CN101727855B

CN101727855B - 液晶显示装置的显示方法

Info

Publication number: CN101727855B
Application number: CN2008102023657A
Authority: CN
Inventors: 马骏; 凌志华; 罗熙曦
Original assignee: Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2008-11-03
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2028-11-03
Also published as: CN101727855A

Abstract

一种液晶显示装置的显示方法，包括：对待显示信息进行频率调制，形成第一信号和第二信号；交替向像素电极提供第一信号和第二信号，驱使液晶分子进行相应的运动，产生分别适于第一方向和第二方向观看的图像；其中，任一时刻所述第一方向和第二方向均呈现灰阶相反的图像。本发明简化了工艺，降低了制造成本。

Description

液晶显示装置的显示方法

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，尤其涉及光学补偿弯曲(OCB)型液晶显示装置和铁电液晶显示装置的显示方法。

背景技术

近年来，信息通讯领域的迅速发展，提高了各种类型的显示设备的需求。目前主流的显示器件主要有：阴极射线管显示器(CRT)，液晶显示器(LCD)，等离子体显示器(PDP)，电致发光显示器(ELD)和真空荧光显示器(VFD)等。

随着薄膜晶体管制作技术的快速进步，液晶显示器由于具备了轻薄、省电、无辐射等优点而成为显示器件发展的主流趋势。其被大量的应用于个人数字助理器(PDA)、笔记本计算机、数字相机、摄录像机、移动电话等各式电子产品中。

为了进一步提高液晶层的反应速率并增广视角，目前的液晶显示器制作中，针对液晶分子的材料特性着手，而设计出三种主要的改善方式。这三种改善方式包括了：(1)采用垂直配向(Vertical Alignment，VA)的液晶模式；(2)开发低黏度的液晶分子；以及(3)采用光学补偿弯曲(OCB)模式。

其中，OCB模式的液晶显示器，分布于上、下玻璃基板表面的液晶分子是平行配向，但内层的液晶分子不扭曲，只是在一个平面内弯曲排列(如图1所示)，此种排列方式会使光线产生双折射，因此再加上双轴相位差板(BiaxialRetardation Film)，可补偿各个轴向的相差，并克服视角受到液晶分子倾斜造成光学特性变化的影响，因此可提供宽视角的效果。除此之外，由于OCB模式内的液晶分子只是弯曲排列，不用像TN(Twisted Nematic)模式的液晶分子一样，需要克服改变扭曲排列的回流(BackfIow)延滞，因此采用OCB模式的液晶显示器，其反应速率可缩减至1～10ms，远小于传统TN液晶模式的反应时间(约50ms)。

然而，随着液晶显示装置应用的领域越来越广泛，对于其显示要求也越来越多样化。用于一些特定领域内的液晶显示装置希望可以在不同的视角观看到不同的画面，例如车载用的液晶显示装置，就希望主驾驶和副驾驶位置的乘客观看到的是不同的画面。中国专利申请200610058412.6中公开了一种双画面显示的液晶显示装置，如图2所示，该液晶显示装置通过微凸透镜30及相位差板40等多个机构实现双面显示的目的。其工作原理为：将直线偏光由来自光源的全方位光射出的第一偏光板11与背光光源BL为对向配置。在第一偏光板11的观察者侧，配置利用光学相位差控制由第一偏光板11所射出的直线偏光的偏光轴的角度(位于与直线偏光的行进方向正交的平面上的偏光轴的角度)的液晶显示单元20。在液晶显示单元20的观察者侧，沿着第一及第二液晶部21、22的各列平行地配置有凸面为连续的微凸透镜30。在各第一及第二液晶部21、22中偏光轴角度相异的直线偏光，经由该微凸透镜30而折射至各自相异的两个方向，即朝向第一观察者A的第一方向、及朝向第二观察者B的第二方向。

然而该结构的液晶显示装置由于需要增加较多组成机构，从而复杂化了制作工艺，提高了制造成本。

发明内容

本发明解决的问题是液晶显示装置的显示方法，防止制作工艺复杂化，制造成本提高。

为解决上述问题，本发明一种液晶显示装置的显示方法，包括：对待显示信息进行频率调制，形成第一信号和第二信号；交替向像素电极提供第一信号和第二信号，驱使液晶分子进行相应的运动，产生分别适于第一方向和第二方向观看的图像；其中，任一时刻所述第一方向和第二方向均呈现灰阶相反的图像。

可选的，所述第一信号和第二信号的频率为120Hz～200Hz。

可选的，所述第一方向为与液晶屏垂直的方向，第二方向为与液晶屏成60度～85度夹角的方向。

可选的，所述第二方向为与液晶屏成70度夹角的方向。

可选的，选择液晶分子的折射率、液晶平行方向的介电常数、液晶垂直方向的介电常数以及液晶层厚度，使得第一方向和第二方向的光程差值为π。

可选的，液晶分子的折射率Δn为0.17，液晶平行方向的介电常数为ε//为3.6，液晶垂直方向的介电常数ε⊥为17.3。

可选的，所述液晶显示装置的液晶层厚度为4微米。

可选的，所述液晶的粘度γ为220。

可选的，在第一信号为图案信息图像时，第二信号为文字信息图像；在第一信号为文字信息图像时，第二信号为图案信息图像。

可选的，所述液晶显示装置为光学补偿弯曲型液晶显示装置。

可选的，所述液晶显示装置为铁电液晶显示装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：对待显示信息进行频率调制，形成第一信号和第二信号，通过频率的调整使得液晶旋转速度满足预期条件，从而正好能使观察者从两个不同方向观看到灰阶相反的图像。由于只需提高信号频率就能实现图像双显示，而不需要加入任何装置，简化了工艺，降低了制造成本。

进一步，对待显示信息进行频率调制，形成频率为120Hz～200Hz的第一信号和第二信号，交替向像素电极提供第一信号和第二信号，使液晶旋转速度加快，优化了图像双显示的效果，并且简化了工艺步骤，降低了制造成本。

附图说明

图1是现有光学补偿弯曲(OCB)型液晶显示装置的工作原理图；

图2是现有双画面显示的液晶显示装置结构示意图；

图3是本发明液晶显示装置的显示方法的具体实施方式流程图；

图4是光学补偿弯曲(OCB)型液晶显示装置结构示意图；

图5是本发明光学补偿弯曲型液晶显示装置中液晶弯曲的示意图；

图6是本发明用光学软件模拟在第一方向上的V-T曲线图；

图7是本发明用光学软件模拟在第二方向上的V-T曲线图；

图8是用本发明方法实现画面双显示的示意图。

具体实施方式

本发明对待显示信息进行频率调制，形成第一信号和第二信号，通过频率的调整使得液晶旋转速度满足预期条件，从而正好能使观察者从两个不同方向观看到灰阶相反的图像。由于只需提高信号频率就能实现图像双显示，而不需要加入任何装置，简化了工艺，降低了制造成本。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图3是本发明液晶显示装置的显示方法的具体实施方式流程图。如图3所示，执行步骤S1，对待显示信息进行频率调制，形成第一信号和第二信号。

在对待显示信号进行频率调制后，形成的第一信号和第二信号的频率为120Hz～200Hz。

执行步骤S2，交替向像素电极提供第一信号和第二信号，驱使液晶分子进行相应的运动，产生分别适于第一方向和第二方向观看的图像；其中，任一时刻所述第一方向和第二方向均呈现灰阶相反的图像。

所述显示方法可显示双画面的原理在于，如图5所示，向像素电极提供第一电压时，液晶分子发生斜展弯曲模式的转换，使得第一方向上是亮态(白态)，而在第二方向上是暗态(黑态)，即在第一方向上光通过液晶的光程差为π，第二方向上光通过液晶的光程差为0；第二方向上的暗态半帧可以认为是对第一方向上的亮态半帧进行插黑帧。与此类似，当向像素电极提供第二电压时，液晶分子发生斜展弯曲模式的转换，使得第二方向上是亮态(白态)，而在第一方向上是暗态(黑态)，即在第二方向上光通过液晶的光程差为π，第一方向上光通过液晶的光程差为0；第一方向上的暗态半帧可以认为是对第二方向上的亮态半帧进行插黑帧。

在一种具体实施例中，向像素电极提供频率为120Hz～200Hz的第一信号时，液晶分子旋转，在第一方向上观看到第一信号提供的第一图像时，在第二方向上呈现黑画面，而120Hz～200Hz频率的驱动下，液晶分子旋转速度加快，插黑帧的速度相应加快，保证观看者在第二方向上几乎感觉不到黑画面，而在第一方向上观看到的第一图像显示效果得到优化。

向像素电极提供频率为120Hz～200Hz的第二信号时，液晶分子转动，在第二方向上观看到第二信号提供的第二图像时，在第一方向上呈现黑画面，而120Hz～200Hz频率的驱动下，液晶分子旋转速度加快，插黑帧的速度相应加快，保证观看者在第一方向上几乎感觉不到黑画面，而在第二方向上观看到的第二图像显示效果得到优化。

也就是说，当第一信号和第二信号的频率为120Hz～200Hz时，交替向像素电极提供第一信号和第二信号时，第一方向和第二方向的观察者互相不受对方的影响。

图4是光学补偿弯曲(OCB)型液晶显示装置结构示意图。如图4所示，OCB液晶显示装置包括有源组件矩阵式液晶单元114，设置于上、下偏光板101、102之间，相补偿膜103设置于上偏光板101与液晶单元114之间。有源组件矩阵式液晶单元104包括有源组件阵列基板106与对向基板105。像素电极118设置于有源组件阵列基板106上，下配向层119设置于像素电极118上。公用电极117设置于对向基板105上，上配向层116设置于公用电极117上。液晶层112设置于有源组件阵列基板106与对向基板105之间。

OCB型液晶显示器装置包括若干像素，各个像素是由信号电极线113与栅极线间围成的区域。各像素由一开关组件120控制像素电极。

其中，通过选择液晶分子的折射率、液晶平行方向的介电常数、液晶垂直方向的介电常数以及液晶层厚度，使得第一方向和第二方向的光程差值为π。一个具体实施例中，液晶单元104的液晶层厚度为4微米，液晶的折射率Δn为0.17，液晶平行方向的介电常数为ε//为3.6，液晶垂直方向的介电常数ε⊥为17.3。液晶粘度γ的大小对于液晶转动速度有一定的影响，而液晶粘度γ随温度会发生变化，具体实施例选择液晶的粘度γ为220。

OCB型液晶适用于高速驱动，以显示动态画面，而动态显示中有一种插黑帧技术，需要利用黑画面。对一显示动态图像的OCB液晶屏而言，交替向像素电极提供不同的画面信号时，如果对第一方向观察者而言观看到白画面，对第二方向上的观察者而言观看到的都是黑画面，故在交替信号作用下，两个方向的观察者都能看到经过插黑帧的动态图像而彼此互不影响。

本实施例中，向像素电极提供第一电压时，液晶分子发生斜展弯曲模式的转换，使得第一方向上是亮态(白态)，而在第二方向上是暗态(黑态)，即在第一方向上光通过液晶的光程差为π，第二方向上光通过液晶的光程差为0；第二方向上的暗态半帧可以认为是对第一方向上的亮态半帧进行插黑帧。与此类似，当向像素电极提供第二电压时，液晶分子发生斜展弯曲模式的转换，使得第二方向上是亮态(白态)，而在第一方向上是暗态(黑态)，即在第二方向上光通过液晶的光程差为π，第一方向上光通过液晶的光程差为0；第一方向上的暗态半帧可以认为是对第二方向上的亮态半帧进行插黑帧。所述当第一信号提供的是图案信息图像时，第二信号提供的是文字信息图像；第一信号提供的是文字信息图像时，第二信号提供的是图案信息图像。其中，所述第一方向为与液晶屏垂直的方向，第二方向为与液晶屏成60度～85度夹角的方向，作为一个优选实施例，第二方向为与液晶屏成70度夹角的方向。

在一种具体实施例中，向像素电极提供频率为120Hz～200Hz的第一信号时，液晶分子在第一信号的驱动下，不断旋转，其旋转速度能使在第一方向上观看到第一信号提供的图案信息图像时，观看者在第二方向上感觉不到黑画面，说明插黑帧的速度相应加快，并在第一方向上观看到的图案信息图像的显示效果得到优化。

向像素电极提供频率为120Hz～200Hz的第二信号，使液晶分子在第二信号的驱动下不断转动，其旋转速度使在第二方向上观看到第二信号提供的文字信息图像时，观看者在第一方向上感觉不到黑画面，说明插黑帧的速度相应加快，并且使在第二方向上观看到的文字信息图像显示效果得到优化。

作为另外一个具体实施例，向像素电极提供频率为120Hz～200Hz的第一信号时，液晶分子在第一信号的驱动下，不断旋转，其旋转速度能使在第一方向上观看到第一信号提供的文字信息图像时，观看者在第二方向上感觉不到黑画面，说明插黑帧的速度相应加快，并在第一方向上观看到的文字信息图像的显示效果得到优化。

向像素电极提供频率为120Hz～200Hz的第二信号，使液晶分子在第二信号的驱动下不断转动，其旋转速度使在第二方向上观看到第二信号提供的图案信息图像时，观看者在第一方向上感觉不到黑画面，说明插黑帧的速度相应加快，并且使在第二方向上观看到的图案信息图像显示效果得到优化。

本实施例中，在第一方向上观看到第一信号提供的图案信息图像，第二方向上观看到第二信号提供的文字信息图像。一般地，对于第一方向(即与液晶屏垂直的方向)提供正常的较高灰阶的图案信息，而对第二方向(即与液晶屏成60度～85度夹角的方向，优选70度夹角)的较大视角而言，会提供主要用于阅读的高灰阶文字信息。在这种情况下，在第二方向观察到高灰阶文字信息显示时，对于同一时刻第一方向显示为插黑帧；而较高灰阶的图案信息在第二方向显示的是较低灰阶的互补图像，此半帧的较低灰阶图案显示与另外半帧高灰阶文字显示相比，较低灰阶图案的大部分灰阶信号会被高灰阶的文字显示呈现偏白(wash out)现象，所以对文字显示影响不大，实现了在一个方向观看文字另一方向看图案的双画面显示。

具体如图8所示，在图a所示的是在与液晶屏垂直的方向(第一方向)上显示的正常动态图案帧，该帧在与液晶屏成60度～85度夹角的方向(第二方向)上的显示效果如图c所示。图d是为在第二方向上的观察者观看到的文字信息图像，其在第一方向上的显示效果图即为图b。从图示中即可看出，在第一方向上，图b对于图a完全可以起到插黑帧的作用，而图c的画面在图d的高灰阶下会被偏白显示，不会影响图d的显示。

本实施例中，输入信号的频率具体可以是120Hz、130Hz、140Hz、150Hz、160Hz、170Hz、180Hz、190Hz或200Hz等。

除本实施例外，还可以采用铁电液晶显示装置按相同的原理实现画面双显示。

图6是本发明用光学软件模拟在第一方向上的V-T曲线图。如图6所示，在驱动电路上加电压(V)时，随着电压的增加，液晶单元中的液晶被电压驱动后，不断进行斜展-弯曲模式的转换，在与液晶屏垂直的方向(第一方向)上，光线的透射率(T)越来越小，直至无法透过，因此，此时在方向上进行观察，看到的是由白画面向黑画面不断过渡。

图7是本发明用光学软件模拟在第二方向上的V-T曲线图。如图7所示，对信号电极线进行加电压(V)，随着电压的增加，液晶单元中的液晶被电压驱动后，不断进行斜展-弯曲模式的转换，在与液晶屏成70度的方向(第二方向)上，光线的透射率(T)越来越大，直至光线完全透过，因此，此时在第二方向上进行观察，看到的是黑画面向白画面过渡。

在电压的变化过程中，从第二方向上观察到的画面灰阶与第一方向上观察到的画面灰阶相反或近似相反。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种液晶显示装置的显示方法，所述液晶显示装置为光学补偿弯曲型液晶显示装置或铁电液晶显示装置，其特征在于，包括：

对待显示信息进行频率调制，形成第一信号和第二信号；

交替向像素电极提供第一信号和第二信号，所述第一信号和第二信号的频率为120Hz～200Hz，驱使液晶分子进行相应的运动，产生分别适于第一方向和第二方向观看的图像；

其中，任一时刻所述第一方向和第二方向均呈现灰阶相反的图像。

2.根据权利要求1所述液晶显示装置的显示方法，其特征在于，所述第一方向为与液晶屏垂直的方向，第二方向为与液晶屏成60度～85度夹角的方向。

3.根据权利要求2所述液晶显示装置的显示方法，其特征在于，所述第二方向为与液晶屏成70度夹角的方向。

4.根据权利要求1所述液晶显示装置的显示方法，其特征在于，选择液晶分子的折射率、液晶平行方向的介电常数、液晶垂直方向的介电常数以及液晶层厚度，使得第一方向和第二方向的光程差值为π。

5.根据权利要求4所述液晶显示装置的显示方法，其特征在于，液晶分子的折射率Δn为0.17，液晶平行方向的介电常数为ε//为3.6，液晶垂直方向的介电常数ε⊥为17.3。

6.根据权利要求4所述液晶显示装置的显示方法，其特征在于，所述液晶显示装置的液晶层厚度为4微米。

7.根据权利要求1所述液晶显示装置的显示方法，其特征在于，所述液晶的粘度γ为220。

8.根据权利要求1所述液晶显示装置的显示方法，其特征在于，在第一信号为图案信息图像时，第二信号为文字信息图像；在第一信号为文字信息图像时，第二信号为图案信息图像。