專利名稱：矩陣顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置，它包括在備有行電極的第一基片和備有列電極的第二基片之間的電光顯示材料，其中，所述行和列電極的重疊部分形成象素，所述裝置還包括驅(qū)動(dòng)裝置，用來(lái)向行電極提供具有選擇脈沖寬度和選擇脈沖電壓的選擇脈沖，并且用來(lái)向列電極提供數(shù)據(jù)脈沖。
這種顯示裝置通常稱為無(wú)源顯示器并且用于例如移動(dòng)電話和便攜式計(jì)算機(jī)中。
驅(qū)動(dòng)這些類型的顯示器的一般方法稱為多路復(fù)用象素兩端的有效(RMS)電壓確定光透射率。在無(wú)源顯示器中，每一個(gè)列電極以及每一個(gè)行電極對(duì)于若干象素是公用的。通常使用時(shí)分多路復(fù)用，其中，在行選擇周期依次連續(xù)地選擇(連續(xù))的象素行，而同時(shí)向列電極提供依賴于要寫(xiě)入的信息的數(shù)據(jù)電壓。在選擇了所有行之后，重復(fù)這個(gè)過(guò)程。
為了獲得灰度值(如果利用液晶雙折射效應(yīng)，例如，電控雙折射或超扭曲向列，則為了獲得各種顏色)，不同脈沖寬度的脈沖用于不同的灰度值(或不同的顏色)，這意味著，如果可以獲得數(shù)據(jù)的話，在每一個(gè)選擇周期中數(shù)據(jù)脈沖至少轉(zhuǎn)換一次。對(duì)于每一次轉(zhuǎn)換操作，必須裝入或再裝入象素電容，這是LCD(液晶顯示器)驅(qū)動(dòng)電路中主要的電流(功率)消耗源。
本發(fā)明的目的是至少部分地解決上述問(wèn)題。
因此，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置具有以下特征所述裝置包括用來(lái)在工作時(shí)根據(jù)幀時(shí)間范圍內(nèi)的準(zhǔn)備加到所述列電極上的所述數(shù)據(jù)脈沖的極限脈沖寬度、減小所述幀時(shí)間范圍內(nèi)的所述選擇脈沖寬度的裝置；以及另外的驅(qū)動(dòng)裝置，用來(lái)在工作時(shí)、在所述幀時(shí)間內(nèi)把校正電壓加到象素兩端。
本發(fā)明基于以下認(rèn)識(shí)所述脈沖寬度的減小使得對(duì)于一幀范圍內(nèi)最亮和/或最暗顏色或灰度值，上述轉(zhuǎn)換變成多余的。為了保證正常的顏色(灰度值)，在幀之前或之后同時(shí)向所有象素提供額外電壓。由于這種校正依賴于待校正的RMS電壓，所以，或者可以在全部幀時(shí)間內(nèi)施加電壓校正，或者施加脈沖寬度校正。
第一實(shí)施例具有以下特征所述用來(lái)減小選擇脈沖寬度的裝置包括用來(lái)把所述選擇脈沖寬度減小所述幀時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)脈沖的最小脈沖寬度的裝置。最好，所述另外的驅(qū)動(dòng)裝置包括用來(lái)在所述幀時(shí)間的剩余部分同時(shí)所述向行電極提供具有所述幀時(shí)間范圍內(nèi)的最小數(shù)據(jù)脈沖寬度的脈沖的裝置；以及用來(lái)同時(shí)向所述列電極提供數(shù)據(jù)脈沖的裝置。這保證了最佳的對(duì)比度。
另一個(gè)實(shí)施例具有以下特征所述用來(lái)減小選擇脈沖寬度的裝置包括用來(lái)把所述選擇脈沖寬度減小所述幀時(shí)間范圍內(nèi)所述選擇脈沖寬度和所述數(shù)據(jù)脈沖寬度之間的所述最小差值的裝置。最好，所述另外的驅(qū)動(dòng)裝置例如包括用來(lái)在所述幀時(shí)間的剩余部分同時(shí)向所述行電極提供其脈沖寬度等于所述幀時(shí)間范圍內(nèi)所述選擇脈沖的最大脈沖寬度和所述數(shù)據(jù)脈沖寬度之間的最小差值的脈沖的裝置；以及用來(lái)同時(shí)向所述列電極提供非數(shù)據(jù)脈沖的裝置。這再一次保證了最佳的對(duì)比度。
將參考下文中所述的實(shí)施例闡述本發(fā)明的這些和其它方面。
附圖中

圖1是所述顯示裝置的一部分的示意的截面圖以及所述驅(qū)動(dòng)裝置的示意的表示；圖2是所述顯示裝置的示意的表示，以及圖3至8圖解說(shuō)明多個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖。
所述各圖是示意圖，因此是不按照比例的。各對(duì)應(yīng)的元件一般用相同的標(biāo)號(hào)表示。
圖1是液晶顯示裝置的一部分的示意的截面圖，在本實(shí)施例中，所述液晶顯示裝置包括具有存在于例如玻璃或石英的支持板或基片3和4之間的扭曲向列液晶材料2的液晶單元1，所述基片3和4分別備有選擇電極5和數(shù)據(jù)電極6。在這種情況下，液晶材料具有正的光學(xué)各向異性和正的介質(zhì)各向異性以及低的閾電壓。如果必要，該裝置包括其偏振方向例如彼此垂直交叉的偏振器(未示出)。所述裝置還包括取向?qū)?和8，它們使所述基片的內(nèi)壁上的液晶材料以這樣的方式取向，即，扭曲角是例如90°。該圖形顯示裝置是無(wú)源型的。
必要時(shí)在驅(qū)動(dòng)部分10中處理輸入信息11并且將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器12中，然后經(jīng)由數(shù)據(jù)信號(hào)線16提供給數(shù)據(jù)電極6。通過(guò)依次連續(xù)地選擇經(jīng)由行信號(hào)線15連接到多路復(fù)用電路14的行電極5來(lái)選擇在本文中排列成行和列的象素。線路17確保多路復(fù)用電路14和數(shù)據(jù)寄存器12之間相互同步。在選擇了所有行電極之后，重復(fù)這種選擇過(guò)程；以幀頻進(jìn)行這種選擇過(guò)程。
圖3顯示用于一列的數(shù)據(jù)信號(hào)(圖3a)和用于利用1∶n的多路復(fù)用的無(wú)源顯示裝置的行選擇信號(hào)(圖3b.c.d.e.f)。利用具有脈沖寬度tw和電壓Vs的行選擇脈沖來(lái)順序地選擇行1，2，3，4，…n。在非選擇期間，施加非選擇電壓(在本實(shí)施例中是0伏)。這樣，幀時(shí)間tF是ntw；在接著的幀時(shí)間中，所述數(shù)據(jù)和行信號(hào)被倒相。在這個(gè)特定的實(shí)施例中，所述顯示僅僅有5行，因此幀時(shí)間是5tw。所選擇的象素的亮度由數(shù)據(jù)電極6上的電壓確定，在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)電極6上的電壓在兩個(gè)值、即數(shù)據(jù)電壓Vd和非數(shù)據(jù)電壓Vnd(在本實(shí)施例中是Vd和0伏)。每一個(gè)選擇脈沖(寬度tw)期間的數(shù)據(jù)脈沖的脈沖寬度根據(jù)所使用的顯示效應(yīng)(脈沖寬度調(diào)制)而確定象素的灰度值或顏色。
正如在圖3a中看到的，在每一個(gè)選擇時(shí)間tw期間，數(shù)據(jù)電壓從0伏轉(zhuǎn)換到Vd，然后又轉(zhuǎn)換回來(lái)，這是以在線路驅(qū)動(dòng)電路中消耗大量的能量為代價(jià)而實(shí)現(xiàn)的。在圖3a中還能夠看到，數(shù)據(jù)脈沖的最小脈沖寬度td，min出現(xiàn)在與最暗灰度值有關(guān)(在本實(shí)施例中)的時(shí)間周期t2-t3中。根據(jù)本發(fā)明，所有選擇脈沖tw和所有數(shù)據(jù)脈沖的寬度都被減小所述量td，min這示于圖4中，其中，選擇脈沖的寬度tw’(t0’-t1’，t1’-t2’等)現(xiàn)在等于tw-td，min。為了獲得象素兩端的正常的RMS電壓，在幀范圍內(nèi)的規(guī)定的時(shí)間中，必須把相關(guān)的列的所有象素都驅(qū)動(dòng)到“接通”狀態(tài)(選擇期間的電壓Vd)。為此，在t5’之后，所有行電極獲得具有脈沖寬度td，min的額外的選擇脈沖。在這個(gè)特定的實(shí)施例中，所有行1、2、…5同時(shí)獲得這種額外的脈沖，但是，這不是絕對(duì)必要的，只要在原始幀時(shí)間tF范圍內(nèi)加上所述脈沖即可。但是，現(xiàn)在可以把合成的幀時(shí)間選擇為5tw’+td，min。必要時(shí)，這種較小的幀時(shí)間可以用于以較高的頻率驅(qū)動(dòng)顯示器，從而減小閃爍。但是，可以在數(shù)據(jù)電壓形式(圖4a)中看到所述主要優(yōu)點(diǎn)，其中，一個(gè)脈沖(最小數(shù)據(jù)脈沖)已經(jīng)完全消失。這將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路中轉(zhuǎn)換消耗的顯著的降低，尤其由于這些最小數(shù)據(jù)脈沖通常與最暗(或最亮)象素有關(guān)，這些象素構(gòu)成大多數(shù)圖象的背景顏色或灰度值。在大多數(shù)應(yīng)用中，原始幀時(shí)間被保持在本實(shí)施例中的值5tw(tf＝5tw)。
也可以不按照td，min來(lái)減小所述選擇脈沖，而按照最大數(shù)據(jù)脈沖寬度td，max來(lái)減小。在這種情況下，所有行電極接收脈沖寬度tw”(t0”-t1”，t1”-t2”等)現(xiàn)在等于td，max＝tw-trem，的選擇脈沖，如圖5中所示，該圖表示與圖3的相同的脈沖。為了獲得象素兩端的正常的RMS電壓，必須把相關(guān)的列的所有象素都驅(qū)動(dòng)到“接通”狀態(tài)(選擇期間的電壓Vd)，但是，在正常時(shí)間(right time)期間必須再驅(qū)動(dòng)到“斷開(kāi)”狀態(tài)。為此，在t5”之后，所有行電極獲得具有脈沖寬度trem，的額外的選擇脈沖，同時(shí)，通過(guò)施加非數(shù)據(jù)電壓(0伏)而將所有列驅(qū)動(dòng)到“斷開(kāi)”狀態(tài)?？梢园押铣傻膸瑫r(shí)間減小到tF＝5 tw”+trem，(圖5，6)，雖然在大多數(shù)應(yīng)用中原始幀時(shí)間仍然被保持為tF＝5tw。這里有與關(guān)于圖4的實(shí)施例所述的類似的優(yōu)點(diǎn)。由于幀期間的RMS電壓確定象素的光透射率，所以，在t5”之后的較長(zhǎng)的選擇時(shí)間內(nèi)，可以把較低的電壓加到所述各列上，如圖6中用虛線表示的。
如果將兩種原理結(jié)合起來(lái)，則可以獲得最大的優(yōu)點(diǎn)。這示于圖7中，其中，所有行電極接收脈沖寬度tw(t0-t1，t1-t2等)現(xiàn)在等于td，max-td，min＝tw-trem-td，min的選擇脈沖。為了獲得象素兩端的正常的RMS電壓，在這種情況下必須在t5之后利用具有trem+td，min脈沖寬度的額外的選擇脈沖，把相關(guān)的列的所有象素都驅(qū)動(dòng)到“接通”和“斷開(kāi)”狀態(tài)。合成的幀時(shí)間現(xiàn)在可以減小到tF”＝5 tw-trem，-td，min但是，實(shí)際的幀頻率還是決定于實(shí)際應(yīng)用。如果保持原始幀時(shí)間tF＝5tw，則仍然有消耗較小的優(yōu)點(diǎn)。
通過(guò)“鏡像”可以獲得驅(qū)動(dòng)電路的消耗的進(jìn)一步減小。圖8中示出關(guān)于圖7中頭兩個(gè)數(shù)據(jù)脈沖的這種情況。把第一選擇周期(t0-t1)的數(shù)據(jù)脈沖的端部朝著t1移動(dòng)，使兩個(gè)相繼的選擇的數(shù)據(jù)脈沖組合成一個(gè)脈沖，導(dǎo)致列驅(qū)動(dòng)器中或顯示驅(qū)動(dòng)器的列驅(qū)動(dòng)器部分中的消耗的減小，即，總的消耗的進(jìn)一步減小。
利用微處理器來(lái)確定所述移動(dòng)td，min、trem(用于減小幀期間的選擇脈沖寬度)，在所述微處理器中，例如，通過(guò)以時(shí)隙的數(shù)目的形式存儲(chǔ)其寬度來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)幀的所有數(shù)據(jù)電壓。每一個(gè)原始的脈沖寬度被分成若干時(shí)隙，例如64個(gè)。例如，通過(guò)把運(yùn)行的計(jì)數(shù)器與存儲(chǔ)在所述微處理器的存儲(chǔ)器中的合成值進(jìn)行比較來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)脈沖的持續(xù)時(shí)間。在存儲(chǔ)每一個(gè)幀的值之后，確定準(zhǔn)備用于所述幀的脈沖寬度并且將它提供給所述驅(qū)動(dòng)電子線路。另一方面，可以通過(guò)把所述數(shù)據(jù)脈沖的端部與計(jì)數(shù)器中的值相聯(lián)系以及利用與所述最小和最大脈沖寬度相聯(lián)系的計(jì)數(shù)值，直接從所述最小和最大脈沖寬度導(dǎo)出所述移動(dòng)td，min、trem，，作為例如利用多路復(fù)用器、移位寄存器和其它邏輯電路來(lái)使用所述脈沖寬度的方法。
總之，本發(fā)明通過(guò)把一個(gè)幀中的所有象素驅(qū)動(dòng)到一種極限狀態(tài)、然后通過(guò)多路復(fù)用、利用減小的選擇脈沖寬度來(lái)引入中間電平(灰度電平，各種顏色)，從而提供一種減小電光裝置用的驅(qū)動(dòng)集成電路中的功率消耗的方法。以這種方法減小所述極限狀態(tài)的電平轉(zhuǎn)換的次數(shù)，從而減小功率消耗。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，它包括在備有行電極的第一基片和備有列電極的第二基片之間的電光顯示材料，其中，所述行和列電極的重疊部分形成象素，所述裝置還包括驅(qū)動(dòng)裝置，用來(lái)向所述行電極提供具有選擇脈沖寬度和選擇脈沖電壓的選擇脈沖，并且用來(lái)向所述列電極提供數(shù)據(jù)脈沖，其特征在于所述裝置包括用來(lái)在工作時(shí)根據(jù)幀時(shí)間范圍內(nèi)的準(zhǔn)備加到所述列電極上的所述數(shù)據(jù)脈沖的極限脈沖寬度、減小所述幀時(shí)間范圍內(nèi)的所述選擇脈沖寬度的裝置；以及另外的驅(qū)動(dòng)裝置，用來(lái)在工作時(shí)、在所述幀時(shí)間內(nèi)把校正電壓加到所述象素兩端。
2.權(quán)利要求1的顯示裝置，其特征在于所述用來(lái)減小所述選擇脈沖寬度的裝置包括用來(lái)把所述選擇脈沖寬度減小在所述幀時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)脈沖的所述最小脈沖寬度的裝置。
3.權(quán)利要求2的顯示裝置，其特征在于所述裝置包括另外的驅(qū)動(dòng)裝置，所述另外的驅(qū)動(dòng)裝置包括用來(lái)在所述幀時(shí)間的剩余部分同時(shí)向所述行電極提供具有所述幀時(shí)間范圍內(nèi)的最小數(shù)據(jù)脈沖寬度的脈沖的裝置；以及用來(lái)同時(shí)向所述列電極提供數(shù)據(jù)脈沖的裝置。
4.權(quán)利要求1或2的顯示裝置，其特征在于所述用來(lái)減小所述選擇脈中寬度的裝置包括用來(lái)把所述選擇脈沖寬度減小所述幀時(shí)間范圍內(nèi)所述選擇脈沖寬度和所述數(shù)據(jù)脈沖寬度之間的最小差值的裝置。
5.權(quán)利要求4的顯示裝置，其特征在于所述另外的驅(qū)動(dòng)裝置包括用來(lái)在所述幀時(shí)間的剩余部分同時(shí)向所述行電極提供其脈沖寬度等于所述幀時(shí)間范圍內(nèi)的所述最大選擇脈沖脈沖寬度和所述數(shù)據(jù)脈沖寬度之間的所述最小差值的脈沖的裝置；以及用來(lái)同時(shí)向所述列電極提供非數(shù)據(jù)脈沖的裝置。
6.權(quán)利要求2或權(quán)利要求4的顯示裝置，其特征在于所述裝置包括用來(lái)使兩次連續(xù)的選擇的數(shù)據(jù)脈沖組合成一個(gè)脈沖的裝置。
全文摘要
通過(guò)把一個(gè)幀中的所有象素驅(qū)動(dòng)到一種極限狀態(tài)、然后通過(guò)多路復(fù)用、利用減小的選擇脈沖寬度來(lái)引入中間電平(灰度電平,各種顏色),從而減小電光裝置用的驅(qū)動(dòng)集成電路中的功率消耗。以這種方法減小所述極限狀態(tài)的電平轉(zhuǎn)換的次數(shù),從而減小功率消耗。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1277708SQ99801533
公開(kāi)日2000年12月20日 申請(qǐng)日期1999年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月10日
發(fā)明者G·普蘭格 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司