CN100356440C - 液晶显示器件的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示器件的驱动方法，该液晶显示器件包括：液晶显示板，此液晶显示板具有多个平行的公用电极以及多个段电极；公用驱动器，用来对多个公用电极施加扫描信号；以及段驱动器，用来对多个段电极中的每一个施加与显示数据相对应的脉冲宽度调制数据信号电压，其中：在输入到段电极的信号电压从比公用电极的非选择电压小的值变成比该公用电极的非选择电压大的值的第一时刻、以及在输入到段电极的信号电压从比该公用电极的非选择电压大的值变成比该公用电极的非选择电压小的值的第二时刻中的任一时刻，上述段驱动器向上述段电极输出一个基本上与上述公用电极的非选择电压相等的电压。

Description

液晶显示器件的驱动方法
(本申请是02140214.0的分案申请。)
技术领域
本发明涉及液晶显示器件的驱动方法，尤其涉及驱动功率减小的液晶显示器件的驱动方式。
背景技术
在采用STN(超扭曲向列)方式液晶板的液晶显示器件中，其像素驱动信号，即用来选择液晶板的每个单元的驱动信号，基本上是由作为选定信号(扫描信号)的公用信号和指示显示数据的段信号组成，这些信号以交流(AC)信号的形式提供。
图7是用来说明液晶显示器件的驱动电路的整体配置的框图。在此图中，“LCD”是液晶显示板，由多个公用电极COM(COM1，COM2，...，COMn，COMn+1，...)和多个段电极SEG(SEG1，SEG2，...，SEGn，SEGn+1，...)组成。用来驱动电极COM的公用驱动器D-C包括：扫描数据生成电路(扫描信号生成电路)DSS，电平转移电路LS，公用侧液晶驱动电路CD以及DC/DC变换器DD。公用侧液晶驱动电路CD具有一公用电压输出电路COP。
用来驱动段电极SEG的段驱动器D-S包括：控制信号和从外信号源(主计算机等等)以及电源输入的数据(显示数据)的接口电路(微型计算机接口)I/F、图形RAM(GR)、灰度生成电路GSL、以及段侧液晶驱动电路SDS。段侧液晶驱动电路SDS具有一段电压输出电路SOP。公用驱动器D-C的DC/DC变换器DD由从外部输入的电源电压生成公用驱动器D-C和段驱动器D-S所需要的电源电压。在微型计算机接口电路I/F上生成的定时信号被段驱动器D-S和公用驱动器D-C利用。在微型计算机接口电路I/F上，根据从外部信号源(主计算机等等)输入的控制信号生成驱动控制信号，如帧信号FLM和交流化信号M加上锁存脉冲CL1等等。
图8是用来说明在将脉冲宽度调制数据信号电压施加到段电极的方式(下面称其为PWM(脉宽调制器)方式)中，在扫描周期内段电位改变时的相关技术的驱动波形的波形图。在图中，FLM代表帧信号，M表示交流化信号，CL1是锁存脉冲，COM(COM1，COM2，...，COMn)是公用电极驱动信号，SEGj代表段电极驱动信号。此外，“(COMn)-(SEGj)”表示单元(n，j)的施加电压。
在扫描周期内向公用电极上施加一个选择电压VCH，在其余时间周期内施加一个非选择电压VM。于是，公用电极多半是处于非选择电压VM下。施加在段电极上的段输出电压根据显示模式而改变。在采用PWM方式的灰度显示时，在(各行的)一个选择周期H内至少提供指定数目(此数目与灰度级数相对应)的细分或“切分”的时间周期，其中段电极输出电平在适当的定时发生改变，符合正在显示的灰度级数。
在图8中，灰度数设定为16级，从“1”(白)到“16”(黑)，将一个选择周期H分割或切分为16个小的下属周期，例如说子周期。并且，在公用电极上从其第一行起顺序施加一个选择电压VCH。此外，在第j列中的段电极SEGj上施加一个相应于白显示的电平VSL作为用来显示在7个子周期内的第7级的段电极输出，以及一个相应于用于9个子周期的黑显示。此处请注意，在交流化信号M改变时，形成的相应关系反转，结果与白显示相应的级设置为VSH，而与黑显示相应的级设置为VSL。
此处，施加于单元(n，j)的段电极和公用电极之间的电压是“(COMn)-(SEGj)”。考虑图8的示例n＝3的场合，在第n行上的公用电极驱动信号COMn的情况是选择电压VCH在第n个选择周期施加，而非选择电压VM在其他周期内施加。
虽然在第1选择周期时在单元(n，j)变为非选择周期，但在此单元上在段电极和公用电极之间施加的电压在前面的7个子周期内变为(VM-VSL)，并且在其余的9个子周期内变为(VM-VSH)。此处，电压设置是为了允许建立(VM-VSL)＝(VSH-VM)。于是，在此单元，在非选择周期内在段驱动信号SEGj的电压切换时，段电极和公用电极之间施加的电压从(VSH-VM)改变为(VM-VSH)。
另一方面，在第n个选择周期内，由于在其公用电极上施加选择电压VCH，此单元变为选择周期，结果导致在此单元上，在ON周期7/16在段电极和公用电极之间施加的电压变为(VCH-2VM+VSH)，这是初始白显示，而之后在OFF周期9/16内变为(VCH-VSH)，这是其后的黑显示。
图9是用来说明驱动波形的另一现有例的波形示图。此处，给出的示例示出的是当显示灰度1的白色时，交流化信号M从第n个选择周期改变的场合。因为显示的是灰度1的白色，段驱动信号SEGj在一个选择周期内还未改变；然而，随着交流化信号M的改变，段驱动信号有可能，从第n个选择周期起从VSH变成VSL。在第n个选择周期内在单元(n，j)上的施加电压变为(VCH-2VM+VSH)。此时，在其上施加有非选择电压的单元上施加电压从(VSH-VM)变成(VM-VSH)，单元(1，j)就是这种单元的示例，虽然此处未特别说明。
此处，在对液晶显示板LCD充电时，具有此驱动波形的液晶显示器件产生电力消耗。当段电极的驱动电压(段驱动电压)改变时，它就变为，允许大小相同符号相反的电荷载体积蓄或存储在它和施加有非选择电压的对向公用电极之间。更具体说，某些电荷载体，在段驱动电压改变之前其中之一是“+”电荷，而另一个是“-”电荷，将变成为如下的状态，即一个变为“-”的状态，而另一个是“+”的状态。此时，消耗电流的一半是用来使相对电极之间的电荷处于零态。考虑到施加有非选择电压的公用电极数大于其上施加有选择电压的公用电极数，并且在PWM方式中，段驱动电压经常改变，在这种状态下的耗电变得很明显。因此从电源提供电流，其结果形成降低耗电的障碍，这一直是需要解决的问题之一。
另一方面，虽然在日本专利JP-A-11-326863，JP-A-11-194314，JP-A-9-243998，JP-A-9-212137和JP-A-8-263013等现有技术曾经介绍和提出过降低耗电的方法，但这些现有技术的方法并非针对PWM方式液晶显示器件。
发明内容
因此，本发明的一个目的是要解决在PWM方式液晶显示器件的上述问题，并提供一种可利用低耗电驱动的液晶显示器件。
本发明的基本特征在于，为了在从段电极到当前暂时为非选择状态的公用电极中间建立短路而施加在段电极上的段电极输出电压，用作此公用电极的非选择电压。下面对本发明的一个代表性的装置予以描述。
(1)一种液晶显示器件，包括：
液晶显示板，此液晶显示板具有多个平行的公用电极，这些公用电极在中间夹有液晶层的一对基板之一上在第一方向上延伸，以及在该一对基板的另一个上在与第一方向相交的第二方向上延伸的多个段电极；
公用驱动器，用来对多个公用电极施加扫描信号；以及
段驱动器，用来对多个段电极中的每一个施加与显示数据相对应的脉冲宽度调制数据信号电压，
其中：在对输入到段电极的脉冲宽度调制数据信号电压进行切换时，上述段驱动器暂时向上述段电极输出一个基本上与公用电极的非选择电压相等的电压。
(2)如(1)中所述的液晶显示器件，其中：在公用电极的一个选择周期内对脉冲宽度调制数据信号电压进行切换时，段驱动器向此公用电极输出一个基本上等于公用电极的非选择电压的电压。
(3)一种液晶显示器件，包括：
液晶显示板，此液晶显示板具有多个平行的公用电极，这些公用电极在中间夹有液晶层的一对基板之一上在第一方向上延伸，以及在该一对基板的另一个上的在与第一方向相交的第二方向上延伸的多个段电极；
公用驱动器，用来对多个公用电极施加扫描信号；以及
段驱动器，用来对多个段电极中的每一个施加与显示数据相对应的脉冲宽度调制数据信号电压，
其中：上述段驱动器具有用来在对输入到段电极的脉冲宽度调制数据信号电压进行切换时，使该段电极和非选择的公用电极之间短路的电路。
(4)如(3)中所述的段驱动器，其中：在上述短路时，段驱动器向段电极输出一个基本上等于公用电极的非选择电压的电压。
(5)如(3)或(4)中所述的段驱动器，其中：在公用电极的一个选择周期内对脉冲宽度调制数据信号电压进行切换时，段驱动器进行短路。
更具体地讲，将灰度数分割为小的子周期，并允许把用来选择不同灰度的时间周期中间的一个子周期设定为公用非选择电压电平，以便在此公用非选择电压电平的一个子周期内使液晶显示板的电极之间的电荷放电，而无需从外部提供任何电流。
应当注意，本发明不应只限于上述装置和下面将要描述的各实施方案的装置，并且勿庸赘言，在不脱离本发明的技术思想的前提下可以有各种改进和变化。
附图说明
图1为示出用来说明本发明的一实施方案的液晶驱动电路的主要部分配置的框图。
图2为本发明的一实施方案中的驱动波形的说明图。
图3为用来说明在本发明中，当显示数据灰度数设定为16时，灰度级在一个扫描周期内改变时的实施方案的驱动波形图。
图4为用来说明在本发明中当显示数据灰度数设定为16时，灰度级在一个扫描周期及其后的扫描周期之间改变时的实施方案的驱动波形图。
图5为根据本发明的便携式电话手机的液晶显示器件的平面图。
图6为图5所示的移动电话手机的液晶显示器件的侧视图。
图7是用来说明液晶显示器件的驱动电路的整体配置的框图。
图8是用来说明在将脉冲宽度调制数据信号电压施加到段电极的方式(PWM方式)中，在扫描周期内段电位改变时的现有例的驱动波形的波形图。
图9为用来说明驱动波形的另一现有例的波形图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的一个实施方案进行详细说明。
图1为用来说明本发明的一实施方案的液晶驱动电路的主要部分配置的框图。此外，图2为本发明的一实施方案中的驱动波形的说明图。
在图1的实施方案中，结合图7所说明的液晶驱动电路的段驱动器D-S具有：选择周期数据信号电压切换(转换)检测电路SVS、和短路电路SRT。此选择周期数据信号电压切换检测电路SVS输入灰度生成电路GSL的输出信号，并检测在公用电极的一个选择时间周期内或在向着下一个周期的切换时间点的脉冲宽度调制数据信号电压的转换。段电压VSH和VSL及公用电极电压VM输入到短路电路SRT。根据选择周期数据信号电压切换检测电路SVS的检测结果，在此数据信号电压转换时刻，短路电路SRT使段电极到非选择公用电极之间电短路。
如图2所示，段电压VSH相对公用电极非选择电压VM处于高电位(+)；与此类似，VSL处于低电位(-)。当选择周期数据信号电压切换检测电路SVS检测到数据信号电压在时刻t1处发生改变时，就令段电极的电位在经过一个“小”子周期后的时刻t2处设定为公用电极非选择电压VM。再经过一个子周期后的时刻t3时，它与VSL相连接。在此t2和t3中间建立一种段电极和非选择公用电极电短路的状态，引起电荷放电。VM、VSH和VSL的任何一个作为信号SEG输出到段电压输出电路SOP的输出端。注意，虽然此处使用“短路”一词，但段电极和公用电极不一定电位完全相同，可以基本上相同，这也包含在此处称为“短路”的内容之中。因此，可以允许在段电极上施加近似等于公用电极的非选择电压VM的电压。
图3是用来说明在本发明中，当显示数据灰度数为16时灰度级在一个扫描周期内改变时的实施方案的驱动波形图。与图8中的标号相同的标号对应于同一波形部分。为了显示从1(白)到16(黑)的16个灰度级，施加在此段电极上的显示数据的情况是，将一个选择周期分割为17个小的子周期。并且，为了在单元(n，j)上显示第7灰度级，例如，将相应于白(色)显示的级作为段电极输出设定在7个子周期；相应于黑(色)显示的级设定在9个子周期；并且将在这些不同级选择周期中间的子周期设定在公用电极非选择级。
非选择的公用电极的情况是，在白显示部分施加在段电极和公用电极之间的电压是(VSH-VM)，而在黑显示部分是(VM-VSH)。如图3所示，当在一个扫描周期内级改变时，在一个子周期内段电极的电位短路成为公用电极非选择电压VM，如图2所示。两个电极之间的电荷都在此短路期间放电。因为在大部分公用电极上施加非选择电压，可得到超低的耗电。
另一方面，作为设定在选择电平的、施加在段电极和公用电极之间的电压，在接通子周期7/17内为(VCH-2VM+VSH)，而在关断周期内停留在(VCH-VSH)，并在切换时暂时变为(CVH-VM)。
本发明可以以类似方式应用到段电极电压一直不变的场合，例如在刷白显示期间。这是因为交流化信号M的变化导致段电压的变化。在此场合，图1的选择周期数据信号电压切换检测电路SVS检测下一个选择周期数据信号电压的切换。
图4为用来说明在本发明中，当显示数据灰度数为16时，灰度级在一个扫描周期及下一个扫描周期之间改变时的实施方案的驱动波形图。与图3中的标号相同的标号对应于同一波形部分。这一驱动波形的情况是交流化信号M在第n个锁存脉冲CL1时改变。图4中示出在所谓刷白显示(用来在显示屏的整个区域显示白色)时的波形。此处，应该施加于段电极上的电压由于交流化在扫描周期的边界处从VSH改到VSL。在初始子周期(1/17)内，在此改变时刻，令段电极暂时短路到公用电极，结果导致成为公用电极电压的非选择电压VM，接着在随后的子周期中开始时施加电平VSL。
结果，在图中未示出的非选择单元，在段电极和公用电极之间的电压在子周期1/17内变为零(0)，引起两个电极之间的电荷在此期间放电。这样，通过使液晶显示板的电极之间的电荷放电而无需从外部提供任何电流，就可以实现低耗电。
虽然在上述的各实施方案中，都是将一个选择周期分割为17个子周期，在16个灰度级上增加一个灰度级，但本发明不限于此。即，对于PWM方式的灰度显示，一个选择周期可以分割为小的子周期，其数目至少为灰度数(灰度级数)，至少可在其上增加一个子周期，使这一子周期的段电极电压在其改变到不同段电压电平时设定在公用电极的非选择电压电平。
在这个段电极电压改变的时刻，会出现由于交流化信号M改变而选择周期切换时段电压改变的情况，或在利用PWM方式显示中间灰度的场合在选择周期一直是AC信号M保持不变而段电压改变的情况等等。此时，可暂时对段电极输出基本上等于公用电极的非选择电压VM的电压。
如上所述，根据本发明，可以减小液晶显示器件的功率消耗，从而在例如该液晶显示器件用作移动电话手机的显示单元的场合，反过来又可以增加其待机时间。另外，如果使用具有与现有技术相同的待机时间的装置，便携式电话的重量可以减轻。
作为本发明的应用例，制备能够选择数种类型的转换定时的液晶驱动电路，可以迅速地实现最优器件条件，即使是构成液晶显示板的液晶材料的物理性质和/或透明电极的阻值改变也可以。此外，本发明即使应用到采用所谓的多线驱动方式的液晶显示器件中，也可以得到类似的效果。
下面，作为应用本发明的液晶显示器件的例子，说明一个液晶显示器件应用于移动电话手机的外观示例。
图5为根据本发明的便携式电话手机用的液晶显示器件的平面图。图6为图5所示的移动电话手机用的液晶显示器件的侧视图。液晶显示器件置于机壳(模压件)中，其中的液晶显示屏PNL一面外露作为显示屏。此液晶显示器件的显示数据和驱动操作所需的电源，由主计算机(图中未示出)通过柔性印刷电路板FPCS提供。标号“TTC”表示用于连接到主计算机一侧的连接器的终端部分。
柔性印刷电路板FPCS与设置于位于液晶显示器件的背面的印刷电路板上的连接器CNT相连接。在该印刷电路板上安装有一个以上的驱动器IC和各种类型的元件EP，驱动器IC用来构成段驱动器和公用驱动器，公用驱动器具有公用电压输出单元。利用此液晶显示器件可以实现便携式电话手机的低耗电。
如上所述，根据本发明，通过在段电压改变的时刻令电极短路到非选择公用电极，可抑制PWM方式中的耗电的增加，并且也可以延长电池容量较小的便携式电话手机和/或移动信息终端等等的运行时间，并且可以在同样容量的同样待机时间长度的场合，提供能够使设备轻质化的液晶显示器件。

Claims (2)

1.一种液晶显示器件的驱动方法，该液晶显示器件包括：
液晶显示板，此液晶显示板具有多个平行的公用电极，这些公用电极在中间夹有液晶层的一对基板之一上在第一方向上延伸，以及在该一对基板的另一个上在与第一方向相交的第二方向上延伸的多个段电极；
公用驱动器，用来对多个公用电极施加扫描信号；以及
段驱动器，用来对多个段电极中的每一个施加与显示数据相对应的脉冲宽度调制数据信号电压，
其中：在输入到段电极的信号电压从比公用电极的非选择电压小的值变成比该公用电极的非选择电压大的值的第一时刻、以及在输入到段电极的信号电压从比该公用电极的非选择电压大的值变成比该公用电极的非选择电压小的值的第二时刻中的每个时刻，上述段驱动器向上述段电极输出一个基本上与上述公用电极的非选择电压相等的电压。
2.如权利要求1中的液晶显示器件的驱动方法，其中：在公用电极的一个选择周期内发生上述第一时刻和上述第二时刻中的一个。
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