一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法
专利名称：一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法
技术领域：
本发明涉及ー种扫描驱动方法，尤指ー种应用于近晶相液晶显示屏的扫描驱动方法。
背景技术：
目如，近晶相液晶显不屏(又可称为近晶态液晶显不屏)一般都使用闻频闻压正负脉冲来作为驱动行、列电极的电压波形。例如，该高频高压正负脉冲可为由图I示出的正脉冲和负脉冲构成的正负脉冲对实现的波形形式。该高频高压正负脉冲中的正脉冲与负脉冲相互对称，电压幅值相等,均为Umx。在实际实施中可以发现，由于近晶相液晶显示屏存在阈值电压，因此，要想驱动近晶相液晶显示屏，成功地使得近晶相液晶显示屏上的各个像素点按照图像显示内容而在全透明状态、雾状避光状态、各种灰度阶状态之间进行转换，施加在显示屏行、列电极上的电压波形的电压幅值必须大于阈值电压幅值Uth，而近晶相液晶分子发生规则排列实现的全透明状态、近晶相液晶分子发生乱序排列实现的雾状避光状态以及介于全透明状态与雾状避光状态间的各种灰度阶状态所需的电压能量是不同的。但是，由于目前近晶相液晶显示屏的行列电极上的电压波形的取值是固定的，SP都是电压幅值为Umx的闻频闻压正负脉冲，因此，电压幅值Umx必须设置为可驱动最闻能量状态(即全透明状态)所需的电压能量。由此可见，目前近晶相液晶显示屏使用的高频高压正负脉冲造成了电压幅值整体偏高、电压能量浪费的问题，并且，电压幅值整体偏高还会导致刷屏累积效应问题加重。另外，目前近晶相液晶显示屏行列电极上使用的高频高压正负脉冲由正负电源供电，需要2组高压隔离器件来实现，波形实现复杂，驱动难度大，耗费成本多。因此，设计出ー种驱动电压波形简单、能耗小、驱动难度小的低成本驱动方法是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，该方法中的波形实现简单，功耗低，且在图像显示过程中保证了 DC平衡。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案—种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法,它包括对该近晶相液晶显示屏的所有行进行扫描驱动，其特征在于 扫描驱动每一行包括如下步骤步骤ー等待期在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压；步骤ニ 扫描期在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲；步骤三DC平衡期在持续时间为tdc的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压；其中该行扫描期脉冲为一种高频双向脉冲，该行扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成；一个该双向高频脉冲单元由一个持续ts I时间且幅值为Um的正电压、一个持续ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Um’的负电压依次相接构成，Ts = tsl+ts2+ts3,并且 ts3 = tsl+ts2 ；该全透明态列扫描期脉冲为ー种高频正向脉冲，该全透明态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成；ー个该第一单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Un的正电压依次相接构成； 该雾状避光态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该雾状避光态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成；ー个该第二单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间且幅值为Un的正电压、一个持续ts3时间的O伏电压依次相接构成；Um> 0，Um’ > O,Un > 0，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Um, +Un大于阈值电压幅值Uth ；并且，在扫描驱动该一行时，UmXtsl=(Um ' +Un) Xts3 且 QsXUnXts3 =UmX tdc ο本发明的优点是在本发明方法中，扫描驱动的行电极上施加的正脉冲与负脉冲的施加时间可不一样且电压幅值也可不一样，正脉冲和负脉冲的电压幅值大小可根据扫描驱动的该行电极对应的像素点所需最大驱动能量来确定，而列电极上施加的电压波形均为单向脉冲，行列电极上施加的电压波形实现简単，降低了行、列脉冲电压驱动电路的驱动难度，降低了硬件成本，并且，解决了已有的由正负对称的正脉冲和负脉冲构成的高频高压正负脉冲导致的列电极驱动电压偏高的问题，降低了刷屏累积效应的影响。另外，通过合理设置行列上施加的电压波形和增设DC平衡期的方法，本发明在实现简单电压波形驱动的基础上，在整个扫描驱动周期内保证了所有像素点上的电压积分为0，实现了 DC平衡，保证了显示屏对图像的正常显示。在实际实施中，本发明方法不仅可以将像素点驱动显示为白色和黒色，还可以将像素点根据显示需要而驱动显示为各种渐进的灰度阶状态。
图I是近晶相液晶显示屏目前使用的高频高压正负脉冲的一实例图；图2是近晶相液晶显示屏的组成示意图；图3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4是本发明中扫描驱动一行的实现流程图；图5是本发明第一实施例中向扫描驱动的一行所施加的电压波形；
图6是本发明第一实施例中向不扫描驱动的其他行所施加的电压波形；图7是本发明第一实施例中向扫描驱动的一行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列所施加的电压波形；图8是本发明第一实施例中向扫描驱动的一行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列所施加的电压波形；图9是图5所示电压波形与图7所示电压波形叠加后形成的电压波形；图10是图5所示电压波形与图8所示电压波形叠加后形成的电压波形；图11是图6所示电压波形与图7所示电压波形叠加后形成的电压波形；图12是图6所示电压波形与图8所示电压波形叠加后形成的电压波形。
具体实施例方式本发明扫描驱动方法是用于近晶相液晶显示屏上的ー种方法。如图2和图3所示，该近晶相液晶显示屏10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的材料可选为透明的玻璃或塑料。在第一基体层11与第二基体层12之间设有一由近晶相液晶和添加物混合而成的混合层13。该近晶相液晶(又称为近晶态液晶，微观上表现为近晶相液晶分子，见下述)为带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯或四こ酸癸酯四氰基联苯中的任一种或任几种的混合物。添加物为带导电特性的化合物，如十六烷基三こ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3所示，第ー导电电极层14由M个平行排列的条状行电极141组成，该M个行电极141从该近晶相液晶显示屏10左边的行电极引出端引出连接至行脉冲电压驱动电路(图中未示出)，在本申请中，ー个行电极被视为一行，第二导电电极层15由N个平行排列的条状列电极151组成，该N个列电极从该近晶相液晶显示屏10上边的列电极引出端引出连接至列脉冲电压驱动电路(图中未示出)，在本申请中，ー个列电极被视为一列，第一导电电极层14的M个行电极141与第二导电电极层15的N个列电极151相正交,该第一导电电极层14与第二导电电极层15形成ー个MXN的像素点阵列结构(M、N为正整数)，ー个行电极与ー个列电极形成一个像素点，例如图3所示的像素点20。也就是说，显示屏为M行XN列制式，具有M行、N列，一行对应有N个像素点。在本发明中，向行施加电压波形是通过向该行对应的行电极施加电压波形实现的，同理，向列施加电压波形是通过向该列对应的列电极施加电压波形实现的。该两个导电电极层14和15与中间的混合层13形成了ー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。该显示屏可设有黒色背板或不设置背板。本发明包括以下步骤对该近晶相液晶显示屏10的所有行进行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括如下步骤，如图4所示 步骤ー等待期Pwait :在持续时间为twait(twait > O)的等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压，如图5至图8所示；步骤ニ 扫描期Pscan :在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压(如图6)，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲；步骤三DC平衡期Pdc :在持续时间为tdc (tdc > O)的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压，如图5至图8所示；其中该行扫描期脉冲为一种高频双向脉冲，如图5，该行扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成；一个该双向高频脉冲单元由一个持续ts I时间且幅值为Um的正电压、一个持续ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Um’的负电压依次相接构成，即Ts = tsl+ts2+ts3,并且应满足ts3 = tsl+ts2 ;在实际实施中，ts2可以等于O,也可不为O,而ts3和tsl应不为O ;
该全透明态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，如图7，该全透明态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成；ー个该第一单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Un的正电压依次相接构成，即占空比为50%, Ts = tsl+ts2+ts3 ；该雾状避光态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，如图8，该雾状避光态列扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成；ー个该第二单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间且幅值为Un的正电压、一个持续ts3时间的O伏电压依次相接构成，即占空比为50%, Ts = tsl+ts2+ts3 ；Um > 0，Um’ > O,Un > O,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Um, +Un大于阈值电压幅值Uth ；并且，在扫描驱动该一行时，应满足公式UmX tsl = (Um ' +Un) X ts3和QsXUnX ts3 = UmX tdc 0综上所述，一行依次连续经过等待期、扫描期、DC平衡期后，便完成了该行的扫描驱动作业。对一行进行完扫描驱动后，便对下一行进行扫描驱动，直至显示屏的所有行被扫描驱动完。当所有行扫描驱动完成后，图像刷新完成，图像便显示出来。对显示屏的所有行进行扫描驱动的顺序可按实际需求设定，例如，可为逐行顺次扫描驱动、逆序扫描驱动、分段扫描驱动、二分算法扫描驱动或随机乱序扫描驱动中的任一种。如图5至图8所示可以看出，该行扫描期脉冲、该全透明态列扫描期脉冲、该雾状避光态列扫描期脉冲三个脉冲波形的频率是相同的。对于全透明态列扫描期脉冲而言，该全透明态列扫描期脉冲的波形与该行扫描期脉冲的波形有着对应关系，即全透明态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲中(tsl+ts2)时间段相对应的波形为O伏电压，而与行扫描期脉冲中ts3时间段相对应的波形为具有幅值Un的正电压。而雾状避光态列扫描期脉冲与全透明态列扫描期脉冲仅相位相反，即雾状避光态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数(即Qs)与全透明态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数都相同，只是相位相反。扫描期Pscan的持续时间为QsXTs。在本发明中，对全透明状态的像素点和雾状遮光状态的像素点的判断是通过读取图像存储器中的记录来实现的，该图像存储器内以行为单位记录着各个像素点待显示的状态。在本发明中，周期Ts的取值范围为40μ s≤Ts≤1000 μ s，Ts = 1/fs，即fs的取值范围为IkHz ≤fs ≤25kHz ;电压幅值Um的取值范围为IOV ≤Um ≤250V ;电压幅值Um’的取值范围为IOV≤Um’≤250V ；电压幅值Un的取值范围为IOV ≤Un ≤250V ;个数Qs的取值范围为I个≤Qs ≤2000个。需要提及的是，受行、列脉冲电压驱动电路所用的芯片内部资源所限，频率fs应为IkHz 25kHz，个数Qs不能超过2000个，并且，受行、列脉冲电压驱动电路工作特性所限，幅值Um、Um’、Un的范围应为IOV 250V。例如，频率fs可为 lkHz、4kHz、10kHz、15kHz、20kHz、25kHz,fi&； Qs 可为 I 个、500 个、1000 个、1500 个、2000个，幅值 Um、Um，、Un 可为 10V、50V、100V、150V、250V。在对近晶相液晶显示屏10的所有行进行扫描驱动前还包括清除近晶相液晶显示屏上显示的图像的初始化步骤，该初始化步骤为在初始化期，向所有行施加行初始化脉冲，该行初始化脉冲为ー种低频单向脉冲，向所有列施加列初始化脉冲，该列初始化脉冲与该行初始化脉冲仅相位相反(指列初始化脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数与行初始化脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数都相同，但相位相反)。初始化近晶相液晶显示屏的目的是将近晶相液晶显示屏显示的图像清除，对全屏进行一致的初始化操作，经过初始化后的显示屏会处于全屏雾状避光(磨砂)状态。在初始化步骤中，该低频单向脉冲可为正向脉冲或负向脉冲。例如，行初始化脉冲可由连续相接的Qinit个单向低频脉冲单元构成；该单向低频脉冲单元由一个持续tl时间且幅值为Uinit的正电压、一个持续t2时间的O伏电压依次相接构成，tl = t2，即占空比Dinit为50% ;行初始化脉冲的频率finit的取值范围为IHz彡finit < 1000Hz，幅值Uinit的取值范围为IOV彡Uinit彡250V ;幅值Uinit大于阈值电压幅值Uth ;个数Qinit的取值范围为IfgQinit < 500个。需要提及的是，个数Qinit控制在500个(包含500个)以内便可以实现清屏功效，受行、列脉冲电压驱动电路工作特性所限，幅值Uinit的范围应为 IOV 250V。例如，频率 finit 可为 1Ηζ、50Ηζ、500Ηζ、800Ηζ、990Ηζ，个数 Qinit 可为 I 个、50 个、100 个、500 个，幅值 Uinit 可为 10V、50V、100V、150V、250V。如图5至图12所示，本发明的工作原理和过程为首先，对显示屏进行初始化。在初始化期，向所有行施加频率finit为100Hz、幅值Uinit为80V的行初始化脉冲，该行初始化脉冲由连续相接的400个正向低频脉冲单元构成(该正向低频脉冲单元由一个持续tl时间且幅值为80V的正电压、一个持续t2时间的O伏电压依次相接构成，tl = t2 = 5000 μ s),列与行上施加的脉冲仅相位相反。由于行、列两者之间叠加后形成的电压波形为低频双向脉冲且在每一瞬间的幅值为80V，大于阈值电压幅值(选定阈值电压幅值为50V)，因此，当电压作用时间不到I秒钟的时候，混合层13中的近晶相液晶分子便发生扭转，形成乱序排列形态。因为近晶相液晶分子的各向相异性(即由于入射光线通过各液晶的长光轴不同，各液晶的光折射角度不同，因而各液晶的折射率不同)，使得入射各近晶相液晶分子的光线的折射存在着很大的差异，即在该微薄厚度的混合层13内，光折射率产生着剧烈的变化，因而光线发生了強烈的散射，宏观上表现为ー种散光效应，显示屏全屏呈现雾状遮光状态，如磨砂毛玻璃一般。然后，对显示屏进行一行一行地逐行顺次扫描驱动(即按从第I行至第M行的顺序进行扫描)，直至将所有行扫描驱动完，此时，需要显示的图像便呈现出来。
下面以扫描驱动一行为例进行说明。首先为等待期Pwait，在等待期内，所有行和所有列上均被施加O伏电压，如图5至图8所示。然后，进入扫描期Pscan，在扫描期内扫描驱动的该行上施加行扫描期脉冲，如图5，该行扫描期脉冲的周期为400 μ s (即Ts = 400 μ s)，由连续相接的1000个(即Qs =1000)双向高频脉冲单元构成,一个该双向高频脉冲单元由一个持续150 μ s (即tsl =150 μ s)时间且幅值 为80伏(即Um = 80V)的正电压、一个持续50 μ s (即ts2 = 50 μ s)时间的O伏电压、一个持续200 μ s (即ts3 = 200 μ s)时间且幅值为15伏(即Um’= 15V)的负电压依次相接构成；不扫描驱动的其他行上施加O伏电压，如图6 ;扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列上施加全透明态列扫描期脉冲，如图7，该全透明态列扫描期脉冲的周期为400 μ s (即Ts = 400 μ s)，由连续相接的1000个(即Qs = 1000)第ー单向高频脉冲单元构成，ー个该第一单向高频脉冲单元由一个持续200 μ s(即tsl+ts2=200 μ s)时间的O伏电压、一个持续200 μ S (即ts3 = 200 μ s)时间且幅值为45伏(即Un = 45V)的正电压依次相接构成；扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列上施加雾状避光态列扫描期脉冲，如图8，该雾状避光态列扫描期脉冲与全透明态列扫描期脉冲仅相位相反，即雾状避光态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数(指Qs)与全透明态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数都相同，只是相位相反；最后，进入DC平衡期Pdc，在持续时间为O. 1125秒(即tdc = O. 1125s)的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为80伏(即Um = 80V)的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压。经过上述等待期、扫描期和DC平衡期后，该行扫描驱动完成，该行对应的各个像素点均按照实际显示需求呈现为相应显示状态。从微观角度来看在等待期内由于所有行和列上均被施加O伏电压，叠加在所有像素点上的电压均为0V，小于阈值电压幅值50V，因此，所有像素点对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，混合层不受任何影响，所有像素点继续呈现原来的状态。在扫描期内对于施加行扫描期脉冲的该行与施加全透明态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形为双向脉冲且该双向脉冲中的正负脉冲的电压幅值均大于阈值电压幅值Uth 50V(持续tsl时间的正脉冲的电压幅值为Um，Um =80V，持续ts3时间的负脉冲的电压幅值为(Um，+Un)，Um’ +Un = 60V，持续ts2时间的O伏电压不会对像素点显示状态造成任何影响)，如图9所示，因此，当电压作用时间不到I秒钟时，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态发生改变，变为规则排列形态，此时，近晶相液晶分子的长光轴垂直于第一、第二导电电极层14、15的平面，入射各近晶相液晶分子的光线的折射不产生剧烈变化，光线可自由透过该混合层部分，宏观上，这些像素点对应的混合层部分呈现全透明状态；对于施加行扫描期脉冲的该行与施加雾状避光态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形虽然也为双向脉冲，但该双向脉冲中的正、负脉冲的电压幅值均小于阈值电压幅值Uth 50V (持续ts I时间的正脉冲的电压幅值为(Um-Un)，Um-Un = 35V，持续ts2时间的负脉冲的电压幅值为Un, Un = 45V，持续ts3时间的负脉冲的电压幅值为Um，，Um，= 15V。另外，即使持续ts I时间的正脉冲的电压幅值(Um-Un)大于了阈值电压幅值Uth 50V，由于持续ts2时间的负脉冲和持续ts3时间的负脉冲的电压幅值肯定是小于阈值电压幅值Uth 50V的，因此，这种只有正脉冲电压幅值高于阈值电压幅值的双向脉冲也不会对像素点显示状态造成任何影响。)，如图10所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，混合层部分不受任何影响，这些像素点保持原来的状态；对于施加OV电压的其他行与施加全透明态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形(负向脉冲)的电压幅值为Un 45V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图11所示，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，这些像素点继续保持原来的状态；对于施加OV电压的其他行与施加雾状避光态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形(负向脉冲)的电压幅值也为Un45V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图12所示，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，这些像素点继续保持原来的状态。在DC平衡期内对于扫描驱动的该行对应的所有像素点而言，如图9和图10所示，叠加在这些像素点上的电压均为0V，小于阈值电压幅值Uth 50V,因此，这些像素点对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，这些像素点继续保持原来的状态；对于不扫描驱动的其他行对应的所有像素点而言，如图11和图12所示，叠加在这些像素点上的电压均为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，但是，该电压为ー个恒定电 压，而不是脉沖，因此，这些像素点对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态也不发生改变，混合层部分不受任何影响，这些像素点继续保持原来的状态。若显示屏不设置背板而作为户外显示屏使用，则雾状避光状态的像素点显示为黑色，全透明状态的像素点显示为白色。若显示屏设置黑色背板，则雾状避光状态的像素点显示为白色，全透明状态的像素点显示为黒色。像素点显示为白色或黒色后，便可撤去行、列上的电压波形，像素点会继续保持，这种显示状态的保持是不需要电压来維持的，即撤去电压波形后，像素点仍然能够保持加载电压波形时产生的光效应，而作用的电压信号只是为了改变近晶相液晶分子的排列形态。在本发明中，将这种不需要电驱动而维持光效应的状态称为“多稳态”或“准静态”。而这种“多稳态”是因为添加物采用了带导电特性的化合物，当电信号施加吋，带导电特性的化合物中的离子根据电势差变化产生往复运动，这种运动可以改变近晶相液晶分子的排列形态，而变化后的近晶相液晶分子排列形态并不需要离子的持续运动来維持，是稳定的。在本发明中，在扫描期期间，扫描驱动的行上施加的电压波形中的正、负脉冲的电压幅值可不一样，负脉冲的电压幅值不必设置得太大，而列上施加的电压波形均为单向脉冲，这样便降低了电压波形的实现复杂度，降低了驱动难度，降低了成本，并且，解决了已有的高频高压正负脉冲(由正负对称的正脉冲和负脉冲构成)导致的列电极驱动电压偏高的问题，刷屏累积效应明显降低。但是，随之带来的问题是虽然扫描驱动完成后，显示屏已经将图像显示出来，但是，由于在扫描驱动每一行吋，扫描驱动的该行对应的所有像素点可能会存在电压差(即图9中扫描期内的所有正脉冲的总面积不一定等于所有负脉冲的总面积，图10中扫描期内的所有正脉冲的总面积不一定等于所有负脉冲的总面积)，如图9和图10所示，并且，不扫描驱动的其他行对应的所有像素点会存在电压差(即图11中扫描期内只有负脉冲，图12中扫描期内只有负脉冲)，如图11和图12所示，因此，在扫描驱动完成后，整个显示屏的DC并不平衡，电压积分不为O。而电压差的长期存在将会导致近晶相液晶材料的特性发生改变，整个显示屏逐渐变黄，甚至不能驱动等问题。针对这些问题，本发明采取合理设置电压波形和增设DC平衡期的措施来加以解决，具体说明如下以扫描驱动每一行为例说明。对于扫描驱动的该行对应的所有像素点而言，合理设置扫描驱动的该行上以及各个列上施加的电压波形(扫描驱动的该行和所有列上施加的电压波形在DC平衡期内为O伏电压，不起任何作用)，令扫描驱动的该行与各个列上施加的电压波形之间满足公式UmX tsl = (Um ' +Un)Xts3。例如，以图5至图8所示实施例为例，令Um = 80V,tsl = 150 μ s，Um’ = 15V, Un = 45V, ts3 = 200 us,这样，便满足了公式 UmX tsl =(Um' +Un) Xts3的要求，扫描驱动的该行对应的所有像素点上的电压波形的正、负脉冲可
相互抵消(即图9中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积，相互抵消，图10中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积，相互抵消)，扫描驱动的该行对应的所有像素点的电压积分为0，保持了 DC平衡。对于不扫描驱动的其他行对应的所有像素点而言，增设DC平衡期，即对不扫描驱动的其他行上施加的电压波形増加由幅值为Um的正电压构成的DC平衡期(即DC平衡期的电压幅值为Um)，且满足公式QsXUnXts3 = UmXtdc0例如，以图5至图8所示实施例为例，Um = 80V, Un = 45V, ts3 = 200 μ s’ Qs = 1000 个，令 tdc = O. 1125s，这样，便满足了公式QsXUnXts3 = UmXtdc的要求，不扫描驱动的其他行对应的所有像素点在扫描期内的负脉冲被DC平衡期内的正电压抵消(即图11中扫描期内的所有负脉冲的总面积被DC平衡期内的正电压面积相抵消，图12中扫描期内的所有负脉冲的总面积被DC平衡期内的正电压面积相抵消)，不扫描驱动的其他行对应的所有像素点的电压积分为0，保持了 DC平衡。由此可见，通过上述措施，可以使得扫描驱动每一行时显示屏都能保持DC平衡，这样，扫描驱动所有行后的显示屏在显示出整个图像的同时，也实现了 DC的平衡。对于本发明，如上所述，像素点除了显示为黑白色外，还可显示为不同灰度阶状态。实现不同灰度阶状态显示的具体方法为在扫描驱动每一行的步骤ニ中，向扫描驱动的该一行上需被驱动为位于全透明状态与雾状避光状态之间的任一灰度阶状态的像素点对应的列施加相应的渐进态列扫描期脉冲，该渐进态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该渐进态列扫描期脉冲由连续相接的Qsl个第一单向高频脉冲单元和Qs2个第二单向高频脉冲单元构成，Qsl+Qs2 = Qs，该第一单向高频脉冲单元的数量Qsl和该第二单向高频脉冲单元的数量Qs2的取值与该像素点所要显示的灰度阶状态相对应。例如，设定显示屏可显示从O到Qs、共Qs+Ι个显示值(Qs > 15)，显示值O对应全透明状态，显示值Qs对应雾状避光状态，灰度值(即显示值)I到Qs-I对应不同灰度阶状态，那么，如果像素点要显示灰度值为15的灰度阶状态，则像素点对应的列施加的相应渐进态列扫描期脉冲应由连续相接的Qs-15个第一单向高频脉冲单元和15个第二单向高频脉冲单元构成。需要提及的是，若显示黑白色的显示屏通过上述合理设置电压波形和增设DC平衡期的方法达到了 DC平衡的话，在该显示黑白色的显示屏的基础上，按照上述方法增设灰度阶状态的显示，则该显示屏仍旧可以保持DC平衡(扫描驱动每一行吋，扫描驱动的该行上显示为灰度阶状态的像素点对应的列所对应的所有像素点都会满足公式UmXtsl =(Um' +Un) Xts3和QsXUnXts3 = UmXtdc的要求)，证明推导与黑白色显示状态的像素点相同，在这里不加以详述。在具体实现波形中，该渐进态列扫描期脉冲中的Qsl个第一单向高频脉冲单元排列在前而Qs2个第二单向高频脉冲单元排列在后，以便降低波形的实现难度。在实际中，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，近晶相液晶显示屏的混合层便可在全透明与有色遮光之间切換。对于混合了二色性染料的近晶相液晶显示屏而言，其扫描驱动方法与上述未混合二色性染料的近晶相液晶显示屏相同(其像素点显示图像的物理实现原理与上述未混合二色性染料的近晶相液晶显示屏相似)，在这里不再赘述。在本发明中，阈值电压是为使近晶相液晶分子被驱动而发生排列形态改变的电压值，其是根据混合层的组成和厚度来确定的，一般Uth为5V以上。等待期Pwait、扫描期 PscaruDC平衡期Pdc、初始化期均为设定的固定时间段，例如，扫描期Pscan为5ms，DC平衡期Pdc为5ms,初始化期为I. 5ms,等待期Pwait为1ms。上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。例如，将本发明方法中的所有电压波形的正负方向颠倒后所得到的电压波形也能实现本发明方法。
权利要求
1.一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，它包括对该近晶相液晶显示屏的所有行进行扫描驱动，其特征在于 扫描驱动每一行包括如下步骤 步骤一等待期在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压； 步骤二 扫描期在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲； 步骤三DC平衡期在持续时间为tdc的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压； 其中 该行扫描期脉冲为一种高频双向脉冲，该行扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成；一个该双向高频脉冲单元由一个持续tsl时间且幅值为Um的正电压、一个持续ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Um’的负电压依次相接构成，Ts = tsl+ts2+ts3,并且 ts3 = tsl+ts2 ； 该全透明态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该全透明态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成；一个该第一单向高频脉冲单元由一个持续tsl+ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Un的正电压依次相接构成；该雾状避光态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该雾状避光态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成；一个该第二单向高频脉冲单元由一个持续tsl+ts2时间且幅值为Un的正电压、一个持续ts3时间的O伏电压依次相接构成；Um> 0，Um’ > 0，Un > O，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Um, +Un大于阈值电压幅值Uth ； 并且，在扫描驱动该一行时,UmXtsl= (Um' +Un) Xts3 且 QsXUnXts3 = UmXtdc。
2.如权利要求I所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于在所述步骤二中，向扫描驱动的所述一行上需被驱动为位于全透明状态与雾状避光状态之间的任一灰度阶状态的像素点对应的列施加相应的渐进态列扫描期脉冲，该渐进态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该渐进态列扫描期脉冲由连续相接的Qsl个所述第一单向高频脉冲单元和Qs2个所述第二单向高频脉冲单元构成，Qs 1+Qs2 = Qs,所述第一单向高频脉冲单元的数量Qsl和所述第二单向高频脉冲单元的数量Qs2的取值与该像素点所要显示的灰度阶状态相对应。
3.如权利要求2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于在所述渐进态列扫描期脉冲中，Qsl个所述第一单向高频脉冲单元排列在前，Qs2个所述第二单向高频脉冲单元排列在后。
4.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于所述Ts的取值范围为40 ii s≤ Ts≤ 1000 u s ;所述Um的取值范围为IOV ^ Um ^ 250V ;所述Um’的取值范围为IOV≤ Um’≤ 250V ;所述Un的取值范围为IOV ^ Un ^ 250V ;所述Qs的取值范围为I个≤Qs ( 2000个。
5.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于在对所述近晶相液晶显示屏的所有行进行扫描驱动前还包括清除近晶相液晶显示屏上显示的图像的初始化步骤，该初始化步骤为 在初始化期，向所有行施加行初始化脉冲，该行初始化脉冲为一种低频单向脉冲，向所有列施加列初始化脉冲，该列初始化脉冲与该行初始化脉冲仅相位相反。
6.如权利要求5所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于所述行初始化脉冲由连续相接的Qinit个单向低频脉冲单元构成；该单向低频脉冲单元由一个持续tl时间且幅值为Uinit的正电压、一个持续t2时间的O伏电压依次相接构成，tl = t2 ;所述行初始化脉冲的频率finit的取值范围为IHz ( finit < 1000Hz，幅值Uinit的取值范围为IOV ( Uinit ( 250V ;幅值Uinit大于阈值电压幅值Uth ；Qinit的取值范围为I个(Qinit ( 500 个。
7.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于ts2= 0或 ts2 幸 0 ；ts3 幸 0 ；tsl 幸 O。
8.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于所述扫描驱动为逐行顺次扫描驱动、逆序扫描驱动、分段扫描驱动、二分算法扫描驱动或随机乱序扫描驱动中的任一种。
全文摘要
本发明公开了一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，包括对所有行进行扫描驱动。扫描驱动每一行包括等待期内向所有行列施加零伏电压；在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲；DC平衡期内向不扫描驱动的其他行施加Um幅值的正电压而向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压。本发明中的电压波形实现简单，解决了列电极驱动电压偏高问题，降低了刷屏累积效应的影响，驱动成本和复杂度降低，且保证了DC平衡和图像的正常显示。
文档编号G09G3/36GK102682722SQ201110053698
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者任宇, 夏兴隆, 孙刚 申请人:苏州汉朗光电有限公司
技术领域：
本发明涉及ー种扫描驱动方法，尤指ー种应用于近晶相液晶显示屏的扫描驱动方法。
背景技术：
目如，近晶相液晶显不屏(又可称为近晶态液晶显不屏)一般都使用闻频闻压正负脉冲来作为驱动行、列电极的电压波形。例如，该高频高压正负脉冲可为由图I示出的正脉冲和负脉冲构成的正负脉冲对实现的波形形式。该高频高压正负脉冲中的正脉冲与负脉冲相互对称，电压幅值相等,均为Umx。在实际实施中可以发现，由于近晶相液晶显示屏存在阈值电压，因此，要想驱动近晶相液晶显示屏，成功地使得近晶相液晶显示屏上的各个像素点按照图像显示内容而在全透明状态、雾状避光状态、各种灰度阶状态之间进行转换，施加在显示屏行、列电极上的电压波形的电压幅值必须大于阈值电压幅值Uth，而近晶相液晶分子发生规则排列实现的全透明状态、近晶相液晶分子发生乱序排列实现的雾状避光状态以及介于全透明状态与雾状避光状态间的各种灰度阶状态所需的电压能量是不同的。但是，由于目前近晶相液晶显示屏的行列电极上的电压波形的取值是固定的，SP都是电压幅值为Umx的闻频闻压正负脉冲，因此，电压幅值Umx必须设置为可驱动最闻能量状态(即全透明状态)所需的电压能量。由此可见，目前近晶相液晶显示屏使用的高频高压正负脉冲造成了电压幅值整体偏高、电压能量浪费的问题，并且，电压幅值整体偏高还会导致刷屏累积效应问题加重。另外，目前近晶相液晶显示屏行列电极上使用的高频高压正负脉冲由正负电源供电，需要2组高压隔离器件来实现，波形实现复杂，驱动难度大，耗费成本多。因此，设计出ー种驱动电压波形简单、能耗小、驱动难度小的低成本驱动方法是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，该方法中的波形实现简单，功耗低，且在图像显示过程中保证了 DC平衡。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案—种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法,它包括对该近晶相液晶显示屏的所有行进行扫描驱动，其特征在于 扫描驱动每一行包括如下步骤步骤ー等待期在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压；步骤ニ 扫描期在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲；步骤三DC平衡期在持续时间为tdc的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压；其中该行扫描期脉冲为一种高频双向脉冲，该行扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成；一个该双向高频脉冲单元由一个持续ts I时间且幅值为Um的正电压、一个持续ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Um’的负电压依次相接构成，Ts = tsl+ts2+ts3,并且 ts3 = tsl+ts2 ；该全透明态列扫描期脉冲为ー种高频正向脉冲，该全透明态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成；ー个该第一单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Un的正电压依次相接构成； 该雾状避光态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该雾状避光态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成；ー个该第二单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间且幅值为Un的正电压、一个持续ts3时间的O伏电压依次相接构成；Um> 0，Um’ > O,Un > 0，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Um, +Un大于阈值电压幅值Uth ；并且，在扫描驱动该一行时，UmXtsl=(Um ' +Un) Xts3 且 QsXUnXts3 =UmX tdc ο本发明的优点是在本发明方法中，扫描驱动的行电极上施加的正脉冲与负脉冲的施加时间可不一样且电压幅值也可不一样，正脉冲和负脉冲的电压幅值大小可根据扫描驱动的该行电极对应的像素点所需最大驱动能量来确定，而列电极上施加的电压波形均为单向脉冲，行列电极上施加的电压波形实现简単，降低了行、列脉冲电压驱动电路的驱动难度，降低了硬件成本，并且，解决了已有的由正负对称的正脉冲和负脉冲构成的高频高压正负脉冲导致的列电极驱动电压偏高的问题，降低了刷屏累积效应的影响。另外，通过合理设置行列上施加的电压波形和增设DC平衡期的方法，本发明在实现简单电压波形驱动的基础上，在整个扫描驱动周期内保证了所有像素点上的电压积分为0，实现了 DC平衡，保证了显示屏对图像的正常显示。在实际实施中，本发明方法不仅可以将像素点驱动显示为白色和黒色，还可以将像素点根据显示需要而驱动显示为各种渐进的灰度阶状态。
图I是近晶相液晶显示屏目前使用的高频高压正负脉冲的一实例图；图2是近晶相液晶显示屏的组成示意图；图3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4是本发明中扫描驱动一行的实现流程图；图5是本发明第一实施例中向扫描驱动的一行所施加的电压波形；
图6是本发明第一实施例中向不扫描驱动的其他行所施加的电压波形；图7是本发明第一实施例中向扫描驱动的一行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列所施加的电压波形；图8是本发明第一实施例中向扫描驱动的一行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列所施加的电压波形；图9是图5所示电压波形与图7所示电压波形叠加后形成的电压波形；图10是图5所示电压波形与图8所示电压波形叠加后形成的电压波形；图11是图6所示电压波形与图7所示电压波形叠加后形成的电压波形；图12是图6所示电压波形与图8所示电压波形叠加后形成的电压波形。
具体实施例方式本发明扫描驱动方法是用于近晶相液晶显示屏上的ー种方法。如图2和图3所示，该近晶相液晶显示屏10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的材料可选为透明的玻璃或塑料。在第一基体层11与第二基体层12之间设有一由近晶相液晶和添加物混合而成的混合层13。该近晶相液晶(又称为近晶态液晶，微观上表现为近晶相液晶分子，见下述)为带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯或四こ酸癸酯四氰基联苯中的任一种或任几种的混合物。添加物为带导电特性的化合物，如十六烷基三こ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3所示，第ー导电电极层14由M个平行排列的条状行电极141组成，该M个行电极141从该近晶相液晶显示屏10左边的行电极引出端引出连接至行脉冲电压驱动电路(图中未示出)，在本申请中，ー个行电极被视为一行，第二导电电极层15由N个平行排列的条状列电极151组成，该N个列电极从该近晶相液晶显示屏10上边的列电极引出端引出连接至列脉冲电压驱动电路(图中未示出)，在本申请中，ー个列电极被视为一列，第一导电电极层14的M个行电极141与第二导电电极层15的N个列电极151相正交,该第一导电电极层14与第二导电电极层15形成ー个MXN的像素点阵列结构(M、N为正整数)，ー个行电极与ー个列电极形成一个像素点，例如图3所示的像素点20。也就是说，显示屏为M行XN列制式，具有M行、N列，一行对应有N个像素点。在本发明中，向行施加电压波形是通过向该行对应的行电极施加电压波形实现的，同理，向列施加电压波形是通过向该列对应的列电极施加电压波形实现的。该两个导电电极层14和15与中间的混合层13形成了ー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。该显示屏可设有黒色背板或不设置背板。本发明包括以下步骤对该近晶相液晶显示屏10的所有行进行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括如下步骤，如图4所示 步骤ー等待期Pwait :在持续时间为twait(twait > O)的等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压，如图5至图8所示；步骤ニ 扫描期Pscan :在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压(如图6)，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲；步骤三DC平衡期Pdc :在持续时间为tdc (tdc > O)的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压，如图5至图8所示；其中该行扫描期脉冲为一种高频双向脉冲，如图5，该行扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成；一个该双向高频脉冲单元由一个持续ts I时间且幅值为Um的正电压、一个持续ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Um’的负电压依次相接构成，即Ts = tsl+ts2+ts3,并且应满足ts3 = tsl+ts2 ;在实际实施中，ts2可以等于O,也可不为O,而ts3和tsl应不为O ;
该全透明态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，如图7，该全透明态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成；ー个该第一单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Un的正电压依次相接构成，即占空比为50%, Ts = tsl+ts2+ts3 ；该雾状避光态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，如图8，该雾状避光态列扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成；ー个该第二单向高频脉冲单元由一个持续(tsl+ts2)时间且幅值为Un的正电压、一个持续ts3时间的O伏电压依次相接构成，即占空比为50%, Ts = tsl+ts2+ts3 ；Um > 0，Um’ > O,Un > O,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Um, +Un大于阈值电压幅值Uth ；并且，在扫描驱动该一行时，应满足公式UmX tsl = (Um ' +Un) X ts3和QsXUnX ts3 = UmX tdc 0综上所述，一行依次连续经过等待期、扫描期、DC平衡期后，便完成了该行的扫描驱动作业。对一行进行完扫描驱动后，便对下一行进行扫描驱动，直至显示屏的所有行被扫描驱动完。当所有行扫描驱动完成后，图像刷新完成，图像便显示出来。对显示屏的所有行进行扫描驱动的顺序可按实际需求设定，例如，可为逐行顺次扫描驱动、逆序扫描驱动、分段扫描驱动、二分算法扫描驱动或随机乱序扫描驱动中的任一种。如图5至图8所示可以看出，该行扫描期脉冲、该全透明态列扫描期脉冲、该雾状避光态列扫描期脉冲三个脉冲波形的频率是相同的。对于全透明态列扫描期脉冲而言，该全透明态列扫描期脉冲的波形与该行扫描期脉冲的波形有着对应关系，即全透明态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲中(tsl+ts2)时间段相对应的波形为O伏电压，而与行扫描期脉冲中ts3时间段相对应的波形为具有幅值Un的正电压。而雾状避光态列扫描期脉冲与全透明态列扫描期脉冲仅相位相反，即雾状避光态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数(即Qs)与全透明态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数都相同，只是相位相反。扫描期Pscan的持续时间为QsXTs。在本发明中，对全透明状态的像素点和雾状遮光状态的像素点的判断是通过读取图像存储器中的记录来实现的，该图像存储器内以行为单位记录着各个像素点待显示的状态。在本发明中，周期Ts的取值范围为40μ s≤Ts≤1000 μ s，Ts = 1/fs，即fs的取值范围为IkHz ≤fs ≤25kHz ;电压幅值Um的取值范围为IOV ≤Um ≤250V ;电压幅值Um’的取值范围为IOV≤Um’≤250V ；电压幅值Un的取值范围为IOV ≤Un ≤250V ;个数Qs的取值范围为I个≤Qs ≤2000个。需要提及的是，受行、列脉冲电压驱动电路所用的芯片内部资源所限，频率fs应为IkHz 25kHz，个数Qs不能超过2000个，并且，受行、列脉冲电压驱动电路工作特性所限，幅值Um、Um’、Un的范围应为IOV 250V。例如，频率fs可为 lkHz、4kHz、10kHz、15kHz、20kHz、25kHz,fi&； Qs 可为 I 个、500 个、1000 个、1500 个、2000个，幅值 Um、Um，、Un 可为 10V、50V、100V、150V、250V。在对近晶相液晶显示屏10的所有行进行扫描驱动前还包括清除近晶相液晶显示屏上显示的图像的初始化步骤，该初始化步骤为在初始化期，向所有行施加行初始化脉冲，该行初始化脉冲为ー种低频单向脉冲，向所有列施加列初始化脉冲，该列初始化脉冲与该行初始化脉冲仅相位相反(指列初始化脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数与行初始化脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数都相同，但相位相反)。初始化近晶相液晶显示屏的目的是将近晶相液晶显示屏显示的图像清除，对全屏进行一致的初始化操作，经过初始化后的显示屏会处于全屏雾状避光(磨砂)状态。在初始化步骤中，该低频单向脉冲可为正向脉冲或负向脉冲。例如，行初始化脉冲可由连续相接的Qinit个单向低频脉冲单元构成；该单向低频脉冲单元由一个持续tl时间且幅值为Uinit的正电压、一个持续t2时间的O伏电压依次相接构成，tl = t2，即占空比Dinit为50% ;行初始化脉冲的频率finit的取值范围为IHz彡finit < 1000Hz，幅值Uinit的取值范围为IOV彡Uinit彡250V ;幅值Uinit大于阈值电压幅值Uth ;个数Qinit的取值范围为IfgQinit < 500个。需要提及的是，个数Qinit控制在500个(包含500个)以内便可以实现清屏功效，受行、列脉冲电压驱动电路工作特性所限，幅值Uinit的范围应为 IOV 250V。例如，频率 finit 可为 1Ηζ、50Ηζ、500Ηζ、800Ηζ、990Ηζ，个数 Qinit 可为 I 个、50 个、100 个、500 个，幅值 Uinit 可为 10V、50V、100V、150V、250V。如图5至图12所示，本发明的工作原理和过程为首先，对显示屏进行初始化。在初始化期，向所有行施加频率finit为100Hz、幅值Uinit为80V的行初始化脉冲，该行初始化脉冲由连续相接的400个正向低频脉冲单元构成(该正向低频脉冲单元由一个持续tl时间且幅值为80V的正电压、一个持续t2时间的O伏电压依次相接构成，tl = t2 = 5000 μ s),列与行上施加的脉冲仅相位相反。由于行、列两者之间叠加后形成的电压波形为低频双向脉冲且在每一瞬间的幅值为80V，大于阈值电压幅值(选定阈值电压幅值为50V)，因此，当电压作用时间不到I秒钟的时候，混合层13中的近晶相液晶分子便发生扭转，形成乱序排列形态。因为近晶相液晶分子的各向相异性(即由于入射光线通过各液晶的长光轴不同，各液晶的光折射角度不同，因而各液晶的折射率不同)，使得入射各近晶相液晶分子的光线的折射存在着很大的差异，即在该微薄厚度的混合层13内，光折射率产生着剧烈的变化，因而光线发生了強烈的散射，宏观上表现为ー种散光效应，显示屏全屏呈现雾状遮光状态，如磨砂毛玻璃一般。然后，对显示屏进行一行一行地逐行顺次扫描驱动(即按从第I行至第M行的顺序进行扫描)，直至将所有行扫描驱动完，此时，需要显示的图像便呈现出来。
下面以扫描驱动一行为例进行说明。首先为等待期Pwait，在等待期内，所有行和所有列上均被施加O伏电压，如图5至图8所示。然后，进入扫描期Pscan，在扫描期内扫描驱动的该行上施加行扫描期脉冲，如图5，该行扫描期脉冲的周期为400 μ s (即Ts = 400 μ s)，由连续相接的1000个(即Qs =1000)双向高频脉冲单元构成,一个该双向高频脉冲单元由一个持续150 μ s (即tsl =150 μ s)时间且幅值 为80伏(即Um = 80V)的正电压、一个持续50 μ s (即ts2 = 50 μ s)时间的O伏电压、一个持续200 μ s (即ts3 = 200 μ s)时间且幅值为15伏(即Um’= 15V)的负电压依次相接构成；不扫描驱动的其他行上施加O伏电压，如图6 ;扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列上施加全透明态列扫描期脉冲，如图7，该全透明态列扫描期脉冲的周期为400 μ s (即Ts = 400 μ s)，由连续相接的1000个(即Qs = 1000)第ー单向高频脉冲单元构成，ー个该第一单向高频脉冲单元由一个持续200 μ s(即tsl+ts2=200 μ s)时间的O伏电压、一个持续200 μ S (即ts3 = 200 μ s)时间且幅值为45伏(即Un = 45V)的正电压依次相接构成；扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列上施加雾状避光态列扫描期脉冲，如图8，该雾状避光态列扫描期脉冲与全透明态列扫描期脉冲仅相位相反，即雾状避光态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数(指Qs)与全透明态列扫描期脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数都相同，只是相位相反；最后，进入DC平衡期Pdc，在持续时间为O. 1125秒(即tdc = O. 1125s)的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为80伏(即Um = 80V)的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压。经过上述等待期、扫描期和DC平衡期后，该行扫描驱动完成，该行对应的各个像素点均按照实际显示需求呈现为相应显示状态。从微观角度来看在等待期内由于所有行和列上均被施加O伏电压，叠加在所有像素点上的电压均为0V，小于阈值电压幅值50V，因此，所有像素点对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，混合层不受任何影响，所有像素点继续呈现原来的状态。在扫描期内对于施加行扫描期脉冲的该行与施加全透明态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形为双向脉冲且该双向脉冲中的正负脉冲的电压幅值均大于阈值电压幅值Uth 50V(持续tsl时间的正脉冲的电压幅值为Um，Um =80V，持续ts3时间的负脉冲的电压幅值为(Um，+Un)，Um’ +Un = 60V，持续ts2时间的O伏电压不会对像素点显示状态造成任何影响)，如图9所示，因此，当电压作用时间不到I秒钟时，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态发生改变，变为规则排列形态，此时，近晶相液晶分子的长光轴垂直于第一、第二导电电极层14、15的平面，入射各近晶相液晶分子的光线的折射不产生剧烈变化，光线可自由透过该混合层部分，宏观上，这些像素点对应的混合层部分呈现全透明状态；对于施加行扫描期脉冲的该行与施加雾状避光态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形虽然也为双向脉冲，但该双向脉冲中的正、负脉冲的电压幅值均小于阈值电压幅值Uth 50V (持续ts I时间的正脉冲的电压幅值为(Um-Un)，Um-Un = 35V，持续ts2时间的负脉冲的电压幅值为Un, Un = 45V，持续ts3时间的负脉冲的电压幅值为Um，，Um，= 15V。另外，即使持续ts I时间的正脉冲的电压幅值(Um-Un)大于了阈值电压幅值Uth 50V，由于持续ts2时间的负脉冲和持续ts3时间的负脉冲的电压幅值肯定是小于阈值电压幅值Uth 50V的，因此，这种只有正脉冲电压幅值高于阈值电压幅值的双向脉冲也不会对像素点显示状态造成任何影响。)，如图10所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，混合层部分不受任何影响，这些像素点保持原来的状态；对于施加OV电压的其他行与施加全透明态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形(负向脉冲)的电压幅值为Un 45V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图11所示，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，这些像素点继续保持原来的状态；对于施加OV电压的其他行与施加雾状避光态列扫描期脉冲的列构成的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形(负向脉冲)的电压幅值也为Un45V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图12所示，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，这些像素点继续保持原来的状态。在DC平衡期内对于扫描驱动的该行对应的所有像素点而言，如图9和图10所示，叠加在这些像素点上的电压均为0V，小于阈值电压幅值Uth 50V,因此，这些像素点对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，这些像素点继续保持原来的状态；对于不扫描驱动的其他行对应的所有像素点而言，如图11和图12所示，叠加在这些像素点上的电压均为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，但是，该电压为ー个恒定电 压，而不是脉沖，因此，这些像素点对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态也不发生改变，混合层部分不受任何影响，这些像素点继续保持原来的状态。若显示屏不设置背板而作为户外显示屏使用，则雾状避光状态的像素点显示为黑色，全透明状态的像素点显示为白色。若显示屏设置黑色背板，则雾状避光状态的像素点显示为白色，全透明状态的像素点显示为黒色。像素点显示为白色或黒色后，便可撤去行、列上的电压波形，像素点会继续保持，这种显示状态的保持是不需要电压来維持的，即撤去电压波形后，像素点仍然能够保持加载电压波形时产生的光效应，而作用的电压信号只是为了改变近晶相液晶分子的排列形态。在本发明中，将这种不需要电驱动而维持光效应的状态称为“多稳态”或“准静态”。而这种“多稳态”是因为添加物采用了带导电特性的化合物，当电信号施加吋，带导电特性的化合物中的离子根据电势差变化产生往复运动，这种运动可以改变近晶相液晶分子的排列形态，而变化后的近晶相液晶分子排列形态并不需要离子的持续运动来維持，是稳定的。在本发明中，在扫描期期间，扫描驱动的行上施加的电压波形中的正、负脉冲的电压幅值可不一样，负脉冲的电压幅值不必设置得太大，而列上施加的电压波形均为单向脉冲，这样便降低了电压波形的实现复杂度，降低了驱动难度，降低了成本，并且，解决了已有的高频高压正负脉冲(由正负对称的正脉冲和负脉冲构成)导致的列电极驱动电压偏高的问题，刷屏累积效应明显降低。但是，随之带来的问题是虽然扫描驱动完成后，显示屏已经将图像显示出来，但是，由于在扫描驱动每一行吋，扫描驱动的该行对应的所有像素点可能会存在电压差(即图9中扫描期内的所有正脉冲的总面积不一定等于所有负脉冲的总面积，图10中扫描期内的所有正脉冲的总面积不一定等于所有负脉冲的总面积)，如图9和图10所示，并且，不扫描驱动的其他行对应的所有像素点会存在电压差(即图11中扫描期内只有负脉冲，图12中扫描期内只有负脉冲)，如图11和图12所示，因此，在扫描驱动完成后，整个显示屏的DC并不平衡，电压积分不为O。而电压差的长期存在将会导致近晶相液晶材料的特性发生改变，整个显示屏逐渐变黄，甚至不能驱动等问题。针对这些问题，本发明采取合理设置电压波形和增设DC平衡期的措施来加以解决，具体说明如下以扫描驱动每一行为例说明。对于扫描驱动的该行对应的所有像素点而言，合理设置扫描驱动的该行上以及各个列上施加的电压波形(扫描驱动的该行和所有列上施加的电压波形在DC平衡期内为O伏电压，不起任何作用)，令扫描驱动的该行与各个列上施加的电压波形之间满足公式UmX tsl = (Um ' +Un)Xts3。例如，以图5至图8所示实施例为例，令Um = 80V,tsl = 150 μ s，Um’ = 15V, Un = 45V, ts3 = 200 us,这样，便满足了公式 UmX tsl =(Um' +Un) Xts3的要求，扫描驱动的该行对应的所有像素点上的电压波形的正、负脉冲可
相互抵消(即图9中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积，相互抵消，图10中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积，相互抵消)，扫描驱动的该行对应的所有像素点的电压积分为0，保持了 DC平衡。对于不扫描驱动的其他行对应的所有像素点而言，增设DC平衡期，即对不扫描驱动的其他行上施加的电压波形増加由幅值为Um的正电压构成的DC平衡期(即DC平衡期的电压幅值为Um)，且满足公式QsXUnXts3 = UmXtdc0例如，以图5至图8所示实施例为例，Um = 80V, Un = 45V, ts3 = 200 μ s’ Qs = 1000 个，令 tdc = O. 1125s，这样，便满足了公式QsXUnXts3 = UmXtdc的要求，不扫描驱动的其他行对应的所有像素点在扫描期内的负脉冲被DC平衡期内的正电压抵消(即图11中扫描期内的所有负脉冲的总面积被DC平衡期内的正电压面积相抵消，图12中扫描期内的所有负脉冲的总面积被DC平衡期内的正电压面积相抵消)，不扫描驱动的其他行对应的所有像素点的电压积分为0，保持了 DC平衡。由此可见，通过上述措施，可以使得扫描驱动每一行时显示屏都能保持DC平衡，这样，扫描驱动所有行后的显示屏在显示出整个图像的同时，也实现了 DC的平衡。对于本发明，如上所述，像素点除了显示为黑白色外，还可显示为不同灰度阶状态。实现不同灰度阶状态显示的具体方法为在扫描驱动每一行的步骤ニ中，向扫描驱动的该一行上需被驱动为位于全透明状态与雾状避光状态之间的任一灰度阶状态的像素点对应的列施加相应的渐进态列扫描期脉冲，该渐进态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该渐进态列扫描期脉冲由连续相接的Qsl个第一单向高频脉冲单元和Qs2个第二单向高频脉冲单元构成，Qsl+Qs2 = Qs，该第一单向高频脉冲单元的数量Qsl和该第二单向高频脉冲单元的数量Qs2的取值与该像素点所要显示的灰度阶状态相对应。例如，设定显示屏可显示从O到Qs、共Qs+Ι个显示值(Qs > 15)，显示值O对应全透明状态，显示值Qs对应雾状避光状态，灰度值(即显示值)I到Qs-I对应不同灰度阶状态，那么，如果像素点要显示灰度值为15的灰度阶状态，则像素点对应的列施加的相应渐进态列扫描期脉冲应由连续相接的Qs-15个第一单向高频脉冲单元和15个第二单向高频脉冲单元构成。需要提及的是，若显示黑白色的显示屏通过上述合理设置电压波形和增设DC平衡期的方法达到了 DC平衡的话，在该显示黑白色的显示屏的基础上，按照上述方法增设灰度阶状态的显示，则该显示屏仍旧可以保持DC平衡(扫描驱动每一行吋，扫描驱动的该行上显示为灰度阶状态的像素点对应的列所对应的所有像素点都会满足公式UmXtsl =(Um' +Un) Xts3和QsXUnXts3 = UmXtdc的要求)，证明推导与黑白色显示状态的像素点相同，在这里不加以详述。在具体实现波形中，该渐进态列扫描期脉冲中的Qsl个第一单向高频脉冲单元排列在前而Qs2个第二单向高频脉冲单元排列在后，以便降低波形的实现难度。在实际中，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，近晶相液晶显示屏的混合层便可在全透明与有色遮光之间切換。对于混合了二色性染料的近晶相液晶显示屏而言，其扫描驱动方法与上述未混合二色性染料的近晶相液晶显示屏相同(其像素点显示图像的物理实现原理与上述未混合二色性染料的近晶相液晶显示屏相似)，在这里不再赘述。在本发明中，阈值电压是为使近晶相液晶分子被驱动而发生排列形态改变的电压值，其是根据混合层的组成和厚度来确定的，一般Uth为5V以上。等待期Pwait、扫描期 PscaruDC平衡期Pdc、初始化期均为设定的固定时间段，例如，扫描期Pscan为5ms，DC平衡期Pdc为5ms,初始化期为I. 5ms,等待期Pwait为1ms。上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。例如，将本发明方法中的所有电压波形的正负方向颠倒后所得到的电压波形也能实现本发明方法。
权利要求
1.一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，它包括对该近晶相液晶显示屏的所有行进行扫描驱动，其特征在于 扫描驱动每一行包括如下步骤 步骤一等待期在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压； 步骤二 扫描期在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲； 步骤三DC平衡期在持续时间为tdc的DC平衡期内，向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的正电压，向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压； 其中 该行扫描期脉冲为一种高频双向脉冲，该行扫描期脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成；一个该双向高频脉冲单元由一个持续tsl时间且幅值为Um的正电压、一个持续ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Um’的负电压依次相接构成，Ts = tsl+ts2+ts3,并且 ts3 = tsl+ts2 ； 该全透明态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该全透明态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成；一个该第一单向高频脉冲单元由一个持续tsl+ts2时间的O伏电压、一个持续ts3时间且幅值为Un的正电压依次相接构成；该雾状避光态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该雾状避光态列扫描期脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成；一个该第二单向高频脉冲单元由一个持续tsl+ts2时间且幅值为Un的正电压、一个持续ts3时间的O伏电压依次相接构成；Um> 0，Um’ > 0，Un > O，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Um, +Un大于阈值电压幅值Uth ； 并且，在扫描驱动该一行时,UmXtsl= (Um' +Un) Xts3 且 QsXUnXts3 = UmXtdc。
2.如权利要求I所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于在所述步骤二中，向扫描驱动的所述一行上需被驱动为位于全透明状态与雾状避光状态之间的任一灰度阶状态的像素点对应的列施加相应的渐进态列扫描期脉冲，该渐进态列扫描期脉冲为一种高频正向脉冲，该渐进态列扫描期脉冲由连续相接的Qsl个所述第一单向高频脉冲单元和Qs2个所述第二单向高频脉冲单元构成，Qs 1+Qs2 = Qs,所述第一单向高频脉冲单元的数量Qsl和所述第二单向高频脉冲单元的数量Qs2的取值与该像素点所要显示的灰度阶状态相对应。
3.如权利要求2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于在所述渐进态列扫描期脉冲中，Qsl个所述第一单向高频脉冲单元排列在前，Qs2个所述第二单向高频脉冲单元排列在后。
4.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于所述Ts的取值范围为40 ii s≤ Ts≤ 1000 u s ;所述Um的取值范围为IOV ^ Um ^ 250V ;所述Um’的取值范围为IOV≤ Um’≤ 250V ;所述Un的取值范围为IOV ^ Un ^ 250V ;所述Qs的取值范围为I个≤Qs ( 2000个。
5.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于在对所述近晶相液晶显示屏的所有行进行扫描驱动前还包括清除近晶相液晶显示屏上显示的图像的初始化步骤，该初始化步骤为 在初始化期，向所有行施加行初始化脉冲，该行初始化脉冲为一种低频单向脉冲，向所有列施加列初始化脉冲，该列初始化脉冲与该行初始化脉冲仅相位相反。
6.如权利要求5所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于所述行初始化脉冲由连续相接的Qinit个单向低频脉冲单元构成；该单向低频脉冲单元由一个持续tl时间且幅值为Uinit的正电压、一个持续t2时间的O伏电压依次相接构成，tl = t2 ;所述行初始化脉冲的频率finit的取值范围为IHz ( finit < 1000Hz，幅值Uinit的取值范围为IOV ( Uinit ( 250V ;幅值Uinit大于阈值电压幅值Uth ；Qinit的取值范围为I个(Qinit ( 500 个。
7.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于ts2= 0或 ts2 幸 0 ；ts3 幸 0 ；tsl 幸 O。
8.如权利要求I或2所述的近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，其特征在于所述扫描驱动为逐行顺次扫描驱动、逆序扫描驱动、分段扫描驱动、二分算法扫描驱动或随机乱序扫描驱动中的任一种。
全文摘要
本发明公开了一种近晶相液晶显示屏用扫描驱动方法，包括对所有行进行扫描驱动。扫描驱动每一行包括等待期内向所有行列施加零伏电压；在扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，向不扫描驱动的其他行施加零伏电压，向扫描驱动的该行上需被驱动为全透明状态的像素点对应的列施加全透明态列扫描期脉冲，向扫描驱动的该行上需保持雾状遮光状态的像素点对应的列施加雾状避光态列扫描期脉冲；DC平衡期内向不扫描驱动的其他行施加Um幅值的正电压而向扫描驱动的该行和所有列施加零伏电压。本发明中的电压波形实现简单，解决了列电极驱动电压偏高问题，降低了刷屏累积效应的影响，驱动成本和复杂度降低，且保证了DC平衡和图像的正常显示。
文档编号G09G3/36GK102682722SQ201110053698
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者任宇, 夏兴隆, 孙刚 申请人:苏州汉朗光电有限公司
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