专利名称：一种近晶态液晶显示屏灰阶实现方法
技术领域：
本发明涉及一种近晶态液晶显示屏显示技术，具体的说是一种近晶态液晶显示屏灰阶实现方法。
背景技术：
液晶显示器是目前最有发展前景的平板显示器件之一，传统的液晶显示器都是被动显示，即透射型显示，只有在外加背光源的条件下才能进行显示，但是背光源的功耗是液晶本身功耗的几百倍以上，十分耗能。随着液晶技术的发展，各种液晶材料层出不穷，其中不需要背光源的反射型液晶凭借其低功耗特性具有绝对优势。中国实用新型专利“一种显示控制电路”(专利号为ZL200720190955.3)中的近晶态液晶显示屏正是一种采用了反射型液晶——近晶态液晶制成的无需背光源的反射型显示装置。近晶态液晶显示屏以其特有的薄膜表面特性和反射型显示原理，实现了一种无需背光、结构简单、视角广泛、画面平稳、真正安全环保、省电的显示装置，并且其具有长期记忆功能和使用者不易疲劳等优点，在显示器的行列中处于领先地位。
当准备显示一幅图像时，首先对全屏进行初始化，初始化过程是进行图像刷新的必经阶段，初始化的目的是清除显示屏上原有图像并整屏磨砂，在全屏所有行电极与列电极上施加低、高频驱动波形，如图1(A)、(B)所示，波形施加顺序为低频、高频交替出现，交替次数在1-50之间，最终以低频结束，低频高压正负脉冲频率为Fl，高频高压正负脉冲频率为Fh，电压幅值±Um，低频高频驱动波形的行列脉冲幅值相同，频率相同，个数相同，相位相反，初始化后全屏为一致的白色。
所述低频高压正负脉冲的频率Fl为大于等于1Hz且小于等于100Hz，其电压幅值±Um为大于等于±10v且小于等于±250v，其脉冲对个数为大于等于1个且小于等于2000个； 所述高频高压正负脉冲的频率Fh为大于等于1kHz且小于等于50kHz，其电压幅值±Um为大于等于±10v且小于等于±250v，其脉冲对个数K为大于等于1个且小于等于2000个。
初始化结束后进入图像扫描期，传统的近晶态液晶显示屏图像扫描期图像显示方法如下 图像扫描采用逐行顺次扫描的方式进行，当扫描刷新一行图像时，行列电极上施加幅值相同，频率相同，个数相同的高频高压正负脉冲，如图1(B)所示，该高频高压正负脉冲的频率为Fh，其电压幅值为±Um，其脉冲对个数为K。如果列脉冲与行脉冲相位相同，则该行列交叉点的像素单元保持在初始化后的磨砂状态不改变，显示为白色；如果列脉冲与行脉冲相位相反，则该行列交叉点的像素单元磨砂态被清除成透明态，显示为黑色。列数据电极上出现的脉冲相对于行脉冲是同相或者反相由该像素点对应的列数据决定，如果该点有列数据需要显示，则列上出现反相，列数据不需要显示就出现同相。因此刷完一整幅图像以后，屏幕上就出现黑白分明的二值图像。但是仅有黑白两种状态的显示方式不能满足带有灰阶的图像显示，因此必须需找一种能够实现一定灰阶表现力的解决方案。
发明内容
为克服现有技术中近晶态液晶显示屏显示二值图像缺乏灰阶表现能力的不足，本发明的目的就是提供一种近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，该方法可以实现从0到m共m+1个等级的灰阶状态，从而有效改善近晶态液晶显示屏图像显示效果。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案 一种近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，包括以下步骤 1)使用一种子场排列算法实现灰阶分级并产生一灰阶子场排列表； 2)通过所述灰阶子场排列表产生一种带灰阶的驱动波形； 3)对该近晶态液晶显示屏上的当前待驱动的行电极和列电极施加所述带灰阶驱动波形驱动近晶态液晶显示屏中的液晶分子停留在不同的排列状态以显示出待显示图像的不同灰阶。
上述步骤中所述子场排列算法通过以下方法实现 首先，将一幅图像以m+1个不同等级的灰阶表示，所述m+1个不同等级的灰阶采用m个子场实现，所述子场分为同向子场和反向子场，所述子场包含一定数量的驱动脉冲个数ni，ni是第i个子场的驱动脉冲个数，所述驱动脉冲个数ni从1到100可变，因此，所述m个子场包含的脉冲对总数为N， 进一步的，所述m+1个不同等级的灰阶中每个灰阶都包含m个子场，所不同的是各灰阶包含的m个子场中反相子场的个数不同，最高灰阶反相子场的个数为0，次高灰阶反相子场的个数为1，依次类推，最低灰阶反相子场的个数为m。
进一步的，所述m个子场中，其中反相子场相邻，同相子场也相邻。
进一步的，通过所述灰阶子场排列表产生的一种带灰阶的驱动波形为幅值相同，个数相同，频率相同的高频脉冲对包括反向脉冲对与同向脉冲对。
本发明中，通过改变列上施加反相脉冲对的个数即可以实现不同的清屏状态以显示不同灰阶，具体实现方法如下 所述带灰阶的驱动波形扫描一行时加在行电极上的行扫描脉冲对个数为m个子场所有脉冲对的总和N，对应的列数据脉冲对个数也等于N，这N个列数据脉冲对全部与行扫描脉冲对反相，则该像素点显示纯黑；N个列数据脉冲对全部与行扫描脉冲同相，则该像素点状态显示为纯白；若N个列数据脉冲对中一部分与行扫描脉冲对同相，另外一部分与行扫描脉冲对反相，则该像素点状态显示为处于黑与白两种状态中间的一种半清屏程度。因此，改变N个列数据脉冲中反相脉冲对个数的比列，既可以使得对应像素点的状态被驱动到不同的清屏程度，表现为不同的灰阶等级。
该方法可以实现从0到m共m+1个灰阶等级，m大于等于1小于等于511。
进一步的，所述带灰阶驱动波形根据输入图像的灰阶g，查灰阶子场排列表对应灰阶g的子场排列得到反相子场数及同相子场数，将反相子场的子场脉冲数相加得到总的反相脉冲对个数N1，
将同相子场的子场脉冲数相加得到总的同相脉冲对个数N2，
在行、列驱动电极上先出现N1对连续的高频高压正负反相驱动脉冲，然后出现N2对连续的高频高压正负同相驱动脉冲，所述带灰阶驱动波形的幅值为±Um，频率为Fh。
本发明的有益效果是 本发明的近晶态液晶显示屏的灰阶实现方法中所涉及的带灰阶驱动波形，可以根据图像数据的不同将近晶态液晶分子驱动到不同的状态以显示不同的灰阶，从而解决了近晶态液晶显示屏显示二值图像缺乏灰阶表现能力的问题，进而改善了近晶态液晶显示屏图像显示效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1中(A)是低频高压正负脉冲的示例图；(B)是高频高压正负脉冲的示例图。
图2为本发明的近晶态液晶显示屏灰阶子场排列表。
图3为本发明的近晶态液晶显示屏带灰阶驱动波形示意图。
图4为本发明的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法流程图。
具体实施方法 下面结合附图对本发明作进行详细的说明。
如图4所示，本发明包括以下步骤 1)使用一种子场排列算法实现灰阶分级并产生一灰阶子场排列表401； 2)通过所述灰阶子场排列表产生一种带灰阶的驱动波形402； 3)对该近晶态液晶显示屏上的当前待驱动的行电极和列电极施加所述带灰阶驱动波形驱动近晶态液晶显示屏中的液晶分子停留在不同的排列状态以显示出待显示图像的不同灰阶403。
在实际应用中，显示屏上待显示图像的数据以行为单位顺序存储在一图像存储器中，每个数据配有一个地址。以800行×600列制式的近晶态液晶显示屏为例。待显示图像的数据，共800×600个，以行为单位顺序存储在至少包含800×600＝480000个存储单元的图像存储器中，每一个存储单元存储一个像素点的数据对应一个存储器地址。存储单元中存储的数据位宽代表对应像素点数据的灰阶信息，位宽为1时，数据只有1和0两种状态。0代表像素需要显示，被驱动为全透明的状态表现为黑色；1代表像素点不需要显示，保持初始化后的磨砂状态表现为白色；而当数据位宽大于1位时，数据为二进制代码，其数值的大小代表对应像素点的灰阶信息，如位宽为5位。则00000代表0灰阶，表示全黑状态，11111代表31灰阶，表示全白状态，中间值10001代表处于全黑与全白之间的一个灰阶状态。再如位宽为9位，可实现512灰阶，则000000000代表0灰阶，表示全黑状态，111111111代表511灰阶，表示全白状态，中间值100010001代表处于全黑与全白之间的一个灰阶状态。
以32灰阶图像为例，对于行电极来说，扫描一行的31个子场的扫描脉冲对个数总和依旧等于N，实际上行扫描脉冲没有任何改变，扫描到其中一行，对应行电极上就出现N对行扫描脉冲；对于列电极来说，首先将将灰阶由黑到白划分为32级，即最白的状态定义为31灰阶，最黑的状态定义为0灰阶，由最黑到最白的所有灰阶状态划分成32个灰阶。其次，将一行所有的脉冲对N分为31个子场，每个子场包含的脉冲对个数分别为n1，n2，n3…n31；
各子场排布如图2所示，每个灰阶都包含31个子场，而各灰阶包含的31个子场中反相子场的个数不同，最高灰阶反相子场的个数为0，次高灰阶反相子场的个数为1，依次类推，最低灰阶反相子场的个数为31。最终反相子场的脉冲对总和为N1，同相子场的脉冲对个数为N2，N＝N1+N2，N1与N2的不同比例代表着不同的灰阶状态。
经过以上划分，在刷新图像时，列数据脉冲首先根据被显示图像的灰阶等级去查表，取出对应等级的子场排列，以18灰阶为例，列数据脉冲首先查找到18灰阶对应的子场排列为，1到13子场共
个脉冲对反相，14-31子场共
个脉冲对同相。由此控制列电极输出脉冲对的相位输出，在首先输出1到13子场对应的N1对的反相列脉冲，然后输出14到31子场对应的N2对的同相列脉冲，对应列电极上就出现如图3所示的驱动波形。而经过这样的波形驱动后该像素点的显示状态及显示为对应18灰阶的程度。依次类推，在列上施加不同子场排列的驱动波形，即可以实现对应的灰阶等级。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，包括如下步骤
1)使用一种子场排列算法实现灰阶分级并产生一灰阶子场排列表；
2)通过该灰阶子场排列表产生一种带灰阶的驱动波形；
3)对该近晶态液晶显示屏上的当前待驱动的行电极和列电极施加所述带灰阶驱动波形驱动近晶态液晶显示屏中的液晶分子停留在不同的排列状态以显示出待显示图像的不同灰阶。
2.根据权利要求1所述的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，所述子场排列算法通过以下方法实现将一幅图像以m+1个不同等级的灰阶表示，所述m+1个不同等级的灰阶采用m个子场实现，所述子场分为同向子场和反向子场，所述子场包含一定数量的驱动脉冲个数ni，ni是第i个子场的驱动脉冲个数，所述驱动脉冲个数ni从1到100可变，因此，所述m个子场包含的脉冲对总数为N，
3.根据权利要求2所述的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，所述各灰阶包含的m个子场中反相子场的个数不同，最高灰阶反相子场的个数为0，次高灰阶反相子场的个数为1，依次类推，最低灰阶反相子场的个数为m。
4.根据权利要求2或3所述的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，所述m个子场中，其中反相子场相邻，同相子场也相邻。
5.根据权利要求1所述的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，所述带灰阶的驱动波形扫描一行时加在行电极上的行扫描脉冲对个数为m个子场所有脉冲对的总和N，对应的列数据脉冲对个数也等于N，N个列数据脉冲对全部与行扫描脉冲对反相，则该像素点显示纯黑；N个列数据脉冲对全部与行扫描脉冲同相，则该像素点状态显示为纯白；若N个列数据脉冲对中一部分与行扫描脉冲对同相，另外一部分与行扫描脉冲对反相，则该像素点状态显示为处于黑与白两种状态中间的一种半清屏程度。
6.根据权利要求5所述的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，所述带灰阶驱动波形根据输入图像的灰阶g，查灰阶子场排列表对应灰阶g的子场排列得到反相子场数及同相子场数，将反相子场的子场脉冲数相加得到总的反相脉冲对个数N1，
将同相子场的子场脉冲数相加得到总的同相脉冲对个数N2，
在行、列驱动电极上先出现N1对连续的高频高压正负反相驱动脉冲，然后出现N2对连续的高频高压正负同相驱动脉冲。
7.根据权利要求1、2、3、5和6中任意一项所述的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，该方法可以实现从0到m共m+1个灰阶等级，m大于等于1小于等于511。
8.根据权利要求4所述的近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，其特征在于，该方法可以实现从0到m共m+1个灰阶等级，m大于等于1小于等于511。
全文摘要
本发明公开了一种近晶态液晶显示屏灰阶实现方法，包括步骤1)使用一种子场排列算法实现灰阶分级并产生一灰阶子场排列表；2)通过该灰阶子场排列表产生一种带灰阶的驱动波形；3)对该近晶态液晶显示屏上的当前待驱动的行电极和列电极施加所述带灰阶驱动波形驱动近晶态液晶显示屏中的液晶分子停留在不同的排列状态以显示出待显示图像的不同灰阶。本发明可以实现从0到m共m+1个灰阶状态，m大于等于1小于等于511。本发明提供了一种适合近晶态液晶显示屏的灰阶实现方法，成功的实现了近晶态液晶显示屏带灰阶图像的显示。
文档编号G09G3/36GK101789226SQ201010126820
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者孙刚, 夏兴隆, 董绍平 申请人:苏州汉朗光电有限公司