專利名稱：采用灰色陰影驅(qū)動方案的低功率lcd的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于將信息顯示在液晶顯示器(LCD)上的系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種采用灰色陰影驅(qū)動方案的低功率LCD。
背景技術(shù)：
在諸如蜂窩電話機、尋呼機以及個人數(shù)字助理設(shè)備的各種設(shè)備中使用液晶顯示器。由于許多這種顯示器用于便攜式、電池供電設(shè)備，所以低功率消耗是一個重要顯示特性。諸如LCD顯示器的許多現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)包括通過行電極和列電極將功率送到顯示器的電路系統(tǒng)，該行電極和列電極的重疊區(qū)域構(gòu)成像素。根據(jù)各種技術(shù)之一，將要顯示的信息變換為行尋址信號和列數(shù)據(jù)信號。通過對顯示電極提供適當(dāng)信號，這些技術(shù)在LCD材料的物理條件限制和規(guī)范內(nèi)工作。
通常用于無源LCD顯示器的是復(fù)用技術(shù)，這種技術(shù)的原理是顯示器的光學(xué)特性對應(yīng)于對每個單獨像素施加的有效信號。這種技術(shù)的通用實現(xiàn)方式例如Alto-Pleshko技術(shù)利用行信號選擇用于接收信息的行，而將列信號用作用于承載要顯示的信息的數(shù)據(jù)信號。為了限制直流(DC)對液晶的損害，并使施加的電壓在特定范圍內(nèi)，而利用交流(AC)驅(qū)動顯示器，已經(jīng)開發(fā)了這種技術(shù)的變型。改進型Alt-Pleshko技術(shù)(IAPT)就是這種顯示技術(shù)變型的一個例子。除了用于控制顯示器的IAPT方法外，還有許多其它方案可以與基本IAPT技術(shù)一起應(yīng)用以在顯示器上產(chǎn)生灰色陰影，例如，用于產(chǎn)生多灰度級的幀速率調(diào)制(FRM)和脈寬調(diào)制(PWM)。具體地說，通過從顯示器的一側(cè)到對側(cè)連續(xù)掃描各行，現(xiàn)有技術(shù)將掃描限于某組模式。
LCD顯示器開發(fā)的不變目標(biāo)是降低功率需要，例如，允許延長便攜式裝置中的電池壽命。在試圖降低功率需要的這些方法中，包括開發(fā)新晶體、將更先進的電子器件引入顯示器、以及開發(fā)計算強度大的顯示驅(qū)動算法，例如MLA技術(shù)。本發(fā)明引入新型、低功率LCD面板尋址方案，該方案采用簡單驅(qū)動算法，而且與現(xiàn)有液晶顯示材料和LCD制造技術(shù)兼容。
參考圖1，示出無源LCD的典型配置及其驅(qū)動波形。如圖1示出的LCD面板10所示，面板10包括陣列12，包括N個伸長行電極；以及陣列14，包括M個伸長列電極，其中N、M是正整數(shù)。這兩個電極陣列互相交叉排列，使得在交疊區(qū)域，每個行電極交叉并重疊每個列電極，其中觀眾以觀看方向(例如，垂直于并進入圖1所示紙平面的方向16)觀看的交疊區(qū)域確定像素，例如圖1所示像素18。所示的電路22、24驅(qū)動行電極和列電極。根據(jù)工業(yè)上的慣例，下面還將行電極和列電極分別稱為COM和SEG電極，將對它們施加的選擇(尋址)信號和數(shù)據(jù)信號分別稱為COM和SEG信號或脈沖，以及還將電路22、24分別稱為行(COM)和列(SEG)驅(qū)動器。
當(dāng)驅(qū)動器22對COM電極施加電壓或電位時，在下面稱為行掃描或者尋址周期或行周期的時期對每一個行電極施加電壓。以下面稱為行速率或行掃描速率或行尋址速率的頻率或速率，對行電極施加電壓或電位。當(dāng)對被選用來的一個行電極施加“非掃描”值電壓時，沒有圖像會顯示在與該行電極重疊的像素上，而與對SEG電極施加的該電壓值無關(guān)，當(dāng)對被選用來的行電極施加“掃描”值電壓時，在與該行電極重疊的各像素上顯示一行圖像。通過順序?qū)個行電極施加掃描電壓，同時對列電極施加適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)SEG脈沖，顯示行圖像，形成包括多行的完整圖像。
為了增強信息顯示的內(nèi)容，通常希望在顯示器上產(chǎn)生多灰度級。通常，在STN(超扭曲向列)顯示器中，利用兩種傳統(tǒng)方法實現(xiàn)這種灰色陰影脈寬調(diào)制和幀調(diào)制。
在脈寬調(diào)制(PWM)方案中，在每個行周期內(nèi)調(diào)SEG調(diào)脈沖，使得在x％的行周期，SEG輸出電平處于電壓V1，而在剩余的(100-x)％的行周期，SEG驅(qū)動器輸出電平處于低壓V0，所獲得的像素電極上的VRMS的值接近V0與V0以上的V1之間的壓差的x％。
在傳統(tǒng)型幀速率調(diào)制(FRM)中，將具有不同灰度陰影等級的多幀編組在一起作為一組，其中，在同樣的行周期內(nèi)應(yīng)用這些幀，并在整個組內(nèi)分布信號，以利用STN的均方根(RMS)平均作用產(chǎn)生最終陰影。例如，一組可以包括15幀。然后，對于灰度級0-15，可以在該15幀的組上分布數(shù)據(jù)，實現(xiàn)灰色陰影效果。
這兩種傳統(tǒng)方案消耗大量功率。對于脈寬調(diào)制，首先考慮其中整個屏幕要顯示恒定50％陰影的情況。這樣導(dǎo)致SEG以兩倍行速率切換(ON-OFF-ON-OFF)，而且因為SEG電極上的電容器加載效應(yīng)消耗非常大的功率。因為這種非常高的切換速率和功率消耗，PWM方案通常具有功率消耗大波動，而且可能導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計出現(xiàn)問題。
對于幀速率調(diào)制，STN的RMS效應(yīng)具有帶寬限制。為了將可見閃爍降低到最小，需要以高于60Hz的頻率，重復(fù)整組幀，60Hz是人類覺察閃爍的界限。例如，為了產(chǎn)生16個陰影，需要16幀為一組，而且需要以60×16＝960fps(幀每秒)，重復(fù)整組幀。盡管利用空間漸變色方法(例如，2×2矩陣)可以將該頻率降低至1/4，但是240fps仍比60Hz高得多，60Hz是用于純黑白(B/W)STN LCD(即，沒有灰色陰影)的典型頻率，因此，消耗的功率幾乎是純黑白(B/W)STN LCD消耗的功率的4倍。
傳統(tǒng)幀速率調(diào)制方案的另一個缺點是，產(chǎn)生的陰影在V0與V1之間線性間隔，其中STN LCD材料的VRMS與透射率關(guān)系曲線始終是S形的，如圖4所示。線性間隔調(diào)制在頻譜的兩端產(chǎn)生灰色陰影(灰度級1-4，以及灰度級13-16)，使得不能互相區(qū)別它們。為了實現(xiàn)這種曲線補償，要求比16幀多得多的幀。此外，可能非常顯著地增加功率消耗。
本發(fā)明的另一個方面涉及更現(xiàn)代的LCD控制方案，例如，Scheffer的主動尋址(Active Addressing)或多行尋址，其中在每個行周期內(nèi)尋址不止一行像素。例如，在典型的L＝4的MLS配置中，同時尋址4行像素，而且需要根據(jù)4行像素的要求狀態(tài)，計算每個SEG信號。如果采用PWM方案，則根據(jù)為了實現(xiàn)要求的陰影需要過渡的位置，可以將每個行周期進一步劃分為5個子周期。這樣會將SEG轉(zhuǎn)換活動的數(shù)量增加到5倍，而且實際上使PWM對于采用MLS驅(qū)動方案的任何系統(tǒng)均是不現(xiàn)實的。因此，非常希望尋求一種新型灰色陰影方案，其中在每個行周期期間，SEG信號保持不變，同時實現(xiàn)要求的VRMS調(diào)制，以產(chǎn)生要求的灰色陰影。
上述LCD驅(qū)動方案均不能令人完全滿意。因此，希望提供一種改進型LCD驅(qū)動方案，與純黑白LCD相比，該改進型LCD驅(qū)動方案可以以最小的功率消耗增加量產(chǎn)生灰色陰影。此外，還希望提供一種在進一步降低功率消耗的情況下抑制閃爍的驅(qū)動方案。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述功率消耗的問題，開發(fā)了一種新型方案，與B/W LCD相比，該方案以最少的功率消耗增加量，使STN LCD產(chǎn)生灰色陰影。在本發(fā)明的另一個方面中，該新型方案還將產(chǎn)生對抗液晶材料的本征躍遷曲線的補償效應(yīng)，而且產(chǎn)生清楚可辨的陰影。此外，為了進一步減少閃爍，引入了交錯式幀調(diào)制方案，因此，可以進一步降低最小幀速率，從而節(jié)省功率。可以單獨采用或者組合采用在此描述的本發(fā)明的各不同方面。
在諸如脈寬調(diào)制方案或幀調(diào)制方案的傳統(tǒng)驅(qū)動方案中，行掃描或?qū)ぶ分芷谑冀K保持不變。例如，在脈寬調(diào)制方案中，調(diào)制對列電極施加的SEG脈沖，而對行電極施加的COM脈沖與未調(diào)制時具有基本相同的寬度。在行掃描周期期間，通過調(diào)制SEG輸出電平，在脈寬調(diào)制中可以獲得灰色陰影。在幀調(diào)制中，行掃描或?qū)ぶ分芷谝脖３植蛔?，而且通過以比B/W顯示器的幀速率高得多的幀速率掃描LCD，然后，在特定幀期間，選擇性地對SEG施加ON電壓，而在其它幀期間，對SEG施加OFF電壓，獲得灰色陰影。
本發(fā)明基于觀察結(jié)果，通過對行電極和列電極施加電位或電壓，以使重復(fù)幀或場被顯示不同時間周期，可以獲得灰色陰影，而不顯著增加功率消耗。在優(yōu)選實施例中，重復(fù)幀或場分別具有相應(yīng)行電極尋址周期，在該行電極尋址周期期間，對選擇的一個行電極施加行選擇電位，以在與選擇的行電極重疊的一行像素上顯示圖像。施加電位，以便至少兩個重復(fù)幀或場具有不同的行電極尋址周期。幀是顯示圖像中的總行數(shù)，而且可以與術(shù)語“顯示圖像”交換使用。場是顯示圖像中的行集合，其中該是子組，而且含有的行比形成顯示圖像的行少。
在各種不同實施例中，重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成互相之間的相對整數(shù)比，例如2∶1∶2，2∶3∶4，6∶9∶11∶12∶13，3∶4∶5∶6以及7∶9∶11∶12∶13。利用這些值的行電極尋址周期，可以實現(xiàn)4至32灰度級的灰色陰影。在每個行電極尋址周期期間，對列(SEG)電極施加的電壓或電位優(yōu)選基本保持不變。這樣，與PWM不同，避免了過多的SEG切換，而且避免了因為SEG或列電極上的電容加載產(chǎn)生的過大功率消耗。此外，與傳統(tǒng)幀調(diào)制方案不同，本發(fā)明的該方面可以顯著減少提高行速率或行掃描或?qū)ぶ匪俾实囊?。這樣再一次避免了顯著增加功率消耗的需要。
至少3個重復(fù)幀或場的行電極尋址周期優(yōu)選具有不同的行電極尋址周期，而且形成互相之間的相對整數(shù)比，而且當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的每對相鄰值之間的差值優(yōu)選基本上等于這些值的最大公分母。
此外，當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，位于該序列的開始或接近該序列的開始的值優(yōu)選大于位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值的約1/2.5倍。換句話說，位于該序列的開始或接近該序列的開始的值與位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值的比值優(yōu)選大于約1/2.5；而且位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值與位于該序列的開始或接近該序列的開始的值的比值優(yōu)選小于約2.5。位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值更優(yōu)選小于位于該序列的開始或接近該序列的開始的值約2.2倍甚或2倍。
此外，當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，可以對該序列內(nèi)的每對相鄰值計算這種值之間的差值?？梢詢?yōu)選選擇周期值，以便各對相鄰值之間的這種差值從該序列的開始到該序列的末尾降低。更優(yōu)選選擇該周期，以便這種降低是從該序列的開始到該序列的末尾單調(diào)遞減。
本發(fā)明的另一個方面采用交錯以抑制閃爍并降低功率消耗。將無源LCD的顯示行及其相應(yīng)行電極劃分為兩個或者更多個場?？梢詫⒃谄溟g一次掃描LCD上的每個行電極的滿周期劃分為相應(yīng)數(shù)量的場掃描周期。如果將顯示器的所有行僅劃分為兩個互補場(即，兩個場一起含有顯示器的所有行)，例如，奇數(shù)場和偶數(shù)場，則在諸如偶數(shù)場掃描周期的一個場掃描周期期間，僅掃描該場內(nèi)的(例如，偶數(shù))電極或行，然后是另一個場的另一個(例如，奇數(shù)場)場掃描周期，其間僅掃描該場上的(如奇數(shù))行電極或行。如果存在兩個以上的場，則這將繼續(xù)，直到尋址了所有場中的所有行。
如果兩個互補場是奇數(shù)和偶數(shù)場，則如果在偶數(shù)場期間施加的COM脈沖的定時接近在時間上處于奇數(shù)場的連續(xù)脈沖之間的中途，則對于觀眾，可以使肉眼觀看的幀速率有效加倍，這樣有助于抑制閃爍。如果將整個顯示器劃分為兩個以上的場，則可以實現(xiàn)同樣的效果。因此，例如，如果將整個顯示器的各行劃分為3個場，則如果在時間上與施加另一個場的連續(xù)脈沖分離開1∶2或2∶1比值的時間周期的時間點施加每個COM脈沖，則可以使觀眾觀察到的幀速率增至3倍，以抑制閃爍。同樣的推理可以擴展到其中將整個顯示器劃分為3個以上場的情況。
上述方案可以降低平均功率。然而，對于最短行周期(例如，對于6∶9∶11∶12∶13組中的行周期6)，驅(qū)動電路的負(fù)載仍顯著地比平均負(fù)荷高得多。這種波動將意味著驅(qū)動電子電路需要稍許“保險設(shè)計”，以保持良好穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明的另一個方面進一步將每個場劃分為連續(xù)掃描行的幾個子部分，而且以不同行周期或不同序列的行周期或速率，掃描每個子部分內(nèi)的電極。例如，如果整個調(diào)制需要6∶13∶9∶12∶11的調(diào)制行周期，則不是僅利用5個行周期之一掃描或者尋址該場上的每個電極，而可利用不同序列的行周期或速率掃描該場上的不同子部分。作為一個例子，第一子部分通過6∶9∶11∶12∶13，第二子部分通過13∶9∶12∶11∶6，而第三子部分通過9∶12∶11∶6∶13等。這樣，可以降低快速行速率引起的驅(qū)動電路的臨時負(fù)載。作為另一個例子，可以在時間上連續(xù)施加在該序列中最長和最短時間周期期間施加的電位。
上面利用APT和IAPT波形，對本發(fā)明分各方面進行了說明。然而，這些方面還可以應(yīng)用于多行選擇(MLS)，而且可以應(yīng)用于主動尋址(AA)。通過將波形生成過程變更為MLS或AA體系結(jié)構(gòu)，并利用在此描述的同樣的行速率調(diào)制原理，可以利用這樣修改的MLS方案產(chǎn)生大量易于區(qū)分的灰色陰影，同時功率的增加量最少，而且不恢復(fù)到PWM。


圖1是示出像素幾何結(jié)構(gòu)和行驅(qū)動器和列驅(qū)動器的傳統(tǒng)LCD的原理圖。
圖2是用于說明本發(fā)明一個實施例的各方面的、以交錯方式分別對行電極和列電極施加的COM和SEG脈沖的時序圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的、LCD及其有關(guān)控制與驅(qū)動電路的方框圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的、LCD的透射率與對LCD施加的電壓的均方根的曲線圖。
圖5A是用于說明本發(fā)明的另一個方面的、非線性灰度級的曲線圖。
圖5B是用于實現(xiàn)圖5A所示灰度級，列出5個不同行掃描周期及其各組合的表。
圖6是示出用于說明本發(fā)明的各方面，在交錯方案中，采用圖5B所示5個不同行掃描周期的幀尋址序列的表。
圖7A是用于說明本發(fā)明的另一個非線性灰度級的曲線圖。
圖7B是用于實現(xiàn)圖7A所示灰度級，列出5個不同行掃描周期及其各種組合的表。
圖8是用于說明本發(fā)明的各方面，在交錯方案中，采用圖7B所示5個不同行掃描周期的幀尋址序列的表。
為了使說明簡潔，在該申請中，利用同樣的參考編號表示同樣的部件。
具體實施例方式
如上所述，通過對行電極施加不同時間周期的有效電位的掃描電壓或?qū)ぶ冯妷海梢詫崿F(xiàn)大量灰色陰影。下面描述的實施例1-4說明該原理。
實施例14-陰影調(diào)制每組3個幀幀12t/行幀21t/行幀32t/行(重復(fù)幀1-2-3)然后，利用下面的組合可以產(chǎn)生4種陰影陰影0/5＝完全沒有(all off)陰影2/5＝幀1陰影3/5＝幀1+2陰影5/5＝幀1+2+3實施例28-陰影調(diào)制每組3個幀幀12t/行幀23t/行幀34t/行(重復(fù)幀1-2-3)然后，利用下面的組合可以產(chǎn)生8種陰影陰影0/9＝完全沒有(all off)陰影2/9＝幀1陰影3/9＝幀2陰影4/9＝幀3陰影5/9＝幀1+2陰影6/9＝幀1+3陰影7/9＝幀2+3陰影9/9＝幀1+2+3實施例315-陰影調(diào)制每組4個幀幀13t/行幀24t/行幀35t/行幀46t/行(重復(fù)幀1-2-3-4)然后，利用下面的組合可以產(chǎn)生15種陰影陰影0/18＝完全沒有(all off)陰影3/18＝幀1陰影4/18＝幀2陰影5/18＝幀3陰影6/18＝幀4陰影7/18＝幀1+2陰影8/18＝幀1+3陰影9/18＝幀2+3
陰影10/18＝幀2+4陰影11/18＝幀3+4陰影12/18＝幀1+2+3陰影13/18＝幀1+2+4陰影14/18＝幀1+3+4陰影15/18＝幀2+3+4陰影18/18＝幀1+2+3+4實施例416-陰影調(diào)制每組4個幀幀A7t/行幀B9t/行幀C11t/行幀D12t/行幀E13t/行(重復(fù)幀A-B-C-D-E)例如，在實施例1中，為了實現(xiàn)4種不同灰色陰影，將各圖像幀顯示3個行掃描周期或行尋址周期。由于這些周期分別是在此期間顯示器的特定行被接通用于顯示圖像的時間，所以在此還將該周期稱為行周期。在上述實施例1中，幀1指利用2t的行尋址或掃描時間周期顯示的那些幀，其中t是單位時間。在上面的簡略說明中，使幀1顯示2t/行時間周期。然后，使幀2顯示不同的時間周期，例如其中行掃描時間或行尋址周期是t，或者表示為縮寫形式t/行。第三種幀與第一種幀的顯示同樣的時間周期，即2t/行。然后，利用上述組合實現(xiàn)第四種不同灰色陰影。
利用產(chǎn)生灰色陰影0/9、2/9、3/9、4/9、5/9、6/9、7/9、9/9的、圖2所示的實施例2，說明各種灰色陰影的產(chǎn)生過程。如圖2所示，行尋址信號具有2t、3t和4t的時長，而且無限期地重復(fù)該行尋址信號。SEG信號用于顯示0/9至9/9的各種灰色陰影。例如，為了在列1上產(chǎn)生灰色陰影0/9，信號SEG1是這樣的，以致根據(jù)信號COM1至COM4，列1上的全部4個像素均被斷開(即，SEG1分別與COM1至COM4中每一個的差值不足以使相應(yīng)像素接通)。例如，為了產(chǎn)生灰色陰影2/9，SEG2信號是這樣的，以致利用時長2t，僅在行尋址信號期間，接通列2上的各像素(即，僅利用幀1)。對于顯示在列6上的灰色陰影6/9，采用幀1和3，這意味著，數(shù)據(jù)信號SEG6是這樣的，以致在幀1和3期間，接通列6上的各像素(當(dāng)各行尋址信號分別在時長2t和4t內(nèi)時)。對于顯示在列8上的灰色陰影9/9，采用幀1、2和3，這意味著，數(shù)據(jù)信號SEG9是這樣的，以致在所有3個幀期間，接通列8上的相應(yīng)像素。
在上述實施例1的變換實施例中，可以將幀2顯示不同于t/行的時間周期，例如，其中行掃描時間周期或?qū)ぶ窌r間周期是X，或者為簡寫形式X/行，其中X是不同于t的正數(shù)。
為了避免閃爍，至少以30Hz的人類閃爍察覺頻率，分別顯示這3種幀。這意味著，為了實現(xiàn)實施例1的4種灰色陰影，以30Hz分別顯示這3個幀，因此實際總幀速率為30Hz×3，即90Hz。在實施例2中，三幀組使8種灰色陰影為90Hz的實際幀速率。
在實施例3中，每組僅使用4個幀產(chǎn)生一組15個不同陰影，實際幀速率可以低至(30Hz)×4＝120Hz的人類閃爍察覺頻率。這與要求30Hz×15＝450Hz的傳統(tǒng)幀調(diào)制方案不同，30Hz×15＝450Hz是實施例3的行速率的3.75倍。由于LCD的功率消耗直接與工作頻率有關(guān)，所以頻率的這種變化意味著功率消耗以同樣的比例降低。
交錯掃描與傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制方法不同，在行或COM尋址時間周期或掃描時間周期內(nèi)，例如在每個行或COM尋址時間周期或掃描時間周期內(nèi)，對列電極施加的SEG信號或電壓基本保持不變。與脈寬調(diào)制方法相比，這樣可以降低對列電極施加的信號的切換率，而且可以降低功率消耗。如下所述，可以將本發(fā)明的上述特征與交錯掃描組合在一起，以進一步提高顯示性能。
與對諸如行1至行N的行電極連續(xù)施加行掃描信號的順序行尋址方案相比，交錯掃描方法可以顯著降低閃爍。在交錯掃描的一個實施例中，所有顯示行被劃分為兩個場僅含有奇數(shù)行的奇數(shù)場和僅含有偶數(shù)行的偶數(shù)場，其中在奇數(shù)場掃描周期內(nèi)，顯示奇數(shù)行，而在偶數(shù)場掃描周期內(nèi)，顯示偶數(shù)行。這種交錯掃描實施例尤其可以用于諸如移動發(fā)報蜂窩電話、個人數(shù)字助理或?qū)ず魴C的設(shè)備。例如，后面緊接著序列{2，4，6，...}的序列{1，3，5，...}可以急劇減小棋盤圖形的列驅(qū)動器功率消耗(為了實現(xiàn)灰色陰影，各種漸變色算法通常使用棋盤圖形)和ON-OFF條(通常用于產(chǎn)生屏幕圖形用戶界面菜單)，而對于所有其它顯示菜單，中等降低功率消耗。利用掃描序列生成器可以引入該實施例，掃描序列生成器具有固定、非時序行掃描序列，例如，后面緊接著序列{2，4，6，...}的序列{1，3，5，...}。通過交換數(shù)字計數(shù)器的最低有效位(LSB)和最高有效位(MSB)，可以產(chǎn)生該一系列序列。例如，利用7位計數(shù)器控制128行LCD。然后，將計數(shù)器的位7與位0進行交換，產(chǎn)生序列{0，2，4，6，8，...}+{1，3，5，7，...}。作為一種選擇，如下所述，可以將非時序行掃描序列裝入圖3所示的解碼器和RAM地址生成器，以產(chǎn)生同樣的效果。
顯然，可以將全顯示的各行劃分為兩個以上的場。一個例子是將顯示劃分為3個場，其中第一場包括行1，4，7，...，第二場包括行2，5，8，...，第三場包括行3，6，9，...。還可以采用將顯示劃分為單獨場的其它方式，而且它們也屬于本發(fā)明范圍。
在優(yōu)選實施例中，如下所述，可以將用于顯示灰色陰影的本發(fā)明的上述方面與交錯掃描有利地組合在一起。
實施例58陰影調(diào)制，交錯掃描與在實施例2中相同，每組使用同樣的3個幀，一個幀可以將掃描序列從傳統(tǒng)逐行掃描序列變更為交錯掃描尋址方案產(chǎn)生的2場交錯掃描序列，即1-3-5-7-...-2-4-6-8-...，而且整個幀序列變成幀1-奇數(shù)1t/行幀2-偶數(shù)3t/行幀3-奇數(shù)4t/行幀1-偶數(shù)2t/行幀2-奇數(shù)3t/行幀3-偶數(shù)4t/行幀1-奇數(shù)2t/行幀2-偶數(shù)3t/行幀3-奇數(shù)4t/行幀1-偶數(shù)2t/行幀2-奇數(shù)3t/行幀3-偶數(shù)4t/行通過以混用方式分離幀序列，例如，幀3-偶數(shù)和幀3-奇數(shù)，在全3幀組上，整個幀-3被掃描為兩個不同的編組。這實質(zhì)上使30Hz(順序完成3幀組所需的時間)的基幀速率加倍為60Hz。因此，在多幀調(diào)制方案中，采用交錯掃描，而不采用(1幀)調(diào)幅。
圖2示出這種實施例。圖2是用于說明本發(fā)明一個實施例的各方面的、以交錯方式分別對行電極和列電極施加的COM和SEG脈沖的時序圖。為了使說明簡潔起見，圖2所示的顯示器僅包括編號為1至4的4個行電極或COM電極對應(yīng)的4行。對行或COM電極1-4施加的行掃描信號或電壓或者尋址信號或電壓分別被標(biāo)記為COM1至COM4。為了簡單起見，圖2所示的顯示器僅包括8個與編號為1-8的8個列電極或SEG電極對應(yīng)的垂直行，其中對列電極1-8施加的數(shù)據(jù)信號分別上SEG1至SEG8。顯然，可以使用比4行電極或8列電極更多或更少的行電極和列電極，而且它們屬于本發(fā)明范圍。因此，在奇數(shù)場期間，可以對行電極1和3施加尋址信號，用于顯示顯示器的行1和3，而在偶數(shù)場期間，可以對行電極2和4施加尋址信號，用于顯示顯示器的行2和4，其中兩個場的各行形成整個顯示器。
圖2示出對上面的幀序列所做的修改。因此，掃描序列首先以奇數(shù)場開始，在該奇數(shù)場期間，在時間上連續(xù)地對行或COM電極1和3施加行掃描或?qū)ぶ沸盘朇OM1和COM3。換句話說，行掃描信號COM3跟在行掃描信號COM1的后面，其中在頭兩個垂直虛線行32和42之間，利用水平距離或時間周期(1/2)T表示的第一奇數(shù)場掃描或?qū)ぶ分芷谄陂g，施加兩個尋址信號。
在圖2中，在該圖的右側(cè)，示出該顯示器的4個水平行和8個垂直行。請注意，在虛線32與34之間的第一奇數(shù)場尋址周期期間，分別對8列或SEG電極1至8施加數(shù)據(jù)信號SEG1至SEG8。從其是2t、3t和4t的相應(yīng)行掃描或?qū)ぶ窌r間周期中，分別選擇電壓脈沖COM1和COM3的寬度。上述情況也適于電壓信號COM2和COM4。在圖2所示的例子中，電壓脈沖COM1和COM3的寬度分別是2t，因此虛線行32與34之間的奇數(shù)場尋址周期是4t。電壓脈沖COM2和COM4的寬度分別是3t，因此虛線行34與36之間的偶數(shù)場尋址周期是6t。請注意，從圖2中可以看出，在第一偶數(shù)場掃描或?qū)ぶ分芷趦?nèi)，分別在奇數(shù)或偶數(shù)場尋址周期4t、6t和8t期間，對列電極施加的SEG信號或電壓基本保持不變。
如上所述，與傳統(tǒng)脈寬調(diào)制不同，在行或COM尋址或掃描時間周期期間，例如，在圖2所示的脈沖COM1(2t)+和COM1(2t)-的行或COM尋址或掃描時間周期2t期間，對列電極施加的SEG信號或電壓基本保持不變。與脈寬調(diào)制方法相比，這樣就降低了對列電極施加的信號的切換率，而且降低了功率消耗。
實際上，通過在整個奇數(shù)或偶數(shù)場掃描或?qū)ぶ窌r間周期期間使列信號基本保持不變，該整個奇數(shù)或偶數(shù)場掃描或?qū)ぶ窌r間周期可以是圖2所示4t、6t和8t之一，在交錯掃描實施例中，可以將列電極數(shù)據(jù)信號SEG1至SEG8的切換率進一步降低到原來的1/2，而保持要求的高幀速率，例如60Hz的幀速率。
如圖2所示，垂直虛線32與34之間的奇數(shù)掃描時間周期是2×2t，如上表所示。垂直虛線34與36之間的下一個場掃描或?qū)ぶ窌r間周期用于掃描偶數(shù)場上的行電極，而且它具有時長2×3t。緊接著的場掃描或?qū)ぶ窌r間周期用于奇數(shù)場，而且在垂直虛線36與38之間，具有時長2×4t。緊接著的時間周期是垂直虛線38與40之間的時長2×2t的奇數(shù)場尋址或掃描時間周期，其中虛線38與40之間的時長也是2×2t。因此，從圖2可以看出，同時以該順序(2t/O)、3t/E、4t/O；(2t/E)、3t/O、4t/E、(2t/O)、3t/E、4t/O；(2t/E)、3t/O、4t/E...順序施加相應(yīng)時長2t、3t和4t的3幀1、2、3的組，因此，正如對2t情況著重說明的那樣，在偶數(shù)場與奇數(shù)場之間形成良好的交錯掃描圖形。
本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員明白，所施加的行掃描或?qū)ぶ沸盘杻?yōu)選是AC，而非DC。因此，對于對4個COM電極分別施加的每個正電壓脈沖，施加相應(yīng)的負(fù)電壓脈沖。對于不同寬度的不同電壓脈沖，情況也如此。因此，例如，對于寬度為2t的每個正向電壓脈沖，施加同樣寬度的負(fù)向電壓脈沖。圖2中示出這種情況。例如，對第一行電極施加的寬度2t的脈沖，即對行電極1施加的COM1(2t)+被后續(xù)負(fù)電壓脈沖COM1(2t)-平衡。同樣，在對行或COM電極2施加時，是負(fù)向的負(fù)向脈沖COM2(2t)-后面是同樣寬度的正向脈沖COM2(2t)+。對于寬度為3t和4t的電壓脈沖，情況也如此。因此，在無窮重復(fù)的行尋址信號的滿周期T內(nèi)，對于滿周期T期間的總共6個脈沖，同樣寬度的一對正向脈沖和負(fù)向脈沖分別施加3個不同寬度2t、3t和4t，滿周期T是圖2所示的4個信號COM1至COM4的周期。
從圖2可以看出，請注意，對第一行電極COM1施加的同樣寬度COM1(2t)+和COM1(2t)-的一對正向和負(fù)向電壓脈沖之間的時長被分離開的時長基本等于滿周期的一半，即(1/2)T。此外，顯然，在施加脈沖COM1(2t)+與COM1(2t)-之間，在基本是該時長(1/2)T的中點的時間，施加與對第二行電極COM2施加的同樣寬度的相應(yīng)脈沖，即COM2(2t)-。換句話說，施加在T/2期間使n個不同場內(nèi)的行顯示基本相同的行尋址時間周期T/2，因此，不同場內(nèi)的物理相鄰像素行(或物理并排像素行)在時間上分離開T/4的整數(shù)倍，從而可以提高觀眾觀看的行速率。
例如，位于32的COM1脈沖與位于38的COM2脈沖之間的時長是時長(1/2)T的一半(1/2)。這意味著，對于觀看顯示器的觀眾，寬度為2t的脈沖的行速率是對第一和第二行電極時間的脈沖寬度的二倍。因此，如果(1/2)T表示的整個幀速率是30Hz，則觀眾可以觀看到60Hz的有效行速率。從圖2可以看出，顯然，基本上對于4行尋址信號COM1至COM4中寬度為2t、3t和4t的所有脈沖，這種特征同樣正確。因此，對于觀眾，即使4信號COM1至COM4的實際行速率僅為30Hz，這些脈沖仍具有60Hz的視在行速率。這樣可以有效減小閃爍，而且可以降低LCD的總行速率和功率消耗。
以顯示器的8個垂直行分別顯示8個灰色陰影級的相應(yīng)灰色陰影的方式，分別對8列電極施加8數(shù)據(jù)信號SEG1至SEG8。例如，如圖2所示，信號SEG1是這樣的，以致沿第一垂直行的4個像素將顯示灰色陰影0，而信號SEG2將時沿垂直行2的4個像素顯示0-9灰度級的灰色陰影2/9。同樣，信號SEG3-SEG8是這樣的，以致沿垂直行3-8相應(yīng)之一的4個像素分別顯示3/9；4/9；5/9；6/9；7/9和9/9的相應(yīng)灰色陰影。
從圖2中可以看出，含有行1和3的奇數(shù)場與含有行2和4的偶數(shù)場交錯。如果以上述方式將整個顯示器劃分為3個場，則包括行1、4、7、10...；2、5、8、11、...；3、6、9、12、...的3個不同場交錯。
圖3是用于說明本發(fā)明的、LCD及其有關(guān)控制與驅(qū)動電路的方框圖。采用利用不同行掃描序列產(chǎn)生圖像的顯示器驅(qū)動器，可以實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點。圖3示出這樣一種實施例，但是其它方法可以以這樣的方式顯示信息。特別是，顯示器100接收顯示輸入102，顯示輸入102被存儲到顯示數(shù)據(jù)RAM 104內(nèi)。顯示器100的所有基準(zhǔn)包括在本說明書、權(quán)利要求以及附圖的其它地方描述的顯示類型以及利用時序或非時序或變化的行掃描序列以減少功率工作的任何其它顯示類型。顯示輸入102可以包括要顯示的位映像信息，或者包括將被變換為包括彩色顯示的多層信息的位映像顯示數(shù)據(jù)的字符串或某種其它高級指示。顯示數(shù)據(jù)102存儲在顯示數(shù)據(jù)RAM 104內(nèi)，保持在此，用于最終產(chǎn)生列數(shù)據(jù)信號SE Gj，j在1至M之間。
借助查用表105，通過產(chǎn)生行掃描序列106a，掃描序列生成器106控制要掃描的各行的順序。利用解碼器108，行掃描序列用于提供行尋址信號COMi，i在1至N的范圍內(nèi)，解碼器108產(chǎn)生多個對應(yīng)于每行、由行驅(qū)動器22放大的信號，以產(chǎn)生行尋址信號。行掃描序列106a還與從顯示數(shù)據(jù)RAM 104中讀取顯示信息的序列、要對COM電極施加的信號的行周期對應(yīng)，而且用于產(chǎn)生相應(yīng)列數(shù)據(jù)信號SEGj。具體地說，RAM地址生成器110將行掃描序列SEGj變換為顯示數(shù)據(jù)RAM地址。這些地址分別對應(yīng)于用于顯示存儲在顯示數(shù)據(jù)RAM 104內(nèi)的信息的行地址和列地址。因此，同時利用行掃描序列106a產(chǎn)生行地址信號COMi，并指示顯示RAM地址生成器110產(chǎn)生適當(dāng)?shù)刂沸盘枺栽跀?shù)據(jù)RAM 104內(nèi)進行讀取，從而產(chǎn)生相應(yīng)SEG信號。行驅(qū)動器22和列驅(qū)動器24的典型CMOS實現(xiàn)包括典型的CMOS邏輯、復(fù)用器、去復(fù)用器、計數(shù)器、電平移動器以及輸出驅(qū)動器級，這些均為混合模式CMOS電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員眾所周知。為了改變電壓脈沖的寬度，時鐘120將時鐘信號送到受控制器124控制的可編程計數(shù)器122。將可編程計數(shù)器的輸出送到掃描序列生成器106，以便產(chǎn)生的掃描序列具有相應(yīng)電壓脈沖的適當(dāng)時長。顯示裝置100的所有電路模塊均受控制器124的控制。然而，為了簡化該圖，除了到計數(shù)器122的連接之外，省略了控制器124與其余電路模塊之間的連接。
圖4是用于說明本發(fā)明的、LCD的透射率與對LCD施加的電壓的均方根的曲線圖。除了降低上面要求的幀速率之外，還請注意，如圖4所示，STN LCD的調(diào)制曲線不是線性的，而在該曲線的兩端具有彎曲。換句話說，與遠(yuǎn)離兩端的透射率相比，在灰度級的兩端或者靠近灰度級的兩端，LCD的透射率對液晶材料兩端的電壓的變化非常不敏感。對這種非線性進行補償?shù)囊环N方式是施加其非線性灰度級以非均勻步長變化的時間周期的電壓脈沖。圖5A所示的調(diào)制曲線示出這種情況，圖5A所示的調(diào)制曲線是用于說明本發(fā)明的非線性灰度級的曲線圖。如圖5A所示，隨著數(shù)據(jù)接近灰度級的端點0或16，在其間施加電壓的時間周期的調(diào)制步長增加，而對于數(shù)據(jù)＝5-11之間的中間陰影，調(diào)制步長更小。這種曲線對抗圖4所示液晶的T-V曲線的非線性效應(yīng)，而且具有在STN上擴展所獲得的調(diào)制陰影的可視性的所需效果。
通常，利用PWM，或者利用采用非常高幀速率的FRM可以實現(xiàn)這種彎曲數(shù)據(jù)與Vrms的映像。本發(fā)明的機制提供了一種對于線性調(diào)制，無需提高幀速率就可以實現(xiàn)補償?shù)恼{(diào)制曲線的方式。
因此，通過以30Hz實際循環(huán)整個3幀組，實施例3的3幀調(diào)制可以實現(xiàn)“接近60Hz的刷新速率”。同樣，通過以30Hz循環(huán)整個4幀組，實施例5的4幀調(diào)制可以具有“約60Hz的刷新速率”。
換句話說，這種“可視閃爍減少”技術(shù)可以降低所要求的灰色陰影STN LCD系統(tǒng)的工作頻率，因此可以降低循環(huán)的功率。
此外，還可以進一步推斷，可以應(yīng)用上述交錯掃描方案，其中將每組劃分為以3遞增掃描序列的3個子組1，4，7，10，...，2，5，8，11，...，3，6，9，12，...；或以4遞增掃描序列的4個子組，等。
圖5B是用于實現(xiàn)圖5A所示灰度級，列出5個不同行掃描周期及其各組合的表。因此，施加5個幀A、B、C、D、E顯示如下比例的時間周期7∶9∶11∶12∶13。利用圖5B所示表中列出的組合，實現(xiàn)16種灰色陰影(0-15)。因此，例如，為了顯示灰色陰影8，每次分別采用幀A、B、C總共27個任意時間單位。該表中的右側(cè)列140分別列出1 6種灰色陰影的相應(yīng)任意時間單位，其中灰色陰影的值在0至52之間。在最右列142列出根據(jù)時間單位從一個灰色陰影到下一個灰色陰影增加的步長7、5、4、3、2、2、2、2、2、2、2、3、4，5，7。任意時間單位的這種灰色陰影的值形成圖5A所示各點的縱坐標(biāo)值。
與上述圖2所示交錯掃描實施例相同，可以以圖6所示同樣方式施加5幀組A-E。此外，與圖2所示實施例相同，在圖6所示實施例中，在另一個場的連續(xù)脈沖之間的時間的大致中途的時間，施加奇數(shù)場脈沖或偶數(shù)場脈沖。例如，在圖6中，請注意，在在位置152和154施加偶數(shù)場的同一個幀D的連續(xù)脈沖之間的時間的中途的時間，施加在幀序列的位置150，在奇數(shù)場期間施加的幀D。分別對于兩個場中的幀A-D，情況也如此。
該原理可以擴展到其中顯示器的各行被劃分為2個場以上，例如3個或者4個場的實施例。因此，參考圖2，其中顯示器被劃分為2個場，在兩個脈沖COM1(2t)+和COM1(2t)-之間的時間的中途，施加脈沖COM2(2t)-。如圖2所示，COM1(2t)+與COM1(2T)-之間的時間周期是(1/2)T，其中T是滿周期的時長。因此，基本上在該時間周期(1/2)T的中點，出現(xiàn)脈沖COM2(2t)-。該原理同樣可以擴展到其中將顯示器的水平行劃分為4個場的實施例，在這種情況下，不是在行32與行34之間的中途，而是在該方向的四分之一或四分之三出現(xiàn)脈沖。通常，在其中將顯示器的水平行劃分為n個場的實施例中，n是比1大的整數(shù)，其中在滿尋址周期T期間，所施加的信號脈沖使不同場上的各行顯示基本相同的行尋址時間周期，應(yīng)用該信號脈沖使得在不同場內(nèi)顯示的各行在時間上分離開T/2n的整數(shù)倍。這樣使觀眾觀看到的行速率提高到約n倍。不是將時間周期T處理成其中施加反極性脈沖的滿尋址周期，而是將時間周期(1/2)T處理成其中僅施加同樣極性的脈沖的滿尋址周期，如圖2所示。
圖7A是用于說明本發(fā)明的另一個非線性灰度級的曲線圖。圖7B是用于實現(xiàn)圖7A所示灰度級，列出5個不同行掃描周期及其各種組合的表。以上面對圖5A和5B進行解釋的同樣方式，解釋圖7A和7B。
圖8是用于說明本發(fā)明的各方面，在交錯方案中，采用圖7B所示5個不同行掃描周期的幀尋址序列的表。與圖6所示方案類似，也可以觀察到，在另一個場的同一個幀的連續(xù)脈沖之間的時間的中途，施加對該序列的每個場顯示的每個幀。
以圖7B所示的方式，顯示5個幀A-E，以實現(xiàn)圖7A所示的32種灰色陰影。根據(jù)圖7B，請注意，為了顯示灰色陰影1和灰色陰影0.5，與灰色陰影2、6-9、16-21、26-28和31相比，僅將幀A顯示0.5個時間周期。為了實現(xiàn)這種特性，參考圖3，采用數(shù)據(jù)傳輸塊130。塊130含有“異或”門，該“異或”門接收用于顯示幀A的數(shù)據(jù)的X地址和Y地址的最低有效位，作為輸入。對該門的輸出進行上舍入或下舍入，以便僅施加幀A的電壓脈沖半個時間周期。
在上述實施例中，僅對整個場保持同樣的COM脈沖類型(行周期)。在圖2所示的實施例中，例如，對行電極COM1和COM3施加同樣行周期的尋址信號。在變換實施例中，可以將每幀進一步劃分為更小組的編組。因此，在圖2中，例如，可以對COM1和COM3采用不同的行周期，而且可以對COM2和COM4采用不同的行周期。作為另一個例子，可以將奇數(shù)場劃分為(行1，3，5)，(行7，9，11)，(...)，而將偶數(shù)場劃分為(行2，4，6)，(行8，10，12)，(...)，而且在在同一個場的更小組期間，采用不同行周期。換句話說，奇數(shù)場的第二組的各行(行7，9，11)的行周期與第一組中各行(行1，3，5)的行周期不同，等等。而且，偶數(shù)場的第二組中的各行(行8，10，12)的行周期與第一組中的各行(行2，4，6)的行周期不同?？梢栽跁r間上順序施加該序列中最長時間周期和最短時間周期期間施加的電位。也可以采用不同序列的行周期或速率，掃描場中的各不同子部分。COM行周期的這種更快交替使不同行周期的掃描更緊密混合在一起，因此，甚至超過更高行速率引起的更高LCD負(fù)荷。
上面利用APT和IAPT波形，對本發(fā)明分各方面進行了說明。然而，這些方面還可以應(yīng)用于多行選擇(MLS)，而且可以應(yīng)用于主動尋址(AA)。通過將波形生成過程變更為MLS或AA體系結(jié)構(gòu)，并利用在此描述的同樣的行速率調(diào)制原理，可以利用這樣修改的MLS方案產(chǎn)生大量易于區(qū)分的灰色陰影，同時功率的增加量最少，而且不恢復(fù)到使用PWM。換句話說，可以對上述實施例進行修改，以便在修改的MLS或AA方案中，可以同時對一個以上的行電極施加行尋址信號。
可以采用與上面概括說明的行周期不同的行周期，例如，其中行周期形成指數(shù)關(guān)系。例如，為了獲得16個不同灰色陰影，可以采用4個重復(fù)幀，而且4個幀的行周期形成體現(xiàn)關(guān)系1-2-4-8的整數(shù)比。因此，通過組合不同的幀，每個像素可以具有0至1+2+4+8＝15的調(diào)制。盡管這種指數(shù)行周期可以減少所需的幀數(shù)量，但是最快幀具有比最慢幀快8倍的行周期。行周期的這種大差別導(dǎo)致更快幀承受更顯著失真，因為行(COM)掃描信號的RC延遲以及列(SEG)轉(zhuǎn)換。采用同樣的方法，得到32個同等灰色陰影分割需要具有1-2-4-8-16行周期比例的5個重復(fù)幀。由于無源STN顯示器通常具有與行掃描電極有關(guān)的顯著RC延遲，因此更希望尋求一種以行周期的非常小差別產(chǎn)生精細(xì)調(diào)制，并因此可以將更快重復(fù)幀承受的失真降低到最小的方法。
通過引入“非指數(shù)”幀，可以避免這種失真，其中幾個密集的幀用于產(chǎn)生大量調(diào)制電平，其中行周期的最小-最多差別不超過2。換句話說，如果以升序以序列方式排列至少3個不同重復(fù)幀的行周期(例如2-3-4和7-9-11-12-13)，位于序列的末尾或者接近序列的末尾的行周期不超過位于該序列的開始或接近該序列的開始的行周期的2倍。在其中行周期形成升序序列2-3-4和7-9-11-12-13的例子中，位于該序列的末尾的最后值(2-3-4中的4和7-9-11-12-13中的13)不超過位于該序列的開始的行周期的第一值(即，2-3-4中的2和7-9-11-12-13中的7)的2倍。當(dāng)然，通過使2或7之前的或者4或13之后的附加行周期包括在上述典型序列中，可以采用根據(jù)上述序列的變型的實施例，同時保持上述優(yōu)點。優(yōu)選利用上述重復(fù)幀實現(xiàn)4、8或16電平調(diào)制。在每個行周期內(nèi)，所施加的信號使列電極基本處于同樣的(各)電壓電平。換句話說，對于具有特定行周期的幀，最慢幀或者接近最慢幀的行周期不超過最快幀或者接近最快幀的行周期的2倍。
利用上面描述的其行周期比值為2-3-4，6-9-11-12-13，7-9-11-12-13，3-4-5-6的重復(fù)幀的例子，約2.2倍的該序列的開始的行周期(2，6，7和3)大于位于該序列的末尾的行周期(4、13、13和6)。換句話說，該序列的末尾的行周期(4，13，13和6)小于該序列的開始的行周期(示例序列中的2，6，7和3)的2.2倍。對于某些重復(fù)幀(例如，具有行周期6-9-11-12-13)，可以產(chǎn)生多于30灰度級的灰色陰影。在每個行周期內(nèi)，所施加的信號導(dǎo)致列電極處于基本相同的電壓電平?？梢赃x擇行周期的其它值，以便該序列的末尾的行周期不大于該序列的開始的行周期的2.5倍。該變型以及其它變型在本發(fā)明范圍內(nèi)。
此外，當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，可以對該序列內(nèi)的每對相鄰值計算這種值之間的差值?？梢詢?yōu)選選擇周期值，以便各對相鄰值之間的這種差值從該序列的開始到該序列的末尾降低。更優(yōu)選選擇該周期，以便這種降低是從該序列的開始到該序列的末尾單調(diào)遞減。
在各種不同實施例中，至少3個重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成互相之間的相對整數(shù)比，以產(chǎn)生灰度級調(diào)制。因此，在不同幀的行周期之間，存在最大公分母。在上面的例子2-3-4，6-9-11-12-13，7-9-11-12-13，3-4-5-6中，最大公分母是1。請注意，在其中行周期的值以升序以序列方式排列的所有例子中，位于該序列的末尾或者接近該序列的末尾的每對相鄰值之間的差值基本等于這些值的最大公分母。在上面的例子中，3個最慢行周期之間相差作為最大公分母的基本上同樣時間量。在每個行周期內(nèi)，所施加的信號使列電極基本上是同樣的(各)電壓電平。
在控制器124中，可以以本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員已知的方式，利用狀態(tài)機實現(xiàn)上述特性，控制器124控制計數(shù)器122和生成器106?？梢圆捎檬褂糜布④浖?、固件或者它們的組合的其它方案。
盡管上面參考各實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，顯然，可以在本發(fā)明范圍內(nèi)進行各種變更和修改，僅由所附權(quán)利要求及其等效物確定本發(fā)明范圍。引用在此參考的所有參考文獻的全部內(nèi)容供參考。
權(quán)利要求
1.一種用于在液晶顯示器上顯示灰色陰影圖像的方法，所述顯示器包括伸長行電極陣列和與該行電極交叉設(shè)置的伸長列電極陣列，其中在觀看方向觀察時，兩個電極陣列的重疊區(qū)域確定顯示器的像素，該方法包括對兩個電極陣列施加電位，以顯示不同重復(fù)幀或場，每個重復(fù)幀或場具有至少一個相應(yīng)行電極尋址周期，從而顯示要求的圖像，其中為了在要求的圖像中顯示大量不同灰色陰影至少之一，施加所述電位，以便所顯示的這些重復(fù)幀或場的相應(yīng)行電極尋址周期具有不同的時間長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，每個所述重復(fù)幀或場具有相應(yīng)行電極尋址周期，在該行電極尋址周期期間，對至少一個選擇的行電極施加行選擇電位，以便在與所述至少一個選擇的行電極重疊的至少一行像素上顯示圖像，其中施加電位，以便至少兩個重復(fù)幀或場具有不同的行電極尋址周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中施加電位，以便至少3個重復(fù)幀或場具有不同的行電極尋址周期，而且所述至少3個不同重復(fù)幀或場的值形成互相之間的相對整數(shù)比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成如下互相之間的相對整數(shù)比2∶3∶4，7∶9∶11∶12∶13，6∶9∶11∶12∶13或3∶4∶5∶6。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的每對相鄰值之間的差值基本上等于這些值的最大公分母。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值不大于位于該序列的開始或接近該序列的開始的值約2.5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值不大于位于該序列的開始或接近該序列的開始的值約2.2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值不大于位于該序列的開始或接近該序列的開始的值約2.0倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中以利用液晶顯示器顯示具有30個以上灰色陰影的圖像的方式，進行施加。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中以在每個行電極尋址周期對行電極施加基本相同的電位的方式，進行施加。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，行周期是這樣的，以致序列中各對相鄰值之間的差值從該序列的開始到該序列的末尾降低。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述降低是從該序列的開始到該序列的末尾單調(diào)遞減。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中以顯示3個重復(fù)幀或場的方式，進行所述施加，而且其中重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成如下互相之間的相對整數(shù)比2∶X∶2，其中X是正數(shù)，使得所述施加電位產(chǎn)生4個灰色陰影。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中以顯示3個重復(fù)幀或場的方式，進行所述施加，而且其中重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成如下互相之間的相對整數(shù)比2∶3∶4，使得所述施加電位產(chǎn)生8個灰色陰影。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中以顯示4個重復(fù)幀或場的方式，進行所述施加，而且其中重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成如下互相之間的相對整數(shù)比3∶4∶5∶6，使得所述施加電位產(chǎn)生15個灰色陰影。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中以顯示5個重復(fù)幀或場的方式，進行所述施加，而且其中重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成如下互相之間的相對整數(shù)比7∶9∶11∶12∶13，使得所述施加電位產(chǎn)生16個灰色陰影。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中以顯示5個重復(fù)幀或場的方式，進行所述施加，而且其中重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值形成如下互相之間的相對整數(shù)比6∶9∶11∶12∶13，使得所述施加電位產(chǎn)生32個灰色陰影。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述要求的圖像包括分別對應(yīng)于行電極之一的各行，其中所述施加使得要顯示重復(fù)場，而且其中至少兩個重復(fù)場中每一個含有少于所述要求圖像的全部行。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述要求的圖像包括行，其中所述至少兩個重復(fù)幀含有所述要求圖像的互補行。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中至少一組3個或者4個重復(fù)場含有合起來含有所述要求圖像的所有行的行。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中施加過程施加電位，以便在不同的相應(yīng)場掃描周期期間，顯示所述至少兩個重復(fù)場中每一個的各行。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述至少兩個重復(fù)場的各行互相交錯。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述至少兩個重復(fù)場的各行構(gòu)成所述要求圖像的所有行，所述至少兩個重復(fù)場之一含有奇數(shù)行，而所述至少兩個重復(fù)場之另一含有偶數(shù)行，其中在奇數(shù)場掃描周期期間顯示奇數(shù)行，而在偶數(shù)場掃描周期期間顯示偶數(shù)行。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在至少一些場掃描周期中每一個內(nèi)，施加過程對列電極施加基本不變的電位。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中根據(jù)不同行電極尋址周期的時序，施加過程對行電極施加電位各時間周期。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中根據(jù)時序，在滿尋址周期的第一個半周期期間，施加過程對行電極施加第一極性的電位，而在滿尋址周期的第二個半周期期間，施加過程施加第二極性的電位。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中在滿尋址周期期間，施加過程對行電極施加相反極性的電位，而且其中分別施加相反極性電位的時間基本上是滿尋址周期一半的相同行電極尋址周期。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中以這樣的方式進行施加，以致在時間上連續(xù)施加在該序列中最長和最短時間周期期間施加的電位。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中至少兩個重復(fù)場包括n個重復(fù)場，該n個重復(fù)場組合起來含有所述要求圖像的所有行，n是大于1的整數(shù)，而且施加過程施加使n個不同場中各行顯示滿尋址周期T中的基本相同行尋址時間周期或(1/2)T的信號脈沖，而且其中在時間上分開T/2n的整數(shù)倍，施加這些信號脈沖，以顯示不同場內(nèi)的各物理相鄰行，從而提高觀眾觀看到的行速率。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中至少兩個重復(fù)場包括奇數(shù)場和偶數(shù)場，而且施加過程施加使奇數(shù)場和偶數(shù)場內(nèi)的行顯示滿尋址周期T中的基本相同行尋址時間周期或T/2的信號脈沖，而且其中在時間上分開T/4的整數(shù)倍，施加這些信號脈沖，以顯示不同場內(nèi)的各物理并排像素行，從而提高觀眾觀看到的行速率。
31.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中至少一個場內(nèi)的各行被劃分為子組，而且施加過程施加信號脈沖，以顯示相應(yīng)子組的各行，而且其中施加信號脈沖不同行尋址時間周期的時間，施加所述信號脈沖以顯示兩個不同子組的各行。
32.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中每個所述重復(fù)幀或場具有相應(yīng)行電極尋址周期，在該行電極尋址周期期間，對兩個或者更多個選擇的行電極施加行選擇電位，以在與所述兩個或者更多個選擇的行電極重疊的兩個或者更多個相應(yīng)行像素上顯示圖像。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中在產(chǎn)生用于顯示灰色陰影的電位的過程中，不采用脈寬調(diào)制。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中施加過程導(dǎo)致顯示非線性灰色陰影。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中以步長將灰色陰影分開，而且遠(yuǎn)離一個灰度級的末尾的相鄰灰色陰影之間的步長比位于該灰度級的末尾或者接近該灰度級的末尾的相鄰灰色陰影之間的步長小。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個所述重復(fù)幀或場具有多個相應(yīng)行電極尋址周期，分別在各行電極尋址周期期間，對至少一個選擇的行電極施加行選擇電位，以在與所述至少一個選擇的行電極重疊的至少一行像素上顯示圖像，其中分別在至少一個所述重復(fù)幀或場的至少一些行電極尋址周期中每一個期間，對列電極施加基本相同的電位。
37.一種用于在液晶顯示器上顯示灰色陰影圖像的方法，所述顯示器包括伸長行電極陣列和與該行電極交叉設(shè)置的伸長列電極陣列，其中在觀看方向觀察時，兩個電極陣列的重疊區(qū)域確定顯示器的像素，該方法包括對兩個電極陣列施加電位，以顯示兩個或者更多個不同幀，每個幀被劃分為兩個或者更多個場，從而顯示要求圖像，所述要求圖像包括對應(yīng)于灰度級的行，其中施加所述電位，以便重復(fù)顯示各含有少于所述要求圖像的所有行的至少兩個場。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述至少兩個重復(fù)場含有所述要求圖像的互補行。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中為了在要求圖像上至少顯示大量不同灰色陰影之一，使重復(fù)場顯示不同時間周期。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中施加過程施加電位，以便在不同的相應(yīng)場掃描周期期間，分別顯示所述至少兩個重復(fù)場中每一個的各行。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中同一個幀的所述至少兩個重復(fù)場的各行互相交錯。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中至少兩個重復(fù)場包括n個重復(fù)場，該n個重復(fù)場組合起來含有所述要求圖像的所有行，n是大于1的整數(shù)，而且施加過程施加使n個不同場中各行顯示滿尋址周期T中的基本相同行尋址時間周期或(1/2)T的信號脈沖，而且其中在時間上分開T/2n的整數(shù)倍，施加這些信號脈沖，以顯示不同場內(nèi)的各物理相鄰行，從而提高觀眾觀看到的行速率。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中至少兩個重復(fù)場包括奇數(shù)場和偶數(shù)場，而且在施加過程施加使奇數(shù)場和偶數(shù)場內(nèi)的行顯示滿尋址周期T/2中的基本相同行尋址時間周期或T的信號脈沖，而且其中在時間上分開T/4的整數(shù)倍，施加所述信號脈沖，以顯示不同場內(nèi)的各物理相鄰行，從而提高觀眾觀看到的行速率。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述至少兩個重復(fù)場的各行構(gòu)成所述要求圖像的所有行，所述至少兩個重復(fù)場之一含有奇數(shù)行，而所述至少兩個重復(fù)場之另一含有偶數(shù)行，其中在奇數(shù)場掃描周期期間，顯示奇數(shù)行，而在偶數(shù)場掃描周期期間，顯示偶數(shù)行。
45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中至少分別在一些場掃描周期內(nèi)，施加過程對列電極施加基本不變的電位。
46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中根據(jù)不同行電極尋址周期的時序，施加過程對行電極施加電位各時間周期。
47.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中根據(jù)時序，在滿尋址周期的第一個半周期期間，施加過程對行電極施加第一極性的電位，而在滿尋址周期的第二個半周期期間，施加過程施加第二極性的電位。
48.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中在滿尋址周期期間，施加過程對行電極施加相反極性的電位，而且其中分別施加相反極性電位的時間基本上是滿尋址周期一半的相同行電極尋址周期。
49.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中以這樣的方式進行施加，以致在時間上連續(xù)施加在該序列中最長和最短時間周期期間施加的電位。
50.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中至少一組3個或者4個重復(fù)場含有合起來含有所述要求圖像的所有行的行。
51.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中施加過程導(dǎo)致顯示非線性灰色陰影。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中以步長將灰色陰影分開，而且遠(yuǎn)離一個灰度級的末尾的相鄰灰色陰影之間的步長比位于該灰度級的末尾或者接近該灰度級的末尾的相鄰灰色陰影之間的步長小。
53.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中每個所述重復(fù)場具有多個相應(yīng)行電極尋址周期，分別在各行電極尋址周期期間，對至少一個選擇的行電極施加行選擇電位，以在與所述至少一個選擇的行電極重疊的至少一行像素上顯示圖像，其中分別在至少一個所述重復(fù)幀或場的至少一些行電極尋址周期中每一個期間，對列電極施加基本上相同的電位。
54.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述至少兩個重復(fù)場的各行構(gòu)成所述要求圖像的所有行，所述至少兩個重復(fù)場之一含有奇數(shù)行，而所述至少兩個重復(fù)場之另一含有偶數(shù)行，其中在奇數(shù)場掃描周期期間顯示奇數(shù)行，而在偶數(shù)場掃描周期期間顯示偶數(shù)行。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中在至少其某些在時間上分別處于另一個場的連續(xù)脈沖之間的大致中途的時間，施加過程對行電極時間電位的奇數(shù)場脈沖或偶數(shù)場脈沖。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中根據(jù)不同時間周期的時序，對行電極施加電位不同時間周期。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中在在時間上分別處于另一個場的連續(xù)脈沖之間的大致中途的時間，施加過程對行電極施加電位的奇數(shù)場脈沖或偶數(shù)場脈沖的時間分別為該序列內(nèi)的時間周期。
58.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中至少一個場內(nèi)的各行被劃分為子組，而且施加過程施加信號脈沖，以顯示相應(yīng)子組的各行，而且其中施加信號脈沖不同行尋址時間周期的時間，施加該信號脈沖以顯示兩個不同子組的各行。
59.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，每個所述幀或場具有相應(yīng)行電極尋址周期，在該行電極尋址周期期間，對至少一個選擇的行電極施加行選擇電位，以在與所述至少一個選擇的行電極重疊的至少一行像素上顯示圖像，其中施加電位，以便至少兩個幀或場具有不同的行電極尋址周期。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中每個所述幀或場具有相應(yīng)行電極尋址周期，在該行電極尋址周期期間，對兩個或者更多個選擇的行電極施加行選擇電位，以在與所述兩個或者更多個選擇的行電極重疊的兩個或者更多個相應(yīng)行像素上顯示圖像。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的方法，其中在產(chǎn)生用于顯示灰色陰影的電位的過程中，不采用脈寬調(diào)制。
62.一種用于顯示灰色陰影圖像的設(shè)備，該設(shè)備包括液晶顯示器，包括伸長行電極陣列和與該行電極交叉設(shè)置的伸長列電極陣列，其中在觀看方向觀察時，兩個電極陣列的重疊區(qū)域確定顯示器的像素；以及驅(qū)動電路，用于對兩個電極陣列施加電位，以顯示重復(fù)幀或場，每個重復(fù)幀或場具有至少一個相應(yīng)行電極尋址周期，從而顯示要求的圖像，其中為了在要求的圖像中至少顯示大量不同灰色陰影之一，施加所述電位，以便所顯示的重復(fù)幀或場的相應(yīng)行電極尋址周期具有不同的時間長度。
63.一種用于顯示灰色陰影圖像的設(shè)備，該設(shè)備包括液晶顯示器，包括伸長行電極陣列和與該行電極交叉設(shè)置的伸長列電極陣列，其中在觀看方向觀察時，兩個電極陣列的重疊區(qū)域確定顯示器的像素；以及驅(qū)動電路，用于對兩個電極陣列施加電位，以顯示兩個或者更多個不同幀，每個幀分別被劃分為兩個或者更多個場，從而顯示要求的圖像，所述要求圖像包括行，其中施加電位，以便施加重復(fù)幀不同時間周期，而且其中重復(fù)顯示各含有少于所述要求圖像的所有行的至少兩個場。
64.一種用于在液晶顯示器上顯示灰色陰影圖像的方法，所述顯示器包括伸長行電極陣列和與該行電極交叉設(shè)置的伸長列電極陣列，其中在觀看方向觀察時，兩個電極陣列的重疊區(qū)域確定顯示器的像素，該方法包括對兩個電極陣列施加電位，以顯示不同重復(fù)幀或場，每個重復(fù)幀或場具有至少一個相應(yīng)行電極尋址周期，從而顯示要求的圖像，其中為了在要求的圖像中至少顯示大量不同灰色陰影之一，施加電位，以便至少3個重復(fù)幀或場的相應(yīng)行電極尋址周期具有不同的行電極尋址周期，而且形成互相之間的相對整數(shù)比，而且其中當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的每對相鄰值之間的差值基本上等于這些值的最大公分母。
65.一種用于在液晶顯示器上顯示灰色陰影圖像的方法，所述顯示器包括伸長行電極陣列和與該行電極交叉設(shè)置的伸長列電極陣列，其中在觀看方向觀察時，兩個電極陣列的重疊區(qū)域確定顯示器的像素，該方法包括對兩個電極陣列施加電位，以顯示不同重復(fù)幀或場，每個重復(fù)幀或場具有至少一個相應(yīng)行電極尋址周期，從而顯示要求的圖像，其中為了在要求的圖像中至少顯示大量不同灰色陰影之一，施加電位，以便至少3個重復(fù)幀或場的相應(yīng)行電極尋址周期具有不同的行電極尋址周期，而且其中當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值不大于位于該序列的開始或者接近該序列的開始的值的2.5倍。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值不大于位于該序列的開始或接近該序列的開始的值約2.2倍。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的值不大于位于該序列的開始或接近該序列的開始的值約2.0倍。
68.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中以利用液晶顯示器顯示具有30個以上灰色陰影的圖像的方式，進行施加。
69.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中以在各行電極尋址周期對行電極施加基本相同的電位的方式，進行施加。
70.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，行周期是這樣的，以致序列中各對相鄰值之間的差值從該序列的開始到該序列的末尾降低。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法，其中所述降低是從該序列的開始到該序列的末尾單調(diào)遞減。
72.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中位于該序列的末尾或接近該序列的末尾的每對相鄰值之間的差值基本上等于這些值的最大公分母。
73.一種用于在液晶顯示器上顯示灰色陰影圖像的方法，所述顯示器包括伸長行電極陣列和與該行電極交叉設(shè)置的伸長列電極陣列，其中在觀看方向觀察時，兩個電極陣列的重疊區(qū)域確定顯示器的像素，該方法包括對兩個電極陣列施加電位，以顯示不同重復(fù)幀或場，每個重復(fù)幀或場具有至少一個相應(yīng)行電極尋址周期，從而顯示要求的圖像，其中為了在要求的圖像中至少顯示大量不同灰色陰影之一，施加電位，以便至少3個重復(fù)幀或場的相應(yīng)行電極尋址周期具有不同的行電極尋址周期，并形成互相之間的相對整數(shù)比，而且其中當(dāng)以升序以序列方式排列至少3個不同的重復(fù)幀或場的行電極尋址周期的值時，行周期是這樣的，以致序列中各對相鄰值之間的差值從該序列的開始到該序列的末尾降低。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其中所述降低是從該序列的開始到該序列的末尾單調(diào)遞減。
全文摘要
在無源液晶顯示器中，顯示幀或場不同的時間周期，以實現(xiàn)灰度級。在行掃描周期或場掃描周期期間，對列電極施加的電壓脈沖具有基本固定的值，以降低功率消耗?？梢砸越诲e配置的方式，將顯示器的行劃分為奇數(shù)場和偶數(shù)場，以抑制閃爍，并通過降低幀速率，進一步降低功率消耗。
文檔編號G09G3/36GK1653512SQ03811166
公開日2005年8月10日 申請日期2003年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者梁振宇, 蕭宏, 阮世欣 申請人:Jps集團控股有限公司