专利名称：彩色面板显示装置的利记博彩app
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本发明涉及彩色面板显示装置，特别涉及包括具有按照图象信息透光率变化的象素区域的显示部分和按照该图象信息可分别独立开关控制的红(R)、绿(G)、兰(B)各色的背照光光源的彩色面板显示装置。
近年来随着个人计算机等的办公室自动化机器和电视机等家电用品的轻量和薄型化，也要求显示装置的轻量化和薄型化。为此，作为代替目前一直普及的CRT装置，液晶显示装置(LCD)和与本发明人有关的磁性流体显示(特願平5-191787号、特願平5-270063号等轻量、薄型的平面面板型显示的开发正在取得进展。
例如以全色光作为对这些平面面板型显示要求的技术项目之一。例如如
图11所示，TFT方式的彩色液晶显示装置使两块玻璃基板101、102相距数μm的空间而相对固定，在这个间隙内封入液晶103。然后在下侧的玻璃基板102上将信号线104和扫描线105配置成矩阵状，把TFT106和透明的象素电极107连接在这些线的交点上。在上侧的玻璃基板101上配置公共电极108和滤色器109，利用两块偏光板110、111夹住这个TFT-LCD、并把白光光源112作为背照光入射便形成透过型的显示装置。滤色器由R(红)、G(绿)、B(兰)三原色组成，并对应各象素电极107配置。例如在点亮R时，通过使R范围的光透过，而使G、B范围的光不透过而进行彩色显示。
由于上述滤色器方式的彩色面板显示比较容易实现面板显示的全色化而一直被广泛采用。但是，因为在每个滤色器的R、G、B范围需要一个象素电极，所以为了获得高清晰度的图象，要求精密的加工，并需要很多的驱动器，还必需使滤色器本身的透过率提高，这又产生使滤色均衡的调整成为困难等需要解决的很多问题。
近来，例如象在特开平4-338996号公报中公开的那样，周期地顺序点亮R、G、B各个独立的光源，通过在点亮周期内同步地使各个相对应的颜色信号加到各个象素上，从而提出了可以获得全色的图象、利用R、G、B各色光源的三色背照光方式的彩色面板显示方案。
可是，由于液晶的响应速度比10-100ms慢，如传统的三色背照光方式的彩色面板显示所述，在将R信号加在象素上的期间点亮R光源，在将G信号加在象素上的期间点亮G光源，在将B信号加在象素上的期间点亮B光源，通过重复上述点亮R、G、B三个光源这样的单纯周期，在构成各帧的情况下，例如在加入R信号的象素没有消去其信号内容期间点亮G光源，由于R同G的颜色互相混合而产生色模糊和残留图象等缺点，这是引起图象质量降低的原因。在为了防止色模糊而选取消隐时间的情况下，不得不将这个时间取长，这是引起图象质量下降的原因。
本发明鉴于传统的三色背照光方式的彩色面板显示装置所存在的上述问题而提供一种新颖的且改进的三色背照光方式的彩色面板显示装置，该装置不使用滤色器，并且通过数目少的驱动器有效地利用可获得全色图象的三色背照光方式的优点，并且在消隐时间短的情况下可以克服色模糊和残留图象等的三色背照光方式的固有缺点。
按照本发明构成的显示装置包括具有按照图象信息透光率变化的象素区域的显示部分；以及按照图象信息可以分别独立开关控制的R、G、B各色的背照光光源，其特征在于还包括把图象信息变换成与R、G、B各色有关的一帧周期的串行数据的图象信息变换单元；把与所说R、G、B各有关的串行数据分别独立地存储的存储器；把存储在这个存储器中的与R、G、B各色有关的串行数据压缩的数据压缩单元；把压缩过的R、G、B各色的压缩数据按一帧周期顺序发送到象素区域的数据总线单元；以及把与顺序发送到象素区域的各色压缩数据同步且相对应的各色的背照光光源顺序进行开关控制的控制单元。
根据这样的显示装置，通过图象信息变换单元将例如NTSC信号这样的图象信号变换为与R、G、B各色有关的一帧周期的串行数据，并将这些数据分别独立地存储在存储器中，再通过数据压缩单元进行压缩。然后将R、G、B各色的压缩数据按一帧周期输送给象素区域，使与这个输送周期同步并按照使例如在一帧周期内按顺序周期互相不重合的方式使R、G、B各色的光源点亮。也就是说，R压缩数据被输送且R数据与图象显示的定时同步，这样点亮R光源一帧期间；接着G压缩数据被输送且G数据与图象显示的定时同步，这样点亮G光源一帧期间；然后B压缩数据被输送且B数据与图象显示的定时同步，这样点亮B光源一帧周期，借此可以实现全色图象。此时，根据本发明，由可把预读入的一帧(例如16ms)份的各色的色数据压缩且作为比一帧更短的时间(例如2.6ms)的压缩数据输送到象素区域上来驱动各象素，所以在短的时间内可以得到根据各色的色数据的图象显示。接着通过与这个压缩数据输送定时同步且点亮相对应的光源，这样可把压缩数据输送时间(即图象信息写入时间)作为消隐时间起作用，把剩余的保持时间(例如13.4ms)作为有效光照时间起作用，以便可以在不采用滤色器的情况下通过黑白面板显示来显示各色的图象信息。在这种情况下，由于在保持时间中显示的象素信息是通过各象素例如液晶的存储效果来保持的，所以具有缓慢衰减的性质，因而向下一个色的图象信息的切换可以迅速地进行，这样有效地减少了从前的三色背照光方式中所看到的那种相邻的各色相互间的色模糊和残留图象，从而可以获得清晰的全色图象。
另外，在有关本发明的显示装置中还可以设置使象素区域的保持状态缩短的恢复单元。借此可以缩短象素区域的保持时间。在这种情况下，由于在保持时间内显示的象素信息是通过各象素例如液晶的存储效果来保持的，所以具有缓慢衰减的性质，因此可以快速地进行在使恢复单元特别起作用时向下一个色的图象信息的切换，从而使从前的三色背照光方式中所见到的那种邻近的各色相互间的色模糊和残留图象有效地减少，而可以获得清晰的全色图象。
此外，使上述恢复单元从象素区域的透光开始状态延迟所定的时间，最好是在增大到最大透光时间之后按照成为恢复状态的方式构成。根据这样的构成，既可以调整象素区域的保持时间变短，又可以在最大透光时间之后使恢复起作用的情况下使象素区域的透光状态的衰减提前。
另外，可以使上述恢复单元按照使其接通状态从象素区域的下一个透光开始直到所定时间前结束的方式构成。因此，由于从象素区域的下一个透光开始直到所定时间前使恢复单元的接通状态结束，从而对下一次透光开始不能产生影响。
另外，使上述恢复单元按照能使其接通状态从象素区域的下一个透光开始直到所定时间前结束的方式构成。按照这种构成，由于恢复单元的接通状态即将在恢复单元的接通动作的下一个垂直同步信号之前结束，所以即使在由于温度等条件变化而引起恢复的响应速度变化的情况下，也能使恢复有效地起作用。
此外，如果按照从象素区域的最大透光时开始使背照光光源成为接通状态的方式进行构成，则可以有效地利用灯并提高节电效果。
另外，如果按照在从背照明光光源的接通动作的下一个垂直同步信号直到所定时间前使背照明光光源成为切断状态的构成，因为可以使背照明光光源有效地点亮，所以可以提高节电效果。特别是在恢复起作用时可以防止在不需要时进行点亮。
此外，为了代替设置的数据压缩单元可以增加这样的机能，即，使与存储在存储器中的R、G、B各色有关的的串行数据以比向存储器写入的速度更快的速度从存储器读出到数据总线单元中。按照这样的构成，可以使预先读入的一帧份的各色的色数据在比一帧还短的消隐时间内输送到象素区域中，借此可以通过更简单的构成获得与权利要求1中所记载的装置相同的效果。
此外，设置了用于按各色一帧顺序采样与R、G、B各色有关的串行数据的采样单元，通过这个采样单元，把与各色有关的串行数据按照在三帧周期内在时间轴上互相不重合的方式顺序存储在存储器中，采用这种存储结构可以使例如从R压缩数据的存储器中的读出与向下一个G采样数据的存储器中的写入同步，从而可以使通过上述的消隐时间和保持时间的各色的一帧的构成容易完成。
另外，作为存储器，通过利用第一和第二RAM，可以使例如在一帧时间内写入第一RAM中的R数据与在下一个消隐时间中作为R压缩数据读出到象素区域中的定时同步，并可以使一帧份的G数据写入第二RAM中，而在下一个消隐时间中使来自第二RAM的G压缩数据与读出到象素区域的定时同步，并使一帧份的B数据写入到已变为空的第一RAM中，使这样的操作反复进行，借此可以更容易实现通过上述的消隐时间和保持时间的各色的一帧的构成。
图1是按照本发明构成的彩色面板显示装置的一实施例的构成图。
图2是按照本发明构成的彩色显示装置的一实施例的电路构成图。
图3是表示图1和图2所示的彩色显示装置的动作概略的说明图。
图4是表示图1和图2所示的彩色显示装置的动作的时序图。
图5是按照本发明构成的彩色显示装置的另一实施例的电路构成图。
图6是表示图5所示的彩色显示装置的动作概略的说明图。
图7是在图2所示的彩色面板显示装置中附加有恢复信号发生装置的实施例的电路构成图。
图8是恢复信号发生装置的电路构成图。
图9是表示附加有恢复信号发生装置的彩色面板显示装置的图象显示的时序的时序图。
图10是表示附加有恢复信号发生装置的彩色面板显示装置的详细时序的时序图。
图11是表示传统的滤色器方式的彩色显示面板的概略的构成图。
下面参照附图对按照本发明构成的彩色面板显示装置的最佳实施例进行说明。
如图1所示，按照本发明构成的彩色面板显示装置包括接收并处理有关NTSC方式、PAL方式、SECAM方式等的图象信息的合成信号的处理电路1；通过响应于由这个处理电路1输送的LCD信号而驱动各象素使图象信息可以显示的液晶显示装置(LCD)2；按照由处理电路1输送的背照光(BK)信号可以分别独立开关R(红)、G(绿)、B(兰)各色的独立光源3R、3G、3B。其中的液晶显示装置(LCD)可以使用传统的装置，例如将液晶封在两块玻璃板之间并通过将所说液晶配置成矩阵状的象素电极进行驱动。另外，作为背照光光源可以使用荧光灯、白炽灯、电致发光(EL)管、发光二极管(LED)、金属卤化物灯等，如果是按照BK信号可以独立地开关控制R、G、B各色的任何一种光源也可以被使用。
用于进行图1的装置中全色显示的必要电路主要由处理与图象信息有关的合成信号的图象信号处理部分、三色背照光的控制部分以及同步控制部分所构成。如图2所示，图象信号处理部分由从合成信号(例如NTSC)中得到有关R、G、B各色的色数据的RGB译码器4、数据的压缩处理部分5和LCD驱动器6所构成；三色背照光的控制部分由定时译码器7和反相器8所构成；同步控制部分由例如40MHz的振荡器9、RAM控制单元10和同步分离部分11所构成。另外，数据的压缩处理部分5由对RGB数据进行模/数变换的模/数变换器5a、RAM5b以及数/模变换器5C所构成。
下面参照图3和图4说明具有图1和图2所示构成的彩色面板显示装置的动作。
首先，通过RGB译码器将与电视信号等的图象信息有关的合成信号变换成与R、G、B各色有关的色数据，再通过模/数变换器5a对各色数据进行模/数变换后，使与V。SYNC信号同步，并按每帧(16ms)顺序取入到RAM56中。也就是说，为了每一帧取入所有R数据、G数据、B数据，必须要三帧即48ms。因此，通过与V·SYNC信号同步的定时每25ns读出与存储在RAM 5b中的R、G、B有关的串行数据(也就是说，每个帧的读出时间为2.63ms)，通过数/模变换器5C变换后顺序驱动LCD驱动器6，并通过LCD对与各色有关的图象信息进行画面显示。
根据本发明，通过定时译码器7、根据V·SYNC信号、按照同各帧的显示同步的定时，即按照16ms的循环驱动反相器，通过点亮R、G、B各色的背照光，利用没有滤色器的黑白的LCD显示装置，可以实现外观上的彩色显示动作。
下面参照图4的时序图详细说明上述的动作。当取R数据作为例子时，按照与V·SYNC信号同步的定时从含有R、G、B数据成分的合成信号中切取一帧(16ms)份的R数据成分并存储在RAM中。接着通过使来自RAM作为压缩数据的R数据与送到LCD驱动器的定时同步并点亮R光源，这样可以使压缩数据的读出时间(2.6ms)作为消隐时间起作用，并可以使剩余的时间(13.4ms)作为保持时间起作用。在这种情况下，虽然在短的消隐时间(通过图3所示的LCD.R.START信号开始并通过LCD.R.END信号结束的时间)内写入显示装置上的图象通过LCD.R.END信号而被切断，但是R图象的点状态在保持时间(即剩余的的13.4ms)期间通过液晶的存储效果边衰减边被保持，通过在该期间内点亮R光源可以实现R画面显示。接着在显示下一帧中G图象的时间点上，由于液晶的点状态相当大地衰减，所以应迅速地进行切换，这样可以减小色模糊和残留图象的影响。另外在进行R画面显示的帧期间应进行与下一个G数据有关的采样。此外，如果看到R数据，由于不要采样G数据和B数据期间的R数据所以可以无视它。通过如此地顺序反复而使G数据、B数据与三色背照光的点亮同步并连续进行画面显示，这样利用黑白的LCD装置就可以获得没有色模糊和残留图象的全色图象。
图5和图6表示了按照本发明构成的彩色显示装置的另一个实施例。尽管图5所示的电路构成同图2所示的电路构成基本上相同，但是图5所示实施例的构成通过使用第一和第二RAM而可以使R、G、B各色的色数据的切换容易进行。
通过RGB译码器20可以将有关NTSC信号这样的图象信息的合成信号分别分离成R数据、G数据、B数据，然后作为与各色有关的串行数据分别输送给相对应的模拟开关21R、21G、21B。RGB译码器20同时把V·SYNC信号送入定时译码器22，使其同一帧的合成信号同步，将用于顺序采样每一帧R数据、G数据、B数据的选择信号送入各自的模拟开关21R、21G、21B中，以便获得R数据、G数据、B数据按每帧(16ms)连续成三帧(48ms)构成一个循环的RGB串行数据。这个RGB串行数据经A/D变换器26进行A-D变换后，和来自定时译码器22的信号同步，按每帧分配存储在第一RAM23和第二RAM24中。接着使已存储的数据作为压缩数据同来自定时译码器22的定时信号同步并从第一RAM23和第二RAM24中适当读出并送给LCD单元25，使LCD驱动器驱动，进行相应各色的点显示。同时，在LCD中与来自定时译码器22的定时信号同步，因为对应于被输送的压缩数据的色的色背照光按一帧点亮，所以可以得到全色显示。
在这个实施例中，如图6所示，此时为了在例如某时间点的帧中将R数据写入第一RAM中需要一帧份的时间，为了在下一个时间点的帧中从第一RAM中读出R数据的定时提前而采用压缩数据的构成，利用这个更简单的构成便可以在消隐时间内读出压缩数据。
在这个实施例中，通过利用第一和第二RAM把例如在某时间点的帧中存储在第一RAM中的R数据，通过在下一时间点的帧中把来自第一RAM中R数据作为压缩数据的方式输送给显示装置；与此同时将G数据存储在空的第二RAM中，在其下一个时间点的帧中，把来自第二RAM中G数据作为压缩数据输送给显示装置；与此同时将B数据存储在空的第一RAM中，在其下一个时间点的帧中，将来自第一RAM中B数据作为压缩数据输送给显示装置；与此同时将R数据存储在空的第二RAM中，通过重复上述的那些连续操作可以有效地进行各色的切换。
图7至图10表示了按照本发明构成的彩色显示装置的另外实施例。在这个实施例中，通过在例如上述的图1至图4所示的实施例中或图5和图6所示的实施例的装置中附加恢复信号发生装置而进行LCD的恢复动作，借此，可以使液晶的动作速度加快。下面参照图7就在图1-图4所示的实施例中附加恢复信号发生装置30的实施例进行说明。所谓恢复是指使象素区域返回到初始状态，例如返回到不透光状态。
为了进行这个恢复操作需要采用图8所示的恢复信号发生装置。这个恢复信号发生装置包括恢复控制电路31和恢复信号发生电路32。把来自这个恢复信号发生装置的信号输入给例如图2所示的LCD驱动器6。关于图8中的恢复信号的波形，将GND与+电压间的电压设定为70％，将GND与-电压间的电压设定为30％，同时将恢复宽度L中的一电压宽度d1设定为10μsec-10msec，将零电压宽度d2设定5msec左右，通过设定恢复宽度L中的-电压宽度d1可以使恢复动作加快，最好根据需要来设定恢复宽度L的-电压宽度d1部分，这样可以使这个宽度d1为零。
下面参照图9和图10就附加有图8所示恢复信号发生装置情况下的操作进行说明。在图9和图10的时序图中只表示了LCD上的一个点。
首先通过RGB译码器将与电视信号等有关的图象信息的合成信号变换成与R、G、B各色有关的色数据，由A/D变换器5a对各色数据进行A/D变换后，使其与V·SYNC信号同步，按每帧(16ms)顺序存储在RAM 5b中，这样便使已存储在RAM5b中的与R、G、B有关的串行数据按照与V.SYNC信号同步的定时读出，由D-A变换器5c进行D-A变换后，顺序驱动LCD驱动器6，通过LCD显示有关各色的图象信息。
下面参照图10的时序图详细说明上述的操作。如果以R数据作为例子，从含有R、G、B数据成分的合成信号中按照与V.SYNC信号同步的定时将R数据成分采样一帧份并存储在RAM中。接着通过使来自RAM作为压缩数据的R数据与输送给LCD驱动器的定时同步、并点亮R光源，借此可以使压缩数据的读出时间作为消隐时间起作用，并可以使剩余时间作为保持时间起作用。在这种情况下，虽然利用LCD·R·END信号可以在短的消隐时间内切断写入显示装置中的图象，但是R图象的点状态在保持时间内通过液晶的存储效果边衰减边被保持，通过在这个时间内点亮R光源可以实现R画面显示。如图10的LCD点状态的点线所示，在恢复不起作用的情况下，由于透光状态一直持续到下一个色的区域内而可能产生色模糊和残留图象。但是如图10的LCD点状态的实线所示，在本实施例中由于恢复起作用，所以迅速地进行向下一个色的图象信息的切换，从而可以使色模糊和图象残留有效地减少。从液晶的透光开始的状态延迟所定的时间，也就是说，在液晶的透光状态的衰减区域的途中，通过设为恢复接通状态，从而可以使液晶的透光状态迅速地转变为不透光犬态。在下一帧中显示G图象的时间点，通过恢复信号发生电路的恢复信号，由于液晶的点犬态衰减得充分，所以可以迅速地进行切换、并可以提高LCD液晶的动作速度。因此可以使每帧的显示动作更稳定。
在上述的实施例中，虽然是就液晶显示装置(LCD)为例说明了按照本发明构成的彩色面板显示装置，但是本发明不受这个实施例的限制。例如在前面作为例子提出的特愿平5-191787号、特愿平5-270063号公报中公开的磁性流体显示装置等的平面面板形显示装置中也可很好地采用。另外在上述的实施例中，使三色背照光按每帧切换连续地点亮，把各色的压缩数据的输送时间作为消隐时间利用，在这个消隐时间内使背照光熄灭，于是可以制成更有效防止相邻色之间混合的结构。无论采用哪种构成，在本发明的范围内，通过采用适合于显示装置的响应速度的照光时间长度，消隐时间和点亮定时，便可以使本发明的优良效果奏效。
如上所述，根据本发明的这种显示装置，与从前的滤色器方式的彩色显示装置相比较，即使采用同一规格的装置，也可以不要对应于各色的象素，由于使象素密度达到3倍，所以可以获得更高密度的彩色图象。此外，如果象素的密度相同，则与从前的滤色器方式的彩色显示相比较，可以使象素驱动器的数目减少到1/3。另外由于不使用滤色器所以可以获得透射率高而鲜明的画面，此外，由于可以对三色背照光的各光源的照度进行个别调整，所以可以对在滤色器方式中是困难的色平衡进行调整。
根据本发明的显示装置，可以获得在滤色器方式中所没有的上述益处，使按照一帧周期存储在存储器中的各色的色数据压缩，作为各色的压缩数据利用消隐时间使显示装置一口气地显示出图象，与其同步地点亮相对色的背照光，由于通过在保持时间中的显示装置上缓慢衰减的存储效果可获得各色的图象，所以减少了由于从前的三色背照光的缺点即相邻的色彼此相互混合而产生的色模糊和残留图象，从而可以获得清晰的全色图象。
权利要求
1.一种彩色面板显示装置，包括具有按照图象信息透光率变化的象素区域的显示部分以及按照所说图象信息可以分别独立开关控制的R、G、B各色的背照光光源，其特征在于，还包括把图象信息变换成与R、G、B各色有关的一帧周期的串行数据的图象信息变换单元；把与所说R、G、B各色有关的串行数据分别独立存储的存储器；把存储在所说存储器中的与所说R、G、B各色有关的串行数据压缩的数据压缩单元；把压缩过的R、G、B各色的压缩数据接一帧周期顺序发送到所说象素区域的数据总线单元；把与顺序发送到所说象素区域的各色压缩数据同步且相对应的各色的背照光光源顺序进行开关控制的控制单元。
2.如权利要求1所述的彩色面板显示装置，其特征在于还包括缩短上述象素区域的保持状态的恢复单元。
3.如权利要求2所述的彩色面板显示装置，其特征在于，上述恢复单元从象素区域的透光开始状态延迟所定时间后变成恢复接通状态。
4.如权利要求3所述的彩色面板显示装置，其特征在于，所说恢复单元的接通状态从象素区域的下次透光开始直到所定时间前结束。
5.如权利要求3所述有彩色面板显示装置，其特征在于，所说恢复单元的接通状态直到该恢复单元的接通动作的下一个垂直同步信号到来之前结束。
6.如权利要求1所述的彩色面板显示装置，其特征在于，所说背照光光源从象素区域的最大透光时开始变为接通状态。
7.如权利要求1或6所述的彩色面板显示装置，其特征在于，所说背照光光源从该背照光光源的接通动作的下一个垂直同步信号到所定时间前变成切断状态。
8.一种彩色面板显示装置，包括具有按照图象信息透光率变化的象素区域的显示部分以及按照所说图象信息可以分别独立开关控制R、G、B各色的背照光光源，其特征在于，还包括把图象信息变换成与R、G、B各色有关的一帧周期的串行数据的图象信息变换单元；把与所说R、G、B各色有关的串行数据分别独立地存储的存储器；把存储在所说存储器中的与所说R、G、B各色有关的串行数据以比写入所说存储器的速度更快的速度从所说存储器中读出并按一帧周期顺序发送到所说象素区域的数据总线单元；把与顺序发送到所说象素区域的各色压缩数据同步且相对应的各色的背照光光源顺序进行开关控制的控制单元。
9.如权利要求1或8所述的彩色面板显示装置，其特征在于，还设置了用于按各色一帧顺序采样与所说R、G、B各色有关的串行数据的采样单元，通过这个采样单元把与各色有关的串行数据按照在三帧周期内在时间轴上互相不重合的方式顺序存储在所说存储器中。
10.如权利要求1或8或9所述的彩色面板显示装置，其特征在于，所说存储器由第一和第二RAM所构成，并按照写入/读出第一RAM的定时同写入/读出第二RAM的定时在时间轴上互相不重合的方式进行调整。
全文摘要
本发明的彩色面板显示装置，通过RGB译码器把合成信号分离成各色的数据，并作为每一帧的RGB串行数据进行采样并写入RAM中。与写入时间错开一帧，通过在更短的时间内读出各色的数据，作为压缩数据把各色的色数据输送给LCD，利用消隐时间一口气地进行图像显示，并点亮与此同步且相对应的色的背照光光源。通过就R、G、B数据顺序反复这个动作，就可以获得减少从前的三色背照光方式的缺点即获得色模糊和残留图像少的清晰彩色图像。
文档编号G09G3/34GK1118469SQ9510273
公开日1996年3月13日 申请日期1995年2月16日 优先权日1994年2月17日
发明者宫泽邦明 申请人:青木一男, 五味康明