專利名稱：液晶顯示裝置及其驅動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用薄膜晶體管等開關元件的有源矩陣型的液晶顯示裝置及其驅 動方法，更詳細地涉及通過使得對輔助電容線的施加電壓發(fā)生變化從而驅動輔助電 容線的液晶顯示裝置及其驅動方法。
背景技術：
通常的現(xiàn)有有源矩陣型的液晶顯示裝置的顯示部包括多根(N根)掃描信號線 GL(1) GL(N);與該多根掃描信號線交叉的多根(M根)視頻信號線SL(1) SL(M); 以及分別對應于該多根掃描信號線與該多根視頻信號線的交叉點而配置成矩陣狀 的多個(NXM個)像素形成部P(1,1) P(N，M)，各像素形成部如后文所述的圖2所 示，包含由像素電極和與之相對的電極(也稱之為"公共電極")所形成的液晶電容 (也稱為"像素電容")Clc。對各像素電極設置兩根視頻信號線SL(m)、 SL(m+l)， 使其夾著該像素電極，視頻信號線SL(m)通過TFT10與該像素電極連接。
另外，在該液晶顯示裝置中，如后文所述的圖l所示，與各掃描信號線GL(n) 平行地形成多根(N根)輔助電容線CsL(n)，在各像素形成部P(n,m)中，在像素電極 和輔助電容線CsL(n)之間形成輔助電容Ccs。
在上述這種有源矩陣型的液晶顯示裝置中，在各像素形成部P(n，m)，當與像素 電極連接的TFT10為導通狀態(tài)時，從視頻信號線SL(m)通過TFT10施加電壓，當 該TFT10為截止狀態(tài)時，液晶電容Clc(及輔助電容Ccs)保持該施加電壓，像素能 根據(jù)該保持電壓進行顯示(n-l、 2、…、N; m=l、 2、…、M)。
這里，在該現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，TFT10變?yōu)榻刂範顟B(tài)后，通過改變對輔助 電容線CsL(n)的施加電壓，從而改變以(施加了一定電壓Vcom的)公共電極為基準 的像素電極的電位。參照圖6和圖7，詳細說明這種電位的變化。
圖6是在現(xiàn)有的液晶顯示裝置中進行白顯示時的各種信號的波形圖，圖7是在 現(xiàn)有的液晶顯示裝置中進行黑顯示時的各種信號的波形圖。這些圖6和圖7所示的 作為對視頻信號線SL(m)施加的電壓信號的視頻信號S(m)實際上具有0V 4V之
5間的、與像素亮度對應的預定電壓值，但為了便于說明，圖6中視頻信號S(m)的 電壓值為與白顯示(最高亮度)對應的電壓值，圖7中視頻信號S(m)的電壓值為與黑 顯示(最低亮度)對應的電壓值。通過使視頻信號S(m)的最低電壓為0V，可以簡化 電源電路的結構，并且可以抑制整體功耗。
這里，由于為了防止液晶層隨時間發(fā)生劣化，需要進行交流驅動，因此在公共 電極的電位Vcom固定時，很多情況下該公共電位Vcom設定為視頻信號的(變化 幅度的)中間電壓。這樣是由于可以使以公共電極的電位為基準的像素電極的電位 實現(xiàn)交流化。這里，將公共電位Vcom設定為2V。
但是，在常黑型液晶顯示裝置中，為了使其液晶層的透射率為最大，通常需要 至少4V左右的施加電壓。因而，上述結構中對液晶的施加電壓為士2V的范圍， 不能說很充分。還有，即使是在TN(扭曲向列)模式的常白型液晶顯示裝置中，由 于對液晶施加的電壓越大，則通過純黑顯示使得對比度越高，因此，士2V范圍的 施加電壓也不能說很充分。
因此，在該現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，通過驅動輔助電容線CsL(n)來改變像素 電極的電位。即，由后文所述的圖2所示的連接關系可知，像素電極Epix的電位 在將公共電極Ecom作為基準時，相對于輔助電容線CsL(n)的電位變化，是根據(jù)輔 助電容對液晶電容值Clc和輔助電容值Ccs之和的比例發(fā)生變化。例如，在圖6所 示的白顯示的情況下，若提供給輔助電容線的信號(以下，將該信號稱為"輔助電 容線驅動信號")Cs(n)的電位變化4V，則在液晶電容值Clc:輔助電容值Ccs^:l時， 即Ccs/(Ccs+Clc)=0.5時，像素電極Epix的電位變化2V。
因而，如圖6所示，像素形成部P(n,m)的像素電極電位在掃描信號G(n)從(使 TFT10導通的)激活狀態(tài)變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)的時刻保持在4V，但由于之后輔助電容線 驅動信號Cs(n)的上述電位變化而再上升2V，變?yōu)?V。因而，由于公共電位Vcom 為2V，所以該時刻對液晶層的施加電壓為4V。此外，這里忽略因掃描信號線的寄 生電容而導致的電位變化。
這種電位變化是以白顯示(最高亮度)進行像素顯示的情況，但在以黑顯示(最低
亮度)進行像素顯示的情況下，電位變化的形態(tài)相同，但其電位變化量不同。艮P， 通常液晶具有介電常數(shù)各向異性，用于常黑型液晶顯示裝置的液晶的介電常數(shù)在進
行白顯示時比進行黑顯示時要高，因而可知液晶電容值Clc更大。具體而言，對于 上述那樣在白顯示的情況下Ccs/(Ccs+Clc)=0.5的液晶，在例如黑顯示的情況下為 Ccs/(Ccs+Clc)=0.75。因而，如圖7所示，進行黑顯示的像素形成部P(n，m)的像素電極電位在掃描信 號G(n)變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)的時刻保持在0V，但由于之后輔助電容線驅動信號Cs(n) 的(4V的)上述電位變化而上升3V，結果變?yōu)?V。因而，由于公共電位Vcom為 2V，所以該時刻對液晶層的施加電壓為IV。由于該電壓值小于驅動液晶分子的液 晶閾值電壓值(通常為1.5V左右)，所以液晶層的光透射率為O，對于黑顯示來說是 合適的值。上述動作對于極性反轉的下一行的像素形成部P(n+l,m)的像素電極電 位及下一幀的像素形成部P(n，m)也是一樣的。這樣既固定了公共電位Vcom、又驅 動輔助電容線的液晶顯示裝置，在例如日本專利特開2001-83943號公報中已有揭 示。以下，將該已有例稱為第一已有例。
另外，也有通過每隔一個掃描期間驅動公共電極Ecom來改變公共電位Vcom、 以使其為與視頻信號S(m)極性相反的電位(例如0V或4V)的現(xiàn)有液晶顯示裝置。 若采用該現(xiàn)有結構，則可以使得對液晶的施加電壓為士4V的范圍。
此外，在上述現(xiàn)有結構中，不一定需要驅動輔助電容線，但也有每隔一個掃描 期間、與公共電極同相位地驅動輔助電容線的現(xiàn)有液晶顯示裝置。若采用該現(xiàn)有結 構，則通過用適當?shù)碾娢或寗虞o助電容線，可以抑制閃爍或圖像存儲現(xiàn)象等。這種 現(xiàn)有液晶顯示裝置在例如日本專利特開平2-913號公報等中已有揭示。以下，將該
己有例稱為第二已有例。
專利文獻1:日本專利特開2001-83943號公報 專利文獻2:日本專利特開平2-913號公報

發(fā)明內容
這里，上述第一已有例中對液晶的施加電壓的絕對值在白顯示時最大為4V， 在黑顯示時最小為IV，但由于如前所述在常黑型液晶顯示裝置中，為了使液晶層 的透射率為100%，通常需要5V左右的施加電壓，因此，上述現(xiàn)有液晶顯示裝置 中，存在液晶施加電壓的絕對值的最大值還差1V左右的問題。
因此，該第一已有例中，為了增加上述最大值，考慮采用增大輔助電容線驅動 信號Cs(n)的電位最大值(即增大信號振幅)的結構。這里，若上述最大值為6V，則 可以使液晶施加電壓的絕對值的最大值為5V。然而，該結構使得輔助電容線驅動 電路的制造成本升高，并且液晶施加電壓的絕對值的最小值變?yōu)?.5V，在黑顯示 的情況下大大超過了液晶閾值電壓值(通常為1.5V左右)。因而，即使是在黑顯示 的情況下，也由于以低亮度進行顯示，因此使得對比度降低，從而導致顯示裝置的顯示性能降低。這樣，由于液晶施加電壓的絕對值的最大值越大，則液晶施加電壓 的絕對值的最小值更大，所以使得該絕對值的最大值與最小值之差(即動態(tài)范圍)變 小，其結果，無法在0% 100%的范圍內改變液晶的光透射率。
此外，為了增加上述最大值，也考慮了采用增大輔助電容值的結構，但由于輔 助電容值越大，則像素開口率越小，所以仍然會導致顯示裝置的顯示性能降低。
另外，在第二已有例中，若在0V 5V的范圍內驅動公共電極及輔助電容線， 則可以使液晶施加電壓的絕對值的最大值為5V。然而，對于驅動公共電極及輔助 電容線的驅動器電路的驅動電壓范圍(振幅)，從容易進行其耐壓設計和降低功耗等 觀點來看，以盡可能小為佳。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種驅動輔助電容線的液晶顯示裝置，該液晶顯 示裝置既可以將驅動電壓的范圍抑制得較小、又可以減小應對液晶施加的電壓的絕 對值的最大值與最小值之差那樣來進行驅動。
本發(fā)明的第一方面是有源矩陣型的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置的特征在
于，包括
驅動多根視頻信號線的視頻信號線驅動電路，該多根視頻信號線用于傳輸與從
裝置外部提供的、用于顯示預定圖像的圖像信號對應的多個視頻信號；
驅動多根掃描信號線的掃描信號線驅動電路，該多根掃描信號線與所述多根視 頻信號線交叉；
驅動多根輔助電容線的輔助電容線驅動電路，該多根輔助電容線沿所述多根掃 描信號線而對應配置；
沿所述多根視頻信號線和所述多根掃描信號線配置成矩陣狀的多個像素形成 部；以及
驅動公共電極的公共電極驅動電路，該公共電極對所述多個像素形成部提供公 共電位，
所述多個像素形成部分別包含像素電極，該像素電極是與所述多根視頻信號線 中對應的視頻信號線連接的電極，在與對應的輔助電容線之間形成預定的輔助電 容，在與所述公共電極之間存在液晶，
所述掃描信號線驅動電路每次有選擇地驅動所述多根掃描信號線中的一 根時，或隔開驅動一根以上的間隔時，所述公共電極驅動電路對所述公共電極 交替地施加預定的第一電位及大于該第一電位的第二電位中的任一個電位，使 得以所述公共電極為基準的所述像素電極的極性反轉，所述輔助電容線驅動電路在對應的掃描信號線被所述掃描信號線驅動電 路選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第一時刻之后，施加預定的第三電位 及大于該第三電位的第四電位中的任一個電位，使其與所述第一時刻或緊接所 述第一時刻之后的所述公共電極的電位變化向同一方向變化，并且，在到所述 對應的掃描信號線下一次被選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第二時刻 或所述第二時刻之前的附近時刻為止的預定期間內，驅動所述多根輔助電容 線，使得維持所施加的電位。
本發(fā)明的第二方面的特征在于，在本發(fā)明的第一方面中，
作為所述視頻信號最小值的第五電位、所述第一電位、和所述第三電位中的至 少兩個電位實質上一致。
本發(fā)明的第三方面的特征在于，在本發(fā)明的第二方面中，
作為所述視頻信號最小值的第五電位、所述第一電位、和所述第三電位中的至 少兩個電位為0V或0V附近的值。
本發(fā)明的第四方面的特征在于，在本發(fā)明的第一方面中，
作為所述視頻信號最大值的第六電位、所述第二電位、和所述第四電位中的至 少兩個電位實質上一致。
本發(fā)明的第五方面的特征在于，在本發(fā)明的第四方面中，
作為所述視頻信號最大值的第六電位、所述第二電位、和所述第四電位中的至
少兩個電位為小于使所述液晶的光透射率在100%附近的施加電壓的最小值的絕對
值的值。
本發(fā)明的第六方面的特征在于，在本發(fā)明的第五方面中， 作為所述視頻信號最大值的第五電位、所述第二電位、和所述第四電位中的至
少兩個電位為4V或4V附近的值。
本發(fā)明的第七方面是驅動液晶顯示裝置的方法，該液晶顯示裝置包括用于傳
輸與從裝置外部提供的、用于顯示預定圖像的圖像信號對應的多個視頻信號的多根
視頻信號線；與所述多根視頻信號線交叉的多根掃描信號線；沿所述多根掃描信號 線對應配置的多根輔助電容線；提供公共電位的公共電極；以及沿所述多根視頻信 號線和所述多根掃描信號線配置成矩陣狀的、包含像素電極的多個像素形成部，該 像素電極是與所述多根視頻信號線中的對應視頻信號線連接的電極，在與對應的輔 助電容線之間形成預定的輔助電容，在與所述公共電極之間存在液晶，該驅動方法 的特征在于，包括驅動所述多根視頻信號線的視頻信號線驅動步驟； 驅動所述多根掃描信號線的掃描信號線驅動步驟； 驅動所述多根輔助電容線的輔助電容線驅動步驟；以及 驅動所述公共電極的公共電極驅動步驟，
在所述公共電極驅動步驟中，每次在所述掃描信號線驅動步驟中有選擇地驅 動所述多根掃描信號線中的一根時，或隔開驅動一根以上的間隔時，對所述公 共電極交替地施加預定的第一電位及大于該第一電位的第二電位中的任一個 電位，使得以所述公共電極為基準的所述像素電極的極性反轉，
在所述輔助電容線驅動步驟中，在對應的掃描信號線被在所述掃描信號線驅 動步驟中選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第一時刻之后，施加預定的第 三電位及大于該第三電位的第四電位中的任一個電位，使其與所述第一時刻或 緊接所述第一時刻之后的所述公共電極的電位變化向同一方向變化，并且，在 到所述對應的掃描信號線下一次被選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第 二時刻或所述第二時刻之前的附近時刻為止的預定期間內，驅動所述多根輔助 電容線，使得維持所施加的電位。
若釆用本發(fā)明的第一方面，則采用如下結構來驅動多根輔助電容線即，從第
一時刻開始，施加第三電位或第四電位，使得與第一時刻的公共電極的電位變化向 同一方向變化，在到第二時刻或該時刻之前的附近時刻為止的預定期間內保持所施 加的電位，從而可以將驅動電壓的范圍抑制得較小，容易進行驅動電路的耐壓設計， 并且通過利用液晶對施加電壓的介電常數(shù)各向異性，可以增大應對液晶施加的電壓 的絕對值的最大值與最小值之差那樣來進行驅動。
若采用本發(fā)明的第二方面，則使得第五電位、第一電位和第三電位中的至少兩 個電位實質上一致，從而由于不需要在電源電路中生成多種電位，因此，可以簡化 電源電路的結構。
若采用本發(fā)明的第三方面，則由于第五電位、第一電位和第三電位中的至少兩
個電位為ov或ov附近的值，因此，可以抑制整體功耗。
若采用本發(fā)明的第四方面，則使得第六電位、第二電位和第四電位中的至少兩 個電位實質上一致，從而由于不需要在電源電路中生成多種電位，因此，可以簡化 電源電路的結構。
若采用本發(fā)明的第五方面，則由于第六電位、第二電位和第四電位中的至少兩
個電位為小于使所述液晶的光透射率在100%附近的施加電壓的最小值的絕對值的
10值，因此可以容易進行驅動電壓的耐壓設計，還可以抑制整體功耗。
若采用本發(fā)明的第六方面，則由于第六電位、第二電位和第四電位中的至少兩
個電位為4V或4V附近的值，因此，通過使用通用的驅動電路，能特別容易進行
耐壓設計，還可以抑制整體功耗。
若采用本發(fā)明的第七方面，則在液晶顯示裝置的驅動方法中可以起到與本發(fā)明 的第一方面同樣的效果。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示裝置的整體結構的框圖。
圖2是表示上述實施方式中的像素形成部的等效電路的電路圖。
圖3是表示上述實施方式中進行白顯示時的各種信號等的波形圖。
圖4是表示上述實施方式中進行黑顯示時的各種信號等的波形圖。
圖5是表示上述實施方式中對液晶層的施加電壓與其光透射率的關系的圖。
圖6是表示現(xiàn)有液晶顯示裝置中進行白顯示時的各種信號等的波形圖。
圖7是表示現(xiàn)有液晶顯示裝置中進行黑顯示時的各種信號等的波形圖。
標號說明
10 TFT(開關元件)
200顯示控制電路
300源極驅動器
400柵極驅動器
500輔助電容線驅動電路
600公共電極驅動部
700 顯示部
Ecom 公共電極
Vcom 公共電位
Epix像素電極
GL(n)掃描信號線(n— N)
G(n)掃描信號(r^l N)
CsL(n)輔助電容線(n4 N)
Cs(n)輔助電容線驅動信號(i^l N)SL(m)視頻信號線(m4 M)
S(m)視頻信號(m4 M)
P(n，m) 像素形成部(i^l N，n^l M)
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的各實施方式。在以下的說明中，顯示部采用垂直 取向方式的常黑的結構，作為驅動方式，采用對像素形成部的液晶部分施加的電壓 每隔相鄰一行相互為反極性、且每隔一幀為反極性的所謂行反轉驅動方式此外，也 可以采用每隔兩行以上相互為反極性的所謂n行反轉驅動方式。
<1.液晶顯示裝置的整體結構及動作>
圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的有源矩陣型的液晶顯示裝置的整體結構 的框圖。該液晶顯示裝置包括由顯示控制電路200、源極驅動器(視頻信號線驅 動電路)300、柵極驅動器(掃描信號線驅動電路)400、輔助電容線驅動電路500、和 公共電極驅動電路600構成的驅動控制部；以及顯示部700。
顯示部700包括多根(M根)視頻信號線SL(1) SL(M);多根(N根)掃描信號 線GL(1) GL(N)和輔助電容線CsL(l) CsL(N);以及沿這些多根視頻信號線 SL(1) SL(M)和多根掃描信號線GL(1) GL(N)設置的多個(MXN個)像素形成部。 以下，與掃描信號線GL(n)和視頻信號線SL(m)的交叉點相關聯(lián)地用參考標號 "P(n，m)"表示設置于該交叉點附近(圖中為該交叉點的右下附近)的像素形成部。 圖2是表示本實施方式的顯示部700中的像素形成部P(n，m)的等效電路。
如圖2所示，各像素形成部P(n,m)由以下構成柵極端子與掃描信號線GL(n) 或與其相鄰的掃描信號線GL(n+l)連接、且源極端子與通過相應交叉點的視頻信號 線SL(m)或與其相鄰的視頻信號線SL(m+l)連接的開關元件即TFT10;與該TFT10 的漏極端子連接的像素電極Epix;對上述多個像素形成部P(i，j)(i^ N,j^ M)共 同設置的公共電極Ecom;以及在對上述多個像素形成部P(i,j)(i^ N，j-l M)共 同設置的像素電極Epix與公共電極Ecom之間夾著的作為電光學元件的液晶層。
此外，各像素形成部P(n,m)顯示紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B)中的某一種顏 色，如圖2所示，顯示同一顏色的像素形成部P(n，m)沿視頻信號線SL(1) SL(M) 配置，且在沿掃描信號線GL(1) GL(N)的方向上按照RGB的順序配置。
在各像素形成部P(n,m)中，由像素電極Epix、和與之夾著液晶層而相對的公 共電極Ecom形成液晶電容(也稱為像素電容)Clc。對各像素電極Epix設置兩根視頻信號線SL(m)、 SL(m+l)，使其夾著該像素電極，視頻信號線SL(m)通過TFT10 與該像素電極Epix連接。
另外，與各掃描信號線GL(n)平行地形成輔助電容線CsL(n)，在各像素形成部 P(n,m)中，在像素電極Epix和輔助電容線CsL(n)之間形成輔助電容Ccs。
顯示控制電路200接受從外部發(fā)送來的顯示數(shù)據(jù)信號DAT和定時控制信號 TS，輸出數(shù)字圖像信號DV、用于控制在顯示部700顯示圖像的定時的源極起始脈 沖信號SSP、源極時鐘信號SCK、鎖存選通信號LS、柵極起始脈沖信號GSP、柵 極時鐘信號GCK、輔助電容線控制信號Scs、以及公共電極控制信號Sec。
源極驅動器300接受從顯示控制電路200輸出的數(shù)字圖像信號DV、源極起始 脈沖信號SSP、源極時鐘信號SCK、以及鎖存選通信號LS，對各視頻信號線SL(1) SL(M)施加驅動用視頻信號S(l) S(M)，用于對顯示部700內的各像素形成部P(n,m) 的液晶電容Clc進行充電。這時，源極驅動器300中，在源極時鐘信號SCK的脈 沖發(fā)生的定時，依次保持表示應對各視頻信號線SL(1) SL(M)施加的電壓的數(shù)字 圖像信號DV。然后，在鎖存選通信號LS的脈沖發(fā)生的定時，將上述所保持的數(shù) 字圖像信號DV轉換成模擬電壓。
這種D/A轉換是通過源極驅動器300中包含的D/A轉換電路(及灰度電壓生成 電路)進行的。該D/A轉換電路通過對例如從源極驅動器300的外部提供的、用于 生成灰度電壓的基準電壓進行分壓，從而生成與各顯示灰度對應的模擬電壓。通過 該D/A轉換電路生成的模擬電壓作為驅動用視頻信號， 一齊施加到所有視頻信號 線SL(1) SL(M)上。gp，本實施方式中，視頻信號線SL(1) SL(M)的驅動方式采 用線順序驅動方式。
柵極驅動器400根據(jù)從顯示控制電路200輸出的柵極起始脈沖信號GSP和柵 極時鐘信號GCK，對各掃描信號線GL(1) GL(N)依次施加激活的掃描信號G(1) G(N)。
輔助電容線驅動電路500根據(jù)從顯示控制電路200輸出的輔助電容線控制信號 Scs，對各輔助電容線CsL(l) CsL(N)依次施加基于從未圖示的電源電路提供的電 位的、電位呈兩段變化的輔助電容線驅動信號Cs(l) Cs(N)。該輔助電容線控制信 號Scs包括與例如柵極起始脈沖信號GSP及柵極時鐘信號SCK相當?shù)钠鹗济}沖 信號及時鐘信號；以及表示極性反轉(或上述電位選擇)的定時的信號。
公共電極驅動電路600根據(jù)從顯示控制電路200輸出的公共電極線控制信號 Sec，對公共電極施加基于從未圖示的電源電路提供的電位的、呈兩段變化的電位，使得應對液晶施加的電壓的極性根據(jù)視頻信號S(m)的變化而反轉。該公共電極控 制信號Sec包括:與例如源極時鐘信號SCK相當?shù)臅r鐘信號；以及表示極性反轉(或
上述電位選擇)的定時的信號。
這里，從圖2所示的連接關系可知，若對這些輔助電容線CsL(l) CsL(N)施 加的電壓發(fā)生變化，則像素電極Epix的電位在將公共電極Ecom作為基準時，相 對于輔助電容線CsL(n)的電位變化，根據(jù)輔助電容對液晶電容值和輔助電容值之 和的比例發(fā)生變化。由此，可以使公共電位Vcom與各像素形成部中的像素電極的 電位差在白顯示的情況下增大(換言之，提高像素電極的電壓)。該信號的波形等將 在后文中闡述。
如上所述，通過對各視頻信號線SL(1) SL(M)施加驅動用視頻信號、對各掃 描信號線GL(1) GL(N)施加掃描信號、對各輔助電容線CsL(l) CsL(N)施加輔助 電容線驅動信號，從而在顯示部700上顯示圖像。接著，參照圖3和圖4，說明各
種信號等的電位變化。
<2.各種信號等的波形>
圖3是表示本液晶顯示裝置中進行白顯示時的各種信號等的波形圖。圖4是表 示本液晶顯示裝置中進行黑顯示時的各種信號等的波形圖。如圖3和圖4所示，對 視頻信號線SL(m)施加的電壓信號即視頻信號S(m)為0V 4V之間的與像素亮度 對應的預定電壓值，即在正極性的情況下，與黑顯示(最低亮度)對應的電壓值為OV， 與白顯示(最高亮度)對應的電壓值為4V;在負極性的情況下，與黑顯示(最低亮度) 對應的電壓值為4V，與白顯示(最高亮度)對應的電壓值為0V，具有士4V范圍的 電壓值。通過使視頻信號S(m)中的最低電壓為OV，可以抑制整體功耗。
另外，如前所述，由于為了防止液晶層隨時間發(fā)生劣化，需要進行交流驅動， 因此，公共電極Ecom的電位即公共電位Vcom作如下變化，即在正極性的情況下 為0V，在負極性的情況下為4V，從而使得液晶施加電壓的極性根據(jù)視頻信號S(m) 的變化而反轉。因而例如，在始終進行白顯示的情況下，相對于視頻信號S(m)的 變化，公共電位Vcom以相同的振幅、相反的相位進行變化
這里，由于為了使常黑型液晶顯示裝置中其液晶層的透射率為最大，通常需要 5V左右(這里最大為5V)的施加電壓，所以，通過與上述第一已有例中的液晶顯示 裝置同樣地驅動輔助電容線CsL(n)，從而使像素電極的電位發(fā)生變化。g卩，像素 電極Epix的電位在將公共電極Ecom作為基準時，相對于輔助電容線CsL(n)的電 位變化，根據(jù)輔助電容對液晶電容值和輔助電容值之和的比例發(fā)生變化。例如，在圖3所示的白顯示的情況下，假設公共電位Vcom不發(fā)生變化，只有 提供給輔助電容線的信號(以下，將該信號稱為"輔助電容線驅動信號")Cs(n)的電 位變化4V，則在設液晶電容值Clc:輔助電容值Ces=l:l即Ccs/(Ccs+Clc)=0.5時， 像素電極Epix的電位變化2V。上述比率是白顯示時的值，在進行黑顯示時，由于 如前所述液晶的介電常數(shù)變小，因此這里設CcS/(Ccs+ClC)=0.75。黑顯示的情況將 參照圖4在后文中闡述。
相反地，當假設輔助電容線驅動信號Cs(n)的電位不發(fā)生變化，只有公共電位 Vcom變化4V時，由于Ccs/(Ccs+Clc)=0.5，所以像素電極Epix的電位變化2V。
當然，在輔助電容線驅動信號Cs(n)及公共電位Vcom的電位都變化4V的情 況下，像素電極Epix的電位也相同地變化4V。即，液晶施加電壓保持原樣不變。
此外，該輔助電容線驅動信號Cs(n)是根據(jù)輔助電容線控制信號Scs，由輔助 電容線驅動電路500生成，使其在與掃描信號G(n)下降的同一定時，沿與公共電 極Vcom的電位變化的同一方向下降或上升。具體而言，如圖3所示，在與掃描信 號G(n)下降的同一定時下降后，在下一幀中的掃描信號G(n)下降的定時上升。更 嚴密地說，輔助電容線驅動信號Cs(n)在TFT10完全變?yōu)榻刂範顟B(tài)的時刻、即比掃 描信號G(n)的下降稍遲的定時下降后，在比下一幀中的掃描信號G(n)的下降稍遲 的定時上升。這種情況對于公共電位Vcom的電位變化的定時也是同樣的。
另外，如圖3所示，像素形成部P(n,m)的像素電極電位到掃描信號G(n)從(使 TFT10導通的)激活狀態(tài)變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)的時刻為止都保持在4V，但由于之后公共 電位Vcom及輔助電容線驅動信號Cs(n)的變化都是上升4V，所以再上升4V，變 為8V。因而，由于公共電位Vcom為4V，所以該時刻對液晶層的施加電壓保持原 樣為4V。
這里，通常例如上述第二已有例那樣，直到下一幀的顯示時刻為止都保持該液 晶施加電壓，從而以與上述施加電壓對應的亮度進行像素顯示。即，沒有輔助電容 線的現(xiàn)有液晶顯示裝置便是如此，即使如第二已有例那樣存在輔助電容線的情況， 在使其電位與公共電位同時作同樣變動的情況下，液晶施加電壓也是從施加時刻開 始都不發(fā)生變動，保持原樣不變。
然而，本實施方式的很大的特征在于，根據(jù)之后的公共電位Vcom的變化而改 變像素形成部P(n，m)的像素電極電位。即，如圖3所示，若輔助電容線驅動信號 Cs(n)的電位保持4V不發(fā)生變化，只有公共電位Vcom下降4V ，則當 Ccs/(Ccs+Clc)=0.5時，像素電極Epix的電位從8V下降2V，變?yōu)?V。其結果，液
15晶施加電壓從4V上升到6V。這樣，通過使液晶施加電壓上升，可以使液晶施加
電壓的絕對值的最大值大于對公共電位進行反轉驅動的現(xiàn)有液晶顯示裝置(例如上 述第二已有例)中的驅動電壓的最大值。
然后，輔助電容線驅動信號Cs(n)的電位不發(fā)生變化(維持原樣不變)，只有公 共電位Vcom上升4V時，像素電極Epix的電位上升2V，變?yōu)?V，液晶施加電壓 變?yōu)?V。
這樣，通過維持輔助電容線的電位不變來驅動公共電極，使得液晶施加電壓到 下一幀的顯示時刻為止，每隔一個掃描期間交替地變?yōu)?V或6V。然而，該變化 并不反映于顯示，顯示狀態(tài)不發(fā)生變化。這是由于，通常的液晶顯示裝置中一個掃 描期間的長度為數(shù)十微秒 一百幾十微秒左右，而一般液晶分子的取向狀態(tài)變化需 要十毫秒左右。因此，液晶分子的取向狀態(tài)取決于其施加電壓的有效值(平均值)。 因而，如上所述，當液晶施加電壓每隔一個掃描期間交替地變?yōu)?V或6V時，可 以視為與始終對液晶施加5V的固定電壓的情況相同。從而，在這種情況下，液晶 層的光透射率始終為100%，可以穩(wěn)定地進行白顯示。
在始終進行白顯示的情況下，如上述圖3所示那樣動作，因此，接下來參照 圖4說明始終進行黑顯示的例子。如圖4所示，像素形成部P(n，m)的像素電極電位 到掃描信號G(n)從(使TFT10導通的)激活狀態(tài)變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)的時刻為止都保持 在0V，但由于之后的公共電位Vcom及輔助電容線驅動信號Cs(n)的變化都是上升 4V，所以從0V上升4V，變?yōu)?V。因而，由于公共電位Vcom為4V,所以該時 刻對液晶層的施加電壓保持原樣為0V。
接著，如圖4所示，若輔助電容線驅動信號Cs(n)的電位保持4V不發(fā)生變化， 只有公共電位Vcom下降4V，則如前所述，當設Ccs/(Ccs+CIe)=0.75時，由于 Clc/(Ccs+Clc)=0.25，所以像素電極Epix的電位從4V下降IV，變?yōu)?V，液晶施 加電壓變?yōu)?V。然后，輔助電容線驅動信號Cs(n)的電位不發(fā)生變化(維持原樣不 變)，只有公共電位Vcom上升4V時，像素電極Epix的電位從3V上升IV，變?yōu)?4V，液晶施加電壓變?yōu)镺V。
這樣，液晶施加電壓到下一幀的顯示時刻為止，每隔一個掃描期間交替地變?yōu)?0V或3V。因而，該狀態(tài)可以視為與始終對液晶施加1.5V的固定電壓的情況相同。 該電壓是液晶閾值電壓以下或至少為液晶閾值電壓附近的值。下面，參照圖5說明 該液晶閾值電壓。
圖5是表示對液晶層的施加電壓與其光透射率的關系的圖。圖中的縱軸表示光透射率[%]，橫軸表示施加電壓[V]。參照該圖5可知，即使對液晶層施加1.5V左
右的電壓，也幾乎沒有光透射(光透射率幾乎保持0%不變)。將這樣光透射率為0% 左右、且?guī)缀蹩床坏綇?%的變化的對液晶的最大施加電壓稱為液晶閾值電壓。因 而，當像素電極Epix的電位與公共電位Vcom之差在液晶闊值電壓即1.5V左右以 內時，與0V的情況相同，幾乎不進行顯示(為黑顯示)。該圖5所示的關系是一個 示例，使光透射率變?yōu)?00%的施加電壓等會隨著液晶的組成等而不同，但一般來 說，任何一種液晶在預定的閾值電壓以下，光透射率幾乎都不發(fā)生變化。因而，如 上所述，當液晶施加電壓為1.5V時，液晶層的光透射率始終幾乎為0%，從而可 以穩(wěn)定地進行黑顯示。
這種動作對于利用上述行反轉驅動方式而極性反轉的下一行的像素形成部 P(n+l，m)及極性反轉的下一幀的像素形成部P(n,m)也是一樣的。
此外，以上作為典型的例子，說明了始終進行白顯示的情況和進行黑顯示的情 況，但對于進行中間灰度顯示的情況當然也是一樣的。但是，由于如上所述液晶的 介電常數(shù)取決于顯示狀態(tài)，所以為了使視頻信號S(m)的電壓與顯示灰度對應，需 要考慮對液晶施加的電壓的有效值以及與施加電壓對應的液晶介電常數(shù)的變化。
<3.效果〉
如上所述，在本實施方式中，驅動輔助電容線CsL(l) CsL(N)時，將其驅動 電壓的范圍、視頻信號線SL(1) SL(M)的驅動電壓范圍、公共電極Ecom的驅動 電壓的范圍都同樣抑制得較小，為0V 4V,從而可以容易進行源極驅動器300、 輔助電容線驅動電路500、以及公共電極驅動電路600的電源設計及耐壓設計，可 以降低制造成本，減小功耗。通過采用這種結構，即，將驅動電壓的范圍抑制得較 小，又不增大輔助電容值，使得像素開口率不會變小，且使輔助電容線驅動信號 Cs(n)的電位不會隨著公共電位Vcom而發(fā)生變化，從而能夠進行驅動，使得與將 公共電位固定來驅動輔助電容線的現(xiàn)有液晶顯示裝置相比，使應對液晶施加的(有 效)電壓的絕對值的最大值為5V，其最小值為1.5V,它們之差較大，為3.5V(即動 態(tài)范圍變大)。
這里，像這樣動態(tài)范圍變大的原因在于，圖7所示的第一已有例中液晶的介電 常數(shù)各向異性向動態(tài)范圍減小的方向作用，而相反在本實施方式中是向動態(tài)范圍變 大的方向作用。即，第一已有例中，由于是將公共電位Vcom固定來改變輔助電容 線驅動信號Cs(n)的電位，所以輔助電容Ccs對液晶電容Clc與輔助電容Ccs的總 和的比例就成為了問題，但與之相反的，在本實施方式中，由于將輔助電容線驅動
17信號Cs(n)的電位作了變動后再固定來改變公共電位Vcom，因此，是液晶電容Clc 對液晶電容Clc與輔助電容Ccs的總和的比例成為問題。這樣，通過利用使液晶的 介電常數(shù)各向異性向與第一已有例相反的方向作用的上述結構，可以起到增大動態(tài) 范圍的效果。
另外，與反轉驅動公共電位的現(xiàn)有液晶顯示裝置相比，通過使各驅動電壓相同， 從而可以容易進行驅動器電路的電源設計，可以降低制造成本，還可以使應對液晶 施加的電壓的絕對值的最大值大于驅動器電路的驅動電壓的最大值。
<4.變形例>
上述實施方式中，對視頻信號線SL(1) SL(M)的施加電壓、對輔助電容線 CsL(l) CsL(N)的施加電壓、和對公共電位Vcom的施加電壓的各自的最小值為 0V，其最大值為4V，全部都是相同的，但它們也可以不同。但是，若這些施加電 壓全部或一部分相同，則由于可以減少輸出電壓的種類，因此可以容易進行電源的 設計，降低制造成本。另外，這些施加電壓的最小值也可以不是OV。但是，若是 0V，則可以減小功耗，還可以容易進行電源的設計。再者，這些施加電壓的最大 值也可以不是4V。但是，鑒于液晶施加電壓的絕對值的范圍為液晶閾值電壓至5V 左右之間較為合適，又考慮到制造工藝等的限制，施加電壓的最大值為4V左右為 宜。
在上述實施方式中，輔助電容線驅動信號Cs(n)在與掃描信號G(n)的下降的同 一(正確來說是緊接其之后的稍遲的)定時，向與公共電位Vcom的電位變化的同一 方向上升或下降，但并不一定限于該定時，若是向與掃描信號G(n)的下降時刻或 緊接其之后的公共電位Vcom的電位變化的同一方向變化，則也可以在掃描信號 G(n)的下降之后經(jīng)過預定期間后再上升或下降。但是，由于液晶施加電壓的有效值 固定地保持所希望的值的時間越長，顯示就越穩(wěn)定，所以輔助電容線驅動信號Cs(n) 在與掃描信號G(n)下降的同一或緊接其之后附近的定時上升或下降為宜。
在上述實施方式中，是輔助電容線CsL(l) CsL(N)的電位呈兩段變化的結構， 但也可以是三段或者其以上的變化的周知結構。例如，在這些電位呈三段變化的結 構中，可以對與掃描信號線和像素電極的寄生電容對應的掃描信號線的電位變化所 導致的像素電極電位的變化進行補償，還可以對液晶施加電壓的極性所導致的亮度 偏差進行補償。具體而言，考慮到掃描信號G(n)中的脈沖的下降(的電位變化)所引 起的像素形成部P(n，m)中的像素電極Epix的電位變化量、或與所希望的亮度對應 的正極性及負極性的各施加電壓，若適當?shù)卦O定該上述三段的電位，則可以消除掃描信號線的電位變化或液晶施加電壓的極性帶來的影響。
工業(yè)上的實用性
本發(fā)明是使用薄膜晶體管等開關元件的有源矩陣型的液晶顯示裝置，適用于驅 動輔助電容線的液晶顯示裝置。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，是有源矩陣型的液晶顯示裝置，其特征在于，包括驅動多根視頻信號線的視頻信號線驅動電路，該多根視頻信號線用于傳輸與從裝置外部提供的、用于顯示預定圖像的圖像信號對應的多個視頻信號；驅動多根掃描信號線的掃描信號線驅動電路，該多根掃描信號線與所述多根視頻信號線交叉；驅動多根輔助電容線的輔助電容線驅動電路，該多根輔助電容線沿所述多根掃描信號線而對應配置；沿所述多根視頻信號線和所述多根掃描信號線配置成矩陣狀的多個像素形成部；以及驅動公共電極的公共電極驅動電路，該公共電極對所述多個像素形成部提供公共電位，所述多個像素形成部分別包含像素電極，該像素電極是與所述多根視頻信號線中對應的視頻信號線連接的電極，在與對應的輔助電容線之間形成預定的輔助電容，在與所述公共電極之間存在液晶，所述掃描信號線驅動電路每次有選擇地驅動所述多根掃描信號線中的一根時，或隔開驅動一根以上的間隔時，所述公共電極驅動電路對所述公共電極交替地施加預定的第一電位及大于該第一電位的第二電位中的任一個電位，使得以所述公共電極為基準的所述像素電極的極性反轉，所述輔助電容線驅動電路在對應的掃描信號線被所述掃描信號線驅動電路選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第一時刻之后，施加預定的第三電位及大于該第三電位的第四電位中的任一個電位，使其與所述第一時刻或緊接所述第一時刻之后的所述公共電極的電位變化向同一方向變化，并且，在到所述對應的掃描信號線下一次被選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第二時刻或所述第二時刻之前的附近時刻為止的預定期間內，驅動所述多根輔助電容線，使得維持所施加的電位。
2. 如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，作為所述視頻信號最小值的第五電位、所述第一電位、和所述第三電位中的至 少兩個電位實質上一致。
3. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，作為所述視頻信號最小值的第五電位、所述第一電位、和所述第三電位中的至少兩個電位為ov或ov附近的值。
4. 如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，作為所述視頻信號最大值的第六電位、所述第二電位、和所述第四電位中的至 少兩個電位實質上一致。
5. 如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，作為所述視頻信號最大值的第六電位、所述第二電位、和所述第四電位中的至 少兩個電位為小于使所述液晶的光透射率在100%附近的施加電壓的最小值的絕對值的值。
6. 如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，作為所述視頻信號最大值的第六電位、所述第二電位、和所述第四電位中的至 少兩個電位為4V或4V附近的值。
7. —種液晶顯示裝置的驅動方法，該液晶顯示裝置包括用于傳輸與從裝置外 部提供的、用于顯示預定圖像的圖像信號對應的多個視頻信號的多根視頻信號線； 與所述多根視頻信號線交叉的多根掃描信號線；沿所述多根掃描信號線對應配置的 多根輔助電容線；提供公共電位的公共電極；以及沿所述多根視頻信號線和所述多 根掃描信號線配置成矩陣狀的、包含像素電極的多個像素形成部，該像素電極是與 所述多根視頻信號線中的對應視頻信號線連接的電極，在與對應的輔助電容線之間 形成預定的輔助電容，在與所述公共電極之間存在液晶，該液晶顯示裝置的驅動方 法的特征在于，包括驅動所述多根視頻信號線的視頻信號線驅動步驟； 驅動所述多根掃描信號線的掃描信號線驅動步驟； 驅動所述多根輔助電容線的輔助電容線驅動步驟；以及 驅動所述公共電極的公共電極驅動步驟，在所述公共電極驅動步驟中，每次在所述掃描信號線驅動步驟中有選擇地驅 動所述多根掃描信號線中的一根時，或隔開驅動一根以上的間隔時，對所述公 共電極交替地施加預定的第一電位及大于該第一電位的第二電位中的任一個 電位，使得以所述公共電極為基準的所述像素電極的極性反轉，在所述輔助電容線驅動步驟中，在對應的掃描信號線被在所述掃描信號線驅 動步驟中選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第一時刻之后，施加預定的第的第四電位中的任一個電位，使其與所述第一時刻或 緊接所述第一時刻之后的所述公共電極的電位變化向同一方向變化，并且，在 到所述對應的掃描信號線下一次被選擇并從選擇狀態(tài)轉移到非選擇狀態(tài)的第 二時刻或所述第二時刻之前的附近時刻為止的預定期間內，驅動所述多根輔助 電容線，使得維持所施加的電位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以將驅動電壓的范圍抑制得較小、又使液晶施加電壓的絕對值的最大值與最小值之差變大那樣進行驅動的、驅動輔助電容線的液晶顯示裝置，本液晶顯示裝置中，將輔助電容線驅動信號(Cs(n))、視頻信號(S(m))、以及公共電位(Vcom)的電壓范圍都抑制得較小，為0V～4V，又使公共電位(Vcom)每隔一個掃描期間反轉驅動，并且使輔助電容線驅動信號(Cs(n))的電位在掃描信號(G(n))下降時與公共電位Vcom同向上升，并維持到下一幀為止。利用該結構，由于可以使液晶施加電壓的絕對值的最大值為施加電壓的有效值即5V左右，還可以使其最小值為施加電壓的有效值即1.5V左右，因此可以增大兩者之差。
文檔編號G09G3/20GK101601081SQ20078005111
公開日2009年12月9日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權日2007年3月16日
發(fā)明者永田尚志 申請人:夏普株式會社