[发明专利]矩阵液晶显示器的灰度显示驱动方法和设备

说明书

本发明涉及矩阵液晶显示器(LCD)的一种灰度显示驱动方法和驱动设备，该方法和设备既能降低驱动电压，又能大幅度减小副帧驱动电压值的变化而不致使其灰色电平变坏。

简单的矩阵LCD装置主要由一些扫描电极和一些数据电极构成，前者供控制显示器的扫描线用，后者在选取各扫描线时供控制各像素上的数据显示用。一般由2×66个像素构成的简单矩阵LCD是用采用行顺序驱动法的电压平均法驱动的。如图1A中所示，电压Vs的脉冲(扫描电极驱动信号)顺次加到扫描电极1、2、3、4、5和6上，电压+Vd和-Vd的脉冲(数据电极驱动信号)加到数据电极1和2上。因此，如图1D中所示，LCD由图1C所示通过示出电压Vs和Vd形成的像素信号(电压Vd、2Vd、3Vd和-Vd)驱动。然而，这个方法只能在液晶的响应速度慢(即LCD的响应时间约为400毫秒)时使用，这时才不致失去图像对比度。因此，在要求高速响应特性，即要求对计算机鼠标的移动快速反应或对动画显示快速反应的场合，一般都采用多行扫描(MLS)法或主动寻址(AA)法。

图2示出了用MLS法或AA法驱动LCD时驱动扫描电极和数据电极的方法。可以看到，按照AA法，多个扫描电极F₁(t)和F₅(t)是在时间t同时选取加以驱动的。在此时间t，数据电极由加到其上以关系式G₁(t)＝-CF₁(t)+CF₂(t)-CF₃(t)+CF₄(t)+CF₅(t)表示的数据电极驱动信号驱动，于是两个像素导通。这样，这种方法可应用于高速响应的LCD(因为这种LCD的占空因数提高)，同时驱动多个电极。然而，这种方法需要多个数据电压电平。此外，在电流驱动的情况下，这种方法还需要给屏数据另外配备存储器和操作电路。

综上所述，采用行顺序驱动方法的电压平均法只选取一个扫描电极顺次加以驱动，AA法则同时选取多个电极顺次加以驱动。

采用应用行顺序驱动法的电压平均法或应用MLS法的AA法显示灰色电平总共有六种方法：调帧灰度显示，调幅灰度显示，分区灰度显示，调电压和调帧灰度显示，电压幅值调制灰度显示和误差分散灰度显示。

1.调帧灰度显示法

这是简单矩阵LCD最广泛使用的方法，该方法取多个副帧作为显示屏待驱动的显示单元。换句话说，灰色电平用从多个副帧选取“导通”状态的副帧所需的回合数表示。鉴于扫描电极驱动信号和数据电极驱动信号在驱动只能控制液晶通/断状态的简单矩阵LCD时只有二进制值，这种方法因费用低而用作一般的灰度显示法。然而，随着所显示灰色电平的提高，显示屏的显示频率变低，从而难以达到电影适用的显示速度。而这正是电视界的最新趋势。此外，显示屏因显示频率下降而产生的闪烁破坏了图像的质量。

图3示出了处理有7个子帧的8个灰色电平的调帧灰度显示法。这里，扫描电极驱动信号的脉冲宽度和电压以及基准电压分别用t(s)、V(s)和V_ns表示。数据电极驱动信号的脉冲电压由+Vd和-Vd组成。从图3中可以看到，由于图像信号频率(数据电极驱动信号频率)在第二和第七灰色电平显示中显著下降，因而副帧的数目大量增加。

2.调幅灰度显示法

这种方法的好处是，数据电极驱动信号(X)和具有选择脉冲宽度的扫描电极驱动信号(Y)分别只在两个电压电平下驱动，如图4中所示。然而，由于数据电极驱动信号电压的脉冲宽度(f)应按被视为所采用的灰色电平数加以分隔，因而数据电极驱动信号的频率提高了。此外，LCD本身不能快速响应快速的数据电极驱动信号，因而限制了待显示灰色电平的数目。

3.分区灰度显示法

这种方法的问题在于，由于分隔而使清晰度低，受驱动的集成电路和屏扫描线增加，因而除特殊情况外，一般都不加以采用。

4.调电压和调帧灰度显示法