專利名稱：顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括位于第一基板和第二基板之間的液晶材料和驅(qū)動裝置的顯示器，該第一基板設(shè)置有行或者選擇電極，第二基板設(shè)置有列或者數(shù)據(jù)電極，其中行和列電極的疊加部分限定了像素，所述驅(qū)動裝置用于根據(jù)待顯示的圖像來驅(qū)動列電極。這種顯示器例如用于便攜式裝置，例如便攜式計算機、筆記本計算機和電話等。
這種類型的無源矩陣顯示器是公知的。在這種顯示器中，m是最大化的行數(shù)，其最大對比度由液晶材料的閾值電壓Vth和飽和電壓Vsat確定的。如在Alt & Pleshko analysis(IEEE Trans.EL.Dev.，VolED-21，No.2，F(xiàn)ebr.1974，pp.146-155)，該最大行數(shù)等于m=(Vth2+Vsat2)2(Vsat2-Vth2)2]]>在T.N.Ruckmongathan等人的“A New Addressing Technique forFast Responding STN LCDs(用于快速響應(yīng)STN LCDs的新的尋址技術(shù))”(Japan Display 92，pp.65-68)的文章中，利用相互正交的信號驅(qū)動作為一組的L個行。由于一系列的正交信號，例如沃爾什(Walsh)函數(shù)，是由多個2的冪函數(shù)(也就是2s)構(gòu)成，因此L優(yōu)選盡可能與其相等，因此通常L＝2s，或者L＝2s-1。正交行信號Fi(t)優(yōu)選是正方形的，并且由電壓+F和-F構(gòu)成，而在所選擇的周期以外該行電壓等于零。構(gòu)成正交信號的基本電壓脈沖規(guī)則地分布于場周期(fieldperiod)中。因此，在每個場周期中像素以規(guī)則間隔被激勵2s或者(2s-1)次，而不是每場周期一次(多行尋址)。
注意，在制作為便攜式裝置(移動電話、便攜式計算機)的顯示器的應(yīng)用中，目的不僅是要利用最小能量驅(qū)動這些裝置，而且還要引入進一步的功能，例如感應(yīng)(sensing)和激勵顯示器(振鳴顯示器(singing display))。
本發(fā)明的目的是要提供一種上述類型的顯示器，其中選擇了盡可能合適的驅(qū)動電壓，并且其中結(jié)合了那些功能。
為此，該顯示器包括，用于驅(qū)動行電極和列電極的驅(qū)動裝置，通過該驅(qū)動裝置，在選擇時間t1期間選擇列電極；還包括進一步的驅(qū)動裝置，用于在周期tapp內(nèi)與非圖像應(yīng)用一致地驅(qū)動行電極或列電極，其中液晶的多路性(multiplexibility)m大于(N.t1+tapp)/t1。
一個實施例包括用于與進一步的非圖像應(yīng)用一致地驅(qū)動M個行電極的驅(qū)動裝置和用于驅(qū)動列電極的驅(qū)動裝置，其中液晶的多路性m大于(M/n+N)，其中n是在所述進一步的非圖像應(yīng)用期間被同時驅(qū)動行電極的數(shù)量。
尤其當在選擇所述M個行電極期間，用于所述M個行電極的驅(qū)動信號和相應(yīng)的列信號導(dǎo)致零RMS電壓時，所顯示的圖像不受其它功能(functions)的影響。
現(xiàn)在將參考一些非限制性的實施例和
發(fā)明的這些和其它方面，其中圖1示意性地示出了使用了本發(fā)明的顯示器，圖2示出了圖1的設(shè)備中使用的液晶材料的傳輸/電壓特性曲線，圖3示出了具有某種液晶材料的顯示器的作為Vprobe的函數(shù)的多路性，圖4示出了作為探測時間的函數(shù)的多路性，圖5-8示出了使用本發(fā)明的顯示器的驅(qū)動機制的不同例子。
圖1示出了具有像素10的矩陣1的顯示器，像素10位于行2和列3的交叉區(qū)域，在矩陣1所示截面中可以看出，行2和列3是基板4、5的相對表面上的行電極2’和列電極3’。液晶材料6存在于所述基板之間。為了簡便，在該截面中省略了其它元件，例如定向?qū)?、偏振器等?br>
通過行驅(qū)動器7(順序地)選擇行電極，而通過數(shù)據(jù)寄存器8向列電極提供數(shù)據(jù)。至此，如果需要，首先在(軟件)處理器15中處理引入的數(shù)據(jù)12和選擇信號14。通過控制線9，在字同步單元13中使行驅(qū)動器7和數(shù)據(jù)寄存器8相互同步。處理器15還根據(jù)如方框20所限定的應(yīng)用通過控制線16控制開關(guān)控制電路17、18以及其他控制電路19。
在所示情形中的行驅(qū)動器7給行2提供了幅度為Vs的選擇信號。為此，通過控制線23由控制電路17控制的開關(guān)21將行驅(qū)動器7的輸出連接到行2。同時，列驅(qū)動器8給列3提供了幅度為Vd的數(shù)據(jù)信號。為此，通過控制24由控制電路18控制的開關(guān)22將行驅(qū)動器7的輸出連接到列3。
對于無源驅(qū)動的(S)TNLCD((超)扭絞向列液晶顯示器))來說，如在Alt & Pleshko analysis(IEEE Trans.EL.Dev.，Vol ED-21，No.2，F(xiàn)ebr.1974，pp.146-155)所討論的，對于普通的白顯示器來說(或者反過來說，對于普通的黑顯示器也一樣)，方均根像素電壓必須比黑像素的飽和電壓(Vsat)高，而比亮像素的閾值電壓(Vth)低，參見圖2，圖2示出了將在這種普通白顯示器中使用的液晶材料的傳輸/電壓特性曲線。在幀時間上平均的方均根電壓確定了像素電壓。對于具有N個線的顯示器來說，利用行電壓Vr和列電壓±Vc驅(qū)動，像素電壓的平方的平均為V‾pix2=1N((N-1)Vc2+(Vc±Vr)2)]]>通過在Vpix＝Vth和Vpix＝Vsat情況下，解該等式，可以得到Vc和Vr的表達式，并可以得到所述多路性，即，可以尋址的線數(shù)的最大數(shù)量，即Nmax=(Vth2+Vsat2)2(Vsat2-Vth2)2---(1)]]>
根據(jù)在圖1中由方框25表示的本發(fā)明的進一步的功能，通過由控制電路17通過控制線23控制的開關(guān)21，可以給電極2施加不同的電壓。該進一步的功能可以引入與所述進一步功能相關(guān)的電壓(例如探測功能或者激勵全顯示器進入振動)。如果需要，可以通過由控制電路18通過控制線24控制的開關(guān)22，給電極3同時施加不同的電壓。另一方面，可以僅給電極3施加用于探測功能或者激勵全顯示的電壓。
當使用探測信號或者激勵信號時，僅一部分幀時間被用于尋址該顯示器。對于具有N條線和trow線時間的顯示器來說，總幀時間為Ntrow。當探測信號存在時，該時間將是(N+M)trow，其中假設(shè)探測所需的時間為M.trow(M可以理解為略過的行的數(shù)量，在這種情況下是用于探測的行數(shù)量)。在探測期間，每個像素感應(yīng)均方電壓Vprobe2。平均像素電壓現(xiàn)在將為V‾pix2=1N+M((N-1)Vc2+(Vc±Vr)2+MVprobe2)]]>在Vpix＝Vsat和Vpix＝Vth的情況下解該方程，行和列電壓為Vc=121N-2MVprobe2+(M+N)(Vsat2+Vth2)-(-N(M+N)2(Vsat2-Vth2)2+(-2MVprobe2+(M+N)(Vsat2+Vth2)2))---(2)]]>Vr=-((M+N)(Vsat2-Vth2))21N-2MVprobe2+(M+N)(Vsat2+Vth2)--N(M+N)2(Vsat2+Vth2)2+(-2MVprobe2+(M+N)2(Vsat2+Vth2))2]]>
通過令M＝0可以得到在不存在探測信號情況下的行電壓和列電壓，并且等于Alt & Pleshko analysis中的那些值。通過解下列方程可以得出多路性(-N(M+N)2(Vsat2-Vth2)2+(-2MVprobe2+(M+N)(Vsat2+Vth2))2)=0]]>圖3示出了在液晶材料的多路性為219和Vth＝1V、Vsat＝1.07V的情況下、STNLCD的作為Vprobe的函數(shù)的多路性。其顯示出，對于1V的探測信號，可以驅(qū)動具有194條線的顯示器。圖4示出了Vprobe＝1V時作為探測時間(以M表示，探測所需的線尋址次數(shù))的函數(shù)的多路性。因此如果探測信號需要20線次，則可以驅(qū)動具有180線的顯示。
在計算中，使用了在圖像元件處探測電壓的方均根平均值Vprobe2，以及M，M意味著M.trow是一幀期間探測所花費的時間總量的測量值。該探測可以散布于整個幀時間進行(例如在每條線被尋址之前或者之后立即對其探測)或者在每幀結(jié)束時的區(qū)間(block)中。
第一可能性示于圖5，其中在后續(xù)時間周期tw中，選擇圖像元素(給行電極施加信號Vs，而給列電極施加信號±Vd)，同時在選擇行i(在該例子中，i＝12、3)之后，立即給列電極i至電極3施加信號Vtouch，同時電極2保持為0V。通過本領(lǐng)域?qū)嵸|(zhì)上公知的方式進行觸摸動作的探測。
圖6示出了另一驅(qū)動機制，其中在寫入N條線之后出現(xiàn)觸摸檢測。選擇M條線(在該例子中的線選擇時間中)以進行觸摸動作的探測?，F(xiàn)在給行電極施加探測信號Vtouch。探測的總時間為M.trow，在某些應(yīng)用中可以通過同時探測兩條或者多條線縮短該總時間。
圖7示出了除圖5的驅(qū)動信號外的可選信號。現(xiàn)在在選擇行i(在該例子中i＝1、2、3)之后立即給行電極i施加信號Vtouch，同時電極3保持為0V。
在另一個實施例中，行驅(qū)動器7包括行功能發(fā)生器，該行功能發(fā)生器用于，例如作為ROM，用于產(chǎn)生驅(qū)動行2的正交信號Fi(t)。同樣，如在所提到和Scheffer及Clifton在文章的引言部分中所描述的，在每個基本時間間隔中定義行矢量，該行矢量通過行驅(qū)動器驅(qū)動作為一組的p個行。將行矢量寫入行功能寄存器，而待顯示的信息存儲在緩沖存儲器中，并且在每個基本單位的時間內(nèi)被作為信息矢量讀取。通過在每個基本單位的時間中將該行矢量的當時的有效值與該信息矢量相乘，并且接著將所得到的乘積相加，而得到用于列電極3的信號。在這種情況下，總是同時驅(qū)動p個行，其中p＜M。
該驅(qū)動方法并不改變液晶材料的多路性m。如上所述，添加探測信號改變了以與單行尋址不同的方式進行多行尋址所需的行和列電壓，但是N對M和Vprobe的依賴關(guān)系與圖3相同。
對于每次驅(qū)動p條線的具有N條線的顯示器來說，通過如下的正交函數(shù)Fi(0＜i＜＝p)給出行信號1T∫0TFiFjdt=0;i≠j]]>=F2;i=j]]>通過下式給出列j的列信號Gj(t)=1DΣi=1paijFi(t)]]>其中，對于黑像素aij＝1，并且對于亮像素aij＝-1?，F(xiàn)在通過F和D定義行和列信號F=12P-2MVprobe2+(M+N)(Vsat2+Vth2)-12-4N(M+N)2(Vsat2-Vth2)2+(-4MVpribe2+2(M+N)(Vsat2+Vth2))2]]>
D=4pF2(N+M)(Vsat2-Vth2)]]>通過例子，圖8示出了這種尋址的時序圖。
當然，本發(fā)明并不限于所示實施例。如在引言中所提到的，控制電路18、19和/或方框25可以在電極2、3上疊加電壓，以使顯示器，在聲頻區(qū)或在聲頻區(qū)一外振動(振鳴顯示器)。
可以使用其它輸入功能，例如麥克風功能，來取代觸摸功能。
本發(fā)明的特點在于每個和每一新穎性特征和特征的每個和每一組合。權(quán)利要求中的參考標記并不限制它們的保護范圍。使用動詞“包括”及其變型并不排除存在權(quán)利要求中提到的元件以外的元件。在元件的前面使用冠詞“一個”并不排除存在多個這種元件。
權(quán)利要求
1.一種顯示器，包括在第一基板(5)和第二基板(4)之間的液晶材料(6)，該第一基板(5)設(shè)置有行或者選擇電極(2)，該第二基板(4)設(shè)置有列或者數(shù)據(jù)電極(3)，其中所述行和列電極的疊加部分限定了像素(10)；用于驅(qū)動列電極的驅(qū)動裝置和用于與待顯示的圖像一致地驅(qū)動N個行電極的驅(qū)動裝置，在選擇時間t1期間選擇所述行電極；和進一步的驅(qū)動裝置，用于在周期tapp期間與進一步的非圖像應(yīng)用一致地驅(qū)動行電極(2)或列電極(3)，其中液晶的多路性m大于(N.t1+tapp)/t1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，包括用于驅(qū)動所述列電極的驅(qū)動裝置和用于與待顯示圖像一致地驅(qū)動N個行電極的驅(qū)動裝置，以及與進一步的非圖像應(yīng)用一致地驅(qū)動M個行電極的進一步的驅(qū)動裝置，其中所述液晶的多路性m大于(M/n+N)，其中n是在所述進一步的非圖像應(yīng)用期間被同時驅(qū)動的行電極的數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的顯示器，在選擇所述進一步非圖像應(yīng)用過程中用于行電極的所述驅(qū)動信號和相應(yīng)的列信號導(dǎo)致零RMS電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器，其中n＝1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的顯示器，其中M＝N。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的顯示器，其在工作條件下對p個行電極的多個組依次提供相互正交的信號。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示器，具有可改變的幀頻。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述非圖像應(yīng)用包括輸入功能。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示器，其中所述輸入功能包括觸摸功能或者麥克風功能。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述非圖像應(yīng)用包括輸出功能。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述輸出功能包括振動引入功能或者聲學(xué)功能。
全文摘要
在(單線或者多線)RMS尋址機制中，在所添加的脈沖導(dǎo)致零RMS電壓的條件下，將進一步的脈沖添加到脈沖序列，而不改變顯示的圖像。這種可能性使得能夠添加任何希望的脈沖，該脈沖例如可以用來驅(qū)動聲學(xué)信號到振鳴顯示器上、或者驅(qū)動探測信號到顯示器用于觸摸感應(yīng)操作。
文檔編號G09G3/36GK1768367SQ200480009019
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者馬克·T·約翰遜, 桑德爾·J·羅森達爾, 加利萊奧·J·A·德斯圖拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司