CN109272952A - 双稳态液晶的驱动方法及装置和双稳态液晶设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双稳态液晶的驱动方法，双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间，各第一电极与各第二电极相互垂直；获取需显示的图像，根据图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域；液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；对第一电极施加第一交变驱动信号；根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号；对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，第一交变驱动信号的频率大于预设频率，第二交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；第三交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

Description

双稳态液晶的驱动方法及装置和双稳态液晶设备

技术领域

本发明涉及双稳态液晶技术领域，特别是涉及一种双稳态液晶的驱动方法及装置，以及一种双稳态液晶设备。

背景技术

双稳态液晶材料在撤掉电场后，即便处于零电场状态下也存在多个具有不同光学性质的稳态。因此用双稳态液晶材料做成的显示器在撤掉电场后信息仍然能够完整地保存下来，具备“存储记忆功能”，能长期保持其显示内容，具备低能耗的特性，甚至可以节省数百倍耗电量，适用于各种不需要频繁更新画面的显示器。

目前驱动双稳态液晶工作需要复杂的驱动电路。

发明内容

基于此，有必要提供一种双稳态液晶的驱动方法及装置，以及一种双稳态液晶设备。

一种双稳态液晶的驱动方法，所述双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间，各第一电极与各第二电极相互垂直；所述方法包括：

获取需显示的图像，根据所述图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域；所述液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；

对第一电极施加第一交变驱动信号；根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号；根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；

其中，所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率，所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

上述双稳态液晶的驱动方法，只要令相应的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动信号的相位相反，就可以使得第一电极和该相应的第二电极有压差而输出交变电场，使得第一电极和该相应的第二电极之间需要显示图像的、液晶区域维持为第一稳态；令剩余的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动电场的相位相同，就可以使得第一电极和剩余的第二电极之间为零压差而输出零电场，使得第一电极和该剩余的第二电极之间需要显示图像的液晶区域维持为第二稳态。即各第一电极与各第二电极均只需要一种频率的交变驱动信号，而对于第二电极，只需交变驱动信号的相位不同就可以实现驱动双稳态液晶，实现图像显示，驱动电路简单。且第一电极和第二电极都施加同一个频率的交变驱动信号驱动，可以降低频率辐射干扰频段。

在其中一个实施例中，所述双稳态液晶为双稳态近晶相液晶。

在其中一个实施例中，所述预设频率为1KHz。

在其中一个实施例中，所述对第一电极施加第一交变驱动信号的步骤是：以逐行扫描模式，对第一电极施加第一交变驱动信号。

在其中一个实施例中，所述对第一电极施加第一交变驱动信号的步骤包括：对位于对应行的第一电极施加第一交变驱动信号时，剩余的第一电极均被置为高阻态。

在其中一个实施例中，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号、对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号以及对位于最后一行的第一电极施加第一交变驱动信号之后，各第一电极以及各第二电极均下电，直到需要显示下一图像，再返回所述获取需显示的图像的像素状态的步骤。

在其中一个实施例中，返回所述获取需显示的图像的步骤之前包括对所述双稳态液晶置为第二稳态的步骤。

还提出一种双稳态液晶的驱动装置，所述双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间，各第一电极与各第二电极相互垂直；所述装置包括：

获取模块，用于获取需显示的图像，根据所述图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域；所述液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；

第一施加模块，用于对第一电极施加第一交变驱动信号；所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率；

第二施加模块，用于根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号；其中，所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；以及

第三施加模块，用于根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

还提出一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上任一项所述的方法的步骤。

还提出一种双稳态液晶设备，包括

平行间隔排列的第一电极；

平行间隔排列的第二电极；各第一电极与各第二电极相互垂直；

双稳态液晶，所述双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间；

驱动电路，分别连接第一电极和第二电极连接；所述驱动电路用于获取需显示的图像，根据所述图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域，所述液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；对第一电极施加第一交变驱动信号，所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率；根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号，所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；以及根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

附图说明

图1为本申请一个实施例中双稳态液晶的驱动方法的流程示意图；

图2为一个实施例中的双稳态液晶的零场稳定光学状态示意图；

图3为一个实施例中的第一电极和第二电极的结构示意图；

图4为一个实施例中的高频交变驱动信号的波形示意图；

图5为另一个实施例中的高频交变驱动信号的波形示意图；

图6为一个实施例中的低频交变驱动信号的波形示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本申请一个实施例中双稳态液晶的驱动方法的流程示意图。如图2所示，双稳态液晶位于电极与电极之间，具体是位于按图3所示的平行间隔排列的第一电极以及按图3所示的平行间隔排列的第二电极之间，各第一电极与各第二电极相互垂直。双稳态液晶为双稳态近晶相液晶，具体可以是双稳态近晶A相液晶。

例如，如图2(a)和图2(b)所示，近晶A相液晶在撤掉相应的电场后，具有2个电场调制的零场稳定光学状态。

其中一个零场稳定光学状态，近晶A相液晶在频率大于1KHz的高频电场的作用下通过液晶分子的介电重排形成透明的如图2(a)所示的垂面排列，从而形成透明态，撤掉该高频电场后，液晶分子依然是垂面排列，近晶A相液晶依旧维持透明态；近晶A相液晶处于透明态，可以称为白态，使用者可以利用它显示图像。

另一个零场稳定光学状态，是近晶A相液晶在小于100Hz的低频电场作用下，利用电流体动力学不稳定性形成散射的如图2(b)所示的无序排列，从而形成非透明态。撤掉低频电场后，近晶A相液晶依旧处于非透明态。近晶A相液晶处于非透明态，可以称为黑态或雾态，处于这种稳态的近晶A相液晶不显示图像。

图1中双稳态液晶的驱动方法，包括步骤102～步骤106：

步骤102：获取需显示的图像，根据图像获取需要双稳态液晶中维持为第一稳态的液晶区域；液晶区域为第一稳态时，用于显示图像。该第一稳态可以是前述的透明态、白态。

本步骤具体是要获取需要显示的图像的像素排布情况，以及各个像素的显示位置。这样就可以计算双稳态液晶需要维持为第一稳态的区域，后续步骤中就可知道哪些第二电极施加第二交变驱动信号，哪些第二电极施加第三交变驱动信号。

具体地，若检测到双稳态液晶在显示另一图像，则为了更好地刷新该另一图像为该需显示的图像，需要对双稳态液晶进行清屏，即置为第二稳态的步骤。该第二稳态是前述的非透明态、黑态或雾态。

步骤104：对第一电极施加第一交变驱动信号。

第一交变驱动信号的频率大于预设频率，该预设频率可为但不限于为1KHz。

具体地，对第一电极施加第一交变驱动信号的步骤是：以逐行扫描模式，对第一电极施加第一交变驱动信号。在对位于对应行的第一电极施加第一交变驱动信号时，剩余的第一电极均被置为高阻态。

具体地，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号，以及对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号以及对位于最后一行的第一电极施加第一交变驱动信号之后，各第一电极以及各第二电极均可以下电。之后，若需要显示下一图像，再返回获取需显示的图像的步骤。各第一电极以及各第二电极均下电后，因为双稳态液晶的离子特性，不加电场的情况下，双稳态液晶依然能长期保持其显示内容。

步骤106：根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加为第二交变驱动信号；其中，第二交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反，使得需要维持为第一稳态的液晶区域的第一电极和该相应的第二电极输出交变电场。根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，第三交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相同，使得需要维持为第一稳态的液晶区域对应的第一电极和第二电极输出零电场。液晶区域为第二稳态时，不显示图像。该第二稳态是前述的非透明态、黑态或雾态。

需要说明的是，步骤104以及步骤106的执行顺序可以调换，也可以同时进行。

施加在第一电极的交变驱动信号以及施加在第二电极的交变驱动信号，均可以是交变电压，它们的各周期，其中半个周期输出均是正极性驱动电压，另外半个周期输出均是负极性的驱动电压。

具体地，如图3所示，第一电极为图3中X电极，包括X1、X2······XN电极，第二电极为图3中的Y电极，包括Y1、Y2······YN电极。图3中的X电极与Y电极交迭处的各个黑色区域是电极之间用于显示图像中像素的双稳态液晶区域。例如，在扫描第一行显示的像素时，X1电极，以及所有的Y电极都要施加电场，如果图3中第一行第一块液晶区域需要维持为第一稳态，以显示相应像素。X1电极施加如图4(a)所示的第一交变驱动信号，那么Y1电极需要施加如图4(b)所示的第二交变驱动信号，它们的频率一致，相位相反，则第一块液晶区域感受到的是高频的交变电场，第一块液晶区域会处于第一稳态。如果图3中第一行第二块液晶区域需要维持为第二稳态，不显示图像。X1电极则施加如图5(a)所示的第一交变驱动信号，那么Y1电极需要施加如图5(b)所示的第二交变驱动信号，它们的频率一致，相位相同，则第一块液晶区域感受到的是低频的零电场。

具体地，对于刷新另一图像为当前需显示的图像，在扫描第一行的显示的像素时，X1电极加第一交变驱动信号，其他X电极直接设置为高阻态模式。在扫描第二行显示的像素时，X2电极加第一交变驱动信号，其他X电极包括X1电极直接设置为高阻态模式。以此类推，直到刷新完最后一行显示的像素，双稳态液晶显示屏的画面刷新结束。刷新结束后所有电极可以下电，整个双稳态液晶显示屏保持显示内容不变，直到用户希望改变下一画面再上电更新。

其中一个实施例中，若需要显示下一图像，返回获取需显示的图像的像素状态的步骤之前则包括对双稳态液晶进行清屏，即置为第二稳态的步骤。该第二稳态是前述的非透明态、黑态或雾态。

具体地，对双稳态液晶进行清屏的步骤包括：对第一电极施加频率小于100Hz的低频交变电场，对第二电极施加与该低频交变电场频率一致、相位相反的交变电场，使得整个该双稳态液晶感受小于100Hz低频交变电场的作用，从而使得整个该双稳态液晶维持为黑态。例如对第一电极施加如图6(a)所示的低频交变电场，对第二电极施加如图6(b)所示的低频交变电场，他们的频率相同，相位相反，虽然第一电极跟第二电极之间存在电压差，但由于双稳态液晶受到的是小于100Hz的低频的交变电场作用，故最终也是维持为黑态。

本实施例主要是考虑在刷新图像显示时，若双稳态液晶同时处于第一稳态和第二稳态，各个第一电极和各第二电极也会输出两种不同频率的电场，不容易实现图像的刷新显示。因此通过本实施例的步骤，各第一电极和各第二电极最终也只输出一种频率的电场，如此容易实现图像的刷新显示。

上述双稳态液晶的驱动方法，只要令相应的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动电场的相位相反，就可以使得第一电极和该对应的第二电极之间有压差而输出高频的交变电场，使得第一电极和该对应的第二电极之间需要显示图像的液晶区域维持为第一稳态；令剩余的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动电场的相位相同，就可以使得第一电极和剩余的第二电极之间为零压差而低频的零电场，使得第一电极和该剩余的第二电极之间需要显示图像的液晶区域维持为第二稳态。即各第一电极与各第二电极均只需要一种频率的交变驱动信号，而对于第二电极，只需交变驱动信号的相位不同就可以实现驱动双稳态液晶，实现图像显示，驱动电路简单。且第一电极和第二电极都施加同一个频率的交变驱动信号驱动，可以降低频率辐射干扰频段。

应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

还提出一种双稳态液晶的驱动装置，该装置包括：

获取模块，用于获取需显示的图像，根据图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域；液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；

第一施加模块，用于对第一电极施加第一交变驱动信号；第一交变驱动信号的频率大于预设频率；

第二施加模块，用于根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号；其中，第二交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；以及

第三施加模块，用于根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，第三交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

上述双稳态液晶的驱动装置，只要令相应的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动电场的相位相反，就可以使得第一电极和该对应的第二电极输出高频的交变电场，使得第一电极和该对应的第二电极之间需要显示图像的液晶区域维持为第一稳态；令剩余的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动电场的相位相同，就可以使得第一电极和剩余的第二电极输出零电场，使得第一电极和该剩余的第二电极之间需要显示图像的液晶区域维持为第二稳态。即各第一电极与各第二电极均只需要一种频率的交变驱动信号，而对于第二电极，只需交变驱动信号的相位不同就可以实现驱动双稳态液晶，实现图像显示，驱动电路简单。且第一电极和第二电极都施加同一个频率的交变驱动信号驱动，可以降低频率辐射干扰频段。

关于双稳态液晶的驱动装置的具体限定可以参见上文中对于双稳态液晶的驱动方法的限定，在此不再赘述。上述双稳态液晶的驱动装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

还提出一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上任一实施例中所述的方法的步骤。

还提出一种双稳态液晶设备，包括：

平行间隔排列的第一电极；

平行间隔排列的第二电极；各第一电极与各第二电极相互垂直；

双稳态液晶，双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间；

驱动电路，分别连接第一电极和第二电极连接；驱动电路用于获取需显示的图像，根据图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域，液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；对第一电极施加第一交变驱动信号，第一交变驱动信号的频率大于预设频率；根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号，第二交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；以及根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，第三交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

上述双稳态液晶的驱动电路，只要令相应的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动电场的相位相反，就可以使得第一电极和该对应的第二电极输出高频的交变电场，使得第一电极和该对应的第二电极之间需要显示图像的液晶区域维持为第一稳态；令剩余的第二电极的交变驱动信号的相位跟第一电极驱动电场的相位相同，就可以使得第一电极和剩余的第二电极输出低频的零电场，使得第一电极和该剩余的第二电极之间需要显示图像的液晶区域维持为第二稳态即各第一电极与各第二电极均只需要一种频率的交变驱动信号，而对于第二电极，只需交变驱动信号的相位不同就可以实现驱动双稳态液晶，实现图像显示，驱动电路简单。且第一电极和第二电极都施加同一个频率的交变驱动信号驱动，可以降低频率辐射干扰频段。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双稳态液晶的驱动方法，所述双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间，各第一电极与各第二电极相互垂直；其特征在于，所述方法包括：

获取需显示的图像，根据所述图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域；所述液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；

对第一电极施加第一交变驱动信号；根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号；根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；

其中，所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率，所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双稳态液晶为双稳态近晶相液晶。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设频率为1KHz。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述对第一电极施加第一交变驱动信号的步骤是：以逐行扫描模式，对第一电极施加第一交变驱动信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对第一电极施加第一交变驱动信号的步骤包括：对位于对应行的第一电极施加第一交变驱动信号时，剩余的第一电极均被置为高阻态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号、对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号以及对位于最后一行的第一电极施加第一交变驱动信号之后，各第一电极以及各第二电极均下电，直到需要显示下一图像，再返回所述获取需显示的图像的像素状态的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，返回所述获取需显示的图像的步骤之前包括对所述双稳态液晶置为第二稳态的步骤。

8.一种双稳态液晶的驱动装置，所述双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间，各第一电极与各第二电极相互垂直；其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取需显示的图像，根据所述图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域；所述液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；

第一施加模块，用于对第一电极施加第一交变驱动信号；所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率；

第二施加模块，用于根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号；其中，所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；以及

第三施加模块，用于根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。

9.一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种双稳态液晶设备，其特征在于，包括

平行间隔排列的第一电极；

平行间隔排列的第二电极；各第一电极与各第二电极相互垂直；

双稳态液晶，所述双稳态液晶位于平行间隔排列的第一电极以及平行间隔排列的第二电极之间；

驱动电路，分别连接第一电极和第二电极连接；所述驱动电路用于获取需显示的图像，根据所述图像获取双稳态液晶中需要维持为第一稳态的液晶区域，所述液晶区域为第一稳态时，用于显示图像；对第一电极施加第一交变驱动信号，所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率；根据需要维持为第一稳态的液晶区域，对相应的第二电极施加第二交变驱动信号，所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反；以及根据剩余的、且需要维持为第二稳态的液晶区域，对剩余的第二电极施加第三交变驱动信号；其中，所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述液晶区域维持为第二稳态时，不显示图像。