近晶态液晶显示屏行列两阶段扫描驱动方法
专利名称：近晶态液晶显示屏行列两阶段扫描驱动方法
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行列两阶段扫描驱动方法。
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行列两阶段扫描驱动方法，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行列两阶段扫描驱动方法，该近晶态液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，第一基体层与第二基体层之间设有混合层，第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，第一导电电极层由M个行电极组成，第二导电电极层由N个列电极组成，M个行电极与N个列电极相正交，以使显示屏成为M行XN列制式的显示屏，其特征在于该方法包括行扫描步骤和列扫描步骤，其中该行扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括步骤在行有效扫描期Ph内，向扫描驱动的该行施加行扫描脉冲，该行扫描脉冲是频率为fh、占空比为Dh、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脉冲，该全透明态列扫描脉冲与该行扫描脉冲仅相位相反，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脉冲，该雾状避光态列扫描脉冲与该行扫描脉冲相同；该列扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有列进行逐列扫描驱动，其中扫描驱动每一列包括步骤在列有效扫描期内，向扫描驱动的该列施加列扫描脉冲，该列扫描脉冲是频率为fv、占空比为Dv、幅值为Um的高频单向脉冲，向不扫描驱动的其他列施加零伏电压，向扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行施加全透明态行扫描脉冲，该全透明态行扫描脉冲与该列扫描脉冲仅相位相反，向扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行施加雾状避光态行扫描脉冲，该雾状避光态行扫描脉冲与该列扫描脉冲相同；其中该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲与该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲同时为正向或负向脉冲；且DhXThXQhX (M-I) = DvXTvXQvX (N_l)，其中，Th =1/fh, Tv = 1/fv, Qh为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，Qv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，M为显示屏的行数量，N为显示屏的列数量。
本发明的优点是本发明方法采取行、列两阶段的扫描模式，在单向电压波形驱动的基础上，保证了整个显示周期内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，且这种单向电压波形实现起来十分简单，极大降低了行、列脉冲电压驱动电路的驱动难度，降低了硬件电路的成本。
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是本发明的实现流程图；图5是本发明第一实施例中行扫描步骤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行扫描步骤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行扫描步骤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行扫描步骤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是本发明第一实施例中列扫描步骤中向扫描驱动的一列所施加的电压波形；图14是本发明第一实施例中列扫描步骤中向不扫描驱动的其他列所施加的电压波形；图15是本发明第一实施例中列扫描步骤中向扫描驱动的一列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行所施加的电压波形；图16是本发明第一实施例中列扫描步骤中向扫描驱动的一列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行所施加的电压波形；图17是图13所示电压波形与图15所示电压波形叠加后形成的电压波形；图18是图13所示电压波形与图16所示电压波形叠加后形成的电压波形；图19是图14所示电压波形与图15所示电压波形叠加后形成的电压波形；图20是图14所示电压波形与图16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近晶态液晶显示屏行列两阶段扫描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I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IT0(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。如图4所示，实现本发明的步骤包括首先进行行扫描步骤，然后进行列扫描步骤，其中该行扫描步骤包括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步骤在行有效扫描期Ph内，向扫描驱动的该行施加行扫描脉冲(为了方便理解，以下将行扫描脉冲称为A脉冲)，该行扫描脉冲是频率为fh (周期Th = 1/fh)、占空比为Dhjg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脉冲(为了方便理解，以下将全透明态列扫描脉冲称为B脉冲)，该全透明态列扫描脉冲与该行扫描脉冲仅相位相反(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脉冲(为了方便理解，以下将雾状避光态列扫描脉冲称为C脉冲)，该雾状避光态列扫描脉冲与该行扫描脉冲相同(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)；
该列扫描步骤包括对 该近晶态液晶显示屏10的所有列进行逐列扫描驱动，其中扫描驱动每一列包括步骤在列有效扫描期Pv内，向扫描驱动的该列施加列扫描脉冲(为了方便理解，以下将列扫描脉冲称为D脉冲)，该列扫描脉冲是频率为fv (周期Tv = 1/fv)、占空比为Dv^值为Um的高频单向脉冲，向不扫描驱动的其他列施加零伏电压，向扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行施加全透明态行扫描脉冲(为了方便理解，以下将全透明态行扫描脉冲称为E脉冲)，该全透明态行扫描脉冲与该列扫描脉冲仅相位相反(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、脉冲个数都相同，但相位相反)，向扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行施加雾状避光态行扫描脉冲(为了方便理解，以下将雾状避光态行扫描脉冲称为F脉冲)，该雾状避光态行扫描脉冲与该列扫描脉冲相同(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)；其中该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲与该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲同时为正向脉冲或负向脉冲(即电压方向同时为正向或负向)；并且，本发明方法的实施应满足如下公式DhXThXQhX(M-I) = DvXTvXQvX (N_l)，其中，Th为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的周期，Th = 1/fh, Tv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的周期，Tv=1/fv,Qh为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数,Qv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，M为显示屏的行数量，N为显示屏的列数量。需要提及的是，该行有效扫描期内施加的A脉冲的初始相位与列有效扫描期内施加的D脉冲的初始相位可相同或不同。综上所述，在行扫描步骤中，一行经过行有效扫描期后，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，从而完成行扫描步骤。同理，在列扫描步骤中，一列经过列有效扫描期后，便完成了该列的扫描驱动作业，对一列进行完扫描驱动后，便对下一列进行扫描驱动，直至显示屏的所有列被扫描驱动完，从而完成列扫描步骤。当进行完行扫描步骤和列扫描步骤后，显示屏10便完成了图像刷新作业，图像便显示出来。在行扫描步骤中，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，该图像存储器此时对像素点待显示状态的记录是以行为单位记录的，而当进行列扫描步骤时，需要将该图像存储器中原来的以行为单位的像素点待显示状态记录进行转置，变换为以列为单位的像素点待显示状态记录，以使列扫描步骤得以执行。在行扫描步骤中，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、逆序行扫描驱动、分段行扫描驱动、二分算法行扫描驱动或随机乱序行扫描驱动中的任一种。同理，在列扫描步骤中，对显示屏的所有列进行扫描驱动的顺序也可按实际需求设定，例如，可为逐列顺次扫描驱动、逆序列扫描驱动、分段列扫描驱动、二分算法列扫描驱动或随机乱序列扫描驱动中的任一种。
在本发明中，在行有效扫描期内，施加的高频单向脉冲的频率fh为IkHz ^ fh ^ 25kHz，幅值Um为IOV ^ Um ^ 250V，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加高频单向脉冲的脉冲个数Qh为I个< Qh < 2000个，占空比Dh可任意设定；在列有效扫描期内，施加的高频单向脉冲的频率fv为IkHz ^ fv ^ 25kHz，幅值Um为IOV ^ Um ^ 250V,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加高频单向脉冲的脉冲个数Qv为I个< Qv < 2000个，占空比Dv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，不论行有效扫描期还是列有效扫描期，高频单向脉冲的频率应保持在IkHz 25kHz之间，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，行有效扫描期或列有效扫描期内的高频单向脉冲的频率可为lkHz、4kHz、IOkHz、15kHz、20kHz、25kHz，脉冲个数可为 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，该行有效扫描期前还可包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压；该列有效扫描期前还可包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。除此之外，在行扫描步骤和列扫描步骤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(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；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个< Qinit < 500个；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20所示，本发明的工作原理和过程为 首先，对201行X 501列制式的显示屏进行初始化。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，对显示屏进行行扫描步骤，即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。下面以扫描驱动一行为例进行说明
在正式扫描驱动该行前为等待期，在等待期内，所有行和所有列上均被施加0伏电压。然后，进入行有效扫描期Ph，在行有效扫描期内扫描驱动的该行上施加A脉冲，该A脉冲是频率fh为5kHz、占空比Dh为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图5所示，行有效扫描期内施加的A脉冲的脉冲个数Qh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、幅值、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、幅值、脉冲个数均相同，如图8所示。此时，该行扫描驱动完成，该行对应的各个像素点按照待显示需求呈现为相应状态。然后，对显示屏进行列扫描步骤，即进行一列一列地逐列顺次扫描驱动(即按从第I列至第N列的顺序进行扫描)，直至将所有列扫描驱动完。下面以扫描驱动一列为例进行说明在正式扫描驱动该列前为等待期，在等待期内，所有行和所有列上均被施加0伏电压。然后，进入列有效扫描期Pv，在列有效扫描期内扫描驱动的该列上施加D脉冲，该D脉冲是频率fv为IOkHz、占空比Dv为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图13所示，列有效扫描期内施加的D脉冲的脉冲个数Qv为160个；不扫描驱动的其他列上施加OV电压,如图14所示；扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行上施加E脉冲，该E脉冲与D脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数相同，相位相反，如图15所示；扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行上施加F脉冲，该F脉冲与D脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数均相同，如图16所示。此时，该列扫描驱动完成，该列对应的各个像素点按照待显示需求呈现为相应状态。此时，该行扫描步骤和列扫描步骤完成，各个像素点均按照实际显示需求呈现为相应状态，图像刷新完成。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，所有像素点保持原来的状态，等待下一步的行扫描驱动。对于行扫描步骤，在行有效扫描期内对于施加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O V，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。同理，对于列扫描步骤，在列有效扫描期内对于施加D脉冲的该列与施加E脉冲的行构成的像素点而言，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17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呈现全透明状态；对于施加D脉冲的该列与施加F脉冲的行构成的像素点而言，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18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，这些像素点保持雾状遮光状态；对于施加OV电压的其他列与施加E脉冲的行构成的像素点而言，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19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，视为这些像素点继续保持原来的状态；对于施加OV电压的其他列与施加F脉冲的行构成的像素点而言，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20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，视为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，行扫描步骤中施加在行、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，随之带来的问题是虽然行扫描步骤完成后，显示屏已经将图像显示出来，但是，由于在行扫描步骤中扫描驱动一行时，其他没有扫描驱动的行上的像素点会存在电压差，如图11和图12所示，因此，在进行完行扫描步骤后，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。针对这些问题，本发明采取在行扫描步骤后增加列扫描步骤的措施来加以解决，具体说明如下增加列扫描步骤，并且使得行扫描步骤与列扫描步骤满足公式DhXThXQhX (M-I) =DvXTvXQvX(N-I)的要求，这样，在行扫描步骤中出现的电压差被列扫描步骤中出现的电压差抵消，整个显示屏电压积分为0，DC平衡。例如，以图5至图20所示实施例为例说明。对于行扫描步骤，DhXThXQhX (M-I)=50 % X (1/5) X 200 X (201-1) = 8000，其中，Dh = 50 %，Th = 1/5，Qh = 200，M =201。对于列扫描步骤，DvXTvXQvX (N-I) =50% X (1/10) X 160 X (501-1) = 8000，其中，Dv = 50%, Tv = 1/10，Qv = 160，N = 501。因此，满足公式 DhXThXQhX (M-I)=DvXTvXQvX (N-I)的要求，行扫描步骤中出现的电压差被列扫描步骤中出现的电压差抵消，也就是说，200行(M-1行)出现的图11示出的负脉冲和图12示出的负脉冲被500列(N-1列)出现的图19示出的负脉冲和图20示出的负脉冲相抵消，从而使得显示屏在整个显示周期内实现了电压积分为0，保证了 DC平衡。像素点除了显示为黑白色外，还可显示为不同灰度阶状态。在行和列扫描步骤中，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，列扫描步骤中施加的电压波形应能与行扫描步骤中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。另外，在本发明中，可先进行行扫描步骤，然后进行列扫描步骤，当然，也可先进行列扫描步骤，然后再进行行扫描步骤。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。以正向脉冲为例，如图5，图5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一定时间的具有设定幅值Um的正电压和一个持续一定时间的OV电压构成，一个脉冲的周期即为Th。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。行有效扫描期Ph、列有效扫描期Pv、初始化期、等待期均为设定的固定时间段，例如，行有效扫描期Ph为5ms，列有效扫描期Pv为3ms，初始化期为I. 5ms,等待期为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行列两阶段扫描驱动方法，该近晶态液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，第一基体层与第二基体层之间设有混合层，第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，第一导电电极层由M个行电极组成，第二导电电极层由N个列电极组成，M个行电极与N个列电极相正交，以使显示屏成为M行XN列制式的显示屏，其特征在于 该方法包括行扫描步骤和列扫描步骤，其中 该行扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括步骤 在行有效扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描脉冲，该行扫描脉冲是频率为fh、占空比为Dh、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脉冲，该全透明态列扫描脉冲与该行扫描脉冲仅相位相反，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脉冲，该雾状避光态列扫描脉冲与该行扫描脉冲相同； 该列扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有列进行逐列扫描驱动，其中扫描驱动每一列包括步骤 在列有效扫描期内，向扫描驱动的该列施加列扫描脉冲，该列扫描脉冲是频率为fv、占空比为Dv、幅值为Um的高频单向脉冲，向不扫描驱动的其他列施加零伏电压，向扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行施加全透明态行扫描脉冲，该全透明态行扫描脉冲与该列扫描脉冲仅相位相反，向扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行施加雾状避光态行扫描脉冲，该雾状避光态行扫描脉冲与该列扫描脉冲相同； 其中 该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲与该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲同时为正向或负向脉冲； 且 DhXThXQhX (M-I) = DvXTvXQvX (N-1)，其中，Th = 1/fh, Tv = 1/fv, Qh 为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，Qv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，M为显示屏的行数量，N为显示屏的列数量。
2.如权利要求I所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 在所述行有效扫描期内，施加的所述高频单向脉冲的频率fh为IkHz ( fh< 25kHz，幅值Um为IOV ^ Um^ 250V,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加所述高频单向脉冲的脉冲个数Qh为I个< Qh ( 2000个； 在所述列有效扫描期内，施加的所述高频单向脉冲的频率fv为IkHz ^ fv ^ 25kHz,幅值Um为IOV ^ Um^ 250V,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加所述高频单向脉冲的脉冲个数Qv为I个< Qv ( 2000个。
3.如权利要求I或2所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 所述行有效扫描期前还包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压； 所述列有效扫描期前还包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。
4.如权利要求3所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于在所述行扫描步骤和列扫描步骤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。
5.如权利要求4所述的行列两阶段扫描驱动方法，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。
6.如权利要求I或2所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 所述逐行扫描驱动为逐行顺次扫描驱动、逆序行扫描驱动、分段行扫描驱动、二分算法行扫描驱动或随机乱序行扫描驱动中的任一种； 所述逐列扫描驱动为逐列顺次扫描驱动、逆序列扫描驱动、分段列扫描驱动、二分算法列扫描驱动或随机乱序列扫描驱动中的任一种。
7.如权利要求I或2所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 先进行所述行扫描步骤，再进行所述列扫描步骤；或者，先进行所述列扫描步骤，再进行所述行扫描步骤。
全文摘要
本发明公开了一种近晶态液晶显示屏行列两阶段扫描驱动方法，它包括行扫描步骤和列扫描步骤，行扫描步骤与列扫描步骤中分别施加的高频单向脉冲应同时为正或负向脉冲；且需满足公式Dh×Th×Qh×(M-1)＝Dv×Tv×Qv×(N-1)，其中，Th、Dh、Qh分别为行扫描步骤中的高频单向脉冲的周期、占空比、脉冲个数，Tv、Dv、Qv分别为列扫描步骤中的高频单向脉冲的周期、占空比、脉冲个数，M、N分别为显示屏的行、列数量。本发明采取行列两阶段扫描模式，在单向电压波形驱动的基础上，保证了整个显示周期的DC平衡，保证了图像的正常显示，且这种单向电压波形实现简单，驱动难度低。
文档编号G09G3/36GK102622971SQ20111003303
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行列两阶段扫描驱动方法。
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行列两阶段扫描驱动方法，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行列两阶段扫描驱动方法，该近晶态液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，第一基体层与第二基体层之间设有混合层，第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，第一导电电极层由M个行电极组成，第二导电电极层由N个列电极组成，M个行电极与N个列电极相正交，以使显示屏成为M行XN列制式的显示屏，其特征在于该方法包括行扫描步骤和列扫描步骤，其中该行扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括步骤在行有效扫描期Ph内，向扫描驱动的该行施加行扫描脉冲，该行扫描脉冲是频率为fh、占空比为Dh、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脉冲，该全透明态列扫描脉冲与该行扫描脉冲仅相位相反，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脉冲，该雾状避光态列扫描脉冲与该行扫描脉冲相同；该列扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有列进行逐列扫描驱动，其中扫描驱动每一列包括步骤在列有效扫描期内，向扫描驱动的该列施加列扫描脉冲，该列扫描脉冲是频率为fv、占空比为Dv、幅值为Um的高频单向脉冲，向不扫描驱动的其他列施加零伏电压，向扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行施加全透明态行扫描脉冲，该全透明态行扫描脉冲与该列扫描脉冲仅相位相反，向扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行施加雾状避光态行扫描脉冲，该雾状避光态行扫描脉冲与该列扫描脉冲相同；其中该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲与该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲同时为正向或负向脉冲；且DhXThXQhX (M-I) = DvXTvXQvX (N_l)，其中，Th =1/fh, Tv = 1/fv, Qh为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，Qv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，M为显示屏的行数量，N为显示屏的列数量。
本发明的优点是本发明方法采取行、列两阶段的扫描模式，在单向电压波形驱动的基础上，保证了整个显示周期内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，且这种单向电压波形实现起来十分简单，极大降低了行、列脉冲电压驱动电路的驱动难度，降低了硬件电路的成本。
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是本发明的实现流程图；图5是本发明第一实施例中行扫描步骤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行扫描步骤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行扫描步骤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行扫描步骤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是本发明第一实施例中列扫描步骤中向扫描驱动的一列所施加的电压波形；图14是本发明第一实施例中列扫描步骤中向不扫描驱动的其他列所施加的电压波形；图15是本发明第一实施例中列扫描步骤中向扫描驱动的一列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行所施加的电压波形；图16是本发明第一实施例中列扫描步骤中向扫描驱动的一列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行所施加的电压波形；图17是图13所示电压波形与图15所示电压波形叠加后形成的电压波形；图18是图13所示电压波形与图16所示电压波形叠加后形成的电压波形；图19是图14所示电压波形与图15所示电压波形叠加后形成的电压波形；图20是图14所示电压波形与图16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近晶态液晶显示屏行列两阶段扫描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I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IT0(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。如图4所示，实现本发明的步骤包括首先进行行扫描步骤，然后进行列扫描步骤，其中该行扫描步骤包括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步骤在行有效扫描期Ph内，向扫描驱动的该行施加行扫描脉冲(为了方便理解，以下将行扫描脉冲称为A脉冲)，该行扫描脉冲是频率为fh (周期Th = 1/fh)、占空比为Dhjg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脉冲(为了方便理解，以下将全透明态列扫描脉冲称为B脉冲)，该全透明态列扫描脉冲与该行扫描脉冲仅相位相反(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脉冲(为了方便理解，以下将雾状避光态列扫描脉冲称为C脉冲)，该雾状避光态列扫描脉冲与该行扫描脉冲相同(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)；
该列扫描步骤包括对 该近晶态液晶显示屏10的所有列进行逐列扫描驱动，其中扫描驱动每一列包括步骤在列有效扫描期Pv内，向扫描驱动的该列施加列扫描脉冲(为了方便理解，以下将列扫描脉冲称为D脉冲)，该列扫描脉冲是频率为fv (周期Tv = 1/fv)、占空比为Dv^值为Um的高频单向脉冲，向不扫描驱动的其他列施加零伏电压，向扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行施加全透明态行扫描脉冲(为了方便理解，以下将全透明态行扫描脉冲称为E脉冲)，该全透明态行扫描脉冲与该列扫描脉冲仅相位相反(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、脉冲个数都相同，但相位相反)，向扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行施加雾状避光态行扫描脉冲(为了方便理解，以下将雾状避光态行扫描脉冲称为F脉冲)，该雾状避光态行扫描脉冲与该列扫描脉冲相同(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)；其中该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲与该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲同时为正向脉冲或负向脉冲(即电压方向同时为正向或负向)；并且，本发明方法的实施应满足如下公式DhXThXQhX(M-I) = DvXTvXQvX (N_l)，其中，Th为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的周期，Th = 1/fh, Tv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的周期，Tv=1/fv,Qh为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数,Qv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，M为显示屏的行数量，N为显示屏的列数量。需要提及的是，该行有效扫描期内施加的A脉冲的初始相位与列有效扫描期内施加的D脉冲的初始相位可相同或不同。综上所述，在行扫描步骤中，一行经过行有效扫描期后，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，从而完成行扫描步骤。同理，在列扫描步骤中，一列经过列有效扫描期后，便完成了该列的扫描驱动作业，对一列进行完扫描驱动后，便对下一列进行扫描驱动，直至显示屏的所有列被扫描驱动完，从而完成列扫描步骤。当进行完行扫描步骤和列扫描步骤后，显示屏10便完成了图像刷新作业，图像便显示出来。在行扫描步骤中，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，该图像存储器此时对像素点待显示状态的记录是以行为单位记录的，而当进行列扫描步骤时，需要将该图像存储器中原来的以行为单位的像素点待显示状态记录进行转置，变换为以列为单位的像素点待显示状态记录，以使列扫描步骤得以执行。在行扫描步骤中，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、逆序行扫描驱动、分段行扫描驱动、二分算法行扫描驱动或随机乱序行扫描驱动中的任一种。同理，在列扫描步骤中，对显示屏的所有列进行扫描驱动的顺序也可按实际需求设定，例如，可为逐列顺次扫描驱动、逆序列扫描驱动、分段列扫描驱动、二分算法列扫描驱动或随机乱序列扫描驱动中的任一种。
在本发明中，在行有效扫描期内，施加的高频单向脉冲的频率fh为IkHz ^ fh ^ 25kHz，幅值Um为IOV ^ Um ^ 250V，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加高频单向脉冲的脉冲个数Qh为I个< Qh < 2000个，占空比Dh可任意设定；在列有效扫描期内，施加的高频单向脉冲的频率fv为IkHz ^ fv ^ 25kHz，幅值Um为IOV ^ Um ^ 250V,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加高频单向脉冲的脉冲个数Qv为I个< Qv < 2000个，占空比Dv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，不论行有效扫描期还是列有效扫描期，高频单向脉冲的频率应保持在IkHz 25kHz之间，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，行有效扫描期或列有效扫描期内的高频单向脉冲的频率可为lkHz、4kHz、IOkHz、15kHz、20kHz、25kHz，脉冲个数可为 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，该行有效扫描期前还可包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压；该列有效扫描期前还可包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。除此之外，在行扫描步骤和列扫描步骤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(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；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个< Qinit < 500个；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20所示，本发明的工作原理和过程为 首先，对201行X 501列制式的显示屏进行初始化。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，对显示屏进行行扫描步骤，即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。下面以扫描驱动一行为例进行说明
在正式扫描驱动该行前为等待期，在等待期内，所有行和所有列上均被施加0伏电压。然后，进入行有效扫描期Ph，在行有效扫描期内扫描驱动的该行上施加A脉冲，该A脉冲是频率fh为5kHz、占空比Dh为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图5所示，行有效扫描期内施加的A脉冲的脉冲个数Qh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、幅值、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、幅值、脉冲个数均相同，如图8所示。此时，该行扫描驱动完成，该行对应的各个像素点按照待显示需求呈现为相应状态。然后，对显示屏进行列扫描步骤，即进行一列一列地逐列顺次扫描驱动(即按从第I列至第N列的顺序进行扫描)，直至将所有列扫描驱动完。下面以扫描驱动一列为例进行说明在正式扫描驱动该列前为等待期，在等待期内，所有行和所有列上均被施加0伏电压。然后，进入列有效扫描期Pv，在列有效扫描期内扫描驱动的该列上施加D脉冲，该D脉冲是频率fv为IOkHz、占空比Dv为50%、幅值Um为80V的高频正向脉冲，如图13所示，列有效扫描期内施加的D脉冲的脉冲个数Qv为160个；不扫描驱动的其他列上施加OV电压,如图14所示；扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行上施加E脉冲，该E脉冲与D脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲个数相同，相位相反，如图15所示；扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行上施加F脉冲，该F脉冲与D脉冲的电压方向、相位、频率、占空比、幅值、脉冲个数均相同，如图16所示。此时，该列扫描驱动完成，该列对应的各个像素点按照待显示需求呈现为相应状态。此时，该行扫描步骤和列扫描步骤完成，各个像素点均按照实际显示需求呈现为相应状态，图像刷新完成。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，所有像素点保持原来的状态，等待下一步的行扫描驱动。对于行扫描步骤，在行有效扫描期内对于施加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O V，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。同理，对于列扫描步骤，在列有效扫描期内对于施加D脉冲的该列与施加E脉冲的行构成的像素点而言，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17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呈现全透明状态；对于施加D脉冲的该列与施加F脉冲的行构成的像素点而言，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18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，这些像素点保持雾状遮光状态；对于施加OV电压的其他列与施加E脉冲的行构成的像素点而言，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19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，视为这些像素点继续保持原来的状态；对于施加OV电压的其他列与施加F脉冲的行构成的像素点而言，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20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，视为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，行扫描步骤中施加在行、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，随之带来的问题是虽然行扫描步骤完成后，显示屏已经将图像显示出来，但是，由于在行扫描步骤中扫描驱动一行时，其他没有扫描驱动的行上的像素点会存在电压差，如图11和图12所示，因此，在进行完行扫描步骤后，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。针对这些问题，本发明采取在行扫描步骤后增加列扫描步骤的措施来加以解决，具体说明如下增加列扫描步骤，并且使得行扫描步骤与列扫描步骤满足公式DhXThXQhX (M-I) =DvXTvXQvX(N-I)的要求，这样，在行扫描步骤中出现的电压差被列扫描步骤中出现的电压差抵消，整个显示屏电压积分为0，DC平衡。例如，以图5至图20所示实施例为例说明。对于行扫描步骤，DhXThXQhX (M-I)=50 % X (1/5) X 200 X (201-1) = 8000，其中，Dh = 50 %，Th = 1/5，Qh = 200，M =201。对于列扫描步骤，DvXTvXQvX (N-I) =50% X (1/10) X 160 X (501-1) = 8000，其中，Dv = 50%, Tv = 1/10，Qv = 160，N = 501。因此，满足公式 DhXThXQhX (M-I)=DvXTvXQvX (N-I)的要求，行扫描步骤中出现的电压差被列扫描步骤中出现的电压差抵消，也就是说，200行(M-1行)出现的图11示出的负脉冲和图12示出的负脉冲被500列(N-1列)出现的图19示出的负脉冲和图20示出的负脉冲相抵消，从而使得显示屏在整个显示周期内实现了电压积分为0，保证了 DC平衡。像素点除了显示为黑白色外，还可显示为不同灰度阶状态。在行和列扫描步骤中，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，列扫描步骤中施加的电压波形应能与行扫描步骤中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。另外，在本发明中，可先进行行扫描步骤，然后进行列扫描步骤，当然，也可先进行列扫描步骤，然后再进行行扫描步骤。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。以正向脉冲为例，如图5，图5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一定时间的具有设定幅值Um的正电压和一个持续一定时间的OV电压构成，一个脉冲的周期即为Th。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。行有效扫描期Ph、列有效扫描期Pv、初始化期、等待期均为设定的固定时间段，例如，行有效扫描期Ph为5ms，列有效扫描期Pv为3ms，初始化期为I. 5ms,等待期为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行列两阶段扫描驱动方法，该近晶态液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，第一基体层与第二基体层之间设有混合层，第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，第一导电电极层由M个行电极组成，第二导电电极层由N个列电极组成，M个行电极与N个列电极相正交，以使显示屏成为M行XN列制式的显示屏，其特征在于 该方法包括行扫描步骤和列扫描步骤，其中 该行扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有行进行逐行扫描驱动，其中扫描驱动每一行包括步骤 在行有效扫描期内，向扫描驱动的该行施加行扫描脉冲，该行扫描脉冲是频率为fh、占空比为Dh、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脉冲，该全透明态列扫描脉冲与该行扫描脉冲仅相位相反，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脉冲，该雾状避光态列扫描脉冲与该行扫描脉冲相同； 该列扫描步骤包括对该近晶态液晶显示屏的所有列进行逐列扫描驱动，其中扫描驱动每一列包括步骤 在列有效扫描期内，向扫描驱动的该列施加列扫描脉冲，该列扫描脉冲是频率为fv、占空比为Dv、幅值为Um的高频单向脉冲，向不扫描驱动的其他列施加零伏电压，向扫描驱动的该列上需被驱动为全透明状态的像素点对应的行施加全透明态行扫描脉冲，该全透明态行扫描脉冲与该列扫描脉冲仅相位相反，向扫描驱动的该列上需保持初始时雾状遮光状态的像素点对应的行施加雾状避光态行扫描脉冲，该雾状避光态行扫描脉冲与该列扫描脉冲相同； 其中 该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲与该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲同时为正向或负向脉冲； 且 DhXThXQhX (M-I) = DvXTvXQvX (N-1)，其中，Th = 1/fh, Tv = 1/fv, Qh 为该行有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，Qv为该列有效扫描期内施加的高频单向脉冲的脉冲个数，M为显示屏的行数量，N为显示屏的列数量。
2.如权利要求I所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 在所述行有效扫描期内，施加的所述高频单向脉冲的频率fh为IkHz ( fh< 25kHz，幅值Um为IOV ^ Um^ 250V,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加所述高频单向脉冲的脉冲个数Qh为I个< Qh ( 2000个； 在所述列有效扫描期内，施加的所述高频单向脉冲的频率fv为IkHz ^ fv ^ 25kHz,幅值Um为IOV ^ Um^ 250V,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，施加所述高频单向脉冲的脉冲个数Qv为I个< Qv ( 2000个。
3.如权利要求I或2所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 所述行有效扫描期前还包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压； 所述列有效扫描期前还包括等待期，在等待期内，向所有行和所有列施加零伏电压。
4.如权利要求3所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于在所述行扫描步骤和列扫描步骤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。
5.如权利要求4所述的行列两阶段扫描驱动方法，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。
6.如权利要求I或2所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 所述逐行扫描驱动为逐行顺次扫描驱动、逆序行扫描驱动、分段行扫描驱动、二分算法行扫描驱动或随机乱序行扫描驱动中的任一种； 所述逐列扫描驱动为逐列顺次扫描驱动、逆序列扫描驱动、分段列扫描驱动、二分算法列扫描驱动或随机乱序列扫描驱动中的任一种。
7.如权利要求I或2所述的行列两阶段扫描驱动方法，其特征在于 先进行所述行扫描步骤，再进行所述列扫描步骤；或者，先进行所述列扫描步骤，再进行所述行扫描步骤。
全文摘要
本发明公开了一种近晶态液晶显示屏行列两阶段扫描驱动方法，它包括行扫描步骤和列扫描步骤，行扫描步骤与列扫描步骤中分别施加的高频单向脉冲应同时为正或负向脉冲；且需满足公式Dh×Th×Qh×(M-1)＝Dv×Tv×Qv×(N-1)，其中，Th、Dh、Qh分别为行扫描步骤中的高频单向脉冲的周期、占空比、脉冲个数，Tv、Dv、Qv分别为列扫描步骤中的高频单向脉冲的周期、占空比、脉冲个数，M、N分别为显示屏的行、列数量。本发明采取行列两阶段扫描模式，在单向电压波形驱动的基础上，保证了整个显示周期的DC平衡，保证了图像的正常显示，且这种单向电压波形实现简单，驱动难度低。
文档编号G09G3/36GK102622971SQ20111003303
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
发明者夏兴隆, 孙刚 申请人:苏州汉朗光电有限公司
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