TWI413081B - Liquid crystal display device - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置
本發明係有關於，由垂直配向(VA)模式之液晶所構成之液晶顯示裝置。
近年來，液晶電視或筆記型個人電腦、車用導航系統等之顯示監視器，係提出了採用一種使用垂直配向型液晶之VA(Vertical Alignment)模式的液晶顯示裝置。在此VA模式下，液晶分子是負的介電率異方性，亦即具有分子的長軸方向的介電率是小於短軸方向之性質，因此相較於TN(Twisted Nematic)模式，可實現更廣視野角。
可是，在使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置中，從正面方向觀看顯示畫面時與從正面方向觀看時，亮度會有變動，存在如此問題。圖14係表示，於使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置中，映像訊號的灰階(0~255灰階)與亮度比(255灰階時的對亮度之亮度比)之關係。如圖中的箭頭P101所示，可知從正面方向觀看時(Ys(0°))，和從45度方向觀看時(Ys(45°))時，係亮度特性會有很大的差異(往亮度變高的方向變動)。此種現象係被稱作「泛白」或「Washout」、「Color Shift」等，這是使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置上最大的缺點°於是，作為此種「泛白」現象的改善策略，將單位像素分離成複數子像素，並且改變各個子像素之閾值的技術(多重像素構造)，係被提出(例如專利文獻1~3)。這些專利文獻1~3所示的多重像素構造，係稱作電容耦合所致之HT(半色調網點．灰階)法，2個子像素間的電位差是由電容的比率所決定。
圖15係圖示多重像素構造中的映像訊號之灰階與各子像素之顯示樣態之關係之一例。在灰階從0灰階(黑顯示狀態)上升至255灰階(白顯示狀態)(亮度變高)的過程中可以知道，首先，像素當中之一部分(一方之子像素)的亮度開始變高，其後，像素當中之其他部分(其他之子像素)的亮度才會變高。若依照此種多重像素構造，則例如圖14中的箭頭P102所示，可知在多重像素構造中的45°方向上的亮度特性(Ym(45°))上，係相較於在通常的像素構造中的45方向上的亮度特性(Ys(45°))，「泛白」現象是有獲得改善。
此外可知，有別於此種多重像素構造，於通常之像素構造中，將顯示驅動的單位畫格在時間上分割成複數(例如2個)子畫格，並且將所望之亮度，使用高亮度之子畫格與低亮度之子畫格而加以分割而呈現，也可與多重像素構造的情況同樣地獲得半色調網點之效果，藉此可以改善「泛白」現象。
〔先行技術文獻〕
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開平2-12號公報
〔專利文獻2〕美國專利第4,840,460號說明書
〔專利文獻3〕日本專利第3076938號說明書
可是，像是這類使用半色調網點技術的情況下，會有容易發生以下現象之問題。亦即，首先，對液晶元件所施加的電壓(液晶施加電壓)中，從低電壓(例如0灰階/255灰階)遷移至(例如255灰階/255灰階)之際，相較於不使用半色調網點技術之情形，是較容易發生劇烈上升，因此亮度沒有上升到所望之電壓值(亮度值)，導致液晶的反應時間惡化。此種現象係稱作「液晶的方位角紊亂」，因從低電壓施加狀態，劇烈地施加高電壓，導致液晶先一度倒向隨機的方位角，其後才配向成所望之方位角。
又，於液晶顯示裝置中作為改善中間灰階之反應速度的手法之一，可舉出Over Drive驅動，但該情況下也是，由於相較於未使用半色調網點技術時，液晶施加電壓較容易從低電壓劇烈上升至高電壓，因此可改善液晶的反應速度，但是在Over Drive驅動結束後施加原本灰階之電壓之際，會容易發生稱作「回盪」的現象。這是因為，對於液晶元件，液晶從垂直狀態的0灰階藉由Over Drive驅動而在短時間內被施加高電壓，使得像素內只有一部分液晶倒伏，其他部分的液晶沒有倒下所造成。
如此，當使用如上記的半色調網點技術時，雖然亮度的視野角特性有提升，但是由於容易發生液晶的方位角紊亂或回盪現象，因此會有動畫顯示特性降低、顯示畫質劣化之問題。
本發明係有鑑於上述問題點而研發，其目的在於，提供一種在使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置中，可提升亮度的視野角特性，同時可較先前更為提升顯示畫質的液晶顯示裝置。
本發明的第1液晶顯示裝置，係具備：複數像素，係整體而言被配置成矩陣狀，並且具有由垂直配向(VA)模式之液晶所構成之液晶元件；和驅動部，係藉由對各像素之液晶元件施加基於輸入映像訊號之電壓以進行顯示驅動，並且基於該輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作。此處，該分割驅動動作，係由：第1分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得對液晶元件所施加的液晶施加電壓，成為輸入映像訊號所對應之輸入施加電壓以上之高電壓側；和第2分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得上記液晶施加電壓，成為上記輸入施加電壓以下之低電壓側所構成。又，上記驅動部，係在進行上記第1分割驅動動作群的動作之際，至少於中間亮度領域中使液晶施加電壓成為較前記輸入施加電壓還高電壓側，並且於高亮度領域中，使液晶施加電壓成為輸入施加電壓以上之高電壓側且較中間亮度領域呈低電壓傾向，以此方式而進行分割驅動動作。上記驅動部，係還在進行上記第2分割驅動動作群的動作之際，至少於中間亮度領域中使液晶施加電壓成為較輸入施加電壓還低電壓側，並且於低亮度領域中，使
液晶施加電壓成為輸入施加電壓以下之低電壓側且較中間亮度領域呈高電壓傾向，以此方式而進行分割驅動動作。
在本發明的第1液晶顯示裝置中，係因為在進行對使用VA模式之液晶的各像素液晶元件之顯示驅動的動作之際，是基於映像訊號，對各像素之顯示驅動是在空間上或時間上作複數分割而進行分割驅動動作，因此相較於為進行如此分割驅動動作之情況，從斜向方向觀看顯示畫面時的珈瑪特性(表示映像訊號之灰階與亮度之關係的特性)之變動(相較於從正面方向觀看顯示畫面時的變動)，是較為分散。又，在進行上記第1分割驅動動作群的動作之際，於高亮度領域中，液晶施加電壓是成為輸入施加電壓以上之高電壓側且較中間亮度領域呈低電壓傾向，因此相較於在高亮度領域中沒有如此成為低電壓傾向的先前之分割驅動動作的情況，於液晶施加電壓中從低電壓往高電壓遷移之際的劇烈上升，可獲得抑制。再者，在進行上記第2分割驅動動作群的動作之際，於低亮度領域中，因為使液晶施加電壓成為輸入施加電壓以下之低電壓側且較中間亮度領域呈高電壓傾向，所以相較於在低亮度領域中沒有如此成為高電壓傾向的先前之分割驅動動作的情況，例如在進行Over Drive驅動之際，液晶施加電壓時的從低電壓往高電壓的劇烈上升，可獲得抑制。
本發明的第2液晶顯示裝置，係具備：上記複數像素；和驅動部，係藉由對各像素之液晶元件施加基於輸入映像訊號之電壓以進行顯示驅動，並且基於該輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作。又，該分割驅動動作係由上記第1分割驅動動作群、和上記第2分割驅動動作群所構成。又，上記驅動部，係在進行上記第1分割驅動動作群的動作之際，至少於中間亮度領域中使液晶施加電壓成為較前記輸入施加電壓還高電壓側，並且於高亮度領域中，使液晶施加電壓成為輸入施加電壓以上之高電壓側且較中間亮度領域呈低電壓傾向，以此方式而進行分割驅動動作。
在本發明的第2液晶顯示裝置中，係因為在進行對使用VA模式之液晶的各像素液晶元件之顯示驅動的動作之際，是基於映像訊號，對各像素之顯示驅動是在空間上或時間上作複數分割而進行分割驅動動作，因此相較於為進行如此分割驅動動作之情況，從斜向方向觀看顯示畫面時的珈瑪特性，是較為分散。又，在進行上記第1分割驅動動作群的動作之際，於高亮度領域中，液晶施加電壓是成為輸入施加電壓以上之高電壓側且較中間亮度領域呈低電壓傾向，因此相較於在高亮度領域中沒有如此成為低電壓傾向的先前之分割驅動動作的情況，於液晶施加電壓中從低電壓往高電壓遷移之際的劇烈上升，可獲得抑制。
本發明的第3液晶顯示裝置，係具備：上記複數像素；和驅動部，係藉由對各像素之液晶元件施加基於輸入映像訊號之電壓以進行顯示驅動，並且基於該輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作。又，該分割驅動動作係由上記第1分割驅動動作群、和上記第2分割驅動動作群所構成。又，上記驅動部，係在進行上記第2分割驅動動作群的動作之際，至少於中間亮度領域中使液晶施加電壓成為較輸入施加電壓還低電壓側，並且於低亮度領域中，使液晶施加電壓成為輸入施加電壓以下之低電壓側且較中間亮度領域呈高電壓傾向，以此方式而進行分割驅動動作。
在本發明的第3液晶顯示裝置中，係因為在進行對使用VA模式之液晶的各像素液晶元件之顯示驅動的動作之際，是基於映像訊號，對各像素之顯示驅動是在空間上或時間上作複數分割而進行分割驅動動作，因此相較於為進行如此分割驅動動作之情況，從斜向方向觀看顯示畫面時的珈瑪特性，是較為分散。又，在進行上記第2分割驅動動作群的動作之際，於低亮度領域中，因為使液晶施加電壓成為輸入施加電壓以下之低電壓側且較中間亮度領域呈高電壓傾向，所以相較於在低亮度領域中沒有如此成為高電壓傾向的先前之分割驅動動作的情況，例如在進行Over Drive驅動之際，液晶施加電壓時的從低電壓往高電壓的劇烈上升，可獲得抑制。
若依據本發明的第1液晶顯示裝置，則在進行對使用VA模式之液晶的各像素液晶元件之顯示驅動的動作之際，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作，因此相較於為進行如此分割驅動動作之情況，可使從斜向方向觀看顯示畫面時的珈瑪特性之變動較為分散，可提升亮度的視野角特性。又，在進行上記第1分割驅動動作群的動作之際，於高亮度領域中，液晶施加電壓是成為輸入施加電壓以上之高電壓側且較中間亮度領域呈低電壓傾向，因此可以抑制液晶施加電壓中從低電壓往高電壓遷移之際的劇烈上升，相較於先前的分割驅動動作之情形，可使液晶的方位角紊亂較不容易發生。再者，在進行上記第2分割驅動動作群的動作之際，於低亮度領域中，使液晶施加電壓成為輸入施加電壓以下之低電壓側且較中間亮度領域呈高電壓傾向，因此例如在進行Over Drive驅動之際，液晶施加電壓時的從低電壓往高電壓的劇烈上升可被抑制，相較於先前的分割驅動動作之情形，可使回盪現象較不容易發生。因此，在使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置中，可提升亮度的視野角特性，同時可較先前更為提升顯示畫質。
若依據本發明的第2液晶顯示裝置，則在進行對使用VA模式之液晶的各像素液晶元件之顯示驅動的動作之際，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作，因此相較於為進行如此分割驅動動作之情況，可使從斜向方向觀看顯示畫面時的珈瑪特性之變動較為分散，可提升亮度的視野角特性。又，在進行上記第1分割驅動動作群的動作之際，於高亮度領域中，液晶施加電壓是成為輸入施加電壓以上之高電壓側且較中間亮度領域呈低電壓傾向，因此可以抑制液晶施加電壓中從低電壓往高電壓遷移之際的劇烈上升，相較於先前的分割驅動動作之情形，可使液晶的方位角紊亂較不容易發生。因此，在使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置中，可提升亮度的視野角特性，同時可較先前更為提升顯示畫質。
若依據本發明的第3液晶顯示裝置，則在進行對使用VA模式之液晶的各像素液晶元件之顯示驅動的動作之際，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作，因此相較於為進行如此分割驅動動作之情況，可使從斜向方向觀看顯示畫面時的珈瑪特性之變動較為分散，可提升亮度的視野角特性。又，在進行上記第2分割驅動動作群的動作之際，於低亮度領域中，使液晶施加電壓成為輸入施加電壓以下之低電壓側且較中間亮度領域呈高電壓傾向，因此例如在進行Over Drive驅動之際，液晶施加電壓時的從低電壓往高電壓的劇烈上升可被抑制，相較於先前的分割驅動動作之情形，可使回盪現象較不容易發生。因此，在使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置中，可提升亮度的視野角特性，同時可較先前更為提升顯示畫質。
以下，針對本發明的實施形態，參照圖面而詳細說明。
圖1係本發明之一實施形態所述之液晶顯示裝置(液晶顯示裝置1)之全體構成的圖。該液晶顯示裝置1，係具備：液晶顯示面板2、背光部3、影像處理部41、多重像素轉換部43、參考電壓生成部45、資料線驅動器51、閘極驅動器52、時序控制部61、背光控制部63。
背光部3，係對液晶顯示面板2照射光線的光源，是例如含有CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極螢光燈)貨LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等所構成。
液晶顯示面板2，係依照後述從閘極驅動器52所供給之驅動訊號，基於從資料線驅動器51所供給之驅動電壓而將從背光部3所發出的光加以調變，進行基於映像訊號Din之映像顯示，含有整體而言是排列成矩陣狀而配置之複數像素20所構成。各像素20係由R(Red：紅),G(Green：綠)或B(Blue：藍)所對應之像素(設置有未圖示之R,G,B用彩色濾光片之像素，會出射R,G,B色顯示光的像素)所構成。又，在各像素20內，係形成了含有2個子像素(後述的子像素20A、20B)的像素電路。此外，關於該像素電路的詳細構成，將於後述(圖2、圖3)。
影像處理部41，係對來自外部的映像訊號Din實施所定之影像處理，以生成RGB訊號亦即映像訊號D1。
多重像素轉換部43，係藉由使用後述的查找表(LUT)，以將從影像處理部41所供給之映像訊號D1，轉換成各子像素用的2個映像訊號D2a,D2b(進行多重像素轉換)，並且將這些映像訊號D2a,D2b供給至時序控制部61。該LUT，係將映像訊號D1的亮度位準之灰階、和各子像素所對應之映像訊號的亮度位準之灰階，按照R,G,B所對應之像素的每一映像訊號，而建立對應關連所成之表格。此外，關於LUT的細節，將於後述(圖4)。
參考電壓生成部45，係對資料線驅動器51，供給後述實施D/A(數位/類比)轉換之際所使用之參考電壓Vref。具體而言，該參考電壓Vref，係由從黑電壓(後述的0灰階之亮度位準的電壓)起至白電壓(後述的255灰階之亮度位準的電壓)為止的複數基準電壓所構成。又，在本實施形態中，該參考電壓Vref係在R,G,B所對應之像素間為共通。此外，該參考電壓生成部45，係由例如複數的電阻器作串連而成的電阻樹狀構造等所構成。
閘極驅動器52，係依照時序控制部61所致之時序控制，將液晶顯示面板2內的各像素20，沿著未圖示的掃描線(後述的閘極線G)而逐線驅動。
資料線驅動器51，係向液晶顯示面板2的各像素20(更詳細而言是對各像素20內的各子像素)，分別供給基於從時序控制部61所供給之映像訊號D2a,D2b(的驅動電壓。具體而言，該資料線驅動器51，係對映像訊號D2a,D2b，使用從參考電壓生成部45所供給之參考電壓Vref來實施D/A轉換，以生成屬於類比訊號的映像訊號(上記驅動電壓)，輸出至各像素20。
背光驅動部62，係控制背光部3的點燈動作。時序控制部61，係控制著閘極驅動器52及資料線驅動器51的驅動時序，並且將映像訊號D2a,D2b供給至資料線驅動器51。
接著，參照圖2及圖3，詳細說明被形成在各像素20中的像素電路之構成。圖2係圖示該像素20內的像素電路之電路構成例。又，圖3係圖示該像素電路內的液晶元件中的像素電極之平面構成例。
像素20係由2個子像素20A,20B所構成，而成為多重像素構造。子像素20A係具有：屬於主電容元件的液晶元件22A、輔助電容元件23A、薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)元件21A。子像素20B也同樣地具有：屬於主電容元件的液晶元件22B、輔助電容元件23B、TFT元件21B。又，對像素20，係連接有：用來將驅動對象之像素予以逐線驅動用的1條閘極線G，和對驅動對象之像素以每一子像素20A,20B的方式供給驅動電壓(從資料線驅動器51所供給之驅動電壓)用的2條資料線DA,DB，和用來對輔助電容元件23A,23B的對向電極側供給所定之基準電壓用的匯流排線亦即1條輔助電容線Cs。
液晶元件22A係用來作為，隨著從資料線DA透過TFT元件21A而供給至一端的驅動電壓，而進行顯示所需動作(射出顯示光)用的顯示要素而發揮機能。又，液晶元件22B也同樣地是作為，隨著從資料線DB透過TFT元件21B而供給至一端的驅動電壓，而進行顯示所需動作(射出顯示光)用的顯示要素而發揮機能。這些液晶元件22A,22B，係含有由VA模式之液晶所構成之液晶層(未圖示)、和夾著該液晶層的一對電極(未圖示)所構成。這些一對電極當中的一方(一端)側(圖2中的符號P1A,PP1B側)係連接至TFT元件21A,21B的源極及輔助電容元件23A,23B之一端，另一方(另一端)則接地。又，一對電極當中的一方側(圖2中的符號P1A,PP1B側)之電極，係為例如圖3所示的平面形狀之像素電極220，是由子像素20A側的像素電極、和子像素20B(由20B-1,20B-2所成)側的像素電極所構成。
輔助電容元件23A,23B，係為用來使液晶元件22A,22B的累積電荷穩定所需之電容元件。輔助電容元件23A的一端(一方之電極)係被連接至液晶元件22A之一端及TFT元件21A的源極，另一端(對向電極)係被連接至輔助電容線Cs。又，輔助電容元件23B的一端(一方之電極)係被連接至液晶元件22B之一端及TFT元件21B的源極，另一端(對向電極)係被連接至輔助電容線Cs。
TFT元件21A，係由MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)所構成，閘極係被連接至閘極線G，源極係被連接至液晶元件22A的一端及輔助電容元件23A的一端，汲極係被連接至資料線DA。該TFT元件21A係作為，對液晶元件22A的一端及輔助電容元件23A的一端，供給子像素20A用的驅動電壓(基於映像訊號D2a的驅動電壓)所需之開關元件而發揮機能。具體而言，係會隨應於從閘極驅動器52透過閘極線G所供給之選擇訊號，而將資料線DA予液晶元件22A及輔助電容元件23A之一端彼此之間，作選擇性地導通。
TFT元件21B也是同樣地由MOS-FET所構成，閘極係被連接至閘極線G，源極係被連接至液晶元件22B的一端及輔助電容元件23B的一端，汲極係被連接至資料線DB。該TFT元件21B係作為，對液晶元件22B的一端及輔助電容元件23B的一端，供給子像素20B用的驅動電壓(基於映像訊號D2b的驅動電壓)所需之開關元件而發揮機能。具體而言，係會隨應於從閘極驅動器52透過閘極線G所供給之選擇訊號，而將資料線DB予液晶元件22B及輔助電容元件23B之一端彼此之間，作選擇性地導通。
接著，參照圖4，詳細說明多重像素轉換部43中所使用的LUT。此外，以下說明的特性圖中，作為一例，是假設亮度位準的灰階被設定成，從0/255灰階(黑顯示狀態)至255/255灰階(白顯示狀態)。
該LUT，係例如圖4中的箭頭P2a,P2b所示，是用來將供給至多重像素轉換部43的映像訊號D1的亮度位準之灰階，分割成子像素20A用的映像訊號D2a的亮度位準之灰階、和子像素20B用的映像訊號D2b的亮度位準之灰階。亦即是被用來，基於映像訊號D1，將對各像素20的顯示驅動，按照每一子像素20A,20B，在空間上作2分割而進行分割驅動動作。換言之，此時的分割驅動動作，係由：使得對液晶元件22A所施加之液晶施加電壓會成為映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上的高電壓側的方式而進行分割驅動動作的第1分割驅動動作(對子像素20A的分割驅動動作)、和使得對液晶元件22B所施加之液晶施加電壓會成為上記輸入施加電壓以下之低電壓側的方式而進行分割驅動動作的第2分割驅動動作(對子像素20B的分割驅動動作)所構成。
又，在該LUT中，在對子像素20A的分割驅動動作之際，例如圖4中的箭頭P2a所示，至少於中間亮度領域中，往液晶元件22A的液晶施加電壓，是成為比映像訊號D1所對應之輸入施加電壓還高電壓側。然後，例如圖4中的箭頭P3a所示，於高亮度領域中，往晶元件22A的液晶施加電壓，是成為映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上的高電壓側，且相較中間亮度領域呈低電壓傾向。具體而言，此種高亮度領域中的往液晶元件22A的液晶施加電壓係被設定成，映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上，且為發生「液晶的方位角紊亂」之電壓以下。
再者，在該LUT中，在對子像素20B的分割驅動動作之際，例如圖4中的箭頭P2b所示，至少於中間亮度領域中，往液晶元件22B的液晶施加電壓，是成為比映像訊號D1所對應之輸入施加電壓還低電壓側。然後，例如圖4中的箭頭P3b所示，於低亮度領域中，往晶元件22B的液晶施加電壓，是成為映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以下的低電壓側，且較中間亮度領域呈高電壓傾向。具體而言，在低亮度領域當中的映像訊號D1中的最低亮度灰階(0灰階)以外係被設定成，往液晶元件22B的液晶施加電壓，是較該最低亮度灰階所對應之最低電壓還要高電壓側(在映像訊號D1的0灰階以外則是被設定成，於映像訊號D2b中不會成為0灰階)。
此處，多重像素轉換部43、時序控制部61、參考電壓生成部45、資料線驅動器51及閘極驅動器52，係對應於本發明中的「驅動部」之一具體例。又，圖4中所示的LUT，係對應於本發明中的「第1LUT」之一具體例。又，子像素20A係對應於本發明中的「第1子像素群」之一具體例，子像素20B係對應於本發明中的「第2子像素群」之一具體例。
接著，說明本實施形態的液晶顯示裝置1之動作。首先，參照圖1~圖4，說明液晶顯示裝置1的基本動作。
在該液晶顯示裝置1中，係如圖1所示，從外部所供給之映像訊號Din係被影像處理部41進行影像處理，生成各像素20用的映像訊號D1。該映像訊號D1，係被供給至多重像素轉換部43。在多重像素轉換部43中，係藉有使用上述的LUT，將所被供給之映像訊號D1，轉換成各子像素20A,20B用的2個映像訊號D2a,D2b(多重像素轉換)。這些2個映像訊號D2a,D2b係分別會透過時序控制部61而供給至資料線驅動器51。在資料線驅動器51中，使用從參考電壓生成部45所供給之參考電壓Vref，對映像訊號D2a,D2b施加D/A轉換，生成屬於類比訊號的2個映像訊號。然後，基於這2個映像訊號，藉由從閘極驅動器52及資料線驅動器51所輸出之往各像素20內的子像素20A,20B的驅動電壓，而對每一像素20逐線地進行顯示驅動動作。
具體而言，如圖2及圖3所示，隨應於從閘極驅動器52透過閘極線G而供給之選擇訊號，而切換著TFT元件21A,21B的ON．OFF，資料線DA,DB與液晶元件22A,22B及輔助電容元件23A,23B之間會被選擇性導通，藉此以從資料線驅動器51所供給之2個映像訊號為基礎的驅動電壓，係被供給至液晶元件22A,22B及輔助電容元件23A,23B，進行顯示驅動動作。
如此，在資料線DA,DB與液晶元件22A,22B及輔助電容元件23A,23B之間被導通的像素20中，來自背光部3的照明光係於液晶顯示面板2中被調變，成為顯示光而輸出。藉此，於液晶顯示裝置1中就會進行基於映像訊號Din的映像顯示。
接著，參照圖1~圖4以及圖5~圖7，針對本發明的液晶顯示裝置之驅動動作的特徵部分，一面和比較例進行比較，一面詳細說明。此處，圖5~圖7係用來說明比較例所述之先前液晶顯示裝置中的LUT、和使用該LUT時的問題點。
首先，在本實施形態的本實施形態1中，係藉由使用圖4所示的LUT，在對使用VA模式液晶之各像素20之液晶元件22A,22B進行顯示驅動的動作之際，基於映像訊號D1，對各像素20之顯示驅動係在空間上作2分割而進行分割驅動動作(參照圖4中的箭頭P2a、P2b)。具體而言，各像素20是由2個子像素20A,20B所構成，同時，基於對映像訊號D1施行過多重像素轉換而成的映像訊號D3a,D3b(未圖示；是由從資料線驅動器51所供給之類比訊號所成的2個映像訊號)，而將對各像素20之顯示驅動，依照每一子像素20A、20B，而在空間上作2分割以進行分割驅動動作。因此，相較於沒有進行此種分割驅動動作的情形，從斜向方向(例如45°方向)觀看顯示畫面時的珈瑪特性(表示映像訊號D1之亮度位準之灰階、與亮度之間的關係的特性)之變動(相較於從正面方向觀看顯示畫面時的變動)，是較為分散。藉此，例如圖14中的亮度特性Ym(45°)所示，相較於沒有以多重像素構造進行分割驅動動作之情形(例如圖14中的亮度特性Ys(45°))，亮度的視野角特性係有提升。
另一方面，在比較例的液晶顯示裝置中也是，同樣地有以多重像素構造來進行分割驅動動作，因此(例如參照圖5中的箭頭P102a,P102b)，相較於未以多重像素構造進行分割驅動動作之情形，亮度的視野角特性係有提升。只不過，在該比較例中，取代掉圖4所示的本實施形態之LUT，改成使用圖5所示的LUT，藉此以多重像素構造來進行分割驅動動作。具體而言，在該LUT中，在對子像素20A的分割驅動動作(對應於圖5中的映像訊號D102a)中的動作進行之際，於高亮度領域中，沒有像是圖4中的箭頭P3a所示的低電壓傾向。又，對子像素20B的分割驅動動作(對應於圖5中的映像訊號D102b)中的動作進行之際也是，於低亮度領域中，沒有像是圖4中的箭頭P3b所示的高電壓傾向。
此處，在使用此種LUT的比較例所述之液晶顯示裝置中，如上記，在對子像素20A的分割驅動動作之際，於高亮度領域中沒有成為低電壓傾向，而且在對子像素20B的分割驅動動作之際，於低亮度領域中沒有成為高電壓傾向，因此導致容易發生以下之現象。然後其結果為，導致動畫顯示特性降低，導致顯示畫質劣化。
具體而言，首先，例如圖6中的符號P103a,P103b所示，在往子像素20A內之液晶元件22A施加之電壓(液晶施加電壓)中，從低電壓(例如0灰階/255灰階)遷移至高電壓(例如255灰階/255灰階)之際，亮度沒有上升到所望之電壓值(亮度值)，液晶的反應時間也容易惡化。這是因為，在採用子像素構造這類半色調網點技術時，在子像素20A中，相較於未採用半色調網點技術之情形，由比較低灰階起開始施加高電壓，因此「液晶的方位角紊亂」所導致的反應時間惡化，會在較多的灰階中發生之緣故。
又，例如圖5中的映像訊號D102b所示，在往子像素20B內之液晶元件22B施加之電壓(液晶施加電壓)中，進行Over Drive(OD)驅動之際，相較於未使用半色調網點技術之情形，使用0灰階的情形有較為增加，因此液晶施加電壓必須要從低電壓往高電壓劇烈上升才行。其結果為，雖然藉由Over Drive驅動而改善了液晶的反應速度，但是會導致例如圖7中的符號P104所示，在Over Drive驅動結束後施加原本灰階之電壓之際，會容易發生「回盪現象」。
對此，在本實施形態的本實施形態1中，係在圖4所示的LUT中，在對子像素20A的分割驅動動作之際，例如圖4中的箭頭P3a所示，是於高亮度領域中，往液晶元件22A的液晶施加電壓，是成為比映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上的高電壓側，同時較中間亮度領域呈低電壓傾向。具體而言，此種高亮度領域中的往液晶元件22A的液晶施加電壓係被設定成，映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上，且為發生「液晶的方位角紊亂」之電壓以下。藉此，相較於高亮度領域中沒有此種成為低電壓傾向之比較例的分割驅動動作，於液晶施加電壓中從低電壓往高電壓遷移之際的劇烈上升，可獲得抑制。因此，可降低會發生「液晶的方位角紊亂」的灰階數(例如從32灰階降低成6灰階)。此外，此時，在對子像素20B進行分割驅動動作之際，為了使得珈瑪特性相較於映像訊號D1時較無變化，而於高亮度領域中，反而要呈現高電壓傾向。
又，在對子像素20B進行分割驅動動作之際，例如圖4中的箭頭P3b所示，於低亮度領域中，往晶元件22B的液晶施加電壓，是成為映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以下的低電壓側，且較中間亮度領域呈高電壓傾向。具體而言，在低亮度領域當中的映像訊號D1中的最低亮度灰階(0灰階)以外係被設定成，往液晶元件22B的液晶施加電壓，是較該最低亮度灰階所對應之最低電壓還要高電壓側(在映像訊號D1的0灰階以外則是被設定成，於映像訊號D2b中不會成為0灰階)。藉此，相較於低亮度領域中沒有此種成為高電壓傾向之比較例的分割驅動動作，在進行Over Drive驅動之際，液晶施加電壓中從低電壓往高電壓的劇烈上升，可獲得抑制。因此，可降低會發生「回盪現象」的灰階數(例如從64灰階降低成20灰階)。此外，此時也是，在對子像素20A進行分割驅動動作之際，為了使得珈瑪特性相較於映像訊號D1時較無變化，而於低亮度領域中，反而要呈現低電壓傾向。
如以上的本實施形態中，在進行對使用VA模式液晶的各像素20的液晶元件22A,22B之顯示驅動的動作之際，將對各像素20之顯示驅動，在空間上作2分割以進行分割驅動動作，因此相較於為進行如此分割驅動動作之情況，可使從斜向方向觀看顯示畫面時的珈瑪特性之變動較為分散，可提升亮度的視野角特性。又，在對子像素20A的分割驅動動作之際，由於在高亮度領域中，往液晶元件22A的液晶施加電壓，是成為映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上的高電壓側並且較中間亮度領域呈低電壓傾向，因此可以抑制液晶施加電壓中從低電壓往高電壓遷移之際的劇烈上升，相較於先前的分割驅動動作，可使液晶的方位角紊亂較不容易發生。再者，在對子像素20B的分割驅動動作之際，於低亮度領域中，往液晶元件22B的液晶施加電壓是成為較映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上的高電壓側且較中間亮度領域呈高電壓傾向，因此進行Over Drive驅動之際，液晶施加電壓時的從低電壓往高電壓的劇烈上升可被抑制，相較於先前的分割驅動動作之情形，可使回盪現象較不容易發生。因此，在使用VA模式之液晶的液晶顯示裝置中，可提升亮度的視野角特性，同時可較先前更為提升顯示畫質。
具體而言，各像素20是由2個子像素20A,20B所構成，同時，基於對映像訊號D1施行過多重像素轉換而成的映像訊號D3a,D3b，而將對各像素20之顯示驅動，依照每一子像素20A、20B，而在空間上作2分割以進行分割驅動動作，因此可獲得上述效果。
又，藉由採用將映像訊號D1與各子像素20A,20B所對應之映像訊號D3a,D3b加以對應關連而成的LUT，就可以將對各像素20之顯示驅動，依照每一子像素20A、20B，而在空間上作2分割以進行分割驅動動作。
再者，在對子像素20B的分割驅動動作之際，在低亮度領域當中的映像訊號D1中的最低亮度灰階(0灰階)以外係被設定成，往液晶元件22B的液晶施加電壓，是較該最低亮度灰階所對應之最低電壓還要高電壓側(在映像訊號D1的0灰階以外則是被設定成，於映像訊號D2b中不會成為0灰階)，因此進行Over Drive驅動之際，可使回盪現象較難發生。
以上雖然舉出實施形態來說明本發明，但本發明並非限定於此實施形態，可有各種變形。
例如，在上記實施形態中，雖然針對了，例如圖4所示的LUT，為了使「液晶的方位角紊亂」及「回盪現象」這2種現象較難發生，因此進行了以圖中的箭頭P3a,P3b所示的2種對策之情形來加以說明，但亦可設計成僅進行這2種對策當中的其中一方。具體而言，例如亦可如圖8所示的LUT，只是為了使「液晶的方位角紊亂」之現象較難以發生，因此設計成進行圖中的箭頭P3a所示的1種對策。又，例如亦可如圖9所示的LUT，只是為了使「回盪現象」之現象較難以發生，因此設計成進行圖中的箭頭P3b所示的1種對策。即使在這些構成的情況下，仍可提升亮度的視野角特性，同時可較先前提升某種程度的顯示畫質。
又，在上記實施形態中，是以如圖2所示的像素20及子像素20A,20B所示，於各像素20中連接有1條閘極線G及2條資料線DA,DB之情形的多重像素構造來作說明，但例如圖10所示的像素20-1及子像素20A-1,20B-1所示，於各像素20-1中，連接有2條閘極線GA,GB及1條資料線D的此種多重像素構造中，仍可以適用本發明。此外，在此種像素20-1的情況下，例如，是將顯示驅動的單位畫格(1畫格期間)沿著時間軸作2分割而設置2個子畫格期間，並且在各子畫格期間內，依照從閘極線GA、GB所供給之選擇訊號藉從資料線驅動器51所供給之驅動電壓，而驅動著各子像素20A,20B。
又，在上記實施形態中，雖然是針對如圖1及圖4所示，藉由採用將映像訊號D1與各子像素20A,20B所對應之映像訊號D3a,D3b加以對應關連而成的LUT，就可以將對各像素20之顯示驅動，依照每一子像素20A、20B，而在空間上作2分割以進行分割驅動動作的情形加以說明，但亦可採用其他手法。具體而言，亦可例如圖11所示的液晶顯示裝置1A，將從影像處理部41所供給之映像訊號D1於資料線驅動器51中D/A轉換成映像訊號D3a,D3b(未圖示)之際所使用的參考電壓，是設定成每一子像素20A,20B都彼此不同(子像素20A所對應之參考電壓VrefA、和子像素20B所對應之參考電壓VrefB是彼此不同)，藉此就可和上記實施形態同樣地，將對各像素20之顯示驅動依照每一子像素20A、20B而在空間上作2分割以進行分割驅動動作。在如此構成之情況下，仍可獲得和上記實施形態同樣的效果。此外，於此情況中，亦可適用如圖10所示的多重像素構造。
又，在上記實施形態中，雖然各像素20是由2個子像素20A,20B所構成，而且將對各像素20的顯示驅動，依照每一子像素20A、20B，而在空間上作2分割以進行分割驅動動作的情形加以說明，但亦可採用其他手法。具體而言，例如在如圖12所示的通常之簡單構造的像素20-2(具有1個液晶元件22、1個輔助電容元件23及1個TFT元件21，並且被1條閘極線G及1條資料線D所連接)中，亦可例如圖13所示，將顯示驅動的單位畫格(1畫格期間)作時間性分割成2個子畫格期間SFA,SFB，並且將所望之亮度使用高亮度之子畫格SFA與低亮度之子畫格SFB而加以分割而呈現，藉此亦可與多重像素構造的情況同樣地獲得半色調網點之效果。更具體而言，亦可設計成，基於映像訊號D1，而將對各像素20-2的顯示驅動，按照每一子畫格期間SFA,SFB，而在時間上作2分割，來進行分割驅動動作。換言之，此時的分割驅動動作，係由：使得對液晶元件22所施加之液晶施加電壓會成為映像訊號D1所對應之輸入施加電壓以上的高電壓側的方式而進行分割驅動動作的第1分割驅動動作(對SFA的分割驅動動作)、和使得對液晶元件22所施加之液晶施加電壓會成為上記輸入施加電壓以下之低電壓側的方式而進行分割驅動動作的第2分割驅動動作(對子畫格期間SFB的分割驅動動作)所構成。又，如此，作為將對各像素20-2之顯示驅動，依照每一子畫格期間SFA,SFB而在時間上作2分割以進行分割驅動動作的手法，係亦可和圖4所示的LUT同樣地，使用將映像訊號D1與各子畫格期間SFA,SFB所對應之映像訊號所對應關連而成的LUT(第2LUT)。或者，亦可和圖11所示的液晶顯示裝置1A同樣地，將映像訊號D1進行D/A轉換之際所使用到的參考電壓設定成每一子畫格期間SFA,SFB彼此互異。在如這些構成之情況下，仍可獲得和上記實施形態同樣的效果。
又，在上記實施形態中，雖然具體舉例像素電極220的平面形狀來說明，但像素電極的平面形狀，係不限於圖3所示者。
甚至，各像素20內的子像素之數目及1畫格期間內的子畫格期間之數目，也不限於目前為止所說明過的為2個之情形，亦可為3個以上。
1,1A．．．液晶顯示裝置
2．．．液晶顯示面板
3．．．背光部
20．．．像素
20A,20B．．．子像素
21,21A,21B．．．TFT元件
22,22A,22B．．．液晶元件
23,23A,23B．．．輔助電容元件
41．．．影像處理部
43．．．多重像素轉換部
45．．．參考電壓生成部
51．．．資料線驅動器
52．．．閘極驅動器
61．．．時序控制部
62．．．背光驅動部
63．．．背光控制部
220．．．像素電極
G．．．閘極線
D．．．資料線
Vref．．．參考電壓
Din．．．映像訊號
D1．．．映像訊號
D2a,D2b．．．映像訊號
〔圖1〕本發明之一實施形態所述之液晶顯示裝置之全體構成的區塊圖。
〔圖2〕圖1所示之像素之詳細構成的電路圖。
〔圖3〕圖3所示之液晶元件中的像素電極之詳細構成的平面圖。
〔圖4〕圖1所示之多重像素轉換部中所使用的LUT(查找表)之一例的特性圖。
〔圖5〕比較例所述之LUT的特性圖。
〔圖6〕用來說明液晶的方位角紊亂的特性圖。
〔圖7〕用來說明回盪現象的特性圖。
〔圖8〕本發明的變形例所述之LUT的特性圖。
〔圖9〕本發明的其他變形例所述之LUT的特性圖。
〔圖10〕本發明的其他變形例所述之像素之詳細構成的電路圖。
〔圖11〕本發明之其他變形例所述之液晶顯示裝置之全體構成的區塊圖。
〔圖12〕本發明的其他變形例所述之像素之詳細構成的電路圖。
〔圖13〕圖12所示之變形例所述之顯示驅動之際的子畫格期間的說明用時序圖。
〔圖14〕先前之液晶顯示裝置中的映像訊號之灰階與液晶顯示面板的正面方向及45°方向上的亮度比之關係之一例的特性圖。
〔圖15〕先前的多重像素構造中的映像訊號之灰階與各子像素之顯示樣態之關係之一例的平面圖。
1．．．液晶顯示裝置
2．．．液晶顯示面板
3．．．背光部
20．．．像素
41．．．影像處理部
43．．．多重像素轉換部
45．．．參考電壓生成部
51．．．資料線驅動器
52．．．閘極驅動器
61．．．時序控制部
62．．．背光驅動部
Vref．．．參考電壓
Din．．．映像訊號
D1．．．映像訊號
D2a,D2b．．．映像訊號
Vref．．．參考電壓

Claims (10)

  1. 一種液晶顯示裝置，其特徵為，具備：複數像素，係被配置成矩陣狀，並且每一前記像素具有對應之由垂直配向(VA)模式之液晶所構成之液晶元件；和驅動部，係藉由對各像素之對應之液晶元件施加基於輸入映像訊號之電壓以進行顯示驅動，並且基於前記輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作；前記分割驅動動作，係由：第1分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得對前記液晶元件所施加的液晶施加電壓，成為前記輸入映像訊號所對應之輸入施加電壓以上之高電壓側；和第2分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得前記液晶施加電壓，成為前記輸入施加電壓以下之低電壓側所構成；前記驅動部，係在進行前記第1分割驅動動作群的動作之際，至少於中間亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為較前記輸入施加電壓還高電壓側，並且於高亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為前記輸入施加電壓以上之高電壓側且仍低於會發生液晶方位角紊亂之電壓，以此方式而進行分割驅動動 作；在進行前記第2分割驅動動作群的動作之際，於前記中間亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為較前記輸入施加電壓還低電壓側，並且於低亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為前記輸入施加電壓以下之低電壓側且仍高於會發生回盪現象之電壓，以此方式而進行分割驅動動作。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置，其中，前記驅動部，係在進行前記第2分割驅動動作群中的動作之際，在前記低亮度領域當中的前記輸入映像訊號之最低亮度灰階以外，係以使得前記液晶施加電壓成為較前記最低亮度灰階所對應之最低電壓還高電壓側的方式，而進行分割驅動動作。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之液晶顯示裝置，其中，前記像素，係由：第1子像素群，具有在進行前記第1分割驅動動作群之動作之際所被使用之子像素；和第2子像素群，具有在進行前記第2分割驅動動作群之動作之際所被使用之子像素所構成；前記驅動部，係基於前記輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動，依照每一前記子像素群，而在空間上作複數分割，以進行分割驅動動作。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之液晶顯示裝置，其中，前記驅動部，係藉由使用將使用前記映像訊號與各子像素群所對應之映像訊號所對應關連而成的LUT(查找表)，以將對各像素之顯示驅動，依照每一前記子像素群，而在空間上作複數分割以進行分割驅動動作。
  5. 如申請專利範圍第3項所記載之液晶顯示裝置，其中，前記驅動部，係藉由使得將前記輸入映像訊號作D/A(數位/類比)轉換成前記液晶施加電壓之際所使用的參考電壓，設定成是隨每一前記子像素群而彼此互異之方式，以將對各像素之顯示驅動，依照每一前記子像素群，而在空間上作複數分割以進行分割驅動動作。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置，其中，對各像素之顯示驅動的單位畫格期間，是由：第1子畫格期間群，具有在進行前記第1分割驅動動作群之動作之際所被使用之子畫格期間；和第2子畫格期間群，具有在進行前記第2分割驅動動作群之動作之際所被使用之子畫格期間所構成；前記驅動部，係基於前記輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動，依照每一前記子畫格期間群，而在時間上作複數分割，以進行分割驅動動作。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之液晶顯示裝置，其中，前記驅動部，係藉由使用將使用前記映像訊號與各子畫格期間群所對應之映像訊號所對應關連而成的LUT(查找表)，以將對各像素之顯示驅動，依照每一前記子畫格期間群，而在時間上作複數分割以進行分割驅動動作。
  8. 如申請專利範圍第6項所記載之液晶顯示裝置，其中，前記驅動部，係藉由使得將前記輸入映像訊號作D/A(數位/類比)轉換成前記液晶施加電壓之際所使用的參考電壓，設定成是隨每一前記子畫格期間群而彼此互異之方式，以將對各像素之顯示驅動，依照每一前記子畫格期間群，而在時間上作複數分割以進行分割驅動動作。
  9. 一種液晶顯示裝置，其特徵為，具備：複數像素，係被配置成矩陣狀，並且每一前記像素具有對應之由垂直配向(VA)模式之液晶所構成之液晶元件；和驅動部，係藉由對各像素之對應之液晶元件施加基於輸入映像訊號之電壓以進行顯示驅動，並且基於前記輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作；前記分割驅動動作，係由：第1分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得 對前記液晶元件所施加的液晶施加電壓，成為前記輸入映像訊號所對應之輸入施加電壓以上之高電壓側；和第2分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得前記液晶施加電壓，成為前記輸入施加電壓以下之低電壓側所構成；前記驅動部，係在進行前記第1分割驅動動作群的動作之際，至少於中間亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為較前記輸入施加電壓還高電壓側，並且於高亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為前記輸入施加電壓以上之高電壓側且仍低於會發生液晶方位角紊亂之電壓，以此方式而進行分割驅動動作。
  10. 一種液晶顯示裝置，其特徵為，具備：複數像素，係被配置成矩陣狀，並且每一前記像素具有對應之由垂直配向(VA)模式之液晶所構成之液晶元件；和驅動部，係藉由對各像素之對應之液晶元件施加基於輸入映像訊號之電壓以進行顯示驅動，並且基於前記輸入映像訊號，將對各像素之顯示驅動在空間上或時間上作複數分割以進行分割驅動動作；前記分割驅動動作，係由：第1分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得 對前記液晶元件所施加的液晶施加電壓，成為前記輸入映像訊號所對應之輸入施加電壓以上之高電壓側；和第2分割驅動動作群，係進行分割驅動動作，以使得前記液晶施加電壓，成為前記輸入施加電壓以下之低電壓側所構成；前記驅動部，係在進行前記第2分割驅動動作群的動作之際，於中間亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為較前記輸入施加電壓還低電壓側，並且於低亮度領域中，使前記液晶施加電壓成為前記輸入施加電壓以下之低電壓側且仍高於會發生回盪現象之電壓，以此方式而進行分割驅動動作。
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