液晶显示器的制作方法

专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及其中使用TFT (薄膜晶体管)元件执行图像显示驱动的液晶 显示器。
背景技术：
过去，已经开发了大量有源矩阵型的液晶显示器。近来，液晶显示器具 有各种应用，特别是用于电视，其中像素计数根据面板大小的增加和数字图 像的更高的清晰度而增加，并且正在进行更高频率的操作的开发，以增强显 示性能。结果，减少了在显示时间中占用的每个像素的写入时间，并且确保 足够的用于写入的时间变得困难。
然而，仅仅增加薄膜晶体管的大小以补偿写入时间的变短的简单方式可 能降低孔径比，从而导致显示亮度的损失。此外，因为由于上述更高的清晰 度、像素大小正变得更小，所以损失亮度的影响将更显著。
因此，已经提出了在写入时预充电操作的技术来减少每个像素的写入时 间(以实现高速写入操作)，而尽可能地不增加TFT的大小(例如，参见日 本专利No. 3632840)。

发明内容
然而，施加到与要预充电的像素连接的数据线的电势等于对当前正操作 数据写入的其他像素提供的电势，并且经常与实际想要的电势不同。因此， 在预充电时段中，实践中可能需要栅板电压和脉沖宽度(栅极电压的施加时 段)的调整。或可能需要减少对于要显示的像素的原始写入时间，以便压缩 预充电时段，使得可写入必要的电势量。
结果，预充电操作的效果对于预充电时的像素的电势和写入时的像素的 电势的影响(预充电前后的电势的影响)敏感。因此，效果不一定是稳定的， 并且依赖于在之前和之后的帧时段内的驱动电压的大小。此外，还可能需要 实现这样的预充电操作的额外的驱动系统，因此驱动操作可能复杂。更糟的是，在如上所述减少对于要显示的像素的原始写入时间的情况下，可以写入 任何电平的电势，但是对于要显示的像素的原始写入时间的时段减少了那么 多。结果，可能出现对像素的写入变短，并且仍然难以解决上述驱动和操作 问题。
有鉴于如上所述的缺点，期望提供一种液晶显示器，其可以抑制对图像 质量的坏的影响，并且可以容易地实现高速显示驱动操作。
根据本发明实施例的液晶显示器，包括多个以矩阵排列的像素，每个 像素包括一个或多个液晶元件和一个或多个第一TFT元件；驱动部分，通过 在驱动电压反向极化的同时、将基于图像信号的驱动电压施加到每个像素中 的液晶元件，执行极性反向驱动；以及通过驱动部分控制的第二TFT元件。 所述第一 TFT元件允许根据通过驱动部分的控制，将基于图像信号的驱动电 压施加到其自己的像素中的液晶元件。每个所述第二TFT元件允许一对液晶 元件彼此电连接，所述一对液晶元件在同 一帧时l殳内分别施加有一对基于图 像信号的驱动电压。所述一对驱动电压具有彼此反向的极性。
在根据本发明实施例的液晶显示器中，根据由驱动部分执行的第一 TFT 元件的驱动，在驱动电压反向极性的同时，::通过将基于图像信号的驱动电压 施加到每个像素中的液晶元件，执行极性反向驱动。此时，根据由驱动部分 执行的第二TFT元件的控制，将一对液晶元件〗皮此电连接。这里，该对液晶 元件在同一帧时段内分别施加有一对基于图像信号的驱动电压。然后，将低 亮度电压施加到液晶元件。因此，可在基于图像信号的驱动电压施加到各个 液晶元件之前，施加这样的低亮度电压。此外，与现有技术的预充电操作不 同，可用低亮度电压的施加，而不依赖于之前和之后的帧时段中的驱动电压 的大小。此外，这样的低亮度电压的施加几乎不使电路的配置或驱动操作复 杂。
根据本发明实施例的液晶显示器，根据由驱动部分执行的第二 TFT元件 的控制，将一对液晶元件彼此电连接。这里'，该对液晶元件在同一帧时段内 分别施加有一对基于图像信号的驱动电压。.:'因此，可在施加基于图像信号的 驱动电压之前，容易地施加低亮度电压到各个液晶元件，而不依赖于之前和 之后的帧时段中的驱动电压的大小。结果，可容易地实现高速图像显示驱动 操作，同时抑制对图像质量的坏的影响。


图1是示出根据本发明实施例的液晶显示器的整体配置的框图。 图2是用于说明点反向驱动的模式图。
图3是根据实施例的像素的具体配置示例的电路图。
图4是用于说明在图3所示的像素中实现的点反向驱动的电路图。
图5是用于说明根据比较示例1的图像显示驱动的时序图。
图6是用于说明根据比较示例2的图像显示驱动的时序图。
图7是用于说明才艮据比较示例3的图像显示驱动的时序图。
图8是用于说明根据比较示例2和3的图像显示驱动的问题的时序图。
图9是用于说明根据比较示例2和3的图像显示驱动的另一问题的时序
图10是说明根据实施例的图像显示驱动的示例的时序图。
图11是说明根据实施例的图像显示驱动的另 一示例的时序图。
图12是用于说明根据实施例的黑色显示插入(黑色显示时段)的时序图。
图13是说明根据本发明的修改1的图像显示驱动的时序图。
图14是用于说明根据修改1的黑色显示插入(黑色显示时段)的时序图。
图15是用于说明根据修改2的黑色显示插入(黑色显示时段)的时序图。
图16是用于示出根据修改3的具体像素配置的电路图。
图17是用于示出根据修改4的真体像素配置的电路图。
图18是用于示出根据修改5的具体,素配置的电路图。
图19是用于示出根据修改6的具体像素配置的电路图。
图20是用于示出根据修改7的具体像素配置的电路图。
图21是用于示出根据修改8的具体像素配置的电路图。
图22是用于示出根据修改9的具体像素配置的电路图。
图23是用于说明水平线反向驱动的模式图。
图24是用于说明垂直线反向驱动的模式图。
图25是示出当应用水平线反向驱动时的像素的示例的电路图。
图26是示出当应用垂直线反向驱动时的像素的示例的电路图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述本发明的实施例。图1示出根据本发明实施例的液晶显示器(液晶显示器1)的整体配置。
该液晶显示器1包括液晶显示面板2、背光部分3、图像处理部分41、数据 驱动器51、栅极驱动器52、时序控制部分61、以及背光驱动部分62。
背光部分3是发出照射光到液晶显示面板2的光源，并且例如被配置为 包括CCFL (冷阴极荧光灯)、LED (发光二极管)等。
液晶显示面板2通过调制基于驱动电压从背光部分3发出的光，显示根 据图像信号Din的图像，如下所述，根据从栅极驱动器52提供的驱动信号， 从数据驱动器51提供所述驱动电压。液晶显示面板2被配置为包括以矩阵排 列为整体的多个像素20。每个像素20由对应于R(红色)、G(绿色)和B (蓝色)的像素构造，将未图示的R、 G和B的滤色镜附到所述R (红色)、 G (绿色)和B (蓝色)上，以分别发出R、 G和B的彩色显示光。
根据本实施例，如图2所示，例如，将所谓的点反向驱动操作施加到各 个像素20。即，将基于图像信号Din的驱动电压施加到各个像素20的液晶 元件，同时一个像素接一个像素地将驱动电压的极性反向。
图像处理部分41通过对从外部传输的图像信号Din施加指定的图像处 理，产生图像信号D1作为RGB信号。
栅极驱动器52根据时序控制部分61的时序控制，沿未图示的扫描线(以 下要描述的栅极线G)，施加线序驱动到液晶显示面板2中的每个像素20。
数据驱动器51将基于图像信号Dl的驱动电压从时序控制部分61提供 到液晶显示面板2的各个像素20。具体地，数据驱动器51通过对图1"象信号 D1施加D/A转换，产生模拟图像信号(即，上述驱动电压)，并将模拟图像 信号输出到各个像素20。
背光驱动部分62控制背光部分3的亮灯操作(发光操作)。时序控制部 分61控制栅极驱动器52和数据驱动器51的驱动时序，并且将图像信号Dl 提供到数据驱动器51。
随后，将参照图3和4具体说明每个像素20中形成的像素电路的配置。 图3示出像素20中的像素电if各的配置示例。附图中的参考标号m和n分别 是自然数，并且例如像素20 (m，n)表示多个像素20中位于坐标(m，n)处 的像素。
像素20(m，n+l)包括配置为作为主电容元件的液晶元件22A、辅助电 容元件23A和TFT元件21A的像素电路单元。像素20 (m, n+l )连接到选择要以线序方式驱动的像素电路单元:的栅极线G(n+1)、将基于图像信号Din 的驱动电压提供给要驱动的像素电路单元的数据线D(m)、作为连接到辅助电 容元件23A的总线的辅助电容线Cs(n+1)、以及共同的连接线Vcom。
类似地，沿栅极线G(n+1)邻接像素20 ( m, n+l )的像素20 ( m+l， n+l ) 包括配置有液晶元件22B、辅助电容元件23B和TFT元件21B的^f象素电路单 元。像素20 (m+l， n+l)连接到栅极线G(n+1)、数据线D(m+1)、辅助电容 线Cs(n+1)、以及共同的连接线Vcom。
液晶元件22A和22B用作根据驱动电压执;f亍显示操作(显示光的发射) 的显示元件，所述驱动电压分别从数据线D(m)和D(m+1)经由TFT元件21A 和21B提供到其一端。这些液晶元件22A和22B配置为包括未示出的液晶层、 以及一对电极，其中液晶层在该对电极之间。该对电极之一 (或一端)经由 连接点Pa和Pb，连接到TFT元件21A和21B的源极和辅助电容元件23A和 23B的一端，并且该对电极的另一个(另一端)连接到共同的连接线Vcom。 上述液晶层配置有例如VA (垂直对齐)液晶或TN (twisted nematic，扭曲向 列)液晶。
辅助电容元件23A和23B是能够稳定液晶元件22A和22B所存储的电 荷的电容元件，并且其一端(电极)连接到连接点Pa和Pb,而其另一端(共 同电极)连接到辅助电容线Cs(n+l)。
TFT元件21A和21B (第一 TFT元件)配置为MOS-FET (金属氧化物 半导体场效应晶体管)，其中其栅极连接到栅极线G(n+l)，源极连接到连接点 Pa和Pb,而漏极分别连接到数据线D(m)和D(m+1)。这些TFT元件21A和 21B用作切换元件，用于将基于图像信号Din的驱动电压提供到液晶元件22A 和22B的一端和辅助电容元件23A和23B的一端。具体地，根据经由栅极线 G(n+1)从栅极驱动器52提供的选择信号(栅极电压)，选择性地建立数据线 D(m)和D(m+1)、和液晶元件22A和22B的一端以及辅助电容元件23A和23B 的一端之间的电连接。
TFT元件24 (第二 TFT元件)也配置为MOS-FET,并且其栅极连接到 栅极线G(n),其源极和漏极分别连接到连接点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)之间的电连接， 例如根据如图4所示的栅极驱动器52的控制操作，在同一帧时段内分别施加 基于图像信号Din的反向极性的驱动电压到所述各液晶元件。这里，TFT元件24电连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之间。在本实施例中，选择性地切换TFT元件24的激活状 态和不激活状态的扫描线(栅极线；第二扫描线)也用作栅极线(这里为栅 极线G(n);第一扫描线)，该栅极线连接到'TFT元件24所属的像素20的扫 描线以外的扫描线上安排的像素的TFT元件21。
随后，描述关于本实施例的液晶显示器1的#:作和效果。 首先，以下参照图1到4说明液晶显示器1的主要操作。 在液晶显示器l中，如图l所示，用图像处理部分41对从外部提供的图 像信号Din进行图像处理，并产生每个像素20的图像信号D1。图像信号D1 经由时序控制部分61提供到数据驱动器51。在数据驱动器51中，将D/A转 换施加到图像信号Dl并产生模拟图像信号。然后，以线序方式施加点反向 驱动操作到各个像素20,其中从栅极驱动器52和数据驱动器51输出驱动电 压。
具体地，根据经由栅极线G从栅极驱动器52提供的选择信号，切换TFT 元件21A和21B的激活状态和不激活狀态々开/关)，并且选择性地建立数据 线D和液晶元件22A、 22B以及电容元件2'3A、 23B之间的电连接，如图2 和3所示。因此，将从数据驱动器51提供的基于图像信号的驱动电压以此方 式提供到液晶元件22A和22B,并执行图像显示驱动操作。
然后，在其中在数据线D和液晶元件22A、 22B以及电容元件23A、 23B 之间建立电连接的像素20中，来自背光部分3的照射光在液晶显示面板2中 调制，并作为显示光输出。由此在液晶显示器1中执行基于图像信号Din的 图像显示。
随后，下面参照图5到12详细描述与比较示例相比的、根据本发明实施 例的液晶显示器的特性操作和效果。这里，.,图5到7是说明由现有技术的液 晶显示器执行的图像显示驱动的时序图，會别对应于比较示例1到3。这里， (A)到(C)分别对应于线(n)、线(n+l.)和线(n+2)。
图5的比较示例1 (tl01到t104的时序)表示现有技术的简单图像显示 驱动操作。在该情况下，因为由于面板大小的增加和数字图像的更高清晰度 而导致的像素计数的增加，并且因为用于改进显示性能的更高频率的操作， 显示时间中占用的每个像素的写入时间减少，并且难以确保足够的用于写入 的时间。
10然而，仅仅增加TFT元件的大小以补偿写入时间的变短的简单方式可能 降低孔径比，从而导致显示亮度的损失。此外，因为由于上述更高的清晰度、 像素大小正变得更小，所以损失亮度的影响将更显著。
所以，在图6和7的比较示例2和3 (t201到t204以及t301到t304的 时序)中，釆用了在写入时的预充电操作，以便减少每个像素的写入时间(以 实现高速写入操作)，而尽可能地不增加TFT的大小。
然而，这些比较示例2和3具有如下所述的问题(这里，下面关于比较 示例2进行描述)。首先，预充电操作的效果对预充电时的像素的电势和写入
时的像素的电势的影响(预充电前后的电势的影响)敏感。结果，如例如图 8 (A)和(B)中所示的电势差AV101和AV102所示，需要的预充电量可能 依赖于由之前的帧显示保持的像素电势而不同。
因此，如果预充电时的电势等于或大于写入电势，则在如例如图9(A) 和(B)所示的预充电时段中，在实践中可能需要栅极电压(参照箭头PIOI) 和脉冲宽度(栅极电压的施加时段)(参照箭头P102)的调整。
因此，如在比较示例2和3的图像显示驱动(即，使用预充电操作的图 像显示驱动)中，其效果不一定是稳定的，并且依赖于在之前和之后的帧时 段内的驱动电压的大小。此外，还可能需要实现这样的预充电操作的额外的 驱动系统，使得驱动操作可能复杂。 ，
同时，根据本实施例，根据由数据驱动器:52和栅极驱动器51执行的TFT 元件21A和21B的操作控制，将基于图像信号Din的反向极性的驱动电压施 加到各个像素20的液晶元件22A和22B，由此i图1到4所示执行点反向驱 动。此时，根据由栅极驱动器51执行的第二 TfT元件的操作控制，液晶元 件22A和22B彼此电连接，在相同帧时段中分别施加基于图像信号Din的反 向极性的驱动电压到所述液晶元件22A和22B。
在这样的配置下，以根据本实施例的如下所述的方式操作图像显示驱动。
这里，注意，当将经由TFT元件24互相连接的各个像素定义为像素A和像
素B(例如，像素20(m，n+l)和像素20(m+l，n+l))时，作为关于参考电势的
相对电势的像素A和像素B的像素电势分别定义为Vpa和VpB，在TFT元件
24的操作时跨越像素A和像素B的像素电勢定义为VAB,并且像素A和像
素B的总电荷量定义为QAB。
这里，将像素A的电荷量qa表达为QA=a(VPA),其中a是电容系数，并且Vpa是像素A的电势。类似地，将像素B的电荷量Qs表达为QB=P(VPB)， 其中P是电容系数，并且Vpb是像素B的电势。这里，由于Qa和Qb是彼此 反向极性的电荷，所以qab满足如下的表达式 IQabI叫IQaI -IQbII
此时，互相连接的像素A和B的总电荷量Qab使用系数y通过Qab=7Vab 表达。因此，在TFT元件24的操作时跨越像素A和像素B的像素电势vab 变为固定值。即，根据由栅极驱动器51执行的TFT元件24的操作控制，液 晶元件22A和22B彼此电连接，在相同帧时段中分别施加基于图像信号Din 的反向极性的驱动电压到所述液晶元件22A和22B，由此将固定大小的低亮 度电压施加到液晶元件22A和22B。
'
当配置液晶元件22A和22B的液晶材料的阈值电压定义为V肌c时，期 望满足下面的表达式(1):
VthLC叫VABl....(l)
即，期望在液晶元件22A和22B经由TFT元件电连接时、跨越液晶元 件22A和22B的电势等于或小于配置液晶元件22A和22B的液晶材料的阈 值电压。
这是因为，当液晶元件22A和22B的电势等于或小于液晶阈值电压V虹c 时，它们展现恒定的显示状况。这里，如果采用具有在等于或小于阈值电压 Vthu:的电势中恒定显示黑色的特性的液晶材.料，则在TFT元件24的操作时， 像素20可典型地显示黑色。以此方式，如下所述可以减少在黑色显示时在过 去发现的对显示的坏的影响。 .
当满足上述表达式(1)时，因为写入前的电势满足其典型地在从像素 20的参考电压到液晶材料的阈值电压V肌c，的范围内的要求，所以可以抑制对 图像质量的坏的影响，同时降低在写入时像素20上的负载。
随后，将参照图IO说明根据本实施例的图像显示驱动波形(tl到t4的 时序)的具体示例。图IO是表达根据本实施例的图像显示驱动的时序图。这 里，(A)到(D)分别表示像素20(m,n)、 20(m+l，n)、 20(m,n+l)、 20(m+l,n+l) 的驱动波形。VG(n)等表示栅极线G(n)等的电压波形(栅极电压波形)；VD(m) 等表示数据线D(m)等的电压波形(数据电压波形)；并且Vcom表示共同电 极的电压(共同电压)。上面定义的符号在下面的描述中应用。
首先，如图10的像素20(m， n+l)和20(m+l， n+l)的箭头Pll和P21所示，TFT元件24根据栅极线G(n)的栅极电压VG(n)进入激活状态，并且电连接液 晶元件22A和22B,分别施加反向极性的驱动电压到所述液晶元件22A和 22B。从而跨越液晶元件22A和22B施加固定大小的低亮度电压(低亮度电 压时段或黑色显示时段)。随后，如附图的像素20(m, n+l)和20(m+l, n+l)的箭头P12和P22所示， TFT元件21A和21B根据栅极线G(n+1)的栅极电压VG(n+l)进入激活状态。 然后，基于图像信号Din的驱动电压(数据线D(m)和D(m+l)的电压VD(m) 和VD(m+l))从而写到液晶元件21A和21B，并产生像素电势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，在基于图像信号Din的驱动 电压要提供到TFT元件21A和21B之前，电连接到那些像素的液晶元件22A 和22B的TFT元件24开始其操作。因此，在施加基于图像信号Din的驱动电压之前，可将低亮度电压(黑 色显示电压)施加到各个液晶元件22A和22B。可用这样的低亮度电压的施 加，而不依赖于在之前和之后的帧时段中的驱动电压的大小，这与现有技术 的预充电操作不同。此外，这样的低亮度电压的施加几乎不使电路的配置或 驱动操作复杂。在本实施例中，当满足上述表达式(1 )时，只要TFT元件24的操作时 的像素电势等于或低于液晶的阈值电压VthLC,黑色显示就典型地可用。因此， 基于这样的原理实现每个帧时段中的黑色显示插入。随后，详细描述关于根据本实施例的黑色显示插入(黑色显示时段)。图 11是说明根据本实施例的图像显示驱动的时序图，其通过线(n)到线(n+4)的时 序波形(t21到t24的时序)来指示。首先，当TFT元件利用栅极线电压VG(n)处于激活状态时，连接到栅极 线G(n+1)的像素电势V(m,n+1)成为黑色电势(等于或小于液晶的阈值的电 势)。当TFT元件24利用栅极电压VG(n)处于不激活状态、并且TFT元件21 利用栅极电压VG(n+l)处于激活状态时，通过基于图像信号Din的驱动电压 VD(m)的施加，像素电势V(m，n+1)成为想要的写入电势(正常显示时段△ Tlon)。在此情况下，因为电连接液晶元件22A和22B以施加固定低亮度电压到 这些液晶元件22A和22B,分别施加反向极性的驱动电压到所述液晶元件22A13和22B,并且因为满足上述表达式(l)，因此像素20(m,n+l)变为黑色显示状 态(黑色显示时段AT2on)。因此，例如，如图12所示实现每个帧时段中 的黑色显示插入。
在图10中，尽管栅极电压VG的值从其上升到下降是恒定的，但是不限
变化，如例如通过图11的栅极电压VG，(n)到VG，(n+4)所示。
如上所述，根据本实施例，根据由栅极驱动器52执行的TFT元件24的 操作控制，电连接液晶元件22A和22B，在相同帧时段内分别施加基于图像 信号Din的反向极性的驱动电压到所述液晶元件22A和22B。结果，在施加 基于图像信号Din的驱动电压之前，低亮度电压容易地施加到液晶元件22A 和22B的每个，而不依赖于在之前和之后的帧时段中的驱动电压的大小。结 果可以容易地实现高速图像显示驱动操作，同时抑制对图像质量的坏的影响。 因为与现有技术的预充电操作不同、可以改变液晶的电容而不依赖于数 据线D的电势，所以可以抑制对图〗象质量的坏的影响，并且在写入随后的帧 之前，电势的实质变化可用。这可减少在写入时需要的电荷量，从而扩展用 于在高速驱动(如双倍速驱动)时写入的驱动余量。此外，因为在任何情况 下可稳定写入性能，所以可以不存在如预充电中所示的依赖于模式的闪烁、 以及对于显示屏幕的依赖性(如依赖于显示屏幕的类型的图像质量的不稳定 性)的问题。
此外，因为在基于图像信号Din的驱动电压提供到TFT元件21A和21B 之前，电连接到像素中的液晶元件22A和22B的TFT元件24开始其操作，
所以可将对显示质量的影响减小到最小。
此外，对TFT元件24的栅极线施加电压使得可以抑制屏幕上显示的动 态图像的运动模糊，并且保持其足够好的显示亮度，而不减小由TFT元件21A 和21B执行的像素20的写入时间。此外，可变化每个帧时段中的黑色显示插 入时间，而不减小写到像素20的时间。
随后，采用并说明本发明实施例的修嗜。要注意，在修改中，相同的参 考标号指定与本实施例中示出的元件相同"'元件，并且适当地省略其描述。 (修改1 )
图13是说明对应于上述实施例的图11的、修改1的图像显示驱动的时 序图。在本修改中，TFT元件24的激活时段按每个扫描线(按每个水平像素线) 变化，如附图中的箭头P3和P4所示，使得低亮度电压时段(黑色显示时段) 在相同帧时段内按每个扫描线变化，所述低亮度电压时段是其中液晶元件 21A和21B的电势等于或小于液晶的阈值电压VtMx的时段。即，在栅极电压 VG(n+l)比至少同一帧内的栅极电压VG(n)更早变为关状态的情况下，栅极 电压波形的上升可任意偏移，而其下降固定。以此方式，如例如图14所示，通过控制栅极电压VG(n+l)的下降时序仅 仅在栅极电压VG(n)的下降时序后的一个帧时段，可描述在每个帧时段中具 有不同黑色显示时段的黑色显示部分，而不用改变每个像素的写入时间。因为黑色显示插入时段依赖于显示屏幕的亮度而变化，所以即使具有高 对比度比率的显示屏幕也可通过仅在需要的扫描线中施加黑色显示插入来抑 制在屏幕上显示的动态图像中的运动模糊，并且通过抑制其中不需要黑色显 示插入的部分的亮度的下降来保持好的亮度。同样，根据本修改，例如，如图13的栅极电压VG，(n)到VG，(n+4)的情(修改2 )图15是说明对应于图12的上述实施例和图14的修改1的、根据修改2 的图像显示驱动的时序图。在本修改中，背光部分3被划分为每+在水平方向上延伸的多个部分发 光块。然后，基于通过背光驱动部分62的驱动控制，在对应于执行黑色显示 的水平像素线的位置中、从多个部分发光块的部分发光块发出的照射光的亮 度与低亮度电压时段(黑色显示时段)同步地下降。此外，通过除了黑色显 示插入时间以外的每个显示时段或通过每个显示时间，将来自背光部分3的 总照射光量控制为相等。以此方式，通过根据黑色显示插入的部分使对应于黑色显示部分的部分 的背光部分3的亮度下降，可进一步增强通过黑色显示插入的低功耗和图像 质量的改进的效果。 -(+务改3和4 )图16和17图示根据修改3和4的像素20的像素电路。 在图16的修改3中，在TFT元件24的激活状态和不激活状态之间选择 性地切换的扫描线(例如，栅极线G2(n+1"与连接到TFT元件21A和22A的栅极线(例如，栅极线G(n+l))分开地准备。
同时，在图17的修改4中，在TFT元件24的激活状态和不激活状态之 间选择性地切换的扫描线还用作辅助电容线(例如，辅助电容线Cs(n+l))。
如上所述，在TFT元件24的激活状态和不激活状态之间选择性地切换 的扫描线不必用作连接到TFT元件21A和22A的栅极线(例如，如上述实 施例中的栅极线G(n+1))。 (修改5-8 )
图18到21图示根据修改5到8的像素20的像素电路。在修改5到8 中，每个像素20配置为多个子像素(这里,，两个子像素)，其分别包括液晶 元件22和TFT元件21,以进一步改进液晶显示的显示性能。
具体地，在图18的修改5中，TFT元件24电连接同一像素20的互相不 同的子像素20a和20b中的液晶元件22。.
在图19和20的修改6和7中，TFT元件24电连接互相不同的4象素20 的子像素20a和20b中的液晶元件22。
类似地，在图21的修改8中，TFT元件24电连接同一像素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，与上述修改5 到7不同，在TFT元件24的激活状态和不激活状态之间选择性地切换的扫 描线(例如，栅极线G2(n))与连接到TFT元件21的栅极线(例如，栅极线 G(n-l))分开地准备。
利用这样的配置，分别以相反极性写入的子像素使得可能在TFT元件24 的操作后，不困难地从共同电势Vcom获得在非常近的范围内的像素电势。 结果，可在任何情况下稳定写入性能，并且可以不存在如预充电中所示的依 赖于模式的闪烁、以及对于显示屏幕的依li性(如依赖于显示屏幕的类型的 显示质量的不稳定性)的问题。 (修改9 )
图22图示根据修改9的像素20的像素电路。
根据本修改，电阻元件作为保护性元件25 (保护电路)布置在经由TFT 元件24电连接的液晶元件21A和21B之间。
以此方式，可电保护数据驱动器51和栅极驱动器52。 保护电路不限于电阻元件，并且可配置为任何其他保护性元件。 如上所迷，尽管已经参照实施例和修改描述了本发明，但是本发明不限于这样的实施例和修改，而是可以进行各种修改。例如，尽管在上述实施例等中说明了点反向驱动操作，但是，例如，其可以是如图23所示的水平线反向驱动操作或如图24所示的垂直线反向驱动 操作。具体地，在线反向驱动的情况下，像素电路典型地配置为如图25所示。 在列线反向驱动的情况下，像素电路典型地配置为如图26所示。在上述实施例中，尽管包括互相连接的液晶元件的像素彼此在左右方向 上邻4妻，〗旦是它们不必邻"l妄，并且可以位于右边和左边、上边和下边或倾杀牛 的方向。此外，经由TFT元件24连接的液晶元件不必物理地和直接地连接，而 可以电连接。本申请包含涉及于2008年8月4日向日本专利局提交的日本优先权专利 申请JP2008-201144中/>开的主题，在此通过引用并入其全部内容。本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修 改、组合、子组合和更改，只要它们在权利要求或其等效物的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括多个以矩阵排列的像素，每个像素包括一个或多个液晶元件和一个或多个第一TFT元件；驱动部分，通过在驱动电压反向极化的同时、将基于图像信号的驱动电压施加到每个像素中的液晶元件，执行极性反向驱动；以及通过驱动部分控制的第二TFT元件；所述第一TFT元件允许根据通过驱动部分的控制，将基于图像信号的驱动电压施加到其自己的像素中的液晶元件；以及每个所述第二TFT元件允许一对液晶元件彼此电连接，所述一对液晶元件在同一帧时段内分别施加有一对基于图像信号的驱动电压，所述一对驱动电压具有彼此反向的极性。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中当所述一对液晶元件通过第二 TFT元件彼此电连接时，所述一对液晶元 件中的电势等于或小于液晶阈值电压。
3. 根据权利要求2所述的液晶显示器，其中包括沿水平方向放置的一系 列第二 TFT元件的TFT元件线与包括沿水平方向放置的 一 系列像素的水平像 素线一致地提供；以及所述驱动部分控制对于各个TFT元件线分开地改变第二TFT元件的激活 时段的长度，从而在帧时段内，对于各个水平像素线分开地控制改变低亮度 电压时段的长度，在所述低亮度电压时段中，跨越液晶元件的电势等于或小 于阈值电压。
4. 根据权利要求3所述的液晶显示器，还包括光源，其发光到像素中的 液晶元件，其中来自光源的光的亮度与低亮度时段同步地下降。
5. 根据权利要求2所述的液晶显示器，其中驱动部分控制改变在第二 TFT元件的激活时段中、施加到第二 TFT元件的栅极电压。
6. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中在所述第一 TFT元件的激活状态和不激活状态之间选择性地切换的第一 栅极线连接到第一TFT元件；以及在所述第二 TFT元件的激活状态和不激活状态之间选择性地切换的第二栅极线还用作连接到水平像素线中的各像素中的第一 TFT元件的第一栅极 线，所述水平像素线与对应于第二TFT元件所属于的TFT元件线的水平像素 线不同。
7. 根据权利要求6所述的液晶显示器，其中所述驱动部分控制第一和第 二 TFT元件，使得在基于图像信号的驱动电压开始施加到像素的第一 TFT元 件之前，电连接到像素的液晶元件的第二 TFT元件开始其操作。
8. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中在所述第一 TFT元件的激活状态和不激活状态之间选择性地切换的第一 栅极线连接到第一TFT元件；以及在所述第二TFT元件的激活状态和不激活状态之间选择性地切换的第二 栅极线与第 一栅极线分开地提供。
9. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中 多个像素中的每个还包括辅助电容元件；以及在所述第二 TFT元件的激活状态和不激活状态之间选择性地切换的第二 栅极线还用作连接到水平像素线上的像素中的辅助电容元件的辅助电容线， 所述水平像素线对应于第二 TFT元件所属于的TFT元件线。
10. 根据权利要求8所述的液晶显示器，其中所述驱动部分控制第一和 第二 TFT元件，使得在基于图像信号的驱动电压开始施加到像素的第一 TFT 元件之前，电连接到像素的液晶元件的第二 TFT元件开始其操作。
11. 根据权利要求9所述的液晶显示器，其中所述驱动部分控制第一和 第二 TFT元件，使得在基于图像信号的驱钩电A开始施加到像素的第一 TFT 元件之前，电连接到像素的液晶元件的第二 TFT元件开始其操作。
12. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中第二TFT元件允许像素中 的液晶元件电连接到另 一像素中的液晶元件。
13. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中每个像素配置有多个子像素，每个子像素包括液晶元件和第一 TFT元 件；以及第二 TFT元件允许像素中的子像素中的液晶元件电连接到同 一像素中的 另 一子像素中的液晶元件。
14. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中像素配置有多个子像素，所述多个子像素的每个包括液晶元件和第一TFT元件；以及第二 TFT元件允许像素中的子像素中的液晶元件电连接到另 一像素中的 子像素中的液晶元件。
15.根据权利要求l所述的液晶显示器，其中在经由第二 TFT元件彼此电连接的一对液晶元件之间，提供允许电保护 驱动部分的保护电路。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示器，包括多个像素，每个像素包括一个或多个液晶元件和一个或多个第一TFT元件；驱动部分，通过在驱动电压反向极性的同时、将基于图像信号的驱动电压施加到每个像素中的液晶元件，执行极性反向驱动；以及通过驱动部分控制的第二TFT元件。所述第一TFT元件允许根据通过驱动部分的控制，将基于图像信号的驱动电压施加到其自己的像素中的液晶元件。每个所述第二TFT元件允许一对液晶元件彼此电连接。所述一对液晶元件在同一帧时段内分别施加有一对驱动电压。所述一对驱动电压具有彼此相反的极性。
文档编号G09G3/36GK101645250SQ20091016028
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月4日 优先权日2008年8月4日
发明者冈田元成 申请人:索尼株式会社