胆甾相液晶显示装置的驱动方法制造方法及图纸

一种胆甾相液晶显示装置包括三个单元，每个单元包括一胆甾相液晶材料层和一电极排列，该电极排列能够通过相应驱动信号提供穿越胆甾相液晶材料层的多个像素的独立驱动。一驱动电路向每个像素施加相应驱动信号以驱动所述像素为可变状态，以提供在一预定反射率范围内变化的一反射率。该驱动信号包括两种驱动方法的组合，以提供所述范围内不同部分的反射率。特别地，（ａ）当在较高反射率的第一部分内提供的一反射率时，驱动信号包括一第一波形，成形以驱动像素为一稳定状态，该波形具有一变化形状以提供一具有变化反射率的稳定状态；以及（ｂ）当在较低反射率的第二部分内提供一反射率时，驱动信号包括一第二波形，成形以驱动该像素交替地为垂直排列状态和平面状态，该像素被驱动为垂直排列状态和平面状态的时间周期是可变的，以提供如观看者感知的一变化的平均反射率。由于使用了垂直排列状态，这种驱动方法的组合使得达到一良好的对比度和色彩范围，但仅仅增加了相当小的功率消耗，因为垂直排列状态仅仅用于像素的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种驱动胆甾相液晶显示装置提供一范围灰度等级的驱动方法。
技术介绍
胆甾相液晶显示装置是一种具有低功率消耗和高亮度的反射型显示装置。胆甾相液晶显示装置利用一个或多个单元，每个单元具有一能够在多个状态之间转换的胆甾相液晶材料层。这些状态包括一处于稳定状态的平面状态(planar state)，在这种状态胆甾相液晶材料层反射光，该光具有在相应预定色彩波段内的波长。在另一状态，胆甾相液晶透过光。通过堆叠能够反射红色、蓝色和绿色光的胆甾相液晶材料层可以获得全色彩显示器。很多胆甾相液晶显示器的发展集中在液晶材料稳定状态的使用，这些作为平面状态提供一高反射率，以及焦点圆锥(focal conicstate)状态提供一低反射率，同时由于液晶材料在每个平面状态和焦点圆锥状态具有域，混合状态的范围提供中间反射率。由于能量仅需要驱动状态变化，稳定状态的使用提供了低功率消耗的优势，随后液晶保持在不消耗功率显示图像的稳定状态。所有目前可商业化的胆甾相液晶显示装置工作在这种操作模式下。为了驱动以显示图像，显示装置典型地具有一电极排列，电极排列能够通过相应驱动信号提供穿越胆甾相液晶材料层多个像素的驱动。大量的驱动方法提出选择性驱动液晶材料层到一稳定状态，该稳定状态具有与要显示的图像一致所需的反射率。一个驱动方法是利用一驱动信号，该驱动信号包括一复位脉冲波形成形以驱动像素到垂直排列状态(homeotropic state)，随后有一张弛周期以使得像素松弛为平面状态，随后有一选择脉冲波形成形以驱动像素到稳定状态，该选择脉冲波形是变化的以驱动像素为具有一变化反射率的稳定状态。通过始终驱动液晶为平面状态，需要提供所需反射率的该选择信号的形式是可预知的，因此可以获得精确的灰度等级。其它已知的驱动方法初始驱动像素为焦点圆锥状态。在使用稳定状态提供一具有良好对比度的显示装置的同时，对比度被实际情况限制，实际情况是焦点圆锥状态散射光且反射率达到3-4％。JY Nahm等人在Asia Display 1998，979-982页中和在WO-2004/030335中已经报道，较高对比度可以通过使用具有比焦点圆锥状态更低反射率的胆甾相液晶材料的垂直排列状态来获得。因此使用垂直排列状态作为黑色状态替代焦点圆锥状态具有增加对比度和提供色域(colour gamut)的优势。然而，垂直排列状态是一不稳定状态，且因此需要连续施加能量以保持图像显示。垂直排列状态还没有在目前商业显示器中应用。总之，已知的胆甾相液晶显示装置没有提供与低功率消耗相结合的一高对比度和良好色域。然而这是需要的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种驱动胆甾相液晶显示装置的方法，该液晶显示装置包括至少一个单元，该单元包括一胆甾相液晶材料层和能够通过相应驱动信号提供穿越胆甾相液晶材料层的多个像素的独立驱动的一电极排列，该方法包括向每个像素施加相应驱动信号以驱动所述像素为变化的状态，以提供在一预定反射率范围内变化的一反射率，所述驱动信号包括(a)当在所述预定反射率范围内的一第一部分内提供一反射率时，一第一波形成形以驱动该像素为一稳定状态，该波形具有一可变的形状以提供一具有一变化反射率的稳定状态；以及(b)当在所述预定反射率范围内的低于该第一部分的一第二部分内提供一反射率时，一第二波形成形以驱动该像素交替地为垂直排列状态和平面状态，该像素被驱动为垂直排列状态和平面状态的时间周期是可变的，以提供如观看者感知的一变化的平均反射率。因此本专利技术采用了两种不同驱动方法的结合，每个驱动方法获得所需反射率范围的不同部分。因此应用到像素的驱动信号依赖于与要显示的图像一致的该像素所需的反射率。使用在较高反射率部分的第一驱动方法是应用一驱动信号成形以驱动所讨论的该像素为一稳定状态。因此这个驱动方法仅仅消耗功率以改变显示的图像。在应用驱动信号后，该稳定状态被保持且由此该像素继续显示该图像而没有消耗功率。因此，对于所有具有在范围内第一部分的反射率的像素来说，功率消耗是低的。大体上，这与已知的驱动胆甾相液晶显示装置为稳定状态相一致，且的确可以使用已知形状的驱动信号。然而为了达到更好的对比度和色彩范围，在范围内第二部分的反射率通过第二驱动方法提供。这个驱动方法是应用一驱动信号成形以驱动该像素交替地为垂直排列状态和平面状态。像素被驱动为垂直排列状态和平面状态的时间周期是可变的。时间周期足够短，观看者感知的反射率是像素反射率在每个垂直和平面状态的平均时间。感知的反射率因此也是可变的，使得产生灰度等级。因此，相对于第一驱动方法本身的使用，第二驱动方法的使用提高了对比度和色彩范围。当然第二驱动方法需要驱动信号的连续应用以驱动像素为垂直排列状态，因为这不是一稳定状态。这增加了显示装置的功率消耗。然而普遍认为与最初的预期相反，功率消耗的增加实际相当的低。这是因为实际上像素相对很少需要提供在范围中第二部分内的反射率。根本上这依赖于要显示的图像，但是已经发现平均仅有10-15％的像素需要在任一时间以第二驱动方法被驱动，例如下面详细叙述的对显示于显示装置的典型图像。第一驱动方法可以是能够驱动像素为一可变反射率的稳定状态的任何类型。这包括各种已知的驱动方法和将来发展的新驱动方法。首选的第一方法是利用一第一波形，该波形包括一复位脉冲波形成形以驱动像素为垂直排列状态，随后的一张弛周期以使得像素松弛为平面状态，随后的一选择脉冲波形成形以驱动像素为稳定状态，该选择脉冲波形为可变的，以驱动像素为一具有变化反射率的稳定状态。这个驱动方法是完全已知的。既然这样，一个选择是选择脉冲波形具有一可变的振幅，但是有其它的选择例，如使用可变脉冲宽度。第一驱动方法可以使用包括一单一脉冲的选择脉冲波形，但是另一个选择是该选择脉冲包括一初始脉冲成形以驱动像素为多个初始稳定状态中的一个，以及可选地，一调节脉冲成形以驱动像素为具有在初始稳定状态反射率之间的一反射率的最终稳定状态。在一些情况下，相比于使用单一脉冲，已经发现使用初始脉冲和随后的调节脉冲以提供要达到的更好的可选的灰度等级。第二驱动方法与披露在WO-2004/030335中的驱动方法在相同的原理下操作。该驱动方法可以使用能够驱动像素为垂直排列状态和平面状态的一具有任意形状的第二波形。首选的第二波形包括一个或多个驱动脉冲成形以驱动像素为垂直排列状态，与一个或多个张弛周期相互交替以使得像素松弛为平面状态。这个驱动方法具有实现简单的优点。在每个预定持续时间的帧可以在一帧基础上实现，其中所述第二波形包括一单一驱动脉冲成形以该像素为垂直排列状态，随后的一张弛周期以使得像素松弛为平面状态。当然为了提供最小可能的反射率，驱动信号可能进一步包括(c)当在预定反射率范围内提供最小反射率时，一第三波形成形以驱动该像素为垂直排列状态。同样的为了提供预定反射率范围中最大可能的反射率，驱动信号可能进一步包括(d)当在预定反射率范围内提供最大反射率时，一第四波形成形以驱动该像素为平面状态。驱动信号可以被应用到一帧基础上，就是在预定持续时间的连续的帧中，第一和第二波形分别应用到相应的帧中。如上面提到的，电极排列能够提供多个像素的独立驱动。这个原因是第二驱动方法的使用，该第二方法当驱动像素为垂直排列状态时需要连续施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动胆甾相液晶显示装置的方法，该液晶显示装置包括至少一个单元，该单元包括一胆甾相液晶材料层和一电极排列，该电极排列能够通过相应驱动信号提供穿越胆甾相液晶材料层的多个像素的独立驱动，该方法包括向每个像素施加相应驱动信号以驱动所述像素为变化的状态，以提供在一预定反射率范围内变化的一反射率，所述驱动信号包括：（ａ）当在所述预定反射率范围内的一第一部分内提供一反射率时，一第一波形成形以驱动该像素为一稳定状态，该波形具有一可变的形状以提供一具有一变化反射率的稳定状态；以及　 　（ｂ）当在所述预定反射率范围内的低于该第一部分的一第二部分内提供一反射率时，一第二波形成形以驱动该像素交替地为垂直排列状态和平面状态，该像素被驱动为垂直排列状态和平面状态的时间周期是可变的，以提供如观看者感知的一变化的平均反射率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾米尔本莎伦，拉哈朗博伊姆，伊兰费尔德曼，戴维科茨，
申请(专利权)人：马津克显示技术公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]