液晶显示器件的制作方法

专利名称：液晶显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及由垂直对准(VA)模式的液晶构成的液晶显示器件。
背景技术：
近年来，用作液晶电视、笔记本型个人计算机、汽车导航系统等的显示监视器，例 如，提出了采用使用垂直对准型液晶的VA(垂直对准)模式的液晶显示器件。在这种VA 模式下，液晶分子都具有负介电各向异性性(negative dielectric anisotropy)，即，所述 分子具有其长轴方向上的介电常数低于其短轴方向上的介电常数的特性，从而实现比利用 TN(扭曲向列)模式的情况更宽的观看角。这里的问题是使用VA模式液晶的这种液晶显示器件引起改变在从前方观看显示 屏幕时与在从对角方向观看显示屏幕时之间的亮度的问题。图14是示出在使用VA模式 液晶的液晶显示器件中在视频信号的灰度(0至255个灰度级)与亮度比(对具有255个 灰度级的亮度的比)之间的关系的图。如附图中的箭头PlOl所指示的那样，亮度特性示出 在从前方(Ys(0° ))观看显示屏幕时与在从45度方向(Ys(45° ))观看显示屏幕时之间 的巨大差别(示出朝向更高亮度级的变化)。这种现象被称为“Shiratchake”，即，“Wash out (褪色)”，"Color Shift (色偏)”等，并且被看做使用VA模式液晶的液晶显示器件的 主要缺陷。在这样的考虑下，作为减少这样的“Wash out”现象的程度(extent)的措施，提 出了用以将单位像素分割成多个子像素并且改变作为结果的每一个子像素的阈值的结构 (多像素结构)(实例包括专利文献1至3)。在这样的专利文献1至3中描述的多像素结 构被称为基于电容耦合的HT(中间色灰度)技术，并且两个子像素之间的任何电势差都由 电容比确定。图15是示出在多像素结构下视频信号的灰度与每个子像素的显示状态之间的示 范性关系的图。该附图示出在灰度级从0(黑显示的状态)至255(白显示的状态)的改 变(亮度的增加)的过程中，首先增加像素中的一部分(一个子像素)的亮度，然后增加 像素的剩下部分(其他子像素)的亮度。关于这样的多像素结构，例如，如图14中的箭头 P102所示，与正常像素结构中的45°方向上(Ys(45° ))的亮度特性相比，用多像素结构中 的45°方向上(YnK45° ))的亮度特性减少了 “Wash out”现象的程度。在这里，不仅在这样的多像素结构中，而且在正常像素结构中，已知通过将显示驱 动的单位帧在时间上分割成多个(例如两个)子帧并还以高亮度级子帧与低亮度级子帧 的组合表示任何期望的亮度级，与具有多像素结构的情况类似，用中间色的作用减少“Wash out”现象的程度。引用列表专利文献专利文献1 日本待审专利公开第2-12号专利文献2 美国专利第4840460号的说明书
专利文献3 日本专利第3076938号的说明书

发明内容
这里的问题是这样的中间色技术具有容易引起以下现象的问题。即，首先，关于要 施加到液晶元件的电压(液晶施加电压)，对于其从低(例如0灰度级/255灰度级)到高 (例如255灰度级/255灰度级)的转变，与不使用该技术的情况相比，中间色技术引起电压 急剧增加。结果，亮度不能达到任何期望的电压值(亮度值)，从而负面影响液晶的响应时 间。这样的现象被称为“液晶方位角变化”，其起因于高电压向已经处于低电压施加的状态 下的液晶的突然施加。由于这样的电压施加，液晶元件立即(once)随机地取向在各种方位 角，然后全部对准任何一个期望的方位角。作为改善液晶显示器件中的中间色响应速度的另一种技术，示范了过驱动 (overdriving)。与不使用中间色技术的情况相比，这种过驱动也引起液晶施加电压从低到 高急剧增加，因此确实改善了液晶的响应速度，但如果在过驱动结束后向液晶施加原始灰 度值的电压，则容易出现被称为“回弹(rebounding)”的现象。这是因为，由于当液晶元件 处于垂直状态时高电压通过开始于0灰度级的过驱动向液晶元件的短时施加，不同地取向 像素的一部分中的液晶元件，而不取向像素的剩下部分中的液晶元件。关于以上这样的中间色技术，确实增加了在亮度方面的视角特性，但容易出现液 晶方位角变化的现象或回弹的现象。因而存在减少运动图像的显示特性以及恶化显示图像 质量的问题。考虑到以上问题提出本发明，其目的是提供使用VA模式液晶的液晶显示器件，用 其改善在亮度方面的视角特性，并且同时，可以比以前的液晶显示器件更好地改善图像质量。本发明的第一液晶显示器件包括多个像素，其作为整体排列在矩阵中，并且每一 个都提供有由垂直对准(VA)模式的液晶构成的液晶元件；以及驱动部分，通过施加基于输 入视频信号的电压到液晶元件来驱动每一个显示像素的液晶元件，该驱动部分通过基于输 入视频信号将针对每一个像素的显示驱动操作空分地或时分地分割成多个来进行分割驱 动操作。在这里，分割驱动操作由第一分割驱动操作组和第二分割驱动操作组构成，第一分 割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或高于输入施加电压的高侧电压，而第二分 割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或低于输入施加电压的低侧电压，液晶施加 电压表示要施加到液晶元件的电压，输入施加电压表示对应于输入视频信号的电压。而且， 驱动部分以这样的方式进行属于第一分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电压至少 在中间亮度范围中高于输入施加电压，而液晶施加电压在高光亮度范围中等于或高于输入 施加电压，但示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变低的趋势。同样，驱动部分以这 样的方式进行属于第二分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电压至少在中间亮度范 围中低于输入施加电压，而液晶施加电压在最低亮度范围中等于或低于输入施加电压，但 示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变高的趋势。利用本发明的第一液晶显示器件，对于为了显示而基于视频信号驱动每一个像素 中由VA模式液晶构成的显示液晶元件的操作，将用于对每一个像素执行的驱动操作空分 地或时分地分割成多个以进行多路(multiplex)驱动操作。因此，与不进行这样的多路驱动操作的情况相比，当在对角方向上观看显示屏幕时，对伽马(gamma)特性(示出视频信号 的亮度灰度级和亮度之间的关系的特性)的任何改变(自当在前方观看显示屏幕时的情况 改变)变得很不明显。此外，对于上述第一多路驱动操作组中的操作，在高光亮度范围中， 液晶施加电压取等于或高于输入施加电压的高侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范 围中的液晶施加电压变低的趋势。因此，与在高光亮度范围中观察到没有这种电压变低的 趋势的以前的多路驱动操作相比，防止了在从低到高的电压转变期间液晶施加电压急剧增 加。同样，对于上述第二多路驱动操作组中的操作，在最低亮度范围中，液晶施加电压取等 于或低于输入施加电压的低侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电 压变高的趋势。因此，与在最低亮度范围中观察到没有这种电压变高的趋势的以前的多路 驱动操作相比，在过驱动期间，例如，防止了液晶施加电压从低到高急剧增加。本发明的第二液晶显示器件包括上述多个像素以及驱动部分，该驱动部分通过施 加基于输入视频信号的电压到液晶元件来驱动每一个显示像素的液晶元件，该驱动部分通 过基于输入视频信号将针对每一个像素的显示驱动操作空分地或时分地分割成多个来进 行分割驱动操作。分割驱动操作由第一分割驱动操作组和第二分割驱动操作组构成。驱动 部分以这样的方式进行属于第一分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电压至少在中 间亮度范围中高于输入施加电压，而液晶施加电压在高光亮度范围中等于或高于输入施加 电压，但示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变低的趋势。利用本发明的第二液晶显示器件，对于为了显示而基于视频信号驱动每一个像素 中由VA模式液晶构成的显示液晶元件的操作，将用于为了显示而对每一个像素执行的驱 动操作在空间上或时间上分割成多个以进行多路驱动操作。因此，与不进行这样的多路驱 动操作的情况相比，当在对角方向上观看显示屏幕时，对伽马特性的任何改变变得很不明 显。此外，对于上述第一多路驱动操作组中的操作，在高光亮度范围中，液晶施加电压取等 于或高于输入施加电压的高侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电 压变低的趋势。因此，与在高光亮度范围中观察到没有这种电压变低的趋势的以前的多路 驱动操作相比，防止了在从低到高的电压转变期间液晶施加电压急剧增加。本发明的第三液晶显示器件包括上述多个像素以及驱动部分，该驱动部分通过施 加基于输入视频信号的电压到液晶元件来驱动每一个显示像素的液晶元件，该驱动部分通 过基于输入视频信号将针对每一个像素的显示驱动操作空分地或时分地分割成多个来进 行分割驱动操作。分割驱动操作由第一分割驱动操作组和第二分割驱动操作组构成。驱动 部分以这样的方式进行属于第二分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电压至少在中 间亮度范围中低于输入施加电压，而液晶施加电压在最低亮度范围中等于或低于输入施加 电压，但示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变高的趋势。利用本发明的第三液晶显示器件，对于为了显示而基于视频信号驱动每一个像素 中由VA模式液晶构成的显示液晶元件的操作，将用于为了显示而对每一个像素执行的驱 动操作在空间上或时间上分割成多个以进行多路驱动操作。因此，与不进行这样的多路驱 动操作的情况相比，当在对角方向上观看显示屏幕时，对伽马特性的任何改变变得很不明 显。此外，对于上述第二多路驱动操作组中的操作，在高光亮度范围中，液晶施加电压取等 于或低于输入施加电压的低侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电 压变高的趋势。因此，与在最低亮度范围中观察到没有这种电压变高的趋势的以前的多路驱动操作相比，对于过驱动，例如，防止了液晶施加电压从低到高急剧增加。根据本发明的第一液晶显示器件，对于为了显示而驱动每一个像素中由VA模式 液晶构成的显示液晶元件的操作，将用于为了显示而对每一个像素执行的驱动操作在空间 上或时间上分割成多个以进行多路驱动操作。因此，与不进行这样的多路驱动操作的情况 相比，当在对角方向上观看显示屏幕时，对伽马特性的任何改变变得很不明显，以便可以改 善在亮度方面的视角特性。此外，对于上述第一多路驱动操作组中的操作，在高光亮度范围 中，液晶施加电压取等于或高于输入施加电压的高侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度 范围中的液晶施加电压变低的趋势。因此，其可以防止在从低到高的电压转变期间液晶施 加电压急剧增加，从而与以前的多路驱动操作相比，能够防止液晶方位角变化的出现。此 外，对于上述第二多路驱动操作组中的操作，在最低亮度范围中，液晶施加电压取等于或低 于输入施加电压的低侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变低 的趋势。从而，对于过驱动，例如，其可以防止液晶施加电压从低到高急剧增加，从而与以前 的多路驱动操作相比，能够防止回弹的出现。因此，在使用VA模式液晶的这种液晶显示器 件中，可以改善在亮度方面的视角特性，并且同时，显示质量可以比以前的液晶显示器件更 好。根据本发明的第二液晶显示器件，对于为了显示而驱动每一个像素中由VA模式 液晶构成的显示液晶元件的操作，将用于为了显示而对每一个像素执行的驱动操作在空间 上或时间上分割成多个以进行多路驱动操作。因此，与不进行这样的多路驱动操作的情况 相比，当在对角方向上观看显示屏幕时，对伽马特性的任何改变变得很不明显，以便可以改 善在亮度方面的视角特性。此外，对于上述第一多路驱动操作组中的操作，在高光亮度范围 中，液晶施加电压取等于或高于输入施加电压的高侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度 范围中的液晶施加电压变低的趋势。因此，其可以防止在从低到高的电压转变期间液晶施 加电压急剧增加，从而与以前的多路驱动操作相比，能够防止液晶方位角变化的出现。因 此，在使用VA模式液晶的这种液晶显示器件中，可以改善在亮度方面的视角特性，并且同 时，显示质量可以比以前的液晶显示器件更好。根据本发明的第三液晶显示器件，对于为了显示而驱动每一个像素中由VA模式 液晶构成的显示液晶元件的操作，将用于为了显示而对每一个像素执行的驱动操作在空间 上或时间上分割成多个以进行多路驱动操作。因此，与不进行这样的多路驱动操作的情况 相比，当在对角方向上观看显示屏幕时，对伽马特性的任何改变变得很不明显，以便可以改 善在亮度方面的视角特性。此外，对于上述第二多路驱动操作组中的操作，在最低亮度范围 中，液晶施加电压取等于或低于输入施加电压的低侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度 范围中的液晶施加电压变高的趋势。从而，对于过驱动，例如，由此其可以防止液晶施加电 压从低到高急剧增加，从而与以前的多路驱动操作相比，能够防止回弹的出现。因此，在使 用VA模式液晶的这种液晶显示器件中，可以改善在亮度方面的视角特性，并且同时，显示 质量可以比以前的液晶显示器件更好。


图1是示出根据本发明的实施例的液晶显示器件的整体配置的方块图。图2是示出图1的像素的详细配置的电路图。
图3是示出图2的液晶元件中的像素电极的详细配置的平面图。图4是用在图1的多像素转换部分中的示范性LUT(查找表)的特性图。图5是根据比较实例的LUT的特性图。图6是用于图解液晶方位角变化的特性图。图7是用于图解回弹现象的特性图。图8是根据本发明的改进实例的LUT的特性图。图9是根据本发明的另一个改进实例的LUT的特性图。图10是示出根据本发明的再一个改进实例的像素的详细配置的电路图。图11是示出根据本发明的再另一个实施例的液晶显示器件的整体配置的方块 图。图12是示出在再一个改进实例中的像素的详细配置的电路图。图13是用于图解在图12的改进实施例中在显示驱动期间的子帧周期的定时图。图14是示出在以前的液晶显示器件中在视频信号的灰度与液晶显示板前方的亮 度比和其45度方向上的亮度比之间的示范性关系的特性图。图15是示出在以前的多像素结构中在视频信号的灰度与每一个子像素的显示状 态之间的示范性关系的平面图。
具体实施例方式在以下通过参考附图详细描述本发明的实施例。图1是示出本发明的实施例中的液晶显示器件(液晶显示器件1)的整体配置的 方块图。这种液晶显示器件1包括液晶显示板2、背光部分3、图像处理部分41、多像素转换 部分43、参考电压产生部分45、数据驱动器51、门驱动器52、定时控制部分61和背光控制 部分63。背光部分3是将光从其导向液晶显示板2的光源，通过包括CCFL(冷阴极荧光 灯)、LED(发光二极管)等而构成。响应于来自将要在后面描述的门驱动器52的驱动信号，液晶显示板2基于数据驱 动器51提供的驱动电压来调制来自背光部分3的光，以便基于视频信号Din产生作为结果 的视频显示。液晶显示板2包括作为整体排列在矩阵中的多个像素。像素20是每一个对 应于R (红)、G (绿)和B (蓝)中的任何一个的像素(这些像素每一个都发射与提供到那 里用于R、G或B的滤色器(未示出)的色彩对应的显示光R、G或B)。在这里以包括两个 子像素(将在后面描述的子像素20A和20B)的像素电路形成每一个像素20。将在后面详 细描述这个像素电路的配置(图2和图3)。图像处理部分41通过关于来自外部的视频信号Din进行预定图像处理来产生作 为RGB信号的视频信号D1。多像素转换部分43通过使用将在后面描述的查找表(LUT)，将来自图像处理部分 41的视频信号Dl转换成分别由子像素使用的两个视频信号Dh和D2b (进行多像素转换)， 并将作为结果的视频信号0加和D2b供应到定时控制部分61。在亮度灰度级方面，这个LUT 提供视频信号Dl和分别与子像素对应的视频信号之间的相互关系。基于与R、G和B中的 任何一个对应的像素的视频信号提供这种相互关系。将在后面更详细描述该LUT(图4)。
参考电压产生部分45将参考电压Vref供应到数据驱动器51，以便在将在后面描 述的D/A(数字/模拟)转换期间使用。具体地说，该参考电压Vref覆盖了从黑电压(在 后面将要描述的具有0亮度灰度级的电压)到白电压(例如，在后面将要描述的具有255 亮度灰度级的电压)的参考电压范围。同样在该实施例中，该参考电压Vref由每一个都与 R、G和B中的任何一个对应的像素共享。这里注意，例如，该参考电压产生部分45具有电 阻器树结构或多个电阻器串联连接的其他结构。门驱动器52按照由定时控制部分61施加的定时控制，沿着未示出的扫描线(将 在后面描述的门线G)线顺序驱动液晶显示板2中的像素20。数据驱动器51基于来自定时控制部分61的视频信号Dh和D2b，将驱动电压供应 到液晶显示板2的每一个像素20 (更详细地说，供应到每一个像素20中的每一个子像素)。 具体地说，通过使用由参考电压产生部分45提供的参考电压Vref进行到视频信号Dh和 D2b的D/A转换，该数据驱动器51被配置成产生每一个都是模拟信号的视频信号(以下描 述的驱动电压)。作为结果的视频信号被输出到每一个像素20。背光驱动部分62控制背光部分3的照明操作。定时控制部分61控制门驱动器52 的驱动定时和数据驱动器51的驱动定时，并且将视频信号Dh和D2b供应到数据驱动器 51。通过参考图2和图3，接下来详细描述的是在每一个像素20中形成的像素电路的 配置。图2示出像素20中的像素电路的示范性电路配置。图3以像素电路的液晶元件中 的像素电极的平面视图示出示范性配置。像素20由两个子像素20A和20B构成，并且具有多像素结构。子像素20A包括作 为主电容器的液晶元件22A、辅助电容器23A和薄膜晶体管(TFT)元件21A。类似地，子像 素20B包括作为主电容器的液晶元件22B、辅助电容器2 和TFT元件21B。像素20与门 线G、两条数据线DA和DB以及辅助电容(capacity)线Cs连接。门线G用于线顺序选择 像素作为驱动目标，而两条数据线DA和DB用于将驱动电压(数据驱动器51提供的驱动电 压)供应到作为驱动目标的像素中的每一个子像素20A和20B。辅助电容线Cs是用于将预 定参考电势提供到辅助电容器23A和23B的对立电极侧的总线。液晶元件22A用作按照驱动电压操作以便显示(发射显示光)的显示元件，该驱 动电压经由TFT元件21A从数据线DA提供到液晶元件22A的一端。类似地，液晶元件22B 用作按照驱动电压操作以便显示(发射显示光)的显示元件，该驱动电压经由TFT元件21B 从数据线DB提供到液晶元件22B的一端。这些液晶元件22A和22B都被配置成包括由VA 模式液晶构成的液晶层(未示出)以及将该液晶层夹入其间的一对电极(未示出)。成对 的这些电极的一个的一侧(一端)(图2中的参考标记PlA和PlB的那侧)与每一个TFT 元件21A和21B的源极连接，并且与辅助电容器23A和23B中的每一个的一端连接。其另 一侧(另一端)接地。成对电极的一侧上的电极(图2中的参考标记PlA和PlB的那侧) 例如是如图3所示的平坦形状的像素电极220，并且由子像素20A的该侧上的像素电极、以 及子像素20BQ0B-1和20B-2的组合)的该侧上的像素电极构成。辅助电容器23A和2 分别是用于在其累积电荷方面稳定液晶元件22k和22B的 电容器。辅助电容器23A的一端(电极之一)连接到液晶元件22A的一端以及TFT元件 21A的源极，而剩下端(对立电极)连接辅助电容线Cs。辅助电容器23B的一端(电极之一)连接到液晶元件22B的一端以及TFT元件21B的源极，而剩下端(对立电极)连接到 辅助电容线Cs。TFT元件21A由MOS-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。在TFT元件 21A中，门极连接到门线G，源极连接到液晶元件22A的一端以及辅助电容器23A的一端，而 漏极连接到数据线DA。这个TFT元件21A用作将由子像素20A使用的驱动电压(基于视 频信号Dh的驱动电压)供应到液晶元件22A的一端以及辅助电容器23A的一端的开关元 件。具体地说，按照在门线G之上来自门驱动器52的选择信号，提供TFT元件21A来选择 性地在数据线DA与液晶元件22A的一端之间或数据线DA与辅助电容器23A的一端之间建 立连通(continuity)。FTF元件21B类似地由MOS-FET构成，并且在这里，门极连接到门线G，源极连接到 液晶元件22B的一端以及辅助电容器23B的一端，而漏极连接到数据线DB。这个TFT元件 21B用作将由子像素20B使用的驱动电压(基于视频信号D2b的驱动电压)供应到液晶元 件22B的一端以及辅助电容器23B的一端的开关元件。具体地说，按照在门线G之上由门 驱动器52提供的选择信号，提供TFT元件21B来选择性地在数据线DB与液晶元件22B的 一端之间或数据线DB与辅助电容器23B的一端之间建立连通。接下来，参考图4详细描述在多像素转换部分43中使用的LUT。注意，在以下 将要描述的特性图中，作为实例，亮度灰度级被设置成落入从0/255(黑显示的状态)到 255/255(白显示的状态)的范围内。例如，提供这样的LUT用于分割在图4中由箭头Ph 指示的、提供到多像素 转换部分43的视频信号Dl的亮度灰度级。分割结果是由子像素20A使用的视频信号Dh 的亮度灰度级，以及由子像素20B使用的视频信号D2b的亮度灰度级。换句话说，基于视频 信号D1，该LUT用于将对每一个像素20便于显示的该驱动操作在空间上分割成两个以便进 行对每一个子像素20A和20B的多路驱动操作。换句话说，这样的多路驱动操作是第一多 路驱动操作(关于子像素20A的多路驱动操作)与第二多路驱动操作(关于子像素20B的 多路驱动操作)的组合。在第一多路驱动操作中，进行多路驱动操作以便要施加到液晶元 件22A的液晶施加电压取等于或高于与视频信号Dl对应的输入施加电压的高侧电压。在 第二多路驱动操作中，进行多路驱动操作以便要施加到液晶元件22B的液晶施加电压取等 于或低于上述输入施加电压的低侧电压。在该LUT中，在关于子像素20A的多路驱动操作期间，如图4中的箭头Ph所指示 的那样，例如，至少在中间亮度范围中，要施加到液晶元件22A的液晶施加电压高于与视频 信号Dl对应的输入施加电压。同样，如图4中的箭头P3a所指示的那样，例如，在高光亮度 范围中，要施加到液晶元件22A的液晶施加电压取等于或高于与视频信号Dl对应的输入施 加电压的高侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变低的趋势。具 体地说，在这样的亮光亮度范围中要施加到液晶元件22A的液晶施加电压被设置成等于或 高于与视频信号Dl对应的输入施加电压，以及等于或低于通常出现“液晶方位角变化”现 象的电压。同样在该LUT中，在关于子像素20B的多路驱动操作期间，如图4中的箭头P2b所 指示的那样，例如，至少在具有中间亮度级的区域中，要施加到液晶元件22B的液晶施加电 压低于与视频信号Dl对应的输入施加电压。同样，如图4中的箭头P!3b所指示的那样，例如，在最低亮度范围中，要施加到液晶元件22B的液晶施加电压取等于或低于与视频信号 Dl对应的输入施加电压的低侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电 压变高的趋势。具体地说，除了在最低亮度范围中视频信号Dl中的最小亮度灰度级之外， 要施加到液晶元件22B的液晶施加电压被设置成等于或高于与最小亮度灰度级对应的最 小电压值的高侧电压(除了视频信号Dl中的0灰度级之外，将该电压设置成不处于视频信 号D2b中的0灰度级)。在该实例中，组件多像素转换部分43、定时控制部分61、参考电压产生部分45、数 据驱动器51和门驱动器52是本发明中的“驱动部分”的具体实例。此外，图4的LUT是本 发明中的“第一 LUT”的具体实例。而且，子像素20A是本发明中的“第一子像素组”的具体 实例，而子像素20B是本发明中的“第二子像素组”的具体实例。接下来描述的是该实施例中的液晶显示器件1的操作。首先，参考图1至图4描述液晶显示器件1的基本操作。利用该液晶显示器件1，如图1中所示，来自外部的视频信号Din经历图像处理部 分41的图像处理，而产生结果是每一个像素20使用的视频信号Dl。这个视频信号Dl被提 供到多像素转换部分43。在多像素转换部分43中，由于上述LUT的使用，这样提供的视频 信号Dl被转换成分别由子像素20A和20B使用的两个视频信号Dh和D2b (多像素转换)。 这两个视频信号Dh和D2b都经由定时控制部分61被提供到数据驱动器51。在数据驱动 器51中，使视频信号Dh和D2b经历使用由参考电压产生部分45提供的参考电压Vref的 D/A转换，以便产生都是模拟信号的两个视频信号。基于两个视频信号，由来自门驱动器52 以及数据驱动器51的、分别由每一个像素20中的子像素20A和20B使用的驱动电压线顺 序驱动每一个显示像素20。具体地说，如图2和图3中所示，按照门线G之上来自门驱动器52的选择信号，导 通/截止TFT元件21A并且截止/导通TFT元件21B，并且选择性地在数据线DA和DB与液 晶元件22A和22B之间或数据线DA和DB与辅助电容器23A和2 之间建立连通。利用建 立这样的连通，将基于来自数据驱动器51的两个视频信号的驱动电压提供到液晶元件22A 和22B以及辅助电容器23A和23B，以便驱动像素来显示。响应于此，在于其中在数据线DA和DB与液晶元件22A和22B之间或数据线DA和 DB与辅助电容器23A和2 之间建立连通的像素20中，在液晶显示板2中调制来自背光部 分3照明光，并将调制结果输出为显示光。按照这种方式，在液晶显示器件1中产生基于视 频信号Din的视频显示。接下来除了图1至图4之外还通过参考图5至图7，来详细描述与比较实例中的器 件相比，本发明的液晶显示器件的驱动操作的特征点。图5至7是用于图解比较实例中的 以前的液晶显示器件中的LUT以及伴随LUT的使用的问题的图。首先，在该实施例中的液晶显示器件1中，由于图4的LUT的使用，对于为了显示 而驱动每一个像素20中由VA模式液晶构成的显示液晶元件22A和22B的操作，基于视频 信号Dl将对每一个像素20的驱动操作在空间上分割成两个，以便进行作为结果的多路驱 动操作(参考图4中的箭头Ph*P2b)。具体地说，基于每一个像素20都是两个子像素 20A和20B的组合的配置，并且还基于作为对视频信号Dl的多像素转换的结果的视频信号 D3a和D3b(未示出；两个视频信号均为来自数据驱动器51的模拟信号)，在将驱动像素20以便显示的操作在空间上分割成两个之后，对每一个子像素20A和20B进行多路驱动操作。 从而，与不进行这样多路驱动操作的情况相比，当在对角方向上(例如在45°的方向上)观 看显示屏幕时，对伽马特性(示出视频信号Dl的亮度灰度级和亮度之间的关系的特性)的 任何改变(自当在前方观看显示屏幕时的情况改变)变得很不明显。结果，作为图14中的 亮度特性ΥπΚ45° )，例如，与不进行多像素结构下的多路驱动操作的情况(例如，图14中 的亮度特性))相比，改善了在亮度方面的视角特性。另一方面，同样在该比较实例中的液晶显示器件中，类似地进行多像素结构下的 多路驱动操作(例如，参考图5中的箭头PlO^1和P102b)。与不进行多像素结构下的多路 驱动操作的情况相比，改善了在亮度方面的视角特性。注意，在该比较实例中，使用如图5 中所示的LUT作为图4的实施例中的LUT替代来进行多像素结构下的多路驱动操作。具 体地说，利用该LUT，对于关于子像素20A的多路驱动操作中的操作(与图5中的视频信号 D102a对应)，如图4中的箭头P3a所指示的那样，在高光亮度范围中不示出电压变低的趋 势。同样，对于关于子像素20B的多路驱动操作中的操作(与图5中的视频信号D102b对 应)，如图4中的箭头P!3b所指示的那样，在最低亮度范围中不示出电压变高的趋势。在使用在比较实例中的这个LUT的液晶显示器件中，如上所述，对于关于子像素 20A的多路驱动中的操作而在高光亮度范围中不示出电压变低的趋势，而对于关于子像素 20B的多路驱动操作中的操作而在最低亮度范围中不示出电压变高的趋势。这种情况容易 导致以下现象。结果，消弱了运动图像的显示特性，并且恶化了显示图像质量。具体地说，首先，如在图6中的参考标记P103a和PlOIBb所指示的那样，例如，对 于要施加到子像素20A中的液晶元件22A的电压(液晶施加电压)，对于其从低(例如，0 灰度级/255灰度级)到高(例如，255灰度级/255灰度级)的转变，亮度不达到任何期望 的电压值(亮度值)，从而容易负面地影响液晶的响应时间。其原因是由于，利用像子像素 结构一样的中间色技术，与不使用中间色技术的情况相比，具有很多低灰度级的子像素20A 是高电压施加的目标。这是为什么“液晶方位角变化”引起的大量灰度级更频繁地负面影 响响应时间的原因。而且，作为图5中的视频信号D102b，例如，利用要施加到子像素20B中的液晶元件 22B的电压(液晶施加电压)，在过驱动(OD)期间，0灰度级比不使用中间色技术的情况相 比确实更频繁。这导致需要液晶施加电压从低到高的急剧增加。结果，除了图7中的参考 标记P104所指示的那种情况之外，通过这样的过驱动确实改善了液晶的响应速度，例如， 如果在过驱动结束后向液晶元件施加了原始灰度值的电压，则容易出现“回弹现象”。另一方面，在该实施例的液晶显示器件1中，在图4的LUT中，在关于子像素20A的 多路驱动操作期间，如图4中的箭头P3a所指示的那样，在高光亮度范围中，施加到液晶元 件22A的液晶施加电压取等于或高于与视频信号Dl对应的输入施加电压的高侧电压，并且 同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变低的趋势。具体地说，在具有高亮度级 的这个区域中要施加到液晶元件22A的液晶施加电压被设置成等于或高于与视频信号Dl 对应的输入施加电压，以及等于或低于一般出现“液晶方位角变化”现象的电压。同样，与 在高光亮度范围中没有观察到电压变低的趋势的比较实例中的多路驱动操作相比，防止了 液晶施加电压在从低到高的电压转变期间急剧增加。从而由此减少了引起“液晶方位角变 化”的灰度级数量(例如，从32个灰度级降到6个灰度级)。相反，这里注意到，与关于视频信号Dl的情况相比，在关于子像素20B的多路驱动操作期间，高光亮度范围示出电压变 高的趋势，以不引起对伽马特性的任何改变。在关于子像素20B的多路驱动操作期间，如由图4中的箭头P!3b所指示的那样，例 如，在最低亮度范围中，要施加到液晶元件22B的液晶施加电压取等于或低于与视频信号 Dl对应的输入施加电压的低侧电压，并且同时，示出相比于在中间亮度范围中的液晶施加 电压变高的趋势。具体地说，除了最低亮度范围中的视频信号Dl的最小亮度灰度级(0灰度 级)之外，要施加到液晶元件22B的液晶施加电压都被设置成等于或高于与最小亮度灰度 级对应的电压的最小值的高侧电压(除了视频信号Dl中的0灰度级之外，该电压都被设置 成不在视频信号D2b中的0灰度级中)。同样，与在最低亮度范围中没有观察到电压变高的 趋势的比较实例中的多路驱动操作相比，对于过驱动，防止了液晶施加电压在从低到高的 电压转变期间急剧增加。从而由此减少了引起“回弹现象”的灰度级数量(例如，从64个灰 度级降到20个灰度级)。这里注意到，同时，与关于视频信号Dl的情况相比，在关于子像素 20A的多路驱动操作期间，在最低亮度范围中相反地观察到电压变低的趋势，以不引起对伽 马特性的任何改变。如上所述，在该实施例中，对于为了显示而驱动每一个像素20中由VA模式液晶构 成的显示液晶元件22A和22B的操作，将用于为了显示而对每一个像素20执行的驱动操作 空分地或时分地分割成两个，以便进行多路驱动操作。因此，与不进行这样的多路驱动操作 的情况相比，当在对角方向上观看显示屏幕时，对伽马特性的任何改变变得很不明显。这有 利地导致了更好的在亮度方面的视角特性。此外，对于关于子像素20A的多路驱动的操作， 在高光亮度范围中，要施加到液晶元件22A的液晶施加电压取等于或高于与视频信号Dl对 应的输入施加电压的高侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变 低的趋势。因此，与以前的多路驱动操作相比，这相应地防止了液晶施加电压在从低到高的 电压转变期间急剧增加，从而防止了液晶方位角的变化。另外，对于关于子像素20B的多路 驱动的操作，在最低亮度范围中，要施加到液晶元件22B的液晶施加电压取等于或低于与 视频信号Dl对应的输入施加电压的低侧电压，并且同时，示出相比于中间亮度范围中的液 晶施加电压变高的趋势。因此，与以前的多路驱动操作相比，对于过驱动，这相应地防止了 液晶施加电压从低到高急剧增加，从而防止了回弹现象的出现。从而，在使用VA模式液晶 的液晶显示器件中，可以改善在亮度方面的视角特性，并且同时，显示图像质量可以比以前 的液晶显示器件更好。具体地说，可以通过每一个都由两个子像素20A和20B构成的像素20并且基于作 为对视频信号Dl执行的多像素转换的结果的视频信号D3a和D!3b实现上述这样的效果，用 于为了显示而对每一个像素20执行的驱动操作在空间上被分割成两个，以对每一个子像 素20A和20B分离地进行多路驱动操作。此外，通过使用提供视频信号Dl与分别对应于子像素20A和20B的视频信号D3a 和D!3b之间的相互关系的LUT，用于为了显示而对每一个像素20执行的驱动操作可以在空 间上被分割成两个，以对每一个子像素20A和20B分离地进行多路驱动操作。另外，对于关于子像素20B的多路驱动操作，除了视频信号Dl在最低亮度范围中 的最小亮度灰度级(0灰度级)之外，要施加到液晶元件22B的液晶施加电压都被设置成取 比与最小亮度灰度级对应的电压的最小值更高的电压侧上的值(除了视频信号Dl中的0灰度级之外，该电压都被设置成不处于视频信号D2b中的0灰度级)。从而其防止了在过驱 动期间回弹现象的出现。同样，虽然已经关于作为实例的该实施例描述了本发明，但前述描述在各个方面 都是例证性的，而且不是限制到该实施例的，并且可以理解，可以设计许多其他改进。作为使用图4的LUT的示范性改进，在以上实施例中示范了采用如在该附图中的 箭头P3a和P!3b所指示的这样两个措施来防止“液晶方位角变化”和“回弹”两个现象的情 况。作为选择，可以仅仅采用这样两个措施中的一个。具体地说，例如，使用图8的LUT，采 用由该附图中的箭头P3a所指示的一个措施来仅仅防止“液晶方位角变化”现象。作为另 一个选择，例如，使用图9的LUT，采用由该附图中的箭头P!3b所指示的一个措施来仅仅防止 “回弹”现象。如果正是这些配置，则可以改善在亮度方面的视角特性，并且同时，显示图像 质量可以在某种程度上比以前的液晶显示器件更好。同样在以上实施例中，作为示出在图2中的像素20以及子像素20A和20B，示范了 在其中每一个像素20与门线G以及两条数据线DA和DB连接的多像素配置。作为选择，作 为示出在图10中的像素20-1以及子像素20A-1和20B-1，例如，本发明确定可以应用到这 样的多像素配置在其中每一个像素20-1与两个门线GA和GB以及数据线D连接。利用这 样的像素20-1，例如，提供的是作为将用于显示驱动的单位帧(帧周期)沿时间轴分割成两 个的结果的两个子帧周期，并且按照门线GA和GB之上在每一个子帧周期内提供的选择信 号以及按照数据驱动器51所提供的驱动电压来驱动子像素20A和20B。同样在以上实施例中，如图1和图4所示，所示范的是通过利用提供视频信号Dl 与分别对应于子像素20A和20B的视频信号D3a和D!3b之间的相互关系的LUT在空间上分 割成为了显示而驱动像素20的两个操作之后，对子像素20A和20B分离地进行多路驱动操 作的情况。这确定不是限制性的，任何其他技术也可以。具体地说，与图11的液晶显示器 件IA—样，例如，可以将用于D/A转换来自图像处理部分41的视频信号Dl到数据驱动器 51中的视频信号D3a和D3b(未示出)的参考电压，设置成在子像素20A和20B之间变化 (与子像素20A对应的参考电压VrefA不同于与子像素20B对应的参考电压VrefB)。利用 这样的设置，类似于以上实施例，可以将为了显示而对驱动像素20的操作在空间上分割成 用于对子像素20A和20B分离地进行多路驱动操作的两个。如果正是这种配置，则可以顺 利实现类似于以上实施例中那样的效果，同样在这种情况下，如图10所示的那种多像素配 置也是可以应用的。同样在以上实施例中，所示范的是由两个子像素20A和20B构成每一个像素20并 且将为了显示而对驱动像素20的操作在空间上分割成用于对子像素20A和20B分离地进 行多路驱动操作的两个的情况。这确定不是限制性的，任何其他技术也将是可以应用的。具 体地说，关于在如图12中所示的正常单一配置中的像素20-2(例如，像素包括具有与门线G 和数据线D建立的连接的一个液晶元件22、一个辅助电容器23以及一个TFT元件21)，如 图13所示，例如，通过将显示驱动的单位帧(一帧周期)在时间上分割两个子帧周期SFA 和SFB，并且通过使用高亮度级的子帧SFA和低亮度级的子帧SFB的组合表示任何期望的 亮度级，可以类似于具有多像素结构的情况地得到中间色的效果。更具体地说，基于视频信 号D1，将对显示用驱动像素20-2的操作在时间上分割成分离地对子帧周期SFA和Sra进 行多路驱动操作的两个。换句话说，此时的多路驱动操作是第一多路驱动操作(关于子帧周期SFA的多路驱动操作和第二多路驱动操作(关于子帧周期SFB的多路驱动操作)的组 合。在第一多路驱动操作中，进行多路驱动操作以便要施加到液晶元件22的液晶施加电压 取等于或高于与视频信号Dl对应的输入施加电压的高侧电压。在第二多路驱动操作中，进 行多路驱动操作以便要施加到液晶元件22的液晶施加电压取等于或低于上述输入施加电 压的低侧电压。作为在将对驱动像素20-2的操作在时间上分割成两个之后分离地进行对 子帧周期SFA和SFB的多路驱动操作的这种技术，类似于图4的LUT，可以使用提供在视频 信号Dl与分别对应于子帧周期SFA和SFB的视频信号之间的相互关系的LUT (第二 LUT)。 作为选择，类似于图11的液晶显示器件1A，可以将用于D/A转换视频信号Dl的参考电压设 置成在子帧周期SFA和SFB之间变化。如果正是这些配置，则可以成功地实现类似于以上 实施例中的那些效果。同样在该实施例中，所示范的是平面形状的像素电极220。这样的平面形状的像素 电极肯定不限于图3中的那种。此外，每一个像素20中的子像素的数量以及一个帧周期中的子帧周期数量都肯 定不限于以上所示范的两个，两者都可以是三个或更多个。
权利要求
1.一种液晶显示器件，包括多个像素，其作为整体排列在矩阵中，并且每一个都提供有由垂直对准(VA)模式的液 晶构成的液晶元件；以及驱动部分，通过施加基于输入视频信号的电压到液晶元件来驱动每一个显示像素的液 晶元件，该驱动部分通过基于输入视频信号将针对每一个像素的显示驱动操作空分地或时 分地分割成多个来进行分割驱动操作，以便该分割驱动操作由第一分割驱动操作组和第二 分割驱动操作组构成，该第一分割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或高于输入 施加电压的高侧电压，而该第二分割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或低于输 入施加电压的低侧电压，该液晶施加电压表示要施加到液晶元件的电压，该输入施加电压 表示对应于输入视频信号的电压，其中驱动部分以这样的方式进行属于第一分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电压 至少在中间亮度范围中高于输入施加电压，而液晶施加电压在高光亮度范围中等于或高于 输入施加电压，但示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变低的趋势，并且驱动部分以这样的方式进行属于第二分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电压 至少在中间亮度范围中低于输入施加电压，而液晶施加电压在最低亮度范围中等于或低于 输入施加电压，但示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变高的趋势。
2.根据权利要求1的液晶显示器件，其中驱动部分以这样的方式进行属于第二分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电压 高于在除了最低亮度范围内的最小亮度灰度级之外的亮度灰度级中、与输入视频信号中的 最小亮度灰度级对应的最小电压。
3.根据权利要求1或2的液晶显示器件，其中每一个像素由第一子像素组和第二子像素组构成，该第一子像素组包括被用于属于第 一分割驱动操作组的操作的子像素，而该第二子像素组包括被用于属于第二分割驱动操作 组的操作的子像素，并且驱动部分基于输入视频信号，通过将显示驱动操作在空间上分割成每一个都对应于子 像素组的多个来对每一个像素进行分割驱动操作。
4.根据权利要求3的液晶显示器件，其中驱动部分利用提供在所述视频信号与每一个都对应于子像素组的视频信号之间的相 互关系的第一 LUT (查找表)，通过将显示驱动操作在空间上分割成每一个都对应于子像素 组的多个来对每一个像素进行分割驱动操作。
5.根据权利要求3的液晶显示器件，其中驱动部分通过允许在用于子像素组的D/A(数字/模拟)转换中的参考电压相互不同， 通过将显示驱动操作在空间上分割成每一个都对应于子像素组的多个来对每一个像素进 行分割驱动操作，所述参考电压用在从输入视频信号到液晶施加电压的相应D/A转换中。
6.根据权利要求1的液晶显示器件，其中用于对每一个显示像素执行的驱动操作的单位帧周期由第一子帧周期组和第二子帧 周期组构成，该第一子帧周期组包括在属于第一分割驱动操作组的操作期间使用的子帧周 期，而该第二子帧周期组包括在属于第二分割驱动操作组的操作期间使用的子帧周期，并 且驱动部分基于输入视频信号，通过将显示驱动操作在时间上分割成每一个都对应于子 帧周期组的多个来对每一个像素进行分割驱动操作。
7.根据权利要求6的液晶显示器件，其中驱动部分利用提供在所述视频信号与每一个都对应于子帧周期组的视频信号之间的 相互关系的第二 LUT (查找表)，通过将显示驱动操作在时间上分割成每一个都对应于子帧 周期组的多个来对每一个像素进行分割驱动操作。
8.根据权利要求6的液晶显示器件，其中驱动部分通过允许在用于子帧周期组的D/A(数字/模拟)转换中的参考电压相互不 同，通过将显示驱动操作在时间上分割成每一个都对应于子帧周期组的多个来对每一个像 素进行分割驱动操作，所述参考电压用在从输入视频信号到液晶施加电压的相应D/A转换 中。
9.一种液晶显示器件，包括多个像素，其作为整体排列在矩阵中，并且每一个都提供有由垂直对准(VA)模式的液 晶构成的液晶元件；以及驱动部分，通过施加基于输入视频信号的电压到液晶元件来驱动每一个显示像素的液 晶元件，该驱动部分通过基于输入视频信号将针对每一个像素的显示驱动操作空分地或时 分地分割成多个来进行分割驱动操作，以便所述分割驱动操作由第一分割驱动操作组和第 二分割驱动操作组构成，该第一分割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或高于输 入施加电压的高侧电压，而该第二分割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或低于 输入施加电压的低侧电压，该液晶施加电压表示要施加到液晶元件的电压，该输入施加电 压表示对应于输入视频信号的电压，其中该驱动部分以这样的方式进行属于第一分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电 压至少在中间亮度范围中高于输入施加电压，而液晶施加电压在高光亮度范围中等于或高 于输入施加电压，但示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变低的趋势。
10.一种液晶显示器件，包括多个像素，其作为整体排列在矩阵中，并且每一个都提供有由垂直对准(VA)模式的液 晶构成的液晶元件；以及驱动部分，通过施加基于输入视频信号的电压到液晶元件来驱动每一个显示像素的液 晶元件，该驱动部分通过基于输入视频信号将针对每一个像素的显示驱动操作空分地或时 分地分割成多个来进行分割驱动操作，以便所述分割驱动操作由第一分割驱动操作组和第 二分割驱动操作组构成，该第一分割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或高于输 入施加电压的高侧电压，而该第二分割驱动操作组允许将液晶施加电压设置成等于或低于 输入施加电压的低侧电压，该液晶施加电压表示要施加到液晶元件的电压，该输入施加电 压表示对应于输入视频信号的电压，其中该驱动部分以这样的方式进行属于第二分割驱动操作组的分割驱动操作液晶施加电 压至少在中间亮度范围中低于输入施加电压，而液晶施加电压在最低亮度范围中等于或低 于输入施加电压，但示出相比于中间亮度范围中的液晶施加电压变高的趋势。
全文摘要
提供液晶显示器件，其使用VA模式的液晶并且可以在改善亮度的视角特性的同时比现有技术下更好地改善显示图像质量。在针对子像素(20A)的分割驱动动作的时间，在高亮度区域中，针对液晶元件(22A)的液晶施加电压(D2a)具有变成比中间亮度区域中的液晶施加电压更低的趋势，同时变成作为图像信号(D1)的输入施加信号或比其更高的高电压侧。结果，相比于现有技术的分割驱动动作，很少出现液晶的方位角偏转。另一方面，在针对子像素(20B)的分割驱动动作的时间，在低亮度区域中，针对液晶元件(22B)的液晶施加电压(D2b)具有变成比中间亮度区域中的液晶施加电压更高的趋势，同时变成作为图像信号(D1)的输入施加信号或比其更低的低电压侧。结果，在进行过驱动的时间，相比于现有技术的分割驱动动作，很少出现回弹现象。
文档编号G09G3/20GK102138098SQ20098013340
公开日2011年7月27日 申请日期2009年6月19日 优先权日2008年6月26日
发明者中畑佑治, 鎌田豪 申请人:索尼公司