液晶显示器件及其驱动方法技术

液晶显示驱动器件，具有简单矩阵型液晶显示板，包括扫描电极和与其交叉的数据电极，扫描电极分为预定数量的次级组，并由正交函数顺序驱动。选择时，按正交函数将±Ｖｒ的电压信号作为驱动信号加到其上。不选择时，则加０伏电压信号。另外，将与显示图形和上述驱动信号乘积之和成比例的电压驱动信号加到各数据信号电极上，其中比例常数设在预定范围。因此，能实现快速响应的高对比度的均匀显示，并可抑制帧响应现象和显示不稳定。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Liquid crystal display device and driving method thereof

The utility model relates to a liquid crystal display drive device, which is provided with a simple matrix type liquid crystal display panel, which comprises a scanning electrode and a data electrode which is crossed with the liquid crystal display device. When selected, the voltage signal of the Vr + + is added to the signal by the orthogonal function. When not selected, a 0 V voltage signal is added. In addition, a voltage driving signal proportional to the sum of the display pattern and the product of the driving signal is added to the data signal electrodes, wherein the proportionality constant is arranged at a predetermined range. Therefore, it can realize the fast response of the high contrast of uniform display, and can inhibit the frame response and display instability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于音像(AV)设备、办公自动化(OA)设备等的液晶显示器件(下文称为LCD)及其驱动方法。更具体地说，本专利技术涉及一种快速响应简单矩阵型LCD大容量显示屏。近些年来，已经对能够显示运动画面同时保持高对比度和快速响应的LCD不断提高要求。LCD的液晶显示板主要分为简单矩阵型和有源矩阵型。和有源矩阵型相比，简单矩阵型在成本方面更优越，这是由于这种类型的LCD易于制造，LCD显示板结构简化。象能够大容量显示的简单矩阵型液晶显示板一样，使用超扭曲向列型(STN)液晶显示板，其包括在一对基板之间的STN液晶和分别装在基板外部的偏振片。对于STN液晶显示板的构形，下文将详细介绍。在STN液晶显示板中，若干数据(data)电极(信号电极)以彼此平行的方式装在一对其上形成定向层的基板中的一个基板上。在另一个基板上，若干扫描电极以彼此平行的方式与其上形成的定向层一起形成。扫描电极沿与信号电极的延伸方向垂直交叉的方向延伸。在基板之间的STN液晶一般使它的分子按照约180°到270°的角度扭曲，以便实现高对比度。偏振片分别装在基板的外侧。此外，结合采用由液晶或聚合物膜构成的相补偿片的STN液晶显示板已经商业化。在简单矩阵型液晶显示板当中，这种STN液晶显示板近来已经流行起来。另一方面，为了改进液晶显示板的响应特性，已经进行对使液晶层更薄和对降低液晶材料的粘滞性的研究；因此，使液晶显示板能够以150毫秒或其以下的响应速度显示运动画面例如电视图像的技术正在开发之中。通常，利用线性顺序扫描驱动法来驱动简单矩阵型液晶显示板。根据这种方法，各扫描电极是逐个顺序选择的。数据信号以与该选择同步的方式提供到某一数据信号电极上。在这种情况下，用于选择所有数据信号电极的重复周期(即帧周期)通常为20毫秒或其以下。在线性顺序扫描驱动法中，根据下述原理采用电压平均最佳偏压法(下文称作最佳偏压法)。在最佳偏压法中，扫描电压和信号电压分别设定，使得施加到显示像素的电压的均方根(rms)值与施加到非显示像素上的电压的均方根值相同，并使得显示像素电压和非显示像素电压之间的此(控制范围＝M)(operation margin)变为最大。当扫描电压Vr和数据信号电压Vc对于扫描行数N满足如下关系式时，控制范围M变为最大。Vr=N·Vc----(1)]]>当方程(1)满足时，施加到显示像素和非显示像素上的二电压的峰值Vp和Vp′分别利用如下方程表示Vp=(N+1)·VC-----(2)]]>Vp′=(N-1)·VC----(3)]]>然而，由方程(2)和(3)可以明显看出，根据上述最佳偏压法，施加到各像素上的电压的峰值Vp和Vp′随扫描行数N的增加而增加。为了避免由此引起的平均效应，需要采用降低液晶阈值电压的技术和采用能够承受高压的驱动器集成电路(IC)。T.N.Ruckmongathan等人提出IHAT(改进的混合寻址技术)，即用于同时选择若干扫描电极的驱动方法，使得降低施加到其上的电压的每一个峰值(国际显示研究会议第80-85页，1988)。根据IHAT，整个N个扫描电极被分为(N/L)个次级组，其每个包含L个扫描电极。属于一个次级组的所有扫描电极同时被选择。当被选中时，向扫描电极施加±Vr的电压，而当未被选中时，它们被施加0电压。更具体地说，如附图说明图1所示，一个帧周期TF被均分为若干周期T，周期T每个都对应于一个次级组。在逐个周期的基础上，从所有的扫描电极(例如为16，即在图1中的F1至F16)中同时选择L(例如为A，如在图1所示实例中表示的)个扫描电极。这时，将扫描信号电压和数据信号电压根据一图形分别施加到扫描电极和一信号电极，使之能够在此图1中由一方格围绕的一帧还小的每一部分(即在每一次级组中)产生正交特性(换句话说，使一行矢量的内积为0)。因此液晶显示板被驱动。更详细地说，在IHAT中，液晶显示板的驱动按照每个如下的步骤(1)到(8)。(1)设定一信号模式，形成一个为了驱动每次同时选择L个位的归一化的正交函数系。(2)将在所选择的次级组中的扫描信号(+Vr逻辑1，-Vr逻辑0)与显示数据信号(显示逻辑1，不显示逻辑0)逐位比较，该比较是利用两者的异或逻辑进行的，以使确定在所选择的次级组中的扫描信号是否与显示信息相匹配。(3)得到扫描信号不与显示数据信号不相匹配的位数，即失配的总数i。(4)根据形成的失配的总数i向信号电极施加由如下方程(4)表示的电压Vi。Vi＝(L－2i)/L·Vo(4)其中Vo是数据信号电压的最大幅值。在失配的总数i为O，Vo变得等于Vi。(5)对于所有的信号电极独立地进行步骤(2)到(4)。(6)在预定的周期T，同时驱动扫描电极和数据信号电极。(7)对所要同时进行选择的下一批L位，设定一信号模式，并且对所有L位的信号模式重复步骤(2)到(6)。(8)按次级组重复上述步骤，并完成对一帧的扫描。根据上述最佳偏压法，当扫描电压Vr满足由方程(1)派生的如下方程(5)时，控制范围M变为最大。Vr=(N/L·Vo----(5)]]>与以在线性顺序驱动法中相同的方式得到控制范围M。图2表示采用IHAT的电路结构的一个实例。液晶显示板1具有N个扫描电极9和M个数据信号电极10。各扫描电极9分别连接到一扫描电极驱动电路2(扫描电极驱动器)，各数据信号电极10分别连接到数据信号电极驱动电路(数据信号电极驱动器)3上。扫描电极驱动器2根据来自一正交函数发生器4的函数数据信号向各个扫描电极9输出用于选择的信号电压±Vr和用于非选择的0伏信号电压。自外部提供的显示数据信号预先存储在一缓冲存储器5中，该存储器具有的容量与所要同时选择的L个扫描电极9相对应。利用异或电路(EX-OR电路)6将来自正交函数发生器4的L位的函数数据信号与相应于所选择L个电极9的L位的输出数据信号相比较。利用加法器(SUM电路)7计算该输出数据信号与该函数数据信号不相匹配的总位数。将来自SUM电路7的计算结果经过一数/模变换器(D/A变换器)输入到数据信号电极驱动器3。当输入到数据信号电极驱动器3的数据变为一个数据信号电极的数据信号时，一数据信号的信号电压以协调的方式输出到每个数据信号电极10。因此，进行一帧的数据信号值处理和电压施加，输入的显示图像图形再现在液晶显示板1上。扭曲向列型液晶的透光率取决于驱动电压的均方根值。因此，当到用上述线性顺序扫描驱动法驱动采用扭曲向列型液晶的快速响应LCD时，液晶对据认为液晶应该响应的均方根值没有发生响应，并且液晶的透光率按施加到显示的像素和未显示的像素的电压波形Vp和Vp′而变化；产生所谓的帧的响应现象。这就使得未显示的像素的透光率增加，显示的像素的透光率降低；因此，显示图像的对比度下降，不可能得到满意的显示特性。对于利用线性顺序扫描驱动法，驱动一液晶的上升时间和下降时间的总时不大于150毫秒的快速响应液晶显示板，会产生与此类似的现象。图3表示在将IHAT应用到快速响应的LCD的情况下用实线L1表示的对比度特性，其中用一组电极同时驱动扫描电极，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示器件，包含： 一简单矩阵型液晶显示板，它具有：Ｎ个彼此平行配置的扫描电极和Ｍ个彼此平行配置的并与扫描电极交叉的数据信号电极，分别设在扫描电极和数据信号电极的交叉点处的像素； 一存储器，用于存储与Ｎ／Ｌ个扫描电极组中的每一个组对应的图像数据，每组包括Ｌ个扫描电极，Ｌ小于Ｎ； 一正交函数发生装置，用于产生每个扫描电极组的正交函数数据； 一第一运算装置，用于将由存储器输出的、与每个扫描电极组相对应的图像数据与由正交函数发生装置输出的正交函数数据相乘，并输出形成的乘积数据； 一第二运算装置，用于顺序地接收该乘积数据并将其相加，并且输出形成的和值数据； 一第三运算装置，用于将该和值数据乘以一预定比例常数Ａ以产生一驱动控制信号并输出该信号； 一数据信号电极驱动装置，用于根据驱动控制信号输出数据信号电极控制信号；以及 一扫描电极驱动装置，用于接收来自正交函数发生装置的正交函数数据，并与数据信号电极驱动信号的输出同步地对扫描电极组扫描； 其中，将预定比例常数Ａ设定在（１／＊）＜Ａ≤（１／＊）.４的范围内。

【技术特征摘要】
JP 1994-11-25 291848/94;JP 1994-4-27 90354/941.一种液晶显示器件，包含一简单矩阵型液晶显示板，它具有N个彼此平行配置的扫描电极和M个彼此平行配置的并与扫描电极交叉的数据信号电极，分别设在扫描电极和数据信号电极的交叉点处的像素；一存储器，用于存储与N/L个扫描电极组中的每一个组对应的图像数据，每组包括L个扫描电极，L小于N；一正交函数发生装置，用于产生每个扫描电极组的正交函数数据；一第一运算装置，用于将由存储器输出的、与每个扫描电极组相对应的图像数据与由正交函数发生装置输出的正交函数数据相乘，并输出形成的乘积数据；一第二运算装置，用于顺序地接收该乘积数据并将其相加，并且输出形成的和值数据；一第三运算装置，用于将该和值数据乘以一预定比例常数A以产生一驱动控制信号并输出该信号；一数据信号电极驱动装置，用于根据驱动控制信号输出数据信号电极控制信号；以及一扫描电极驱动装置，用于接收来自正交函数发生装置的正交函数数据，并与数据信号电极驱动信号的输出同步地对扫描电极组扫描；其中，将预定比例常数A设定在(1/N)<A≤(1/N)·4]]>的范围内。2.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中在每个扫描电极组中的扫描电极数量L被选择成接近N/2。3.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中扫描电极驱动装置向选择的扫描电极输出±Vr的电压并向非选择的扫描电极输出0伏的电压。4.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中第一运算装置是异或电路，第二运算装置是加法电路。5.一种用于驱动液晶显示器件的方法，该器件包括一简单矩阵型液晶显示板，其具有N个彼此平行配置的扫描电极和M个彼此平行配置的并与扫描电极相交叉的数据信号电极，该方法包含的步骤是利用预定的数据L将各扫描电极分为N/L个组并且顺序利用正交函数驱动每一组；分别向选择的扫描电极施加±Vr伏的电压，并且向非选择的扫描电极施加0伏电压，以此作为扫描电极驱动信号；将图像显示图形和扫描电极驱动信号的各乘积的和乘以一预比例常数A所得到的电压作为数据信号电极驱动信号施加到信号电极，其中比例常数A设定在(1/N)<A≤(1/N)·4]]>的范围内。6.根据权利要求5所述的用于驱动液晶显示器件的方法，其中将预定的数据L选择得接近N/2。7.根据权利要求5所述的用于驱动液晶显示器件的方法，其中进行异或运算和加法运算，以得到各乘积的和。8.一种用于驱动液晶显示器件的方法，该器件包括一简单矩阵型液晶显示板，其具有N个彼此平行配置的扫描电极和M个彼此平行配置的并与扫描电极相交叉的数据信号电极，N个扫描电极被分组为N/L个扫描电极组，每个组包括L个扫描电极，L小于N，该方法包含的步骤是(a)将与N/L个扭描电极组中所选择的其中一组相对应的图像数据存储在一存储器中；(b)产生L位的正交函数数据；(c)由存储器读取图像数据；(d)按照像素逐个将在交函数数据与图像数据相乘以得到乘积数据，并对所有的像素的乘积数据求和以提供和值数据；(e)将和值数据乘以一预定比例系数A，以产生驱动控制信号；(f)根据驱动控制信号向其中任一个数据信号电极输出数据信号电极驱动信号；(g)对于包括在选择的扫描电极组中的L个数据信号电极中的每一个数据信号电极重复步骤(b)到(f)；(h)同时驱动包含在选择的扫描电极组中的L个扫描电极以及由与所选择的扫描电极组相关连的数据信号电极组成的数据信号电极组；(i)产生另一些L位的正交函数数据，并且对于L位的所有正交函数数据重复步骤(b)到(h)。(j)对每一个其余的扫描电极组重复步骤(a)到(i)，以便对液晶显示板的整个表面扫描，其中比例常数A设定在(1/N)<A≤(1/N)·4]]>的范围内。9.根据权利要求8所述的用于驱动液晶显示器件的方法，其中将在每个扫描电极组中的扫描电极数量L选择得接近N/2。10.根据权利要求8所述的用于驱动液晶显示器件的方法，其中扫描电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本邦彦，高桥信哉，古川浩之，安川贞彦，山根康邦，石井裕，
申请(专利权)人：夏普公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]