CN1513164A - 寻址一个显示单元阵列 - Google Patents

Abstract

一种方法，利用多行寻址方案来寻址一个M行N列的光电显示单元(20)阵列，该方法减小了相邻行串话引起的行反常，并改善了显示品质。该方法允许使用一个大像素数量的显示设备，并能有高的显示清晰度和性能。

Description

寻址一个显示单元阵列

技术领域

本发明有关光电显示器领域。更具体的，本发明有关液晶显示器(LCD)寻址。

背景技术

在常规的LCD设备中，显示单元(像素)矩阵可以按行列阵列排列。为了在LCD显示器上显示视频图像，可以用一个行驱动器来接通一个特定行中的每个单元。该行中已经接通的单元可以从多个列驱动器接收唯一的信号。按逐行寻址方案，阵列中的每行都被逐个接通或“使能”，直到所有行都已被寻址且一个帧的视频图像被显示。

在要求较高清晰度的LCD设备的现代应用中，利用逐行寻址方案驱动LCD像素的常规系统是有缺陷的。通过提高一个固定显示区域内的像素数量，可以获得更高的清晰度。不过，在常规设备中，简单地增加像素数量会降低显示器的性能。

一个原因是，增加像素单元的数量会增加列驱动器的总电容性负载。在使用晶体管开关的常规LCD矩阵阵列中，一个列驱动器所见到的不仅有存储电容Cs和一个目标像素的像素电容Cpix，而且还有该阵列中一个单列的所有电容Cs的组合，及与相邻列相关的寄生电容。这样一个电容性负载上的开关电压要求列驱动器具有强健的载流能力。由于驱动器的面积直接与该电流成正比，因此，常规的逐行扫描方案一般限制在中等分辨率显示器，在120Hz的帧速率下，每个像素的颜色深度为24位。

一个相关的原因是，在逐行扫描序列中，增加像素会降低一个单元行相对于扫描完整个矩阵所需时间的扫描转换时间Ta。由于LCD像素与存储电容相连，存储电容需要一些最小时间以充满电荷，因此，需要一个最小扫描时间。若增加更多的单元行，则需减少扫描时间以便在一个选定帧时间内循环完阵列中的所有行。增加像素不仅会减少可获得的扫描时间Ta，还会增加一个列的电容性负载。因此，利用一个逐行扫描方案的常规结构，对于具有高显示分辨率和高像素数量的高品质显示器来说是不够的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的寻址方法，它可以克服上述不利影响并改善显示性能。本发明由附加权利要求定义。附加权利要求定义了有利的实例。

一个寻址M行N列的显示单元的方案是，利用“预写入”来减少多行寻址中的串话现象。该方法包括：通过电气连接，向(Q+1)个单元行传递一组(Q+1)个使能开关信号。Q是总数2或更大的数，第(Q+1)行与第Q行相邻。该方法还包括：向每个已使能的单元传递独立的信号，不过，第(Q+1)行中的那些单元除外，该行接收一个“预写入”信号，这些信号调制已使能显示单元中的光线。上述这些步骤可被连续地重复，直到该矩阵中所有未被使能的单元行都被寻址。第(Q+1)行的预写入信号最好与第Q行中的信号相同。该方法减小了第Q行，第2*Q行，3*Q行....的亮度反常。向每个使能单元传递信号可由行驱动器完成，并且，使能信号的传递可由列驱动器完成。在每个行驱动器都与一组行(Q个行)相连的情况下，可通过预写入互连的包含第Q+1行的一组行，来完成对第Q+1行的写入。带预写入功能的多行寻址方法有利于实现更高性能的LCD显示器。

附图说明

参照附图，通过以下说明，将会清楚本发明的这些和其它方面，其中，

图1是一个可使用逐行寻址的有源矩阵液晶显示器(AMLCD)的方框图。

图2是一个AMLCD设备的实例的方框图，该设备使用按本发明的多行寻址方法。

图3是图2的AMLCD设备的局部方框图，举例说明了会产生不希望有的行反常的一个多行寻址方案的实例。

图4是图2的AMLCD设备的局部方框图，举例说明了具有“预写入”功能的一个多行寻址方案的实例，它能够减少不希望有的行反常。

具体实施方式

图1描述了一个可以使用常规的逐行寻址的一个AMLCD的方框图。阵列面板10包含M行RW和N列CL的显示单元20。每个显示单元20(代表显示面板10的一个像素)都可以和一个晶体管30相连，该晶体管起到一个开关的作用。该晶体管可以一个IGFETS类型的晶体管，有一个源S，一个漏极D和一个门G。晶体管源S可借助于与之相连的二极管60，与一个列驱动器40的输出保持电气连接。

一个列驱动器的负载可由一列中CL个晶体管30的所有电容Cs的并联组合代表。电容Cs的电容，以及辅助(寄生)电容(未示出)，提供了足够的电容性负载，会降低一个目标像素电容Cpix的充电速度。

行驱动器70可与输出二极管50相连，二极管50又与该行中每个晶体管的门G相连。晶体管漏极D可与像素电容Cpix相连。像素20(可以是一个LCD材料)可根据像素电容Cpix上提供的不同的电压调制光线。

在工作中，可由视频源75生成视频信息的一帧。该模拟视频信息帧可被转换为一个数字形式并存储在数字图像存储器80中。为将图像存储器80中的视频帧信息传递给LCD像素20，控制器电路90令与行RW1相连的行驱动器RD的地址译码器100使能。这就接通了行RW1中所有的晶体管30，从而使行RW1中的每一个LCD像素20都可以从各自的列驱动器40接收一个独立的电压信号。在行RW1使能的情况下，控制器可以指示图像存储器80通过数据总线110(该总线与所有的列驱动器40相连)传递整个行RW1的视频数据。该数字数据可被存储在与列1到N相连的列驱动器中，并转换为模拟数据电压。

该模拟电压可被传递给行RW1中的每个像素电容Cpix。接着，控制器90关闭行RW1中的所有晶体管开关，并接通行RW2中的开关30。不过，尽管行RW1中的晶体管30已被关闭，不过，已被传递给行RW1中的像素20的电压信号仍然保持，这是因为，该电压被每个相应的像素电容Cpix和所有的寄生存储电容保持住了。因此，可以按顺序从RW1到RWM逐行寻址晶体管30，提供对整个LCD矩阵队列的逐行扫描。一次只能有一行被打开或使能。完整地扫描完M行N列就代表着扫描完视频信息的一帧。通过重新寻址行RW1到RWM，LCD阵列可以显示视频信息随后的帧。

图2描述了一个例证AMLCD设备，该设备可以使用本发明的多行寻址方案。令Q为当前在一个时间Ta内同时寻址的行数，本例中Q为3。该例子显示，Q还可以等于列的子驱动器数量，由A，B，C代表。为寻址该显示设备，与行组RG1相连的行驱动器70可以同时给晶体管30的门G一个并发的使能开关信号，晶体管30的门G与行RW1，RW2和RW3相连。随后，每列的子驱动器A，B，C可以向已使能显示单元传送独立的信号。接着，连接到行组RG2上的行驱动器70可以使能行RW4，RW5和RW6，同时连接到行组RG2上行驱动器70禁止RW1，RW2和RW3。随后，每列的子驱动器A，B，C可以向已使能显示单元传送另一组独立的信号。该过程连续重复，直到矩阵中所有的行RW均已被寻址。

图3显示了图2的AMLCD设备的局部方框图，举例说明了会产生不希望有的行反常的一个多行寻址方案的实例。在图3中，Cp1，Cp2和Cp3代表与同一行组RG相连的，列CL中的一组像素20的像素存储电容。行组1的一个行驱动器70与该组像素20的晶体管30的门G相连。列子驱动器A，B，C与列CL中的晶体管30的源S相连。Cx代表行间的寄生电容。图3例证了在一个“平坦区域”的测试条件下使用AMLCD设备，行反常是怎样出现的。“平坦区域”的意思是，显示器中所有的单元都具有同样的亮度。为达到该平坦区域条件，来自列驱动器的所有电压输入信号应向每个显示单元输出相同的电压。即，在使用图2的设备时，所有的列子驱动器都向每个显示单元提供同样的输出信号，以便获得整个显示器的恒定亮度。如图3所示，每个列子驱动器都输出一个恒定的电压+Vb。

理想地，当每个列子驱动器都向每个显示单元输出同一电压时，显示器应呈现出同样的亮度。不过，实际上，由于串话现象，达不到这一同样的亮度。图3a显示了行组RG1使能时，时间段Ta内的电压。假设在前一帧中，存储电容Cpix所看到的电压是-Va。通过将行组RG1使能，行组RG1的像素存储电容Cp1，Cp2和Cp3上的电压被设置为电压+Vb，该电压由列子驱动器A，B，C提供。行组RG2的像素存储电容Cp1，Cp2和Cp3上的电压仍为-Va，但行组RG2的Cp1上的电压除外。借助于与行组RG1中的电容Cp3相邻的寄生电容Cx(Cx介于两个相邻电容之间)，当行组RG1中的电容Cp3上的电压变为+Vb时，行组RG2中的电容Cp1上的电压也被改变了。在下一时段Ta中，如图3b所示，行组RG2的行驱动器70将行组RG2的各行使能，并禁止行组RG1。和以前所描述的类似，当在行组RG2的电容Cp1上提供电压Vb时，行组RG1的电容Cp3上的电压将被改变，表示为电压Vd。因此，在一组(三行)中的最后一行将会看到串话现象，在该例中，是RW3，RW6，RW9等。这三行中的电容Cp3上的电压是+Vd，而不是所期望的+Vb。在显示中看到的是过亮或过暗的反常线条。

图4是图2的AMLCD设备的局部方框图，举例说明了具有“预写入”功能的一个多行寻址方案的实例，它能够减少不希望有的行反常。在该方法中，预先写入要被寻址的下一个行组中的第一行RW单元20，以减少串话现象。图4(a)显示，行组RG1中的单元20被使能。同时，行RG4的单元20也被使能以便接收一个预写入信号，该预写入信号与提供给行RG1的单元20的电压信号Vc1相同。图4(b)显示了本方法的一个推荐实例，其中，行4的单元20接收预写入信号，该预写入信号与提供给行3的单元20的电压信号Vc3相同。

不过，在如图2所提供的矩阵中实现多行寻址，预写入方法，需要一些补偿。可以看出，与行组RG1相连的行驱动器70有三个连接点51，52和53。类似的，与行组RG2相连的行驱动器70也有三个连接点。这些连接不易被取消连接，因此，无法单独对行RG4寻址。因此，在使用图2的设备时，行RG4不能单独被使能，必须与行RG5，RG6同时被使能。因此，行RG5，RG6将被多余地预写入。在有些驱动系统的实例中，每个行驱动器只与一行RG相连，在这种情况下，行RG5，RG6就不必被多余地预写入了。

本技术专业人员可认识到，这种带预写入的多行寻址方法不必局限于图2，3和4所描述的例证设备中。这些图举例说明了Q为3的指定设备的实例。同时，Q还可以代表所出现的列子驱动器的数量，如图2的设备所示。

一般，Q可以是任意的总数2或更大的数。Q的选择仅仅取决于可以获得的集成技术和所期望LCD设备的规模。Q为1时，就回到常规的逐行扫描。对于逐行扫描，观察不到串话反常，这是因为，施加到每行RG上的效果都是相同的，因此，整个显示屏上的效果一致。对于逐行扫描，不需要纠正性的预写入。

通常，在同一时间Ta被同时寻址的行RG的数量为Q时，利用预写入信号对第Q+1行预写入，该预写入信号与前一行组的信号相同。因此，第一步可以包括，在一个扫描时间Ta内，向Q+1个行RG传送Q+1个使能信号。第二步可以包括，向行RG1到RGQ中的所有使能单元传递独立的信号。不过，第Q+1行可以接收预写入信号，该信号与提供给行RG1到RGQ中的一行的信号相同。提供给第Q+1行的预写入信号最好是写入第Q行单元20的信号(如图4(b)所示)。上述两个步骤可连续重复，直到矩阵中未被使能的单元20的所有行RG均已被寻址。这种预写入方案能够明显减小多行寻址方案中的串话效应，从而使更高的像素数量和更高的显示性能能够得以实现。

应指出，上述实例只起举例说明的作用，并不限定本发明，本技术专业人员可以不脱离附加权利要求的范围，设计出许多不同的实例。在权利要求中，括号内的所有参考符号都不限定本发明。“包含”一词的使用并不排除权利要求所列出的元件和步骤之外的元件和步骤的出现。一个元件前的“一个”一词并不意味着只能有一个这样的元件。本发明可通过包含若干分立元件的硬件实现，并可通过适当编程的计算机实现。在列举了若干元件的设备权利要求中，这些元件的若干个可由同一硬件实现。某些措施是在互不相同的独立权利要求中陈述的，但这并不表明不能使用这些措施的组合。

Claims (8)

1.一种方法，用于寻址一个M行N列的显示单元(20)阵列，该方法包括：

(a)通过电气连接(51，52，53)向Q+1行单元传递Q+1个使能开关信号，这里，Q是总数2或更大的数，并且，第Q+1行和第Q行是连续的；

(b)向每个已使能单元传递独立信号，不过，第Q+1行的单元除外(该行接收一个预写入信号)，这些独立信号调制已使能显示单元(20)中的光线。

2.权利要求1中的方法，还包括：

连续地重复步骤(a)和(b)，直到阵列中所有未被使能的单元行均已被寻址。

3.权利要求1中的方法，其中第Q+1行的预写入信号与第Q行的独立信号相同。

4.权利要求1中的方法，其中使能开关信号经一个晶体管门(G)与晶体管(30)相连，该晶体管起到开关的作用，用于向像素电容(Cpix)传送独立的信号，该信号出现在显示单元(20)中并调制该单元(20)。

5.一个显示设备，用于寻址一个M行N列的显示单元(20)，该显示设备包括：

用于通过电气连接(51，52，53)向Q+1行单元传递Q+1个使能开关信号的装置，这里，Q是总数2或更大的数，并且，第Q+1行和第Q行是连续的；

用于向每个已使能单元传递独立信号的装置，不过，第Q+1行的单元除外(该行接收一个预写入信号)，这些独立信号调制已使能显示单元(20)中的光线。

6.权利要求5中的设备，其中传递给第Q+1行的预写入信号与传递给第Q行的独立信号相同。

7.权利要求5中的设备，其中一个Q行的组的连接点(51，52，53)是互连的，并且，其中一个列包含Q个列连接点，每个连接点都与该Q行组的不同的行相连。

8.权利要求7中的设备，其中第Q行和第Q+1行被连接在同一列连接点上。

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