CN108139620B - 液晶驱动装置及液晶驱动方法 - Google Patents

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Abstract

提供液晶驱动装置(20)，其具有：第1及第2基板(11、12)；共用电极(14)，其设置于第1基板(12)；段电极(13)，其设置于第2基板(11)；高分子网络型液晶层(15)，其封入于第1及第2基板(11、12)间；以及驱动电路，其在对共用/段电极(13、14)间进行接通驱动时，相对于对共用电极(14)进行驱动的矩形波电压(A‑1)，使对段电极(13)进行驱动的矩形波电压(A‑2)成为相反相位，且向前或向后偏移微小时间Δt而施加。

Description

液晶驱动装置及液晶驱动方法
技术领域
本发明涉及特别适用于聚合物网络型液晶(PNLC:Polymer Network LiquidCrystal)的液晶驱动装置及液晶驱动方法。
背景技术
图4是表示聚合物网络型液晶10的概略结构的剖视图。在本图中，11、12是玻璃基板，13、13、…是形成于玻璃基板11的由透明电极构成的段电极，14是形成于玻璃基板12的由透明电极构成的共用电极，15是封入于上述玻璃基板11、12间的聚合物网络型液晶层。
在段电极13、13、…未施加有信号的断开状态下，在各段电极13与共用电极14间的像素区域，聚合物网络型液晶层15中的液晶分子的方向成为不规则的状态而使透过光错乱，聚合物网络型液晶层15变为不透明。
另一方面，在段电极13施加信号的接通状态下，在该段电极13与共用电极14间的像素区域，聚合物网络型液晶层15中的液晶分子的方向在电场方向上排列而使大部分的透过光通过，聚合物网络型液晶层15变为透明。
图5表示针对上述段电极13、13、…、共用电极14的驱动电路的原理结构。电源PS供给的电力经由开关SWc、SWs1、…而并联地提供至上述共用电极14、段电极13、13、…。各开关SWc、SWs1、…成为通过其通断动作而对提供至共用电极14、段电极13、13、…的电力的波形的正转/反转进行切换的结构。
图6例示施加于共用电极14和任意的段电极13的电压波形，图6的(A)是段电极13接通的情况，图6的(B)是段电极13断开的情况。
如图6的(A-1)所示，在共用电极14施加例如频率f＝32[Hz]左右的波峰Vop的矩形波。在使段电极13接通的情况下，如图6的(A-2)所示，在该段电极13施加将向上述共用电极14的矩形波反转后的电压。
其结果，在位于段电极13与共用电极14间的像素区域的聚合物网络型液晶层15，如图6的(A-3)所示，以与向共用电极14的施加电压相同的波形施加从电压-Vop跨越至+Vop的波峰值为2倍的2Vop的波形的电压。
另一方面，在图6的(B)所示的段电极13断开的情况下，如图6的(B-1)所示，与在共用电极14施加的矩形波的电压相对，如图6的(B-2)所示，在段电极13施加与向上述共用电极14的矩形波相同的矩形波的电压。
因此，在位于段电极13与共用电极14间的像素区域的聚合物网络型液晶层15施加的电压如图6的(B-3)所示，在GND电位成为水平的波形，作为结果在两电极间不产生电场，如上所述聚合物网络型液晶层15变为不透明。
聚合物网络型液晶10的电力消耗的主要原因是段电极13、13、…变为接通时的与共用电极14与段电极13、13、…间的电容对应的充放电电流。
使用图7对将上述段电极13导通的情况的具体的消耗电流进行说明。图7的(A)是在共用电极14施加的电压波形，图7的(B)是在段电极13施加的电压波形，图7的(C)是表示一对共用电极14、段电极13处的电荷的移动的图。
如本图的(C)所示，在一个周期“1/f[sec]”期间，持续定时t1和t2这2次，电荷在从电源PS至液晶10的像素电极间移动从-Q至+Q为止2Q的量。
因此，消耗电流I＝d(4Q)/dt…(1)，
如果将共用/段电极间的电容设为C，则
Q＝C*Vop…(2)。
因此，根据上述式(1)及式(2)，
I＝4f*C*Vop…(3)。
要求与上述式(3)所示的内容相比进一步削减该消耗电流I的方法。
在专利文献1中记载了在聚合物分散液晶(PDLC:Polymer Deispersed LiquidCrystal)中进行广温度范围下的半色调表示的技术。
专利文献1：日本特开2013-257522号公报
发明内容
包括在上述专利文献1中记载的技术在内，聚合物网络型液晶大多组装于例如单眼反射式相机的取景器等用户携带使用的设备，希望液晶的驱动所需的消耗电力更低。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够使液晶的驱动所需的消耗电力进一步减少而有效地利用容量存在限制的电源的聚合物网络型的液晶驱动装置及液晶驱动方法。
根据本发明的一个实施方式，提供一种液晶驱动装置，其具有：第1及第2基板；第1相对电极，其设置于上述第1基板的上述第2基板侧；第2相对电极，其设置于上述第2基板的上述第1基板侧；高分子网络型液晶层，其封入于上述第1及第2基板间；以及驱动电路，其在对上述第1及第2相对电极间进行接通驱动时，相对于对第1相对电极进行驱动的矩形波电压，使对上述第2相对电极进行驱动的矩形波电压成为相反相位，且向前或向后偏移微小时间Δt而施加。
根据本发明，能够使液晶的驱动所需的消耗电力进一步减少而有效地利用容量存在限制的电源。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式涉及的液晶驱动装置的主要表示驱动控制***的结构的图。
图2是例示施加于本实施方式涉及的共用电极和段电极的电压波形的图。
图3是对将本实施方式涉及的段电极接通的情况的具体的消耗电流进行说明的图。
图4是表示聚合物网络型液晶的概略结构的剖视图。
图5是表示针对段电极和共用电极的驱动电路的原理结构的图。
图6是例示施加于共用电极和段电极的电压波形的图。
图7是对将段电极接通的情况的具体的消耗电流进行说明的图。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式进行说明。但是，应留意的是，附图是示意的或概念的图，各附图的尺寸及比例等不一定与实际情况相同。另外即使在附图相互间表示相同的部分的情况下，有时彼此的尺寸的关系或比例也表示得不同。特别地，在下面示出的实施方式例示了用于将本发明的技术构思具体化的装置及方法，本发明的技术构思不被结构部件的形状、构造、配置等限定。此外，在下面的说明中，对具有相同的功能及结构的要素标注相同的标号，仅在必要的情况下进行重复说明。
[液晶驱动装置的结构]
图1是本发明的一个实施方式涉及的液晶驱动装置20的主要表示驱动控制***的结构的图。在本图中，来自电源的电压Vop及GND电位中的任一者经由开关SWc、SWs1、…、SWsn而提供至共用电极、段电极。
图中的21是发送用于对上述开关SWc、SWs1、…、SWsn进行接通/断开驱动的驱动频率信号的驱动频率振荡电路。该驱动频率振荡电路21振荡所产生的驱动频率信号是矩形波，该矩形波的信号除了直接提供至用于共用电极的上述开关SWc之外，还作为断开信号而并联地提供至用于段电极的接通/断开选择电路22s1、…、22sn。
并且驱动频率振荡电路21振荡所产生的驱动频率信号，在由反相器23将极性反转的基础上，在通过相位偏移电路24进行了将矩形波的相位向前或后偏移后述的微小时间Δt的量的加工后，作为接通信号而并联地提供至上述接通/断开选择电路22s1、…、22sn。
在本实施方式中，将相位偏移电路24设为将来自反相器23的已将极性反转的驱动频率信号向前偏移微小时间Δt的量。
上述接通/断开选择电路22s1、…、22sn分别与对应的段电极的接通/断开相应地，对断开信号或接通信号中的任一者进行选择，施加于该段电极，其中，该断开信号是从驱动频率振荡电路21直接提供的断开信号，该接通信号是经过反相器23及相位偏移电路24而极性反转、且相位偏移后的接通信号。
[液晶驱动装置的动作]
图2例示施加于共用电极和段电极的电压波形，图2的(A)是段电极接通的情况，图2的(B)是段电极断开的情况。
如图2的(A-1)所示，基于从上述驱动频率振荡电路21向开关SWc的驱动频率信号的通断控制，对共用电极施加例如频率f＝32[Hz]左右的波峰Vop的矩形波。
在使段电极接通的情况下，通过由上述接通/断开选择电路22sx(x＝1、…、n)对上述相位偏移电路24输出的接通信号进行选择而进行相应的段电极的通断控制，从而如图2的(A-2)所示，对该段电极13施加将向共用电极的矩形波反转且向前偏移了微小时间Δt的量的电压。
在该情况下，对于上述相位偏移电路24执行的相位偏移处理，具体地说，是通过使反相器23的输出延迟“1/f-Δt”的时间量，从而其结果，相对于将断开信号的极性反转了的结果，生成向前偏移时间Δt的量的接通信号。
其结果，对位于段电极与共用电极间的像素区域的聚合物网络型液晶层施加如图2的(A-3)所示的波形的电压，该波形在时间Δt的定时在GND电位下为台阶状，从电压-Vop跨越至+Vop。
另一方面，在图2的(B)所示的段电极断开的情况下，如图2的(B-1)所示，相对于对共用电极施加的矩形波的电压，如图2的(B-2)所示，在段电极也施加与向共用电极的矩形波相同的矩形波的电压。
因此，对位于段电极与共用电极间的像素区域的聚合物网络型液晶层施加的电压如图2的(B-3)所示，在GND电位下为水平的波形，其结果在两电极间不产生电场，如上所述，聚合物网络型液晶层变为不透明。
使用图3对将上述段电极13接通的情况的具体的消耗电流进行说明。图3的(A)是对共用电极施加的电压波形，图3的(B)是对段电极施加的电压波形，图3的(C)是表示一对共用电极、段电极处的电荷的移动的图。
如本图的(C)所示，在从一个周期“1/f[sec]”的刚开始的定时t12回溯微小时间Δt的量的定时t11之前，共用电极的电位是GND，段电极的电位是Vop，如图3的(C-1)所示，共用侧的电荷是-Q，段侧的电荷是+Q。
在定时t11至t12间的微小时间Δt中，共用电极和段电极的电位一起成为GND，如图3的(C-2)所示，电位差消失，因此两电极的电荷被中和而成为“0”。
并且，在定时t12之后，如果迟于段电极的变化而对共用电极施加电压Vop，则如图3的(C-3)所示，共用电极的电位是Vop，段电极的电位是GND，因此共用侧的电荷成为+Q，段侧的电荷成为-Q。
此时，在电源与液晶的像素电极间，电荷移动从0至+Q为止的Q的量。
并且，在从定时t13至t14间的微小时间Δt中，如果这次共用电极和段电极的电位一起成为Vop，则如图3的(C-4)所示，电位差再次消失，因此两电极的电荷被中和而成为“0”。
并且，在定时t14之后，如果共用电极迟于段电极的变化而成为GND，则如图3的(C-5)所示，段电极的电位是Vop，共用电极的电位是GND，因此段侧的电荷成为+Q，共用侧的电荷成为-Q。
此时，在电源与液晶的像素电极间，电荷移动从0至+Q为止的Q的量。
这样，在从定时t11跨越至t15的周期1/f期间，持续2次地电荷在从电源至液晶的像素电极间移动从0至+Q为止的Q的量。
因此，消耗电流I＝d(2Q)/dt…(4)，
如果将共用/段间电容设为C，则
Q＝C*Vop…(5)
因此，根据上述式(11)及式(12)，
I＝2f*C*Vop…(6)。
该式(6)中的消耗电流I成为上述式(3)所示的电流I的1/2。
此外，上述微小时间Δt设定为比与共用电极和段电极间的静电电容C对应的充放电时间长的值，因此，作为在上述两电极处于同电位的情况下使得两电极的电荷移动而可靠地中和的时间而提供。
另外，在上述实施方式中，说明了通过上述相位偏移电路24，与对共用电极施加的电压的变化相比，将对段电极施加的电压的变化的相位向前偏移上述微小时间Δt的量，但也可以向后偏移。在该情况下，上述相位偏移电路24由将输入信号延迟微小时间Δt的量的延迟电路构成。
[液晶驱动装置的效果]
根据如上面所详细说明的本实施方式，能够使液晶的驱动所需的消耗电力大幅地降低，而有效地利用容量存在限制的电源。
本发明不限定于上述实施方式，在实施阶段，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。另外，也可以尽可能地适当组合而实施在上述的实施方式中执行的功能。在上述实施方式中含有各种阶段的发明，可以通过所公开的多个结构要件中的适当的组合而提取各种发明。例如，即使从上述实施方式所示的全部结构要件中删除几个结构要件，只要能够得到效果，该删除结构要件后的结构就可以作为发明而被提取。

Claims (2)

1.一种液晶驱动装置，其具有：
第1及第2基板；
第1相对电极，其设置于所述第1基板的所述第2基板侧；
第2相对电极，其设置于所述第2基板的所述第1基板侧；
高分子网络型液晶层，其封入于所述第1及第2基板间；以及
驱动电路，其在对所述第1及第2相对电极间进行接通驱动时，相对于对第1相对电极进行驱动的周期1/f的矩形波电压，使对所述第2相对电极进行驱动的周期1/f的矩形波电压成为相反相位，且向前或向后偏移微小时间Δt而施加，
所述微小时间Δt设定为比与所述第1及第2相对电极间的静电电容相应的充放电时间长，使得在所述第1及第2相对电极处于同电位的情况下两电极的电荷移动而可靠地中和，
所述驱动电路利用针对周期1/f的驱动频率信号在由反相器使极性反转之后通过相位偏移电路使相位向前或向后偏移所述微小时间Δt的量而得到的信号，对所述第2相对电极进行驱动，
所述相位偏移电路通过使从所述反相器输出的信号延迟出“1/f-Δt”的时间量，而能够生成使相位相对于从所述反相器输出的信号向前偏移出所述微小时间Δt的量的信号，通过使从所述反相器输出的信号延迟出Δt的时间量，而能够生成使相位相对于从所述反相器输出的信号向后偏移出所述微小时间Δt的量的信号。
2.一种液晶驱动方法，其是用于下述装置的液晶驱动方法，
该装置具有：第1及第2基板；第1相对电极，其设置于所述第1基板的所述第2基板侧；第2相对电极，其设置于所述第2基板的所述第1基板侧；以及高分子网络型液晶层，其封入于所述第1及第2基板间，
其中，
通过驱动电路，在对所述第1及第2相对电极间进行接通驱动时，相对于对第1相对电极进行驱动的周期1/f的矩形波电压，使对所述第2相对电极进行驱动的周期1/f的矩形波电压成为相反相位，且向前或向后偏移微小时间Δt而施加，
所述微小时间Δt设定为比与所述第1及第2相对电极间的静电电容相应的充放电时间长，使得在所述第1及第2相对电极处于同电位的情况下两电极的电荷移动而可靠地中和，
在所述驱动电路中，利用针对周期1/f的驱动频率信号在由反相器使极性反转之后通过相位偏移电路使相位向前或向后偏移所述微小时间Δt的量而得到的信号，对所述第2相对电极进行驱动，
在所述相位偏移电路中，通过使从所述反相器输出的信号延迟出“1/f-Δt”的时间量，而能够生成使相位相对于从所述反相器输出的信号向前偏移出所述微小时间Δt的量的信号，通过使从所述反相器输出的信号延迟出Δt的时间量，而能够生成使相位相对于从所述反相器输出的信号向后偏移出所述微小时间Δt的量的信号。
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