專利名稱：液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件，尤其涉及驅(qū)動功率減小的液晶顯示器件的驅(qū)動方式。
背景技術(shù)：
在采用STN(超扭曲向列)方式液晶板的液晶顯示器件中，其像素驅(qū)動信號，即用來選擇液晶板的每個單元的驅(qū)動信號，基本上是由作為選定信號(掃描信號)的公用信號和指示顯示數(shù)據(jù)的段信號組成，這些信號以交流(AC)信號的形式提供。
圖7是用來說明液晶顯示器件的驅(qū)動電路的整體配置的框圖。在此圖中，“LCD”是液晶顯示板，由多個公用電極COM(COM1，COM2，...，COMn，COMn+1，...)和多個段電極SEG(SEG1，SEG2，...，SEGn，SEGn+1，...)組成。用來驅(qū)動電極COM的公用驅(qū)動電路D-C包括掃描數(shù)據(jù)生成電路(掃描信號生成電路)DSS，電平轉(zhuǎn)移電路LS，公用側(cè)液晶驅(qū)動電路CD以及DC/DC變換器DD。公用側(cè)液晶驅(qū)動電路CD具有一公用電壓輸出電路COP。
用來驅(qū)動段電極SEG的段驅(qū)動電路D-S包括控制信號和從外信號源(主計算機等等)以及電源輸入的數(shù)據(jù)(顯示數(shù)據(jù))的接口電路(微型計算機接口)I/F、圖形RAM(GR)、灰度生成電路GSL、以及段側(cè)液晶驅(qū)動電路SDS。段側(cè)液晶驅(qū)動電路SDS具有一段電壓輸出電路SOP。公用驅(qū)動電路D-C的DC/DC變換器DD由從外部輸入的電源電壓生成公用驅(qū)動電路D-C和段驅(qū)動電路D-S所需要的電源電壓。在微型計算機接口電路I/F上生成的定時信號被段驅(qū)動電路D-S和公用驅(qū)動電路D-C利用。在微型計算機接口電路I/F上，根據(jù)從外部信號源(主計算機等等)輸入的控制信號生成驅(qū)動控制信號，如幀信號FLM和交流化信號M加上鎖存脈沖CL1等等。
圖8是用來說明在將脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓施加到段電極的方式(下面稱其為PWM(脈寬調(diào)制器)方式)中，在掃描周期內(nèi)段電位改變時的相關(guān)技術(shù)的驅(qū)動波形的波形圖。在圖中，F(xiàn)LM代表幀信號，M表示交流化信號，CL1是鎖存脈沖，COM(COM1，COM2，...，COMn)是公用電極驅(qū)動信號，SEGj代表段電極驅(qū)動信號。此外，“(COMn)-(SEGj)”表示單元(n，j)的施加電壓。
在掃描周期內(nèi)向公用電極上施加一個選擇電壓VCH，在其余時間周期內(nèi)施加一個非選擇電壓VM。于是，公用電極多半是處于非選擇電壓VM下。施加在段電極上的段輸出電壓根據(jù)顯示模式而改變。在采用PWM方式的灰度顯示時，在(各行的)一個選擇周期H內(nèi)至少提供指定數(shù)目(此數(shù)目與灰度級數(shù)相對應(yīng))的細(xì)分或“切分”的時間周期，其中段電極輸出電平在適當(dāng)?shù)亩〞r發(fā)生改變，符合正在顯示的灰度級數(shù)。
在圖8中，灰度數(shù)設(shè)定為16級，從“1”(白)到“16”(黑)，將一個選擇周期H分割或切分為16個小的下屬周期，例如說子周期。并且，在公用電極上從其第一行起順序施加一個選擇電壓VCH。此外，在第j列中的段電極SEGj上施加一個相應(yīng)于白顯示的電平VSL作為用來顯示在7個子周期內(nèi)的第7級的段電極輸出，以及一個相應(yīng)于用于9個子周期的黑顯示。此處請注意，在交流化信號M改變時，形成的相應(yīng)關(guān)系反轉(zhuǎn)，結(jié)果與白顯示相應(yīng)的級設(shè)置為VSH，而與黑顯示相應(yīng)的級設(shè)置為VSL。
此處，施加于單元(n，j)的段電極和公用電極之間的電壓是“(COMn)-(SEGj)”。考慮圖8的示例n＝3的場合，在第n行上的公用電極驅(qū)動信號COMn的情況是選擇電壓VCH在第n個選擇周期施加，而非選擇電壓VM在其他周期內(nèi)施加。
雖然在第1選擇周期時在單元(n，j)變?yōu)榉沁x擇周期，但在此單元上在段電極和公用電極之間施加的電壓在前面的7個子周期內(nèi)變?yōu)?VM-VSL)，并且在其余的9個子周期內(nèi)變?yōu)?VM-VSH)。此處，電壓設(shè)置是為了允許建立(VM-VSL)＝(VSH-VM)。于是，在此單元，在非選擇周期內(nèi)在段驅(qū)動信號SEGj的電壓切換時，段電極和公用電極之間施加的電壓從(VSH-VM)改變?yōu)?VM-VSH)。
另一方面，在第n個選擇周期內(nèi)，由于在其公用電極上施加選擇電壓VCH，此單元變?yōu)檫x擇周期，結(jié)果導(dǎo)致在此單元上，在ON周期7/16在段電極和公用電極之間施加的電壓變?yōu)?VCH-2VM+VSH)，這是初始白顯示，而之后在OFF周期9/16內(nèi)變?yōu)?VCH-VSH)，這是其后的黑顯示。
圖9是用來說明驅(qū)動波形的另一現(xiàn)有例的波形示圖。此處，給出的示例示出的是當(dāng)顯示灰度1的白色時，交流化信號M從第n個選擇周期改變的場合。因為顯示的是灰度1的白色，段驅(qū)動信號SEGj在一個選擇周期內(nèi)還未改變；然而，隨著交流化信號M的改變，段驅(qū)動信號有可能，從第n個選擇周期起從VSH變成VSL。在第n個選擇周期內(nèi)在單元(n，j)上的施加電壓變?yōu)?VCH-2VM+VSH)。此時，在其上施加有非選擇電壓的單元上施加電壓從(VSH-VM)變成(VM-VSH)，單元(1，J)就是這種單元的示例，雖然此處未特別說明。
此處，在對液晶顯示板LCD充電時，具有此驅(qū)動波形的液晶顯示器件產(chǎn)生電力消耗。當(dāng)段電極的驅(qū)動電壓(段驅(qū)動電壓)改變時，它就變?yōu)?，允許大小相同符號相反的電荷載體積蓄或存儲在它和施加有非選擇電壓的對向公用電極之間。更具體說，某些電荷載體，在段驅(qū)動電壓改變之前其中之一是“+”電荷，而另一個是“-”電荷，將變成為如下的狀態(tài)，即一個變?yōu)椤?”的狀態(tài)，而另一個是“+”的狀態(tài)。此時，消耗電流的一半是用來使相對電極之間的電荷處于零態(tài)。考慮到施加有非選擇電壓的公用電極數(shù)大于其上施加有選擇電壓的公用電極數(shù)，并且在PWM方式中，段驅(qū)動電壓經(jīng)常改變，在這種狀態(tài)下的耗電變得很明顯。因此從電源提供電流，其結(jié)果形成降低耗電的障礙，這一直是需要解決的問題之一。
另一方面，雖然在日本專利JP-A-11-326863，JP-A-11-194314，JP-A-9-243998，JP-A-9-212137和JP-A-8-263013等現(xiàn)有技術(shù)曾經(jīng)介紹和提出過降低耗電的方法，但這些現(xiàn)有技術(shù)的方法并非針對PWM方式液晶顯示器件。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是要解決在PWM方式液晶顯示器件的上述問題，并提供一種可利用低耗電驅(qū)動的液晶顯示器件。
本發(fā)明的基本特征在于，為了在從段電極到當(dāng)前暫時為非選擇狀態(tài)的公用電極中間建立短路而施加在段電極上的段電極輸出電壓，用作此公用電極的非選擇電壓。下面對本發(fā)明的一個代表性的裝置予以描述。
(1)一種液晶顯示器件，包括液晶顯示板，此液晶顯示板具有多個平行的公用電極，這些公用電極在中間夾有液晶層的一對基板之一上在第一方向上延伸，以及在該一對基板的另一個上的在與第一方向相交的第二方向上延伸的多個段電極；公用驅(qū)動電路，用來對多個公用電極施加掃描信號；以及段驅(qū)動電路，用來對多個段電極中的每一個施加與顯示數(shù)據(jù)相對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓，其中在對輸入到段電極的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，上述段驅(qū)動電路暫時向上述段電極輸出一個基本上與公用電極的非選擇電壓相等的電壓。
(2)如(1)中所述的液晶顯示器件，其中在公用電極的一個選擇周期內(nèi)對脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，段驅(qū)動電路暫時向此公用電極輸出一個基本上等于公用電極的非選擇電壓的電壓。
(3)一種液晶顯示器件，包括液晶顯示板，此液晶顯示板具有多個平行的公用電極，這些公用電極在中間夾有液晶層的一對基板之一上在第一方向上延伸，以及在該一對基板的另一個上的在與第一方向相交的第二方向上延伸的多個段電極；
公用驅(qū)動電路，用來對多個公用電極施加掃描信號；以及段驅(qū)動電路，用來對多個段電極中的每一個施加與顯示數(shù)據(jù)相對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓，其中上述段驅(qū)動電路具有用來在對輸入到段電極的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，使該段電極和非選擇的公用電極之間短路的電路。
(4)如(3)中所述的段驅(qū)動電路，其中在上述短路時，段驅(qū)動電路向段電極輸出一個基本上等于公用電極的非選擇電壓的電壓。
(5)如(3)或(4)中所述的段驅(qū)動電路，其中在公用電極的一個選擇周期內(nèi)對脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，段驅(qū)動電路進行短路。
更具體地講，將灰度數(shù)分割為小的子周期，并允許把用來選擇不同灰度的時間周期中間的一個子周期設(shè)定為公用非選擇電壓電平，以便在此公用非選擇電壓電平的一個子周期內(nèi)使液晶顯示板的電極之間的電荷放電，而無需從外部提供任何電流。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不應(yīng)只限于上述裝置和下面將要描述的各實施方案的裝置，并且勿庸贅言，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的前提下可以有各種改進和變化。
附圖簡述

圖1為示出用來說明本發(fā)明的一實施方案的液晶驅(qū)動電路的主要部分配置的框圖。
圖2為本發(fā)明的一實施方案中的驅(qū)動波形的說明圖。
圖3為用來說明在本發(fā)明中，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)灰度數(shù)設(shè)定為16時，灰度級在一個掃描周期內(nèi)改變時的實施方案的驅(qū)動波形圖。
圖4為用來說明在本發(fā)明中當(dāng)顯示數(shù)據(jù)灰度數(shù)設(shè)定為16時，灰度級在一個掃描周期及其后的掃描周期之間改變時的實施方案的驅(qū)動波形圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的便攜式電話手機的液晶顯示器件的平面圖。
圖6為圖5所示的移動電話手機的液晶顯示器件的側(cè)視圖。
圖7是用來說明液晶顯示器件的驅(qū)動電路的整體配置的框圖。
圖8是用來說明在將脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓施加到段電極的方式(PWM方式)中，在掃描周期內(nèi)段電位改變時的現(xiàn)有例的驅(qū)動波形的波形圖。
圖9為用來說明驅(qū)動波形的另一現(xiàn)有例的波形圖。
實施發(fā)明的具體方式下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施方案進行詳細(xì)說明。
圖1為用來說明本發(fā)明的一實施方案的液晶驅(qū)動電路的主要部分配置的框圖。此外，圖2為本發(fā)明的一實施方案中的驅(qū)動波形的說明圖。
在圖1的實施方案中，結(jié)合圖7所說明的液晶驅(qū)動電路的段驅(qū)動電路D-S具有選擇周期數(shù)據(jù)信號電壓切換(轉(zhuǎn)換)檢測電路SVS、和短路電路SRT。此選擇周期數(shù)據(jù)信號電壓切換檢測電路SVS輸入灰度生成電路GSL的輸出信號，并檢測在公用電極的一個選擇時間周期內(nèi)或在向著下一個周期的切換時間點的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓的轉(zhuǎn)換。段電壓VSH和VSL及公用電極電壓VM輸入到短路電路SRT。根據(jù)選擇周期數(shù)據(jù)信號電壓切換檢測電路SVS的檢測結(jié)果，在此數(shù)據(jù)信號電壓轉(zhuǎn)換時刻，短路電路SRT使段電極到非選擇公用電極之間電短路。
如圖2所示，段電壓VSH相對公用電極非選擇電壓VM處于高電位(+)；與此類似，VSL處于低電位(-)。當(dāng)選擇周期數(shù)據(jù)信號電壓切換檢測電路SVS檢測到數(shù)據(jù)信號電壓在時刻t1處發(fā)生改變時，就令段電極的電位在經(jīng)過一個“小”子周期后的時刻t2處設(shè)定為公用電極非選擇電壓VM。再經(jīng)過一個子周期后的時刻t3時，它與VSL相連接。在此t2和t3中間建立一種段電極和非選擇公用電極電短路的狀態(tài)，引起電荷放電。VM、VSH和VSL的任何一個作為信號SEG輸出到段電壓輸出電路SOP的輸出端。注意，雖然此處使用“短路”一詞，但段電極和公用電極不一定電位完全相同，可以基本上相同，這也包含在此處稱為“短路”的內(nèi)容之中。因此，可以允許在段電極上施加近似等于公用電極的非選擇電壓VM的電壓。
圖3是用來說明在本發(fā)明中，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)灰度數(shù)為16時灰度級在一個掃描周期內(nèi)改變時的實施方案的驅(qū)動波形圖。與圖8中的標(biāo)號相同的標(biāo)號對應(yīng)于同一波形部分。為了顯示從1(白)到16(黑)的16個灰度級，施加在此段電極上的顯示數(shù)據(jù)的情況是，將一個選擇周期分割為17個小的子周期。并且，為了在單元(n，j)上顯示第7灰度級，例如，將相應(yīng)于白(色)顯示的級作為段電極輸出設(shè)定在7個子周期；相應(yīng)于黑(色)顯示的級設(shè)定在9個子周期；并且將在這些不同級選擇周期中間的子周期設(shè)定在公用電極非選擇級。
非選擇的公用電極的情況是，在白顯示部分施加在段電極和公用電極之間的電壓是(VSH-VM)，而在黑顯示部分是(VM-VSH)。如圖3所示，當(dāng)在一個掃描周期內(nèi)級改變時，在一個子周期內(nèi)段電極的電位短路成為公用電極非選擇電壓VM，如圖2所示。兩個電極之間的電荷都在此短路期間放電。因為在大部分公用電極上施加非選擇電壓，可得到超低的耗電。
另一方面，作為設(shè)定在選擇電平的、施加在段電極和公用電極之間的電壓，在接通子周期7/17內(nèi)為(VCH-2VM+VSH)，而在關(guān)斷周期內(nèi)停留在(VCH-VSH)，并在切換時暫時變?yōu)?CVH-VM)。
本發(fā)明可以以類似方式應(yīng)用到段電極電壓一直不變的場合，例如在刷白顯示期間。這是因為交流化信號M的變化導(dǎo)致段電壓的變化。在此場合，圖1的選擇周期數(shù)據(jù)信號電壓切換檢測電路SVS檢測下一個選擇周期數(shù)據(jù)信號電壓的切換。
圖4為用來說明在本發(fā)明中，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)灰度數(shù)為16時，灰度級在一個掃描周期及下一個掃描周期之間改變時的實施方案的驅(qū)動波形圖。與圖3中的標(biāo)號相同的標(biāo)號對應(yīng)于同一波形部分。這一驅(qū)動波形的情況是交流化信號M在第n個鎖存脈沖CL1時改變。圖4中示出在所謂刷白顯示(用來在顯示屏的整個區(qū)域顯示白色)時的波形。此處，應(yīng)該施加于段電極上的電壓由于交流化在掃描周期的邊界處從VSH改到VSL。在初始子周期(1/17)內(nèi)，在此改變時刻，令段電極暫時短路到公用電極，結(jié)果導(dǎo)致成為公用電極電壓的非選擇電壓VM，接著在隨后的子周期中開始時施加電平VSL。
結(jié)果，在圖中未示出的非選擇單元，在段電極和公用電極之間的電壓在子周期1/17內(nèi)變?yōu)榱?0)，引起兩個電極之間的電荷在此期間放電。這樣，通過使液晶顯示板的電極之間的電荷放電而無需從外部提供任何電流，就可以實現(xiàn)低耗電。
雖然在上述的各實施方案中，都是將一個選擇周期分割為17個子周期，在16個灰度級上增加一個灰度級，但本發(fā)明不限于此。即，對于PWM方式的灰度顯示，一個選擇周期可以分割為小的子周期，其數(shù)目至少為灰度數(shù)(灰度級數(shù))，至少可在其上增加一個子周期，使這一子周期的段電極電壓在其改變到不同段電壓電平時設(shè)定在公用電極的非選擇電壓電平。
在這個段電極電壓改變的時刻，會出現(xiàn)由于交流化信號M改變而選擇周期切換時段電壓改變的情況，或在利用PWM方式顯示中間灰度的場合在選擇周期一直是AC信號M保持不變而段電壓改變的情況等等。此時，可暫時對段電極輸出基本上等于公用電極的非選擇電壓VM的電壓。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以減小液晶顯示器件的功率消耗，從而在例如該液晶顯示器件用作移動電話手機的顯示單元的場合，反過來又可以增加其待機時間。另外，如果使用具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的待機時間的裝置，便攜式電話的重量可以減輕。
作為本發(fā)明的應(yīng)用例，制備能夠選擇數(shù)種類型的轉(zhuǎn)換定時的液晶驅(qū)動電路，可以迅速地實現(xiàn)最優(yōu)器件條件，即使是構(gòu)成液晶顯示板的液晶材料的物理性質(zhì)和/或透明電極的阻值改變也可以。此外，本發(fā)明即使應(yīng)用到采用所謂的多線驅(qū)動方式的液晶顯示器件中，也可以得到類似的效果。
下面，作為應(yīng)用本發(fā)明的液晶顯示器件的例子，說明一個液晶顯示器件應(yīng)用于移動電話手機的外觀示例。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的便攜式電話手機用的液晶顯示器件的平面圖。圖6為圖5所示的移動電話手機用的液晶顯示器件的側(cè)視圖。液晶顯示器件置于機殼(模壓件)中，其中的液晶顯示屏PNL一面外露作為顯示屏。此液晶顯示器件的顯示數(shù)據(jù)和驅(qū)動操作所需的電源，由主計算機(圖中未示出)通過柔性印刷電路板FPCS提供。標(biāo)號“TTC”表示用于連接到主計算機一側(cè)的連接器的終端部分。
柔性印刷電路板FPCS與設(shè)置于位于液晶顯示器件的背面的印刷電路板上的連接器CNT相連接。在該印刷電路板上安裝有一個以上的驅(qū)動電路IC和各種類型的元件EP，驅(qū)動電路IC用來構(gòu)成段驅(qū)動電路和公用驅(qū)動電路，公用驅(qū)動電路具有公用電壓輸出單元。利用此液晶顯示器件可以實現(xiàn)便攜式電話手機的低耗電。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過在段電壓改變的時刻令電極短路到非選擇公用電極，可抑制PWM方式中的耗電的增加，并且也可以延長電池容量較小的便攜式電話手機和/或移動信息終端等等的運行時間，并且可以在同樣容量的同樣待機時間長度的場合，提供能夠使設(shè)備輕質(zhì)化的液晶顯示器件。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器件，包括液晶顯示板，此液晶顯示板具有多個平行的公用電極，這些公用電極在中間夾有液晶層的一對基板之一上在第一方向上延伸，以及在該一對基板的另一個上的在與第一方向相交的第二方向上延伸的多個段電極；公用驅(qū)動電路，用來對多個公用電極施加掃描信號；以及段驅(qū)動電路，用來對多個段電極中的每一個施加與顯示數(shù)據(jù)相對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓，其中在對輸入到段電極的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，上述段驅(qū)動電路暫時向上述段電極輸出一個基本上與公用電極的非選擇電壓相等的電壓。
2.如權(quán)利要求1中的液晶顯示器件，其中在公用電極的一個選擇周期內(nèi)對脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，上述段驅(qū)動電路暫時向上述公用電極輸出一個基本上與公用電極的非選擇電壓相等的電壓。
3.一種液晶顯示器件，包括液晶顯示板，此液晶顯示板具有多個平行的公用電極，這些公用電極在中間夾有液晶層的一對基板之一上在第一方向上延伸，以及在該一對基板的另一個上的在與第一方向相交的第二方向上延伸的多個段電極；公用驅(qū)動電路，用來對多個公用電極施加掃描信號；以及段驅(qū)動電路，用來對多個段電極中的每一個施加與顯示數(shù)據(jù)相對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓，其中上述段驅(qū)動電路具有用來在對輸入到段電極的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，使該段電極和非選擇的公用電極之間短路的電路。
4.如權(quán)利要求3中的液晶顯示器件，其中上述段驅(qū)動電路在上述短路時，向段電極輸出一個基本上與公用電極的非選擇電壓相等的電壓。
5.如權(quán)利要求3中的液晶顯示器件，其中在公用電極的一個選擇周期內(nèi)對脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，上述段驅(qū)動電路進行上述短路。
6.如權(quán)利要求4中的液晶顯示器件，其中在公用電極的一個選擇周期內(nèi)對脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，上述段驅(qū)動電路進行上述短路。
全文摘要
一種液晶顯示器件，包括液晶顯示板，其上有多個平行的公用電極和在與公用電極相交的方向上延伸的多個段電極；公用驅(qū)動電路，用來對多個公用電極施加掃描信號；以及段驅(qū)動電路，用來對每一個段電極施加與顯示數(shù)據(jù)相對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓。在對輸入到段電極的脈沖寬度調(diào)制數(shù)據(jù)信號電壓進行切換時，段驅(qū)動電路暫時向段電極輸出一個基本上與公用電極的非選擇電壓相等的電壓。
文檔編號G02F1/133GK1397925SQ0214021
公開日2003年2月19日 申請日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月16日
發(fā)明者高橋洋之, 井浦孝之 申請人:株式會社日立制作所