專利名稱：液晶中間灰度級顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置；詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及通過周期性施加2個不同的驅(qū)動電壓、顯示中間灰度級的液晶顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置通常具有矩陣狀配置多個包含液晶元件的像素電路的顯示面板、給顯示面板的規(guī)定像素電路通過規(guī)定的數(shù)據(jù)循環(huán)的液晶驅(qū)動用驅(qū)動器、以及給顯示面板通過用于選擇規(guī)定的像素電路的規(guī)定掃描線的選擇用驅(qū)動電路。圖20是示出此液晶顯示裝置所包含像素電路的等效電路的圖。如該圖所示，此像素電路具有提供來自液晶驅(qū)動用驅(qū)動器的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號線101、提供來自選擇用驅(qū)動器的掃描信號的掃描信號線100、根據(jù)掃描信號起開關(guān)元件作用的場效應(yīng)晶體管102、調(diào)節(jié)像素的顯示光量用的液晶元件103和具有規(guī)定電容的輔助電容元件104。場效應(yīng)晶體管102在其柵極連接掃描相關(guān)線100，并在其漏極連接數(shù)據(jù)信號線。液晶元件和輔助電容元件的一端連接場效應(yīng)晶體管102的源極，它們的另一端連接作為外部像素電路共用的電極的共用電極Vcom。此像素電路在供給掃描信號時，即選擇掃描信號線100時，上述場效應(yīng)晶體管102成為導(dǎo)通狀態(tài)，因而將數(shù)據(jù)信號線上施加的(數(shù)據(jù)信號的)電壓施加到輔助電容元件104上。然后，在掃描信號線100的選擇時間結(jié)束時，場效應(yīng)晶體管102為阻斷狀態(tài)，但由輔助電容元件104積存(保持)的電荷使阻斷時電壓得到連續(xù)保持。這里，由于液晶元件103的光透射率或光反射率因所施加的電壓而變化，如果在選擇掃描信號線100時，對數(shù)據(jù)信號線101施加符合圖像數(shù)據(jù)的電壓，就能使像素顯示亮度(顯示灰度級)依據(jù)圖像數(shù)據(jù)變化。
數(shù)字式液晶驅(qū)動用驅(qū)動器根據(jù)外部提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，選擇預(yù)定的多個基準(zhǔn)電壓中的一個，施加到規(guī)定的像素電路的液晶元件上。此數(shù)字式液晶驅(qū)動用驅(qū)動器隨著顯示灰度級的增加，其內(nèi)部元件數(shù)增多，因而隨著顯示灰度級的增加，制造成本提高。于是，作為雖然使用數(shù)字式液晶驅(qū)動用驅(qū)動器但可增加顯示灰度級而不增加其內(nèi)部元件數(shù)的控制方式，以往有幀速率控制方式(下文簡稱為“FRC方式”)。
此FRC方式對規(guī)定的液晶元件施加在多個幀之間不同的2個驅(qū)動電壓，從而獲得視覺上模擬的中間灰度級。圖21A～C示出利用此FRC方式進行3灰度級的多灰度級顯示的例子。其中，通過對規(guī)定的液晶元件施加在連續(xù)的幀1與幀2之間不同的2個驅(qū)動電壓(高電壓和低電壓)，進行3灰度級的多灰度級顯示。設(shè)專利的幀頻率為60Hz，并進行每幀使施加電壓的極性翻轉(zhuǎn)的交流驅(qū)動。
圖21A示出顯示亮度最低的像素A用的各幀的驅(qū)動電壓，圖21B示出顯示亮度最高的像素B用的各幀的驅(qū)動電壓，圖21C示出顯示中間亮度的像素C用的各幀的驅(qū)動電壓。如圖21A所示，以共用電極的電位VCOM為基準(zhǔn)，對幀1和幀2都施加低電壓，因而像素的亮度最低。如圖21B所示，幀1和幀2上都施加高電壓，因而像素的亮度最高。如圖21C所示，幀1上施加正極性的低電壓，幀2上施加負(fù)極性的高電壓，因而像素的亮度為圖21A所示像素的亮度與圖21B所示像素的亮度的中間亮度。
用此FRC方式取得圖21所示的中間亮度時，幀1中顯示低亮度的像素，幀2中顯示高亮度的像素，因而連續(xù)的幀之間交替顯示不同亮度的像素。因此，所顯示的像素C(的亮度變化)包含頻率為幀頻率的2分之一的30Hz的閃爍分量。頻率為50Hz以下的閃爍分量一般在視覺上顯著，因而例如在相同的相位用圖21C所示的中間亮度對顯示畫面內(nèi)的全部像素進行顯示時，在整個顯示畫面上閃爍分量顯著。因此，顯示裝置的顯示質(zhì)量降低。
以往，為了得到圖21C所示的中間亮度，其方法是形成規(guī)定像素的像素電路除施加圖21C所示的驅(qū)動電壓外，還對形成其它像素的像素電路施加與該驅(qū)動電壓不同的驅(qū)動電壓，混合這些像素電路顯示的像素，使其散布在顯示畫面內(nèi)，從而在空間上去除上述閃爍分量。
例如，作為施加與圖21所示的情況不同的驅(qū)動電壓的情況，可考慮以下3種。即幀1中施加正極性的高電壓、幀2中施加負(fù)極性的低電壓的第1情況；幀1中施加負(fù)極性的高電壓、幀2中施加正極性的低電壓的第2情況；幀1中施加負(fù)極性的低電壓、幀2中施加正極性的高電壓的第3情況。圖22A～C示出施加這些電壓的情況。圖22A示出第1情況的驅(qū)動電壓和通過施加該電壓而形成的像素D，圖22B示出第2情況的驅(qū)動電壓和通過施加該電壓而形成的像素E，圖22C示出第3情況的驅(qū)動電壓和通過施加該電壓而形成的像素F。配置這些像素D、E、F和圖21C所示的像素C，使其在空間上散布，即顯示畫面上的位置分散。圖23示出這些像素C、D、E、F的配置例子。該圖23示出列1至列4中各列的4行像素，圖中所示C、D、E、F的標(biāo)號與上述像素C、D、E、F對應(yīng)。這樣配置各像素，則通過對有的幀施加相同的驅(qū)動電壓而顯示的像素均等地分散在顯示畫面上，因而空間上消除上述閃爍分量。
以上那樣的FRC方式中，其前提為通過施加相同組合的驅(qū)動電壓而形成的像素，例如圖23所示的像素C、D、E、F，其亮度完全相同。然而，圖20所示的包含場效應(yīng)晶體管102的等效電路存在寄生電容。因此，對施加同一驅(qū)動電壓(高電壓或低電壓)的正極性電壓和負(fù)極性電壓極性比較時，圖21A～C和圖22A～C所示的電位VDL、VDH、VDM1～VDM4有時偏離理想值。因此，施加相同組合的驅(qū)動電壓而形成的像素，例如像素C、E和像素D、F，雖然其中間亮度應(yīng)相同，但仍產(chǎn)生差異。
尤其在空間上要去除閃爍分量的情況下，上述亮度差異往往在視覺上顯著。也就是說，如圖21C和圖22B所示，通過僅用正極性和負(fù)極性的高電壓進行驅(qū)動，形成圖23所示的列1和列3的像素C、E，又如圖22A和圖22C所示，通過僅用正極性高電壓和負(fù)極性低電壓進行驅(qū)動，形成圖23所示的列2和列4的像素D、F，因而間隔一列地形成相同亮度，但一些相鄰列產(chǎn)生亮度差異。因此，存在往列方向延伸的條狀亮度斑在視覺上顯著的問題。而且，例如即使替換例如圖23所示的像素C和像素F，此狀況也相同，這時往行方向延伸的條狀亮度斑顯著。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種即使是FRC方式的中間灰度級顯示方法，也不產(chǎn)生上述亮度差異的中間灰度級顯示方法和使用該方法的顯示裝置。本發(fā)明的再一個目的是提供一種即使是FRC方式的中間灰度級顯示方法，在要空間上去除閃爍分量時也不產(chǎn)生條狀亮度斑的中間灰度級顯示方法和使用各方法的顯示裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明具有下面闡述的特征。
本發(fā)明的一個方面是一種液晶中間灰度級顯示方法，根據(jù)驅(qū)動電壓在單位周期進行1+N灰度級(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級顯示，該驅(qū)動電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個驅(qū)動電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動電壓的任一電壓，使所述單位周期包含的1個以上的幀的每一個幀極性翻轉(zhuǎn)，并且每一幀進行設(shè)定，其中，使所述單位周期為2N，并且該單位周期中，設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等，設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等。
這樣，使進行1+N灰度級的多灰度級顯示時的單位周期為2N幀，并且此2N幀內(nèi)高電壓或低電壓的正極性和負(fù)極性電壓的施加次數(shù)相等。因此，應(yīng)為相同亮度的各像素的平均亮度一樣，使顯示質(zhì)量提高。
又，可使所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等，并且所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等。
這樣，設(shè)定成在將作為單位周期的2N幀二等分為前半部分和后半部分的各N幀內(nèi)，不同的2個驅(qū)動電壓的施加次數(shù)相等。因此，前半部分和后半部分的各幀之間的平均亮度大致相等，可進行抑制閃爍的產(chǎn)生的高質(zhì)量顯示。
還可在N為偶數(shù)時，使所述單位周期的第k幀(k為小于N的奇數(shù))和第N+k+1幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等、同時使所述單位周期的第k+1幀和第N+k幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等；N為奇數(shù)時，使所述單位周期的第m幀(m為N以下的自然數(shù))和第m+N幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等。
這樣，例如使單位周期為8幀時，可設(shè)定為第1幀和第6幀的驅(qū)動電壓、第2幀和第5幀的驅(qū)動電壓、第3幀和第8幀的驅(qū)動電壓、第4幀和第7幀的驅(qū)動電壓分別相等。因此，相鄰幀之間連續(xù)施加相同的驅(qū)動電壓的次數(shù)最少，與按相同的驅(qū)動電壓順序設(shè)定單位周期的前半部和后半部時相比，顯示質(zhì)量進一步提高。
又可使顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級的第1或第2驅(qū)動電壓，以便按由多個所述像素組成的所述顯示單元進行多灰度級顯示。
這樣，按由多個所述像素組成的所述顯示單元進行多灰度級顯示，因而顯示灰度級數(shù)提高，同時空間上消除閃爍分量。
本發(fā)明另一方面是一種液晶顯示裝置，按照裝置外部提供的顯示數(shù)據(jù)，根據(jù)驅(qū)動電壓在單位周期進行1+N灰度級(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級顯示，該驅(qū)動電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個驅(qū)動電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動電壓的任一電壓，使所述單位周期包含的1個以上的幀的每一個幀極性翻轉(zhuǎn)，并且每一幀進行設(shè)定，其中包括電壓決定電路，該電路使所述單位周期為2N，并且該單位周期中，設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等，設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等；以及顯示部，根據(jù)所述電壓決定電路設(shè)定的驅(qū)動電壓，進行多灰度級顯示。
所述電壓決定電路可包含決定作為所述單位周期的2N幀中與所述顯示數(shù)據(jù)對應(yīng)的幀的幀決定電路、使所述單位周期中設(shè)定的驅(qū)動電壓與該單位周期包含的幀關(guān)聯(lián)并加以存儲的定時存儲電路、以及根據(jù)所述幀決定電路決定的幀將所述定時存儲電路存儲的與該決定的幀關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電壓供給所述顯示部的施加電壓決定電路。
又可使所述電壓決定電路對顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級的第1或第2驅(qū)動電壓，以便按由多個所述像素組成的所述顯示單元進行多灰度級顯示；所述顯示部根據(jù)所述驅(qū)動電壓，按所述顯示單元進行多灰度級顯示。
參考附圖，從以下的本發(fā)明詳細(xì)說明會進一步明白本發(fā)的這些和其它目的、特征、狀態(tài)和效果。


圖1是示出一本發(fā)明實施方式的液晶顯示裝置的組成的框圖；圖2A所示為將高電壓或低電壓的2個不同電壓隨著極性變化施加在上述一實施方式的液晶元件上時的波形例；圖2B是以對極性標(biāo)注符號的形狀利用表的形式示出圖2A所示波形例的圖；圖3所示為上述一實施方式的2×2像素圖案；圖4所示為上述一實施方式的像素圖案和利用該像素圖案取得的顯示灰度級；圖5所示為上述一實施方式中液晶面板的像素配置例；圖6所示為上述一實施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“00”時各幀的像素驅(qū)動電壓；
圖7所示為上述一實施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“01”時各幀的像素驅(qū)動電壓；圖8所示為上述一實施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“10”時各幀的像素驅(qū)動電壓；圖9所示為上述一實施方式中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“11”時各幀的像素驅(qū)動電壓；圖10所示為利用供給上述一實施方式的液晶顯示裝置的視頻信號表示的圖像左上部分；圖11是將圖10所示的圖像幀各像素的灰度級(和極性)置換成8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后示出的圖；圖12是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中1號幀的各像素的灰度級的圖；圖13是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中2號幀的各像素的灰度級的圖；圖14是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中3號幀的各像素的灰度級的圖；圖15是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中4號幀的各像素的灰度級的圖；圖16是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中5號幀的各像素的灰度級的圖；圖17是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中6號幀的各像素的灰度級的圖；圖18是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中7號幀的各像素的灰度級的圖；圖19是用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出上述一實施方式中8號幀的各像素的灰度級的圖；圖20所示為已有液晶顯示裝置包含的像素電路的等效電路；圖21A所示為利用已有FRC方式極性3灰度級的多灰度級顯示的例子中顯示亮度最低的像素A用的各幀的驅(qū)動電壓；圖21B所示為上述已有例中顯示亮度最高的像素B用的各幀的驅(qū)動電壓；圖21C所示為上述已有例中顯示中間亮度的像素C用的各幀的驅(qū)動電壓；圖22A所示為上述已有例中與圖21C所示情況不同的第1情況的驅(qū)動電壓和通過該驅(qū)動電壓而成的像素D；圖22B所示為上述已有例中第2情況的驅(qū)動電壓和通過施加該驅(qū)動而形成的像素E；圖22C示為上述已有例中第3情況的驅(qū)動電壓和通過施加該驅(qū)動而形成的像素F；圖23所示為圖22A～C中所示像素C、D、E、F的配置例。
具體實施例方式
下面，參照

一本發(fā)明實施方式。
本實施方式的液晶顯示裝置對以數(shù)字24位(RGB各8位)輸入的視頻信號進行基于下面詳細(xì)說明的中間灰度級(多灰度級)顯示方法的運算處理。利用此處理，雖然本液晶顯示裝置的液晶面板是輸入數(shù)字18位(RGB各6位)的結(jié)構(gòu)，但仍可按相當(dāng)于數(shù)字24位的圖像質(zhì)量進行顯示。此外，這里的R，G，B分別對應(yīng)于顯示裝置中的紅、綠、藍，雖然圖像顯示中使用的原色數(shù)是3個，但也可以使用例如4個原色數(shù)等不同的原色數(shù)。
圖1是示出此液晶顯示裝置的組成的框圖。該液晶顯示裝置為了處理RGB各分量，RGB各色分別具有數(shù)據(jù)分離器1、像素位置檢測電路2、幀號決定電路3、施加定時存儲電路4、施加電壓決定電路5、加法處理電路6和定時調(diào)整電路7，利用這些電路產(chǎn)生進行規(guī)定的數(shù)字信號處理的數(shù)字信號。本液晶顯示裝置還具有矩陣狀配置多個包含液晶元件的像素電路的液晶面板8，作為其顯示部起作用，并根據(jù)上述數(shù)字信號以相當(dāng)于數(shù)字24位的圖像質(zhì)量進行顯示。使液晶面板8包含給規(guī)定的像素電路提供規(guī)定的數(shù)據(jù)信號的液晶驅(qū)動用驅(qū)動器和提供選擇規(guī)定的像素電路用的規(guī)定掃描信號的選擇用驅(qū)動器，但也可將這些驅(qū)動器設(shè)置在液晶面板8的外部。上述像素電路的結(jié)構(gòu)與圖20所示的已有像素電路相同，因而這里省略說明。供給此液晶顯示裝置的視頻信號由RGB各色分別位8位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組成。與上述視頻信號同時，還對本液晶顯示裝置通過由垂直同步信號(VS)、水平同步信號(HS)、數(shù)據(jù)啟用信號(DE)和時鐘信號(CLK)組成的一般數(shù)字控制信號。
這里，在詳細(xì)說明本液晶顯示裝置各組成要素的運作前，說明利用FRC方式取得中間灰度級顯示的方法。本液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)對規(guī)定的像素電路數(shù)據(jù)2個不同的驅(qū)動電壓(低電壓和高電壓)。用此結(jié)構(gòu)進行使取得規(guī)定的中間灰度級顯示用的單位周期(相位稱為“幀周期”)為2幀的中間灰度級顯示的方法如圖21A～C所示，可進行3灰度級的中間灰度級顯示。即，使幀周期為N幀(N為2以上的自然數(shù))，則可進行N+1灰度級的中間灰度級顯示。下面，通過應(yīng)用使幀周期為4幀，以進行5灰度級的中間灰度級顯示的情況，將幀周期取為其2倍的8幀，設(shè)定多個驅(qū)動電壓的組合，從而進行253灰度級的中間灰度級顯示。即。本液晶顯示裝置根據(jù)所提供的8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的低端2位，使用上述FRC方式，以上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的高端6位決定26個驅(qū)動電壓。組合這些26個驅(qū)動電壓中相互電壓差最小的2個驅(qū)動電壓(即相鄰的2個驅(qū)動電壓)，從而獲得下表所示那樣的0至252的253級的中間灰度級顯示。
表1


該表中示出按幀周期(8幀)施加的相鄰2個驅(qū)動電壓與利用這些驅(qū)動電壓取得的顯示灰度級的關(guān)系，各自的值用8位數(shù)字表示進行表示。上述驅(qū)動電壓為利用8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的高端6位決定的離散值。上表的各行內(nèi)記載的一系列的2個數(shù)值表示施加對應(yīng)于有關(guān)列的驅(qū)動電壓的幀的數(shù)量。上表中的顯示灰度級是累計幀周期內(nèi)顯示的像素的顯示灰度級所得的值除以幀周期數(shù)、從而作為單位時間內(nèi)的平均亮度獲得的值。
例如，參考上表的第2行，則可知在施加驅(qū)動電壓0的幀數(shù)為6、施加驅(qū)動電壓4(8位數(shù)字表示)的幀數(shù)為2時，所得的顯示灰度級為(0×6+4×2)/8＝1(8位數(shù)字表示)。這里，上表的空白部分表示不施加對應(yīng)的驅(qū)動電壓。例如，為了用顯示灰度級1進行顯示，使用作為鄰接的2個驅(qū)動電壓的驅(qū)動電壓0和驅(qū)動電壓1，而不使用其它的驅(qū)動電壓(例如，驅(qū)動電壓8，12，...，252)。在本說明書中，所謂“鄰接的2個驅(qū)動電壓”是指由離散的電壓值組成的規(guī)定的電壓值群中相互直接鄰接的2個離散的電壓值。
上述視頻信號通常是表示在各幀周期內(nèi)全部像素的亮度不變的靜止圖像的信號，但即使上述視頻信號是表示活動圖像的信號，全部像素的亮度在幀周期內(nèi)變化并不那么大，不會特別有問題。
接著，說明將上述那樣的8幀作為幀周期時所施加的電壓波形和極性。圖2A示出在規(guī)定的液晶元件上隨著極性變化施加高電壓或低電壓的2個不同驅(qū)動電壓時的波形例，圖2B以對極性標(biāo)注符號的狀態(tài)利用表的形式示出圖2A所示的波形例。圖2A中，將上述波形例作為exV示出，圖2B所示的符號H+、H-、L+、L-分別表示正極性的高電壓(正高電壓)、負(fù)極性的高電壓(負(fù)高電壓)、正極性的低電壓(正低電壓)、負(fù)極性低電壓(負(fù)低電壓)。
如圖2A和圖2B所示，液晶面板8的各液晶元件在液晶性質(zhì)上需要交流驅(qū)動，因而進行每幀使施加電壓的極性翻轉(zhuǎn)的幀翻轉(zhuǎn)方式的交流驅(qū)動。也就是說，在各液晶元件上施加具有在鄰接的2個幀中不同的極性的驅(qū)動電壓。因此，在本說明書中，所謂的“驅(qū)動電壓”是指與極性無關(guān)的驅(qū)動電壓的絕對值、例如高電壓(H)和低電壓(L)。此液晶面板8進行每行交替驅(qū)動施加電壓、使其極性翻轉(zhuǎn)的行翻轉(zhuǎn)方式的交流驅(qū)動。這里，使8幀都施加高電壓時的像素顯示灰度級為100％，8幀都施加低電壓時的像素顯示灰度級為0％時，由于對8幀中的6幀施加高電壓，其余的2幀則施加低電壓，由上述波形例exV表示的像素顯示灰度級為75％的中間灰度級。
本液晶顯示裝置并用把4個像素組成的像素圖案作為顯示單位的空間中間灰度級顯示方法。圖3示出作為上述顯示單位的2×2像素組成的像素圖案。下文將該顯示單位稱為“2×2像素圖案”或“像素圖案”。圖中所示的符號a～d表示像素a～d。這里，將通過施加上述相鄰的2個驅(qū)動電壓中的高電壓而形成的像素稱為亮像素，而通過施加低電壓而形成的像素稱為暗像素時，上述像素圖案利用亮像素和暗像素的組合，能表示5個灰度級。圖4示出利用4個像素的組合得到的像素圖案和利用該像素圖案得到的顯示灰度級。該圖4所示的白分量表示亮像素，黑分量表示暗像素。
本液晶顯示裝置利用圖3所示的像素圖案顯示圖4所示的5個灰度級，并且在液晶面板的畫面內(nèi)配置多個這種像素圖案。圖5示出此液晶面板中的像素配置例子。本液晶顯示裝置如圖5所示，使通過施加相同驅(qū)動電壓而形成的像素散布混雜在顯示畫面內(nèi)，從而在空間上消除上述閃爍分量。如后文所述，本液晶顯示裝置形成像素a、b、c、d用的個驅(qū)動電壓的相位設(shè)定成盡可能不相同，從而進一步減輕閃爍。這里，在本實施形態(tài)中，所謂減輕閃爍是指不必完全地去除規(guī)定的影響，而是指去除閃爍成分的全部或者一部分。上述2×2像素圖案是一個例子，組合像素的數(shù)量和像素圖案的形狀可用各種狀態(tài)。
接著，說明本液晶顯示裝置在圖1示出的各組成要素的運作。如上文所述，本液晶顯示裝置為了處理RGB各色分量，RGB各色分別設(shè)置各組成要素，并且處理視頻信號時，對RGB各色分量使各組成要素進行相同的運作。因此，這里為了說明方便，參照圖1僅說明綠色分量關(guān)聯(lián)的運作。
數(shù)據(jù)分離器1把外部作為視頻信號提供的8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分離成高端6位和低端2位。像素位置檢測電路2根據(jù)基于上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)收到的控制信號，檢測出當(dāng)前數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所示的像素的位置處在圖3所示2×2像素圖案中的像素a、b、c、d的哪一個，作為像素位置信息輸出。幀號決定電路3對幀周期中包含的各幀進行計數(shù)，以便按順序添加幀號，并根據(jù)收到的上述控制信號決定當(dāng)前的幀是該幀周期中的第幾號幀，將其作為幀號輸出。施加定時存儲電路4按幀的順序存儲對形成2×2像素圖案的各像素電路施加的、由上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位決定的驅(qū)動電壓的高低(是高電壓還是低電壓)及其極性。下面說明此施加定時存儲電路4存儲的驅(qū)動電壓的施加順序。
圖6示出上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位為“00”時各幀的像素a、b、c、d的驅(qū)動電壓，其后圖7、圖8、圖9分別示出上述低端2位為“01”、“10”、“11”時各幀中的驅(qū)動電壓。這些圖所示的符號含義與圖2B所示的相同，像素圖案也與圖4所示的圖案相同?；叶燃壝前炎畎档幕叶燃壸鳛榛叶燃?，按5級示出顯示灰度級的名稱；施加電壓名是使上述低端2位的數(shù)字與顯示像素名結(jié)合的名稱。沒有示出作為最亮灰度級的灰度級5時各幀的驅(qū)動電壓，但這時圖6所示各幀的像素a、b、c、d的驅(qū)動電壓未必全部為高電壓，如上述的表中所示，相當(dāng)于使有關(guān)的相鄰2個驅(qū)動電壓分別上升1級時的相鄰2個驅(qū)動電壓為低電壓的情況。
現(xiàn)參考圖7至圖9，像素a、b、c、d的驅(qū)動電壓相位設(shè)定成不同。例如，參照圖7，施加電壓01a在幀1，6中(對應(yīng)于亮的像素)是高電壓(H)，施加電壓01b在幀4，7中是高電壓(H)。相同地，施加電壓01c在幀3，8中、施加電壓01d在幀2，5中分別是高電壓(H)。這樣，像素a、b、c、d的驅(qū)動電壓相互相位偏離。因此，在存在有的幀中相鄰2個像素的亮度不同的情況的反面，存在其它幀中上述相鄰2個像素的亮度相同的情況，因而整個單位幀中能減輕閃爍。這些圖所示的驅(qū)動電壓施加順序是一個例子，可用其它各種施加順序。
參考圖7至圖9，在幀周期中，就高電壓或低電壓各自的驅(qū)動電壓而言，正極性和負(fù)極性的電壓的施加次數(shù)相等。因此，應(yīng)為相同亮度(相同灰度級)的各像素的平均亮度一樣，使顯示質(zhì)量提高。
參考圖6至圖9，設(shè)定得作為幀周期的8幀中，前半部的4幀(幀號1～4)中的各驅(qū)動電壓(高電壓和低電壓)的施加次數(shù)與后半部的4幀(幀號5～8)中的上述施加次數(shù)相等。因此，前半部的幀的平均亮度與后半部的幀的平均亮度大致相等，能抑制閃爍的產(chǎn)生，可極性高質(zhì)量的顯示，較佳。這樣，在幀周期為2N幀時，將該幀周期二等分為前半部和后半部而得的各N幀中，把不同的2個驅(qū)動電壓的施加次數(shù)設(shè)定成分別相等，則構(gòu)成幀周期前半部和后半部的個N幀之間的平均亮度大致相等。以下可進行抑制幀周期內(nèi)產(chǎn)生的閃爍的高質(zhì)量顯示。
又，如圖6至圖9所示，可設(shè)定為第1幀和第6幀的驅(qū)動電壓、第2幀和第5幀的驅(qū)動電壓、第3幀和第8幀的驅(qū)動電壓、第4幀和第7幀的驅(qū)動電壓分別相等。即，使幀周期為2N幀時，設(shè)定成N為偶數(shù)的情況下，使第k幀(k為小于N的奇數(shù))和第N+k+1幀中的驅(qū)動電壓相等，第k+1幀和第N+k幀中的驅(qū)動電壓相等。
而且，N為奇數(shù)的情況下，使第m幀(m為N以下的自然數(shù))和第m+N幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等。例如，使幀周期為6幀時(N＝3時)，設(shè)定成1號幀和4號幀的驅(qū)動電壓相等，設(shè)定成2號幀和5號幀的驅(qū)動電壓相等，設(shè)定成3號幀和6號幀的驅(qū)動電壓相等。
這樣，在幀周期中，對高電壓或低電壓各自的驅(qū)動電壓，使使正極性和負(fù)極性的電壓的施加次數(shù)相等，同時又使相鄰幀之間連續(xù)施加相同驅(qū)動電壓的次數(shù)最少。因此，將幀周期內(nèi)設(shè)定相同驅(qū)動電壓(高電壓或低電壓)的幀適當(dāng)分離(分散)，從而進一步提高顯示質(zhì)量。這樣，在本發(fā)實施形態(tài)中，能去除時間的周期性。
施加電壓決定電路5接收上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的低端2位、像素位置檢測電路2輸出的像素位置信息、幀號決定電路3輸出的幀號信息，按照以上那樣的施加定時存儲電路4中存儲的施加順序，決定各像素電路應(yīng)施加的驅(qū)動電壓，并對加法處理電路6提供在該決定的驅(qū)動電壓是高電壓時為“1”、是低電壓時為“0”的1位的高低信息。
加法處理電路6對數(shù)據(jù)分離器1提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的高端6位加上施加電壓決定電路5提供的上述1位高低信息，將所得的6位數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶面板8。此加法處理中，在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為“111111”、高低信息為“1”的情況下，輸出數(shù)據(jù)溢出。為了防止這點，使僅在上述情況下處理結(jié)果為“111111”。
定時調(diào)整電路7通過使上述控制信號延遲運算處理所需的時間，適當(dāng)調(diào)整顯示定時。液晶面板8根據(jù)來自加法處理電路6的RGB各色分量的6位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和來自定時調(diào)整電路7的控制信號，顯示規(guī)定的圖像。
接著，說明給本液晶顯示裝置提供實際的視頻信號并進行運算處理的情況。圖10所示為供給本液晶顯示裝置的視頻信號呈現(xiàn)的圖像的左上部分。此圖像是靜止圖像，是往水平方向(右方)每隔開4個像素增加1灰度級的灰度等級圖像。圖11是將圖10所示圖像各像素的灰度級(和極性)置換成8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并加以示出的圖。圖12至圖19按各幀分別示出在本液晶顯示裝置對該圖11所示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行運算處理的結(jié)果。即，圖12用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出1號幀中各像素的灰度級，其后圖13至19用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分別示出2號幀至8號幀中各像素的灰度級。這些圖所示的灰度級示出在本液晶顯示裝置中用的行翻轉(zhuǎn)方式液晶面板畫面上的灰度級述及其極性，此灰度級數(shù)用8位表示示出在表示驅(qū)動電壓的6位數(shù)據(jù)的低端添加2位數(shù)據(jù)“00”加以擴充的8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。本液晶顯示裝置的刷新速率位60Hz，每16.67ms按幀號的順序依次重復(fù)顯示1號幀至8號幀的各幀圖像。利用這種之間灰度級顯示方式，即使利用FRC方式，也不產(chǎn)生視覺上的像素亮度差異，而且不產(chǎn)生條狀亮度斑。
本液晶顯示裝置中，作為交流驅(qū)動方式，使用水平行翻轉(zhuǎn)方式，即每行進行翻轉(zhuǎn)驅(qū)動的行翻轉(zhuǎn)方式，也可使用每列進行翻轉(zhuǎn)驅(qū)動的垂直行方式和每像素進行翻轉(zhuǎn)驅(qū)動的點翻轉(zhuǎn)方式等。
本液晶顯示裝置對于圖6到圖9所示的時間的中間灰度級顯示方法、并用圖3到圖5所示像素圖案的空間中間灰度級顯示方法，但也可以是不并用空間中間灰度級顯示方法的結(jié)構(gòu)。即使為非并用的結(jié)構(gòu)，通過在幀周期中設(shè)定同數(shù)量相同驅(qū)動電壓(高電壓或低電壓)的正極性和負(fù)極性電壓，使亮度應(yīng)相同的像素在幀周期中的平均亮度相等，因而液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量提高。
此外，也可以用適當(dāng)?shù)挠布蜍浖?、或硬件和軟件雙方，來處理本實施形態(tài)中的信號和數(shù)據(jù)的上述結(jié)構(gòu)要素的一部分或者全部功能。
至此，已詳細(xì)說明了本發(fā)明，但以上的說明全部均為示例，并非限定。可知能提出許多其它更改和變換而不脫離本發(fā)明的范圍。
再者，本申請主張基于2003年6月19日遞交的題目為“液晶中間灰度級顯示方法和使用該方法的液晶顯示裝置”的專利申請2003-175251號的優(yōu)先權(quán)，此日本專利申請的內(nèi)容經(jīng)參考包含在本說明中。
權(quán)利要求
1.一種液晶中間灰度級顯示方法，根據(jù)驅(qū)動電壓在單位周期進行1+N灰度級(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級顯示，該驅(qū)動電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個驅(qū)動電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動電壓的任一電壓，使所述單位周期包含的1個以上的幀的每一個幀極性翻轉(zhuǎn)，并且每一幀進行設(shè)定，其特征在于，使所述單位周期為2N，并且該單位周期中，設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等，設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等。
2.如權(quán)利要求1中所述的液晶中間灰度級顯示方法，其特征在于，所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等，所述單位周期的前半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)與所述單位周期的后半N幀中設(shè)定所述第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等。
3.如權(quán)利要求2中所述的液晶中間灰度級顯示方法，其特征在于，N為偶數(shù)時，使所述單位周期的第k幀(k為小于N的奇數(shù))和第N+k+1幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等、同時使所述單位周期的第k+1幀和第N+k幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等；N為奇數(shù)時，使所述單位周期的第m幀(m為N以下的自然數(shù))和第m+N幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等。
4.如權(quán)利要求3中所述的液晶中間灰度級顯示方法，其特征在于，使所述單位周期的第1幀和第6幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等，所述單位周期的第2幀和第5幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等，所述單位周期的第3幀和第8幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等，所述單位周期的第4幀和第7幀中設(shè)定的驅(qū)動電壓相等。
5.如權(quán)利要求1中所述的液晶中間灰度級顯示方法，其特征在于，顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級的第1或第2驅(qū)動電壓，以便按由多個所述像素組成的所述顯示單元進行多灰度級顯示。
6.一種液晶顯示裝置，按照裝置外部提供的顯示數(shù)據(jù)，根據(jù)驅(qū)動電壓在單位周期進行1+N灰度級(N為2以上的自然數(shù))的多灰度級顯示，該驅(qū)動電壓是每一規(guī)定的所述單位周期從預(yù)定的多個驅(qū)動電壓中選擇的第1和第2驅(qū)動電壓的任一電壓，使所述單位周期包含的1個以上的幀的每一個幀極性翻轉(zhuǎn)，并且每一幀進行設(shè)定，其特征在于，包括電壓決定電路，該電路使所述單位周期為2N，并且該單位周期中，設(shè)定具有正極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第1驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等，設(shè)定具有正極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)與設(shè)定具有負(fù)極性的第2驅(qū)動電壓的幀數(shù)相等；以及顯示部，根據(jù)所述電壓決定電路設(shè)定的驅(qū)動電壓，進行多灰度級顯示。
7.如權(quán)利要求6中所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電壓決定電路，具有決定作為所述單位周期的2N幀中與所述顯示數(shù)據(jù)對應(yīng)的幀的幀決定電路、使所述單位周期中設(shè)定的驅(qū)動電壓與該單位周期包含的幀關(guān)聯(lián)并加以存儲的定時存儲電路、以及根據(jù)所述幀決定電路決定的幀將所述定時存儲電路存儲的與該決定的幀關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電壓供給所述顯示部的施加電壓決定電路。
8.如權(quán)利要求6中所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電壓決定電路對顯示單元包含的每一像素設(shè)定顯示規(guī)定灰度級的第1或第2驅(qū)動電壓，以便按由多個所述像素組成的所述顯示單元進行多灰度級顯示；所述顯示部根據(jù)所述驅(qū)動電壓，按所述顯示單元進行多灰度級顯示。
全文摘要
本液晶顯示裝置使用的中間灰度級顯示方法即便用FRC方式，像素也不產(chǎn)生亮度差，而且要去除空間閃爍分量時，不產(chǎn)生條狀斑。本液晶顯示裝置對RGB各色分別具有數(shù)據(jù)分離器、像素位置檢測電路、幀號決定電路、施加定時存儲電路、施加電壓決定電路、加法處理電路和定時調(diào)整電路，利用這些電路設(shè)定驅(qū)動電壓，使進行1+N灰度級的多灰度級顯示時的單位周期為2N幀，并且此2N幀內(nèi)高電壓或低電壓的正電壓和負(fù)電壓的施加數(shù)相等。利用此方法，使亮度應(yīng)相同的各像素平均亮度一樣，因而顯示質(zhì)量提高。
文檔編號G09G3/36GK1573903SQ2004100628
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者井上明彥 申請人:夏普株式會社