TW440808B - High-speed driving method for liquid crystal - Google Patents

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44 08 Ο 8 Α7 _Β7___ 五、發明説明（i ) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明係關於一種液晶之高速驅動方法，尤其是，關 於一種實行色調顯示的液晶之高速驅動方法者。 (以往之技術） 眾知在具有透明電極之兩枚透明板，隔著液晶，置放 在兩枚偏光板之間時，隨著施加於上述兩透明電極的電壓 ，來變化通過上述兩枚之偏光扳之透過率。 使用該原理之液晶顯示裝置係具備：厚度薄又耗電少 等之特徵，主要廣被使用在厚度薄又耗電量少等特徵，主 要廣被使用在手錶或電子計算機等廣被使用。 又，在近幾年來，與濾色片組合，使用於筆記型電腦 或小型之液晶電親機等彩色顯示裝置。 與濾色片組合，並作成能彩色顯示的液晶顯示裝置， 係組合紅，綠，藍之三色點來實行彩色顯示。 該濾色片係極昂貴，且張貼於屏之作業也被要求高精度。 M濟部中央梯準局負工消費合作.社印策 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，爲了實行與黑白顯示之液晶屏同等之解像度I因 成爲需要三倍之點數，因此，在一般之液晶屏上，水平方 向之驅動電路數會成爲三倍，因費成本，同時屏與驅動電 路之連接點數也成爲三倍，因此，連接作業也變爲困難。 因此，作爲使用液晶屏實施彩色顯示之方法，使用濾 色片之方式，係在成本有很多成爲高成本之要素。因而很 難低成本地製造。又，依濾色片之光的透過率只有約2 0 %，由於藉由濾色片而亮度會成爲約5分之1，因此具有 本紙張尺度適用中國S家標準{ CNS ) Α4说格（210Χ297公釐} -A * 08 〇 8 A7 B7 五、發明説明（2 ) 背光之耗電變極大的缺點。 又，在以往之液晶顯示裝置，由於液晶屏之應對速度 較慢，因此，在再生電視機等之動畫時，或高速地移動個 人電腦等之滑鼠游標時等，與使用布朗管之顯示器相比較 ，其性能較差。 作爲不使用濾色片之彩色液晶顯示裝置，係如日本特 開平1 一 1 7 9 9 1 4號，提案一種組合黑白液晶屏與三 色背光來實行彩色顯示之方法，與濾色片方式相比較’具 有可低成本地實現高精細之彩色顯示。 在上述彩色顯示方法，爲了得到無閃爍之顯示，須以 同色之背光的點滅頻率最低4 Ο Η z以上，較理想以6 0 Η ζ以上之高速實行。因此 > 作爲顯示之頻率係成爲其三 倍而成爲180Hz，液晶顯示之週期係成爲5 . 5ms © 經濟部中央樣準局員工消費合作>杜印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 作爲背光之點燈時間，在使用冷陰極管時，與白色管 相比較，在使用紅，綠，藍之短殘光之螢光體的冷陰極管 ，對於輸入電力的光變換效率會下降至約一半，惟藉由未 有濾色片使透過率可增加5倍，因此，作爲爲了得到與使 用1支白色管時同等之顯示亮度以各一支紅1綠，藍三色 所需要的點燈時間，成爲需要顯示週期之約2/5之 2ms以上。因此，將顯示週期5.5ms中2ms使用 於背光之點燈時，則作爲液晶顯示屏之應對速度係在 3.5ms以下成爲安定之狀態《在以圖表顯示等掃描畫 面時，或是爲了避免畫面之色不均勻而將掃描週期作爲 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS ) A4*Ufr ( 210X29?公釐） -5- A7 440808 B7___ 五、發明説明（3 ) 1 00 0Hz之高速掃描時，由於須再取lms之餘裕。 因此，作爲液晶顯示屏之應對速度係在2 . 5 m s以下成 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲安定。 然而，在使用一般所使用之TN液晶或STN液晶等 之向列型液晶的液晶顯示裝置，應對速度係費數十m s至 數百m s。 作爲高速地動作之液晶屏，提案一種使用強介質液晶 或反強介質液晶的液晶屏，惟須以± 0 . 0 5 # m以下之 偏差高精度地製造液晶屏之格間隙極窄小間隙1 iz m以下 等，在製造之課題很多，且未達到實用化》 眾知作爲高速化液晶屏之應對速度的手段 > 介經將格 間隙成爲窄小，應對速度係與格間隙之平方成反:比例而變 快。在T N液晶時，介經選擇低粘性之液晶材料而將格間 隙成爲2 ，可將應對速度容易地高速化在2〜3ms 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 。又，將格間隙窄小成2 A m，或容許範圍爲± 〇 . 4 Am之範圍也可得到均勻之顯示，因此，對於製造大型屏 也不會有大問題。因此使用三色背光以各色2色調來成爲 8色顯示，使在上述窄小間隙之T N液晶成爲可實現。 (發明欲解決之課題） 近年來作爲個人電腦用顯示裝置，在省空間，省電等 上，代替布朗管而被使用液晶顯示裝置。然而，在個人電 腦用軟體急速地普及對應於多色顯示，而在顯示裝置被要 求各色2 5 6色調之1 6 7 7萬7 2 1 6色顯示。又*在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 44080 8 五、發明説明（4 ) 個人電腦用途以外，也爲了顯示視頻畫像’被要求各色 64色調以上之多色顯示。 作爲液晶屏之色調顯示之方式，係如與TN液晶或反 強介質液晶，在電壓對於透過率之變化緩慢的液晶，係實 行依電壓之色調控制，而如S T N液晶或強介質液晶，在 電壓對於透過率只有乙値之液晶，採用變化作爲顯示黑與 白之時間的比率使之顯示的方法，或是收集複數像素經平 均化的方法。然而，在使用上述之三色背光的彩色顯示方 法，由於顯示之週期較短，而在變化白與黑之時間之比率 的方法，係控制電路之動作頻率會過高，無法得到較多色 調數。又，在收集複數點使之平均化之方法，係與濾色片 方式相比較會喪失可刪減像素1/3之優點。 因此，使用三色背光之彩色顯示裝置，欲實行多色顯 示時，必須實行依電壓之色調控制。然而，一般液晶屏之 應對速度，係與由白變成黑或由黑變成白時相比較，由中 間色調或是變化成中間色調係延遲數倍以上" 本發明欲解決之課題，係在於提供一種介經驅動速度 之變更，加速包括中間色調顯示之應對速度，可得到介經 上述之三色背光之彩色化，或與在動畫再生時使用布朗管 之顯示器同等以上之性能，亦即，應對速度快速的液晶之 驅動方法者。 (解決課題所用之手段） 解決上述課題所實施之本發明，係屬於實施液晶，及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 2们公釐） (請先W讀背面之注意事項再填寫本百)

、1T A7 B7 _ 五、發明説明（5 ) 隔著上述液晶之兩電極，及在上述兩電極間依照色調資料 之電壓來顯示的液晶顯示裝置，其特徵爲：上述兩電極間 之電壓係與上述色調資料無關地在所定週期僅所定時間施 加所定電壓，尤其是，在使用三色背光之彩色顯示方法中 ，注眼於週期性地發生所有三色背光熄燈之時間》所有背 光熄燈之時間，係利用液晶屏之透過率在任何狀態也不會 影響到畫質，以與以往之液晶屏的驅動電路不同之定時將 電壓施加於液晶，能加速包括中間色調之液晶屏的應對速 度，可得到明亮低耗電之彩色液晶屏。 (發明之實施形態） 第1圖係表示本發明之較佳實施形態者，表示•標準 白色對於TN液晶屏之施加電壓波形與其絕對値，光透過 率之變化，紅，綠，藍之三色背光的點燈定時。第2圖係 表示對應於本發明之實施形態的以往技術之標準白色對於 TN液晶屏之施加電壓波形與其絕對値，光透過率之變化 ，紅，綠|藍之三色背光的點燈定時。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 {请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 第1圖及第2圖之TN液晶屏，係與以往就使用之 TN液晶屏基本上相同構造，爲一最適化TN液晶材料及 格間隙等而高速化之屏。作爲高速化之方法，係如上述： 例如在T N液晶屏，將格間隙作爲2 v m時，則在標準白 色時，則由白至黑的應對速度爲lm s以下，而由黑至白 之應對速度係可容易地實行高速化至約2ms。第1圖及 第2圖之液晶屏係對於相同之屏者。又在第1圖之T 1至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（2丨0X297公釐）

Μ濟部中央榡準局員工消費合作社印I 44 08 0 8 A7 B7 五、發明説明（6 ) T6，及在第2圖之VI至V6係相同時間’時間之長度 係依上述之三色背光方式的彩色化所必需之液晶屏的驅動 週期的5 · 5 m s。 如以往就眾知，液晶屏對於施加電壓之光透過率的變 化，係與施加之電壓極性無關係。但是|若將直流電壓繼 續施加於液晶屏時，由於液晶材料具有依電氣化學反應變 成劣化的問題，因此一般實行在每一定時間反轉施加之電 壓極性。在本發明之實施形態，雖也實性極性反轉，惟對 於本發明之目的的液晶之高速驅動，實行極性反轉並不會 大變化液晶之應對速度。在本發明的液晶屏之施加電壓| 係與極性無關而絕對値成爲問題。以下依第1圖及第2圖 之比較來說明本發明之動作. 一般，對於液晶屏之應對速度，眾知施加高絕對値之 施加電壓時，即使以前之狀態爲中間色調時也可高速地應 對。 在第1圖之本發明之實施形態的驅動方法中，在T 1 至T 6之期間，將電壓施加於液晶屏，使隨應於畫像之色 調資料施加電壓之絕對値從V 1以〇 V範圍輸出之時間與 在其他各期間之結束僅一定時間所施加電壓之絕對値成爲 V 1。在V 1之電壓充分高時，如上所述，任何透過率， 成爲黑色爲止之時間均可成爲1 m s以下。此時，不僅透 過率，由於液晶分子本體之狀態也成爲大約一定狀態，因 此，在下一期間，前一期間的透過率之狀態也不受影響。 因此，在背光開始點燈之時刻，即使透過率未成爲穩定狀 本紙張尺度適用中國國家輮準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注up再填寫本頁) 訂 -0 - A7 44080 8 B7 五、發明説明（7 ) 態，成爲對應於相當之期間的畫像之色調資料所對應於顯 示成爲可能，而在相當之期間以外的畫像之色調資料’成 爲可防止顯示受到影響。又，對於中間色調之色調資料之 應對速度，由於也必須由黑之狀態變化’因此，與由中間 色調變化時相比較*可將應對速度成爲安定又較短者。 在第2圖之以往之驅動方法中，在U 1至U6之各期 間，使隨應於畫像之色調資料施加電壓之絕對値從V 1以 ◦ V範圍輸出。然而，如上所述地由於來自中間色調之應 對速度係成爲慢數倍，因此，依畫像之色調資料，在 5.5ms之短時間成爲無法應對之情形。又，與本發明 之實施形態相比較時，除顯示相當之期間的色調資料以外 ，由於在相當之期間前的液晶分子之狀態大受影響，因此 ，在各期間，隨應於色調資料之顯示在極短之5 . 5ms 週期內實行極困難。 第3圖係表示本發明之其他實施形態，表示標準白色 對於TN液晶屏之施加電壓波形與其絕對値，光透過率之 變化，紅，綠，藍之三色背光之點燈定時。在第3圖之本 發明之實施形態，對於第1圖之本發明之實施形態，再改 善液晶屏之應對速度者。 第3圖之TN液晶屏係與上述之第1圖及第2圖之液 晶屏相同之屏者。又，第3圖之W1至W6 ，係與在第1 圖之T 1至T6及在第2圖之U 1至U6相同時間，而時 間之長度係依上述之三色背光方式的彩色化所必須之液晶 屏的驅動週期之5 . 5ms。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS Μ4规格（210X2S»7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 經濟部中央標準局員工消費合作：杜印製 -10- A7 44 08 0 8 B7 五、發明説明（8 ) 在第3圖之本發明之實施形態的驅動方法，係與第1 圖之本發明之實施形態同樣地，在W1至W6之各期間， 使隨應於畫像之色調資料的絕對値從V 1以0 V之範圍所 輸出之時間之外，在各期間之結束時，將電壓施加於液晶 屏使施加電壓之絕對値僅一定時間成爲v 1。又，在第3 圖之本發明之實施形態中，在上述之各期間之結束時，將 電壓施加於液晶屏使施加電壓之絕對値僅一定時間成爲 V 1之後，將電壓施加於液晶屏使施加電壓之絕對値僅一 定時間成爲大約0 v。. 一般，液晶屏之應對速度，從黑變化成白時比從黑變 化成中間色調時較快。因此，介經使施加電壓之絕對値僅 一定時間成爲大約0 V。對於第1圖之本發明之實施例， 在第3圖之本發明之實施形態中，對於中間色調之液晶屏 的應對速度更改善。 在第3圖中，如W1及W4之期間即使畫像之色調資 料爲黑時，雖發生液晶屏之透過率有變化之時間，惟因背 光熄燈，因此，對於顯示並沒有影響》 在本發明之實施形態中，在各期間內實行極性反轉使 第1圖之T1至T6之各期間及第3圖之W1至W6之各 期間的平均電壓成爲大約〇 V。此乃由於液晶高速地動作 *因此在每一各期間反轉極性時，介經正之施加電壓與負 之施加電壓的微妙的絕對値之相差，用於防止發生閃燦之 狀態。又，介經以極短之週期成爲極性反轉•能改善藉由 液晶屏內之間隙不均勻所產生的液晶屏內之應對速度的不 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲饋背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央梂準局I工消費合作社印製 -11 - 經濟部中央桴準局貝工消費合作社印製 4408 0^ A7 B7 五、發明説明（9 ) 均勻。因此，成爲可擴大間隙之容許範圍’可改善製造液 晶屏之不良率。 在本發明之實施形態，係說明在無施加電壓之狀態之 狀態下顯示黑之標準黑的液晶屏，惟對於在無施加電壓之 狀態下顯示白之標準白的液晶屏也可發揮同樣之效果。又 ，對於液晶之施加電壓與光透過率之關係與一般之液晶屏 不同的特殊液晶屏，同樣地在所定週期介經與色調無關地 將施加之電壓値設在適當値也可發揮同樣之效果。 在本發明之實施形態中，爲了實行反襯比之高顯示， 在一週期，液晶屏之光透過率有變化之後，須使光透過率 恢復成原來狀態。 因此，在本發明之實施形態中，若縮短框週期，則在 光透過率完全恢復成原來狀態之前會移至下一週期、反襯 會降低，一方面，若延遲框週期則會發生閃爍或發生不方 便。 因此，介經選擇光透過率恢復成原來狀態之時間較短 之液晶材料，成爲可一面抑制發生閃爍，一面可實行高反 襯比之顯示》 又’光透過率恢復成原來値之時間受到液晶材料之黏 性等之很大影響，而介經提高液晶屏之溫度，來降低液晶 材料之粘性，即使不變更液晶材料也可實行高反襯比之顯 示。 (發明之效果） 本紙張尺度適用中國國家橾準{ CNS ) Α4現格（210Χ297公釐） <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -12- A7

44· OB 〇 B B7 五、發明説明（1〇 ) 在本發明之實施形態中1介經變更電壓波形，成爲在 液晶屏描繪包括中間色調之畫像而使該畫像完全地消失爲 止可在極短時間內實行，可得到極高速之應對速度，最適 合於全色之動畫再生之方式。 又，在本發明之實施形態，係與使用在τ F T方式的 液晶之施加電壓波形基本上相同，可使用在TFT方式的 液晶屏。又，對於其他之驅動方式，介經將施加電壓以所 定週期在所定時間內，成爲與色調資料無關之所定電壓， 可高速化液晶之應對速度。 又，由於在液晶屏描繪畫像其畫像完全消失爲止，成 爲在一框期間中實行之方式，因此，爲最適合於使用上述 三色背光的彩色顯示方法之方法•可實現高性能而且低價 格的彩色顯示器。 (圖式之簡單說明） 第1圖係表示本發明之液晶對於施加電壓之變化與光 透過率之時間變化的圖式。 第2圖係表示以往技術之液晶對於施加電壓之變化與 光透過率之時間變化的圖式。 第3圖係表示本發明之液晶對於施加電壓之變化與光 透過率之時間變化的圖式。 本紙張尺度適用中圉國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） ί請先閲讀背面之注意^.項再填寫本頁) 訂- 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裂 -13-

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 < aqI cs D8 六、申請專利範園 1 . 一種液晶之高速驅動方法，屬於實施液晶，及隔 著上述液晶之兩電極，及在上述兩電極間依照.色調資料之 電壓來顯示的液晶顯示裝置，其特徵爲：上述兩電極間之 電壓係與色調資料無關地在所定週期僅所定時間施加所定 電壓。 2 如申請專利範圍第1項所述的液晶之高速驅動方 法，其中’施加於上述兩電極間之所定電壓，係複數絕對 値不同之電壓者。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶之高 速驅動方法，其中，在上述液晶具備以上述所定週期點滅 的照明手段者。 4.如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶之高 速驅動方法’其中，在上述液晶具備獨自地發光紅，綠， 藍三色之光源的照明手段，同時，以上述所定週期一面依 順切換一面點滅者。 5如申請專利範圍第3項所述的液晶之高速驅動方 法’其中，施加與上述色調資料無關係之所定電壓的期間 ，係熄燈上述照明手段者》 6 ·如申請專利範圍第4項所述的液晶之高速驅動方 法，其中，施加與上述色調資料無關係之所定電壓的期間 ，係熄燈上述照明手段者。 7 .如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶之高 速驅動方法，其中，在上述所定週期內，反轉上述兩電極 間之電壓的極性，使上述兩電極間之平均電壓成爲大約〇 本紙張尺度逋用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-14 - ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ii n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 虞在% cs D8 六、申請專利範圍 者。 8. 如申請專利範圍第3項所述的液晶之高速驅動方 法，其中，在上述所定週期內，反轉上述兩電極間之電壓 的極性，使上述兩電極間之平均電壓成爲大約0者。 9. 如申請專利範圍第4項所述的液晶之高速驅動方 法，其中 > 在上述所定週期內，反轉上述兩電極間之電壓 的極性，使上述兩電極間之平均電壓成爲大約0者》 10. 如申請專利範圍第5項所述的液晶之高速驅動 方法，其中 > 在上述所定期間內，反轉上述兩電極間之電 壓的極性，使上述兩電極間之平均電壓成爲大約0者。 1 1 .如申請專利範園第1項或第2項所述的液晶之 高速驅動方法，其中，上述所定電壓中至少一電壓之絕對 値，係與依照上述色調資料的電壓之絕對値之範圍中的最 大値相同値或其以上之値者。 12·如申請專利範圍第3項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，上述所定電壓中至少一電壓之絕對値，係與 依照上述色調資料的電壓之絕對値之範圍中的最大値相同 値或其以上之値者。 1 3 .如申請專利範圍第4項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，上述所定電壓中至少一電壓之絕對値，係與 依照上述色調資料的電壓之絕對値之範圍中的最大値相同 値或其以上之値者。 14.如申請專利範圍第5項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，上述所定電壓中至少一電壓之絕對値，係與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐）-15- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4!4 08 0 8 AK Βί! CS D8 六、申請專利範圍 依照上述色調資料的電壓之絕對値之範圍中的最大値相同 値或其以上之値者。 1 5 .如申請專利範圍第7項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，上述所定電壓中至少一電壓之絕對値，係與 依照上述色調資料的電壓之絕對値之範圍中的最大値相同 値或其以上之値者。 1 6 .如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶之 高速驅動方法，其中，具備將上述液晶之溫度提高至所定 溫度的加熱手段者。 17.如申請專利範圍第3項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，具備將上述液晶之溫度提高至所定溫度的加 熱手段者。 1 8 .如申請專利範圍第4項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，具備將上述液晶之溫度提高至所定溫度的加 熱手段者。 19 .如申請專利範圍第5項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，具備將上述液晶之溫度提高至所定溫度的加 熱手段者。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貢) 2 0 .如申請專利範圍第7項所述的液晶之高速驅動 方法，其中，具備將上述液晶之溫度提高至所定溫度的加 熱手段者。 2 1 .如申請專利範圍第1 1項所述的液晶之高速驅 動方法 > 其中，具備將上述液晶之溫度提高至所定溫度的 加熱手段者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐）· 16 -