專利名稱：一種液晶顯示設(shè)備和用一組掃描線的主動(dòng)尋址和通過(guò)基于幀持續(xù)時(shí)間的非二進(jìn)制劃分的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，包括一種在配有行或選擇電極的第一襯底和配有列或數(shù)據(jù)電極的第二襯底間的液晶材料，其中行和列電極的重疊部分限定像素，還包括用于驅(qū)動(dòng)列電極與欲顯示圖象相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置和用于驅(qū)動(dòng)在工作狀態(tài)下連續(xù)供應(yīng)互相正交的信號(hào)給p行電極組的行電極的驅(qū)動(dòng)裝置。這樣的顯示裝置用于例如便攜式設(shè)備，諸如膝上型電腦、筆記本電腦和電話。
這一類型的被動(dòng)矩陣顯示一般為公知的，并且越來(lái)越基于STN(超級(jí)扭轉(zhuǎn)相列)效應(yīng)，以便能實(shí)現(xiàn)多數(shù)線。SID文摘第92卷228-231頁(yè)中，由T.J.Scheffer和B.Clifton所著的一篇文章“用于高對(duì)比視頻率的STN顯示的主動(dòng)尋址”中講述到如何利用主動(dòng)尋址來(lái)避免在快速切換液晶材料中發(fā)生的幀響應(yīng)現(xiàn)象。在這一方法中，在整個(gè)幀周期用相互正交的信號(hào)例如Walsh函數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)所有的行。結(jié)果是每一個(gè)像素持續(xù)地由脈沖激發(fā)(在240行的STN-LCD中每幀周期256次)而不是每幀周期激發(fā)一次。在多行尋址中，一個(gè)p行的(子)組用相互正交的信號(hào)驅(qū)動(dòng)。因?yàn)橐惶渍恍盘?hào)，如Walsh函數(shù)，包括多個(gè)2的冪的函數(shù)，即2s，所以p優(yōu)選地選擇盡可能與其相等，即一般p＝2s(或也可p＝2s-1)。正交行信號(hào)Fi(t)優(yōu)選地為方波形并包括電壓+F和-F，而行電壓在所選擇周期外等于零。構(gòu)成正交信號(hào)的基本電壓脈沖規(guī)則地被擴(kuò)展橫跨幀周期。這樣，像素于是以規(guī)則的停頓每幀周期被激發(fā)2s(或(2s-1))次，而不是每幀周期一次。甚至對(duì)于p的低值，如p＝4(或3)或p＝8(或7)，這樣做與同時(shí)驅(qū)動(dòng)所有的行一樣可以有效地抑制幀響應(yīng)，如在主動(dòng)尋址中，但是為達(dá)到這一目的所要求的電子硬件卻少得多。
但是，利用這一多行尋址模式來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度等級(jí)將引起相當(dāng)一些問題，因?yàn)楫?dāng)用傳統(tǒng)的方法如幀的二進(jìn)制劃分時(shí)或?qū)λ煤瘮?shù)用拆分級(jí)的方法時(shí)，在像素上電壓的頻率內(nèi)容對(duì)于不同的畫面內(nèi)容有很大的不同。因?yàn)橐壕Р牧系慕殡姵?shù)是頻率相關(guān)的，這可能引起液晶材料依賴于畫面信息對(duì)例如一個(gè)矩陣顯示中的不同位置作出不同的反應(yīng)。這將產(chǎn)生畫面中的后生現(xiàn)象，特別是產(chǎn)生不同形式的串?dāng)_。
本發(fā)明的目的特別是提供一種上述類型的顯示裝置，其中在畫面中發(fā)生最小數(shù)目的后生現(xiàn)象(串?dāng)_)。
為達(dá)這一目的，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的特征在于驅(qū)動(dòng)裝置把相互正交的信號(hào)提供給p行電極，以便于利用幀長(zhǎng)的非二進(jìn)制劃分在不同長(zhǎng)度的(n+1)個(gè)連續(xù)的幀期間實(shí)現(xiàn)至多(2n+4)個(gè)灰度值(n＞1)。
由于灰度值數(shù)目和不同長(zhǎng)度的幀數(shù)目的如此的選擇，幀長(zhǎng)的差異可變小(尤其對(duì)于習(xí)慣的二進(jìn)制劃分)。而且，橫跨像素的電壓有效值的可能調(diào)整的數(shù)目的豐富選擇出現(xiàn)了提供選擇大量基本等距離分隔開的灰度值的可能性。
本發(fā)明這些和其它方面是顯然的，并根據(jù)此后所述的實(shí)施方案予以闡明。附圖中

圖1圖解地示出使用本發(fā)明的一種顯示裝置，并且圖2示出作為橫跨像素的有效電壓(RMS電壓)的函數(shù)的反射(LnR)的對(duì)數(shù)。
圖1示出一種具有像素矩陣1的顯示裝置，所述像素位于被提供作為襯底4、5的相對(duì)表面上的行電極和列電極的N行2和M列3的交叉區(qū)域上，如在矩陣1中所示截面圖中可見。液晶材料6在襯底間給出。其它元件，諸如定向?qū)?、起偏器等為了?jiǎn)便在截面圖中省略。
該裝置還包括一個(gè)用于產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)行2的正交信號(hào)Fi(t)的如ROM形式的行函數(shù)發(fā)生器7。相似于所述Scheffer和Clifton的文章中所描述的，行矢量定義在每一個(gè)基本時(shí)間間隔期間，該行矢量經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路8驅(qū)動(dòng)一個(gè)p行的組。行矢量被寫進(jìn)行函數(shù)寄存器9。
欲顯示的信息10存儲(chǔ)于一個(gè)p×M的緩沖儲(chǔ)存器11中，并作為每時(shí)間基本單元的信息矢量被讀取。通過(guò)在每個(gè)時(shí)間基本單元期間把行矢量和信息矢量的其時(shí)有效值相乘，并隨即把所得到的乘積p相加，而得到用于列電極3的信號(hào)。在每一個(gè)時(shí)間基本單元期間有效的行和列矢量的值的乘法是通過(guò)在M個(gè)異-或邏輯陣列12中比較它們而實(shí)現(xiàn)的。乘積的加法是通過(guò)把異-或邏輯陣列的輸出應(yīng)用于求和邏輯13而實(shí)現(xiàn)。來(lái)自求和邏輯13的信號(hào)16驅(qū)動(dòng)提供具有p+1個(gè)可能電壓等級(jí)的電壓Gj(t)給列3的列驅(qū)動(dòng)電路14。每次，p行被同時(shí)地驅(qū)動(dòng)，其中P＜N(“多行尋址”)。所以行矢量以及信息矢量只具有p個(gè)元素，與其中所有的行都被相互正交的信號(hào)同時(shí)驅(qū)動(dòng)(“主動(dòng)尋址”)的方法相比，其使所需硬件如異-或邏輯的數(shù)目和求和電路的尺寸得以節(jié)省。在這一實(shí)施方案中，顯示裝置被假定為反射器件，但它也可為透射或透反射器件，對(duì)其可應(yīng)用相同的推理過(guò)程。
圖2示出作為橫跨像素的有效電壓(RMS電壓)的函數(shù)的顯示裝置的反射(的自然對(duì)數(shù))。因?yàn)槿搜鄣撵`敏度與入射光的對(duì)數(shù)成正比，通過(guò)在最大值(lnR)max與最小值(lnR)min間為線性變化的情況下，把(lnR)max到(lnR)min之間的縱軸分成15等份，等距離的灰度值(例如，16個(gè)灰度值)就能容易地被固定。由于實(shí)際中圖形不是直線，而更像S形，橫坐標(biāo)上的電壓的相應(yīng)的劃分將不等距離。在靠近黑和白范圍的地方，相互間的距離明顯比在中央部分的大。
對(duì)于該顯示裝置所具有的一個(gè)液晶盒，保持，在Vth＝1.9V處Rmax＝94.74，從而(lnR)max＝4.5512，而在Vsat＝2.08V處Rmin＝11.60，-從而(lnR)min＝2.4512。因而，以(lnR)表示的步長(zhǎng)必定為Δ(lnR)＝((lnR)max-(lnR)min)/15＝0.14。
以此為基礎(chǔ)，對(duì)16個(gè)不同的反射等級(jí)和相應(yīng)的電壓等級(jí)制成下表。
從這一表中清晰看到有效電壓中的步長(zhǎng)在灰度等級(jí)的中央部分最小，即近似為5mV。因?yàn)檎麄€(gè)電壓范圍是2080-1900＝1800mV，所以需要36個(gè)步長(zhǎng)覆蓋整個(gè)范圍。在靠近兩個(gè)極端(白和黑)的范圍中，步長(zhǎng)大得多，從而根據(jù)本發(fā)明選擇相互比率為9∶8∶7∶6∶4(和＝34，從而最小可能的步長(zhǎng)為全部范圍的1/34這非常接近理想步長(zhǎng)1/36)或10∶9∶8∶7∶4(和＝38，最小可能步長(zhǎng)此時(shí)為全部范圍的1/38)的幀長(zhǎng)。
選擇在每幀內(nèi)像素被接通或切斷的(9∶8∶7∶6∶4)為幀長(zhǎng)，可以產(chǎn)生下列27個(gè)灰度值0，4，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，30，34。但是，不是所有這些都是要求的。有效電壓的最小可能步長(zhǎng)180/34＝5.3mV對(duì)于灰度等級(jí)的中央部分已經(jīng)足夠小。對(duì)于具有16級(jí)(灰度值)的灰度等級(jí)，選擇例如下列16個(gè)值。
從表中可見在這一選擇所得的灰度值僅在非常小的程度上偏離了理想值。
從測(cè)量中可見因?yàn)樽钚L(zhǎng)是最大幀長(zhǎng)的4/9，是全部幀長(zhǎng)的2/17部分，所以串?dāng)_也小。在液晶材料的介電常數(shù)與其在通常頻域內(nèi)有很大不同的范圍內(nèi)的高頻率的數(shù)目因而也小。另外的優(yōu)點(diǎn)是灰度等級(jí)此時(shí)是等距離的，如此前所述。利用二進(jìn)制劃分(幀長(zhǎng)8∶4∶2∶1)，32級(jí)的選擇是顯而易見的，則最小的可能步長(zhǎng)為1/32，即接近理想的1/36。但是，同時(shí)最小幀長(zhǎng)為最大幀長(zhǎng)的1/16，為全部幀長(zhǎng)的1/31。這會(huì)在橫跨像素的電壓中產(chǎn)生高得多的頻率并因此產(chǎn)生嚴(yán)重的后生現(xiàn)象(串?dāng)_)。
選擇幀長(zhǎng)(10∶9∶8∶7∶4)可得到相似的優(yōu)點(diǎn)；此時(shí)，可產(chǎn)生下列29個(gè)灰度值0，4，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，34，38。對(duì)于具有16級(jí)(灰度值)的灰度等級(jí)，此時(shí)選擇，例如下列16個(gè)值。
更一般地，連續(xù)的幀之間應(yīng)該具有的時(shí)間延續(xù)的比率為(k+3)∶(k+2)∶(k+1)∶k∶a，其中a≥2并k≥1。
要產(chǎn)生8個(gè)灰度值，在(lnR)max和(lnR)min之間的范圍必定在縱軸上被分成7等份。這樣(lnR)中的步長(zhǎng)值必定為Δ(lnR)＝((lnR)max-(lnR)min)/7＝0.3。以此為基礎(chǔ)，可得到下表中8個(gè)不同的反射等級(jí)(或透射等級(jí))和相應(yīng)的電壓等級(jí)。
利用幀長(zhǎng)(5∶4∶3∶2)能得到理想電壓。由此可產(chǎn)生下列13個(gè)灰度值0，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，14。但是，同樣不是所有這些都是要求的。對(duì)于具有8級(jí)(灰度值)的灰度等級(jí)，可選擇例如，下列8個(gè)值
所得灰度值偏離理想值非常小。
要實(shí)現(xiàn)4個(gè)灰度值，在(lnR)max和(lnR)min之間的范圍必定在縱軸上被分成3等份。(lnR)中的步長(zhǎng)值必定為Δ(lnR)＝((lnR)max-(lnR)min)/3＝0.7。以此為基礎(chǔ)，可得到下表4個(gè)不同的反射等級(jí)(或透射等級(jí))和相應(yīng)的電壓等級(jí)。
更一般地，還使用連續(xù)的幀，比率(k+2)∶(k+1)∶k∶a，其中k≥1，a≥2。
理想電壓可用例如幀長(zhǎng)(7∶6∶4)而得到。由此可產(chǎn)生下列8個(gè)灰度值0，4，6，7，10，11，13，17。但是，不是所有這些值都是要求的。對(duì)于一個(gè)具有4級(jí)(灰度值)的灰度等級(jí)，可選擇例如下列4個(gè)值。
理想電壓也能用幀長(zhǎng)(4∶3∶2)而得到。由此可產(chǎn)生下列8個(gè)灰度值0，2，3，4，5，6，7，9。對(duì)于一個(gè)具有4級(jí)(灰度值)的灰度等級(jí)，可選擇例如下列4個(gè)值。
更一般地，比率(k+1)∶k∶a，其中a≥2，k≥1，也是使用的。
本發(fā)明當(dāng)然不限于所述的實(shí)施方案。如所陳述的，本發(fā)明也可用于透射顯示裝置。通過(guò)，如果必要，對(duì)幀長(zhǎng)的選擇進(jìn)行小的改動(dòng)，灰度等級(jí)也能被分成更多的等距離部分(例如，20段而不是16段，當(dāng)然比16更小的數(shù)也是可能的)。
本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于所述的實(shí)施方案。本發(fā)明存在于每一個(gè)新穎的特有特征和每一種特有特征的組合。在權(quán)利要求中的參考數(shù)字不限定它們被保護(hù)的范圍。動(dòng)詞“包括”和它的變形的使用，不排除除那些由權(quán)利要求所述之外的要素的存在。文章在要素前使用的“一個(gè)”不排除多個(gè)這樣的要素的存在。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括一種在配有行或選擇電極的第一襯底和配有列或數(shù)據(jù)電極的第二襯底間的液晶材料，其中行和列電極的重疊部分限定像素，還包括用于驅(qū)動(dòng)列電極與欲顯示圖象對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置和用于驅(qū)動(dòng)在工作狀態(tài)下順續(xù)供應(yīng)p個(gè)互相正交的信號(hào)給p行電極組的行電極的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置把相互正交的信號(hào)提供給p行電極，以便于利用幀長(zhǎng)的非二進(jìn)制劃分，在不同長(zhǎng)度的(n+1)個(gè)連續(xù)的幀期間實(shí)現(xiàn)最多(2n+4)個(gè)灰度值(n＞1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于實(shí)現(xiàn)2n個(gè)灰度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于，從時(shí)間順序看，位于一個(gè)接一個(gè)的三個(gè)連續(xù)的幀具有相互的時(shí)間延續(xù)比率(2n+1+1)∶2n-1∶(2n-1-1)，n＞2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于n＝4并且，從時(shí)間順序看，位于一個(gè)接一個(gè)的連續(xù)的幀具有相互的時(shí)間延續(xù)比率(k+3)∶(k+2)∶(k+1)∶k∶a，其中a≥2，k≥1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于幀具有相互的時(shí)間延續(xù)比率9∶8∶7∶6∶4或10∶9∶8∶7∶4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于n＝3并且，從時(shí)間順序看，位于一個(gè)接一個(gè)的連續(xù)的幀具有相互的時(shí)間延續(xù)比率(k+2)∶(k+1)∶k∶a，其中a≥2，k≥1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于幀具有相互的時(shí)間延續(xù)比率5∶4∶3∶2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于n＝2并且，從時(shí)間順序看，位于一個(gè)接一個(gè)的連續(xù)的幀具有相互的時(shí)間延續(xù)比率(k+1)∶k∶a，其中a≥2，k≥1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于幀具有相互的時(shí)間延續(xù)比率7∶6∶4或4∶3∶2。
全文摘要
用于多行尋址的裝置通過(guò)具有基于正交函數(shù)集合的脈沖取樣來(lái)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)選擇具有合適幀長(zhǎng)的冗余的幀,可得到比具有通過(guò)基于二進(jìn)制函數(shù)集合的幀所得的脈沖取樣更小變化的頻率內(nèi)容。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1386260SQ01802019
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月13日
發(fā)明者K·E·奎克, L·M·哈格 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司