CN1773583A - 显示装置及显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种可根据显示状态来切换并使用两种以上的用于高发光效率/图像拖尾减少和高亮度等特性的维持脉冲的显示装置和显示方法。所述用多个子帧构成1帧图像的显示装置包括检测显示状态的检测部(111),和根据显示状态从两种以上的用于以子帧单位进行显示的维持脉冲中选择输入一种维持脉冲的维持脉冲输出部(103、104、112)。

Description

显示装置及显示方法
技术领域
本发明涉及显示装置及显示方法。
背景技术
等离子显示器(气体放电显示装置)是一种大型平面显示器,其也作为家庭中使用的壁挂式电视而开始普及。若想进一步普及,要求等离子显示器被具有与CRT同等程度的亮度、显示质量和价格。
在等离子显示器中存在如下图像拖尾(streaking)的问题。当在一行内同时点亮的象素数多时,电阻上的电压降增大,结果导致点亮的象素的发光变暗。与此相对,当在一行内同时点亮的象素数少时,点亮的象素的发光就会变得比较明亮。这样一来,即使进行相同灰度值的显示,亮度会根据行而不同。这种差异越大,图像拖尾的百分比(%)显示就会越大,而这是我们所不希望的。
AC型彩色等离子显示器被要求具有更高的发光效率并减小图像拖尾,目前正在开发维持放电的驱动方法。两阶段放电(例如日本专利公报特开2000-148083号)和瞬间(pop)放电(例如日本专利公报特开2003-29700号)等的维持脉冲尽管放电峰值强度下降,发光效率提高,而且由电极上的电压降之差导致的图像拖尾也减少,但仍然存在峰值亮度下降的问题。
例如,在两阶段放电中,维持脉冲的上升分为两个阶段,在维持脉冲的第一阶段的电压下发生弱放电,而在维持脉冲的第二阶段则发生持续放电。在两阶段放电波形中,由于放电峰值电流小,所以配线上的电压降小,图像拖尾也小。另外,由于放电强度小并且紫外线发光和荧光体的饱和小等原因,具有发光效率高10%以上的特点。但是,由于放电电流峰值小的原因单次发光强度低,另外,由于是两阶段波形所以脉冲宽度变宽,因此,不能增多维持脉冲数,峰值亮度也降低20%左右。
为了实现高发光效率/图像拖尾减少以及高亮度这两方面的特性,尽管也可以考虑根据显示状态来改变维持脉冲的类型的做法,但是由于维持脉冲类型不同会造成亮度和色度不同,所以又会产生切换冲击的问题。为了解决此切换冲击的问题,也可以考虑用两种维持脉冲构成子帧内的维持脉冲,并一点一点改变两种维持脉冲的比率,但是由于维持脉冲类型不同会造成放电/壁电荷的状态不同,所以显示动作会变得不稳定,另外也难以控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可根据显示状态来切换并使用两种以上的用于高发光效率/图像拖尾减小和高亮度等特性的维持脉冲的显示装置和显示方法。
根据本发明的一个观点,可提供一种显示装置,其是用多个子帧构成1帧图像的显示装置,其中,包括检测显示状态的检测部,和维持脉冲输出部,该维持脉冲输出部根据显示状态从两种以上的用于以子帧单位进行显示的维持脉冲之中选择输出一种维持脉冲。
发明效果
由于根据显示状态从两种以上的用于以子帧单位进行显示的维持脉冲中选择输出一种维持脉冲,所以可以兼顾高发光效率/图像拖尾减小和高亮度等多种特性。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的等离子显示器(显示装置)的基本结构例子的示意图;
图2(A)至图2(C)是显示单元的截面结构例子的示意图;
图3是图像的1帧的结构例示图;
图4(A)是显示率大时的X电极和Y电极的维持脉冲时序图,图4(B)是显示率小时的X电极和Y电极的维持脉冲时序图;
图5是示出与X电极相连的X电极维持电路的结构例子的电路图;
图6(A)是在显示率大时由图5中的X电极维持电路生成的维持脉冲的示意图,图6(B)是在显示率小时由图5中的X电极维持电路生成的维持脉冲的示意图;
图7是显示率和各子帧的维持脉冲之间的关系示意图;
图8是本发明第二实施方式的X电极维持电路的结构例子的电路图;
图9(A)是在显示率大时由图8中的X电极维持电路生成的维持脉冲的示意图,图9(B)是在显示率小时由图8中的X电极维持电路生成的维持脉冲示意图;
图10(A)是显示率大时的X电极和Y电极的维持脉冲时序图,图10(B)是显示率小时的X电极和Y电极的维持脉冲时序图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是本发明第一实施方式的等离子显示器(显示装置)的基本结构例子的示意图。控制电路部101具有显示率检测部111和维持脉冲控制部112,并进行选址驱动器102、公共电极(X电极)维持电路103、扫描电极(Y电极)维持电路104、以及扫描驱动器105的控制。
选址驱动器102向选址电极A2、A2、A3、…提供预定的电压。以下,将选址电极A2、A2、A3、…的每一个称为或将它们总称为选址电极Aj,其中j为后缀。
扫描驱动器105在控制电路部101和Y电极维持电路104的控制下向Y电极Y1、Y2、Y3、…提供预定的电压。以下,将Y电极Y1、Y2、Y3、…的每一个称为或将它们总称为Y电极Yi,其中i为后缀。
X电极维持电路103向X电极X1、X2、X3、…分别提供相同的电压。以下,将X电极X1、X2、X3、…的每一个称为或将它们总称为X电极Xi,其中i为后缀。各X电极Xi相互连接,并具有相同的电压电平。
在显示区域107上,Y电极Yi和X电极Xi形成沿水平方向平行延伸的行,选址电极Aj形成沿垂直方向延伸的列。Y电极Yi和X电极Xi在垂直方向上交替配置。肋106具有设置在各选址电极Aj之间的条纹状肋结构。
Y电极Yi和选址电极Aj形成i行j列的二维矩阵。显示单元Cij由Y电极Yi和选址电极Aj的交点以及与其对应邻接的X电极Xi构成。该显示单元Cij对应于象素,显示区域107可以显示二维图像。在显示单元Cij内的X电极Xi和Y电极Yi之间具有空间并构成电容性负载。
显示率检测部111从外部输入用于在显示区域107显示的图像数据,并根据该图像数据来检测1帧图像的显示率。根据发光的象素数和所述发光象素的灰度值来检测出显示率。例如,当1帧图像的全部象素以最大灰度值进行显示时,显示率为100%。另外,当1帧图像的全部象素以最大灰度值的1/2进行显示时,显示率为50%。另外,当1帧图像的一半(50%)象素以最大灰度值进行显示时,显示率也为50%。
另外,显示率检测部111也可以基于根据X电极维持电路103和/或Y电极维持电路104的维持脉冲而流动的维持电流或维持功率来检测显示率。在发光的象素中,在与其对应的显示单元Cij中发生放电并发光。因此,也可以通过测定作为其放电电流的维持电流或维持功率来检测显示率。
当显示率大时为整体明亮的图像,当显示率小时为整体黑暗的图像。当在黑暗的图像内例如显示前灯(head light)的闪耀等明亮的色彩时,要求高的亮度。
另外,当显示率大时,由于发光效率和图像拖尾成为问题,所以最好使用能够提高发光效率并减小图像拖尾的维持脉冲。与此相对,当显示率小时,发光效率不会成为很大的问题,同时由于在每行的显示负载上的电压降小从而图像拖尾也不会成为多大的问题,因此最好使用可以提高峰值亮度的维持脉冲。
维持脉冲控制部112根据由显示率检测部111检测出的显示率来控制X电极维持电路103和Y电极维持电路104。具体地说,当显示率大时生成能够提高发光效率并减小图像拖尾的维持脉冲,而当显示率小时则生成能够提高峰值亮度的维持脉冲。详细的情况将在后面参照图4(A)和图4(B)来进行说明。
图2(A)是图1的显示单元Cij的截面结构例示图。X电极Xi和Y电极Yi被形成在前玻璃基板211上。在它们上面覆盖着用于绝缘放电空间217的电介质层212,而且在电介质层212上还覆盖着MgO(氧化镁)保护膜213。
另一方面,在与前面玻璃基板211相对配置的背面玻璃基板214上形成选址电极Aj,并在其上覆盖电介质层215,而且在电介质层215上还覆盖着荧光体。在MgO保护膜213和电介质层215之间的放电空间217中封入Ne+Xe潘宁气体等。
图2(B)是用于说明交流驱动型等离子显示器的面板电容Cp的图。电容Ca是X电极Xi和Y电极Yi之间的放电空间217的电容。电容Cb是X电极Xi和Y电极Yi之间的电介质层212的电容。电容Cc是X电极Xi和扫描电极Yi之间的前面玻璃基板211的电容。电极Xi和Yi之间的面板电容Cp由这些电容Ca、Cb、Cc的总和来决定。
图2(C)用于说明交流驱动型等离子显示器的发光的图。在肋216的内面涂敷着按每种颜色排列成条纹状的红、蓝、绿等颜色的荧光体218,通过X电极Xi和Y电极Yi之间的放电来激发荧光体218发出光212。
图3是图像的1帧FR的结构例示图。例如以60帧/秒来形成图像。1帧FR由第一子帧SF1、第二子帧SF2、…第n子帧SFn形成。该n例如为10,相当于灰度位数。以下,将每个子帧SF1、SF2等称为或将它们总称为子帧SF。
各子帧SF由复位期间Tr、选址期间Ta、电荷调整维持期间Tc以及维持(维持放电)期间Ts构成。在复位期间Tr中进行显示单元的初始化。在选址期间Ta中,通过选址电极Aj和Y电极Yi之间的选址放电可以选择各显示单元的发光或非发光。在电荷调整维持期间Tc调整用于在其后的维持期间Ts内维持放电的电荷,例如脉冲宽度宽。在维持期间Ts中,在被选择的显示单元X电极Xi和Y电极Yi之间进行维持放电并发光。在各SF中,基于X电极Xi和Y电极Yi之间的维持脉冲的发光次数(维持期间Ts的长度)不同。由此可以决定灰度值。
在本实施方式中,根据显示率,使维持期间Ts的维持脉冲的类型不同。在电荷调整维持期间Tc中,进行适于各种类型的维持脉冲的电荷调整。
图4(A)是显示率大时的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲时序图,图4(B)是显示率小时的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲时序图。图1的Y电极维持电路104在维持脉冲控制部112的控制下,在显示率大时生成如图4(A)所示的维持脉冲,在显示率小时生成如图4(B)所示的维持脉冲。图4(A)和图4(B)的维持脉冲在图3的维持期间Ts内生成。
图4(A)的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲以包含时刻t401至t406的一段时间为一个周期而重复出现脉冲。
首先,说明图4(A)的X电极Xi的维持脉冲。在时刻t401,从0V的低电平开始上升并被箝位在较之高的第一高电平Vs1上。接着,在时刻t402,从第一高电平Vs1开始上升并被箝位在较之高的第二高电平Vs2上。接着,在时刻t403,从第二高电平Vs2开始下降并被箝位在0V的低电平上。之后,直到一个周期结束为止,一直维持0V的低电平。
接下来,说明图4(A)的Y电极Yi的维持脉冲。从时刻t401到t404之前维持0V的低电平。在时刻t404,从0V的低电平开始上升并被箝位在较之高的第一高电平Vs1上。接着,在时刻t405,从第一高电平Vs1开始上升并被箝位在较之高的第二高电平Vs2上。接着,在时刻t406,从第二高电平Vs2开始下降并被箝位在0V的低电平上。之后,直到一个周期结束为止,一直维持0V的低电平。
该维持脉冲为12μs/周期。例如,从时刻t401到t402为1μs,从时刻t402到t403为4μs,从时刻t403到t404为1μs,从时刻t404到t405为1μs,从时刻t405到t406为4μs,从时刻t406到下一周期的时刻t401为1μs。
在上述的时刻t401和t404,在X电极Xi和Y电极Yi之间产生电位差Vs1,从而发生弱放电。另外,在时刻402和t405,在X电极Xi和Y电极Yi之间产生电位差Vs2,从而放电持续发生。由于该维持脉冲是使电能在时间上分散的维持脉冲,所以放电电流的时间长度变长,放电电流的峰值变小。其结果由于放电强度变小,紫外线发光和荧光体的饱和变小,从而发光效率提高,并且由于放电电流峰值小,所以可以减小图像拖尾。
图4(B)的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲以包括时刻t411至t414的一段时间为一个周期而重复出现脉冲。
首先,说明图4(B)的X电极Xi的维持脉冲。在时刻t411,从0V的低电平开始上升并被箝位在较之高的第二高电平Vs2上。接着,在时刻t412,从第二高电平Vs2开始下降并被箝位在0V的低电平上。之后,直到一个周期结束为止,一直维持0V的低电平。
接下来,说明图4(B)的Y电极Yi的维持脉冲。从时刻t411到t413之前维持0V的低电平。接着,在时刻t413,从0V的低电平开始上升并被箝位在较之高的第二高电平Vs2上。接着,在时刻t414,从第二高电平Vs2开始下降并被箝位在0V的低电平上。之后,直到一个周期结束为止,一直维持0V的低电平。
该维持脉冲为12μs/周期。例如,从时刻t411到t412为5μs,从时刻t412到t413为1μs,从时刻t413到t414为5μs,从时刻t414到下一周期的时刻t411为1μs。
在上述的时刻t411和t413,在X电极Xi和Y电极Yi之间产生电位差Vs2,并发生强放电。由于该维持脉冲是使电能在时间上集中的维持脉冲,所以放电电流的时间长度变短,放电电流的峰值变大。其结果峰值亮度提高。
图5是示出与X电极Xi相连的X电极维持电路103(图1)的结构例子的电路图。由于与Y电极Yi相连的Y电极维持电路104也具有与X电极维持电路103相同的结构,所以以X电极维持电路103为例进行说明。以下,将MOS场效应晶体管(FET)简称为晶体管。
X电极Xi和Y电极Yi在它们之间夹持绝缘体从而构成面板电容Cp。N沟道晶体管CU1的源极连接在X电极Xi上,漏极连接在第一高电平Vs1上。N沟道晶体管CU2的源极连接在X电极Xi上,漏极连接在第二高电平Vs2上。N沟道晶体管CD1和CD2的源极接地G(0V),漏极连接在X电极Xi上。
电容504被连接在Vc的电位和地G之间。N沟道晶体管LU的源极连接在二极管502的阳极上,漏极连接在电容504上。二极管502的阴极通过线圈501连接在X电极Xi上。N沟道晶体管LD的源极连接在电容504上,漏极连接在二极管502的阴极上。二极管503的阳极通过线圈501连接在X电极Xi上。
图6(A)是在显示率大时由图5的X电极维持电路生成的维持脉冲,相当于图4(A)的维持脉冲。
在时刻t601之前,晶体管LU、CU1、CU2和LD截止,晶体管CD1和CD2导通。在时刻t601,使晶体管CD1和CD2截止并使晶体管LU导通。如后所述,电容504中存储有从面板电容Cp的X电极Xi回收的电能。晶体管LU一旦导通,电容504的电荷就会经由晶体管LU和线圈501并通过LC共振被提供到X电极Xi上。当将电位Vc设定为约Vs1/2时,X电极Xi的电位朝着第一高电平Vs1上升。
接着,在时刻t602,使晶体管Cu1导通。于是,第一高电平Vs1被提供给X电极Xi,从而X电极Xi的电位被箝位在第一高电平Vs1上。
接着,在时刻t603,使晶体管CU2导通。于是,第二高电平被提供给X电极Xi,从而X电极Xi的电位被箝位在第二高电平Vs2上。
接着,在时刻t604,使晶体管LU、CU1和CU2截止。X电极Xi的电位维持第二高电平Vs2。
接着,在时刻t605,使晶体管LD导通。面板电容Cp的X电极Xi的电荷(电能)经由线圈501、晶体管LD并通过LC共振被回收到电容504中,从而X电极Xi的电位下降。这样,通过回收电能,可减少电能消耗。
接着,在时刻t606,使晶体管CD1和CD2导通。于是,地电平与X电极Xi连接,X电极Xi被箝位在0V上。
接着,在时刻t607,使晶体管LD、CD1和CD2截止。X电极Xi的电位维持0V。
将包括以上时刻t601~607的一段时间为一个周期,重复进行同样的处理。该维持脉冲为12μs/周期。例如,从时刻t601到t602为0.5μs,从时刻t602到t603为0.5μs,从时刻t603到t604为3μs,从时刻t604到t605为1μs,从时刻t605到t606为0.5μs,从时刻t606到t607为5.5μs,从时刻t607到下一周期的时刻t601为1μs。
图6(B)是在显示率小时由图5的X电极维持电路生成的维持脉冲,相当于图4(B)的维持脉冲。
在时刻t611之前,晶体管LU、CU1、CU2和LD截止,晶体管CD1和CD2导通。在时刻t611,使晶体管CD1和CD2截止并使晶体管LU导通。如后所述,电容504中存储有从面板电容Cp的X电极Xi回收的电能。晶体管LU一旦导通,电容504的电荷就会经由晶体管LU和线圈501并通过LC共振被提供到X电极Xi上。当将电位Vc设定为约Vs2/2时,X电极Xi的电位朝着第二高电平Vs2上升。
接着,在时刻t612,使晶体管Cu1和CU2导通。于是,第二高电平Vs2被提供到X电极Xi上,从而X电极Xi的电位被箝位在第二高电平Vs2上。
接着,在时刻t613,使晶体管LU、CU1和CU2截止。X电极Xi的电位维持第二高电平Vs2。
接着,在时刻t614,使晶体管LD导通。面板电容Cp的X电极Xi的电荷(电能)经由线圈501、晶体管LD并通过LC共振被回收到电容504中,从而X电极Xi的电位下降。这样,通过回收电能,可减少电能消耗。
接着,在时刻t615,使晶体管CD1和CD2导通。于是,地电平与X电极Xi连接,从而X电极Xi被箝位在0V上。
接着,在时刻t616,使晶体管LD、CD1和CD2截止。X电极Xi的电位维持0V。
将包括以上时刻t611~616的一段时间为一个周期,重复进行相同的处理。该维持脉冲为12μs/周期。例如,从时刻t611到t612为0.5μs,从时刻t612到t613为3.5μs,从时刻t613到t614为1μs,从时刻t614到t615为0.5μs,从时刻t615到t616为5.5μs,从时刻t616到下一周期的时刻t611为1μs。
此外,晶体管CD1和CD2也可以用一个晶体管构成。
图7示出了显示率和各子帧SF的维持脉冲之间的关系。如图3所示,1帧FR例如由十个子帧SF1~SF10构成。在子帧SF1~SF10中,子帧SF1的维持脉冲数最少、亮度最低,子帧SF10的维持脉冲数最多、亮度最高。各子帧SF的维持脉冲数从子帧SF1到子帧SF10逐渐增加。
这里,称如图4(A)和图6(A)所示的在时间上分散电能的维持脉冲为第一维持脉冲,称如图4(B)和图6(B)所示的在时间上集中电能的维持脉冲为第二维持脉冲。
当显示率为20~100%时,在所有的子帧SF1~SF10中生成例如50kHz的第一维持脉冲。
当显示率为15%时,在所有的子帧SF1~SF10中生成例如40kHz的第二维持脉冲。40kHz的第二维持脉冲与50kHz的第一维持脉冲的亮度大致相同。这里,40kHz和50kHz的频率是维持脉冲数的数字化表示,周期可以相同。即,显示率在15~100%之间时,亮度相同。由此,可以防止从第一维持脉冲向第二维持脉冲切换时的亮度的急剧变化。
即,当将用第一维持脉冲构成的子帧和用第二维持脉冲构成的子帧混在1帧内时,所述用第一维持脉冲构成的子帧和用第二维持脉冲构成的子帧亮度大致相同且脉冲数不同。
但是,如果仅因显示率略微不同而使所有子帧从50kHz的第一维持脉冲变为40kHz的第二维持脉冲的话,色度就会急剧变化从而对显示造成不良影响。因此,显示率为15~20%时,使得用50kHz的第一维持脉冲构成的子帧和用40kHz的第二维持脉冲构成的子帧混合存在,并逐渐改变第一和第二维持脉冲的子帧之比率。
当显示率小于20%且大于15%时,用第一维持脉冲构成的子帧SF和用第二维持脉冲构成的子帧SF混合存在。当显示率比20%稍小时,一个子帧SF1为40kHz的第二维持脉冲,九个子帧SF2~SF10为50kHz的第一维持脉冲。另外,当显示率比15%稍大时,九个子帧SF1~SF9为40kHz的第二维持脉冲,一个子帧SF10为50kHz的第一维持脉冲。当显示率在15%~20%之间时,显示率越小,用40kHz的第二维持脉冲构成的子帧的比率就越大。由此,可以防止由于显示率略微不同而导致的色度的急剧变化。
当显示率在15%~20%之间时,随着显示率变小,逐渐增加第二维持脉冲的脉冲数。当显示率为15%时,在所有的子帧SF1~SF10中例如生成40kHz的第二维持脉冲,因此亮度较低。当显示率为10%时,在所有的子帧SF1~SF10中例如生成50kHz的第二维持脉冲,因此亮度较高,并可以提高峰值亮度。
当显示率为0~10%时,无论显示率为多少均生成50kHz的第二维持脉冲。
根据本实施方式,具有维持脉冲输出部,该维持脉冲输出部根据显示率从用于以子帧单位进行显示的两种以上维持脉冲之中选出并输出一种维持脉冲。维持脉冲输出部包括维持脉冲控制部112、X电极维持电路103以及Y电极维持电路104。在各子帧中,根据显示率来选择第一维持脉冲或第二维持脉冲。当显示率大于阈值时选择第一维持脉冲,当显示率小于阈值时选择第二维持脉冲。
具体地说,当显示率大于第一阈值20%时,帧内的所有子帧由第一维持脉冲构成,当显示率小于第一阈值20%时,帧内包括由第二维持脉冲构成的子帧。当显示率小于第二阈值15%时,帧内的所有子帧由第二维持脉冲构成,并根据显示率来改变子帧的维持脉冲数。当显示率小于第二阈值15%并大于第三阈值10%时,显示率越小,各子帧的维持脉冲数就越增多。当显示率小于第三阈值10%时,帧内的所有子帧由第二维持脉冲构成,并且该维持脉冲数固定。第二阈值小于第一阈值,第三阈值小于第二阈值。
当显示率小于第一阈值20%且大于第二阈值15%时,形成包含用第一维持脉冲构成的子帧和用第二维持脉冲构成的子帧的帧,并且在1帧内,用第一维持脉冲构成的子帧的数量和用第二维持脉冲构成的子帧的数量之比率根据显示率而变化。此时,显示率越小,用第二维持脉冲构成的子帧的数量之比率就越增大。
在改善发光效率和图像拖尾的第一维持脉冲中,峰值亮度比第二维持脉冲的时候下降。等离子显示器的电能消耗随着显示率的变大而增大。另外,图像拖尾是因为显示率大的行和显示率小的行的放电电流不同而能看到的由电压降导致的亮度之差,当显示率小时不成为问题。在通常的图像显示中,当显示率大约25%以下时几乎看不到图像拖尾,当在15%以下时不成为问题。因此,上述显示率的第一阈值虽然以20%为例进行了说明,但优选25%以下。
另外,当显示率在20%以下时,由于维持放电的电能消耗小,所以不必非是能够改善发光效率的第一维持脉冲。另外,峰值亮度在较暗图像内的高亮度象素上很显著,例如玻璃的反射或前灯的闪耀等,当显示率在10%以下,尤其在5%以下时,要求峰值亮度。因此,上述显示率的第三阈值虽然以10%为例进行了说明,但优选5%以上。
如上所述,1帧FR例如由十个子帧SF1~SF10构成。各子帧SF由复位期间Tr、选址期间Ta、电荷调整维持期间Tc以及维持(维持放电)期间Ts构成。在维持期间Ts中,第一维持脉冲由图6(A)的两阶段放电波形的重复构成,而第二维持脉冲由图6(B)的通常放电波形的重复构成。各子帧SF的亮度权重(weight)中,第一子帧SF1的亮度最低,第十子帧SF10的亮度最高。第一和第二维持脉冲的上升和下降使用基于LC共振的电能回收电路(省电电路)。在第一维持脉冲的子帧和第二维持脉冲的子帧中,即使灰度相同也改变脉冲数。对于第一维持脉冲,脉冲数增多,即提高频率,从而使各子帧的亮度大致相同。根据图像数据或电能消耗(电流消耗)来计算或推定显示率,并在显示率为20%以上时用第一维持脉冲的子帧进行显示,在20%至15%之间时从第一维持脉冲的子帧依次切换为第二维持脉冲的子帧,在显示率为15%以下时,所有的子帧均变为第二维持脉冲。在显示率从15%变为10%期间,与显示率成反比地提高最高维持脉冲数,在显示率为10%以下时,将最高维持脉冲数固定在比显示率为15%以上时高的状态。在本实施方式中,第一维持脉冲的最高亮度的脉冲数(频率)为50kHz,在向第二维持脉冲的子帧切换过程中的最高亮度的脉冲数(频率)为40kHz,显示率为10%以下时,最高亮度的脉冲数(频率)为50kHz。
根据本实施方式,由于在发光效率/图像拖尾成为问题的显示状态下使用第一维持脉冲进行显示,所以发光效率高而且图像拖尾也小。在第一维持脉冲的状态下,即使显示率小,最高亮度也约为800cd/m2,但由于在发光效率/图像拖尾几乎不成为问题的显示状态下可以使用第二维持脉冲,并可使第二维持脉冲的脉冲数(频率)为50kHz以上,因此可以实现更高的亮度(峰值)。显示率小时,最高亮度能够以高达约1000cd/m2的峰值亮度来显示。由于在约800cd/m2的相同亮度的子帧中从第一维持脉冲切换到第二维持脉冲,所以不会产生亮度的切换冲击,并由于以子帧为单位一点一点进行切换,所以几乎不产生色度的切换冲击。而且,由于子帧从灰度轻、亮度小的开始顺次进行切换,所以维持脉冲的类型切换对发光效率/图像拖尾造成的影响很小。即,当1帧中包括亮度不同的多个子帧,并在1帧内混合由第一维持脉冲构成的子帧和由第二维持脉冲构成的子帧时,优先使亮度低的子帧成为由第二维持脉冲构成的子帧。当根据显示率来切换维持频率和子帧时,为了防止频繁的切换,通常使其滞后。
在本实施方式中,按照从亮度低的子帧到亮度高的子帧的顺序进行排列,但是有时为了提高图像质量而更换灰度的次序,但即使在这种情况下从亮度低的子帧开始来切换维持脉冲的类型时,可以减少图像拖尾和发光效率的影响。
(第二实施方式)
图8是示出本发明第二实施方式的X电极维持电路103(图1)的结构例子的电路图。图8的电路是图5电路的替代电路,因此仅说明与图5电路不同的地方进行说明。晶体管CU1的漏极连接在代替第一高电平VS1的高电平VS上。晶体管CU2的漏极连接在代替第二高电平VS2的高电平VS上。电容504通过回收电能大约变为Vs/2,因此不必非要连接在Vs/2的电位上。
图9(A)为在显示率大时由图8的X电极维持电路生成的维持脉冲。
在时刻t901之前,晶体管LU、CU1、CU2和LD截止,晶体管CD1、CD2导通。在时刻t901,使晶体管CD1和CD2截止并使晶体管LU导通。如后所述,电容504中存储有从面板电容Cp的X电极Xi回收的电能。晶体管LU一旦导通,电容504的电荷就会经由晶体管LU和线圈501并通过LC共振而被提供到X电极Xi上。X电极Xi的电位朝着高电平Vs上升。
接着,在时刻t902使晶体管CU1导通。由于晶体管CU2截止,所以高电平Vs通过高阻抗被提供给X电极Xi,X电极Xi的电位被箝位在高电平Vs上。
接着,在时刻t903使晶体管CU2导通。由于晶体管CU1也导通,所以高电平Vs通过低阻抗被供给给X电极Xi,X电极Xi的电位被箝位在高电平Vs上。
接着,在时刻t904使晶体管LU、CU1和CU2截止。X电极Xi的电位维持高电平Vs。
接着,在时刻t905使晶体管LD导通。面板电容Cp的X电极Xi的电荷(电能)经由线圈501、晶体管LD并通过LC共振而被回收到电容504中。X电极Xi的电位下降。这样,通过回收电能,可以减少电能消耗。
接着,在时刻t906使晶体管CD1导通。由于晶体管CD2截止,所以地电平通过高阻抗被连到X电极Xi上,X电极Xi被箝位在0V。
接着,在时刻t907,使晶体管CD2导通。由于晶体管CD1也导通,所以地电平通过低阻抗被连到X电极Xi上,X电极Xi被箝位在0V。
接着,在时刻t908使晶体管LD、CD1和CD2截止。X电极Xi的电位维持0V。
将包括以上时刻t901~t908的一段时间为一个周期,重复进行相同的处理。该维持脉冲为12μs/周期。例如,从时刻t901到t902为0.5μs,从时刻t902到t903为0.5μs,从时刻t903到t904为3μs,从时刻t904到t905为1μs,从时刻t905到t906为0.5μs,从时刻t906到t907为0.5μs,从时刻t907到t908为5μs,从时刻t908到下一周期的时刻t901为1μs。
在上述时刻t902~t903中,由于X电极Xi通过高阻抗被箝位在高电平Vs上,所以发生弱放电。然后,在时刻t903之后,X电极Xi通过低阻抗被箝位在高电平Vs上,从而放电持续发生。由于该维持脉冲是使电能在时间上分散的维持脉冲,所以放电电流的时间长度变长,放电电流的峰值变小。其结果是,由于放电强度变小,所以紫外线发光和荧光体的饱和变小,从而发光效率提高,并且由于放电电流峰值小,所以可以减小图像拖尾。
图9(B)是在显示率小时由图8的X电极维持电路生成的维持脉冲。
在时刻t911之前,晶体管LU、CU1、CU2和LD截止,晶体管CD1、CD2导通。在时刻t911,使晶体管CD1和CD2截止并使晶体管LU导通。如后所述,电容504中存储有从面板电容Cp的X电极Xi回收的电能。晶体管LU一旦导通,电容504的电荷就会经由晶体管LU和线圈501并通过LC共振而被提供给X电极Xi。X电极Xi的电位朝着高电平Vs上升。
接着,在时刻t912使晶体管CU1和晶体管CU2导通。于是,高电平Vs通过低阻抗被提供给X电极Xi,X电极Xi的电位被箝位在高电平Vs上。
接着,在时刻t913使晶体管LU、CU1和CU2截止。X电极Xi的电位维持高电平Vs。
接着,在时刻t914使晶体管LD导通。面板电容Cp的X电极Xi的电荷(电能)经由线圈501、晶体管LD并通过LC共振而被回收到电容504中。X电极Xi的电位下降。这样,通过回收电能,可以减少电能消耗。
接着,在时刻t915使晶体管CD1和CD2导通。于是,地电平被连到X电极Xi上,X电极Xi被箝位在0V。
接着,在时刻t916,使晶体管LD、CD1和CD2截止。X电极Xi的电位维持0V。
将包括以上时刻t911~t916的一段时间为一个周期,重复进行相同的处理。该维持脉冲为12μs/周期。例如,从时刻t911到t912为0.5μs,从时刻t912到t913为3.5μs,从时刻t913到t914为1μs,从时刻t914到t915为0.5μs,从时刻t915到t916为5.5μs,从时刻t916到下一周期的时刻t911为1μs。
在上述时刻t912,由于X电极Xi通过低阻抗被箝位在高电平Vs上,所以发生强放电。由于该维持脉冲是使电能在时间上集中的维持脉冲,所以放电电流的时间长度变短,放电电流的峰值变大。其结果亮度提高。
这样,在本实施方式中,当显示率大时,在通过LC共振提高电压后,分高阻抗和低阻抗两个阶段来将电压箝位在高电平Vs上,当显示率小时,通过使晶体管CU1和CU2同时导通来进行箝位。在图9(A)的两阶段箝位的情况下,紧接由LC共振使电压上升之后发生放电,但由于箝位电压的晶体管CU1的电流容量小且阻抗高,所以放电电流受到限制,面板电极电阻上的电压降减小,图像拖尾有所改善。但是,由于放电电流受到限制,所以维持脉冲的一个脉冲的亮度下降,峰值亮度也下降。如图9(B)所示,当晶体管CU1和CU2同时导通时,由于放电时的阻抗低,从而有大的放电电流流过,所以亮度提高,但因电极电阻上的电压降,图像拖尾大。
在本实施方式中,如图9(A)所示,当显示率大从而图像拖尾成为问题时,通过将基于多个晶体管CU1、CU2的上升划分为两个阶段来进行箝位,如图9(B)所示,当显示率小从而图像拖尾不太成为问题时,通过多个晶体管CU1、CU2同时进行箝位。维持脉冲的类型切换在亮度相同的子帧单位中进行,并在显示率下降从而所有子帧被切换到同时箝位之后,随着显示率的下降逐渐增多脉冲数,以达到能够显示高峰值亮度的状态。根据本实施方式,在图像拖尾成为问题的显示状态下,使用图像拖尾小且发光效率高的第一维持脉冲,在图像拖尾不太成为问题的显示状态下,通过使用优先亮度的第二维持脉冲,能够以高亮度显示。
在本实施方式中,通过多个晶体管CU1和CU2进行了分多个阶段的上升,但也可以在LC共振的电压上升之后进行延迟,然后再使电压箝位用的晶体管(输出元件)导通。另外,当提高晶体管CU1和CU2的栅电阻从而提高晶体管刚导通后的输出电阻时,也可以获得同样的效果。
(第三实施方式)
在本发明的第三实施方式中,当显示率大时生成图10(A)的维持脉冲,当显示率小时生成图10(B)的维持脉冲。
图10(A)是示出显示率大时的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲的时序图。图10(B)是示出显示率小时的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲的时序图。图1的Y电极维持电路104在维持脉冲控制部112的控制下,在显示率大时生成如图10(A)所示的维持脉冲,在显示率小时生成如图10(B)所示的维持脉冲。图10(A)和(B)的维持脉冲在图3的维持期间Ts内生成。
图10(A)的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲以包含时刻t1001至t1006的一段时间为一个周期而重复出现脉冲。
首先,说明图10(A)的X电极Xi的维持脉冲。在时刻t1001,从0V的低电平开始上升并被箝位在较之高的第二高电平Vs2上。接着,在时刻t1002,从第二高电平Vs2开始下降并被箝位在较之低的第一高电平Vs1上。接着,在时刻t1003,从第一高电平Vs1开始下降并被箝位在0V的低电平上。之后,直到一个周期结束为止,一直维持0V的低电平。
接下来,说明图10(A)的Y电极Yi的维持脉冲。从时刻t1001开始到t1004之前,维持在0V的低电平上。在时刻t1004,从0V的低电平开始上升并被箝位在较之高的第二高电平Vs2上。接着,在时刻t1005,从第二高电平Vs2开始下降并被箝位在较之低的第一高电平Vs1上。接着,在时刻t1006,从第一高电平Vs1开始下降并被箝位在0V的低电平上。之后,直到一个周期结束为止,一直维持0V的低电平。
该维持脉冲例如为12μs/周期。在上述的时刻t1001和t1004,X电极Xi和Y电极Yi之间仅产生短时间的电位差Vs2,并发生弱放电。然后,在时刻1002和t1005之后,在X电极Xi和Y电极Yi之间产生电位差Vs1,并且放电持续发生。由于该维持脉冲是使电能在时间上分散的维持脉冲,所以放电电流的时间长度变长,放电电流的峰值变小。其结果是,由于放电强度变小,紫外线发光和荧光体的饱和变小,从而发光效率提高,并且由于放电电流峰值小,所以可减小图像拖尾。
图10(B)的X电极Xi和Y电极Yi的维持脉冲以包括时刻t1011至t1014的一段时间为一个周期而重复出现脉冲。该维持脉冲与图4(B)的维持脉冲相同。图10(B)的时刻t1011~t1014相当于图4(B)的时刻t411~t414。
该维持脉冲例如为12μs/周期。在上述的时刻t1011和t1013,X电极Xi和Y电极Yi之间产生长时间的电位差Vs2,并发生强放电。由于该维持脉冲是使电能在时间上集中的维持脉冲,所以放电电流的时间长度变短,放电电流的峰值变大。其结果,峰值亮度提高。
如上所述,根据第一至第三实施方式,为了实现高发光效率/图像拖尾减小和高亮度等多种不同的特性,需要两种以上的维持脉冲。但是,由于放电/壁电荷等的状态会根据维持脉冲的类型而不同,所以在维持期间Ts内进行切换时有时会发生显示异常,但是如果加入复位期间Ts和电荷调整维持期间Tc,即以子帧为单位来改变维持脉冲的话,就不会发生动作上的问题。另外,若以子帧为单位,则比较容易分别设定维持脉冲。
在本实施方式中,当显示率较大从而发光效率/图像拖尾成为问题时,使用应对发光效率/图像拖尾的第一维持脉冲进行显示,当显示率较小从而发光效率/图像拖尾不成为问题时,使用可进行高亮度显示的第二维持脉冲进行显示。此时,以具有复位期间Ts和电荷调整维持期间Tc等的子帧单位依次切换维持脉冲。由于根据维持脉冲的类型,即使脉冲数相同亮度仍会有所差异,因此当存在子帧的切换冲击时,通过改变脉冲数来在相同亮度的子帧中进行切换,并在所有的子帧被切换之后,再根据显示率来逐渐增多维持脉冲数,以便能够以高的峰值亮度进行显示。
根据本实施方式,在发光效率和图像拖尾成为问题的显示状态(例如,显示率为20%以上)下,使用图6(A)、图9(A)和图10(A)等的使电能在时间上集中的第一维持脉冲。在显示率小从而发光效率不成为问题,并且各行的显示负载上的电压降小从而图像拖尾不太成为问题的显示状态(例如,显示率为15%以下)下,使用可进行高亮度显示的第二维持脉冲。第二维持脉冲是图6(B)、图9(B)和图10(B)等的使电能在时间上分散的脉冲。
另外,为了确保动作的稳定性并容易控制,以包含复位期间Tr和电荷调整维持期间Tc等的子帧单位来切换维持脉冲。为了减少随着维持脉冲的切换而产生的亮度和色度等的切换冲击,检测显示率并以子帧为单位逐渐切换维持脉冲的类型。为了进一步减少亮度的切换冲击,在切换为相同亮度但维持脉冲的类型不同的子帧之后,检测显示率并逐渐增多维持脉冲数,以达到能够显示高的峰值亮度的状态。由此,可以根据显示率从两种以上的维持脉冲中选择一种并输出,并且,通过进行动作稳定、容易控制的子帧单位的切换,不会产生维持脉冲的类型的切换冲击。
并且,在上述的第一至第三实施方式中,图1中的包括显示率检测部111和维持脉冲控制部112在内的控制电路101既可以由硬件构成,也可以通过微型计算机运行基于计算机程序的软件来构成。
另外,在第一至第三实施方式中是通过检测显示率来切换维持脉冲的类型的,但是不限于显示率,也可以通过检测容易出现图像拖尾的显示模式等显示状态来切换维持脉冲的类型。此时,检测部111检测显示状态。另外,也可以代替发光效率/图像拖尾优良的维持脉冲和峰值亮度高的维持脉冲,例如在显示率大的显示状态下切换为色纯度好且灰度特性良好的维持脉冲,在显示率小的状态下切换为可提高亮度的维持脉冲。
上述实施方式的各个方面仅作为实施本发明的具体例子,本发明技术范围并不因这些而被限定性解释。即,本发明在不脱离其技术思想或其主要特点的范围内能够以各种方式实施。
本发明的实施方式例如可以有如下各种应用。
(附记1)
一种显示装置,其中用多个子帧构成1帧图像,其特征在于,包括:
检测显示状态的检测部;以及
维持脉冲输出部,根据所述显示状态,从两种以上的用于以子帧单位进行显示的维持脉冲中选择一种并输出。
(附记2)
如附记1所述的显示装置,其特征在于,所述两种以上的维持脉冲包括使电能在时间上分散的第一维持脉冲和使电能在时间上集中的第二维持脉冲。
(附记3)
如附记2所述的显示装置,其特征在于,
所述显示状态是显示率,
所述维持脉冲输出部在所述显示率大于阈值时选择并输出所述第一维持脉冲,在所述显示率小于阈值时选择并输出所述第二维持脉冲。
(附记4)
如附记3所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率大于第一阈值时,帧内的所有子帧由第一维持脉冲构成,当所述显示率小于第一阈值时,帧内包含由第二维持脉冲构成的子帧。
(附记5)
如附记4所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第二阈值时,帧内的所有子帧由第二维持脉冲构成。
(附记6)
如附记5所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第二阈值时,根据所述显示率来改变子帧的维持脉冲数。
(附记7)
如附记6所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第二阈值并大于第三阈值时,所述显示率越小,各子帧的维持脉冲数就越多。
(附记8)
如附记7所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于所述第三阈值时,帧内的所有子帧由第二维持脉冲构成,其维持脉冲数固定。
(附记9)
如附记8所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第一阈值并大于第二阈值时,构成包含由第一维持脉冲构成的子帧和由第二维持脉冲构成的子帧的帧。
(附记10)
如附记9所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第一阈值并大于第二阈值时,在1帧内,由所述第一维持脉冲构成的子帧的数量和由所述第二维持脉冲构成的子帧的数量之比率根据所述显示率而改变。
(附记11)
如附记10所述的显示装置,其特征在于,所述显示率越小,由所述第二维持脉冲构成的子帧的数量之比率就越大。
(附记12)
如附记11所述的显示装置,其特征在于,
1帧包含多个子帧,
当将由第一维持脉冲构成的子帧和由第二维持脉冲构成的子帧混在1帧内时,优先使亮度低的子帧成为由第二维持脉冲构成的子帧。
(附记13)
如附记12所述的显示装置,其特征在于,由所述第一维持脉冲构成的子帧群和由所述第二维持脉冲构成的子帧群中,分别具有亮度大致相等的子帧,
当将由所述第一维持脉冲构成的子帧和由所述第二维持脉冲构成的子帧混在1帧内时,由所述亮度大致相等的子帧中的任意子帧构成1帧。
(附记14)
如附记13所述的显示装置,其特征在于,所述亮度大致相等的子帧的脉冲数不同。
(附记15)
如附记11所述的显示装置,其特征在于,所述显示率的第二阈值为25%以下,所述显示率的第三阈值为5%以上,所述第二阈值小于所述第一阈值,所述第三阈值小于所述第二阈值。
(附记16)
如附记3所述的显示装置,其特征在于,所述第一维持脉冲从低电平开始上升并被箝位在第一高电平上,之后从所述第一高电平开始上升并被箝位在第二高电平上。
(附记17)
如附记3所述的显示装置,其特征在于,所述第一维持脉冲从低电平开始上升并被箝位在第一高电平上,之后从所述第一高电平开始下降并被箝位在第二高电平上。
(附记18)
如附记3所述的显示装置,其特征在于,所述第一维持脉冲从低电平开始上升并通过高阻抗被箝位在高电平上,之后通过低阻抗被箝位在所述高电平上。
(附记19)
如附记3所述的显示装置,其特征在于,所述检测部基于根据所述维持脉冲而流动的电流、消耗的电能或者图像数据来检测显示率。
(附记20)
一种显示方法,其中用多个子帧构成1帧图像,其特征在于,包括:
检测显示状态的检测步骤;以及
维持脉冲输出步骤,根据所述显示状态,从两种以上的用于以子帧单位进行显示的维持脉冲中选择一种并输出。

Claims (20)

1.一种显示装置,其中用多个子帧构成1帧图像,其特征在于,包括:
检测显示状态的检测部;以及
维持脉冲输出部,根据所述显示状态,从两种以上的用于以子帧单位进行显示的维持脉冲中选择一种并输出。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述两种以上的维持脉冲包括使电能在时间上分散的第一维持脉冲和使电能在时间上集中的第二维持脉冲。
3.如权利要求2所述的显示装置,其特征在于,
所述显示状态是显示率,
所述维持脉冲输出部在所述显示率大于阈值时选择并输出所述第一维持脉冲,在所述显示率小于阈值时选择并输出所述第二维持脉冲。
4.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率大于第一阈值时,帧内的所有子帧由第一维持脉冲构成,当所述显示率小于第一阈值时,帧内包含由第二维持脉冲构成的子帧。
5.如权利要求4所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第二阈值时,帧内的所有子帧由第二维持脉冲构成。
6.如权利要求5所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第二阈值时,根据所述显示率来改变子帧的维持脉冲数。
7.如权利要求6所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第二阈值并大于第三阈值时,所述显示率越小,各子帧的维持脉冲数就越多。
8.如权利要求7所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于所述第三阈值时,帧内的所有子帧由第二维持脉冲构成,其维持脉冲数固定。
9.如权利要求8所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第一阈值并大于第二阈值时,构成包含由第一维持脉冲构成的子帧和由第二维持脉冲构成的子帧的帧。
10.如权利要求9所述的显示装置,其特征在于,当所述显示率小于第一阈值并大于第二阈值时,在1帧内,由所述第一维持脉冲构成的子帧的数量和由所述第二维持脉冲构成的子帧的数量之比率根据所述显示率而改变。
11.如权利要求10所述的显示装置,其特征在于,所述显示率越小,由所述第二维持脉冲构成的子帧的数量之比率就越大。
12.如权利要求11所述的显示装置,其特征在于,
1帧包含多个子帧,
当将由第一维持脉冲构成的子帧和由第二维持脉冲构成的子帧混在1帧内时,优先使亮度低的子帧成为由第二维持脉冲构成的子帧。
13.如权利要求12所述的显示装置,其特征在于,
由所述第一维持脉冲构成的子帧群和由所述第二维持脉冲构成的子帧群中,分别具有亮度大致相等的子帧,
当将由所述第一维持脉冲构成的子帧和由所述第二维持脉冲构成的子帧混在1帧内时,由所述亮度大致相等的子帧中的任意子帧构成1帧。
14.如权利要求13所述的显示装置,其特征在于,所述亮度大致相等的子帧的脉冲数不同。
15.如权利要求11所述的显示装置,其特征在于,所述显示率的第二阈值为25%以下,所述显示率的第三阈值为5%以上,所述第二阈值小于所述第一阈值,所述第三阈值小于所述第二阈值。
16.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述第一维持脉冲从低电平开始上升并被箝位在第一高电平上,之后从所述第一高电平开始上升并被箝位在第二高电平上。
17.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述第一维持脉冲从低电平开始上升并被箝位在第一高电平上,之后从所述第一高电平开始下降并被筘位在第二高电平上。
18.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述第一维持脉冲从低电平开始上升并通过高阻抗被箝位在高电平上,之后通过低阻抗被箝位在所述高电平上。
19.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述检测部基于根据所述维持脉冲而流动的电流、消耗的电能或者图像数据来检测显示率。
20.一种显示方法,其中用多个子帧构成1帧图像,其特征在于,包括:
检测显示状态的检测步骤;以及
维持脉冲输出步骤,根据所述显示状态,从两种以上的用于以子帧单位进行显示的维持脉冲中选择一种并输出。
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