液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法

液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法
【专利摘要】一种液晶显示装置，包括阵列基板（100）、对置基板（200）、液晶层（LQ）以及驱动部。阵列基板包括像素电极（PE）、对置电极（COM）。驱动部将正极性及负极性的影像信号提供给像素电极（PE），进行极性反转驱动。驱动部在将影像信号提供给像素电极（PE）时，预先将与极性反转频率及灰度对应的校正信号叠加在影像信号上。
【专利说明】液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法。
【背景技术】
[0002]液晶显示装置被搭载于电视接收机、车载导航装置等车载显示器、笔记本电脑、以及便携电话等移动终端等各种设备中。
[0003]例如在TN (Twisted Nematic,扭曲向列)模式或 OCB (optically compensatedbend，光学补偿弯曲)模式的液晶显示装置中，通过在设置于上侧基板的对置电极与设置于下侧基板的像素电极之间形成的电场，控制被夹持在两基板之间的液晶层中所含有的液晶分子的取向方向。
[0004]另外，在IPS (In — Plane Switching,平面内切换)模式和 FFS (Fringe FieldSwitching，边缘场切换)模式的液晶显示器中，对置电极(在该情况下为COM电极)与像素电极都设置在一侧的基板上，通过在两电极间形成的电场(边缘电场)，控制液晶层中含有的液晶分子的取向方向。FFS模式的液晶显示装置能够确保大开口率，所以亮度高且视场角特性优异。

【发明内容】

[0005]一个实施方式的液晶显示装置，具备:阵列基板，具有:像素电极，用于形成像素；以及对置电极， 经由绝缘层与所述像素电极相对配置，用于形成所述像素；对置基板，与所述阵列基板相对配置；液晶层，被夹持在所述阵列基板及对置基板之间；以及驱动部，将与所述像素显示的图像的灰度对应的正极性及负极性的影像信号提供给所述像素电极，并进行极性反转驱动；所述驱动部在将所述影像信号提供给所述像素电极时，预先将与极性反转频率及灰度对应的校正信号叠加在所述影像信号上。
[0006]另外，一个实施方式的液晶显示装置的驱动方法，所述液晶显示装置具备:阵列基板，具有:像素电极，用于形成像素；以及对置电极，经由绝缘层与所述像素电极相对配置，用于形成所述像素；对置基板，与所述阵列基板相对配置；以及液晶层，被夹持在所述阵列基板及所述对置基板之间；该液晶显示装置的驱动方法包括以下步骤:通过所述驱动部，将与所述像素所显示的图像的灰度对应的正极性及负极性的影像信号提供给所述像素电极，并进行极性反转驱动；在将所述影像信号提供给所述像素电极时，通过所述驱动部，预先将与极性反转频率及灰度对应的校正信号叠加在所述影像信号上。
【专利附图】

【附图说明】
[0007]图1是概略性地表示第I实施方式的液晶显示装置的一个构成例的图。
[0008]图2是表示所述液晶显示装置的截面的一例的图。
[0009]图3是表示所述液晶显示装置的阵列基板的截面的一例的图，是用于说明在FFS模式下在经由绝缘层配置的电极间产生的电场的一例的图。[0010]图4是将帧反转频率(极性反转频率)设定为60Hz并向像素电极提供正常的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0011]图5是将帧反转频率(极性反转频率)设定为15Hz并向像素电极提供正常的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0012]图6是将帧反转频率(极性反转频率)设定为0.9375并向像素电极提供正常的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0013]图7是表示在所述第I实施方式中在各个帧反转频率(极性反转频率)下偏移电压(校正信号)相对于测定灰度的变化的曲线图。
[0014]图8是表示在所述第I实施方式中将帧反转频率(极性反转频率)设定为60Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0015]图9是表示在所述第I实施方式中将帧反转频率(极性反转频率)设定为15Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0016]图10是表示在所述第I实施方式中将帧反转频率(极性反转频率)设定为
0.9375Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0017]图11是表示在比较例中各个帧反转频率(极性反转频率)所共通的、偏移电压(校正信号)相对于测定灰度的变化的曲线图。
[0018]图12是表示在所述比较例中将帧反转频率(极性反转频率)设定为60Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0019]图13表示在是所述比较例中将帧反转频率(极性反转频率)设定为15Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0020]图14是表示在所述比较例中将帧反转频率(极性反转频率)设定为0.9375Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0021]图15是表示在第2实施方式的液晶显示装置中在各个帧反转频率(极性反转频率)下偏移电压(校正信号)相对于测定灰度的变化的曲线图。
[0022]图16是表示在所述第2实施方式中将帧反转频率(极性反转频率)设定为60Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0023]图17是表示在所述第2实施方式中将帧反转频率(极性反转频率)设定为15Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。
[0024]图18是表示在所述第2实施方式中将帧反转频率(极性反转频率)设定为
0.9375Hz并向像素电极提供叠加了偏移电压(校正信号)后的影像信号的情况下，亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图。[0025]图19是表示在没有信号校正的情况下，进行所述第I实施方式的信号校正时、进行所述第2实施方式的信号校正时、以及进行比较例的信号校正时的各个帧反转频率(极性反转频率)的截距亮度的变动幅度及其比率的图。
【具体实施方式】
[0026]首先，对本发明的实施方式的构思进行说明。
[0027]FFS模式的液晶显示装置会发生余像现象。余像的发生原因多种多样，作为一例，已知如下的模式:在像素狭缝部的绝缘膜/取向膜界面或取向膜/液晶界面等上，根据显示灰度而发生电荷的累积(charge up)，DC工作点发生偏移。或者，还已知起因于液晶取向的固定强度不足的模式。
[0028]作为改善该余像现象的手段，提出了如下的方式:如特开2011-112865公报号所公开的那样，具备校正机构，该校正机构根据像素电极所显示的灰度，对提供给所述像素电极的电压施加预先设定的规定大小的DC偏压而进行校正。通过该方式，能够抑制余像现象而提供显示品质良好的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法。
[0029]然而，特别是在智能手机等移动用终端用途的液晶显示装置中，需要降低电路功耗，作为降低功耗的手段，提出了低频驱动和间歇驱动等。低频驱动指的是将液晶显示装置的驱动频率降低到标准条件的例如1/2、1/4等而降低电路功率的方式。另外，间歇驱动指的是，在进行了液晶显示装置的一个显示期间(I帧)的写入之后设置数帧的电路停止期间，从而降低电路功率的方式。
[0030]在任一种情况下，由于影像信号的重写频率变小而可能发生运动图像模糊等副作用，但在运动图像可视性并不重要的静止图像显示等情况下，可以作为减低电路功率的对策。另外，在任一种方式中，由于影像信号的重写频率降低，极性反转频率也必然降低。
[0031]然而，将特开2011-112865号公报所公开的技术应用于上述低频驱动或间歇驱动时，显然无法获得所期望的余像改善效果。
[0032]在此，在本发明的实施方式中，找到了该问题的原因，在应用了低频驱动或间歇驱动的液晶显示装置中也能够抑制余像现象而得到显示品质良好的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法。特别是，在为了降低驱动功率而降低帧反转频率的情况下，能够获得显著的余像减少的效果，能够同时实现低功耗化及余像减少的效果。接下来说明为了解决本发明的实施方式的课题而将上述构思具体化的手段。
[0033]以下，一边参照附图，一边对第I实施方式的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法进行详细说明。
[0034]如图1所示,液晶显示装置具备:液晶显示面板PNL,具有显示部,该显示部包括配置为矩阵状的像素PX ;以及背光灯单元BLT，作为从背面侧对液晶显示面板进行照明的照明机构。
[0035]如图2所示，液晶显示面板PNL具备:一对基板100、200，以及被夹持在一对基板100,200之间的液晶层LQ。一对基板中的一个为对置基板200，该对置基板200具备:透明绝缘性基板SB2 ;滤色片层CF，配置于透明绝缘性基板SB2上，包含红(R)、绿(G)、蓝(B)各色的着色层；保护层(over coat layer)L2,覆盖滤色片层CF。保护层L2防止滤色片层CF所含有的物质流出到液晶层LQ。[0036]一对基板中的另一个为阵列基板100，该阵列基板100具备:透明绝缘性基板SBl ；对置电极(第I电极)COM;多个像素电极(第2电极)PE，经由氮化硅(SiN)等绝缘层LI配置在对置电极COM上。像素电极PE对应于每个像素PX而配置，以狭缝状形成有孔SLT。对置电极COM与像素电极PE例如是由ITO (Indium Tin Oxide)形成的透明电极。
[0037]如图1所示，阵列基板100具备:扫描线GL (GL1，CL2...)，在显示部中沿着多个像素PX所排列的行延伸；信号线SL(SL1，SL2...)，沿着多个像素PX所排列的列延伸；以及像素开关SW，配置在扫描线GL与信号线SL交叉的位置附近。
[0038]像素开关SW具有TFT (薄膜晶体管)。像素开关SW的栅电极与对应的扫描线GL电连接，并与半导体层相对。像素开关SW的源电极与对应的信号线SL电连接，并与半导体层的源极区域电连接。像素开关SW的漏电极与对应的像素电极PE电连接，并与半导体层的漏极区域电连接。
[0039]阵列基板100作为驱动多个像素PX的驱动机构，具备栅极驱动器GD和源极驱动器SD。多条扫描线GL与栅极驱动器GD的输出端子电连接。多条信号线SL与源极驱动器SD的输出端子电连接。
[0040]栅极驱动器⑶和源极驱动器SD配置于显示部周围的区域。栅极驱动器⑶对多条扫描线GL依次施加导通电压，向与被选择的扫描线GL电连接的像素开关SW的栅电极提供导通电压。栅电极被提供了导通电压的像素开关的源电极一漏电极间导通。源极驱动器SD向多条信号线SL分别提供对应的输出信号(影像信号)。被提供给信号线SL的信号经由源电极一漏电极间导通的像素开关SW被施加于像素PE。
[0041]栅极驱动器⑶和源极驱动器SD的动作由配置于液晶显示面板PNL的外部的控制电路CTR控制。控制电路CTR向对置电极COM提供对置电压Vcom。栅极驱动器⑶、源极驱动器SD及控制电路CTR作为驱动部发挥功能。
[0042]控制电路CTR具有为了降低驱动功率而改变驱动频率的功能(低频驱动的功能)。这里，作为一例，设液晶显示装置的标准的帧反转频率为60Hz (即，每隔(1/60)秒，被施加于液晶的电压的极性反转)。在运动图像显示的情况下以60Hz工作，但在显示运动图像可视性不太重要的静止图像等的情况下，将控制电路CTR的驱动速度降低至例如1/2、1/4、1/8、或者1/64等，将帧反转频率分别设定为30Hz、15Hz、7.5Hz或者0.9375Hz。像这样，根据显示图像来改变驱动速度，能够降低与驱动有关的功耗。另外，在本驱动中，栅极驱动器GD和源极驱动器SD的扫描速度也相应地被降低至1/2、1/4、1/8、或者1/64等。
[0043]或者，控制电路CTR也可以具有间歇驱动的功能。例如，虽然以60Hz时的动作(SP以(1/60)秒进行全画面的写入的动作)作为基础，但是在显示静止图像等的情况下，在进行了 I帧(=(1/60)秒)的写入(从画面的顶部至底部的扫描)之后，例如设置相当于I帧、3帧、7帧或者63帧的休止期间。在休止期间中，如果停止控制电路CTR的动作，那么这期间的电路功耗就实质上为O (零)，作为包括写入时在内的时间平均的电路功耗分别降低至1/2、1/4、1/8、或者 1/64。
[0044]在上述的驱动中，在对各像素的写入之后，需要进行长时间的保持，因此优选使用关断漏电流小而适合低频驱动的TFT。作为这样的TFT，例如可以举出具有利用了 IGZO(由In (铟)、Ga (镓)、Zn (锌)构成的氧化物)的半导体层的TFT。
[0045]如图1及图2所示,本实施方式的液晶显示装置为FFS(Fringe FieldSwitching,边缘场切换)模式的液晶显示装置，向对置电极COM和像素电极PE施加电压，通过对置电极COM和像素电极PE的电位差，在液晶层LQ中产生电场，控制液晶层中所含有的液晶分子的取向方向。通过液晶分子的取向方向，控制从背光灯单元BLT射出的光的透过光量。另外，背光灯单元BLT的动作由控制电路CTR控制。
[0046]如图3所示，S卩，向对置电极COM与像素电极PE之间施加规定的电位差的电压时，不仅两电极相对的部分，电场还会进入与像素电极PE间的孔(狭缝)SLT的空缺部分对置的液晶层LQ的部分(将其称为边缘电场)。在FFS模式的液晶显示装置中，通过该边缘电场控制液晶分子的取向方向。
[0047]如图1及图2所示，在像素电极PE与对置电极COM隔着绝缘层LI而相对的部分，产生原有电容成分CsO。除此之外，还存在与进入液晶层LQ内的电场对应的辅助电容成分Csl及液晶电容Clc。同时，考虑到液晶层LQ部分由于残留离子而具有微弱的导电性，因此还存在与液晶电容并联的泄漏路径成分(电阻成分Rlc)。
[0048]在上述那样的FSS模式的液晶显示装置中会发生余像现象。余像现象是指，例如使画面显示一段时间的黑白格纹图案(棋盘图案)后，使显示部整面显示灰图像(中间色调图像)时，格纹图案如残像一般淡淡地残留的现象。
[0049]在本实施方式的液晶显示装置中，源极驱动器SD如后述那样，为了抑制余像现象而具有校正机构(校正部)SDA，该校正机构SD对提供给信号线SL的输出信号进行校正。另夕卜，例如可以根据向像素电极PE持续施加电压信号的时间，在控制电路CTR中判断电压信号(影像信号)是否被写入了像素电极PE。可以构成为，在持续一定时间以上向像素电极PE施加电压信号的情况下，控制电路CTR控制校正机构SDA，将校正后的电压信号(影像信号)作为提供给信号线SL的输出信号输出。
[0050]在本实施方式的液晶显示装置中，在校正机构SDA中预先设定有校正信号。例如，在液晶显示装置制造后的检查阶段进行写入试验，如后文所述，测定一系列的亮度一 Vcom特性曲线，基于该测定结果计算最佳的校正信号，调整校正机构SDA以输出计算出的校正信号。因此，在本实施方式中，校正手段SDA构成为，无论电压信号(影像信号)是否被写入了像素电极PE，都预先将与极性反转频率及像素PX显示的图像的灰度对应的校正信号叠加在电信号(影像信号)上。
[0051]作为分析余像状态时的重要概念，有上述的亮度一 Vcom特性曲线。详细内容在特开2011-112865号公报中公开。因此，这里仅对亮度一 Vcom特性曲线的要点进行说明。
[0052]亮度一 Vcom特性曲线指的是，以特定的显示灰度(写入灰度)的影像信号进行写入后，切换到评价余像的灰度(测定灰度)，使对置电极COM的电位(Vcom)变化，并绘制该对置电极(COM)的电位(Vcom)与亮度之间的关系而得到的曲线图。横轴以写入时的Vcom值为基准，表示从该基准起的偏差(Vcom偏差)。亮度一 Vcom特性曲线通常为下凸的抛物线形状，将抛物线的顶点(即亮度为极小的点)的横轴坐标称为“亮度极小Vcom偏差”，将纵轴坐标(即亮度的极小值)称为“亮度底值(bottom level)”。
[0053]亮度一 Vcom特性曲线一般在发生了余像的状态下，会向水平方向或垂直方向平移。也就是说，即使测定灰度一定，当写入灰度发生不同时，亮度极小Vcom偏差及亮度底值也会成为不同的值。由亮度极小Vcom偏差及亮度底值的写入灰度依存性所导致的余像，分别被称作“DC平移模式余像”及“亮度底值变动模式余像”。另外，实际的视觉上的余像与针对各写入灰度的亮度一 Vcom特性曲线在纵轴上的交点处(Vcom偏差=O)的亮度(在此称为截距亮度)的变动幅度对应。
[0054]作为DC平移模式余像的成因，例如起因于像素狭缝部的绝缘膜/取向膜界面或取向膜/液晶界面等处的电荷累积(charge up，充电)(内部因素)，或者起因于施加在液晶上的电压的正负非对称(DC偏移)(外部因素)。亮度极小Vcom偏差(δν)通常可以用下面的公式(I)来表不。
[0055]( δ V)=(测定灰度下的像素电位正负平均)
[0056]一(写入灰度下的像素电位正负平均)
[0057]+(由显示部内部因素引起的部分)...公式(I)
[0058]另一方面，作为亮度底值变动模式余像的因素，熟知的有因液晶取向约束力(固定力)不足所导致的余像。除此之外，还有在所述的液晶单元内狭缝部或保护层/取向膜界面处发生充电时，伴随着DC平移模式余像而发生的例子。亮度底值变动模式余像主要由内部因素引发，通常并不依赖于施加在液晶上的电压的正负非对称(DC偏移)。DC平移模式余像与亮度底值变动模式余像的某一方可能处于支配地位，也可能两者同时发生。
[0059]在本实施方式中，由于进行低频驱动或间歇驱动，因此被施加于液晶层LQ的电压的极性反转频率有时会低于标准。
[0060]在此，本申请的发明人等在60Hz、15Hz及0.9375Hz这3个极性反转频率下测定了写入后的亮度一 Vcom曲线。这里将标准的极性反转频率设为60Hz。此外，作为由于进行低频驱动或间歇驱动而降低的频率的例子，例举了 15Hz (标准的1/4)及0.9375Hz (标准的1/64)。
[0061]然后，基于上述测定结果，将每个极性反转频率的、亮度相对于Vcom偏差的变化的曲线图表不在图4、图5及图6中。
[0062]如图4至图6所示，在此，作为灰度等级，设定了黑显示状态(等级5灰度(0/63))和白显示状态(等级I灰度(63/63))，并在其之间作为大致等间隔的3个灰度设定了等级4灰度(15/63 )、等级3灰度(31/63 )、等级2灰度(47/63 )。写入灰度为等级I至5的5种，测定灰度为所述等级3灰度。另外，在该测定中，施加于像素的电压的正负平均值为OmV (与灰度无关的定值)。另外，进行标准化以使写入灰度0/63时的亮度底值为1.00。
[0063]从该结果可知，随着极性反转频率降低，亮度极小Vcom偏差的写入灰度依赖性变大。例如，关注写入灰度0/63与63/63下的亮度极小Vcom偏差之间的差量时，可以读出:极性反转频率为60Hz的情况下(图4)大约为70mV，极性反转频率为15Hz的情况下(图5)大约为IOOmV,极性反转频率为0.9375Hz的情况下(图6)大约为150mV。
[0064]如上所述，亮度极小Vcom偏差的差量随极性反转频率而变化，这是本申请发明人等通过实验揭示的新特征。余像的程度由截距亮度的变动幅度(图中AL)给出。若读取AL，则极性反转频率为60Hz的情况下(图4) AL = 0.0118，极性反转频率为15Hz的情况下(图5) AL = 0.0155，极性反转频率为0.9375Hz的情况下(图6) AL = 0.0242。这表明:当施加于像素的电压的正负平均值是与灰度无关的一定值时，极性反转频率越小，则余像越明显。
[0065]另外,作为随着极性反转频率的减小而亮度极小Vcom偏差的写入灰度依赖性变大的理由，例如可以认为是，由于像素电极/取向膜界面等处的电荷移动具有二极管那样的正负非对称性(整流性)，低频时极性反转的周期大于电荷移动时间，因此容易发生电荷移动，充电量增加。
[0066]这里，基于上述结果(图4至图6)，在本实施方式中，校正机构SDA(源极驱动器SD)预先将与极性反转频率及灰度对应的偏移电压(校正信号)叠加在影像信号上。
[0067]图7是在源极驱动器SD输出的正极性与负极性的影像信号的平均值(DC平均值)上叠加了依赖于极性反转频率和灰度的偏移电压的例子的曲线图。如图7所示，根据极性反转频率及灰度，将独立的值的偏移电压叠加在影像信号上。
[0068]并且，图8、图9及图10表示将叠加了偏移电压(图7)的影像信号提供给像素电极时所预想的、每个极性反转频率下亮度相对于Vcom偏差的变化。在此，也将测定灰度设为31/63 (等级3灰度)。
[0069]如图8至图10所示，在极性反转频率为60Hz、15Hz及0.9375Hz的任一个的情况下，在写入灰度0/63到63/63的大致整个范围内，亮度极小Vcom偏差大体一致。另外，为了得到图8至图10所示的亮度一Vcom特性曲线，通过反向推算而设定偏移电压(图7)。
[0070]换句话说，偏移电压(校正信号)被设定为，在各个极性反转频率下，像素PX所显示的第I灰度的图像的亮度的平均值为极小时的对置电压Vcom的变化量，与像素PX所显示的第2灰度的图像的亮度的平均值为极小时的对置电压Vcom的变化量相等。
[0071]接下来，以极性反转频率为0.9375Hz的情况为例进行详细说明。
[0072]如图7及图10所示，可以读出，等级5灰度(0/63，黑显示状态)下的偏移电压(偏移校正量)为OmV，等级3灰度(31/63)下的偏移电压为40mV，等级I灰度(63/63，白显示状态)下的偏移电压为150mV。
[0073]这里，在图6中可以读出，等级5灰度(0/63，黑显示状态)下的亮度极小Vcom偏差为20mV，等级3灰度(31/63)下的亮度极小Vcom偏差为60mV，等级I灰度(63/63，白显示状态)下的亮度极小Vcom偏差为170mV。
[0074]并且，在上述公式(I)中，“测定灰度下的像素电位正负平均”是“测定灰度下的偏移电压”，“写入灰度下的像素电位正负平均”是“写入灰度下的偏移电压”，另外，“由显示部内部因素引起的成分”是图6中的亮度极小Vcom偏差。
[0075]基于上述内容，利用所述公式(1)，可以对各个写入灰度求出校正后的亮度极小Vcom 偏差(δ V)。
[0076].写入灰度0/63
[0077]δ V = 40mV — OmV + 2OmV = 6OmV
[0078].写入灰度31/63
[0079]δ V = 40mV — 40mV + 6OmV = 6OmV
[0080].写入灰度63/63
[0081]δ V = 40mV — 150mV + 170mV = 60mV
[0082]基于上述内容，能够确定出亮度极小Vcom偏差一致。
[0083]也就是说，以使图6所示的各亮度一 Vcom特性曲线的底部位置成为60mV的方式对影像信号进行校正，使所述曲线沿水平方向平行移动，如图10所示得到各个亮度一 Vcom特性曲线。
[0084]在图19中，各栏的上段表示作为余像指标的AL (截距亮度的变动幅度)，下端表示每个帧反转频率(极性反转频率)的AL的比例(以百分率表示)。这里，以没有信号校正(不进行将校正信号叠加在影像信号上的校正)的情况(图4、图5及图6)为基准，表示AL的比例。
[0085]在进行了本实施方式的信号校正(将校正信号叠加在影像信号上的校正)的情况下(图8、图9及图10)，在任一极性反转频率下，比例都小于100%，这意味着，相比没有信号校正的情况，余像得到了改善。
[0086]这里，为了进行比较，说明未考虑极性反转频率依赖性的比较例的液晶显示装置。
[0087]在比较例中，不考虑极性反转频率，采用图7的60Hz (标准的极性反转频率)下的偏移电压。即，将图11所示的偏移电压叠加在影像信号上。
[0088]并且，图12、图13及图14表示将叠加了偏移电压(图11)的影像信号提供给像素电极时所预想的、每个极性反转频率下亮度相对于Vcom偏差的变化。另外，图12至图14是使用所述公式(I)来预测的。
[0089]如图11至图14所示，在极性反转频率为60Hz的情况下，在所有写入灰度下亮度极小Vcom偏差大体一致，但在极性反转频率为15Hz或0.9375Hz的情况下，各个亮度极小Vcom偏差并不一致。这是因为，在极性反转频率为15Hz或0.9375Hz的情况下，影像信号的校正量(偏移电压的值)不足。
[0090]如图19所示，在未考虑极性反转频率而将偏移电压叠加在影像信号上的比较例中，在极性反转频率为60Hz的情况下，AL降低到了与本实施方式(第I实施方式)同等的水平。但是可以看出，在比较例中，当极性反转频率为15Hz或0.9375Hz的情况下，相比本实施方式(第I实施方式)，AL降低效果较差。因此，在比较例(图11至图14)中，相比没有信号校正的情况(图4至图6)，虽然有一定的余像改善效果，但无法获得充分的余像改善效果。
[0091]根据上述构成的第I实施方式的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法，液晶显示装置具备阵列基板100、对置基板200、液晶层LQ及驱动部。阵列基板具有形成像素PX的像素电极PE和对置电极COM。驱动部将与像素PX所显示的图像的灰度对应的正极性及负极性的影像信号提供给像素电极PE，并进行极性反转驱动。
[0092]驱动部将影像信号提供给像素电极PE时，预先进行将与极性反转频率及灰度对应的校正信号叠加在影像信号上的校正。
[0093]驱动部，在第I模式下将与第I极性反转频率及灰度对应的第I校正信号叠加在影像信号上，在第2模式下将与第2极性反转频率及灰度对应的第2校正信号叠加在影像信号上。这里，第2极性反转频率与第I极性反转频率不同，第I模式是以第I极性反转频率驱动的模式，第2模式是以第2极性反转频率驱动的模式，第2校正信号与第I校正信号不同。
[0094]在假设第I极性反转频率大于第2极性反转频率的情况下，在每一个灰度下，所述第I校正信号的电压值为所述第2校正信号的电压值以下。
[0095]在该实施方式中，校正信号被设定为，在各个极性反转频率下，像素PX所显示的第I灰度的图像的亮度的平均值为极小时的对置电压Vcom的变化量，与像素PX所显示的第2灰度的图像的亮度的平均值为极小时的对置电压Vcom的变化量相等。另外，实际使用(进行极性反转驱动并显示画面)时的对置电压Vcom为恒定电压。在设定校正信号时，例如在检查阶段测定亮度一 Vcom特性曲线时，使对置电压Vcom电压值变化而进行。
[0096]因此，在标准以外的极性反转频率下，也能够得到能够抑制余像现象的液晶显示装置。并且，在应用了低频驱动或间歇驱动的液晶显示装置中，也能够抑制余像现象。由此，能够减低电路功率，实现低功耗化。
[0097]基于上述内容，能够获得一种抑制余像现象且显示品质良好的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法。
[0098]接着，说明第2实施方式的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法。在该实施方式中，对与所述第I实施方式功能相同的部分标注相同的符号，并省略详细说明。
[0099]图15是在源极驱动器SD输出的正极性与负极性的影像信号的平均值(DC平均值)上叠加了依赖于极性反转频率和灰度的偏移电压的例子的曲线图。如图15所示，根据极性反转频率及灰度，将独立的值的偏移电压叠加在影像信号上。
[0100]并且，图16、图17及图18表示将叠加了偏移电压(图15)的影像信号提供给像素电极时所预想的、每个极性反转频率下亮度相对于Vcom偏差的变化。在此，也将测定灰度设定为31/63 (等级3灰度)。
[0101]通过偏移电压(图15)进行的影像信号的校正基于以下考虑。
[0102]在所述第I实施方式中，按照公式(1)，使亮度一 Vcom特性曲线沿水平方向平移，从而减小截距亮度的变化幅度(AL)。然而，截距亮度的可变范围具有以下的限制。
[0103][I]截距亮度无法小于亮度底值。(因为亮度一 Vcom特性曲线为下凸的抛物线。)
[0104][2]写入灰度与测定灰度一致的情况下，截距亮度不可变。(因为公式(I)中头两项相等而相互抵消。)
[0105]换句话说，无法使AL的上限小于亮度底值的最大值，也无法使AL的下限大于
[2]的截距亮度。
[0106]如图15至18所示，在该限制中将Λ L极小化是本实施方式的一个特征，通过调整校正信号，能够得到以下特征。
[0107](i)在各个极性反转频率下，与写入灰度63/63 (亮度底值为最大的条件)对应的亮度极小Vcom偏差大致为O。
[0108](ii)在各个极性反转频率下，与写入灰度0/63对应的截距亮度和与写入灰度31/63 (写入灰度等于测定灰度的情况)对应的截距亮度大体相等。
[0109]由此可以确认出，当采用使用了图15的偏移电压的校正时，图4至图6中的无信号校正的情况下的、针对各个极性反转频率及写入灰度的亮度一 Vcom特性曲线，按照公式
(I)沿水平方向平移，能够满足所述(i )及(i i )。
[0110]如图19所示，在进行本实施方式的信号校正(将校正信号叠加在影像信号上的校正)的情况下(图16、图17及图18)，在任一极性反转频率下，比例当然均小于100%，与上述第I实施方式相比，比例也有所减少，能得到非常优异的余像改善效果。
[0111]根据上述的第2实施方式的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法，液晶显示装置具备阵列基板100、对置基板200、液晶层LQ及驱动部。在该实施方式中，在各个极性反转频率下，当第I极小值大于第2极小值的情况下，将与极性反转频率及第I灰度对应的校正信号叠加在与极性反转频率及第I灰度对应的影像信号上，以使得第I灰度的图像的亮度取第I极小值时对置电压Vcom的变化量为零，所述第I极小值是像素PX所显示的第I灰度的图像的亮度平均值的极小值，所述第2极小值是像素PX所显示的、亮度等级低于第I灰度的第2灰度的图像的亮度平均值的极小值。
[0112]在上述情况下，进一步将与极性反转频率及第2灰度对应的校正信号叠加在与极性反转频率及第2灰度对应的影像信号上，以使第2灰度的图像的亮度成为规定的值。所述规定的值是从第2极小值偏离的值。另外，实际使用(进行极性反转驱动并显示画面)时的对置电压Vcom为恒定电压。
[0113]因此，能够进一步抑制余像现象，在标准以外的极性反转频率下，也能够得到能够抑制余像现象的液晶显示装置。并且，在应用了低频驱动或间歇驱动的液晶显示装置中也能够抑制余像现象。由此，能够减低电路功率，实现低功耗化。
[0114]基于上述内容，能够得到一种抑制余像现象且显示品质良好的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法。
[0115]这里说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式仅作为例子提出，并不意图限定本发明的范围。这些新的实施方式可以通过其他各种方式实施，在不偏离发明主旨的范围内，可以做出各种省略、置换及变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，也包含在权利要求书所记载的发明及其同等范围。
[0116]例如，在使液晶显示装置具有低频驱动或间歇驱动的功能的情况下,例如需要根据用户的模式选择(节电模式等)或显示画面(例如静止图像或运动图像等)等条件，决定是否执行低频驱动或间歇驱动，或者，在执行的情况下，选择哪一种极性反转频率。该决定可以由装置主体(例如智能手机或平板电脑等的主体)的控制电路(CPU等)来执行，并作为控制信号发送给液晶显示装置的控制电路(驱动部等)。或者，也可以使液晶显示装置的控制电路自身做出决定。在任一情况下，液晶显示装置的控制回路实时地识别极性反转频率，所以只要将偏移电压(校正信号)的信息以表格的形式预先存储在控制电路的存储器内，便可以根据该实时的极性反转频率选择最佳的偏移电压。
[0117]极性反转频率的选择可以从数个条件中选择(例如在前述的实施方式中是从60Hz、15Hz以及0.9735Hz这3个条件中选择)，也可以是连续设定的方式(例如设定为在60Hz?0.1Hz之间连续可变)。后者的情况下，可以将频率区间内的离散的数个条件的偏移电压预先存储在存储器中，然后根据需要通过插值计算(折线近似)来求出最佳的偏移电压。
[0118]另外，在上述的实施方式中说明了实际使用(进行极性反转驱动并显示画面)时的对置电压Vcom为恒定电压，但是例如像共线反转驱动(使奇偶线上的信号极性相反，并且在每一帧中使信号极性反转的驱动)那样，对置电压Vcom的值为正负不同的情况下，可以如上述实施方式那样应用影像信号校正。在该情况下，在测定亮度一 Vcom特性曲线时，在将正负极性的对置电压Vcom的值的差保持为一定的状态下,使各个对置电压Vcom的值变化。
[0119]另外，本发明的实施方式并不限定于上述的液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法，可以应用于各种液晶显示装置及液晶显示装置的驱动方法。
【权利要求】
1.一种液晶显示装置，其特征在于，具备: 阵列基板，具有:像素电极，用于形成像素；以及对置电极，经由绝缘层与所述像素电极相对配置，用于形成所述像素； 对置基板，与所述阵列基板相对配置； 液晶层，被夹持在所述阵列基板及所述对置基板之间；以及 驱动部，将与所述像素显示的图像的灰度对应的正极性及负极性的影像信号提供给所述像素电极，并进行极性反转驱动； 所述驱动部在将所述影像信号提供给所述像素电极时，预先将与极性反转频率及灰度对应的校正信号叠加在所述影像信号上。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述驱动部， 在以第I极性反转频率驱动的第I模式下，将与所述第I极性反转频率及灰度对应的第I校正信号叠加在所述影像信号上， 在以与所述第I极性反转频率不同的第2极性反转频率驱动的第2模式下，将与所述第2极性反转频率及灰度对应、 且与所述第I校正信号不同的第2校正信号叠加在所述影像信号上。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I校正信号及所述第2校正信号是偏置电压， 所述第I极性反转频率大于所述第2极性反转频率， 在每一个所述灰度下，所述第I校正信号的电压值为所述第2校正信号的电压值以下。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述驱动部被预先设定为，能够将与所述极性反转频率及灰度对应的校正信号叠加在所述影像信号上。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述校正信号被设定为，在各个极性反转频率下，被写入了第I影像信号的所述像素所显示的第I灰度的图像的亮度的平均值为极小时提供给所述对置电极的对置电压的变化量，与被写入了第2影像信号的所述像素所显示的第2灰度的图像的亮度的平均值为极小时的所述对置电压的变化量相等，所述第2灰度与所述第I灰度不同。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述校正信号被设定为，在各个极性反转频率下，在第I极小值大于第2极小值的情况下，第I灰度的图像的亮度取所述第I极小值时提供给所述对置电极的对置电压的变化量为零，所述第I极小值是被写入了第I影像信号的所述像素所显示的所述第I灰度的图像的亮度的平均值的极小值，所述第2极小值是被写入了第2影像信号的所述像素所显示的、亮度等级低于所述第I灰度的第2灰度的图像的亮度的平均值的极小值。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述驱动部， 将与所述极性反转频率及第I灰度对应的所述校正信号叠加在与所述极性反转频率及第I灰度对应的所述第I影像信号上，以使得所述第I灰度的图像的亮度取所述第I极小值时的所述对置电压的变化量为零，在所述第I灰度的图像的亮度取所述第I极小值时所述对置电压的变化量为零的情况下，将与所述极性反转频率及第2灰度对应的所述校正信号叠加在与所述极性反转频率及第2灰度对应的所述第2影像信号上，以使所述第2灰度的图像的亮度成为规定的值。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述规定的值是从所述第2极小值偏离的值。
9.一种液晶显示装置的驱动方法，其特征在于， 所述液晶显示装置具备: 阵列基板，具有:像素电极，用于形成像素；以及对置电极，经由绝缘层与所述像素电极相对配置，用于形成所述像素； 对置基板，与所述阵列基板相对配置；以及 液晶层，被夹持在所述阵列基板及所述对置基板之间； 该液晶显示装置的驱动方法包括以下步骤: 通过所述驱动部，将与所述像素所显示的图像的灰度对应的正极性及负极性的影像信号提供给所述像素电极，并进行极性反转驱动； 在将所述影像信号提供给所述像素电极时，通过所述驱动部，预先将与极性反转频率及灰度对应的校正信号叠加在所述影像信号上。
10.如权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于， 在以第I极性反转频率驱动的第I模式下，将与所述第I极性反转频率及灰度对应的第I校正信号叠加在所述影像信号上， 在以与所述第I极性反转频率不同的第2极性反转频率驱动的第2模式下，将与所述第2极性反转频率及灰度对应、且与所述第I校正信号不同的第2校正信号叠加在所述影像信号上。
11.如权利要求10所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于， 所述第I校正信号及所述第2校正信号是偏置电压， 所述第I极性反转频率大于所述第2极性反转频率， 在每一个所述灰度下，所述第I校正信号的电压值为所述第2校正信号的电压值以下。
12.如权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于， 所述校正信号被设定为，在各个极性反转频率下，被写入了第I影像信号的所述像素所显示的第I灰度的图像的亮度的平均值为极小时提供给所述对置电极的对置电压的变化量，与被写入了第2影像信号的所述像素所显示的第2灰度的图像的亮度的平均值为极小时的所述对置电压的变化量相等，所述第2灰度与所述第I灰度不同。
13.如权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于， 所述校正信号被设定为，在各个极性反转频率下，在第I极小值大于第2极小值的情况下，第I灰度的图像的亮度取所述第I极小值时提供给所述对置电极的对置电压的变化量为零，所述第I极小值是被写入了第I影像信号的所述像素所显示的所述第I灰度的图像的亮度的平均值的极小值，所述第2极小值是被写入了第2影像信号的所述像素所显示的、亮度等级低于所述第I灰度的第2灰度的图像的亮度的平均值的极小值。
14.如权利要求13所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于， 将与所述极性反转频率及第I灰度对应的所述校正信号叠加在与所述极性反转频率及第I灰度对应的所述第I影像信号上，以使得所述第I灰度的图像的亮度取所述第I极小值时的所述对置电压的变化量为零， 在所述第I灰度的图像的亮度取所述第I极小值时所述对置电压的变化量为零的情况下，将与所述极性反转频率及第2灰度对应的所述校正信号叠加在与所述极性反转频率及第2灰度对应的所述第2影像信号上，以使所述第2灰度的图像的亮度成为规定的值。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述规定的值是从 所述第2极小值偏离的值。
【文档编号】G09G3/36GK103676250SQ201310445585
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2012年9月26日
【发明者】田中幸生, 日向野敏行, 中尾健次, 分元博文 申请人:株式会社日本显示器