TW201725430A - 液晶驅動裝置及液晶驅動方法 - Google Patents

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Abstract

本發明所提供的液晶驅動裝置(20)係具備：第1基板及第2基板(11、12)；共同電極(14)，係設置在第1基板(12)；區段電極(13)，係設置在第2基板(11)；聚合物網路型液晶層(15)，係封入在第1基板及第2基板(11、12)間；及驅動電路，係在對共同電極/區段電極(13、14)間進行開啟驅動時，令驅動區段電極(13)的矩形波電壓(A-2)相對於驅動共同電極(14)的矩形波電壓(A-1)成為相反相位、且往前或往後偏移僅微少時間△t而施加。

Description

液晶驅動裝置及液晶驅動方法
本發明係有關尤其適合聚合物網路型液晶(PNLC；Polymer Network Liquid Crystal)的液晶驅動裝置及液晶驅動方法。
第4圖係顯示聚合物網路型液晶10的概略構成之剖面圖。在第4圖中，元件符號11、12為玻璃(glass)基板；13、13、……為由形成在玻璃基板11的透明電極構成的區段(segment)電極；14為由形成在玻璃基板12的透明電極構成的共同(common)電極；15為封入在上述玻璃基板11、12間的聚合物網路型液晶層。
在未施加信號於區段電極13、13、……的關斷(off)狀態中，在各區段電極13與共同電極14間之像素區域，聚合物網路型液晶層15中的液晶分子的方向形成不規則的狀態，使穿透光混亂，而成為不透明。
另一方面，在施加信號於區段電極13的開啟(on)狀態中，在該區段電極13與共同電極14間之像素區域，聚合物網路型液晶層15中的液晶分子的方向沿電場方向排列，使絕大部分的穿透光穿透，而成為透明。
第5圖係顯示驅動上述區段電極13、13、…… 、及共同電極14的驅動電路的原理構成。電源PS供給的電力係透過開關(switch)SWc、SWs1、……而並行提供至上述共同電極14、區段電極13、13、……。各開關SWc、SWs1、……係構成為藉由開關的斷續動作而切換供給至共同電極14、區段電極13、13、……的電力之波形的正轉/反轉。
第6圖係例示施加至共同電極14與任意區段電極13的電壓波形之圖，第6圖的(A)係區段電極13為開啟時的情形，第6圖的(B)係區段電極13為關斷時的情形。
如第6圖的(A-1)所示，在共同電極14係例如施加頻率成為f=32[Hz]程度的波峰值Vop的矩形波。在使區段電極13開啟的情形中，如第6圖的(A-2)所示，在該區段電極13施加將提供給上述共同電極14的矩形波反轉後的電壓。
結果，在位在區段電極13與共同電極14間之像素區域的聚合物網路型液晶層15，如第6圖的(A-3)所示，係施加與提供給共同電極14的施加電壓相同的波形但成為電壓為從-Vop至+Vop的兩倍波峰值的2Vop之波形的電壓。
另一方面，在第6圖的(B)所示的區段電極13為關斷時的情形中，相對於如第6圖的(B-1)所示施加於共同電極14的矩形波的電壓，如第6圖的(B-2)所示，在區段電極13係施加與提供給上述共同電極14的矩形波相同的矩形波的電壓。
因此，施加至位在區段電極13與共同電極14 間之像素區域的聚合物網路型液晶層15的電壓係如第6圖的(B-3)所示為GND電位(level)、平坦(flat)的波形，結果，在兩電極間不產生電場，而如上述，聚合物網路型液晶層15係成為不透明。
聚合物網路型液晶10的電力消耗的主因乃係區段電極13、13、……成為開啟時的對應共同電極14與區段電極13、13、……間之電容的充放電電流。
利用第7圖，針對將上述區段電極13開啟時的具體的消耗電流進行說明。第7圖的(A)為施加至共同電極14的電壓波形，第7圖的(B)為施加至區段電極13的電壓波形，第7圖的(C)係顯示電荷在成對的共同電極14、區段電極13的移動之圖。
如第7圖的(C)所示，在一週期「1/f[sec]」的期間，在時序(timing)t1與t2共兩次，有-Q至+Q的2Q之量的電荷在電源PS與液晶10的像素電極間移動。
因此，消耗電流I=d(4Q)/dt…(1)
令共同/區段間的電容為C，則Q=C*Vop…(2)
因此，從上述式(1)及式(2)，得到I=4f*C*Vop…(3)
冀求能將該消耗電流I比上述式(3)所示內容更加削減的手法。
此外，在下述之專利文獻1係記載一種於聚合物分散型液晶(PDLC：Polymer Deispersed Liquid Crystal)進行寬溫度範圍的中間調顯示之技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2013-257522號公報
包括上述專利文獻1所記載的技術在內，聚合物網路型液晶係大多組裝進使用者攜用的機器，例如單眼反光相機的觀景窗(finder)等，液晶之驅動所需的消耗電力係更低為佳。
本發明係有鑒於上述情事而研創，目的在於提供能夠為了有效活用容量有限制的電源而使液晶之驅動所需的消耗電力更加減少的聚合物網路型的液晶驅動裝置及液晶驅動方法。
依據本發明一態樣，提供一種液晶驅動裝置，係具備：第1基板及第2基板；第1對向電極，係設置在前述第1基板的前述第2基板側；第2對向電極，係設置在前述第2基板的前述第1基板側；聚合物網路型液晶層，係封入在前述第1基板及前述第2基板間；及驅動電路，係在對前述第1對向電極及前述第2對向電極間進行開啟驅動時，令驅動前述第2對向電極的矩形波電壓相對於驅動第1對向電極的矩形波電壓成為相反相位、且往前或往後偏移僅微少時間△t而施加。
依據本發明，能夠為了有效活用容量有限制的電源而使液晶之驅動所需的消耗電力更加減少。
10‧‧‧聚合物網路型液晶
11、12‧‧‧玻璃基板
13‧‧‧區段電極
14‧‧‧共同電極
15‧‧‧聚合物網路型液晶層
20‧‧‧液晶驅動裝置
21‧‧‧驅動頻率振盪電路
22s1、22sn‧‧‧開啟/關斷選擇電路
23‧‧‧反相器
24‧‧‧相位偏移電路
1/f‧‧‧一週期
f‧‧‧頻率
I‧‧‧消耗電流
PS‧‧‧電源
SWc、SWs1、SWsn‧‧‧開關
t1、t2、t11至t15‧‧‧時序
Vop‧‧‧波峰值
△t‧‧‧微少時間
第1圖係顯示本發明一實施形態的液晶驅動裝置中作為主要部分的驅動控制系統的構成之圖。
第2圖係例示施加至一實施形態的共同電極與區段電極的電壓波形之圖。
第3圖係針對將一實施形態的區段電極開啟時的具體的消耗電流進行說明之圖。
第4圖係顯示聚合物網路型液晶的概略構成之剖面圖。
第5圖係顯示對於區段電極與共同電極的驅動電路的原理構成之圖。
第6圖係例示施加至共同電極與區段電極的電壓波形之圖。
第7圖係針對將區段電極開啟時的具體的消耗電流進行說明之圖。
以下，針對實施形態，參照圖式進行說明。惟該些圖式係屬於示意性或概念性的圖式，應注意各圖式的尺寸及比例等未必與實物相同。此外，即便圖式彼此間顯示相同的部分，彼此間仍可能以不同的尺寸關係和比例呈現。具體而言，以下所述的實施形態乃係將本發明的技術思想加以具體化之用的裝置及方法之例示， 本發明的技術思想並不由構成零件的形狀、構造、配置等而界定。另外，在以下的說明中，針對具有相同之功能及構成的要素係標註相同的元件符號，且僅在必要時才重複說明之。
[液晶驅動裝置的構成]
第1圖係顯示本發明一實施形態的液晶驅動裝置20中作為主要部分的驅動控制系統的構成之圖。在第1圖中，來自電源的電壓Vop及GND電位皆透過開關SWc、SWs1、……、SWsn而提供至共同電極、區段電極。
第1圖中的21乃係發出對上述開關SWe、SWs1、……、SWsn進行開啟/關斷驅動之用的驅動頻率信號的驅動頻率振盪電路。該驅動頻率振盪電路21所振盪的驅動頻率信號乃係矩形波，該矩形波的信號除了直接提供至供共同電極之用的上述開關SWc之外，還作為關斷信號並行提供至區段電極之用的開啟/關斷選擇電路22s1、……、22sn。
此外，驅動頻率振盪電路21所振盪的驅動頻率信號係在以反相器(inverter)23反轉極性後，藉由相位偏移電路24進行將矩形波的相位往前或往後偏移僅後述微少時間△t量之加工，然後作為開啟信號並行提供至上述開啟/關斷選擇電路22s1、……、22sn。
在本實施形態中，係令相位偏移電路24將來自反相器23的反轉過極性的驅動頻率信號往前偏移僅微少時間△t量。
上述開啟/關斷選擇電路22s1、……、22sn係 分別依據相對應區段電極的開啟/關斷，選擇從驅動頻率振盪電路21直接提供的關斷信號、和經反相器23及相位偏移電路24而極性反轉、相位偏移的開啟信號其中任一者，施加至該區段電極。
[液晶驅動裝置的動作]
第2圖係例示施加至共同電極與區段電極的電壓波形之圖，第2圖的(A)係區段電極為開啟時的情形，第2圖的(B)係區段電極為關斷時的情形。
如第2圖的(A-1)所示，根據從上述驅動頻率振盪電路21提供給開關SWc的驅動頻率信號的開關(switching)控制，在共同電極係例如施加頻率成為f=32[Hz]程度的波峰值Vop的矩形波。
在使區段電極開啟時的情形中，以上述開啟/關斷選擇電路22sx(x=1、……、n)選擇上述相位偏移電路24輸出的開啟信號，進行相對應區段電極的開關控制，藉此，如第2圖的(A-2)所示，在該區段電極13施加將提供給共同電極的矩形波反轉且往前偏移僅微少時間△t量的電壓。
此時，具體而言，上述相位偏移電路24所執行的相位偏移處理係將反相器23的輸出延遲「1/f-△t」時間量，藉此，就結果而言，便產生相對於將關斷信號的極性反轉的結果往前偏移僅時間△t量的開啟信號。
結果，在位在區段電極與共同電極間之像素區域的聚合物網路型液晶層，係施加如第2圖的(A-3)所示的在時間△t的時序為GND電位、形成為階梯狀的電壓 為從-Vop至+Vop之波形的電壓。
另一方面，在第2圖的(B)所示的區段電極為關斷的情形中，相對於如第2圖的(B-1)所示施加於共同電極的矩形波的電壓，如第2圖的(B-2)所示，在區段電極係亦施加與提供給共同電極的矩形波相同的矩形波的電壓。
因此，施加至位在區段電極與共同電極間之像素區域的聚合物網路型液晶層的電壓係如第2圖的(B-3)所示為GND電位、平坦的波形，結果，在兩電極間不產生電場，而如上述，聚合物網路型液晶層係成為不透明。
利用第3圖，針對將上述區段電極13開啟時的具體的消耗電流進行說明。第3圖的(A)係施加至共同電極的電壓波形，第3圖的(B)係施加至區段電極的電壓波形，第3圖的(C)係顯示電荷在成對的共同電極、區段電極的移動之圖。
如第3圖的(C)所示，在自一週期「1/f[sec]」一開始的時序t12往回微少時間△t量的時序t11以前，共同電極的電位成為GND，區段電極的電位成為Vop，如第3圖的(C-1)所示，共同側的電荷成為-Q、區段側的電荷成為+Q。
在從時序t11到t12之期間的微少時間△t，共同電極與區段電極的電位皆成為GND，如第3圖的(C-2)所示，電位差消失，故兩電極的電荷中和而成為「0」。
接著，在時序t12之後，當電壓Vop晚於區段 電極的變化而施加至共同電極，便如第3圖的(C-3)所示，由於共同電極的電位為Vop、區段電極的電位為GND，故共同側的電荷成為+Q、區段側的電荷成為-Q。
此時，有0至+Q的Q之量的電荷在電源與液晶的像素電極間移動。
接著，在從時序t13到t14之期間的微少時間△t，這次係當共同電極與區段電極的電位皆成為Vop，便如第3圖的(C-4)所示，電位差再次消失，故兩電極的電荷中和而成為「0」。
接著，在時序t14之後，當共同電極晚於區段電極的變化而成為GND，便如第3圖的(C-5)所示，由於區段電極的電位為Vop、共同電極的電位為GND，故區段側的電荷成為+Q、共同側的電荷成為-Q。
此時，有0至+Q的Q之量的電荷在電源與液晶的像素電極間移動。
如上述，在從時序t11到t15的週期1/f的期間，共兩次，有0至+Q的Q之量的電荷在電源與液晶的像素電極間移動。
因此，消耗電流I=d(2Q)/dt…(4)
令共同/區段間的電容為C，則Q=C*Vop…(5)
因此，從上述式(11)及式(12)，得到I=2f*C*Vop…(6)
上式(6)中的消耗電流I係成為上述式(3)所示電流I的1/2。
另外，上述微少時間△t乃係設定為比對應共同電極與區段電極間之電容量C的充放電時間長的值，因此，給予當上述兩電極成為同電位時讓兩電極的電荷移動並確實中和的時間。
此外，在上述實施形態中雖係說明藉由上述相位偏移電路24將施加於區段電極的電壓的變化的相位比施加於共同電極的電壓的變化往前偏移達上述微少時間△t量，但亦可往後偏移。此時，上述相位偏移電路24係以將輸入信號延遲僅微少時間△t量的延遲電路構成。
[液晶驅動裝置的效果]
如以上詳述，依據本實施形態，能夠為了有效活用容量有限制的電源而使液晶之驅動所需的消耗電力大幅減少。
本發明並不受上述實施形態所限定，在不脫離本發明主旨的範圍內，實施步驟當可進行各種變形。此外，以上述實施形態執行的功能係亦可盡可能適當組合實施。上述實施形態中係含有各種步驟，藉由以所揭示的複數個構成要件進行的適當之組合，當可提取出各種發明。例如，若從實施形態所示的全部構成要件中刪除一些構成要件仍能獲得效果，則刪除該構成要件而成的構成可提取出作為發明。
1/f‧‧‧一週期
Vop‧‧‧波峰值
△t‧‧‧微少時間

Claims (4)

  1. 一種液晶驅動裝置，係具備：第1基板及第2基板；第1對向電極，係設置在前述第1基板的前述第2基板側；第2對向電極，係設置在前述第2基板的前述第1基板側；聚合物網路型液晶層，係封入在前述第1基板及前述第2基板間；及驅動電路，係在對前述第1對向電極及前述第2對向電極間進行開啟驅動時，令驅動前述第2對向電極的矩形波電壓相對於驅動第1對向電極的矩形波電壓成為相反相位、且往前或往後偏移僅微少時間△t而施加。
  2. 如請求項1之液晶驅動裝置，其中前述驅動電路係在前述第1對向電極及前述第2對向電極間於前述微少時間△t的期間進行電荷的中和後才施加電壓至兩電極間。
  3. 如請求項1之液晶驅動裝置，其中前述微少時間△t乃係比取決於前述第1對向電極及前述第2對向電極間之電容量的充放電時間長的時間。
  4. 一種液晶驅動方法，係液晶裝置的液晶驅動方法，前述裝置係具備：第1基板及第2基板、設置在前述第1基板的前述第2基板側的第1對向電極、設置在前述第2基板的前述第1基板側的第2對向電極、及封入在前述第1基板及前述第2基板間的聚合物網路型液晶層；前述液晶驅動方法係含有步驟：在對前述第1對向 電極及前述第2對向電極間進行開啟驅動時，令驅動前述第2對向電極的矩形波電壓相對於驅動第1對向電極的矩形波電壓成為相反相位、且往前或往後偏移僅微少時間△t而施加。
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