顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端的制作方法

文檔序號：2572279閱讀：223來源：國知局

專利名稱：顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端，特別涉及一種
以膽甾相液晶(cholesteric)為首的用于顯示靜態(tài)圖像的顯示元件的驅動技術。
背景技術：
近年來，各企業(yè)和大學等研究機構在大力推進電子紙張的開發(fā)。作為電子紙張所被期望的應用市場，提出了將電子紙張應用到以電子書籍為代表的如移動終端的副屏(Sub Display)或IC卡的顯示部等的多種應用形態(tài)的建議。
目前，作為電子紙張的最有希望的元件，己知有膽甾相液晶。這種膽甾相液晶具有如半永久性(semipermanent)的顯示保持(記憶特性)、以及鮮艷的彩色顯示、高對比度及高分辨率等優(yōu)異的特性。進而，膽甾相液晶通過將呈現(xiàn)出RGB各反射顏色的顯示層加以層疊，也可以實現(xiàn)鮮艷的全彩色顯
不o
另外，膽甾相液晶是具有記憶特性的液晶，因此，可以采用廉價的單純矩陣驅動，也可以比較容易地實現(xiàn)例如A4尺寸以上的大型化。此外，膽甾相液晶僅在更新顯示內容(改寫圖像)時消耗電力，圖像改寫結束后，即使將電源完全關閉也可以保持圖像原樣。
首先，對作為本發(fā)明的顯示元件的一個實例的膽甾相液晶的驅動例進行說明。
圖1A和圖1B是用于說明膽甾相液晶的取向狀態(tài)的圖，圖1A表示平面 (Planar)狀態(tài)，圖1B表示焦錐(Focal Conic)狀態(tài)。
膽甾相液晶在無電場下能夠保持平面狀態(tài)和焦錐狀態(tài)這兩種穩(wěn)定狀態(tài)。艮卩，如圖1A所示，在平面狀態(tài)下，入射光被液晶反射，因此，人眼能夠看到該反射光。
另外，如圖1B所示，在焦錐狀態(tài)下，入射光會穿過液晶。此外，除液晶層之外另外設置光吸收層，由此在焦錐狀態(tài)下就能夠顯示出黑色。
這里，在平面狀態(tài)下，與液晶分子的螺距相對應的波長的光被反射，假
設液晶的平均折射率為n、螺距為p，則反射為最大時的波長A為入=n p。此外，反射頻帶A A隨著液晶折射率各向異性An的變大而變大。
圖2A、圖2B和圖2C是表示用于驅動膽甾相液晶的電壓特性(時間與電壓的關系)的圖，其中表示出施加在液晶上的電場和各垂直(homeotropic) 狀態(tài)、焦錐狀態(tài)和平面狀態(tài)的變化狀況。這里，假設垂直狀態(tài)為H、焦錐狀態(tài)為FC、平面狀態(tài)為P。
首先，若對膽甾相液晶施加強電場，那么液晶分子的螺旋構造會完全地被瓦解，從而所有分子會處于沿著電場的方向的垂直狀態(tài)H。
如圖2B所示，若從垂直狀態(tài)H急劇地使電場變?yōu)榱?，則液晶的螺旋軸變得與電極垂直，從而成為可選擇性地反射與螺距對應的光的平面狀態(tài)P。
另一方面，如圖2A所示，在形成了勉強能夠解除液晶分子的螺旋軸的弱電場后并再除去電場時，或者如圖2C所示那樣施加強電場并再平穩(wěn)地除去電場時，液晶的螺旋軸會與電極平行，從而成為可透過入射光的焦錐狀態(tài) FC。
而且，當施加中間強度的電場并急劇地除去時，平面狀態(tài)P和焦錐狀態(tài) FC的液晶同時存在，從而可以顯示中間色。
這樣，膽甾相液晶具有雙穩(wěn)定性，利用這種現(xiàn)象就能夠進行信息的顯示。
圖3是表示膽甾相液晶的反射率特性(電壓與反射率的關系)的圖，其總結并示出了參照圖2A 圖2C所說明的膽甾相液晶的電壓響應性。
如圖3所示，若初始狀態(tài)為平面狀態(tài)P (圖3左端的高反射率部分)，則當脈沖電壓升高到某個范圍后，就成為向著焦錐狀態(tài)FC (圖9的低反射率部分)的驅動頻帶，當脈沖電壓進一步升高后，就成為再次向著平面狀態(tài)P (右端的高電壓部分)的驅動頻帶。
若初始狀態(tài)為焦錐狀態(tài)FC (左端的低反射率部分)，那么隨著脈沖電壓的上升，逐漸成為向著平面狀態(tài)P的驅動頻帶。
此外，在平面狀態(tài)P中，僅反射右圓偏振光或左圓偏振光，其余的圓偏振光透射過去，因此，理論上的反射率的最大值為50%。
另外，關于使用了鐵電液晶的元件的多路(multiplex)驅動方法，目前己經(jīng)提出了利用施加在液晶元件上的合成波形來消除在非選擇期間內因信號電極波形的影響而產(chǎn)生的高頻交流波形的電壓變動，從而進行低電壓驅動以
圖實現(xiàn)驅動器的低成本化的建議(例如參照專利文獻1)。其中，該專利文獻1中所說的"非選擇期間"換句話說就是在寫入過程中(與寫入同步)的 "未被選擇的像素"，并不是完全獨立(非同步)于寫入過程的階段。
進而，目前已經(jīng)提出了一種具有記憶特性的液晶元件的驅動方法(例如參照專利文獻2)，其為了使液晶的取向均勻地一致而在選擇期間外施加清
除脈沖，從而能夠長時間保持良好的對比度。其中，該專利文獻2中所說的
"在選擇期間外施加清除脈沖"指的是用于使液晶的取向均勻地一致的復位脈沖，該脈沖是與圖像的寫入同步提供的，由于不是與圖像的寫入非同步，從而不能夠抑制多余的電力消耗。
專利文獻1: JP特開昭63-293531號公報專利文獻2: JP特開平07-140443號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明試圖解決的課題
如上所述，近年來，通過使用例如膽甾相液晶等電子紙張正在不斷地得到實用。
然而，大多數(shù)電子紙張是通過廉價的通用驅動器來進行單純矩陣驅動的，其存在的問題是，例如在接通電源開始改寫(寫入)圖像后立刻就會產(chǎn)生過剩的突入電流。該突入電流導致電池的消耗變快，進而，有時候會產(chǎn)生超過電池的供給電流的突入電流，因此，有可能導致改寫動作中斷或誤動作。
因此，在對上述的接通電源開始改寫圖像后立刻就會產(chǎn)生過剩的突入電流的原因進行了專心研究后，結果發(fā)現(xiàn)其主要原因在于，接通電源后掃描側的驅動器的移位寄存器變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)從而選擇了多余的電極。
圖4A和圖4B是用于說明現(xiàn)有的顯示元件的驅動方法中的問題的圖。其中，圖4A表示的是在此之前所顯示的圖像的實例，而圖4B示意性地表示了接通電源剛剛開始改寫圖像后的狀態(tài)。
目前，例如STN (SuperTwistedNematic:超扭轉向列)液晶顯示元件中使用的通用驅動器通常用于進行動畫顯示，因此，當掃描側的驅動器(掃描驅動器)的移位寄存器變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)從而選擇了多余的電極時，即使在這種選擇了多余的電極的狀態(tài)下執(zhí)行最初的幀的掃描，由于突入電流的流動時
間極短，所以也不會造成問題。
但是，如圖4B所示，在將如上所述的通用驅動器應用于例如使用了月旦甾相液晶的電子紙張這樣的靜止圖片的顯示元件中時，例如，由于電子紙張的掃描速度慢(例如掃描1幀需要1秒左右)，所以保持著上述多余的電極選擇的狀態(tài)進行掃描的時間變長，會產(chǎn)生大電流(突入電流)。
這里，在接通電源開始改寫圖像后，掃描側的通用驅動器的移位寄存器變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)從而選擇的多余的電極的數(shù)量是例如全部掃描電極數(shù)的1 / 3左右，此時的電流(突入電流)則達到例如數(shù)百毫安大小。
此外，這種因使用通用驅動器而引起的多余電極的選擇現(xiàn)象實際上不僅發(fā)生在接通電子紙張等的電源時，即使在電源已經(jīng)接通的狀態(tài)下改寫圖像時，例如在顯示當前的圖像時通用驅動器的電源被切斷，或在改寫圖像時再次向通用驅動器供給電源等的情況下也會發(fā)生。即，例如在對掃描驅動器再次f共給曾一度被切斷了的電源時，掃描驅動器的移位寄存器變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)，從而導致多余的電極被選擇，其結果是，會產(chǎn)生大的突入電流。
特別是在A4或海報大小(poster size)之類的大型顯示的情況下，上述接通電源時的突入電流會進一步增大，產(chǎn)生因該突入電流而導致電池驅動變得困難或者驅動電壓變得不穩(wěn)定而發(fā)生顯示色度不均勻等問題。
本發(fā)明是借鑒了上述現(xiàn)有的顯示元件所具有的問題而提出的，其目的是提供一種能夠抑制在圖像寫入后所產(chǎn)生的大突入電流的顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端。進而，本發(fā)明的目的在于提供通過抑制在圖像寫入后所產(chǎn)生的大突入電流、從而可以使用廉價的通用驅動器或采用電池驅動，并可以進一步實現(xiàn)省電和穩(wěn)定的顯示品質的顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端。
課題解決辦法
本發(fā)明的第一形態(tài)提供一種顯示元件的驅動方法，所述顯示元件具有以對向狀態(tài)相互交叉的多個掃描電極和多個數(shù)據(jù)電極，按照規(guī)定順序選擇該掃描電極并進行圖像寫入處理，其特征在于，在進行所述圖像寫入處理之前，對所述掃描電極執(zhí)行空掃描處理。
本發(fā)明的第二形態(tài)提供一種顯示元件，具有以對向狀態(tài)相互交叉的多個
掃描電極和多個數(shù)據(jù)電極，利用掃描驅動器按照規(guī)定順序選擇各所述掃描電極，并且，通過數(shù)據(jù)驅動器，與被選擇的該掃描電極對應而向各所述數(shù)據(jù)電極提供數(shù)據(jù)信號，以此迸行圖像寫入處理，其特征在于，所述掃描驅動器在進行所述圖像寫入處理之前，對所述掃描電極執(zhí)行空掃描處理。
本發(fā)明的第三形態(tài)提供一種電子終端，其特征在于，其使用了一種顯示元件，該顯示元件具有以對向狀態(tài)相互交叉的多個掃描電極和多個數(shù)據(jù)電極，利用掃描驅動器按照規(guī)定順序選擇各所述掃描電極，并且，通過數(shù)據(jù)驅動器，與被選擇的該掃描電極對應而向各所述數(shù)據(jù)電極提供數(shù)據(jù)信號，以此進行圖像寫入處理，其特征在于，所述掃描驅動器在進行所述圖像寫入處理之前，對所述掃描電極執(zhí)行空掃描處理。
艮P，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了快速地解除在接通電源后的掃描驅動器的不穩(wěn) 定狀態(tài)，一邊抑制用于驅動顯示介質的電壓輸出、一邊快速地掃描(空掃描) 預定的線數(shù)，就能夠大幅度地抑制突入電流。
此時，最好是從數(shù)據(jù)驅動器同步輸出非選擇數(shù)據(jù)。
由此，在不會給用戶造成不快感的瞬間內進行空掃描，以此能夠大幅度地抑制因過剩的掃描線選擇引起的突入電流，從而可以實現(xiàn)此后的穩(wěn)定驅動。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可抑制在圖像寫入后所產(chǎn)生的大突入電流的顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端。進而，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供通過抑制在圖像寫入后所產(chǎn)生的大突入電流、從而可以使用廉價的通用驅動器或采用電池驅動、并可以進一步實現(xiàn)省電和穩(wěn)定的顯示品質的顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端。

圖1A是用于說明膽甾相液晶的取向狀態(tài)的圖(之一)。圖1B是用于說明膽甾相液晶的取向狀態(tài)的圖(之二)。圖2A是表示用于驅動膽甾相液晶的電壓特性的圖(之一)。圖2B是表示用于驅動膽甾相液晶的電壓特性的圖(之二)。圖2C是表示用于驅動膽甾相液晶的電壓特性的圖(之三)。圖3是表示膽甾相液晶的反射率特性的圖。
圖4A是用于說明現(xiàn)有的顯示元件的驅動方法中存在的問題的圖(之一)。圖4B是用于說明現(xiàn)有的顯示元件的驅動方法中存在的問題的圖(之二)。圖5A是用于說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的原理的圖(之一)。圖5B是用于說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的原理的圖(之二)。圖5C是用于說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的原理的圖(之三)。圖6是概略地表示應用了本發(fā)明的顯示元件的電子終端的一個實施例的框圖。
圖7是概略地表示圖6所示的顯示元件的一個實例的剖視圖。
圖8是用于說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的一個實例的流程圖。
圖9是表示本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的一個實例中的控制信號的圖。
圖10是用于說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法中的掃描脈沖信號的圖。圖11A是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第二實施例的圖(之
一) 。
圖11B是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第二實施例的圖(之
二) 。
圖12A是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第三實施例的圖(之
一) 。
圖12B是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第三實施例的圖(之
二) 。
圖13是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第四實施例的圖。圖14是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第五實施例的圖。圖15是表示應用了本發(fā)明的顯示元件的一個實例的圖。圖16是概略地表示應用了圖15的顯示元件的電子終端的另一個實施例的框圖。
附圖標記的說明 1顯示元件 3電源電路
4控制電路
11、 12薄膜基板
13、 14透明電極(ITO)
15液晶組成物(膽甾相液晶)
16、 17密封材料
18光吸收層
19驅動電路
21掃描側的驅動器IC (掃描驅動器)
22數(shù)據(jù)側的驅動器IC (數(shù)據(jù)驅動器)
31升壓部
32電壓生成部
33調節(jié)器(regulator)
41演算部
42控制信號生成部
43圖像數(shù)據(jù)生成部
100讀寫器(電磁波信號發(fā)生源)
101、 211藍色(B)層
102、 212綠色(G)層
103、 213紅色(R)層
104、黑色(K)層
110藍色(B)層用控制電路 120綠色(G)層用控制電路 130紅色(R)層用控制電路 200電子終端(顯示裝置) 202天線 203整流電路 210控制電路 FC焦錐狀態(tài) H垂直狀態(tài) P平面狀態(tài)
具體實施例方式
首先，參照圖5A 圖5C說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的原理。其中，圖5A表示的是在此之前所顯示的圖像的實例，而圖5B則示意性地表示了接通電源開始圖像寫入(改寫)后進行空掃描的狀態(tài)，此外，圖5C表示的是空掃描之后進行實際的圖像寫入的狀態(tài)。
如圖5B所示，本發(fā)明的顯示元件的驅動方法在進行圖像寫入處理之前，執(zhí)行針對掃描電極的空掃描處理，然后，如圖5C所示，進行實際圖像寫入處理。
由此，能夠避免掃描驅動器的移位寄存器變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)從而選擇多余的電極，能夠防止產(chǎn)生大的突入電流。
實施例
下面參照附圖詳細敘述本發(fā)明的顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端的實施例。
圖6是概略地表示應用了本發(fā)明的顯示元件的電子終端(顯示裝置)的一個實施例的框圖。在圖6中，附圖標記l表示顯示元件、3表示電源電路、 4表示控制電路、21表示掃描側的驅動器IC (掃描驅動器)，而22則表示數(shù)據(jù)側的驅動器IC (數(shù)據(jù)驅動器)。這里，圖6所示的掃描驅動器21表示的是本發(fā)明的掃描驅動器的第一實施例，其具有與顯示元件1中的掃描電極數(shù)相等數(shù)量的控制端子。
如圖6所示，電源電路3包括升壓部31、電壓生成部32和調節(jié)器33。升壓部31從電池接收例如+3 + 5V大小的輸入電壓，將其升壓到驅動顯示介質(顯示元件l)的電壓后供給到電壓生成部32。電壓生成部32生成掃描驅動器21和數(shù)據(jù)驅動器22各自所需的電壓，調節(jié)器33使電壓生成部32所生成的電壓趨于穩(wěn)定后供給到掃描驅動器21和數(shù)據(jù)驅動器22。
控制電路4包括演算部41、控制數(shù)據(jù)生成部42和圖像數(shù)據(jù)生成部43。演算部41對由外部供給的圖像數(shù)據(jù)和控制信號進行演算，作為適合于顯示元件1的數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像數(shù)據(jù)生成部43供給到數(shù)據(jù)驅動器22，另外，作為適合于顯示元件1的各種控制信號，控制信號經(jīng)由控制信號生成部42
供給到掃描驅動器21和數(shù)據(jù)驅動器22。
這里，作為從控制信號生成部42供給到掃描驅動器21和數(shù)據(jù)驅動器22 的控制信號，例如，對施加在顯示元件1上的脈沖電壓的極性進行反轉控制的脈沖極性控制信號CS2、表示使1幀圖像的開始的幀開始信號CS3、對通過數(shù)據(jù)驅動器22來保存數(shù)據(jù)的線和通過掃描驅動器21來選擇的線進行同步控制的數(shù)據(jù)鎖存和掃描轉換(Scan Shift)信號CS4、以及用于切斷數(shù)據(jù)驅動器22和掃描驅動器21的驅動器輸出的驅動器輸出切斷信號CS5等。另外，也從控制信號生成部42向數(shù)據(jù)驅動器22供給用于依次提取相當于一條線的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)提取時鐘CS1。
本發(fā)明的顯示元件的驅動方法是通過對控制顯示內容的控制電路4中的次序(s叫uence)進行改進來實現(xiàn)的。
圖7是概略地表示圖6所示的顯示元件(液晶顯示元件)的一個實例的剖視圖。圖7中，附圖標記11和12表示薄膜基板、13和14表示透明電極 (例如ITO) 、 15表示液晶組成物(膽甾相液晶)、16和17表示密封材料、 18表示光吸收層，而19則表示驅動電路。
顯示元件1含有液晶組成物15，透明的薄膜基板11和12的內面(密封著液晶組成物15的面)上分別形成有分別垂直交叉的透明電極13和14。艮卩，對向的薄膜基板11和12上形成有呈矩陣狀的多個掃描電極13和多個數(shù)據(jù)電極14。此外，在圖7中，咋一看好像掃描電極13和數(shù)據(jù)電極14被畫成是平行的，但實際上，不言而喻，例如對于1個掃描電極13，有多個數(shù)據(jù)電極14 與其交叉。進而，各薄膜基板ll和12的厚度為例如0. 2mm左右，而液晶組成物15的層的厚度為例如3um 6um，為便于說明而忽視它們的比例。
這里，各電極13和14上最好是有絕緣性薄膜或取向穩(wěn)定膜的涂層。而且，根據(jù)需要在使光入射一側的相反側的基板(12)的外表面(里面)設置可見光吸收層18。
在本實施例中，液晶組成物15是在室溫下顯示膽甾相的膽甾相液晶，通過下面的實驗例來具體說明這些材料以及其組合。
密封材料16和17用于將液晶組成物15密封到薄膜基板11和12之間。此外，驅動電路19用于向上述電極13和14施加規(guī)定的脈沖狀電壓。
薄膜基板11和12都具有透光性，而且能夠用作本實施例的顯示元件1 的一對基板中至少需要有一方具有透光性。此外，雖然作為具有透光性的基
板的實例，可以舉出玻璃基板，但是除了玻璃基板之外還可使用PET (Polythyleneterephthalate:滌綸樹脂)或PC (Polycarbonate:聚碳酸酯)等具有撓性的樹脂薄膜基板。另外，作為電極13和14，代表性的材料是例如 ITO (Indium Tin Oxide:銦錫氧化物)，但除此之外，還可以使用例如IZO
(Indium Zinc Oxide:銦鋅氧化物)等透明導電膜或者鋁、硅等金屬電極，或者是非結晶硅、BSO (Bismuth Silicon Oxide:硅酸鉍)等光導電膜等。
在圖7所示的液晶顯示元件中，如上所述，在透明薄膜基板11和12的內表面形成有相互平行的多個帶狀透明電極13、 14，而且在與基板垂直的方向上觀察，這些電極13和14以相互交叉的方式互對向。
本發(fā)明的顯示元件也可以形成有絕緣性薄膜，該絕緣性薄膜具有能夠防止電極之間的短路的功能，或者作為阻氣(gas barrier)層來提高液晶顯示元件的可靠性的功能。另外，取向穩(wěn)定膜可以是例如聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酸樹脂等有機膜，或者氧化硅、氧化鋁等無機材料。此外，也可以將涂在電極13和14上的取向穩(wěn) 定膜與絕緣性薄膜共用。
本發(fā)明的液晶顯示元件也可以在一對基板之間設置用于均勻保持基板間的間隙的間隔物(spacer)。作為該間隔物，可例如是樹脂材料或無機氧化物材料的球體。另外，也可適當應用在表面上涂有熱可塑性樹脂的粘合間隔物。
構成液晶組成物(液晶層)15的物質是例如在向列相液晶組成物中添加 10 40wt^的手性劑而成的膽甾相液晶。這里，手性劑的添加量是指以向列相液晶成分和手性劑總和作為100wt^時的數(shù)值。
可以利用到目前為止公知的各種材料作為向列相液晶，但是考慮到驅動電壓的情況優(yōu)選介質常數(shù)各向異性為20以上的材料。即，如果介質常數(shù)各向異性為20以上，則驅動電壓會變得較低。另外，作為膽甾相液晶組成物的介質常數(shù)各向異性(Ae )最好為20 50。只要大體在該范圍內，就可以使用通用的驅動器。
另外，折射率各向異性(An)最好為0. 18 0. 24。若小于該范圍，則平面狀態(tài)的反射率會變低，而若大于該范圍，則在焦錐狀態(tài)下的散射反射會變大，而且粘度也會受影響而變高，響應速度也會變慢。另外，該液晶的
厚度最好為3um 6"m。若更小則平面狀態(tài)的反射率會變低，而若更大則驅動電壓會變得過高。
制作了具有上述結構的A4尺寸的QVGA的顯示元件。該顯示元件1是呈現(xiàn)出RGB各反射色的3層的層疊結構，可以進行接近全彩色的顯示。
此時，層疊順序最好是沿觀察方向依次為B (藍)、G (綠)和R (紅)，如果配置在中間的G的反射光的偏振狀態(tài)與B和R相反，則反射效率會進一步得到提高。具體地，例如，當B和R反射右圓偏振光時，G最好是反射左圓偏振光，反之，當B和R反射左圓偏振光時，G最好是反射右圓偏振光。這些反射光的偏振狀態(tài)可以通過選擇使用R體還是S體(L體)的手性劑來控制。
此外，將8個上述的彩色QVGA元件排列為瓦片狀，嘗試制作了大型的顯示元件。此時，通過將RGB各層的掃描驅動器通用化，就能夠抑制與之對應的大小的成本增加。這里，驅動器IC使用通用的STN驅動器，例如在數(shù) 據(jù)側采用320條輸出(使用2個160條輸出的驅動器IC)并在掃描側采用240 條輸出(使用1個240條輸出的驅動器IC)，由此構成驅動電路。
此時，根據(jù)需要，為穩(wěn)定輸入到驅動器的電壓，最好是通過運算放大器的電壓調節(jié)器(voltage follower)來使其穩(wěn)定。電池組則采用使用電池的方式。
針對上述的顯示元件，應用了現(xiàn)有的驅動方法和本發(fā)明的驅動方法。
首先，在使用現(xiàn)有的次序驅動上述顯示元件時，產(chǎn)生了 800mA左右的突入電流，該過載電流導致電池無法滿足電流供給，對比度與本來的對比度相差很遠，降低了顯示品質。
另一方面，在使用本發(fā)明的次序驅動上述顯示元件時，其突入電流被抑制在300mA以下，驅動電壓也穩(wěn)定下來，實現(xiàn)了本來的顯示品質。
圖8是用于說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的一個實例的流程圖。
如圖8所示，首先在步驟ST1中提高了控制部電壓之后，在步驟ST2中提高液晶驅動電壓，并進一步在步驟ST3中執(zhí)行掃描驅動器的空掃描，然后進入步驟ST4，開始圖像的改寫(寫入)。即，通過在開始改寫之前執(zhí)行空掃描來消除例如接通電源后的掃描驅動器的不穩(wěn)定狀態(tài)。
這里，在步驟ST3中執(zhí)行空掃描時，可以不確定圖像數(shù)據(jù)，因此一般不需要執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的輸入處理。即，即使圖像數(shù)據(jù)不確定(隨機)，由于空
掃描時的電壓輸出低于開始響應的閾值，所以對顯示品質沒有任何影響。
繼而，在進入步驟ST5并結束了圖像改寫之后，在步驟ST6中切斷控制電壓，并進一步切斷液晶驅動電壓。
在上述過程中，步驟ST3的空掃描在例如圖3所示的無響應區(qū)域NR中進行即可，但最好是如下面的圖9所示那樣，若驅動器具有電壓輸出截斷功能(通常利用DSPOF進行控制)，則利用該功能將驅動顯示介質的電壓全部關閉，就能夠更有效地節(jié)省耗電。
圖9是表示本發(fā)明的顯示元件的驅動方法的一個實例中的控制信號的圖，其表示了在圖8中的步驟ST3中進行空掃描時所使用的驅動器的電壓輸出截斷功能的使用狀況。
如圖9所示，接通電源后電源電壓Vp變?yōu)閂cc后，在突入電流抑制階段P1，信號/DSPOF變?yōu)榈碗娖?L"，驅動器的輸出被截斷。在該突入電流抑制階段P1，數(shù)據(jù)閉鎖和掃描脈沖信號LPe例如，輸出相當于l幀的量，執(zhí)行掃描驅動器的空掃描。此外，在接下來的寫入階段P2中，執(zhí)行與現(xiàn)有方式相同的圖像寫入(改寫)處理。
圖IO是用于說明本發(fā)明的顯示元件的驅動方法中的掃描脈沖信號的圖。在圖10中，附圖標記XSCL表示用于數(shù)據(jù)提取的驅動器時鐘，LPn表示通常的寫入動作時的掃描脈沖，而LPe則表示空掃描時的掃描脈沖。
如圖IO所示，在通常的寫入動作過程中，在掃描驅動器選擇1個掃描電極的時間Td的期間內，例如按照驅動器時鐘XSCL將與下一個被選擇的掃描電極相對應的數(shù)據(jù)提取到數(shù)據(jù)驅動器內，與掃描對被選擇的動作同步地從數(shù)據(jù)驅動器分別向多個數(shù)據(jù)電極提供數(shù)據(jù)脈沖(電壓輸出)。
這里，通常的寫入動作時的掃描脈沖LPn的間隔( Td)為例如數(shù)百" sec. 數(shù)msec.左右，而空掃描時的掃描脈沖LPe的間隔則最好為1 " sec.以下(例如數(shù)百nsec. ) 。即，在通常的寫入動作過程中，相當于l條掃描線的數(shù)據(jù)的寫入時間或相當于下一個掃描線的數(shù)據(jù)的提取時間Td (近似掃描脈沖LPn的間隔)為數(shù)百ixsec. 數(shù)msec.左右的長時間(低速)，而空掃描時的掃描脈沖LPe的間隔則最好為1 u sec.以下這樣的與STN液晶顯示元件同等的短時間(高速)。
由此，用戶不會意識到空掃描所產(chǎn)生的等待時間，能夠實現(xiàn)與現(xiàn)有的圖
像寫入(改寫)相同的處理。此外，根據(jù)本實施例，利用空掃描來消除掃描驅動器的移位寄存器的不穩(wěn)定狀態(tài)，從而能夠消除多余的電極的選擇，避免產(chǎn)生大的突入電流。
圖11A 圖14是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第二第五實施
例的圖。
圖IIA和圖IIB是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第二實施例的圖，圖11A表示空掃描處理，而圖IIB則表示通常的圖像寫入處理。
如圖IIA和圖IIB所示，本第二實施例的掃描驅動器210具有數(shù)量在顯示元件1中的掃描電極的數(shù)量以上的控制端子。
如圖IIA所示，本第二實施例的掃描驅動器210在例如接通電源并剛對掃描驅動器210施加了可動作的邏輯用電壓之后且在寫入(改寫)圖像之前進行空掃描處理，該空掃描處理針對掃描驅動器210的全部控制端子實施，由此消除掃描驅動器210中的全部移位寄存器的不穩(wěn)定狀態(tài)，將開始寫入圖像時的突入電流抑制在最小限度。在這種情況下，由于對掃描驅動器210的全部控制電極進行掃描(空掃描)，所以其空掃描所需時間比下面敘述的第三實施例的時間略長，但不會成為大的問題。
圖12A和圖12B是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第三實施例的圖，圖12A表示空掃描處理，而圖12B表示的是通常的圖像寫入處理。
如圖12A和圖12B所示，本第三實施例的掃描驅動器210也與上述第二實施例相同，具有數(shù)量在顯示元件l中的掃描電極的數(shù)量以上的控制端子。
如圖12A所示，本第三實施例的掃描驅動器210執(zhí)行的空掃描處理，執(zhí) 行與顯示元件1中的掃描電極的數(shù)量相對應的掃描驅動器210的空掃描。這時，在從掃描驅動器210中的全部控制端子中除去與掃描電極相對應的控制端子之后的掃描驅動器中，一部分移位寄存器一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，但圖像寫入時的突入電流減少效果在實際應用上是足夠的。根據(jù)本第三實施例，能夠比上述第二實施例更進一步縮短圖像寫入時(寫入前)的空掃描所需的時間。
繼而，如圖12B所示，在進行圖像寫入處理時，執(zhí)行與顯示元件l中的掃描電極的數(shù)量相對應的掃描，以此進行實際的圖像寫入，并進一步接著對掃描驅動器210中其余的控制端子進行空掃描，從而會消除掃描驅動器的全
部移位寄存器的不穩(wěn)定狀態(tài)。此外，進行圖像寫入的掃描(寫入掃描)是例如以低速執(zhí)行的，因此，在實際的圖像寫入時的寫入掃描之后的空掃描所需的時間基本上不會成為問題。
在上述圖IIA和圖IIB所示的第二實施例及圖12A和圖12B所示的第三實施例中，所使用的掃描驅動器210本身是相同的器件，通過不同的控制 (次序)就能夠實現(xiàn)。
圖13是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第四實施例的圖。如圖13所示，本第四實施例的掃描驅動器是由2個掃描驅動器單元211 和212構成的，這兩個單元分別具有顯示元件1的掃描電極的一半數(shù)量的控制端子。此外，在本第四實施例中，2個掃描驅動器單元211和212所執(zhí)行的空掃描處理，針對全部掃描電極按順序執(zhí)行。這樣，在使用多個掃描驅動器單元(驅動器IC) 211、 212進行空掃描處理時，通過針對全部掃描電極按順序地執(zhí)行，例如能夠以與實際的圖像寫入處理相同的次序來容易地進行空掃描處理。
圖14是用于說明應用了本發(fā)明的掃描驅動器的第五實施例的圖。如圖14所示，本第五實施例的掃描驅動器與上述的第四實施例同樣地由具有顯示元件1的掃描電極的一半數(shù)量的控制端子的2個掃描驅動器單元 211和212構成，由2個掃描驅動器單元211和212執(zhí)行的空掃描處理，針對各自對應的半數(shù)掃描電極并行進行。由此，能夠將空掃描處理所需的時間縮短到上述第四實施例的一半左右。此外，實際的圖像寫入處理與上述圖12 所示的空掃描處理相同，針對顯示元件l的全部掃描電極按順序進行。
此外，構成掃描驅動器的掃描單元(驅動器IC)的數(shù)量當然并不僅限于 2個。
圖15是表示應用了本發(fā)明的顯示元件的一個實例的圖。在圖15中，附圖標記101表示反射藍色光的藍色(B)層、102表示反射綠色光的綠色(G) 層、103表示反射紅色光的紅色(R)層，而104則表示吸收光的黑色(K)層。
如圖15所示，顯示元件1是在K層104上依次層疊R層103、 G層102 和B層101而成的構造。B層101是由對向基板(薄膜基板)和透明電極(ITO) 111、 112及115、 114包夾著液晶113而成的結構，另外，G層102是由對
向基板和透明電極121、 122及125、 124包夾著液晶123而成的結構，此夕卜， R層103是由對向基板和透明電極131、 132及135、 134包夾著液晶133而成的結構。
B層101的透明電極112及114連接到B層用控制電路110上，而G層 102的透明電極122及124連接到G層用控制電路120上，R層103的透明電極132及134連接到R層用控制電路130上。此外，各層的透明電極 112/114、 122/124、 132/134分別構成掃描電極和數(shù)據(jù)電極，相互以對向狀態(tài) 交叉。此外，在各層101 103中，掃描電極上連接著掃描驅動器，而數(shù)據(jù)電極上則連接著數(shù)據(jù)驅動器。根據(jù)以上結構，顯示元件1就能夠進行接近全彩色的顯示。
在上述內容中，顯示元件1構成為例如A6尺寸的QVGA， B層lOl、 G 層102和R層103的層疊順序、液晶的偏振方向以及所使用的驅動器等，與參照圖7所說明的A4尺寸的QVGA的顯示元件相同。此外，在圖15中， RGB各層的控制電路(掃描驅動器)130 110是單獨設置的，但也可以共用這些RGB各層的掃描驅動器(130 110)，從而能夠削減成本。
圖16是概略地表示應用了圖15的顯示元件的電子終端的另一個實施例的框圖。
如圖16所示，本實施例的電子終端(顯示裝置)200與讀寫器(電磁波信號發(fā)生源)100處于非接觸狀態(tài)，通過電磁波接收時鐘CLK、顯示信息和驅動電力，進行圖像的寫入(改寫)。顯示裝置200包括天線202、整流電路203、控制電路210以及顯示元件201，其中所述顯示元件201具有B層 211、 G層212和R層213。這里，控制電路210相當于由圖15中的B層用控制電路110、 G層用控制電路120和R層用控制電路130組合而成的部件。
此外，根據(jù)需要，為了以較少的電力消耗使輸入到控制電路(驅動器) 210中的電壓變得穩(wěn)定，最好是使用齊納(Zener) 二極管等。
本實施例的顯示裝置200通過例如遮在讀寫器100上開始顯示元件(顯示部)201的寫入，當顯示裝置200結束了遮在讀寫器100上的狀態(tài)后，寫入結束，顯示圖像被保持下來。
將圖16所示的顯示裝置200遮在讀寫器100上、按照現(xiàn)有的次序進行驅動的話，會產(chǎn)生比通過電磁波能夠供給的能量還要大的突入電流，電壓發(fā)生
下降，因而無法達到令人滿意的顯示。具體地，由于電壓發(fā)生下降，本應成為平面狀態(tài)的像素不能成為平面狀態(tài)、因而呈現(xiàn)出黑暗的顯示，對比度與本來的對比度相差很遠，降低了顯示品質。
與此不同的是，如果使用了本發(fā)明的顯示元件的驅動方法，則即使是在
剛剛將顯示裝置200遮在讀寫器100上之后，也基本能夠抑制其突入電流，
驅動電壓趨于穩(wěn)定，從而能夠實現(xiàn)本來的顯示品質。
這里，在上述無電池的顯示裝置中，空掃描的速度雖然也依賴于所使用
的驅動器性能，但大致可以達到lPsec. /線以下(例如數(shù)百nsec. /線)，另外，圖像的寫入速度通常在例如數(shù)msec. /線以上。此外，空掃描與圖像寫入的掃描的速度比會因各種條件的不同而變化，但在兼顧它們與空掃描所需的等待時間情況下，空掃描速度/圖像寫入速度的比值最好是在100倍以上。這樣，本發(fā)明的顯示元件也可以應用到如圖16所示那樣的無電池的顯示裝置200中，該無電池的顯示裝置200本身不設置電池，在以無線方式從讀寫器100接收顯示信息(寫入圖像數(shù)據(jù))的同時，也以無線的方式接受電力供給。g卩，如本發(fā)明這樣，從讀寫器IOO接收到圖像數(shù)據(jù)和電力等供給后，在開始寫入圖像之前執(zhí)行空掃描，由此就能夠消除掃描驅動器的不穩(wěn)定狀態(tài)，防止產(chǎn)生大的突入電流，并執(zhí)行圖像寫入。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明并不僅限于膽甾相液晶，也可以應用到例如電子紙張等面向靜態(tài) 圖像顯示的，以低速進行寫入的全部顯示元件中，其通過抑制剛寫入圖像后產(chǎn)生的大的突入電流，使得廉價的通用驅動器的使用及電池驅動成為可能，進而可以提供能夠實現(xiàn)省電和穩(wěn)定的顯示品質的顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端。
權利要求
1.一種顯示元件的驅動方法，所述顯示元件具有以對向狀態(tài)相互交叉的多個掃描電極和多個數(shù)據(jù)電極，按照規(guī)定順序選擇該掃描電極并進行圖像寫入處理，其特征在于，在進行所述圖像寫入處理之前，對所述掃描電極執(zhí)行空掃描處理。
2. 如權利要求1所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述圖像寫入處理是通過對顯示介質施加脈沖狀的驅動電壓來進行的，所述顯示介質位于所選擇的所述掃描電極和所述多個數(shù)據(jù)電極之間。
3. 如權利要求2所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，在所述空掃描處理中，施加在所述顯示介質上的電壓輸出小于等于該顯示介質的響應值電壓。
4. 如權利要求3所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，在所述空掃描處理中，用于驅動所述多個數(shù)據(jù)電極的數(shù)據(jù)驅動器的電壓輸出處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
5. 如權利要求3所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，在所述空掃描處理中，施加在所述顯示介質上的電壓輸出為零。
6. 如權利要求5所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，在所述空掃描處理中，用于驅動所述多個數(shù)據(jù)電極的數(shù)據(jù)驅動器的電壓輸出處于關閉狀態(tài)。
7. 如權利要求1所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，在對依次選擇所述多個掃描電極的掃描驅動器剛剛施加了能夠動作的邏輯用電壓之后，立即執(zhí)行所述空掃描處理。
8. 如權利要求1所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述空掃描處理的掃描速度比所述圖像寫入處理的掃描速度快。
9. 如權利要求1所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述顯示介質具有記憶特性。
10. 如權利要求9所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述顯示介質采用形成膽甾相的液晶。
11. 如權利要求10所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述顯示元件是反射光不同的多個顯示元件單元的層疊結構。
12. 如權利要求ll所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，各所述顯示元件單元的對應的掃描電極由共用的掃描驅動器驅動。
13. 如權利要求1所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，用于依次選擇所述多個掃描電極的掃描驅動器，以及用于驅動所述多個數(shù)據(jù)電極的數(shù) 據(jù)驅動器，是通用驅動器。
14. 如權利要求13所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述掃描驅動器具有數(shù)量大于等于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，僅執(zhí)行與所述掃描電極的數(shù)量相等的次數(shù)的空掃描。
15. 如權利要求14所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述掃描驅動器在僅執(zhí)行了與所述掃描電極的數(shù)量相等的次數(shù)的空掃描之后，僅執(zhí)行與所述掃描電極的數(shù)量相等的次數(shù)的掃描，以此進行實際的圖像寫入處理，接著對其余的控制端子進行空掃描。
16. 如權利要求13所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述掃描驅動器具有數(shù)量大于等于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，對所述掃描驅動器的全部控制端子進行空掃描。
17. 如權利要求13所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述掃描驅動器具有多個掃描驅動器單元，所述掃描驅動器單元具有數(shù)量少于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，通過各所述掃描驅動器單元，對于所對應的掃描電極并行執(zhí)行空掃描。
18. 如權利要求13所述的顯示元件的驅動方法，其特征在于，所述掃描驅動器具有多個掃描驅動器單元，所述掃描驅動器單元具有數(shù)量少于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，通過所述多個掃描驅動器單元，按順序對全部掃描電極進行空掃描。
19. 一種顯示元件，具有以對向狀態(tài)相互交叉的多個掃描電極和多個數(shù) 據(jù)電極，利用掃描驅動器按照規(guī)定順序選擇各所述掃描電極，并且，通過數(shù) 據(jù)驅動器，與被選擇的該掃描電極對應而向各所述數(shù)據(jù)電極提供數(shù)據(jù)信號，以此進行圖像寫入處理，其特征在于，所述掃描驅動器在進行所述圖像寫入處理之前，對所述掃描電極執(zhí)行空掃描處理。
20. 如權利要求19所述的顯示元件，其特征在于，所述圖像寫入處理是通過對顯示介質施加脈沖狀的驅動電壓來進行的，所述顯示介質位于所述掃描驅動器所選擇的掃描電極和所述數(shù)據(jù)驅動器所驅動的多個數(shù)據(jù)電極之間。
21. 如權利要求20所述的驅動方法，其特征在于，在所述空掃描處理中，所述掃描驅動器和所述數(shù)據(jù)驅動器輸出使施加在所述顯示介質上的電壓小于等于該顯示介質的響應值電壓的信號。
22. 如權利要求21所述的顯示元件，其特征在于，在所述空掃描處理中，所述數(shù)據(jù)驅動器輸出使該數(shù)據(jù)驅動器的輸出處于不穩(wěn)定狀態(tài)的信號。
23. 如權利要求21所述的顯示元件，其特征在于，在所述空掃描處理中，所述數(shù)據(jù)驅動器輸出使該數(shù)據(jù)驅動器的輸出為零的信號。
24. 如權利要求23所述的顯示元件，其特征在于，在所述空掃描處理中，所述數(shù)據(jù)驅動器處于關閉狀態(tài)。
25. 如權利要求19所述的顯示元件，其特征在于，在對該掃描驅動器剛剛施加了能夠動作的邏輯用電壓之后，所述掃描驅動器立即執(zhí)行所述空掃描處理。
26. 如權利要求19所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器以比高于所述圖像寫入處理時的掃描速度的掃描速度進行所述空掃描處理。
27. 如權利要求19所述的顯示元件，其特征在于，所述顯示介質具有記憶特性。
28. 如權利要求27所述的顯示元件，其特征在于，所述顯示介質采用形成膽甾相的液晶。
29. 如權利要求28所述的顯示元件，其特征在于，所述顯示元件是反射光不同的多個顯示元件單元的層疊結構。
30. 如權利要求29所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器對各所述顯示元件單元的對應的掃描電極以共用的方式進行驅動。
31. 如權利要求19所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器和所述數(shù)據(jù)驅動器是通用驅動器。
32. 如權利要求31所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器具有數(shù)量大于等于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，僅執(zhí)行與所述掃描電極的數(shù)量相等的次數(shù)的空掃描。
33. 如權利要求32所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器在僅執(zhí)行了與所述掃描電極的數(shù)量相等的次數(shù)的空掃描之后，執(zhí)行與所述掃描電極的數(shù)量相等的次數(shù)的掃描，以此進行實際的圖像寫入處理，接著對其余的控制端子進行空掃描。
34. 如權利要求31所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器具有數(shù)量大于等于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，對所述掃描驅動器的全部控制端子進行空掃描。
35. 如權利要求31所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器具有多個掃描驅動器單元，所述掃描驅動器單元具有數(shù)量少于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，通過各所述掃描驅動器單元，對于所對應的掃描電極并行執(zhí)行空掃描。
36. 如權利要求31所述的顯示元件，其特征在于，所述掃描驅動器具有多個掃描驅動器單元，所述掃描驅動器單元具有數(shù)量少于所述掃描電極的數(shù)量的控制端子，在所述空掃描處理中，通過所述多個掃描驅動器單元，按順序對全部掃描電極進行空掃描。
37. —種電子終端，其特征在于，在所述電子終端中應用了權利要求19 至36中任一項所述的顯示元件。
38. 如權利要求37所述的電子終端，其特征在于，該電子終端是無電池顯示裝置，從讀寫器接收時鐘、顯示信息和驅動電力，以此進行圖像的寫入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在靜態(tài)圖像顯示中以低速進行寫入的顯示元件的驅動方法、顯示元件及電子終端，特別是涉及使用了膽甾相液晶的顯示元件(電子紙張)的驅動方法。顯示元件具有以對向狀態(tài)相互交叉的多個掃描電極和多個數(shù)據(jù)電極。在本發(fā)明的驅動方法中，在執(zhí)行圖像寫入處理之前，對所述掃描電極執(zhí)行空掃描處理。并且，按照規(guī)定的順序選擇所述掃描電極，進行圖像寫入處理。根據(jù)本發(fā)明的驅動方法，能夠抑制在剛剛寫入圖像后立即產(chǎn)生的大的突入電流。而且，能夠使用廉價的通用驅動器或進行電池驅動，進而，還能夠應用到無電池的顯示裝置中，從而實現(xiàn)省電及穩(wěn)定的顯示品質。
文檔編號G09G3/20GK101361018SQ20068005120
公開日2009年2月4日申請日期2006年1月16日優(yōu)先權日2006年1月16日
發(fā)明者新海知久, 能勢將樹申請人:富士通株式會社

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