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CN109270750B - 笔段式双稳态液晶显示屏及其驱动方法 - Google Patents

笔段式双稳态液晶显示屏及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种笔段式双稳态液晶显示屏，所述笔段式双稳态液晶显示屏包括：上片电极层；下片电极层，位于所述上片电极层之下；所述下片电极层自下而上包括位于同一层的笔段电极层及走线电极层、绝缘层以及用于屏蔽走线的屏蔽电极层；其中，所述走线电极层被所述屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被所述屏蔽电极层覆盖；以及双稳态液晶，位于所述上片电极与下片电极之间，所述笔段电极层对应的双稳态液晶区域用于显示笔段；所述屏蔽电极层用于使对应的双稳态液晶区域不显示走线。

Description

笔段式双稳态液晶显示屏及其驱动方法
技术领域
本发明涉及双稳态液晶显示屏技术领域，特别是涉及一种笔段式双稳态液晶显示屏及其驱动方法。
背景技术
双稳态液晶材料在撤掉电场后，即便处于零电场状态下可以维持相应的状态。因此用双稳态液晶材料做成的显示器在撤掉电场后信息仍然能够完整地保存下来，具备“存储记忆功能”，能长期保持其显示内容，具备低能耗的特性，甚至可以节省数百倍耗电量，适用于各种不需要频繁更新画面的显示器。
在做笔段式双稳态显示屏的时候，笔段的走线往往会因为驱动笔段显示的时候，同时把对应笔段的走线也显示出来，如图1所示，不仅把数字3显示出来了，还将走线显示出来了。
发明内容
基于此，有必要提供一种笔段式双稳态液晶显示屏及其驱动方法。
一种笔段式双稳态液晶显示屏，所述笔段式双稳态液晶显示屏包括：
上片电极层；
下片电极层，位于所述上片电极层之下；
所述下片电极层自下而上包括位于同一层的笔段电极层及走线电极层、绝缘层以及用于屏蔽走线的屏蔽电极层；其中，所述走线电极层被所述屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被所述屏蔽电极层覆盖；以及
双稳态液晶，位于所述上片电极与下片电极之间，所述笔段电极层对应的双稳态液晶区域用于显示笔段；所述屏蔽电极层用于使对应的双稳态液晶区域不显示走线。
上述笔段式双稳态液晶显示屏，下片电极层包括屏蔽电极层，走线电极层被所述屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被该屏蔽电极层覆盖，使得笔段电极层对应的双稳态液晶区域能显示笔段，屏蔽电极层的存在可以使对应的双稳态液晶区域不显示走线。
在其中一个实施例中，所述屏蔽电极层存在被挖空的区域，所述笔段电极层位于被挖空的区域下方。
在其中一个实施例中，所述双稳态液晶为双稳态近晶相液晶。
在其中一个实施例中，所述屏蔽电极层还用于作为所述笔段式双稳态液晶显示屏的背景电极，所述背景电极对应的双稳态液晶区域不显示图像。
在其中一个实施例中，所述绝缘层采用OC光学胶。
在其中一个实施例中，还包括：
上片玻璃，位于上片电极上；
下片玻璃，位于下片电极之下。
在其中一个实施例中，所述笔段电极层包括笔段电极，所述走线电极层包括走线电极；
所述笔段电极通过所述走线电极连接至驱动芯片的输出端。
还提出一种笔段式双稳态液晶显示屏的驱动方法，所述笔段式双稳态液晶显示屏包括：
上片电极层，包括公共电极；
下片电极层，位于所述上片电极层之下，所述下片电极层自下而上包括位于同一层的笔段电极层及走线电极层、绝缘层以及用于屏蔽走线的屏蔽电极层；其中，所述走线电极层被所述屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被所述屏蔽电极层覆盖；以及
双稳态液晶，位于所述上片电极与下片电极之间；所述笔段电极层对应的双稳态液晶区域用于显示笔段；所述屏蔽电极层用于使对应的双稳态液晶区域不显示走线；
所述方法包括：
对所述公共电极施加第一交变驱动信号；对所述屏蔽电极施加第二交变驱动信号，以使所述屏蔽电极层对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态；
其中，所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率；所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述双稳态液晶维持第一稳态时，不显示图像。
上述笔段式双稳态液晶显示屏的驱动方法，笔段式双稳态液晶显示屏的下片电极层包括屏蔽电极层，走线电极层被所述屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被该屏蔽电极层覆盖，使得笔段电极层对应的双稳态液晶区域能显示笔段，屏蔽电极层的存在可以使对应的双稳态液晶区域不显示走线。且对屏蔽电极施加与公共电极的驱动信号的频率相同，相位相同的交变驱动信号，就可以让屏蔽电极层和对应的公共电极无压差而输出低频的零电场，使得屏蔽电极层对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态，从而不显示走线。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
获取需要显示的字符，确定需要显示的笔段；
根据需要显示的笔段，对相应的笔段电极施加第三交变驱动信号，以使相应的笔段电极对应的双稳态液晶区域维持为第二稳态；根据不需要显示的笔段，对剩余的笔段电极施加所述第二交变驱动信号，以使剩余的笔段电极对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态；
其中，所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反，所述双稳态液晶维持第二稳态时，显示图像。
在其中一个实施例中，在所述对所述公共电极施加第一交变驱动信号的步骤、所述对相应的笔段电极施加第三交变驱动信号的步骤，以及所述对剩余的笔段电极施加所述第二交变驱动信号的步骤之前，包括将整个双稳态液晶置为第一稳态的步骤。
附图说明
图1为现有技术中的笔段式双稳态显示屏的显示了走线的示意图；
图2为一个实施例中的双稳态液晶的零场稳定光学状态示意图；
图3为一个实施例中的下片电极层的结构示意图；
图4为一个实施例中屏蔽电极层的俯视示意图；
图5为一个实施例中笔段式双稳态液晶显示屏的驱动方法的流程示意图；
图6为一个实施例中的高频交变驱动信号的波形示意图；
图7为另一个实施例中的高频交变驱动信号的波形示意图；
图8为一个具体实施例中的笔段显示示意图；
图9为另一个实施例中的笔段显示示意图；
图10为一个实施例中的低频交变电场的波形示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提出了一种笔段式双稳态液晶显示屏。如图2所示，双稳态液晶位于上片电极与下片电极之间，上片电极层上有上片玻璃，下片电极之下有下片玻璃，双稳态液晶可为双稳态近晶相液晶，具体可以是双稳态近晶A相液晶。如图2(a)和图2(b)所示，近晶A相液晶在撤掉相应的电场后，具有2个电场调制的零场稳定光学状态。
其中一个零场稳定光学状态，近晶A相液晶在频率大于1KHz的高频电场的作用下通过液晶分子的介电重排形成透明的如图2(a)所示的垂面排列，从而处于透明态，撤掉该高频电场后，液晶分子依然是垂面排列，维持透明态；近晶A相液晶处于透明态，可以称为白态，使用者可以利用它显示图像。
另一个零场稳定光学状态，是近晶A相液晶在小于100Hz的低频电场作用下，利用电流体动力学不稳定性形成散射的如图2(b)所示的无序排列，从而处于非透明态，撤掉该低频电场后，依然维持非透明态。近晶A相液晶处于非透明态，可以称为黑态或雾态，处于这种稳态的近晶A相液晶不显示图像。
本申请实施例的笔段式双稳态液晶显示屏包括：
上片电极层，包括公共电极，该公共电极采用整块设计；
下片电极层，位于上片电极层之下；
如图3所示，下片电极层自下而上包括位于同一层的笔段电极层及走线电极层、绝缘层以及用于屏蔽走线的屏蔽电极层，绝缘层可以采用OC(Optically Clear)光学胶，OC光学胶具有绝缘作用可以保护笔段电极，还具有黏性。绝缘层将位于同一层的笔段电极层及走线电极层跟屏蔽电极层隔开，走线电极层被屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被屏蔽电极层覆盖；以及
双稳态液晶，位于上片电极与下片电极之间，笔段电极层对应的双稳态液晶区域用于显示笔段；屏蔽电极层用于使对应的双稳态液晶区域不显示走线。
具体地，如图4所示，屏蔽电极层存在被挖空的区域，图4中屏蔽电极层中间区域被挖空，笔段电极层位于被挖空的区域下方。
具体地，笔段电极层包括笔段电极，走线电极层包括走线电极；笔段电极通过走线电极连接至驱动芯片的输出端,具体是连接到驱动芯片的SEG输出端。具体地，屏蔽电极层还用于作为笔段式双稳态液晶显示屏的背景电极，背景电极对应的双稳态液晶区域不显示图像，背景电极连接到驱动芯片的输出端，具体是连接到驱动芯片的BG输出端。
上述笔段式双稳态液晶显示屏，下片电极层包括屏蔽电极层，走线电极层被屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被该屏蔽电极层覆盖，笔段电极层对应的双稳态液晶区域能显示笔段，屏蔽电极层的存在可以使对应的双稳态液晶区域不显示走线。
本申请实施例还提出一种基于如上任一实施例中的笔段式双稳态液晶显示屏的驱动方法，该方法包括：对公共电极施加第一交变驱动信号；对屏蔽电极施加第二交变驱动信号，以使屏蔽电极层对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态。
其中，第一交变驱动信号的频率大于预设频率，预设频率可为但不限于为1KHz。第二交变驱动信号与第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；双稳态液晶维持第一稳态时，不显示图像。该第一稳态可以是前述的非透明态、黑态或雾态。
其中一个实施例中，请参阅图5，该方法还包括步骤502至步骤506：
步骤502，获取需要显示的字符，确定需要显示的笔段。
字符可以但不限于是数字，字母或者文字。
步骤504，根据需要显示的笔段，对相应的笔段电极施加与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反的第三交变驱动信号，以使相应的笔段电极对应的双稳态液晶区域维持为第二稳态；双稳态液晶维持第二稳态时，显示图像。该第二稳态可以是前述的透明态、白态。
步骤506，根据不需要显示的笔段，对剩余的笔段电极施加第二交变驱动信号，以使剩余的笔段电极对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态。
需要说明的是，步骤504和步骤506的执行顺序可以调换，也可以同时进行。
具体地，第一交变驱动信号的波形如图6(a)以及如图7(a)所示，第二交变驱动信号的波形如图6(b)所示，频率以及相位跟图6(a)正好相同。第三交变驱动信号如图7(b)所示，频率跟图7(a)正好相同，相位跟图7(b)正好相反。第一交变驱动信号第一交变驱动信号、第二交变驱动信号以及第三交变驱动信号，均可以是交变电压，它们的各周期，其中半个周期输出均是正极性驱动信电压，另外半个周期输出均是负极性的驱动电压。
本实施例，需要显示的笔段，就对相应的笔段电极施加与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反的第三交变驱动信号，使得该相应的笔段电极跟公共电极存在高频交变的压差，就使得相应的双稳态液晶维持为白态，从而将需要显示的笔段显示出来；而不需要显示的笔段，则跟屏蔽电极一样，对剩余的笔段电极施加频率相同，相位相同的第二交变驱动信号相应的笔段电极，这样剩余的笔段电极相应的双稳态液晶区域，就会跟屏蔽电极对应的双稳态液晶区域一样维持为黑态。
例如笔段电极一共有7个，如果要显示7个笔段，那么这7个笔段电极施加与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反的第三交变驱动信号，这7个笔段电极对应的双稳态液晶区域就会维持为白态，如图8所示，笔段式双稳态液晶显示屏就会显示出“8”，走线因为屏蔽电极对应的双稳态液晶屏蔽掉了，所以不显示。如果只要显示“3”，这7个笔段电极中，相应的5个笔段电极施加与第一交变驱动信号的频率相同，相位相反的第三交变驱动信号，使得该相应的5个笔段电极对应的双稳态液晶区域就会维持为白态，剩下的2个笔段电极施加与第一交变驱动信号的频率相同，相位相同的第二交变驱动信号，使得剩下的2个笔段电极对应的双稳态液晶区域跟屏蔽电极对应的双稳态液晶区域一样，维持为黑态，如图9所示，最终笔段式双稳态液晶显示屏就会显示出“3”，其他区域就都是黑态。
其中一个实施例中，在对公共电极施加第一交变驱动信号的步骤、对相应的笔段电极施加第三交变驱动信号的步骤，以及对剩余的笔段电极施加第二交变驱动信号的步骤之前，包括将整个双稳态液晶置为第一稳态的步骤，即对整个双稳态液晶进行清屏。公共电极的整块设计可以保证该笔段式双稳态液晶的清屏完整性。
本实施例主要是考虑在刷新笔段显示时，若笔段式双稳态液晶同时处于第一稳态和第二稳态，也会输出两种不同频率的电场，不容易实现笔段的刷新显示。因此通过该清屏的步骤，使得上下片电极最终也只输出一种频率的电场，如此容易实现笔段的刷新显示。
具体地，将整个双稳态液晶的步骤包括：对公共电极施加频率小于100Hz的低频交变电场，对包括屏蔽电极以及笔段电极的整个下片电极施加与该低频交变电场频率一致、相位相反的交变电场，使得整个该双稳态液晶感受小于100Hz低频交变电场的作用，从而使得整个该双稳态液晶维持为黑态。
例如对公共电极施加如图10(a)所示的低频交变电场，对包括屏蔽电极以及笔段电极的整个下片电极施加如图10(b)所示的低频交变电场，他们的频率相同，相位相反，虽然上下电极存在电压差，但由于双稳态液晶受到的是小于100Hz的低频的交变电场作用，故最终也是维持为黑态。
上述笔段式双稳态液晶显示屏的驱动方法，笔段式双稳态液晶显示屏的下片电极层包括屏蔽电极层，走线电极层被屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被该屏蔽电极层覆盖，使得笔段电极层对应的双稳态液晶区域能显示笔段，屏蔽电极层的存在可以使对应的双稳态液晶区域不显示走线。且对屏蔽电极施加与公共电极的驱动信号的频率相同，相位相同的交变驱动信号，就可以让屏蔽电极层和对应的公共电极无压差而输出低频的零电场，使得屏蔽电极层对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态，从而不显示走线。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种笔段式双稳态液晶显示屏的驱动方法，其特征在于，所述笔段式双稳态液晶显示屏包括：
上片电极层，包括公共电极；
下片电极层，位于所述上片电极层之下，所述下片电极层自下而上包括位于同一层的笔段电极层及走线电极层、绝缘层以及用于屏蔽走线的屏蔽电极层；其中，所述走线电极层被所述屏蔽电极层覆盖，笔段电极层未被所述屏蔽电极层覆盖；以及
双稳态液晶，位于所述上片电极与下片电极之间；所述笔段电极层对应的双稳态液晶区域用于显示笔段；所述屏蔽电极层用于使对应的双稳态液晶区域不显示走线；
所述方法包括：
对所述公共电极施加第一交变驱动信号；对所述屏蔽电极施加第二交变驱动信号，以使所述屏蔽电极层对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态；
其中，所述第一交变驱动信号的频率大于预设频率；所述第二交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相同；所述双稳态液晶维持第一稳态时，不显示图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取需要显示的字符，确定需要显示的笔段；
根据需要显示的笔段，对相应的笔段电极施加第三交变驱动信号，以使相应的笔段电极对应的双稳态液晶区域维持为第二稳态；根据不需要显示的笔段，对剩余的笔段电极施加所述第二交变驱动信号，以使剩余的笔段电极对应的双稳态液晶区域维持为第一稳态；
其中，所述第三交变驱动信号与所述第一交变驱动信号的频率相同，相位相反，所述双稳态液晶维持第二稳态时，显示图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述公共电极施加第一交变驱动信号的步骤、所述对相应的笔段电极施加第三交变驱动信号的步骤，以及所述对剩余的笔段电极施加所述第二交变驱动信号的步骤之前，包括将整个双稳态液晶置为第一稳态的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏蔽电极层存在被挖空的区域，所述笔段电极层位于被挖空的区域下方。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双稳态液晶为双稳态近晶相液晶。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述双稳态近晶相液晶为双稳态近晶A相液晶。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏蔽电极层还用于作为所述笔段式双稳态液晶显示屏的背景电极，所述背景电极对应的双稳态液晶区域不显示图像。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘层采用OC光学胶。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，笔段式双稳态液晶显示屏还包括：
上片玻璃，位于上片电极上；
下片玻璃，位于下片电极之下。
10.根据权利要求1-8任一项所述的方法，所述笔段电极层包括笔段电极，所述走线电极层包括走线电极；
所述笔段电极通过所述走线电极连接至驱动芯片的输出端。
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