CN101840677B

CN101840677B - 一种近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法

Info

Publication number: CN101840677B
Application number: CN2010101036303A
Authority: CN
Inventors: 孙刚; 夏兴隆; 茆文艺; 董韶平
Original assignee: HALATION PHOTONICS CO Ltd
Current assignee: Halation Photonics Corp
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: CN101840677A

Abstract

本发明公开了一种近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法，包括：以行为单位，依次读出每一行的数据，同时对该行的数据进行过滤处理，判断出该行有无显示内容，若有，则将该行的数据所对应的起始地址存储在地址存储器中；在最后一个起始地址后存储一过滤结束标志；依次读出每一起始地址；在读出一起始地址的同时，从该图像存储器中将该起始地址所对应的行的数据读出，在该行所对应的该第一导电电极层的条状电极上输出相应脉冲，并在该第二导电电极层的各个条状电极上根据读出的该行的数据输出相应脉冲；当读到该过滤结束标志时，停止输出脉冲。本发明适用于近晶态液晶显示屏，能够有效提升显示屏的图像刷新速度。

Description

一种近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法

技术领域

本发明涉及一种扫描驱动方法，具体地说，是涉及一种提高近晶态液晶显示屏图像刷新速度的跳行扫描驱动方法。

背景技术

液晶显示器是目前最有发展前景的平板显示器件之一，传统的液晶显示器都是被动显示，即透射型显示，只有在外加背光源的条件下才能进行显示，但是背光源的功耗是液晶本身功耗的几百倍以上，十分耗能。随着液晶技术的发展，各种液晶材料层出不穷，其中不需要背光源的反射型液晶凭借其低功耗特性具有绝对优势。中国实用新型专利“一种显示控制电路”(专利号为ZL200720190955.3)中的近晶态液晶显示屏正是一种采用了反射型液晶——近晶态液晶制成的无需背光源的反射型显示装置。近晶态液晶显示屏以其特有的薄膜表面特性和反射型显示原理，实现了一种无需背光、结构简单、视角广泛、画面平稳、真正安全环保、省电的显示装置，并且其具有长期记忆功能和使用者不易疲劳等优点，在显示器的行列中处于领先地位。

目前，对该近晶态液晶显示屏进行图像刷新的扫描驱动方法是采用逐行顺次扫描驱动方式，即从第一行到最后一行依次顺序施加相应的行驱动脉冲，在对某行施加行驱动脉冲的同时，所有列相对该行分别施加相应的列驱动脉冲。通过逐行顺次扫描驱动方式显示的图像的刷新方向是逐行顺次呈现。实际实施中可以发现，虽然这种逐行顺次扫描驱动方式简单易行，但是，其存在刷新速度较慢的问题。对每行进行扫描驱动时，施加一定数量的正负脉冲，该正负脉冲的周期为T1，共K对，那么，具有M行的显示屏显示整个图像便需要T1×K×M时间。当显示屏的行数增加，M值变大时，显示整个图像的显示时间就会变得很长，因此，图像刷新速度受到严重限制。

由此可见，设计出一种对近晶态液晶显示屏进行快速扫描驱动，以加快该近晶态液晶显示屏图像刷新速度的技术方案是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法，该方法能够大大提高近晶态液晶显示屏的图像刷新速度。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法，该近晶态液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，在第一基体层与第二基体层之间设有一由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层，该近晶态液晶为A类近晶态液晶有机化合物，该添加物为带导电特性的化合物，在第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，在第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，第一导电电极层由M个平行排列的条状电极组成，第二导电电极层由N个平行排列的条状电极组成，第一导电电极层的M个条状电极与第二导电电极层的N个条状电极相垂直，该第一导电电极层与第二导电电极层形成一M×N的像素点阵列，其特征在于：

该方法包括以下步骤：步骤A：以行为单位，从图像存储器中依次读出每一行的数据；在读出一行的数据的同时，对该行的数据进行过滤处理，判断出该行是有显示内容的行还是无显示内容的行，若该行被判断为是有显示内容的行，则随即将该行的数据所对应的起始地址存储在一地址存储器中；步骤B：对待显示图像的所有行的数据进行完过滤处理后，在该地址存储器中存储的最后一个起始地址后存储一过滤结束标志；步骤C：显示图像时，依次读出存储在该地址存储器中的每一起始地址；在读出一起始地址的同时，从该图像存储器中将该起始地址所对应的行的数据读出，在该行所对应的该第一导电电极层的条状电极上输出相应脉冲，并在该第二导电电极层的各个条状电极上根据读出的该行的数据输出相应脉冲；步骤D：当读到该过滤结束标志时，对该第一导电电极层和该第二导电电极层上的条状电极停止输出脉冲，一整幅图像便显示出来。

所述过滤处理包括如下步骤：将该行的每一数据依次与0进行比较：在比较过程中，当该行的一数据大于0时，该行便停止比较，该行被判断为有显示内容的行；在比较过程中，若该行的所有数据都等于0，则该行被判断为无显示内容的行。

在所述步骤C中，在所述第一导电电极层的一条状电极和所述第二导电电极层的各个条状电极上输出相应脉冲的具体步骤为：

在一预设时间内，在所述第一导电电极层的一条状电极上加载一高频高压正负脉冲，在所述第一导电电极层的其余条状电极上加载0V电压，同时，在所述第二导电电极层上的每个条状电极上加载一高频高压正负脉冲，其中：根据显示的图像，所述第一导电电极层的该条状电极所在位置上需被驱动的像素点对应的所述第二导电电极层上的条状电极上加载的高频高压正负脉冲与所述第一导电电极层的该条状电极上加载的高频高压正负脉冲频率相同、幅值相同、相位相反，所述第一导电电极层的该条状电极所在位置上不需被驱动的像素点对应的所述第二导电电极层上的条状电极上加载的高频高压正负脉冲与所述第一导电电极层的该条状电极上加载的高频高压正负脉冲频率相同、幅值相同、相位相同；该高频高压正负脉冲的电压幅值小于阈值电压幅值且两倍的该高频高压正负脉冲的电压幅值大于阈值电压幅值；该阈值电压为使近晶态液晶分子被驱动而发生排列形态改变的电压值。

本发明的优点是：

本发明针对待显示图像自身特征计算出无显示内容的行，直接对有显示内容的行进行扫描、驱动显示，对无显示内容的行跳过不显示，实现了一种有选择性地跳行扫描驱动方式，大大提高了图像刷新速度。

本发明采用现有扫描驱动器件，在不增加任何新硬件电路的基础上使用跳行扫描驱动方式取代了已有的逐行顺次扫描驱动方式。与逐行顺次扫描驱动方式相比，本发明消除了逐行顺次扫描驱动方式浪费在无显示内容的行上施加驱动脉冲的时间，有效缩短了刷新整幅图像的时间。

在本发明中，对行进行扫描驱动实现跳跃性的同时，对列的扫描驱动具有同步的跳跃性，即所有列的输出脉冲是与行相对应的，这样便可以保证整屏图像显示的正确性。

本发明适用于近晶态液晶显示屏，能够有效提升近晶态液晶显示屏的图像刷新速度。本发明特别适用于显示文字格式等图像行间距较大的情形。例如，将近晶态液晶显示屏应用为电子书显示屏时，由于电子书显示的图像在大部分情况下都是文字格式，而文字格式的图像行间距较大，对于一整幅文字图像，将近二分之一的区域都没有显示内容，相应地，无显示内容的行也有将近二分之一，如果采用本发明方法来显示图像的话，将近二分之一的无显示内容的行(即不含有文字数据的行)可以跳过不显示，节省了将近50％的扫描驱动时间，大大加快了图像的刷新显示速度。并且，在实际应用中，图像对应的无显示内容的行越多，刷新该图像的速度就越快。

附图说明

图1是近晶态液晶显示屏的组成示意图；

图2是排列成横竖点阵列状的第一和第二导电电极层示意图；

图3A是低频高压正负脉冲的示例图；

图3B是高频高压正负脉冲的示例图；

图4是本发明的实现流程图；

图5是一对频率相同、幅值相同、相位相反的低频高压正负脉冲分别加载到第一、第二导电电极层时的近晶态液晶排列形态示意图；

图6是一对频率相同、幅值相同、相位相反的高频高压正负脉冲分别加载到第一、第二导电电极层时的近晶态液晶排列形态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

本发明跳行扫描驱动方法是针对近晶态液晶显示屏而设计的。如图1和图2所示，该近晶态液晶显示屏1包括第一基体层11和第二基体层12，第一基体层11和第二基体层12的材料可选为玻璃或塑料。在第一基体层11与第二基体层12之间设有一由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层13，即由图5中所示的近晶态液晶分子131与添加物分子132混合。该近晶态液晶为A类近晶态液晶(Smectic-A)有机化合物，如带硅基的化合物、四氰基四辛基联苯、四乙酸癸酯四氰基联苯等。添加物为带导电特性的化合物，如十六烷基三乙基溴化铵等含有导电离子的化合物。在第一基体层11朝向混合层13的一侧镀有第一导电电极层14，在第二基体层12朝向混合层13的一侧镀有第二导电电极层15，如图2所示，第一导电电极层14由M个平行排列的条状电极141组成，一个条状电极141即为一个行电极，在本申请中，一个行电极被看作一行，第二导电电极层15由N个平行排列的条状电极151组成，一个条状电极151即为一个列电极，在本申请中，一个列电极被看作一列，第一导电电极层14的M个条状电极141与第二导电电极层15的N个条状电极151相垂直，该第一导电电极层14与第二导电电极层15形成一M×N的像素点阵列结构，一个行电极与一个列电极形成一像素点，例如图2所示的像素点2。也就是说，显示屏为M行×N列制式，具有M行、N列，一行对应有N个像素点，即一行有N个数据。该两个导电电极层14和15与中间的混合层13形成了一个面积很大的电容结构。第一导电电极层14和第二导电电极层15是透明的，其可以是ITO(氧化铟锡)等，且可根据需要使用辅助的金属电极，如铝、铜、银等。

显示屏上待显示图像的数据以行为单位顺序存储在一图像存储器中，每个数据配有一个地址。以800行×600列制式的近晶态液晶显示屏为例。待显示图像的数据，共800×600个，以行为单位顺序存储在图像存储器中，每一个数据配有一个地址。例如，图像存储器中第1至600个数据为显示屏第1行要显示的数据，称为第1行的数据，实际上，即为显示第1行图像时，第1行与600列所对应的600个数据，图像存储器中第601至1200个数据为显示屏第2 行要显示的数据，称为第2行的数据，实际上，即为显示第2行图像时，第2行与600列所对应的600个数据。

执行本发明前，先初始化近晶态液晶显示屏，将近晶态液晶显示屏显示的图像清除，即清屏。如图4所示，本发明包括以下步骤：

步骤A：以行为单位，从图像存储器中依次读出每一行的数据；在读出一行的数据的同时，对该行的数据进行过滤处理，判断出该行是有显示内容的行还是无显示内容的行，若该行被判断为是有显示内容的行，则随即将该行的数据所对应的起始地址(即行地址)存储在一地址存储器中；

步骤B：对待显示图像的所有行的数据进行完过滤处理后，在该地址存储器中存储的最后一个起始地址后存储一过滤结束标志；

步骤C：显示图像时，依次读出存储在该地址存储器中的每一起始地址；在读出一起始地址的同时，从该图像存储器中将该起始地址所对应的行的数据读出，在该行所对应的该第一导电电极层14的条状电极141(行电极)上输出相应脉冲，并在该第二导电电极层15的各个条状电极151(列电极)上根据读出的该行的数据输出相应脉冲；

步骤D：当读到该过滤结束标志时，对该第一导电电极层14和该第二导电电极层15上的条状电极停止输出脉冲，一整幅图像便显示出来。

在本申请中，图像存储器、地址存储器均为现有技术，不进行详细说明。

在实际中，过滤处理包括如下步骤：将该行的每一数据依次与0进行比较：在比较过程中，当该行的一数据大于0时，该行便停止比较，该行被判断为有显示内容的行；在比较过程中，若该行的所有数据都等于0，则该行被判断为无显示内容的行。

以800行×600列制式的近晶态液晶显示屏为例。若待显示的图像在该800行×600列制式的近晶态液晶显示屏上显示时，有300行是无显示内容的空白行，那么，该图像采用本发明进行显示的过程为：将800行的数据从图像存储器中读出，从第1行到第800行，依次对每一行的数据进行过滤处理，判断出800行中有300行是无显示内容的行。在过滤处理过程中，对于判断为有显示内容的500行，将该500行的数据对应的起始地址依次顺序存储在地址存储器中。对800行的数据完成过滤处理后，在地址存储器中的最后一个起始地址后存储一过滤结束标志。该过滤结束标志表明一幅图像显示结束。该地址存储器的长度等于过滤掉空白行300行之后的待显示行数500。然后，从地址存储器中依次读出待显示的500行数据的起始地址，根据读出的起始地址，在显示屏上显示出该待显示的500行的内容。在显示每一有显示内容的行时，在该行对应的行电极上输出相应脉冲，在所有列电极上根据该行的显示内容相应输出脉冲。当读到过滤结束标志时，该幅图像的显示就此完成。

实际中，在步骤C中，在第一导电电极层的一条状电极和第二导电电极层的各个条状电极上输出相应脉冲的具体步骤为：

在一预设时间内，在第一导电电极层14的一条状电极141(即一行电极)上加载一高频高压正负脉冲(图3B示出了高频高压正负脉冲的一个示例)，在第一导电电极层14的其余条状电极141上加载0V电压，同时，在第二导电电极层15上的每个条状电极151(即每个列电极)上加载一高频高压正负脉冲，其中：根据近晶态液晶显示屏需要显示的图像，第一导电电极层14的该条状电极141所在位置上需被驱动的像素点对应的第二导电电极层15上的条状电极151上加载的高频高压正负脉冲与第一导电电极层14的该条状电极141上加载的高频高压正负脉冲频率相同、幅值相同、相位相反，第一导电电极层14的该条状电极141所在位置上不需被驱动的像素点对应的第二导电电极层15上的条状电极151上加载的高频高压正负脉冲与第一导电电极层14的该条状电极141上加载的高频高压正负脉冲频率相同、幅值相同、相位相同；该高频高压正负脉冲的电压幅值小于阈值电压幅值(U_threshold)且两倍的该高频高压正负脉冲的电压幅值大于阈值电压幅值。例如，对于图3B示出的波形，则为U_m＜U_threshold，且2U_m＞U_threshold。加载的该高频高压正负脉冲的脉冲对个数可为大于等于1个且小于等于1000个，其频率可为大于等于1kHz且小于等于10kHz，且其幅值可为大于等于50v且小于等于150v。优选地，该高频高压正负脉冲的频率为2kHz或4kHz，幅值为100v。

例如，第x个行电极与第y个列电极所构成的像素点需要被驱动，而第x个行电极与第y+1个列电极所构成的像素点不需要被驱动，那么，在第x个行电极上加载如图3B所示的脉冲，在第y个列电极上加载与图3B所示脉冲反相位的脉冲，在第y+1个列电极上加载与图3B所示脉冲同相位的脉冲(即与图3B所示脉冲相同的脉冲)。

由于第x个行电极与第y个列电极上的脉冲相位相反，第x个行电极与第y个列电极上的脉冲叠加后得到的脉冲电压幅值为2U_m，而2U_m＞U_threshold，所以，第x个行电极与第y个列电极对应的近晶态液晶分子的排列形态发生改变，第x个行电极与第y个列电极所构成的像素点被驱动。具体来说，当一对频率相同、幅值相同、相位相反的高频高压正负脉冲分别加载到第x个行电极、第y个列电极上(该对高频高压正负脉冲的频率控制在能够使近晶态液晶分子发生规则排列形态的高频范围)，且该正负脉冲作用一预设时间后，第x个行电极与第y个列电极所构成的像素点处所对应的近晶态液晶分子131变为规则排列形态，如图6所示，此时，近晶态液晶分子131的长光轴垂直于导电电极层平面，入射各近晶态液晶分子131的光线的折射不产生剧烈变化，光线可以自由透过第x个行电极与第y个列电极所构成的像素点，因此，光线完全透射过第x个行电极与第y个列电极所构成的像素点，从宏观上看，第x个行电极与第y个列电极所构成的像素点由雾状遮光状态转变为一种全透明状态。

由于第x个行电极与第y+1个列电极上的脉冲相位相同，第x个行电极与第y+1个列电极上的脉冲叠加后得到的脉冲电压幅值为0，而0＜U_threshold，所以，第x个行电极与第y+1个列电极所构成的像素点处所对应的近晶态液晶分子的排列形态不发生改变，第x个行电极与第y+1个列电极所构成的像素点不被驱动，保持未显示图像时(显示屏初始化状态)的雾状遮光状态。显示屏初始化状态时的雾状遮光状态的微观形态如图5所示，近晶态液晶分子131为乱序排列形态，由一对频率相同、幅值相同、相位相反的低频高压正负脉冲(图3A示出了低频高压正负脉冲的一个示例)分别加载到第一、第二导电电极层时所产生，在这里不详细赘述。加载的低频高压正负脉冲的脉冲对个数可为大于等于1个且小于等于500个，其频率可为大于等于10Hz且小于等于200Hz，且其幅值可为大于等于50v且小于等于150v。而且，虽然每个列电极都有脉冲加载，但是，除了第x个行电极加载脉冲外，由于其他行电极均接0V电压，因此，其他行电极所在位置上的所有像素点都处于幅值为U_m的脉冲作用下，这些像素点都不会被驱动。

在本发明中，阈值电压为使近晶态液晶分子131被驱动而发生排列形态改变的电压值，其是根据混合层13的组成和厚度来确定的，一般为50V以上。另外，在本发明中，低频高压正负脉冲中的一个正向脉冲加一个负向脉冲被称为一个脉冲对，相同地，高频高压正负脉冲中的一个正向脉冲加一个负向脉冲被称为一个脉冲对(例如图3A和图3B所示)。根据加载低频高压正负脉冲的频率和脉冲对个数可计算出相应时间长度，相同地，根据加载高频高压正负脉冲的频率和脉冲对个数可计算出相应时间长度。

实际中，根据显示需要，混合层13内还可混合有一定量的二色性染料，这样，近晶态液晶显示屏1便可在全透明与有色遮光之间切换。对于混合了二色性染料的近晶态液晶显示屏1而言，其扫描驱动方法与上述未混合二色性染料的近晶态液晶显示屏相同(其图像显示实现原理与上述未混合二色性染料的近晶态液晶显示屏相似)，在这里不再赘述。另外，可通过控制施加在两导电电极层14和15上的脉冲幅值大小、频率和时间来使近晶态液晶分子131的排列形态发生部分扭曲，产生不同程度的散光效应，在宏观上表现为雾状与全透明两个状态间的不同灰度阶的多种渐进状态，如半透明状态等。

本发明的优点是：

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims

1.一种近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法，该近晶态液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，在第一基体层与第二基体层之间设有一由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层，该近晶态液晶为A类近晶态液晶有机化合物，该添加物为带导电特性的化合物，在第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，在第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，第一导电电极层由M个平行排列的条状电极组成，第二导电电极层由N个平行排列的条状电极组成，第一导电电极层的M个条状电极与第二导电电极层的N个条状电极相垂直，该第一导电电极层与第二导电电极层形成一M×N的像素点阵列，其特征在于：

该方法包括以下步骤：

步骤A：以行为单位，从图像存储器中依次读出每一行的数据；在读出一行的数据的同时，对该行的数据进行过滤处理，判断出该行是有显示内容的行还是无显示内容的行，若该行被判断为是有显示内容的行，则随即将该行的数据所对应的起始地址存储在一地址存储器中；

步骤C：显示图像时，依次读出存储在该地址存储器中的每一起始地址；在读出一起始地址的同时，从该图像存储器中将该起始地址所对应的行的数据读出，在该行所对应的该第一导电电极层的条状电极上输出相应脉冲，并在该第二导电电极层的各个条状电极上根据读出的该行的数据输出相应脉冲；

步骤D：当读到该过滤结束标志时，对该第一导电电极层和该第二导电电极层上的条状电极停止输出脉冲，一整幅图像便显示出来。

2.如权利要求1所述的近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的近晶态液晶显示屏用跳行扫描驱动方法，其特征在于：

在一预设时间内，在所述第一导电电极层的一条状电极上加载一高频高压正负脉冲，在所述第一导电电极层的其余条状电极上加载0V电压，同时，在所述第二导电电极层上的每个条状电极上加载一高频高压正负脉冲，其中：根据显示的图像，所述第一导电电极层的该条状电极所在位置上需被驱动的像素点对应的所述第二导电电极层上的条状电极上加载的高频高压正负脉冲与所述第一导电电极层的该条状电极上加载的高频高压正负脉冲频率相同、幅值相同、相位相反，所述第一导电电极层的该条状电极所在位置上不需被驱动的像素点对应的所述第二导电电极层上的条状电极上加载的高频高压正负脉冲与所述第一导电电极层的该条状电极上加载的高频高压正负脉冲频率相同、幅值相同、相位相同；

该高频高压正负脉冲的电压幅值小于阈值电压幅值且两倍的该高频高压正负脉冲的电压幅值大于阈值电压幅值；该阈值电压为使近晶态液晶分子被驱动而发生排列形态改变的电压值。