專利名稱：用于在正常及待機模式下驅(qū)動液晶顯示器件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動具有包括被放置在電極之間的液晶材料的像素的液晶顯示器件的方法，其中像素電壓被提供在所述電極之間。
背景技術：
在LCD(液晶顯示器)中已知的現(xiàn)象是離子在液體中的位移，其引起退化，從而將它自己表明為圖像保留。眾所周知的事實是在長時間期間顯示固定圖案的顯示器，例如長時間處在待機模式下的顯示器(如電話顯示器)將遭受圖像保留，即當顯示器被切換到激活模式時待機圖像將作為幻象出現(xiàn)，并且新的屏幕得到顯示。
在過去，對這個問題的解決方案一直是利用交替電極上的電壓來驅(qū)動LC元件，以為了避免離子的靜態(tài)位移。換句話說，每個電極一直被提供有交替的正電壓和負電壓。不幸地，交替極性的像素電壓消耗了更多的功率。
在AMLCD(有源矩陣LCD)中，每個像素由晶體管元件，如TFT(薄膜晶體管)啟動或停用。晶體管元件受到柵電壓脈沖串的控制。當電極像素電壓的極性交替時，為了確保晶體管元件的適合功能，柵電壓的振幅A1需要高，正常地大約25V(公用電極反轉(zhuǎn)，圖1a)或甚至大于30V(4電平反轉(zhuǎn)，圖1b)。這個類型的柵電壓導致甚至更高的功率消耗。
降低功率消耗而維持低的圖像保留的努力被呈現(xiàn)在由本發(fā)明聯(lián)合發(fā)明者之一的Mark T.Johnson所著的WO 00/41465。在提到的文件中，具有液晶材料以及取向材料層的電介質(zhì)常數(shù)和電阻率之間分別的具體關系的液晶顯示器件被說明。當由具有恒定極性的電壓所驅(qū)動時所公開的顯示器件示明有小的或沒有圖像保留。
當像素電壓具有恒定極性時，柵電壓可以降低液晶材料的閾值電壓(典型地2V)加上液晶材料的飽和電壓(典型地6V)。在上面提到的兩種情況下，柵電壓振幅A2可被降低到大約17V(見圖2a和2b)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于驅(qū)動液晶顯示器件的改進方法。
利用通過介紹所提到類型的下述方法，這個及其它目的已經(jīng)被取得，所述方法包括當顯示器件操作在待機模式下時控制電極以提供具有恒定極性的像素電壓，以及當顯示器件操作在激活模式下時控制電極以提供具有交替極性的像素電壓。
像素電壓通常被定義為在液晶材料一側(cè)上面的像素電極驅(qū)動電壓與在液晶材料另一側(cè)上面的公用電極電壓之間的電勢差。
通過取決于顯示器的操作模式來改變像素電壓驅(qū)動方案，有可能將每個驅(qū)動方案的優(yōu)點進行組合。在激活模式下，即當視頻信號的內(nèi)容被快速地變化時，有利地是給液晶材料提供交替電壓(AC驅(qū)動)。當在待機模式下，即當視頻信號的內(nèi)容基本上恒定時，通過采取具有恒定極性(DC驅(qū)動)的驅(qū)動方案功率可以得到節(jié)省。注意“恒定的”極性沒有必要意味著極性從不變化，而僅是極性在順次的幾個幀中是恒定的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)DC驅(qū)動還可以降低可能因DC驅(qū)動中LC層的不同電阻所導致的LCD中的圖像保留累積。當顯示器被啟動時，到AC驅(qū)動的切換引起任何圖像保留得到掩蔽，特別地如果線反向被加以實施。
在DC驅(qū)動中當LC板(液晶材料及包圍它的基片)上的電壓擺動得到降低時，功率消耗也將得到降低。
操作模式可以由使用者進行選擇，例如通過使用適合于這個目的的手動開關。然而，所述方法優(yōu)選地包括探測顯示器件是處于待機還是激活模式的步驟。于是這個探測可以選擇正確的驅(qū)動方案。
當其上連接有顯示器的裝置在使用時，用來探測操作模式的簡單方法是假定其為激活模式。確定操作模式的另一方法是探測顯示器件電源的功率水平。低水平應該將顯示器件置于待機模式，以為了延長電源的壽命。確定操作模式的另外一種方法是分析供給到顯示器件的視頻信號。當這樣的信號包括快速變化的內(nèi)容時，這是變化顯示的表示，且因此激活模式可是適合的。另一方面當這樣的信號正在緩慢變化時，或根本不變化時，這是恒定顯示的表示，且待機模式可是適合的。
驅(qū)動方法還可以包括向顯示器件中的晶體管元件提供柵電壓，用于啟動或停用特定的像素，所述柵電壓具有脈沖串的形式，并且調(diào)節(jié)所述脈沖串以當顯示器件操作在激活模式下時具有第一最大振幅，以及當顯示器件操作在待機模式下時具有第二最大振幅。
換句話說，柵電壓振幅被調(diào)節(jié)到液晶驅(qū)動方案，其中交替像素電壓的極性被與第一柵電壓振幅組合，而恒定像素電壓振幅被與第二柵電壓振幅組合。
優(yōu)選地，第一振幅(激活模式)大于第二振幅(待機模式)。這意味著柵電壓脈沖串在待機模式下消耗較少的功率，其降低了總的功率消耗。
可優(yōu)選地是偶爾地切換具有恒定極性的像素電壓的極性。例如如果顯示器長時間處于待機，則這可以是適合的。如上所注明，當極性對于幾個連續(xù)幀保持恒定時，具有偶爾的即每小時或每分鐘極性切換的像素電壓仍然被稱為恒定的像素電壓。
此外，當像素電壓并不隨每個幀而改變極性時，在待機模式中柵電壓脈沖串可以具有恒定的脈沖振幅。如上面所提到，如果且當像素電壓的恒定極性的確變化時，柵電壓脈沖串的補償可以得到調(diào)節(jié)。


從參考所附加的附圖被更清楚加以說明的優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的這些及其它方面將是顯然的。
圖1a和1b是適應于具有交替極性的液晶像素電壓的柵電壓脈沖串的簡圖。
圖2a和2b是適應于具有恒定極性的液晶像素電壓的柵電壓脈沖串的簡圖。
圖3是有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)斷面的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的驅(qū)動方法的方框圖。
圖5是柵電壓脈沖串的簡圖。
具體實施例方式
參考圖3，有源矩陣液晶顯示器件包括被設置在彼此相面對的兩個基片1，2之間的液晶材料。像素電極3被設置在基片1的液晶側(cè)上面的矩陣中，以及信號線(數(shù)據(jù)線或源線)4和掃描線(柵線)5被提供在每個像素電極3的周邊以便于彼此交叉。薄膜晶體管(TFT)6作為切換元件被提供在信號線4和掃描線5的每個交叉點附近。TFT被連接到信號線4用于驅(qū)動像素電極3。公用電極7被提供在另一基片2的液晶側(cè)上面。液晶形成公用電極7和像素電極3之間的電容。
源驅(qū)動器10被連接到信號線4，且柵驅(qū)動器11被連接到掃描線5。視頻信號，在所示例的實例中為數(shù)字信號12，被提供到顯示控制器15，且源驅(qū)動器10和柵驅(qū)動器11兩者分別從控制器15被供給輸出信號13和14。來自控制器15的第三輸出16被提供給到公用電極驅(qū)動器17，其反過來控制公用電極7。
在操作中，像素電極被提供有來自源驅(qū)動器10的驅(qū)動電壓，以及公用電極被提供有來自公用電極驅(qū)動器的公用電壓。每個像素元件經(jīng)受像素電壓，其等于驅(qū)動電壓與公用電壓之間的電勢差。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，方框圖示出根據(jù)本發(fā)明實施例的方法如何在控制器15中被實施。過程以確定顯示器件是操作在激活還是待機模式下開始于步驟S1。
在第一種情況(步驟2和3，并行執(zhí)行)下，源驅(qū)動器10和公用電極驅(qū)動器被提供有輸出信號14和16以產(chǎn)生具有交替極性的像素電壓，并且柵驅(qū)動器11被提供有輸出信號13以產(chǎn)生具有大振幅的柵脈沖串，例如根據(jù)上面提到的圖1a或1b。當顯示器操作在激活模式下時，相鄰的像素線可以通過被反轉(zhuǎn)的極性(所謂的線反轉(zhuǎn))進行驅(qū)動。然后根據(jù)已知的線反轉(zhuǎn)方案，例如公用電極反轉(zhuǎn)，具有交替極性的像素電壓被線反轉(zhuǎn)。線反轉(zhuǎn)具有這樣的優(yōu)點，即在待機模式期間任何圖像保留累積將通過交替線極性進行掩蔽。在本領域中已知的反轉(zhuǎn)方案的其它實例是幀反轉(zhuǎn)、列反轉(zhuǎn)和點反轉(zhuǎn)。
在第二種情況(步驟4和5，并行執(zhí)行)下，源驅(qū)動器10和公用電極驅(qū)動器被提供有輸出信號14和16以產(chǎn)生具有恒定極性的像素電壓，并且柵驅(qū)動器被提供有具有較小振幅的柵脈沖串，例如根據(jù)上述提到的圖2a。例如在預定幀數(shù)目之后，過程有規(guī)則地返回(步驟6)到步驟1，以為了有規(guī)則地確定操作的當前模式。
根據(jù)第二實施例，所述過程的待機模式支線被延伸來以規(guī)則的間隔切換像素電壓的恒定極性。如圖5中所示例，這可以通過包括二進制變量X而被完成，所述X在某些時間間隔(例如，每分鐘或每小時)被切換(步驟7)。然后在步驟9中產(chǎn)生恒定極性像素電壓之前，在步驟8中根據(jù)變量X像素電壓的極性可以被設定。在這種情況下，在步驟10中所產(chǎn)生的柵電壓必須考慮切換像素電壓，并且具有這些品質(zhì)的脈沖串實例被示例在圖6中。
在圖6的左面，柵電壓脈沖串中的脈沖具有等于17V的恒定振幅(A2)，其對于大約-4V的像素電壓足夠。像素電壓極性剛一切換到+4V，則具有25V振幅的柵脈沖被產(chǎn)生，以確保TFT正確的操作。在圖6的右面，即在這個較大脈沖之后，振幅(A2)再次為17V，但是整個脈沖串現(xiàn)在已經(jīng)由值v1＝8V偏移，這樣現(xiàn)在柵電壓在8V和25V之間變化。這個較高的偏移水平v1被8V較高的像素電壓(從-4V切換到+4V)所要求。
通過提供具有新硬件和/或軟件部件的控制器15、柵驅(qū)動器11、源驅(qū)動器10和公用電極驅(qū)動器17當中的一個或幾個，所述方法可以優(yōu)選地在傳統(tǒng)類型的AMLCD中被實施。
如上所提到的，顯示器操作模式的確定可以以若干不同的方法被加以執(zhí)行，其包括借助于選擇開關的手動選擇；手動啟動的探測，如使用裝備有顯示器件的裝置；視頻信號12的探測，以為了確定是否它的內(nèi)容正在快速地變化；或電源20(例如電池)功率水平的探測。任何這些確定方法可由普通技術人員在裝備有根據(jù)本發(fā)明顯示器件的裝置中容易地被加以實施。在圖3中這由模式選擇器18來示例，所述模式選擇器18被設置成向控制單元15提供模式選擇信號19。應該注意到模式選擇器18可以是顯示器件的一部分，但也可是顯示器件被設置于其中的裝置的一部分。
在DC待機模式和AC激活模式之間切換顯示器的概念可以被延伸來結合其它方法，以進一步降低在待機模式下的功率消耗。實例是降低灰標的數(shù)量，或降低幀的頻率。
概括地，本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動液晶顯示器件的方法，根據(jù)所述方法當顯示器件操作在待機模式下液晶像素電壓具有恒定的極性，并且當顯示器件操作在激活模式下其具有交替的極性。這個方法的結果是，當顯示器件操作在待機模式下時，有可能調(diào)節(jié)柵電壓脈沖串以具有較低的振幅。所述發(fā)明的驅(qū)動方法提供一種用于將降低圖像保留及較低功率消耗的要求加以組合的方法。
權利要求
1.一種用于驅(qū)動液晶顯示器件的方法，所述像素包括被設置在電極(3，7)之間的液晶材料，其中像素電壓被提供在所述電極(3，7)之間，其特征在于-控制所述電極(3，7)以當顯示器件操作在待機模式下提供具有恒定極性(S4)的像素電壓，以及-控制所述電極(3，7)以當顯示器件操作在激活模式下提供具有交替極性(S2)的像素電壓。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述操作模式由使用者手動進行選擇。
3.根據(jù)權利要求1的方法，進一步包括探測顯示器件是操作在待機模式下或激活模式下的步驟(S1)。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其中所述探測步驟包括探測所述顯示器件電源(20)的功率水平。
5.根據(jù)權利要求3的方法，其中所述探測步驟包括分析被供給到所述顯示器件的視頻信號(12)。
6.根據(jù)任何一項前述權利要求的方法，進一步包括-向顯示器件中的晶體管元件(6)提供柵電壓(5)，用于啟動或停用特定的像素，所述柵電壓(5)具有脈沖串的形式，以及-調(diào)節(jié)所述脈沖串以當顯示器件操作在激活模式下時具有第一振幅(A1)，以及當顯示器件操作在待機模式下時具有第二振幅(A2)。
7.根據(jù)權利要求7的方法，其中所述第一振幅(A1)大于所述第二振幅(A2)。
8.根據(jù)權利要求0或O的方法，其中當顯示器件操作在待機模式下時所述脈沖串具有恒定的脈沖振幅(A2)。
9.根據(jù)任何一項前述權利要求的方法，其中具有恒定極性的所述像素電壓的極性被偶爾地加以切換(S8)。
10.根據(jù)取決于權利要求8的權利要求9的方法，其中當像素電壓的極性變化時所述脈沖串的偏移(V1)被加以調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種用于驅(qū)動液晶顯示器件的方法，根據(jù)所述方法當顯示器件操作在待機模式下時液晶像素電壓具有恒定極性，以及當顯示器件操作在激活模式下時具有交替極性。結果是當顯示器件操作在待機模式下時有可能調(diào)節(jié)柵電壓脈沖串以具有較低的振幅。所述驅(qū)動方法提供一種將得到降低的圖像保留和較低的功率消耗的要求加以組合的方法。
文檔編號G09G3/20GK1599924SQ02824223
公開日2005年3月23日 申請日期2002年11月25日 優(yōu)先權日2001年12月5日
發(fā)明者M·T·約瀚遜, A·R·M·維斯楚倫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司