向列型液晶的驅動方法
2023-04-25 11:53:56
專利名稱：向列型液晶的驅動方法
技術領域：
本發明涉及液晶的驅動方法，尤其涉及向列型液晶的驅動方法。
如果在具有透明電極的兩塊透明平板間夾有向列型液晶，並置於兩偏光板間，那末可以知道，通過所述兩偏光板光的透射率將隨加於所述兩透明電極的電壓而變化。
使用上述原理的液晶顯示裝置，具有厚度薄、耗電省等特點，以手錶和電子臺式計算器為代表正得到廣泛的應用。
近年來又與濾色片相結合，已用於筆記本個人計算機和小型液晶電視等的彩色顯示器裝置。
在與濾色片(colour filter)組合可顯示彩色的液晶顯示裝置中，雖可組合紅、綠、藍3色點進行彩色顯示，但這種濾色片極其昂貴，且面板粘合作業要求精度高。
再有，為了獲得與黑白液晶顯示面板同等的圖像清晰度，必需3倍的點數，故通常在液晶面板中水平方向的驅動電路數為3倍，增加了費用，同時面板與驅動電路的連接點數也為3倍，這樣使連接作業也變得困難。
因此，作為使用液晶面板進行彩色顯示的方法，對於使用濾色片的方式，高費用的要素多，難以低價製造。
為此，如在特開平1-179914號公報中所記載，人們提出了將黑白液晶面板與3色背照光(back light)相組合進行彩色顯示的方法，作為不使用濾色片的彩色液晶顯示裝置，與濾色片方式相比，能實現低價高解析度的彩色顯示，但在已有的液晶驅動方法中，難以對液晶高速驅動，至今未達實用化。
在以往的液晶顯示裝置中，由於液晶響應速度慢，故在電視等動畫重放情況下，或使個人計算機中滑鼠器光標等高速運動情況下，與使用陰極射線顯像管的顯示相比，性能差。
本發明用於解決上述課題，其目的在於提供一種響應速度快的向列型液晶驅動方法，即，通過改變驅動方法，加速以往使用的TN型或STN型向列型液晶的響應速度，從而能獲得與上述3色背照光的彩色化或與動畫再現中使用顯像管(陰極射線管)的顯示器同等以上的性能。
為解決上述課題，本發明的特徵在於，通過在與以往液晶驅動電路不同的時間上將電壓施加給液晶，從而加速了液晶的響應速度。
向列型液晶的一般電氣光學特性如
圖1所示，圖1中施加電壓與極性無關，而與有效值有關。
近年來，有人提出同時選擇多根掃描線的有源(active)驅動法作為用STN液晶面板實現和TFT液晶面板同樣圖像質量的驅動方法。
這種有源驅動方法，同時選擇多根掃描線，增加了一幀期間掃描線的選擇次數，從而改善了對比度和響應速度，但使用了由施加電壓的有效值決定向列型液晶光透射率這一特性，在這一點上與已有技術驅動方式沒有什麼不同。
以往，向列型液晶的響應速度從數十毫秒至數百毫秒，要想獲得能實現3色背照光的彩色化的響應速度是困難的。
本發明為開發具有能實現3色背照光彩色化的響應速度的液晶面板，在測定向列型液晶的外加電壓波形與光透射率的動態特性時，發現外加電壓變化時，光透射率隨外加電壓波形而存在高速變化的狀態。
反覆產生這種光透射率高速變化的狀態，能獲得響應速度遠遠高於已有驅動方法、對比度良好的特性。
下面結合附圖詳細說明本發明實施形態。
圖1為向列型液晶的電氣光學特性的關係圖；圖2表示本發明實施形態中向列型液晶的光透射率時間隨外加電壓變化而變化的說明圖；圖3表示區段(segment)電壓不變化時向列型液晶光透射率時間隨外加電壓變化而變化的說明圖；圖4表示區段(segment)電壓不變化時向列型液晶光透射率時間隨外加電壓變化而變化的說明圖；圖5表示本發明實施形態中區段電壓變化周期為2倍時，向列型液晶光透射率時間隨外加電壓變化而變化的說明圖。
圖2表示本發明實施形態中向列型液晶光透射率時間隨外加電壓變化而變化，表現為相對於單純矩陣(matrix)方式的向列型液晶面板中一個點，給區段(segment)電極和共用電極外加電壓波形與所述一個點的光透射率的關係。
這裡，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衝，在對被選擇的共用電極輸出脈衝期間，當施加給區段電極的電壓為Vseg 1時，對應點的光透射率瞬間變化，當施加給區段電極的電壓為Vseg 0時，對應點的光透射率不變化。
因此，對應於施加給共用電極上的脈衝時間，將對應於要顯示的圖像數據的電壓施加給區段電極，就能顯示圖像。
本發明實施形態中驅動時間的特點在於，在一幀期間，當選擇共用電極期間區段電壓為Vseg 1，當未選擇共用電極期間區段電壓為Vseg 0。
圖3和圖4表示已有技術電壓施加方法與本發明實施形態的比較，所謂施加電壓波形不同，只是說圖3和圖4中施加給區段電極的電壓為固定值。
圖2、圖3和圖4中使用的液晶材料，也即使用在向列型液晶中具有圖1所示那樣的電氣光學特性變化比較緩慢的一般性的TN型液晶。
因此，從已有技術出發，液晶光透射率由選擇共用電極時施加電壓的有效值決定的，所以若如圖3和圖4所示，區段電壓Vseg 0及Vseg 1任一值為固定時，光透射率處於低狀態下的固定值，則理應不發生如圖2所示，在區段電壓在Vseg0與Vseg 1之間切換，光透射率變化的現象。
但是，即使使用極一般的TN型液晶材料，也即使用間隙(gap)為5～6μm不那麼薄的面板，如圖2所示光透射率也發生變化，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間為15～20ms，動作速度極高。
這裡，圖2所示光透射率高速變化特性最明顯的是在Vcom 0低於Vseg 0，Vcom 1高於Vseg 1的情況，也即選擇共用電極期間相對於不選擇共用電極期間，施加電壓的極性相反的情況。
在圖2中，即使共用電壓選擇周期為一半，在一幀期間，區段電壓為Vseg 0時必定選擇共用電極的情況下，光透射率變化未必有那麼大的差。
但是，在圖2所示的本發明實施形態中，顯示黑情況的區段電壓在一幀期間固定於Vseg 0，在顯示黑的情況下，取共用電極為非選擇期間的區段電壓為Vseg1時能很好地顯示黑，若上述選擇周期為一半，區段電壓為Vseg 1時，由於選擇共用電極，故顯示白。
圖5在本發明實施形態中表示僅改變區段電壓變化周期時光透射率變化的狀況，由圖可見，每幀期間改變區段電壓的情況與一幀內改變區段電壓的情況相比，光透射率變化速度慢很多。
因此可見，通過在先前周期改變區段電壓，能使液晶透光率高速變化。
在本發明實施例子，為了進行高對比度的顯示，最好在脈衝加在共用電極上、液晶的光透射率瞬間變化後，待光透射率返回到起始值，再加上下一個脈衝。
因此，在本發明實施形態中，若幀周期短，對比度就低，另一方面，若幀周期長，則會產生閃爍等不良情況。
在本發明實施形態中，可見非選擇時區段電壓變化周期對光透射率變化速度影響大，光透射率回到起始值的時間隨液晶材料特性、尤其是液晶材料的粘性有大的變化。
因此，通過選擇光透射率回到起始值時間短的液晶材料，可抑制閃爍的發生，同時可進行高對比度的顯示。
由於光透射率回到起始值的時間受液晶材料粘性等影響大，故可通過提高液晶面板的溫度，即使不改變液晶材料也能進行高對比度顯示。
本發明實施例中列舉單純矩陣方式的液晶面板的應用例，除了使用單純矩陣方式液晶面板能實現比TFT方式的液晶面板高得多的響應速度外，還具有同樣的對比度，視場角也好，能實現與TFT方式液晶面板同等的或比其更高的性能。
如上所述，本發明由於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行的，故能獲得極高速響應，是動畫再現的最佳方式。
本發明不僅可應用於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現比TFT方式的液晶面板高得多的響應速度外，還具有同樣的對比度，視場角也好，能實現與TFT方式液晶面板同等的或比其更高的性能。
通過將這種驅動方式應用於TFT方式的液晶面板，從而也能改善TFT方式的液晶面板的動作速度。
已有的有源(active)驅動方法，為驅動所必需的電壓種類多，控制器也複雜，故驅動電路價格高，與此相反，本發明為驅動所必需的電壓種類少，驅動同步也簡單，能以與以往單純矩陣驅動方式的驅動電路同樣的成本來實現。
再有，本發明由於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進行的，所以是一種使用3色背照光彩色顯示方法的最佳方法，能實現不僅性能高且價格也低的彩色顯示器。
權利要求
1.一種向列型液晶的驅動方法，其特徵在於，在將夾於共用電極及區段電極間的向列型液晶置於兩偏光板間的液晶顯示裝置中，備有將選擇脈衝施加給共用電極的手段、和根據所述選擇脈衝將對應於應顯示的圖像數據的電壓施加給區段電極的手段，在所述共用電極的選擇脈衝未施加期間，將與對應於所述圖像數據的電壓的不同電壓施加給所述區段電極。
2.一種向列型液晶的驅動方法，其特徵在於，在將夾於共用電極及區段電極間的向列型液晶置於兩偏光板間的液晶顯示裝置中，備有將選擇脈衝施加給共用電極的手段、根據所述選擇脈衝將對應於應顯示的圖像數據的電壓施加給區段電極的手段、和與所述圖像數據無關將預定電壓施加給所述區段電極的手段，按照將選擇脈衝施加給所述共用電極的周期切換施加於所述區段電極的電壓。
3.如權利要求1或2所述的向列型液晶的驅動方法，其特徵在於，設定施加給所述共用電極及區段電極的電壓，使得當將選擇脈衝施加給所述共用電極時使施加於所述液晶的電壓極性相反。
4.如權利要求1或2或3所述的向列型液晶的驅動方法，其特徵在於，還可備有使向列型液晶的溫度上升到預定溫度的加熱手段。
全文摘要
一種向列型液晶的驅動方法,其特徵在於,在將夾於共用電極及區段電極間的向列型液晶置於兩偏光板間的液晶顯示裝置中,備有將選擇脈衝施加給共用電極的手段、和根據所述選擇脈衝將對應於應顯示的圖像數據的電壓施加給區段電極的手段,在所述共用電極的選擇脈衝未施加期間,將與對應於所述圖像數據的電壓的不同電壓施加給所述區段電極。該方法能以低價、高速、高精度使向列型液晶進行彩色顯示。
文檔編號G09G3/18GK1175005SQ9711739
公開日1998年3月4日 申請日期1997年8月6日 優先權日1996年8月6日
發明者衝田雅也 申請人:株式會社勃拉特研究所