專利名稱：色序法液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器及其驅(qū)動方法，特別是有關(guān)灰度顯示及彩色顯示的液晶顯示器及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
通用液晶顯示器由液晶面板和驅(qū)動電路組成。液晶面板由兩塊玻璃中間夾液晶組成，在與夾在其中的液晶相接觸的玻璃的內(nèi)表面上有透明導(dǎo)電電極；由驅(qū)動電路信號線與上述透明導(dǎo)電電極相連，采用相應(yīng)的驅(qū)動方法來實現(xiàn)灰度顯示及彩色顯示。
目前液晶顯示器實現(xiàn)彩色顯示的方法主要有1)彩色濾色器法。液晶顯示器的顯像原理，是將液晶置于兩片導(dǎo)電玻璃之間，靠兩個電極間電場的驅(qū)動，引起液晶分子的電場效應(yīng)，以控制光源透射或遮蔽功能，從而將影像顯示出來。單色液晶顯示器便是根據(jù)此電壓有無和大小，控制各像素的液晶“光閥”的開閉使各像素的透射光強(qiáng)度發(fā)生改變，從而呈現(xiàn)出灰度。彩色液晶顯示器，相對于單色液晶顯示器，增加了彩色濾色膜，每一個像素都由R、G、B 3個子像素構(gòu)成，圖像的R、G、B信號分別驅(qū)動相應(yīng)的子像素，背光源的白色照明光通過彩色濾光膜時呈現(xiàn)不同顏色，實現(xiàn)彩色圖像的顯示。該方法存在以下問題(1)由于彩色濾色膜的透射率約20％～30％，大量的光被遮斷。所以濾光膜的加入使光透過率下降，在此現(xiàn)狀上繼續(xù)改善光的利用效率的余地很少，能量利用率低。(2)與單色顯示相比較，像素密度受到限制，在同等技術(shù)條件下，為1/3。如果要實現(xiàn)相同的像素密度，則加工精度需要提高三倍，顯示制造成本高，限制了實現(xiàn)高像素密度、高亮度的顯示。(3)灰度控制，是通過控制液晶元件光的透過率或者透射與遮光時間的比例來實現(xiàn)的。一般是根據(jù)不同的灰度數(shù)據(jù)選用不同的驅(qū)動電壓施加在列驅(qū)動器上，從而改變行列電極的絕對電壓值來控制不同的光透射率或透射遮光時間的比例。存在因電壓值不同而導(dǎo)致液晶開關(guān)響應(yīng)不一致的問題。
2)同時加法混色法。該方法由于光學(xué)系統(tǒng)變得復(fù)雜，難以達(dá)到小型化和輕量化。
3)場序控制法。該方法是將一場顯示圖像分為R、G、B三個子場，如圖3所示，并按順序控制R、G、B三色背光源的顯示，利用人眼的視覺暫留特性實現(xiàn)彩色圖像的顯示。在每個子場內(nèi)通過列驅(qū)動信號來控制該液晶元件的灰度顯示，如圖2所示，該灰度顯示方法與彩色濾色器法中的灰度控制方法相同，可以實現(xiàn)中間色調(diào)的顯示。場序控制方法具有以下特點(1)由于不使用彩色濾色器，消除了濾色器帶來的光損失。在與彩色濾色器方式顯示相同亮度的前提下，背光源消耗的能量減少，與彩色濾色器方式相比能量利用率有所提高。(2)由于用一個像素就能表示所有顏色，如果采用和以前同樣的加工技術(shù)則可以得到三倍的圖像分辨率。制造成本和驅(qū)動電路成本降低。(3)與彩色濾色器方法一樣，場序控制方法的灰度控制，仍然是通過控制液晶元件光的透過率或者透射與遮光時間的比例來實現(xiàn)的。一般是根據(jù)不同的灰度數(shù)據(jù)選用不同的驅(qū)動電壓施加在列驅(qū)動器上，從而改變行列電極的絕對電壓值來控制不同的光透射率或透射遮光時間的比例，依然存在液晶開關(guān)響應(yīng)不一致的問題。
上述場序控制法和彩色濾色器法存在的共同問題是灰度控制，是通過控制液晶元件光的透過率或者透射與遮光時間的比例來實現(xiàn)的。一般是根據(jù)不同的灰度數(shù)據(jù)選用不同的驅(qū)動電壓施加在列驅(qū)動器上，從而改變行列電極的絕對電壓值來控制不同的光透射率或透射遮光時間的比例，存在液晶開關(guān)響應(yīng)不一致的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述方法存在的問題。本發(fā)明直接利用R、G、B三基色背光燈，采用數(shù)字合成技術(shù)利用背光源進(jìn)行灰度控制，而液晶元件僅僅同時作為固定開關(guān)時間和快速響應(yīng)的“光閥”，從而形成多級灰度的彩色顯示，并提供一種無需濾色器的，低制造成本的彩色液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法。本發(fā)明主要應(yīng)用范圍將是TN、STN和TFT彩色液晶顯示器及其驅(qū)動方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明具有如下特征(如圖4)控制信號發(fā)生電路將R、G、B輸入信號依灰度顯示要求分成多個分子場；液晶顯示屏，兩塊玻璃基板之間夾持液晶，列電極控制采用最佳電壓和時間控制，液晶元件僅僅同時作為固定開關(guān)時間和快速響應(yīng)的“光閥”；背光源，其配置在上述液晶元件的后面，內(nèi)有R、G、B三基色光源；灰度取出電路，其將源圖象信號中的灰度信號取出，并產(chǎn)生灰度控制信號；背光源驅(qū)動電路，根據(jù)灰度取出電路產(chǎn)生的控制信號控制R，G，B各分子場依次顯示，可依據(jù)不同要求發(fā)光并能組合出不同顏色的光。
在傳統(tǒng)的場序液晶顯示裝置中，背光燈，其配置在液晶顯示裝置的背后，向上述液晶顯示元件按照預(yù)定的周期射出多種顏色的光；控制電路，其控制按照R、G、B三個子場，進(jìn)行與上述多種顏色相對應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)的寫入；通過上述三個子場的每個子場的多種顏色的顯示的合成，顯示一幅彩色圖像。如圖2所示，傳統(tǒng)的場序控制方式中一般都采用灰度控制電路，然后根據(jù)灰度數(shù)據(jù)來選擇不同電壓施加在相應(yīng)的列電極上以實現(xiàn)其灰度顯示。由液晶元件的電氣光學(xué)特性可知，施加電壓對液晶的響應(yīng)時間影響比較大，不同的電壓液晶響應(yīng)速度不同，導(dǎo)致響應(yīng)速度不一致。
本發(fā)明將R、G、B三色數(shù)據(jù)進(jìn)行子場分離處理，同時控制相應(yīng)各顏色子場組合發(fā)出不同的光。通過這種方式，將一幀畫面按照R、G、B順序分別劃分為若干個分子場，那么各像素在一些R、G、B分子場中被選通，而在另外一些R、G、B分子場中被截止，從而顯示不同顏色的畫面。在上述所言像素選通或截止的狀態(tài)中，本發(fā)明具有以下特征施加最佳的固定電壓在該像素對應(yīng)的行列電極上，使液晶處于最佳響應(yīng)特性狀態(tài)。也即使該像素液晶單元處在最佳的“開關(guān)”狀態(tài)，此時該液晶單元僅作為“光閥”，使得背光源發(fā)出的光要能夠很好的透射過去或者很好的截止。在該液晶單元處于導(dǎo)通或者截止的同時，通過同步協(xié)調(diào)控制，根據(jù)不同的顏色分子場點亮相應(yīng)背光源使之發(fā)出不同的光。通過這樣的控制，一幀畫面中各像素就可以實現(xiàn)不同的灰度級別和彩色顯示。
本發(fā)明的驅(qū)動控制步驟描述如下如圖4所示，當(dāng)新的一幀圖像信號開始后，控制信號發(fā)生電路在系統(tǒng)同步時鐘信號的協(xié)調(diào)下，將來自外部圖像源的當(dāng)前幀的R、G、B三路并行數(shù)字信號按顯示要求進(jìn)行處理，R、G、B被分成多個分子場，由灰度取出電路將R、G、B中的灰度信號送給背光源驅(qū)動電路，控制不同顏色分子場產(chǎn)生不同的光，與此同時相應(yīng)的行和列驅(qū)動根據(jù)同步的信號完成各像素點的“開”和“關(guān)”動作，從而完成彩色圖像的顯示。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，其特征在于具有顯示裝置，其多個像素呈矩陣狀排列，且通過上述多個像素顯示圖像；背光源，其配置在上述顯示裝置的背后，可發(fā)出R、G、B三種顏色的光，并可根據(jù)不同分子場以預(yù)定的次序點亮發(fā)光；通過上述R、G、B多個分子場的組合來顯示一幅彩色圖像。不同分子場的背光源的顯示是根據(jù)灰度要求進(jìn)行調(diào)制的。
本發(fā)明的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于包括灰度控制信號由灰度取出電路送往背光源驅(qū)動電路，灰度顯示由R、G、B分子場組合完成。本發(fā)明的液晶顯示裝置的列驅(qū)動僅僅完成液晶像素點的“開”和“關(guān)”的動作，因此可以根據(jù)液晶的電氣光學(xué)性能來設(shè)置最佳的開關(guān)電壓信號，相較以前的方法，對每一個像素點，具有相同的液晶開關(guān)響應(yīng)特性。


圖1是表示本發(fā)明的液晶裝置示意圖。
圖2是表示傳統(tǒng)的場序控制方式的原理框圖。
圖3是表示傳統(tǒng)的場序控制方式的驅(qū)動方法示意圖。
圖4是表示本發(fā)明的總體原理框圖。
圖5是表示本發(fā)明實現(xiàn)TN、STN的4級灰度的示意圖。
圖6是表示本發(fā)明實現(xiàn)TFT的4級灰度的示意圖。
圖7是表示本發(fā)明實現(xiàn)TN、STN的8級灰度的示意圖。
圖8是表示本發(fā)明實現(xiàn)TFT的8級灰度的示意圖。
圖9是表示本發(fā)明實現(xiàn)TN、STN的16級灰度的示意圖。
圖10是表示本發(fā)明實現(xiàn)TFT的16級灰度的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是色序液晶顯示裝置，如圖1所示，具有矩陣狀排列的多個像素，具有液晶顯示元件1，導(dǎo)光板2和三基色背光源2R、2G、2B以及驅(qū)動控制電路印刷板3；上述液晶顯示元件1根據(jù)顯示數(shù)據(jù)，對應(yīng)施加于各像素的電極的電壓使“光閥”開關(guān)動作，來控制該像素的光透過或截止。三基色背光源發(fā)出R、G、B三色光，通過上述導(dǎo)光板向液晶顯示元件均勻的導(dǎo)光。
當(dāng)新的一幀圖像信號開始后，控制信號發(fā)生電路在系統(tǒng)同步時鐘信號的協(xié)調(diào)下，將來自外部圖像源的當(dāng)前幀的R、G、B三路并行數(shù)字信號按顯示要求進(jìn)行處理，R、G、B被分成多個分子場，由灰度取出電路將R、G、B中的灰度信號送給背光源驅(qū)動電路，控制不同顏色分子場產(chǎn)生不同的光，與此同時相應(yīng)的行、列驅(qū)動根據(jù)同步的信號完成各像素點的“開”和“關(guān)”動作，從而完成彩色圖像的顯示。
下面具體說明驅(qū)動方法的實現(xiàn)。
例1以圖5為例來說明本發(fā)明如何實現(xiàn)TN，STN各顏色4級灰度的顯示。在此，將R、G、B三種顏色，各按照1∶2比例劃分為R子場1和R子場2，G子場1和G子場2，B子場1和B子場2。以R為例其灰度級別的實現(xiàn)如表1所示。表中“ON”表示該子場顯示，“OFF”表示該子場不顯示。

表1當(dāng)R子場1和R子場2都不顯示時，對應(yīng)灰度“0”；當(dāng)R子場1顯示，R子場2不顯示時，對應(yīng)灰度“1”；當(dāng)R子場1不顯示，而R子場2顯示時，對應(yīng)灰度“2”；當(dāng)R子場1和R子場2都顯示時，對應(yīng)灰度“3”；因此可以實現(xiàn)R色的4級灰度，類似的方法可分別實現(xiàn)G、B色的4級灰度，即可再現(xiàn)64色。
例2以圖7為例來說明本發(fā)明如何實現(xiàn)TN，STN各顏色8級灰度的顯示。在此，將R、G、B三種顏色，各按照1∶2∶4比例劃分為R子場1、R子場2和R子場3；G子場1、G子場2和G子場3；B子場1、B子場2和B子場3。以R為例其灰度的實現(xiàn)如表2所示。表中“ON”表示該子場顯示，“OFF”表示該子場不顯示。

表2類似例1的分析，可以實現(xiàn)R色的8級灰度，類似的方法可分別實現(xiàn)G、B色的8級灰度，即可實現(xiàn)512色。
例3以圖9為例來說明本發(fā)明如何實現(xiàn)TN，STN各顏色16級灰度的顯示。在此，將R、G、B三種顏色，各按照1∶2∶4∶8比例劃分為R子場1、R子場2、R子場3和R子場4，G子場1、G子場2、G子場3和G子場4，B子場1、B子場2、B子場3和B子場4。以R為例其灰度級別的實現(xiàn)如表3所示。表中“ON”表示該子場顯示，“OFF”表示該子場不顯示。子場組合及其灰度的實現(xiàn)如表3所示。即可再現(xiàn)4096色。
同樣的辦法可以在TFT液晶顯示中實現(xiàn)多級灰度的彩色圖像顯示，如圖6、圖8和圖10所示，可以分別實現(xiàn)4級，8級和16級灰度顯示。如上述實施方式所描述，本發(fā)明提供了一種子場驅(qū)動顯示像素和背光源實現(xiàn)多級灰度顯示的色序液晶顯示方法。另外，本發(fā)明不僅僅限于上述實施方式和上述灰度級別，例<p>采摘南五味子秋季干燥成熟果實，曬干，除去果梗及雜質(zhì)。取南五味子加水煎煮，藥渣烘干，粉碎，用70％乙醇回流提取，得五味子的醇浸膏。
2.性狀南五味子醇浸膏為淡棕褐色至褐色稠狀液體，細(xì)膩，無明顯顆粒狀雜質(zhì)。
3.鑒別取本品0.2g，加三氯甲烷20ml，加熱回流30分鐘，濾過，濾液蒸干，殘渣加三氯甲烷1ml使溶解，作為供試品溶液。另取南五味子對照藥材1g，同法制成對照藥材溶液。再取五味子甲素對照品，加三氯甲烷制成每1ml含1mg的溶液，作為對照品溶液。照薄層色譜法(中國藥典2005年版一部附錄VIB)試驗，吸取上述對照藥材溶液和對照品溶液各2ul，供試品2～4ul，分別點于同一硅膠GF254薄層板上，以石油醚(30～60℃)∶甲酸乙酯∶甲酸(15∶5∶1)的上層溶液為展開劑，展開，取出，晾干，置紫外光燈(254nm)下檢視。供試品色譜中，在與對照藥材和對照品色譜相應(yīng)的位置上，顯相同顏色的斑點。
4.含量測定4.1總木脂素 照紫外分光光度法(中國藥典2005年版一部附錄VA)測定精密稱取本品適量(約相當(dāng)于五味子甲素15mg)，置索氏提取器中，加乙醚80ml，置水浴上回流提取1.5小時，提取液蒸去乙醚，殘渣加乙醚2ml使溶解，加硅膠2.5g，拌勻，揮去乙醚，于80℃干燥1小時，放冷，加至已處理好的硅膠柱(60～100目，5g，內(nèi)徑12mm，干法裝柱)上，用乙醚40ml洗脫，收集洗脫液，蒸去乙醚，殘渣加甲醇使溶解，濾入50ml量瓶中，用甲醇稀釋至刻度，作為貯備液。精密量取貯備液1ml，置50ml量瓶中，用甲醇稀釋至刻度，照紫外分光光度法(中國藥典2005年版一部附錄VA)，在222nm波長處測定吸收度，按五味子甲素(C24H32O6)的吸收系數(shù)(E1％1cm)為953計算，即得。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，其特征在于具有顯示裝置，其多個像素呈矩陣狀排列，且通過上述多個像素顯示圖像；背光源，其配置在上述顯示裝置的背后，根據(jù)不同分子場以預(yù)定的時間依次點亮發(fā)光；控制信號發(fā)生電路，其分別根據(jù)每個顏色將一幅彩色圖像的一幀畫面分成多個的分子場數(shù)據(jù)存儲，并產(chǎn)生驅(qū)動信號；灰度取出電路，將圖像信號中的灰度信號取出控制R、G、B背光源實現(xiàn)灰度顯示；背光源驅(qū)動電路，驅(qū)動背光源根據(jù)R、G、B各分子場發(fā)出不同組合的光，實現(xiàn)彩色圖像顯示。
2.一種液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，其特征在于具有灰度分離技術(shù)，通過灰度取出電路，將源圖像中的灰度信號分離出來，送給背光源驅(qū)動控制電路，控制R、G、B各分子場依次序以顯示不同灰度和顏色。
3.一種液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，其特征在于基于權(quán)利要求1中所述的灰度取出電路，將圖像信號中的灰度信號取出控制R、G、B背光源實現(xiàn)灰度顯示。根據(jù)灰度和顏色顯示需要，將R、G、B子場分成若干個分子場，各分子場的劃分按顯示輸出的亮度要求以1:2:4:8:16:32:64…的規(guī)律類推，直至達(dá)到灰度和顏色顯示需要。
4.一種液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，其特征在于基于權(quán)利要求1中所述的灰度取出電路，將圖像信號中的灰度信號取出控制R、G、B背光源實現(xiàn)灰度顯示。根據(jù)灰度和顏色顯示需要，將R、G、B子場分成若干個分子場，各分子場的劃分按背光源自身發(fā)光亮度以1:2:4:8:16:32:64…的規(guī)律類推?；谝壕э@示器件的特性，經(jīng)過適當(dāng)?shù)男拚?，直至達(dá)到灰度和顏色顯示需要。
5.一種液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，其特征在于液晶顯示單元的列電極可以施加最佳的電壓信號。該電壓信號使液晶顯示單元按要求“開”或“關(guān)”，以使液晶元件能達(dá)到最佳的響應(yīng)速度和良好的開關(guān)狀態(tài)。
全文摘要
傳統(tǒng)彩色液晶控制方式中，一般實現(xiàn)灰度是根據(jù)不同的灰度數(shù)據(jù)選用不同的驅(qū)動電壓施加在列驅(qū)動器上，從而改變行列電極的電壓值來控制不同的光透射率或透射遮光時間的比例。這些方法對液晶材料的響應(yīng)特性要求比較高，存在液晶開關(guān)響應(yīng)不一致，易產(chǎn)生顯示抖動等缺陷。本發(fā)明將紅綠藍(lán)三色數(shù)據(jù)進(jìn)行分子場處理，并在系統(tǒng)同步時鐘信號的協(xié)調(diào)下，同時控制相應(yīng)各顏色分子場對應(yīng)的紅綠藍(lán)背光源發(fā)出不同的光。通過液晶元件“光閥”的開關(guān)動作，使得不同顏色的光能夠通過或不通過，從而實現(xiàn)不同的灰度顯示和彩色顯示。
文檔編號G02F1/13GK1866344SQ20051007368
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者偰正才, 劉瑞友, 王智勇, 李慶青 申請人:深圳大學(xué)