[发明专利]用于调制多路复用象素显示器的方法

说明书

                        发明背景

发明领域

本发明总体涉及电子驱动电路，特别涉及一种通过多路复用预确定电压驱动显示器显示、以在液晶显示器中实现在象素电极的饱和电压和临界电压(threshold voltage)之间调制的新颖电路和方法。

背景技术说明

图1表示典型的液晶显示器的单个象素单元100。象素单元100包括液晶层102，它包含在透明公共电极104和象素存储电极106之间，以及存储元件108。存储元件108包括附加的数据输入端110和112、数据输出端114以及控制端116。为响应在控制端116上的写入信号，存储元件108读取在一对位线(B+和B-)118和120上给定的附加数据信号，并将该信号锁存在输出端114和相连接的象素电极106上。

液晶层102旋转通过它的偏振光，旋转的程度依赖于液晶层102上的均方根(RMS)电压。利用这种旋转偏振的能力来调制如下的发射光的强度。入射光束122由偏光器124偏振。其后，该偏振光束穿过液晶层102，并被象素电极106反射，然后再穿过液晶层102。在这两次穿过液晶层102的过程中，该偏振光束依据在象素存储电极106上给定的数据信号旋转一定度数。该光束于是穿过偏光器126，只有特定极性的部分光束才能穿过。因此，通过偏光器126的反射光束的强度，依赖于液晶层102产生的偏振光旋转角度的大小，该偏振光旋转角度的大小又依赖于象素存储电极106上给定的数据信号。

存储元件108可以是模拟存储元件(如电容性的)或数字存储元件(如SRAM锁存器)。如果是数字存储元件，那么，驱动象素存储电极106的通常的方法是通过脉冲宽度调制(PWM)来实现的。在PWM中，不同的灰度级别用多个位的字(即二进制数)来表示。该多个位的字被转换成一个串脉冲，其平均时间的均方根(RMS)电压相应于达到期望灰度值所必需的电压。

例如，在一个4位PWM方案中，帧(frame)时间(灰度值被写入每个象素的时间段)被分成15个时间间隔。在每个时间间隔中，给定在象素存储电极106上的信号(较高的电平如5V，或较低的电平如0V)。因此，依赖于在帧时间中给定的“高”脉冲的数量，这里有16(0-15)个可能不同的灰度值。给定为0个高脉冲相应于灰度值0(RMS 0V)，而给定为15个高脉冲相应于灰度值15(RMS 5V)。中间数目的高脉冲相应于中间的灰度级别。

图2表示相应于4位灰度值(1010)的一个串脉冲，其中最高有效位在最左边的位上。在这个二进制加权的脉冲宽度调制例子中，将脉冲分组以相应于二进制灰度值的位。具体地说，第一组B3包括8个间隔(2³)，且相应于值(1010)的最高有效位。相似地，组B2包括4个间隔(2²)，相应于次高有效位，组B1包括2个间隔(2¹)，相应于再下一个最高有效位，组B0包括1个间隔(2⁰)，相应于最低有效位。这种分组将要求的脉冲数量从15个减少到4个，每个对应于二进制灰度值的一个位，每个脉冲的宽度同它相关位的意义对应。因此，对于值(1010)，第一脉冲B3(8个间隔宽)是高电平，第二脉冲B2(4个间隔宽)是低电平，第三脉冲B1(2个间隔宽)是高电平，最后一个脉冲B0(1个间隔宽)是低电平。这一串脉冲产生的RMS电压值近似为满电压值(5V)的(15间隔中的10个)倍，即大约为4.1V。

灰度的分辨率可以通过将二进制灰度值增加更多位的方法来改进。例如，如果使用8位，将帧时间分成255个间隔，那么就能提供256个可能的灰度值。总之，对于(n)位，将该帧时间分成(2ⁿ-1)个间隔，产生(2ⁿ)个可能的灰度值。

因为在液晶单元上施加直流电压DC会使得离子的迁移容易造成液晶单元的损坏，所以将上述PWM方案修改为图3所示的方案。帧时间被分成两半。在第一半时间内，在象素存储电极上给定PWM数据，而公共电极保持低电平。在另一半帧时间中，在象素存储电极上给定PWM数据的附加值，而公共电极保持为高电平。这样，如本领域普通技术人员所公知的那样，DC净分量是0V，不必改变通过该单元的RMS电压就能避免液晶单元的损坏。