有源矩阵可视显示器、驱动电路及驱动方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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、IXD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:IX0S(Liquid Crystal on Silicon)、DMD(数字微镜器件)和DMS(数字MEMS微快门)光调制阵列器件，以及0LED0S(0rganic Light Emitting D1de on Silicon)微显不器。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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
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[0006]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不帧进行N个时间差分，以分解为2N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I阶灰度)，而这一差分后的I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I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I阶灰度(即黑或白)同步显示。
[0007]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LC0S，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】
[0008]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；
[0009]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；
[0010]其中，所述像素驱动子电路包括:
[0011]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;所述第一存储单兀至少包括一个电容器第一电容器。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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】
[0015]图1为传统的显示器驱动电路示意图；
[0016]图1a为图1局部区域的放大图；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]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；
[0021]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