有源矩陣可視顯示器、驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有源矩陣可視顯示器、驅(qū)動(dòng)電路及其驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有源矩陣是一種在有源矩陣可視顯示器或視頻顯示器中廣泛使用的尋址與驅(qū)動(dòng)架構(gòu)類型，其應(yīng)用范圍包括絕大多數(shù)平板可視顯示器，如TFT顯示器、IXD顯示器和AM-OLED平板顯示器;此外，幾乎所有光調(diào)制陣列器件以及微顯示器均采用有源矩陣尋址與驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，例如:IX0S(Liquid Crystal on Silicon)、DMD(數(shù)字微鏡器件)和DMS(數(shù)字MEMS微快門(mén))光調(diào)制陣列器件，以及0LED0S(0rganic Light Emitting D1de on Silicon)微顯不器。
[0003]有源矩陣可視顯示器尋址與驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的一個(gè)最基本實(shí)例如圖1所示，它通過(guò)將每一個(gè)像素單元連接到一個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管和存儲(chǔ)電容上，保持像素單元的顯示狀態(tài)。同時(shí)，矩陣中其他的像素單元被分配到一些靜態(tài)狀態(tài)的地址線，從而保持其未驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)。給定一個(gè)MxN的有源矩陣，顯示單元也被分配到MxN根地址線，這樣使得一個(gè)像素單元被驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，其他像素單元可以處在靜態(tài)，也解決了像素串?dāng)_的問(wèn)題。
[0004]應(yīng)用于各種有源矩陣可視(或視頻)顯示器10，光柵掃描作為基本的尋址和驅(qū)動(dòng)的方法，其基本工作原理如圖1所示。視頻顯示每幀所對(duì)應(yīng)的各個(gè)像素的灰度值信號(hào)，是從有源矩陣驅(qū)動(dòng)器上的像素灰度值幀緩沖存儲(chǔ)區(qū)中，按照一個(gè)從屏幕左頂端到右底端逐行自上向下的行序列，逐行傳輸至和存儲(chǔ)于相應(yīng)行序列自左向右的每個(gè)像素上;在整個(gè)屏幕的各個(gè)像素，依據(jù)所接收到的灰度值信號(hào)，而像素上所對(duì)應(yīng)的顯示像素單元20，則按照光柵掃描的順序逐個(gè)被點(diǎn)亮或充電，這就像一個(gè)電子束在CRT顯示器上，從屏幕左頂端到右底端沿水平線來(lái)回的在這一幀和下一幀之間移動(dòng)。
[0005]雖然光柵掃描是各種有源矩陣可視顯示器的基本尋址和驅(qū)動(dòng)方法，得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用，但是存在幾個(gè)根本的技術(shù)缺陷。例如，當(dāng)視頻中含有快速移動(dòng)的物體，其速度接近幀速率，光柵掃描通過(guò)所述的尋址和驅(qū)動(dòng)方式所實(shí)現(xiàn)的視頻顯示，就會(huì)與現(xiàn)實(shí)形成明顯的動(dòng)態(tài)像差，而這種動(dòng)態(tài)像差，被認(rèn)為是引起觀眾視覺(jué)眩暈的重要誘因之一。因而，通過(guò)改進(jìn)的有源陣列尋址和驅(qū)動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)全局整像幀同步顯示，被認(rèn)為解決視覺(jué)眩暈的有效方案之
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[0006]作一個(gè)典型的先前案例，美國(guó)專利US5，767，828和US5，959，598等所披露的方案，從某種意義上試圖為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。該方法的基本核心是對(duì)具有N階數(shù)字灰度信號(hào)的單個(gè)顯不幀進(jìn)行N個(gè)時(shí)間差分，以分解為2N個(gè)子幀，其中每子幀只含一個(gè)二進(jìn)位的子幀灰度信號(hào)(即“暗”或“亮”，或I階灰度)，而這一差分后的I階子幀灰度信號(hào)，按照上述光柵掃描的方式，從屏幕左頂端到右底端逐行自上向下的行序列，逐行傳輸至相應(yīng)行序列自左向右的每個(gè)像素上，并存儲(chǔ)于像素的第一個(gè)反向器上，再通過(guò)一個(gè)全局控制開(kāi)關(guān)晶體管將該I階灰度信號(hào)傳至第二個(gè)反向器，并同步反映在各個(gè)顯示像素單元上，從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)子幀全局I階灰度(即黑或白)同步顯示。
[0007]然而，由于該方法將一個(gè)幀分成很多個(gè)子幀(如最常用的8位灰階顯示，一個(gè)顯示幀共就要被差分為256個(gè)子幀)，這需要非?？斓挠性搓嚵袛?shù)據(jù)傳輸和信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力，以及非常快速響應(yīng)時(shí)間的顯示像素相配合，也需要消耗大量的電力。這種方法在實(shí)際中的應(yīng)用只限于一定的具有極快的響應(yīng)時(shí)間顯示技術(shù)，例如，超薄鐵電液晶LC0S，應(yīng)用范圍有限。同時(shí)，這樣將一幀分成數(shù)百個(gè)子幀，要為每一個(gè)子幀密集的分布數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，也會(huì)犧牲顯示驅(qū)動(dòng)的占空比，以及顯示設(shè)備的光電效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種有源矩陣可視顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，包括:多個(gè)像素驅(qū)動(dòng)子電路，用于一對(duì)一的給像素顯示單元提供驅(qū)動(dòng)顯示調(diào)制信號(hào);一個(gè)外圍驅(qū)動(dòng)電路，用于逐幀為所述像素驅(qū)動(dòng)子電路逐個(gè)提供通過(guò)差異化脈沖信號(hào)來(lái)表征該幀圖像灰階的幀灰度信號(hào)數(shù)據(jù)，并同步給所述多個(gè)像素驅(qū)動(dòng)子電路同步提供同步顯示控制信號(hào)，以在所述多個(gè)像素顯示單元上實(shí)現(xiàn)全局整像幀同步顯示；
[0009]不同驅(qū)動(dòng)子電路的幀信號(hào)接收電路接收的幀灰度信號(hào)數(shù)據(jù)為電壓幅度或時(shí)間長(zhǎng)度不同的脈沖信號(hào)；
[0010]其中，所述像素驅(qū)動(dòng)子電路包括:
[0011]至少一個(gè)幀信號(hào)轉(zhuǎn)換接收電路，用于逐幀逐像素地獲取表征圖像灰階的像幀信號(hào)數(shù)據(jù)接收幀灰度信號(hào)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為各個(gè)像素相對(duì)應(yīng)的第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù);至少一個(gè)第一存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)所述第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù);至少一個(gè)顯示信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，用于同步顯示控制信號(hào)，各個(gè)像素的從第一存儲(chǔ)單元獲取第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并將該幀所有的第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示調(diào)制信號(hào)圖像顯示數(shù)據(jù)同步傳輸給相應(yīng)的像素顯示單元，以實(shí)現(xiàn)全局整像幀同步顯示;至少一個(gè)第二存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù);所述第一存儲(chǔ)單兀至少包括一個(gè)電容器第一電容器。
[0012]一種包括所述的驅(qū)動(dòng)電路的有源矩陣可視顯示器，所述像素顯示單元由液晶構(gòu)成，或由者主動(dòng)自發(fā)光器件構(gòu)成。所述主動(dòng)自發(fā)光器件為發(fā)光二極管。所述像素顯示單元由一個(gè)MEMS光學(xué)調(diào)制器構(gòu)成，用于對(duì)入射光產(chǎn)生反射光學(xué)調(diào)制；和/或透射光調(diào)制單元，用于對(duì)入射光產(chǎn)生透射光學(xué)調(diào)制;和/或衍射光調(diào)制單元，用于對(duì)入射光產(chǎn)生衍射光學(xué)調(diào)制。
[0013]一種有源矩陣可視顯示器的驅(qū)動(dòng)方法，包括步驟:外圍驅(qū)動(dòng)電路用于逐幀為所述像素驅(qū)動(dòng)子電路逐個(gè)提供通過(guò)差異化脈沖信號(hào)來(lái)表征該幀圖像灰階的幀灰度信號(hào)數(shù)據(jù)，并同步給所述像素驅(qū)動(dòng)子電路同步提供同步顯示控制信號(hào)，以在所述多個(gè)像素顯示單元上實(shí)現(xiàn)全局整像幀同步顯示;像素驅(qū)動(dòng)子電路:接收所述幀灰度信號(hào)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù);逐幀逐像素地獲取表征圖像灰階的像幀信號(hào)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為各個(gè)像素相對(duì)應(yīng)的第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù);存儲(chǔ)第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù);根據(jù)同步顯示控制信號(hào)全局像幀顯示信號(hào)，各個(gè)像素的從第一存儲(chǔ)單元獲取存儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù);存儲(chǔ)第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù);根據(jù)同步顯示控制信號(hào)全局像幀顯示信號(hào)將該幀所有的第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成像素顯示數(shù)據(jù)顯示調(diào)制信號(hào)同步傳輸給相應(yīng)的像素顯示單元，以實(shí)現(xiàn)全局整像幀同步顯示;所述存儲(chǔ)第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù)至少通過(guò)一個(gè)電容器第一電容器實(shí)現(xiàn);其中，不同驅(qū)動(dòng)子電路的幀信號(hào)接收電路接收的幀灰度信號(hào)數(shù)據(jù)為電壓幅度或時(shí)間長(zhǎng)度不同的脈沖信號(hào)。
[0014]本發(fā)明以實(shí)現(xiàn)全局像幀-像幀的視頻顯示為目標(biāo)，采用新穎的有源矩陣驅(qū)動(dòng)體系以及相應(yīng)的像素驅(qū)動(dòng)子電路構(gòu)成的底板陣列設(shè)計(jì)，能夠用于包括TFT液晶、AMOLED、LCOS和DMD等多種有源矩陣可視顯示器。表征顯示圖像灰階的像幀信號(hào)數(shù)據(jù)，每次一像幀按時(shí)序逐個(gè)傳遞至并作為第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存入相對(duì)應(yīng)像素驅(qū)動(dòng)子電路的第一存儲(chǔ)單元，傾向性地采用一行行傳遞并存入方式;然后，所存入的第一存儲(chǔ)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移至并作為第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存入第二存儲(chǔ)單元;在一個(gè)全局像幀顯示信號(hào)賦予所有像素驅(qū)動(dòng)子電路時(shí)，所有在像素驅(qū)動(dòng)子電路上存入的第二存儲(chǔ)數(shù)據(jù)被一對(duì)一轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的像素顯示數(shù)據(jù)，并被同步傳送到所有相應(yīng)所有像素驅(qū)動(dòng)子電路的第一像素顯示電極上，以實(shí)時(shí)全局整像幀同步顯示。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為傳統(tǒng)的顯示器驅(qū)動(dòng)電路示意圖；
[0016]圖1a為圖1局部區(qū)域的放大圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的驅(qū)動(dòng)電路和像素顯示單元組成的背板陣列所構(gòu)成的幀頻信號(hào)輸入及全局像幀顯示基本原理示意圖；
[0018]圖3為圖1中驅(qū)動(dòng)子電路、外圍驅(qū)動(dòng)電路和像素顯示單元連接關(guān)系電路圖；
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的驅(qū)動(dòng)電路視覺(jué)顯示逐行掃描技術(shù)示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二的驅(qū)動(dòng)電路中驅(qū)動(dòng)子電路和像素顯示單元連接關(guān)系電路圖；
[0021]圖6為本發(fā)明實(shí)施例三的的驅(qū)動(dòng)電路中驅(qū)動(dòng)子電路和像素