專利名稱：照明一膽甾型液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器，尤其涉及一包括膽甾型液晶顯示裝置的顯示器，
該顯示裝置采用垂直(homeotropic)狀態(tài)作為暗圖像狀態(tài)。
背景技術(shù)：
一膽甾型液晶顯示裝置是一類反射型顯示裝置，具有低能耗和高亮度。一 膽甾型液晶顯示裝置采用一個或多個單元，各單元具有一層能夠被驅(qū)動成為多 個狀態(tài)的膽甾型液晶材料。這些狀態(tài)包括平面狀態(tài)，其是一種穩(wěn)定狀態(tài)，在穩(wěn) 定狀態(tài)中該層膽甾型液晶材料反射光線的波長處于對應(yīng)于一預(yù)定顏色的帶寬 內(nèi)。在其他狀態(tài)中，該膽甾型液晶傳輸光線。全色顯示可以通過堆疊能夠反射 紅色、藍色和綠色光線的多層膽甾型液晶材料來實現(xiàn)。為了驅(qū)動以顯示圖像， 該顯示裝置典型地具有一電極陣列，該電極陣列能夠通過各自的驅(qū)動信號為穿 過該層膽甾型液晶材料的多個像素提供驅(qū)動。
膽甾型液晶顯示的大部分發(fā)展已經(jīng)關(guān)注于液晶材料穩(wěn)定狀態(tài)的使用，這些 狀態(tài)是提供高反射比的平面狀態(tài)和提供低反射比的焦點圓錐狀態(tài)，以及提供中 間反射比的: 昆合狀態(tài)范圍，這是由于液晶材料在每個平面和焦點圓錐狀態(tài)中具 有域的結(jié)果。在這種情況下，焦點圓錐狀態(tài)用作為暗圖像狀態(tài)。當電源僅需要 用于驅(qū)動狀態(tài)的改變，此后液晶保持在穩(wěn)定狀態(tài)來顯示圖像而不消耗電源時， 穩(wěn)定狀態(tài)的使用提供了低能耗的優(yōu)點。所有目前商業(yè)上可利用的膽甾型液晶顯 示裝置均工作在這種搡作模式下。
由于它的反射本性，膽甾型顯示裝置特別適合于外部應(yīng)用。明亮的照明光 線，例如太陽光，導(dǎo)致很多光線被反射。因此，膽甾型顯示裝置具有高亮度且 保持一優(yōu)良對比度。這與對比度在明亮的照明光線下下降的發(fā)射型顯示裝置形成對比。膽甾型顯示裝置適合于很多戶外應(yīng)用，顯著地可作為一電子布告板，
用于顯示廣告和其他圖像，例如在WO-01/88688中所公開的。
然而，如果顯示裝置的使用需要在一低光線水平中，照明顯示裝置則是必 要的。例如，WO-01/88688公開了顯示裝置具有安裝在其上的四蓋燈形式的光 源。
在使用穩(wěn)定狀態(tài)提供具有良好對比度的顯示裝置的同時，對比度受限于焦 點圓錐狀態(tài)散射光線且具有約3-4%反射比的事實。這已經(jīng)被報導(dǎo)于JY Nahm 等人，亞洲顯示(Asia Display), 1998的第979-982頁中以及WO-2004/030335 中，較高對比度可以通過使用膽甾型液晶材料的垂直狀態(tài)來實現(xiàn)，其比焦點圓 錐狀態(tài)具有較低的反射比。因此，垂直狀態(tài)的使用作為暗狀態(tài)代替了焦點圓錐 狀態(tài)，其具有增加對比度和改善色域的優(yōu)點。
垂直狀態(tài)是一非穩(wěn)定狀態(tài)，因此需要電源的連續(xù)應(yīng)用以維持該狀態(tài)。這意 味著顯示器必須具有一電極陣列，該電極陣列能夠為穿過膽甾型液晶材料層的 多個像素通過各自的驅(qū)動信號獨立地提供驅(qū)動。
為了在^f吏用垂直狀態(tài)時達到灰度級，WO-2004/030335公開了暫時抖動的使 用。也就是il,驅(qū)動信號具有一成形為驅(qū)動各個像素在一驅(qū)動周期內(nèi)交替地成 為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形。結(jié)果，像素被驅(qū)動成為垂直和平面狀態(tài)的時間 周期是足夠短的，以至觀察者所感知的反射比是在每個垂直和平面狀態(tài)下像素 反射比的時間平均值。工作周期以及相應(yīng)的垂直和平面狀態(tài)的各自的周期均是 根據(jù)圖像信號而變化的，以改變感知的反射比以及因此來提供灰度級。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明源自于發(fā)明人的觀察，當一膽甾型顯示裝置的像素被驅(qū)動而交替地 成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)，且同時由一人造光源提供照明時，在一定情形下顯 示在該顯示裝置上的圖像會出現(xiàn)閃爍。本發(fā)明關(guān)注于減輕或消除這個問題。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種顯示器，包括一膽甾型液晶顯示裝置，其具有至少 一個包括一層膽甾型液晶材料和一電 極陣列的單元，該電極陣列能夠通過各自的驅(qū)動信號為穿過該層膽甾型液晶材
料的多個像素提供獨立驅(qū)動，用以驅(qū)動像素成為具有各自反射比的像素的狀態(tài)； 一驅(qū)動電路，被設(shè)置產(chǎn)生驅(qū)動信號，用以根據(jù)一圖像信號驅(qū)動各個像素成 為具有各自反射比的像素的狀態(tài)，其中對于可能的反射比范圍中的至少部分范
圍，該驅(qū)動信號具有一成形為驅(qū)動各個像素在連續(xù)的驅(qū)動周期中交替地成為垂 直狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形，根據(jù)該圖像信號，改變各個像素被驅(qū)動成為垂直和 平面狀態(tài)的時間周期，以提供觀察者能感知到的平均反射比， 一光源，被布設(shè)成當該光源發(fā)光時照亮該顯示裝置； 一電源電路，被連接以為該光源供給電源，該電源電路被設(shè)置供給
a) 直流(DC)電源，或
b) 依據(jù)下述關(guān)系式的供給頻率Fs的交流(AC)電源
|2FS-FJ》FT
其中FH是像素被驅(qū)動信號驅(qū)動成為平面狀態(tài)的頻率，該驅(qū)動信號具有一成 形為驅(qū)動各個像素交替地成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形，F(xiàn)T是閃爍融合門限 值。
本發(fā)明使得對顯示在顯示裝置上圖像的閃爍的感知減少，這產(chǎn)生于由一光 源同時地照亮顯示裝置的同時， 一膽甾型顯示裝置的像素交替地被驅(qū)動成為垂 直狀態(tài)和平面狀態(tài)的一些情況下。閃爍的減少是基于如下所述的閃爍是由照明 光線與垂直和平面狀態(tài)的暫時抖動之間的干涉效應(yīng)而引起的評價的。當光源由 交流電源供給時閃爍產(chǎn)生，在這樣的情況下，照亮顯示裝置的光線的照明功率 隨著電源供給的瞬時功率而波動，因為瞬時功率與瞬時電壓的平方成比例，所 以電源供給自身在供給頻率Fs下會波動兩次。
同時，當像素被交替地驅(qū)動成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)時，像素交替地是非 反射性的和反射性的。照明光線僅在給定像素是反射性的時才反射，這導(dǎo)致了
照明光線變化以;^射率變化之間的千涉效應(yīng)。其中，頻率FH小于照明光線的頻率2Fs，這可以看作為當像素是反射性的時像素對照明光線取樣。干涉效應(yīng)導(dǎo) 致被反射的光線按干涉頻率|2& -&|變化。這個按千涉頻率|2& -Fw|的變化被觀
察者感知為閃爍。例如，在一個實施例中，驅(qū)動像素成為平面狀態(tài)的頻率Fu是 83Az，光源是由交流電源按50赫茲(Hz)的供給頻率Fs所供給的一金屬卣素 放電管。在這種情況下，反射光線中的該變化導(dǎo)致圖像被感知到17Hz干涉頻率 的閃爍。本發(fā)明通過如下所述的對供給光源的電源的仔細選擇減少或消除了這 個閃爍的問題。
在可供選擇的方法(a)中，供給電源是直流電源。在這種情況下，由一光 源輸出的照明光線是足夠恒定的，以至觀察者在處于反射性平面狀態(tài)的像素所 反射的光線中感知不到變化。結(jié)果是圖像沒有被感知到閃爍。在可供選擇的方 法(a)中，光源可以包括至少一個發(fā)光二極管或一白熾燈，例如一卣素燈。
在可供選擇的方法(b)中，該干涉頻率|2^-^|被設(shè)置為閃爍融合門限值 FT或大于閃爍融合門限值FT，閃爍融合門限值FT可以采用40Hz，或被設(shè)置為提 供一改進效果50Hz或100Hz。在這種情況下，反射光線幅度的變化會產(chǎn)生，但 是會按照比閃爍融合門限值FT高的頻率產(chǎn)生，以至觀察者對閃爍的感知減少或 完全地排除。
有利地是，在可供選擇的方法(b)中，供給頻率Fs的確定依照于關(guān)系式
(2F「Fh) >Ft
在這種情況下，供給頻率Fs大于頻率FH至少FT/2。因此，這導(dǎo)致使用一相對高
的供給頻率Fs，這反之減少了觀察者對照明光線中任何變化的感知。另外，照
明光線中的這樣一個變化自身可以被可能分心的觀察者所感知。如果圖像的任 何部分均由具有一成形為驅(qū)動該像素成為穩(wěn)定狀態(tài)并保持該穩(wěn)定狀態(tài)直到所顯
示的圖像改變的波形的驅(qū)動信號驅(qū)動，則在低頻率的照明光線中的這個變化也 可以導(dǎo)致反射光線中的變化。為了完全避免這種效果，供給頻率Fs為閃絲一融合 門P艮值FT或大于閃爍融合門限值FT。
在一膽甾型液晶顯示裝置的方面，其中由垂直狀態(tài)形成使用，閃爍的可以進一步通過采用一電源電路來被減輕，該電源電路被設(shè)置為供給交流電源， 該交流電源具有一導(dǎo)致光源所發(fā)射的光線的照明功率中的變化幅度相比于正弦 曲線波形減少的波形。在這種情況下，瞬時電功率在大部分循環(huán)中是恒定的，
傾斜(dipping)僅作為波形的極性而改變。相比于一正弦曲線波形，這減少了 光源所發(fā)射光線的照明功率中的變化幅度。這反之減少了作為部分干涉效應(yīng)的、 像素所反射的光線中的變化幅度。因此， 一方波的使用進一步有助于對閃爍感 知的減輕。事實上，減少照明功率中的變化幅度，允許使用提供了較低頻率的、 使用者感知不到閃爍的一干涉頻率|2&-F」的供給頻率Fs,這已經(jīng)是值得賞識
的了。換言之，照明功率的變化幅度的減少有效地將閃爍融合門限值降低至低 于閃爍被感知的值。
在可供選擇的方法(b)的情況下，光源可以包括至少一個放電管，例如金 屬卣素放電管。在一放電管的情況下，電源電路可以包括
一電源輸入，用于接收一外部交流電源供給；以及
一電子鎮(zhèn)流器，連接在該電源輸入和至少一個放電管之間，該電子鎮(zhèn)流器 可操作的以轉(zhuǎn)變該電源輸入接收到的外部交流電源供給的頻率，以提供供給頻 率Fs的所述交流電源。


為了更好的理解，使本發(fā)明具體化的一膽甾型液晶顯示裝置將作為非限定 性實例結(jié)合附圖來被描述。在附圖中
圖1為一膽甾型液晶顯示裝置的透視圖2為該膽甾型液晶顯示裝置的橫截面圖3為一膽甾型液晶顯示裝置的一單元的橫截面圖4為圖3中該單元的一傳導(dǎo)層的電極陣列的俯視圖5為該顯示裝置的驅(qū)動電路的視圖6為圖示出用于驅(qū)動像素具有不同反射比的驅(qū)動方案的示意8圖7為依據(jù)一靜態(tài)驅(qū)動方案的一驅(qū)動信號的曲線圖； 圖8為一典型液晶材料的光電(electro-optical )曲線的曲線圖； 圖9為像素的反射比相對于圖7中驅(qū)動信號的一選擇脈沖的曲線圖； 圖IOA至IOC是依據(jù)一動態(tài)驅(qū)動方案的一驅(qū)動信號的曲線圖； 圖11為像素的反射比相對于圖IOA至IOC中驅(qū)動信號馳豫周期的持續(xù)期 的曲線圖12示出了圖9和11相互疊加的曲線圖；以及
圖13是該膽甾型液晶顯示裝置的一燈的電源電路的視圖14A至14C是示出了從一金屬囟素放電管照明的該膽甾型液晶顯示裝置
中反射出的光線的曲線圖，該金屬卣素放電管供給有5OHz的交流電源；
圖15A至15C是示出了從一金屬卣素放電管照明的該膽甾型液晶顯示裝置
中反射出的光線的曲線圖，該金屬囟素放電管供給有500Hz的交流電源；以及 圖16A至16C是示出了從一金屬卣素放電管照明的該膽甾型液晶顯示裝置
中反射出的光線的曲線圖，該金屬卣素放電管供給有65Hz具有一方波波形的交
5充電源。
具體實施例方式
如圖1所示， 一顯示器1包括安裝在一框架2中的一膽甾型液晶顯示裝置 24。 一對燈3由各自的臂狀物4支撐在框架2上。當點亮時，燈3徑直照明該 顯示裝置24,因此構(gòu)成一光源。
膽甾型液晶顯示裝置24將首先被詳細描述。
如圖2所示，該膽甾型液晶顯示裝置24包括三個單元IOR、 10G和10B, 每個均具有相同結(jié)構(gòu)，如圖3所示為單獨一個單元10。
單元10具有一分層結(jié)構(gòu)，為了清楚，各個層11-19的厚度在圖3中被夸 大顯示。
單元10包括兩個剛性基板11和12，其可以由玻璃或優(yōu)選地由塑料制成?；錶l和12在它們內(nèi)部的相對表面具有各自的透明的傳導(dǎo)層13和14,傳導(dǎo) 層13和14形成為一層透明的傳導(dǎo)材料，典型的是銦錫氧化物。傳導(dǎo)層13和 14被構(gòu)圖為提供一可尋址像素的矩形陣列，下面將更細致的描述。
可選擇地，傳導(dǎo)層13和14均再涂以一各自的絕緣層15和16，例如硅氧 化物，或可能是多個絕緣層。
基板ll和12在它們之間限定了一腔體20,典型地具有3微米(p)至 lO(im的厚度。該腔體20包含一液晶層19,且通過圍繞在腔體20周界上形成的 密封膠21而密封。因此，液晶層19被設(shè)置在傳導(dǎo)層13和14之間。
每個基板11和12進一步具有一各自的取向?qū)?7和18，取向?qū)?7和18 鄰近該液晶層19形成，覆蓋各自的傳導(dǎo)層13和14,或者如有絕緣層則覆蓋在 絕緣層15和16上。取向?qū)?7和18排列并穩(wěn)定該液晶層19，且典型地由聚酰 亞胺制成，且該聚酰亞胺可以隨意地被單向地摩擦。因此，液晶層19是表面穩(wěn) 定的(surface-stabilised)，雖然它可替換地可以為體穩(wěn)定的 (bulk-stabilised)，例如采用一聚合體或一硅石顆粒矩陣，
液晶層19包括膽甾型液晶材料。這個材料具有反射率和透射率不同的幾 個狀態(tài)。這些狀態(tài)是平面狀態(tài)、焦點圓錐狀態(tài)和垂直狀態(tài)(假向列(pseudo nematic)),如I. Sage，液晶應(yīng)用和使用(Liquid Crystals Applications and Uses),編輯B Bahadur,巻3, 1992,世界科學(World Scientific)第301-343 頁所描述的那樣，此處以參考形式將其結(jié)合，且其教導(dǎo)可以應(yīng)用在本發(fā)明中。
在平面狀態(tài)中，液晶層19選擇性地反射入射在其上的一帶寬內(nèi)的光線。 在平面狀態(tài)下的液晶層19的反射比頻譜典型地具有一中心波段的波長，在該波 長中光線的反射比是大體恒定的。
反射光線的波長X由布喇格(Bragg)方程，即X = nP給定，其中n是視 光線而定的液晶材料的反射系數(shù)，P是液晶材料的傾斜長度。因此，原則上任 何顏色均可以作為傾斜長度P所選擇的一設(shè)計選項而被反射。那就是說，有很 多決定確切的顏色的另一些因素，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的那樣。平面狀
10態(tài)作為液晶層10的亮狀態(tài)使用。
并非所有入射光線均在平面狀態(tài)中被反射。在采用三個單元10的一典型
全彩顯示裝置24中，如下所進一步描述的，最高反射率典型地約為40-45 %。 沒有被液晶層19反射的光線穿過液晶層19被傳輸。所傳輸?shù)墓饩€隨后被黑層 27所吸收，黑層27將在下面詳細描述。
在焦點圓錐狀態(tài)中，液晶層19相對于在平面狀態(tài)中是能透射的且傳輸輸 入光線。嚴格的說，液晶層19以一小反射比，典型的是約為3~4%，適度的 散射光線。當穿過該液晶層傳輸?shù)墓饩€被下面更詳細的描述的黑層27所吸收 時，這個狀態(tài)被感知為比平面狀態(tài)更暗。
在垂直狀態(tài)中，液晶層19比在焦點圓錐狀態(tài)中透射性更強，在焦點圓錐 狀態(tài)中典型地具有大約0.5-0. 75%的反射比。相比于采用焦點圓錐狀態(tài)作為 暗狀態(tài)，采用垂直狀態(tài)作為暗狀態(tài)具有增加對比度的優(yōu)點。
顯示器1具有安裝在外殼2中的一驅(qū)動電路22。該驅(qū)動電路22供給一驅(qū) 動信號給傳導(dǎo)層13和14,傳導(dǎo)層13和14隨后施加該驅(qū)動信號穿過液晶層19 以使它在它的不同狀態(tài)間切換。該驅(qū)動電路22在下面將詳細描述，但是兩個共 同點需要注意。
第一，焦點圓錐和平面狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)，其在沒有驅(qū)動信號施加到液晶層 19上時可以共存。此外，液晶層19可以存在于穩(wěn)定狀態(tài)中，其中液晶材料的 不同^^各自處于焦點圓錐狀態(tài)和平面狀態(tài)中的一個。有時這些被稱為混合狀態(tài)。 在這些混合狀態(tài)中，液晶材料具有介于焦點圓錐和平面狀態(tài)反射比中間的一反 射比。 一定范圍的這些穩(wěn)定狀態(tài)可能具有處于每個焦點圓錐和平面狀態(tài)中的液 晶數(shù)量的不同混合，以至于液晶材料的總反射比不同，所以給出了一定范圍的 灰度級。
第二，垂直狀態(tài)是不穩(wěn)定的，所以垂直狀態(tài)的維持需要一驅(qū)動信號的連續(xù) 應(yīng)用。
如圖2所示，顯示裝置24包括設(shè)置成堆的單元IOR、 10G和IOB。單元IOR、IOG和IOB具有各自的、設(shè)置為分別反射紅色、綠色和藍色光線的液晶層19。 所以，單元10R、 10G和IOB將因此被稱為紅色單元10R,綠色單元10G和藍色 單元10B。選擇性使用紅色單元IOR，綠色單元IOG和藍色單元IOB允許圖像的 全彩顯示，但是一顯示裝置一般能夠以任一數(shù)量的單元IO被制做，包括一個。
在圖2中，觀察者位置所在的一側(cè)，顯示裝置24的前部是在上的，且顯 示裝置24的后部是在下的。因此，單元10從前部到后部的順序是藍色單元IOB， 綠色單元IOG和紅色單元IOR。對于West和Bodnar,"用于全彩色顯示的反射 膽甾型膜層堆疊的最優(yōu)化(Optimization of Stacks of Reflective Cholesteric Films for Full Color Displays )，，,亞洲顯示(Asia Display )， 1999,第20 - 32頁所公開的理由來"i兌，這個順序是優(yōu)選的，盡管理論上任何其 他順序也可以^使用。
鄰近對單元10R和10G與鄰近對單元10G和IOB各自通過各自的粘合層25 和26保持在一起。
顯示裝置24具有布設(shè)在后部的一黑層27，特別是被形成在最后的紅色單 元10R的一后部表面之上。黑層27可以形成為一層黑涂料。在使用中，黑層 27吸收任一沒有被單元10R、 IOG或10B所反射的入射光線。因此，當所有單 元10R、 10G或IOB被切換為傳輸狀態(tài)時，該顯示裝置呈現(xiàn)為黑色。
該顯示裝置24與WO-01/88688中公開的那類裝置相似，此處以參考形式 結(jié)合WO-01/88688，且其教導(dǎo)可以應(yīng)用到本發(fā)明中。
在各單元10中，傳導(dǎo)層13和14被構(gòu)圖為提供一電極陣列，該電極陣列 能夠通過不同的各個驅(qū)動信號為穿過液晶層19的像素矩形陣列提供獨立的驅(qū) 動。特別i也，該電極陣列如下所提供的那樣。
傳導(dǎo)層13或14的第一個(可以為傳導(dǎo)層13或14中的任一個)被構(gòu)圖為 如圖4所示，包括分隔驅(qū)動電極31的矩形陣列。另夕卜，傳導(dǎo)層13或14的第二 個遍布在與驅(qū)動電極31的全部陣列相反的區(qū)域上，由此作為一公共電極工作。
傳導(dǎo)層13或14的第一個包括分隔線路32,分隔線路32各自連接在驅(qū)動電極31中的一個上。各線路32從它的各自的反射電極31延伸到驅(qū)動電極31 陣列之外的一位置，此處該線路形成一終端33。該驅(qū)動電路22形成到每個終 端33的電連接以及到傳導(dǎo)層13或14中的第二個的一公共連接。通過這個連接， 使用中的驅(qū)動電路22供給各自的驅(qū)動信號給各終端33,且因此各自的驅(qū)動信 號通過線路32被供給給各自的驅(qū)動電極31。以這種方式，各驅(qū)動電極31獨立 地接收它自己的驅(qū)動信號，并驅(qū)動鄰近那個驅(qū)動電極31的液晶層19的區(qū)域， 該區(qū)域的液晶層19作為像素工作。以這種方式， 一像素陣列形成在鄰近該驅(qū)動 電極31陣列的液晶層19中，當各驅(qū)動電極31獨立地接收到一驅(qū)動信號時，每 個像素是可直接尋址的。
各像素的這種直接尋址出于很多理由都是有利的。液晶的光電屬性相比于 被動多元尋址來說是得到改進的，因為各像素可以獨立地被尋址而不影響或干 擾相鄰像素。直接尋址也允許補償顯示裝置區(qū)域上單元的參數(shù)的不一致性，例 如，由于制造工藝而形成的液晶層厚度變化，或穿過顯示裝置的溫度變化。各 像素可以由一適合的驅(qū)動信號所驅(qū)動，例如由諸如電壓或脈沖時間這樣的可變 參數(shù)所驅(qū)動，以補償那些變化。
為了適應(yīng)傳導(dǎo)層13或14的第一個中的線路32，驅(qū)動電極31被設(shè)置呈線 形(在圖4中垂直地延伸)且在相鄰線形的驅(qū)動電極31之間具有一間隙34。 連接到一條線形驅(qū)動電極31的線路32都沿著其中一個間隙34延伸。起自該線 形電極31中的各驅(qū)動電極31的所有線路32均從驅(qū)動電極31陣列的相同側(cè)引 出，那是在圖4的最下方的。結(jié)果，所有終端33均形成在顯示裝置24的相同 側(cè)。這在多個同樣的顯示裝置24被平鋪以提供一較大的圖像區(qū)域時具有特殊的 優(yōu)勢，因為它減小了各個顯示裝置24之間所需的間隙。
為了更清楚，圖4僅示出了五個像素的兩條線的驅(qū)動電極31和線路32。 實際的顯示裝置24可以在各維度上包括任意多數(shù)量的像素，典型地是18個像 素的36條線或者更大。
驅(qū)動電路22將結(jié)合閨5來描述。驅(qū)動電路22由安裝在一電路板36上的CPU單元35形成，該電路板36是 一印刷電路板。該電路板36從一電源供給單元28接收電源，該電源供給單元 28在顯示器1的外部且接收來自一外部供給的電源，典型地是一干線供電或電 纜供電。電源供給單元28產(chǎn)生一電路板36供給給CPU單元35的3 ~ 5伏(V ) 的供給，以及應(yīng)用于電路板36上的一放大器組件37用以為顯示裝置24產(chǎn)生驅(qū) 動信號的一 50 - 65V的供給。作為使用電路板36外部的一電源供給單元28的 可供選擇的方法，電路板36可以被設(shè)置為通過結(jié)合一低壓調(diào)節(jié)電路以產(chǎn)生一 3-5V的供給，且結(jié)合一高壓發(fā)生器電路以產(chǎn)生一 50 - 65V的供給，從而從一 24V供給中接收電源。
驅(qū)動電路22也接收一描繪圖像的圖像信號29。 一般而言，圖像信號29可 以描繪一靜態(tài)圖像或一視頻圖像。該圖像信號29可以得自于一來源處，例如一 私人電腦。典型地該圖像信號29是運行在LVDS總線上的數(shù)字LCD格式。該CPU 單元35根據(jù)所供給的圖像信號29為每個單元IOR、 IOG和10B的每個像素產(chǎn)生 驅(qū)動信號。由CPU單元35產(chǎn)生的驅(qū)動信號通itit大器組件27來放大，且^皮供 給給每個單元10R、 10G和10B的傳導(dǎo)層13和14，從而致使該顯示裝置24通 過將各像素的液晶材料切換為具有一適當反射比的狀態(tài)而顯示圖像。
驅(qū)動電路22所產(chǎn)生的驅(qū)動信號的形式如下。
在一典型的圖像中， 一些像素將處于全亮狀態(tài)， 一些處于一灰度級， 一些 處于全暗狀態(tài)。因此，根據(jù)該圖像信號29將各單元10R、 IOG和IOB中的像素 驅(qū)動成為一定反射比范圍是必要的。對于該反射比范圍的不同部分范圍，驅(qū)動 電路22根據(jù)圖6中示意性示出的兩個不同的方案為各個像素產(chǎn)生驅(qū)動信號，在 圖6中，反射比垂直地增加。
在較高反射比的反射比范圍的第一部分范圍41中，驅(qū)動電路22根據(jù)一靜 態(tài)驅(qū)動方案產(chǎn)生驅(qū)動信號，以實現(xiàn)由灰度42所示的一反射比。
在比該第一部分范圍反射比范圍低的反射比范圍的第二部分范圍43中， 驅(qū)動電路22根據(jù)一動態(tài)驅(qū)動方案產(chǎn)生一驅(qū)動信號，以實現(xiàn)由灰度44所示的一反射比。
該靜態(tài)驅(qū)動方案應(yīng)用于驅(qū)動像素成為一穩(wěn)定狀態(tài)，即平面狀態(tài)、焦點圓錐 狀態(tài)或一具有平面和焦點圓錐狀態(tài)之間的反射比的混合狀態(tài)。因此，該范圍的
第一部分范圍的最大反射比是處于平面狀態(tài)中的，圖6中標示為100%全彩的， 反之，該范圍的第一部分范圍的最小反射比是在焦點圓錐狀態(tài)中的，圖6中標 示為焦點圓錐黑。當靜態(tài)驅(qū)動方案驅(qū)動未決的像素成為穩(wěn)定狀態(tài)時，靜態(tài)驅(qū)動 方案的使用僅消耗功率去改變所顯示的圖像。在驅(qū)動信號已經(jīng)被施加之后，穩(wěn) 定狀態(tài)被保持所以像素繼續(xù)顯示該圖像而不消耗功率。所以，對于具有該范圍 的第一部分范圍中的反射比的所有像素而言，功耗是低的。
該動態(tài)馬區(qū)動方案采用非穩(wěn)定的垂直狀態(tài)，以驅(qū)動像素成為具有比焦點圓錐 狀態(tài)低的反射比的狀態(tài)。特別的，像素可以被驅(qū)動連續(xù)地驅(qū)動為垂直狀態(tài)以實 現(xiàn)一最小反射比的狀態(tài)，這是該范圍的第二部分范圍的最小反射比。為了在該 范圍的第二部分范圍中實現(xiàn)較昂反射比，像素被交替地驅(qū)動為垂直狀態(tài)和平面 狀態(tài)。
在靜態(tài)驅(qū)動方案中驅(qū)動信號的 一種形式如下。
在靜態(tài)驅(qū)動方案中，驅(qū)動信號是用于驅(qū)動膽甾型液晶成為具有不同灰度級 的穩(wěn)定狀態(tài)的一已知形式。這是傳統(tǒng)驅(qū)動方案的變形，該傳動驅(qū)動方案首次由 W.Gruebel、 U. Wolff和H. Kreuger描述于分子晶體液晶(Molecular Crystals liquid crystals) , 24, 103， 1973以及隨后的其他文獻中。
該驅(qū)動信號采取圖7中所示的形式，圖7為時間軸上的電壓曲線圖。根據(jù) 各個像素的值，具有圖7所示波形的該驅(qū)動信號被供給給各連續(xù)的圖像(即， 在圖像信號29是一視頻信號的情況，在視頻信號的各連續(xù)幀周期中)。
該驅(qū)動信號包括一復(fù)位脈沖波形50,跟有一弛豫周期51，跟有一選擇性 脈沖波形52。
該復(fù)位^^沖波形50成形以驅(qū)動像素成為垂直狀態(tài)。在這個實例中，復(fù)位 脈沖波長50由一均衡直流脈沖構(gòu)成，該均衡直流脈沖可以等同地看作為相反極性的兩個直流脈沖53。
弛豫周期51致使像素*>弛成為平面狀態(tài)。復(fù)位脈沖波形迅速地釋放以至 于該;^弛成為平面狀態(tài)而非焦點圓錐狀態(tài)。該平面狀態(tài)形成在一短時間周期內(nèi)，
典型的是3ms至100ms,這取決于液晶材料和所使用的取向?qū)?。相?yīng)地，該馳 豫周期比這更長。
選擇性脈沖波形52驅(qū)動像素成為具有所期望的反射比的穩(wěn)定狀態(tài)。為了 實現(xiàn)最大的反射比，該選擇性脈沖波形52完全地被省略，以至該驅(qū)動信號僅由 復(fù)位脈沖波形50組成，并跟有馳豫周期51,從而將像素留在平面狀態(tài)中。為 了實現(xiàn)較低反射比，該選擇性脈沖波形52包括一初始脈沖54,可隨意地跟一 調(diào)諧脈沖55。在這個實例中，該初始脈沖54和調(diào)諧脈沖55各自由一均衡直流 脈沖組成。所以，該初始脈沖54可以等同的看作為相反極性的兩個直流脈沖 56,該調(diào)諧脈沖55可以等同的看作為相反極性的兩個直流脈沖57。
初始脈沖54和調(diào)諧脈沖55的振幅是可變的以驅(qū)動像素成為具有相應(yīng)可變 反射比的穩(wěn)定狀態(tài)。這可以參考圖8來理解，圖8示出了一典型液晶材料的光 電曲線。特別的，圖8是初始處于平面狀態(tài)(也就是處于馳豫周期52的末端) 的一液晶在施加一可變振幅的脈沖(也就是初始脈沖54)后的反射比(在任意 單元)曲線圖，該反射比相對于脈沖的振幅進行描繪。因此，初始脈沖54的振 幅選自圖8中曲線上VI和V2間或V3和V4間的一點，以提供所期望的反射比。 曲線在VI和V2之間或V3和V4之間的坡度允許實現(xiàn)很多灰度級狀態(tài)。例如， 圖9是反射比(任意單元)的曲線圖，對于具有圖8所示的光電曲線的液晶材 料而言，該反射比可以相對于該選擇性脈沖波形的初始脈沖54的電壓來實現(xiàn)。 該調(diào)諧脈沖55可以被省略以便選擇性脈沖波形52包括一單個脈沖，即該初始 脈沖54。如果調(diào)諧脈沖55被包括在內(nèi)，該初始脈沖54驅(qū)動像素成為一初始穩(wěn) 定狀態(tài)，該調(diào)諧脈沖55驅(qū)動該像素成為一最終穩(wěn)定狀態(tài)。該調(diào)諧脈沖55較佳 的是具有比初始脈沖54低的振幅。使用調(diào)諧脈沖55的優(yōu)點是它能夠通過允許 像素在初始穩(wěn)定狀態(tài)之間達到很多不同的最終穩(wěn)定狀態(tài)來改進分辨率。這改進了靜態(tài)圖像品質(zhì)。
在一些實現(xiàn)中，不考慮所期望的反射比，經(jīng)常有一調(diào)諧脈沖55。在其他實 現(xiàn)中，調(diào)諧脈沖55可以(1)缺席，如果所期望的反射比等于初始穩(wěn)定狀態(tài)之 中一個的反射比，或者(2)出現(xiàn)，如果所期望的反射比等于最終穩(wěn)定狀態(tài)之中 的一個的反射比。
作為選擇性脈沖波形52的振幅可變的一可供選擇的方法，初始脈沖54和 /或調(diào)諧脈沖55的持續(xù)期可以是可變的，如圖7中的虛線所示，從而實現(xiàn)一可 變的反射比。這相對于振幅的變化以相似的方式工作。
復(fù)位脈沖波形50和選擇性脈沖波形52的實際振幅和持續(xù)期依賴于很多參 數(shù)而變化，例如所使用的實際液晶材料，單元10的構(gòu)造，例如液晶層的厚度以 及其他Wt,例如溫度。作為膽甾型液晶顯示裝置中的慣例，這些振幅和持續(xù) 期對于任意特定顯示裝置24可以實驗方法來優(yōu)化。典型地，該復(fù)位脈沖波形 50可以具有一 50V至60V的振幅以及從0. 6 ms至100ms的持續(xù)期，更通常的 是50ms至60ms。典型地該初始脈沖54和/或調(diào)諧脈沖55可以具有一從10V至 20V的振幅以及從0. 6ms至100ms的持續(xù)期。
在上述實例中，脈沖52、 54和55均是均衡直流脈沖。 一般而言，這些脈 沖52、 54和55中的任意一個可以二者擇一地為直流脈沖或交流脈沖。 一般而 言，優(yōu)選的是，脈沖為均衡以限制電極能使其性能隨時間退化的液晶層19電解 的直流。這種直流配平可以通過采用均衡直流脈沖、交流脈沖、要不然是對于 連續(xù)的顯示圖像為交替極性的直流脈沖來實現(xiàn)。
其他用于驅(qū)動像素成為具有可變反射比的穩(wěn)定狀態(tài)的驅(qū)動方案是可能的， 且可以二者擇一地作為靜態(tài)驅(qū)動方案來應(yīng)用。
動態(tài)驅(qū)動方案中驅(qū)動信號的一個形式如下。
動態(tài)驅(qū)動方案采用與W0-2004/030335中所公開的驅(qū)動方案相同的原理運 行。特別的，該驅(qū)動信號采用圖IOA至IOC所示的形式，圖10A至圖10C是電 壓隨時間的曲線圖。這些驅(qū)動信號之中的一個被施加到每個連續(xù)的驅(qū)動周期中。
17為了驅(qū)動像素成為最小反射比的狀態(tài)，驅(qū)動信號采用圖10A中所示的形式， 該形式包括一驅(qū)動脈沖60,該驅(qū)動脈沖60驅(qū)動像素成為垂直狀態(tài)持續(xù)整個驅(qū) 動周期，即連續(xù)的而不允"i午松弛為平面狀態(tài)。
為了驅(qū)動像素成為較高反射比的狀態(tài)，該驅(qū)動信號采用圖IOB中所示的形 式，該形式包括驅(qū)動像素成為垂直狀態(tài)的一具有持續(xù)期Th的驅(qū)動脈沖61，以 及允許像素^^弛以成為平面狀態(tài)的一具有持續(xù)期Tp的馳豫周期62。因此，像 素在驅(qū)動周期內(nèi)凈皮驅(qū)動交替地成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)。該持續(xù)期Th和Tp是 可變的從而改變處于垂直和平面狀態(tài)的像素所花費的時間量。由于視覺暫留， 觀察者感知該像素為具有一反射比，該反射比是整個驅(qū)動周期上反射比的平均 值。所以，觀察者所感知的反射比隨著持續(xù)期Th和Tp的改變而改變。這允許 該反射比范圍的第二部分范圍中產(chǎn)生灰度級。
反射比在驅(qū)動周期中的改變是相當復(fù)雜的。在驅(qū)動脈沖61的末端，像素 的液晶材料在這個循環(huán)中開始轉(zhuǎn)變回穩(wěn)定平面膽甾型狀態(tài)，并反射一些光線。 這個*>他是一復(fù)雜過程，并通過一亞穩(wěn)瞬時平面狀態(tài)而發(fā)生，該亞穩(wěn)瞬時平面 狀態(tài)具有穩(wěn)定平面膽甾型相傾斜長度(例如D-K Yang和Z-L Lu, SID技術(shù) 摘要(SID Technical Digest) ， 351頁,1995以及J Anderson等人，SID 98 技術(shù)摘要(SID 98 Technical Digest) ， XXIX 806頁，1998所解釋的那樣) 的大約兩倍(事實上瞬時平面紋理的斜度等于K33/K22 x最終平面狀態(tài)的斜度， 其中K33為液晶彎曲彈性常數(shù)，K22為扭曲彈性常數(shù))。雖然這產(chǎn)生一些非線 性特性，但是它是平均反射比隨著處于平面和垂直狀態(tài)的時間量比例的增加而 增加的情況，即在這種情況中是Tp/Th。
反射比的實際改變很難模擬，但是可以通過實驗描繪。例如，圖ll是對 于同類型的單元10的不同持續(xù)期Th和Tp可實現(xiàn)的反射比(任意單元)的曲線 圖，圖8和圖9被施加于其上。在圖11中，水平軸是按很多時隙來測量的馳豫 周期62的持續(xù)期Tp。在這個實例中，各時隙具有大約0. 3ms的長度，所以當 馳豫周期62的持續(xù)期Tp為大約4ms時圖11中可實現(xiàn)最大的反射比。如果需要,更多的點可以被描繪。
此外，持續(xù)期Th和Tp進行選擇以便馳豫周期62的持續(xù)期Tp的最大值可 以提供給像素一平均反射比，該平均反射比是預(yù)先確定范圍的第二部分范圍的 最大反射比，其等于焦點圓錐狀態(tài)的反射比，這是預(yù)先確定范圍的第一部分范 圍的最小反射比。此外，關(guān)于未決的顯示裝置，這是很難模擬的，但是容易通 過實驗而確定。例如，對于圖8和9所施加的該類型的一單元10，這可以典型 地相應(yīng)于為9ms的驅(qū)動脈沖61的持續(xù)期Th。所以，通過例如圖12所示的靜態(tài) 和動態(tài)驅(qū)動方案來實現(xiàn)一反射比的連續(xù)范圍是可能的，圖12示出了圖9和11 相互疊加的曲線圖。
在圖像信號29為一視頻信號的情況下，驅(qū)動周期可以是圖像信號29的一 幀周期。在這種情況下，像素#_驅(qū)動成為平面狀態(tài)的頻率h等于圖像信號29 的幀頻。優(yōu)選的是將功耗和像素的液晶材料上的壓力最小化。然而，驅(qū)動周期 可以具有相對于幀周期的其他長度。例如，在圖像信號29的各幀周期中可以有 多個驅(qū)動周期。在這種情況下，像素被驅(qū)動成為平面狀態(tài)的頻率FH大于圖像信 號29的幀頻。
在圖像信號29描繪一靜態(tài)圖像的情況下，驅(qū)動周期由驅(qū)動電路22設(shè)定。
驅(qū)動周期足夠短，以至因為視覺暫留觀察者感知驅(qū)動周期上的一平均反射 比，如上所述。典型地，該頻率可以為對應(yīng)于30ms驅(qū)動周期的至少33Hz,或 者為對應(yīng)20ms驅(qū)動周期的至少50Hz。典型地，該頻率可以為對應(yīng)于6ms驅(qū)動 周期的至多150Hz，或者為對應(yīng)于10ms驅(qū)動周期的至多100Hz。在如下所描述 的實例中，該驅(qū)動頻率為對應(yīng)于12ms驅(qū)動周期的84Hz。
為便于數(shù)字化實現(xiàn)，驅(qū)動周期#:劃分為預(yù)先確定數(shù)量的時隙，驅(qū)動脈沖61 (或多個驅(qū)動脈沖，如果被使用的話)被施加在可變數(shù)量的時隙中。這意味著 反射比中的變化發(fā)生在離散的階段，因此，時隙的長度被選擇，從而在作為結(jié) 杲產(chǎn)生的灰度中提供一適當?shù)姆直媛省?br> 驅(qū)動像素成為垂直狀態(tài)所需的驅(qū)動脈沖60和61的振幅以及驅(qū)動周期一般而言依賴于多個參數(shù)而變化，采用靜態(tài)驅(qū)動方案的驅(qū)動信號的參數(shù)相似的方式。
對于一給定的顯示裝置24,驅(qū)動脈沖60和61的振幅可以實驗的方法確定，但 是振幅典型地是在40V至70V的范圍內(nèi)。
在圖10A至10C中，驅(qū)動脈沖60和61顯示為單極脈沖。為了直流配平， 驅(qū)動脈沖60和61在連續(xù)的驅(qū)動周期中具有交替的極性。作為提供直流配平的 一可選擇的方法，驅(qū)動脈沖60和61可以為交流脈沖或均衡直流脈沖。
在連續(xù)的驅(qū)動周期中，圖IOA至10C中的驅(qū)動信號被重復(fù)地施加。因此， 功率被具有在預(yù)先確定范圍的第二部分范圍的反射比的像素連續(xù)地消耗。然而， 在實踐中，典型圖像僅需要一部分單元IO處于該反射比范圍的第二部分范圍 43中，典型地大約為10%至15%,盡管這取決于圖像信號所描繪的圖像的特 性，在此時，顯示裝置的全部功耗是相對低的。其余圖像可以采用具有低功耗 的雙穩(wěn)態(tài)模式來驅(qū)動。
采用動態(tài)驅(qū)動方案結(jié)合靜態(tài)驅(qū)動方案的優(yōu)點是改進了對比度和色域?？紤] 到靜態(tài)驅(qū)動方案，焦點圓錐狀態(tài)是暗狀態(tài)(或瞬時狀態(tài))但這仍然會散射典型 地具有從3%至4%反射比的光線。結(jié)果，液晶層19的對比度典型的是從10 至15，且用一常規(guī)多元尋址電極陣列時，這對單元10提供了從大約6至8的 總對比度。然而，動態(tài)驅(qū)動方案的使用允許垂直狀態(tài)作為暗狀態(tài)去使用，這改 進了對比度。例如，液晶層19的對比度典型地是50或更高，且具有95%的驅(qū) 動電極31占空因數(shù)(即，驅(qū)動電極的區(qū)域與顯示區(qū)域的比例)的整個顯示裝置 24的對比度大約是30。
色域也被改進如下。 一般而言，在典型地由三個堆疊單元所組成的膽甾型 顯示裝置24中，在一單元10中的各像素的顏色被其之上或之下的那些像素所 干擾。例如，如果最底下的像素毫無疑問的是100%顏色，那么在它之上的像 素必須是透明狀態(tài)以便最佳的顯示較下的像素。采用一已知的靜態(tài)驅(qū)動方案， 當較上的像素被切換為焦點圓錐狀態(tài)時，該狀態(tài)是很大程度上是透明的但不是 完全透明，較下像素將顯示一顏色，該顏色是100%顏色與來自較上(或較下)層所散射的一些白光的混合。換言之，顏色比理想的稍不飽和，且色域是退化 的。然而，釆用動態(tài)驅(qū)動方案允許暗狀態(tài)具有一較低反射比，因此而改進色域 且提供較純的顏色。
可以對上面所描述的驅(qū)動方案進行各種的更改。對于該動態(tài)驅(qū)動方案，一 種可能性通過增加預(yù)先確定范圍的第一部分和第二部分范圍之間的邊界，或通 過使預(yù)先確定范圍的第 一部分和第二部分范圍重疊，來用于驅(qū)動像素為更高的 反射比。然而，因為動態(tài)驅(qū)動方案消耗比靜態(tài)方案更多的功率，所以這不是優(yōu) 選的。
相似地，可能以一反射比的受限范圍的運行，例如，通過不使用平面狀態(tài) 的靜態(tài)驅(qū)動方案或通過不驅(qū)動像素連續(xù)地成為垂直狀態(tài)的動態(tài)驅(qū)動方案，但是， 因為可達到的反射比減小，所以這不是優(yōu)選的。
對于顯示器l在明亮環(huán)境光線中的使用，照明光線可以是環(huán)境光線，例如
日光。對于顯示器l在微弱環(huán)境光線中的使用，照明光線可以由燈3來提供。 燈3的數(shù)量可以依賴于顯示裝置24的尺寸以及單個燈3的亮度而改變。燈3 所提供的照明將被描述。
顯示器1包括安裝在外殼2內(nèi)部的一電源電路70,或者可供選擇地安裝在 燈3自身的容器中。如圖13所示，電源電路70與燈3電連接且給燈3供給電 源。電源電路70是受控的以供給電源給燈3，其響應(yīng)于探測環(huán)境光線已經(jīng)衰落 到預(yù)先確定的門限值之下的光敏感元件，和/或響應(yīng)于指示夜間的一定時器73。
電源電路70具有一電源輸入71,電源電路70通過電源輸入71從諸如干 線供電這樣的外部交流電源供給74接收電源。電源輸入71可以與驅(qū)動電路22 是一公共輸入。該電源電路70將從外部交流電源供給74接收到的交流電源形 式進行轉(zhuǎn)變，以便當根據(jù)動態(tài)驅(qū)動方案驅(qū)動且由燈3照明時，減少或消除顯示 裝置24上圖像顯示上感知的閃爍。本發(fā)明人已經(jīng)認識到閃爍的這種感知發(fā)生如 下。
作為解釋，首先考慮交流電源從外部交流電源供給74被供給且沒有通過電源電路70更改電源波形的情況。這將結(jié)合圖14A至14C來描述，圖14A至 14C是實例情況的時間曲線圖，該實例情況為顯示裝置24由具有84Hz幀頻的 圖像信號29所驅(qū)動，且驅(qū)動電路22產(chǎn)生采用在圖像信號29的各幀周期中具有 一個驅(qū)動周期的動態(tài)驅(qū)動方案的驅(qū)動信號，以便像素被驅(qū)動成為平面狀態(tài)的頻 率F,,等于圖像信號29的幀頻。
圖14A示出了一單個像素的反射比R?？梢?，反射比R是頻率Fh的一方波， 該頻率fh在這個情況中為84Hz。因為像素的反射比R在驅(qū)動周期中以大于閃爍 融合門限之ft的一頻率交替，反射比R中的變化沒有被觀察者感知，該觀察者 改為感知到一平均反射比。
圖14B是燈3輸出以照明顯示裝置24的光線的照明功率L的曲線圖。該 照明功率It以兩倍的供給頻率Fs隨著電源供給的瞬時功率而波動，因為該瞬時 功率與電源的瞬時電壓的正方形成比例。在這個實例情況中，供給頻率Fs采用 50Hz,所以照明功率Il以IOOHz波動。
圖14C是由顯示裝置24的像素所反射的光線的反射功率lK的曲線圖。該 反射功率h等于照明功率L和反射比R的乘積。特別地，當像素具有被驅(qū)動成 為平面狀態(tài)的膽甾型液晶材料所提供的一高反射比R時，光線才被反射。當像 素具有4皮驅(qū)動成為垂直狀態(tài)的膽甾型液晶材料所提供的一低反射比R時，光線 不被反射。這可以看作是像素對照明光線的取樣。結(jié)果，存在一干涉效應(yīng)，其 導(dǎo)致反射功率Ik以I2Fs-FJ的干涉頻率改變。在圖14A至14所示的該實例情況 中，其中供給平率Fs為50Hz,頻率fh為84Hz，則該干涉頻率|2FS-FH" UHz。 反射功率h的這個變化被一觀察者感知為顯示在顯示裝置的圖像的閃爍。
電源電路70根據(jù)如下所述的兩個可供選擇的方法(a)和(b)的其中之 一，通過更改供給燈3的電源的形式來避免這個問題。
在可供選擇的方法(a)中，電源電路70被設(shè)置以供給直流電源。在這一 情況中，例如圖14B所示的照明功率L的變化沒有完全發(fā)生。相應(yīng)地，例如圖 14C所示的反射功率I"殳有相應(yīng)的變化，所以觀察者在顯示裝置24上所顯示的圖像上沒有感知任何閃爍。
在可供選擇的方法(a)的情況下，燈3可以各自包括一個或多個發(fā)光二 極管(Light-Emitting Diode;以下簡稱LED)或者可以各自包括一白熾燈。 目前，LED作為燈3的使用將遭遇具有一高成本的缺點，尤其是對于一大顯示 器，例如一布告板，其中由于一單個LED的相對低功率，大尺寸的顯示裝置24 將需要大量LED。然而，隨著時間的推移，LED的成本希望被降低，使它們的使 用在經(jīng)濟性上更有吸引力。
在可供選擇的方法(b)中，根據(jù)如下關(guān)系式(1)，電源電路70被設(shè)置 以一供給頻率Fs供給交流電源給燈3:
|2FS-FH|>FT (1)
其中，F(xiàn)i為閃爍融合門限值。閃爍融合門限值FT是一心理物理的門限值， 是斷續(xù)光線的刺激能被觀察者感知到穩(wěn)定的門限值。對于當前目的，閃爍融合 門限值FT可以采用4服z，盡管通過采用閃爍融合門P艮值FT為具有一較高值，例 如50Hz或100Hz,閃爍減少(flicker-reduction)效應(yīng)可以改進。通過根據(jù) 關(guān)系式(1)設(shè)定供給頻率Fs,反射光線的反射功率h中存在一變化，但是這 發(fā)生的頻率為觀察者所感知的閃爍被減少或完全移除。整個閃爍減少效應(yīng)的實 例圖示于圖15A至15C以及困16A至16C中，其是分別與圖14A至14C相同量 的、但是在不同照明條件下的各曲線圖。因此，圖15A和16A各自圖示了像素 的反射比R，且各自與圖14A是同一的。
圖15B圖示了當電源電路70以500Hz供給頻率Fs的正弦曲線波形供給一 交流電源以4更照明功率的頻率為1000Hz時的照明功率I"在這種情況下，如圖 15C所示，從像素反射出的光線的反射功率h以916Hz的干涉頻率UFs-FHl經(jīng) 受一 變化，但這適當?shù)匚挥陂W爍融合門限值FT之上且因此對于觀察者是感覺不 到的。
相似^L,圖16B圖示了在電源電路22以65Hz供給頻率Fs、具有成形為一 方波的波形來供給交流電源的情況下的照明功率I"在這種情況下，如圖16C所示，該反射光線的反射功率L再次以46Hz的干涉頻率l2Fs-F,J經(jīng)歷一變化。 雖然這僅僅剛好處于閃爍融合門限值Ft之上，但是該變化沒有被觀察者所感知， 因為交流電源的方波波形導(dǎo)致照明電源中該變化的幅度減小。
在圖15C和16C所示的情況中，觀察者感知到為驅(qū)動周期上反射功率Ir平 均值的一光線強度。
根據(jù)關(guān)系式U),供給頻率Fs可以選擇為具有任一值以產(chǎn)生減少閃爍的 效果。然而，關(guān)于是某些類型的燈3， 一增加的供給頻率能夠降低燈3的效率。 為了避免這個效果，在依據(jù)關(guān)系式(1)的同時，供給頻率Fs被選擇為具有一 相對1氐的值。為了這個原因，圖示于圖16中的供給頻率Fs為65Hz的實例，相 對于圖15示出的供給頻率Fs為500Hz的實例，對一些類型的燈3來說是優(yōu)選 的。
在可供選擇的方法(b)中，有利的是，電源電路70以自身處于或大于閃 爍融合門P艮值的一供給頻率Fs供給交流電源。這也減少了對于觀察者的閃爍感 知。首先，觀察者沒有感知燈3自身是閃爍的。即使在顯示裝置24所顯示的圖 像沒有閃爍時，燈3的任意這種閃爍均對于觀察者是分散的。此外，當驅(qū)動電 路22根據(jù)靜態(tài)方案驅(qū)動顯示裝置24，以便像素被驅(qū)動成為保持到圖像改變?yōu)?止的穩(wěn)定狀態(tài)時，這減小或避免了觀察者感知到由那些像素所產(chǎn)生的圖像中的 閃爍。
為了實現(xiàn)這一高供給頻率Fs，關(guān)系式(1)可以被替換為關(guān)系式(2),關(guān) 系式(2)描繪了關(guān)系式(1) (2Fs-FJ具有一正值的情況
(2FS-F )》FT ( 2 )
在關(guān)系式(2)中，照明功率L的頻率2Fs大于閃爍融合門限值FT至少為頻 率Fh。
然而，在這些約束中，供給頻率Fs保持為盡可能低的以減小功耗。由電源 電路22所供給的交流電源的波形有利地是成形為一方波，如圖16B中的實例。 這具有減小燈3輸出光線的照明功率L的變化幅度的優(yōu)點。通過減少從像素反射出的光線的反射功率L中的變化幅度，這進一步減少了閃爍的感知。有效地，
這意味著供給頻率Fs能夠被減小以減少功耗。
在可供選擇的方法(b)中，燈3有利地可以包括放電管。 一種可能是燈3 包括一卣素放電管，但是這遭遇的缺點是卣素放電管具有低效率、短壽命時間 和色溫，其改變了在顯示裝置24上察覺到的圖像的顏色以顯示為一桔紅色或紅 色。 一更好的可能是燈3包括沒有遭遇這些問題的金屬面素放電管。其他可能 是燈3為熒光放電管。
當該燈3包括放電管時，該電源電路22便利地形成為一常規(guī)類型和結(jié)構(gòu) 的電子鎮(zhèn)流器。電子鎮(zhèn)流器自身與放電管結(jié)合使用是已知的。放電管沿著燈內(nèi) 部管體中的氣體形成了一離子流，例如在管體兩端的兩燈絲之間。離子流導(dǎo)致 光線由氣體發(fā)射出來。當一離子流被形成時， 一電流被形成，其非線性地增加 且如果不阻止則將燒毀該燈。放電管可以被提供有一鎮(zhèn)流器以阻塞這一電流。 最蕃;遂產(chǎn)刑^鎮(zhèn)';右.緊縣磁植';右.緊.Jt簡並i"5T以某一客pa始.錄閣.一p.如"sr供
選擇的是一電子鎮(zhèn)流器。 一些類型的電子鎮(zhèn)流器是可操作以轉(zhuǎn)變接收自外部交
流電源供給74的頻率，從而以一高頻率和方波波形提供交流電源給燈3。該電 源電路70可以由此是這樣一種已知的電子鎮(zhèn)流器。此外，如上所討論的，電子 鎮(zhèn)流器典型地也可以提供具有成形為方波的波形的交流電源，這也是有利的。
2權(quán)利要求
1、一種顯示器，包括一膽甾型液晶顯示裝置，其具有至少一個包括一層膽甾型液晶材料和一電極陣列的單元，該電極陣列能夠通過各自的驅(qū)動信號為穿過該層膽甾型液晶材料的多個像素提供獨立驅(qū)動，用以驅(qū)動所述像素成為具有各自反射比的像素的狀態(tài)；一驅(qū)動電路，被設(shè)置產(chǎn)生驅(qū)動信號，用以根據(jù)一圖像信號驅(qū)動各個像素成為具有各自反射比的像素的狀態(tài)，其中對于可能的反射比范圍中的至少部分范圍，該驅(qū)動信號具有一成形為驅(qū)動各個像素在連續(xù)的驅(qū)動周期中交替地成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形，根據(jù)該圖像信號，改變各個像素被驅(qū)動成為垂直和平面狀態(tài)的時間周期，以提供觀察者能感知到的平均反射比，一光源，被布設(shè)成當該光源發(fā)光時照亮該顯示裝置；一電源電路，被連接成為該光源供給電源，該電源電路被設(shè)置供給a)直流電源，或b)依據(jù)下述關(guān)系式的供給頻率FS的交流電源|2FS-FH|≥FT其中FH是像素被驅(qū)動信號驅(qū)動成為平面狀態(tài)的頻率，該驅(qū)動信號具有一成形為驅(qū)動各個像素交替地成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形，F(xiàn)T是至少40Hz的門限值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中該供給頻率Fs依據(jù)下述關(guān)系式確定:(2FS-FH)》FT
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中該ft是50Hz的門限值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器，其中該ft是100Hz的門限值。
5、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一所述的顯示器，其中2FS》F 。
6、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一所述的顯示器，其中Fh》3犯z。
7、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一所述的顯示器，其中F <150Hz。
8、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一所述的顯示器，其中該電源電路被設(shè)置成供給具 有一方波波形的交流電源。
9、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一所述的顯示器，其中該電源電路被設(shè)置成依據(jù)下 述關(guān)系式以供給頻率Fs供給交流電源其中F"是像素被驅(qū)動信號驅(qū)動成為平面狀態(tài)的頻率，該驅(qū)動信號具有一成形 為驅(qū)動各個像素交替地成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形，F(xiàn)t是至少40Hz的門限值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示器，其中該光源包括至少一個放電管。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的顯示器，其中該光源包括至少一個金屬卣素放 電管。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的顯示器，其中該光源包括至少一個焚光放電管。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的顯示器，其中該電源電路包括 一電源輸入，用于接收一外部交流電源供給；以及一電子鎮(zhèn)流器，連接在該電源輸入和至少一個放電管之間，該電子鎮(zhèn)流器可 操作的以轉(zhuǎn)變該電源輸入接收到的外部交流電源供給的頻率，以提供供給頻率 Fs的所述交流電源。
14、 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一所述的顯示器，其中該電源電路被設(shè)置成供給 直流電源。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示器，其中該光源包括至少一個發(fā)光二極管。
16、 根據(jù)上述權(quán)利要求任一所述的顯示器，其中對于所述可能的反射比范圍中的第一部分范圍，該驅(qū)動信號具有一成形為驅(qū) 動像素成為一穩(wěn)定狀態(tài)的波形；以及對于可能的反射比范圍中的第二部分范圍，第二部分范圍低于該第一部分范 圍，驅(qū)動信號具有一成形為驅(qū)動各個像素在連續(xù)的驅(qū)動周期中交替地成為垂直 狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形，根據(jù)該輸入的圖像信號，改變各個像素被驅(qū)動成為垂 直和平面狀態(tài)的時間周期，以提供觀察者能感知到的平均反射比。
全文摘要
一種顯示器包括一膽甾型液晶顯示裝置，其具有至少一個包括一層膽甾型液晶材料和一電極陣列的單元，該電極陣列能夠為穿過該層膽甾型液晶材料的多個像素提供獨立驅(qū)動。一驅(qū)動電路產(chǎn)生驅(qū)動信號，供給像素以驅(qū)動它們成為反射比依據(jù)一圖像信號的狀態(tài)。驅(qū)動信號可以具有一成形為驅(qū)動各個像素在連續(xù)的驅(qū)動周期內(nèi)交替地成為垂直狀態(tài)和平面狀態(tài)的波形，根據(jù)該圖像信號，改變各個時間周期，以提供觀察者能感知到的平均反射比。一光源照亮該顯示裝置且通過一電源電路來供給電源。該電源電路供給a)直流電源，或b)依據(jù)下述關(guān)系式的供給頻率F_S的交流電源|2F_S-F_H|≥F_T，其中F_H是像素被驅(qū)動信號驅(qū)動成為平面狀態(tài)的頻率。這減少了在一個顯示圖像中對閃爍的感知，F(xiàn)_T是閃爍融合門限值。
文檔編號G09G3/36GK101454822SQ200780018958
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者克里斯多佛·約翰·休斯, 艾米爾·本莎倫 申請人:馬津克顯示技術(shù)公司