有源矩陣顯示設(shè)備及其驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及顯示設(shè)備，并且更具體地設(shè)及多像素驅(qū)動(MPD)類型的LCD顯示器。本 發(fā)明還設(shè)及驅(qū)動運種顯示設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在有源矩陣液晶顯示器化CD)中，通過下述方式來產(chǎn)生圖像：經(jīng)由數(shù)字圖像數(shù)據(jù) (其由圖像的每個像素的數(shù)據(jù)值組成）向模擬電壓(其具有取決于該數(shù)據(jù)的值）的轉(zhuǎn)換來控 制離散圖像元素（像素）的二維陣列的透光率，W及經(jīng)由源數(shù)據(jù)線、柵極線和薄膜晶體管 (TFT)開關(guān)元件的有源矩陣來控制到陣列中的每個像素電極的那些電壓的方向。在圖1(摘 自lirnst Luede;r，Liquid Oystal Displays,Wiley and Sons Ltd,2001)中示出了運種類 型的布置，并在該出版物中對其進(jìn)行了更全面的描述。在運種布置中，每個像素可W被定義 為每個單獨的電極區(qū)域，在每個單獨的電極區(qū)域中在每個顯示刷新期中可W用單個數(shù)據(jù)電 壓經(jīng)由有源矩陣進(jìn)行尋址。通常在運些顯示器中，像素被提供在源極線與柵極線的每個交 叉點處，并且通過TFT與運些線電連接，使得可W通過下述方式對對像素尋址:經(jīng)由柵極線 向TFT的柵極端子施加?xùn)艠O電壓脈沖，并且在出現(xiàn)柵極脈沖的時間段期間，經(jīng)由源極線向 TFT的源極端子或漏極端子施加數(shù)據(jù)電壓。像素電極與TFT的剩余源極端子或漏極端子相 連，并且因此在柵極選擇脈沖期間可W被充電至由源極線供應(yīng)的數(shù)據(jù)電壓，但是在柵極電 壓脈沖不存在時可W仍保持不受源極線供應(yīng)的先前的或后來的電壓的影響。運種顯示器的 分辨率是獨立可控的圖像元素的數(shù)目，并且由源極線與柵極線之間的交叉點的數(shù)目確定。 在彩色顯示器中，通常每個復(fù)合白像素存在Ξ個顏色子像素(每個復(fù)合白像素具有紅色、綠 色和藍(lán)色類型各一個），并且需要運Ξ個顏色子像素中的每一個獨立可控，W能夠在顯示器 的色域內(nèi)顯示任意顏色或亮度，因此，針對分辨率Wm行乘Wn列的形式給出的彩色顯示器， 源極和柵極交叉點的數(shù)量是mXnX3。針對本公開的目的，我們將像素考慮為與源極-柵極 交叉點相對應(yīng)的任意電極區(qū)域。
[0003] 在用于例如電視和廣告牌之類應(yīng)用的大面積(對角線大于10")LCD中，尤其是那些 采用垂直對準(zhǔn)向列(VAN)液晶化C)模式的LCD中，對于顯示器的每個像素，通常具備兩個單 獨的像素電極區(qū)域，每個區(qū)域由單獨的TFT驅(qū)動，盡管兩個TFT均與相同的源極線和柵極線 連接，并且每個區(qū)域與單獨的存儲電容(Cs)線相關(guān)聯(lián)。采用該布置，盡管在每個帖周期段中 供應(yīng)給兩個像素區(qū)域的數(shù)據(jù)電壓(Vd)將相同，但是施加到每個電容器線的信號可分別控 審IJ，W允許對在對公共數(shù)據(jù)電壓的施加和柵極選擇脈沖的移除之后施加到每個像素電極區(qū) 域上的電壓的不同修改，。該像素布置被稱為電容禪合分離像素驅(qū)動或多像素驅(qū)動(MPD)， 并在圖2(a)中示出。圖2(b)中給出了具有電壓參考的等效電子電路。
[0004] 運種布置的益處在于:盡管僅施加單個數(shù)據(jù)電壓，但是允許每個像素產(chǎn)生兩個具 有不同透射率的區(qū)域。運可W允許在面板的寬視角性能方面的改進(jìn)，并且在US7079214(夏 普）中公開了為了該目的的運種像素布置的設(shè)計和使用。圖3中給出了W下時序圖：所述時 序圖示出了可W如何經(jīng)由將在柵極脈沖電壓移除之后施加到存儲電容器線的電壓改變?nèi)?性禪合到像素電極，來控制供應(yīng)給圖2的像素布置的電壓，W提供兩個像素區(qū)域的不同透射 率。
[0005] US7079214中描述的驅(qū)動方法的一個潛在限制在于:盡管兩個像素區(qū)域可W產(chǎn)生 不同的透射率，但它們的相對透射率具有固定關(guān)系。由于兩條存儲電容器線對于一行中的 所有像素是共用的，所W在對兩個區(qū)域施加數(shù)據(jù)電壓之后對像素電極電壓作出的任何修改 是對一行中的所有像素作出的。因此，如果使得該行中一個像素的區(qū)域A比區(qū)域B更亮，則對 于該行中的全部像素都是如此(用相同的電壓極性驅(qū)動，對于W相反極性驅(qū)動的像素，仍保 持固定的相對亮度將被反轉(zhuǎn)），并且提供兩個區(qū)域的不同透射率的能力不提供顯示分辨率 的提高。兩個區(qū)域之間的亮度的差異程度W及哪個區(qū)域更亮均不能隨像素改變，所W不可 能用比面板的像素陣列更精細(xì)的細(xì)節(jié)等級來表示圖像。
[0006] US4973135(佳能)公開了一種通過在每個像素電極區(qū)域提供多個反電極來W大于 顯示器的有源矩陣的源極-柵極交叉點的數(shù)目的分辨率來顯示圖像數(shù)據(jù)的裝置。然而，為了 由該方法來提供真正的分辨率的提高，它必須結(jié)合快速轉(zhuǎn)換雙穩(wěn)態(tài)液晶模式(例如鐵電LC) 來使用。
[0007] W0200124153 AiaTL)公開了一種根據(jù)有源矩陣面板的每個TFT尋址的區(qū)域?qū)崿F(xiàn) 獨立可控亮度的多個區(qū)域的類似機(jī)制，同樣每個像素使用多個反電極。然而，該方法應(yīng)用于 電流驅(qū)動的發(fā)光顯示類型，而不是電壓控制的透射型LCD,并且每個像素的類二極管行為允 許反電極電壓對像素的相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行選擇或去選擇。此外，為了實現(xiàn)真正的分辨率提高，必 須用時序圖樣來驅(qū)動像素的每個反電極控制的區(qū)域，因此分辨率的提高W犧牲整體亮度為 代價。
[000引胖02011118423公開了一種驅(qū)動具有1157079214類型的]\^0類型1〔0的機(jī)制，使得可 W通過控制存儲電容器線上的電壓來防止不同像素區(qū)域透射任何光，無論供應(yīng)給像素電極 的數(shù)據(jù)電壓是多少。然而，同樣，一行的所有像素的相應(yīng)區(qū)域也必須被防止透射，使得任何 分辨率提高必須采用不同像素區(qū)域的時間序列透射的形式，并因此W犧牲亮度為代價。
[0009] US20100097366 A1(夏普)公開了一種驅(qū)動具有US7079214類型的像素的顯示器的 機(jī)制，其中供應(yīng)每個視頻帖輸入期具有多個電壓電平的交流波形，W允許結(jié)合列極性反轉(zhuǎn) 直流平衡驅(qū)動圖樣或塊極性轉(zhuǎn)換驅(qū)動圖樣來實現(xiàn)由MPD提供的寬視角改進(jìn)。然而，同樣，由 于存儲電容器線對于一行中的所有像素是共用的，所W沒有描述能夠針對一行中的不同像 素進(jìn)行改變使得哪個像素區(qū)域變得更亮并因此允許顯示更高分辨率的圖像數(shù)據(jù)的任何方 法。
[0010] 引文列表
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] PTL 1:US7079214
[0013] PTL 2:US4973135
[0014] PTL 3:WO 2001/24153
[0015] PTL 4:W0 2011/118423
[0016] PTL 5:US 2010/0097366
[0017] PTL 6:US5767836
[001 引 PTL 7:W0 2009/110128
[0019] PTL 8:WO 2011/0:34209
[0020] 非專利文獻(xiàn)
[0021] NPL 1:Ernst Lueder，Liquid Crys1:al Displays，Wiley and Sons Ltd,2001
[0022] NPL 2:Nehring and Kmetz，IEEE Transactions on Electron Devices.Vol.ED-26 ,pp . 795-802 . 1979
[0023] NPL 3：Alt and Pleshko, IEEE Transactions on Electron Devices.Vol. ED-21, ,pp. 146-155.1974
[0024] NPL 4:T.J aieffer et al.'"Displays",14,2,卵74-85,1993
[0025] NPL 5：Yoshida et al.，"Journal of the Society for Information DisplayM9,ll,pp 771-780,2011
【發(fā)明內(nèi)容】
[0026] 本發(fā)明的第一方面提供了一種有源矩陣LCD顯示器，具有多個源極線、多個與所述 源極線相交的柵極線和多個存儲電容器地址線，在所述源極線和柵極線的交叉點處提供可 獨立尋址的像素，一個像素包括多個子像素，并且像素的每個子像素與存儲電容器地址線 中的相應(yīng)的那條存儲電容器地址線相關(guān)聯(lián)。所述顯示器具有驅(qū)動裝置(驅(qū)動電路）用于在第 一模式中響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)帖中的針對像素的輸入數(shù)據(jù)，針對所述帖向所述像素的源極線供 應(yīng)多個信號電壓，并供應(yīng)多個電容器線電壓，其中所述電容器線電壓中的每一個被供應(yīng)給 所述像素的相應(yīng)的存儲電容器地址線。所述驅(qū)動裝置適用于供應(yīng)所述電容器線電壓，使得 至少在所述帖的第一顯示刷新期中供應(yīng)的所述電容器線電壓中的第一個與所述電容器線 電壓中的第二個之間的關(guān)系不同于在所述帖的后續(xù)顯示刷新期中供應(yīng)的所述電容器線電 壓中的所述第一個與所述電容器線電壓中的所述第二個之間的關(guān)系。
[0027] 在本發(fā)明的顯示器中，施加于源極線的電壓在一個帖期間不總是恒定的，而是在 帖的不同顯示刷新期中可W取不同的值。盡管運可被視為在一個帖中提供單個信號電壓波 形，其中所述信號電壓波形具有變化的幅度，但是為了描述的清楚，本申請將參考在一個帖 中提供兩個(或更多個)信號電壓，其中在每個顯示刷新期中提供一個信號電壓。
[0028] W使得兩個電容器線電壓之間的關(guān)系在帖的一個顯示刷新期與后續(xù)刷新期之間 發(fā)生變化的方式供應(yīng)電容器線電壓，克服了上文參照US7079214描述的子像素的相對透射 率在一個帖期間是固定的限制，并且提供了提高的分辨率。
[0029] 如所使用的術(shù)語"帖"表示與供應(yīng)給顯示器的輸入圖像的帖相對應(yīng)的顯示期。在如 圖3中所示驅(qū)動的常規(guī)顯示器中，顯示器在一帖中僅刷新一次，但是在本發(fā)明的顯示器中， 顯示器在一帖中刷新兩次或更多次。
[0030] 在一帖中存在Ξ個或更多個顯示刷新期的實施例中，"第一"顯示刷新期與"后續(xù)" 顯示刷新期不一定是連續(xù)的顯示刷新期一一電容器線電壓中的第一個與電容器線電壓中 的第二個之間的關(guān)系可W在一帖的兩個連續(xù)顯示刷新期中保持相同（例如下文的圖13中的 第二和第Ξ顯示刷新期所示）。
[0031] 本發(fā)明的第二方面提供了一種有源矩陣LCD顯示器，具有多個源極線、多個與所述 源極線相交的柵極線和多個存儲電容器地址線，在所述源極線和柵極線的交叉點處提供可 獨立尋址的像素，一個像素包括多個子像素并且像素的每個子像素與所述存儲電容器地址 線中的相應(yīng)的那條存儲電容器地址線相關(guān)聯(lián)。該顯示器具有驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置用于 在第一模式中響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)帖中的針對像素的輸入數(shù)據(jù)，針對所述帖向所述像素的源極 線供應(yīng)多個信號電壓，并供應(yīng)多個電容器線電壓，其中所述電容器線電壓中的每一個被供 應(yīng)給所述像素的相應(yīng)的存儲電容器地址線。該驅(qū)動裝置適用于供應(yīng)信號電壓和電容器線電 壓，使得在所述帖期間在第一子像素上供應(yīng)的均方根(RMS)電壓是可至少部分地獨立于在 所述帖期間在第二子像素上施加的RMS電壓而控制的。
[0032] 本發(fā)明的第Ξ方面提供了一種驅(qū)動有源矩陣LCD顯示器的方法，所述顯示器具有 多個源極線、多個與所述源極線相交的柵極線和多個存儲電容器地址線，在所述源極線和 柵極線的交叉點處提供可獨立尋址的像素，一個像素包括多個子像素，并且像素的每個子 像素與存儲電容器地址線中的相應(yīng)的那條存儲電容器地址線相關(guān)，所述方法包括，在第一 模式中：
[0033] 響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)帖中的針對像素的輸入數(shù)據(jù)，針對所述帖向所述像素的源極線供 應(yīng)多個信號電壓，并供應(yīng)多個電容器線電壓，其中所述電容器線電壓中的每一個被供應(yīng)給 所述像素的相應(yīng)的存儲電容器地址線；
[0034] 其中所述方法包括:供應(yīng)所述電容器線電壓，使得至少在所述帖的第一顯示刷新 期中供應(yīng)的所述電容器線電壓中的第一個與所述電容器線電壓中的第二個之間的關(guān)系不 同于在所述帖的后續(xù)顯