液晶顯示裝置及其電位設定方法
2023-10-11 05:59:09 2
專利名稱：液晶顯示裝置及其電位設定方法
技術領域：
本發明涉及使用薄膜電晶體等開關元件的有源矩陣型的液晶顯示裝置及其電位設定方法。
背景技術：
近年，作為便攜電話、便攜遊戲機等移動型終端設備、筆記本型個人電腦等各種電子設備的顯示面板，廣泛使用如下有源矩陣型的液晶顯示裝置其具有薄、輕並且能以低電壓驅動且消耗電力少的優點。這樣的有源矩陣型的液晶顯示裝置的主要部分包括液晶顯示面板，其作為包括配置成矩陣狀的多個像素的顯示部；以及該液晶顯示面板的驅動電路。在液晶顯示面板上， 多條數據信號線(下面稱為「源極總線」。)和多條掃描信號線(下面稱為「柵極總線」。) 以相互交叉的方式形成為格子狀，而且以與多條柵極總線平行延伸的方式形成有多條輔助電容線。1個像素與這些多條源極總線和柵極總線的交叉點分別對應。另外，液晶顯示面板具備共用電極(或者相對電極)，共用電極在配置成矩陣狀的上述多個像素中設置成共用， 並以隔著液晶層與各像素所包含的像素電極相對的方式配置。
圖13是示出如上所述的液晶顯示裝置的液晶顯示面板中的1個像素的電構成的等效電路圖。各像素包含作為開關元件的薄膜電晶體(下面簡稱為「TFT」。)52，其在通過與該像素對應的交叉點的源極總線50上連接著源極電極，並且在通過該交叉點的柵極總線51上連接著柵極電極；以及像素電極53，其連接到TFT52的漏極電極。並且，由像素電極53和共用電極M形成液晶電容C1。，利用像素電極53和沿著柵極總線51設置的輔助電容線形成輔助電容Cs。利用這些液晶電容Ck和輔助電容Cs構成像素電容，像素電容用於保持應由各像素形成的表示像素的值的電壓。另外，在像素電極53與柵極總線51之間形成寄生電容Cgd。在此，因為在各像素中的柵極總線51與像素電極53之間存在寄生電容Cgd，所以在對源極總線施加數據信號的情況下，當掃描信號的電壓從柵極總線51的導通電壓Vgh向柵極總線51的截止電壓Vgl下降時，像素電極53的電位(像素電位)Vd產生由寄生電容Cgd 引起的電平移動AVd。該電平移動Δ Vd被稱為「feed-through電壓」或者「饋通電壓」等。 該饋通電壓八％用AVd = (Vgh-Vgl) · Cgd/(Clc+Cs+Cgd)... (1)表示。並且，這樣的饋通電壓AVd使顯示圖像產生閃爍、顯示劣化等。一般，當利用TFT 驅動的液晶顯示面板在對液晶層施加非對稱的電壓時產生閃爍(眩光)，除了顯示質量大大下降外，當長時間放置時，產生殘影。另外，一般，在液晶顯示裝置中，當對液晶長時間地施加直流電壓時液晶會劣化， 所以進行交替地對液晶施加正極性的電壓和負極性的電壓的交流驅動。交流驅動具有幀反轉驅動、線反轉驅動、點反轉驅動等種類。另外，當進行交流驅動時，進行將對共用電極施加的電壓(下面稱為共用電極電壓)V。。m保持為一定的驅動和切換共用電極電壓v。。m的電平的驅動中的任一種驅動。例如，在共用電極電壓V。。m稍微偏移的情況下，如果全部像素為同極性，則全部像素的電位在相同方向偏移，因此重複整體按每幀變亮和變暗的情況。其結果是，產生大的閃爍。因此，在利用TFT驅動的液晶顯示面板中廣泛使用如下點反轉驅動對相鄰的像素施加的電壓為相反極性，且各像素的極性按每幀反轉。這是因為如果按每1點(即，每1像素) 使極性反轉，則相鄰的像素彼此成為暗像素和亮像素，因此能在某種程度上抵消亮度的變化，作為整體，閃爍在某種程度上變小。此外，近年，不是單純的點反轉驅動，提議了各種方式的點反轉驅動，基本上為如下驅動方法(例如，參照專利文獻1)在相同的幀中，像素電極的電位極性的正負在面板面內混合。此外，一般，點反轉驅動是用於使閃爍難以看見的驅動，因此共用電極電壓v。。m的設定困難。因此，以整個面進行同極性的顯示，顯示容易看見閃爍的點方格圖案，進行共用電極電壓V。。m的設定。所謂點方格圖案是僅點亮相同極性的像素的顯示圖案，對未點亮的像素寫入0灰度級，或者與其接近的灰度級。在點反轉驅動的情況下，在上下左右按每隔1 點來點亮。另外，如閃爍最小的共用電極電壓V。。m和源極總線的電位設定能以理論上的手法進行，但實際上，由於完成尺寸與設計值的略微偏差等，無法按計算進行。因此，提議了如下手法實際上，使液晶顯示面板的整個面(即，全部像素)以相同灰度級(下面稱為「全面圖案」。)進行顯示，使共用電極電壓火 變化，找出閃爍最小的共用電極電壓v。。m，決定各個電位(例如，參照專利文獻2)。這樣，一般採用顯示容易看見閃爍的圖案，並調整共用電極電位V。。m或者向源極總線輸入的電位的方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 特開2003-216124號公報專利文獻2 特開平5-323379號公報
發明內容
發明要解決的問題在此，有時利用上述點反轉驅動的點方格圖案進行了調整的共用電極電位V-與利用上述全面圖案進行了調整的共用電極電位V。。m的最佳值不相同。更具體地，考慮基於上述寄生電容Cgd的饋通電壓來設定源極總線的電位，對液晶層施加對稱的電壓。基於寄生電容Cgd的饋通電壓在高灰度級側和低灰度級側不同，因此源極總線的電位的中心電壓也與其相應地，根據灰度級而進行不同的設定。例如，在常黑顯示中為了顯示低灰度級而設定的源極總線的電位的中心電壓比為了顯示高灰度級而設定的源極總線的中心電壓高。另外，像素電位除了基於上述寄生電容Cgd的饋通電壓之外，還受到基於在數據信號線與開關元件的漏極之間形成的寄生電容Csd的饋通電壓的影響。點方格圖案在某像素的灰度級高時，相鄰的像素的灰度級為0或者低灰度級，且極性相反。用於實現點方格圖案的源極總線的平均電位成為用於高灰度級和顯示灰度級為0或者低的
7灰度級的設定電位的平均電位。另一方面，在全面圖案中，相鄰的像素的灰度級相等，且極性相反。用於實現全面圖案的源極總線的平均電位成為用於顯示高灰度級的設定電位的平均。例如，在常黑顯示中，為了顯示低灰度級而設定的源極總線的電位的中心電壓比為了顯示高灰度級而設定的源極總線的中心電壓高。因此，向像素電極寫入電位後的源極總線的平均電壓是全面圖案比點方格圖案高，基於寄生電容Csd的饋通電壓小。因此，利用點方格圖案調整的共用電極電位v。。m比利用全面圖案調整的共用電極電位v。。m高，因此即使是利用點反轉驅動的點方格圖案調整共用電極電位v。。m的情況，共用電極電位v。。m也未必為最佳值。其結果是，除了對液晶層施加非對稱的電壓而產生閃爍，顯示質量大大下降之外，還具有由於長時間的放置而產生殘影的問題。因此，本發明是鑑於上述問題而完成的，其目的在於提供能防止由閃爍引起的殘影的產生的液晶顯示裝置及其電位設定方法。用於解決問題的方案為了達成上述目的，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，具備多條數據信號線； 多條掃描信號線，其與多條數據信號線交叉；多個像素，其具有開關元件，其在掃描信號線是選擇狀態時為導通狀態，在掃描信號線是非選擇狀態時為截止狀態；像素電極，其通過開關元件連接到數據信號線；共用電極，其以與像素電極相對的方式配置；以及液晶層，其被像素電極和共用電極夾持，上述多個像素與多條數據信號線和多條掃描信號線的各個交叉點對應地配置成矩陣狀；以及電位控制部，其控制共用電極的電位，在將數據信號線與開關元件的漏極之間形成的寄生電容設為Csd，將液晶電容設為C1。，將輔助電容設為cs，將黑顯示設為O灰度級，將白顯示設為255灰度級，將為了對像素電極賦予按每1像素顯示0灰度級和255灰度級的情況下的0灰度級顯示所需的正極性的電位而對數據信號線設定的電位設為Vm，將為了對像素電極賦予0灰度級顯示所需的負極性的電位而對數據信號線設定的電位設為Vui，將為了對像素電極賦予255灰度級顯示所需的正極性的電位而對數據信號線設定的電位設為Vh255，將為了對像素電極賦予255灰度級顯示所需的負極性的電位而對數據信號線設定的電位設為\255，將閃爍最小的共用電極的電位設為Vrenf255，並且將在多個像素的全部中顯示255灰度級的情況下的閃爍最小的共用電極的電位設為Vren255的情況下，電位控制部將從Vrenf255減小[數學式1]
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特徵在於，具備多條數據信號線；多條掃描信號線，其與上述多條數據信號線交叉；多個像素，其具有開關元件，其在上述掃描信號線是選擇狀態時為導通狀態，在上述掃描信號線是非選擇狀態時為截止狀態；像素電極，其通過上述開關元件連接到上述數據信號線；共用電極，其以與上述像素電極相對的方式配置；以及液晶層，其被上述像素電極和上述共用電極夾持，上述多個像素與上述多條數據信號線和上述多條掃描信號線的各個交叉點對應地配置成矩陣狀；以及電位控制部，其控制上述共用電極的電位，在將上述數據信號線與上述開關元件的漏極之間形成的寄生電容設為Csd，將液晶電容設為C1。，將輔助電容設為Cs，將黑顯示設為0灰度級，將白顯示設為255灰度級，將為了對上述像素電極賦予按每1像素顯示0灰度級和255灰度級的情況下的0灰度級顯示所需的正極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為Vhci，將為了對上述像素電極賦予0灰度級顯示所需的負極性的電位而對數據信號線設定的電位設為Vui，將為了對上述像素電極賦予 255灰度級顯示所需的正極性的電位而對數據信號線設定的電位設為VH255，將為了對上述像素電極賦予255灰度級顯示所需的負極性的電位而對數據信號線設定的電位設為\255， 將閃爍最小的上述共用電極的電位設為V。enf255，並且將在多個像素的全部中顯示255灰度級的情況下的閃爍最小的上述共用電極的電位設為Vren255的情況下，上述電位控制部將從Vrenf255減小[數學式1]1 C C~+C~+C(Vfi0 -VH255 "^255)的電位設定為νcen255°
2.一種液晶顯示裝置，其特徵在於，具備多條數據信號線；多條掃描信號線，其與上述多條數據信號線交叉；多個像素，其具有開關元件，其在上述掃描信號線是選擇狀態時為導通狀態，在上述掃描信號線是非選擇狀態時為截止狀態；像素電極，其通過上述開關元件連接到上述數據信號線；共用電極，其以與上述像素電極相對的方式配置；以及液晶層，其被上述像素電極和上述共用電極夾持，上述多個像素與上述多條數據信號線和上述多條掃描信號線的各個交叉點對應地配置成矩陣狀；以及電位控制部，其控制上述共用電極的電位，在將黑顯示設為0灰度級，將白顯示設為255灰度級，將0灰度級與255灰度級之間的亮度分割為2M級時，將分別在作為任意的2個中間灰度級的a灰度級和b灰度級以及255 灰度級時的液晶電容設為 Clca、Clcbλ Clc255 將為了對上述像素電極賦予0灰度級顯示所需的正極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為Vm，將為了對上述像素電極賦予0灰度級顯示所需的負極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為Vui，將為了對上述像素電極賦予a灰度級顯示所需的正極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為VHa，將為了對上述像素電極賦予a灰度級顯示所需的負極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為Vy將為了對上述像素電極賦予b灰度級顯示所需的正極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為Vsb，將為了對上述像素電極賦予b灰度級顯示所需的負極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為Vm將為了對上述像素電極賦予255灰度級顯示所需的正極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為VH255，將為了對上述像素電極賦予255灰度級顯示所需的負極性的電位而對上述數據信號線設定的電位設為、55，定義為va =-(V1^Vui-Vlla-VJ, vb =-(VH0+VL0-VHb-VLb)，v 255 = -(VHO+Vlo-Vh255-Vl255)，並且，將按每隔1像素顯示0灰度級和a灰度級的情況下的閃爍最小的上述共用電極的電位設為V。mfa，將按每隔1像素顯示0灰度級和b灰度級的情況下的閃爍最小的上述共用電極的電位設為V。enft，並且將在上述多個像素的全部中分別顯示a灰度級和b灰度級的情況下的閃爍最小的共用電極的電位設為Vcena、V。mb，定義為AV。_ = Vcena-Vcenfa, AVcenb = Veenb-Vcenfb 的情況下，上述電位控制部將Vrenf255加上 [數學式2]
3. 一種液晶顯示裝置的電位設定方法，其特徵在於，上述液晶顯示裝置具備 多條數據信號線；多條掃描信號線，其與上述多條數據信號線交叉；以及多個像素，其具有開關元件，其在上述掃描信號線是選擇狀態時為導通狀態，在上述掃描信號線是非選擇狀態時為截止狀態；像素電極，其通過上述開關元件連接到上述數據信號線；共用電極，其以與上述像素電極相對的方式配置；以及液晶層，其被上述像素電極和上述共用電極夾持，上述多個像素與上述多條數據信號線和上述多條掃描信號線的各個交叉點對應地配置成矩陣狀，上述液晶顯示裝置的電位設定方法至少包含如下步驟將黑顯示設為0灰度級，將白顯示設為255灰度級，按每1像素顯示0灰度級和255灰度級的步驟；在按每1像素顯示0灰度級和255灰度級的狀態下，將閃爍最小的電壓設定為上述共用電極的電位的中心電壓Vrenf255的步驟；以及將從上述共用電極的電位的中心電壓Vrenf255減小 [數學式3]
4. 一種電位設定方法，其特徵在於，是液晶顯示裝置的電位設定方法，上述液晶顯示裝置具備多條數據信號線；多條掃描信號線，其與上述多條數據信號線交叉；多個像素，其具有開關元件，其在上述掃描信號線是選擇狀態時為導通狀態，在上述掃描信號線是非選擇狀態時為截止狀態；像素電極，其通過上述開關元件連接到上述數據信號線；共用電極，其以與上述像素電極相對的方式配置；以及液晶層，其被上述像素電極和上述共用電極夾持，上述多個像素與上述多條數據信號線和上述多條掃描信號線的各個交叉點對應地配置成矩陣狀，上述電位設定方法至少包含如下步驟將黑顯示設為0灰度級，將白顯示設為255灰度級，按每1像素顯示0灰度級和255灰度級的步驟；在按每1像素顯示0灰度級和255灰度級的狀態下，求出閃爍最小的上述共用電極的電位V cenf255 的步驟；按每1像素顯示0灰度級和作為任意的中間灰度級的a灰度級的步驟； 在按每1像素顯示0灰度級和a灰度級的狀態下，求出閃爍最小的上述共用電極的電位V_fa的步驟；按每1像素顯示0灰度級和作為任意的中間灰度級的b灰度級的步驟； 在按每1像素顯示0灰度級和b灰度級的狀態下，求出閃爍最小的上述共用電極的電位V。mfb的步驟；在多個像素的全部中顯示a灰度級的步驟；在多個像素的全部中顯示a灰度級的狀態下，求出閃爍最小的上述共用電極的電位 Vcena的步驟；在多個像素的全部中顯示b灰度級的步驟；在多個像素的全部中顯示b灰度級的狀態下，求出閃爍最小的上述共用電極的電位Vcenb的步驟；測定液晶電容和對上述液晶層施加的電壓的特性的步驟；求出分別在a灰度級、b灰度級以及255灰度級時對上述液晶層施加的電壓的步驟； 基於上述液晶電容和對上述液晶層施加的電壓的特性和分別在a灰度級、b灰度級以及255灰度級時對上述液晶層施加的電壓，求出分別在a灰度級、b灰度級以及255灰度級時的液晶電容cira、Clcb, Clc255的步驟；以及將共用電極的電位Vrenf255加上
5. 一種液晶顯示裝置的電位設定方法，其特徵在於，上述液晶顯示裝置具備多條數據信號線；多條掃描信號線，其與上述多條數據信號線交叉；以及多個像素，其具有開關元件，其在上述掃描信號線是選擇狀態時為導通狀態，在上述掃描信號線是非選擇狀態時為截止狀態；像素電極，其通過上述開關元件連接到上述數據信號線；共用電極，其以與上述像素電極相對的方式配置；以及液晶層，其被上述像素電極和上述共用電極夾持，上述多個像素與上述多條數據信號線和上述多條掃描信號線的各個交叉點對應地配置成矩陣狀，上述液晶顯示裝置的電位設定方法至少具備如下步驟將黑顯示設為0灰度級，將白顯示設為255灰度級，並且將0灰度級與255灰度級之間的亮度分割為2Μ級，在上述多個像素的全部中顯示223灰度級以上247灰度級以下的範圍中的任一灰度級的步驟；以及在上述多個像素的全部中顯示223灰度級以上247灰度級以下的範圍中的任一灰度級的狀態下，將閃爍最小的電壓設定為共用電極電位的步驟。
全文摘要
液晶顯示裝置的(1)具備多條源極總線(14)；多條柵極總線(11)，其與多條源極總線(14)交叉；多個像素(30)，其具有TFT(5)、像素電極(19)、共用電極(24)以及液晶層(4)，與多條柵極總線(11)和多條源極總線(14)的各個交叉點對應地配置成矩陣狀；以及電位控制部，其控制共用電極(24)的電位。並且，電位控制部將從共用電極(24)的電位Vcenf255減小規定電壓後的電壓設定為在多個像素(30)的全部中顯示255灰度級的情況下的共用電極(24)的電位的中心電壓設為Vcen255，上述共用電極(24)的電位Vcenf255為將黑顯示設為0灰度級、將白顯示設為255灰度級、將按每1像素顯示0灰度級和255灰度級的情況下的閃爍最小的共用電極(24)的電位。
文檔編號G09G3/36GK102473387SQ20108003027
公開日2012年5月23日 申請日期2010年3月25日 優先權日2009年8月28日
發明者仲西洋平, 水崎真伸, 片山崇, 野間健史 申請人:夏普株式會社