有源矩阵显示设备及其驱动方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及显示设备，并且更具体地设及多像素驱动(MPD)类型的LCD显示器。本 发明还设及驱动运种显示设备的方法。
【背景技术】
[0002] 在有源矩阵液晶显示器化CD)中，通过下述方式来产生图像：经由数字图像数据 (其由图像的每个像素的数据值组成）向模拟电压(其具有取决于该数据的值）的转换来控 制离散图像元素（像素）的二维阵列的透光率，W及经由源数据线、栅极线和薄膜晶体管 (TFT)开关元件的有源矩阵来控制到阵列中的每个像素电极的那些电压的方向。在图1(摘 自lirnst Luede;r，Liquid Oystal Displays,Wiley and Sons Ltd,2001)中示出了运种类 型的布置，并在该出版物中对其进行了更全面的描述。在运种布置中，每个像素可W被定义 为每个单独的电极区域，在每个单独的电极区域中在每个显示刷新期中可W用单个数据电 压经由有源矩阵进行寻址。通常在运些显示器中，像素被提供在源极线与栅极线的每个交 叉点处，并且通过TFT与运些线电连接，使得可W通过下述方式对对像素寻址:经由栅极线 向TFT的栅极端子施加栅极电压脉冲，并且在出现栅极脉冲的时间段期间，经由源极线向 TFT的源极端子或漏极端子施加数据电压。像素电极与TFT的剩余源极端子或漏极端子相 连，并且因此在栅极选择脉冲期间可W被充电至由源极线供应的数据电压，但是在栅极电 压脉冲不存在时可W仍保持不受源极线供应的先前的或后来的电压的影响。运种显示器的 分辨率是独立可控的图像元素的数目，并且由源极线与栅极线之间的交叉点的数目确定。 在彩色显示器中，通常每个复合白像素存在Ξ个颜色子像素(每个复合白像素具有红色、绿 色和蓝色类型各一个），并且需要运Ξ个颜色子像素中的每一个独立可控，W能够在显示器 的色域内显示任意颜色或亮度，因此，针对分辨率Wm行乘Wn列的形式给出的彩色显示器， 源极和栅极交叉点的数量是mXnX3。针对本公开的目的，我们将像素考虑为与源极-栅极 交叉点相对应的任意电极区域。
[0003] 在用于例如电视和广告牌之类应用的大面积(对角线大于10")LCD中，尤其是那些 采用垂直对准向列(VAN)液晶化C)模式的LCD中，对于显示器的每个像素，通常具备两个单 独的像素电极区域，每个区域由单独的TFT驱动，尽管两个TFT均与相同的源极线和栅极线 连接，并且每个区域与单独的存储电容(Cs)线相关联。采用该布置，尽管在每个帖周期段中 供应给两个像素区域的数据电压(Vd)将相同，但是施加到每个电容器线的信号可分别控 审IJ，W允许对在对公共数据电压的施加和栅极选择脉冲的移除之后施加到每个像素电极区 域上的电压的不同修改，。该像素布置被称为电容禪合分离像素驱动或多像素驱动(MPD)， 并在图2(a)中示出。图2(b)中给出了具有电压参考的等效电子电路。
[0004] 运种布置的益处在于:尽管仅施加单个数据电压，但是允许每个像素产生两个具 有不同透射率的区域。运可W允许在面板的宽视角性能方面的改进，并且在US7079214(夏 普）中公开了为了该目的的运种像素布置的设计和使用。图3中给出了W下时序图：所述时 序图示出了可W如何经由将在栅极脉冲电压移除之后施加到存储电容器线的电压改变容 性禪合到像素电极，来控制供应给图2的像素布置的电压，W提供两个像素区域的不同透射 率。
[0005] US7079214中描述的驱动方法的一个潜在限制在于:尽管两个像素区域可W产生 不同的透射率，但它们的相对透射率具有固定关系。由于两条存储电容器线对于一行中的 所有像素是共用的，所W在对两个区域施加数据电压之后对像素电极电压作出的任何修改 是对一行中的所有像素作出的。因此，如果使得该行中一个像素的区域A比区域B更亮，则对 于该行中的全部像素都是如此(用相同的电压极性驱动，对于W相反极性驱动的像素，仍保 持固定的相对亮度将被反转），并且提供两个区域的不同透射率的能力不提供显示分辨率 的提高。两个区域之间的亮度的差异程度W及哪个区域更亮均不能随像素改变，所W不可 能用比面板的像素阵列更精细的细节等级来表示图像。
[0006] US4973135(佳能)公开了一种通过在每个像素电极区域提供多个反电极来W大于 显示器的有源矩阵的源极-栅极交叉点的数目的分辨率来显示图像数据的装置。然而，为了 由该方法来提供真正的分辨率的提高，它必须结合快速转换双稳态液晶模式(例如铁电LC) 来使用。
[0007] W0200124153 AiaTL)公开了一种根据有源矩阵面板的每个TFT寻址的区域实现 独立可控亮度的多个区域的类似机制，同样每个像素使用多个反电极。然而，该方法应用于 电流驱动的发光显示类型，而不是电压控制的透射型LCD,并且每个像素的类二极管行为允 许反电极电压对像素的相应区域进行选择或去选择。此外，为了实现真正的分辨率提高，必 须用时序图样来驱动像素的每个反电极控制的区域，因此分辨率的提高W牺牲整体亮度为 代价。
[000引胖02011118423公开了一种驱动具有1157079214类型的]\^0类型1〔0的机制，使得可 W通过控制存储电容器线上的电压来防止不同像素区域透射任何光，无论供应给像素电极 的数据电压是多少。然而，同样，一行的所有像素的相应区域也必须被防止透射，使得任何 分辨率提高必须采用不同像素区域的时间序列透射的形式，并因此W牺牲亮度为代价。
[0009] US20100097366 A1(夏普)公开了一种驱动具有US7079214类型的像素的显示器的 机制，其中供应每个视频帖输入期具有多个电压电平的交流波形，W允许结合列极性反转 直流平衡驱动图样或块极性转换驱动图样来实现由MPD提供的宽视角改进。然而，同样，由 于存储电容器线对于一行中的所有像素是共用的，所W没有描述能够针对一行中的不同像 素进行改变使得哪个像素区域变得更亮并因此允许显示更高分辨率的图像数据的任何方 法。
[0010] 引文列表
[0011] 专利文献
[0012] PTL 1:US7079214
[0013] PTL 2:US4973135
[0014] PTL 3:WO 2001/24153
[0015] PTL 4:W0 2011/118423
[0016] PTL 5:US 2010/0097366
[0017] PTL 6:US5767836
[001 引 PTL 7:W0 2009/110128
[0019] PTL 8:WO 2011/0:34209
[0020] 非专利文献
[0021] NPL 1:Ernst Lueder，Liquid Crys1:al Displays，Wiley and Sons Ltd,2001
[0022] NPL 2:Nehring and Kmetz，IEEE Transactions on Electron Devices.Vol.ED-26 ,pp . 795-802 . 1979
[0023] NPL 3：Alt and Pleshko, IEEE Transactions on Electron Devices.Vol. ED-21, ,pp. 146-155.1974
[0024] NPL 4:T.J aieffer et al.'"Displays",14,2,卵74-85,1993
[0025] NPL 5：Yoshida et al.，"Journal of the Society for Information DisplayM9,ll,pp 771-780,2011
【发明内容】
[0026] 本发明的第一方面提供了一种有源矩阵LCD显示器，具有多个源极线、多个与所述 源极线相交的栅极线和多个存储电容器地址线，在所述源极线和栅极线的交叉点处提供可 独立寻址的像素，一个像素包括多个子像素，并且像素的每个子像素与存储电容器地址线 中的相应的那条存储电容器地址线相关联。所述显示器具有驱动装置(驱动电路）用于在第 一模式中响应于图像数据帖中的针对像素的输入数据，针对所述帖向所述像素的源极线供 应多个信号电压，并供应多个电容器线电压，其中所述电容器线电压中的每一个被供应给 所述像素的相应的存储电容器地址线。所述驱动装置适用于供应所述电容器线电压，使得 至少在所述帖的第一显示刷新期中供应的所述电容器线电压中的第一个与所述电容器线 电压中的第二个之间的关系不同于在所述帖的后续显示刷新期中供应的所述电容器线电 压中的所述第一个与所述电容器线电压中的所述第二个之间的关系。
[0027] 在本发明的显示器中，施加于源极线的电压在一个帖期间不总是恒定的，而是在 帖的不同显示刷新期中可W取不同的值。尽管运可被视为在一个帖中提供单个信号电压波 形，其中所述信号电压波形具有变化的幅度，但是为了描述的清楚，本申请将参考在一个帖 中提供两个(或更多个)信号电压，其中在每个显示刷新期中提供一个信号电压。
[0028] W使得两个电容器线电压之间的关系在帖的一个显示刷新期与后续刷新期之间 发生变化的方式供应电容器线电压，克服了上文参照US7079214描述的子像素的相对透射 率在一个帖期间是固定的限制，并且提供了提高的分辨率。
[0029] 如所使用的术语"帖"表示与供应给显示器的输入图像的帖相对应的显示期。在如 图3中所示驱动的常规显示器中，显示器在一帖中仅刷新一次，但是在本发明的显示器中， 显示器在一帖中刷新两次或更多次。
[0030] 在一帖中存在Ξ个或更多个显示刷新期的实施例中，"第一"显示刷新期与"后续" 显示刷新期不一定是连续的显示刷新期一一电容器线电压中的第一个与电容器线电压中 的第二个之间的关系可W在一帖的两个连续显示刷新期中保持相同（例如下文的图13中的 第二和第Ξ显示刷新期所示）。
[0031] 本发明的第二方面提供了一种有源矩阵LCD显示器，具有多个源极线、多个与所述 源极线相交的栅极线和多个存储电容器地址线，在所述源极线和栅极线的交叉点处提供可 独立寻址的像素，一个像素包括多个子像素并且像素的每个子像素与所述存储电容器地址 线中的相应的那条存储电容器地址线相关联。该显示器具有驱动装置，所述驱动装置用于 在第一模式中响应于图像数据帖中的针对像素的输入数据，针对所述帖向所述像素的源极 线供应多个信号电压，并供应多个电容器线电压，其中所述电容器线电压中的每一个被供 应给所述像素的相应的存储电容器地址线。该驱动装置适用于供应信号电压和电容器线电 压，使得在所述帖期间在第一子像素上供应的均方根(RMS)电压是可至少部分地独立于在 所述帖期间在第二子像素上施加的RMS电压而控制的。
[0032] 本发明的第Ξ方面提供了一种驱动有源矩阵LCD显示器的方法，所述显示器具有 多个源极线、多个与所述源极线相交的栅极线和多个存储电容器地址线，在所述源极线和 栅极线的交叉点处提供可独立寻址的像素，一个像素包括多个子像素，并且像素的每个子 像素与存储电容器地址线中的相应的那条存储电容器地址线相关，所述方法包括，在第一 模式中：
[0033] 响应于图像数据帖中的针对像素的输入数据，针对所述帖向所述像素的源极线供 应多个信号电压，并供应多个电容器线电压，其中所述电容器线电压中的每一个被供应给 所述像素的相应的存储电容器地址线；
[0034] 其中所述方法包括:供应所述电容器线电压，使得至少在所述帖的第一显示刷新 期中供应的所述电容器线电压中的第一个与所述电容器线电压中的第二个之间的关系不 同于在所述帖的后续显