CN105679228A - 有源矩阵可视显示器、驱动电路及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有源矩阵可视显示器的驱动电路，包括：多个像素驱动子电路，一个外围驱动电路，用于逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并给所述多个像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号；其中，所述像素驱动子电路包括：一个帧信号接收电路，用于接收帧灰度信号数据，并将其转换为第一存储数据；至少一个第一存储单元，至少一个第二存储单元，所述第一存储单元至少包括一个第一电容器。

Description

有源矩阵可视显示器、驱动电路及驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种有源矩阵可视显示器、驱动电路及其驱动方法。

背景技术

有源矩阵是一种在有源矩阵可视显示器或视频显示器中广泛使用的寻址与驱动架构类型，其应用范围包括绝大多数平板可视显示器，如TFT显示器、LCD显示器和AM-OLED平板显示器；此外，几乎所有光调制阵列器件以及微显示器均采用有源矩阵寻址与驱动架构，例如：LCOS(LiquidCrystalonSilicon)、DMD(数字微镜器件)和DMS(数字MEMS微快门)光调制阵列器件，以及OLEDOS(OrganicLightEmittingDiodeonSilicon)微显示器。

有源矩阵可视显示器寻址与驱动架构的一个最基本实例如图1所示，它通过将每一个像素单元连接到一个开关晶体管和存储电容上，保持像素单元的显示状态。同时，矩阵中其他的像素单元被分配到一些静态状态的地址线，从而保持其未驱动的状态。给定一个MxN的有源矩阵，显示单元也被分配到MxN根地址线，这样使得一个像素单元被驱动的时候，其他像素单元可以处在静态，也解决了像素串扰的问题。

应用于各种有源矩阵可视(或视频)显示器10，光栅扫描作为基本的寻址和驱动的方法，其基本工作原理如图1所示。视频显示每帧所对应的各个像素的灰度值信号，是从有源矩阵驱动器上的像素灰度值帧缓冲存储区中，按照一个从屏幕左顶端到右底端逐行自上向下的行序列，逐行传输至和存储于相应行序列自左向右的每个像素上；在整个屏幕的各个像素，依据所接收到的灰度值信号，而像素上所对应的显示像素单元20，则按照光栅扫描的顺序逐个被点亮或充电，这就像一个电子束在CRT显示器上，从屏幕左顶端到右底端沿水平线来回的在这一帧和下一帧之间移动。

虽然光栅扫描是各种有源矩阵可视显示器的基本寻址和驱动方法，得到广泛的实际应用，但是存在几个根本的技术缺陷。例如，当视频中含有快速移动的物体，其速度接近帧速率，光栅扫描通过所述的寻址和驱动方式所实现的视频显示，就会与现实形成明显的动态像差，而这种动态像差，被认为是引起观众视觉眩晕的重要诱因之一。因而，通过改进的有源阵列寻址和驱动方法实现全局整像帧同步显示，被认为解决视觉眩晕的有效方案之一。

作一个典型的先前案例，美国专利US5,767,828和US5,959,598等所披露的方案，从某种意义上试图为了实现这一目标。该方法的基本核心是对具有N阶数字灰度信号的单个显示帧进行N个时间差分，以分解为2^N个子帧，其中每子帧只含一个二进位的子帧灰度信号(即“暗”或“亮”，或1阶灰度)，而这一差分后的1阶子帧灰度信号，按照上述光栅扫描的方式，从屏幕左顶端到右底端逐行自上向下的行序列，逐行传输至相应行序列自左向右的每个像素上，并存储于像素的第一个反向器上，再通过一个全局控制开关晶体管将该1阶灰度信号传至第二个反向器，并同步反映在各个显示像素单元上，从而实现单个子帧全局1阶灰度(即黑或白)同步显示。

然而，由于该方法将一个帧分成很多个子帧(如最常用的8位灰阶显示，一个显示帧共就要被差分为256个子帧)，这需要非常快的有源阵列数据传输和信号驱动能力，以及非常快速响应时间的显示像素相配合，也需要消耗大量的电力。这种方法在实际中的应用只限于一定的具有极快的响应时间显示技术，例如，超薄铁电液晶LCOS，应用范围有限。同时，这样将一帧分成数百个子帧，要为每一个子帧密集的分布数据驱动，也会牺牲显示驱动的占空比，以及显示设备的光电效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种有源矩阵可视显示器的驱动电路，包括：多个像素驱动子电路，用于一对一的给像素显示单元提供驱动显示调制信号；一个外围驱动电路，用于逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并同步给所述多个像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；

不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号；

其中，所述像素驱动子电路包括：

至少一个帧信号转换接收电路，用于逐帧逐像素地获取表征图像灰阶的像帧信号数据接收帧灰度信号数据，并将其转换为各个像素相对应的第一存储数据；至少一个第一存储单元，用于存储所述第一存储数据；至少一个显示信号转换电路，用于同步显示控制信号，各个像素的从第一存储单元获取第一存储数据并转化为第二存储数据，并将该帧所有的第二存储数据转换为显示调制信号图像显示数据同步传输给相应的像素显示单元，以实现全局整像帧同步显示；至少一个第二存储单元，用于存储第二存储数据；所述第一存储单元至少包括一个电容器第一电容器。

一种包括所述的驱动电路的有源矩阵可视显示器，所述像素显示单元由液晶构成，或由者主动自发光器件构成。所述主动自发光器件为发光二极管。所述像素显示单元由一个MEMS光学调制器构成，用于对入射光产生反射光学调制；和/或透射光调制单元，用于对入射光产生透射光学调制；和/或衍射光调制单元，用于对入射光产生衍射光学调制。

一种有源矩阵可视显示器的驱动方法，包括步骤：外围驱动电路用于逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并同步给所述像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；像素驱动子电路：接收所述帧灰度信号数据，并将其转换为第一存储数据；逐帧逐像素地获取表征图像灰阶的像帧信号数据，并将其转换为各个像素相对应的第一存储数据；存储第一存储数据；根据同步显示控制信号全局像帧显示信号，各个像素的从第一存储单元获取存储数据转化为第二存储数据；存储第二存储数据；根据同步显示控制信号全局像帧显示信号将该帧所有的第二存储数据转换成像素显示数据显示调制信号同步传输给相应的像素显示单元，以实现全局整像帧同步显示；所述存储第一存储数据至少通过一个电容器第一电容器实现；其中，不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号。

本发明以实现全局像帧-像帧的视频显示为目标，采用新颖的有源矩阵驱动体系以及相应的像素驱动子电路构成的底板阵列设计，能够用于包括TFT液晶、AMOLED、LCOS和DMD等多种有源矩阵可视显示器。表征显示图像灰阶的像帧信号数据，每次一像帧按时序逐个传递至并作为第一存储数据存入相对应像素驱动子电路的第一存储单元，倾向性地采用一行行传递并存入方式；然后，所存入的第一存储数据被转移至并作为第二存储数据存入第二存储单元；在一个全局像帧显示信号赋予所有像素驱动子电路时，所有在像素驱动子电路上存入的第二存储数据被一对一转换成为相应的像素显示数据，并被同步传送到所有相应所有像素驱动子电路的第一像素显示电极上，以实时全局整像帧同步显示。

附图说明

图1为传统的显示器驱动电路示意图；

图1a为图1局部区域的放大图；

图2为本发明实施例一的驱动电路和像素显示单元组成的背板阵列所构成的帧频信号输入及全局像帧显示基本原理示意图；

图3为图1中驱动子电路、外围驱动电路和像素显示单元连接关系电路图；

图4为本发明实施例一的驱动电路视觉显示逐行扫描技术示意图；

图5为本发明实施例二的驱动电路中驱动子电路和像素显示单元连接关系电路图；

图6为本发明实施例三的的驱动电路中驱动子电路和像素显示单元连接关系电路图；

图7为本发明实施例四的的驱动电路中驱动子电路和像素显示单元连接关系电路图；

图8为本发明实施例五的的驱动电路中驱动子电路和像素显示单元连接关系电路图；

图9为本发明实施例六的的驱动电路中驱动子电路和像素显示单元连接关系电路图；

图10为本发明实施例七的的驱动电路中驱动子电路和像素显示单元连接关系电路图；

图11为本发明的有源矩阵可视显示器一实施例的示意图；

图12为本发明的有源矩阵可视显示器另一实施例的示意图；

图13为本发明的有源矩阵可视显示器另一实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的有源矩阵可视显示器及其驱动电路做更详细的说明，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的有源矩阵可视显示器的驱动电路，包括：多个像素驱动子电路，用于一对一的给像素显示单元提供驱动信号，一个外围驱动电路，用于逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并给所述多个像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号；其中，

所述像素驱动子电路包括：至少一个帧信号转换接收电路，用于逐帧逐像素地获取表征图像灰阶的像帧信号数据接收帧灰度信号数据，并将其转换为各个像素相对应的第一存储数据；至少一个第一存储单元，用于存储所述第一存储数据；至少一个显示信号转换电路，用于同步显示控制信号，各个像素的从第一存储单元获取第一存储数据并转化为第二存储数据，并将该帧所有的第二存储数据转换为显示调制信号同步传输给相应的像素显示单元，以实现全局整像帧同步显示；至少一个第二存储单元，用于存储第二存储数据；所述第一存储单元至少包括一个电容器第一电容器。

相应的，本发明还提供了包含该驱动电路和外围电路的显示器，所述像素显示单元由液晶构成，或由主动自发光器件构成。或所述像素显示单元由一个MEMS光学调制器构成，用于对入射光产生反射光学调制；和/或透射光调制单元，用于对入射光产生透射光学调制；和/或衍射光调制单元，用于对入射光产生衍射光学调制。

相应的，本发明还提供了一种有源矩阵可视显示器的驱动方法，包括步骤：

外围驱动电路逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并给所述像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；

像素驱动子电路接收所述帧灰度信号数据，并将其转换为第一存储数据；

存储第一存储数据；

根据同步显示控制信号，从第一存储单元获取存储数据转化为第二存储数据；

存储第二存储数据；

根据同步显示控制信号将该帧所有的第二存储数据转换成显示调制信号同步传输给相应的像素显示单元，以实现全局整像帧同步显示；

所述存储第一存储数据至少通过一个第一电容器实现；

其中，不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号。

实施例一

图2为本发明实施例一的驱动电路和像素显示单元组成的背板阵列所构成的帧频信号输入及全局像帧显示基本原理示意图；图3为图2中一个驱动子电路、外围驱动电路和像素显示单元连接关系电路图。如图2和3所述，在本实施例中，本发明的有源矩阵可视显示器的驱动电路包括：多个像素驱动子电路100，与像素显示单元107一对一相连，用于给像素显示单元107提供驱动信号，一个外围驱动电路201用于为像素驱动子电路100逐个提供通过差异脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并给所述多个像素驱动子电路100同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元107上实现全局整像帧同步显示，不同驱动子电路100的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号；所述像素驱动子电路100包括：至少一个帧信号接收电路101，用于接收帧灰度信号数据，并将其转换为第一存储数据；至少一个第一存储单元C1，用于存储第一存储数据；至少一个显示信号转换电路103，用于根据同步显示控制信号，从第一存储单元获取第一存储数据并转化为第二存储数据，并将第二存储数据转换为显示调制信号，同步传输给相应的像素显示单元107，以实现全局整像帧同步显示。至少一个第二存储单元C2，用于存储第二存储数据，所述第一存储单元至少包括一个第一电容器。

在本实例中，所述多个像素驱动子电路100被空间排列成为一个m行n列的背板阵列105，与像素显示单元107组成的一个m行n列的有源阵列像对应。

在本实施例中，所述第一存储单元C1至少包括一个第一电容器，所述第二存储单元C2至少包括一个第二电容器；所述像素驱动子电路107组成的背板阵列进一步包括m个相互平行并与背板阵列之m行相对应的数据信号传输线L1，以及n个相互平行并与背板阵列之n列相对应的第一数控线L2，所述数据信号传输线L1连接所述外围电路201的输出端和驱动子电路107的输入端，用于传输帧灰度信号数据。

其中所述帧信号转换电路101包括一个第一晶体管T1，所述第一晶体管T1的源极、栅极和漏极分别相对应行的数据信号传输线L1、相对应列的第一数控线L2和相对应像素的第一存储单元C1电学相连；所述像素驱动子电路101组成背板阵列进一步包括m个与背板阵列和相互平行的数据转移控制线L3，数据控制线L3连接所述外围驱动电路201的输出端和所述驱动子电路的输入端，用于传输同步显示控制信号；其中，显示信号转换电路103包括一个第三晶体管T3，所述第三晶体管T3的源极、栅极和漏极单个与相对应的第一存储单元C1、相对应行的数据转移控制线L3和第二存储单元电学C2相连。

所述显示器的工作原理如下：

参考图4中的时序关系，参看其中的L1-L3所述驱动电路通过数据信号传输线L1和第一数控线L2逐帧逐像素地从外围驱动电路获取表征图像灰阶的像帧信号数据，通过背板阵列中所有驱动子电路的帧信号接收电路101将其一帧所有的像帧信号数据转换为第一存储数据，一一对应的存储在所有驱动子电路的第一存储单元里，从而实现一帧图像的像帧信号数据存储，在本实施例中，帧信号接收电路101包括第一晶体管T1，在本实施例中第一晶体管为MOS晶体管，通过第一晶体管T1的开关作用，将表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据转换为第一存储数据，存储到第一存储单元C1，其中数据信号传输线传输的是数据信号，第一数控线L2传输的是驱动子电路选择控制信号。在本实施例中，第一存储单元C1包括第一电容器，从而第一存储数据存储在第一电容器上。参考图4，L2(1)，L2(2)......L2(N)和L1(1)，L1(2)......L1(N)分别连接驱动电路中的第1到N个驱动子电路，从而帧灰度信号数据逐行传输到阵列排布的各驱动子电路，然后依次打开一行中的T1从而将帧灰度信号数据存储在驱动子电路的第一电容器上。

参考图4，接着通过数据转移控制线L3，从外围驱动电路输入同步显示控制信号到背板阵列中所有的驱动子电路的显示信号转换电路105，在本实施例中所述显示信号转换电路105包括第三晶体管T3，所述第三晶体管为MOS晶体管，通过第三晶体管T3的栅极输入同步显示控制信号L3，从而该信号高电平的时候打开第三晶体管的栅极，使得第一存储数据通过第三晶体管T3的源极输出到第三晶体管T3的漏极转换为第二存储数据，由于第三晶体管T3的漏极链接第二存储单元C2，在本实施例中第二存储单元C2为第二电容，因此第二存储数据被存储在第二电容上。

参考图3，在本实施例中，从外围驱动电路输入同步显示控制信号控制背板阵列(即驱动电路)中所有的第三晶体管T3打开，将一帧中所有的第一存储数据转换为第二存储数据一一对应的存储在各个驱动子电路的第二电容器的同时，驱动电路中存储的该帧的所有的第二存储数据也被作为显示调制信号同步传输到像素显示单元200进行显示，由于第一存储数据被预先存储在第一存储单元，因此这样所有像素单元的像素显示单元200同时进行显示，避免了逐帧显示的闪屏和引起人眩晕的问题，实现了全局整像帧同步显示。

在本实施例中，所述第一存储单元和/或第二存储单元为模拟信号存储单元。

作为本发明的一个重要解决方案中，由于采用模拟第一电容器作为第一存储单元即为第一电容器，物理热激活机制会导致存入该第一电容器的电荷随着时间的推移而遗漏，预留在第一电容器上的剩余净电荷可以用以下数学公式计算：

Q(i，j)＝Q0(i，j)exp[-t(i，j)/T0]

其中Q0(i，j)为存入像素(i，j)中第一电容器的初始电荷量，T0为时间常数，而存储推移时间t(i，j)为存储后到将第一电容器的转换为第二存储信号并存入相应第二电容器时的时间积累；具体对于每个像素(i，j)，间推移t(i，j)可以依据该像素的行列位置、帧频等技术参数计算出。

假定每个驱动子电路上的C1几乎相同，由于各个驱动子电路从写入第一存储数据到同步将其转换成转换为第二存储数据并存入相应第二电容器时的时间积累存在根本的差异，因而造成第二存储数据以及最终显示调制信号的人为误差。本发明所提出的一个补偿方法正是基于以上的基本数学公式，矫正后应该写入第一电容器的矫正初始电荷量应为：

Q’0(i，j)＝Q0(i，j)exp[t(i，j)/T0]

其中，Q0(i，j)为存入像素(i，j)中第一电容器的初始电荷量，这一电荷量与在像素(i，j)点上对该像帧的灰度相对应。

所述的矫正方法，具体可以通过两种方式来实现。首先，如果通过设计和加工所有驱动子电路上的C1(以及C2)保持一致，则可以通过对原始的帧灰度信号数据以及第一存储数据，按照以上的数学公式进行相应的修正来实现；同样，也可以维持原始的帧灰度信号数据以及第一存储数据不变，但从设计和加工上按照同样的原理，逐个对驱动子电路上的C1进行相应的修正，也可以达到相同的目的。

因此，在本发明中采用了所述多个像素驱动子电路被空间排列成为一个m行n列的背板阵列，与像素显示单元组成的一个m行n列的有源阵列相对应；在所述背板阵列上，所述不同像素驱动子电路按照接收同一帧的帧灰度信号数据从先至后的次序，接收到的帧灰度信号数据的脉冲电压幅度递减或者脉冲时间长度递减，以对所述不同像素驱动子电路上的第一电容器时间差异化漏电实现补偿，这样使得一帧先存储的数据得到漏电补偿，从而提高了显示的精确性。当然在一帧内存储电容漏电足够小的话，这种补偿也可以不需要。

实施例二

在本实施例和实施例一的相同之处不再赘述，如图5所示，不同在于在本实例中，所述像素驱动子电路101组成的背板阵列进一步包括m或n个相互平行的显示驱动供电线DDP，所述显示驱动供电线提供全局像帧显示信号，根据该全局像帧显示信号将第二存储单元存储的第二存储数据转换为显示调制信号传输给像素显示单元来进行显示。在本实例中优选的，所述显示信号转换单元102还包括第一像素显示电极103，在本实施例中所述第一像素显示电极103包括一个第二晶体管T2，所述第二晶体管T2的源极、栅极和漏极分别于相应的显示驱动供电线L3，第二存储单元C2和像素显示单元107电学相连。在该实施例中通过显示驱动供电线DDP为第二晶体管提供驱动，从而通过第二晶体管T2将第二存储器上的第二存储数据放大后进行显示，从而补偿了传输过程造成了损耗，以及由于逐帧存储后再显示带来的信号损益，提高了显示的可靠性。

实施例三

在本实施例和实施例一的相同之处不再赘述，不同在于在本实例中，如图6所示，所述像素驱动子电路101组成的背板阵列进一步包括m或n个相互平行的显示驱动供电线DDP，在本实例中优选的，所述显示信号转换单元102还包括第一像素显示电极103，在本实施例中所述第一像素显示电极103包括一个第二晶体管T2，所述第二晶体管T2的源极、栅极和漏极分别于相应的第二存储单元C2，显示驱动供电线DDP和像素显示单元107电学相连。在该实施例中通过显示驱动供电线DDP来控制第二存储单元C2的开关，根据显示驱动供电信号将第二存储数据通过第二晶体管T2传输给像素现实单元，从而实现了两级存储，使得数据的存储和显示分为不同的阶段，大大的消除闪频的问题。

实施例四

在本实施例和实施例二得相同之处不再赘述，不同在于在本实例中，如图7所示，所述帧信号转换电路101包括第七晶体管T7和第八晶体管T8，其中第八晶体管T8的栅极、源极和漏极分别对应电互连第一存储单元C1、低电平电源和第七晶体管的漏极，第七晶体管的栅极、源极和漏极分别对应电互连数据转移控制线L3、电荷转移数据线和第二存储单元C2，从而使得第一存储数据和第二存储数据成反比，这样可以使得显示数据翻转，有利于显示器的显示和减慢老化，并且在第七晶体管的栅极、源极和漏极分别对应电互连第二擦除控制线、第二擦除供电线和第二存储单元C2时，第七晶体管还可以用于第二存储单元的电荷清除。

该实施例的第七晶体管T7和第八晶体管T8也可以和第三实施例结合使用。

实施例五

在本实施例和实施例四相同之处不再赘述，不同在于在本实例中，所述像素驱动子电路如图8所示，还包括第二清除单元109，用于在第二存储数据转换成相应的像素驱动信号后，清除第二存储单元中的遗留的上一帧存储数据，在本实施例中，所述驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m个或n个相互平行的第二擦除供电线2EP以及n或m个相互平行的第二擦除控制线2EC，而所述第二清除单元包括一个第五晶体管T5，该晶体管的源极、栅极和漏极分别与相对应的第二擦除供电线、相对应的第二擦除控制线和第二存储单元电学相连。具体的，在将第二存储数据传输给像素显示单元进行显示之后或者在下一帧的第二存储数据到来之前，打开第五晶体管T5，将第二存储器上的存储电荷释放，从而清除第二存储数据，这样避免了下一帧的存储数据到来时残存电荷造成的干扰。

在本实施例中优选的，第八晶体管T8的栅极、源极和漏极分别对应电互连第一存储单元C1、低电平电源和第七晶体管的漏极，第七晶体管的栅极、源极和漏极分别对应电互连数据转移控制线L3、电荷转移数据线和第十晶体管的源极。

所述所述帧信号转换电路还包括第十晶体管T10，其源极、栅极和漏极分别与相对应的第七晶体管T7的漏极、为电荷转移控制数据线和第二存储单元电学相连。

从而使得第一存储数据和第二存储数据成反比，这样可以使得显示数据翻转，有利于显示器的显示和减慢老化，并且在第七晶体管的栅极、源极和漏极分别对应电互连第二擦除控制线、第二擦除供电线和第二存储单元C2时，第七晶体管还可以用于第二存储单元的电荷清除，并可以通过第十晶体管T10进一步的控制位线显示数据的传输。

所述第二清除单元109也可以和第一实施例至第四实施例结合使用。

实施例六

在本实施例和实施例四的相同之处不再赘述，不同在于在本实例中，如图9所示，所述驱动子电路还包括第一清除单元201，用于在第一存储数据存入第二存储单元后，清除第一存储单元遗留的上一帧的数据。具体的，像素驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m或n个相互平行的第一擦除供电线以及n或m个相互平行的第一擦除控制线，而所述第一清除单元201包括一个第四晶体管T4，该晶体管的源极、栅极和漏极分别与相对应的第一擦除供电线、相对应的第一擦除控制线和第一存储单元电学相连具体的，在将第一存储数据传输给显示信号转换电路之后或者在下一帧的第一存储数据到来之前，打开第五晶体管T4，将第一存储器上的存储电荷释放，从而清除第一存储数据，这样避免了下一帧的存储数据到来时残存电荷造成的干扰。所述第四晶体管可以为PMOS晶体管或者NMOS晶体管，其源漏极的接法根据MOS晶体管的类型可以做调整，本领域技术人员所公知的可以实现本方案效果的方法都在本发明的保护范围内。

该实施例的第一清除单元201可以和上述第一至第五实施例结合使用。

第七实施例

在本实施例和实施例一得相同之处不再赘述，不同在于在本实例中，如图10所示，所述像素显示电极与相对应的像素显示单元电学相连，以用来感测像素显示单元和收集感测信号。

所述像素驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m或n个互相平行的显示单元感测线和n或m个相互平行的显示单元感测控制线，每个像素驱动子电路进一步包括一个子电路自检测单元，在本实例中，所述子电路自检测单元包括第六晶体管T6，所述第六晶体管的源极、漏极和栅极分别与像素显示单元的接收数据端、一个相对应的显示单元感测线和一个相对应的显示单元感测控制线电学相连。

该实施例的子电路自检测单元可以和前述第一实施例至第六实施例结合使用。

相应的，本发明提供了一种有源矩阵可视显示器由上述驱动电路和外围驱动电路以及像素显示单元构成。所述像素显示单元由液晶构成，或由主动自发光器件构成，所述主动自发光器件例如为发光二极管。

相应的，本发明提供了一种有源矩阵可视显示器由上述驱动电路和外围驱动电路以及像素显示单元构成。所述像素显示单元由一个MEMS光学调制器构成，用于对入射光产生反射光学调制；和/或透射光调制单元，用于对入射光产生透射光学调制；和/或衍射光调制单元，用于对入射光产生衍射光学调制。

本发明针对不同显示器件的具体实施，可依照众所周知的显示器件物理显示(包括光调制)和驱动基本原理来，以及上述方法来构建。首先以液晶显示为第一应用实例，其基本像素驱动子电路图如图11所示。其中，以液晶光调制单元构成的像素显示单元相当于一个可变电容器，一端与第二电容器C2并联接地，而另一端共同连接第三晶体管T3的漏极，这部分构成了传统液晶显示器最基本的像素单元。

其次，参见图12和13，以有机发光二极管(OLED)显示器为例。图12演示了针对电压驱动模式OLED显示器的应用，其中每个像素的OLED相当一个(发光)二极管，其正极与第二晶体管T2的漏极相连，其负极接地；第二电容器C2的一端与第二晶体管T2的源极共同连接显示驱动供电线，其另一端与第二晶体管T2的栅极共同与第三晶体管T3的漏极相连。图13演示了针对电流驱动模式下的OLED显示器的应用，相比电压驱动模式新增加了两个晶体管：第七晶体管T7和第八晶体管T8，其他元器件组成的电路部分保持不变；其中，所增加的第八晶体管T8的漏极与OLED的负极共接地，其栅极与第二晶体管T2的栅极以及第二电容器的一端共同连接第三晶体管T3的漏极，其源极连接第七晶体管T7的漏极，而第七晶体管T7的栅极与第三晶体管T3的栅极共同与数据转移控制线相连，第七晶体管T7的源极与第三晶体管T3的源极共同与第一存储器的输出端相连，具体而言就是和第一电容器C1的一端相连。

本发明还提供了一种有源矩阵可视显示器的驱动方法，包括步骤：

外围驱动电路逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并给所述像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；

像素驱动子电路接收所述帧灰度信号数据，并将其转换为第一存储数据；

存储第一存储数据；

根据同步显示控制信号，从第一存储单元获取存储数据转化为第二存储数据；

存储第二存储数据；

根据同步显示控制信号将该帧所有的第二存储数据转换成显示调制信号同步传输给相应的像素显示单元，以实现全局整像帧同步显示；

所述存储第一存储数据至少通过一个第一电容器实现；

其中，不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号。

优选的，在所述存储第一存储数据步骤之前还包括：清除前一帧遗留的第一存储数据。

优选的，在所述存储第二存储数据之前还包括清除前一帧遗留的的第二存储数据。

优选的，不同像素驱动子电路按照接收同一帧的帧灰度信号数据从先至后的次序，接收到的帧灰度信号数据的脉冲电压幅度递减或者脉冲时间长度递减，以对所述不同像素驱动子电路上的第一电容器时间差异化漏电实现补偿。

优选的，所述帧灰度信号数据为模拟数据。

作为优选实施例，本发明的驱动方法中，优选的，所述帧灰度信号数据被设置为具有统一的化脉冲宽度，但按时间顺序电压幅度逐渐减小的电学脉冲信号组成的一个时序序列来传递。

在另一个优选实施例中，不同像素驱动子电路按照接收同一帧的帧灰度信号数据从先至后的次序，接收到的帧灰度信号数据的脉冲时间长度递减，以对所述不同像素驱动子电路上的第一电容器时间差异化漏电实现补偿。

例如图4所示，在相同脉宽的L2内可以通过调整L1的脉宽，使得先存入的数据脉宽更宽，从而调整先存入的第一存储器所保存的电荷量更多，后存入的数据脉宽更窄，从而后存入第一存储器所保存的电荷量更少，这样在所有像素显示单元同时显示的时候差异较小。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (23)

1.一种有源矩阵可视显示器的驱动电路，其特征在于，包括：

多个像素驱动子电路，用于一对一的给像素显示单元提供显示调制信号；

一个外围驱动电路，用于逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并给所述多个像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号；其中，

所述像素驱动子电路包括：

一个帧信号接收电路，用于接收帧灰度信号数据，并将其转换为第一存储数据；

至少一个第一存储单元，用于存储所述第一存储数据；

一个显示信号转换电路，用于根据同步显示控制信号，从第一存储单元获取第一存储数据并转化为第二存储数据，并将第二存储数据转换为显示调制信号同步传输给相应的像素显示单元，以实现全局整像帧同步显示；

至少一个第二存储单元，用于存储第二存储数据；

所述第一存储单元至少包括一个第一电容器。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述第一存储单元和/或第二存储单元为模拟信号存储单元。

3.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述多个像素驱动子电路被空间排列成为一个m行n列的背板阵列，与像素显示单元组成的一个m行n列的有源阵列相对应。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，在所述背板阵列上，所述不同像素驱动子电路按照接收同一帧的帧灰度信号数据从先至后的次序，接收到的帧灰度信号数据的脉冲电压幅度递减或者脉冲时间长度递减，以对所述不同像素驱动子电路上的第一电容器时间差异化漏电实现补偿。

5.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，其特征在于，所述像素驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m个相互平行并与背板阵列之m行相对应的数据信号传输线，以及n个相互平行并与背板阵列之n列相对应的第一数控线，所述数据信号传输线连接所述外围驱动电路的输出端和驱动子电路的输入端，用于传输帧灰度信号数据；所述第一数控线用于传输驱动子电路选择控制信号，其中所述帧信号接收电路包括一个第一晶体管，所述第一晶体管的源极、栅极和漏极分别与相对应行的数据信号传输线、相对应列的第一数控线和相对应像素的第一存储单元电学相连。

6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，像素驱动子电路还包括第一清除单元，用于在存储当前帧的第一存储数据之前，清除遗留在第一存储单元的前一帧的第一存储数据。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述像素驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m个或n个相互平行的第一擦除供电线以及n或m个相互平行的第一擦除控制线，而所述第一清除单元包括一个第四晶体管，该晶体管的源极、栅极和漏极分别与相对应的第一擦除供电线、相对应的第一擦除控制线和相对应的第一存储单元电学相连。

8.根据权利要求3至7任意一项所述的驱动电路，其特征在于，所述第二存储单元至少包括一个第二电容器。

9.根据权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，像素驱动子电路还包括第二清除单元，用于在存储第二存储数据前，清除遗留在第二存储单元中的前一帧的存储数据。

10.根据权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m个或n个相互平行的第二擦除供电线以及n或m个相互平行的第二擦除控制线，而所述第二清除单元包括一个第五晶体管，该晶体管的源极、栅极和漏极分别与相对应的第二擦除供电线、相对应的第二擦除控制线和相对应的第二存储单元电学相连。

11.根据权利要求3至7任意一项所述的驱动电路，其特征在于，所述像素驱动子电路组成背板阵列进一步包括m个或n个相互平行的数据转移控制线，其中所述显示信号转换电路包括一个第三晶体管，所述第三晶体管的源极、栅极和漏极单个与相对应的第一存储单元、相对应行的数据转移控制线和第二存储单元电学相连；所述数据转移控制线连接所述外围驱动电路的输出端和驱动子电路的输入端，用于传输同步显示控制信号。

12.根据权利要求3至7任意一项所述的驱动电路，其特征在于，所述像素驱动子电路组成背板阵列进一步包括m个或n个相互平行的数据转移控制线，m个或n个相互平行的电荷转移数据线，其中所述显示信号转换电路包括一个第七晶体管和第八晶体管，所述第七晶体管的源极、栅极和漏极单个与相对应的电荷转移数据线/第二擦除供电线、相对应的数据转移控制线/第二擦除控制线和相对应的第二存储单元电学相连，所述第八晶体管的源极、栅极和漏极单个与相对应的低电平电源、相对应的第一存储单元和相对应的第二存储单元电学相连；所述数据转移控制线连接所述外围驱动电路的输出端和驱动子电路的输入端，用于传输同步显示控制信号。

13.根据权利要求3至7任意一项所述的驱动电路，其特征在于，所述像素驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m或n个相互平行的显示驱动供电线，所述显示信号转换电路还包括第一像素显示电极，所述第一像素显示电极包括一个第二晶体管，所述第二晶体管的源极、栅极和漏极分别与相应的显示驱动供电线、相应的第二存储单元和相应的像素显示单元电学相连。

14.根据权利要求3至7任意一项所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动子电路还包括子电路自检测单元，所述子电路自检测单元的第一端连接与像素显示单元的接收数据端相连，第二端为测试端，用于测试驱动系统。

15.根据权利要求14所述的驱动电路，其特征在于，所述像素驱动子电路组成的背板阵列进一步包括m或n个互相平行的显示单元感测线和n或m个相互平行的显示单元感测控制线，每个子电路自检测单元进一步包括第六晶体管，所述第六晶体管的源极、漏极和栅极分别与相对应的像素显示单元、相对应的显示单元感测线和相对应的显示单元感测控制线电学相连。

16.一种包括权利要求1所述的驱动电路的有源矩阵可视显示器，其特征在于，所述像素显示单元由液晶构成，或由主动自发光器件构成。

17.根据权利要求16所述的有源矩阵可视显示器，其特征在于，所述主动自发光器件为发光二极管。

18.一种包括权利要求1所述的驱动电路的有源矩阵可视显示器，其特征在于，所述像素显示单元由一个MEMS光学调制器构成，用于对入射光产生反射光学调制；和/或透射光调制单元，用于对入射光产生透射光学调制；和/或衍射光调制单元，用于对入射光产生衍射光学调制。

19.一种有源矩阵可视显示器的驱动方法，其特征在于，包括步骤：

外围驱动电路逐帧为所述像素驱动子电路逐个提供通过差异化脉冲信号来表征该帧图像灰阶的帧灰度信号数据，并给所述像素驱动子电路同步提供同步显示控制信号，以在所述多个像素显示单元上实现全局整像帧同步显示；

像素驱动子电路接收所述帧灰度信号数据，并将其转换为第一存储数据；

存储第一存储数据；

根据同步显示控制信号，从第一存储单元获取存储数据转化为第二存储数据；

存储第二存储数据；

根据同步显示控制信号将该帧所有的第二存储数据转换成显示调制信号同步传输给相应的像素显示单元，以实现全局整像帧同步显示；

所述存储第一存储数据至少通过一个第一电容器实现；

其中，不同驱动子电路的帧信号接收电路接收的帧灰度信号数据为电压幅度或时间长度不同的脉冲信号。

20.根据权利要求19所述的驱动方法，其特征在于，在所述存储第一存储数据步骤之前还包括：清除前一帧遗留的第一存储数据。

21.根据权利要求19所述的驱动方法，其特征在于，在所述存储第二存储数据之前还包括清除前一帧遗留的的第二存储数据。

22.根据权利要求19所述的驱动方法，其特征在于，不同像素驱动子电路按照接收同一帧的帧灰度信号数据从先至后的次序，接收到的帧灰度信号数据的脉冲电压幅度递减或者脉冲时间长度递减，以对所述不同像素驱动子电路上的第一电容器时间差异化漏电实现补偿。

23.根据权利要求19所述的驱动有源矩阵可视显示器的方法，其特征在于，所述帧灰度信号数据为模拟数据。