專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在如便攜式電話那樣的以電池為電源的便攜設(shè)備中使用的、能夠用1個液晶面板進(jìn)行彩色顯示和黑白顯示兩者的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在便攜式電話等以電池為電源的便攜設(shè)備中，也使用能夠進(jìn)行彩色顯示的液晶顯示裝置。
在這種設(shè)備中成為問題的是電池壽命，由于在使用濾色器的彩色液晶顯示裝置中由濾色器吸收約2/3的背光，因此無法解決難以實現(xiàn)用于延長電池壽命的低功耗化的問題。
因此，想出了場序彩色(以下簡記為“FSC”)方式的彩色液晶顯示裝置。
該技術(shù)如在專利文獻(xiàn)1中所述，以規(guī)定周期依次發(fā)出不同波長的多個光，與該光源的發(fā)光定時同步地對液晶施加驅(qū)動電壓，由此進(jìn)行彩色顯示。因此，優(yōu)點如下可以不使用濾色器；以及由于可以不按濾色器的每個顏色來分割像素，所以能夠?qū)崿F(xiàn)更精致化。因而，該FSC方式作為適用于便攜設(shè)備的彩色液晶顯示裝置的顯示方式而被所知。
圖15是表示該FSC驅(qū)動與具備濾色器的彩色液晶顯示面板的驅(qū)動(以下簡記為“NML驅(qū)動”)之間的不同的時序圖。圖中，K表示柵極線(柵極掃描電極)的線號。
在該圖15中，tL是1個場的周期，由2個場構(gòu)成1幀(顯示1個畫面)。
圖15的上部所示的“FSC驅(qū)動”是依次發(fā)出紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3基色光的類型的FSC驅(qū)動的例子，1個場周期tL被分割為3個子場，即被分割為紅子場tR、綠子場tG、藍(lán)子場tB。
并且如圖所示，該各子場由以下部分構(gòu)成向液晶顯示面板的液晶顯示部寫入顯示數(shù)據(jù)的寫入期間twr、等待該液晶顯示部進(jìn)行響應(yīng)的響應(yīng)待機(jī)期間twa、以及使背光的光源以該顏色發(fā)光的點亮期間tli。
在該FSC驅(qū)動中，在紅子場tR的寫入期間twr由柵極選擇信號選擇各柵極線而向液晶顯示部寫入紅色的顯示數(shù)據(jù)，等待液晶對該數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)的時間即響應(yīng)待機(jī)期間twa之后，在點亮期間tli使紅背光R以圖15下部的“背光/FSC”的“R”所示的ON的定時點亮。同樣地，在綠子場tG的寫入期間twr由柵極選擇信號選擇各柵極線，向液晶顯示部寫入綠色的顯示數(shù)據(jù)，等待液晶對該數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)的時間即響應(yīng)待機(jī)期間twa之后，在點亮期間tli使綠背光G以“背光/FSC”的“G”所示的ON定時點亮。而且，在藍(lán)子場tB的寫入期間twr由柵極選擇信號選擇各柵極線而向液晶顯示部寫入藍(lán)色的顯示數(shù)據(jù)，等待液晶對該數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)的時間即響應(yīng)待機(jī)期間twa之后，在點亮期間tli使藍(lán)背光BR以“背光/FSC”的“B”所示的ON定時點亮。
在具備濾色器的彩色液晶顯示面板的驅(qū)動即NML驅(qū)動中，黑白顯示時的驅(qū)動也相同，但是如圖15的中間部的“NML驅(qū)動”所示，在整個1場期間tL選擇各柵極線，在該期間如圖15下部的“背光/NML”所示使白色的背光點亮(設(shè)為ON)。另外，1個像素被分割為設(shè)置紅、綠、藍(lán)濾色器的3個部分，因此各像素的像素電容成為1/3。
在此，在FSC驅(qū)動中產(chǎn)生如下問題即使液晶的各像素的電容值是3倍大，也只對寫入分配短時間。
即，在使用濾色器的彩色液晶顯示裝置的情況下，通常將液晶顯示面板的1個像素分割為3個，分配3基色的濾色器，在分割為3個的各個像素上設(shè)置的有源元件中施加相同的柵極選擇信號，在1個場期間依次選擇柵極線組。
另一方面，在被FSC驅(qū)動的液晶顯示裝置的情況下，不分割液晶顯示面板的1個像素，1個場通常對應(yīng)于3基色而在時間上被分割為3個子場，而且在1個子場期間只有約1/3的期間用于顯示數(shù)據(jù)的寫入。
因而，柵極線組在1個子場期間被依次選擇，在1個場中依次選擇3次，因此液晶顯示裝置的驅(qū)動頻率成為NML驅(qū)動情況下的3倍，選擇液晶各行的時間大約為1/9。
其結(jié)果，由于像素電容是3倍、選擇時間是1/9，因此導(dǎo)致關(guān)于用來對液晶的像素電容進(jìn)行充電的每個單位時間的電流量，需要NML驅(qū)動的情況的27倍。
但是，便攜式電話等的低功耗化的必要性非常大，例如不允許在便攜式電話的接收以及發(fā)送的待機(jī)時間也進(jìn)行功耗大的彩色顯示。因此，提出了如下方式使用便攜式電話時進(jìn)行彩色顯示，例如在顯示時間的待機(jī)時間進(jìn)行黑白顯示，從而降低功耗。
目前提出了很多由1個液晶顯示裝置進(jìn)行彩色顯示和黑白顯示兩者的技術(shù)。其中之一是接收TV廣播的情況下的方式，通過檢測彩色同步信號來判斷是彩色廣播還是黑白廣播，在接收彩色廣播的情況下在需要彩色顯示的范圍內(nèi)、以及在接收黑白廣播的情況下在需要黑白顯示的范圍內(nèi)，分別改變對液晶顯示面板施加的電壓(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
該技術(shù)基于如下前提在TV圖像中通常在彩色顯示時屬于中間灰度區(qū)域以下的像素比例較少，在黑白顯示時屬于中間灰度區(qū)域以下的像素比例較多，其效果是省掉繁雜的亮度調(diào)整勞力和時間。
然而，在由如便攜式電話的便攜設(shè)備所處理的圖像數(shù)據(jù)中，不存在彩色同步信號。另外，當(dāng)黑白顯示時還有為了實現(xiàn)低功耗化而不需要進(jìn)行中間灰度的顯示的情況，因此認(rèn)為其圖像結(jié)構(gòu)以及效果都是與TV顯像機(jī)的情況完全不同領(lǐng)域的技術(shù)。另外，當(dāng)彩色顯示時最佳的液晶驅(qū)動電壓、與當(dāng)黑白顯示時最佳的液晶驅(qū)動電壓之差微小，因此即使能夠采用上述技術(shù)，當(dāng)從低功率化的方面考慮時幾乎沒有效果。
另外，還有如下方案在將電池作為電源的設(shè)備中檢測電池電壓，當(dāng)電池電壓高于基準(zhǔn)值時，將用于進(jìn)行彩色顯示的處理信號及其所需的電壓提供給液晶驅(qū)動器，當(dāng)電池電壓低于基準(zhǔn)值時，將用于限制黑白顯示的處理信號及其所需的電壓提供給液晶驅(qū)動器(例如參照專利文獻(xiàn)3)。
然而，在便攜式電話中除了待機(jī)時以外，不允許進(jìn)行黑白顯示。而且，在該專利文獻(xiàn)3中沒有闡述當(dāng)黑白顯示時減小功耗的具體方案。
作為用于在黑白顯示時減小功耗的方案，例如在專利文獻(xiàn)4中如下的方案在便攜信息設(shè)備中，使得當(dāng)接收待機(jī)時作為2灰度的單色顯示而進(jìn)行低功耗化、當(dāng)使用時切換驅(qū)動方法以進(jìn)行FSC驅(qū)動的彩色顯示。該方案當(dāng)黑白顯示時減小處理的顯示數(shù)據(jù)的位數(shù)，減小驅(qū)動頻率，從而降低功耗。
但是，僅通過減小該驅(qū)動頻率的方法，無法對應(yīng)便攜式電話中的待機(jī)時功耗要求即如2mW以下的小的值。
專利文獻(xiàn)1日本特開平5-19257號公報專利文獻(xiàn)2日本特開平11-122628號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2002-182604號公報專利文獻(xiàn)4專利國際公開WO01/091098號小冊子

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題這樣，關(guān)于可進(jìn)行彩色顯示的液晶顯示裝置中的功耗的降低，一直以來提出了各種方案，但在這些方案中，待機(jī)時的液晶顯示裝置的低功耗化還不夠。
本發(fā)明是在這種背景下作出的發(fā)明，其目的在于實現(xiàn)可進(jìn)行彩色顯示和黑白或單色顯示的兩者的液晶顯示裝置的更低功耗化。
用于解決問題的手段為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，通過依次選擇多個掃描線，對液晶施加電壓，由此在一個畫面上形成規(guī)定的圖像，其中，選擇上述掃描線的頻率具有快的頻率和比其慢的頻率至少兩個頻率，將當(dāng)上述慢的頻率時對液晶施加的電壓，設(shè)成小于當(dāng)上述快的頻率時對液晶施加的電壓。
并且，可選擇第1驅(qū)動和第2驅(qū)動雙方的驅(qū)動，將上述第1驅(qū)動設(shè)為上述快的頻率，將上述第2驅(qū)動設(shè)為上述慢的頻率，其中，上述第1驅(qū)動為通過與以規(guī)定的周期依次發(fā)出不同波長的多個光的光源的發(fā)光定時同步地對液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行彩色顯示；上述第2驅(qū)動為停止上述光源的發(fā)光或者只點亮一個波長的光源，以規(guī)定的周期對液晶施加驅(qū)動電壓而進(jìn)行顯示。
另外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，也可以具備液晶顯示面板，其由沒有設(shè)置濾色器的液晶顯示部、以及具有光源的背光單元構(gòu)成，該光源可發(fā)出不同波長的多個顏色的光；第1驅(qū)動電路，其使該液晶顯示面板的上述光源以規(guī)定的周期依次發(fā)出不同波長的多個顏色的光，與該發(fā)光定時同步地對上述液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行彩色顯示；第2驅(qū)動電路，其停止上述光源的發(fā)光或者只發(fā)出一個波長的光，以比上述規(guī)定的周期長的周期對上述液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行黑白顯示或者單色顯示；以及驅(qū)動選擇單元，其選擇上述第1驅(qū)動電路和上述第2驅(qū)動電路中的任意一個而使之進(jìn)行動作。
并且，相對于上述第1驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓，將上述第2驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓的絕對值設(shè)得小。
也可將上述第1驅(qū)動電路設(shè)為進(jìn)行場序彩色(FSC)驅(qū)動的電路。
也可以相對于上述第1驅(qū)動電路向液晶顯示部的各像素施加上述驅(qū)動電壓的施加時間，將上述第2驅(qū)動電路向液晶顯示部的各像素施加上述驅(qū)動電壓的施加時間設(shè)得長。
當(dāng)由上述第1驅(qū)動電路進(jìn)行FSC驅(qū)動時，將由上述液晶顯示面板顯示的1個場至少分割為上述光源的發(fā)光顏色數(shù)量的子場，在該各子場的每個中，對上述液晶顯示部的各像素依次施加與不同顏色的顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓；當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時，只在與上述子場中的1個子場相當(dāng)?shù)钠陂g，對上述液晶顯示部的各像素施加與顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，由此可使上述驅(qū)動電壓的施加周期或者該施加周期和施加時間變長。
另外，當(dāng)由上述第1驅(qū)動電路進(jìn)行FSC驅(qū)動時，將由上述液晶顯示面板顯示的1個場至少分割為上述光源的發(fā)光顏色數(shù)量的子場，進(jìn)一步將該各子場分別分割為對上述液晶顯示部寫入顯示數(shù)據(jù)的寫入期間、等待由上述液晶顯示部響應(yīng)的響應(yīng)待機(jī)期間、以及使上述光源發(fā)出與各子場對應(yīng)的顏色的光的點亮期間，對上述各子場的每個子場，在整個上述各寫入期間對上述液晶顯示部的各像素依次施加與不同顏色的顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓；當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時，只在與上述子場中的1個子場的上述寫入期間相當(dāng)?shù)钠陂g，對上述液晶顯示部的各像素施加與顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，由此可使上述驅(qū)動電壓的施加周期變長。
而且，當(dāng)由上述第1驅(qū)動電路進(jìn)行FSC驅(qū)動時，將由上述液晶顯示面板顯示的1個場分割為上述光源的發(fā)光顏色數(shù)量的子場，在該各子場的每個子場中，對上述液晶顯示部的各像素依次施加與不同顏色的顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓；當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時，跨越上述分割的多個子場期間，對上述液晶顯示部的各像素施加與顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，由此可使上述驅(qū)動電壓的施加周期以及時間變長。
在這些液晶顯示裝置中，當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時使產(chǎn)生上述驅(qū)動電壓的顯示數(shù)據(jù)，是與選擇的子場對應(yīng)的顏色或特定的顏色的最上位比特所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。
也可以將與該選擇的子場對應(yīng)的顏色或上述特定的顏色設(shè)為綠色。
也可以在上述第1驅(qū)動電路中設(shè)置3灰度以上的多灰度信號產(chǎn)生電路，當(dāng)進(jìn)行上述FSC驅(qū)動時，對上述液晶顯示部的各像素施加根據(jù)顯示數(shù)據(jù)由上述多灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓；在上述第2驅(qū)動電路中設(shè)置2灰度信號產(chǎn)生電路，當(dāng)由該第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時使上述多灰度信號產(chǎn)生電路停止，對上述液晶顯示部的各像素施加由上述2灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓。
與由上述多灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓的絕對值相比，將由上述2灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓的絕對值設(shè)為較小。
也可以設(shè)置彩色驅(qū)動電壓作成部和黑白驅(qū)動電壓作成部，將該彩色驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓提供給上述多灰度信號產(chǎn)生電路，將上述黑白驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓提供給上述2灰度信號產(chǎn)生電路，將上述黑白驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓設(shè)定成絕對值比上述彩色驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓的絕對值小。
相對于上述第1驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓的絕對值，可將上述第2驅(qū)動電路的上述驅(qū)動電壓的絕對值減小15％至70％。


圖1是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示本發(fā)明中使用的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)例的示意性的截面圖。
圖3是表示本發(fā)明中使用的液晶顯示面板的其他結(jié)構(gòu)例的示意性的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明中使用的液晶顯示面板的另外其他結(jié)構(gòu)例的示意性的截面圖。
圖5是圖4中的內(nèi)部反射膜的1個像素的放大俯視圖。
圖6是將圖2至圖4所示的液晶顯示部的一部分進(jìn)行放大表示的示意性的截面圖。
圖7是表示圖2至圖4所示的液晶顯示部中形成的柵極掃描電極組和信號電極組以及像素的等效電路的圖。
圖8是表示本發(fā)明第1實施例的液晶面板驅(qū)動動作的時序圖。
圖9是表示液晶元件的施加電壓和透過率的關(guān)系的特性線圖。
圖10是表示同樣使施加電壓不同的情況下的施加時間和透過率的關(guān)系的特性線圖。
圖11是表示產(chǎn)生與本發(fā)明實施例中的數(shù)據(jù)信號相應(yīng)的驅(qū)動電壓的電路結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖12是表示本發(fā)明第2實施例的液晶面板驅(qū)動動作的時序圖。
圖13是表示本發(fā)明第3實施例的液晶面板驅(qū)動動作的時序圖。
圖14是表示FSC驅(qū)動和NML驅(qū)動的液晶像素的響應(yīng)例的波形圖。
圖15是表示FSC驅(qū)動的彩色液晶顯示裝置和具備濾色器的彩色液晶顯示裝置的驅(qū)動的差別的時序圖。
附圖標(biāo)記說明1液晶顯示面板；2第1驅(qū)動電路(FSC驅(qū)動電路)；3第2驅(qū)動電路；4驅(qū)動選擇單元；10液晶顯示部；12偏振片；13顯示電極(像素電極)；14上側(cè)透明基板；15密封材料；16液晶層；17共用電極；18下側(cè)透明基板；20偏振片；21背光單元；22導(dǎo)光板；24光源；26半透射反射板；28反射層；30內(nèi)部反射層(兼共用電極)；32光透過部；42薄膜晶體管(TFT)；43像素區(qū)域；44電容器(存儲電容)；46電容器(像素電容)；48信號電極組；50柵極掃描電極組；70圖像存儲器；71升壓電路；72多灰度信號產(chǎn)生電路；73彩色驅(qū)動電壓作成部；742灰度信號產(chǎn)生電路；75黑白驅(qū)動電壓作成部；76開關(guān)單元；77灰度選擇電路組；tL1、tL2場；tR1、tG1、tB1、tR2、tG2、tB2子場；twr寫入期間；twa響應(yīng)待機(jī)期間；tli點亮期間；tG1、tG2綠色子場。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的實施方式。
圖1是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
該液晶顯示裝置由以下部分構(gòu)成液晶顯示面板1、用于驅(qū)動液晶顯示面板1的第1驅(qū)動電路2和第2驅(qū)動電路3、以及選擇其中任意一個并使之動作的驅(qū)動選擇單元4。
液晶顯示面板1由沒有設(shè)置濾色器的液晶顯示部、以及具有光源的背光單元構(gòu)成，該光源能夠發(fā)出不同波長的多個顏色的光。在后面敘述其具體的結(jié)構(gòu)例。
第1驅(qū)動電路2是如下電路使液晶顯示面板1的光源以規(guī)定的周期依次發(fā)出不同波長的多個顏色的光，與該發(fā)光定時同步地對液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，從而進(jìn)行彩色顯示。作為該第1驅(qū)動電路，只要使用進(jìn)行場序彩色(FSC)驅(qū)動的電路即可。
第2驅(qū)動電路是如下電路停止液晶顯示面板1的光源的發(fā)光或者只使一個波長的光源發(fā)光，以比上述規(guī)定的周期長的周期對液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行黑白顯示或者單色顯示。
并且，相對于第1驅(qū)動電路2的驅(qū)動電壓，將第2驅(qū)動電路3的驅(qū)動電壓的絕對值設(shè)得較小。在后面敘述其詳細(xì)情況。
例如當(dāng)搭載了該液晶顯示裝置的便攜式電話等電子設(shè)備處于使用狀態(tài)時，驅(qū)動選擇單元4使第1驅(qū)動電路2動作，將第2驅(qū)動電路3設(shè)為非動作，當(dāng)處于待機(jī)狀態(tài)時，使第2驅(qū)動電路3動作，將第1驅(qū)動電路2設(shè)為非動作。
此外，第1驅(qū)動電路2和第2驅(qū)動電路3也可以設(shè)置成完全分開的電路，但是并不限于此，也可以共同使用一部分、或?qū)⒌?驅(qū)動電路2的一部分作為第2驅(qū)動電路3使用。
下面參照圖2至圖7說明上述液晶顯示面板1的結(jié)構(gòu)。圖2是表示本發(fā)明中使用的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)例的示意性的截面圖。
在該圖2中，以規(guī)定的間隔通過密封材料15粘合分別由透明的玻璃或樹脂構(gòu)成的上側(cè)透明基板14和下側(cè)透明基板18，在該間隙中封入并夾著液晶層16，在上側(cè)透明基板14的上表面貼上偏振片12，在下側(cè)透明基板18的下表面貼上偏振片20，從而形成液晶顯示部10。
在該上側(cè)透明基板14的內(nèi)表面(液晶層16側(cè)的表面)上，在各像素區(qū)域的每個中形成有顯示電極(像素電極)13和圖2中未示出的薄膜晶體管(TFT)及柵極掃描電極組、信號電極組等。在后面敘述它們的詳細(xì)情況。在下側(cè)透明基板18的內(nèi)表面(液晶層16側(cè)的表面)上，在整個面上形成有共用電極17。顯示電極13和共用電極17都是氧化銦錫(ITO)等透明導(dǎo)電膜。
該各顯示電極13和共用電極17相對的部分，構(gòu)成了點陣狀的像素。此外，顯示電極13和共用電極17的表面上形成有用于使液晶層16的液晶分子向固定方向定向的定向膜，但是省略了它們的圖示。
液晶層16例如是扭曲向列(TN)液晶，在顯示電極13和共用電極17之間沒有施加電壓的狀態(tài)下具有旋光性，使透過該液晶層16的直線偏振光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°，在顯示電極13和共用電極17之間施加規(guī)定電壓的狀態(tài)中失去旋光性，從而使直線偏振光原樣透過。
偏振片12和偏振片20，都是透射偏振光方向與透過軸平行的直線偏振光、吸收偏振光方向與透過軸正交的直線偏振光的普通的吸收型偏振片，將其透過軸配置成相互正交或者平行。
因此，根據(jù)在顯示電極13和共用電極17之間施加的電壓的有無以及大小，各像素的透過率發(fā)生變化，作為光閘發(fā)揮功能。此外，液晶層16也可以使用超扭曲向列(STN)液晶、鐵電液晶等。
在該液晶顯示部10的下側(cè)透明基板18的下方設(shè)置有光源24和背光單元21，該光源24能夠依次重復(fù)發(fā)出不同波長的多個顏色的光、例如紅色、綠色、藍(lán)色的光；該背光單元21由使該光源24發(fā)出的光擴(kuò)散成面狀的導(dǎo)光板22和設(shè)置在該導(dǎo)光板22的下表面上的反射層28構(gòu)成。光源2 4由例如分別發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色的光的3個以上的發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成。
在該液晶顯示面板的液晶顯示部10中沒有設(shè)置濾色器。因此，不需要將各像素分割成配置3基色濾色器的區(qū)域。
這樣構(gòu)成的液晶顯示面板，當(dāng)進(jìn)行FSC驅(qū)動時從背光單元21依次發(fā)出3基色的光來照明液晶顯示部10，液晶顯示部10按照與各色對應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)，如上所述對各像素中的每個像素作為光閘發(fā)揮功能，進(jìn)行彩色顯示。
當(dāng)黑白顯示時停止背光單元21的光源24的發(fā)光，液晶顯示部10成為對各像素中的每個像素按照顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行了是使光透過的狀態(tài)或吸收光的狀態(tài)的2值驅(qū)動的光閘。并且，從上側(cè)透明基板14的上方的觀看側(cè)入射的光，透過液晶顯示部10的成為使光透過的狀態(tài)的像素部分，透過導(dǎo)光板22而到達(dá)反射層28，在此反射并在相同的路徑上返回，透過液晶顯示部10從而返回到上側(cè)透明基板14的上方的觀看側(cè)。在液晶顯示部10的成為吸收光的狀態(tài)的像素部分中，從觀看側(cè)入射的光由偏振片12和偏振片20吸收，因此不返回來。這樣，作為反射型黑白顯示裝置而發(fā)揮功能。
另外，如果使背光單元21的光源24只發(fā)出1色的光從而與上述情況相同地對液晶顯示部10的各像素進(jìn)行2值驅(qū)動，則作為透過型單色顯示裝置而發(fā)揮功能。
圖3是表示本發(fā)明中使用的液晶顯示面板的其他結(jié)構(gòu)例的示意性的截面圖，在與圖2相同的部分標(biāo)記相同的符號，省略它們的說明。
在該圖3所示的液晶顯示面板中，與圖2所示的液晶顯示面板不同的點在于，在液晶顯示部10的下側(cè)透明基板18和背光單元21的導(dǎo)光板22之間設(shè)置有半透射反射板26。
由此，當(dāng)進(jìn)行FSC驅(qū)動時，從背光單元21依次發(fā)出3基色的光，其中透過了半透射反射板26的光照明液晶顯示部10。當(dāng)黑白顯示時，從觀看側(cè)入射到液晶顯示部10并透過它，到達(dá)至半透射反射板26的光的一部分被反射從而返回到上側(cè)透明基板14的上方的觀看側(cè)。
在該液晶顯示面板中，也使背光單元21的光源24只發(fā)出1色的光，利用透過了半透射反射板26的單色光來照明液晶顯示部10，如果對各像素進(jìn)行2值驅(qū)動，則作為透過型單色顯示裝置而發(fā)揮功能。
圖4是表示本發(fā)明中使用的液晶顯示面板的另外其他結(jié)構(gòu)例的示意性的截面圖，在此與圖2相同部分標(biāo)記相同的符號，省略它們的說明。
在該圖4所示的液晶顯示面板中，與圖2所示的液晶顯示面板不同的點在于，在液晶顯示部10的下側(cè)透明基板18上設(shè)置有內(nèi)部反射層30。該內(nèi)部反射層30如圖5所示，在每個像素上挖通內(nèi)部反射層30的一部分而形成光透過部32。如果該內(nèi)部反射層30是鋁薄膜等導(dǎo)電性反射膜，則能夠兼作共用電極17。在該情況下，在光透過部32中形成透明導(dǎo)電膜即可。或者也可以在還包括該內(nèi)部反射層30的光透過部32的全部區(qū)域中由透明導(dǎo)電膜形成共用電極。
在該液晶顯示面板中，當(dāng)進(jìn)行FSC驅(qū)動時，從背光單元21依次發(fā)出3基色的光，該背光照明液晶顯示部10，將透過內(nèi)部反射層30的光透過部32的光射出到觀看側(cè)。
當(dāng)黑白顯示時，由內(nèi)部反射層部30反射從觀看側(cè)入射到液晶顯示部10的外光，并向觀看側(cè)返回，進(jìn)行黑白反射顯示。
該液晶顯示面板中，也使背光單元21的光源24只發(fā)出1色的光，由單色光照明液晶顯示部10，使透過內(nèi)部反射層30的光透過部32的單色光向觀看側(cè)射出，如果對各像素進(jìn)行2值驅(qū)動，則作為透過型單色顯示裝置而發(fā)揮功能。
此外，能夠在后述TFT的電極組形成時同時形成內(nèi)部反射層30，因此具有成本方面的效果。
本發(fā)明中使用的液晶顯示面板，如上所述能夠進(jìn)行FSC驅(qū)動顯示和黑白反射顯示以及透過型單色顯示。此外，能夠在本發(fā)明中使用的液晶顯示面板并不限于由圖2至圖5說明的類型，也可以不設(shè)置濾色器，而只要能夠進(jìn)行FSC驅(qū)動顯示和黑白反射顯示或單色顯示的兩者即可。
圖2至圖4所示的液晶顯示面板，是如后所述通過TFT依次切換像素進(jìn)行驅(qū)動的有源矩陣型TFT液晶顯示面板。但是并不限于此，也可以使用如下的單純矩陣型液晶顯示面板代替該顯示電極13和共用電極17，形成相互正交的透明的條狀掃描電極和信號電極，將該兩電極交差相對的部分設(shè)為像素。
在此，利用圖6說明在圖2至圖4所示的液晶顯示面板的液晶顯示部10中，對各像素的每個設(shè)置的顯示電極和薄膜晶體管(TFT)。圖6是放大表示液晶顯示部的一部分的示意性的截面圖。
如該圖6所示，在上側(cè)透明基板14的內(nèi)表面上，在各像素區(qū)域的每個中形成透明導(dǎo)電膜的顯示電極13，與其相鄰形成有TFT42。
另外，由顯示電極13和共用電極17夾著液晶層16而相對的區(qū)域構(gòu)成了像素，其中存在以液晶層16為電介質(zhì)的像素電容，將其以電容器46表示。
TFT42由在上側(cè)透明基板14上形成的柵極電極G和柵極絕緣膜GI、非晶硅a-Si、以及在其上形成的源極電極S和漏極電極D構(gòu)成，漏極電極D連接在顯示電極13上。
而且，在上側(cè)透明基板14和顯示電極13的一部分之間形成以柵極絕緣膜GI為電介質(zhì)的存儲電容，并使其與電容器46并聯(lián)連接，但這是公知技術(shù)，因此在此省略圖示。
此外，也可以將該顯示電極13和TFT42形成在下側(cè)透明基板18上，使共用電極17形成在上側(cè)透明基板14上。
下面，利用圖7說明在液晶顯示部的上側(cè)透明基板14上形成的柵極掃描電極組和信號電極組以及像素的等效電路。
在圖7中，在上側(cè)透明基板14上，將由柵極掃描電極(掃描線)501-50m構(gòu)成的柵極掃描電極組50、與由信號電極(信號線)481～48n構(gòu)成的信號電極組48形成為相互正交，而劃分出由虛線表示的各像素區(qū)域43的行列。
對該各像素區(qū)域43的每個設(shè)置上述TFT42，其漏極電極D連接在上述顯示電極13上，源極電極S連接在信號電極組48的1個上，柵極電極G連接在柵極掃描電極組50的1個上。并且，作為圖6所示的像素電容的電容器46、與作為上述存儲電容的電容器44等效地并列連接，成為各像素的信號保持電容，其一端連接在TFT42的漏極電極D上，另一端連接在共用電極17上而提供地電位。
TFT42的柵極電極G按行與柵極掃描電極組50中的1個連接，依次掃描即選擇各行的TFT42，被選擇的TFT42成為導(dǎo)通狀態(tài)，將連接在源極電極S上的信號電極組48中的1個顯示數(shù)據(jù)取入電容器44、46。根據(jù)取入到電容器44、46中的電壓來驅(qū)動各像素區(qū)域43的液晶層16。
一行的多個像素區(qū)域43的各個TFT42的柵極電極G，連接在柵極掃描電極組50中的相同的1個上，通過該各TFT42在各個電容器44、46中寫入顯示數(shù)據(jù)，通過電容器44、46保持該顯示數(shù)據(jù)(電壓)。這樣，當(dāng)向像素寫入數(shù)據(jù)時，本發(fā)明中使用的液晶顯示面板的液晶顯示部能夠?qū)⒃擄@示狀態(tài)保持至少固定時間。這樣，通過依次選擇多個掃描線，并對液晶施加電壓，由此能夠在一個畫面上形成規(guī)定的圖像。
在由圖1所示的第2驅(qū)動電路3進(jìn)行的驅(qū)動(稱作“NML驅(qū)動”)中，從選擇第一個柵極掃描電極到下一次選擇該第一個柵極掃描電極為止是1幀，在由第1驅(qū)動電路2進(jìn)行的驅(qū)動(稱作“FSC驅(qū)動”)中，將第1個柵極掃描電極選擇與在1個幀期間光源的發(fā)光顏色的數(shù)量相當(dāng)?shù)拇螖?shù)(在此是3次)。
雖然沒有圖示，既可以將構(gòu)成第1驅(qū)動電路2以及第2驅(qū)動電路3的驅(qū)動用IC，COG安裝在上側(cè)透明基板14上，也可以將安裝在薄膜上的驅(qū)動用IC連接在信號電極組48以及柵極掃描電極組50上。
下面說明上述本發(fā)明的液晶顯示裝置的液晶面板驅(qū)動動作。
實施例1圖8是表示本發(fā)明第1實施例的液晶面板驅(qū)動動作的時序圖。
在圖8中，tCO表示彩色顯示期間，tBL表示黑白顯示期間，tL1、tL2分別是1個場期間，將各個場分割為紅色用子場tR1、tR2、綠色用子場tG1、tG2、藍(lán)色用子場tB1、tB2，進(jìn)一步如圖所示將各子場分割為向各個液晶顯示部的各像素寫入顯示數(shù)據(jù)的寫入期間twr、等待液晶顯示部進(jìn)行響應(yīng)的響應(yīng)待機(jī)期間twa、以及使上述背光單元的光源發(fā)出該顏色(波長)的光的點亮期間tli。
在由第1驅(qū)動電路2進(jìn)行的FSC驅(qū)動中，在紅色用子場tR的寫入期間twr，柵極選擇信號選擇m個各柵極掃描電極，向液晶顯示部的各像素寫入紅色的顯示數(shù)據(jù)。圖8中的柵極選擇信號的K表示柵極掃描電極的線號。例如當(dāng)以K＝1表示的柵極選擇信號是H電平時，選擇圖7所示的最上方的柵極掃描電極501，當(dāng)以K＝m表示的柵極選擇信號是H電平時，選擇圖7所示的最下方的柵極掃描電極50m。
在該期間，提供給圖7所示的信號電極組48的顯示信號，按照各行的顯示數(shù)據(jù)，如圖8的“數(shù)據(jù)信號”所示成為根據(jù)灰度能夠取得0-V2之間電壓的電壓信號(相當(dāng)于上述“驅(qū)動電壓”)。液晶顯示部的液晶等待經(jīng)過了響應(yīng)該電壓信號的時間即響應(yīng)待機(jī)期間twa之后，在點亮期間tli使紅色的背光R以圖示的定時點亮。
同樣地，在綠色用子場tG的寫入期間twr，柵極選擇信號選擇m個各柵極掃描電極，向液晶顯示部的各像素寫入綠色的顯示數(shù)據(jù)。在該期間，提供給圖7所示的信號電極組48的顯示信號按照各行的顯示數(shù)據(jù)，如圖8的“數(shù)據(jù)信號”所示成為根據(jù)灰度能夠取得0-V2之間電壓的電壓信號。液晶顯示部的液晶等待經(jīng)過了響應(yīng)該電壓信號的時間即響應(yīng)待機(jī)期間twa之后，在點亮期間tli使綠色的背光G以圖示的定時點亮。
在藍(lán)色用子場tB中，在寫入期間twr，柵極選擇信號選擇m個各柵極掃描電極，向液晶顯示部的各像素寫入藍(lán)色的顯示數(shù)據(jù)。在該期間，提供給圖7所示的信號電極組48的顯示信號按照各行的顯示數(shù)據(jù)，如圖8的“數(shù)據(jù)信號”所示成為根據(jù)灰度能夠取得0-V2之間電壓的電壓信號。液晶顯示部的液晶等待經(jīng)過了響應(yīng)該電壓信號的時間即響應(yīng)待機(jī)期間twa之后，在點亮期間tli使藍(lán)色的背光B以圖示的定時點亮。
在此，為了時分割地重復(fù)紅、綠、藍(lán)的顯示而觀看到自然色彩，需要將1個場期間設(shè)為1/60秒以下。因而，需要將1個子場期間設(shè)為1/180秒以下，寫入期間twr作為子場期間的大約1/3而成為1/540秒以下，需要設(shè)為1.85mS以下。因而，在320點×240點的QVGA面板的情況下，柵極掃描電極線成為240根，因此1個柵極掃描電極的選擇時間成為約7.7μS以下，需要在該時間對各像素的圖6所示的電容器44、46進(jìn)行充電。
當(dāng)設(shè)備進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，顯示變成第2驅(qū)動電路3的黑白顯示狀態(tài)時，如圖8的黑白顯示期間tBL所示，背光“R、G、B”全部成為熄滅狀態(tài)，在該期間，如圖所示只在1個子場期間、且在該子場的整個期間，選擇液晶顯示部的柵極掃描電極組50。在圖8所示的例子中，在經(jīng)過綠色用子場tG2的寫入期間twr、響應(yīng)待機(jī)期間twa、點亮期間tli的整個期間，根據(jù)柵極選擇信號“K＝1”、“K-2”...“K＝m”分別選擇一次柵極掃描電極組50的各柵極掃描電極線。
其結(jié)果，選擇1個柵極掃描電極的時間，成為FSC驅(qū)動情況下的約3倍。在該期間，提供給圖7所示的信號電極組48的顯示信號按照各行的顯示數(shù)據(jù)，如圖1的“數(shù)據(jù)信號”所示成為取得0或V1電壓的2灰度的電壓信號。
在該實施例中，作為1個子場選擇了綠色用子場tG2。選擇綠色是因為在3基色中綠色的明暗最接近黑白的明暗。
此外，如果以選擇了綠色子場tG2的狀態(tài)點亮綠色的背光，則能夠設(shè)為綠色的單色顯示。例如也可以在待機(jī)狀態(tài)下需要背光時，手動點亮綠色的背光，能夠進(jìn)行單色顯示。
另外，當(dāng)FSC驅(qū)動時在各子場中的每個子場中對液晶顯示部的各像素寫入顯示數(shù)據(jù)(電壓)，施加新的電壓，與此相對，當(dāng)黑白驅(qū)動時對各子場中的每個子場施加新的電壓，由此電壓施加的周期變長為3倍。
在此，使用圖9說明施加到液晶顯示部的施加電壓V2、V1。
圖9是表示液晶元件的施加電壓和透過率的關(guān)系的特性線圖，是表示對液晶顯示部的液晶施加了充分長時間的電壓的情況下的特性的圖。
在圖9中，當(dāng)使施加到液晶的施加電壓變大時，透過率將上升，在施加電壓V1時透過率達(dá)到作為飽和值的Ts。在透過率達(dá)到Ts之后，即便使施加電壓上升，透過率Ts也不變化。因而，即使在施加了大于V1的電壓V2的情況下，透過率也是Ts。
圖10是表示對TN模式的液晶施加電壓的時間和透過率的關(guān)系的圖，示出了施加了通常驅(qū)動(NML驅(qū)動)時的施加電壓VNML、以及FSC驅(qū)動時的施加電壓VFSC時的特性。
在圖10中，為了得到透過率T1，在NML驅(qū)動中將電壓VNML施加到液晶上。用VNML表示的曲線是施加了電壓VNML時的特性。如該圖所示，為了施加VNML而使液晶的透過率達(dá)到T1，需要至少在圖示的時間tn的期間繼續(xù)施加電壓VNML。在FSC驅(qū)動中，對1個像素的電壓施加時間、即1個柵極掃描電極的選擇時間短到7.7μS以下，因此即使施加相同的電壓VNML，在有限的電壓施加時間也無法使液晶的透過率為T1。因此，施加高于電壓VNML的電壓VFSC將有效。
圖10中以VFSC表示的曲線是施加高于電壓VNML的電壓VFSC時的特性。如果將該高的電壓VFSC施加到液晶上，則能夠在圖示的to的短時間中使液晶的透過率為T1。但是，當(dāng)長時間對液晶施加該高的電壓VFSC時，例如在tn時間后液晶的透過率成為T2，在液晶顯示部不能顯示正確的灰度。
因此，還提出了可在專利文獻(xiàn)6中看到的如下技術(shù)例如只對最初幀施加該高的電壓，從下幀開始施加原來的灰度電壓。但是，在FSC驅(qū)動的情況下施加到液晶的電壓施加時間是短時間，從這方面來看，由于需要依次重寫為與光源的各發(fā)光顏色的顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的電壓，在各副幀內(nèi)完成液晶的響應(yīng)，因此最好恒定地繼續(xù)施加高的電壓。
作為該高的電壓VFSC定量地施加什么程度的電壓才可以，這由液晶顯示部的各像素的電容器電容值、驅(qū)動系統(tǒng)的阻抗、電壓的施加時間等參數(shù)決定即可，但是最好選擇如圖10所示的時間to成為上述7.7μS以下的電壓。
另外，在對使用了濾色器的液晶顯示面板進(jìn)行驅(qū)動的情況下，由于對液晶的電壓施加時間和電壓施加周期都足夠長，因此即使在彩色顯示時，也對液晶施加與圖10中的電壓VNML相當(dāng)?shù)碾妷?。因此，?dāng)黑白顯示時降低施加到液晶的施加電壓時，無法將液晶的透過率設(shè)為飽和狀態(tài)即設(shè)為圖9的Ts，產(chǎn)生顯示品質(zhì)上的問題。即，黑白驅(qū)動時沒有降低驅(qū)動電壓的余地。
但是，本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于當(dāng)彩色顯示時通過FSC驅(qū)動，利用比通常高的電壓VFSC來驅(qū)動液晶顯示部，因此當(dāng)黑白驅(qū)動時能夠降低驅(qū)動電壓。
在該實施例中，當(dāng)FSC驅(qū)動時將電壓VFSC設(shè)為8V，當(dāng)黑白驅(qū)動時將電壓VNML設(shè)為5V，相對于由第1驅(qū)動電路2進(jìn)行FSC驅(qū)動時的驅(qū)動電壓，將由第2驅(qū)動電路3進(jìn)行黑白驅(qū)動時的驅(qū)動電壓減小38％，大幅度減小黑白驅(qū)動時的功耗。值根據(jù)液晶顯示部的性能、液晶的驅(qū)動參數(shù)而不同，但是相對FSC驅(qū)動時的驅(qū)動電壓，黑白驅(qū)動時的驅(qū)動電壓能夠在15％至70％的范圍內(nèi)減小。
返回圖8，在該實施例中，當(dāng)彩色顯示時將最高電壓為V2的多灰度信號作為數(shù)據(jù)信號施加到液晶顯示部，當(dāng)黑白顯示時將0或比V2小的V1的2灰度的電壓信號施加到液晶顯示部，由此進(jìn)行低功率化。如上所述V1與V2相比是大幅度地減小15％至70％的電壓。該電壓V2和V1之間的關(guān)系在以下的實施例中也相同。
另外，當(dāng)黑白顯示時，由于將施加到液晶顯示部的電壓施加的周期設(shè)為3倍，因此還能夠減少液晶的充放電電流、液晶驅(qū)動電路的消耗電流等。
而且，根據(jù)該實施例，當(dāng)彩色顯示時和黑白顯示時都沒有改變作為顯示定時的基本的場的結(jié)構(gòu)，因此驅(qū)動系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)不會變得復(fù)雜，防止驅(qū)動電路系統(tǒng)的成本上升。
此外，在圖1所示的場的下一場中，反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)信號的電壓而設(shè)為負(fù)電壓-V1、-V2，因此以絕對值來規(guī)定電壓VFSC和電壓VNML的大小關(guān)系，相對于電壓VFSC，將電壓VNML設(shè)為絕對值減小15％至70％的電壓。
圖11是表示該實施例中的產(chǎn)生與數(shù)據(jù)信號相應(yīng)的驅(qū)動電壓的電路結(jié)構(gòu)例的框圖。
在該圖11中，當(dāng)FSC驅(qū)動時多灰度信號產(chǎn)生電路72產(chǎn)生3灰度以上的所需灰度數(shù)的多灰度電壓信號，通過開關(guān)單元76輸入到灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771～77n。另一方面，圖像存儲器70與各顏色的子場期間的寫入期間同步地將各顏色各行各像素的顯示數(shù)據(jù)分別發(fā)送到灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771～77n。在該圖11中，示出了由4比特構(gòu)成各像素的灰度信號的例子。
灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771～77n，分別按照從圖像存儲器70輸入的顯示數(shù)據(jù)，通過開關(guān)單元76選擇被輸入的多灰度電壓信號并作為數(shù)據(jù)信號(驅(qū)動電壓)輸出。
灰度選擇電路組77的灰度選擇電路771～77n只圖示了3個，但是對應(yīng)于液晶顯示部的圖7所示的信號電極組48的信號電極481～48n的個數(shù)n是n個。并且，將從灰度選擇電路771-77n分別輸出的數(shù)據(jù)信號(驅(qū)動電壓)，分別施加到相對應(yīng)連接的各信號電極481～48n上，進(jìn)行彩色顯示。
當(dāng)黑白顯示時或者單色顯示時，2灰度信號產(chǎn)生電路74產(chǎn)生2灰度電壓信號，通過開關(guān)單元76輸入到灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771～77n。另一方面，圖像存儲器70與各場的綠色用子場期間同步地只將綠色的顯示數(shù)據(jù)的最上位比特G3單獨地發(fā)送到灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771～77n。
灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771-77n，分別根據(jù)從圖像存儲器70輸入的1比特的“0”或“1”的顯示數(shù)據(jù)，通過開關(guān)單元76選擇輸入的2灰度電壓信號并作為數(shù)據(jù)信號(驅(qū)動電壓)輸出。將該各數(shù)據(jù)信號(驅(qū)動電壓)分別施加到信號電極組48的各信號電極481～48n上，進(jìn)行黑白顯示或者單色顯示。
升壓電路71分別具有彩色驅(qū)動電壓作成部73和黑白驅(qū)動電壓作成部75。彩色驅(qū)動電壓作成部73作成用于作出FSC驅(qū)動中使用的多灰度信號的電壓V2及其反極性電壓-V2，發(fā)送到多灰度信號產(chǎn)生電路72。黑白電壓作成部75作成用于作出黑白顯示或單色顯示中使用的2灰度信號的電壓V1及其反極性電壓-V1，發(fā)送到2灰度信號產(chǎn)生電路74。
在此，相對于彩色驅(qū)動電壓作成部73的輸出即電壓V2的絕對值，將黑白驅(qū)動電壓作成部75的輸出即電壓V1的絕對值設(shè)定得小，將作為黑白顯示時的待機(jī)時的功耗抑制得低。
此外，作成正負(fù)電壓V2和-V2、以及正負(fù)電壓V1、-V1是因為如下在構(gòu)成1幀的2個場的一方和另一方，反轉(zhuǎn)施加到信號電極組48上的數(shù)據(jù)信號(驅(qū)動電壓)的極性，使得在液晶顯示部的各像素的電容器中不存儲直流電壓。
開關(guān)單元76對指示進(jìn)行彩色顯示還是黑白(或者單色)顯示的彩色/黑白切換信號Sc進(jìn)行響應(yīng)，選擇從多灰度信號產(chǎn)生電路72輸入的多灰度電壓信號、以及從2灰度信號產(chǎn)生電路74輸入的2灰度信號中的任意一個，共同輸出到灰度選擇電路組77的灰度選擇電路771～77n。
另外，根據(jù)彩色/黑白切換信號Sc，與開關(guān)單元7 6的切換同時地，還切換圖像存儲器70、升壓電路71、多灰度信號產(chǎn)生電路72以及2灰度信號產(chǎn)生電路74的動作。
即，在彩色/黑白切換信號Sc例如是“1”而進(jìn)行彩色顯示的情況下，將開關(guān)單元76切換為使其輸出多灰度電壓信號，同時如上所述圖像存儲器70與各顏色的子場期間的寫入期間同步地進(jìn)行動作，使得將各顏色各行各像素的顯示數(shù)據(jù)單獨發(fā)送到灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771～77n，升壓電路71只使彩色驅(qū)動電壓作成部73動作。另外，在多灰度信號產(chǎn)生電路72和2灰度信號產(chǎn)生電路74中，只有多灰度信號產(chǎn)生電路72進(jìn)行動作。
另一方面，在彩色/黑白切換信號Sc例如是“0”、進(jìn)行黑白或者單色顯示的情況下，將開關(guān)單元76切換為使其輸出2灰度電壓信號，同時如上所述圖像存儲器70與各場的綠色用子場期間同步地進(jìn)行動作，使得只將綠色的顯示數(shù)據(jù)的最上位比特G3單獨地發(fā)送到灰度選擇電路組77的各灰度選擇電路771～77n，升壓電路71只使黑白驅(qū)動電壓作成部75進(jìn)行動作。另外，在多灰度信號產(chǎn)生電路72和2灰度信號產(chǎn)生電路74中，只有2灰度信號產(chǎn)生電路74進(jìn)行動作。
根據(jù)搭載了該液晶顯示裝置的電子設(shè)備的狀態(tài)而自動地產(chǎn)生該彩色/黑白切換信號Sc，或者通過手動操作而產(chǎn)生該彩色/黑白切換信號Sc。
以往，在彩色顯示和黑白顯示中使用的電壓相同，因此不能改變驅(qū)動電壓，但是在本實施例中，通過分開設(shè)置彩色驅(qū)動電壓作成部73和黑白驅(qū)動電壓作成部75，能夠?qū)⒑诎罪@示時或者單色顯示時的驅(qū)動電壓設(shè)成小于彩色顯示時的驅(qū)動電壓。
另外，多灰度信號產(chǎn)生電路72以及聲壓電路71功耗大，因此響應(yīng)彩色/黑白切換信號Sc，當(dāng)彩色顯示時使黑白驅(qū)動電壓作成部75和2灰度信號產(chǎn)生電路74的動作停止，當(dāng)黑白顯示時或者單色顯示時使彩色驅(qū)動電壓作成部73和多灰度信號產(chǎn)生電路72的動作停止，由此能夠降低功耗。
這樣，由于多灰度信號產(chǎn)生電路72和2灰度信號產(chǎn)生電路74的任意一個始終停止電源的供給，因此也可以由接線OR電路構(gòu)成開關(guān)單元76。
實施例2圖12是表示本發(fā)明第2實施例的液晶面板驅(qū)動動作的時序圖。
該第2實施例與第1實施例的時序圖不同之處在于，黑白顯示時的柵極選擇信號。
黑白顯示時或者單色顯示時，在第1實施例中在1個子場期間選擇柵極掃描電極組50，與此相對，在該第2實施例中跨越如圖所示分割的子場期間tR2、tG2、tB2，在1個場期間tL2的整個期間進(jìn)行選擇。在該實施例中，作為黑白顯示時的“數(shù)據(jù)信號”，提供了與綠色的顯示數(shù)據(jù)的最上位比特對應(yīng)的2灰度信號。即，根據(jù)柵極選擇信號“K＝1”、“K＝2”、...、“K＝m”，將柵極掃描電極組50的各柵極掃描電極分別選擇1次。其結(jié)果，在選擇了1個柵極掃描電極的時間、即向液晶施加電壓的時間成為FSC驅(qū)動的情況下的約9倍。
另外，當(dāng)由第1驅(qū)動電路2進(jìn)行FSC驅(qū)動時，在各子場的每個中向液晶的各像素寫入數(shù)據(jù)信號，施加新的電壓，與此相對，當(dāng)由第2驅(qū)動電路3進(jìn)行黑白驅(qū)動時，在各場的每個中施加新的電壓，施加電壓的周期與第1實施例同樣地變長為3倍。
這樣，黑白顯示時向液晶施加電壓的時間成為FSC驅(qū)動時的9倍，施加電壓的周期變長為3倍，因此黑白顯示時的“數(shù)據(jù)信號”的電壓V1與第1實施例的情況相比，能夠使其絕對值進(jìn)一步變小，對低功耗化中有顯著的效果。
實施例3圖13是表示本發(fā)明第3實施例的液晶面板驅(qū)動動作的時序圖。
該第3實施例與第1實施例的時序圖不同之處在于黑白顯示時的柵極選擇信號。
當(dāng)黑白顯示時或者單色顯示時，在第1實施例中只在1個子場期間、且在該子場的整個部期間選擇柵極掃描電極組50，與此相對，在該第3實施例中如圖所示，只在1個子場期間的寫入期間選擇柵極掃描電極組50。作為1個子場，選擇綠色用子場tG2。
即，根據(jù)柵極選擇信號“K＝1”、“K＝2”、...、“K＝m”，在綠色用子場tG2的寫入期間twr，將柵極掃描電極組50的各柵極掃描電極分別選擇1次。
其結(jié)果，選擇了1個柵極掃描電極的時間、即向液晶施加電壓的時間與FSC驅(qū)動的情況相同，但是施加電壓的周期與第1實施例相同地變長為3倍。
這樣，如果向液晶施加電壓的時間相同但施加電壓的周期變長，則也能夠減小施加到液晶的施加電壓。其理由使用圖14進(jìn)行說明。
圖14是表示FSC驅(qū)動和NML驅(qū)動的液晶像素的響應(yīng)的圖。在該圖14中，橫軸表示時間，縱軸表示液晶的透過率，示出了紅(R)和藍(lán)(B)的顯示數(shù)據(jù)是液晶的透過率最高的灰度、綠(G)的顯示數(shù)據(jù)是液晶透過率最低的灰度的情況的例子。在FSC驅(qū)動中表示為“VNML”的是施加了與NML驅(qū)動的情況相同電壓的情況的液晶響應(yīng)特性，在FSC驅(qū)動中表示為“VFSC”的是施加了比其高的FSC驅(qū)動用電壓的情況的液晶的響應(yīng)特性。
NML驅(qū)動中的R表示紅色像素的響應(yīng)特性，G表示綠色像素的響應(yīng)特性，B表示藍(lán)色像素的響應(yīng)特性，各響應(yīng)特性都描繪了液晶顯示部最初選擇的行的像素的特性。
在FSC驅(qū)動的情況下，由于對相同像素按時間順序施加R、G、B的各數(shù)據(jù)，因此除了特殊情況，例如即使是靜止圖像，施加到液晶的施加電壓也在每個子場中按照各顏色的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行變化。另一方面，在NML驅(qū)動中只要圖像不變化、施加到各像素的施加電壓也不變化，因此施加到液晶的施加電壓逐場發(fā)生變化、即隨逐場驅(qū)動電壓的極性反轉(zhuǎn)而變化。
因此，當(dāng)黑白顯示時，如果不在1個子場而是在作為其3倍時間的1個場中將液晶的透過率設(shè)為期望的值，則不引起顯示品質(zhì)上的問題。
而且，在FSC驅(qū)動的情況下，由于選擇液晶顯示面板各行的時間短，因此僅施加與NML驅(qū)動的情況相同的電壓，如圖14的“VNML”所示，在1個子場內(nèi)大多無法達(dá)到期望的透過率T1。
在NML驅(qū)動中，選擇各行的時間長、且像素電容小，而且在每個子場中顯示數(shù)據(jù)不變化，因此如圖14的“R”、“B”所示，能夠在1個場的時間tL內(nèi)達(dá)到期望的透過率T1。
因此，在FSC驅(qū)動的情況下，施加比用于顯示原來灰度的電壓更高的電壓，如圖14的“VNML”所示，加快液晶的響應(yīng)速度。
因而，當(dāng)進(jìn)行NML驅(qū)動的黑白顯示時，能夠以絕對值比FSC驅(qū)動時的驅(qū)動電壓V2小的電壓V1進(jìn)行液晶驅(qū)動。
當(dāng)黑白顯示時，如上所述向液晶施加電壓的周期變長到3倍，因此黑白顯示時的“數(shù)據(jù)信號”的電壓V1雖沒有達(dá)到第1實施例、第2實施例的程度，但是能夠使其與FSC驅(qū)動的情況相比大幅度減小，對低功耗化中有充分的效果。
另外，該第3實施例能夠以將綠色的顯示數(shù)據(jù)切換成2灰度信號，停止紅色和藍(lán)色的子場tR2、tB2中的數(shù)據(jù)寫入，熄滅背光的程度來實現(xiàn)黑白顯示，因此能夠極為單純地構(gòu)成控制系統(tǒng)電子電路，對電子電路的廉價化有極大的效果。
此外，如果點亮綠色或者其他顏色的背光，則能夠進(jìn)行該單色和黑色的單色顯示。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置能夠進(jìn)行彩色顯示和黑白或單色顯示的兩者，并且能夠?qū)崿F(xiàn)功耗的大幅度減低，因此以便攜式電話為代表，能夠作為在便攜信息終端、便攜型液晶電視機(jī)、便攜型個人計算機(jī)、其他各種便攜用電子設(shè)備等中搭載的顯示裝置而廣泛地利用。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，通過依次選擇多個掃描線，對液晶施加電壓，由此在一個畫面上形成規(guī)定的圖像，其特征在于，選擇上述掃描線的頻率具有快的頻率和比其慢的頻率至少兩個頻率，將上述慢的頻率時對上述液晶施加的電壓，設(shè)成小于當(dāng)上述快的頻率時對上述液晶施加的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，可選擇第1驅(qū)動和第2驅(qū)動雙方的驅(qū)動，將上述第1驅(qū)動設(shè)為上述快的頻率，將上述第2驅(qū)動設(shè)為上述慢的頻率，其中，上述第1驅(qū)動為通過與以規(guī)定的周期依次發(fā)出不同波長的多個光的光源的發(fā)光定時同步地對液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行彩色顯示；上述第2驅(qū)動為停止上述光源的發(fā)光或者只點亮一個波長的光源，以規(guī)定的周期對液晶施加驅(qū)動電壓而進(jìn)行顯示。
3.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備液晶顯示面板，其由沒有設(shè)置濾色器的液晶顯示部、以及具有光源的背光單元構(gòu)成，該光源可發(fā)出不同波長的多個顏色的光；第1驅(qū)動電路，其使該液晶顯示面板的上述光源以規(guī)定的周期依次發(fā)出不同波長的多個顏色的光，與該發(fā)光定時同步地對上述液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行彩色顯示；第2驅(qū)動電路，其停止上述光源的發(fā)光或者只發(fā)出一個波長的光，以比上述規(guī)定的周期長的周期對上述液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行黑白顯示或者單色顯示；以及驅(qū)動選擇單元，其選擇上述第1驅(qū)動電路和上述第2驅(qū)動電路中的任意一個而使之進(jìn)行動作，相對于上述第1驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓，將上述第2驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓的絕對值設(shè)得小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述第1驅(qū)動電路是進(jìn)行場序彩色驅(qū)動的電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，相對于上述第1驅(qū)動電路向上述液晶顯示部的各像素施加上述驅(qū)動電壓的施加時間，將上述第2驅(qū)動電路向上述液晶顯示部的各像素施加上述驅(qū)動電壓的施加時間設(shè)得長。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，當(dāng)由上述第1驅(qū)動電路進(jìn)行場序彩色驅(qū)動時，將由上述液晶顯示面板顯示的1個場至少分割為上述光源的發(fā)光顏色數(shù)量的子場，在該各子場的每個中，對上述液晶顯示部的各像素依次施加與不同顏色的顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時，只在與上述子場中的1個子場相當(dāng)?shù)钠陂g，對上述液晶顯示部的各像素施加與顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，由此使上述驅(qū)動電壓的施加周期或者該施加周期和施加時間變長。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，當(dāng)由上述第1驅(qū)動電路進(jìn)行場序彩色驅(qū)動時，將由上述液晶顯示面板顯示的1個場至少分割為上述光源的發(fā)光顏色數(shù)量的子場，進(jìn)一步將該各子場分別分割為對上述液晶顯示部寫入顯示數(shù)據(jù)的寫入期間、等待由上述液晶顯示部響應(yīng)的響應(yīng)待機(jī)期間、以及使上述光源發(fā)出與各子場對應(yīng)的顏色的光的點亮期間，對上述各子場的每個子場，在整個上述各寫入期間對上述液晶顯示部的各像素依次施加與不同顏色的顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時，只在與上述子場中的1個子場的上述寫入期間相當(dāng)?shù)钠陂g，對上述液晶顯示部的各像素施加與顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，由此使上述驅(qū)動電壓的施加周期變長。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，當(dāng)由上述第1驅(qū)動電路進(jìn)行場序彩色驅(qū)動時，將由上述液晶顯示面板顯示的1個場分割為上述光源的發(fā)光顏色數(shù)量的子場，在該各子場的每個子場中，對上述液晶顯示部的各像素依次施加與不同顏色的顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時，跨越上述分割的多個子場期間，對上述液晶顯示部的各像素施加與顯示數(shù)據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動電壓，由此使上述驅(qū)動電壓的施加周期以及時間變長。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，當(dāng)由上述第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時使產(chǎn)生上述驅(qū)動電壓的顯示數(shù)據(jù)，是與選擇的子場對應(yīng)的顏色或特定的顏色的最上位比特所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于，與上述選擇的子場對應(yīng)的顏色或上述特定的顏色是綠色。
11.根據(jù)權(quán)利要求4至10任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述第1驅(qū)動電路中設(shè)置3灰度以上的多灰度信號產(chǎn)生電路，當(dāng)進(jìn)行上述場序彩色驅(qū)動時，對上述液晶顯示部的各像素施加根據(jù)顯示數(shù)據(jù)由上述多灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓，在上述第2驅(qū)動電路中設(shè)置2灰度信號產(chǎn)生電路，當(dāng)由該第2驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動時使上述多灰度信號產(chǎn)生電路停止，對上述液晶顯示部的各像素施加由上述2灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求4至11任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，與由上述多灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的上述驅(qū)動電壓相比，由上述2灰度信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的上述驅(qū)動電壓的電壓絕對值較小。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，設(shè)置彩色驅(qū)動電壓作成部和黑白驅(qū)動電壓作成部，將該彩色驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓提供給上述多灰度信號產(chǎn)生電路，將上述黑白驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓提供給上述2灰度信號產(chǎn)生電路，將上述黑白驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓設(shè)定成絕對值比上述彩色驅(qū)動電壓作成部的輸出電壓的絕對值小。
14.根據(jù)權(quán)利要求3至13任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，相對于上述第1驅(qū)動電路的上述驅(qū)動電壓的絕對值，將上述第2驅(qū)動電路的上述驅(qū)動電壓的絕對值減小15％至70％。
全文摘要
設(shè)置有液晶顯示面板(1)，其由沒有設(shè)置濾色器的液晶顯示部、以及具有光源的背光單元構(gòu)成，該光源可發(fā)出多個顏色的光；第1驅(qū)動電路(2)，其使光源以規(guī)定周期依次發(fā)出多個顏色的光，與該發(fā)光定時同步地對液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行彩色顯示；第2驅(qū)動電路(3)，其停止上述光源的發(fā)光或者只發(fā)出一個波長的光，以比上述規(guī)定周期長的周期對液晶顯示部的各像素的液晶施加驅(qū)動電壓，進(jìn)行黑白顯示或者單色顯示；以及驅(qū)動選擇單元(4)，其選擇該第1驅(qū)動電路(2)和上述第2驅(qū)動電路(3)的任一個，使之進(jìn)行動作，相對于上述第1驅(qū)動電路(2)的驅(qū)動電壓，將上述第2驅(qū)動電路(3)的驅(qū)動電壓的絕對值設(shè)得小。
文檔編號G02F1/133GK101019168SQ20058003101
公開日2007年8月15日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者秋山貴 申請人:西鐵城時計株式會社