近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法
专利名称：近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种近晶态液晶显示屏的扫描驱动方法，尤指一种近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法。
背景技术：
目前，近晶态液晶显示屏使用高频高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，该波形由正负电源供电，电压幅值为Um，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。倘若行、列电极上施加不同电压幅值的高频高压正负脉冲的话，则需要4组高压隔离器件来实现，这样，就更加增大了波形实现的复杂度，增大了驱动难度，提升了成本。因此，设计出一种驱动电压波形简单、能耗小、驱动难度小的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态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，该方法实现简单，功耗低，可极大降低硬件(如提供行列电极电压波形的驱动电路)的成本。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，它包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其特征在于扫描驱动每一行包括如下步骤步骤一扫描期向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，该行扫描期脉冲是频率为fscan、占空比为Dscan、幅值为Um的高频单向脉冲；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，该全透明态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲仅相位相反；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，该雾状避光态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲相同；步骤二 归地期向所有行和所有列施加零伏电压，持续时间为tgnd ；步骤三DC平衡期向扫描驱动的该行施加行平衡期脉冲，该行平衡期脉冲是频率为fdc、占空比为Ddc、幅值为Um的高频单向脉冲；向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的电压；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平衡期脉冲，该全透明态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲仅相位相反；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遮光态列平衡期脉冲，该雾状遮光态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲相同；其中频率fscan等于频率fdc,占空比Dscan等于占空比Ddc,扫描期施加的行扫描期脉冲的脉冲个数Qscan等于DC平衡期施加的行平衡期脉冲的脉冲个数Qdc。本发明的优点是本发明单向脉冲驱动方法只需单向电压波形即可实现，单向电压波形实现简单，降低了行、列脉冲电压驱动电路的驱动难度，降低了硬件电路的成本。通过采用设置归地期和DC平衡期的方法，本发明在实现单向电压波形驱动的基础上，在整个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。
图I是近晶态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是近晶态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；图13是归地期的作用说明图；图14是一个脉冲的定义说明图。
具体实施例方式本发明近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法是用于近晶态液晶显示屏上的一种方法。如图2和图3所示，该近晶态液晶显示屏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之间设有一由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层13。该近晶态液晶(微观上表现为近晶态液晶分子，见下述)为带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯或四乙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，如十六烷基三乙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，第一导电电极层14由M个平行排列的条状行电极141组成，该M个行电极141从该近晶态液晶显示屏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，一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个列电极从该近晶态液晶显示屏10上边的列电极弓丨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，一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形成一个MXN的像素点阵列结构(M、N为正整数)，一个行电极与一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形成了一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。该显示屏可设有黑色背板或不设置背板。本发明包括以下步骤对该近晶态液晶显示屏10的所有行进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括如下步骤，如图4所示步骤一扫描期Pscan :向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲(为了方便理解，以下将行扫描期脉冲称为A脉冲)，该A脉冲是频率为fscan (周期Tscan = 1/fscan)、占空比为Dscan、幅值为Um的高频单向脉冲；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(为了方便理解，以下将全透明态列扫描期脉冲称为B脉冲)，该B脉冲与A脉冲仅相位相反(指B脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数与A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)；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(为了方便理解，以下将雾状避光态列扫描期脉冲称为C脉冲)，该C脉冲与A脉冲相同(指C脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数与A脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数均相同)；步骤二 归地期Pgnd 向所有行和所有列施加零伏电压，持续时间为tgnd ；步骤三DC平衡期Pdc :向扫描驱动的该行施加行平衡期脉冲(为了方便理解，以下将行平衡期脉冲称为D脉冲)，该D脉冲是频率为fdc (周期Tdc = 1/fdc)、占空比为Ddc、幅值为Um的高频单向脉冲；向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的电压；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平衡期脉冲(为了方便理解，以下将全透明态列平衡期脉冲称为E脉冲)，该E脉冲与D脉冲仅相位相反(指E脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数与D脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数相同，但相位相反)；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遮光态列平衡期脉冲(为了方便理解，以下将雾状遮光态列平衡期脉冲称为F脉冲)，该F脉冲与D脉冲相同(指F脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数与D脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数均相同)；其中频率fscan等于频率fdc,占空比Dscan等于占空比Ddc,扫描期Pscan施加的A脉冲的脉冲个数Qscan等于DC平衡期Pdc施加的D脉冲的脉冲个数Qdc，也就是说，扫描期的持续时间等于DC平衡期的持续时间。需要提及的是，扫描期内施加的A脉冲的初始相位与DC平衡期内施加的D脉冲的初始相位可相同或不同。综上所述，一行依次连续经过扫描期、归地期、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。该高频单向脉冲可为正向脉冲或负向脉冲(即电压方向为正向或负向)。当该高频单向脉冲为正向脉冲时，DC平衡期内向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压应为正电压。当该高频单向脉冲为负向脉冲时，DC平衡期内向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压应为负电压。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，该高频单向脉冲的频率fscan为IkHz ^ fscan ^ 25kHz,幅值Um为10V^Um^ 250V ;幅值Um大于阈值电压幅值Uth ;在扫描期，施加高频单向脉冲的脉冲个数Qscan为I个< Qscan < 2000个；占空比Dscan可任意设定。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，该高频单向脉冲的频率应为IkHz 25kHz，脉冲个数不能超过2000个，并且，受行、列脉冲电压驱动电路工作特性所限，幅值Um的范围应为IOV 250V。例如，该高频单向脉冲的频率可为lkHz、4kHz、10kHz、15kHz、20kHz、25kHzJjc冲个数可为 I 个、500 个、1000 个、1500 个、2000 个，幅值 Um 可为 10V、50V、100V、150V、250V。在实际实施中，步骤一前还可包括等待期Pwait ;在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。除此之外，在逐行扫描驱动前还包括清除近晶态液晶显示屏10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)。初始化近晶态液晶显示屏的目的是将近晶态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；该低频单向脉冲的频率finit为IHz ( finit < 1000Hz，幅值Un为IOV ^ Un ^ 250V ;幅值Un大于阈值电压幅值Uth ;在初始化期，施加低频单向脉冲的脉冲个数Qinit为I f<Qinit < 500个；该低频单向脉冲的占空比Dinit可任意设定。需要提及的是，该低频单向脉冲的脉冲个数控制在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Un的范围应为IOV 250V。例如，该低频单向脉冲的频率可为lHz、50Hz、500Hz、800Hz、990Hz，脉冲个数可为 I 个、50 个、100 个、500 个，幅值 Un 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，向所有行和所有列施加频率finit为IOOHz、占空比Dinit为50%、幅值Un为80V的低频正向脉冲，施加脉冲个数Qinit为400个，列与行上施加的脉冲仅相位相反。由于行、列上施加的电压波形为低频双向脉冲且行、列两者之间叠加后在每一瞬间形成的电压波形的幅值为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中的近晶态液晶分子便发生扭转，形成乱序排列形态。因为近晶态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)，使得入射各近晶态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，因而光线发生了强烈的散射，宏观上表现为一种散光效应，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。在正式扫描驱动前为等待期，在等待期内，所有行和所有列上均被施加0伏电压，等待下面的扫描驱动步骤。然后，进入扫描期Pscan，在扫描期内扫描驱动的该行上施加A脉冲，该A脉冲是频率fscan为5kHz、占空比Dscan为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图5所示，扫描期内施加的A脉冲的脉冲个数Qscan为200个；不扫描驱动的其他行上施加0伏电压，如图6所示；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B脉冲,该B脉冲与A脉冲的电压方向、频率、占空比、脉冲个数相同，相位相反，如图7所示；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C脉冲，该C脉冲与A脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、脉冲个数均相同，如图8所示；接着，进入归地期Pgnd，在归地期内所有行和所有列上均施加0伏电压，持续时间为tgnd,如图5至图8所示；最后，进入DC平衡期Pdc，在DC平衡期内扫描驱动的该行上施加D脉冲，该D脉冲是频率fdc为5kHz、占空比Ddc为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图5所示，DC平衡期内施加的D脉冲的脉冲个数Qdc为200个；不扫描驱动的其他行上施加幅值Um为80V的正电压，如图6所示；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E脉冲，该E脉冲与D脉冲的电压方向、频率、占空比、脉冲个数相同，相位相反，如图7所示；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F脉冲,该F脉冲与D脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、脉冲个数均相同，如图8所示；经过上述扫描期、归地期和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0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部分中的近晶态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雾状遮光状态，等待下一步的扫描驱动。在扫描期内对于施加A脉冲的该行与施加B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在每一瞬间上的电压差值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，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部分中的近晶态液晶分子的排列形态发生改变，变为规则排列形态，此时，近晶态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,入射各近晶态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A脉冲的该行与施加C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的幅值为0V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图10所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态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，这些像素点保持雾状遮光状态；对于施加OV电压的其他行与施加B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)的幅值为Um 80V,大于阈值电压幅值Uth 50V，如图11所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态不发生显著的改变，混合层部分没有受到明显的影响，视为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C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)的幅值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图12所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态也不发生显著的改变，混合层部分没有受到明显的影响，视为这些像素点也继续保持原来的状态。在归地期内由于所有行和列上均被施加0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Uth 50V,因此，所有像素点对应的混合层13部分中的近晶态液 晶分子的排列形态不发生改变，所有像素点继续保持原来的状态。在DC平衡期内对于施加D脉冲的该行与施加E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在每一瞬间上的电压差值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图9所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子的排列形态仍然为规则排列形态，近晶态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，入射各近晶态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继续呈现全透明状态；对于施加D脉冲的该行与施加F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的幅值为0V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图10所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子的排列形态仍然不发生改变，这些像素点继续保持雾状遮光状态；对于施加Um 80V正电压的其他行与施加E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(正向脉冲)的幅值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图11所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态仍然不发生显著的改变，视为这些像素点继续保持原来的状态；对于施加Um 80V正电压的其他行与施加F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(正向脉冲)的幅值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图12所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态同样仍然不发生显著的改变，视为这些像素点也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黑色。像素点显示为白色或黑色后，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维持的，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态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，当电信号施加时，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态液晶分子的排列形态，而变化后的近晶态液晶分子排列形态并不需要离子的持续运动来维持，是稳定的在本发明中，扫描期内施加在行、列上的电压波形均为单向电压波形，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，但是，随之带来的问题是需要呈现全透明状态的那些像素点上可能存在电压差(扫描期内的电压积分不为0);另外，在扫描驱动每一行时，没有扫描驱动的那些行对应的像素点上会存在电压差(扫描期内的电压积分不为0)。而电压差的长期存在将会导致近晶态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。因此，在本发明中，这些问题通过采用合理设置扫描期内的电压波形以及增加DC平衡期这些手段来加以解决。具体说明如下对于显示为全透明状态的那些像素点而言，通过扫描期设置整数个脉冲的方式，如图9所示，使得这些像素点上形成的电压波形在扫描期内可保证电压积分为0(即在扫描期内，0电平上的正脉冲个数与0电平下的负脉冲个数一样多，相互抵消)，而在DC平衡期，由于DC平衡期同样采用了设置整数个脉冲的方式，因此，这些像素点上形成的电压波形在DC平衡期内同样可保证电压积分为0 ;对于保持雾状避光状态的那些像素点而言，如图10所示，由于叠加在这些像素点上的电压波形的幅值始终为0V，因此，不论扫描期还是DC平衡期，这些像素点上形成的电压波形都会保证电压积分为0 ;在扫描驱动一行时，对于没有扫描驱动的那些行对应的像素点而言，通过增加DC平衡期以及合理设置DC平衡期内没有扫描驱动的那些行、各个列上的电压波形的方式(即E、F脉冲与D脉冲为同一种类型的波形，只不过相位与D脉冲相同或相反，而D脉冲与A脉冲也为同一种类型的波形，且施加的脉冲个数相等，另外，不扫描驱动的行上施加与A脉冲幅值Um相等的正电压)，如图11和图12所示，使得DC平衡期内0电平上的正脉冲个数与扫描期内0电平下的负脉冲个数一样多，且该正脉冲与该负脉冲的面积相等，从而正、负脉冲相互抵消，这些像素点上形成的电压波形在整个周期内实现了电压积分为0，实现了 DC平衡。在本发明中，为了保证DC平衡期的有效作用，扫描期与DC平衡期间需要设置一个归地期，且该归地期的持续时间tgnd应保持一定的时间，一般为大于I毫秒，以将扫描期与DC平衡期间可能出现的高频分量除掉。倘若不设置该归地期，则会出现短暂高频清屏效应，对显示屏的图像显示造成不良影响。以不扫描驱动的行与全透明状态的像素点对应的列构成的那些像素点为例，若不设置归地期，即图11所示的波形没有了归地期，那么，这些像素点上形成的波形如图13所示，扫描期与DC平衡期直接相接，在扫描期与DC平衡期的相连点上出现了一个短暂的高频脉冲，虽然该高频脉冲只有一个，但是该高频脉冲为双向脉冲且其瞬间幅值达到了 Um 80V，大于了阈值电压幅值Uth 50V，因此，它会起到短暂清屏的效果，对显示屏的正常刷新造成了不利影响。由此可见，归地期的设置是十分必要的。像素点除了显示为黑白色外，还可显示为不同灰度阶状态。在扫描期和DC平衡期内，通过控制需被驱动为灰度阶状态的像素点对应的列上施加的电压波形中与该像素点对应的行上施加的电压波形中相位相同和相位相反的脉冲个数，就可以实现不同灰度阶状态的显示。当然，DC平衡期内施加的电压波形应能与扫描期内施加的电压波形相抵消，以达到DC平衡。
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，近晶态液晶显示屏的混合层便可在全透明与有色遮光之间切换。对于混合了二色性染料的近晶态液晶显示屏而言，其扫描驱动方法与上述未混合二色性染料的近晶态液晶显示屏相同(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态液晶显示屏相似)，在这里不再赘述。在本发明中，对于单向脉冲而言，一个脉冲由一个持续Tp时间的具有设定幅值U (不为0)的电压和一个持续Tn时间的OV电压构成，Tp+Tn = T。如图14，图14示出了正向脉冲的一个脉冲(脉冲个数为I个)，一个脉冲由一个持续Tp时间的具有设定幅值U (不为0)的正电压和一个持续Tn时间的OV电压构成，Tp+Tn = T。阈值电压Uth是为使近晶态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，一般为5V以上。扫描期Pscan、归地期Pgnd、DC平衡期Pdc、初始化期、等待期Pwait均为设定的固定时间段，例如，扫描期Pscan为5ms,归地期Pgnd为3ms, 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。
权利要求
1.一种近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，它包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其特征在于扫描驱动每一行包括如下步骤 步骤一扫描期向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，该行扫描期脉冲是频率为fscan、占空比为Dscan、幅值为Um的高频单向脉冲；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，该全透明态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲仅相位相反；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，该雾状避光态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲相同； 步骤二 归地期向所有行和所有列施加零伏电压，持续时间为tgnd ； 步骤三DC平衡期向扫描驱动的该行施加行平衡期脉冲，该行平衡期脉冲是频率为fdc、占空比为Ddc、幅值为Um的高频单向脉冲；向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的电压；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平衡期脉冲，该全透明态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲仅相位相反；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遮光态列平衡期脉冲，该雾状遮光态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲相同； 其中频率fscan等于频率fdc,占空比Dscan等于占空比Ddc,扫描期施加的行扫描期脉冲的脉冲个数Qscan等于DC平衡期施加的行平衡期脉冲的脉冲个数Qdc。
2.如权利要求I所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述高频单向脉冲为正向脉冲；在所述DC平衡期，向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压为正电压。
3.如权利要求I所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述高频单向脉冲为负向脉冲；在所述DC平衡期，向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压为负电压。
4.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述高频单向脉冲的频率fscan为IkHz ≤fscan ≤25kHz,幅值Um为IOV ≤ Um≤ 250V ； 幅值Um大于阈值电压幅值Uth ； 在扫描期，施加所述高频单向脉冲的脉冲个数Qscan为I个< Qscan ( 2000个。
5.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述步骤一前还包括等待期；在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。
6.如权利要求5所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 在所述逐行扫描驱动前还包括清除近晶态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。
7.如权利要求6所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述低频单向脉冲的频率finit为IHz ≤ finit < IOOOHz，幅值Un为IOV ≤Un ≤ 250V ； 幅值Un大于阈值电压幅值Uth ；在初始化期，施加所述低频单向脉冲的脉冲个数Qinit为I个< Qinit ( 500个。
8.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述归地期的持续时间tgnd大于I毫秒。
9.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述扫描期内施加的行扫描期脉冲的初始相位与所述DC平衡期内施加的行平衡期脉冲的初始相位相同或不同。
10.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述逐行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态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，包括对显示屏进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动一行包括在扫描期内对各行、各列的相应电压波形的施加；在归地期内，所有行和列的零伏电压施加；在DC平衡期内，对各行、各列的相应电压波形的施加；其中扫描期内各行、各列上施加的电压波形与DC平衡期内各行、各列上施加的电压波形存在一定的对应关系，从而使得本发明可在保证整个周期内DC平衡的基础上，只需单向电压波形即可实现扫描驱动，驱动电压波形简单，驱动难度低，硬件电路成本低。
文档编号G09G3/36GK102622972SQ201110033049
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者刘利强, 夏兴隆, 孙刚 申请人:苏州汉朗光电有限公司
技术领域：
本发明涉及一种近晶态液晶显示屏的扫描驱动方法，尤指一种近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法。
背景技术：
目前，近晶态液晶显示屏使用高频高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，该波形由正负电源供电，电压幅值为Um，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。倘若行、列电极上施加不同电压幅值的高频高压正负脉冲的话，则需要4组高压隔离器件来实现，这样，就更加增大了波形实现的复杂度，增大了驱动难度，提升了成本。因此，设计出一种驱动电压波形简单、能耗小、驱动难度小的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态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，该方法实现简单，功耗低，可极大降低硬件(如提供行列电极电压波形的驱动电路)的成本。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，它包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其特征在于扫描驱动每一行包括如下步骤步骤一扫描期向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，该行扫描期脉冲是频率为fscan、占空比为Dscan、幅值为Um的高频单向脉冲；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，该全透明态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲仅相位相反；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，该雾状避光态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲相同；步骤二 归地期向所有行和所有列施加零伏电压，持续时间为tgnd ；步骤三DC平衡期向扫描驱动的该行施加行平衡期脉冲，该行平衡期脉冲是频率为fdc、占空比为Ddc、幅值为Um的高频单向脉冲；向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的电压；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平衡期脉冲，该全透明态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲仅相位相反；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遮光态列平衡期脉冲，该雾状遮光态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲相同；其中频率fscan等于频率fdc,占空比Dscan等于占空比Ddc,扫描期施加的行扫描期脉冲的脉冲个数Qscan等于DC平衡期施加的行平衡期脉冲的脉冲个数Qdc。本发明的优点是本发明单向脉冲驱动方法只需单向电压波形即可实现，单向电压波形实现简单，降低了行、列脉冲电压驱动电路的驱动难度，降低了硬件电路的成本。通过采用设置归地期和DC平衡期的方法，本发明在实现单向电压波形驱动的基础上，在整个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。
图I是近晶态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是近晶态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；图13是归地期的作用说明图；图14是一个脉冲的定义说明图。
具体实施例方式本发明近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法是用于近晶态液晶显示屏上的一种方法。如图2和图3所示，该近晶态液晶显示屏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之间设有一由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层13。该近晶态液晶(微观上表现为近晶态液晶分子，见下述)为带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯或四乙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，如十六烷基三乙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，第一导电电极层14由M个平行排列的条状行电极141组成，该M个行电极141从该近晶态液晶显示屏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，一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个列电极从该近晶态液晶显示屏10上边的列电极弓丨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，一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形成一个MXN的像素点阵列结构(M、N为正整数)，一个行电极与一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形成了一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。该显示屏可设有黑色背板或不设置背板。本发明包括以下步骤对该近晶态液晶显示屏10的所有行进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括如下步骤，如图4所示步骤一扫描期Pscan :向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲(为了方便理解，以下将行扫描期脉冲称为A脉冲)，该A脉冲是频率为fscan (周期Tscan = 1/fscan)、占空比为Dscan、幅值为Um的高频单向脉冲；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(为了方便理解，以下将全透明态列扫描期脉冲称为B脉冲)，该B脉冲与A脉冲仅相位相反(指B脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数与A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)；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(为了方便理解，以下将雾状避光态列扫描期脉冲称为C脉冲)，该C脉冲与A脉冲相同(指C脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数与A脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数均相同)；步骤二 归地期Pgnd 向所有行和所有列施加零伏电压，持续时间为tgnd ；步骤三DC平衡期Pdc :向扫描驱动的该行施加行平衡期脉冲(为了方便理解，以下将行平衡期脉冲称为D脉冲)，该D脉冲是频率为fdc (周期Tdc = 1/fdc)、占空比为Ddc、幅值为Um的高频单向脉冲；向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的电压；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平衡期脉冲(为了方便理解，以下将全透明态列平衡期脉冲称为E脉冲)，该E脉冲与D脉冲仅相位相反(指E脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数与D脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数相同，但相位相反)；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遮光态列平衡期脉冲(为了方便理解，以下将雾状遮光态列平衡期脉冲称为F脉冲)，该F脉冲与D脉冲相同(指F脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数与D脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数均相同)；其中频率fscan等于频率fdc,占空比Dscan等于占空比Ddc,扫描期Pscan施加的A脉冲的脉冲个数Qscan等于DC平衡期Pdc施加的D脉冲的脉冲个数Qdc，也就是说，扫描期的持续时间等于DC平衡期的持续时间。需要提及的是，扫描期内施加的A脉冲的初始相位与DC平衡期内施加的D脉冲的初始相位可相同或不同。综上所述，一行依次连续经过扫描期、归地期、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。该高频单向脉冲可为正向脉冲或负向脉冲(即电压方向为正向或负向)。当该高频单向脉冲为正向脉冲时，DC平衡期内向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压应为正电压。当该高频单向脉冲为负向脉冲时，DC平衡期内向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压应为负电压。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，该高频单向脉冲的频率fscan为IkHz ^ fscan ^ 25kHz,幅值Um为10V^Um^ 250V ;幅值Um大于阈值电压幅值Uth ;在扫描期，施加高频单向脉冲的脉冲个数Qscan为I个< Qscan < 2000个；占空比Dscan可任意设定。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，该高频单向脉冲的频率应为IkHz 25kHz，脉冲个数不能超过2000个，并且，受行、列脉冲电压驱动电路工作特性所限，幅值Um的范围应为IOV 250V。例如，该高频单向脉冲的频率可为lkHz、4kHz、10kHz、15kHz、20kHz、25kHzJjc冲个数可为 I 个、500 个、1000 个、1500 个、2000 个，幅值 Um 可为 10V、50V、100V、150V、250V。在实际实施中，步骤一前还可包括等待期Pwait ;在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。除此之外，在逐行扫描驱动前还包括清除近晶态液晶显示屏10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)。初始化近晶态液晶显示屏的目的是将近晶态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；该低频单向脉冲的频率finit为IHz ( finit < 1000Hz，幅值Un为IOV ^ Un ^ 250V ;幅值Un大于阈值电压幅值Uth ;在初始化期，施加低频单向脉冲的脉冲个数Qinit为I f<Qinit < 500个；该低频单向脉冲的占空比Dinit可任意设定。需要提及的是，该低频单向脉冲的脉冲个数控制在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Un的范围应为IOV 250V。例如，该低频单向脉冲的频率可为lHz、50Hz、500Hz、800Hz、990Hz，脉冲个数可为 I 个、50 个、100 个、500 个，幅值 Un 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，向所有行和所有列施加频率finit为IOOHz、占空比Dinit为50%、幅值Un为80V的低频正向脉冲，施加脉冲个数Qinit为400个，列与行上施加的脉冲仅相位相反。由于行、列上施加的电压波形为低频双向脉冲且行、列两者之间叠加后在每一瞬间形成的电压波形的幅值为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中的近晶态液晶分子便发生扭转，形成乱序排列形态。因为近晶态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)，使得入射各近晶态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，因而光线发生了强烈的散射，宏观上表现为一种散光效应，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。在正式扫描驱动前为等待期，在等待期内，所有行和所有列上均被施加0伏电压，等待下面的扫描驱动步骤。然后，进入扫描期Pscan，在扫描期内扫描驱动的该行上施加A脉冲，该A脉冲是频率fscan为5kHz、占空比Dscan为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图5所示，扫描期内施加的A脉冲的脉冲个数Qscan为200个；不扫描驱动的其他行上施加0伏电压，如图6所示；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B脉冲,该B脉冲与A脉冲的电压方向、频率、占空比、脉冲个数相同，相位相反，如图7所示；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C脉冲，该C脉冲与A脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、脉冲个数均相同，如图8所示；接着，进入归地期Pgnd，在归地期内所有行和所有列上均施加0伏电压，持续时间为tgnd,如图5至图8所示；最后，进入DC平衡期Pdc，在DC平衡期内扫描驱动的该行上施加D脉冲，该D脉冲是频率fdc为5kHz、占空比Ddc为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图5所示，DC平衡期内施加的D脉冲的脉冲个数Qdc为200个；不扫描驱动的其他行上施加幅值Um为80V的正电压，如图6所示；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E脉冲，该E脉冲与D脉冲的电压方向、频率、占空比、脉冲个数相同，相位相反，如图7所示；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F脉冲,该F脉冲与D脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、脉冲个数均相同，如图8所示；经过上述扫描期、归地期和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0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部分中的近晶态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雾状遮光状态，等待下一步的扫描驱动。在扫描期内对于施加A脉冲的该行与施加B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在每一瞬间上的电压差值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，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部分中的近晶态液晶分子的排列形态发生改变，变为规则排列形态，此时，近晶态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,入射各近晶态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A脉冲的该行与施加C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的幅值为0V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图10所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态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，这些像素点保持雾状遮光状态；对于施加OV电压的其他行与施加B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)的幅值为Um 80V,大于阈值电压幅值Uth 50V，如图11所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态不发生显著的改变，混合层部分没有受到明显的影响，视为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C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)的幅值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图12所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态也不发生显著的改变，混合层部分没有受到明显的影响，视为这些像素点也继续保持原来的状态。在归地期内由于所有行和列上均被施加0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Uth 50V,因此，所有像素点对应的混合层13部分中的近晶态液 晶分子的排列形态不发生改变，所有像素点继续保持原来的状态。在DC平衡期内对于施加D脉冲的该行与施加E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在每一瞬间上的电压差值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图9所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子的排列形态仍然为规则排列形态，近晶态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，入射各近晶态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继续呈现全透明状态；对于施加D脉冲的该行与施加F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的幅值为0V，小于阈值电压幅值Uth 50V，如图10所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子的排列形态仍然不发生改变，这些像素点继续保持雾状遮光状态；对于施加Um 80V正电压的其他行与施加E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(正向脉冲)的幅值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图11所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态仍然不发生显著的改变，视为这些像素点继续保持原来的状态；对于施加Um 80V正电压的其他行与施加F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(正向脉冲)的幅值为Um 80V，大于阈值电压幅值Uth 50V，如图12所示，但是，叠加在这些像素点上的电压波形仅为单向脉冲，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶态液晶分子只会出现轻微的偏转，排列形态同样仍然不发生显著的改变，视为这些像素点也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黑色。像素点显示为白色或黑色后，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维持的，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态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，当电信号施加时，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态液晶分子的排列形态，而变化后的近晶态液晶分子排列形态并不需要离子的持续运动来维持，是稳定的在本发明中，扫描期内施加在行、列上的电压波形均为单向电压波形，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，但是，随之带来的问题是需要呈现全透明状态的那些像素点上可能存在电压差(扫描期内的电压积分不为0);另外，在扫描驱动每一行时，没有扫描驱动的那些行对应的像素点上会存在电压差(扫描期内的电压积分不为0)。而电压差的长期存在将会导致近晶态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。因此，在本发明中，这些问题通过采用合理设置扫描期内的电压波形以及增加DC平衡期这些手段来加以解决。具体说明如下对于显示为全透明状态的那些像素点而言，通过扫描期设置整数个脉冲的方式，如图9所示，使得这些像素点上形成的电压波形在扫描期内可保证电压积分为0(即在扫描期内，0电平上的正脉冲个数与0电平下的负脉冲个数一样多，相互抵消)，而在DC平衡期，由于DC平衡期同样采用了设置整数个脉冲的方式，因此，这些像素点上形成的电压波形在DC平衡期内同样可保证电压积分为0 ;对于保持雾状避光状态的那些像素点而言，如图10所示，由于叠加在这些像素点上的电压波形的幅值始终为0V，因此，不论扫描期还是DC平衡期，这些像素点上形成的电压波形都会保证电压积分为0 ;在扫描驱动一行时，对于没有扫描驱动的那些行对应的像素点而言，通过增加DC平衡期以及合理设置DC平衡期内没有扫描驱动的那些行、各个列上的电压波形的方式(即E、F脉冲与D脉冲为同一种类型的波形，只不过相位与D脉冲相同或相反，而D脉冲与A脉冲也为同一种类型的波形，且施加的脉冲个数相等，另外，不扫描驱动的行上施加与A脉冲幅值Um相等的正电压)，如图11和图12所示，使得DC平衡期内0电平上的正脉冲个数与扫描期内0电平下的负脉冲个数一样多，且该正脉冲与该负脉冲的面积相等，从而正、负脉冲相互抵消，这些像素点上形成的电压波形在整个周期内实现了电压积分为0，实现了 DC平衡。在本发明中，为了保证DC平衡期的有效作用，扫描期与DC平衡期间需要设置一个归地期，且该归地期的持续时间tgnd应保持一定的时间，一般为大于I毫秒，以将扫描期与DC平衡期间可能出现的高频分量除掉。倘若不设置该归地期，则会出现短暂高频清屏效应，对显示屏的图像显示造成不良影响。以不扫描驱动的行与全透明状态的像素点对应的列构成的那些像素点为例，若不设置归地期，即图11所示的波形没有了归地期，那么，这些像素点上形成的波形如图13所示，扫描期与DC平衡期直接相接，在扫描期与DC平衡期的相连点上出现了一个短暂的高频脉冲，虽然该高频脉冲只有一个，但是该高频脉冲为双向脉冲且其瞬间幅值达到了 Um 80V，大于了阈值电压幅值Uth 50V，因此，它会起到短暂清屏的效果，对显示屏的正常刷新造成了不利影响。由此可见，归地期的设置是十分必要的。像素点除了显示为黑白色外，还可显示为不同灰度阶状态。在扫描期和DC平衡期内，通过控制需被驱动为灰度阶状态的像素点对应的列上施加的电压波形中与该像素点对应的行上施加的电压波形中相位相同和相位相反的脉冲个数，就可以实现不同灰度阶状态的显示。当然，DC平衡期内施加的电压波形应能与扫描期内施加的电压波形相抵消，以达到DC平衡。
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，近晶态液晶显示屏的混合层便可在全透明与有色遮光之间切换。对于混合了二色性染料的近晶态液晶显示屏而言，其扫描驱动方法与上述未混合二色性染料的近晶态液晶显示屏相同(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态液晶显示屏相似)，在这里不再赘述。在本发明中，对于单向脉冲而言，一个脉冲由一个持续Tp时间的具有设定幅值U (不为0)的电压和一个持续Tn时间的OV电压构成，Tp+Tn = T。如图14，图14示出了正向脉冲的一个脉冲(脉冲个数为I个)，一个脉冲由一个持续Tp时间的具有设定幅值U (不为0)的正电压和一个持续Tn时间的OV电压构成，Tp+Tn = T。阈值电压Uth是为使近晶态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，一般为5V以上。扫描期Pscan、归地期Pgnd、DC平衡期Pdc、初始化期、等待期Pwait均为设定的固定时间段，例如，扫描期Pscan为5ms,归地期Pgnd为3ms, 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。
权利要求
1.一种近晶态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，它包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其特征在于扫描驱动每一行包括如下步骤 步骤一扫描期向扫描驱动的该行施加行扫描期脉冲，该行扫描期脉冲是频率为fscan、占空比为Dscan、幅值为Um的高频单向脉冲；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，该全透明态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲仅相位相反；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，该雾状避光态列扫描期脉冲与行扫描期脉冲相同； 步骤二 归地期向所有行和所有列施加零伏电压，持续时间为tgnd ； 步骤三DC平衡期向扫描驱动的该行施加行平衡期脉冲，该行平衡期脉冲是频率为fdc、占空比为Ddc、幅值为Um的高频单向脉冲；向不扫描驱动的其他行施加幅值为Um的电压；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平衡期脉冲，该全透明态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲仅相位相反；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遮光态列平衡期脉冲，该雾状遮光态列平衡期脉冲与行平衡期脉冲相同； 其中频率fscan等于频率fdc,占空比Dscan等于占空比Ddc,扫描期施加的行扫描期脉冲的脉冲个数Qscan等于DC平衡期施加的行平衡期脉冲的脉冲个数Qdc。
2.如权利要求I所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述高频单向脉冲为正向脉冲；在所述DC平衡期，向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压为正电压。
3.如权利要求I所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述高频单向脉冲为负向脉冲；在所述DC平衡期，向不扫描驱动的其他行施加的幅值为Um的电压为负电压。
4.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述高频单向脉冲的频率fscan为IkHz ≤fscan ≤25kHz,幅值Um为IOV ≤ Um≤ 250V ； 幅值Um大于阈值电压幅值Uth ； 在扫描期，施加所述高频单向脉冲的脉冲个数Qscan为I个< Qscan ( 2000个。
5.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述步骤一前还包括等待期；在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。
6.如权利要求5所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 在所述逐行扫描驱动前还包括清除近晶态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。
7.如权利要求6所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述低频单向脉冲的频率finit为IHz ≤ finit < IOOOHz，幅值Un为IOV ≤Un ≤ 250V ； 幅值Un大于阈值电压幅值Uth ；在初始化期，施加所述低频单向脉冲的脉冲个数Qinit为I个< Qinit ( 500个。
8.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述归地期的持续时间tgnd大于I毫秒。
9.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述扫描期内施加的行扫描期脉冲的初始相位与所述DC平衡期内施加的行平衡期脉冲的初始相位相同或不同。
10.如权利要求I或2或3所述的单向脉冲驱动方法，其特征在于 所述逐行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态液晶显示屏单向脉冲驱动方法，包括对显示屏进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动一行包括在扫描期内对各行、各列的相应电压波形的施加；在归地期内，所有行和列的零伏电压施加；在DC平衡期内，对各行、各列的相应电压波形的施加；其中扫描期内各行、各列上施加的电压波形与DC平衡期内各行、各列上施加的电压波形存在一定的对应关系，从而使得本发明可在保证整个周期内DC平衡的基础上，只需单向电压波形即可实现扫描驱动，驱动电压波形简单，驱动难度低，硬件电路成本低。
文档编号G09G3/36GK102622972SQ201110033049
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者刘利强, 夏兴隆, 孙刚 申请人:苏州汉朗光电有限公司
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