專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中使用TFT (薄膜晶體管)元件執(zhí)行圖像顯示驅(qū)動的液晶 顯示器。
背景技術(shù)：
過去，已經(jīng)開發(fā)了大量有源矩陣型的液晶顯示器。近來，液晶顯示器具 有各種應(yīng)用，特別是用于電視，其中像素計數(shù)根據(jù)面板大小的增加和數(shù)字圖 像的更高的清晰度而增加，并且正在進行更高頻率的操作的開發(fā)，以增強顯 示性能。結(jié)果，減少了在顯示時間中占用的每個像素的寫入時間，并且確保 足夠的用于寫入的時間變得困難。
然而，僅僅增加薄膜晶體管的大小以補償寫入時間的變短的簡單方式可 能降低孔徑比，從而導(dǎo)致顯示亮度的損失。此外，因為由于上述更高的清晰 度、像素大小正變得更小，所以損失亮度的影響將更顯著。
因此，已經(jīng)提出了在寫入時預(yù)充電操作的技術(shù)來減少每個像素的寫入時 間(以實現(xiàn)高速寫入操作)，而盡可能地不增加TFT的大小(例如，參見日 本專利No. 3632840)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，施加到與要預(yù)充電的像素連接的數(shù)據(jù)線的電勢等于對當(dāng)前正操作 數(shù)據(jù)寫入的其他像素提供的電勢，并且經(jīng)常與實際想要的電勢不同。因此， 在預(yù)充電時段中，實踐中可能需要柵板電壓和脈沖寬度(柵極電壓的施加時 段)的調(diào)整?；蚩赡苄枰獪p少對于要顯示的像素的原始寫入時間，以便壓縮 預(yù)充電時段，使得可寫入必要的電勢量。
結(jié)果，預(yù)充電操作的效果對于預(yù)充電時的像素的電勢和寫入時的像素的 電勢的影響(預(yù)充電前后的電勢的影響)敏感。因此，效果不一定是穩(wěn)定的， 并且依賴于在之前和之后的幀時段內(nèi)的驅(qū)動電壓的大小。此外，還可能需要 實現(xiàn)這樣的預(yù)充電操作的額外的驅(qū)動系統(tǒng)，因此驅(qū)動操作可能復(fù)雜。更糟的是，在如上所述減少對于要顯示的像素的原始寫入時間的情況下，可以寫入 任何電平的電勢，但是對于要顯示的像素的原始寫入時間的時段減少了那么 多。結(jié)果，可能出現(xiàn)對像素的寫入變短，并且仍然難以解決上述驅(qū)動和操作 問題。
有鑒于如上所述的缺點，期望提供一種液晶顯示器，其可以抑制對圖像 質(zhì)量的壞的影響，并且可以容易地實現(xiàn)高速顯示驅(qū)動操作。
根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示器，包括多個以矩陣排列的像素，每個 像素包括一個或多個液晶元件和一個或多個第一TFT元件；驅(qū)動部分，通過 在驅(qū)動電壓反向極化的同時、將基于圖像信號的驅(qū)動電壓施加到每個像素中 的液晶元件，執(zhí)行極性反向驅(qū)動；以及通過驅(qū)動部分控制的第二TFT元件。 所述第一 TFT元件允許根據(jù)通過驅(qū)動部分的控制，將基于圖像信號的驅(qū)動電 壓施加到其自己的像素中的液晶元件。每個所述第二TFT元件允許一對液晶 元件彼此電連接，所述一對液晶元件在同 一幀時l殳內(nèi)分別施加有一對基于圖 像信號的驅(qū)動電壓。所述一對驅(qū)動電壓具有彼此反向的極性。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示器中，根據(jù)由驅(qū)動部分執(zhí)行的第一 TFT 元件的驅(qū)動，在驅(qū)動電壓反向極性的同時，::通過將基于圖像信號的驅(qū)動電壓 施加到每個像素中的液晶元件，執(zhí)行極性反向驅(qū)動。此時，根據(jù)由驅(qū)動部分 執(zhí)行的第二TFT元件的控制，將一對液晶元件〗皮此電連接。這里，該對液晶 元件在同一幀時段內(nèi)分別施加有一對基于圖像信號的驅(qū)動電壓。然后，將低 亮度電壓施加到液晶元件。因此，可在基于圖像信號的驅(qū)動電壓施加到各個 液晶元件之前，施加這樣的低亮度電壓。此外，與現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)充電操作不 同，可用低亮度電壓的施加，而不依賴于之前和之后的幀時段中的驅(qū)動電壓 的大小。此外，這樣的低亮度電壓的施加幾乎不使電路的配置或驅(qū)動操作復(fù) 雜。
根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示器，根據(jù)由驅(qū)動部分執(zhí)行的第二 TFT元件 的控制，將一對液晶元件彼此電連接。這里'，該對液晶元件在同一幀時段內(nèi) 分別施加有一對基于圖像信號的驅(qū)動電壓。.:'因此，可在施加基于圖像信號的 驅(qū)動電壓之前，容易地施加低亮度電壓到各個液晶元件，而不依賴于之前和 之后的幀時段中的驅(qū)動電壓的大小。結(jié)果，可容易地實現(xiàn)高速圖像顯示驅(qū)動 操作，同時抑制對圖像質(zhì)量的壞的影響。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示器的整體配置的框圖。 圖2是用于說明點反向驅(qū)動的模式圖。
圖3是根據(jù)實施例的像素的具體配置示例的電路圖。
圖4是用于說明在圖3所示的像素中實現(xiàn)的點反向驅(qū)動的電路圖。
圖5是用于說明根據(jù)比較示例1的圖像顯示驅(qū)動的時序圖。
圖6是用于說明根據(jù)比較示例2的圖像顯示驅(qū)動的時序圖。
圖7是用于說明才艮據(jù)比較示例3的圖像顯示驅(qū)動的時序圖。
圖8是用于說明根據(jù)比較示例2和3的圖像顯示驅(qū)動的問題的時序圖。
圖9是用于說明根據(jù)比較示例2和3的圖像顯示驅(qū)動的另一問題的時序
圖10是說明根據(jù)實施例的圖像顯示驅(qū)動的示例的時序圖。
圖11是說明根據(jù)實施例的圖像顯示驅(qū)動的另 一示例的時序圖。
圖12是用于說明根據(jù)實施例的黑色顯示插入(黑色顯示時段)的時序圖。
圖13是說明根據(jù)本發(fā)明的修改1的圖像顯示驅(qū)動的時序圖。
圖14是用于說明根據(jù)修改1的黑色顯示插入(黑色顯示時段)的時序圖。
圖15是用于說明根據(jù)修改2的黑色顯示插入(黑色顯示時段)的時序圖。
圖16是用于示出根據(jù)修改3的具體像素配置的電路圖。
圖17是用于示出根據(jù)修改4的真體像素配置的電路圖。
圖18是用于示出根據(jù)修改5的具體,素配置的電路圖。
圖19是用于示出根據(jù)修改6的具體像素配置的電路圖。
圖20是用于示出根據(jù)修改7的具體像素配置的電路圖。
圖21是用于示出根據(jù)修改8的具體像素配置的電路圖。
圖22是用于示出根據(jù)修改9的具體像素配置的電路圖。
圖23是用于說明水平線反向驅(qū)動的模式圖。
圖24是用于說明垂直線反向驅(qū)動的模式圖。
圖25是示出當(dāng)應(yīng)用水平線反向驅(qū)動時的像素的示例的電路圖。
圖26是示出當(dāng)應(yīng)用垂直線反向驅(qū)動時的像素的示例的電路圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示器(液晶顯示器1)的整體配置。
該液晶顯示器1包括液晶顯示面板2、背光部分3、圖像處理部分41、數(shù)據(jù) 驅(qū)動器51、柵極驅(qū)動器52、時序控制部分61、以及背光驅(qū)動部分62。
背光部分3是發(fā)出照射光到液晶顯示面板2的光源，并且例如被配置為 包括CCFL (冷陰極熒光燈)、LED (發(fā)光二極管)等。
液晶顯示面板2通過調(diào)制基于驅(qū)動電壓從背光部分3發(fā)出的光，顯示根 據(jù)圖像信號Din的圖像，如下所述，根據(jù)從柵極驅(qū)動器52提供的驅(qū)動信號， 從數(shù)據(jù)驅(qū)動器51提供所述驅(qū)動電壓。液晶顯示面板2被配置為包括以矩陣排 列為整體的多個像素20。每個像素20由對應(yīng)于R(紅色)、G(綠色)和B (藍色)的像素構(gòu)造，將未圖示的R、 G和B的濾色鏡附到所述R (紅色)、 G (綠色)和B (藍色)上，以分別發(fā)出R、 G和B的彩色顯示光。
根據(jù)本實施例，如圖2所示，例如，將所謂的點反向驅(qū)動操作施加到各 個像素20。即，將基于圖像信號Din的驅(qū)動電壓施加到各個像素20的液晶 元件，同時一個像素接一個像素地將驅(qū)動電壓的極性反向。
圖像處理部分41通過對從外部傳輸?shù)膱D像信號Din施加指定的圖像處 理，產(chǎn)生圖像信號D1作為RGB信號。
柵極驅(qū)動器52根據(jù)時序控制部分61的時序控制，沿未圖示的掃描線(以 下要描述的柵極線G)，施加線序驅(qū)動到液晶顯示面板2中的每個像素20。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器51將基于圖像信號Dl的驅(qū)動電壓從時序控制部分61提供 到液晶顯示面板2的各個像素20。具體地，數(shù)據(jù)驅(qū)動器51通過對圖1"象信號 D1施加D/A轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生模擬圖像信號(即，上述驅(qū)動電壓)，并將模擬圖像 信號輸出到各個像素20。
背光驅(qū)動部分62控制背光部分3的亮燈操作(發(fā)光操作)。時序控制部 分61控制柵極驅(qū)動器52和數(shù)據(jù)驅(qū)動器51的驅(qū)動時序，并且將圖像信號Dl 提供到數(shù)據(jù)驅(qū)動器51。
隨后，將參照圖3和4具體說明每個像素20中形成的像素電路的配置。 圖3示出像素20中的像素電if各的配置示例。附圖中的參考標(biāo)號m和n分別 是自然數(shù)，并且例如像素20 (m，n)表示多個像素20中位于坐標(biāo)(m，n)處 的像素。
像素20(m，n+l)包括配置為作為主電容元件的液晶元件22A、輔助電 容元件23A和TFT元件21A的像素電路單元。像素20 (m, n+l )連接到選擇要以線序方式驅(qū)動的像素電路單元:的柵極線G(n+1)、將基于圖像信號Din 的驅(qū)動電壓提供給要驅(qū)動的像素電路單元的數(shù)據(jù)線D(m)、作為連接到輔助電 容元件23A的總線的輔助電容線Cs(n+1)、以及共同的連接線Vcom。
類似地，沿柵極線G(n+1)鄰接像素20 ( m, n+l )的像素20 ( m+l， n+l ) 包括配置有液晶元件22B、輔助電容元件23B和TFT元件21B的^f象素電路單 元。像素20 (m+l， n+l)連接到柵極線G(n+1)、數(shù)據(jù)線D(m+1)、輔助電容 線Cs(n+1)、以及共同的連接線Vcom。
液晶元件22A和22B用作根據(jù)驅(qū)動電壓執(zhí);f亍顯示操作(顯示光的發(fā)射) 的顯示元件，所述驅(qū)動電壓分別從數(shù)據(jù)線D(m)和D(m+1)經(jīng)由TFT元件21A 和21B提供到其一端。這些液晶元件22A和22B配置為包括未示出的液晶層、 以及一對電極，其中液晶層在該對電極之間。該對電極之一 (或一端)經(jīng)由 連接點Pa和Pb，連接到TFT元件21A和21B的源極和輔助電容元件23A和 23B的一端，并且該對電極的另一個(另一端)連接到共同的連接線Vcom。 上述液晶層配置有例如VA (垂直對齊)液晶或TN (twisted nematic，扭曲向 列)液晶。
輔助電容元件23A和23B是能夠穩(wěn)定液晶元件22A和22B所存儲的電 荷的電容元件，并且其一端(電極)連接到連接點Pa和Pb,而其另一端(共 同電極)連接到輔助電容線Cs(n+l)。
TFT元件21A和21B (第一 TFT元件)配置為MOS-FET (金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其中其柵極連接到柵極線G(n+l)，源極連接到連接點 Pa和Pb,而漏極分別連接到數(shù)據(jù)線D(m)和D(m+1)。這些TFT元件21A和 21B用作切換元件，用于將基于圖像信號Din的驅(qū)動電壓提供到液晶元件22A 和22B的一端和輔助電容元件23A和23B的一端。具體地，根據(jù)經(jīng)由柵極線 G(n+1)從柵極驅(qū)動器52提供的選擇信號(柵極電壓)，選擇性地建立數(shù)據(jù)線 D(m)和D(m+1)、和液晶元件22A和22B的一端以及輔助電容元件23A和23B 的一端之間的電連接。
TFT元件24 (第二 TFT元件)也配置為MOS-FET,并且其柵極連接到 柵極線G(n),其源極和漏極分別連接到連接點Pa和Pb。 TFT元件24建立各 液晶元件(例如，液晶元件22A和22B的Pa和Pb的一端)之間的電連接， 例如根據(jù)如圖4所示的柵極驅(qū)動器52的控制操作，在同一幀時段內(nèi)分別施加 基于圖像信號Din的反向極性的驅(qū)動電壓到所述各液晶元件。這里，TFT元件24電連接在互相不同的像素20(例如， <象素20(m, n+l)和像素20(m+l, n+l)) 中的液晶元件22之間。在本實施例中，選擇性地切換TFT元件24的激活狀 態(tài)和不激活狀態(tài)的掃描線(柵極線；第二掃描線)也用作柵極線(這里為柵 極線G(n);第一掃描線)，該柵極線連接到'TFT元件24所屬的像素20的掃 描線以外的掃描線上安排的像素的TFT元件21。
隨后，描述關(guān)于本實施例的液晶顯示器1的#:作和效果。 首先，以下參照圖1到4說明液晶顯示器1的主要操作。 在液晶顯示器l中，如圖l所示，用圖像處理部分41對從外部提供的圖 像信號Din進行圖像處理，并產(chǎn)生每個像素20的圖像信號D1。圖像信號D1 經(jīng)由時序控制部分61提供到數(shù)據(jù)驅(qū)動器51。在數(shù)據(jù)驅(qū)動器51中，將D/A轉(zhuǎn) 換施加到圖像信號Dl并產(chǎn)生模擬圖像信號。然后，以線序方式施加點反向 驅(qū)動操作到各個像素20,其中從柵極驅(qū)動器52和數(shù)據(jù)驅(qū)動器51輸出驅(qū)動電 壓。
具體地，根據(jù)經(jīng)由柵極線G從柵極驅(qū)動器52提供的選擇信號，切換TFT 元件21A和21B的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)々開/關(guān))，并且選擇性地建立數(shù)據(jù) 線D和液晶元件22A、 22B以及電容元件2'3A、 23B之間的電連接，如圖2 和3所示。因此，將從數(shù)據(jù)驅(qū)動器51提供的基于圖像信號的驅(qū)動電壓以此方 式提供到液晶元件22A和22B,并執(zhí)行圖像顯示驅(qū)動操作。
然后，在其中在數(shù)據(jù)線D和液晶元件22A、 22B以及電容元件23A、 23B 之間建立電連接的像素20中，來自背光部分3的照射光在液晶顯示面板2中 調(diào)制，并作為顯示光輸出。由此在液晶顯示器1中執(zhí)行基于圖像信號Din的 圖像顯示。
隨后，下面參照圖5到12詳細描述與比較示例相比的、根據(jù)本發(fā)明實施 例的液晶顯示器的特性操作和效果。這里，.,圖5到7是說明由現(xiàn)有技術(shù)的液 晶顯示器執(zhí)行的圖像顯示驅(qū)動的時序圖，會別對應(yīng)于比較示例1到3。這里， (A)到(C)分別對應(yīng)于線(n)、線(n+l.)和線(n+2)。
圖5的比較示例1 (tl01到t104的時序)表示現(xiàn)有技術(shù)的簡單圖像顯示 驅(qū)動操作。在該情況下，因為由于面板大小的增加和數(shù)字圖像的更高清晰度 而導(dǎo)致的像素計數(shù)的增加，并且因為用于改進顯示性能的更高頻率的操作， 顯示時間中占用的每個像素的寫入時間減少，并且難以確保足夠的用于寫入 的時間。
10然而，僅僅增加TFT元件的大小以補償寫入時間的變短的簡單方式可能 降低孔徑比，從而導(dǎo)致顯示亮度的損失。此外，因為由于上述更高的清晰度、 像素大小正變得更小，所以損失亮度的影響將更顯著。
所以，在圖6和7的比較示例2和3 (t201到t204以及t301到t304的 時序)中，釆用了在寫入時的預(yù)充電操作，以便減少每個像素的寫入時間(以 實現(xiàn)高速寫入操作)，而盡可能地不增加TFT的大小。
然而，這些比較示例2和3具有如下所述的問題(這里，下面關(guān)于比較 示例2進行描述)。首先，預(yù)充電操作的效果對預(yù)充電時的像素的電勢和寫入
時的像素的電勢的影響(預(yù)充電前后的電勢的影響)敏感。結(jié)果，如例如圖 8 (A)和(B)中所示的電勢差A(yù)V101和AV102所示，需要的預(yù)充電量可能 依賴于由之前的幀顯示保持的像素電勢而不同。
因此，如果預(yù)充電時的電勢等于或大于寫入電勢，則在如例如圖9(A) 和(B)所示的預(yù)充電時段中，在實踐中可能需要柵極電壓(參照箭頭PIOI) 和脈沖寬度(柵極電壓的施加時段)(參照箭頭P102)的調(diào)整。
因此，如在比較示例2和3的圖像顯示驅(qū)動(即，使用預(yù)充電操作的圖 像顯示驅(qū)動)中，其效果不一定是穩(wěn)定的，并且依賴于在之前和之后的幀時 段內(nèi)的驅(qū)動電壓的大小。此外，還可能需要實現(xiàn)這樣的預(yù)充電操作的額外的 驅(qū)動系統(tǒng)，使得驅(qū)動操作可能復(fù)雜。 ，
同時，根據(jù)本實施例，根據(jù)由數(shù)據(jù)驅(qū)動器:52和柵極驅(qū)動器51執(zhí)行的TFT 元件21A和21B的操作控制，將基于圖像信號Din的反向極性的驅(qū)動電壓施 加到各個像素20的液晶元件22A和22B，由此i圖1到4所示執(zhí)行點反向驅(qū) 動。此時，根據(jù)由柵極驅(qū)動器51執(zhí)行的第二 TfT元件的操作控制，液晶元 件22A和22B彼此電連接，在相同幀時段中分別施加基于圖像信號Din的反 向極性的驅(qū)動電壓到所述液晶元件22A和22B。
在這樣的配置下，以根據(jù)本實施例的如下所述的方式操作圖像顯示驅(qū)動。
這里，注意，當(dāng)將經(jīng)由TFT元件24互相連接的各個像素定義為像素A和像
素B(例如，像素20(m，n+l)和像素20(m+l，n+l))時，作為關(guān)于參考電勢的
相對電勢的像素A和像素B的像素電勢分別定義為Vpa和VpB，在TFT元件
24的操作時跨越像素A和像素B的像素電勢定義為VAB,并且像素A和像
素B的總電荷量定義為QAB。
這里，將像素A的電荷量qa表達為QA=a(VPA),其中a是電容系數(shù)，并且Vpa是像素A的電勢。類似地，將像素B的電荷量Qs表達為QB=P(VPB)， 其中P是電容系數(shù)，并且Vpb是像素B的電勢。這里，由于Qa和Qb是彼此 反向極性的電荷，所以qab滿足如下的表達式 IQabI叫IQaI -IQbII
此時，互相連接的像素A和B的總電荷量Qab使用系數(shù)y通過Qab=7Vab 表達。因此，在TFT元件24的操作時跨越像素A和像素B的像素電勢vab 變?yōu)楣潭ㄖ?。即，根?jù)由柵極驅(qū)動器51執(zhí)行的TFT元件24的操作控制，液 晶元件22A和22B彼此電連接，在相同幀時段中分別施加基于圖像信號Din 的反向極性的驅(qū)動電壓到所述液晶元件22A和22B，由此將固定大小的低亮 度電壓施加到液晶元件22A和22B。
'
當(dāng)配置液晶元件22A和22B的液晶材料的閾值電壓定義為V肌c時，期 望滿足下面的表達式(1):
VthLC叫VABl....(l)
即，期望在液晶元件22A和22B經(jīng)由TFT元件電連接時、跨越液晶元 件22A和22B的電勢等于或小于配置液晶元件22A和22B的液晶材料的閾 值電壓。
這是因為，當(dāng)液晶元件22A和22B的電勢等于或小于液晶閾值電壓V虹c 時，它們展現(xiàn)恒定的顯示狀況。這里，如果采用具有在等于或小于閾值電壓 Vthu:的電勢中恒定顯示黑色的特性的液晶材.料，則在TFT元件24的操作時， 像素20可典型地顯示黑色。以此方式，如下所述可以減少在黑色顯示時在過 去發(fā)現(xiàn)的對顯示的壞的影響。 .
當(dāng)滿足上述表達式(1)時，因為寫入前的電勢滿足其典型地在從像素 20的參考電壓到液晶材料的閾值電壓V肌c，的范圍內(nèi)的要求，所以可以抑制對 圖像質(zhì)量的壞的影響，同時降低在寫入時像素20上的負載。
隨后，將參照圖IO說明根據(jù)本實施例的圖像顯示驅(qū)動波形(tl到t4的 時序)的具體示例。圖IO是表達根據(jù)本實施例的圖像顯示驅(qū)動的時序圖。這 里，(A)到(D)分別表示像素20(m,n)、 20(m+l，n)、 20(m,n+l)、 20(m+l,n+l) 的驅(qū)動波形。VG(n)等表示柵極線G(n)等的電壓波形(柵極電壓波形)；VD(m) 等表示數(shù)據(jù)線D(m)等的電壓波形(數(shù)據(jù)電壓波形)；并且Vcom表示共同電 極的電壓(共同電壓)。上面定義的符號在下面的描述中應(yīng)用。
首先，如圖10的像素20(m， n+l)和20(m+l， n+l)的箭頭Pll和P21所示，TFT元件24根據(jù)柵極線G(n)的柵極電壓VG(n)進入激活狀態(tài)，并且電連接液 晶元件22A和22B,分別施加反向極性的驅(qū)動電壓到所述液晶元件22A和 22B。從而跨越液晶元件22A和22B施加固定大小的低亮度電壓(低亮度電 壓時段或黑色顯示時段)。隨后，如附圖的像素20(m, n+l)和20(m+l, n+l)的箭頭P12和P22所示， TFT元件21A和21B根據(jù)柵極線G(n+1)的柵極電壓VG(n+l)進入激活狀態(tài)。 然后，基于圖像信號Din的驅(qū)動電壓(數(shù)據(jù)線D(m)和D(m+l)的電壓VD(m) 和VD(m+l))從而寫到液晶元件21A和21B，并產(chǎn)生像素電勢V(m， n+l)和 V(m+l，n+l)。即，在像素20(m， n+l)和20(m+l， n+l)中，在基于圖像信號Din的驅(qū)動 電壓要提供到TFT元件21A和21B之前，電連接到那些像素的液晶元件22A 和22B的TFT元件24開始其操作。因此，在施加基于圖像信號Din的驅(qū)動電壓之前，可將低亮度電壓(黑 色顯示電壓)施加到各個液晶元件22A和22B?？捎眠@樣的低亮度電壓的施 加，而不依賴于在之前和之后的幀時段中的驅(qū)動電壓的大小，這與現(xiàn)有技術(shù) 的預(yù)充電操作不同。此外，這樣的低亮度電壓的施加幾乎不使電路的配置或 驅(qū)動操作復(fù)雜。在本實施例中，當(dāng)滿足上述表達式(1 )時，只要TFT元件24的操作時 的像素電勢等于或低于液晶的閾值電壓VthLC,黑色顯示就典型地可用。因此， 基于這樣的原理實現(xiàn)每個幀時段中的黑色顯示插入。隨后，詳細描述關(guān)于根據(jù)本實施例的黑色顯示插入(黑色顯示時段)。圖 11是說明根據(jù)本實施例的圖像顯示驅(qū)動的時序圖，其通過線(n)到線(n+4)的時 序波形(t21到t24的時序)來指示。首先，當(dāng)TFT元件利用柵極線電壓VG(n)處于激活狀態(tài)時，連接到柵極 線G(n+1)的像素電勢V(m,n+1)成為黑色電勢(等于或小于液晶的閾值的電 勢)。當(dāng)TFT元件24利用柵極電壓VG(n)處于不激活狀態(tài)、并且TFT元件21 利用柵極電壓VG(n+l)處于激活狀態(tài)時，通過基于圖像信號Din的驅(qū)動電壓 VD(m)的施加，像素電勢V(m，n+1)成為想要的寫入電勢(正常顯示時段△ Tlon)。在此情況下，因為電連接液晶元件22A和22B以施加固定低亮度電壓到 這些液晶元件22A和22B,分別施加反向極性的驅(qū)動電壓到所述液晶元件22A13和22B,并且因為滿足上述表達式(l)，因此像素20(m,n+l)變?yōu)楹谏@示狀 態(tài)(黑色顯示時段AT2on)。因此，例如，如圖12所示實現(xiàn)每個幀時段中 的黑色顯示插入。
在圖10中，盡管柵極電壓VG的值從其上升到下降是恒定的，但是不限
變化，如例如通過圖11的柵極電壓VG，(n)到VG，(n+4)所示。
如上所述，根據(jù)本實施例，根據(jù)由柵極驅(qū)動器52執(zhí)行的TFT元件24的 操作控制，電連接液晶元件22A和22B，在相同幀時段內(nèi)分別施加基于圖像 信號Din的反向極性的驅(qū)動電壓到所述液晶元件22A和22B。結(jié)果，在施加 基于圖像信號Din的驅(qū)動電壓之前，低亮度電壓容易地施加到液晶元件22A 和22B的每個，而不依賴于在之前和之后的幀時段中的驅(qū)動電壓的大小。結(jié) 果可以容易地實現(xiàn)高速圖像顯示驅(qū)動操作，同時抑制對圖像質(zhì)量的壞的影響。 因為與現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)充電操作不同、可以改變液晶的電容而不依賴于數(shù) 據(jù)線D的電勢，所以可以抑制對圖〗象質(zhì)量的壞的影響，并且在寫入隨后的幀 之前，電勢的實質(zhì)變化可用。這可減少在寫入時需要的電荷量，從而擴展用 于在高速驅(qū)動(如雙倍速驅(qū)動)時寫入的驅(qū)動余量。此外，因為在任何情況 下可穩(wěn)定寫入性能，所以可以不存在如預(yù)充電中所示的依賴于模式的閃爍、 以及對于顯示屏幕的依賴性(如依賴于顯示屏幕的類型的圖像質(zhì)量的不穩(wěn)定 性)的問題。
此外，因為在基于圖像信號Din的驅(qū)動電壓提供到TFT元件21A和21B 之前，電連接到像素中的液晶元件22A和22B的TFT元件24開始其操作，
所以可將對顯示質(zhì)量的影響減小到最小。
此外，對TFT元件24的柵極線施加電壓使得可以抑制屏幕上顯示的動 態(tài)圖像的運動模糊，并且保持其足夠好的顯示亮度，而不減小由TFT元件21A 和21B執(zhí)行的像素20的寫入時間。此外，可變化每個幀時段中的黑色顯示插 入時間，而不減小寫到像素20的時間。
隨后，采用并說明本發(fā)明實施例的修嗜。要注意，在修改中，相同的參 考標(biāo)號指定與本實施例中示出的元件相同"'元件，并且適當(dāng)?shù)厥÷云涿枋觥?(修改1 )
圖13是說明對應(yīng)于上述實施例的圖11的、修改1的圖像顯示驅(qū)動的時 序圖。在本修改中，TFT元件24的激活時段按每個掃描線(按每個水平像素線) 變化，如附圖中的箭頭P3和P4所示，使得低亮度電壓時段(黑色顯示時段) 在相同幀時段內(nèi)按每個掃描線變化，所述低亮度電壓時段是其中液晶元件 21A和21B的電勢等于或小于液晶的閾值電壓VtMx的時段。即，在柵極電壓 VG(n+l)比至少同一幀內(nèi)的柵極電壓VG(n)更早變?yōu)殛P(guān)狀態(tài)的情況下，柵極 電壓波形的上升可任意偏移，而其下降固定。以此方式，如例如圖14所示，通過控制柵極電壓VG(n+l)的下降時序僅 僅在柵極電壓VG(n)的下降時序后的一個幀時段，可描述在每個幀時段中具 有不同黑色顯示時段的黑色顯示部分，而不用改變每個像素的寫入時間。因為黑色顯示插入時段依賴于顯示屏幕的亮度而變化，所以即使具有高 對比度比率的顯示屏幕也可通過僅在需要的掃描線中施加黑色顯示插入來抑 制在屏幕上顯示的動態(tài)圖像中的運動模糊，并且通過抑制其中不需要黑色顯 示插入的部分的亮度的下降來保持好的亮度。同樣，根據(jù)本修改，例如，如圖13的柵極電壓VG，(n)到VG，(n+4)的情(修改2 )圖15是說明對應(yīng)于圖12的上述實施例和圖14的修改1的、根據(jù)修改2 的圖像顯示驅(qū)動的時序圖。在本修改中，背光部分3被劃分為每+在水平方向上延伸的多個部分發(fā) 光塊。然后，基于通過背光驅(qū)動部分62的驅(qū)動控制，在對應(yīng)于執(zhí)行黑色顯示 的水平像素線的位置中、從多個部分發(fā)光塊的部分發(fā)光塊發(fā)出的照射光的亮 度與低亮度電壓時段(黑色顯示時段)同步地下降。此外，通過除了黑色顯 示插入時間以外的每個顯示時段或通過每個顯示時間，將來自背光部分3的 總照射光量控制為相等。以此方式，通過根據(jù)黑色顯示插入的部分使對應(yīng)于黑色顯示部分的部分 的背光部分3的亮度下降，可進一步增強通過黑色顯示插入的低功耗和圖像 質(zhì)量的改進的效果。 -(+務(wù)改3和4 )圖16和17圖示根據(jù)修改3和4的像素20的像素電路。 在圖16的修改3中，在TFT元件24的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇 性地切換的掃描線(例如，柵極線G2(n+1"與連接到TFT元件21A和22A的柵極線(例如，柵極線G(n+l))分開地準(zhǔn)備。
同時，在圖17的修改4中，在TFT元件24的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之 間選擇性地切換的掃描線還用作輔助電容線(例如，輔助電容線Cs(n+l))。
如上所述，在TFT元件24的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇性地切換 的掃描線不必用作連接到TFT元件21A和22A的柵極線(例如，如上述實 施例中的柵極線G(n+1))。 (修改5-8 )
圖18到21圖示根據(jù)修改5到8的像素20的像素電路。在修改5到8 中，每個像素20配置為多個子像素(這里,，兩個子像素)，其分別包括液晶 元件22和TFT元件21,以進一步改進液晶顯示的顯示性能。
具體地，在圖18的修改5中，TFT元件24電連接同一像素20的互相不 同的子像素20a和20b中的液晶元件22。.
在圖19和20的修改6和7中，TFT元件24電連接互相不同的4象素20 的子像素20a和20b中的液晶元件22。
類似地，在圖21的修改8中，TFT元件24電連接同一像素20的互相不 同的子像素20a和20b中的液晶元件22。然而，在修改8中，與上述修改5 到7不同，在TFT元件24的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇性地切換的掃 描線(例如，柵極線G2(n))與連接到TFT元件21的柵極線(例如，柵極線 G(n-l))分開地準(zhǔn)備。
利用這樣的配置，分別以相反極性寫入的子像素使得可能在TFT元件24 的操作后，不困難地從共同電勢Vcom獲得在非常近的范圍內(nèi)的像素電勢。 結(jié)果，可在任何情況下穩(wěn)定寫入性能，并且可以不存在如預(yù)充電中所示的依 賴于模式的閃爍、以及對于顯示屏幕的依li性(如依賴于顯示屏幕的類型的 顯示質(zhì)量的不穩(wěn)定性)的問題。 (修改9 )
圖22圖示根據(jù)修改9的像素20的像素電路。
根據(jù)本修改，電阻元件作為保護性元件25 (保護電路)布置在經(jīng)由TFT 元件24電連接的液晶元件21A和21B之間。
以此方式，可電保護數(shù)據(jù)驅(qū)動器51和柵極驅(qū)動器52。 保護電路不限于電阻元件，并且可配置為任何其他保護性元件。 如上所迷，盡管已經(jīng)參照實施例和修改描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這樣的實施例和修改，而是可以進行各種修改。例如，盡管在上述實施例等中說明了點反向驅(qū)動操作，但是，例如，其可以是如圖23所示的水平線反向驅(qū)動操作或如圖24所示的垂直線反向驅(qū)動 操作。具體地，在線反向驅(qū)動的情況下，像素電路典型地配置為如圖25所示。 在列線反向驅(qū)動的情況下，像素電路典型地配置為如圖26所示。在上述實施例中，盡管包括互相連接的液晶元件的像素彼此在左右方向 上鄰4妻，〗旦是它們不必鄰"l妄，并且可以位于右邊和左邊、上邊和下邊或傾殺牛 的方向。此外，經(jīng)由TFT元件24連接的液晶元件不必物理地和直接地連接，而 可以電連接。本申請包含涉及于2008年8月4日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利 申請JP2008-201144中/>開的主題，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依賴于設(shè)計需求和其他因素可以出現(xiàn)各種修 改、組合、子組合和更改，只要它們在權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括多個以矩陣排列的像素，每個像素包括一個或多個液晶元件和一個或多個第一TFT元件；驅(qū)動部分，通過在驅(qū)動電壓反向極化的同時、將基于圖像信號的驅(qū)動電壓施加到每個像素中的液晶元件，執(zhí)行極性反向驅(qū)動；以及通過驅(qū)動部分控制的第二TFT元件；所述第一TFT元件允許根據(jù)通過驅(qū)動部分的控制，將基于圖像信號的驅(qū)動電壓施加到其自己的像素中的液晶元件；以及每個所述第二TFT元件允許一對液晶元件彼此電連接，所述一對液晶元件在同一幀時段內(nèi)分別施加有一對基于圖像信號的驅(qū)動電壓，所述一對驅(qū)動電壓具有彼此反向的極性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中當(dāng)所述一對液晶元件通過第二 TFT元件彼此電連接時，所述一對液晶元 件中的電勢等于或小于液晶閾值電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中包括沿水平方向放置的一系 列第二 TFT元件的TFT元件線與包括沿水平方向放置的 一 系列像素的水平像 素線一致地提供；以及所述驅(qū)動部分控制對于各個TFT元件線分開地改變第二TFT元件的激活 時段的長度，從而在幀時段內(nèi)，對于各個水平像素線分開地控制改變低亮度 電壓時段的長度，在所述低亮度電壓時段中，跨越液晶元件的電勢等于或小 于閾值電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，還包括光源，其發(fā)光到像素中的 液晶元件，其中來自光源的光的亮度與低亮度時段同步地下降。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中驅(qū)動部分控制改變在第二 TFT元件的激活時段中、施加到第二 TFT元件的柵極電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中在所述第一 TFT元件的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇性地切換的第一 柵極線連接到第一TFT元件；以及在所述第二 TFT元件的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇性地切換的第二柵極線還用作連接到水平像素線中的各像素中的第一 TFT元件的第一柵極 線，所述水平像素線與對應(yīng)于第二TFT元件所屬于的TFT元件線的水平像素 線不同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中所述驅(qū)動部分控制第一和第 二 TFT元件，使得在基于圖像信號的驅(qū)動電壓開始施加到像素的第一 TFT元 件之前，電連接到像素的液晶元件的第二 TFT元件開始其操作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中在所述第一 TFT元件的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇性地切換的第一 柵極線連接到第一TFT元件；以及在所述第二TFT元件的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇性地切換的第二 柵極線與第 一柵極線分開地提供。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中 多個像素中的每個還包括輔助電容元件；以及在所述第二 TFT元件的激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)之間選擇性地切換的第二 柵極線還用作連接到水平像素線上的像素中的輔助電容元件的輔助電容線， 所述水平像素線對應(yīng)于第二 TFT元件所屬于的TFT元件線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其中所述驅(qū)動部分控制第一和 第二 TFT元件，使得在基于圖像信號的驅(qū)動電壓開始施加到像素的第一 TFT 元件之前，電連接到像素的液晶元件的第二 TFT元件開始其操作。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中所述驅(qū)動部分控制第一和 第二 TFT元件，使得在基于圖像信號的驅(qū)鉤電A開始施加到像素的第一 TFT 元件之前，電連接到像素的液晶元件的第二 TFT元件開始其操作。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中第二TFT元件允許像素中 的液晶元件電連接到另 一像素中的液晶元件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中每個像素配置有多個子像素，每個子像素包括液晶元件和第一 TFT元 件；以及第二 TFT元件允許像素中的子像素中的液晶元件電連接到同 一像素中的 另 一子像素中的液晶元件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中像素配置有多個子像素，所述多個子像素的每個包括液晶元件和第一TFT元件；以及第二 TFT元件允許像素中的子像素中的液晶元件電連接到另 一像素中的 子像素中的液晶元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器，其中在經(jīng)由第二 TFT元件彼此電連接的一對液晶元件之間，提供允許電保護 驅(qū)動部分的保護電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液晶顯示器，包括多個像素，每個像素包括一個或多個液晶元件和一個或多個第一TFT元件；驅(qū)動部分，通過在驅(qū)動電壓反向極性的同時、將基于圖像信號的驅(qū)動電壓施加到每個像素中的液晶元件，執(zhí)行極性反向驅(qū)動；以及通過驅(qū)動部分控制的第二TFT元件。所述第一TFT元件允許根據(jù)通過驅(qū)動部分的控制，將基于圖像信號的驅(qū)動電壓施加到其自己的像素中的液晶元件。每個所述第二TFT元件允許一對液晶元件彼此電連接。所述一對液晶元件在同一幀時段內(nèi)分別施加有一對驅(qū)動電壓。所述一對驅(qū)動電壓具有彼此相反的極性。
文檔編號G09G3/36GK101645250SQ20091016028
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者岡田元成 申請人:索尼株式會社