液晶显示元件及其驱动方法和具有液晶显示元件的电子纸技术

本发明专利技术提供一种液晶显示元件及其驱动方法和具有液晶显示元件的电子纸。该驱动液晶显示元件的方法包括：第一步骤，用于初始化像素中的液晶并且在像素显示初始灰度；以及第二步骤，用于通过使在低于参考灰度的低灰度之间的累积时间差比在高于参考灰度的高灰度之间的累积时间差更长，来显示低于初始灰度的所需灰度，其中累积时间差是在为了显示低于初始灰度的灰度而累积施加的电压脉冲的累积电压施加时间与为了显示比低于初始灰度的该灰度低一级的灰度而累积施加的电压脉冲的累积电压施加时间之间的差值。本发明专利技术能够实现高显示质量的多灰度显示而在低灰度级没有模糊、虚像和灰度跳变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于通过驱动液晶来显示图像的液晶显示元件及其驱 动方法和具有该元件的电子纸。
技术介绍
近来，对电子纸的开发在各企业和大学中进行地如火如荼。有前途的电 子纸应用领域首当其冲包括电子书领域以及包括诸如移动终端的子显示器和IC卡显示单元等便携装置领域。在电子纸中使用的一类显示元件是使用 其中形成有胆甾相(cholesteric phase)的液晶组成的液晶显示元件(这样的 组成称为"胆甾型液晶"或者"手征丝状液晶(chiralnematic liquid crystal)" 而下文称为胆甾液晶)。胆甾型液晶具有优良特征，比如半持久显示内容保 持性质(存储器特性)、颜色鲜明的显示、高对比度和高分辨率。专利文献l: JP-A-2001-228459专利文献2: JP-A-2003-228045专利文献3: JP-A-2000-2869专利文献4: JP-A-2000-147466专利文献5: JP-A-2000-171837专利文献6:国际专利公开号06/103738小册子非专禾U文献1: Nam國SeokLee、 Hyun國Soo Shin等人的《A novel Dynamic Drive Scheme for Reflective Cholesteric Displays》，SID 02 DIGEST,第546-549 页，2002年非专利文献2: Y.-M. Zhu、 D,K. Yang的《Cumulative Drive Schemes for Bistable Reflective Cholesteric LCDs》，SID 98 DIGEST,第798-801页，1998年现在将对现有技术中的文献进行描述，这些文献公开了利用胆甾液晶的多灰度显示方法以及这些方法的问题。例如，专利文献1和2公开了称为动态驱动的方法，其中使用在驱动波形的三个部分(即预备部分、选择部分和演变部分)之中的选择部分中的幅 值、脉冲宽度或者相位差来显示中间灰度。虽然这样的动态驱动方法允许高 速驱动，但是出现中间灰度具有高颗粒度的问题。一般而言，动态驱动需要用以允许输出多种电压的专用驱动设备(驱动 器)，并且可能由于驱动器的制造和驱动器控制电路的复杂程度而造成成本 增加。非专利文献1公开一种使用廉价通用STN驱动器来实施的动态驱动方 法。然而，从该方法中无法指望消除导致动态驱动问题中的高颗粒度。专利文献3公开了一种具有如下步骤的方法将第一脉冲施加到液晶以 使其处于于场致向列态(homeotropic state);紧接在第一脉冲之后施加第二 脉冲和第三脉冲，以使用第二脉冲与第三脉冲之间的电势差来显示所需灰 度。根据这一驱动方法，保持关于中间灰度的颗粒度的关注并且出现由于需 要高驱动电压所以无法以廉价配置来制造元件的另 一 问题。根据现有技术的所有上述驱动方法是利用随后将描述的图4中所示的中 间灰度区B的驱动方法。因此，虽然这些方法允许高速驱动，但是它们由于 由此获得的图像的大颗粒度而具有显示质量的问题。在非专利文献2中公开 了一种利用如图3中所示的中间灰度区A的驱动方法，而该方法仍然有问题。非专利文献2公开了如下方法，该方法利用液晶所独有的累积响应(改 写)特性，通过将相对短的脉冲施加到液晶以准移动画面的速率级上的高速 度逐渐地将液晶从平面状态驱动到焦点圆锥状态或者从焦点圆锥状态驱动 到平面状态。然而，这一方法需要高达50V至70V的驱动电压以在这样相对高的速 度下执行驱动，因此它可能造成成本增加。另外，称为"两阶段累积驱动方 案"的该方法涉及到两个阶段，即"预备阶段"和"选择阶段"。由于在这 些阶段分别使用两个方向上的响应，即朝着平面状态的累积响应和朝着聚焦 圆锥状态的累积响应(中间灰度区A和中间灰度区B)，所以出现显示质量 的问题。专利文献4和5公开了包括使用快速前向模式的方法，该模式利用了重置到聚焦圆锥状态。虽然这样的方法提供较上述方法而言相对高的对比度，但是在重置之后的写入需要高电压，该高电压是使用通用STN驱动器难以供 应的。另外，这样的方法具有如下问题，它由于在聚焦圆锥状态到平面状态 过程中以累积方式写入灰度而造成半选择或者未选像素的串扰增加。专利文献6公开了如下方法，该方法利用液晶的累积响应(改写)，使 用具有低击穿电压的廉价通用驱动器，来实现具有液晶显示元件的高均匀性 的多灰度显示器。根据这一方法，多次施加脉冲电压到液晶层以逐步改变驱 动电压和脉冲宽度，由此利用具有大裕度的区域(中间灰度区A)控制液晶 从初始状态(即反射状态)改变成预定中间灰度状态。由于因此可以避免驱 动电压的增加，所以可以使用具有低击穿电压并且提供二进制输出的廉价通 用驱动器来实施该方法。另外，由于这一方法允许使用具有大裕度的区域转 换灰度级，所以可以高均匀性地实现多灰度显示器。然而，这一方法具有如 下问题。第一个问题在于在显示屏上会出现模糊和虚像。由于在这一方法中使用 的重置元件的重置电压依赖于待显示的图像数据，所以重置效果因像素而变 化。结果，显示的字符可能模糊并且可能出现虚像。第二个问题在于当显示低灰度时会出现灰度跳变。根据这一显示方法， 在最低灰度(黑色)与比最低灰度高一级的灰度之间有大的亮度差，而当显 示低灰度时出现灰度跳变明显的问题。根据这一方法，以累积方式通过施加 短脉冲，在第一扫描时写入白色和黑色而在后续扫描时写入中间灰度。然而， 累积响应因低灰度而降级。这造成在最低灰度与通过将士20V的电压脉冲施 加到液晶层来写入的比最低灰度高一级的灰度之间大的亮度差。第三个问题在于重写时间增加。例如在具有XGA分辨率的屏幕情况下， 根据现有技术的该显示方法需要5.4秒的重置时间和6.9秒的灰度写入时间。 因此，在完成重置之前至少有5.4秒无法识别所显示的内容。在该情形之下， 需要一种即使对比度有一些减少也能在约2秒内实现显示的新颖显示方法。
技术实现思路
根据实施例的一个方面，提供一种驱动液晶显示元件的方法，其包括 第一步骤，用于初始化像素中的液晶并且在像素显示初始灰度；以及第二步骤，用于通过使在低于参考灰度的多个低灰度之间的累积时间差比在高于参 考灰度的多个高灰度之间的累积时间差更长，来显示低于初始灰度的所需灰 度，其中累积时间差是在为了显示低于初始灰度的灰度而累积施加的电压脉 冲的累积电压施加时间与为了显示比低于初始灰度的该灰度低一级的灰度 而累积施加的电压脉冲的累积电压施加时间之间的差值。根据实施例的另一方面， 一种液晶显示元件包括在基板对之间封闭的 液晶；像素，包括液晶和将液晶夹在中间的电极对；以及驱动设备，用于通 过执行第一步骤和第二步骤来显示多个灰度，第一步骤用于初始化像素中的 液晶并且在像素显示初始灰度，而第二步骤用于通过使在低于参考灰度的多 个低灰度之间的累积时间差比在高于参考灰度的多个高灰度之间的累积时 间差更长，来显示低于初始灰度的所需灰度，其中累积时间差是在为了显示 低于初始灰度的灰度而累积施加的电压脉冲的累积电压施加时间与为了显 示比低于初始灰度的该灰度低一级的灰度而累积施加的电压脉冲的累积电 压施加时间之间的差值。根据实施例的另一方面，提供一种包括根据本专利技术的液晶显示元件的电 子纸。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动液晶显示元件的方法，包括：第一步骤，用于初始化像素中的液晶并且在所述像素显示初始灰度；以及第二步骤，用于通过使在低于参考灰度的多个低灰度之间的累积时间差比在高于所述参考灰度的多个高灰度之间的累积时间差更长，来显示低于所述初始灰度的所需灰度，其中所述累积时间差是在为了显示低于所述初始灰度的灰度而累积施加的电压脉冲的累积电压施加时间与为了显示比低于所述初始灰度的所述灰度低一级的灰度而累积施加的电压脉冲的累积电压施加时间之间的差值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：能势将树，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]