矩阵液晶显示器的灰度显示驱动方法和设备技术

矩阵液晶显示器（ＬＣＤ）的一种灰度显示驱动法，可降低扫描和数据电极驱动信号电压和减小各副帧驱动电压幅值的变化和提高图像的质量。首先确定Ｎ位图像数据的ｎ位误差分散值，其中ｎ小于Ｎ。其次，将Ｎ位图像数据转换成最佳Ｍ位码，考虑到器件和系统的特性，Ｍ大于或等于Ｎ。ｎ位经转换的图像数据经过误差分散处理，将ｍ－ｎ位图像数据显示出来，其中ｎ位经过误差分散处理。此外还公开了实现这种方法的显示驱动器。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Method and apparatus for displaying gray level display of matrix liquid crystal display

Matrix LCD (LCD), a gray display drive method, can reduce the scan and data electrode drive signal voltage and reduce the driving voltage amplitude of the sub frame and improve the quality of the image. First of all, the n bit error value of N bit image data is determined, in which n is less than N. Secondly, the N bit image data is converted into the best M bit code, taking into account the characteristics of devices and systems, M is greater than or equal to N. The n bit converted image data is processed by error, and the M - N bit image data is displayed, and the n bit is processed by error. The invention also discloses a display driver for realizing the method.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矩阵液晶显示器(LCD)的一种灰度显示驱动方法和驱动设备，该方法和设备既能降低驱动电压，又能大幅度减小副帧驱动电压值的变化而不致使其灰色电平变坏。简单的矩阵LCD装置主要由一些扫描电极和一些数据电极构成，前者供控制显示器的扫描线用，后者在选取各扫描线时供控制各像素上的数据显示用。一般由2×66个像素构成的简单矩阵LCD是用采用行顺序驱动法的电压平均法驱动的。如附图说明图1A中所示，电压Vs的脉冲(扫描电极驱动信号)顺次加到扫描电极1、2、3、4、5和6上，电压+Vd和-Vd的脉冲(数据电极驱动信号)加到数据电极1和2上。因此，如图1D中所示，LCD由图1C所示通过示出电压Vs和Vd形成的像素信号(电压Vd、2Vd、3Vd和-Vd)驱动。然而，这个方法只能在液晶的向应速度慢(即LCD的响应时间约为400毫秒)时使用，这时才不致失去图像对比度。因此，在要求高速响应特性，即要求对计算机鼠标的移动快速反应或对动画显示快速反应的场合，一般都采用多行扫描(MLS)法或主动寻址(AA)法。图2示出了用MLS法或AA法驱动LCD时驱动扫描电极和数据电极的方法。可以看到，按照AA法，多个扫描电极F1(t)和F5(t)是在时间t同时选取加以驱动的。在此时间t，数据电极由加到其上以关系式G1(t)＝-CF1(t)＋CF2(t)－CF3(t)＋CF4(t)＋CF5(t)表示的数据电极驱动信号驱动，于是两个像素导通。这样，这种方法可应用于高速响应的LCD(因为这种LCD的占空因数提高)，同时驱动多个电极。然而，这种方法需要多个数据电压电平。此外，在电流驱动的情况下，这种方法还需要给屏数据另外配备存储器和操作电路。综上所述，采用行顺序驱动方法的电压平均法只选取一个扫描电极顺次加以驱动，AA法则同时选取多个电极顺次加以驱动。采用应用行顺序驱动法的电压平均法或应用MLS法的AA法显示灰色电平总共有六种方法调帧灰度显示，调幅灰度显示，分区灰度显示，调电压和调帧灰度显示，电压幅值调制灰度显示和误差分散灰度显示。1.调帧灰度显示法这是简单矩阵LCD最广泛使用的方法，该方法取多个副帧作为显示屏待驱动的显示单元。换句话说，灰色电平用从多个副帧选取“导通”状态的副帧所需的回合数表示。鉴于扫描电极驱动信号和数据电极驱动信号在驱动只能控制液晶通/断状态的简单矩阵LCD时只有二进制值，这种方法因费用低而用作一般的灰度显示法。然而，随着所显示灰色电平的提高，显示屏的显示频率变低，从而难以达到电影适用的显示速度。而这正是电视界的最新趋势。此外，显示屏因显示频率下降而产生的闪烁破坏了图像的质量。图3示出了处理有7个子帧的8个灰色电平的调帧灰度显示法。这里，扫描电极驱动信号的脉冲宽度和电压以及基准电压分别用t(s)、V(s)和Vns表示。数据电极驱动信号的脉冲电压由+Vd和-Vd组成。从图3中可以看到，由于图像信号频率(数据电极驱动信号频率)在第二和第七灰色电平显示中显著下降，因而副帧的数目大量增加。2.调幅灰度显示法这种方法的好处是，数据电极驱动信号(X)和具有选择脉冲宽度的扫描电极驱动信号(Y)分别只在两个电压电平下驱动，如图4中所示。然而，由于数据电极驱动信号电压的脉冲宽度(f)应按被视为所采用的灰色电平数加以分隔，因而数据电极驱动信号的频率提高了。此外，LCD本身不能快速响应快速的数据电极驱动信号，因而限制了待显示灰色电平的数目。3.分区灰度显示法这种方法的问题在于，由于分隔而使清晰度低，受驱动的集成电路和屏扫描线增加，因而除特殊情况外，一般都不加以采用。4.调电压和调帧灰度显示法这种方法考虑到各二进制位的加权值通过分派数据电极驱动信号各二进制位一个回合的副帧来调节驱动电压的大小，如图5中所法。鉴于显示图5所示16个灰色电平的调电压和调帧灰度显示法中的数据系统为8∶4∶2∶1，因而驱动信号电压Vs和Vd的帧幅比为2 ∶2∶ ∶1。换句话说，各副帧之间的驱动信号电压差大，因而驱动信号电压值增大。在这个方法中，在扫描电压Vs值变为大约35-4伏的情况下采用调帧灰度显示法，MSB(最高有效位)数据在占空因数为1/240和Vth为2.0优的情况下驱动。可以看出，Vs比调帧灰度显示法提高了1.56倍左右。在上述同样的情况下，扫描电极驱动信号Vs的值变为22.65伏左右。因此，由于因驱动电压电平和副帧而产生的驱动电压值随着灰色电平数的增大而增大，因而应限制所显示的灰色电平数。尽管各副帧之间的驱动信号电压差极大，但这种方法由于最大限度地减小数据电极的驱动电压电平，因而一般认为其前途是极其诱人的。5.电压幅值调制灰度显示法这种方法以采用多电极同时选择法(AA法)使LCD快速响应而著称，其典型实例有图6所示的脉冲高度调度(PHM)。这里，数据电极驱动信号(Y)不同高度的脉冲在扫描电极驱动信号(X)选择脉冲宽度(dt)的半个周期(dt/2)期间加到数据电极上。在此情况下，由于数据电极需要有多个驱动电压电平，因而驱动IC的成本大幅提高。此外，在模拟IC的情况下，数据处理速度慢。6.误差分散灰度显示法这种方法用图像处理技术进行空间调制来实现灰色图像，既降低了图像显示器的驱动费用，还易于得出数量充分的灰色电平。采用误差分散法的空间调制法通常是用误差分散系统进行的，如图7中所示。在此系统中，有效值(Um，n)通过将先前各像素处产生的误差值(e’m，n)加到被认为在显示中的原图像数据(Xm，n)上获取，取其近似的量化值(bm，n)用作图像显示数据，有效值(Um，n)与量化值(bm，n)之间的差值则取为新的误差值，准备按误差分散法按预定比值分散到毗邻的各像素中。这些操作是按扫描方向顺次采用的，从而显示出所要求的灰色电平。这里，Q(*)表示量化器，hm，n表示低通滤波器。误差分散系统的各数值可用以下各式表示。Um，n＝Xm，n+e’m，nbm，n＝Q(Um，n)(经量化)em，n＝Um，n-bm，ne”m，n＝hm，n(em，n)(低通滤波)将系统产生的误差值分散到毗邻各像素中，最广泛采用的方法是Floyd和Steinberg算法。此外广泛采用的算法还有Javis算法、Judice和Ninke算法以及Stucki算法。此外还研究出了其它各种算法。Floyd和Steiberg算法如图8所示，是将误差分别以7/1b(eA)、1/16(eB)、5/16(eC)和3/16(eD)分散到毗邻的各像素A、B、C和D中。这时，图像数据按图10中所示的顺序分散其误差。换句话说，若输入N位的图像数据，则分散n位的误差，然后将N-n位图像数据作为图像显示出来。然而，这种方法有这样的问题，在MSB灰色电平下产生饱和区。图9示出了用误差分散法显示8位数据的情况下按显示器灰度显示能力出现的灰度显示状态。这里，实线表示LCD有两个灰色电平情况下的灰度显示状态，即超过128(8位数据28＝256的最大灰度显示数的一半)的灰色电平转入饱和状态，从而避免各灰色电平之间有差别。曲线b，c，d分别表示LCD的灰色电平为4，8和16的灰度显示状态的情况。如图10中所示，按照传统的误差分散法，输入的N位图像数据中，LSB(最低有效位)中有n位是按误差分散算法进行数据处理，接着得出的经调制的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
驱动矩阵液晶显示器的一种方法，其特征在于，它包括下列步骤： 确定Ｎ位图像数据的ｎ位误差分散值，其中ｎ小于Ｎ； 将所述Ｎ位图像数据转换成Ｍ位代码，其中ｍ大于或等于Ｎ； 分散ｎ位所述经转换的图像数据的误差； 用灰度显示法将ｎ位在误差分散中的ｍ－ｎ位数据作为图像显示出来。

【技术特征摘要】
KR 1995-9-6 29161/951.驱动矩阵液晶显示器的一种方法，其特征在于，它包括下列步骤确定N位图像数据的n位误差分散值，其中n小于N；将所述N位图像数据转换成M位代码，其中m大于或等于N；分散n位所述经转换的图像数据的误差；用灰度显示法将n位在误差分散中的m-n位数据作为图像显示出来。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述误差分散值小于或等于1，分散最低有效位的误差；若所述误差分散值小于或等于2，分散两个较低有效位的误差；若所述误差分散值小于或等于3，分散两个较低有效位的误差；若所述误差分散值小于或等于7，分散三个较低有效位的误差。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述经转换的m-n位的最大值与所述N位输入图像数据的最大值相同。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述经转换的m-n位的最大值与所述N位输入图像数据的最大值相同。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，图像数据码经过转换，从而使所述经转换的m-n位图像数据各二进制位的加权值之间的差值小于N位图像数据的相应值。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，图像数据码经过转换，从而使所述经转换m-n位图像数据的各二进制位加权值之间的差值小于N位图像数据的相应值。7.矩形液晶显示器的一种灰度显示驱动设备，其特征在于，它包括图像数据转换装置，用以将图像数据转换成最佳代码；误差分散装置，用以将加权值小的较低有效位转换成所述经转换的最佳代码；一个误差缓冲存储器，用以提供所述较低有效位的信息；和液晶显示驱动装置，用以就所述最佳码转换装置，误差分散装置和误差缓冲存储器所处理的所述图像数据采用顺序驱动法驱动一个显示器。8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述液晶显示驱动装置用多电极同时选择驱动法...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔善静，朴哲佑，吴春烈，金玟锡，
申请(专利权)人：三星电管株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]