12的各個像素顯示由源驅(qū)動器13提供的圖像數(shù)據(jù)。此時,通過信號校正電路1校正圖像數(shù)據(jù),使得液晶顯示器不會產(chǎn)生殘余圖像和屏幕的閃爍。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明在液晶顯示器中使用信號校正電路校正圖像信號,以便消除將儲存在液晶顯示面板的像素電極中的電荷。因此,例如即使當(dāng)具有高對比度的圖像在屏幕內(nèi)移動時,也可以防止電荷僅集中在像素電極的一側(cè)上,從而預(yù)防顯示問題,例如殘余圖像的產(chǎn)生和屏幕的閃爍。
權(quán)利要求
1.一種用于液晶顯示器的信號校正電路,包括極性判定部分,用于從輸入信號判定施加給液晶的電壓具有正極性還是負(fù)極性;符號添加部分,用于根據(jù)所述極性判定部分作出的決定給所述輸入信號添加正或者負(fù)號;幀存儲器;第一乘法器,用于用所述幀存儲器中存儲的數(shù)據(jù)乘以第一常數(shù);第一加法器,用于將由所述符號添加部分添加了所述正或負(fù)號的信號和來自所述第一乘法器的輸出信號相加,并且將得到的信號輸出到所述幀存儲器;第二乘法器,用于將存儲在所述幀存儲器中的數(shù)據(jù)和第二常數(shù)相乘;第二加法器,用于將來自所述符號添加部分的輸出信號和來自所述第二乘法器的輸出信號相加;和絕對值獲得部分,用于從來自所述第二加法器的輸出信號中除去正或負(fù)號,并且輸出得出的絕對值信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的信號校正電路,其中所述液晶顯示器是共面開關(guān)液晶顯示器,這種顯示器使用低阻液晶。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的信號校正電路,其中所述第一常數(shù)是在一幀周期之后留存在液晶顯示器中的電荷的比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的信號校正電路,其中所述第二常數(shù)是在各電極之間移動的電荷量。
5.一種液晶顯示器,包括液晶顯示部分,所述液晶顯示部分具有按矩陣形式布局的顯示像素;控制器,用于基于外部提供的輸入信號輸出圖像數(shù)據(jù)和水平同步信號;源驅(qū)動器,用于將從所述控制器輸出的所述圖像數(shù)據(jù)提供給所述液晶顯示部分;柵驅(qū)動器,用于順序地使所述液晶顯示部分的所述顯示像素與從所述控制器輸出的所述水平同步信號同步;以及設(shè)在所述控制器和所述源驅(qū)動器之間的信號校正電路,用于校正所述圖像數(shù)據(jù),所述信號校正電路包括極性判定部分,用于從輸入信號判定施加給液晶的電壓具有正極性還是負(fù)極性;符號添加部分,用于根據(jù)所述極性判定部分作出的決定給所述輸入信號添加正或者負(fù)號;幀存儲器;第一乘法器,用于將所述幀存儲器中存儲的數(shù)據(jù)和第一常數(shù)相乘;第一加法器,用于將由所述符號添加部分添加了所述正或負(fù)號的信號和來自所述第一乘法器的輸出信號相加,并且將得到的信號輸出到所述幀存儲器;第二乘法器,用于將存儲在所述幀存儲器中的數(shù)據(jù)和第二常數(shù)相乘;第二加法器,用于將來自所述符號添加部分的輸出信號和來自所述第二乘法器的輸出信號相加;以及絕對值獲得部分,用于從來自所述第二加法器的輸出信號中除去正或負(fù)號,并且輸出得出的絕對值信號;其中,使用來自所述信號校正電路的所述絕對值獲得部分的輸出信號作為給所述液晶顯示部分的輸入信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的液晶顯示器,其中所述信號校正電路設(shè)在一外部單元和所述液晶顯示器之間。
專利摘要
信號校正電路,該電路給輸入信號添加基于存儲在幀存儲器中的信號而產(chǎn)生的校正值,并且輸出得到的信號,使用該信號校正電路來校正作為液晶顯示器的輸入信號的圖像數(shù)據(jù),從而完全補償輸入信號的不對稱對液晶顯示器的影響。這樣防止了殘余圖像的產(chǎn)生和屏幕的閃爍。
文檔編號H04N5/66GKCN1228752SQ03103191
公開日2005年11月23日 申請日期2003年2月8日
發(fā)明者森田敏之, 西田真一 申請人:Nec液晶技術(shù)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan