专利名称：：像素灰度扩展方法、像素电容充电时间驱动方法及装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种产生像素灰度的方法，特别是一种通过控制像素充电时间扩展像素灰度的方法；本发明涉及一种控制液晶像素上灰度电压的驱动方法及驱动装置，特别是一种控制像素电容充电时间的驱动方法及驱动装置。
背景技术：
：液晶面板的色彩显示能力是以在每一种色彩通道上，液晶面板能显示灰阶的位数来加以描述的，目前普遍采用6bit的液晶显示面板，6bit面板是指每个通道上能显示2的6次方，也就是64级灰阶，而面板有红绿蓝(以下简称RGB)三个色彩通道，就能显示262144种色彩(64x64x64=262144)。以此类推，8bit面板显示256级灰阶，能显示16777216(16.7M)种颜色。我们可以看出，物理上6bit面板能显示的色彩还不到8bit面板的2%。所以采用了色彩增强技术，主要目的是缩小6bit面板和8bit面板的差距，延长6bit面板的应用寿命。色彩增强技术主要包括像素抖动(PixelDithering,以下简称PD)算法和帧速率控制(FrameRateControl,以下简称FRC)技术。6bit面板提供的是不连续色阶0，4，8，12,16,20，......直到252,而8bit面板提供的是连续色阶O，1,2，3，4......直到255，因此造成了6bit面板颜色少。PD算法的原理是局势快速切换相近颜色，利用人眼的残留效应获得缺失色彩。第一种方法是在同一像素上使用，在TO时刻像素显示0级灰度，在Tl时刻像素显示4级灰度，如此周而复始，利用人眼的视觉残留混合两种像素灰阶信息，于是就近似得到了2级灰度；第二种方法是四个像素组成的像素方块阵，对角线方向的两个像素分别显示相同的0级灰度或者4级灰度，使用在在观察距离上就会得到2级灰度的颜色信息。利用这种方法6bit面板就得到了更多的色阶。FRC技术主要是利用了人眼的视觉惰性，这个特性是指人眼对亮度感觉并不会随着物体亮度的消失而立即消失，而是在一段时间之后才消失。举一个筒单的例子先把CRT显示器屏幕调成满屏纯红色，再一键切换到满屏纯黄色，在刚切换的那一刹那，我们在屏幕上"看到"的不是红色也不是黄色，而是橙色。原因就是，开始的红色还因为视觉惰性留在眼里，而新进来的黄光与暂留着的红光感觉叠加，我们就"看到"了橙色，一种原本不存在的颜色。FRC技术正是利用了这个道理，通过适当的控制帧速率和相邻帧之间的颜色，对时间和空间上输出的数据进行控制，以仿真的方式来表现全彩色画面，这样液晶面板在播放动态画面的时候，我们就"看到"了液晶面板本身不能显示的颜色。PD算法和FRC技术，都可以使液晶面板得到更多的色阶，将可显示的色彩数量扩展到16.2M。目前更有Hi-FRC(高FRC)技术，可以将色彩扩展至16,7M。上述这些利用了人眼残留和视觉惰性的特性，是通过对连续数帧画面的输出数据进行控制，来实现对输出灰阶数的扩展，其缺点在于由于对数据的处理采用特定的算法，当显示某些特定的画面时，可能会出现画面的闪烁；对于进行FRC运算的灰度画面，由于人眼能捕捉到微弱的画面变化，在视觉上可能还会形成网格状条紋。
发明内容本发明的一个目的是，通过一些实施例提供一种像素灰度的扩展方法，使得像素灰度数得到扩展，并且克服了由于利用人眼残留和^L觉惰性的特性而造成的不良显示的缺陷。本发明的另一个目的是，通过一些实施例提供一种控制像素充电时间的驱动方法，使得像素电容的充电电压的输出时间得到控制，从而使像素的灰度数得到扩展；本发明的再一个目的是，通过一些实施例提供一种控制像素充电时间的驱动装置，使得像素电容的充电电压的输出时间得到控制，从而使像素的灰度数得到扩展。为了实现本发明的第一个目的，本发明的一些实施例的像素灰度扩展方法为对每个一级灰度等级的灰度电压的充电时间进行控制，形成数个充电时间不同，灰度电压相同的二级灰度等级，其中每个二级灰度等级的灰度电压与其对应的一级灰度等级相同，充电时间与该二级灰度等级相对应。为了实现本发明的另一个目的，本发明的另一些实施例的控制像素充电时间的驱动方法，包括以下步骤截取8位低压差分信号中的高6位数据信号，暂存于数据緩冲器内；将所述数据緩冲器内的高6位数据信号通过格式转换处理生成迷你型低压差分信号或低振幅差分信号；对所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行数/模转换，生成灰度电压，该灰度电压输出至像素电容，对该像素电容进行充电；根据所述8位低压差分信号中的低2位数据信号选择与其对应的延时控制时间，根据该延时控制时间，对所述像素电容进行充电的时间进行延时处理。为了实现本发明的再一个目的，本发明的再一些实施例的控制像素充电时间的驱动装置，包括第一单元，用于截取8位低压差分信号中的高6位数据信号输出至格式转换单元；将所述8位低压差分信号中的低2位数据信号输出至第二单元；所述格式转换单元，用于将所述高6位数据信号通过格式转换处理生成迷你型低压差分信号或低振幅差分信号；数/模转换单元，用于对所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行数/模转换，生成灰度电压，该灰度电压输出至像素电容，对该像素电容进行充电；所述第二单元，用于根据所述8位低压差分信号中的低2位数据信号选择与其对应的延时控制时间，根据该延时控制时间，对所述像素电容进行充电的时间进行延时处理。由以上技术方案可知，本发明提供的像素灰度的扩展方法，可通过控制像素电容的充电时间来实现，克服了由于利用了人眼残留和视觉惰性的特性而造成的不良显示的缺陷，提供了液晶画面显示的质量。本发明提供的控制像素充电时间的驱动方法及驱动装置，是通过控制像素电容的充电时间来实现像素灰度扩展；在大幅提高了可显示的色彩数量的同时，克服了利用人眼残留和视觉惰性的特性时，在视觉上可能还会形成网格状条紋的缺陷。下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。图1为本发明灰度扩展方案示意图2为本发明像素电容充电控制1示意图3伪本发明像素电容充电控制2示意图4为本发明控制像素充电时间的驱动方法的流程图5为本发明控制像素充电时间的驱动装置实施例1示意图6为本发明控制像素充电时间的驱动装置实施例2示意图。具体实施例方式现有技术中对像素灰度的扩展方法为利用人眼的残留和视觉惰性的特性对不同的像素颜色进行混合。在本发明的下述实施例中，通过对8bit输入数据进行划分，以4阶灰度为一单位，将256阶灰度电压转化为64阶灰度电压输出；然后对液晶面板上像素电容进行充电时，再通过对每一阶输出灰度电压的输出时间进行控制，从而控制了像素电容的充电时间，将每4灰度之间的3阶灰度进行区分，达到以源极驱动器输出的6位数据来显示256阶灰度的目的，使液晶面板能显示的灰度数变多，色彩丰富。像素灰度的扩展方法实施例1以目前的技术，灰度是由源极驱动器向液晶面板上各个源极通道的像素电容发送不同的灰度电压来实现的。6位的源极驱动器可以产生26=64阶的灰度电压，该灰度电压对像素电容进行充电。根据所加的不同阶的灰度电压，像素电容会产生0~63种不同的充电情况，液晶分子在像素电容的电场作用下偏转，产生64阶灰度的显示效果。要对输出的6位数据进行扩展，如图1所示，将一级灰度等级n(以下简称GL(n)，其中n为Q~63的正整数)扩展为二级灰度等级GL(4n),即GLO、GL4、GL8.....GL252,同时在GL(4n)后增加GL(4n+l)、GL(4n+2)、GL(4n+3)三个二级灰度等级，如图示，原来6位数据时的1个一级灰度等级扩展为现在的4个二级灰度等级(GL(4n)、GL(4n+l)、GL(4n+2)和GL(4n+3))，使原有的64阶灰度扩展为256阶灰度，即从6位扩展到了现在的8位数据。对于二级灰度等级GL(4n)来说，灰度电压为6bit源极驱动器的输出电压。其余扩展的二级灰度等级对应的电压，是通过对每个一级灰度等级的灰度电压的充电时间进行控制，如图2所示，使像素电容的充电时间逐渐减小，例如扩展后的GL(4n+l)、GL(4n+2)、GL(4n+3)，充电时间分别延时tl、t2和t3。充电时间不同，导致像素电容上所加电压的输出时间不同，从而形成不同的与所加灰度电压对应的二级灰度等级，理论上讲，该二级灰度等级的灰度数可有无限多个。利用对液晶像素电容的充电时间进行控制，可以实现灰度的扩展，该方法是从对液晶像素的驱动电路上进行改进，比利用人眼的残留和视觉惰性的特性对不同的像素颜色进行混合的方法要稳定、可靠得多，使液晶显示的画面质量得到提高。像素灰度的扩展方法实施例2如上述实施例中所述的通过对像素电容的充电时间进行控制来实现灰度扩展的方法中，对于常白液晶显示面板，灰度等级随着灰度电压的降低而变高，灰度等级越高，液晶显示面板能够显示的色彩越亮；反之，对于长黑液晶显示面板，灰度等级同样随着灰度电压的降低而变高，灰度等级越高，液晶显示面板能够显示的色彩越暗。不论是常白还是常黑的液晶显示面板，本发明的实施例中所述的对像素的灰度进行扩展的方案都是适用的。在对一级灰度等级进行扩展时，二级灰度等级随着灰度电压的充电时间减小而变高。如图3所示，每个一级灰度等级中，所扩展的二级灰度等级中灰度等级最低的二级灰度等级(GL(4n))对应的灰度电压的充电时间为原始充电时间；二级灰度等级中灰度等级最高的二级灰度等级(GL(4n+3))对应的灰度电压的充电时间最短，但该二级灰度等级对应的灰度电压应大于下一一级灰度等级的灰度电压，即GL(n+l)，或者说，大于下——级灰度等级扩展的二级灰度等级中灰度等级最低的灰度电压，即GL(4(n+l)),以保持灰度等级的连续性。如图2所示，对一级灰度等级的灰度电压的充电时间进行控制具体为一级灰度等级的灰度电压的充电时间的结束时刻固定，通过对该一级灰度等级的灰度电压充电的起始时刻进行延时处理，来形成不同的扩展后的二级灰度电压的充电时间。控制像素充电时间的驱动方法实施例1对于薄膜晶体管(以下筒称TFT)液晶显示装置，对像素电容进行驱动的过程为将接收到的数据信号转换并传送给源极驱动器，由源极驱动器进行数/模(以下简称D/A)转换，转换为灰度电压，输出至面板，然后通过栅极驱动器对液晶显示的像素进行逐行选通，将灰度电压输出给液晶面板上选通行的像素电容，进行显示驱动。但是由于D/A转换时取样的位数需要考虑到芯片成本，所以能够呈现的灰度数量有限，使能够呈现的色彩数量很少。本实施例中所用的控制像素充电时间的驱动方法对上述驱动过程进行了改进，本实施例中所用的驱动方法可概括为，如图4所示步骤11、截取8位低压差分信号中的高6位数据信号，暂存于数据緩沖器内；步骤12、将数据緩冲器内的高6位数据信号通过格式转换处理生成迷你型低压差分信号或低振幅差分信号；步骤13、对迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行数/模转换，生成灰度电压，该灰度电压通过源驱动器进行数模转换，输出至像素电容，对该像素电容进行充电；步骤14、根据8位低压差分信号中的低2位数据信号选择与其对应的延时控制时间，根据该延时控制时间，对所述像素电容进行充电的时间进行延时处理。上述步骤14中所述的，根据8位低压差分信号中的低2位数据信号选择与其对应的延时控制时间，如表1所示表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>低2位数据信号经转换可产生4个不同的控制通道地址信号，液晶显示面板各行上的所有源极通道中，显示的灰度为0、4、8……，即为4的倍数，GL(4N)的像素，控制通道地址信号为00,选通该通道时对应的延时时间为0，即没有进行相应的灰度电压充电时间控制的通道；GL(4N+1)的像素所在通道，通道地址为Ol,选通该通道时对应的延时时间为tl;GL(4N+2)的4象素所在通道，通道地址为10，选通该通道时对应的延时时间为t2;GL(4N+3)的〗象素所在通道，通道地址为11,选通该通道时对应的延时时间为t3。通过上述的控制通道地址信号，如图3所示，可控制灰度电压输出到液晶面板上对应的像素电容的延时，以调整对像素电容的充电时间，使同一灰度电压(如GLO的电压)对应多种充电时间。由于充电时间的不同，像素电容的充电情况也就不同，充电时间长的像素电容充电充足，电场较强(例如GLO的电压，充电时间没有改变)；充电时间短的像素电容充电不足，电场较弱(例如扩展后的GL1、GL2和GL3，充电时间分别延时tl、t2和t3)。这样，同一灰度电压就可对应像素电容的不同电场，液晶分子在不同电场作用下偏转，可以产生不同的灰度，实现对灰度的扩展(GLO这个单一灰度扩展为GLO、GL1、GL2、GL3四个灰度)，从而使液晶面板可显示的灰度数增加，显示色彩质量提高。控制像素充电时间的驱动方法实施例2在上述实施例的步骤11中的8位低压差分信号可分两路输入，液晶显示面板每行显示的像素数量较多，分两路输入可减緩数据传输的压力，例如可以按像素行排列中，第2n-l个像素所对应的所有8位低压差分信号在一路传输；第2n个像素所对应的所有8位低压差分信号在另一路传输，其中n为正整数，n=l，2,3，...。当两路数据信号输入进来后，进行数据緩存；等待液晶显示面板一行亚像素对应的所有8位数据合并、排列成行数据输出，可提高数据输入效率，降低干扰信号的影响；步骤13中，对迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行数/模转换之前还要进行移位处理，并暂存的过程，使得信号在转换前可得到高效的管理。另外，如图3所示，对像素电容进行充电的控制时，从GL(n)到GL(4n)的扩展是没有进行充电时间控制而进行的直接转换，而由GL(n)扩展出的GL(4n+l)、GL(4n+2)、GL(4n+3),则进行了对像素电容充电时间的控制。GL(O)的灰度电压上升沿在栅极(Gate)打开之前，其充电过程从栅极完全打开时开始，当栅极完全打开，将首先选择所有控制通道地址信号为OO的控制通道，即没有进行充电时间控制的源极通道，该源极通道对应的像素灰度为扩展后的GL(O),此时，该通道中像素所充电量为原始设定的灰度电压值；扩展后的GL(1)对应的像素电容对应控制通道地址信号01,灰度电压的输出增加了延时tl,使其上升沿比GL(O)延时一段时间，在栅极开启tl时间后打开，输出电路将选通该定义为01的控制通道，即GL(1)对应像素的像素电容充电时间将延时tl时间，与GL(O)相比，GL(1)的充电时间缩短了tl,灰度等级要比GL(0)的低；同理，GL(2)对应像素的电容充电时间将进一步延时，使控制该灰度的控制通道地址信号IO在栅极开启t2(t2〉tl)时间后被选通，与GL(l)相比，GL(2)的充电时间进一步缩短了(t2-tl)个时间；同理，GL(3)对应像素的电容充电时间进一步延时t3(t3〉t2)。需要注意的是，扩展前的GL(n+l)，即扩展后的GL(4(n+l))为下——级灰度等级，其灰度电压幅值B比GL(4n)的灰度电压幅值A要低，但充电时间相同，在应用时应保证扩展后的GL(4n+3)的充电量要比GL(4(n+l))饱满，以保证灰度的连续过渡性。控制像素充电时间的驱动装置实施例1该控制像素充电时间的驱动装置，如图5所示，包括第一单元1，用于截取8位低压差分信号中的高6位数据信号，输出至格式转换单元3;将所述8位低压差分信号中的低2位数据信号送入第二单元2;格式转换单元3,用于将所述高6位数据信号通过格式转换处理生成迷你型低压差分信号或低振幅差分信号；D/A转换单元4,用于对所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行D/A转换，生成灰度电压，该灰度电压输出至像素电容，对该像素电容进行充电；第二单元2，用于根据所述8位低压差分信号中的低2位数据信号选择与其对应的延时控制时间，根据该延时控制时间，对所述像素电容进行充电的时间进行延时处理。如上表1所示，首先栅极驱动器逐行扫描液晶面板上的像素，当某行被接通，第二单元4接收到的迷你型低压差分信号或低振幅差分信号经D/A转换为灰度电压信号后，按照表1所示低2位数据信号对应产生的控制通道地址信号所对应的延时，对灰度电压输出到该行的各个源极通道对应的像素电容上的时间进行控制，由于延时，各像素电容所加电压不同，从而可控制其上的灰度显示，达到像素灰度扩展的目的。控制像素充电时间的驱动装置实施例2在上述实施例中，所述的第一单元l还包括，如图6所示，数据合并单元ll，由于液晶面板每行显示的液晶像素很多，宽屏的就会更多，为了降低数据传输频率，一般从两路输入8位低压差分信号，当该行的8位低压差分信号都输入进来后，进行数据合并，并排列成行数据再进行输出；数据处理单元12,用于对所述合并后的8位低压差分信号进行数据处理，截取高6位数据信号送入数据緩冲器13,緩存数据，等待发送；将緩存的高6位数据信号发送至格式转换单元3,低2位数据信号输出至第二单元2。所述的第二单元2还包括，如图6所示，地址发生单元21，用于将所述8位低压差分信号中的低2位数据信号转换为控制通道地址信号；地址锁存器22，用于緩存所述控制通道地址信号；延时控制单元23,用于根据控制通道地址信号选择与其对应的延时控制时间。所述D/A转换单元4，具体包括移位寄存单元41，用于对输入的迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行移位存储处理；2行锁存器42，用于存储正在输出行的8位低压差分数据和下一行还未进行输出的8位低压差分数据，该锁存器存储两行数据，是为了可及时对数据信号进行输出，减少不必要的等待时间；数/模转换器43，用于对所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行D/A转换，生成灰度电压，该灰度电压输出至像素电容，对该像素电容进行充电。最后还应包括一个输出緩存单元5，对上述输出信号进行管理，在适当时间进行输出。该实施例所述液晶显示装置，可进一步降低数据传输过程中的噪声及其他信号的干扰，进一步提高液晶显示的画面质量。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。权利要求1、一种像素灰度的扩展方法，其特征在于对每个一级灰度等级的灰度电压的充电时间进行控制，形成数个充电时间不同，灰度电压相同的二级灰度等级，其中每个二级灰度等级的灰度电压与其对应的一级灰度等级相同，充电时间与该二级灰度等级相对应。2、根据权利要求1所述的像素灰度的扩展方法，其特征在于所述二级灰度等级随灰度电压的充电时间减少而变高。3、根据权利要求1所述的像素灰度的扩展方法，其特征在于每个所述一级灰度等级中，所述数个不同的二级灰度等级中灰度等级最低的二级灰度等级对应的灰度电压的充电时间为原一级灰度等级的充电时间。4、根据权利要求1所述的像素灰度的扩展方法，其特征在于所述一级灰度等级中，所述数个不同的二级灰度等级中灰度等级最高的二级灰度等级对应的灰度电压的充电时间最短，该二级灰度等级对应的灰度电压大于下一一级灰度等级的灰度电压。5、根据权利要求1、2、3或4所述的像素灰度的扩展方法，其特征在于对所述一级灰度等级的灰度电压的充电时间进行控制具体为一级灰度等级的灰度电压的充电结束时刻固定，通过对该一级灰度等级的灰度电压充电的起始时刻进行延时处理，来形成所述数个不同的二级灰度电压的充电时间。6、一种控制像素充电时间的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤截取8位低压差分信号中的高6位数据信号，暂存于数据緩冲器内；将所述数据緩冲器内的高6位数据信号通过格式转换处理生成迷你型低压差分信号或低振幅差分信号；对所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行数/模转换，生成灰度电压，该灰度电压输出至像素电容，对该像素电容进行充电；根据所述8位低压差分信号中的低2位数据信号选择与其对应的延时控制时间，根据该延时控制时间，对所述像素电容进行充电的时间进行延时处理。7、根据权利要求6所述的控制像素充电时间的驱动方法，其特征在于，在所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行数/模转换之前，还包括将所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号经移位处理，并进行暂存的过程。8、一种控制像素充电时间的驱动装置，其特征在于，包括第一单元，用于截取8位低压差分信号中的高6位数据信号输出至格式转换单元；将所述8位低压差分信号中的低2位数据信号输出至第二单元；所述格式转换单元，用于将所述高6位数据信号通过格式转换处理生成迷你型低压差分信号或低振幅差分信号；数/模转换单元，用于对所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行数/模转换，生成灰度电压，该灰度电压输出至像素电容，对该像素电容进行充电；所述第二单元，用于根据所述8位低压差分信号中的低2位数据信号选择与其对应的延时控制时间，根据该延时控制时间，对所述像素电容进行充电的时间进行延时处理。9、根据权利要求8所述的控制像素充电时间的驱动装置，其特征在于，所述第一单元包括数据合并单元，用于将一行的8位低压差分信号进行数据合并，并排列成行数据输出；数据处理单元，用于对合并后的每一所述8位低压差分信号进行数据处理，截取高6位数据信号送入数据緩冲器；低2位数据信号输出至第二单元；数据緩沖器，用于将緩存的高6位数据信号发送至所述格式转换单元。10、根据权利要求8所述的控制像素充电时间的驱动装置，其特征在于，所述数/模转换单元包括移位寄存单元，用于对输入的迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行移位存储处理；2行锁存器，用于存储两行8位低压差分数据；数/模转换器，用于对所述迷你型低压差分信号或低振幅差分信号进行D/A转换。11、根据权利要求8所述的控制像素充电时间的驱动装置，其特征在于，所述第二单元包括地址发生单元，用于将所述8位低压差分信号中的低2位数据信号转换为控制通道地址信号；地址锁存器，用于緩存所述控制通道地址信号；延时控制单元，用于根据所述控制通道地址信号选择与其对应的延时控制时间。全文摘要本发明涉及一种像素灰度的扩展方法，通过对每个一级灰度等级的灰度电压的充电时间进行控制，对该等级进行细分，形成数个充电时间不同，灰度电压相同的二级灰度等级，其中每个二级灰度等级的灰度电压与其对应的一级灰度等级相同，充电时间与该二级灰度等级相对应。利用该方法可使液晶面板显示像素的一级灰度等级得到扩展，并克服了现有技术中使用帧速率控制方法带来的不良显示的缺陷。本发明还提供了控制像素充电时间的驱动方法及驱动装置，是通过控制像素电容的充电时间来实现像素灰度扩展，在大幅提高了可显示的色彩数量的同时，克服了利用人眼残留和视觉惰性的特性时，在视觉上可能还会形成网格状条纹的缺陷。文档编号G02F1/133GK101393726SQ20071012216公开日2009年3月25日申请日期2007年9月21日优先权日2007年9月21日发明者悦丁申请人:北京京东方光电科技有限公司