专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及为了显示图像而采用OCB(光学补偿的弯曲)液晶显示元件的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置具备构成多个OCB液晶显示元件的矩阵的液晶显示板。该液晶显示板包含，用取向膜覆盖多个像素电极并配置成矩阵形的阵列基板，用取向膜覆盖对向电极并与多个像素电极对向地配置的对向基板，以及邻接各取向膜并夹于阵列基板与对向基板之间的液晶层，还具有通过光学相位差板将一对偏光板贴到阵列基板与对向基板上的构造。这里，各OCB液晶显示元件在对应像素电极的范围中构成像素。这样的OCB液晶显示元件中，有必要通过施加与通常的驱动电压不同的转移电压，使液晶分子的取向状态从八字形取向转移到可显示图像的弯曲取向。
在持续一定时间以上不施加大于等于规定电平的电压时，OCB液晶显示元件就不能维持弯曲取向，恢复到八字形取向。为了防止这种逆转移现象，一般对OCB液晶显示元件施加逆转移防止电压。特开2002-107695号公报揭示使逆转移防止电压的脉冲宽度随液晶显示装置的周围温度变化而变化的技术。
但是，即使这样改变逆转移防止电压的脉冲宽度，要完全防止逆转移现象也是困难的。
发明内容
本发明的目的在于提供能解决上述问题，完全防止逆转移现象的液晶显示装置。
根据本发明，提供的液晶显示装置包括为了使液晶分子的取向状态从八字形取向转移到可显示图像的弯曲取向而初始化的液晶显示元件部，以及初始化后对液晶显示元件部周期性地施加防止从弯曲取向向八字形取向的逆转移的逆转移防止电压和对应于外部来的显示信号的显示电压的驱动电路，构成驱动电路，使得根据显示信号的场频、改变逆转移防止驱动条件。
该液晶显示装置中，因为对应于显示信号的场频改变逆转移防止驱动条件，故能对依存于该场频的逆转移现象使该驱动条件最佳化。从而能完全防止逆转移现象。
图1概略地示出本发明的一实施形态的液晶显示装置的电路构成图。
图2示出图1所示的液晶显示板的一部分断面构造图。
图3示出利用图2所示的断面构造进行1个像素部分显示的OCB液晶显示元件的电路构成图。
图4示出图3所示的OCB液晶显示元件中利用作为液晶施加电压施加的转移电压从八字形取向转移到弯曲取向的液晶分子的取向状态图。
图5为说明图1所示的液晶显示装置的初始化动作用的波形图。
图6为说明图1所示的液晶显示装置的显示动作用的波形图。
图7示出利用图1所示的控制器得到的显示信号的场频与黑插入率的关系的曲线图。
图8示出利用图1所示的控制器的变形例得到的显示信号的场频与白电平显示电压的关系的曲线图。
图9示出图1所示的液晶显示板和背光光源的变形例的图。
图10为说明适合于图9所示变形例的场时序驱动方式用图。
图11为说明利用图10所示的场时序驱动方式合成的图像用图。
图12为说明在图10所示的场时序驱动方式中将黑插入期间分散到红、绿、蓝的显示期间的场时序驱动方式用图。
图13为图12所示的场时序驱动方式中得到的显示信号的场频与黑插入率的关系曲线。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的一实施形态的液晶显示装置。
图1概略地示出该液晶显示装置100的电路构成，图2示出图1所示的液晶显示(LCD)板41的一部分断面构造图，图3示出利用图2所示的断面构造进行1个像素部分显示的OCB液晶显示元件6的电路构成图。
该液晶显示装置100，连接到例如成为TV设备或手机等外部信号源的图像信息处理单元SG。图像信息处理单元SG进行图像信息处理，将同步信号和显示信号供给液晶显示装置100。另外，液晶显示装置的电源电压也从图像信息处理单元SG供给液晶显示装置100。
液晶显示装置100包括，构成多个OCB液晶显示元件6的矩阵(液晶显示元件部)的LCD板41，照明LCD板41的背光BL，以及驱动LCD板41和背光BL的驱动电路DR。LCD板41包含阵列基板AR，对向基板CT，以及液晶层LQ。阵列基板AR包含由玻璃板等构成的透明绝缘基板GL，形成于该透明绝缘基板GL上的多个像素电极15，以及覆盖这些像素电极15的取向膜AL。对向基板CT包含由玻璃板等构成的透明绝缘基板GL，形成于该透明绝缘基板GL上的滤色层CF，形成于滤色层CF上的对向电极16，以及覆盖该对向电极16的取向膜AL。液晶层LQ通过在对向基板CT与阵列基板AR的间隙充填液晶得到。滤色层CF包含红像素用的红着色层，绿像素用的绿着色层，蓝像素用的蓝着色层，及黑矩阵用的黑着色(遮光)层。另外，LCD板41包括配置于阵列基板AR和对向基板CT的外侧的一对相位差板RT，及配置于这些相位差板RT的外铡的一对偏光板PL。背光BL是冷阴极管等构成的白色光源，配置于阵列基板AR侧的偏光板PL的外侧。阵列基板AR侧的取向膜AL和对向基板CT侧的取向膜AL经过互相平行地摩擦处理。
阵列基板AR中，多个像素电极15大致成矩阵地配置于透明绝缘基板GL上。另外，沿多个像素电极15的行配置多条栅极线29(Y1～Ym)，沿多个像素电极15的列配置多条源极线26(X1～Xn)。在这些栅极线29与源极线26的交叉位置近旁，配置多个像素开关27。各像素开关27由具有例如连接于栅极线29的栅极28和连接于源极线26和像素电极15间的源极—漏极的薄膜晶体管构成，通过对应的栅极线29驱动时，在对应的源极线26和对应像素电极15间导通。
多个液晶显示元件6各自在像素电极15和对向电极16间具有液晶电容Clc。多条辅助电容线Cst(C1～Cm)各自与对应行的液晶显示元件6的像素电极15电容耦合，构成辅助电容Cs。
构成驱动电路DR，使利用从阵列基板AR和对向基板CT施加到液晶层LQ的液晶施加电压，控制LCD板41的透射率。各OCB液晶显示元件6在对应像素电极15的范围内构成像素。这种OCB液晶显示元件6中，有必要通过施加与通常的驱动电压不同的转移电压，使液晶分子的取向状态从八字形取向转移到可显示图像的弯曲取向。因此，构成驱动电路DR使通过每当电源开关PW导通时以转移电压作为液晶施加电压加到液晶层LQ上，进行使液晶分子的取向状态从八字形取向转移到弯曲取向的初始化。
具体地说，驱动电路DR包括为使多个开关元件27按行单位导通而依次驱动多条栅线29的栅极驱动器39，在各行开关元件27通过对应栅极线29的驱动而导通的期间中将像素电压Vs分别输出到多条源极线26的源极驱动器38，驱动LCD板41的对向电极16的对向电极驱动器40，驱动背光BL的背光驱动部9，控制栅极驱动器39、源极驱动器38，对向电极驱动器40、以及背光驱动部9的控制器37，以及，根据从图像信息处理单元SG供给驱动电路DR的电力(具体地说，电源电压)，发生这些栅极驱动器39、源极驱动器38、对向电极驱动器40、背光驱动部9、以及控制器37所必要的多个内部电源电压的电源电路7。
控制器37把根据图像信息处理单元SG输入的同步信号发生的垂直定时控制信号输出到栅极驱动器39，把根据从图像信息处理单元SG输入的同步信号和显示信号发生的水平同步控制信号和1水平行部分的图像数据输出到源极驱动器38，而且把点亮控制信号输出到背光驱动部9。栅极驱动器39利用垂直定时控制信号的控制在1帧期间中依次选择多条栅极线29，把使各行的像素开关27只在1水平扫描期间H导通的栅极驱动电压输出到选择栅极线29。源极驱动器38利用水平定时控制信号的控制，在把栅极驱动电压输出到选择栅极线29的1个水平扫描期间H中1水平行的像素数据分别变换为像素电压(显示电压)Vs，并列地输出到多条源极线26。
像素电压Vs是以从对向电极驱动器40输出到对向电极16的公共电压VCOM为基准，施加到像素电极15的电压，为了进行帧反转驱动和行反转驱动，相对于公共电压VCOM作极性反转。另外，栅极驱动器39在1行部分的开关元件27为非导通时，把补偿电压施加到与这些开关元件27连接的栅极线29对应的辅助电容线Cst，通过这些开关元件27的寄生电容，补偿1行部分的液晶显示元件6产生的像素电压Vs的变动。
该液晶显示装置100中，驱动电路DR的控制器37包括为了使液晶分子的取向状态从图4所示的八字形取向转移为弯曲取向的初始化，作为液晶施加电压进行设定对各液晶显示元件6施加的转移电压的转移电压设定处理的转移电压设定部1，为了防止初始化后从弯曲取向向八字形取向逆转移，作为液晶施加电压进行设定对各液晶元件6施加的逆转移防止电压的逆转移防止处理的逆转移防止电压设定部2，以及把对各液晶显示元件6的显示信号即显示电压、逆转移防止电压、及转移电压用像素数据输出到源极驱动器38的数据输出部3。对显示电压和逆转移防止电压进行设定，使利用源极驱动器38输出的像素电压Vs决定的像素电极15的电位，相对于利用对向电极驱动器40输出的公共电压VCOM决定的对向电极16的电位，以规定的形式移动。对转移电压进行设定，使利用对向电极驱动器40输出的公共电压VCOM决定的对向电极16的电位，相对于利用源极驱动器38输出的像素电压Vs决定的像素电极15的电位，以规定的形式移动。
液晶显示装置100利用从图像信息处理单元SG供给驱动电路DR的电源电压，进行如图5所示那样的动作。
电源电路7把该电源电压变换为多个内部电源电压，供给控制器37、源极驱动器38、栅极驱动器39、对向电极驱动器40、以及背光驱动器9等。转移电压设定部1进行以转移电压为液晶施加电压施加到各液晶显示元件6用的转移电压设定处理。转移电压设定处理中，设定约0.6秒的转移期间TP。转移电压在转移期间TP中，交替变化为使液晶分子的取向状态实质上从八字形取向转移到弯曲取向的不同极性的值。一定值L0实质上是0伏，不同极性的值作为绝对值约25伏。这里，转移期间TP进一步分为各自约0.3秒的前半转移期间TP1和后半转移期间TP2，设定转移电压在前半转移期间TP1中为正极性即第1极性值L1，在后半转移期间TP2中为负极性即第2极性值L2。这时，像素电压Vs被固定，使对向电极驱动器40输出的公共电压VCOM为可变，得到上述的转移电压。
接着在显示期间DP中，控制器37控制源极驱动器38、栅极驱动器39、及对向电极驱动器40使从对向电压驱动器40输出的公共电压VCOM固定，像素电压Vs对应于像素数据可变，把得到的液晶施加电压加到各液晶显示元件6。控制器37控制背光驱动部9使转移期间维持背光BL为熄灭状态，在显示期间DP背光BL为点亮状态。这样一来，多个液晶显示元件6的矩阵就可显示图像。
以显示信号作为图像、被更新的周期作为帧，其倒数定义为帧频。另外，以一面扫描液晶显示元件6的矩阵，一面写入与显示信号对应的像素电压的周期作为场，其倒数定义为场频。在输入每场显示信号时，如图6所示那样在1场期间以一定比例插入逆转移防止电压作为像素电压。逆转移防止电压的电压值多为大致与黑显示的电压值相等的情况，因此，称逆转移防止电压的插入为黑插入，称逆转移防止电压的脉冲宽度对1场的比例为黑插入率。实施黑插入时，把写入逆转移防止电压即像素电压和显示信号对应的像素电压的期间总起来定义为场。
这里，逆转移防止电压设定部2，根据显示信号的场频改变例如逆转移防止电压的电压值或脉宽那样的逆转移防止驱动条件。在以逆转移防止驱动条件为逆转移防止电压的脉宽即黑插入率时，数据输出部3根据该黑插入率把逆转移防止电压和显示电压用像素数据交替地输出到源极驱动器38。
图7示出通过控制器37得到的显示信号的场频与黑插入率之间的关系。图7中，横轴代表显示信号的场频，纵轴代表黑插入率。设定黑插入率对表示信号的场频为例如图7所示的值。即，设定黑插入率对约53赫的场频为约22％，对约57赫的场频为约21％，对约60赫的场频为约21％，对约64赫的场频为约20％，对约70赫的场频为约19％。这样，显示信号的场频越高，黑插入率越小。
根据上述的本实施形态，以基于向液晶显示装置100输入的显示信号的场频的脉宽或电压值，对各液晶显示元件6施加逆转移防止电压。因此，对于各种各样的显示信号的场频，能使逆转移防止电压最佳化。结果能完全防止逆转移现象。
另外，本实施形态中，示出作为逆转移防止驱动条件，根据显示信号的场频改变逆转移防止电压的施加条件的例子，但本发明不限于此。因此，也可构成转移电压设定部1，使得根据显示信号的场频改变转移电压的施加条件。
另外，作为逆转移防止驱动条件，也可以构成控制器37使得不改变逆转移防止电压的施加条件而改变显示电压的施加条件。图8示出根据控制器37的变形例得到的显示信号的场频与白电平显示电压之间的关系。这里，白电平显示电压是使白显示用的电压。图8中，横轴代表显示信号的场频，纵轴代表白电平显示电压。这里，设定白电平显示电压对48赫的场频约为0.5伏，对60赫的场频约为0.2伏，对75赫的场频约为0伏。这时，数据输出部2便根据显示信号的场频转换白电平显示电压的值。设定白电平显示电压对显示信号的场频为例如图7所示的值。
此外，数据输出部2也可根据液晶显示装置的周围温度，改变白电平显示电压的值。例如假设显示信号的场频为60赫，数据输出部2在液晶显示装置的周围温度为低温(例如0℃)时设定白电平显示电压的值为0伏，周围温度为40℃时设定白电平显示电压的值为0.5伏，周围温度为60℃时设定白电平显示电压的值为1伏。
本发明是基于对频率越高黑插入效率越高的事实的发现。上述实施形态中，根据场频调整黑插入率。但本发明不限于此，也可有意提高场频来提高黑插入率的效率。因此，也可将它应用于场时序驱动方式中。
图9示出对应于场时序驱动方式的和背光光源BL的变形例。该液晶显示板41中省略图2所示的滤色层CF。另外设置发红、绿、蓝色光的3色LED取代冷阴极管作为背光光源BL。利用扩散片把LED发出的光入射到液晶显示板41的全部。这时，控制部37控制背光驱动部9使如图10所示那样在1场期间依次点亮红色LED、绿色LED、蓝色LED，控制源极驱动器38和栅极驱动器39，在各LED的点亮期间中以显示电压作为像素电压加到全部OCB液晶显示元件6上。
在上述那样依次点亮红色LED、绿色LED、蓝色LED时，显示图11所示那样的色单位图像，在1场期间中便时间上合成下排的图像。
因各像素是OCB液晶显示元件6，故该变形例中为了防止逆转移也需要黑插入。这里，设定逆转移防止频率(逆转移防止电压反复施加的频率)为大于等于100赫。实际的黑插入期间，如图12所示，分散为红色LED、绿色LED、和蓝色LED的点亮期间，即红、绿、蓝的显示期间。这时，例如相对于显示信号的场频设定对1场期间的黑插入率为图13所示那样的变化。这里，黑插入率为对黑插入的重复周期的比例，为对场期间的黑插入期间的比例。
在这种场时序驱动方式的液晶显示装置中，图1所示的液晶显示板41的像素数实质上为3倍。这样的场频也与此成正比地提高。相对于这种场频适当地设定黑插入率，实际的值也减小。这是由于不只防止逆转移，而且也提高液晶显示板41的整体的光透射率的结果，因此极为理想。
工业上的实用性本发明可适用于通过OCB液晶显示元件显示图像的液晶显示装置。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括为了使液晶分子的取向状态从八字形取向转移到可显示图像的弯曲取向而初始化的液晶显示元件部，以及初始化后，对液晶显示元件部周期性地施加防止从弯曲取向向八字形取向的逆转移的逆转移防止电压和对应于外部来的显示信号的显示电压的驱动电路，构成驱动电路，使得根据显示信号的场频、改变逆转移防止驱动条件。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述逆转移防止驱动条件是逆转移防止电压的脉冲宽度。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述逆转移防止驱动条件是逆转移防止电压的电压值。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述逆转移防止驱动条件是显示电压的电压值。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，构成所述驱动电路，使得在显示信号的场期间内进一步多次施加逆转移防止电压。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，设定反复施加逆转移防止电压的逆转移防止频率为大于等于100赫。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，构成所述驱动电路，使得以场时序驱动方式驱动所述液晶显示元件部。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，将所述逆转移防止电压插入所述液晶显示元件部的各色显示期间。
全文摘要
本发明的液晶显示装置，包括为使液晶分子的取向状态从八字形取向转移到可显示图像的弯曲取向而初始化的液晶显示元件部41，以及初始化后对液晶显示元件部周期性地施加防止从弯曲取向向八字形取向的逆转移的逆转移防止电压和对应于外部来的显示信号的显示电压的驱动电路DR。特别是构成驱动电路DR，使得根据显示信号的场频、改变逆转移防止驱动条件。
文档编号G09G3/20GK1788230SQ200580000
公开日2006年6月14日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月20日
发明者中尾健次, 小岛彻也, 寺西谦太郎 申请人:东芝松下显示技术有限公司