大容量点阵图形显示器中， 灰度显示必不
可少， 而且灰度显示也是彩色显示的基础， 以
下介绍 LCD 的灰度显示方法。灰度显示法主
要有空间灰度调制（即面积灰度调制）、 时间
灰度调制和电压幅值控制法三种。
a ）空间灰度调制
将显示像素划分为若干个可单独控制的
“子像素”， 当显示像素中不同数量的子像素
被选通时， 在一定距离外观看， 像素将显示不同的灰度等级。 图 5.15 所示为一个 10 级灰
度级的像素分割情形。
图 5.15 空间（面积）辉度调制原理
这种方法的优点是不需要特殊的驱动和控制技巧。但是有着不可克服的缺点， 其一
是以牺牲分辨率为代价， 其二则是不可能有很多的灰度级别。
b ）时间灰度调制
这种方法是一个在单位时间内，控制显示像素的选通、截止时间长短，使显示像素
在观察者眼中形成不同的灰度等级。 时间灰度调制又有帧灰度调制和脉冲灰度调制两种。
任何点阵图形显示，无论是显示固定画面， 还是显示活动视频图像画面，都是由动
态扫描驱动的一帧帧画面组成的。 假定选取若干帧为一个单位，在这个单位内某一像素
在不同的帧内被导通，在另一些帧内不被导通，则该像素就会呈现不同的灰度等级， 这
就是帧灰度调制原理。 图 5.16 表示以 4 帧为一个大单位，从**部选通到**部不选通实现
5 个灰度级别的情形。
由此图可以看出， 在像素上施加的选通信号在不同数量的帧中实施， 可以看做在一
个大单位内不同灰度级别上施加的电压有效值是不同的，从而在一个像素点上调制出不
同的灰度级别； 并且与 LCD 二值（ 0 与 1 ） 驱动法兼容， 这是帧灰度调制的优点。 但是，
帧灰度调制法是把若干帧合并为一个大单位（大帧）， 这就会引起闪烁。 如要**不出现
闪烁，就必须增加帧频。而液晶的响应速度不高，其帧频不可能设置得很高。 所以这种
方**使活动图像显示变得很慢。
为了克服上述缺点，可以同时控制相邻像素的通、断，即将空间灰度调制与帧灰度
调制相结合，从而大大提高灰度调制能力，并保持足够的响应速度。
脉冲灰度调制则是在扫描脉冲对应的数据脉冲中划出一个灰度调制脉冲，其宽度可
以划分为多个级别，不同宽度级别代表不同灰度信息，从而使被选通的像素实现不同的
灰度级别。 其原理如图 5.17 所示。 图中列信号中的 f 就是灰度调制脉冲。 相应的驱动合
成脉冲中将出现一个宽度为 F 的 S + D 驱动波形。 F 脉冲宽度小， 选通电压有效值就低； F
脉冲宽度大，选通电压有效值就高。
脉冲灰度调制不仅可以在一个像素点上调制出不同的灰度；而且将灰度信息携带在
列信号脉冲上， 十分方便。 其主要缺点是 LCD 不能响应过窄的脉冲而受到限制。 一般采
用脉冲灰度调制方式的列驱动器是以 4 位移位寄存器来调制 16 级灰度。
c ）电压幅值控制法
上述灰度调制方法电路简单， 但可实现的灰度等级不多。 若要显示多级灰度或彩色，
则一个像素对应多位数据， 驱动输出的电平不再只是选择电压和非选择电压， 而是多级
电平选择。 以 3 位为例， 需要 8 级电平。 电路中要加入电平选择器，如图 5.18 所示。 图
中，在列驱动器的驱动电路和数据锁存器的输出之间加入了电平选择电路。驱动输出的
第 5 章 平板显示驱动控制技术 · 245 ·
电平不是原来的显示选择电平和非选择电平的二选一， 而是
多级电平选择。此时的显示数据也不是一个像素对应一位，
而是一个像素对应多位。 按图 5.18 所示的例子，一个像素有
三位。当液晶显示控制器将这三位数据传输给带灰度控制的
液晶显示驱动器时，这三位数据被锁存到锁存器内。 锁存器
把这三位数据又输出给电平选择电路，它相当于一个 3-8 译
码器，三位数据组合为八种状态，使电平选择电路在 V 0 ~V 7
八个电平中选择其一，输出给驱动输出端 Y i ， 从而使液晶显
示呈现灰度显示效果。