專利名稱：：主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本公開涉及一種主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器及其驅(qū)動方法(ActiveMatrixTypeBistableChiralNematicLiquidCrystalDisplayAndDrivingMethodThereof)，且特別涉及能夠加快幀更新速率的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
：在液晶的種類中，膽固醇液晶屬于一種雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶，相對于一般液晶顯示器需要維持電壓來保持液晶分子的排列，因主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器具有雙穩(wěn)態(tài)特性，所以有低耗電、低成本、高對比、廣視角等優(yōu)點，在市場上極具潛力。而采用主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器比起被動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器對比更高、功耗更低，且可以解決被動式結(jié)構(gòu)下固有的干擾的缺陷，獲得更好的圖像質(zhì)量。然而，因雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶的反應(yīng)速度較慢，如果采用一般主動式液晶顯示器的驅(qū)動方法會有對比不足或閃爍的現(xiàn)象，且若使用多個子幀驅(qū)動主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器來呈現(xiàn)灰階，會導(dǎo)致整體幀更新速度變慢的問題。本公開提出一種主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器及其驅(qū)動方法，其具有改善中貞更新速度、提高對比、減低閃爍等特征。
發(fā)明內(nèi)容本公開的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，包括:將一個幀分為至少二個以上的領(lǐng)域先后驅(qū)動，其中任一個領(lǐng)域為多個像素列所構(gòu)成；驅(qū)動一個領(lǐng)域時被分為多次驅(qū)動，每一次驅(qū)動是將該領(lǐng)域內(nèi)每一像素液晶驅(qū)動至二既定狀態(tài)中的一個；以及以該多次驅(qū)動的方式驅(qū)動其他尚未驅(qū)動的領(lǐng)域。本公開一實施例，提供一種主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯不器，包括:一像素陣列，由多個的像素行與像素列所構(gòu)成，其中該主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器采用上述各實施例中任一個所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法驅(qū)動。根據(jù)上述各實施例，本公開的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器及其驅(qū)動方法，能夠改善幀更新速度、提高對比、減低閃爍、降低功耗、以及增加灰階數(shù)。圖1是顯示根據(jù)本公開實施例的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的像素構(gòu)造。圖2是傳統(tǒng)主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法示意圖。圖3是根據(jù)本公開的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法示意圖。圖4是使用圖3的本公開的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法時可對應(yīng)的灰階關(guān)系圖。圖5是根據(jù)本公開另一實施例的灰階關(guān)系圖。圖6是根據(jù)本公開另一實施例的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法示意圖。主要元件符號說明P像素；T晶體管；C電容；LC液晶層；G掃描線；D數(shù)據(jù)線；SFlSF7子幀；Row.0Row.M像素列。具體實施例方式圖1是顯示根據(jù)本公開一實施例的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的像素構(gòu)造。如圖1所示，每一像素P包括一晶體管T、一電容C、以及一液晶層LC。當(dāng)掃描線G傳送掃描信號選擇像素P時，晶體管T導(dǎo)通使數(shù)據(jù)線D上的數(shù)據(jù)信號寫入像素P以驅(qū)動液晶層LC，電容C則用以保持寫入的信號電壓。當(dāng)更新結(jié)束，掃描線G傳送非選擇信號給像素P，使晶體管T非導(dǎo)通，液晶層LC則通過電容C所存儲的電荷而維持在特定的狀態(tài)。上述的動作即為I像素被驅(qū)動的流程。以下將分別使用傳統(tǒng)的驅(qū)動方法以及本公開一實施例的驅(qū)動方法來驅(qū)動圖1所示的每一像素包括一晶體管及一電容的像素陣列。圖2是傳統(tǒng)主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法示意圖。圖2中顯示了在I個幀(frame)的驅(qū)動時間Tframe(即Iw)內(nèi)的電壓驅(qū)動情形。相對于一般液晶顯示器以調(diào)整施加電壓大小的方式來呈現(xiàn)灰階，主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器通常會將I個巾貞分為多個子巾貞(mult1-subframe)N(N=O,1...Μ)以多次驅(qū)動像素的方式來呈現(xiàn)灰階。由圖2中可知，I個幀分為3個子幀SFlSF3，意即N=3，驅(qū)動時間皆為Tsf。而在每一個子幀的驅(qū)動中，總共M+1條的像素列Row.0Row.M依序被選擇，每個像素列被選擇的時間為Tsqn。圖3是根據(jù)本公開一實施例的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法示意圖。在此實施例的驅(qū)動方式中，是將一個幀分為兩個領(lǐng)域驅(qū)動。在圖3的例子中，先驅(qū)動由偶數(shù)像素列所構(gòu)成的領(lǐng)域，再驅(qū)動由奇數(shù)像素列所構(gòu)成的領(lǐng)域。驅(qū)動偶數(shù)像素列構(gòu)成的領(lǐng)域時，依序驅(qū)動像素列Row.0、Row.2、Row.4、...、Row.2N,因要驅(qū)動的列數(shù)僅為完整幀的一半，故每個子幀所需要的驅(qū)動時間為傳統(tǒng)子幀驅(qū)動時間的一半(即Tsf/2)。相同地，驅(qū)動奇數(shù)像素列構(gòu)成的領(lǐng)域時，依序驅(qū)動像素列Row.URow.3,Row.5、...,Row.2N+1,因要驅(qū)動的列數(shù)僅為完整幀的一半，故每個子幀所需要的驅(qū)動時間為傳統(tǒng)子幀驅(qū)動時間的一半。而每個像素列被選擇的時間仍然為Tsw。上述實施例以交錯掃描(interlace)的方式驅(qū)動主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器，在驅(qū)動時間Tft_(即Tw)內(nèi)，先后驅(qū)動偶數(shù)像素列與奇數(shù)像素列，當(dāng)驅(qū)動完偶數(shù)像素列時，對人眼來說即會感知到第I個幀，也就是說，在驅(qū)動時間Tframy2內(nèi)，人眼就會感覺到I個幀。因此相對于在驅(qū)動時間內(nèi)僅呈現(xiàn)I個幀給人眼的傳統(tǒng)驅(qū)動方法，本公開是將更新速率提升為2倍，使得動態(tài)顯示更為流暢。再者，因為每呈現(xiàn)I個幀給人眼時所需要驅(qū)動的列數(shù)減少，所以同時也能降低功耗。圖4是使用圖3的本公開一實施例的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法時可對應(yīng)的灰階關(guān)系圖。根據(jù)本公開的灰階驅(qū)動方法，是在每一個子幀將雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶驅(qū)動至代表亮態(tài)及暗態(tài)中的一個狀態(tài)，最后再通過多個子幀組合后的亮暗態(tài)數(shù)目來決定出欲呈現(xiàn)的灰階。雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶包括平面螺旋態(tài)(planarstate,簡稱P態(tài))、垂直螺旋態(tài)(focal-conic,簡稱F態(tài))、以及垂直排列態(tài)(homeotropicstate,簡稱H態(tài))三個狀態(tài)。其中P態(tài)及F態(tài)為雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶的兩個穩(wěn)態(tài)，H態(tài)則為暫態(tài)。相對于以P態(tài)為亮態(tài)，F(xiàn)態(tài)為暗態(tài)的已知技術(shù)，因采用H態(tài)于顯示器中可以獲得比F態(tài)更高的穿透率，所以在本公開的雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器中，采用以P態(tài)為亮態(tài)，H態(tài)為暗態(tài)。而根據(jù)圖3的驅(qū)動方式，在驅(qū)動時間Tfranre內(nèi)的幀更新過程中，當(dāng)驅(qū)動偶數(shù)列領(lǐng)域使其處于驅(qū)動期間時，奇數(shù)列領(lǐng)域因為不被選擇而處于保持期間。相同地，當(dāng)驅(qū)動奇數(shù)列領(lǐng)域時使其處于驅(qū)動期間時，偶數(shù)列領(lǐng)域因為不被選擇而處于保持期間。因此本公開是根據(jù)每I個像素都會經(jīng)過驅(qū)動期間以及保持期間的特性，設(shè)計出如圖4所示灰階驅(qū)動方式。如圖4所示，本公開的雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器可顯示的4個灰階GOG3，這4個灰階GOG3在驅(qū)動期間的3個子幀下分別連續(xù)呈現(xiàn)HHH、PPH、HHP、PPP的狀態(tài)。根據(jù)本實施例，最低灰階為全部子幀H態(tài)，最高灰階為全部子幀P態(tài)。每增加I個灰階，P態(tài)的數(shù)目會增加2個。由于像素液晶于保持期間的狀態(tài)必定是驅(qū)動期間最后一次被驅(qū)動的狀態(tài)，所以在驅(qū)動期間的最后一個子巾貞(如本實施例中DrivingperiodSF3)所要驅(qū)動的狀態(tài)必須適當(dāng)?shù)臎Q定。根據(jù)本實施例，全灰階數(shù)中半數(shù)灰階值較低者(即GO、G1)，在驅(qū)動期間的最后一個子幀必須被驅(qū)動至H態(tài)，而全灰階數(shù)中半數(shù)灰階值較高者(即G2、G3)，在驅(qū)動期間的最后一個子幀必須被驅(qū)動至P態(tài)。在本公開的交錯掃描驅(qū)動方式中，利用H態(tài)及P態(tài)的組合來實現(xiàn)灰階可有效提高中貞對比。圖5是根據(jù)本公開另一實施例的灰階關(guān)系圖。除了上述以3個子幀的驅(qū)動來呈現(xiàn)4個灰階的例子外，此實施例的雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法可以如圖5所示，使用7個子幀的驅(qū)動來呈現(xiàn)8個灰階GOG7，子幀與可顯示的灰階數(shù)的關(guān)系為當(dāng)子幀的數(shù)量為N(意即多次驅(qū)動的數(shù)目為N)，則可顯示的灰階數(shù)量為N+1。本實施例與圖4的實施例相同地，最低灰階為全部子幀H態(tài)，最高灰階為全部子幀P態(tài)。每增加I個灰階，P態(tài)的數(shù)目會增加2個。全灰階數(shù)中半數(shù)灰階值較低者(即G0、G1、G2、G3)，在驅(qū)動期間的最后一個子幀必須被驅(qū)動至H態(tài)，而全灰階數(shù)中半數(shù)灰階值較高者(即G4、G5、G6、G7)，在驅(qū)動期間的最后一個子幀必須被驅(qū)動至P態(tài)。根據(jù)本實施例的灰階驅(qū)動方法，可確實地提高灰階數(shù)目，因此能夠增加圖像數(shù)據(jù)頻寬。圖6是根據(jù)本公開另一實施例的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法不意圖。利用本公開的交錯掃描驅(qū)動方法，如果在原先驅(qū)動一個巾貞的驅(qū)動時間Tfranre內(nèi)，僅驅(qū)動偶數(shù)列領(lǐng)域或奇數(shù)列領(lǐng)域其中之一，則每一像素列在一個子幀被選擇的時間可增加為原來的2倍，也就是2TS,對于需要高電壓充放電的H態(tài)來說，增加每一像素列的驅(qū)動時間，可以使得灰階更到位，并能夠減低閃爍的問題。以上說明僅為部分實施例，并非用以限定本公開，本公開的范圍將由申請專利范圍來界定。例如，本公開并不局限于將幀分為奇數(shù)列領(lǐng)域與偶數(shù)列領(lǐng)域，本公開甚至可將幀分為3個領(lǐng)域，即第1、4、7、...、3N+1列像素列為第I領(lǐng)域，第2、5、8、...、3N+2列像素列為第2領(lǐng)域，第3、6、9、...、3N列像素列為第3領(lǐng)域。再者，本公開的驅(qū)動方法雖應(yīng)用于每一像素為I晶體管I電容的像素陣列，但只要是主動式液晶顯示器，本公開的驅(qū)動方法也可以應(yīng)用于每一像素為I晶體管I電容以外的像素陣列。本公開利用H態(tài)及P態(tài)的灰階驅(qū)動方法并不只限于上述4灰階與8灰階的類型，只要每一像素列的驅(qū)動時間不會過短的前提下，可適當(dāng)改變子幀的數(shù)目來決定灰階數(shù)。權(quán)利要求1.一種主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，包括:將一個幀分為至少二個以上的領(lǐng)域先后驅(qū)動，其中任一個領(lǐng)域為多個像素列所構(gòu)成；驅(qū)動一個領(lǐng)域時被分為多次驅(qū)動，每一次驅(qū)動是將該領(lǐng)域內(nèi)每一像素液晶驅(qū)動至二既定狀態(tài)中的一個；以及以該多次驅(qū)動的方式驅(qū)動其他尚未驅(qū)動的領(lǐng)域。2.如權(quán)利要求1所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該至少二個以上的領(lǐng)域包括奇數(shù)像素列構(gòu)成的領(lǐng)域以及偶數(shù)像素列構(gòu)成的領(lǐng)域。3.如權(quán)利要求1所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該多次驅(qū)動的數(shù)目為N，該主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器可顯示的灰階數(shù)目為N+1。4.如權(quán)利要求1所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該二既定狀態(tài)包括P狀態(tài)(平面螺旋態(tài)，planarstate)及H狀態(tài)(垂直排列態(tài)，homeotropicstate)。5.如權(quán)利要求4所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中當(dāng)驅(qū)動一領(lǐng)域時，其余領(lǐng)域的像素液晶維持于最后一次被驅(qū)動時的狀態(tài)。6.如權(quán)利要求5所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中各個像素的灰階是由被驅(qū)動時的P狀態(tài)或H狀態(tài)數(shù)目及不被驅(qū)動時所維持的P狀態(tài)或H狀態(tài)的數(shù)目組合來決定。7.如權(quán)利要求6所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中最低的灰階是全H狀態(tài)的組合，最高的灰階是全P狀態(tài)的組合，每增加一灰階P狀態(tài)的數(shù)目加2。8.如權(quán)利要求6所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中當(dāng)一像素要顯示全灰階數(shù)中半數(shù)灰階值較低的其中一者時，在該像素所屬的領(lǐng)域被驅(qū)動時，該像素的最后一次驅(qū)動會被驅(qū)動至H狀態(tài)；當(dāng)一像素要顯示全灰階數(shù)中半數(shù)灰階值較高的其中一者時，在該像素所屬的領(lǐng)域被驅(qū)動時，該像素的最后一次驅(qū)動會被驅(qū)動至P狀態(tài)。9.如權(quán)利要求1至8項任一所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法，其中該驅(qū)動方法被實施于每一像素為I晶體管與I電容的像素陣列。10.一種主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯不器，包括:一像素陣列，由多個的像素行與像素列所構(gòu)成，其中該主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器采用如權(quán)利要求1至8項任一所述的主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器的驅(qū)動方法驅(qū)動。全文摘要主動式雙穩(wěn)態(tài)對掌性向列型液晶顯示器及其驅(qū)動方法。公開該驅(qū)動方法包括將一個幀分為至少二個以上的領(lǐng)域先后驅(qū)動，其中任一個領(lǐng)域為多個像素列所構(gòu)成；驅(qū)動一個領(lǐng)域時被分為多次驅(qū)動，每一次驅(qū)動是將領(lǐng)域內(nèi)每一像素液晶驅(qū)動至二既定狀態(tài)中的一個；以及以多次驅(qū)動的方式驅(qū)動其他尚未驅(qū)動的領(lǐng)域。文檔編號G02F1/133GK103176300SQ20121003442公開日2013年6月26日申請日期2012年2月16日優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日發(fā)明者陳志仁,徐健智,吳致宏申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院