CN1317778A - 液晶显示器的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于液晶显示器的m列/n行/m×n象素反转驱动方法，m是从2到扫描线数之间的整数，n是从2到列线数之间的整数，从而可减少显示器上总边缘场效应，保持对比度并使闪烁感降至最小。还可调节反转次数实现这种平衡。n行反转方法适用于无源和有源驱动液晶显示器，m列反转驱动方法适用于有源驱动液晶显示器，n×m象素反转驱动方法适用于有源驱动LCD。与常规反转方法相比，该方法特别适用于有源驱动微型TFT和硅上反射型液晶显示器。

Description

液晶显示器的驱动方法
本发明涉及无源和有源驱动液晶显示器，特别涉及能使观看者的闪烁感最小的显示器驱动方法。
液晶显示器(LCD)已属公知技术，但一直受到闪烁现象的困扰，闪烁现象是由于液晶显示器对于时间的响应太快所致，从而使其时间响应波形为非均方根值(无源驱动LCD)或者是产生电荷不均衡(有源驱动LCD)。
不均衡的原因是只在衬底的两个表面之一上植入晶体管。为使有源驱动LCD中的闪烁感最小，建议用行、列及象素反转方法。从而使闪烁效果在空间上平衡到感觉不出的程度。但由于在象素边界产生的边缘场效应，所以这会使对比度下降。当象素尺寸不是太小时，一般可以忽略这一损失。但在微型显示器(如非晶硅TFT，多晶硅TFT，及硅的微型液晶)的情况下，对比度损失是很严重的，而且无法补偿。
本发明的目的在于克服上述缺陷。
根据本发明，提供了一种用于驱动LCD的方法，包括以下步骤：提供一个具有多列、多行及多个象素的LCD，通过列、行或象素的多次反转来驱动LCD，由此使总的边缘场效应下降，从而保持显示器的对比度并使显示器的闪烁感最小。
采用本发明可以降低微型显示器的闪烁感。
反转次数是能够调节的。由此具有灵活性，能使对比度和闪烁感之间达到平衡。
适当地，可以有(m)列和(n)行，其中m可以是从2到扫描线数之间的任何整数，n可以是从2到列线数之间的任何整数，适用于不同大小的LCD。
可以是适用于无源和有源驱动LCD的(n)行反转，(n)可以是从2到扫描线数之间的任何整数，它适用于上述两种形式的驱动LCD。
可以是适用于有源驱动LCD的(m)列反转法，(m)可以是从2到列线数之间的任何整数。
可以是适用于有源驱动LCD中的n×m象素反转驱动方法，其中(n)可以是从2到扫描线数之间的任何整数，(m)可以是从2到列线数之间的任何整数。
该方法适用于有源驱动的微型TFT LCD和/或硅上的反射液晶LCD。
可以是多个同时反转，但优选的是LCD的两列、两行或两个象素的同时反转。
下面参考相关附图、借助实例对实施本发明的方法进行说明。
图1是无源驱动LCD结构的示意截面图；
图2是施加到图1的LCD公共及分电极上的波形；
图3和图3A所示的是用于在两个ITO表面之间提供增强电气绝缘的二氧化硅涂层的截面图；
图4A-4D所示的分别是涂覆在LCD ITO层上或ITO层下的彩色滤波器材料的不同位置的截面图；
图5和图5A示意性地给出了具有涂覆在LCD后衬底的ITO层上(图5)或层下的反射涂层的LCD的示意截面图；
图6示意性给出了反射信号晶体CMOS微型显示器的构造；
图7所示的是用于有源驱动LCD的行反转法的信号波形；
图8所示的是用于有源驱动LCD的列反转法的信号波形；
图9所示的是用于有源驱动LCD的象素反转法的信号波形；
图10示意性示出了当采用行反转方法时、施加到相继出现的帧上的象素上的总电场的极性；
图11示意性示出了当采用列反转方法时、施加到两个连续帧的象素上的总电场的极性；
图12所示的是当采用象素反转方法时、施加到两个连续帧的象素上的总电场的极性；
图13所示的是用于无源驱动LCD的行反转方法的信号波形；
图14所示的是当以列反转方式驱动时、两个象素的二维导向器结构；
图15所示的是用于无源驱动LCD的两行反转方法的波形；
图16所示的是在采用两行反转方法时、施加到两个连续帧的象素上的总电场的极性；
图17所示的是在采用两列反转方法时、施加到两个连续帧的象素上的总电场的极性；
图18所示的是在采用n×m=2×2象素反转方法时、当施加到两个连续帧的象素上的总电场的极性；
图19所示的是用于有源驱动LCD的两行反转方法的信号波形；
图20所示的是用于有源驱动LCD的两列反转方法的信号波形；和
图21所示的是用于有源驱动LCD的n×m=2×2象素反转方法的信号波形。
参见附图，其中示出了一种用于驱动LCD的方法，包括以下步骤：提供一个具有(m)列、(n)行及(n×m)个象素的LCD，通过列、行或象素的多次反转来驱动该LCD，由此使总的边缘场效应下降，从而保持显示器的对比度并使显示器的闪烁感最小。
图1所示的是无源驱动LCD1的结构截面图。偏振器2固定在玻璃衬底3的外侧上。每个玻璃衬底3的内表面(如图所示)涂覆有导电介质，优选的是氧化铟锡(ITO)膜4，膜4上涂有用于使液晶层6中的液晶分子准直取向的聚酰胺膜涂层5。
通常用环氧树脂密封件7如环氧胶进行密封而在玻璃衬底3之间形成一个盒体，液晶材料装在如此形成的空间当中。LCD结构相对于液晶层6呈对称分布。将矩阵寻址协议用于形成电极的ITO涂层4，用于对由ITO线交叉而得到的各个象素进行寻址。采用帧反转能够防止纯DC(直流)施加到LCD1上。因此，图2所示的是一个施加到公共的和分段的ITO电极4上的波形实例7。由于液晶材料分子一般都不是优选的非极性材料，所以仍能看到闪烁效果。在此情况下，采用足够高的帧频能够使闪烁达到最小。有时，LCD的排列并不对称。
图3和图3A所示的是在聚酰胺涂层下加上二氧化硅涂层8使两个ITO表面之间具有更好的电气绝缘。
图4A到图4D所示的是涂有彩色滤波器材料的LCD，在图4A中，彩色滤波器材料在后玻璃衬底上、在前玻璃衬底下、或在ITO层的上面或下面，每种情况下，彩色滤波器材料都是用标号9来表示的。
另一实施例如图5A中所示，图5A中，反射涂层10涂覆在后玻璃衬底3的ITO层的上面或下面。图3到5A中这些不同的附加物最终导致LCD失去对称，由此造成衬底间建立的电荷不再均衡。该不均衡导致在两个连续帧中出现了纯DC及不同的有效信号波形，由此引起了闪烁。另一方面，在有源驱动LCD中也会观察到闪烁，这是由于两个玻璃衬底3之一上有彩色滤波器及非晶硅TFT、多晶硅TFT等等而造成电荷不均衡的缘故。在反射型单晶(CMOS)微型显示器中，用硅模或衬底11代替一个玻璃衬底，如图6中所示，会导致更高程度的电荷不均衡。为了使由于有效信号波形不均衡而造成的闪烁现象降至最小，可以将一种行/列反转方法用于有源驱动LCD，使闪烁效应在空间上平衡到感觉不到的程度。图7、8和9分别给出了涉及行、列、和象素反转方案或方法的信号波形12、13、14。
每种情况下，都有一个开关信号50，在16处表示的是IT0电压。
现在参见图10,11和12，分别示出了利用行、列及象素反转方法或方案施加到两个连续帧的象素上的总电场的极性17、18和19。在每种情况下的上边的帧N中都可看到：在反转时每一矩阵中的极性都反转成等效帧N+1。对于无源驱动LCD，可以采用行反转使闪烁感降至最小。
图13所示的波形图20涉及行反转，反转发生在帧N和帧N+1之间的边界线上。在这些实施例中，实施本发明的反转方法由于发生在象素边界处的边缘场效应而导致对比度下降。当象素尺寸不太小时，相对来说可以忽略这一损失。但如果是微型显示器(如非晶硅TFT，多晶硅TFT及反射CMOS微型显示器)的情况，则对比度的损失比较重要，不能忽略。
图14所示的是用列反转方法驱动的两个15μm×15μm象素的2维导向器结构21。
用本发明的多列/行反转驱动方法能够大大降低显示器上的总的边缘场效应，而使对比度保持不变，同时使闪烁感减至最小。可以调节反转次数使对比度和闪烁感之间达到平衡。
图15所示的是具有n行反转的波形图22，其中n=2,M是扫描线数。如果n=M，则是常规的帧反转方法，而如果n=1，则是单行反转方法。增加n，随着闪烁感的增大，边缘场效应减少。在图15中，反转发生在帧N和帧N+1之间的边界线上。
类似地，参见图16、17和18，这些图分别示出了一有源驱动LCD的多行、多列和多象素反转方法中施加到象素上的电场的最终极性，如23、24和25所示，每一实施例中，在帧N+1上，每一象素矩阵中的极性和帧都发生了反转。
图19、20和21分别示出了相应的驱动波形26、27和28，每种情况下，ITO电压都由29表示，开关信号都由30表示。
图19-21所示的反转方法用的是两行、两列和2×2象素反转方法。对多象素反转方法来说，构建块的数量级为m×n，其中m和/或n都大于1。
实例
在反射型单晶CMOS微型显示器中，假设象素尺寸为10μm，单列反转使对比度下降了30％。采用四列反转方法，可以使对比度下降保持在5％以下，同时感觉不到闪烁。
因此利用本发明的方法，通过列/行/象素反转来驱动LCD的方法可以使闪烁效应在空间上平衡到感觉不出的程度，并使对比度下降保持在能够接受的水平。换句话说，本发明的方法能够大大减少显示器上的总的边缘场效应，从而能够保持对比度，同时使闪烁感降至最小。可以调节反转次数使对比度和闪烁感之间达到平衡折中。

Claims (9)

1．一种用于驱动LCD的方法，其特征在于包括以下步骤：提供一个具有多列、多行及多个象素的LCD，通过列、行或象素的多次反转来驱动该LCD，由此使总的边缘场效应下降，从而保持显示器的对比度并使显示器的闪烁感最小。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于反转次数能够调节。
3．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于列数(m)可以是从2到扫描线数之间的任何整数，行数(n)可以是从2到列线数之间的任何整数。
4．根据权利要求3所述的方法，其特征在于(n)行反转法可用于无源和有源驱动LCD，(n)可以是从2到扫描线数之间的任何整数。
5．根据权利要求3所述的方法，其特征在于(m)列反转法可用于有源驱动LCD，(m)可以是从2到列线数之间的任何整数。
6．根据权利要求3所述的方法，其特征在于在一有源驱动LCD中所用的是n×m象素反转法，其中(n)可以是从2到扫描线数之间的任何整数，(m)可以是从2到列线数之间的任何整数。
7．根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于它适用于有源驱动的微型TFT LCD和/或硅上反射液晶LCD。
8．根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于LCD的多个列、行或象素同时反转。
9．根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述的多个包括2个。
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