專利名稱：驅動電路、顯示器和對顯示器進行驅動的方法
技術領域：
本發明涉及通過脈沖寬度調制(pulse-width modulation ;PWM)來進行灰度顯示(grayscale display)的驅動電路和包括該驅動電路的顯示器。另外，本發明還涉及對上述顯示器進行驅動的方法。
背景技術：
在通過PWM來進行灰度顯示的數字顯示器中，在5位(32灰度級)的典型情況中例如使用如圖8中所示的灰度顯示方法。具體地，如圖8中所示，例如以數個ms寬度的一位(Ibit)數據作為單位，準備了期間長度比為1:2:4:8:16的五段數據，并且通過這五段數據的組合來表示32灰度級(gray-scale level)。圖9示出了在已知的普通數字驅動操作中順序掃描的信號數據與施加至掃描線的選擇脈沖之間的關系。為了便于說明，圖9示出了三條掃描線的情況。從圖9中清楚可知，在已知的普通數字顯示器中，一幀期間(1F)被分為與灰度數據的各位(在本示例中是第一位至第五位)相對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度的子字段(subfield)SFl至子字段SF5。在這樣的結構中，像素的電光器件(electro-optical device)根據子字段SFl至子字段SF5各者中的對應的位而開啟或關閉，并且由此分階段地控制開啟期間或關閉期間與IF的比率。另外，通過子字段SFl至子字段SF5各者中的線序掃描(line-sequential scanning),經由掃描線來執行像素中的數據寫入。需要注意的是，例如在日本專利申請特開第2006-343609號公報等中披露了關于上述數字驅動操作的信息。順便提及地，在使用了如圖8所示的灰度顯示方法(該方法中，黑白相位根據灰度的微小差異而反轉)的情況下，相鄰像素之間可能會發生由于橫向電場而導致的液晶的無序。例如，如圖IOA和圖IOB中所示，當顯示的是其中在垂直方向上呈現出灰階的圖像(下文中簡稱為“灰階圖像(gradation image) ”)的時候，在黑白相位反轉的像素中發生了液晶的無序。這樣的液晶的無序被觀察者在視覺上識別為圖10B中所示的黑線LI。這樣的黑線LI使圖像質量嚴重劣化。

發明內容
鑒于上述原因，期望提供不易于發生液晶的無序的驅動電路以及包含該驅動電路的顯示器。此外，還期望提供不易于發生液晶的無序的對顯示器進行驅動的方法。本發明一個實施例提供了一種驅動電路，所述驅動電路被設置用來驅動顯示器中的像素，在所述顯示器中所述像素以矩陣形式布置著，各所述像素包括液晶單元和存儲器。所述驅動電路包括分割部，所述分割部將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度；修正部，當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，所述修正部對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及開閉期間控制部，所述開閉期間控制部通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。本發明另一實施例提供了一種顯示器，所述顯示器包括顯示區域和驅動電路，在所述顯示區域中以矩陣形式布置有像素，各所述像素包括液晶單元和存儲器，并且所述驅動電路對所述像素進行驅動。所述驅動電路包括分割部，所述分割部將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度；修正部，當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，所述修正部對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及開閉期間控制部，所述開閉期間控制部通 過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。本發明又一實施例提供了一種對顯示器進行驅動的方法，在所述顯示器中以矩陣形式布置有像素，各所述像素包括液晶單元和存儲器。所述方法包括以下步驟將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度；當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。在本發明各實施例的驅動電路、顯示器和對顯示器進行驅動的方法中，當與彼此相鄰的兩個像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，對這兩組灰度數據中的具有較高灰度級的那一組灰度數據進行修正以增大其灰度級。以這樣的方式，抑制了液晶的無序，或者增大了具有較高灰度級的像素的灰度級以補償由于液晶的無序而導致的亮度降低，因此使得液晶的無序變得不太明顯。根據本發明各實施例的驅動電路、顯示器和對顯示器進行驅動的方法，抑制了液晶的無序，或者增大了具有較高灰度級的像素的灰度級以補償由于液晶的無序而導致的亮度降低，因此使得液晶的無序變得不太明顯。于是，獲得了高的圖像質量。需要理解的是，上文中的一般性說明和下文中的詳細說明都是示例性的，并且都旨在為本發明要求保護的技術提供進一步的解釋。


這里提供了附圖以便進一步理解本發明，這些附圖被并入本說明書中且構成本說明書的一部分。這些附示了實施例，并且與本說明書一起用來解釋本發明的原理。圖I是本發明一個實施例的顯示器的示意圖。圖2是示出了由子字段定義的示例性信號數據的示意圖。
圖3是示出了彼此相鄰的像素之間的示意性相位差的示意圖。圖4是圖I中的轉換電路的示意圖。圖5是示出了示例性的灰度修正過程的流程圖。圖6以位為單位示出了圖5中的示例性的灰度修正過程。圖7A至圖7C是用于說明上述實施例中的附加修正的示意圖。圖8是示出了示例性灰度數據的示意圖。圖9是示出了在一幀期間內的信號數據的示例和選擇脈沖的示例的示意圖。 圖IOA和圖IOB是示出了在灰階圖像中形成的線的示例的示意圖。
具體實施例方式下面將參照附圖來詳細說明本發明的實施例。按照如下順序進行說明。一、第一實施例(顯不器)二、變形例(顯示器)一、第一實施例I、結構圖I示出了本發明實施例的顯示器I的示意性結構。顯示器I包括顯示面板10和用于驅動顯示面板10的周邊電路20。顯示面板10顯示面板10包括在行方向上延伸的多條掃描線WSL、在列方向上延伸的多條數據線DTL、以及分別布置在與掃描線WSL和數據線DTL 二者的交點對應的位置處的多個像素
11。顯示面板10中的像素11在行方向上和列方向上以二維方式布置于顯示面板10的整個像素區域IOA上。各像素11與作為構成顯示面板10上的屏幕的最小單位的點相對應。在顯示面板10是彩色顯示面板的情況下，各像素11對應于例如發出紅光、綠光或藍光等單色光的子像素；而在顯示面板10是單色顯示面板的情況下，各像素11對應于發出單色光(例如，白光)的像素。盡管未圖示，但各像素11是包括電光器件和存儲器的像素。該電光器件包括液晶單元。該存儲器的示例包括靜態隨機存取存儲器(SRAM)和動態隨機存取存儲器(DRAM)。對于像素11，當對應的一條掃描線WSL被選擇時，根據向對應的數據線DTL提供的信號數據(位)的寫入而使該像素11進入發光狀態或無光狀態，隨后，即使在被選擇的掃描線WSL進入非被選狀態之后，根據上述寫入的上述發光狀態或上述無光狀態仍被持續下去。因此，周邊電路20控制當像素11處于發光狀態時的期間(發光期間)或者當像素11處于無光狀態時的期間(無光期間)與一幀期間的比率，從而實現灰度顯示。作為像素11的發光期間或無光期間的單位，提出了“子字段(subfield)”的概念。“子字段”是指這樣的單位其與規定了像素11的灰度的灰度數據的各位對應，并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度。通常，在將要以5位的灰度數據來表示32灰度級的示例性情況下，例如如圖8中所示，例如以數個ms寬度的一位數據作為單位，準備了期間長度比為1:2:4:8:16的五段數據，并且通過這五段數據的組合來表示32灰度級。根據上述的灰度顯示方法，如圖2中所示，通過與灰度數據的各位(在此例中是第一位至第五位)對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度的子字段SFl至SF5來定義信號數據。
在上述的灰度顯示方法中，在例如對灰階圖像進行顯示的情形下，通常存在著其中與彼此相鄰的兩個像素11對應的兩組灰度數據的位序列互不相同的部分。例如，在如圖3中所示的其中像素A的灰度級為15而與像素A相鄰的像素B的灰度級為16的情況下，全部位中的(黑白)相位都互不相同。在如上所述彼此相鄰的像素的相位互不相同的情形下，會發生液晶的無序。在此情況下，對具有較高灰度級的灰度數據進行修正以增大其灰度級。例如，在如圖3中所示的示例中，由于像素B的灰度級高于像素A的灰度級，因此對應于像素B的灰度數據被修正以增大其灰度級。以這樣的方式，抑制了液晶的無序，或者增大了具有較高灰度級的像素的灰度級以補償由于液晶的無序而導致的亮度降低，因此使得液晶的無序變得不太明顯。周邊電路20接著，說明周邊電路20的結構。如圖I中所示，周邊電路20例如包括轉換電路30、控制器40、垂直驅動電路50和水平驅動電路60。控制器40根據從圖中未示出的上級裝置提供的同步信號20B生成分別用來控制 轉換電路30、垂直驅動電路50和水平驅動電路60的操作時序的控制信號40A、控制信號40B和控制信號40C。同步信號20B的示例包括垂直同步信號、水平同步信號和點時鐘信號(dot clock signal)。控制信號40A、控制信號40B和控制信號40C的示例包括時鐘信號、鎖存信號(latch signal)、巾貞開始信號和子字段開始信號。如圖4中所示，轉換電路30例如包括幀存儲器31、寫入電路32、讀出電路33和解碼器34。幀存儲器31是具有至少比顯示區域IOA的分辨率大的存儲容量的圖像顯示用存儲器，并且能夠存儲例如行地址、列地址以及與行地址和列地址相關聯的像素11的灰度數據。寫入電路32利用同步信號20B從而生成視頻信號20A的寫入地址Wad，并且與同步信號20B同步地將該寫入地址Wad輸出至幀存儲器31。寫入地址Wad例如包括行地址和列地址。基于控制信號40A，讀出電路33生成讀出地址Rad，并且將讀出地址Rad輸出至幀存儲器31。解碼器34把從巾貞存儲器31輸出的灰度數據作為信號數據30A輸出。基于從水平驅動電路60輸入的控制信號60A (稍后說明)和由控制信號40C指定的地址數據，垂直驅動電路50向掃描線WSL輸出用于對各像素11以行為單位進行選擇的掃描脈沖。例如，如圖9的(A)至(D)中所示，垂直驅動電路50根據5 1、5 2、5 3、5 4和SF5的次序及期間長度向各掃描線WSL依次輸出選擇脈沖。 基于控制信號40B和信號數據30A，水平驅動電路60使像素11的電光器件進入開啟狀態或關閉狀態，由此分階段地控制開啟期間或關閉期間與IF的比率。水平驅動電路60對信號數據30A (灰度數據)的位序列進行修正從而獲得所需的位序列。圖5是示出了對信號數據30A的位序列進行修正從而獲得所需的位序列的示例性過程的流程圖。圖6示出了當信號數據30A是在垂直方向上顯示出灰階的灰度數據時的情況下上述修正過程的示例。首先，水平驅動電路60檢測在信號數據30A中與彼此相鄰的兩個像素對應的兩組灰度數據在每個共用的子字段中是否存在相位差(S101)。在此情況下，術語“相位差”意味著位的差異或黑白的差異。然后，當未檢測出相位差時，水平驅動電路60不執行上述的附加修正，并且結束該修正過程。相反，當例如如圖6的(A)中所示檢測出了相位差時，水平驅動電路60為具有較高灰度級的灰度數據準備修正值(S102)。例如如圖6的(B)中所示，水平驅動電路60準備了灰度級為I的灰度數據作為修正值。需要注意的是，修正值不是必須限于灰度級為I的灰度數據。此后，水平驅動電路60修正具有較高灰度級的灰度數據的灰度級(S103)。例如如圖6的(C)中所示，水平驅動電路60將灰度級為I的灰度數據加至具有較高灰度級的灰度數據上。以這樣的方式，對具有較高灰度級的灰度數據進行了修正從而使其灰度級增大。這樣，抑制了液晶的無序，或者增大了具有較高灰度級的像素的灰度級以補償由于液晶的無序而導致的亮度降低，因此使得液晶的無序變得不太明顯。另外，水平驅動電路60將與被修正過的信號數據30A的各子字段的次序及期間長度相對應的控制信號60A輸出至垂直驅動電路50。2、效果接著，對照已知的普通數字驅動操作，來說明本實施例的顯示器I的效果。在通過PWM來進行灰度顯示的數字顯示器中，在例如5位(32灰度級)的典型情況中使用如圖8中所示的灰度顯示方法。具體地，如圖8中所示，例如以數個ms寬度的一位 數據作為單位，準備了期間長度比為1:2:4:8:16的五段數據，并且通過這五段數據的組合來表示32灰度級。圖9示出了在已知的普通數字驅動操作中順序掃描的信號數據與施加至掃描線的選擇脈沖之間的關系。為了便于說明，圖9示出了三條掃描線的情況。從圖9中清楚可知，在已知的普通數字顯示器中，一幀期間(1F)被分為與灰度數據的各位(在本示例中是第一位至第五位)相對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度的子字段SFl至子字段SF5。在此結構中，像素的電光器件根據子字段SFl至子字段SF5各者中的對應的位而開啟或關閉，由此分階段地控制開啟期間或關閉期間與IF的比率。另外，通過子字段SFl至子字段SF5各者中的線序掃描，經由掃描線來執行像素中的數據寫入。順便提及地，在使用了如圖8所示的灰度顯示方法(該方法中，黑白相位根據灰度的微小差異而反轉)的情況下，相鄰像素之間可能會出現由于橫向電場而導致的液晶的無序。例如，如圖IOA和圖IOB中所示，當顯示的是灰階圖像的時候，在黑白相位反轉的像素中發生了液晶的無序。這樣的液晶的無序被觀察者在視覺上識別為圖IOB中所示的黑線LI。這樣的黑線LI使圖像質量嚴重劣化。相反，在本實施例中，當與彼此相鄰的兩個像素11相對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，對這兩組灰度數據中的具有較高灰度級的那一組進行修正從而增大其灰度級。以這樣的方式，抑制了液晶的無序，或者增大了具有較高灰度級的像素的灰度級以補償由于液晶的無序而導致的亮度降低，因此使得液晶的無序變得不太明顯。于是，獲得了高的圖像質量。二、變形例順便提及地，在上述實施例中，水平驅動電路60也能夠以幀為單位將全部像素共用的修正值加至與全部像素對應的信號數據30A上，并周期性地改變修正值。例如，如圖7A至圖7C中所示，水平驅動電路60也能夠以幀為單位將下列灰度數據按次序并重復加至與全部像素對應的信號數據30A上+100000000 (用于讓灰度級增大I的灰度數據)+100000000 (用于讓灰度級增大I的灰度數據)-110000000 (用于讓灰度級減小3的灰度數據)
+100000000 (用于讓灰度級增大I的灰度數據)。在采用這樣的結構的情況下，如圖7C中所示，由于液晶的無序而形成的線LI在圖像顯示屏幕上以隨時間變化的方式按照預定的振幅振動，因此線LI不易于被觀察者在視覺上識別出來。以這樣的方式，獲得了高的圖像質量。在上文中，雖然已經基于實施例和變形例對本發明進行了說明，但是本發明不限于上述實施例等，而是可以進行各種變形。例如，雖然在上述實施例等中控制器40控制著轉換電路30、垂直驅動電路50和水平驅動電路60的驅動操作，但是其它電路也可以控制上述驅動操作。另外，對轉換電路30、垂直驅動電路50和水平驅動電路60的控制可以由硬件(電路)來實現也可以由軟件(程序)來實現。請注意，本發明可以按如下的技術方案來實現。
(I) 一種驅動電路，所述驅動電路被設置用來驅動顯示器中的像素，在所述顯示器中所述像素以矩陣形式布置著，各所述像素包括液晶單元和存儲器，所述驅動電路包括分割部，所述分割部將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度；修正部，當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，所述修正部對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及開閉期間控制部，所述開閉期間控制部通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。(2)根據(I)所述的驅動電路，其中，以幀為單位，所述修正部將全部所述像素共用的修正值加至與全部所述像素對應的灰度數據上，并周期性地改變所述修正值。(3)—種顯示器，所述顯示器包括顯示區域和驅動電路，在所述顯示區域中以矩陣形式布置有像素，各所述像素包括液晶單元和存儲器，并且所述驅動電路對所述像素進行驅動，所述驅動電路包括分割部，所述分割部將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度；修正部，當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，所述修正部對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及開閉期間控制部，所述開閉期間控制部通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。(4) —種對顯示器進行驅動的方法，在所述顯示器中以矩陣形式布置有像素，各所述像素包括液晶單元和存儲器，所述方法包括以下步驟將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度；當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。 本領域技術人員應當理解，依據設計要求和其他因素，可以在本發明隨附的權利要求或其等同物的范圍內進行各種修改、組合、次組合以及改變。
權利要求
1.一種驅動電路，所述驅動電路被設置用來驅動顯示器中的像素，在所述顯示器中所述像素以矩陣形式布置著，各所述像素包括液晶單元和存儲器，所述驅動電路包括 分割部，所述分割部將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度； 修正部，當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，所述修正部對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及 開閉期間控制部，所述開閉期間控制部通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。
2.根據權利要求I所述的驅動電路，其中，以幀為單位，所述修正部將全部所述像素共用的修正值加至與全部所述像素對應的灰度數據上，并且周期性地改變所述修正值。
3.一種顯示器，所述顯示器包括顯示區域和驅動電路，在所述顯示區域中以矩陣形式布置有像素，各所述像素包括液晶單元和存儲器，并且所述驅動電路對所述像素進行驅動，所述驅動電路包括 分割部，所述分割部將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度； 修正部，當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，所述修正部對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及 開閉期間控制部，所述開閉期間控制部通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。
4.一種對顯示器進行驅動的方法，在所述顯示器中以矩陣形式布置有像素，各所述像素包括液晶單元和存儲器，所述方法包括以下步驟 將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度； 當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大所述具有較高灰度級的灰度數據的灰度級；以及 通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。
全文摘要
本發明涉及驅動電路、顯示器和對顯示器進行驅動的方法。所述驅動電路用于驅動顯示器中的像素，各所述像素包括液晶單元和存儲器。所述驅動電路包括分割部，其將一幀期間分割為多個子字段，各所述子字段與灰度數據的各位對應并且具有與對應的位的權重相匹配的期間長度；修正部，當與彼此相鄰的兩個所述像素對應的兩組灰度數據的位序列互不相同時，所述修正部對所述兩組灰度數據中的具有較高灰度級的灰度數據進行修正，由此進一步增大其灰度級；開閉期間控制部，其通過根據各所述子字段中的對應的位使所述像素的所述液晶單元處于開啟狀態或關閉狀態，來控制開啟期間或關閉期間與一幀期間的比率。本發明能夠抑制液晶的無序，獲得高質量的圖像。
文檔編號G09G3/36GK102968967SQ20121030294
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月23日 優先權日2011年8月31日
發明者吉永朋朗, 市坪太郎 申請人:索尼公司