CN1189856C - 液晶显示装置和信息终端 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种液晶显示装置，它在全画面显示时与部分画面显示时使液晶层所加的断开电压有效值与导通电压有效值设定成基本上一致。具体来说，是将部分画面显示时的偏置比设定在最佳偏置值以下，并且对于施加电压波形的最大电压峰值(驱动电压)，设定成部分画面显示时(驱动电压＝a’V₀’)比全画面显示时(驱动电压＝aV₀)还小。因此，能在部分画面显示的导通时减轻施加在液晶分子上的脉冲电压负载，改善通电产生的显示不均匀情况。

Description

液晶显示装置和信息终端

技术领域

本发明涉及用于手机等低电压驱动并根据需要切换驱动全画面显示与部分画面显示的液晶显示装置。

背景技术

近年来，因为液晶显示装置厚度薄型、重量轻，所以广泛使用在以便携式信息终端为代表的各种装置中。

液晶显示装置是自己不发光、而是利用使光的透射性变化进行显示的受光型元件，它能用几V左右的低有效电压进行驱动。因此，若在显示装置的底层设置反射板，利用外部光的反射光进行显示就可构成反射型液晶显示装置，这成为功耗极低的显示元件。此外已经知道，若对这种反射型液晶显示装采用分时驱动，构成STN型的液晶显示装置，则不仅能做到低功耗，而且也能简化显示板的结构，所以能够使价格更便宜。

下面，对分时驱动简单地进行说明。所谓分时驱动是这样一种方法，它将选择波形依次加在各扫描电极上，当全部扫描电极都加过了选择波形后，就再次重复同样的扫描。将进行一次这种扫描所要的时间称为帧周期，并将这种频率称为帧频。此外，将各扫描电极的选择时间(用于将选择波形加在各扫描电极上所需要的时间)与帧周期之比称为占空比。

在这种分时驱动中，不仅对导通(ON)象素而且对断开(OFF)象素都施加电场。因此，在液晶显示装置的电光特性中，阈值特性为必须条件。

在分时驱动中，对控制显示状态起作用的波形，仅仅占了由占空比决定的一定的时间，剩下的大部分时间施加与控制显示状态无关的波形。因为液晶对这种非选择时的施加波形也响应，所以为了抑制显示对比度的降低(串扰：crosstalk)，必须使非选择时的施加波形有效电压一定。这是为了使导通象素之间或者断开象素之间的显示状态均匀。将这样的使显示状态均匀的驱动方式称为电压平均法。此外，所谓的有效电压，是指在1帧周期中的施加电压的平方平均电压。

前述的进行分时驱动的液晶显示装置，因为驱动时的有效电压低，所以相对于驱动时有效电压高的有源矩阵型液晶显示装置，其功耗非常低。因此，非常适合于便携式装置使用，这一点引起人们的极大关注，而且正进行许多试验，力图通过进一步降低驱动时的电压，使功耗更低。

为了实现前述那样的液晶显示装置的低功耗，一般采用降低液晶显示板部分的有效电压的方法。因此，正不断进行努力，尝试着力图通过增加液晶介电常数来降低驱动时的电压。

此外，不仅对于液晶显示板力图要实现低功耗，而且对于液晶驱动器也力图实现低功耗。在日本特开平4-97219号公报(公开日：1992年3月30日)和日本特开平4-113314号公报(公开日：1992年4月14日)中，公开了在分时驱动中借助于降低偏置比来提高对比度的驱动方法。

此外，对于液晶驱动器方面，作为更有效地实现低功耗的技术，在手机等情况下，是在等待的状态将全画面显示切换成部分画面显示，降低驱动器施加电压波形的最大电压峰值进行驱动(部分驱动)。关于这种部分驱动的驱动方法，已在日本特开平6-149184号公报(公开日：1994年5月27日)和日本特开10-207438号公报(公开日：1998年8月7日)中了说明。

在日本特开平6-149184号公报中，示出了部分驱动的全画面显示和部分画面显示的切换方法，具体来说，公开了一种液晶显示装置，这种液晶显示装置在同一液晶显示板内包括用高占空比驱动显示的部分和用低占空比驱动显示的部分，并能通过切换高占空比驱动和低占空比驱动，实现小型化和降低成本。但是，在该公报中，没有示出关于与驱动条件相关的偏置和频率的设定。

另外，在日本特开平10-207438号公报中，示出了在部分驱动中的偏置设定等驱动条件。具体来说，在电压平均法中，使导通电压中的施加电压有效值(下面，称为导通电压有效值)与断开电压中的施加电压有效值(下面，称为断开电压有效值)之比尽可能大，并且设定偏置比使得在驱动器的耐压范围内。但是，在该公报中，没有示出任何关于频率的设定。

如前所述，为了降低液晶显示装置的有效电压，增加液晶的介电常数是必不可少的。但是，因随着液晶的介电常数增加，在生产工序中取入到液晶中的离子性杂质增加，所以问题是通电时会产生显示不均匀等现象，使可靠性降低。

另一方面，如前所述，因利用部分驱动使驱动器的驱动电压降低，所以作为液晶显示装置整体能实现低功耗。但是，在STN型液晶显示装置中，若决定偏置比，使根据电压平均法在部分驱动时导通时的驱动电压在驱动器的耐压范围内，并且使得导通电压的有效值与断开电压的有效值之比尽可能地大。这时，如图4所示，如果使液晶的部分画面显示的断开电压有效值与全画面显示的断开电压有效值一致(在图中A表示一致点)，则部分画面显示的导通电压有效值(在图中用C表示)比全画面显示的导通电压有效值(在图中用B表示)增加，因此，与全画面显示相比，部分画面显示中液晶显示板的功耗增加。

此外，由于部分画面显示时的有效电压值增加，施加在液晶分子上的脉冲电压负载增加。因此，如图5所示，在部分画面显示时，在液晶显示板的显示区域端部产生显示不均匀。

此外，因部分画面显示时的导通电压的有效值比全画面显示时的导通电压的有效值增加，所以会偏离最佳电压，造成色调降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶显示装置，它能根据需要对全画面显示与部分画面显示进行切换，并进行驱动(部分驱动)，在所述液晶显示装置中，具有最佳设定部分画面显示时的导通电压与断开电压的驱动条件，能改善色调和对比度等光学特性，使显示均匀，并能提高可靠性。

为达到前述目的，本发明的液晶显示装置，根据需要对全画面显示与部分画面显示进行切换，并进行分时驱动，所述液晶显示装置，包括驱动电路，所述驱动电路进行驱动，其中，所述驱动电路根据公式 $V_{\mathrm{ON}}=\sqrt{1+\frac{a^2-1}{N}}\×V_o$ 以及 $V_{\mathrm{OFF}}=\sqrt{1+\frac{a^2-4a+3}{N}}\×V_o,$ 在部分画面显示时与全画面显示时改变占空比，使部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值基本上一致，并且使部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值基本上一致，其中V_O为信号脉冲电位，V_ON、V_OFF分别为导通电压中的施加电压有效值和断开电压中的施加电压有效值，1/N为占空比，a是偏置比。

如前所述，在根据需要对全画面显示与部分画面显示进行切换、并进行驱动(部分驱动)的液晶显示装置中，因为驱动器的驱动电压降低，所以作为装置整体，能实现低功耗。此外，在前述那样设定下进行分时驱动的本发明的液晶显示装置，因为部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值基本上一致，并且部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值基本上一致，所以在全画面显示中的断开电压施加时与部分画面显示中的断开电压施加时，以及在全画面显示中的导通电压施加时与部分画面显示中的导通电压施加时，不会产生光学特性差。

因此，以往部分画面显示时，与全画面显示比较，容易发生显示不均匀并且能见到色调降低，但本发明在部分画面显示时，能将显示质量改善到与全画面显示时相同水平的色调与对比度以及显示不均匀的程度。

本发明的其它目的、特征和优点根据下述内容完全可发明白，并且参照附图用以下的说明可以进一步理解本发明的好处。

附图说明

图1a表示在本发明一实施形态的液晶显示装置驱动中全画面显示的导通时施加波形的波形图。

图1b表示在前述液晶显示装置驱动中部分画面显示的导通时施加波形的波形图。

图2是表示在前述液晶显示装置中使用的液晶显示板的剖面示意结构图。

图3表示前述液晶显示装置的光轴配置图。

图4表示在以往的液晶显示装置中全画面显示时和部分画面显示时的反射率与施加电压有效值的关系图。

图5表示在以往的液晶显示装置中产生显示不均匀的说明图。

图6表示本发明一实施形态的液晶显示装置的结构立体图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施本发明的最佳实施形态进行说明。

实施形态1

下面，参照图1-图3和图6对本发明的一实施形态进行说明。

如图2所示，从最上部(观察者一侧)开始，依次配置偏光板1、上侧相位差板2、下侧相位差板3、上侧玻璃基板4、上侧电极9、上侧取向膜(未图示)、液晶层5、下侧取向膜(未图示)、彩色滤色片6、反射板7和下侧玻璃基板8，构成本实施形态的液晶显示装置所具有的液晶显示板。

前述偏光板1使用高穿透高偏光度偏光板(日东电工公司制)。前述上侧相位差板2和下侧相位差板3使用聚碳酸酯相位差薄膜，上侧相位差板2的滞后(retardation)在波长(λ)＝550nm时为665nm，另一方面，下侧相位差板3的滞后(retardation)在波长(λ)＝550nm时为170nm。

此外，夹住液晶层5设置的上侧取向膜和下侧取向膜用于对该液晶层进行取向，它们在液晶层5一侧的表面沿着规定的方向进行摩擦(rubbing)处理。前述液晶层5，使用例如STN(超扭曲向列)型、扭曲角240°、高介电常数(介电各向异性)14.2、波长(λ)＝589nm中的折射率各向异性(Δn)为0.132的液晶。此外，在本实施形态中，虽然使用STN型的液晶作为液晶层5，但不特别地受此限制。

将前述彩色滤色片6和反射板7配置在上侧玻璃基板4和下侧玻璃基板8之间。这种反射板7使用漫反射板。

此外，如图3所示的轴配置，构成偏光板1、上侧相位差板2、下侧相位差板3、液晶层5的上侧摩擦(rubbing)轴和液晶层5的下侧摩擦(rubbing)轴

如图6所示，前述液晶显示板包括相互交叉配置成矩阵电极的多个信号电极20和多个扫描电极21。在信号电极20和扫描电极21的交点形成象素22。另外，液晶显示装置的周围电路包括将信号电压施加在信号电极20上的信号侧驱动电路23、将扫描电压施加在扫描电极21上的扫描侧驱动电路24、对信号侧驱动电路23和扫描侧驱动电路24进行控制的控制电路25。由前述信号侧驱动电路23、扫描侧驱动电路24和控制电路25构成驱动电路27。

扫描电压用于依次选择各扫描电极21，它由两部份组成，一部分是由仅在各扫描电极21选择状态的选择期间依次施加在扫描电极21上的选择电压，另一部份是在选择期间以外施加的非选择电压。信号电压对应于显示数据而变化，它包括使液晶象素成为导通状态的第1信号电压，或者使液晶象素成为断开状态的第2信号电压。

控制电路25对显示液晶显示板26整个画面的全画面显示与仅显示液晶显示板一部分的平时显示区域26a的部分画面显示进行切换。在全画面显示中，扫描电压的占空比大小根据扫描电极21的总数来设定，选择电压依次施加在全部扫描电极21上。

而在部分画面显示中，扫描电压的占空比大小根据平时显示区域26a内的扫描电极21的数来设定(比全画面显示的占空比小)，并仅将选择电压依次地施加在平时显示区域26a的扫描电极21上。

通常这样，如果例如在未操作时切换成部分画面显示，则既可以减少平时显示区域26a以外区域的扫描电极21上施加扫描电压的那部分功耗，同时又能在未操作时将必要的信息显示在平时显示区域26a上。

此外，液晶显示装置不仅限于前述结构的反射型液晶显示装置，也可以是例如穿透型的液晶显示装置。

此外，作为与本实施形态相关的液晶显示装置的驱动方法，使用分时驱动。下面，对分时驱动简单地进行说明。所谓时分割驱动这样一种方法，它是将选择波形依次加在各扫描电极上，当全部扫描电极上都加过了选择波形后，就再次重复相同的扫描。为进行一次这种扫描，所要的时间称为帧周期(t_f)，将这种频率(1/t_f)称为帧频。此外，将各扫描电极的选择时间(用于将选择波形加在各扫描电极上报需要时间)与帧周期(t_f)的比称为占空比(1/N)。将占空比(1/N)的倒数N称为占空数。

在这种分时驱动中，不仅对导通象素而且对断开象素都施加电场。因此，在液晶显示装置的电光特性中，阈值特性是必须条件。在分时驱动中对控制显示状态起作用的波形，仅仅占了由占空比(1/N)决定的一定的时间，剩下的大部分时间施加与控制显示状态无关的波形。因为液晶对这种非选择时的施加波形也响应，所以为了抑制显示对比度的降低(串扰：crosstalk)，必须使非选择时的施加波形有效电压一定。这是为了使导通象素之间或者断开象素之间的显示状态均匀化。因此，将显示状态均匀的驱动方式称为电压平均法。

这里，所谓有效电压是平方平均电压Vrms，它用下式定义：

$\mathrm{Vrms}=\sqrt{\frac{1}{t_f}{\∫}_0^{t_f}{\left\{V\left(t\right)\right\}}^2\mathrm{dt}}----\left(1\right)$

此外，设输入信号电极的信号脉冲电位为V_O，若根据式(1)计算加在导通象素和断开象素上的有效值电压V_ON、V_OFF，则如下式所示：

$V_{\mathrm{ON}}=\sqrt{1+\frac{a^2-1}{N}}\×V_o----\left(2\right)$

$V_{\mathrm{OFF}}=\sqrt{1+\frac{a^2-4a+3}{N}}\×V_o----\left(3\right)$

其中，a是偏置比，是正的常数。

本实施形态的液晶显示装置，在分时驱动中设定全画面显示时的断开电压有效值(全画面显示时的V_OFF)与部分画面显示时的断开电压有效值(部分画面显示时的V_OFF)基本上一致，并且全画面显示时的导通电压有效值(全画面显示时的V_ON)与部分画面显示时的导通电压有效值(部分画面显示时的V_ON)基本上一致。

根据如前所述的设定来驱动液晶显示装置，在导通电压施加时和断开电压施加时的两种情况下，不会在全画面显示与部分画面显示中产生光学特性的差别。因此，以往部分画面显示时，与全画面显示比较，容易发生显示不均匀并且能见到色调降低，而本实施形态在部分画面显示时与全画面显示时有相同水平的色调与对比度，显示不均匀的情况也相同。

此外，如前所述，在全画面显示时的断开电压有效值(全画面显示时的V_OFF)与部分画面显示时的断开电压有效值(部分画面显示时的V_OFF)基本上一致的情况下，这种电压差对于色调，希望根据能用目视进行判断为同等水平即根据L*a*b*色度体系的色差ΔE*ab满足下式(4)，并且对于对比度，希望能用目视进行判断为同等水平，即相对于全画面显示的对比度，部分画面显示的对比度的降低不到10％。

$\mathrm{\&Delta;}{E}^{*}\mathrm{ab}=\sqrt{{\left(\mathrm{\&Delta;}{L}^{*}\right)}^2+{\left(\mathrm{\&Delta;}{a}^{*}\right)}^2+{\left(\mathrm{\&Delta;}{b}^{*}\right)}^2}<3----\left(4\right)$

其中，L*……亮度指数

      a*，b*……色感指数

     ΔE*ab……L*a*b*色度体系的色差。

此外，在使全画面显示时的导通电压有效值(全画面显示时的V_ON)与部分画面显示时的导通电压有效值(部分画面显示时的V_ON)基本上一致的情况下，也期望这种电压之差与前述的断开电压有效值的情况在相同的程度内。

在使各个电压有效值基本上一致时，借助于使这种电压差在前述的范围内，能得到前述那样的作用效果，即在部分画面显示时也能实现与全画面显示时同等的色调和对比度以及显示不均匀程度的效果。

此外，在本实施形态的液晶显示装置的驱动中，如果在部分画面显示时用电压平均法求得的导通电压有效值(部分画面显示时的V_ON)与断开电压有效值(部分画面显示时的V_OFF)之比为最大的偏置值作为最佳偏置值，则期望将小于这种最佳偏置值的值设定，作为偏置比(使偏置值低于最佳偏置值)。此外，这时将部分画面显示时的导通电压有效值设定成与全画面显示时的导通电压有效值相同程度值。

在本实施形态的液晶显示装置的驱动中，进行全画面显示时所加的波形和进行部分画面显示时所加的波形，其部分画面显示时的偏置比(a’)设定为等于或小于最佳偏置值，以便使利用全画面显示和部分画面显示的导通电压施加在液晶层5的液晶分子上的电压有效值相同。因此，如图1(a)和图1(b)所示，部分画面显示时(驱动电压＝a’V_O’)的施加电压波形的最大电压峰值(驱动电压)比全画面显示时(驱动电压＝aV_O)小。

此外，在本实施形态的液晶显示装置那样的STN型液晶显示装置中，决定偏置比，使全画面显示的导通电压有效值与断开电压有效值之比尽可能大。也就是说，使用最佳偏置值作为全画面显示时的偏置比(a)。

如前所述，因部分画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)a’V_O’比全画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)aV_O小，所以在部分画面显示的导通时，施加在液晶层5的液晶分子上的脉冲电压负载减小。因此，能将部分画面显示时的通电时产生的显示不均匀，改善到全画面显示时同等的程度。此外，因为借助于降低部分画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)a’V_O’，能降低液晶驱动器的耐压，所以也能同时抑制部分画面显示时液晶驱动器的功耗。

这里，所谓的非同步M信号(在图中用M表示)是以增加施加电压波形的交流分量、减小通电时产生的显示不均匀为目的所施加的信号。此外，图1(a)和图1(b)所示的非同步M信号，对于全画面显示与部分画面显示都为M＝2cp(cp为时钟脉冲)。此外，M的值表示每隔几行使极性反转，当然也可以是2cp以外的值。

此外，在本实施形态的液晶显示装置中，设定部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号的频率与偏置比，以便满足以下的关系：

(全画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)≥(部分画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)  ……(5)

此外，施加电压波形的非同步M信号的频率能按下式求出：

(非同步M信号的频率)＝(帧频)/2×(占空比)/(非同步M信号)     …(6)

首先，所谓的非同步M信号是为了增加施加电压波形的交流分量、减小液晶显示装置在通电时产生的显示不均匀而施加的信号。一般，驱动波形大致分为对每一行进行极性反转的行反转和对每一帧进行极性反转的帧反转。所谓的非同步M信号的设定是设定对每隔多少行进行极性反转。例如，M＝1cp表示行反转，M＝Ncp表示帧反转。其中，N是占空数。

因此，通过减小部分画面显示时施加电压波形的最大电压峰值(驱动电压)a’V_O’，减小施加电压波形的非同步M信号的频率倒数，满足前述式(5)那样的关系，能改善本实施形态液晶显示装置在部分画面显示通电时的显示不均匀。因此，能使部分画面显示时导通电压施加时的显示不均匀水平改善到与全画面显示时相同的程度。其理由可认为如下：

一般由于包含在液晶层中的离子性杂质在通电中附着在取向膜上，引起局部的电场歪斜，所以产生通电中的显示不均匀。因此，只要不使液晶层中的离子性杂质附着在取向膜上即可。作为这种方法，可以考虑采用以下两种。

(1)减小最大电压峰值，减小单位时间施加在离子性杂质上的电场，减小液晶层内的移动(与施加电压波形的最大电压峰值有关)。

(2)增加驱动波形的极性反转(接近于行反转)，减小离子性杂质在液晶层内在一定方向上移动的时间，使之不附着在取向膜上(与非同步M信号的频率的有关)。

因此，借助于满足前述的关系式，能将部分画面显示通电时产生的显示不均匀，改善到全画面显示时同等的程度。

此外，虽然增加施加电压波形的极性反转能改善显示质量，但是因为有增加功耗的问题，所以必须将极性反转设定在没有显示不均匀的一定程度。

下面，用具体的数值对实施形态所示的液晶显示装置进行说明。

实施例1

本实施例的液晶显示装置在全画面显示时与部分画面显示时各数值的设定和驱动条件如下所示：

         表1

全画面显示时

部分画面显示时

占空数	N＝66	N′＝26
			帧  频	1/tf＝80(Hz)	1/tf′＝115(Hz)
非同步M信号	M＝7(cp)	M′＝5(cp)
			偏置比	a＝9	a′＝6

如表1所示，全画面显示中的偏置比(a)，使用根据电压平均法的导通电压有效值(全画面显示V_ON)与断开电压有效值(全画面显示V_OFF)之比(V_ON/V_OFF)为最大最佳偏置值，设定成1/9偏置(对应于偏置比a＝9)。这时的全画面显示中的导通电压施加时的最大电压峰值(驱动电压)aV_O是9.4(V)。

使部分画面显示与全画面显示的断开电压有效值基本上一致。此外，在部分画面显示中，设定用电压平均法求得的导通电压有效值(部分画面显示V_ON)与断开电压有效值(部分画面显示V_OFF)之比(V_ON/V_OFF)为最大的最佳偏置值，作为偏置比，并且使部分画面显示的导通电压有效值与全画面显示的导通电压有效值基本上一致。在本实施例中，设定成1/6偏置(对应于最佳偏置值＝6)。这时，部分画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)a’V_O’为6.5(V)。

这样，因部分画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)比全画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)小，所以能抑制液晶驱动器的功耗，同时也能减小施加在液晶分子上的脉冲电压负载。

此外，如果用前述的式(2)进行计算，则这时全画面显示的导通电压有效值(全画面显示V_ON)是1.55(V)，部分画面显示的导通电压有效值(部分画面显示V_ON)是1.66(V)。这种情况下，虽然全画面显示V_ON与部分画面显示V_ON之差为0.11(V)，但因为比以往改善了对比度，并且对于色调用目视也与全画面显示时没有实质上的差别，所以能认为部分画面显示的导通电压与全画面显示的导通电压基本上一致。这时，部分画面显示的导通电压有效值1.66(V)与全画面显示的导通电压有效值1.55(V)之比是1.66(V)/1.55(V)＝1.071，部分画面显示的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示的导通电压中的施加电压有效值之偏差，相对于全画面显示的导通电压中的施加电压有效值为7.1％，在8％以内。

此外，这时用式(6)求得全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率为377Hz，同样，求得部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率为299Hz。因此，在本实施例的液晶显示装置中，(全画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)＝9.4×1/377＝0.0249≥(部分画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)＝6.5×1/299＝0.0217，满足关系式(5)。因此，在部分画面显示时，能将导通电压施加时的显示不均匀程度改善到与全画面显示时的情况相同。

下面，用本实施例所示的驱动条件，将25℃温度下部分画面显示时的导通电压的驱动电压的1.1倍电压6.5×1.1(V)施加在液晶显示装置上，在70℃的恒温槽中进行部分画面显示驱动的加速试验，结果在300(H)发生图5所示的显示不均匀。此外，在全画面显示时也用部分画面显示时的驱动条件进行同样的试验，即在施加25℃温度下全画面显示时的导通电压的驱动电压的1.1倍电压9.4×1.1(V)，在70℃的恒温槽中进行全画面显示驱动的加速试验，结果在240(H)发生图5所示的显示不均匀。这样，即使在严格的条件下进行寿命测试，在本实施例的液晶显示装置中，部分画面显示也能维持与全画面显示相同或者更好的显示质量。

实施例2

本实施例的液晶显示装置在全画面显示时与部分画面显示时各数值的设定和驱动条件如下所示：

                        表2

	全画面显示时	部分画面显示时
			占空数	N＝66	N′＝26
帧  频	1/tf＝80(Hz)	1/tf′＝115(Hz)
			非同步M信号	M＝7(cp)	M′＝5(cp)
偏置比	a＝9	a′＝3或者2

如表2所示，本实施例的全画面显示驱动条件与实施例1相同，用电压平均法求得的导通电压有效值(全画面V_ON)与断开电压有效值(全画面V_OFF)之比V_ON/V_OFF为最大的最佳偏置值，设定成1/9偏置(对应于偏置比a＝9)。这时的全画面显示中导通电压施加时的最大电压峰值(驱动电压)aV_O是9.4(V)。

使部分画面显示与全画面显示的断开电压有效值基本上一致。此外，在部分画面显示中，设定小于用电压平均法求得的最佳偏置值的值，作为偏置比(a’)，并且使部分画面显示的导通电压有效值与全画面显示的导通电压有效值基本上一致。也就是说，使偏置值低于用部分画面显示时最佳偏置值的1/6偏置(对应于偏置比a’＝6)，将部分画面显示的偏置值(a’)设定成1/3偏置(对应于偏置比a’＝3)或者1/2偏置(对应于偏置比a’＝2)。

这样设定部分画面驱动时的偏置比(a’)的结果，使部分画面显示时最大电压峰值(驱动电压)a’V_O’在1/3偏置情况下为4.1(V)，在1/2偏置情况下为2.8(V)，比全画面显示时的驱动电压9.4(V)低。这时，全画面显示的导通电压有效值为1.55(V)，另一方面，部分画面显示的导通电压有效值在1/3偏置时为1.56(V)，在1/2偏置时为1.48(V)。

如上所述，虽然在全画面显示与部分画面显示的导通电压有效值之间，在1/3偏置时产生0.01(V)之差，在1/2偏置时产生0.07(V)之差，但因在色调、对比度上看不到很大的差别，所以可以认为全画面显示与部分画面显示的导通电压有效值相同。关于色调和对比度，如果能这样用目视判断是相同程度，则如实施形态中说明的那样，可以认为全画面显示与部分画面显示的导通电压有效值基本上相同。

这时，如果用式(6)进行计算，则全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率为377Hz，部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号的频率为299Hz。因此，在1/3偏置的情况下，(全画面显示时的施加电压波形的最大电压峰值)×(全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)＝9.4×1/377＝0.0249≥(部分画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(部分画面显示时的施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)＝4.1×1/299＝0.0137，满足关系式(5)。同样在1/2偏置的情况下，因(部分画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)＝2.8×1/299＝0.00936，也满足关系式(5)。因此，能比实施例1的情况更加抑制部分画面显示通电时产生的显示不均匀的情况，将部分画面显示时导通电压施加所产生的显示不均匀情况改善到与全画面显示时的情况相同程度。

下面，用本实施例所示的部分画面显示的驱动条件(1/3偏置、1/2偏置)，施加25℃时的驱动电压的1.1倍、即在1/3偏置时是4.1×1.1(V)、1/2偏置时是2.8×1.1(V)的电压，在70℃的恒温槽中进行部分画面显示驱动的加速试验。其结果，在1/3偏置和1/2偏置时，都确认到500(H)为止未发生图5所示的显示不均匀。另一方面，对于全画面显示也进行同样的加速试验，也如实施例1所示，在240(H)发生图5所示的显示不均匀。这样，即使在严格的条件下进行寿命测试，在本实施例的液晶显示装置中，部分画面显示也能维持与全画面显示相同或者更好的显示质量。

这样，在本实施例中，因借助于将部分画面显示的偏置比(a’)设定得比最佳偏置值低，能比实施例1的情况更加降低最大电压峰值(驱动电压)的数值，所以能进一步改善部分画面显示时的显示不均匀程度，并能实现与全画面显示时相同程度的显示不均匀的情况。

实施例3

下面，对本实施例的液晶显示装置在全画面显示时与部分画面显示时的驱动条件进行说明。

本实施例的全画面显示时的驱动条件与实施例1和2相同，使用用电压平均法求得的导通电压有效值(全画面V_ON)与断开电压有效值(全画面V_OFF)之比V_ON/V_OFF为接近最大的最佳偏置值，设定成1/9偏置(对应于偏置比a＝9)。这时的全画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)aV_O是9.4(V)。

然后，使部分画面显示与全画面显示的断开电压有效值基本上一致。此外，从用电压平均法求得的最佳偏置值开始，增加部分画面显示的导通电压有效值，使部分画面显示的导通电压有效值与全画面显示的导通电压有效值基本上一致。具体来说，从用最佳偏置值的1/6偏置开始增加，成为1/14偏置(对应于偏置比a’＝14)。这时的部分画面显示的驱动电压为7.5(V)，比全画面显示的驱动电压要低一些。

但是，这种情况下，(全画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)＝9.4×1/377＝0.0249≤(部分画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)＝7.5×1/299＝0.0251，不满足关系式(5)。因此，在70℃的恒温槽中，施加部分画面显示时25℃温度下的导通电压驱动电压的1.1倍电压7.5×1.1(V)，进行部分画面驱动，结果在240(H)发生图5所示的显示不均匀。

表3示出了汇总实施例1、2和3的结果。

                            表3

	实施例1	实施例2		实施例3
					部分画面显示时的占空比(最佳	6	3	2	14

偏置值＝5)
					部分画面显示时的导通时的驱动电压(V)	6.5	4.1	2.8	7.5
到加速试验的显示不均匀为止的时间(H)	300	在500不发生		240

由实施例1、2和3的结果可见，借助于在部分画面显示时和全画面显示时将导通电压有效值与断开电压有效值设定成基本上一致(实施例1、2和3全部相当于这种情况)，能改善部分画面显示时的显示不均匀程度，并能接近于全画面显示时的显示不均匀程度。

此外，在部分画面显示时与全画面显示时使导通电压的有效值一致时，因借助于将部分画面显示时的偏置比设定成比最佳偏置值更低(实施例2相当于这种情况)，能使部分画面显示时的驱动电压大大降低，所以能明显可靠地改善通电时产生的显示不均匀程度。

此外，借助于设定成满足式(5)的关系式(实施例1和2相当于这种情况)，能在部分画面显示中持有与全画面显示相同程度的显示质量。此外，即使在加速试验中也能得到部分画面显示比全画面显示难以发生显示不均匀的结果。

如前所述，与本发明相关的液晶显示装置，包括驱动电路，这种驱动电路对液晶显示装置进行驱动，可根据需要对全画面显示与部分画面显示进行切换，并进行分时驱动，使部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值基本上一致，并且使部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值基本上一致。因此，在全画面显示中的断开电压施加时与部分画面显示中的断开电压施加时之间，以及在全画面显示中的导通电压施加时与部分画面显示中的导通电压施加时之间，不会产生光学特性的差别。因此，以往部分通面显示时，与全画面显示时相比容易发生显示不均匀，并且色调降低，而本发明在部分画面显示时，也能达到使显示质量改善到与全画面显示时相同水平的色调与对比度以及显示不均匀程度的效果。

此外，本发明的液晶显示装置，以下述设定为佳，即将部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值的电压偏差范围设定在全画面显示时断开电压中的施加电压有效值的8％以内，并且将部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值的电压偏差范围设定在全画面显示时导通电压中的施加电压有效值的8％以内。

此外，本发明的液晶显示装置，最好将部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值之电压差设定在0.11V以内，并且将部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值之电压差设定在0.11V以内。

此外，本发明的液晶显示装置，最好设定部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值，并且设定部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值，使得相对于全画面显示的对比度，部分画面显示的对比度的降低不到10％。因此，即使在部分画面显示时，也能达到与全画面显示时相同的对比度以及显示不均匀程度的效果。

此外，本发明的液晶显示装置，以下述设定为佳，即设定部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值，并且设定部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值，使得基于L*a*b*色度体系的色差ΔE*ab满足下式(4)

${\mathrm{\&Delta;E}}^{*}\mathrm{ab}=\sqrt{{\left({\mathrm{\&Delta;L}}^{*}\right)}^2+{\left({\mathrm{\&Delta;a}}^{*}\right)}^2+{\left({\mathrm{\&Delta;b}}^{*}\right)}^2}<3----\left(4\right)$

其中，L*……亮度指数

      a*，b*……色感指数

      ΔE*ab……L*a*b*色度体系的色差。

满足前述的关系式，能达到将部分画面显示时的导通电压施加时的显示不均匀程度改善并维持到与全画面显示时相同程度的效果。

此外，本发明的液晶显示装置，以下述设定为佳，即设定使在部分画面显示时用电压平均化法求得的导通电压的施加电压有效值与断开电压的施加电压有效值之比为最大的偏置值为最佳偏置值，设定小于该最佳偏置值的值作为部分画面显示时的偏置比，并设定部分画面显示时的导通电压的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压的施加电压有效值基本上一致。因此，因部分画面显示时的导通电压中的最大电压峰值(驱动电压)比全画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)小，所以能减小在部分画面显示时的驱动电压施加时施加在液晶分子上的脉冲电压负载。因此，能将部分画面显示通电时产生的显示不均匀，改善到全画面显示时同等的程度，同时因为降低部分画面显示时的最大电压峰值(驱动电压)，能降低液晶驱动器的耐压，所以也能达到同时抑制部分画面显示时液晶驱动器的功耗的效果。

此外，本发明的液晶显示装置，以下述设定为佳，即设定部分画面显示时施加电压波形中的非同步M信号频率与偏置比，使得满足以下关系

(全画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)≥(部分画面显示时施加电压波形的最大电压峰值)×(部分画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数)。

满足前述的关系式，则能改善液晶显示装置的部分画面显示通电时的显示不均匀程度。因此，能达到将部分画面显示时的导通电压施加时的显示不均匀程度改善并维持到与全画面显示时相同程度的效果。

此外，本发明的便携式信息终端，以包括前述的液晶显示装置为佳。由此，提供的便携式信息终端具有能抑制功耗、并能改善部分画面显示的显示质量的效果。

对本发明的详细说明中的具体实施形态或者实施例是用于最终理解本发明的技术内容，但并不仅仅限于这种具体例所狭义地进行解释的内容，只要在本发明的精神所记述的范围内，当然可以进行种种变更实施。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，根据需要对全画面显示与部分画面显示进行切换，并进行分时驱动，其特征在于，包括

驱动电路(27)，所述驱动电路对液晶显示装置进行驱动，其中，所述驱动电路设置成，根据公式：

$V_{\mathrm{ON}}=\sqrt{1+\frac{a^2-1}{N}}\&times;V_o$ 以及 $V_{\mathrm{OFF}}=\sqrt{1+\frac{a^2-4a+3}{N}}\&times;V_o,$

在部分画面显示时与全画面显示时改变占空比，使部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值基本上一致，并且使部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值基本上一致，其中V₀为信号脉冲电位，V_ON、V_OFF分别为导通电压中的施加电压有效值和断开电压中的施加电压有效值，1/N为占空比，a是偏置比。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述驱动电路设置成：

将部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值之偏差范围，设定在全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值的8％以内，并且

将部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值之偏差范围，设定在全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值的8％以内。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述驱动电路设置成：

将部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值之电压差，设定在0.11V以内，并且

将部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值之电压差，设定在0.11V以内。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述驱动电路设置成：

设定部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值，并且

设定部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值，使得相对于全画面显示的对比度，部分画面显示的对比度的降低不到10％。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述驱动电路设置成：

设定部分画面显示时的导通电压中的施加电压有效值与全画面显示时的导通电压中的施加电压有效值，并且

设定部分画面显示时的断开电压中的施加电压有效值与全画面显示时的断开电压中的施加电压有效值，使得基于L*a*b*色度体系的色差ΔE*ab满足下式：

$\mathrm{\&Delta;E}*\mathrm{ab}=\sqrt{{\left(\mathrm{\&Delta;}{L}^{*}\right)}^2+{\left(\mathrm{\&Delta;}{a}^{*}\right)}^2+{\left(\mathrm{\&Delta;}{b}^{*}\right)}^2}<3,$

其中，L*是亮度指数，

      a*，b*是色感指数，

      ΔE*ab是L*a*b*色度体系的色差。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述驱动电路设置成：

在部分画面显示时，设定用电压平均法求得的导通电压的施加电压有效值与断开电压的施加电压有效值之比为最大的偏置值作为最佳偏置值，并以比所述最佳偏置值小的值作为部分画面显示时的偏置比。

7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述驱动电路设置成：

设定部分画面显示时的施加电压波形中的非同步M信号频率与偏置比，使得满足以下关系

全画面显示时施加电压波形的最大电压峰值×全画面显示时施加电压波形的非同步M信号频率的倒数≥部分画面显示时的施加电压波形的最大电压峰值×部分画面显示时的施加电压波形的非同步M信号频率的倒数。

8.一种便携式信息终端，其特征在于，具有

权利要求1所述的液晶显示装置。

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