CN1295546C - 液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器及其驱动方法，以在具有OCB模式的液晶显示器中在初始操作时(比如正在通电之后)加速弯曲对齐。根据本发明，该LCD包括LCD面板、输出图像信号的源极驱动器和顺序地输出扫描信号的栅极驱动器，在初始操作时，控制该LCD以向公共电极线输出外部偏置电压，同时停止源极驱动器和栅极驱动器的驱动，在经过了第一时间之后，控制该LCD以输出特定的公共电极电压替代外部偏置电压，同时执行源极驱动器和栅极驱动器的驱动。结果，在初始操作时，通过将高电平偏置电压而不是公共电极电压施加到公共电极线，同时停止栅极驱动器、源极驱动器和背光的驱动，可以使具有OCB模式的液晶的初始弯曲对齐的速度较高。

Description

液晶显示器及其驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器及其驱动方法，更具体地说，涉及在具有OCB模式的液晶显示器中在开始操作时(比如正在通电之后)能够极大地增加弯曲对齐的速度的液晶显示器及其驱动。
背景技术
通常，由于液晶显示器(LCD)比当前在图像显示装置中流行的阴极射线管薄得多、轻得多并且功率消耗更小，因此其已经广泛地用作便携式信息装置(比如移动电话和笔记本计算机)的图像显示装置，并且其电磁波辐射如此小以致希望其在台式图像显示装置中流行以替代阴极射线管。
这种LCD的缺点是根据观看显示屏的方向改变亮度和色彩的视角范围(feature)较大。已经提出了几种方法来克服这种缺点。
例如，在实践中已经使用了这样的一种方法：为改善LCD的视角，通过将棱镜片附着到透光片的表面以增加入射光的行进直线性而增加正交亮度30％以上，目前使用的另一种方法是将负光学补偿片附着到透光片的表面以增加视角。
此外，由于处于平面切换模式，因为在所有的方向的视角都为160°，所以可以实现几乎等于CRT水平的宽视角，但是由于孔径率较低，因此需要改善。
除了上述的方法以外，还通过驱动方法来实施改善视角的各种尝试，比如OCB(光学补偿双折射)法、PDLC(散布聚合物的液晶)法和使用TFT的DHF(变形的螺旋铁电体)法。
特别是，由于OCB模式的优点在于液晶的响应速度较高并且其视角较宽，因此在研究和开发的过程中是有生命力的。
下文参考附图1简要描述上述的OCB模式的操作。
附图1所示为说明正常OCB模式的操作示意图，附图2所示为说明OCB模式的投入/退出循环的示意图。
参考附图1，在上部板状电极和下部板状电极之间的液晶的初始对齐状态是均匀状态(在下文中称为“H”)。在特定的电压施加到上部/下部板状电极时，通过暂态(trasient)倾斜(splay)(在下文中称为“T”)和非对称倾斜(在下文中称为“A”)至弯曲状态(在下文中称为“B”)改变其状态，然后其工作在OCB模式下。
如附图1所示，一般地，在对齐膜附近使OCB液晶单元具有大约3°～20°的预倾角，使液晶单元的厚度大约为4～10微米，并使对齐膜在相同的方向上摩擦。由于在液晶层的中心的液晶分子的排列是左右侧对称，倾角在某一特定的电压之下变为0°，在某一特定的电压之上变为90°。因此，通过向液晶施加较大的电压，使在液晶层的中心的液晶分子的倾角为90°，并通过改变施加到其上的电压，改变在中间层中除了在液晶层的中心的液晶分子层以外的对齐膜和液晶分子附近的倾斜，由此调制了通过液晶层的光透射的偏振。
虽然通常需要几秒钟来使倾角从0°改变到90°，但是OCB液晶单元的特征在于，响应时间非常短，短至10毫秒的程度，因为其后电压改变而没有倒流且以较高的弹性系数进行弯曲变形。
如附图2a所示，在正常的OCB模式的投入状态下，其从T迅速改变到A，并相对快速地从T改变到B，但从A改变B较慢，从附图2B中也可以看出，在正常的OCB模式的退出状态下，其从B改变H较慢，但从T到H或从A到H较快。
如上文所述，存在的问题是其需要一定的时间实现OCB模式的弯曲对齐。具体地说，存在的问题是，在接通PC监视器或TV的电源开关之后通过在较短的时间向其施加较大的电压，以便必须使LCD面板的整个面板产生弯曲对齐转变(transition)才可使用LCD。
本发明的概述
本发明的技术和目的是解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种液晶显示器以在具有OCB模式的LCD中在开始操作时极大地增加弯曲对齐的速度。
此外，本发明的进一步目的是提供一种驱动LCD的方法以在具有OCB模式的液晶显示器中在开始操作时(比如正在通电之后)极大地增加弯曲对齐的速度。
该LCD具有LCD面板、向LCD面板输出图像信号的源极驱动器和向LCD面板顺序地输出扫描信号的栅极驱动器。在通电的同时，控制高电平偏置电压以施加到LCD的公共电极线，同时停止驱动源极驱动器和栅极驱动器，在经过了特定的时间之后，控制公共电极电压以施加到液晶显示器的公共电极线替代偏置电压，并控制驱动源极驱动器和栅极驱动器。
在此，LCD面板具有带有OCB模式的液晶。
此外，高电平偏置电压可以从外部装置提供或者基于提供到栅极(gate)驱动器的电源电压产生。
此外，根据实施上述的目的的另一特征的LCD包括：
LCD面板，该LCD面板包括多个栅极线、与栅极线交叉的多个源极线和公共电极线；
位于LCD面板的一侧上以向其输出特定的光的背光单元；
位于LCD面板的一侧上以向LCD面板输出特定的光的背光单元；
输出用于驱动背光单元的背光电压的变换器(inverter)；
切换单元，该切换单元首先切换扫描信号的栅极电压、图像信号的数据电压和背光电压的驱动电压中的至少一个的输出，第二(second)切换偏置电压和公共电极电压中的一个的输出；和
定时控制器，在电源接通的同时，该定时控制器将控制第一切换操作的第一切换信号输出到切换单元以停止栅极电压、数据电压和驱动电压的输出，并将控制第二切换操作的第二切换信号输出到切换单元以控制偏置电压的输出，在经过了特定的时间之后，将控制第一切换操作的第一切换信号输出到切换单元以控制栅极电压、数据电压和驱动电压的输出，以及将控制第二切换操作的第二切换信号输出到切换单元以控制公共电极电压的输出，由此使设置在LCD面板中的液晶的弯曲对齐转变的速度较高。
在此，LCD面板的特征在于，其具有带有OCB模式的液晶。
此外，在初始操作中，施加到公共电极线的电压的特征在于，其是一次施加到其上的外部偏置电压，进一步的特征在于，其是反复接通和切断的外部偏置电压，以及进一步的特征还在于其是反复施加到其上的高电平偏置电压或公共电极电压的电压。
根据实施本发明的另一目的的一个特征的LCD的方法，其中该LCD具有带有液晶的LCD面板、栅极驱动器、源极驱动器和背光单元，该方法包括如下的步骤：
(a)在开始启动LCD时同时强制停止栅极驱动器和源极驱动器，
(b)将独立提供的高电平偏置电压施加到LCD面板的公共电极线以产生具有较高的转变差值的弯曲对齐转变；
(c)在经过了一定的时间之后驱动栅极驱动器和源极驱动器，和
(d)将公共电极电压施加到公共电极线替代高电平偏置电压，并将特定背光驱动电压施加到背光单元。
根据这种LCD及其驱动方法，在初始操作时，通过施加高电平偏置电压替代公共电极电压并停止驱动栅极驱动器、源极驱动器和背光，在具有OCB模式的LCD中可以极大地增加初始弯曲对齐的速度。
附图的简要说明
附图1为说明正常OCB模式的操作的示意图。
附图2为说明正常OCB模式的投入/退出循环的示意图。
附图3为根据本发明的一种实施例极大地增加初始弯曲对齐的速度的LCD的示意图。
优选实施例的详细描述
下文描述实施例以便本领域的普通技术人员容易实施。
附图3为根据本发明的一种实施例极大地增加初始弯曲对齐的速度的LCD的示意图。
参考附图3，根据本发明的实施例的LCD包括DC到DC转换器50、定时控制器100和第一切换单元210、第二切换单元220、栅极驱动器300、源极驱动器400、变换器500、背光单元600和LCD面板700。
通常，LCD模块从独立于笔记本计算机和其监视器的单个电源中升高或降低每个电路块所要求的电源电压，然后其产生所要求的电压以便使用。有LCD模块的电源单元比如DC至DC转换器500和驱动背光的变换器500。
向定时控制器100提供有从外部图形控制器(未示)输入的图像信号R、G和B和分别用于显示图像信号的控制信号DE、MCLK、Hsync和Vsync。然后其输出栅极驱动器300的信号和源极驱动器400的信号，并向第一切换单元210提供第一切换信号S1和向第二切换单元220提供第二切换信号S2。
即，在LCD的初始操作时，控制定时控制器100以使来自外部装置的高电平偏置电压的输出施加到LCD面板700的公共电极线，并停止驱动栅极驱动器300和源极驱动器400，由此极大地增加了在具有OCB模式的LCD中的弯曲对齐转变的速度。
然后，控制定时控制器100以将公共电极电压输出到LCD面板700的公共电极线，输出驱动栅极驱动器300和源极驱动器400的信号和驱动背光的信号。在此，在初始操作时，可以控制定时控制器100以施加高电平偏置电压一次，施加重复接通和切断的偏置电压，或者交替地施加偏置电压和公共电极电压。
第一切换单元210包括第一开关212、第二开关214和第三开关216以根据第一切换信号S1切换栅极电压、数据电压和背光电压的输出。
更详细地说，第一开关212基于第一切换信号S1，控制在定时控制器中提供的信号Gate clk和STV，以驱动栅极驱动器，可取的是，在施加具有切断电平的第一切换信号S1时，第一开关212停止输出驱动栅极驱动器的信号Gate clk和STV，以及在施加具有接通电平的第一切换S1时，该开关控制驱动栅极驱动器的信号Gate clk和STV的输出。
第二开关214基于第一切换信号S1，控制在序控制器100中提供的信号HCLK、STH、LOAD和RGB，以驱动时源极驱动器，可取的是，在施加具有切断电平的第一切换信号S1时，开关214停止输出驱动栅极驱动器的信号HCLK、STH、LOAD和RGB，以及在施加具有接通电平的第一切换S1时，开关214控制驱动栅极驱动器的信号HCLK、STH、LOAD和RGB的输出。
第三开关216基于第一切换信号S1控制来自定时控制器100的信号B/LCONTROL以驱动背光，可取的是，在施加具有切断电平的第一切换信号S1时，开关216停止输出驱动背光的信号B/L CONTROL，以及在施加具有接通电平的第一切换S1时，开关216控制驱动背光的信号B/L CONTROL的输出。
在初始操作时第二切换单元20基于第二切换信号S2将来自外部装置的高电平偏置电压输出到LCD面板的公共电极线，然后在经过了一定的时间之后其输出公共电极电压替代高电平偏置电压。
变换器500根据来自定时控制器100的背光控制信号施加驱动设置在LCD面板700的一侧上的背光单元600的特定的电压。通常，驱动背光的变换器500与在整个系统中的LCD模块组合作为分离的模块安装部件(比如加热器chauffer)、变压器等)的一种形式。
LCD面板700由m×n矩阵形成的多个像素构成，通过从栅极驱动器300向相关的像素电极施加栅电压G1-Gn，该矩阵响应从源极驱动器400提供的数据电压D1-Dm驱动相关的内置像素电极。在这种情况下，由于最初向内置在LCD面板700中具有OCB模式的液晶分子施加较大的电压，因此使在液晶层的中心的液晶分子的倾角为90°可能需要非常短的时间。
具体地说，由于在初始操作时未向LCD面板提供有来自栅极驱动器或源极驱动器的任何电压，因此其像素电极保持在浮动状态，并在高电平偏置电压仅施加到上部板状电极的状态下执行液晶的弯曲对齐。此外，在特定的时间(优选为500毫秒)之后向其像素电极提供来自源极驱动器的数据电压，以便显示某些图像。
虽然如上文所述分别制备第一切换单元以控制施加到栅极驱动器和源极驱动器的信号的输出和驱动具有接通/切断背光的信号的输出，其可以设置在定时控制器内以执行控制。
此外，虽然在LCD的初始操作时，更具体地说，在初始操作的同时，来自作为实例的外部DC至DC转换器的高电平偏置电压提供到LCD面板的公共电极线，基于提供到栅极驱动器的电源电压可以产生高电平偏置电压。例如，假设启动栅极驱动器的电压为27伏特，则对本领域的普通技术人员来说容易的是将要施加到LCD面板的公共电极线的电压升高而产生30伏特的高电平偏置电压。
如上文所述，在具有OCB模式的LCD的初始操作时，为实现高速的弯曲对齐转变，停止驱动源极驱动器和栅极驱动器，并将高电平偏置电压而不是公共电极电压施加到公共电极线，因此可以极大地减小液晶的弯曲对齐时间。
在此，在LCD的初始操作时，可以施加高电平偏置电压一次，可以施加反复接通/切断的偏置电压，或者交替地施加偏置电压和公共电极电压，但即使施加偏置电压一次，其仍然足够极大地增加弯曲对齐转变的速度。
虽然已经参考优选的实施例描述了本发明，但是本领域的普通技术人员会理解，在不脱离附加的权利要求所描述的精神和范围的前提下可以对本发明作出各种改变和变型。
如上文所描述，根据本发明，在具有OCB模式的LCD的初始操作时，控制高电平偏置电压以施加到LCD面板的公共电极线，控制栅极驱动器、源极驱动器和背光的驱动以停止它们，以及在初始操作之后，控制特定的公共电极电压以便施加到公共电极线替代偏置电压，以及控制栅极驱动器或源极驱动器和背光的需执行的驱动，由此在具有OCB模式的LCD的初始操作时极大地增加液晶的弯曲对齐转变的速度。

Claims (15)

1.一种用于驱动液晶显示器的方法，该液晶显示器包括具有液晶的LCD面板、栅极驱动器、源极驱动器和背光单元，所述方法包括：
将高电平偏置电压施加到LCD面板的公共电极线，同时在开始启动LCD时停止源极驱动器和栅极驱动器的驱动，
在经过了特定的时间之后，将公共电极电压施加到所述公共电极线以替代偏置电压，并驱动源极驱动器和栅极驱动器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中LCD面板具有带有OCB模式的液晶。
3.根据权利要求1所述的方法，其中从外部装置提供高电平偏置电压。
4.根据权利要求1所述的方法，其中基于提供到栅极驱动器的电源电压产生高电平偏置电压。
5.一种液晶显示器，包括：
LCD面板，该LCD面板具有多个栅极线、与栅极线交叉的多个源极线和公共电极线；
位于LCD面板的一侧上以向LCD面板输出特定的光的背光单元；
输出用于驱动背光单元的背光电压的变换器；
切换单元，该切换单元首先切换扫描信号的栅极电压、图像信号的数据电压和背光电压的驱动电压中的至少一个的输出，第二切换偏置电压和公共电极电压中的任一个的输出；和
定时控制器，在电源接通的同时，该定时控制器将控制第一切换操作的第一切换信号输出到切换单元以停止栅极电压、数据电压和驱动电压的输出，并将控制第二切换操作的第二切换信号输出到切换单元以控制偏置电压的输出，在经过了特定的时间之后，将控制第一切换操作的第一切换信号输出到切换单元以控制栅极电压、数据电压和驱动电压的输出，以及将控制第二切换操作的第二切换信号输出到切换单元以控制公共电极电压的输出，由此极大地增加设置在LCD面板中的液晶的弯曲对齐转变的速度，
其中LCD面板具有带有OCB模式的液晶。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中在LCD的初始操作中施加到公共电极线的电压是一次施加到其上的高电平偏置电压。
7.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中在液晶显示器的初始操作中施加到公共电极线的电压是反复接通和切断的高电平偏置电压。
8.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中在液晶显示器的初始操作中施加到公共电极线的电压是反复地施加的高电平偏置电压或公共电极电压的电压。
9.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中在初始操作时LCD面板保持在浮动状态。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中LCD面板包括保持浮动状态直到液晶基本变成弯曲对齐的像素电极。
11.一种驱动液晶显示器的方法，该液晶显示器包括具有液晶的LCD面板、栅极驱动器、源极驱动器和背光单元，该方法包括：
(a)在开始启动LCD时同时强制停止栅极驱动器和源极驱动器的驱动，
(b)将独立提供的高电平偏置电压施加到LCD面板的公共电极线以产生具有较高的转变差值的弯曲对齐转变；
(c)在经过了一定的时间之后驱动栅极驱动器和源极驱动器，和
(d)将公共电极电压施加到公共电极线替代高电平偏置电压，并将特定的背光驱动电压施加到背光单元。
12.根据权利要求11所述的驱动液晶显示器的方法，其中LCD面板具有带有OCB模式的液晶。
13.根据权利要求11所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，在LCD的初始操作中施加到公共电极线的电压是一次施加到其中的高电平偏置电压。
14.根据权利要求11所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，在液晶显示器的初始操作中施加到公共电极线的电压是反复接通和切断的高电平偏置电压。
15.根据权利要求11所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于，在液晶显示器的初始操作中施加到公共电极线的电压是反复地施加的高电平偏置电压或公共电极电压的电压。
CNB018218539A 2001-10-08 2001-11-06 液晶显示器及其驱动方法 Expired - Lifetime CN1295546C (zh)

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