專利名稱：液晶顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
以往，使用TN模式的液晶顯示裝置，但是普遍使用視角特性比TN模式更好的VA模式或IPS模式的液晶顯示裝置。近年來，在TV和監(jiān)視器上使用對視角特性進(jìn)一步改善的MVA模式或S-IPS模式的液晶顯示裝置。
VA模式與IPS模式相比，由于黑顯示成分高，所以具有能夠?qū)崿F(xiàn)高對比度顯示的優(yōu)點(diǎn)。但是，也具有γ特性的視角依存性比IPS模式大這樣的缺點(diǎn)。
因此，在專利文獻(xiàn)1中，提出了一種通過將各像素分割成多個(gè)副像素并對各副像素供給不同的電壓而使γ特性的視角依存性平均化的方法。在上述專利文獻(xiàn)1中記載的液晶顯示裝置具有對像素所具有的多個(gè)副像素分別獨(dú)立地供給顯示信號電壓的結(jié)構(gòu)。即，在像素具有兩個(gè)副像素(第1副像素和第2副像素)的情況下，需要與向第1副像素供給顯示信號電壓的源極總線獨(dú)立地設(shè)置向第2副像素供給顯示信號電壓的源極總線。因此，當(dāng)將像素一分為二時(shí)，源極總線和源極驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)量變成2倍。此外，對每一個(gè)應(yīng)顯示的數(shù)據(jù)預(yù)先確定各2個(gè)向第1副像素和第2副像素供給的相互不同的顯示信號電壓，并將其存儲在查詢表中。
與此相對，在專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3中記載了一種具有多個(gè)副像素的液晶顯示裝置，該多個(gè)副像素相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓具有相互不同的亮度。在該液晶顯示裝置中，因?yàn)閺墓驳脑礃O總線向第1副像素和第2副像素供給公共的顯示信號電壓，所以具有不需要使源極總線和源極驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)量根據(jù)分割數(shù)量增加的優(yōu)點(diǎn)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-295160號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2004-62146號公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2004-78157號公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開平6-332009號公報(bào)但是，本發(fā)明人試制了在專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3中記載的液晶顯示裝置并對其進(jìn)行了評估，從而得知，有時(shí)不能獲得足夠的可靠性，該可靠性的下降是因?yàn)閷σ壕邮┘覦C電壓的緣故。
一般地，液晶顯示裝置為了防止對液晶層施加DC電壓，不管是什么顯示模式都是交流驅(qū)動(dòng)。即，通過每經(jīng)過一定時(shí)間使在液晶層上生成的電場的方向反轉(zhuǎn)來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得在時(shí)間上平均后就不存在一定方向的電場(DC電壓)。對有源矩陣型液晶顯示裝置的各像素的液晶層施加的電壓相當(dāng)于向?qū)χ秒姌O供給的公共電壓(Vcom)與向像素電極供給的顯示信號電壓的差，因此，在交流驅(qū)動(dòng)中，就變成每經(jīng)過一定時(shí)間使在以向?qū)χ秒姌O供給的公共電壓為基準(zhǔn)時(shí)的顯示信號電壓的極性反轉(zhuǎn)。使顯示信號電壓的極性反轉(zhuǎn)的周期例如是1個(gè)垂直掃描期間(典型的是輸入圖像信號1幀的期間)。
在使用晶體管的有源矩陣型液晶顯示裝置中，在晶體管剛剛變成非導(dǎo)通狀態(tài)之后，因柵極和漏極之間的寄生電容(Cgd)等的影響而導(dǎo)致的稱之為“引線電壓(漏極引線電壓)”的電壓施加在液晶層。引線電壓依存于液晶電容(由副像素電極/液晶層/對置電極構(gòu)成的電容，像素電容由液晶電容和輔助電容構(gòu)成)的大小，液晶電容依存于電壓。因此，為了防止因引線電壓而產(chǎn)生DC電壓，以對每一個(gè)應(yīng)顯示的數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù)、輸入圖像信號)將引線電壓抵消的方式設(shè)定顯示信號電壓。
但是，在像上述專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3記載那樣的、具有多個(gè)相對所供給的1個(gè)顯示信號電壓而變?yōu)橄嗷ゲ煌牧炼鹊母毕袼氐囊壕э@示裝置中，由于不能對每一個(gè)副像素上供給的施加電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以不能防止因引線電壓引起的DC的發(fā)生，從而不能獲得足夠的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，其主要目的在于提高具有像素分割結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置的可靠性。
本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于具有液晶顯示面板，該液晶顯示面板具有液晶層、對所述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，所述像素具有相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓呈現(xiàn)第1亮度的第1副像素和呈現(xiàn)與所述第1亮度不同的第2亮度的第2副像素；源極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的源極相連接的源極總線供給顯示信號電壓；柵極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的柵極相連接的柵極總線供給掃描信號電壓；亮度切換電路結(jié)構(gòu)，在所述第1亮度比所述第2亮度高的第1模式和所述第1亮度比所述第2亮度低的第2模式之間進(jìn)行模式切換。
此外，這里使用的“第1亮度”和“第2亮度”不是指固定的亮度電平，是為了特定各副像素而使用的。即，在某顯示狀態(tài)(某幀)下，將以第1亮度顯示的副像素作為第1副像素(例如，后述的SP1)，將以和第1亮度不同的第2亮度顯示的副像素作為第2副像素(例如，SP2)。也可以將亮度不同的2個(gè)副像素中的任一個(gè)作為第1副像素。這樣確定的第1副像素和第2副像素可以在第1亮度比第2亮度高(第1副像素比第2副像素亮)的第1模式和第1亮度比第2亮度低(第1副像素比第2副像素暗)的第2模式之間進(jìn)行切換。
所述模式切換可以通過隨機(jī)選擇所述第1模式和所述第2模式來進(jìn)行，也可以通過強(qiáng)制地從所述第1模式切換到所述第2模式、或者從所述第2模式切換到所述第1模式來進(jìn)行。此外，亮度切換電路結(jié)構(gòu)可以通過附加設(shè)置用于亮度切換的亮度切換電路來構(gòu)成，也可以利用現(xiàn)有的電路(例如，源極驅(qū)動(dòng)電路、輔助電容電壓發(fā)生電路)以及/或者它們的組合來構(gòu)成。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第1副像素和所述第2副像素分別還具有液晶電容，由對置電極和隔著所述液晶層與所述對置電極相對的副像素電極形成；輔助電容，由與所述副像素電極電連接的輔助電容電極、絕緣層、隔著所述絕緣層與所述輔助電容電極相對的輔助電容對置電極形成；輔助電容對置電壓發(fā)生電路，產(chǎn)生向所述輔助電容對置電極供給的電壓，所述對置電極相對所述第1副像素和所述第2副像素是公共的單一電極，所述輔助電容對置電極對每個(gè)所述第1副像素和所述第2副像素在電氣上獨(dú)立，具有與所述第1副像素和所述第2副像素分別對應(yīng)設(shè)置的2個(gè)開關(guān)元件，所述2個(gè)開關(guān)元件利用向公共的柵極總線供給的掃描信號電壓進(jìn)行通/斷控制，在所述2個(gè)開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，從公共的源極總線向所述第1副像素和所述第2副像素各自具有的所述副像素電極和所述輔助電容電極供給顯示信號電壓，在所述2個(gè)開關(guān)元件變成截止?fàn)顟B(tài)后，所述第1副像素和所述第2副像素各自的所述輔助電容對置電極的電壓發(fā)生變化，由該變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量在所述第1副像素和所述第2副像素中不同，因此，所述第1亮度和所述第2亮度不同。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)具有使對所述第1副像素和所述第2副像素各自的所述輔助電容對置電極施加的電壓的相位反相的電路。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)具有使分別對所述第1副像素和所述第2副像素供給的顯示信號電壓的相位反相的電路。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)相隔輸入圖像信號的2幀以上的時(shí)間間隔進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)還具有對所述模式切換后的經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路，每經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間，就進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，還具有對所述第1模式的動(dòng)作時(shí)間和所述第2模式的動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行累計(jì)的電路，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在所述第1模式的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間和所述第2模式的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間之差超過規(guī)定值時(shí)，進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在所述第1亮度和所述第2亮度之差超過規(guī)定值時(shí)，進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，還具有求取整個(gè)畫面的平均亮度的電路，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在所述平均亮度的值處在規(guī)定范圍之內(nèi)時(shí)，進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述規(guī)定范圍相當(dāng)于所述第1亮度和所述第2亮度之差/所述第1亮度和所述第2亮度的平均亮度值是最大值的90％以下的灰度。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)根據(jù)操作者規(guī)定的操作來進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在輸入圖像信號中產(chǎn)生規(guī)定的變化時(shí)進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)還具有在滿足規(guī)定的條件時(shí)產(chǎn)生亮度切換信號的亮度切換信號發(fā)生電路，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)根據(jù)所述亮度切換信號進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述亮度切換信號發(fā)生電路具有根據(jù)不同的條件分別產(chǎn)生觸發(fā)信號的多個(gè)觸發(fā)信號發(fā)生電路、和基于從所述多個(gè)觸發(fā)信號發(fā)生電路輸出的所述多個(gè)觸發(fā)信號產(chǎn)生所述亮度切換信號的信號發(fā)生電路。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第1副像素和所述第2副像素的面積大致相等。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述像素還具有第3副像素。所述第3副像素的亮度可以和第1副像素或第2副像素相同，也可以不同。
本發(fā)明的另一液晶顯示裝置的特征在于具有液晶顯示面板，該液晶顯示面板具有液晶層、對所述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，所述像素具有多個(gè)副像素，該多個(gè)副像素包括相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓以相互不同的亮度進(jìn)行顯示的2個(gè)副像素；源極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的源極相連接的源極總線供給顯示信號電壓；柵極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的柵極相連接的柵極總線供給掃描信號電壓；亮度切換電路結(jié)構(gòu)，在所述多個(gè)副像素中亮度最高的副像素在像素內(nèi)的位置相互不同的多個(gè)模式之間進(jìn)行模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)副像素分別還具有液晶電容，由對置電極和隔著所述液晶層與所述對置電極相對的副像素電極形成；輔助電容，由與所述副像素電極電連接的輔助電容電極、絕緣層、隔著所述絕緣層與所述輔助電容電極相對的輔助電容對置電極形成；輔助電容對置電壓發(fā)生電路，產(chǎn)生向所述輔助電容對置電極供給的電壓，所述對置電極相對所述多個(gè)副像素是公共的單一電極，所述輔助電容對置電極對每個(gè)所述多個(gè)副像素在電氣上獨(dú)立，具有與所述多個(gè)副像素分別對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)開關(guān)元件，所述多個(gè)開關(guān)元件利用向公共的柵極總線供給的掃描信號電壓進(jìn)行通/斷控制，在所述多個(gè)開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，從公共的源極總線向所述多個(gè)副像素各自具有的所述副像素電極和所述輔助電容電極供給顯示信號電壓，在所述多個(gè)開關(guān)元件變成截止?fàn)顟B(tài)后，所述多個(gè)副像素各自的所述輔助電容對置電極的電壓發(fā)生變化，由該變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量在所述兩個(gè)副像素中不同，因此，所述兩個(gè)副像素的亮度相互不同。
在一個(gè)實(shí)施方式中，在所述多個(gè)副像素中，最高亮度的副像素和最低亮度的副像素的面積相互大致相等。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)副像素各自的面積大致相等。
本發(fā)明的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法是一種液晶顯示面板的驅(qū)動(dòng)方法，該液晶顯示面板具有液晶層、對所述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，所述像素具有相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓呈現(xiàn)第1亮度的第1副像素和呈現(xiàn)與所述第1亮度不同的第2亮度的第2副像素，其特征在于包括在所述第1亮度比所述第2亮度高的第1模式和所述第1亮度比所述第2亮度低的第2模式之間進(jìn)行模式切換的工序。
本發(fā)明的另一個(gè)液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法是一種液晶顯示面板的驅(qū)動(dòng)方法，該液晶顯示面板具有液晶層、對所述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，所述像素具有多個(gè)副像素，該多個(gè)副像素包括相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓以相互不同的亮度進(jìn)行顯示的2個(gè)副像素，其特征在于包含在所述多個(gè)副像素中亮度最高的副像素在像素內(nèi)的位置相互不同的多個(gè)模式之間進(jìn)行模式切換的工序。
最好相隔輸入圖像信號的2幀以上的時(shí)間間隔進(jìn)行所述模式切換。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述模式切換通過隨機(jī)選擇所述第1模式和所述第2模式來進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述模式切換通過強(qiáng)制地從所述第1模式切換到所述第2模式、或者從所述第2模式切換到所述第1模式來進(jìn)行。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，其像素具有亮度相互不同的2個(gè)副像素(明副像素和暗副像素)，由此來改善γ特性的視角依存性。像素分割方法有各種各樣的方法，但是，若采用例如專利文獻(xiàn)2或3記載的方法，則可以利用較簡單的結(jié)構(gòu)來得到相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓呈現(xiàn)互不相同的亮度的2個(gè)副像素。進(jìn)而，由于進(jìn)行使2個(gè)副像素的亮度關(guān)系相反的模式切換，所以在副像素產(chǎn)生的DC電壓被平均化。因此，通過調(diào)整向副像素電極供給的顯示信號電壓(和對置電壓)，從而可以使在副像素產(chǎn)生的DC電壓由平均化而幾乎變?yōu)榱悖岣咭壕э@示裝置的可靠性。
改變副像素間的亮度關(guān)系的模式切換動(dòng)作是用于對在副像素產(chǎn)生的DC電壓進(jìn)行平均，典型地，切換動(dòng)作的間隔可以設(shè)定為從幾十分鐘至幾小時(shí)以上，但無論怎樣短，也應(yīng)設(shè)定為2個(gè)垂直掃描期間以上，最好設(shè)定得比液晶的響應(yīng)時(shí)間長。這里，所謂響應(yīng)時(shí)間是指從向像素的液晶層供給規(guī)定的電壓開始到達(dá)到與該像素被供給的電壓對應(yīng)的亮度為止的時(shí)間，典型的是從幾毫秒到幾十毫秒。
此外，雖然專利文獻(xiàn)1也記載了最好切換亮度不同的副像素的內(nèi)容，但這是為了防止閃爍。根據(jù)人的視覺對時(shí)間的分辨力，必需要以足夠快的速度進(jìn)行切換，正像專利文獻(xiàn)1記載的那樣，最好在1幀期間內(nèi)進(jìn)行切換，若以2幀以上的間隔進(jìn)行切換，則得不到防止閃爍的效果。


圖1(a)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置所具有的像素分割結(jié)構(gòu)的示意圖，(b)是表示通常的像素的示意圖。
圖2是示意性地表示本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置所具有的像素的電氣結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是用于說明在像素分割結(jié)構(gòu)中對副像素的液晶層施加DC成分的現(xiàn)象的圖。
圖4是表示在具有像素分割結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的液晶顯示裝置中的顯示狀態(tài)(動(dòng)作狀態(tài))的圖。
圖5是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的顯示狀態(tài)(動(dòng)作狀態(tài))的圖。
圖6是用于說明在本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置中減小對副像素的液晶層施加的DC成分的原理的圖，是表示各副像素的漏極電壓電平和對置電極的電壓電平的圖。
圖7是用于說明在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的液晶顯示裝置中減小對副像素的液晶層施加的DC成分的原理的圖，是表示各副像素的漏極電壓電平和對置電極的電壓電平的圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的MVA模式液晶顯示裝置中的副像素之間的亮度差的灰度依存性的曲線圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式的MVA模式液晶顯示裝置中的副像素之間的漏極引線電壓Vd的差的灰度依存性的圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式的MVA模式液晶顯示裝置中的、各顯示灰度中的明副像素和暗副像素的亮度差的到達(dá)率相對明暗模式切換周期的變化的曲線圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式的MVA模式液晶顯示裝置中的、用平均亮度除副像素間的亮度差得到的值(F值)的灰度依存性的曲線圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖13是表示作為圖12所示的液晶顯示裝置的亮度切換電路60而良好地被使用的亮度切換電路60A的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖14是表示本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的液晶顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖15A是表示作為圖14所示的液晶顯示裝置的亮度切換電路60而良好地被使用的亮度切換電路60B的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖15B是表示包括圖14所示的液晶顯示裝置的亮度切換電路60的功能的CS信號發(fā)生電路50A的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖15C是表示用于對圖15B所示的CS信號發(fā)生電路50A的動(dòng)作進(jìn)行說明的各信號的電壓波形的圖。
圖16是表示在本發(fā)明實(shí)施方式1的液晶顯示裝置中的顯示狀態(tài)(動(dòng)作狀態(tài))的圖。
圖17是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的液晶顯示裝置的等效電路的圖。
圖18是表示驅(qū)動(dòng)圖17所示的液晶顯示裝置的各信號的電壓波形和定時(shí)的圖(圖形A)。
圖19是表示驅(qū)動(dòng)圖17所示的液晶顯示裝置的各信號的電壓波形和定時(shí)的圖(圖形B)。
圖20是表示驅(qū)動(dòng)本發(fā)明實(shí)施方式2的液晶顯示裝置的各信號的電壓波形和定時(shí)的圖(圖形A)。
圖21是表示驅(qū)動(dòng)本發(fā)明實(shí)施方式2的液晶顯示裝置的各信號的電壓波形和定時(shí)的圖(圖形B)。
圖22是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置的像素分割結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置的等效電路的圖。
圖24是表示在本發(fā)明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置中使用的亮度切換電路60C的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖25是表示在本發(fā)明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置中的顯示狀態(tài)(動(dòng)作狀態(tài))的圖。
圖26是表示在本發(fā)明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置中的各副像素的漏極電壓電平和對置電極的電壓電平的圖。
圖27是表示在本發(fā)明實(shí)施方式3的另一個(gè)液晶顯示裝置中的各副像素的漏極電壓電平和對置電極的電壓電平的圖。
符號的說明10 液晶顯示面板20 顯示控制部30 柵極驅(qū)動(dòng)電路40 源極驅(qū)動(dòng)電路50 輔助電容對置電壓發(fā)生電路(CS信號發(fā)生電路)60、60A、60B、60C 亮度切換電路具體實(shí)施方式

下面，參照

本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。這里，例示將像素分割為兩個(gè)副像素的結(jié)構(gòu)來說明本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于此，分割數(shù)(各像素的副像素的個(gè)數(shù))也可以是3個(gè)以上。
本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置如在圖1(a)示意性地表示那樣具有像素分割結(jié)構(gòu)。即，圖1(b)所示的1個(gè)像素P分割成兩個(gè)副像素SP1和SP2，向各副像素SP1和SP2供給不同的電壓。通過使向副像素SP1和SP2供給的電壓不同并使各副像素具有不同的γ特性，來改善γ特性的視角依存性。
為了設(shè)置能夠供給相互不同的電壓的兩個(gè)副像素，而可以簡單地使像素?cái)?shù)量增加到兩倍，但是，由于這樣成本變高，所以提出了各種方案，而在本實(shí)施方式中，采用在專利文獻(xiàn)2中記載的結(jié)構(gòu)。與此相對，如在專利文獻(xiàn)4中記載那樣，設(shè)置與1個(gè)副像素的液晶電容串聯(lián)連接的附加電容，在副像素之間由電容進(jìn)行分壓，若采用在這些電壓中使施加在一個(gè)液晶電容上的電壓降低的結(jié)構(gòu)，則兩個(gè)副像素之間的亮度關(guān)系固定，而不能夠使亮度關(guān)系顛倒。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置所具有的像素的電氣結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖2所示，像素P分割成副像素SP1和副像素SP2。在構(gòu)成副像素SP1和SP2的副像素電極11a和11b上分別連接有對應(yīng)的TFT14a、TFT14b和輔助電容CS1、CS2。TFT14a和TFT14b的柵電極與公共柵極總線(掃描線)12連接。TFT14a和TFT14b的源電極與公共(同一)源極總線(信號線)13連接。輔助電容CS1、CS2分別與對應(yīng)的CS總線(輔助電容布線)15a和CS總線15b連接。輔助電容CS1、CS2分別由與副像素電極11a、11b電連接的輔助電容電極、與CS總線15a、15b電連接的輔助電容對置電極和在它們之間設(shè)置的絕緣層(未圖示，例如柵極絕緣膜)形成。輔助電容CS1、CS2的輔助電容對置電極相互獨(dú)立，可以分別從CS總線15a和15b供給相互不同的輔助電容對置電壓(又稱作“CS信號”)。
從公共的源極總線13向副像素電極11a和副像素電極11b供給顯示信號電壓，在TFT14a和TFT14b為截止?fàn)顟B(tài)后，通過使輔助電容CS1和CS2的輔助電容對置電極的電壓(即，從CS總線15a或CS總線15b所供給的電壓)的變化量(由變化的方向和大小規(guī)定)不同，從而可以得到施加在各副像素SP1和SP2的液晶電容上的有效電壓不同的狀態(tài)、即亮度不同的狀態(tài)。若采用該結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟軌驈?根源極總線13向兩個(gè)副像素SP1和SP2供給顯示信號電壓，所以不必增加源極總線的數(shù)量和源極驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量就可以使副像素SP1和SP2的亮度互不相同。例如，對于所供給的某個(gè)顯示信號電壓，副像素SP1以比副像素SP2高的亮度進(jìn)行顯示。這里，副像素SP1不必對所有的顯示信號電壓(灰度顯示信號)都以比副像素SP2高的亮度進(jìn)行顯示，只要對至少1個(gè)中間色調(diào)的顯示信號電壓以高亮度顯示即可。典型地，在除了黑(最低灰度)和白(最高灰度)的所有的中間色調(diào)中，副像素SP1都以比副像素SP2高的亮度進(jìn)行顯示。
但是，若采用這樣的像素分割結(jié)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生如下問題由于不能對每一個(gè)副像素單獨(dú)調(diào)整顯示信號電壓，所以對于多個(gè)副像素不能夠取消各自的引線電壓Vd，而施加有DC電壓。
在此，稍微詳細(xì)地說明該現(xiàn)象。
引線電壓Vd為如下面的(1)式所示。這里，VgH和VgL分別是TFT的柵極導(dǎo)通和柵極截止時(shí)的電壓，Cgd是在TFT的柵極和漏極之間產(chǎn)生的寄生電容，Clc(V)是液晶電容的靜電電容(電容值)，Ccs是輔助電容的靜電電容(電容值)。此外，液晶電容的靜電電容Clc依存于對液晶層施加的電壓的大小。這是因?yàn)榫哂薪殡姵?shù)各向異性的液晶分子的取向隨電壓而變化，液晶電容的靜電電容因所顯示的亮度而不同。
Vd＝(VgH-VgL)×Cgd/(Clc(V)+Cgd+Ccs)…(1)由式(1)可知，引線電壓Vd依存于液晶電容的靜電電容、即依存于所顯示的亮度(灰度)。
由于Vd因灰度而不同，所以漏極電壓的DC電平(交流驅(qū)動(dòng)時(shí)的副像素電極的電位的中心值，也稱作漏極電壓的有效電平)也因灰度而不同。因此，當(dāng)對置電壓的電平對所有的灰度一定時(shí)，產(chǎn)生對液晶層施加DC成分的灰度。為了防止這一現(xiàn)象，以往，按照灰度來設(shè)定顯示信號電壓(源極電壓或漏極電壓)的中心值(各灰度下交流驅(qū)動(dòng)時(shí)的副像素電極電位的中心值)，以便補(bǔ)償該灰度的Vd，從而使漏極電壓的DC電平和對置電壓大致一致，而不對液晶層施加DC成分。
但是，若采用在專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3中記載的像素分割技術(shù)，則如圖3所示，因Vd在副像素SP1(這里是明副像素)和副像素SP2(這里是暗副像素)不同，而當(dāng)使副像素SP1的漏極電壓的DC電平和對置電壓一致時(shí)，則副像素SP2的漏極電壓的DC電平與對置電壓不一致，對副像素SP2的液晶層施加DC成分。
此外，在上述像素分割技術(shù)中，副像素間的亮度順序是按預(yù)先決定的順序固定，例如，如圖4所示，副像素SP1以明副像素、副像素SP2以暗副像素的模式(以下稱作圖形A)，只要使液晶顯示裝置工作，則在整個(gè)顯示期間始終維持該模式，所以對至少1個(gè)副像素的液晶層(和取向膜)施加DC成分，而產(chǎn)生極化。其結(jié)果是，在液晶顯示裝置的可靠性上產(chǎn)生問題。
此外，在圖4所示的例子中，為了使畫面的閃爍不定(flicker)難以看出，而呈方格花紋狀排列副像素SP1和SP2，使得明副像素SP1彼此之間和暗副像素SP2彼此之間在行方向上和列方向上不相鄰。
本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置通過在像素被分割的液晶顯示裝置中變換明副像素和暗副像素，從而可以抑制或防止繼續(xù)對各副像素的液晶層施加DC成分。
在本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置中，如圖5所示，通過切換模式1和模式2，從而降低對副像素SP1或SP2的液晶層施加的DC成分，其中，模式1是以副像素SP1是明副像素、副像素SP2是暗副像素的圖形A進(jìn)行顯示的模式；模式2是以副像素SP1是暗副像素、副像素SP2是明副像素的圖形B進(jìn)行顯示的模式。即，一個(gè)是副像素SP1(第1亮度)進(jìn)行明顯示、副像素SP2(第2亮度)進(jìn)行暗(第2亮度＜第1亮度)顯示的圖形A，一個(gè)是副像素SP1(第1亮度)進(jìn)行暗顯示、副像素SP2(第2亮度)進(jìn)行明(第2亮度＞第1亮度)顯示的圖形B，通過使副像素SP1和副像素SP2之間的亮度關(guān)系顛倒而降低DC成分。即，本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)中具有亮度切換電路，該亮度切換電路進(jìn)行第1亮度比第2亮度高的第1模式和第1亮度比第2亮度低的第2模式之間的模式切換。
圖形A和圖形B中的各副像素的漏極電壓的DC電平和對置電壓(又稱作“對置電平”)表示在圖6。在圖6中表示使明副像素的漏極電壓的DC電平和對置電壓一致的情況。
如圖6所示，在圖形A中，由于作為明副像素的副像素SP1的漏極電壓的DC電平與對置電平一致，所以作為暗副像素的副像素SP2的漏極電壓的DC電平和對置電平相差漏極引入量，而對副像素SP2的液晶層施加DC成分。另一方面，在圖形B中，因?yàn)楦毕袼豐P2變成明副像素，所以對作為暗副像素的副像素SP1的液晶層施DC成分。
若在按該圖形A進(jìn)行顯示的模式1和按圖形B進(jìn)行顯示的模式2之間進(jìn)行模式切換，則在副像素SP1和SP2中的某一個(gè)副像素中不會(huì)繼續(xù)施加DC成分，DC成分在副像素SP1和副像素SP2之間被平均化，其結(jié)果是，可以提高液晶顯示裝置的可靠性。此外，漏極電壓的DC電平和對置電平的相對關(guān)系的設(shè)定(又稱作對置電平的設(shè)定)通過設(shè)定作為漏極電壓而施加在副像素電極上的顯示信號電壓和對置電壓來進(jìn)行。
在圖6所示的例子中，示出了使對置電極的電壓電平和明副像素的漏極電壓的DC電平一致的例子，但是，使對置電平和暗副像素的漏極電壓的DC電平一致也可以得到同樣的效果。
進(jìn)而，如圖7所示，也可以使對置電極的電壓電平與明副像素的漏極電壓的DC電平和暗副像素的漏極電壓的DC電平的正中間的電平一致。
如圖7所示，在圖形A中，若將作為明副像素的副像素SP1的漏極電壓的DC電平和作為暗副像素的副像素SP2的漏極電壓的DC電平的中央電平作為對置電壓的電平，則對副像素SP1施加+ΔV的DC成分，對副像素SP2施加-ΔV的DC成分。
另一方面，在圖形B中，對置電壓的電平和圖形A一樣，但由于將副像素SP1作為暗副像素、將副像素SP2作為明副像素，所以和圖形A相反，對副像素SP1施加-ΔV的DC成分，對副像素SP2施加+ΔV的DC成分。
若在按該圖形A進(jìn)行顯示的模式1和按圖形B進(jìn)行顯示的模式2之間進(jìn)行模式切換，則對副像素SP1和副像素SP2各自的液晶層施加的DC成分中，按模式1顯示期間發(fā)生的DC成分和按模式2顯示期間發(fā)生的DC成分相互抵消，從時(shí)間平均的角度來看，能夠消除DC成分的施加。
在這里，例示了各像素被分割成兩個(gè)副像素的實(shí)施方式的液晶顯示裝置，但是，當(dāng)將像素分割成3個(gè)以上的副像素時(shí)，本發(fā)明同樣可以適用。例如，當(dāng)分割成亮度相互不同的3個(gè)副像素時(shí)，也可以將亮度最高的副像素和亮度最低的副像素這兩個(gè)副像素分別作為上述的明副像素和暗副像素(中間亮度的副像素固定)像上述那樣來構(gòu)成。或者，分割成3個(gè)副像素，例如，在將其中的1個(gè)作為明副像素、將其余兩個(gè)作為暗副像素(顯示相同的亮度)時(shí)，可以使兩個(gè)暗副像素的漏極電壓的DC電平與對置電平一致。此外，也可以在將1個(gè)副像素作為暗副像素、另兩個(gè)作為明副像素時(shí)，使兩個(gè)明副像素的漏極電壓的DC電平與對置電平一致。當(dāng)將像素分割成3個(gè)副像素時(shí)，通過在按與像素內(nèi)的副像素的亮度順序?qū)?yīng)的3個(gè)不同的圖形進(jìn)行顯示的3個(gè)模式之間進(jìn)行切換，從而能夠降低對各副像素的液晶層施加的DC成分。在任何一種情況下，在像素中包含的至少兩個(gè)副像素的亮度相互不同，以這兩個(gè)副像素間的亮度大小關(guān)系相反的兩個(gè)模式進(jìn)行顯示。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置還可以具有如下特征。
本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置具有的像素具有多個(gè)副像素，該多個(gè)副像素包括對于所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓以相互不同的亮度進(jìn)行顯示的2個(gè)副像素，上述亮度切換電路結(jié)構(gòu)可以在多個(gè)模式間進(jìn)行模式切換，這些模式因在多個(gè)副像素中亮度最高的副像素在像素內(nèi)的位置相互不同而不同。例如，當(dāng)沿列方向?qū)⑾袼胤指畛?個(gè)副像素時(shí)，在明副像素位于上方的模式和明副像素位于下方的模式之間進(jìn)行模式切換。此外，當(dāng)沿列方向?qū)⑾袼胤指畛?個(gè)副像素時(shí)，在明副像素位于上方的模式、明副像素位于中央的模式和明副像素位于下方的模式之間進(jìn)行模式切換。
一般，VA模式的液晶顯示裝置，對于靠近黑和白的低灰度和高灰度，其γ特性的視角依存性小，對于中間色調(diào)，其γ特性的視角依存性大。圖2所示的像素分割結(jié)構(gòu)適用于改善MVA模式等垂直取向模式(VA模式)的液晶顯示裝置的γ特性的視角依存性。在MVA模式中，若采用圖2所示的像素分割結(jié)構(gòu)，則如圖8所示，可以使各副像素間的亮度差在中間灰度變大、而在低灰度和高灰度變小。因此，如圖9所示，該像素分割結(jié)構(gòu)中，明副像素和暗副像素之間的漏極引線電壓Vd的差在低灰度和高灰度小而在中間色調(diào)大。
在圖10表示具有圖2所示的像素分割結(jié)構(gòu)的MVA模式的液晶顯示裝置中的、各顯示灰度中的明副像素和暗副像素的亮度差的到達(dá)率相對明暗的亮度切換(上述模式1和模式2之間的切換)周期的變化。在這里，例示以60Hz進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況，1幀＝16.7ms。在圖10表示明副像素和暗副像素的亮度差大的、中間色調(diào)的結(jié)果。
由于像素分割方式通過由具有亮度差的多個(gè)副像素構(gòu)成1個(gè)像素來改善視角特性，所以當(dāng)明副像素和暗副像素的亮度差達(dá)不到某一程度以上時(shí)，就得不到該效果。由圖10可知，切換周期在2幀以后，亮度差的到達(dá)率超過90％，在響應(yīng)慢的低灰度，切換周期在5幀時(shí)，亮度差的到達(dá)率超過90％。因此，若以每1幀進(jìn)行明暗亮度切換，則在1幀內(nèi)不能完成液晶響應(yīng)的情況下，明暗副像素的亮度差變小或消失，因此不希望這樣。即，在MVA模式等一般的液晶顯示裝置的情況下，優(yōu)選明暗亮度的切換周期在2幀以上，最好是5幀以上。此外，亮度切換不必隔開一定的時(shí)間間隔(周期地)進(jìn)行，只要亮度切換的間隔是2個(gè)周期以上、最好是5個(gè)周期以上，則切換定時(shí)可以任意。但是，如上所述，當(dāng)在各模式(亮度圖形)的顯示時(shí)間不同時(shí)，副像素間的DC成分就不能被充分地平均或抵消，因此最好以在各模式的顯示時(shí)間的合計(jì)相等的方式進(jìn)行控制。此外，在這里，以1幀是16.7msec的情況為例進(jìn)行了說明，但是，在1幀(改寫圖像的期間)比較長的情況下，也可以在1幀內(nèi)進(jìn)行模式切換。
接著，針對明暗亮度的切換定時(shí)進(jìn)行詳細(xì)地說明。
如上所述，在本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置中，每隔2幀以上的時(shí)間切換各副像素的明暗。作為進(jìn)行該亮度切換(模式切換)的定時(shí)，可以以2幀以上的一定的時(shí)間間隔進(jìn)行，但是，有可能隨顯示圖像的不同而使觀察者產(chǎn)生不舒服的感覺。為了消除這種不舒服的感覺，最好將以下的定時(shí)作為觸發(fā)來切換明暗副像素。不使用垂直同步信號Vsync或水平同步信號Hsync，而根據(jù)需要以下述從A到C的定時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號，進(jìn)行模式切換。
A雖然隔開一定時(shí)間，但不是以幀為單位而是以30分鐘或1小時(shí)這樣比較長的時(shí)間單位來進(jìn)行。當(dāng)以數(shù)幀為單位或以秒為單位頻繁進(jìn)行切換時(shí)，觀察者因模式切換而產(chǎn)生不舒服的感覺的頻度增加，因此最好以30分鐘或1小時(shí)這樣比較長的周期進(jìn)行切換。
B在明副像素和暗副像素的亮度差小或沒有的情況下進(jìn)行。
當(dāng)明副像素和暗副像素的亮度差小或沒有時(shí)，即使進(jìn)行模式切換，由于各副像素的亮度不進(jìn)行變化，所以也不會(huì)有不舒服的感覺。在實(shí)際的顯示畫面中，由于全白和全黑的畫面出現(xiàn)得少，所以設(shè)定成在明副像素和暗副像素的亮度差比規(guī)定值小的情況下進(jìn)行切換。如圖8所示，由于明副像素和暗副像素的亮度差小是在低灰度和高灰度，所以當(dāng)整個(gè)畫面的顯示灰度的平均值在某個(gè)灰度以上或某個(gè)灰度以下時(shí)進(jìn)行模式切換。例如，可以計(jì)算出顯示灰度的平均值，將達(dá)到某一閾值作為觸發(fā)而進(jìn)行模式切換。如后面說明的那樣，明暗亮度差因CS電壓(振幅電壓)而變化，因此作為進(jìn)行模式切換的觸發(fā)的閾值可以根據(jù)CS電壓而適當(dāng)確定。
具體地說，例如，可以如下確定閾值。
為了確定閾值，使用下式所示的F作為判別明副像素和暗副像素的亮度差的參數(shù)。
F＝ΔI/IaveΔI是明副像素和暗副像素的亮度差，Iave是明副像素和暗副像素的平均亮度。
在圖11表示將F值作為縱軸、將灰度作為橫軸的曲線圖。在灰度100附近的中間色調(diào)下F大，在以此為中心的低灰度和高灰度側(cè)F小。
像下式那樣，將成為閾值的亮度差Fth設(shè)為F的最大值(Fmax)的X％。
Fth＝X/100*Fmax (*表示相乘)決定該閾值的X可以根據(jù)液晶面板或驅(qū)動(dòng)條件而適當(dāng)決定。由圖11可知，在灰度為50～120時(shí)，F(xiàn)值大致一定，當(dāng)灰度為50以下或120以上時(shí)，F(xiàn)值急劇減小。因此，例如可以將X＝90％作為閾值，最好是X＝50％。
若將F＝Fth時(shí)的低灰度側(cè)的閾值設(shè)為YthL、將高灰度側(cè)的閾值設(shè)為YthH，則由圖11可知，YthL＝16，YthH＝166。計(jì)算出顯示畫面的平均灰度Yave，當(dāng)Yave YthL、Yave YthH時(shí)，進(jìn)行模式切換。例如，可以將整個(gè)畫面的顯示灰度的平均值是Yave 16、Yave 166時(shí)作為進(jìn)行模式切換的條件。
C當(dāng)像電源ON/OFF時(shí)、頻道切換時(shí)、輸入切換時(shí)那樣，在根據(jù)操作者的規(guī)定的操作而整個(gè)畫面進(jìn)行切換的定時(shí)，或者在插 CM圖像時(shí)等輸入圖像信號產(chǎn)生規(guī)定的變化的情況下，因?yàn)檎麄€(gè)畫面切換，所以即使明副像素和暗副像素切換也不能和整個(gè)畫面的切換區(qū)別開來，因此，觀察者不會(huì)感到不舒服。
如上所述，使按圖形A(副像素SP1明、副像素SP2暗)顯示的模式1和按圖形B(副像素SP1暗、副像素SP2明)顯示的模式2的顯示時(shí)間相等可以最有效地防止對各副像素施加DC成分，但是，若將上述定時(shí)作為觸發(fā)來進(jìn)行模式切換，則通常在各模式下的顯示時(shí)間不一致。因此，例如，最好使用累計(jì)計(jì)數(shù)器對圖形A和圖形B的顯示時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，對在上述條件下產(chǎn)生的觸發(fā)信號進(jìn)行選擇取舍，使各自的顯示時(shí)間隨著顯示時(shí)間的延長而趨于相等。例如，設(shè)置對進(jìn)行模式切換后的經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路，每當(dāng)經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間時(shí)，就進(jìn)行模式切換?；蛘撸部梢栽谀Ｊ?的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間和模式2的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間之差超過規(guī)定值時(shí)進(jìn)行模式切換。
如上所述，可以強(qiáng)制地進(jìn)行模式切換，即進(jìn)行從模式1到模式2或從模式2到模式1的切換，但是，也可以通過隨機(jī)選擇模式1和模式2來進(jìn)行。即，在上述定時(shí)中，也可以按照1/2的概率隨機(jī)地進(jìn)行圖形A和圖形B的選擇(切換)。通過隨機(jī)進(jìn)行切換，從時(shí)間平均來看，可以使2個(gè)模式的顯示時(shí)間相等。例如，可以構(gòu)成為每當(dāng)電源ON時(shí)，就隨機(jī)且按照1/2的概率選擇模式1和模式2中的任一種模式。
接著，對在具有圖2所示的像素分割結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式液晶顯示裝置中用于進(jìn)行亮度切換的具體電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
在具有圖2所示的像素分割結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，從公共的源極總線13向副像素電極11a和副像素電極11b供給顯示信號電壓，在使TFT14a和TFT14b處于截止?fàn)顟B(tài)之后，通過使輔助電容CS1和CS2的輔助電容對置電極的電壓(即，從CS總線15a或CS總線15b供給的電壓)的變化量(由變化的方向和大小規(guī)定)不同，由此可以得到對各副像素SP1和SP2的液晶電容施加的有效電壓不同的狀態(tài)、即亮度不同的狀態(tài)。因此，通過使對副像素SP1和副像素SP2各自的輔助電容對置電極施加的電壓的相位相反、或者使對副像素SP1和副像素SP2各自供給的顯示信號電壓的相位相反，從而可以切換副像素SP1和副像素SP2的亮度(使亮度的大小關(guān)系相反)。
本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置通過具有例如圖12所示的結(jié)構(gòu)而可以進(jìn)行模式切換(亮度切換)。
圖12所示的液晶顯示裝置具有像素P包含2個(gè)副像素SP1和SP2的液晶顯示面板10、和接收輸入圖像信號并向液晶顯示面板10供給規(guī)定的驅(qū)動(dòng)信號的顯示控制部20。顯示控制部20按規(guī)定的定時(shí)向柵極驅(qū)動(dòng)電路30、源極驅(qū)動(dòng)電路40、輔助電容對置電壓發(fā)生電路50和亮度切換電路60供給規(guī)定的信號。在這里，亮度切換電路60生成模式切換的觸發(fā)信號，使從源極驅(qū)動(dòng)電路40向液晶顯示面板10輸出的顯示信號電壓(源極電壓)的相位反相。
作為圖12所示的亮度切換電路60，例如，可以很好地使用圖13所示的亮度切換電路60A。
亮度切換電路60A具有亮度切換信號發(fā)生電路62、極性切換電路66和累計(jì)電路64。源極極性控制信號發(fā)生電路20a例如包含在圖12的顯示控制部20中。
將水平同步信號Hsync和垂直同步信號Vsync輸入到源極極性控制信號發(fā)生電路20a，發(fā)生極性不同(即相位相差180°)的PolA和PolB信號(顯示信號電壓)。亮度切換電路60A的極性切換電路66將該2個(gè)極性不同的顯示信號電壓中的任意一個(gè)向源極驅(qū)動(dòng)電路40輸出。通過根據(jù)亮度切換信號來選擇該極性，從而進(jìn)行模式切換。
亮度切換信號發(fā)生電路62至少具有1個(gè)觸發(fā)信號發(fā)生電路62a和信號發(fā)生電路62b，觸發(fā)信號發(fā)生電路62a在滿足上述任意一個(gè)條件時(shí)，分別發(fā)生觸發(fā)信號。信號發(fā)生電路62b在接收到來自累計(jì)電路64的規(guī)定信號時(shí)，向極性電路輸出亮度切換信號。即，信號發(fā)生電路62b根據(jù)來自累計(jì)電路64的信號，對觸發(fā)信號進(jìn)行選擇取舍，并進(jìn)行模式切換，以使在各模式下的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間相等。
例如，計(jì)算出整個(gè)畫面的平均灰度，當(dāng)平均灰度滿足規(guī)定的閾值條件時(shí)，觸發(fā)信號發(fā)生電路62a輸出觸發(fā)信號，并輸入到信號發(fā)生電路62b中。極性切換電路66切換Pol信號，在為圖形B的顯示時(shí)，向累計(jì)電路64發(fā)送信號，在累計(jì)電路64中存儲圖形A的計(jì)數(shù)，并使計(jì)數(shù)器復(fù)位，再開始圖形B的顯示時(shí)間的計(jì)數(shù)。在圖形B的計(jì)數(shù)未滿足所存儲的圖形A的計(jì)數(shù)的情況下，即使向信號發(fā)生電路62b輸入觸發(fā)信號，信號發(fā)生電路62b也不輸出亮度切換信號。在圖形B的計(jì)數(shù)與所存儲的圖形A的計(jì)數(shù)一致的情況下，從累計(jì)電路64向信號發(fā)生電路62b發(fā)送信號，等待(stand by)亮度切換信號的發(fā)生。在該等待狀態(tài)下，當(dāng)觸發(fā)信號從觸發(fā)信號發(fā)生電路62a輸入到信號發(fā)生電路62b時(shí)，亮度切換信號被輸入到極性切換電路66，切換Pol信號，進(jìn)行圖形A的顯示，同時(shí)，存儲圖形B的計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)器復(fù)位，并開始圖形A的計(jì)數(shù)。
通過反復(fù)執(zhí)行該動(dòng)作，從而可以使圖形A和圖形B的顯示時(shí)間大致相等。但是，為了發(fā)揮由像素分割帶來的視角改善效果，設(shè)定成以每2幀以上的方式進(jìn)行圖形A和圖形B的切換。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的液晶顯示裝置通過具有例如圖14所示的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行模式切換(亮度切換)。
圖14所示的液晶顯示裝置具有亮度切換電路60，該亮度切換電路60通過使由輔助電容對置電壓發(fā)生電路50發(fā)生的輔助電容對置電壓(CS電壓)的相位反相來切換模式。
作為圖14所示的亮度切換電路60例如可以很好地使用圖15A所示的亮度切換電路60B。
亮度切換電路60B具有亮度切換信號發(fā)生電路62、累計(jì)電路64和相位切換電路68。亮度切換信號發(fā)生電路62至少具有1個(gè)觸發(fā)信號發(fā)生電路62a和信號發(fā)生電路62b，觸發(fā)信號發(fā)生電路62a在滿足上述任意一個(gè)條件時(shí)，發(fā)生觸發(fā)信號。信號發(fā)生電路62b在接收到來自累計(jì)電路64的規(guī)定信號時(shí)，向極性電路輸出亮度切換信號。即，信號發(fā)生電路62b根據(jù)來自累計(jì)電路64的信號，對觸發(fā)信號進(jìn)行選擇取舍，并進(jìn)行模式切換，以使在各模式下的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間相等。
在這里，通過使CS信號的相位反相來進(jìn)行模式切換。
CS信號發(fā)生電路50根據(jù)水平同步信號Hsync和垂直同步信號Vsync生成相位相互不同的CS信號(輔助電容對置電壓)CSA和CSB。該相位不同的2個(gè)CS信號通過相位切換電路68傳送到液晶顯示面板的輔助電容引線CS1或CS2上。利用該相位切換電路68進(jìn)行切換以向輔助電容引線CS1和CS2輸出CSA和CSB中的哪一個(gè)CS信號、即進(jìn)行模式切換。
例如，當(dāng)累計(jì)電路64計(jì)算出的整個(gè)畫面的平均灰度滿足閾值條件時(shí)，觸發(fā)信號發(fā)生電路62a輸出進(jìn)行切換的觸發(fā)信號，并輸入至信號發(fā)生電路62b。
在利用相位切換電路68切換CS信號并進(jìn)行圖形B的顯示時(shí)，向累計(jì)電路64發(fā)送信號，在累計(jì)電路64存儲圖形A的計(jì)數(shù)，并使計(jì)數(shù)器復(fù)位，再開始圖形B的顯示時(shí)間的計(jì)數(shù)。在圖形B的計(jì)數(shù)未滿足圖形A的計(jì)數(shù)時(shí)，即使向信號發(fā)生電路62b輸入觸發(fā)信號，也不輸出亮度切換信號。在圖形B的計(jì)數(shù)與所存儲的圖形A的計(jì)數(shù)一致時(shí)，從累計(jì)電路64向信號發(fā)生電路62b發(fā)送信號，等待亮度切換信號的發(fā)生。在該等待狀態(tài)下，當(dāng)觸發(fā)信號輸入信號發(fā)生電路62b時(shí)，亮度切換信號輸入到相位切換電路68，切換CS信號的相位，進(jìn)行圖形A的顯示，同時(shí)，存儲圖形B的計(jì)數(shù)，并使計(jì)數(shù)器復(fù)位，再進(jìn)行圖形A的計(jì)數(shù)。通過反復(fù)執(zhí)行該動(dòng)作，可以將圖形A和圖形B的顯示時(shí)間控制得大致相等。但是，為了發(fā)揮由像素分割帶來的視角改善效果，有必要以每2幀以上的方式進(jìn)行圖形A和圖形B的切換，因此設(shè)定成在觸發(fā)信號的間隔是1幀時(shí)不切換CS信號。
在上述例子中，表示了通過附加設(shè)置亮度切換電路60來進(jìn)行亮度切換的結(jié)構(gòu)，但也可以使用現(xiàn)有的電路來構(gòu)成進(jìn)行亮度切換的電路。
參照圖15B和圖15C說明CS信號發(fā)生電路50A的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作，該CS信號發(fā)生電路50A包含圖14所示的液晶顯示裝置的亮度切換電路60的功能。圖15B是表示CS信號發(fā)生電路50A的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖15C是表示用于說明CS信號發(fā)生電路50A的動(dòng)作的各信號的電壓波形的圖。
如圖15B所示，CS信號發(fā)生電路15A具有CS信號電路52和極性信號發(fā)生電路54。CS信號電路52生成例如在2個(gè)電壓電平之間振動(dòng)的振幅電壓(又稱作“振動(dòng)電壓”)。
極性信號發(fā)生電路54接受門啟動(dòng)脈沖(gate start pulse)GSP和計(jì)數(shù)信號CNT，輸出CS極性反相用信號Pol。計(jì)數(shù)信號CNT具有相對1幀足夠短的周期，例如，可以使用門時(shí)鐘信號。
CS信號電路52根據(jù)CS極性反相用信號Pol表示的極性來決定振幅電壓的極性，再作為CS信號輸出。
在這里，參照圖15C說明各信號的定時(shí)。
當(dāng)接通液晶顯示裝置的電源時(shí)，開始生成計(jì)數(shù)信號CNT并輸入到極性信號發(fā)生電路54。然后，在不定時(shí)間之后，向極性信號發(fā)生電路54輸入門啟動(dòng)脈沖GSP。
在圖形A和圖形B中，從電源接通后到輸入門啟動(dòng)脈沖GSP為止的時(shí)間不同，利用該時(shí)間的不同來選擇圖形A和圖形B。
例如，在圖形A中，當(dāng)門啟動(dòng)脈沖GSP為H(高)時(shí)，若計(jì)數(shù)信號CNT為L(低)，則CS極性反相用信號Pol的初始狀態(tài)為L，然后，CS極性反相用信號Pol每隔1幀(每當(dāng)門啟動(dòng)脈沖為H時(shí))就使H和L反相。
另一方面，在圖形B中，當(dāng)門啟動(dòng)脈沖GSP為H(高)時(shí)，若計(jì)數(shù)信號CNT為H(高)，則CS極性反相用信號Pol的初始狀態(tài)為H，然后，CS極性反相用信號Pol每隔1幀(每當(dāng)門啟動(dòng)脈沖為H時(shí))就使H和L反相。
當(dāng)這樣設(shè)定的CS極性反相用信號Pol輸入到CS信號電路52時(shí)，可以根據(jù)CS反相信號Pol的極性來選擇輸出的CS信號的極性。
如圖15C所示，當(dāng)向CS信號電路52輸入的CS極性反相用信號Pol是圖形A時(shí)，向CS總線CS1(例如，與圖2的副像素SP1連接的CS總線15a)惟一地輸出表示圖形A的極性的CS信號。另一方面，當(dāng)向CS信號電路52輸入的CS極性反相用信號Pol是圖形B時(shí)，向CS總線CS1(例如，與圖2的副像素SP1連接的CS總線15a)惟一地輸出表示圖形B的極性的CS信號。這時(shí)，無論是圖形A還是圖形B，都將使輸出到CS1的CS信號的極性反相后的信號作為CS信號，向另一個(gè)CS總線CS2(與圖2的副像素SP2連接的CS總線15b)輸出。
若這樣構(gòu)成，則由于從電源接通的時(shí)刻到門啟動(dòng)脈沖GSP輸入到極性信號發(fā)生電路54的時(shí)刻為止的時(shí)間不定，所以門啟動(dòng)脈沖GSP為H時(shí)的計(jì)數(shù)信號CNT究竟是H還是L，是隨機(jī)的。因此，是選擇圖形A還是選擇圖形B是隨機(jī)的，被選中的概率也都是1/2。
因此，若長時(shí)間使用具有這種亮度切換電路結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，則從時(shí)間平均來看，2個(gè)模式的顯示時(shí)間相等。
隨機(jī)進(jìn)行亮度切換的上述結(jié)構(gòu)也可以適用于通過切換源極信號電壓的極性來進(jìn)行亮度切換的結(jié)構(gòu)。
下面，對使用了負(fù)型液晶的常黑(normally black)的MVA模式的液晶顯示裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式1)如圖2所示，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置是將1個(gè)像素分割成多個(gè)副像素的結(jié)構(gòu)，是有源矩陣型的液晶顯示裝置。在這里，表示了將1個(gè)像素分割成2個(gè)副像素的例子，但是也可以分割成3個(gè)以上的副像素。
如圖16所示，將副像素SP1是明副像素、副像素SP2是暗副像素的顯示作為圖形A，交換明暗顯示，將副像素SP1是暗副像素、副像素SP2是明副像素的顯示作為圖形B，交互切換圖形A和圖形B。
關(guān)于驅(qū)動(dòng)方法，使用圖17所示的液晶顯示裝置的等效電路和表示各總線電壓的定時(shí)的圖18和圖19進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，按1幀＝16.7ms進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
在圖18所示圖形A中，為副像素SP1是明副像素、副像素SP2是暗副像素的各總線電壓的定時(shí)，在圖19所示圖形B中，為副像素SP1是暗副像素、副像素SP2是明副像素的各總線電壓的定時(shí)。Vg表示柵極電壓，Vs表示源極電壓，Vcs1和Vcs2分別表示副像素SP1和副像素SP2的輔助電容電壓，Vlc1和Vlc2分別表示副像素SP1和副像素SP2的像素電極的電壓。一般地，以不使液晶極化的方式進(jìn)行幀反轉(zhuǎn)、線反轉(zhuǎn)、點(diǎn)反轉(zhuǎn)這樣的交流驅(qū)動(dòng)。
在本實(shí)施方式中，如圖18、圖19所示，在第n幀，施加相對源極電壓的中心值Vsc是正極性的源極電壓Vsp，在下一個(gè)第(n+1)幀，施加相對源極電壓的中心值Vsc是負(fù)極性的源極電壓Vsn，如圖16所示，對每1幀進(jìn)行點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。向CS1和CS2輸入使電壓以振幅電壓Vad振動(dòng)、并使CS1和CS2的相位錯(cuò)開180度的信號。
首先，說明圖18所示的圖形A中的第n幀時(shí)的各信號電壓隨時(shí)間的變化。
在時(shí)刻T1時(shí)，Vg從VgL變成VgH，兩副像素的TFT變成ON狀態(tài)，對副像素SP1、副像素SP2和輔助電容CS1、CS2充電Vsp的電壓。
在時(shí)刻T2時(shí)，Vg從VgH變成VgL，兩副像素的TFT變成OFF狀態(tài)，副像素SP1、副像素SP2和輔助電容CS1、CS2與源極總線電絕緣。此外，緊接其后，由于因寄生電容等影響而產(chǎn)生的牽引現(xiàn)象，在副像素SP1和副像素SP2分別產(chǎn)生引線電壓Vdb和Vdd，各副像素的電壓變成Vlc1＝Vsp-VdbVlc2＝Vsp-Vdd。
關(guān)于引線電壓Vdb和Vdd，將在后面詳細(xì)說明。
此外，這時(shí)，Vcs1＝Vcom-VadVcs2＝Vcom+Vad。
接著，在時(shí)刻T3時(shí)，輔助電容總線CS1的電壓Vcs1從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad，輔助電容總線CS2的電壓Vcs2從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad。這時(shí)，各副像素的像素電壓Vlc1和Vlc2變成Vlc1＝Vsp-Vdb+2*K*VadVlc2＝Vsp-Vdd-2*K*Vad其中，K＝Ccs/(Clc(V)+Ccs)。
在時(shí)刻T4，Vcs1從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad，Vcs2從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad。這時(shí)，副像素電壓Vlc1和Vlc2變成
Vlc1＝Vsp-VdbVlc2＝Vsp-Vdd。
在時(shí)刻T5，Vcs1從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad，Vcs2從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad。這時(shí)，副像素電壓Vlc1和Vlc2變成Vlc1＝Vsp-Vdb+2*K*VadVlc2＝Vsp-Vdd-2*K*Vad然后，接著在Vg＝VgH并進(jìn)行寫入為止，每當(dāng)水平寫入時(shí)間1H的整數(shù)倍時(shí)，Vcs1、Vcs2和Vlc1、Vlc2交替重復(fù)時(shí)刻T4和時(shí)刻T5的動(dòng)作。因此，Vlc1、Vlc2的有效值變成Vlc1＝Vsp-Vdb+K*VadVlc2＝Vsp-Vdd-K*Vad在第n幀中，由于對各副像素的液晶層施加的有效電壓變成V1＝Vsp-Vdb+K*Vad-Vcom (2)V2＝Vsp-Vdd-K*Vad-Vcom (3)因此，副像素SP1變?yōu)槊鞲毕袼兀毕袼豐P2變?yōu)榘蹈毕袼亍?br> 接著，說明圖18的圖形A中的第n+1幀時(shí)的各信號電壓隨時(shí)間的變化。
在第n+1幀中，因?yàn)槭箻O性反轉(zhuǎn)，所以使Vs反相。在時(shí)刻T1時(shí)，Vg從VgL變成VgH，兩副像素的TFT變成ON狀態(tài)，對輔助電容CS1、CS2充電Vsn的電壓。
在時(shí)刻T2，和第n幀一樣，兩副像素的TFT變成OFF狀態(tài)，緊接其后，副像素SP1和副像素SP2分別產(chǎn)生引線電壓Vdb和Vdd，各副像素的電壓變成Vlc1＝Vsn-VdbVlc2＝Vsn-Vdd。
在時(shí)刻T3時(shí)，輔助電容總線CS1的電壓Vcs1從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad，輔助電容總線CS2的電壓Vcs2從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad。這時(shí)，各副像素的像素電壓Vlc1和Vlc2變成Vlc1＝Vsn-Vdb-2*K*VadVlc2＝Vsn-Vdd+2*K*Vad。
在時(shí)刻T4，Vcs1從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad，Vcs2從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad。這時(shí)，副像素電壓Vlc1和Vlc2變成
Vlc1＝Vsn-VdbVlc2＝Vsn-Vdd。
在時(shí)刻T5，Vcs1從Vcom+Vad變化到Vcom-Vad，Vcs2從Vcom-Vad變化到Vcom+Vad。這時(shí)，副像素電壓Vlc1和Vlc2變成Vlc1＝Vsn-Vdb-2*K*VadVlc2＝Vsn-Vdd+2*K*Vad。
然后，和第n幀一樣，Vcs1、Vcs2和Vlc1、Vlc2交替重復(fù)時(shí)刻T4和時(shí)刻T5的動(dòng)作。因此，Vlc1、Vlc2的有效值變成Vlc1＝Vsn-Vdb-K*VadVlc2＝Vsn-Vdd+K*Vad。
由于對第n+1幀的各副像素的液晶層施加的有效電壓變成V1＝Vsn-Vdb-K*Vad-Vcom (4)V2＝Vsn-Vdd+K*Vad-Vcom (5)因此，副像素SP1變成明副像素，副像素SP2變成暗副像素。
對作為+極性的第n幀和作為-極性的第n+1幀的副像素SP1和副像素SP2的像素電極施加的電壓的DC電壓分別變成V1dc＝Vsc-Vdb (6)V2dc＝Vsc-Vdd (7)其中，Vsc是源極電壓的中心值，Vsc＝(Vsp+Vsn)/2。
這里，針對在時(shí)刻T2產(chǎn)生的副像素SP1和副像素SP2的引線電壓Vdb和Vdd進(jìn)行說明。引線電壓如(1)式所示，受液晶電容Clc(V)的影響。當(dāng)加在液晶層上的電壓變化時(shí)，具有介電常數(shù)各向異性的液晶分子的取向變化，因此Clc(V)變化。在時(shí)刻T2，副像素SP1和副像素SP2的各副像素電極的電壓在第n幀是Vsp，在第n+1幀是Vsn，因此，若液晶在ΔT＝T2-T1的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)并完成遷移，則各液晶電容變成Clc1(V)＝Clc2(V)，根據(jù)(1)式，變?yōu)閂db＝Vdd。
但是，因?yàn)橐壕У捻憫?yīng)時(shí)間是msec量級，而VgH的時(shí)間(ΔT)大約是10μsec，非常短，所以在ΔT以內(nèi)液晶不能完成響應(yīng)，在時(shí)刻T2，液晶從T1之前的狀態(tài)幾乎沒有變化。在本實(shí)施方式的圖形A中，因?yàn)楦毕袼豐P1是明副像素、副像素SP2是暗副像素，所以變成Vlc1＞Vlc2，在介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶(即負(fù)型液晶)中，Clc1(V)＞Clc2(V)。因此，即使在時(shí)刻T2，也變成Clc1(V)＞Clc2(V)，根據(jù)(1)式，變?yōu)閂db＜Vdd。
因此，根據(jù)(6)和(7)式，對副像素SP1和副像素SP2的像素電極施加的電壓的DC電壓V1dc和V2dc變?yōu)閂1dc＞V2dc。
若使對置電壓Vcom與對副像素SP1的像素電極施加的電壓的DC電壓V1dc一致，則V1dc＝Vcom＝Vsc-Vdb。
另一方面，因?yàn)閂2dc＜Vcom，所以若繼續(xù)按副像素SP1是明副像素、副像素SP2是暗副像素進(jìn)行顯示，則副像素SP1的漏極電壓的DC電平和對置電平一致，副像素SP2的漏極電壓的DC電平和對置電平不同。
在2幀以上之后，為了切換至圖形B的顯示，如圖19所示，CS的輸入信號的Vcs1、Vcs2的相位都錯(cuò)開180度。這時(shí)，第n幀的Vlc1和Vlc2的有效值變成Vlc1＝Vsp-Vdd-K*VadVlc2＝Vsp-Vdb+K*Vad。
第n+1幀的Vlc1和Vlc2的有效值分別變成Vlc1＝Vsn-Vdd+K*VadVlc2＝Vsn-Vdb-K*Vad。
對作為+極性的第n幀和作為-極性的第n+1幀的副像素SP1和副像素SP2的像素電極施加的電壓的DC電壓分別變成V1dc＝Vsc-Vdd(8)V2dc＝Vsc-Vdb(9)在圖形B中，由于副像素SP1是暗副像素、副像素SP2是明副像素，所以變?yōu)閂lc1＜Vlc2，在負(fù)型液晶中，變?yōu)镃lc1(V)＜Clc2(V)。因此，即使在時(shí)刻T2，也變成Clc1(V)＜Clc2(V)，根據(jù)(1)式，Vdd＞Vdb。
由于對置電壓Vcom＝Vsc-Vdb，所以和V2dc一致。在按副像素SP1是暗副像素、副像素SP2是明副像素進(jìn)行顯示的圖形B中，副像素SP2的漏極電壓的DC電平和對置電平一致，副像素SP1的漏極電壓的DC電平和對置電平不一致。
通過重復(fù)進(jìn)行圖形A和圖形B的顯示，像在圖6中表示漏極電壓的DC電平和對置電壓的關(guān)系那樣，可以防止向1個(gè)副像素持續(xù)施加DC電壓。即使Vcom＝Vsc-Vdd也可以得到同樣的效果。
為了發(fā)揮由像素分割產(chǎn)生的視角改善效果，最好以2幀以上的時(shí)間間隔進(jìn)行圖形A和圖形B的切換。此外，若頻繁進(jìn)行切換，有可能對觀察者產(chǎn)生不舒服的感覺，所以最好避免以幀為單位或以秒為單位進(jìn)行切換。例如，在本實(shí)施方式中，以每1小時(shí)的間隔進(jìn)行切換。當(dāng)然，也可以使用參照圖14、圖15A和圖15B說明的結(jié)構(gòu)，按照上述條件B或C的定時(shí)進(jìn)行模式切換。
(實(shí)施方式2)由于本實(shí)施方式的液晶顯示裝置和在實(shí)施方式1中說明的圖17大致相同的結(jié)構(gòu)，所以省略詳細(xì)的說明。在本實(shí)施方式中，通過切換源極信號的極性進(jìn)行圖16所示的圖形A和圖形B中的明副像素和暗副像素的切換。圖20和圖21表示圖形A和圖形B中的各信號的電壓波形。圖中的附圖標(biāo)記等和實(shí)施方式1相同。在本實(shí)施方式中，和實(shí)施方式1一樣，按1幀＝16.7ms進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
如圖20所示，在圖形A中，在第n幀輸入Vsp的源極信號，在第n+1幀輸入Vsn的源極信號。因此，第n幀的Vlc1和Vlc2的有效值變成Vlc1＝Vsp-Vdb+K*VadVlc2＝Vsp-Vdd-K*Vad。
第n+1幀的Vlc1和Vlc2的有效值變成Vlc1＝Vsn-Vdb-K*VadVlc2＝Vsn-Vdd+K*Vad。
因此，在圖形A中，副像素SP1變成明副像素，副像素SP2變成暗副像素。
如圖21所示，在圖形B中，在第n幀輸入Vsn的源極信號，在第n+1幀輸入Vsp的源極信號。因此，第n幀的Vlc1和Vlc2的有效值變成Vlc1＝Vsn-Vdd+K*VadVlc2＝Vsn-Vdb-K*Vad。
第n+1幀的Vlc1和Vlc2的有效值變成Vlc1＝Vsp-Vdd-K*VadVlc2＝Vsp-Vdb+K*Vad。
因此，在圖形B中，副像素SP1變成暗副像素，副像素SP2變成明副像素。
圖形A中的副像素SP1和副像素SP2的Vlc1和Vlc2的DC電壓是V1dc＝Vsc-VdbV2dc＝Vsc-Vdd，圖形B中的副像素SP1和副像素SP2的Vlc1和Vlc2的DC電壓是V1dc＝Vsc-VddV2dc＝Vsc-Vdb。
其中，Vsc是源極電壓的中心值，Vsc＝(Vsp+Vsn)/2。此外，如在實(shí)施方式1中敘述的那樣，Vdb＜Vdd。
若對置電壓Vcom＝V1dc＝Vsc-Vdb，則在圖形A中，副像素SP1變成最佳對置，副像素SP2偏離最佳對置。當(dāng)切換到圖形B時(shí)，副像素SP1的對置偏離，副像素SP2變成最佳對置。因此，可以防止對一個(gè)副像素持續(xù)施DC電壓。即使Vcom＝V2dc，也能夠得到同樣的效果。
通過使源極的極性反轉(zhuǎn)來進(jìn)行的模式切換，例如可以使用參照圖12和圖13說明的亮度切換電路60來進(jìn)行。
此外，在本實(shí)施方式中，因點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，在每一幀使源極信號的極性反轉(zhuǎn)。若使源極信號的極性反轉(zhuǎn)來進(jìn)行圖形A和圖形B的切換，則僅在圖形切換時(shí)不會(huì)因點(diǎn)反轉(zhuǎn)而引起極性反轉(zhuǎn)。因此，為了不降低防止因點(diǎn)反轉(zhuǎn)而施加DC電壓的效果或防止閃爍的效果，最好不頻繁地進(jìn)行圖形A和圖形B的切換。因此，在本實(shí)施方式中，將切換間隔設(shè)定成30分鐘以上。當(dāng)然，也可以按照上述條件B或C的定時(shí)進(jìn)行切換。
(實(shí)施方式3)如圖22所示，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置是將1個(gè)像素分割成3個(gè)副像素的結(jié)構(gòu)。如圖23所示的等效電路那樣，用1根柵極總線和1根源極總線驅(qū)動(dòng)3個(gè)副像素。和實(shí)施方式1和2一樣，各副像素分別通過CS總線的振幅電壓來改變施加電壓。雖然副像素的個(gè)數(shù)多可以改善視角特性，但是，因?yàn)檫€存在透射率低等弊端，所以最好根據(jù)使用目的而進(jìn)行適當(dāng)選擇。
一般，在像素分割技術(shù)中，每1個(gè)像素的暗副像素的面積比越大，其視角特性就越好，因此，在本實(shí)施方式中，如圖25所示，在圖形A中，副像素SP1是明副像素，副像素SP2和副像素SP3是暗副像素，在圖形B中，副像素SP1和副像素SP3是暗副像素，副像素SP2是明副像素，在圖形C中，副像素SP3是明副像素，副像素SP1和副像素SP2是暗副像素。由于每隔一定的時(shí)間切換明像素和暗像素，所以以2幀以上的間隔，按圖形A、圖形B、圖形C的順序切換顯示。本實(shí)施方式和實(shí)施方式1一樣，按1幀＝16.7ms進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
作為明副像素和暗副像素顯示的切換方法，可以使用使CS信號的相位錯(cuò)開或者使源極電壓反相中的任意一種方法。例如，當(dāng)采用使CS信號的相位錯(cuò)開的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以使用圖24所示的亮度切換電路60C。亮度切換電路60C具有基本上和圖15A所示的亮度切換電路60B相同的結(jié)構(gòu)，只在相位切換電路68能夠向與3個(gè)副像素分別對應(yīng)的3根CS總線輸出極性不同的2種CS信號CSA或CSB這一點(diǎn)上不同。
在本實(shí)施方式中，在到達(dá)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間(計(jì)數(shù)值)之后，通過觸發(fā)輸入來進(jìn)行切換。相位不同的CS信號CSA和CSB通過CS信號發(fā)生電路50，由水平同步信號Hsync和垂直同步信號Vsync生成。該相位不同的2個(gè)CS信號通過相位切換電路68傳送給CS1、CS2或CS3。由該相位切換電路68切換向CS1、CS2和CS3輸出CSA和CSB中的哪一個(gè)CS信號，即進(jìn)行圖形A、圖形B和圖形C的切換。
例如，當(dāng)計(jì)算出的整個(gè)畫面的平均灰度滿足閾值條件時(shí)，輸出進(jìn)行切換的觸發(fā)信號，并輸入給信號發(fā)生電路62b。在由相位切換電路68切換CS信號而從圖形A變更至圖形B顯示時(shí)，向累計(jì)電路64送出信號，在累計(jì)電路64中，結(jié)束圖形A的計(jì)數(shù)，使計(jì)數(shù)器復(fù)位，再開始圖形B的顯示時(shí)間的計(jì)數(shù)。當(dāng)圖形B的計(jì)數(shù)未滿足設(shè)定的計(jì)數(shù)值時(shí)，即使向信號發(fā)生電路62b輸入觸發(fā)信號，也不輸出控制信號。當(dāng)圖形B的計(jì)數(shù)和設(shè)定的計(jì)數(shù)值一致時(shí)，從累計(jì)電路64向信號發(fā)生電路62b送出信號，并等待亮度切換信號。在該等待狀態(tài)下，當(dāng)向信號發(fā)生電路62b輸入觸發(fā)信號時(shí)，亮度切換信號輸入到相位切換電路68，切換CS信號的相位，進(jìn)行圖形C的顯示，同時(shí)，結(jié)束圖形B的計(jì)數(shù)，使計(jì)數(shù)器復(fù)位，并開始圖形C的計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)值變成設(shè)定值之后，利用所輸入的觸發(fā)信號使相位切換電路68動(dòng)作，進(jìn)行向圖形A的切換。這時(shí)，結(jié)束圖形C的計(jì)數(shù)，使計(jì)數(shù)器復(fù)位，并開始圖形A的計(jì)數(shù)。通過反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作，可以將圖形A、圖形B和圖形C的顯示時(shí)間控制在設(shè)定的時(shí)間上。但是，為了發(fā)揮由像素分割帶來的視角改善效果，有必要以每2幀以上的方式進(jìn)行圖形A、圖形B和圖形C的切換，因此，設(shè)定的計(jì)數(shù)值是2幀以上。
在圖26表示各副像素的漏極電壓電平和對置電極的電壓電平。在本實(shí)施方式中，由于暗副像素比明副像素的面積比大，所以為了減小施加DC產(chǎn)生的面積，而將對置電壓調(diào)整到暗副像素的漏極電壓的DC電平上。
在圖形A中，對副像素SP2和副像素SP3是最佳的對置電平，對副像素SP1來說，對置電平偏離，發(fā)生DC成分的施加。當(dāng)切換至圖形B時(shí)，對副像素SP1和副像素SP3是最佳的對置電平，副像素SP2發(fā)生DC成分的施加。當(dāng)切換至圖形C時(shí)，對副像素SP1和副像素SP2是最佳的對置電平，副像素SP3發(fā)生DC成分的施加。通過使這些圖形A～C相互切換，從而可以防止對特定的副像素持續(xù)施加DC成分。
副像素的漏極電壓的DC電平和對置電平的設(shè)定方法不限于上述例子，也可以像圖27那樣設(shè)定。
在圖27表示各副像素的漏極電壓的DC電平和對置電極的電壓電平。這里，當(dāng)將明副像素和暗副像素的漏極電壓的DC電平的差設(shè)為ΔV時(shí)，相對對置電壓，將明副像素的漏極電壓的DC電平設(shè)為+2/3ΔV，相對對置電平，將暗副像素的漏極電壓的DC電平設(shè)為-1/3ΔV。
在圖形A中，對副像素SP1施加+2/3ΔV、對副像素SP2和副像素SP3施加-1/3ΔV的DC。在圖形B，對副像素SP2施加+2/3ΔV、對副像素SP1和副像素SP3施加-1/3ΔV的DC。在圖形C中，對副像素SP3施加+2/3ΔV、對副像素SP1和副像素SP2施加-1/3ΔV的DC電壓。在各副像素SP1、SP2、SP3中通過使圖形A、B、C的顯示時(shí)間相等，可以以時(shí)間平均來抵消DC成分的施加，防止施加DC電壓。
在上述例子中，說明了將各像素分割成2個(gè)或3個(gè)副像素的例子，當(dāng)然，若分割成4個(gè)以上的副像素時(shí)也可以得到本發(fā)明的效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，在具有由多個(gè)副像素構(gòu)成1個(gè)像素的像素分割結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，能夠通過平均化來使在副像素發(fā)生的DC電壓幾乎為零，從而提高液晶顯示裝置的可靠性。本發(fā)明可以提高液晶電視等大畫面液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量和可靠性。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于具有液晶顯示面板，該液晶顯示面板具有液晶層、對所述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，所述像素具有相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓呈現(xiàn)第1亮度的第1副像素和呈現(xiàn)與所述第1亮度不同的第2亮度的第2副像素，源極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的源極相連接的源極總線供給顯示信號電壓；柵極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的柵極相連接的柵極總線供給掃描信號電壓；亮度切換電路結(jié)構(gòu)，在所述第1亮度比所述第2亮度高的第1模式和所述第1亮度比所述第2亮度低的第2模式之間進(jìn)行模式切換。
2.如權(quán)利要求1所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述第1副像素和所述第2副像素分別還具有液晶電容，由對置電極和隔著所述液晶層與所述對置電極相對的副像素電極形成；輔助電容，由與所述副像素電極電連接的輔助電容電極、絕緣層、隔著所述絕緣層與所述輔助電容電極相對的輔助電容對置電極形成；輔助電容對置電壓發(fā)生電路，產(chǎn)生向所述輔助電容對置電極供給的電壓，所述對置電極相對所述第1副像素和所述第2副像素是公共的單一電極，所述輔助電容對置電極對每個(gè)所述第1副像素和所述第2副像素在電氣上獨(dú)立，具有與所述第1副像素和所述第2副像素分別對應(yīng)設(shè)置的2個(gè)開關(guān)元件，所述2個(gè)開關(guān)元件利用向公共的柵極總線供給的掃描信號電壓進(jìn)行通/斷控制，在所述2個(gè)開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，從公共的源極總線向所述第1副像素和所述第2副像素各自具有的所述副像素電極和所述輔助電容電極供給顯示信號電壓，在所述2個(gè)開關(guān)元件變成截止?fàn)顟B(tài)后，所述第1副像素和所述第2副像素各自的所述輔助電容對置電極的電壓發(fā)生變化，由該變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量在所述第1副像素和所述第2副像素中不同，因此，所述第1亮度和所述第2亮度不同。
3.如權(quán)利要求2所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)具有使對所述第1副像素和所述第2副像素各自的所述輔助電容對置電極施加的電壓的相位反相的電路。
4.如權(quán)利要求2所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)具有使分別對所述第1副像素和所述第2副像素供給的顯示信號電壓的相位反相的電路。
5.如權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)相隔輸入圖像信號的2幀以上的時(shí)間間隔進(jìn)行所述模式切換。
6.如權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)還具有對所述模式切換后的經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路，每經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間，就進(jìn)行所述模式切換。
7.如權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于還具有對所述第1模式的動(dòng)作時(shí)間和所述第2模式的動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行累計(jì)的電路，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在所述第1模式的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間和所述第2模式的累計(jì)動(dòng)作時(shí)間之差超過規(guī)定值時(shí)，進(jìn)行所述模式切換。
8.如權(quán)利要求1～7中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在所述第1亮度和所述第2亮度之差超過規(guī)定值時(shí)，進(jìn)行所述模式切換。
9.如權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于還具有求取整個(gè)畫面的平均亮度的電路，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在所述平均亮度的值處在規(guī)定范圍之內(nèi)時(shí)，進(jìn)行所述模式切換。
10.如權(quán)利要求9所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述規(guī)定范圍相當(dāng)于所述第1亮度和所述第2亮度之差/所述第1亮度和所述第2亮度的平均亮度值是最大值的90％以下的灰度。
11.如權(quán)利要求1～10中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)根據(jù)操作者規(guī)定的操作來進(jìn)行所述模式切換。
12.如權(quán)利要求1～11中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)在輸入圖像信號中產(chǎn)生規(guī)定的變化時(shí)進(jìn)行所述模式切換。
13.如權(quán)利要求1～12中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)還具有在滿足規(guī)定的條件時(shí)產(chǎn)生亮度切換信號的亮度切換信號發(fā)生電路，所述亮度切換電路結(jié)構(gòu)根據(jù)所述亮度切換信號進(jìn)行所述模式切換。
14.如權(quán)利要求13所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述亮度切換信號發(fā)生電路具有根據(jù)不同的條件分別產(chǎn)生觸發(fā)信號的多個(gè)觸發(fā)信號發(fā)生電路、和基于從所述多個(gè)觸發(fā)信號發(fā)生電路輸出的所述多個(gè)觸發(fā)信號產(chǎn)生所述亮度切換信號的信號發(fā)生電路。
15.如權(quán)利要求1～14中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述模式切換通過隨機(jī)選擇所述第1模式和所述第2模式來進(jìn)行。
16.如權(quán)利要求1～14中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述模式切換通過強(qiáng)制地從所述第1模式切換到所述第2模式或從所述第2模式切換到所述第1模式來進(jìn)行。
17.如權(quán)利要求1～16中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述第1副像素和所述第2副像素的面積大致相等。
18.如權(quán)利要求1～16中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述像素還具有第3副像素。
19.一種液晶顯示裝置，其特征在于具有液晶顯示面板，該液晶顯示面板具有液晶層、對所述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，所述像素具有多個(gè)副像素，該多個(gè)副像素包括相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓以相互不同的亮度進(jìn)行顯示的2個(gè)副像素；源極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的源極相連接的源極總線供給顯示信號電壓；柵極驅(qū)動(dòng)電路，向與所述晶體管的柵極相連接的柵極總線供給掃描信號電壓；亮度切換電路結(jié)構(gòu)，在所述多個(gè)副像素中亮度最高的副像素在像素內(nèi)的位置相互不同的多個(gè)模式之間進(jìn)行模式切換。
20.如權(quán)利要求19所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)副像素分別還具有液晶電容，由對置電極和隔著所述液晶層與所述對置電極相對的副像素電極形成；輔助電容，由與所述副像素電極電連接的輔助電容電極、絕緣層、隔著所述絕緣層與所述輔助電容電極相對的輔助電容對置電極形成；輔助電容對置電壓發(fā)生電路，產(chǎn)生向所述輔助電容對置電極供給的電壓，所述對置電極相對所述多個(gè)副像素是公共的單一電極，所述輔助電容對置電極對每個(gè)所述多個(gè)副像素在電氣上獨(dú)立，具有與所述多個(gè)副像素分別對應(yīng)設(shè)置的多個(gè)開關(guān)元件，所述多個(gè)開關(guān)元件利用向公共的柵極總線供給的掃描信號電壓進(jìn)行通/斷控制，在所述多個(gè)開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，從公共的源極總線向所述多個(gè)副像素各自具有的所述副像素電極和所述輔助電容電極供給顯示信號電壓，在所述多個(gè)開關(guān)元件變成截止?fàn)顟B(tài)后，所述多個(gè)副像素各自的所述輔助電容對置電極的電壓發(fā)生變化，由該變化的方向和變化的大小規(guī)定的變化量在所述兩個(gè)副像素中不同，因此，所述兩個(gè)副像素的亮度相互不同。
21.如權(quán)利要求19或20所記載的液晶顯示裝置，其特征在于在所述多個(gè)副像素中，最高亮度的副像素和最低亮度的副像素的面積相互大致相等。
22.如權(quán)利要求19～21中任意一項(xiàng)所記載的液晶顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)副像素各自的面積大致相等。
23.一種驅(qū)動(dòng)方法，該驅(qū)動(dòng)方法是液晶顯示面板的驅(qū)動(dòng)方法，該液晶顯示面板具有液晶層、對所述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，所述像素具有相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓呈現(xiàn)第1亮度的第1副像素和呈現(xiàn)與所述第1亮度不同的第2亮度的第2副像素，其特征在于包括在所述第1亮度比所述第2亮度高的第1模式和所述第1亮度比所述第2亮度低的第2模式之間進(jìn)行模式切換的工序。
24.一種驅(qū)動(dòng)方法，該驅(qū)動(dòng)方法是液晶顯示面板的驅(qū)動(dòng)方法，該液晶顯示面板具有液晶層、對上述液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，上述像素具有多個(gè)副像素，該多個(gè)副像素包括相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓以相互不同的亮度進(jìn)行顯示的2個(gè)副像素，其特征在于包含在上述多個(gè)副像素中亮度最高的副像素在像素內(nèi)的位置相互不同的多個(gè)模式之間進(jìn)行模式切換的工序。
25.如權(quán)利要求23或24所記載的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于相隔輸入圖像信號的2幀以上的時(shí)間間隔進(jìn)行所述模式切換。
26.如權(quán)利要求23～25中任意一項(xiàng)所記載的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于所述模式切換通過隨機(jī)選擇所述第1模式和所述第2模式來進(jìn)行。
27.如權(quán)利要求23～25中任意一項(xiàng)所記載的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于所述模式切換通過強(qiáng)制地從所述第1模式切換到所述第2模式、或者從所述第2模式切換到所述第1模式來進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明的液晶顯示裝置具有液晶顯示面板10，該液晶顯示面板10具有液晶層、對液晶層施加電壓的多個(gè)電極、和亮度根據(jù)經(jīng)由晶體管供給的顯示信號電壓而變化的像素，像素具有相對所供給的至少1個(gè)顯示信號電壓呈現(xiàn)第1亮度的第1副像素和呈現(xiàn)與第1亮度不同的第2亮度的第2副像素；源極驅(qū)動(dòng)電路40，向與晶體管的源極相連接的源極總線供給顯示信號電壓；柵極驅(qū)動(dòng)電路30，向與晶體管的柵極相連接的柵極總線供給掃描信號電壓；亮度切換電路結(jié)構(gòu)60，在第1亮度比第2亮度高的第1模式和第1亮度比第2亮度低的第2模式之間進(jìn)行模式切換。因此，能夠提高具有像素分割結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置的可靠性。
文檔編號G09G3/20GK101053009SQ20058003790
公開日2007年10月10日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者入江健太郎, 下敷領(lǐng)文一 申請人:夏普株式會(huì)社