专利名称：利用反射光调制器提高显示系统的编址频率的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用电光光调制器的显示系统，用于显示分布在连续帧中的连续刷新的图象信息信号；并且更具体地涉及一种滚动彩色投影显示系统，其中使得彩条重复滚动穿过单个电光光调制器屏面，以产生彩色显示。
本发明还涉及一种方法，用于为显示分布在连续帧中的连续刷新的图象信息信号的显示系统编址，该系统使用反射型电光光调制器(10)，其包括象素(20)的行和列矩阵阵列，用于在连续的帧周期内调制光。
这种单一屏面的滚动彩色显示系统是已知的。例如参见已授权的U．S专利5，532，763，在此将其合并作为参考。
这些显示系统尤其适合用于显示彩色信息，以分布在连续帧中表示全部彩色帧的连续刷新的图象信息信号的形式，每一帧包括例如彩色视频信息的彩色子帧分量。这些系统使用包括象素的行和列矩阵阵列的电光光调制器，用于根据连续的帧周期内的图像信息信号调制光。在对于每一颜色分量的每个帧期间，信号信息每次作用在直线阵列的象素行上。
由于行和列电极的矩阵结构、开关和存储电容器都可以集成在位于反射象素电极下面的硅基片上，因而能够保证这种高分辨率显示所需要的高象素密度这样的事实，这种使用硅上的单个反射型高密度有源矩阵液晶显示器(AMLCD)作为电光光调制器的显示系统，被认为是高分辨率彩色投影系统。
不幸的是，LC光电元件结构中反射象素电极的位置导致在驱动期间的不对称的电行为，以驱动电压中的DC偏差形式，甚至在AC驱动的情况下。连续刷新的显示图像(例如视频图像)的电视接收机将该DC偏差检测为闪烁。
抑制该闪烁的一种办法是调节驱动电压，来补偿DC偏差。但是，这种补偿计划是难以实现的，因为偏差电压在象素阵列上趋于不均匀，并且还趋于随时间而变化。
抑制该闪烁的另一种办法是该系统在超出可以检测到闪烁的界限很高的帧频下运行。但是，这种运行将减少显示的亮度。其原因在于为了调节LC材料的精确的转换次数，防护条(图2和3A中的30、34和38)使彩条(32、36和40)分开，并因此保持色彩纯度。
在很高帧频下运行系统会减少滚动方向中的彩条(图3B中46、50、54、58、62、66)的尺寸，因为利用彩色信息每一新帧为象素阵列编址的时间间隔将减少。但是，防护条(44、48、52、56、60、64)的尺寸将保持相同，因为LC材料的转换时间保持相同。因此，不利用彩色信息对象素阵列进行编址的空载时间的比例将减少。
因此，本发明的一个目的在于，提供一种用于显示分布在连续帧中连续刷新的图象信息信号的显示系统，并且利用电光光调制器，其中在基本上不减少显示亮度的情况下减少显示的闪烁。
根据本发明，提供显示系统用作显示分布在代表色帧的连续帧中连续刷新的图象信息信号，该系统使用电光光调制器，其包括象素的行和列矩阵阵列，来根据连续帧周期内的图象信息调制光，其中在每帧周期中利用图象信息对阵列的每行至少编址两次。
根据本发明的系统的另一个优点在于，在使用滚动条的投影系统中，在基本上不减少显示亮度的情况下可以减少闪烁。
根据本发明的系统的另一个优点在于，当滚动条投影系统使用反射有源矩阵LCD调制器时，在基本上不减少显示亮度的情况下，减少由于有源矩阵LCD中的电不对称所引起的闪烁。
根据本发明的该系统的其他优选实施例由从属权利要求限定。
本发明的目的还在于提供一种方法，用于为使用反射电光调制器的显示系统编址，在不减少显示亮度的情况下减少显示的闪烁。另外，根据本发明的方法的其特征在于，该方法包括在每帧周期中对阵列的每行至少编址两次。
根据本发明的一个优选实施例，用对应于正在编址的彩色信号信息的彩条来照明矩阵阵列。
根据本发明的另一个实施例，每一帧包括两个或更多个颜色分量子帧，并且在每帧周期中利用至少一个颜色分量子帧，并且最好是所有颜色分量子帧的图象信息信号对阵列的每行至少编址两次。
最好是，反射电光光调制器是有源矩阵液晶显示器(AMLCD)装置。
图1是现有技术的典型AMLCD装置的简化平面图2是滚动彩色系统中电光光调制器面板照明的示意图；图3A和3B是利用不同帧频为滚动彩色投影系统的电光光调制器的象素阵列的行编址的时序图；和图4是滚动彩色投影系统的时序图，其中在不提高帧频的情况下提高编址频率。
参见图1，示意性的表示现有技术LCD-TV显示系统的方框图，其包括包含AMLCD面板10的显示装置。面板10由每行中具有n个水平显示(图象)元件或象素20(1到n)的m行(1到m)组成。实际上，矩阵阵列中显示元件(m x n)的总数可能是100，000或更多(对于HDTV达到1．3百万)。每个显示元件20(表示显示器的一个象素)具有充当开关元件的辅助IGFET晶体管。每行中所有IGFETs的门极与行(Y)电极14连接，并且一列中每个IGFET的源极与列(X)电极15连接，此处有m行电极14和n列电极15。以将要描述的方式将IGFETs11的漏极分别与显示元件的电极连接。
显示元件的共同的反电极由与运载IGFETs的基片隔开的基片运载，并且在此之间设有具有液晶材料的显示元件的辅助电极。液晶材料根据作用在此处的电压调制光。可以使用与图象元件对准的滤色镜，利用已知原理来产生彩色显示。
通过在编址时间Ta将门电压作用到那一行的行电极14上，来实现对显示元件20的矩阵阵列的每一行编址。这样开启矩阵的那一行中的所有IGFETs，允许将视频信号经由列电极15传送到显示元件。以这种方式对行电极连续编址，以提供整个矩阵阵列的每次一行的扫描。一个矩阵阵列的完整的扫描代表一帧视频信息，在此之后利用下一帧信息对阵列进行再编址。
在开启一行中的IGFETs来进行编址的时间Ta期间，切断阵列剩余行中的所有其他IGFETs，因而使它们的相关图象元素与要不然会引入显示降级色度亮度干扰的杂散电压分离。在这个时间间隔期间，这些分离的图象元素必须依靠它们的自然电容和一些辅助存储电容(该图中没有示出)来保持它们的图像信息。
如图1中所示，由调谐器24、IF电路25和视频放大器26，产生一个输入信号，经同步分离器23通过行同步脉冲将信号馈送给时钟电路22，由时钟电路22对移位寄存器21提供规则的定时脉冲，数字移位寄存器21驱动行(Y)电极14。
同时从模拟移位寄存器电路28将视频信息信号提供给列(X)电极15，该电路28包括一个或多个移位寄存器，由视频放大器26对其提供视频信号并且从时钟电路22中利用行编址同步对其提供定时脉冲。移位寄存器电路提供适合于面板10每次传送一行的串行向并行的转换，对视频信号中相应行采样并且在列(X)电极15上放置合适的电压，然后供给列中IGFETs的源极。当开启对行中的IGFETs进行编址时，每个源极上的电压传送给漏极，并且从那里将图象元素与漏极连接，因此利用表示那个元素视频信息的源极电压对与元素相关的液晶充电。
参见图2，这里显示的是滚动彩色系统中电光光调制器面板照明的示意图。这种面板是典型的AMLCD，其由可单独编址的反射象素电极(图中没有显示)所限定的象素的行(或排)和列的矩阵组成，以如上所述的每次传送一行对其编址。红色、蓝色和绿色彩条(32、36、40)按箭头方向连续沿矩阵阵列(由框符42所表示)向下滚动。在时间t瞬间的阵列上显示红色彩条32、蓝色彩条34和绿色彩条36。
对应于下一个前进彩条的具有彩色信号信息行的编址，通过相应于转换时间所需要LC材料的间隔，使得彩条转换相应于新彩色信号的状态，在此该间隔被认为是防护条。因此，在时间t的瞬间，利用绿色信号信息对行341进行加载，利用蓝色信号信息对行683进行加载，并且利用红色信号信息对行1024进行加载。彩条32、36、40之间的间隔代表防护条30、34和38。
参见图3A的时序图，其表示以60Hz帧频的AMLCD中一些特殊行的时序，可以看出将16．66ms的帧周期分成三个相等的子帧周期，用于对以帧全彩色信息中的红色、蓝色和绿色原色分量进行编址。箭头在t=0；t=5．53ms；t=11．06ms标志绿色(G+)、红色(R+)和蓝色(B+)颜色分量信号信息编址的开始。曲线A，在编址开始时上升，代表LC材料对信号信息的光响应，表示在完成代表信号信息的传输状态中的延迟。因此，曲线A代表随时间提高显示的亮度。曲线B，在编址开始时下降，代表在通过前一个彩色分量的信号信息( )进行编址后，LC材料的光衰减。阴影块32、36和40代表利用相应的绿色、红色和蓝色彩条对矩阵阵列的照明。阴影块之间的间隔30、34和38代表防护条。
图3B是类似于图3A的时序图，用图表表示帧频从60Hz提高到95Hz时对系统性能的影响。选择60Hz和95Hz的帧频进行比较是因为，当防护条在600us保持恒量时，在60Hz的矩阵阵列上一个彩条的照明时间等于95Hz的两个彩条的照明时间。现在这有两倍于图3A的彩条(46、50、54、58、62、66)和防护条(44、48、52、56、60、64)。
因为在95Hz需要的额外的防护条，实现接近10％的光通过量的损耗。由于LC材料的响应时间，1．2ms的时间有0-90％的光衰减，实现另外大约34％的光通过量损耗。在它们相应的照明周期中，通过对LC材料的每个亮度响应曲线A下的面积进行积分，来确定该损耗。
图4显示类似于图3A和3B所示的时序图，其中对每个颜色分量编址的频率也就是刷新速率是加倍的，同时保持相同的全帧频，是为了在不提高系统光通过量的情况下减少闪烁。因此，在箭头所标示G+时，开始对绿色颜色分量信号进行编址，并且在箭头所标示的G-(表示相反极性的G信号)时再次开始，对R和B是同样的。因此，利用每次极性相反时，在每一颜色子帧中对每行编址两次。就象在图3A和3B中一样，阴影块70、74、78分别表示绿色、红色和蓝色彩条，同时间隔68、72和76表示防护条。
权利要求
1．一种显示系统，用于显示分布在表示全色帧的连续帧中连续刷新的图象信息信号，该系统使用反射电光光调制器(10)，其包括象素(20)的行和列矩阵阵列，用于在连续帧周期间根据图像信息信号调制光，和利用图象信息信号对阵列编址的装置(21-26)，其特征在于在每帧的周期期间对阵列每行至少编址两次。
2．根据权利要求1所述的显示系统，其中每帧包括至少两个颜色分量子帧，并且在每帧周期中利用至少一个颜色分量子帧的图象信息信号对阵列的每行至少编址两次。
3．根据权利要求1所述的显示系统，其中在每帧周期中利用全部颜色分量子帧的图象信息信号对阵列的每行至少编址两次。
4．根据权利要求1所述的显示系统，其中反射电光光调制器是有源矩阵液晶显示器装置(10)。
5．根据权利要求2所述的显示系统，其中利用对应于正在编址的颜色分量子帧信号信息的滚动彩条(32、36、40)对矩阵阵列照明。
6．根据权利要求1所述的显示系统，其中帧频是60Hz，并且在每帧周期中利用子帧信号信息对象素阵列的行编址两次。
7．一种用于对显示系统编址的方法，该显示系统用于显示分布在表示全色帧的连续帧中连续刷新的图象信息信号，该系统使用反射电光光调制器(10)，其包括象素(20)的行和列矩阵阵列，用于在连续帧周期间根据图像信息信号调制光，其特征在于该方法包括在每帧的周期期间对阵列每行至少编址两次。
8．根据权利要求7所述的方法，其中每帧包括至少两个颜色分量子帧，并且在每帧周期中利用至少一个颜色分量子帧的图象信息信号对阵列的每行至少编址两次。
9．根据权利要求7所述的方法，其中在每帧周期中利用全部颜色分量子帧的图象信息信号对阵列的每行至少编址两次。
10．根据权利要求7所述的方法，其中反射电光光调制器是有源矩阵液晶显示器装置(10)。
11．根据权利要求7所述的方法，其中利用对应于正在编址的颜色分量子帧言号信息的滚动彩条(32、36、40)对矩阵阵列照明。
12．根据权利要求7所述的方法，其中帧频是60Hz，并且在每帧周期中利用子帧信号信息对象素阵列的各行编址两次。
全文摘要
在滚动彩色投影系统中,该系统用于显示通过连续刷新的信息帧表示的图像,例如视频图象,并且使用例如AMLCD等单个反射电光光调制器,通过在每帧周期中对调制器阵列至少编址两次,可以在基本上不减少显示亮度的情况下,减少由光调制器的不对称电行为所引起的图象中的闪烁。
文档编号G09G3/20GK1291322SQ99802966
公开日2001年4月11日 申请日期1999年12月1日 优先权日1998年12月18日
发明者G·梅尔尼克, P·扬森 申请人:皇家菲利浦电子有限公司