像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的驱动方法

专利名称：像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动方法，尤指ー种应用于像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的驱动方法。
背景技术：
如图I和图2，像素点独立控制式近晶相液晶显示屏10 (又可称为像素点独立控制式近晶态液晶显示屏)是ー种与传统近晶相液晶显示屏(即近晶态液晶显示屏)不同的显示屏，它包括第一基体层11和第二基体层12，第一基体层11和第二基体层12均可为透明的玻璃或塑料。该第一基体层11与该第二基体层12之间设有混合层13,该第一基体层11朝向该混合层13的一侧设有公共电极层14，该第二基体层12朝向该混合层13的ー侧设有像素电极层15，其中该公共电极层14为ー个片状的公共电极片141，该公共电极片141覆盖住其相对应的该混合层13的ー侧表面(即公共电极片141的面积大致等于混合层的侧面面积)，该公共电极片141与外部的控制装置(图中未示出)上的相应端子相连；该像 素电极层15由多个片状的独立的像素电极片151构成，该像素电极片151的面积等于待显示像素点的面积，各个像素电极片151分别由ー个独立的电极线152从相邻的像素电极片间的缝隙引出而与外部的该控制装置上的相应端子相连。实际设计时，像素电极片151可以为任意形状，一般设计为矩形形状。像素电极层15可由MX N个(M和N均为正整数)像素电极片151构成，该MX N个像素电极片151排列成矩阵结构，每个像素电极片151与公共电极片141上与其相对应的部分构成ー个像素点，像素电极层15与公共电极层14可构成排列成矩阵形式的MXN个像素点，使显示屏10的分辨率为MX N。公共电极层14和像素电极层15是透明的，公共电极片141可选为ITO电极或导电性更好的金属电极，像素电极片151和电极线152也可选为ITO电极或导电性更好的金属电扱。金属电极例如选为铝、铜、银等。该混合层13由近晶相液晶(又称为近晶态液晶)和添加物混合而成。该近晶相液晶为A类近晶相液晶有机化合物，如带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯或四こ酸癸酯四氰基联苯中的任一种或任几种的混合物。添加物为带导电特性的化合物，如十六烷基三こ基溴化铵等含有导电离子的化合物。有关混合层13的更多内容，可參考专利号为200710304409. 2的中国发明专利“近晶态液晶显示屏显示用驱动电路”中的描述。由上可知，像素点独立控制式近晶相液晶显示屏10与传统近晶相液晶显示屏的结构完全不一样，它没有行的概念，各个像素点为独立控制，图像刷新不需要逐行扫描，对所有像素点进行一次驱动即可完成整幅图像的显示。因此，使用传统近晶相液晶显示屏的扫描驱动方法来控制该像素点独立控制式近晶相液晶显示屏10的图像显示是行不通的， 设计出一种适用于像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的简单快速的驱动方法是目前急需解决的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的驱动方法，该方法中的脉冲波形实现简单，功耗低，且在图像显示过程中保证了 DC平衡。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的驱动方法，该驱动方法用于像素点独立控制式近晶相液晶显示屏，该像素点独立控制式近晶相液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，该第一基体层与该第二基体层之间设有混合层，该第一基体层朝向该混合层的一侧设有公共电极层，该第二基体层朝向该混合层的一侧设有像素电极层，该公共电极层为一个公共电极片，该公共电极片覆盖住其相对应的该混合层的一侧表面，该公共电极片与外部的控制装置上的相应端子相连，该像素电极层由多个像素电极片构成，该像素电极片的面积等于待显示像素点的面积，各个像素电极片分别由一个独立的电极线从相邻的像素电极片间的缝隙引出而与外部的该控制装置上的相应端子相连，其特征在于该驱动方 法包括在图像刷新期内，向公共电极片施加公共驱动脉冲，同时向需被驱动为全透明状态的像素点对应的像素电极片施加全透明态驱动脉冲且向需保持雾状遮光状态的像素点对应的像素电极片施加雾状避光态驱动脉冲，其中该公共驱动脉冲为一种高频双向脉冲，该公共驱动脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成，一个该双向高频脉冲单元由一个持续Tp时间且幅值为Um的正电压、一个持续Tn时间且幅值为Um’的负电压依次相接构成,Ts = Tp+Tn,Tp = Tn ;该全透明态驱动脉冲为一种高频正向脉冲，该全透明态驱动脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成，一个该第一单向高频脉冲单元由一个持续Tp时间的O伏电压、一个持续Tn时间且幅值为Un的正电压依次相接构成，Ts = Tp+Tn ;该雾状避光态驱动脉冲为一种高频正向脉冲，该雾状避光态驱动脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成，一个该第二单向高频脉冲单元由一个持续Tp时间且幅值为Un的正电压、一个持续Tn时间的O伏电压依次相接构成，Ts = Tp+Tn ;Um > 0，Um’ > O, Un >0，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Um, +Un大于阈值电压幅值Uth，Um-Un小于阈值电压幅值Uth ;并且，在图像刷新期内，各脉冲的波形间满足公式TpXUm = TnX (Um' +Un)。本发明的优点是在本发明方法中，公共电极片上施加的脉冲波形中的正脉冲与负脉冲的施加时间、电压幅值可任意调节，而像素电极片上施加的脉冲波形均为单向脉冲，公共电极片和像素电极片上施加的电压波形实现简单，在像素电极片上施加电压波形不需要隔离措施，降低了驱动电路的驱动难度，降低了硬件成本。并且，本发明在实现简单电压波形驱动的基础上，在像素点独立控制式近晶相液晶显示屏显示图像的整个周期内保证了所有像素点上的电压积分为0，实现了 DC平衡，保证了图像的正常显示。本发明方法对像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的所有像素点进行一次整屏的同步驱动，即可实现整个图像的刷新显示，不存在传统近晶相液晶显示屏使用的逐行扫描驱动方式所带来的列电极电压的累积效应问题，可以说彻底消除了累积效应造成的不均匀性。
在实际实施中，本发明方法不仅可以将像素点驱动显示为白色和黑色，还可以将像素点根据显示需要而驱动显示为各种渐进的灰度阶状态。并且，对于显示灰度阶状态的像素点独立控制式近晶相液晶显示屏来说，由于决定像素点显示灰度阶状态的因素是公共电极片与像素电极片间相位相反的脉冲单元个数，因此，本发明还可以通过减少输出相位相同的脉冲单元个数来进一步简化公共电极片和像素电极片上施加的电压波形的复杂度，进一步降低功耗。


图I是像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的组成示意图；图2是像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的像素点构成示意图；图3是本发明的实现流程图；图4是本发明第一实施例中向公共电极片所施加的电压波形； 图5是本发明第一实施例中向需被驱动为全透明状态的像素点对应的像素电极片所施加的电压波形；图6是本发明第一实施例中向需保持雾状遮光状态的像素点对应的像素电极片所施加的电压波形；图7是本发明第一实施例中向需被驱动为某一灰度阶状态的像素点对应的像素电极片所施加的电压波形；图8是图4所示电压波形与图5所示电压波形叠加后形成的电压波形；图9是图4所示电压波形与图6所示电压波形叠加后形成的电压波形；图10是图4所示电压波形与图7所示电压波形叠加后形成的电压波形；图11是本发明第二实施例中向公共电极片所施加的电压波形；图12是本发明第二实施例中向需被驱动为灰度值7对应的灰度阶状态的像素点对应的像素电极片所施加的电压波形；图13是图11所示电压波形与图12所示电压波形叠加后形成的电压波形。
具体实施例方式本发明驱动方法是用于像素点独立控制式近晶相液晶显示屏上的一种方法。关于像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的详细内容请见上文描述，在这里不再重复描述。如图3所示，本发明驱动方法包括步骤在图像刷新期Prefresh内，向公共电极片141施加公共驱动脉冲，同时向需被驱动为全透明状态的像素点对应的像素电极片151施加全透明态驱动脉冲且向需保持雾状遮光状态的像素点对应的像素电极片151施加雾状避光态驱动脉冲，其中该公共驱动脉冲为一种高频双向脉冲，如图4，该公共驱动脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成，一个该双向高频脉冲单元由一个持续Tp时间且幅值为Um的正电压、一个持续Tn时间且幅值为Um，的负电压依次相接构成，Ts = Tp+Tn, Tp=Tn，即占空比为50% ；该全透明态驱动脉冲为一种高频正向脉冲，如图5，该全透明态驱动脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成,一个该第一单向高频脉冲单元由一个持续Tp时间的O伏电压、一个持续Tn时间且幅值为Un的正电压依次相接构成，Ts =Tp+Tn ；该雾状避光态驱动脉冲为一种高频正向脉冲，如图6，该雾状避光态驱动脉冲的周期为Ts,由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成,一个该第二单向高频脉冲单元由一个持续Tp时间且幅值为Un的正电压、一个持续Tn时间的O伏电压依次相接构成，Ts =Tp+Tn ；Um > 0，Um’ > O,Un > O,幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Un^ +Un大于阈值电压幅值Uth，Um-Un小于阈值电压幅值Uth ；并且，在图像刷新期内，各脉冲的波形间应满足公式TpXUm = TnX (Um' +Un)，即满足公式Um = Um' +Un。
综上所述，各个像素点在图像刷新期内分别经过相应电压波形的同步驱动后(即在图像刷新期内，所有像素点是在同一时刻被驱动，同时显示图像的)，整个显示屏便完成了驱动作业，图像刷新完成，一整幅图像便显示出来。如图4至图6所示可以看出，该公共驱动脉冲、该全透明态驱动脉冲、该雾状避光态驱动脉冲三个脉冲波形的频率是相同的，它们的占空比均为50%。对于全透明态驱动脉冲而言，该全透明态驱动脉冲的波形与该公共驱动脉冲的波形有着对应关系，即全透明态驱动脉冲与公共驱动脉冲中Tp时间段相对应的波形为O伏电压，而与公共驱动脉冲中Tn时间段相对应的波形为具有幅值Un的正电压。而雾状避光态驱动脉冲与全透明态驱动脉冲仅相位相反，即雾状避光态驱动脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数(即Qs)与全透明态驱动脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数都相同，只是相位相反。也就是说，第一单向高频脉冲单元与第二单向高频脉冲单元之间仅相位相反。图像刷新期Prefresh的持续时间为QsXTs。在本发明中，周期Ts的取值范围为40μ s彡Ts彡1000 μ s，Ts = 1/fs，即fs的取值范围为IkHz ^ fs ^ 25kHz ；电压幅值Um的取值范围为IOV ^ Um ^ 250V ；电压幅值Um’的取值范围为IOV ( Um’ ( 250V ；电压幅值Un的取值范围为IOV ^ Un ^ 250V ;个数Qs的取值范围为I个< Qs < 2000个。需要提及的是，受控制装置所用的芯片内部资源所限，频率fs应为IkHz 25kHz，个数Qs不能超过2000个，并且，受控制装置的工作特性所限，幅值 Um、Um，、Un 的范围应为 IOV 250V。例如，频率 fs 可为 I kHz、4kHz、I OkHz、15kHz、20kHz、25kHz，个数 Qs 可为 I 个、500 个、1000 个、1500 个、2000 个，幅值 Um、Um’、Un 可为 10V、50V、100V、150V、250V。实际实施中，在图像刷新期前还包括清除显示屏上显示图像的初始化步骤，该初始化步骤为在初始化期，向公共电极片141施加公共初始化脉冲，同时向所有像素电极片151施加独立电极片初始化脉冲，其中
该公共初始化脉冲为一种低频双向脉冲，该公共初始化脉冲的周期为Tinit，由连续相接的Qinit个双向低频脉冲单元构成,一个该双向低频脉冲单元由一个持续Tp_init时间且幅值为Um_init的正电压、一个持续Tn_init时间且幅值为Um’_init的负电压依次相接构成，Tinit = Tp_init+Tn_init, Tp_init = Tn_init,即占空比为 50% ；该独立电极片初始化脉冲为一种低频正向脉冲，该独立电极片初始化脉冲的周期为Tinit,由连续相接的Qinit个单向低频脉冲单元构成,一个该单向低频脉冲单元由一个持续Tp_init时间的O伏电压、一个持续Tn_init时间且幅值为Un_init的正电压依次相接构成，Tinit = Tp_init+Tn_init ；Um_init > O,Um’_init > O,Un_init > 0,幅值Um_init 大于阈值电压幅值Uth,幅值Um’_init小于阈值电压幅值Uth,幅值Un_init小于阈值电压幅值Uth,Um' _init+Un_init大于阈值电压幅值Uth, Um_init-Un_init小于阈值电压幅值Uth ；该公共初始化脉冲与独立电极片初始化脉冲间应满足公式Tp_initXUm_init =Tn_init X (Um' _init+Un_init)，足公式 Um_init = Um' _init+Un_init 即可。初始化显示屏的目的是将显示屏显示的图像清除，对全屏进行一致的初始化操作，经过初始化后的显示屏会处于全屏雾状避光(磨砂)状态。
周期Tinit 的取值范围为 Ims < Tinit ^ 1000ms, Tinit = 1/f init,即频率 f init的取值范围为IHz彡finit< 1000Hz ;幅值Um_init的取值范围为IOV彡Um_init彡250V ；幅值Um’ _init的取值范围为IOV彡Um’ _init ( 250V ；幅值Un_init的取值范围为IOV ( Un_init ( 250V ;个数Qinit的取值范围为I个彡Qinit ( 500个。需要提及的是，个数Qinit控制在500个(包含500个)以内便可以实现清屏功效，受控制装置的工作特性所限，幅值Um_init、Um，_init、Un_init的范围应为IOV 250V。例如，频率finit可为IHz、50Hz、500Hz、800Hz、990Hz，个数 Qinit 可为 I 个、50 个、100 个、500 个，幅值 Um_init、Um，_init、Un」nit 可为 10V、50V、100V、150V、250V。另外，实施中，在初始化步骤前还包括等待期Pwait,在等待期内，向公共电极片141和所有像素电极片151施加零伏电压，等待驱动作业。如图4至图6、图8、图9所示，本发明的工作原理和过程为在等待期内，由于所有像素点上均被施加O伏电压，叠加在所有像素点上的电压均为0V，小于阈值电压幅值50V(选定阈值电压幅值为50V)，因此，所有像素点对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，混合层不受任何影响，所有像素点呈现原来的状态。等待期过后，对显示屏进行初始化。在初始化期向公共电极片141施加周期Tinit为400ms的公共初始化脉冲，该公共初始化脉冲由连续相接的200个双向低频脉冲单元构成，一个该双向低频脉冲单元由一个持续Tp_init = 200ms时间且幅值为Um_init =70V的正电压、一个持续Tn_init = 200ms时间且幅值为Um’_init = 25V的负电压依次相接构成；向所有像素电极片151施加周期Tinit为400ms的独立电极片初始化脉冲，该独立电极片初始化脉冲由连续相接的200个单向低频脉冲单元构成,一个该单向低频脉冲单元由一个持续Tp_init = 200ms时间的O伏电压、一个持续Tn_init = 200ms时间且幅值为Un_init = 45V的正电压依次相接构成。由于公共电极片141与各个像素电极片151之间叠加后形成的电压波形均为低频双向脉冲且在每一瞬间的幅值均大于阈值电压幅值(持续Tp_init时间的正脉冲的电压幅值为Um_init, Um_init = 70V,持续Tn_init时间的负脉冲的电压幅值为Um’ _init+Un_init,Um’ _init+Un_init = 70V),因此，当电压作用时间不到I秒钟的时候，混合层13中的近晶相液晶分子便发生扭转，形成乱序排列形态。因为近晶相液晶分子的各向相异性(即由于入射光线通过各液晶的长光轴不同，各液晶的光折射角度不同，因而各液晶的折射率不同)，使得入射各近晶相液晶分子的光线的折射存在着很大的差异，即在该微薄厚度的混合层13内，光折射率产生着剧烈的变化，因而光线发生了强烈的散射，宏观上表现为一种散光效应，显示屏全屏呈现雾状遮光状态，如磨砂毛玻璃一般。然后，在图像刷新期内，对显示屏的各个像素点进行同步驱动，具体为在图像刷新期Prefresh内，向公共电极片141施加公共驱动脉冲,如图4,该公共驱动脉冲的周期Ts为400 μ s,由连续相接的500 (Qs = 500)个双向高频脉冲单元构成,一个该双向高频脉冲单元由一个持续Tp = 200 μ s时间且幅值为Um = 70V的正电压、一个持续Tn = 200 μ s时间且幅值为Um，= 30V的负电压依次相接构成(Ts = Tp+Tn = 200 μ s+200 μ s = 400 μ s)；向需被驱动为全透明状态的像素点对应的像素电极片151施加全透明态驱动脉冲，如图5，该全透明态驱动脉冲的周期Ts为400 μ s，由连续相接的500 (Qs = 500)个第一单向高频脉冲单元构成，一个该第一单向高频脉冲单元由一个持续Tp = 200 μ s时间的O伏电压、一个持续Tn = 200 μ s时间且幅值为Un = 40V的正电压依次相接构成；向需保持雾状遮光状态的像素点对应的像素电极片151施加雾状避光态驱动脉冲，如图6，该雾状避光态驱动脉冲 与全透明态驱动脉冲仅相位相反，即雾状避光态驱动脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数(指Qs)与全透明态驱动脉冲的电压方向、频率、占空比、幅值、脉冲单元个数都相同，只是相位相反。经过图像刷新期后，各个像素点按照实际显示需求而呈现出相应显示状态，图像刷新完成。从微观角度来看图像刷新期对于施加全透明态驱动脉冲对应的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形为双向高频脉冲且该双向脉冲中的正负脉冲的电压幅值均大于阈值电压幅值uth 50V (持续Tp时间的正脉冲的电压幅值为Um，Um = 70V,持续Tn时间的负脉冲的电压幅值为(Um，+Un)，Um，+Un = 70V)，如图8所示，因此，当电压作用时间不到I秒钟时，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态发生改变，变为规则排列形态，此时，近晶相液晶分子的长光轴垂直于公共电极层14、像素电极层15的平面，入射各近晶相液晶分子的光线的折射不产生剧烈变化，光线可自由透过该混合层部分，宏观上，这些像素点对应的混合层部分呈现全透明状态；对于施加雾状避光态驱动脉冲对应的像素点而言，叠加在这些像素点上的电压波形虽然也为双向高频脉冲，但该双向脉冲中的正、负脉冲的电压幅值均小于阈值电压幅值Uth 50V(持续Tp时间的正脉冲的电压幅值为(Um-Un)，Um-Un = 30V,持续Tn时间的负脉冲的电压幅值为Um’，Um’ = 30V。)，如图9所示，因此，这些像素点所对应的混合层13部分中的近晶相液晶分子的排列形态不发生改变，混合层部分不受任何影响，这些像素点保持原来的雾状避光状态。本发明的应用对象“显示屏”可设有黑色背板或不设置背板，由于第一基体层11、第二基体层12、公共电极层14、像素电极层15均为透明的，因此，显示屏的图像显示是靠混合层13来实现的。若显示屏不设置背板而作为户外显示屏使用，则雾状避光状态的像素点显示为黑色，全透明状态的像素点显示为白色。若显示屏设置黑色背板，则雾状避光状态的像素点显示为白色，全透明状态的像素点显示为黑色。像素点显示为白色或黑色后，控制装置便可停止输出电压波形，像素点会继续保持原来的显示状态，这种显示状态的保持是不需要电压来维持的，即撤去电压波形后，像素点仍然能够保持加载电压波形时产生的光效应，而作用的电压信号只是为了改变近晶相液晶分子的排列形态。在本发明中，将这种不需要电驱动而维持光效应的状态称为“多稳态”或“准静态”。而这种“多稳态”是因为添加物采用了带导电特性的化合物，当电信号施加时，带导电特性的化合物中的离子根据电势差变化产生往复运动，这种运动可以改变近晶相液晶分子的排列形态，而变化后的近晶相液晶分子排列形态并不需要离子的持续运动来维持，是稳定的。在本发明中，在图像刷新期期间，公共电极片141上施加的脉冲波形中的正、负脉冲的施加时间、电压幅值可任意调节，而像素电极片151上施加的脉冲波形均为单向脉冲，这样便降低了电压波形的实现复杂度，降低了驱动难度，降低了成本，不存在传统近晶相液晶显示屏使用的逐行扫描驱动方式所带来的列电极电压的累积效应问题，可以说彻底消除了累积效应造成的不均匀性。但是，随之带来的问题是驱动时，驱动的每个像素点可能会存在电压差(即图8中图像刷新期内的所有正脉冲的总面积不一定等于所有负脉冲的总面积，图9中图像刷新期内的所有正脉冲的总面积不一定等于所有负脉冲的总面积)，如图8和图9所示，因此，在驱动完成后，整个显示屏的DC并不一定是平衡的，即电压积分不一定为O。而如果存在电压差的话，电压差的长期存在将会导致近晶相液晶材料的特性发生改变，整个显示屏逐渐变黄，甚至不能驱动等问题。针对这些问题，本发明采取合理设置电压 波形幅值的措施来加以解决，具体说明如下合理设置公共电极片141上施加的电压波形与像素电极片151上施加的电压波形之间的幅值关系，令它们之间满足公式Um = Um' +Un。例如，以图4至图6所示实施例为例，令Um = 70V, Um’ = 30V, Un = 40V,这样,便满足了公式Um = Um' +Un的要求,从而使得施加全透明态驱动脉冲对应的所有像素点上的电压波形的正、负脉冲可相互抵消(即图8中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积，相互抵消)，施加全透明态驱动脉冲对应的所有像素点的电压积分为0，保持了 DC平衡，同时，使得施加雾状避光态驱动脉冲对应的所有像素点上的电压波形的正、负脉冲可相互抵消(即图9中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积，相互抵消)，施加雾状避光态驱动脉冲对应的所有像素点的电压积分为0，保持了 DC平衡。也就是说，通过上述措施，可以使得显示屏在整个图像刷新期内都能保持DC平衡。对于初始化步骤过程中DC平衡的保持是通过令公共初始化脉冲与独立电极片初始化脉冲之间满足公式Um_init = Um' _init+Un_init来实现的,其原理与上述图像刷新期内DC平衡的保持相同，在这里不再详述。对于本发明，如上所述，像素点除了显示为黑白色外，还可显示为不同灰度阶状态。实现不同灰度阶状态显示的具体方法为在图像刷新期内，在向公共电极片141施加公共驱动脉冲的同时，向需被驱动为位于全透明状态与雾状避光状态之间的任一灰度阶状态的像素点对应的像素电极片151施加相应的渐进态驱动脉冲，该渐进态驱动脉冲为一种高频正向脉冲，该渐进态驱动脉冲由连续相接的Qsl个第一单向高频脉冲单元和Qs2个第二单向高频脉冲单元构成，Qsl+Qs2 = Qs，第一单向高频脉冲单元的数量Qsl和第二单向高频脉冲单元的数量Qs2的取值与该像素点所要显示的灰度阶状态相对应。例如，设定显示屏可显示从O到Qs、共Qs+Ι个显示值(Qs > 15)，显示值O对应全透明状态，显示值Qs对应雾状避光状态，灰度值(即显示值)I到Qs-I对应不同灰度阶状态，那么，如果像素点要显示灰度值为15的灰度阶状态，如图7所示，则该像素点对应的像素电极片151施加的相应渐进态驱动脉冲应由连续相接的Qs-15个第一单向高频脉冲单元(即图7中由Qs-15个第一单向高频脉冲单元构成的LI段波形)和15个第二单向高频脉冲单元(即图7中由15个第二单向高频脉冲单元构成的L2段波形)构成。需要提及的是，若显示黑白色的显示屏通过上述合理设置电压波形幅值的方法达到了 DC平衡的话，在该显示黑白色的显示屏的基础上，按照上述方法增设灰度阶状态的显示，则该显示屏仍旧可以保持DC平衡，证明推导与黑白色显示状态的像素点相同，在这里不加以详述。例如，图10为要显示灰度值为15的灰度阶状态的像素点上得到的电压波形(图4与图7所示波形的叠加)，如图10所示,该电压波形的SI段波形满足公式TpXUm =TnX (Um' +Un)，而S2段波形满足公式TpX (Um-Un) = TnXUm'，S卩，SI段波形中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积而可相互抵消，S2段波形中的所有正脉冲的总面积等于所有负脉冲的总面积而可相互抵消，保持了 DC平衡。在实际实施中，为了进一步简化公共电极片141和像素电极片151上施加的电压波形的复杂度，进一步降低功耗，在图像刷新期内，可令数量Qs等于显示屏所有像素点需显示的状态中所对应的最大显示值。也就是说，施加电压波形中的脉冲单元个数Qs不必一定等于雾状避光状态对应的最大显示值。相应地，需被驱动为任一灰度阶状态的像素点对 应的像素电极片151施加的渐进态驱动脉冲中的第二单向高频脉冲单元的数量Qs2应等于该像素点所要显示的灰度阶状态对应的灰度值，而第一单向高频脉冲单元的数量Qsl =数量Qs-数量Qs2。需要说明的是，通过上述方法简化电压波形后，该显示屏仍旧可以保持DC平衡，证明推导原理同上所述，不再在这里详述。举例来说，设定显示屏可显示从O到Q、共Q+1个显示值(Q> 11)，显示值O对应全透明状态，显示值Q对应雾状避光状态，灰度值(即显示值)I到Q-I对应不同灰度阶状态，那么，若该显示屏此次刷新的图像中，最大显示值为11，则向公共电极片141施加的公共驱动脉冲由连续相接的11个双向高频脉冲单元(占空比50% )构成，如图11。相应地，全透明态驱动脉冲由连续相接的11个第一单向高频脉冲单元构成。对于要显示灰度值为7的灰度阶状态的像素点，如图12所示，该像素点对应的像素电极片151上施加的渐进态驱动脉冲应由连续相接的4个第一单向高频脉冲单元(即图12中由4个第一单向高频脉冲单元构成的LI’段波形)和7个第二单向高频脉冲单元(即图12中由7个第二单向高频脉冲单元构成的L2’段波形)构成。该要显示灰度值为7的灰度阶状态的像素点上的电压波形如图13所示(即图11与图12所示波形的叠加)。另外，在具体实现波形时，在渐进态驱动脉冲中，Qsl个第一单向高频脉冲单元排列在前而Qs2个第二单向高频脉冲单元排列在后，以便降低波形的实现难度，例如，如图10、图13所示。在实际中，根据显示需要，混合层13内还可混合有一定量的二色性染料，这样，显示屏的混合层便可在全透明与有色遮光之间切换。对于混合了二色性染料的显示屏而言，其驱动方法与上述未混合二色性染料的显示屏相同(其像素点显示图像的物理实现原理与上述未混合二色性染料的显示屏相似)，在这里不再赘述。在本发明中，对全透明状态的像素点、雾状遮光状态的像素点以及任一灰度阶状态的像素点的判断是通过读取图像存储器中的记录来实现的，该图像存储器内记录着每次需要刷新的图像对应的各个像素点应显示的灰度阶状态(全透明状态、雾状避光状态也是一种灰度阶状态)。
在本发明中，阈值电压是为使近晶相液晶分子被驱动而发生排列形态改变的电压值，其主要是根据混合层的组成(如近晶相液晶分子的特性)和厚度来确定的，一般Uth为5V以上。等待期Pwait、图像刷新期Prefresh、初始化期均为设定的固定时间段,例如，图像刷新期Prefresh为5ms,初始化期为I. 5ms,等待期Pwait为1ms。上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、 简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。例如，将本发明方法中的所有电压波形的正负方向颠倒后所得到的电压波形也能实现本发明方法。
权利要求
1.一种像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的驱动方法，该驱动方法用于像素点独立控制式近晶相液晶显示屏，该像素点独立控制式近晶相液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，该第一基体层与该第二基体层之间设有混合层，该第一基体层朝向该混合层的ー侧设有公共电极层，该第二基体层朝向该混合层的ー侧设有像素电极层，该公共电极层为ー个公共电极片，该公共电极片覆盖住其相对应的该混合层的ー侧表面，该公共电极片与外部的控制装置上的相应端子相连，该像素电极层由多个像素电极片构成，该像素电极片的面积等于待显示像素点的面积，各个像素电极片分别由ー个独立的电极线从相邻的像素电极片间的缝隙引出而与外部的该控制装置上的相应端子相连，其特征在于该驱动方法包括 在图像刷新期内，向公共电极片施加公共驱动脉冲，同时向需被驱动为全透明状态的像素点对应的像素电极片施加全透明态驱动脉冲且向需保持雾状遮光状态的像素点对应的像素电极片施加雾状避光态驱动脉冲，其中 该公共驱动脉冲为ー种高频双向脉冲，该公共驱动脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个双向高频脉冲单元构成，一个该双向高频脉冲单元由一个持续Tp时间且幅值为Um的正电压、一个持续Tn时间且幅值为Um，的负电压依次相接构成，Ts = Tp+Tn, Tp = Tn ； 该全透明态驱动脉冲为一种高频正向脉冲，该全透明态驱动脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个第一单向高频脉冲单元构成，ー个该第一单向高频脉冲单元由一个持续Tp时间的O伏电压、一个持续Tn时间且幅值为Un的正电压依次相接构成，Ts = Tp+Tn ； 该雾状避光态驱动脉冲为一种高频正向脉冲，该雾状避光态驱动脉冲的周期为Ts，由连续相接的Qs个第二单向高频脉冲单元构成，ー个该第二单向高频脉冲单元由一个持续Tp时间且幅值为Un的正电压、一个持续Tn时间的O伏电压依次相接构成，Ts = Tp+Tn ； Um>0，Um’ > 0，Un > O，幅值Um大于阈值电压幅值Uth，幅值Um’小于阈值电压幅值Uth，幅值Un小于阈值电压幅值Uth，Un^ +Un大于阈值电压幅值Uth，Um-Un小于阈值电压幅值Uth ； 并且，在图像刷新期内，各脉冲的波形间满足公式TpXUm = TnX (Um' +Un)。
2.如权利要求I所述的驱动方法，其特征在干 在所述图像刷新期内，向需被驱动为位于全透明状态与雾状避光状态之间的任一灰度阶状态的像素点对应的像素电极片施加相应的渐进态驱动脉冲，该渐进态驱动脉冲为ー种高频正向脉冲，该渐进态驱动脉冲由连续相接的Qsl个所述第一单向高频脉冲单元和Qs2个所述第二单向高频脉冲单元构成，Qsl+Qs2 = Qs,所述第一单向高频脉冲单元的数量Qsl和所述第二单向高频脉冲単元的数量Qs2的取值与该像素点所要显示的灰度阶状态相对应。
3.如权利要求2所述的驱动方法，其特征在于 在所述图像刷新期内，所述数量Qs等于所述显示屏所有像素点需显示的状态中所对应的最大显示值；需被驱动为任一灰度阶状态的所述像素点对应的像素电极片施加的所述渐进态驱动脉冲中的所述第二单向高频脉冲単元的数量Qs2等于所述像素点所要显示的灰度阶状态对应的灰度值，所述第一单向高频脉冲単元的数量Qsl =数量Qs-数量Qs2。
4.如权利要求2或3所述的驱动方法，其特征在干 在所述渐进态驱动脉冲中，Qsl个所述第一单向高频脉冲单元排列在前，Qs2个所述第ニ单向高频脉冲单元排列在后。
5.如权利要求I或2或3所述的驱动方法，其特征在于 所述Ts的取值范围为40 μ S≤Ts≤1000 μ S ;所述伽的取值范围为IOV ≤ Um ≤ 250V ；所述Um’的取值范围为IOV≤Um’≤250V ;所述Un的取值范围为IOV ≤ Un ≤ 250V ;所述Qs的取值范围为I个< Qs ≤ 2000个。
6.如权利要求I或2或3所述的驱动方法，其特征在于 在所述图像刷新期前还包括清除所述显示屏上显示图像的初始化步骤，该初始化步骤为在初始化期，向所述公共电极片施加公共初始化脉沖，同时向所有所述像素电极片施加独立电极片初始化脉冲，其中 该公共初始化脉冲为ー种低频双向脉冲，该公共初始化脉冲的周期为Tinit，由连续相接的Qinit个双向低频脉冲单元构成,一个该双向低频脉冲单元由一个持续Tp_init时间且幅值为Um_init的正电压、一个持续Tn_init时间且幅值为Um’_init的负电压依次相接丰勾Tinit = Tp_init+Tn_init, Tp_init = Tn_init ； 该独立电极片初始化脉冲为ー种低频正向脉冲，该独立电极片初始化脉冲的周期为Tinit,由连续相接的Qinit个单向低频脉冲单元构成,一个该单向低频脉冲单元由ー个持续Tp_init时间的O伏电压、一个持续Tn_init时间且幅值为Un_init的正电压依次相接构成，Tinit = Tp_init+Tn_init ； Um_init > O, Um’ _init > 0, Un_init > 0,幅值 Um_init 大于阈值电压幅值 Uth,幅值Um’_init小于阈值电压幅值Uth,幅值Un_init小于阈值电压幅值Uth,Um' _init+Un_init大于阈值电压幅值Uth, Um_init-Un_init小于阈值电压幅值Uth ； 该公共初始化脉冲与独立电极片初始化脉冲间满足公式Tp_initXUm_init = Tn_initX (Um' _init+Un_init)。
7.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于 所述周期Tinit的取值范围为Ims < Tinit ^ IOOOms ;所述Um_init的取值范围为IOV く Um_init く 250V ;所述 Um’ _init 的取值范围为 IOV く Um’ _init く 250V ;所述 Uninit的取值范围为IOV≤Un_init≤250V ;所述Qinit的取值范围为I个Qinit≤500个。
8.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在干 在所述初始化步骤前还包括等待期，在等待期内，向所述公共电极片和所有所述像素电极片施加零伏电压。
全文摘要
本发明公开了一种像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的驱动方法，该驱动方法包括在图像刷新期内，向公共电极片施加公共驱动脉冲，同时向需被驱动为全透明状态的像素点对应的像素电极片施加全透明态驱动脉冲且向需保持雾状遮光状态的像素点对应的像素电极片施加雾状避光态驱动脉冲。本发明方法对像素点独立控制式近晶相液晶显示屏的所有像素点进行一次整屏驱动即可实现整个图像的刷新显示，公共电极片和像素电极片上施加的电压波形实现简单，驱动难度低，并且，本发明方法保证了整个图像显示周期内所有像素点的DC平衡，保证了图像的正常显示。
文档编号G09G3/36GK102681228SQ20111006445
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者夏兴隆, 孙刚, 徐飞 申请人:苏州汉朗光电有限公司