反鐵電液晶顯示器及其驅(qū)動(dòng)方法

專利名稱：反鐵電液晶顯示器及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反鐵電液晶顯示器，反鐵電液晶顯示器由可發(fā)射多種不同顏色光的光源結(jié)合液晶板、液晶光閥陣列(shutter array)、或具有由反鐵電液晶形成的液晶層構(gòu)成的象素矩陣的部件等組合而成。本發(fā)明還涉及驅(qū)動(dòng)這種反鐵電液晶顯示器的方法。
至今為止，已經(jīng)提出了用液晶盒作為光閥和在光閥后面放置發(fā)光裝置(例如LED或CRT)，利用依次加色混合現(xiàn)象進(jìn)行彩色顯示的各種方法。涉及這類(lèi)方法的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)包括例如，由Philip Bos、ThomasBuzak、Rolf Vatne等人在Eurodisplay 84(1984/9/18-20)上發(fā)表的7-9“4 A Full-Color Field-Sequential Color Display”。該顯示方法通過(guò)快速順序地投射不同顏色的光產(chǎn)生彩色顯示，這不同于利用在各象素位置設(shè)置的相應(yīng)顏色部件的彩色濾光鏡的方法。對(duì)于采用該方法的液晶盒來(lái)說(shuō)，可以使用與構(gòu)成單色顯示器所用液晶盒結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。在液晶盒后面配置的發(fā)光裝置發(fā)射三基色，例如R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))光，這些光被依次投射在液晶盒上，各顏色光持續(xù)預(yù)定的持續(xù)時(shí)間(TS)。就是說(shuō)，各顏色光以R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))的順序按持續(xù)時(shí)間TS投射在液晶盒上。這些三基色光被依次和重復(fù)地投射。隨時(shí)間TS同步地控制液晶盒，以改變各顯示象素的透光率。更具體地說(shuō)，按照顯示器顏色信息驅(qū)動(dòng)液晶盒，確定各R、G和B的透光率。作為實(shí)例，當(dāng)R發(fā)射時(shí)間為T(mén)S時(shí)液晶盒的透光率被設(shè)定為50％，當(dāng)G發(fā)射時(shí)間為T(mén)S時(shí)液晶盒的透光率被設(shè)定為70％，當(dāng)B發(fā)射時(shí)間為T(mén)S時(shí)液晶盒的透光率被設(shè)定為90％。由于時(shí)間TS一般很短，所以人眼不會(huì)觀察出作為單獨(dú)分開(kāi)顏色的各顏色，而只能觀察到通過(guò)混合相應(yīng)顏色產(chǎn)生的一種顏色。
在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)Nos.63-85523、63-85524和63-85525中披露了利用用于鐵電液晶顯示器裝置的這種方法的技術(shù)。但是，還未發(fā)現(xiàn)說(shuō)明把這種方法用于反鐵電液晶顯示器的特定驅(qū)動(dòng)方法的文獻(xiàn)。
反鐵電液晶在有足夠電場(chǎng)的情況下顯示出鐵電性，但在沒(méi)有外部電場(chǎng)等情況下，它們顯示出明顯不同于鐵電液晶的特性。因此，必須采用與反鐵電液晶特性相配的驅(qū)動(dòng)方法，以驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器。由于在Nippondenso和Showa Shell Sekiyu申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2-173724中披露了設(shè)有寬視角的這種液晶裝置可以快速響應(yīng)和具有良好的多路傳輸特性，所以已經(jīng)開(kāi)展了對(duì)使用反鐵電液晶的液晶顯示器裝置的大量研究工作。
在驅(qū)動(dòng)利用依次加色混合現(xiàn)象的彩色顯示器的反鐵電液晶中，如上所述，把在液晶光閥后面作為光源安裝的發(fā)光裝置發(fā)射一種特定顏色光期間的時(shí)間定義為T(mén)S。當(dāng)依次從光發(fā)射裝置發(fā)射R、G和B顏色光時(shí)，為了使人眼不感覺(jué)出從光發(fā)射裝置發(fā)射的光的顏色變化的閃爍，時(shí)間TS必須短于約20ms。
根據(jù)用于反鐵電液晶的現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)方法，在時(shí)間TS期間通過(guò)象素發(fā)射的光量隨象素所定位的掃描線而變化。例如，考慮整個(gè)液晶顯示屏顯示白色的情況。在這種情況下，由于顯示器顏色為白色，所以驅(qū)動(dòng)液晶使各R、G和B光的透光率對(duì)所有象素變?yōu)?00％。例如，在發(fā)射R光的時(shí)間TS期間，把驅(qū)動(dòng)電壓施加給相應(yīng)的掃描電極。在下一個(gè)持續(xù)時(shí)間TS發(fā)射G光，隨后在持續(xù)時(shí)間TS發(fā)射B光，因此相對(duì)于對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間TS驅(qū)動(dòng)液晶，以使顯示器產(chǎn)生期望的顏色(在此情況下，為白色)。但是，由于下述的選擇電壓被施加給所選掃描電極的定時(shí)在一個(gè)掃描電極與下一個(gè)掃描電極之間會(huì)稍稍位移，所以在發(fā)射R光的時(shí)間TS期間，掃描電極X1、X2、…、Xn上的象素透射R光的時(shí)間長(zhǎng)度隨著從頂部至底部的掃描過(guò)程逐漸變短，在最底部的掃描電極上，象素僅在短時(shí)間的周期內(nèi)透射R光。如果象素透射光的時(shí)間長(zhǎng)度，即透射光量隨有關(guān)象素的掃描電極位置有所不同，那么整個(gè)屏幕就不能顯示均勻的亮度，也不能控制顏色，使其盡量顯示期望的顏色。例如，由于在最底部掃描電極上的象素僅在短時(shí)間周期內(nèi)透射R光，所以R光量下降，顯示與白色不同的顏色。
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種利用依次加色混合現(xiàn)象進(jìn)行彩色顯示的反鐵電液晶顯示器及其驅(qū)動(dòng)方法，在該顯示器的整個(gè)屏幕上可以顯示均勻的亮度，并可以獲得期望顏色的顯示。
根據(jù)本發(fā)明，提供反鐵電液晶顯示器，包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別淀積有多個(gè)掃描電極和信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其中把光源發(fā)射多種顏色光的一種顏色光的掃描周期分為兩個(gè)周期，第一周期(SC1)包括確定顯示狀態(tài)的選擇周期和始終保持在選擇周期期間所選擇的顯示狀態(tài)的非選擇周期，構(gòu)成剩余掃描周期的第二周期(SC2)包括迫使顯示狀態(tài)進(jìn)入黑色顯示狀態(tài)的選擇周期和始終保持在選擇周期期間所選擇的黑色顯示狀態(tài)的非選擇周期。
根據(jù)本發(fā)明，還提供反鐵電液晶顯示器，包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別帶有N個(gè)掃描電極和M個(gè)信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其中在其間光源發(fā)射多種顏色光的一種顏色光的周期(TS)由偶數(shù)掃描周期構(gòu)成，在奇數(shù)掃描周期中，通過(guò)在第一掃描電極開(kāi)始并朝向第N掃描電極向前掃描掃描電極，完成正向掃描，而在偶數(shù)掃描周期中，通過(guò)在第N掃描電極開(kāi)始和朝向第一掃描電極向后掃描掃描電極，完成反向掃描?？梢越惶嬲驋呙韬头聪驋呙琛?br> 在本發(fā)明的反鐵電液晶顯示器的優(yōu)選實(shí)施例中，在光源發(fā)射多種顏色光的一種顏色光期間的周期(TS)中，通過(guò)向前掃描掃描電極、啟動(dòng)第一掃描電極和朝向第N掃描電極完成正向掃描，在光源下次發(fā)射相同顏色光期間的周期(TS)中，通過(guò)向后掃描掃描電極、啟動(dòng)第N掃描電極和朝向第一掃描電極完成反向掃描，其中交替地重復(fù)正前掃描和反向掃描。
按照本發(fā)明的反鐵電液晶顯示器及其驅(qū)動(dòng)方法，可以在整個(gè)顯示屏幕上產(chǎn)生均勻的顯示，擺脫亮度上的非均勻性。此外，由于可以精確地控制顏色，所以可以顯示期望的顏色。


圖1是表示反鐵電液晶盒和偏振器結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示反鐵電液晶顯示元件的透光率怎樣隨所加電壓變化的圖。
圖3是表示按矩陣陣列形成的掃描電極和信號(hào)電極的圖。
圖4是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)驅(qū)動(dòng)方法的施加在掃描電極、信號(hào)電極和象素上的電壓波形與其對(duì)應(yīng)的透射光量的圖。
圖5是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)驅(qū)動(dòng)方法的施加在多個(gè)掃描電極上的電壓波形與其對(duì)應(yīng)的透射光量的圖。
圖6是表示當(dāng)利用現(xiàn)有技術(shù)驅(qū)動(dòng)方法產(chǎn)生白色顯示時(shí)通過(guò)相應(yīng)的掃描電極上的象素的透射光量曲線圖。
圖7是表示在本發(fā)明實(shí)施例中使用的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示本發(fā)明反鐵電液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖9是表示在本發(fā)明第一實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電壓波形與透射光量的圖。
圖10是表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電壓波形與透射光量的更詳細(xì)關(guān)系的曲線圖。
圖11是表示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方法產(chǎn)生白色顯示時(shí)在各掃描電極上的象素透射光量的曲線圖。
圖12是表示在本發(fā)明第二實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電壓波形與透射光量的圖。
圖13是表示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方法產(chǎn)生白色顯示時(shí)在對(duì)應(yīng)掃描電極上的象素透射光量的曲線圖。
圖14是表示本發(fā)明第三實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電壓波形與透射光量的圖。
圖15是表示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方法產(chǎn)生白色顯示時(shí)在對(duì)應(yīng)掃描電極上的象素透射光量的曲線圖。
圖1是表示當(dāng)反鐵電液晶被用作液晶顯示元件時(shí)偏振器的設(shè)置圖。在交叉的尼科爾(Nicol)棱鏡結(jié)構(gòu)中排列的偏振器1a和1b之間按這樣的方式放置液晶盒2，在未施加電壓時(shí)分子的平均縱軸方向大致平行于偏振器1a的極化軸a，或平行于偏振器1b的極化軸b。然后，設(shè)置液晶盒，以便當(dāng)未施加電壓時(shí)顯示黑色，而在施加電場(chǎng)時(shí)顯示白色。
當(dāng)把電壓施加在這樣構(gòu)成的液晶盒上時(shí)，其透光率隨施加的電壓改變，如圖2曲線所示的循環(huán)。用V1表示當(dāng)所加電壓增加時(shí)透光率開(kāi)始改變的電壓值，用V2表示透光率達(dá)到飽和的電壓值，同時(shí)用V5表示當(dāng)所加電壓下降時(shí)透光率開(kāi)始下降的電壓值；此外，用V3表示當(dāng)施加相反極性的電壓并且所加電壓絕對(duì)值增加時(shí)透光率開(kāi)始改變的電壓值，用V4表示透光率達(dá)到飽和的電壓值，同時(shí)用V6表示所加電壓絕對(duì)值下降時(shí)透光率開(kāi)始改變的電壓值。如圖2所示，當(dāng)所加電壓值大于反鐵電液晶分子的閾值電壓時(shí)選擇第一鐵電狀態(tài)。當(dāng)施加大于反鐵電液晶分子的閾值電壓的相反極性電壓時(shí)，選擇第二鐵電狀態(tài)。在這兩種鐵電狀態(tài)之一中，當(dāng)電壓值下降至某個(gè)閾值以下時(shí)，選擇反鐵電狀態(tài)?？梢詷?gòu)成反鐵電液晶顯示器，以在反鐵電狀態(tài)中產(chǎn)生黑色顯示，或在反鐵電狀態(tài)中進(jìn)行白色顯示。本發(fā)明適用于兩種操作模式。以下的說(shuō)明假設(shè)建立這樣的顯示，以在反鐵電狀態(tài)中產(chǎn)生黑色顯示。
下面，說(shuō)明用于反鐵電液晶的常規(guī)液晶驅(qū)動(dòng)方法。圖3是表示在液晶板中電極結(jié)構(gòu)的實(shí)例圖，該液晶板具有在基板上按矩陣形式結(jié)構(gòu)的掃描電極和信號(hào)電極。這種電極結(jié)構(gòu)包括掃描電極(X1、X2、X3、…、Xn、…X80)和信號(hào)電極(Y1、Y2、Y3、…、Ym、…、Y220)，在掃描電極和信號(hào)電極交叉部分的陰影部分是象素(A11、Anm)。一次一個(gè)掃描行依次把電壓施加給掃描電極，并與此同步地從信號(hào)電極施加相應(yīng)于有關(guān)象素顯示狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電壓波形，根據(jù)由施加給相關(guān)信號(hào)電極和被選擇的掃描電極的電壓波形的組合產(chǎn)生的組合波形，寫(xiě)入各象素的顯示狀態(tài)。
如圖4所示，通過(guò)對(duì)掃描電極(Xn)施加掃描電壓(a)和對(duì)信號(hào)電極(Ym)施加信號(hào)電壓(b)，從而對(duì)象素(Anm)施加產(chǎn)生的組合電壓(c)，實(shí)施對(duì)象素的寫(xiě)入。在圖4中，在選擇周期(Se)中選擇第一或第二鐵電狀態(tài)或反鐵電狀態(tài)，在隨后的整個(gè)非選擇周期(NSe)內(nèi)保持選擇的狀態(tài)。就是說(shuō)，在選擇周期(Se)中施加選擇脈沖，在隨后的整個(gè)非選擇周期(NSe)內(nèi)維持作為選擇結(jié)果獲得的發(fā)射光量(透射率)，以進(jìn)行顯示。
在反鐵電液晶顯示裝置中，通常在對(duì)象素寫(xiě)入前將象素狀態(tài)立即復(fù)位到第一或第二狀態(tài)或反鐵電狀態(tài)。在圖4中，例如，復(fù)位周期(Re)在各選擇周期(Se)之前。在該復(fù)位周期期間，把低于閾值電壓的電壓施加給象素，以把反鐵電液晶復(fù)位至反鐵電狀態(tài)。在對(duì)象素寫(xiě)入必要信息前通過(guò)立即復(fù)位各象素的狀態(tài)，可以用不受其前面寫(xiě)入狀態(tài)影響的各象素產(chǎn)生良好的顯示。圖4中，F(xiàn)1、F2、F3和F4分別表示第一幀、第二幀、第三幀和第四幀。在第一幀和第二幀中產(chǎn)生白色顯示，而在第三幀和第四幀中產(chǎn)生黑色顯示。如圖所示，電壓的極性一般是這一幀與下一幀相反。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)利用依次加色混合現(xiàn)象的彩色顯示器的液晶時(shí)，如上所述，把在液晶光閥后面作為光源安裝的發(fā)光裝置發(fā)射一種特定顏色光期間的時(shí)間定義為T(mén)S。在這種情況下，如果使時(shí)間TS短于約20ms，那么當(dāng)R、G和B顏色的光依次從發(fā)光裝置發(fā)射時(shí)，人眼將不會(huì)感覺(jué)到作為閃爍的從發(fā)光裝置發(fā)射的光顏色變化。
當(dāng)采用現(xiàn)有技術(shù)反鐵電液晶驅(qū)動(dòng)方法，驅(qū)動(dòng)液晶以利用依次加色混合現(xiàn)象進(jìn)行彩色顯示時(shí)，如上所述，在時(shí)間TS期間通過(guò)象素發(fā)射的光量隨在其上設(shè)置有象素的掃描行而改變。例如，考慮整個(gè)液晶顯示屏幕顯示白色的情況。在該情況下，由于顏色為白色，所以這樣驅(qū)動(dòng)液晶，使各R、G和B的透光率對(duì)所有象素都變?yōu)?00％。圖5表示在時(shí)間TS例如在R發(fā)射期間把電壓波形施加給相應(yīng)的掃描電極。在時(shí)間TS的下一個(gè)持續(xù)時(shí)間發(fā)射G，隨后在時(shí)間TS的持續(xù)時(shí)間發(fā)射B，因此在時(shí)間TS的相應(yīng)持續(xù)時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)液晶，以產(chǎn)生期望顏色(在此情況下為白色)的顯示。圖5所示的波形與圖4中周期F1期間把驅(qū)動(dòng)電壓波形施加給掃描電極的情況相同。(X1)、(X2)、…、(X80)分別是對(duì)掃描電極X1、X2、…、X80施加的波形，(T1)、(T2)、…、(T80)是表示與相應(yīng)的掃描電極X1、X2、…、X80有關(guān)的象素怎樣改變透光率的波形。由圖5可以看出，在R光發(fā)射時(shí)間期間掃描電極X1、X2、…、X80上象素發(fā)射R光的時(shí)間長(zhǎng)度，隨著從頂部至底部的掃描過(guò)程逐漸變短，在(T80)上，接近結(jié)束時(shí)僅發(fā)射短周期的R光。如果液晶盒發(fā)射光的時(shí)間長(zhǎng)度隨其相關(guān)掃描電極的位置而不同，那么就不能控制顏色和不能顯示期望的顏色。例如，在圖5所示的情況下，由于在X80上的象素僅發(fā)射短時(shí)間周期的R光，所以透射光量下降，使象素亮度降低。結(jié)果，整個(gè)屏幕不能顯示均勻的亮度，并顯示與白色有差別的顏色。
圖6表示產(chǎn)生白色顯示的情況下，垂直軸表示掃描電極位置和水平軸表示相應(yīng)掃描電極上象素的透射光量(發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)度)的曲線。由該曲線可以看出，通過(guò)象素發(fā)射的光量隨著掃描電極位置1、2、3、…、79、80順序的增加而下降。因此，按照?qǐng)D4所示的現(xiàn)有技術(shù)反鐵電液晶驅(qū)動(dòng)方法，象素發(fā)射的光量隨與象素有關(guān)的掃描電極的位置改變。因此，如果對(duì)于利用依次加色混合現(xiàn)象的液晶顯示裝置采用現(xiàn)有技術(shù)驅(qū)動(dòng)方法，那么由于透射光量從一個(gè)掃描行至下一個(gè)掃描行會(huì)改變，所以不能精確地控制顏色，特別是當(dāng)掃描電極數(shù)量較大時(shí)，使顯示裝置不可能產(chǎn)生以均勻亮度維持整個(gè)屏幕的良好顯示。
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，和提供反鐵電液晶顯示器，該顯示器采用依次加色混合現(xiàn)象進(jìn)行彩色顯示，并可以在整個(gè)屏幕上顯示均勻的亮度和可以獲得期望顏色的顯示。本發(fā)明還提供驅(qū)動(dòng)這種反鐵電液晶顯示器的方法。下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖7表示本發(fā)明實(shí)施例中使用的液晶板結(jié)構(gòu)圖。在實(shí)施例中使用的液晶板包括在其間夾置厚度約2μm的反鐵電液晶層10的一對(duì)玻璃基板11a和11b；和把兩塊玻璃基板粘接在一起的密封部件12a和12b。在玻璃基板11a和11b的相對(duì)表面上形成電極13a和13b，分別用聚合對(duì)準(zhǔn)膜14a和14b涂敷經(jīng)過(guò)研磨處理的電極13a和13b。在一個(gè)玻璃基板的外表面上配置其極化軸平行于研磨軸的第一偏振器15a，同時(shí)在另一玻璃基板的外表面上設(shè)置其極化軸沿與第一偏振器15a的極化軸成90°方向取向的第二偏振器15b。把發(fā)射三色光(R、G和B)的作為背光的LED安裝在這樣構(gòu)成的液晶裝置的后面。使背光16工作以按R、G和B的順序發(fā)光，各顏色的持續(xù)時(shí)間約16.7ms。
液晶板中的電極結(jié)構(gòu)與圖3所示相同，掃描電極和信號(hào)電極象圖3所示那樣排列。X1、X2、…、Xn是掃描電極，Y1、Y2、…、Ym是信號(hào)電極。掃描電極和信號(hào)電極交叉的陰影部分是象素(A11、Anm)。在圖3所示的電極結(jié)構(gòu)中，有80個(gè)掃描電極和220個(gè)信號(hào)電極，但其序號(hào)可以任意地改變。
圖8是表示反鐵電液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電路的方框圖。在圖示的反鐵電液晶顯示器21中，被施加掃描信號(hào)的掃描電極連接掃描電極驅(qū)動(dòng)電路22，被施加顯示信號(hào)的信號(hào)電極連接信號(hào)電極驅(qū)動(dòng)電路23。電源電路24把驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的掃描電極所必需的電壓Vx提供給掃描電極驅(qū)動(dòng)電路22，把驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的信號(hào)電極所必需的電壓Vy提供給信號(hào)電極驅(qū)動(dòng)電路23。根據(jù)來(lái)自顯示數(shù)據(jù)產(chǎn)生源26的信號(hào)，控制電路25把信號(hào)提供給掃描電極驅(qū)動(dòng)電路22和信號(hào)電極驅(qū)動(dòng)電路23，然后根據(jù)提供的各信號(hào)這些電路把分別由電壓Vx和Vy構(gòu)成的信號(hào)提供給液晶顯示器21。
圖9是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的圖。本實(shí)施例的圖表示當(dāng)按白色顯示模式驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的反鐵電液晶顯示器時(shí)，在時(shí)間TS期間隨背光發(fā)射量(T)的相應(yīng)改變(d)，施加給掃描電極(Xn)的電壓波形(a)，施加給信號(hào)電極(Ym)的電壓波形(b)，和施加給在其交叉部分設(shè)置的象素(Anm)的復(fù)合驅(qū)動(dòng)電壓波形。本發(fā)明使用的液晶驅(qū)動(dòng)電壓波形表示在時(shí)間TS的掃描周期期間當(dāng)發(fā)射三基色的一種顏色的光例如R光時(shí)所施加的波形。掃描周期包括兩個(gè)周期。第一周期(SC1)由選擇周期和非選擇周期構(gòu)成，選擇周期(Se)包括兩個(gè)相位，非選擇周期(NSe)包括第一周期的剩余部分。此外，第二周期(SC2)由選擇周期和非選擇周期構(gòu)成，選擇周期(Se)包括兩個(gè)相位，非選擇周期(NSe)包括第二周期的剩余部分。相位的脈沖寬度接近70μs。在第一周期(SC1)中，在選擇周期(Se)的第一相位中把電壓值為0的脈沖施加給掃描電極(Xn)，在第二相位中把電壓值為20的脈沖施加給同一電極，同時(shí)在非選擇周期(NSe)期間施加6V的保持電壓。在第二周期(SC2)中，在選擇周期(Se)的第一相位中把電壓值為0的脈沖施加給掃描電極(Xn)，在第二相位中把電壓值為-12V的脈沖施加給同一電極，同時(shí)在非選擇周期(NSe)期間施加-6V的保持電壓。根據(jù)要產(chǎn)生的顯示狀態(tài)，把±4的電壓波形施加給信號(hào)電極(Ym)。
在如上所述的驅(qū)動(dòng)電壓波形中，如圖9所示，在第一周期(SC1)前，可以立即設(shè)置以黑色狀態(tài)顯示所有象素的復(fù)位周期(Rs)。
在圖9所示的實(shí)施例中，當(dāng)按白色顯示模式驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓波形和透射光量如圖所示。在這種情況下，由于在第一周期(SC1)的選擇周期(Se)的第二相位期間施加作為復(fù)合電壓波形(Anm)的24V的電壓(選擇脈沖)，所以反鐵電液晶處于第一鐵電狀態(tài)，透射光量(T)在選擇周期(Se)中幾乎增加至100％。在非選擇周期(NSe)，反鐵電液晶保持鐵電狀態(tài)，因此按100％維持透光率，以產(chǎn)生白色顯示。在第二周期(SC2)，在選擇周期(Se)期間施加第一相位中由-4V電壓構(gòu)成的復(fù)合電壓波形和第二相位中由-8V電壓構(gòu)成的復(fù)合電壓波形。結(jié)果，反鐵電液晶從鐵電狀態(tài)轉(zhuǎn)變成反鐵電狀態(tài)，以致透射光量下降至0％，從而產(chǎn)生黑色顯示。如圖9所示，在這種情況下100％發(fā)射R光期間的周期是第一周期(SC1)。
圖9表示施加于一個(gè)特定掃描電極的電壓波形，圖10表示當(dāng)以白色顯示驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的反鐵電液晶顯示器時(shí)，發(fā)射R的時(shí)間TS期間對(duì)第一掃描電極X1、第二掃描電極X2和第八十掃描電極X80施加的電壓波形(X1)、(X2)和(X80)，波形(T1)、(T2)和(T80)表示周期TS期間相應(yīng)掃描電極上象素透射率的變化。圖中，對(duì)掃描電極X1、X2和X80施加的各電壓波形與對(duì)圖9所示的掃描電極Xn施加的電壓波形(a)相同，從一個(gè)掃描電極到下一個(gè)掃描電極電壓波形按1/N位移，其中N是掃描電極數(shù)。如圖9所示的情況，這些電壓波形(X1)、(X2)和(X80)各自被分成第一周期(SC1)和第二周期(SC2)。以第一周期和第二周期之間的中點(diǎn)劃分對(duì)掃描電極X1施加的電壓波形(X1)。另一方面，在掃描電極X2和X80的電壓波形(X2)和(X80)的情況下，第一周期SC1被設(shè)置在靠近中間的某處，第二周期被設(shè)置在其前后。結(jié)果，通過(guò)把透射率為100％的位置沿時(shí)間TS移動(dòng)，通過(guò)象素發(fā)射的光量對(duì)于所有掃描電極來(lái)說(shuō)變得相同，如透射率波形(T1)、(T2)和(T80)所示。圖10表示與掃描電極X1、X2和X80有關(guān)的象素的透射率波形(T1)、(T2)和(T80)，但還要指出，其它掃描電極的象素透射率波形大致與圖10所示的透射率波形相同，以致相對(duì)于所有其它掃描電極來(lái)說(shuō)，透射光量也是相同的。
如圖10所示，按照本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法，將在反鐵電液晶保持反鐵電狀態(tài)(黑色顯示狀態(tài))期間的周期(SC2)設(shè)置在發(fā)光裝置發(fā)射一種特定光期間的時(shí)間TS內(nèi)。因此，如圖10所示，在透射光期間的第一周期(SC1)按與從一個(gè)掃描行到下一個(gè)掃描行的選擇周期Se相等的量位移，同時(shí)，在不透射光期間的第二周期(黑色顯示周期)各掃描行因此被偏移。結(jié)果，在其間通過(guò)象素透射光的期間的周期長(zhǎng)度對(duì)所有掃描行都是相同的。在圖9中，設(shè)有復(fù)位周期Rs，但可以設(shè)置或不設(shè)置復(fù)位周期。在圖10所示的掃描電壓波形中，未設(shè)置復(fù)位周期Rs。在本發(fā)明中，反鐵電液晶保持反鐵電狀態(tài)期間的第二周期應(yīng)該僅設(shè)置在周期TS內(nèi)某些地方，但如果把第二周期設(shè)置得與周期TS的一半長(zhǎng)度相等，那么可以獲得最好的結(jié)果。
圖11表示當(dāng)采用本發(fā)明的液晶驅(qū)動(dòng)方法時(shí)通過(guò)相應(yīng)掃描電極上象素透射的光量曲線圖。在圖11的曲線中，垂直軸表示掃描電極位置，水平軸表示當(dāng)產(chǎn)生白色顯示時(shí)在時(shí)間TS期間通過(guò)各掃描電極上象素透射的光量。在圖示的一種背光顏色期間的時(shí)間TS選擇為大約16.7ms。象素發(fā)光的時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)各掃描電極來(lái)說(shuō)約為8.3ms。因此，可以獲得期望的彩色顯示和實(shí)現(xiàn)沒(méi)有亮度不均勻性的均勻亮度顯示屏幕。在第一實(shí)施例中，使用與圖4所示的液晶驅(qū)動(dòng)電壓波形不同的驅(qū)動(dòng)電壓波形。但是，還可以通過(guò)使用在現(xiàn)有技術(shù)中采用的如圖4所示的液晶驅(qū)動(dòng)電壓波形來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。
圖12是表示圖4中用于兩幀的驅(qū)動(dòng)電壓波形。這些驅(qū)動(dòng)電壓波形與常規(guī)使用的波形相同，除了極性相反外，相對(duì)于第一幀和第二幀來(lái)說(shuō)，波形是相同的。圖中，(a)是對(duì)掃描電極(Xn)施加的電壓波形，(b)是對(duì)信號(hào)電極(Ym)施加的電壓波形，(c)是對(duì)象素施加的復(fù)合電壓波形。液晶的透射率隨對(duì)象素施加的電壓波形變化。當(dāng)按白色顯示模式驅(qū)動(dòng)屏幕時(shí)，可用圖示的驅(qū)動(dòng)電壓波形。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，把圖12所示的驅(qū)動(dòng)電壓波形施加給液晶，同時(shí)發(fā)射一種顏色的光(例如，R)。在第一幀(F1)的掃描周期中，把電壓波形(a)按在第一電極上開(kāi)始和在第N個(gè)電極上結(jié)束的順序施加給掃描電極，使波形從一個(gè)電極到下一個(gè)電極按1/N位移。另一方面，在第二幀(F2)中，按在第N個(gè)電極上開(kāi)始和在第一個(gè)電極上結(jié)束的相反順序施加電壓波形(a)，其波形從一個(gè)電極到下一個(gè)電極按1/N位移。因此，在第一幀(F1)中，參照?qǐng)D6的說(shuō)明，通過(guò)象素透射的光量隨著掃描過(guò)程按掃描電極1、2、3等順序下降。相反，在第二幀(F2)的掃描周期中，通過(guò)象素透射的光量隨著掃描過(guò)程按掃描電極1、2、3等順序增加。因此，組合第一幀和第二幀(F1和F2)，通過(guò)象素的透射光量對(duì)于所有掃描電極變得相同。這實(shí)現(xiàn)了沒(méi)有亮度不均勻性的均勻亮度顯示屏幕。此外，由于可以精確地控制顏色，所以可以顯示期望的顏色。
圖13表示與圖6所示曲線類(lèi)似的曲線，但分別重新圖示第一幀(F1)和第二幀(F2)。曲線表示80個(gè)掃描電極的情況。在第一幀中，按在第一掃描電極上開(kāi)始和在第八十掃描電極上結(jié)束的順序施加驅(qū)動(dòng)電壓波形，如箭頭dn所示，而在第二幀中，按在第八十掃描電極上開(kāi)始和在第一掃描電極上結(jié)束的順序施加驅(qū)動(dòng)電壓波形，如箭頭up所示。在第一幀中，如圖13所示，隨著掃描過(guò)程從第一掃描電極至第八十掃描電極降低通過(guò)象素透射的光量。另一方面，在第二幀中，通過(guò)象素透射的光量按掃描電極序號(hào)即從第一掃描電極至第八十掃描電極的順序增加。在圖示周期期間發(fā)射光的顏色是R光，在發(fā)射G光的下一個(gè)周期期間施加相同的驅(qū)動(dòng)電壓波形。
圖12所示的第二實(shí)施例中，在發(fā)射一種顏色期間兩次進(jìn)行寫(xiě)入。但是，寫(xiě)入的次數(shù)并不限于進(jìn)行兩次完成，根據(jù)液晶的響應(yīng)速度，寫(xiě)入可以偶數(shù)次地進(jìn)行，例如兩次、四次和2N次(N為自然數(shù))。
以上描述中，在第一幀(F1)掃描周期期間，即在奇數(shù)掃描周期期間，按在第一掃描電極上開(kāi)始和在第八十掃描電極上結(jié)束的順序施加掃描電壓，而在第二幀(F2)的掃描周期期間，即在偶數(shù)掃描周期期間，按在第八十掃描電極上開(kāi)始和在第一掃描電極上結(jié)束的順序施加掃描電壓。但是，掃描電壓施加的順序可以與上述順序相反。第二實(shí)施例中，在發(fā)射一種特定顏色的周期TS期間施加多幀的驅(qū)動(dòng)電壓波形。但是，按另一種方式使用如圖12所示的相同驅(qū)動(dòng)電壓波形也可以解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。
圖14是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的圖。圖14表示對(duì)各幀和在對(duì)應(yīng)幀周期期間發(fā)射的顏色(R、G或B)的掃描電極驅(qū)動(dòng)電壓(a)。圖中未示出圖12所示的對(duì)信號(hào)電極施加的波形(b)，復(fù)合電壓波形(c)和透射率波形(d)，而仍使用相同的波形。在第三實(shí)施例中，各幀周期大致等于發(fā)射一種顏色光期間的周期TS，分別按與幀F(xiàn)1、F2和F3對(duì)應(yīng)關(guān)系的順序發(fā)射R、G和B。當(dāng)發(fā)射R期間我們觀察幀F(xiàn)1和幀F(xiàn)4時(shí)，在F1期間，按在第一掃描電極上開(kāi)始和在第八十掃描電極上結(jié)束的順序施加驅(qū)動(dòng)電壓，如圖中箭頭dn所示，而在F4期間，按在第八十掃描電極上開(kāi)始和在第一掃描電極上結(jié)束的順序施加驅(qū)動(dòng)電壓，如圖中箭頭up所示。
圖15表示當(dāng)象如上所述那樣施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)透射光量的圖。作為比較，圖13所示的曲線表示在發(fā)射一種特定顏色光(例如，R)的周期期間，通過(guò)在幀之間相反順序?qū)蓭羊?qū)動(dòng)電壓施加給掃描電極時(shí)的透射光量。另一方面，在圖15所示曲線的情況下，在發(fā)射一種特定顏色光(例如，R)的周期期間，對(duì)一幀施加驅(qū)動(dòng)電壓。但是，應(yīng)該指出，對(duì)于相同顏色的光(例如，R)，第二發(fā)射幀與第一發(fā)射幀把驅(qū)動(dòng)電壓施加給掃描電極的順序相反，如圖中箭頭dn和up所示。因此，通過(guò)組合第一R發(fā)射幀(F1)和第二R發(fā)射幀(F4)，由象素透射的光量相對(duì)于所有掃描電極變得相同，從而消除了顯示屏幕中的亮度不均勻性，并可以顯示期望的顏色。
權(quán)利要求
1.一種反鐵電液晶顯示器，包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別帶有多個(gè)掃描電極和信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其特征在于所述光源發(fā)射所述多種顏色光的一種顏色光的掃描周期(TS)波分為兩個(gè)周期，其第一周期(SC1)包括用于確定顯示狀態(tài)的選擇周期和用于始終保持在所述選擇周期期間選擇的顯示狀態(tài)的非選擇周期，而構(gòu)成所述掃描周期中剩余的第二周期(SC2)包括迫使所述顯示狀態(tài)進(jìn)入黑色顯示狀態(tài)的選擇周期和始終保持在所述選擇周期期間所選擇的黑色顯示狀態(tài)的非選擇周期。
2.如權(quán)利要求1的反鐵電液晶顯示器，其特征在于，所述反鐵電液晶可以呈現(xiàn)第一鐵電狀態(tài)、當(dāng)施加與所述第一鐵電狀態(tài)相反極性的電壓時(shí)進(jìn)入的第二鐵電狀態(tài)和反鐵電狀態(tài)，其中，在所述第二周期的所述選擇周期期間施加的由組合掃描電壓波形和信號(hào)電壓波形產(chǎn)生的復(fù)合電壓波形的電壓值不大于使所述反鐵電液晶轉(zhuǎn)換成所述第一或所述第二鐵電狀態(tài)的閾值電壓值。
3.如權(quán)利要求1的反鐵電液晶顯示器，其特征在于，把所述第二周期期間施加的信號(hào)電壓波形總是設(shè)定為產(chǎn)生黑色顯示的信號(hào)電壓波形。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)的反鐵電液晶顯示器，其特征在于，所述第一周期和所述第二周期的長(zhǎng)度大致相等。
5.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)的反鐵電液晶顯示器，其特征在于，把所述第一周期設(shè)定在靠近所述掃描周期中間的某處。
6.一種反鐵電液晶顯示器，包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別帶有N個(gè)掃描電極和M個(gè)信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其特征在于在其間所述光源發(fā)射多種顏色光的一種顏色光的周期(TS)由偶數(shù)個(gè)掃描周期構(gòu)成，其中，在奇數(shù)掃描周期中，在第一掃描電極開(kāi)始并向第N掃描電極向前掃描所述掃描電極，完成正向掃描，而在偶數(shù)掃描周期中，在第N掃描電極開(kāi)始和朝向第一掃描電極向后掃描所述掃描電極，完成反向掃描。
7.如權(quán)利要求6的反鐵電液晶顯示器，其特征在于，在所述奇數(shù)掃描周期中，通過(guò)在第N掃描電極開(kāi)始和朝向第一掃描電極向后掃描所述掃描電極，完成反向掃描，而在所述偶數(shù)掃描周期中，通過(guò)在第一掃描電極開(kāi)始并朝向第N掃描電極向前掃描所述掃描電極，完成正向掃描。
8.一種反鐵電液晶顯示器，包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別帶有N個(gè)掃描電極和M個(gè)信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其特征在于在其間所述光源發(fā)射多種顏色光的一種顏色光的周期(TS)中，通過(guò)在第一掃描電極開(kāi)始并朝向第N掃描電極向前掃描所述掃描電極，完成正向掃描，而在其間所述光源下一次發(fā)射多種顏色光中的相同顏色光的周期(TS)中，通過(guò)在第N掃描電極開(kāi)始和朝向第一掃描電極向后掃描所述掃描電極，完成反向掃描，其中，重復(fù)交替所述正向掃描和所述反向掃描。
9.如權(quán)利要求8的反鐵電液晶顯示器，其特征在于，所述正向掃描的重復(fù)數(shù)等于所述反向掃描的重復(fù)數(shù)。
10.一種驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其中該反鐵電液晶顯示器包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別帶有多個(gè)掃描電極和信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其特征在于在其間所述光源發(fā)射所述多種不同顏色光的一種顏色光的周期(TS)中，將掃描周期(TS)分成兩個(gè)周期，在確定顯示狀態(tài)的第一周期(SC1)中，所述第一周期有選擇周期和始終保持在所述選擇周期期間所選擇的顯示狀態(tài)的非選擇周期，在構(gòu)成所述掃描周期的剩余部分的第二周期(SC2)中，迫使所述顯示狀態(tài)進(jìn)入黑色顯示狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10的驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其特征在于，所述反鐵電液晶可以呈現(xiàn)第一鐵電狀態(tài)、當(dāng)施加與所述第一鐵電狀態(tài)相反極性的電壓時(shí)進(jìn)入的第二鐵電狀態(tài)和反鐵電狀態(tài)，其中，在所述第二周期的所述選擇周期期間施加的由組合掃描電壓波形和信號(hào)電壓波形產(chǎn)生的復(fù)合電壓波形的電壓值不大于使所述反鐵電液晶轉(zhuǎn)換成所述第一或所述第二鐵電狀態(tài)的閾值電壓值。
12.如權(quán)利要求10的驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其特征在于，在所述第二周期期間施加的信號(hào)電壓波形總是設(shè)定為產(chǎn)生黑色顯示的信號(hào)電壓波形。
13.如權(quán)利要求10至12中任何一種驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其特征在于，所述第一周期和所述第二周期的長(zhǎng)度大致相等。
14.一種驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其中該反鐵電液晶顯示器包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別帶有N個(gè)掃描電極和M個(gè)信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其特征在于在其間所述光源發(fā)射所述多種不同顏色光的一種顏色光的周期(TS)中，進(jìn)行偶數(shù)次掃描，其中，在奇數(shù)掃描周期中，正向掃描是通過(guò)向前掃描所述掃描電極，從第一掃描電極開(kāi)始向第N掃描電極前進(jìn)而進(jìn)行的，而在偶數(shù)掃描周期中，反向掃描是通過(guò)向后掃描所述掃描電極，從第N掃描電極開(kāi)始向第一掃描電極前進(jìn)而進(jìn)行的。
15.如權(quán)利要求14的驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其特征在于，在所述奇數(shù)掃描周期中，通過(guò)從第N掃描電極開(kāi)始和朝向第一掃描電極向后掃描所述掃描電極，完成反向掃描，而在所述偶數(shù)掃描周期中，通過(guò)從第一掃描電極開(kāi)始并朝向第N掃描電極向前掃描所述掃描電極，完成正向掃描。
16.一種驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其中該反鐵電液晶顯示器包括反鐵電液晶顯示元件，該元件包括夾置于在其相對(duì)表面上分別帶有N個(gè)掃描電極和M個(gè)信號(hào)電極的一對(duì)基板之間的反鐵電液晶；和光源，該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光，其特征在于在其間所述光源發(fā)射所述多種不同顏色光的一種顏色光的周期(TS)中，通過(guò)在第一掃描電極開(kāi)始并朝向第N掃描電極向前掃描所述掃描電極，完成正向掃描，而在其間所述光源下次發(fā)射相同顏色光的周期(TS)中，通過(guò)在第N掃描電極開(kāi)始和朝向第一掃描電極向后掃描所述掃描電極，完成反向掃描，其中，交替地重復(fù)所述正向掃描和所述反向掃描。
17.如權(quán)利要求16的驅(qū)動(dòng)反鐵電液晶顯示器的方法，其特征在于，所述正向掃描的重復(fù)數(shù)等于所述反向掃描的重復(fù)數(shù)。
全文摘要
一種反鐵電液晶顯示器,包括:反鐵電液晶顯示元件,該元件包括夾置在其相對(duì)表面上分別帶有多個(gè)掃描電極和信號(hào)電極的一對(duì)基極之間的反鐵電液晶;和光源,該光源依次發(fā)射多種不同顏色的光。將光源發(fā)射一種顏色光的掃描周期(TS)分成兩個(gè)周期。第一周期(SC1)有確定顯示條件的選擇周期和保持在選擇周期中所選擇的顯示條件的非選擇周期,而剩下的掃描周期的第二周期(SC2)有確定黑色顯示的顯示條件的選擇周期和保持在選擇周期中選擇的黑色顯示條件的非選擇周期。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1229477SQ98800842
公開(kāi)日1999年9月22日 申請(qǐng)日期1998年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月20日
發(fā)明者近藤真哉, 高橋成和 申請(qǐng)人:時(shí)至準(zhǔn)鐘表股份有限公司