專利名稱：向列型液晶驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶驅(qū)動(dòng)方法，尤其涉及向列型液晶驅(qū)動(dòng)方法。
人們知道，將向列型液晶夾于有透明電極的兩塊透明平板間，再置于兩偏光板間，則通過(guò)所述兩偏光板的光透射率會(huì)隨施加于所述兩透明電極的電壓而變化。
應(yīng)用上述原理的液晶顯示裝置具有厚度薄、耗電少等優(yōu)點(diǎn)，已正廣泛應(yīng)用于手表和臺(tái)式計(jì)算機(jī)等。
近年來(lái)，又與濾色片相結(jié)合，不斷應(yīng)用于筆記薄式個(gè)人計(jì)算機(jī)或小型液晶電視等移色顯示點(diǎn)陣式顯示裝置。
作為點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)方式，已知有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式。和每個(gè)像素帶有有源元件以TFT方式為代表的實(shí)現(xiàn)高像質(zhì)的有源矩陣方式。
雖然有源矩陣方式中，有源元件的制作極其困難，費(fèi)用昂貴，有必要大量投資于生產(chǎn)設(shè)備，但是，由于制成使用最高像質(zhì)的TN型向列型液晶，故能實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度、高視場(chǎng)角、高灰階數(shù)。
采用單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式，雖液晶面板電極的制作極簡(jiǎn)單，但若重復(fù)周期與選擇時(shí)間的比的占空比(duty)高的話，則會(huì)出現(xiàn)對(duì)比度下降的問題，對(duì)于占空比高的大尺寸矩陣液晶面板使用一種STN型向列型液晶，其對(duì)比度、視場(chǎng)角、響應(yīng)速度、高灰階數(shù)諸方面都不好。
對(duì)于結(jié)合濾色片可彩色顯示的液晶顯示裝置，通常組合紅、綠、藍(lán)3色點(diǎn)進(jìn)行彩色顯示。
這種濾色片價(jià)格極貴，張貼于面板的作業(yè)要求精度亦高。
再有，為了獲得與黑白液晶顯示面板同等的解像度，必須要有3倍的點(diǎn)數(shù)，在一般的液晶面板中，水平方向驅(qū)動(dòng)電路數(shù)為3倍，不但費(fèi)用增加，而且面板與驅(qū)動(dòng)電路的連接點(diǎn)數(shù)也是3倍，連接作業(yè)亦困難。
因此，采用濾色片作為使用液晶面板作彩色顯示的方法，影響費(fèi)用增加的因素很多，難以低價(jià)制作。
作為不使用濾色片的彩色液晶顯示裝置，如特開平1-179914中提出了一種黑白液晶面板與3色背照光結(jié)合的彩色顯示方案，與濾色片方式相比雖能實(shí)現(xiàn)低價(jià)高精細(xì)的彩色顯示，但用已有液晶驅(qū)動(dòng)方法難以高速驅(qū)動(dòng)液晶，故未達(dá)實(shí)用化。
已往的液晶顯示裝置，由于液晶響應(yīng)速度慢，故在電視等中再現(xiàn)動(dòng)畫時(shí)或個(gè)人計(jì)算機(jī)等中鼠標(biāo)器高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，比使用CRT顯像管的顯示器性能差。
本發(fā)明要解決的課題是，通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)方法，即使使用TN型向列型液晶，以單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式在占空比高的大尺寸矩陣液晶面板中也能獲得高對(duì)比度，同時(shí)加快了向列型液晶的響應(yīng)速度，從而能使所述3色背照光彩色化，并在動(dòng)畫再現(xiàn)中能獲得與使用CRT顯像管的顯示器同等以上的性能，也即提供一種高對(duì)比度快速響應(yīng)的向列型液晶矩陣的驅(qū)動(dòng)方法。
用于解決上述課題的本發(fā)明，其特征在于，通過(guò)以與已往液晶驅(qū)動(dòng)電路不同的時(shí)間將電壓施加給液晶，即使在高占空比下也能有高對(duì)比度，液晶響應(yīng)速度也快。
通常的向列型液晶的電氣光學(xué)特性如

圖1所示，與施加電壓的極性無(wú)關(guān)，而是個(gè)有效值的問題。
近年來(lái)，人們提出了一種同時(shí)選擇多根掃描線的有源(active)驅(qū)動(dòng)法，作為在STN液晶面板中實(shí)現(xiàn)與TFT液晶面板類同像質(zhì)的驅(qū)動(dòng)方法。
這種有源驅(qū)動(dòng)方法同時(shí)選擇多根掃描線，通過(guò)一幀中增加對(duì)掃描線的選擇次數(shù)來(lái)改善對(duì)比度和響應(yīng)速度，但向列型液晶的光透射率取決于所施加電壓的有效值，這一特性的使用與已有驅(qū)動(dòng)方式?jīng)]有兩樣。
已往，向列型液晶的響應(yīng)速度從幾十毫秒至數(shù)百毫秒，因此要想獲得能實(shí)現(xiàn)3色背照光的彩色化是困難的。
本發(fā)明人為了開發(fā)具有能實(shí)現(xiàn)3色背照光彩色化的響應(yīng)速度的液晶面板，對(duì)向列型液晶施加電壓波形與光透射率的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)施加電壓變化時(shí)，存在著光透射率隨施加電壓的波形高速變化的狀態(tài)。
通過(guò)反復(fù)產(chǎn)生這種光透射率高速度化的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)已有驅(qū)動(dòng)方法，從而能獲得對(duì)比度良好的特性。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1為向列型液晶的電氣光學(xué)特性的關(guān)系圖2表示本發(fā)明中向列型液晶的光透射率時(shí)間變化隨外加電壓變化而變化的說(shuō)明圖；圖3表示區(qū)段(segment)電壓不變化時(shí)向列型液晶光透射率時(shí)間變化隨外加電壓變化而變化的說(shuō)明圖；圖4表示區(qū)段(segment)電壓不變化時(shí)向列型液晶光透射率時(shí)間隨外加電壓變化而變化的說(shuō)明圖；圖5表示區(qū)段電壓變化周期為2倍時(shí)，向列型液晶光透射率時(shí)間變化隨外加電壓變化而變化的說(shuō)明圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中的電路圖；圖7為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的圖6中電路動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖2表示本發(fā)明一較佳實(shí)施形態(tài)，表現(xiàn)為相對(duì)于單純矩陣方式的向列型液晶面板中一個(gè)點(diǎn)，對(duì)區(qū)段(segment)電極和共用電極施加電壓波形與所述一個(gè)點(diǎn)的光透射率的關(guān)系。
這里，可看到，外加給共用電極的電壓僅在選擇共用電極期間輸出脈沖，在對(duì)被選擇的共用電極輸出脈沖期間，當(dāng)施加給區(qū)段電極的電壓為Vseg 1時(shí)，對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光透射率瞬間變化，當(dāng)施加給區(qū)段電極的電壓為Vseg 0時(shí)，對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光透射率不變化。
因此，對(duì)應(yīng)于施加給共用電極上的脈沖時(shí)間，將對(duì)應(yīng)于要顯示的圖像數(shù)據(jù)的電壓施加給區(qū)段電極，就能顯示圖像。
本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中驅(qū)動(dòng)時(shí)間的特點(diǎn)在于，在一幀期間，當(dāng)選擇共用電極期間區(qū)段電壓為Vseg 1，當(dāng)未選擇共用電極期間區(qū)段電壓為Vseg 0。
圖3和圖4表示已有技術(shù)電壓施加方法與本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的比較，所施加電壓波形不同之處，只是圖3和圖4中施加給區(qū)段電極的電壓的固定值不同而已。
圖2、圖3和圖4中使用的液晶材料，使用在向列型液晶中具有圖1所示那樣的電氣光學(xué)特性變化比較緩慢的一般性的TN型液晶。
因此，從已有技術(shù)出發(fā)，液晶光透射率由選擇共用電極時(shí)施加電壓的有效值決定的，所以若如圖3和圖4所示，區(qū)段電壓Vseg 0及Vseg 1任一值為固定時(shí)，譬如光透射率處于低狀態(tài)下的固定值，如圖2所示，即使在區(qū)段電壓在Vseg 0與Vseg 1之間切換，光透射率也理應(yīng)不發(fā)生變化。
但是，使用極一般的TN型液晶材料，即使使用間隙(gap)沒有像5～6μm那么薄的面板，如圖2所示光透射率也發(fā)生變化，光透射率隨共用電壓變化開始變化，直至回到初始光透射率所需時(shí)間為15～20ms，動(dòng)作速度極高。
這里，圖2所示光透射率高速變化特性發(fā)生最明顯變化是在Vcom 0低于Vseg0，Vcom 1高于Vseg 1的情況，也即選擇共用電極期間相對(duì)于不選擇共用電極期間，施加給電壓的極性相反的情況。
圖5在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中表示僅改變區(qū)段電壓變化周期時(shí)光透射率變化的狀況，由圖可見，每幀期間改變區(qū)段電壓的情況與一幀內(nèi)改變區(qū)段電壓的情況相比，光透射率變化速度慢很多。
因此可見，通過(guò)快周期地改變區(qū)段電壓，能使液晶光透射率高速變化。
單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式時(shí)的問題是，液晶響應(yīng)受非選擇時(shí)所加的區(qū)段電壓的影響而出現(xiàn)交調(diào)失真(cross talk)現(xiàn)象，為防止這種現(xiàn)象，通常使用非選擇時(shí)外加電壓波形有效電壓固定(不變)的電壓平均法。
即使在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中，用單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)，若非選擇時(shí)外加電壓波形發(fā)生變化，則液晶光透射率也變化。
在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的驅(qū)動(dòng)方法中，非選擇時(shí)若施加電壓不是有效值而是平均值不變(固定)，就不受非選擇時(shí)施加(外加)電壓波形的影響。
因此，與已有驅(qū)動(dòng)方式相比，用簡(jiǎn)單電路非選擇時(shí)也不受外加電壓波形影響。
圖6為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中驅(qū)動(dòng)電路圖，1、2、3和4和D型觸發(fā)器，5為異門(XOR)，6、7和8為與門(AND)，9為區(qū)段驅(qū)動(dòng)用緩沖器，10、11和12為共用驅(qū)動(dòng)用緩沖器。
圖6電路圖中，為簡(jiǎn)化起見，僅描述了一個(gè)區(qū)段驅(qū)動(dòng)電路，3個(gè)共用驅(qū)動(dòng)電路，但可按區(qū)段和共用電極數(shù)增加同樣的電路，以矩陣驅(qū)動(dòng)任意點(diǎn)數(shù)。
圖7表示圖6中本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的驅(qū)動(dòng)電路圖動(dòng)作的時(shí)序圖。
在圖6和圖7中，時(shí)鐘信號(hào)為占空比1∶1的時(shí)鐘，區(qū)段數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)D型觸發(fā)器1由時(shí)鐘信號(hào)鎖存后，經(jīng)XOR門5與時(shí)鐘信號(hào)按位加，再通過(guò)區(qū)段驅(qū)動(dòng)用緩沖器9輸出。
共用驅(qū)動(dòng)信號(hào)1、2和3，經(jīng)D型觸發(fā)器2、3、和4將共用同步信號(hào)按時(shí)鐘信號(hào)上升沿移位，經(jīng)與門(AND)6、7和8與時(shí)鐘信號(hào)邏輯積，再通過(guò)共用驅(qū)動(dòng)用緩沖器10、11和12輸出。
因此，在圖6及圖7所示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中，選擇共用電極期間，將對(duì)應(yīng)于區(qū)段數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓輸出給區(qū)段電極，同時(shí)將未選擇共用電極期間的區(qū)段電極電壓以快周期地變?yōu)榕c未選擇所述共用電極期間不同的電壓，故能使液晶高速動(dòng)作。
能使區(qū)段驅(qū)動(dòng)信號(hào)從時(shí)鐘信號(hào)的上升邊到下一上升邊的一周中的平均值總是不變，故即使不用已有技術(shù)的電壓平均法，也能以簡(jiǎn)單電路消除交調(diào)失真。
在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中，為了高對(duì)比度進(jìn)行顯示，最好將脈沖施加給共用電極，液晶光透射率瞬間變化后，回到光透射率起始值后，再施加下一脈沖。
因此，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中，若幀周期短，對(duì)比度就低，另一方面，若幀周期長(zhǎng)，則會(huì)產(chǎn)生閃爍等不良情況。
在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中，可見非選擇時(shí)區(qū)段電壓變化周期對(duì)光透射率變化速度影響大，光透射率回到起始值的時(shí)間隨液晶材料特性、尤其是液晶材料的粘性有大的變化。
因此，通過(guò)選擇光透射率回到起始值時(shí)間短的液晶材料，可抑制閃爍的發(fā)生，同時(shí)可進(jìn)行高對(duì)比度的顯示。
由于光透射率回到起始值的時(shí)間受液晶材料粘性等影響大，故可通過(guò)提高液晶面板的溫度，即使不改變液晶材料也能進(jìn)行高對(duì)比度顯示。
如上所述，本發(fā)明由于在液晶面板上描繪圖像至該圖像完全消失為止是在一幀期間中進(jìn)行的，故能獲得極高速響應(yīng)，是動(dòng)畫再現(xiàn)的最佳方式。
本發(fā)明不僅可應(yīng)用于單純矩陣方式的液晶面板，而且除了使用單純矩陣方式液晶面板能實(shí)現(xiàn)比TFT方式的液晶面板高得多的響應(yīng)速度外，還具有同樣的對(duì)比度，視場(chǎng)角也好，能實(shí)現(xiàn)與TFT方式液晶面板同等的或比其更高的性能。
已有的有源驅(qū)動(dòng)方法，為驅(qū)動(dòng)所必需的電壓種類多，控制器也復(fù)雜，故驅(qū)動(dòng)電路價(jià)格高，與此相反，本發(fā)明為驅(qū)動(dòng)所必需的電壓種類少，驅(qū)動(dòng)同步也簡(jiǎn)單，能以與以往單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)電路同樣的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)。
再有，本發(fā)明由于在液晶面板上描述圖像至該圖像完全消失為止是在一幀期間內(nèi)進(jìn)行的，所以是一種使用3色背照光彩色顯示方法的最佳方法，能實(shí)現(xiàn)不僅性能高且價(jià)格也低的彩色顯示器。
權(quán)利要求
1.一種向列型液晶的驅(qū)動(dòng)方法，在具有向列型液晶、夾住所述液晶的多個(gè)共用電極和多個(gè)區(qū)段電極、并將夾于所述電極的液晶置于兩偏光板間的液晶顯示裝置中，其特征在于，備有將選擇脈沖施加給共用電極的手段；根據(jù)所述選擇脈沖將對(duì)應(yīng)于要顯示圖像數(shù)據(jù)的電壓施加給區(qū)段電極的手段，還備有在所述共用電極選擇脈沖未施加期間、將不同于對(duì)立于所述圖像數(shù)據(jù)的電壓的電壓施加給所述區(qū)段電極的手段，且將施加于所述多個(gè)區(qū)段電極的平均電壓設(shè)定為固定值。
2.如權(quán)利要求所述的向列型液晶的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，設(shè)定施加給所述共用電極及區(qū)段電極的電壓，使得當(dāng)將選擇脈沖施加給所述共用電極時(shí)使施加于所述液晶的電壓極性相反。
3.如權(quán)利要求1或2所述的向列型液晶的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，還可備有使向列型液晶的溫度上升到預(yù)定溫度的加熱手段。
全文摘要
一種向列型液晶的驅(qū)動(dòng)方法,在具有向列型液晶、夾住液晶的多個(gè)共用電極和多個(gè)區(qū)段電極、并將夾于電極的液晶置于兩偏光板間的液晶顯示裝置中,備有:將選擇脈沖加給共用電極的手段,根據(jù)選擇脈沖將對(duì)應(yīng)于要顯示圖像數(shù)據(jù)的電壓施加給區(qū)段電極的手段,在未加共用電極選擇脈沖期間將對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的電壓的不同電壓加給區(qū)段電極的手段,并將加于多個(gè)區(qū)段電極的平均電壓設(shè)定為固定值。從而能高對(duì)比度高速響應(yīng)地矩陣驅(qū)動(dòng)向列型液晶。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1175051SQ97117890
公開日1998年3月4日 申請(qǐng)日期1997年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月26日
發(fā)明者沖田雅也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社勃拉特研究所