專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以周期性反轉的極性驅動配置成實質上矩陣形的多個像素的液晶顯示裝置，尤其涉及以非視頻信號和視頻信號作為像素電壓周期性地寫入到多個液晶像素的各像素中的液晶顯示裝置。
背景技術：
近年來，小型游戲機、便攜PC、或手機等裝入液晶板的可移動產品正在快速普及。
液晶顯示板一般是將液晶層夾持在陣列基板和對向基板之間的構造。液晶顯示板為有源矩陣型時，陣列基板具有配置成實質上矩陣形的多個像素電極；沿多個像素電極的行配置的多條柵極線；沿多個像素電極的列配置的多條源極線；以及配置在多條柵極線和多條源極線的交義位置附近的多個開關元件。將多條柵極線連接到驅動這些柵極線的柵極驅動器，將多條源極線連接到驅動這些源極線的源極驅動器，柵極驅動器與源極驅動器由控制電路所控制。各開關元件由例如薄膜晶體管(TFT)構成，由柵極驅動器驅動對應柵極線時就導通，由源極驅動器設定于對應源極線上的像素電壓便施加到對應像素電極上。在對向基板中，設定共同電極使對著配置在陣列基板上的多個像素電極。一對像素電極和共同電極與位于這些電極間的液晶層的一部分、即像素區(qū)域一起構成液晶像素。像素的驅動電壓是施加在像素電極上的像素電壓與施加在共同電極上的共同電壓之差，在開關元件成為非導通后也保持在像素電極和共同電極之間。利用該驅動電壓對應的電場來設定像素區(qū)域內的液晶分子排列，控制像素的透過率。驅動電壓的極性反轉通過以共同電壓為基準使像素電壓為周期性逆極性來實現，使電場方向反轉來阻止液晶層內液晶分子的普遍存在現象。
在移動產品中，為使作為電源的電池能長時期工作，有必要降低背光和驅動電路的電耗。另外，如用TN液晶那種響應速度慢的液晶制品時，因動態(tài)圖像看起來模糊，故不能得到良好的動態(tài)圖像觀看性。因此，除降低電耗外還要求顯示品質的提高。
在大型液晶電視等的領域中，正在采用具有動態(tài)圖像顯示所必要的高速液晶響應性的OCB(光學補償的彎曲)模式的液晶顯示板。這種液晶顯示板使液晶分子的取向狀態(tài)事先從噴射取向預轉移到彎曲取向進行顯示動作，但這種彎曲取向狀態(tài)在經過長時間不加電壓狀態(tài)中，或接近于這種狀態(tài)的狀態(tài)繼續(xù)時，就會逆轉移到噴射取向。在這種液晶顯示板中，為防止向噴射取向的逆轉移，采用黑插入驅動(參照特開2002-202491號公報)。這時，驅動液晶顯示板，使以例如一幀期間中的80％左右進行視頻信號顯示，以一幀的其余20％左右進行驅動電壓為最大的黑顯示(非視頻信號顯示)。另外，這種黑插入驅動，由于動態(tài)圖像顯示中模擬地做成接近于CRT的脈沖型的輝度響應，為使觀察者視覺產生的視網膜殘像清晰，平滑地看到物體的運動，是有效的。因此，黑插入驅動作為飛躍地提高動態(tài)圖像可觀看性的技術而引入注目。
在黑插入驅動的顯示板中，例如，對各像素電極施加像素電壓的寫入，在一幀期間內進行2次，作為黑插入寫入和視頻信號寫入。圖15示出對黑插入寫入用和視頻信號寫入用依次驅動柵極線Y1，Y2，Y3，…的時刻。在該黑插入驅動例中，作為黑插入掃描，柵極驅動器利用視頻信號的1水平掃描期間(1H)的前半部分，依次驅動柵極線Y1，Y2，Y3，…，而作為信號寫入掃描，利用視頻信號的1水平掃描期間(1H)的后半部分，依次驅動柵極線Y1，Y2，Y3，…。源極驅動器在1水平掃描期間(1H)的前半部分，驅動全部源極線，使黑插入的像素電壓Vs寫入例如1行的像素中，而在1水平掃描期間(1H)的后半部分，驅動全部源極線，使視頻信號的像素電壓Vs分別寫入另1行的像素中。這時，各像素的黑插入期間，等于從黑插入掃描至信號掃描的期間。
這里，對源極驅動器的電耗進行考察。圖16表示不進行黑插入的從來的驅動中得到的掃描圖形和源極線電位波形，圖17表示進行黑插入的從來的驅動中得到的掃描圖形和源極線電位波形。掃描圖形的縱軸表示液晶顯示板中被驅動的柵極線對應的垂直掃描位置，橫軸表示作為垂直掃描位置的掃描時刻的時間。
圖16中，例如將點反轉(或行反轉)驅動用于液晶顯示板時，設定源極線為每1水平掃描期間(1H)極性反轉的像素電壓對應的電位。由于源極驅動器在每1水平掃描期間以共同電壓為基準用逆極性充電源極線，故在時間軸上積分充電電流的電耗非常之大。因此，當把點反轉(或行反轉)驅動變更為列反轉(或幀反轉)驅動時，源極驅動器便在每1幀期間以逆極性充電源極線。1幀期間顯著地長于1水平掃描期間，因此，在時間軸上積分充電電流的電耗與點反轉(或行反轉)相比得以大幅度降低。
另一方面，圖17中，當在點反轉(或行反轉)驅動中進行黑插入時，源極驅動器與上述情況相同，在每1水平掃描期間以逆極性充電源極線。因每1水平掃描期間以共同電壓為基準逆極性地設定像素電壓，故在時間軸上積分充電電流的電耗非常大。另外，當在列反轉(或幀反轉)驅動中進行黑插入時，雖然在比1水平掃描期間顯著長的每1幀期間逆極性地設定像素電壓，但特別是在黑插入掃描與信號寫入掃描重疊期間中，隨著在每1/2水平掃描期間以共同電壓為基準的電壓反轉，像素電壓在黑電平與視頻電平之間移動，因此，在列反轉(或幀反轉)驅動中，不能像不進行黑插入時那樣大幅度地降低在時間軸上積分充電電流的電耗。
從以上考察可知，為了提高動態(tài)圖像觀看性而導入黑插入驅動時，對電耗限制較緩的大型液晶電視等制品的導入是容易的，但對電耗限制嚴厲的便攜制品的導入是困難的。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述的問題而作，其目的在于提供能維持少的電耗并提高顯示品質的液晶顯示裝置。
根據本發(fā)明提供的液晶顯示裝置，具備配置成實質上矩陣形的多個液晶像素；以非視頻信號和視頻信號作為像素電壓，周期性地寫入多個液晶像素的各像素的驅動器電路；以及控制電路，該控制電路用來設定第1期間和跟第1期間不同長度的第2期間，使得合計的時間長度不超過1幀期間，并且控制驅動器電路，使得在第1期間內進行對所述多個液晶像素的非視頻信號的寫入，在第2期間內進行對所述多個液晶像素的視頻信號的寫入。
在這種液晶顯示裝置中，沒有因非視頻信號寫入與視頻信號寫入的重疊而引起的極性反轉的重復，能降低電耗。而且，也可能為使非視頻信號顯示對視頻信號顯示的比率最佳化，互相調整第1期間和第2期間的長度。從而，能維持少的電耗，并提高顯示品質。


圖1概略地示出本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置的電路構成圖；圖2為說明圖1所示的液晶顯示裝置動作的圖；圖3為說明本發(fā)明的第2實施形態(tài)的液晶顯示裝置動作的圖；圖4為說明本發(fā)明的第3實施形態(tài)的液晶顯示裝置動作的圖；圖5為說明圖4所示的動作中液晶響應慢時產生橫條的原因的圖；圖6示出適用于本發(fā)明的第4實施形態(tài)的液晶顯示裝置的多個像素電極與多條柵極線的連接關系圖；圖7示出本發(fā)明的第5實施形態(tài)的液晶顯示裝置的動作中得到的掃描圖形和源極線電位波形圖；圖8示出統(tǒng)計全體被檢測人員得到有關第1和第2實施形態(tài)中在提高幀頻狀態(tài)下的閃爍數的回答的結果圖；圖9示出本發(fā)明的第6實施形態(tài)的液晶顯示裝置的驅動定時圖；圖10為說明圖9所示的第1期間與第2期間的重疊部分中以1水平周期單位交替進行黑插入掃描和信號寫入掃描用圖；圖11為如圖9和圖10所示那樣實施定時控制的液晶顯示裝置的框圖；圖12為說明由圖11所示的第1和第2幀存儲器產生的信號轉送形式用圖；圖13示出在黑插入掃描和信號寫入掃描中圖11所示的各柵極線多次被驅動的例圖；圖14示出在以數個水平周期范圍的間隔中圖11所示的各柵極線多次被驅動的例圖；圖15示出對黑插入寫入用和視頻信號寫入用依次驅動多條柵極線的定時圖；圖16示出不進行黑插入的從來的驅動中得到的掃描圖形和源極線電位的波形圖；
圖17示出在進行黑插入時的從來的驅動中得到的掃描圖形和源極線電位的波形圖。
具體實施例方式
實施形態(tài)1以下，參照

本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置。圖1概略地示出該液晶顯示裝置的電路構成。液晶顯示裝具備OCB模式的液晶顯示板DP；照明顯示板DP的背光BL；以及控制顯示板DP和背光BL的顯示控制部CNT。液晶顯示板DP是在一對電極基板即陣列基板1和對向基板2之間夾持液晶層3的結構。液晶層3含有例如為正常白顯示動作預先從噴射取向轉移到彎曲取向的液晶作為液晶材料。從彎曲取向到噴射取向的逆轉移，通過將對應于黑顯示的驅動電壓周期性地施加到液晶層3上得以阻止。
陣列基板1具有實質上矩陣形地配置在例如玻璃等的透明絕緣基板上的多個像素電極PE；沿多個像素電極PE的行配置的多條柵極線Y(Y1～Ym)；沿多個像素電極PE的列配置的多條源極線X(X1～Xn)；以及配置在這些柵極線Y和源極線X的交義位置近旁的、在經各自對應的柵極線Y驅動時在對應的源極線X和對應的像素電極PE間導通的多個像素開關元件W。各像素開關元件W例如由薄膜晶體管構成，薄膜晶體管的柵極連接柵極線Y，源-漏通路連接在源極線X和像素電極PE之間。
對向基板2包含配置在例如玻璃基板等的透明絕緣基板上的紅、綠、藍的著色層構成的彩色濾色片、以及與多個像素電極PE對向配置在彩色濾色片上的共同電極CE。各像素電極PE和共同電極CE在光透過型顯示器情況中由例如ITO等的透明電極材料構成，互相平行地分別用摩擦處理的取向膜覆蓋，與對應于來自像素電極PE和共同電極CE的電場的液晶分子排列控制的液晶層3的一部分即像素區(qū)域一起，構成OCB液晶像素PX。
多個OCB液晶像素PX具有由像素電極PE；共同電極CE；以及與夾持在像素電極PE和共同電極CE之間的液晶層3構成的液晶電容CLC。多條輔助電容線C1～Cm與各自對應行的液晶像素PX的像素電極PE電容耦合，構成輔助電容Cs。
顯示控制部CNT為對行單位導通多個開關元件W，進一步具備控制電路5，該控制電路5控制柵極驅動器YD；源極驅動器；以及和背光驅動部(變換器)LD，其中柵極驅動器YD依次驅動多條柵極線Y1～Ym；源極驅動器XD在各行的開關元件W由對應柵極線Y的驅動而導通期間中，將像素電壓Vs分別輸出到多條源極線X1～Xn；背光驅動部LD驅動背光BL。
構成控制電路5，使得通過在電源接通時共同電壓com變化，較大的驅動電壓施加到液晶層3，來進行使液晶分子從噴射取向轉移到彎曲取向的初始化處理?？刂齐娐?，根據外部信號源SS輸入的同步信號，將發(fā)生的控制信號CTY輸出到柵極驅動器YD，根據外部信號源SS輸入的同步信號，將發(fā)生的控制信號CTX；以及將從外部信號源SS輸入的視頻信號或黑插入用非視頻信號輸出到源極驅動器XD，而且對對向基板CT的共同電極CE，輸出施加到對向電極CE的共同電壓Vcom。在控制電路中，根據外部信號源SS輸入的同步信號，在1幀期間內設定第1期間；以及與該第1期間長度不同的、不與第1期間重復的第2期間。第1期間用來對多個液晶像素PX輸入非視頻信號作為黑插入，第2期間用來對多個液晶像素PX輸入視頻信號。第1期間和第2期間的合計時間長度等于1幀期間。
柵極驅動器YD利用控制信號CTY的控制，在第1期間中依次驅動多條柵極線Y1～Ym，使得依次選擇多個液晶像素PX的行作為黑插入掃描，在接著第1期間的第2期間中，依次驅動多條柵極線Y1～Ym，使得依次選擇多個液晶像素PX的行作為視頻信號寫入掃描。另一方面，源極驅動器XD通過在第1期間中柵極線Y1～Ym的各線被驅動期間輸出1行的非視頻信號作為黑電平的像素電壓Vs，而在第2期間中柵極線Y1～Ym的各線被驅動期間輸出1行的視頻信號作為視頻電平的像素電壓Vs，來并列地驅動多條源極線X1～Xn。經對應像素開關元件W，將1行的像素電壓Vs施加到選擇行的液晶像素PX。這里，對全體液晶像素PX的像素電壓Vs，在幀反轉驅動情況中全體像素列被設定為相同極性。為防止閃爍的影響，在列反轉驅動情況中，對每像素列以共同電壓為基準設定為逆極性。另外，對全體液晶像素PX的像素電壓Vs，為防止液晶材料的劣化，對每幀期間以共同電壓為基準使極性反轉。
液在該晶顯示裝置中，通過控制電路5產生的控制，利用各水平掃描期間的前半部分依次進行對全體液晶像素PX的黑插入寫入，同時，利用各水平掃描期間的后半部分依次進行對全體液晶像素PX的視頻信號寫入，與控制柵極驅動器YD和源極驅動器XD使交替地重復黑插入寫入與視頻信號寫入的從來的方式不同。也就是說，控制電路5如圖2所示那樣，利用第1期間依次進行對全體液晶像素PX的黑插入寫入，利用接著第1期間的第2期間依次進行對全體液晶像素PX的視頻信號寫入。即，控制柵極驅動器YD和源極驅動器XD使不交替重復黑插入寫入與視頻信號寫入。這時，如圖2所示，源極線電位至少在黑插入掃描中不變化。圖2中，畫出源極線電位在信號寫入掃描中也不變化，但依存于每個像素不同的視頻信號的像素電壓電平。而且，在該信號寫入掃描中，源極線電位也不隨極性反轉而變化。因此，能兼得由黑插入驅動產生的動態(tài)圖像觀看性的提高與電耗的降低。
另外，使第1期間和第2期間的合計時間長度不超過1幀期間是必要的，但作為黑插入率，第1期間的時間長度對1幀期間的時間長度的比率，是可以任意變更的。也可設定使分別分配第1期間和第2期間為1幀期間的前半和后半部分。這時的黑插入率為50％。另外，由于構成控制電路5，使得由自身決定第1期間和第2期間的長度，故在黑插入掃描和信號寫入掃描各自等于1/4幀期間的情況下，黑插入率能在25％至75％的范圍中適當可變。黑插入掃描與信號寫入掃描的掃描期間雖然可讓其各不相同，但電路構成上希望使其相同。另外，為增大黑插入率的可變幅度，希望黑插入掃描與信號寫入掃描的掃描期間短一些，為1/4幀期間以下。
為有效地防止逆轉移，也可結合使用環(huán)境的溫度變化來變更黑插入率，也不妨結合環(huán)境照度來加以變更。
圖2中，設定第1期間為1幀期間的1/4(25％)左右的長度，設定第2期間為1幀期間的其余3/4(75％)左右的長度。黑插入掃描與信號寫入掃描的掃描速度是相同的，黑插入掃描在第1期間(1/4幀期間)內完成，信號寫入掃描在連接第1期間的第2期間中最初的1/3(1幀期間的1/4即1/4幀期間)左右的期間中完成。第2期間中的其余2/3(1幀期間的2/4即2/4幀期間)中，各液晶像素PX中繼續(xù)保持視頻電平的像素電壓Vs。順便說一下，雖然信號寫入掃描在緊接第1期間之后開始，但利用黑插入掃描寫入到各行液晶像素PX的黑電平像素電壓Vs，被保持直至利用信號寫入掃描將視頻電平的像素電壓Vs寫入對應行的液晶像素PX的期間。另外，雖然下一次黑插入掃描在緊接第2期間之后開始，但利用信號寫入掃描寫入到各行液晶像素PX的視頻電平的像素電壓Vs，被保持直至利用黑插入掃描將黑電平像素電壓Vs寫入對應行的液晶像素PX的期間。
上述的第1期間(＝25％)和第2期間(＝75％)的關系只不過是一例，通過使第1期間比第2期間更短，可得到更高的光利用效率。
另外，為了使黑插入掃描與信號寫入掃描各自在1幀期間的1/4(25％)左右的期間完成，有必要使掃描速度為從來的4倍。因此，作為像素開關元件W，通過使用例如多晶硅(p-Si)薄膜晶體管等，能不降低口徑率，并能對應掃描速度的快速寫入。另外，由于兼顧到掃描速度，與適用于高析像度的液晶顯示板相比，更容易適用于便攜制品中使用的析像度(掃描線數500條以下)的液晶顯示板。
在上述的實施形態(tài)中，雖然列反轉驅動和幀反轉驅動中哪一種都可適用，但從電耗的觀點看，幀反轉驅動較為有利。
幀反轉驅動有利的理由如下。
1)一般在點反轉用或列反轉用的源極驅動器中，源極線負荷的充放電所必要的電力以外的電耗(靜態(tài)電力)比行反轉或幀反轉用的源極驅動器來得大。
2)幀反轉中，各幀期間對全體像素列的像素電壓的極性是相同的。另外，通過對像素電壓Vs組合使共同電壓Vcom變化的共同反轉，能降低驅動器動作所必要的電壓振幅，降低源極驅動器的電耗。
在僅作幀反轉時，雖然從顯示品質方面來看不好的閃爍往往顯著，但能通過調整幀頻等來解決。又，幀反轉的時刻，不一定是每幀期間都必要，因與閃爍的關系也不妨是每數幀期間。
另外，作為點反轉(或行反轉)與列反轉(或幀反轉)的折衷，也可采用每k像素行(k＝2，3，4，5，6，…)使極性反轉的驅動方式。這種驅動方式，雖不能期待像純粹列反轉(或幀反轉)那樣的電耗降低效果，但具有能降低閃爍的優(yōu)點。但是在緊接極性反轉之后的像素行，因像素電壓的寫入特性與其他像素行有所不同，在顯示畫面上有出現橫條的擔心。為此，希望調整緊接極性反轉之后的像素行的像素電壓。
在本實施形態(tài)中，沒有因對全體像素PX的非視頻信號(黑電平的像素電壓Vs)的寫入與對全體像素PX的視頻信號(視頻電平的像素電壓Vs)的寫入之間的重疊產生的極性反轉的重復，因此能降低電耗。另外，為了使非視頻信號顯示對視頻信號顯示的比率最佳化，也可互相調整第1期間和第2期間的長度。從而，能維持少的電耗，并提高顯示品質。
實施形態(tài)2下面，說明本發(fā)明的第2實施形態(tài)的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置除下述的事項外，構成與第1實施形態(tài)相同。圖3示出該液晶顯示裝置的動作中得到的掃描圖形和源極線電位波形。以下的說明中，用相同的標號表示與圖1相同的構造部分，并省略詳細的說明。
在這種液晶顯示裝置中，控制電路5同步于液晶顯示板DP側的動作，控制背光驅動部LD，使得點亮熄滅背光BL。具體地說，設定第1期間為1幀期間的1/4(25％)左右的長度，設定第2期間為1幀期間的其余3/4(75％)左右的長度。然后黑插入掃描匯總地進行，在1/4幀期間將非視頻信號(黑電平的像素電壓Vs)施加到全體液晶像素PX上。在連接第1期間的第2期間的最初的1/3(1幀期間的1/4即1/4幀期間)左右的期間進行信號寫入掃描，施加與液晶像素PX各自對應的視頻信號。然后在第2期間中的其余2/3(1幀期間的2/4即2/4幀期間)中各液晶像素PX中繼續(xù)保持視頻電平的像素電壓Vs。然后，在對應于全體液晶像素PX保持視頻電平的像素電壓Vs期間即2/4幀期間，點亮背光BL，此外的期間即黑插入掃描和信號寫入掃描的期間，熄滅背光BL。
這樣的控制，有如下優(yōu)點。
1)因在全體液晶像素PX保持視頻電平的像素電壓Vs之后點亮背光BL，故能改善背光BL的光利用效率。時間上的光利用效率在圖2所示的動作中為75％，在圖3所示的動作中實質上為100％。
2)圖3所示的動作僅使背光BL熄滅的1幀期間的50％畫面為黑顯示，僅使1幀期間的其余50％畫面為視頻信號顯示。這時的輝度分布，較之圖2所示動作那樣僅1幀期間的25％畫面為黑顯示，其余的75％畫面為視頻信號顯示的情況，更接近于脈沖型，能提高動態(tài)圖像觀看性。該動態(tài)圖像觀看性以MPRT(動態(tài)圖像響應時間)作為指標來表示，該MPGT減少了。
3)背光BL的點亮期間，因不進行信號寫入掃描，故不必使源極線電位變化，因此可事先規(guī)定為一定值。從而，即便在列反轉或幀反轉驅動時，也幾乎不發(fā)生因源極線X和像素電極PE間的電容耦合或薄膜晶體管內的截止漏電流引起的縱向交擾、輝度傾斜那樣的問題。
4)因背光BL在黑插入掃描和信號寫入掃描的期間中熄滅，故沒有必要要求黑插入掃描和信號寫入掃描的掃描速度相同。因此，有可能如圖3所示那樣對全體液晶像素PX匯總地進行黑插入掃描，與之相對，為寫入視頻電平的像素電壓Vs確保充足的時間，進行信號寫入掃描。這樣一來，提高了視頻電平的像素電壓Vs的寫入特性。順便說，圖2所示的動作中，由于背光BL處于常時點亮狀態(tài)，在黑插入掃描和信號寫入掃描不以相同速度進行時，幀期間內的信號顯示期間隨畫面內的場所而異，存在被觀察到輝度傾斜的擔心，但本實施形態(tài)中不存在這樣的問題。
根據本實施形態(tài)，可取信號寫入掃描的掃描期間為1/4幀期間，因此，黑插入率在25％至75％范圍中可適當變化。而且，為有效防止逆轉移，也可結合使用環(huán)境的溫度變化來變更黑插入率，也不妨結合環(huán)境照度來加以變更。
實施形態(tài)3下面，說明本發(fā)明的第3實施形態(tài)的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置除下述事項外，構成與第1和第2實施形態(tài)相同。圖4示出該液晶顯示裝置的動作中得到的掃描圖形和源極線電位波形。以下的說明中，用相同的標號表示與圖1相同的構造部分，并省略詳細的說明。
在這種液晶顯示裝置中，控制電路5與第2實施形態(tài)相同，同步于液晶顯示板DP側的動作，控制背光驅動部LD使點亮熄滅背光BL。即，對應于全體液晶像素PX保持視頻電平的像素電壓Vs的狀態(tài)的期間即2/4幀期間，使背光BL點亮，此外的期間即黑插入掃描和信號寫入掃描的期間熄滅背光BL?？刂齐娐?進一步控制柵極驅動器YD和源極驅動器XD，使至少劃分多個液晶像素PX的行為第1和第2組，對應于這些組重復進行黑插入掃描和信號寫入掃描。這里，劃分多個液晶像素PX為由1，3，5，7，…行的液晶像素PX構成的奇數行組與由2，4，6，8，…行的液晶像素PX構成的偶數行組，黑插入掃描和信號寫入掃描各自分2次進行。
利用這種控制，柵極驅動器YD在第1期間中為選擇多個液晶像素PX的奇數行作為奇數行黑插入掃描，成批驅動奇數號的柵極線Y1，Y3，Y5，…，而且為選擇多個液晶像素PX的偶數行作為偶數行黑插入掃描，成批驅動偶數號的柵極線Y2，Y4，Y6，…。源極驅動器XD在由奇數行黑插入掃描成批驅動柵極線Y1，Y3，Y5，…期間，輸出1行的非視頻信號作為黑電平像素電壓Vs，在由偶數行黑插入掃描成批驅動柵極線Y2，Y4，Y6，…期間，輸出1行的非視頻信號作為使與對奇數行的液晶像素PX的黑電平的像素電壓Vs逆極性的黑電平像素電壓Vs。
另外，柵極驅動器YD在連接第1期間的第2期間中為依次選擇多個液晶像素PX的奇數行作為奇數行信號寫入掃描，依次驅動奇數號柵極線Y1，Y3，Y5，…，而且為依次選擇多個液晶像素PX的偶數行作為偶數行信號寫入掃描，依次驅動偶數號的柵極線Y2，Y4，Y6，…。源極驅動器XD在由奇數行信號寫入掃描驅動各柵極線Y1，Y3，Y5，…期間，輸出1行的視頻信號作為視頻電平的像素電壓Vs，在由偶數行信號寫入掃描驅動各柵極線Y2，Y4，Y6，…期間，輸出1行的視頻信號作為使與對奇數行的液晶像素PX的視頻電平的像素電壓Vs逆極性的視頻電平像素電壓Vs。
在這樣的動作中，以每1水平掃描期間(1H)不使源極線電位的極性變化這一點來近似列反轉或幀反轉驅動的形式，模擬的進行點或行反轉是可能的。
因此，本實施形態(tài)中，能降低伴隨著源極線X的充放電的電耗，同時抑制閃爍。第1實施形態(tài)的說明中幀反轉驅動在電耗降低方面比列反轉驅動更有利，但也說到易受閃爍的影響。與此相對，如本實施形態(tài)那樣，除了與第2實施形態(tài)同樣的背光BL的點亮熄滅外，通過采用將黑插入掃描和信號寫入掃描分別分為2次的方式，能得到由模擬的行反轉顯示產生的顯著的閃爍抑制效果。
又，不限于上述的奇數和偶數行分組，也可以將多個液晶像素PX的行以2行單位劃分為由1，2，5，6，9，10，…行的液晶像素PX構成的第1組和由3，4，7，8，11，12，…行的液晶像素PX構成的第2組，進行2次掃描。另外，也可以劃分為由1，4，7，…行的液晶像素PX構成的第1組，由2，5，8，…行的液晶像素PX構成的第2組，由3，6，9，…行的液晶像素PX構成的第3組，進行3次掃描。
可是，第3實施形態(tài)雖然兼有電耗降低與閃爍抑制的優(yōu)點，但因極低溫等液晶響應變慢時容易發(fā)生橫條。該橫條發(fā)生于圖5所示的情況。當注意到例如第1行(奇數行)與每2行(偶數行)的液晶像素PX時，相對于這些像素PX的寫入開始時刻偏移奇數行信號寫入掃描與偶數行信號寫入掃描的時間差。這里，當液晶的響應慢時，像素透過率的遷移未在背光BL的點亮前結束，奇數行的像素PX與偶數行的像素PX之間產生透過率差異，此差異產生的輝度差便作為橫條被觀察到。為不使這種輝度差顯目，考慮使背光BL的點亮時刻比掃描完畢的時刻晚一些。然而，這時由于全體畫面的亮度降低，故希望事先提高背光BL的輝度。
實施形態(tài)4下面，說明本發(fā)明的第4實施形態(tài)的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置除下述事項外，構成與第1實施形態(tài)相同。圖6示出該液晶顯示裝置適用的多個像素電極PE與多個柵極線Y的連接關系。以下的說明中，用相同的標號表示與圖1相同的構造部分，并省略詳細的說明。
在這種液晶顯示裝置中，控制電路5與第3實施形態(tài)的情況相同，同步于液晶顯示板DP側的動作，控制背光驅動部LD使點亮熄滅背光BL，進一步控制柵極驅動器YD和源極驅動器XD，使至少劃分多個液晶像素PX的行為第1和第2組，對應于這些組重復進行黑插入掃描和信號寫入掃描。與第3實施形態(tài)不同，成為像素電極PE用的開關元件W的柵極連接端的柵極線Y在鄰接列間使上下相反。當這種構成時，在將分為奇數行組和偶數行組進行隔行掃描合并用于像素電壓Vs的極性在全體列中為相同的幀反轉驅動的情況中，在分別掃描前半和后半部分中，上下分開驅動奇數行的像素PX和偶數行的像素PX。就是說，即使假設存在因液晶響應慢引起輝度差，也因與橫條形相比成為不易顯目的方格形的明暗輝度圖形，故能提高顯示品質。
這種方式，進行接近于對源極驅動器XD的靜態(tài)電力和隨著源極線X的充電的電耗最為有利的幀反轉的驅動，同時實現最能抑制閃爍的點反轉顯示，因此是極優(yōu)的方式。這里，不限于各像素電極PE對開關元件W的柵極連接端反轉1列單位，例如也可以反轉2列單位或3列單位。
實施形態(tài)5下面，說明本發(fā)明的第5實施形態(tài)的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置除下述事項外，構成與第1和第2實施形態(tài)相同。圖7示出該液晶顯示裝置的動作中得到的掃描圖形和源極線電位波形。與圖2和圖3所示的動作相同，分別在第1期間和第2期間中對全體液晶像素PX進行黑插入掃描和信號寫入掃描。
該液晶顯示裝置中，特別在第2期間中進行2次信號寫入掃描，在第2次的信號寫入掃描中寫入與第1次的信號寫入掃描相同的信號。源極驅動器XD對柵極線Y1～Ym對應的行的液晶像素PX進行重復2次一連的視頻信號的輸出動作，柵極驅動器YD與源極驅動器XD的視頻信號輸出同步地進行重復2次柵極線Y1～Ym的掃描動作。圖7中，對全體液晶像素PX的行成批進行黑插入掃描，但也可對全體液晶像素PX的行依次進行。
通過采用本實施形態(tài)的方式，能使每一個行的信號寫入時間實質上為2倍，能防止因信號寫入不足引起的不良影響(例如輝度的下降)。本說明中已經說明將本發(fā)明的第1實施形態(tài)應用于高析像度的液晶顯示板中可能是困難的，但本發(fā)明的第5實施形態(tài)十分可能應用于高析像度的液晶顯示板。
又，信號寫入掃描不必定是2次，重復3次，4次，…，也沒關系。圖7中在背光BL的點亮期間中進行第2次掃描，但另外也可以在第2次掃描完成后開始背光BL的點亮。有關這種信號寫入掃描的次數或背光BL的點亮時刻，只要在考慮源極驅動YD的負擔或必要輝度等的方面采用適當的條件就可。
又，關于上述第1～第5實施形態(tài)，特別在作幀反轉驅動時，相對于源極線X施加的像素電極PE上的像素電壓Vs的極性，使共同電極CE上的共同電壓Vcom以逆相位變化，因能降低源極驅動器XD的驅動動作所必要的電壓振幅從而降低電耗，因此較好。
又，關于第1和第2實施形態(tài)中擔心的閃爍，也能通過提高幀頻從一般的60Hz到90Hz或120Hz來減少。但這時必須有從來的驅動器中所用的掃描速度的6～8倍高速的掃描速度。
實際中，以30個人的被檢驗者作為對象，實施了有關閃爍的主觀評價。這些被檢驗者觀察為顯示圖像以從一般的60Hz升高的狀態(tài)驅動的第1和第2實施形態(tài)的液晶顯示板DP，主觀判定是否發(fā)現閃爍。附帶說作為液晶顯示板用了對角線為4.3英寸，像素數為480×272的板。作為驅動方式，上面已經說明了希望列反轉或幀反轉，這里為重視電耗而選擇了幀反轉方式。另外顯示圖像采用最容易看出閃爍的中間色調光柵顯示。圖8示出從被檢驗人員得到的回答的統(tǒng)計結果。幀頻為70Hz以下時，無論是對第1和第2實施形態(tài)的液晶顯示板，都存在發(fā)現閃爍的被檢驗者。與此相反，在幀頻為75Hz以上時，不存在發(fā)現閃爍的被檢驗者。根據這一統(tǒng)計結果，判定在用第1和第2實施形態(tài)進行幀反轉驅動時，希望幀頻為75Hz以上。
另外，第1～第5實施形態(tài)中，有時也因圖5所示那樣的液晶響應慢而引起畫面的上端行與下端行的透過率響應差異，從而產生輝度傾斜?？赏ㄟ^對每1幀期間反轉選擇多個像素PX的行的垂直掃描方向，例如在奇數幀從上端行掃描到下端行，在偶數幀從下端行掃描到上端行的方式，來抑制這種輝度傾斜。
附帶說，本發(fā)明也具有利用OCB模式的液晶顯示板能防止液晶從彎曲取向向噴射取向的逆轉移的效果。
又，對于OCB以外的液晶模式，如TN(扭曲向列)模式，IPS(平面內開關)模式，VA(垂直排列)模式，即使應用第1～第4實施形態(tài)的驅動，也得不到OCB模式那樣的優(yōu)越的動態(tài)圖像觀看性。例如圖2的驅動時，OCB中在進行黑插入寫入后液晶取向立即轉移并穩(wěn)定到黑狀態(tài)(即復位到液晶取向狀態(tài))，但其他模式中，因液晶的響應慢，即使到了下一個信號寫入開始時刻也還未達到穩(wěn)定狀態(tài)，便進行拖長前幀的液晶取向狀態(tài)的原樣信號寫入，前幀圖像作為殘像留下。另外，強介電性液晶或反強介電性液晶可能有高速開關，但因具有2值開關特性故存在灰階顯示困難的問題。因此，本發(fā)明的第1～第5實施形態(tài)中，通過使用根據施加電壓的大小灰階顯示是可能的，且響應速度快的，例如響應速度(上升響應+下降)為10msec以下，更好為8msec以下的液晶如OCB液晶，可以說發(fā)揮最大的效果。又，本實施形態(tài)所用的OCB液晶，設定響應速度(上升響應+下降)為7msec，得到充分的效果。
又，第2～第5實施形態(tài)中所用的背光BL，希望用LCD背光或短殘光型的CCFL(冷陰極型熒光燈)那樣殘光少的(即從關到開的切換或從開到關的切換中輝度的上升、下降陡峭的)器件。另外，希望具備當進行第1～第5實施形態(tài)的驅動時液晶顯示裝置存儲1幀的視頻信號用的存儲器(幀存儲器)。該幀存儲器可裝入源極驅動器XD之中，也可裝入控制電路5之中。
實施形態(tài)6下面，說明本發(fā)明的第6實施形態(tài)的液晶顯示裝置。
圖9示出該液晶顯示裝置中的驅動定時。本實施形態(tài)的特征在于(1)與此前的第1～第4實施形態(tài)不同，第1期間(黑插入期間)與第2期間(信號寫入期間+保持期間)部分地重疊、以及(2)根據溫度控制第2期間的開始時刻即信號寫入掃描的開始時刻。
如圖10所示那樣，第1期間與第2期間的重疊部分中，以1水平周期單位交替進行黑插入掃描與信號寫入掃描。
本方式中的定時設定的考慮方法如下。
首先，為了將黑插入用的非視頻信號或視頻信號寫入1個像素，決定充分的基本水平周期(圖10中用TH示出的寫入期間。對黑插入寫入用與視頻信號寫入用來說該期間沒有必要為相同長度，這里為簡單起見取為相同)。然后算出為黑插入寫入或視頻信號寫入從上至下(或從下至上)掃描畫面所要的時間為2×TH×掃描線數。圖9中，示出如此求得的掃描時間為1幀的50％以下即36％時的例子。
其次，黑插入掃描與信號寫入掃描的相對時間關系決定如下?，F在，當將黑插入掃描的開始時刻如圖9那樣固定于幀期間的前端時，通過改變信號寫入掃描的開始時刻可改變相對的時間關系。從黑插入掃描開始(即幀期間的前端)至信號寫入掃描開始的時間(假設其為TB)越短，能確保保持時間越長，輝度越大，但當過于小時，會引起OCB液晶逆轉移。因此，在不發(fā)生逆轉移的范圍內設定TB為盡可能小的值。逆轉移一般在高溫下容易發(fā)生，在低溫下不易發(fā)生，因此，根據溫度，在高溫中TB設得大些，在低溫中TB設得小些。圖9中，示出作為不發(fā)生逆轉移的條件，設定在室溫中(～20℃)為1幀期間的13％，在低溫(-20℃)中為1幀期間的1％的例子。
背光BL的點亮開始設在信號寫入掃描結束的時刻，點亮結束設在下一幀的黑插入開始的時刻(當然，不一定嚴格一致，也可有或多或少的偏離)。根據溫度控制點亮開始的時刻，本例中的背光點亮時間室溫中為100％-(36％+13％)＝51％，低溫中為100％-(36％+1％)＝63％。
又，也可如本發(fā)明的第5實施形態(tài)中所作的那樣，根據需要，在背光點亮期間中，進行第2次輔助的信號寫入掃描(寫入與第1次相同的視頻信號)。利用第2次掃描可防止因信號寫入不足引起的不良影響(如輝度下降)。
圖11為實施上述的定時控制的本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的框圖。該液晶顯示裝置的構成是圖1所示的構成的發(fā)展，其特點在于控制電路根據溫度傳感器TS檢測的溫度信息以上述方法控制驅動定時。又，在圖1中雖未特別說明，但控制電路5由柵極驅動器YD；源極驅動器XD；控制背光驅動部LD的驅動定時的定時控制部TC；以及用于存儲視頻信息的第1和第2幀存儲器FM1，FM2構成。
這里，用圖12說明幀存儲器FM1，FM2的信號轉送。外部信號源SS以時間系列轉送視頻信號到液晶顯示裝置，示出其中2幀信號(記作幀[n]和[n+1])。
首先，幀[n]期間內外部信號源SS輸出1幀視頻信號，整個該期間內幀存儲器FM1接受視頻信號，在幀[n]期間的最后幀存儲器FM1中存儲全部1幀的視頻信號。緊接著，即在幀[n+1]的最初，幀存儲器FM1的視頻信號匯總地轉送到幀存儲器FM2。然后在幀[n+1]的期間中，與畫面上進行掃描的時刻同步地，視頻信號從幀存儲器FM2被依次轉送到源極驅動器XD，對各像素寫入幀[n]對應的圖像信號。通過以幀周期重復以上動作，能在畫面上延遲1幀顯示動態(tài)圖像。
本發(fā)明的第1～第4實施形態(tài)中，為了分離黑插入掃描與信號寫入掃描的時間，不能將從黑插入掃描的開始至信號寫入掃描的開始的時間(相當于圖9中的TB時間)設定為小于畫面上從上至下進行黑插入掃描所需的時間，但第6實施形態(tài)中因黑插入掃描與信號寫入掃描重疊，故無此限制，能縮短到根據逆轉移防止確定的下限值。這樣一來，能贏得背光的點亮時間，可能得到比第1～第4實施形態(tài)更高的輝度。
另外，如能有效運用OCB在低溫中不易發(fā)生逆轉移的事實，則在低溫中能更增長背光點亮時間。一般說，越是低溫背光BL的輝度越暗，而且液晶的響應速度也越慢，所以顯示圖像的輝度也有變暗的傾向，但根據第6實施形態(tài)，可能補償這種低溫中的輝度下降，可能在低溫中也得到十分明亮的圖像。
另外，在第6實施形態(tài)中，如圖10所示，對每個TH交替黑插入掃描與信號寫入掃描，所以從幀存儲器FM2到源極驅動器XD的信號轉送的速度可以是第1～第4實施形態(tài)時的一半左右，具有控制電路5側的負擔小(即能降低控制電路5的工作頻率，可縮小電路規(guī)模和降低電耗)的優(yōu)點。
又，本方式中，因每TH切換源極驅動器輸出，所以有關信號線充放電的電耗有些增加。因此是適合于對電耗的要求相應地不嚴格而要求高輝度(特別包含低溫)的那種領域(例如車載用顯示器等)的驅動方法。
可是，圖10中黑插入掃描、信號寫入掃描都掃描一次，只驅動各柵極線1次，但如圖13那樣多次驅動也可以(圖13中示出黑插入掃描、信號寫入掃描都驅動3次的情況)。如這樣則能改善寫入特性，得到能防止因寫入不足產生的輝度下降那種優(yōu)點。
另外，如圖14所示，也可切換柵極驅動器輸出，使得在幾個水平周期(H)范圍內分離輸出驅動用柵極脈沖。這樣做，能得到因在相繼2次的切換之間的期間的液晶過渡響應產生的寫入增強效果(液晶分子對電壓產生過渡響應，施加電場方向的介電率增大，在相同的施加電壓下也積累更多的電荷，表觀上提高寫入特性)，即便相同的切換次數，也能得到比圖13更高的寫入特性。一般，柵極電耗與柵極的切換次數成正比增加，但若按圖14的方式，則以與圖13相同的電耗，便得到更高的寫入特性。
上述的各實施形態(tài)的液晶顯示裝置，雖然以光透過型為例進行了說明，但即使是半透過型的液晶顯示裝置也沒有關系。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備配置成實質上矩陣形的多個OCB液晶像素(PX)；以非視頻信號和視頻信號作為像素電壓，周期性地寫入所述多個液晶像素(PX)的各像素的驅動器電路(YD，XD)；以及控制電路(5)，該控制電路(5)用來設定第1期間和跟第1期間不同長度的第2期間，使得合計的時間長度不超過1幀期間，并且控制驅動器電路(YD，XD)，使得在第1期間內進行對所述多個液晶像素(PX)的非視頻信號的寫入，在第2期間內進行對所述多個液晶像素(PX)的視頻信號的寫入。
2.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得對所述多個液晶像素(PX)用列反轉和幀反轉中至少一種方式反轉所述像素電壓的極性。
3.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得接著所述第1期間設定所述第2期間，并在所述第2期間中對所述多個液晶像素(PX)的全體完成視頻信號的寫入后，設定所述像素電壓的保持期間。
4.如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，對所述多個液晶像素(PX)設置背光光源部(BL，LD)，并構成所述控制電路(5)，使得將所述背光光源部(BL，LD)控制成僅在所述第2期間中的像素電壓保持期間點亮。
5.如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得匯總地實施對所述多個液晶像素(PX)的非視頻信號的寫入。
6.如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得利用至少每2行單位跳過多個液晶像素(PX)的行并且沿一方向進行的掃描的重復，來實施各所述非視頻信號的寫入和所述視頻信號的寫入。
7.如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于，將所述驅動器電路(YD，XD)構成為經多條柵極線(Y)選擇所述多個液晶像素(PX)的行，并連接成利用相鄰列間上下相反的柵極線(Y)選擇所述多個液晶像素(PX)。
8.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得在非視頻信號和視頻信號的寫入中每幀期間反轉所選多個液晶像素(PX)的行的掃描的方向。
9.如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得所述第2期間中進行2次以上視頻信號的寫入，在第2次以后的視頻信號寫入中寫入與第1次視頻信號寫入相同的視頻信號。
10.如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得用幀反轉的形式對所述多個液晶像素(PX)反轉所述像素電壓的極性，并且?guī)l為75Hz以上。
11.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備配置成實質上矩陣形的多個液晶像素(PX)，以非視頻信號和視頻信號作為像素電壓，周期性地寫入所述多個液晶像素(PX)的各像素的驅動器電路(YD，XD)；以及控制所述驅動器電路(YD，XD)的動作定時的控制電路(5)，構成所述控制電路(5)，使得在1幀期間內設定短于所述1幀期間的第1期間，和跟第1期間部分重疊同時短于所述1幀期間的第2期間，并且控制驅動器電路(YD，XD)，使得在第1期間內進行對所述多個液晶像素(PX)的非視頻信號的寫入，在第2期間內進行對所述多個液晶像素(PX)的視頻信號的寫入，在所述第1期間和第2期間的重疊期間中，以一或多個水平周期單位交替進行非視頻信號的寫入和視頻信號的寫入。
12.如權利要求11所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得對所述多個液晶像素(PX)用列反轉和幀反轉中至少一種方式反轉所述像素電壓的極性。
13.如權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得在所述第2期間中對所述多個液晶像素(PX)的全體完成視頻信號的寫入后，設定所述像素電壓的保持期間。
14.如權利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，對所述多個液晶像素(PX)設置背光光源部(BL，LD)，并構成所述控制電路(5)，使得將所述背光光源部(BL，LD)控制成僅在所述像素電壓保持期間點亮。
15.如權利要求14所述的液晶顯示裝置，其特征在于，設置溫度傳感器(TS)，并且構成所述控制電路(5)，使得根據溫度傳感器(TS)感測1幀期間內第2期間開始時刻的溫度來進行控制。
16.如權利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得所述第2期間中進行2次以上視頻信號的寫入，在第2次以后的視頻信號寫入中寫入與第1次視頻信號寫入相同的視頻信號。
17.如權利要求16所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構成所述控制電路(5)，使得以非視頻信號寫入掃描或視頻信號寫入掃描的至少一種，對1次掃描選擇各柵極線(Y)2次以上。
18.如權利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于，以1水平周期以上的間隔，進行各柵極線(Y)的2次以上的選擇。
19.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備配置成實質上矩陣形，并具有10msec以下的液晶響應速度的多個液晶像素(PX)，以非視頻信號和視頻信號作為像素電壓，周期性地寫入所述多個液晶像素(PX)的各像素的驅動器電路(YD，XD)；以及控制電路(5)，該控制電路(5)用來設定第1期間和跟第1期間不同長度的第2期間，使得合計的時間長度不超過1幀期間，并且控制驅動器電路(YD，XD)，使得在第1期間內進行對所述多個液晶像素(PX)的非視頻信號的寫入，在第2期間內進行對所述多個液晶像素(PX)的視頻信號的寫入。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種液晶顯示裝置，具備配置成實質上矩陣形的多個液晶像素(PX)；以及以非視頻信號和視頻信號作為像素電壓，周期性地寫入所述多個液晶像素(PX)的各像素的驅動器電路(YD，XD)。該液晶顯示裝置具備控制電路(5)，用來設定第1期間和跟第1期間不同長度的第2期間，使得合計的時間長度不超過1幀期間，并且控制驅動器電路(YD，XD)，使得在第1期間內進行對所述多個液晶像素的非視頻信號的寫入，在第2期間內進行對所述多個液晶像素的視頻信號的寫入。
文檔編號G09G3/20GK1941060SQ20061014162
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權日2005年9月28日
發(fā)明者田中幸生, 中尾健次, 深海徹夫, 西山和廣 申請人:東芝松下顯示技術有限公司