ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ
LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
[0001]
Изобретение относится к жидкокристаллическому устройству отображения, а более конкретно к жидкокристаллическому устройству отображения с мультипикселной структурой, которое демонстрирует характеристику широкого угла обзора.
Уровень техники
[0002]
Жидкокристаллическое устройство отображения с режимом MVA (вертикального выравнивания с многодоменной структурой) имеет характеристику более широкого угла обзора, чем жидкокристаллическое устройство отображения с TN-режимом, и, следовательно, в настоящее время активно используется в различных жидкокристаллических устройствах отображения, включающих в себя телевизионные мониторы (см. патентные документы № 1 и 2).
[0003]
В жидкокристаллическом устройстве отображения с MVA-режимом, структура управления доменами (которая также называется "структурой управления выравниванием") предоставляется для каждой из двух подложек, которые обращены друг к другу, с жидкокристаллическим слоем с вертикальным выравниванием, размещенным между ними так, что она обращена к жидкокристаллическому слою, тем самым формируя многочисленные жидкокристаллические домены, в которых директоры имеют множество разных направлений выравнивания (т.е. направлений наклона). В качестве такой структуры управления доменами используется либо отверстие (например, щель), которое прорезано сквозь электрод, либо диэлектрический выступ (например, ребро), который сформирован на электроде так, что он обращен к жидкокристаллическому слою.
[0004]
Типично структуры управления доменами, которые идут прямо в двух направлениях, которые пересекаются друг с другом под прямым углом, размещены на каждой из двух подложек. Так же структуры управления доменами, предусмотренные для одной и другой из двух подложек, размещены так, что они идут попеременно и параллельно друг другу, если смотреть перпендикулярно подложкам. Как результат, когда напряжение приложено к жидкокристаллическому слою произвольного пиксела, четыре домена, в которых молекулы жидких кристаллов наклонены в четырех различных направлениях (которые иногда упоминаются в данном документе как "направления директора жидкокристаллических доменов"), формируются между этими линейными средствами управления доменами так, что направление наклона молекул жидких кристаллов в любом из этих четырех доменов задает угол 90 градусов относительно направления наклона молекул жидких кристаллов в смежном домене. В типичной компоновке формируются четыре жидкокристаллических домена, при этом директоры жидкокристаллических доменов задают азимутальный угол 45 градусов относительно осей поляризации (т.е. осей пропускания) двух поляризаторов, которые размещены как скрещенные призмы Николя. Если азимутальный угол в ноль градусов предположительно задается посредством направления оси поляризации одного из двух поляризаторов (например, горизонтального направления на экране отображения), и если направление против часовой стрелки предположительно является положительным направлением, то директоры в этих четырех жидкокристаллических доменах должны иметь азимутальные углы в 45, 135, 225 и 315 градусов, соответственно.
[0005]
В этом описании "пиксел" означает наименьшую единицу отображения, которое должно осуществляться посредством жидкокристаллического устройства отображения. В случае цветного устройства отображения "пиксел" означает наименьшую единицу для представления каждого из основных цветов и иногда называется "точкой". В типичном цветном устройстве отображения, один цветной отображаемый пиксел сформирован посредством трех пикселов, которые представляют красный, зеленый и синий цвета,  являющихся тремя основными цветами света. Так же, посредством управления яркостями этих пикселов, цветное устройство отображения осуществляет операцию отображения в цвете.
[0006]
Таким образом, чтобы уменьшить зависимость от угла обзора γ-характеристики жидкокристаллического устройства отображения с MVA-режимом, заявитель настоящей заявки недавно раскрыл (в патентном документе номер 3) жидкокристаллическое устройство отображения, которое может уменьшить зависимость от угла обзора γ-характеристики посредством деления одного пиксела на несколько субпикселов с взаимно разными значениями яркости, и способ для возбуждения такого устройства. В частности, такое устройство может уменьшать зависимость от угла обзора γ-характеристики, которая проявляет себя в качестве такого явления, что яркости дисплея в низких шкалах полутонов становятся выше предварительно определенной яркости (т.е. изображение на экране выглядит, в общем, беловатым) при операции отображения в режиме отображения обычно черного изображения. Такой режим отображения или возбуждения иногда упоминается в данном документе как "полутоновое отображение по областям", "полутоновое возбуждение по областям", "мультипикселное отображение" или "мультипикселное возбуждение".
[0007]
Все раскрытия патентных документов № 1-3 включены в данный документ путем ссылки.
Список библиографических ссылок
Патентная литература
[0008]
Патентный документ номер 1. Японская выложенная патентная публикация № 11-242225 (соответствует патенту США № 6724452).
Патентный документ номер 2. Японская выложенная патентная публикация № 2000-155317 (соответствует патенту США № 6879364).
Патентный документ номер 3. Японская выложенная патентная публикация № 2004-62146 (соответствует патенту США № 6958791).
Сущность изобретения
Техническая задача
[0009]
Тем не менее, авторы настоящего изобретения обнаружили путем экспериментов, что когда выполняется мультипикселное возбуждение, раскрытое в патентном документе номер 3, параллельные линии, которые отображаются в направлении строк, выглядят размытыми. Это представляет проблему.
[0010]
Согласно способу мультипикселного возбуждения, раскрытому в патентном документе номер 3, посредством приложения взаимно разных противодействующих напряжений накопительных конденсаторов (которые иногда упоминаются в данном документе как "напряжения CS-сигналов") к двум электрически независимым накопительным конденсаторам, которые предоставляются для двух субпикселов, взаимно разные действующие напряжения могут прикладываться к соответствующим жидкокристаллическим слоям двух субпикселов, как описано ниже со ссылкой на фиг. 6-9. В частности, после того, как предварительно определенное напряжение сигнала отображения приложено к двум субпикселным электродам, их TFT выключаются, тем самым электрически отсоединяя субпикселные электроды от линии шины истока. После этого противодействующие напряжения накопительных конденсаторов изменяются в двух различных порядках (с точки зрения значения, направления и знака изменения) относительно двух субпикселов, тем самым задавая действующие напряжения, приложенные к соответствующим жидкокристаллическим слоям двух субпикселов, отличающимися друг от друга.
[0011]
Согласно этому способу мультипикселного возбуждения комбинация полярности напряжения сигнала отображения и направления изменения противодействующего напряжения накопительного конденсатора определяет то, какое из двух действующих напряжений, приложенных к соответствующим жидкокристаллическим слоям двух субпикселов, становится выше другого. Именно поэтому, если операция возбуждения с инверсией одной точки выполняется, чтобы не допускать мерцания, то яркие субпикселы будут размещаться в зигзагообразном порядке в направлении строк в соответствии с компоновкой полярностей напряжений сигналов отображения, приложенных к соответствующим жидкокристаллическим слоям пикселов. Как результат, когда отображаются линии, которые идут параллельно в направлении строк, эти линии выглядят размытыми.
[0012]
Чтобы преодолеть такую проблему, осуществлено настоящее изобретение, и одна из ее целей состоит в том, чтобы предоставить жидкокристаллическое устройство отображения с мультипикселной структурой, которое может отображать такие линии, идущие параллельно в направлении строк, надлежащим образом даже при возбуждении посредством способа возбуждения с инверсией одной точки.
Решение задачи
[0013]
Жидкокристаллическое устройство отображения согласно настоящему изобретению включает в себя: множество пикселов, которые размещены в столбцах и строках для образования матричного рисунка, причем каждый из множества пикселов включает в себя первый и второй субпикселы, при этом первый субпиксел демонстрирует более высокую яркость, чем второй субпиксел, по меньшей мере, в конкретной шкале полутонов; множество линий шины истока, каждая из которых ассоциирована с одним из столбцов пикселов; множество линий шины затвора, каждая из которых ассоциирована с одной из строк пикселов; множество TFT (тонкопленочных транзисторов), каждый из которых ассоциирован с одним из первого и второго субпикселов, которые имеет каждый упомянутый пиксел; и множество первых линий CS-шины, каждая из которых ассоциирована с первым субпикселом одного из пикселов. Первый субпиксел включает в себя: жидкокристаллический конденсатор, который сформирован посредством электрода первого субпиксела, жидкокристаллического слоя и противоэлектрода, который обращен к электроду первого субпиксела через жидкокристаллический слой; и первый накопительный конденсатор, который сформирован посредством электрода первого накопительного конденсатора, который электрически подключен к электроду первого субпиксела, изолирующего слоя и противоэлектрода первого накопительного конденсатора, который обращен к электроду первого накопительного конденсатора через изолирующий слой. Второй субпиксел включает в себя жидкокристаллический конденсатор, который сформирован посредством электрода второго субпиксела и противоэлектрода, который обращен к электроду второго субпиксела через жидкокристаллический слой. Первое напряжение CS-сигнала, которое приложено к противоэлектроду первого накопительного конденсатора через ассоциированную с ним первую линию CS-шины, является колебательным напряжением, один период которого меньше одного периода вертикального сканирования, и имеет, по меньшей мере, три потенциала, включающие в себя первый и второй потенциалы, которые задают максимальную амплитуду, и третий потенциал между первым и вторым потенциалами. Когда напряжение сигнала затвора, которое подается в линию шины затвора, ассоциированную с произвольной строкой пикселов, и которое, являясь высоким, становится низким, первое напряжение CS-сигнала, поданное в ассоциированную с ним первую линию CS-шины, имеет третий потенциал.
[0014]
В одном варианте осуществления третий потенциал является средним первого и второго потенциалов.
[0015]
В одном варианте осуществления жидкокристаллическое устройство отображения дополнительно включает в себя множество вторых линий CS-шины, каждая из которых ассоциирована со вторым субпикселом одного из пикселов. Второй субпиксел включает в себя второй накопительный конденсатор, который сформирован посредством электрода второго накопительного конденсатора, который электрически подключен к электроду второго субпиксела, изолирующего слоя и противоэлектрода второго накопительного конденсатора, который обращен к электроду второго накопительного конденсатора через изолирующий слой. Второе напряжение CS-сигнала, приложенное к противоэлектроду второго накопительного конденсатора через ассоциированную с ним вторую линию CS-шины, является постоянным через один период вертикального сканирования.
[0016]
В одном варианте осуществления второе напряжение CS-сигнала равно противодействующему напряжению, приложенному к противоэлектроду.
[0017]
В одном варианте осуществления второй субпиксел не имеет накопительных конденсаторов.
[0018]
В одном варианте осуществления первый и второй субпикселы размещены в том же порядке как в двух пикселах, которые находятся рядом друг с другом в направлении строк, так и в двух пикселах, которые находятся рядом друг с другом в направлении столбцов.
[0019]
В одном варианте осуществления каждая из множества первых линий CS-шины подключена к одной из N соединительных CS-линий, которые являются электрически независимыми друг от друга.
Преимущества изобретения
[0020]
Настоящее изобретение предоставляет жидкокристаллическое устройство отображения с мультипикселной структурой, которое, например, может отображать линии, идущие параллельно в направлении строк, надлежащим образом даже при возбуждении посредством способа возбуждения с инверсией одной точки.
Краткое описание чертежей
[0021]
Фиг. 1 является схематичным представлением, иллюстрирующим примерную пикселную структуру для жидкокристаллического устройства 100A отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2(a) является схемой, иллюстрирующей электрическую эквивалентную схему, соответствующую пикселной структуре жидкокристаллического устройства 100A отображения, а фиг.2(b) является схемой, иллюстрирующей электрическую эквивалентную схему, соответствующую пикселной структуре жидкокристаллического устройства 100B отображения в качестве другого варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 является диаграммой, иллюстрирующей соответственные формы сигналов различных напряжений (сигналы), чтобы возбуждать жидкокристаллическое устройство 100A отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 является графиком, показывающим то, как действующие напряжения V1 и V2, приложенные к соответственным жидкокристаллическим слоям субпикселов, изменяются с напряжением Vs сигнала отображения в жидкокристаллическом устройстве 100A отображения.
Фиг. 5A является диаграммой, схематично иллюстрирующей состояние отображения жидкокристаллического устройства 100A отображения, возбуждаемого посредством способа возбуждения с инверсией одной точки.
Фиг. 5B является диаграммой, схематично иллюстрирующей состояние отображения жидкокристаллического устройства 100B отображения, возбуждаемого посредством способа возбуждения с инверсией одной точки.
Фиг. 6(a)-(f) показывают соответствующие формы сигналов различных напряжений для того, чтобы возбуждать жидкокристаллическое устройство отображения по патентному документу номер 3.
Фиг. 7 является графиком, показывающим соотношение между напряжениями, приложенными к соответственным жидкокристаллическим слоям двух субпикселов в жидкокристаллическом устройстве отображения по патентному документу номер 3.
Фиг. 8 является диаграммой, схематично иллюстрирующей состояние отображения жидкокристаллического устройства отображения по патентному документу номер 3, возбуждаемого посредством способа возбуждения с инверсией одной точки.
Фиг. 9(a)-(j) показывают формы сигналов различных напряжений (сигналов), чтобы реализовывать состояние отображения, показанное на фиг. 8.
Подробное описание вариантов осуществления
[0022]
Далее описываются варианты осуществления жидкокристаллического устройства отображения согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи. Тем не менее, настоящее изобретение никоим образом не ограничено конкретными вариантами осуществления, которые описаны ниже.
[0023]
Фиг. 1 схематично показывает электрическую конфигурацию для жидкокристаллического устройства 100A отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения. Жидкокристаллическое устройство 100A отображения имеет множество пикселов, которые размещены в столбцах и строках для образования матричного рисунка. Так же фиг. 1 иллюстрирует структуру одного из этих пикселов.
[0024]
Пиксел 10 разделяется на два субпиксела 10a и 10b. К этим субпикселам 10a и 10b подключены ассоциированные с ними TFT 16a и 16b и ассоциированные с ними накопительные конденсаторы (CS) 22a и 22b, соответственно. Электроды затвора TFT 16a и 16b подключены к той же линии 12 шины затвора (линии сканирования). Так же их электроды истока подключены к той же линии 14 шины истока (сигнальной линии). Накопительные конденсаторы 22a и 22b подключены к ассоциированным с ними линиям 24a и 24b CS-шины (линиям накопительных конденсаторов), соответственно. Накопительный конденсатор 22a включает в себя электрод накопительного конденсатора, который электрически подключен к субпикселному электроду 18a, противоэлектрод накопительного конденсатора, который электрически подключен к линии 24a CS-шины, и изолирующей слой (не показан), размещаемый между электродами. Накопительный конденсатор 22b включает в себя электрод накопительного конденсатора, который электрически подключен к субпикселному электроду 18b, противоэлектрод накопительного конденсатора, который электрически подключен к линии 24b CS-шины, и изолирующий слой (не показан), размещаемый между электродами. Соответствующие противоэлектроды накопительного конденсатора для накопительных конденсаторов 22a и 22b являются независимыми друг от друга и имеют такую структуру, что принимают взаимно разные противодействующие напряжения накопительных конденсаторов (напряжения CS-сигналов) из линий 24a и 24b CS-шины, соответственно.
[0025]
Фиг. 2(a) схематично показывает эквивалентную схему одного пиксела жидкокристаллического устройства 100A отображения. В этой электрической эквивалентной схеме жидкокристаллические конденсаторы соответствующих субпикселов 10a и 10b идентифицируются посредством ссылочных позиций 13a и 13b, соответственно. Каждый из этих жидкокристаллических конденсаторов 13a и 13b включает в себя субпикселный электрод 18a, 18b, жидкокристаллический слой и противоэлектрод 17 (который совместно используется субпикселными электродами 10a и 10b). В последующем описании, при описании в качестве электрических компонентов, жидкокристаллические конденсаторы 13a и 13b также упоминаются в данном документе как "жидкокристаллические конденсаторы Clca и Clcb", а накопительные конденсаторы 22a и 22b также упоминаются в данном документе как "накопительные конденсаторы Ccsa и Ccsb".
[0026]
В субпикселе 10a один электрод жидкокристаллического конденсатора Clca и один электрод накопительного конденсатора Ccsa подключены к электроду стока TFT 16a, который предоставляется, чтобы возбуждать субпиксел 10a. Другой электрод жидкокристаллического конденсатора Clca подключен к противоэлектроду 17. Так же другой электрод накопительного конденсатора Ccsa подключен к линии 24a CS-шины. В субпикселе 10b один электрод жидкокристаллического конденсатора Clcb и один электрод накопительного конденсатора Ccsb подключены к электроду стока TFT 16b, который предоставляется, чтобы возбуждать субпиксел 10b. Другой электрод жидкокристаллического конденсатора Clcb подключен к противоэлектроду 17. Так же другой электрод накопительного конденсатора Ccsb подключен к линии 24b CS-шины. Электроды затвора TFT 16a и 16b оба подключены к линии 12 шины затвора, а их электроды истока оба подключены к линии 14 шины истока. При условии, что то же напряжение сигнала затвора и то же напряжение сигнала отображения (напряжение сигнала истока) приложены к TFT 16a и 16b, TFT 16a и 16b не всегда обязательно должны совместно использовать ту же линию 12 шины затвора и/или ту же линию 14 шины истока.
[0027]
Патентный документ номер 3 также раскрывает такую же пикселную структуру, как пикселная структура жидкокристаллического устройства 100A отображения. Тем не менее, согласно способу мультипикселного возбуждения, принятому в патентном документе номер 3, оба из противодействующих напряжений накопительных конденсаторов (напряжений CS-сигналов), подаваемых в линии 24a и 24b CS-шины, являются колебательными напряжениями. В этом описании "колебательное напряжение" означает в данном документе напряжение, один период колебания которого меньше одного периода вертикального сканирования, если не указано иное.
[0028]
С другой стороны, жидкокристаллическое устройство 100A отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения выполнено с возможностью прикладывать, в комбинации, напряжение сигнала отображения, которое подается из ассоциированной линии 14 шины истока, и противодействующее напряжение накопительного конденсатора (первое напряжение CS-сигнала), которое подается в качестве колебательного напряжения из линии 24a CS-шины, к жидкокристаллическому слою одного субпиксела (который является ярким субпикселом, который предположительно является субпикселом 10a в последующем описании), и прикладывать напряжение сигнала отображения к жидкокристаллическому слою другого субпиксела (т.е. субпиксела 10b) без приложения колебательного напряжения к нему. Другими словами, по существу только напряжение сигнала отображения приложено к жидкокристаллическому слою другого субпиксела (т.е. субпиксела 10b). Именно поэтому противодействующее напряжение Vcsb накопительного конденсатора (второе напряжение CS-сигнала), приложенное к субпикселу 10b жидкокристаллического устройства 100A отображения, является не колебательным напряжением, а постоянным напряжением (см. Vcsb, показанное на фиг. 3). В этом описании "постоянное напряжение" означает в данном документе напряжение, которое остается постоянным (т.е. имеет постоянный потенциал) через один период вертикального сканирования. Лучше, чтобы постоянное напряжение, приложенное как Vcsb, было равно противодействующему напряжению, которое прикладывается к противоэлектроду. Следует отметить, что значение напряжения, приложенного к жидкокристаллическому слою, представляется в отношении потенциала в противоэлектроде.
[0029]
Помимо этого, в жидкокристаллическом устройстве отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения, нет необходимости прикладывать колебательное напряжение к жидкокристаллическому слою субпиксела 10b, и, следовательно, также может быть принята конфигурация, в которой субпиксел 10b, который должен быть темным субпикселом, не имеет накопительного конденсатора, аналогично жидкокристаллическому устройству 100B отображения, показанному на фиг. 2(b). Посредством исключения накопительного конденсатора таким образом может быть увеличена светосила каждого пиксела. В известных жидкокристаллических устройствах отображения с соотношением 2x и 4x один период вертикального сканирования составляет 1/60 секунды (т.е. его частота вертикального сканирования составляет 60 Гц). С другой стороны, в жидкокристаллических устройствах отображения, один период вертикального сканирования которых составляет 1/120 или 1/240 секунды, напряжение, приложенное к жидкокристаллическому слою, должно быть сохранено в течение только короткого времени, и, следовательно, накопительный конденсатор может быть исключен.
[0030]
В жидкокристаллическом устройстве 100A, 100B отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения напряжение Vcsa CS-сигнала, приложенное к противоэлектроду накопительного конденсатора субпиксела 10a через линию 24a CS-шины, является колебательным напряжением, один период которого меньше одного периода вертикального сканирования, и имеет, по меньшей мере, три потенциала, включающие в себя первый и второй потенциалы, которые задают максимальную амплитуду, и третий потенциал между первым и вторым потенциалами, как показано на фиг. 3. Было бы предпочтительно, если третий потенциал является средним первого и второго потенциалов, как проиллюстрировано на фиг. 3. Как также показано на фиг. 3, первый, второй и третий потенциалы должны поддерживаться в течение определенного периода. Кроме того, когда напряжение сигнала затвора, которое подается в линию шины затвора и которое, являясь высоким, становится низким (т.е. когда TFT выключается), напряжение CS-сигнала, поданное в ассоциированную линию CS-шины, задается как третий потенциал. Как результат, жидкокристаллическое устройство 100A, 100B отображения согласно настоящему изобретению может преодолевать проблему мультипикселного возбуждения по патентному документу номер 3 при уменьшении зависимости от угла обзора γ-характеристики.
[0031]
Следует отметить, что "один период вертикального сканирования" означает в данном документе период между моментом времени, когда одна линия шины затвора (или линия сканирования) выбирается, и моментом времени, когда эта линия шины затвора выбирается в следующий раз. В известном жидкокристаллическом устройстве отображения, которое не возбуждается посредством способа возбуждения с соотношением 2× и 4×, один период вертикального сканирования соответствует одному периоду кадрового сканирования видеосигнала, если видеосигнал является построчным возбуждающим сигналом, но соответствует одному периоду полевого сканирования видеосигнала, если видеосигнал является чересстрочным возбуждающим сигналом. Например, в случае NTSC-сигнала, один период вертикального сканирования жидкокристаллического устройства отображения составляет 16,7 мс, что является обратным числом частоты поля (60 Гц) NTSC-сигнала. Поскольку не предполагается, что жидкокристаллическое устройство отображения возбуждается чересстрочно, напряжения сигналов записываются в каждый пиксел в полях как с нечетным, так и с четным номером. Именно поэтому обратное число частоты поля NTSC-сигнала становится одним периодом вертикального сканирования. Следует отметить, что в один период вертикального сканирования интервал между моментом времени, когда выбрана одна линия шины затвора, и моментом времени, когда выбрана следующая линия шины затвора, называется "одним периодом горизонтального сканирования (1H)".
[0032]
В дальнейшем в этом документе, со ссылкой на фиг. 6-9 описывается то, что представляет проблему в способе мультипикселного возбуждения, раскрытом в патентном документе номер 3. Жидкокристаллическое устройство 100A отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения не только имеет ту же пикселную структуру, но также и работает на основе того же принципа, что и его аналог, раскрытый в патентном документе номер 3. Другими словами, жидкокристаллическое устройство 100A отображения также формирует яркий субпиксел посредством подачи напряжения накопительного конденсатора в качестве колебательного напряжения. Именно поэтому также описывается принцип способа мультипикселного возбуждения, раскрытого в патентном документе номер 3. В последующем описании в качестве примера описывается жидкокристаллическое устройство отображения, которое имеет конфигурацию, ту же, что и конфигурация, показанная на фиг. 1 и 2(a), и которое предположительно возбуждается с помощью напряжений, показанных в частях (a)-(f) по фиг. 6.
[0033]
Части (a)-(f) по фиг. 6 схематично показывают времена, чтобы прикладывать соответствующие напряжения, чтобы возбуждать жидкокристаллическое устройство отображения, которое имеет пикселную структуру, ту же, что и пикселная структура жидкокристаллического устройства 100A отображения. В частности, часть (a) по фиг. 6 показывает форму Vs сигнала напряжения линии 14 шины истока; часть (b) по фиг. 6 показывает форму Vcsa сигнала напряжения линии 24a CS-шины; часть (c) по фиг. 6 показывает форму Vcsb сигнала напряжения линии 24b CS-шины; часть (d) по фиг. 6 показывает форму сигнала напряжения Vg линии 12 шины затвора; часть (e) по фиг. 6 показывает форму Vlca сигнала напряжения пикселного электрода 18a субпиксела 10a; и часть (f) по фиг. 6 показывает форму Vlcb сигнала напряжения пикселного электрода 18b субпиксела 10b. На фиг. 6 пунктирная линия указывает форму ОБЩИЙ (Vcom) сигнала напряжения противоэлектрода 17.
[0034]
В последующем описании, жидкокристаллические конденсаторы Clca и Clcb субпикселов 10a и 10b предположительно имеют ту же электростатическую емкость CLC (В). Значение CLC (В) зависит от действующих напряжений (В), приложенных к жидкокристаллическим слоям соответствующих субпикселов 10a и 10b. Кроме того, накопительные конденсаторы 22a и 22b, которые подключены независимо друг от друга к жидкокристаллическим конденсаторам соответственных субпикселов 10a и 10b, идентифицируются посредством Ccsa и Ccsb, соответственно, и предположительно имеют ту же электростатическую емкость CCS.
[0035]
Во-первых, во время T1, напряжение Vg сигнала затвора возрастает с VgL (низкого) до VgH (высокого), чтобы включить TFT 16a и 16b одновременно. Как результат, напряжение Vs сигнала отображения на линии 14 шины истока приложено к субпикселным электродам 18a и 18b субпикселов 10a и 10b, чтобы заряжать жидкокристаллические конденсаторы Clca и Clcb. Аналогичным образом накопительные конденсаторы Ccsa и Ccsb соответственных субпикселов также заряжаются с использованием напряжения Vs сигнала отображения на линии 14 шины истока.
[0036]
Затем, во время T2, напряжение Vg на линии 12 шины затвора падает с VgH до VgL, чтобы выключить TFT 16a и 16b одновременно и электрически изолировать все жидкокристаллические конденсаторы Clca и Clcb и накопительные конденсаторы Ccsa и Ccsb от линии 14 шины истока. Следует отметить, что сразу после этого, вследствие явления проникания, вызываемого посредством паразитной емкости TFT 16a и 16b и других факторов, напряжения Vlca и Vlcb, приложенные к соответственным субпикселным электродам, снижаются посредством приблизительно того же напряжения Vd до:
Vlca=Vs-Vd
Vlcb=Vs-Vd,
соответственно. Кроме того, в этом случае, напряжения Vcsa и Vcsb на линиях CS-шины составляют:
Vcsa=Vcom-Vad
Vcsb=Vcom+Vad,
соответственно.
[0037]
Затем, во время T3 напряжение Vcsa на линии 24a CS-шины, подключенной к накопительному конденсатору Ccsa, возрастает с Vcom-Vad до Vcom+Vad, и напряжение Vcsb на линии 24b CS-шины, подключенной к накопительному конденсатору Ccsb, падает с Vcom+Vad до Vcom-Vad. Другими словами, эти напряжения Vcsa и Vcsb изменяются в два раза больше чем Vad. Когда напряжения на линиях 24a и 24b CS-шины изменяются таким образом, напряжения Vlca и Vlcb, приложенные к соответственным субпикселным электродам, изменяются на:
Vlca=Vs-Vd+2*K*Vad
Vlcb=Vs-Vd-2*K*Vad,
соответственно, где K=CCS/(CLC (В)+CCS).
[0038]
Затем, во время T4 Vcsa падает с Vcom+Vad до Vcom-Vad, и Vcsb возрастает с Vcom-Vad до Vcom+Vad. Другими словами, эти напряжения Vcsa и Vcsb снова изменяются в два раза больше чем Vad. В этом случае, Vlca и Vlcb также изменяются от:
Vlca=Vs-Vd+2*K*Vad
Vlcb=Vs-Vd-2*K*Vad
на:
Vlca=Vs-Vd
Vlcb=Vs-Vd,
соответственно.
[0039]
Затем, во время T5 Vcsa возрастает с Vcom-Vad до Vcom+Vad, и Vcsb падает с Vcom+Vad до Vcom-Vad. Другими словами, эти напряжения Vcsa и Vcsb снова изменяются в два раза больше чем Vad. В этом случае, Vlca и Vlcb также изменяются от:
Vlca=Vs-Vd
Vlcb=Vs-Vd
на:
Vlca=Vs-Vd+2*K*Vad
Vlcb=Vs-Vd-2*K*Vad,
соответственно.
[0040]
После этого, каждый раз, когда проходит период времени, который составляет целое число раз от одного периода 1H горизонтальной записи (или одного периода горизонтального сканирования), напряжения Vcsa, Vcsb, Vlca и Vlcb чередуют свои уровни во времена T4 и T5. Интервал чередования между T4 и T5 может быть надлежащим образом определен как в один, два, три или более раз превышающий 1H согласно способу возбуждения жидкокристаллического устройства отображения (к примеру, способу инверсии полярности) или состоянию отображения (к примеру, степени мерцания или неплавности отображаемого изображения). Это чередование продолжается до тех пор, пока пиксел 10 не перезаписывается в следующий раз, т.е. до тех пор, пока текущее время не становится эквивалентным T1. Следовательно, действующие значения напряжений Vlca и Vlcb, приложенных к субпикселным электродам, становятся равными:
Vlca=Vs-Vd+K*Vad
Vlcb=Vs-Vd-K*Vad,
соответственно.
[0041]
Следовательно, действующие напряжения V1 и V2, приложенные к соответственным жидкокристаллическим слоям субпикселов 10a и 10b, становятся равными:
V1=Vlca-Vcom
V2=Vlcb-Vcom,
Другими словами:
V1=Vs-Vd+K*Vad-Vcom
V2=Vs-Vd-K*Vad-Vcom,
соответственно.
[0042]
Как результат, разность ΔV12 (=V1-V2) между действующими напряжениями, приложенными к соответственным жидкокристаллическим слоям субпикселов 10a и 10b, становится равной ΔV12=2*Kc*Vad (где K=CCS/(CLC (В)+CCS)). Таким образом, взаимно разные напряжения могут прикладываться к жидкокристаллическим слоям.
[0043]
Фиг. 7 схематично показывает соотношение между V1 и V2. Как можно видеть из фиг. 7, чем меньше значение V1, тем больше ΔV12 в жидкокристаллическом устройстве 100A отображения. Следовательно, γ-характеристика в низких шкалах полутонов (т.е. в шкалах полутонов, которые ближе к черному цвету, а не к белому цвету) может быть с высокой эффективностью повышена.
[0044]
Вообще говоря, в жидкокристаллическом устройстве отображения, напряжение, приложенное к жидкокристаллическому слою пиксела, задается как переменное напряжение (этот способ иногда называется "способом возбуждения переменным током"), чтобы разрешать проблему надежности. Другими словами, приложенное напряжение задается так, что пикселный электрод и противоэлектрод инвертировал свои уровни потенциала через равные интервалы времени, и что электрическое поле, применяемое к жидкокристаллическому слою, инвертирует свое направление (т.е. направление электрических силовых линий) через равные интервалы времени. В типичном жидкокристаллическом устройстве отображения, в котором противоэлектрод и пикселные электроды размещены на двух различных подложках, электрическое поле, применяемое к жидкокристаллическому слою, инвертирует свое направление от направления к источнику света на направление к зрителю, и наоборот.
[0045]
Интервал, в котором электрическое поле, применяемое к жидкокристаллическому слою, инвертирует свое направление, типично в два раза превышает один период вертикального сканирования. Другими словами, в жидкокристаллическом устройстве отображения, каждый раз, когда изображение представляется, электрическое поле, применяемое к жидкокристаллическому слою, инвертирует свое направление. По этой причине при представлении неподвижного изображения, если интенсивности электрического поля (или приложенные напряжения) не совпадают точно друг с другом между двумя направлениями электрического поля (т.е. если электрическое поле меняет свою интенсивность каждый раз, когда оно изменяет свое направление), яркость каждого пиксела изменяется при таком изменении интенсивности электрического поля, тем самым формируя мерцание на экране.
[0046]
Другими словами, чтобы минимизировать такое мерцание, интенсивности электрического поля (или приложенные напряжения) в двух направлениях электрического поля должны точно совпадать друг с другом. В жидкокристаллических устройствах отображения, которые должны серийно изготовляться на промышленной основе, тем не менее, трудно согласовывать интенсивности электрического поля в двух направлениях. Именно поэтому они нацелены на то, чтобы минимизировать мерцание посредством размещения пикселов, которые имеют взаимно противоположные направления электрического поля, рядом друг с другом в области отображения, поскольку яркости пикселов должны быть пространственно усреднены в этом случае. Этот способ, в общем, называется либо "возбуждением с инверсией точек", либо "возбуждением с инверсией линий". Следует отметить, что эти способы "возбуждения с инверсией" включают в себя не только "инверсию одной точки", в которой полярности инвертируются попикселно, так сказать, в "шахматном порядке" (т.е. каждую строку и каждый столбец), и "инверсию одной линии", в которой полярности инвертируются по линиям, но также и "инверсию точек с одним столбцом и двумя строками", в который полярности инвертируются каждую вторую строку и каждый столбец, и различные другие порядки. Таким образом, любой из этих различных способов надлежащим образом приспосабливается по мере необходимости.
[0047]
Фиг. 8 показывает состояние отображения, которое должно формироваться, когда жидкокристаллическое устройство отображения, раскрытое в патентном документе номер 3, возбуждается посредством способа возбуждения с инверсией одной точки. Кроме того, формы сигналов соответствующих напряжений (или сигналов), чтобы реализовывать состояние отображения, показанное на фиг. 8, показаны в частях (a)-(j) по фиг. 9.
[0048]
В примере, который описан ниже, множество пикселов размещается в столбцах (1-cq) и строках (1-rp) для образования матричного рисунка (rp, cq), и каждый пиксел P(p, q) (где 1≤p≤rp и 1≤q≤cq) имеет два субпиксела SPa(p, q) и SPb(p, q). Фиг. 8 схематично иллюстрирует часть относительной компоновки (8 строк * 6 столбцов) линий S-C1, S-C2, S-C3, S-C4,..., и S-Ccq шины истока; линий G-L1, G-L2, G-L3,..., и G-Lrp шины затвора; линий CS-A и CS-B CS-шин; пикселов P(p, q); и субпикселов SPa(p, q) и SPb(p, q) соответственных пикселов.
[0049]
Как показано на фиг. 8, каждый пиксел P(p, q) имеет субпикселы SPa(p, q) и SPb(p, q) выше и ниже ассоциированной линии G-Lp шины затвора, которая идет горизонтально приблизительно через центр пиксела. Другими словами, субпикселы SPa(p, q) и SPb(p, q) каждого пиксела размещены в направлении столбцов. В каждом из субпикселов SPa(p, q) и SPb(p, q), один из двух его электродов накопительного конденсатора (не показан) подключен к смежной линии CS-A или CS-B CS-шины. Кроме того, линия S-Cq шины истока для того, чтобы подавать напряжение сигнала, представляющее изображение, которое должно быть представлено, в пикселы P(p, q), идет вертикально (в направлении столбцов) между этими пикселами, чтобы подавать напряжение сигнала в TFT (не показаны) субпикселов (или пикселов) в правой части этой линии шины истока. В компоновке, показанной на фиг. 8, одна линия CS-шины или одна линия шины затвора совместно используются посредством двух субпикселов, тем самым достигая эффекта увеличения светосилы пикселов.
[0050]
Посредством возбуждения жидкокристаллического устройства отображения в конфигурации, показанной на фиг. 8, с помощью напряжений, которые имеют формы сигнала напряжения, показанные в частях (a)-(j) по фиг. 9, может выполняться возбуждение с инверсией одной точки. В последующем описании, каждый пиксел для простоты предположительно отображает определенную шкалу полутонов.
[0051]
В частности, часть (a) по фиг. 9 показывает форму сигнала напряжения сигнала отображения (т.е. форму сигнала напряжения сигнала истока), который должен подаваться в линии S-C1, S-C3, S-C5,..., и т.д. шины истока (такая группа линий шины истока с нечетным номером иногда идентифицируется в данном документе как SO). Часть (b) по фиг. 9 показывает форму сигнала напряжения сигнала отображения, который должен подаваться в линии S-C2, S-C4, S-C6,..., и т.д. шины истока (такая группа линий шины истока с четным номером иногда идентифицируется в данном документе как SE). Часть (c) по фиг. 9 показывает форму сигнала противодействующего напряжения накопительного конденсатора, подаваемого в линию CS-A CS-шины, и часть (d) по фиг. 9 показывает форму сигнала противодействующего напряжения накопительного конденсатора, подаваемого в CS-B. Так же части (e), (f), (g), (h), (i) и (j) по фиг. 9 показывают формы сигналов напряжений сигналов затвора, подаваемых в линии G-L1, G-L2, G-L3, G-L4, G-L5 и G-L6 шины затвора, соответственно. Период между моментом времени, когда напряжение на одной линии шины затвора изменяется с низкого уровня VgL на высокий уровень VgH, и моментом времени, когда напряжение на следующей линии шины затвора изменяется с VgL на VgH, составляет один период горизонтального сканирования (1H). Кроме того, период, в который напряжение на линии шины затвора сохраняет высокий уровень (VgH), иногда упоминается в данном документе как "выбранный период PS".
[0052]
Поскольку каждый пиксел предположительно отображает определенную шкалу полутонов в этом примере, напряжения сигналов отображения (напряжения сигналов истока), показанные в частях (a) и (b) по фиг. 9, имеют колеблющуюся форму сигнала, амплитуда которой всегда является постоянной. Один период колебания напряжения сигнала отображения составляет два периода горизонтального сканирования (2H), и полярность напряжения сигнала отображения инвертируется каждую строку. Кроме того, формы сигнала напряжения линии SO шины истока (которой может быть S-C1, S-C3 и т.д.) и линии SE шины истока (которой может быть S-C2, S-C4 и т.д.) имеют фазы, которые отличаются друг от друга на 180 градусов, и напряжение сигнала отображения инвертирует свою полярность каждый столбец. Как результат, может быть выполнено возбуждение с инверсией одной точки.
[0053]
В общем, при возбуждении TFT, когда напряжение на линии шины истока приложено к субпикселному электроду через TFT, это напряжение должно немного варьироваться вследствие изменения формы сигнала напряжения сигнала затвора. Такое явление иногда называется "явлением проникания". Таким образом, с учетом такого явления проникания, противодействующее напряжение задается как приблизительно равное центральному значению формы сигнала напряжения после того, как напряжение на линии шины истока приложено к субпикселному электроду. В частях (a) и (b) по фиг. 9 напряжение сигнала, соответствующее форме сигнала напряжения, которое приложено к субпикселному электроду в качестве напряжения, которое выше противодействующего напряжения, идентифицируется посредством знака "+", в то время как напряжение сигнала, соответствующее форме сигнала напряжения, которое приложено к пикселному электроду в качестве напряжения, которое ниже противодействующего напряжения, идентифицируется посредством знака "-". Эти знаки "+" и "-" соответствуют направлениям электрического поля, применяемого к жидкокристаллическому слою. Другими словами, направление электрического поля, применяемого к жидкокристаллическому слою, когда знак "+", является противоположным направлению электрического поля, применяемого к нему, когда знак "-".
[0054]
Когда напряжение сигнала затвора на одной линии шины затвора составляет VgH, TFT, подключенный к этой линии шины затвора, включается, и в субпиксел, подключенный к этому TFT, подается напряжение сигнала отображения. Затем после того, как напряжение на этой линии шины затвора становится равным VgL, противодействующее напряжение накопительного конденсатора изменяется. Так же, поскольку это противодействующее напряжение накопительного конденсатора изменяется по-разному с точки зрения значения, направления и знака изменения относительно двух субпикселов, действующие напряжения, приложенные к соответствующим жидкокристаллическим слоям этих субпикселов, становятся отличающимися друг от друга.
[0055]
Как показано в части (c) и (d) по фиг. 9, в этом примере противодействующие напряжения накопительных конденсаторов на линиях CS-A и CS-B CS-шины колеблются с той же амплитудой и в том же периоде. Например, их амплитуда может в два раза превышать Vad (см. фиг. 6), а их период может составлять 1H. Так же, если фаза колеблющейся формы сигнала одного из CS-A и CS-B сдвигается на 180 градусов, то эта фаза должна совпадать с фазой колеблющейся формы сигнала других. Другими словами, их фазы имеют сдвиг в 0,5H. Если первое изменение напряжения на линии CS-шины, ассоциированной с данным субпикселным электродом, является увеличением после того, как напряжение на ассоциированной линии шины затвора изменено с VgH на VgL, среднее напряжение, приложенное к этому субпикселному электроду, становится выше напряжения сигнала отображения на ассоциированной линии шины истока, когда напряжение на ассоциированной линии шины затвора составляет VgH. С другой стороны, если первое изменение напряжения на ассоциированной линии CS-шины является снижением, среднее напряжение, приложенное к этому субпикселному электроду, становится ниже напряжения сигнала отображения на ассоциированной линии шины истока, когда напряжение на ассоциированной линии шины затвора составляет VgH.
[0056]
Как результат, если знак, присвоенный напряжению сигнала отображения, показанному в части (a) и (b) по фиг. 9, - "+" и если изменение напряжения на линии CS-шины является увеличением, действующее напряжение, приложенное к жидкокристаллическому слою, становится выше, когда изменение напряжения является снижением. С другой стороны, если знак, присвоенный напряжению сигнала отображения, показанному в части (a) и (b) по фиг. 9, - "-" и если изменение напряжения на линии CS-шины является увеличением, действующее напряжение, приложенное к жидкокристаллическому слою, становится ниже, когда изменение напряжения является снижением.
[0057]
Фиг. 8 показывает состояния каждого пиксела P(p, q) и его субпикселов SPa(p, q) и SPb(p, q) в один период вертикального сканирования (который упоминается в данном документе как "период кадрового сканирования"). Следующие три знака, которые размещены симметрично относительно линии шины затвора, ассоциированной с каждой парой субпикселов, указывают состояния этих субпикселов.
[0058]
Первый знак "H" или "L" указывает, какое из двух действующих напряжений, приложенных к двум субпикселам, выше или ниже другого. Другими словами, знак "H" указывает, что приложенное действующее напряжение является относительно высоким, а знак "L" указывает, что приложенное действующее напряжение является относительно низким. Второй знак "+" или "-" указывает, какое из двух напряжений, приложенных к противоэлектроду и субпикселному электроду, выше другого (т.е. направление электрического поля, применяемого к жидкокристаллическому слою этого субпиксела). Другими словами, знак "+" указывает, что напряжение, приложенное к субпикселному электроду, выше напряжения, приложенного к противоэлектроду, а знак "-" указывает, что напряжение, приложенное к субпикселному электроду, ниже напряжения, приложенного к противоэлектроду. Так же, третий знак "A" или "B" указывает, является данная линия CS-шины CS-A или CS-B.
[0059]
Например, проверим состояния субпикселов SPa(1, 1) и SPb(1, 1) пиксела P(1, 1). Как видно из частей (a) и (e) по фиг. 9, в период, в который выбирается GL-1 (т.е. в период PS, в который напряжение на этой линии шины затвора составляет VgH), напряжение сигнала отображения - "+". Кроме того, когда напряжение сигнала затвора на GL-1 изменяется с VgH на VgL, напряжения на двух линиях CS-шины, ассоциированных с двумя субпикселами, находятся в состояниях, как указано стрелками (т.е. самым левым набором стрелок), показанными в части (c) и (d) по фиг. 9. Таким образом, первое изменение в противодействующем напряжении накопительного конденсатора, приложенном к SPa(1, 1), после того как напряжение сигнала затвора на GL-1 изменено с VgH на VgL, является "увеличением" (что указано посредством "U"), как видно из части (c) по фиг. 9. С другой стороны, первое изменение в противодействующем напряжении накопительного конденсатора, приложенном к SPb(1, 1), после того как напряжение сигнала затвора на GL-1 изменено с VgH на VgL, является "снижением" (что указано посредством "D"), как видно из части (d) по фиг. 9. Следовательно, действующее напряжение, приложенное к SPa(1, 1), увеличивается, а действующее напряжение, приложенное к SPb(1, 1), снижается. Как результат, действующее напряжение, приложенное к SPa(1, 1), становится ниже напряжения, приложенного к SPb(1, 1), и, следовательно, знаки "L" и "H" присоединяются к SPa(1, 1) и SPb(1, 1), соответственно.
[0060]
В отношении субпикселов SPa(1, 2) и SPb(1, 2) пиксела P(1, 2), в период, в который выбирается GL-1, напряжение сигнала отображения - "-", как видно из части (b) по фиг. 9. Кроме того, когда напряжение сигнала затвора на GL-1 изменяется с VgH на VgL, напряжения на двух линиях CS-шины, ассоциированных с двумя субпикселами, находятся в состояниях, как указано стрелками (т.е. самым левым набором стрелок), показанными в части (c) и (d) по фиг. 9. Таким образом, первое изменение в противодействующем напряжении накопительного конденсатора, приложенном к SPa(1, 2), после того как напряжение сигнала затвора на GL-1 изменено с VgH на VgL, является "увеличением" (что указано посредством "U"), как видно из части (c) по фиг. 9. С другой стороны, первое изменение в противодействующем напряжении накопительного конденсатора, приложенном к SPb(1, 2), после того как напряжение сигнала затвора на GL-1 изменено с VgH на VgL, является "снижением" (что указано посредством "D"), как видно из части (d) по фиг. 9. Следовательно, действующее напряжение, приложенное к SPa(1, 2), снижается, а действующее напряжение, приложенное к SPb(1, 2), увеличивается. Как результат, действующее напряжение, приложенное к SPa(1, 1), становится ниже напряжения, приложенного к SPb(1, 2), и, следовательно, знаки "L" и "H" присоединяются к SPa(1, 2) и SPb(1, 2), соответственно.
[0061]
Кроме того, в отношении субпикселов SPa(2, 1) и SPb(2, 1) пиксела P(2, 1), в период, в который выбирается GL-2, напряжение сигнала отображения - "-", как видно из части (a) по фиг. 9. Кроме того, когда напряжение сигнала затвора на GL-2 изменяется с VgH на VgL, напряжения на двух линиях CS-шины, ассоциированных с двумя субпикселами, находятся в состояниях, как указано посредством стрелок (т.е. второго самого левого набора стрелок), показанных в части (c) и (d) по фиг. 9. Таким образом, первое изменение в противодействующем напряжении накопительного конденсатора, приложенном к SPa(2, 1), после того как напряжение сигнала затвора на GL-1 изменено с VgH на VgL, является "снижением" (что указано посредством "D"), как видно из части (d) по фиг. 9. С другой стороны, первое изменение в противодействующем напряжении накопительного конденсатора, приложенном к SPb(2, 1) после того, как напряжение сигнала затвора на GL-2 изменено с VgH на VgL, является "увеличением" (что указано посредством "U"), как видно из части (c) по фиг. 9. Следовательно, действующее напряжение, приложенное к SPa(2, 1), увеличивается, а действующее напряжение, приложенное к SPb(2, 1), снижается. Как результат, действующее напряжение, приложенное к SPa(2, 1), становится ниже напряжения, приложенного к SPb(1, 2), и, следовательно, знаки "L" и "H" присоединяются к SPa(2, 1) и SPb(2, 1), соответственно. Можно видеть, что соответствующие субпикселы в итоге имеют состояния, показанные на фиг. 8 таким образом.
[0062]
Необязательно, если фаза формы сигнала напряжения на каждой линии SO шины истока (показана в части (a) по фиг. 9) или SE (показана в части (b) по фиг. 9) сдвигается на 180 градусов в кадре, который идет после кадра, показанного на фиг. 9, может выполняться возбуждение переменным током, при котором направление электрического поля, применяемого к жидкокристаллическому слою, инвертируется каждый период кадрового сканирования.
[0063]
Кроме того, чтобы не допускать изменения порядка значений действующих напряжений, приложенных к соответственным субпикселам каждого пиксела (т.е. компоновки соответственных порядков значений яркостей этих субпикселов в экране отображения, как указано посредством порядка размещения знаков "H" и "L" на фиг. 8) каждый кадр, каждый раз, когда фаза формы сигнала напряжения на линии шины истока сдвигается, фаза форм сигнала напряжения на линиях CS-A и CS-B CS-шины также может сдвигаться на 180 градусов. Далее, в кадре, который идет после кадра, показанного на фиг. 8, каждый набор знаков "+" и "-", показанный на фиг. 8, может меняться местами друг с другом (например, (+, H)↔(-, H) и (+, L)↔(-, L)).
[0064]
Как показано на фиг. 8, знаки "+" и "-", указывающие полярности (т.е. направления электрического поля) соответствующих пикселов, инвертируются в период двух пикселов (т.е. двух столбцов) как в направлении строк (т.е. горизонтально), так и в направлении столбцов (т.е. вертикально) в порядке (+,-), (+,-), (+,-), (+,-) и т.д. Другими словами, инверсия одной точки реализуется, если смотреть попикселно.
[0065]
Далее рассматриваются субпикселы ранга высокой яркости (т.е. яркие субпикселы, идентифицированные посредством знака "H" на фиг. 8). В отношении направления строк (например, в отношении SPa в первой строке), их полярности не инвертируются и остаются +H, +H, +H и т.д. В направлении столбцов (например, в отношении первого столбца), с другой стороны, их полярности инвертируются в период двух пикселов (т.е. двух строк) в порядке (+H, -H), (+H, -H), (+H, -H), (+H, -H) и т.д. Другими словами, возбуждение с инверсией линий реализуется в отношении таких субпикселов ранга высокой яркости. Темные субпикселы, идентифицированные посредством знака "L", также размещены в аналогичном регулярном порядке.
[0066]
Как показано на фиг. 8, если возбуждение с инверсией одной точки выполняется посредством способа мультипикселного возбуждения, раскрытого в патентном документе номер 3, то яркие субпикселы должны размещаться в шахматном порядке. Например, если обратить внимание на строку пиксела, то можно видеть, что яркие субпикселы размещены в зигзагообразном порядке в направлении строк в соответствии с компоновкой полярностей напряжений сигналов отображения, приложенных к соответствующим жидкокристаллическим слоям пикселов. Другими словами, если яркий субпиксел находится в верхней половине пиксела, если смотреть в направлении столбцов, то яркий субпиксел находится в нижней половине другого пиксела, который является смежным с вышеуказанным в направлении строк, если смотреть в направлении столбцов. Следовательно, когда отображаются линии, которые являются параллельными друг другу в направлении строк, эти линии выглядят размытыми, что представляет проблему.
[0067]
Затем, со ссылкой на фиг. 3-5 описывается то, как жидкокристаллическое устройство 100A отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения может преодолевать проблему, описанную выше.
[0068]
Фиг. 3 показывает формы сигналов различных напряжений (или сигналов), чтобы возбуждать жидкокристаллическое устройство 100A отображения в качестве варианта осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3 показаны напряжения Vg(m)-Vg(m+7) сигналов затвора, напряжения Vcsa и Vcsb CS-сигналов и напряжения Vlca(m)-Vlca(m+7) и Vlcb(m), которые должны прикладываться к соответствующим жидкокристаллическим слоям субпикселов. В частности, Vlca(m)-Vlca(m+7) представляют формы сигналов напряжений, приложенных к соответствующим жидкокристаллическим слоям ярких субпикселов. С другой стороны, поскольку напряжения, приложенные к соответствующим жидкокристаллическим слоям темных субпикселов, имеют ту же форму сигнала в любой строке пикселов, только Vlcb(m) показывается на фиг. 3. Следует отметить, что если напряжения сигналов отображения с формами сигналов, показанными в частях (a) и (b) по фиг. 9, используются в качестве напряжений сигналов отображения, которые должны подаваться в линии шины истока, может выполняться возбуждение с инверсией одной точки.
[0069]
Как показано на фиг. 3, форма сигнала колебательного напряжения Vcsa, приложенного к линии 24a CS-шины (ассоциированной с яркими субпикселами) жидкокристаллического устройства 100A отображения, имеет, по меньшей мере, три потенциала, которые включают в себя два потенциала, которые задают максимальную амплитуду Vcsa(p-p) колебательного напряжения (согласно 2Vadd), и один потенциал, который согласуется со средним потенциалом колебательного напряжения. В этом случае "средний потенциал колебательного напряжения" не всегда означает простое среднее двух потенциалов, которые задают максимальную амплитуду колебательного напряжения, но "действующее среднее" колебательного напряжения. Более конкретно, в один период формы сигнала колебательного напряжения, сумма площадей частей, которые выше среднего потенциала, становится равной сумме площадей частей, которые ниже его. Следует отметить, что колебательное напряжение, которое описано ниже, имеет форму сигнала, которая является симметричной относительно осевой линии между двумя потенциалами, которые задают максимальную амплитуду, простое среднее двух потенциалов, которые задают максимальную амплитуду колебательного напряжения, согласуется с действующим средним колебательного напряжения.
[0070]
Кроме того, в период времени, в который колебательное напряжение имеет потенциал, который равен среднему потенциалу формы сигнала колебательного напряжения (т.е. в плоской части), TFT, принадлежащие пикселам, которые подключены к линии CS-шины, к которой приложено это колебательное напряжение, выключаются. В следующем примере момент, когда напряжение линии шины затвора снижается до VgL, чтобы выключать TFT, находится в середине периода, в который колебательное напряжение имеет средний потенциал. В этом примере форма сигнала колебательного напряжения имеет три потенциала, описанные выше. Тем не менее, кроме того, форма сигнала колебательного напряжения также может иметь более трех потенциалов (например, пять, семь или девять потенциалов), если указанные три потенциала включаются.
[0071]
Действующее напряжение V1, приложенное к соответствующим жидкокристаллическим слоям ярких субпикселов, получают посредством вычисления интеграла возведенных в квадрат амплитуд заштрихованных частей Vlca(m), показанных на фиг. 3, во времени и последующего вычисления его среднего во времени. В этом случае действующие напряжения получаются для одного периода вертикального сканирования. С другой стороны, действующее напряжение V2, приложенное к соответствующим жидкокристаллическим слоям темных субпикселов, получают посредством вычисления интеграла возведенных в квадрат амплитуд заштрихованных частей Vlcb(m), показанных на фиг. 3, и последующего вычисления его возведенного в квадрат среднего. Следовательно, поскольку колебательное напряжение накладывается на напряжение сигнала отображения, действующее напряжение V1 всегда превышает действующее напряжение V2 независимо от полярности колебательного напряжения отображения. Кроме того, посредством выполнения такой настройки, что момент, когда напряжение линии шины затвора становится равным VgL, чтобы выключать TFT, попадает и находится ровно в середине периода, в который колебательное напряжение имеет средний потенциал, можно не допускать варьирования среднего напряжений, приложенных к соответствующим жидкокристаллическим слоям ярких субпикселов, под влиянием колебательного напряжения. В этом отношении, все раскрытие японской выложенной патентной публикации № 2005-99746 включено в данный документ путем ссылки.
[0072]
Как описано выше, оптимально задавать момент, когда TFT выключаются, ровно в середине периода, в который колебательное напряжение имеет средний потенциал. Тем не менее, при условии, что момент, когда TFT выключаются, попадает в период, в который колебательное напряжение имеет средний потенциал, среднее напряжение, приложенных к соответствующим жидкокристаллическим слоям, может быть практически постоянным. Кроме того, предпочтительно, если потенциал колебательного напряжения, когда TFT выключаются, является средним колебательного напряжения, как описано выше. Тем не менее, при условии, что этот потенциал находится между двумя потенциалами, которые задают максимальную амплитуду, реализуются, по меньшей мере, состояния отображения, показанные на фиг. 5A и 5B.
[0073]
Фиг. 4 является графиком, показывающим то, как действующие напряжения V1 и V2, приложенные к соответствующим жидкокристаллическим слоям субпикселов, изменяются с напряжением Vs сигнала отображения, когда приложено колебательное напряжение с амплитудой 2Vadd. В этом случае значение 2Vadd задается так, что когда напряжение сигнала отображения составляет 0 Вольт, значение V1 становится равным 2 В. Так же, чем больше значение 2Vadd, тем больше значение V1.
[0074]
Чем больше значение напряжения сигнала отображения, тем ближе к значению напряжения сигнала отображения становится значение V1. С другой стороны, значение V2 всегда равно значению напряжения сигнала отображения. Таким образом, можно видеть, что в этом жидкокристаллическом устройстве 100A отображения, V1 и V2 также удовлетворяют соотношению, показанному на фиг. 7, аналогично жидкокристаллическому устройству отображения по патентному документу номер 3, и зависимость от угла обзора γ-характеристики также может быть уменьшена не менее эффективно.
[0075]
Фиг. 5A схематично иллюстрирует состояние отображения, когда жидкокристаллическое устройство 100A отображения возбуждается посредством способа возбуждения с инверсией одной точки. Фиг. 5A соответствует фиг. 8, которая уже упомянута, и использует знаки, идентичные знакам, используемым на фиг. 8.
[0076]
Как можно видеть из фиг. 5A, в этом жидкокристаллическом устройстве 100A отображения субпикселы, SPa ассоциированные с каждой линией CS-A CS-шины, в которую подается колебательное напряжение Vcsa, становятся яркими субпикселами независимо от полярности напряжения сигнала отображения. Таким образом, если обратить внимание на строку пикселов, то можно видеть, что эти пикселы размещены так, что их соответствующие яркие субпикселы находятся в той же позиции в направлении столбцов и размещены в линию. Например, в первой строке, яркие субпикселы размещены в верхней половине каждого пиксела в направлении столбцов. На второй строке, с другой стороны, яркие субпикселы размещены в нижней половине каждого пиксела в направлении столбцов. Затем, на третьей строке, яркие субпикселы размещены в верхней половине каждого пиксела в направлении столбцов. Так же, в четвертой строке, яркие субпикселы размещены в нижней половине каждого пиксела в направлении столбцов. Таким образом, соответственные яркие субпикселы столбца пикселов попеременно изменяют свои позиции вертикально в направлении столбцов, поскольку в этом варианте осуществления принята конфигурация, в которой одна линия CS-шины совместно используется множеством пикселов, которые находятся рядом друг с другом в направлении столбцов. Если две линии CS-шины предоставляются для каждого пиксела, тем не менее, яркие субпикселы могут размещаться в верхней половине каждого пиксела в направлении столбцов (см. фиг. 5B).
[0077]
Как показано на фиг. 5A, знаки "+" и "-", указывающие полярности (т.е. направления электрического поля) соответствующих пикселов, инвертируются в период двух пикселов (т.е. двух столбцов) как в направлении строк (т.е. горизонтально), так и в направлении столбцов (т.е. вертикально) в порядке (+,-), (+,-), (+,-), (+,-) и т.д. Другими словами, инверсия одной точки реализуется, если смотреть попикселно.
[0078]
Далее рассматриваются субпикселы ранга высокой яркости (т.е. субпикселы, идентифицированные посредством знака "H" на фиг. 5A). В отношении направления строк (например, в отношении SPa в первой строке), их полярности инвертируются в период двух пикселов (т.е. двух строк) в порядке (+H, -H), (+H, -H), (+H, -H) и т.д. В направлении столбцов (например, в отношении первого столбца), с другой стороны, их полярности инвертируются в период двух пикселов (т.е. двух строк) в порядке (+H, -H), (+H, -H), (+H, -H), (+H, -H) и т.д. Другими словами, возбуждение с инверсией одной точки также реализуется в отношении таких субпикселов ранга высокой яркости. Субпикселы, идентифицированные посредством знака "L", также размещены в аналогичном регулярном порядке.
[0079]
Таким образом, можно видеть, что в этом жидкокристаллическом устройстве 100A отображения полярности напряжений, приложенных к соответствующим жидкокристаллическим слоям, распределяются по меньшей единице, и мерцание возникает с гораздо меньшей вероятностью, чем в жидкокристаллическом устройстве отображения по патентному документу номер 3, показанному на фиг. 8.
[0080]
Даже в жидкокристаллическом устройстве 100B отображения, показанном на фиг. 2(b), строка пикселов также может размещаться так, что их соответствующие яркие субпикселы находятся в той же позиции в направлении столбцов и размещены в линию, аналогично жидкокристаллическому устройству 100A отображения. Фиг. 5B схематично иллюстрирует, как жидкокристаллическое устройство 100B отображения выполняет операцию отображения при возбуждении посредством возбуждения с инверсией одной точки с использованием напряжений сигнала, идентичных напряжениям сигнала, уже описанным для жидкокристаллического устройства 100A отображения. Следует отметить, что жидкокристаллическое устройство 100B отображения не имеет накопительных конденсаторов 22b жидкокристаллического устройства 100A отображения, и, следовательно, ему не требуется напряжение Vcb CS-сигнала.
[0081]
При сравнении фиг. 5B с фиг. 5A можно легко видеть, что яркий субпиксел каждого пиксела в строке находится в той же позиции в направлении столбцов (т.е. в верхней позиции в этом примере) на фиг. 5B, что является отличием от компоновки, показанной на фиг. 5A. Кроме того, в этом жидкокристаллическом устройстве 100B отображения, возбуждение с инверсией одной точки также может выполняться не только попикселно, но также и на основе ярких субпикселов. Вдобавок ко всему, в этом жидкокристаллическом устройстве 100B отображения яркий субпиксел каждого пиксела в строке находится в той же позиции в направлении столбцов. Другими словами, два пиксела, которые находятся рядом друг с другом в направлении строк, имеют свои яркие и темные субпикселы, размещаемые в том же порядке, как и два пиксела, которые находятся рядом друг с другом в направлении столбцов. Другими словами, в этом жидкокристаллическом устройстве 100B отображения яркие субпикселы никогда не находятся рядом друг с другом в направлении столбцов. Следовательно, можно сказать, что состояние отображения, показанное на фиг. 5B, достигает более высокого пространственного разрешения, чем состояние отображения, показанное на фиг. 5A. Следует отметить, что если накопительные конденсаторы 22b темных субпикселов не могут быть исключены, состояние отображения, показанное на фиг. 5B, может достигаться посредством предоставления двух линий CS-шины для каждого пиксела в жидкокристаллическом устройстве 100A отображения, как описано выше.
[0082]
В жидкокристаллических устройствах 100A и 100B отображения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, посредством определения, независимо от полярности напряжения сигнала отображения, того, к каким субпикселам должно прикладываться колебательное напряжение, могут быть выбраны субпикселы, которые должны быть яркими субпикселами. Это должно быть предпочтительно при применении к жидкокристаллическому устройству отображения, каждая строка пикселов которого состоит из пикселов, представляющих четное число цветов.
[0083]
В известном общем жидкокристаллическом устройстве отображения три пиксела, представляющие красный, зеленый и синий цвета, которые являются тремя основными цветами света, формируют один цветной отображаемый пиксел. Так же, посредством управления яркостями этих пикселов известное жидкокристаллическое устройство отображения осуществляет операцию цветного отображения. Следует отметить, что "цветной отображаемый пиксел" и "пикселы", используемые в этом описании, иногда называются "пикселом" и "субпикселами" в другом месте. В отношении компоновки пикселов (или компоновки цветных светофильтров), обычно используется чередуемая компоновка. Если это жидкокристаллическое устройство отображения, один цветной отображаемый пиксел которого состоит из R-, G- и B-пиксела, которые размещены в направлении строк, возбуждается посредством способа возбуждения с инверсией одной точки, то строка пикселов должна иметь порядок такой полярности, как R(+), G(-), B(+), R(-), G(+), B(-) и т.д. Другими словами, если полярность напряжения, приложенного к смежному пикселу инвертируется, то полярность напряжения, приложенного к следующему пикселу, представляющему тот же цвет, также инвертируется.
[0084]
Между тем, в жидкокристаллическом устройстве отображения, которое недавно разработано, которое имеет расширенный диапазон цветовоспроизведения, один цветной отображаемый пиксел состоит не только из красного (R), зеленого (G) и синего (B) пикселов, но также и из желтого (Y), голубого (C) или пурпурного (M) пиксела. Если это жидкокристаллическое устройство отображения, в котором четыре пиксела, представляющие эти цвета, периодически размещены в том же порядке в направлении строк, возбуждается посредством возбуждения с инверсией одной точки, то строка пикселов должна иметь порядок такой полярности, как R(+), G(-), B(+), Y(-), R(+), G(-), B(+), Y(-) и т.д., и напряжение той же полярности должно прикладываться к пикселам в том же цвете. Следовательно, в жидкокристаллическом устройстве отображения по патентному документу номер 3, показанном на фиг. 8, если первый, второй, третий и четвертый столбцы предположительно являются R, G, B и Y (которые должны размещаться в том же порядке после этого), то соответственные яркие субпикселы R- и B-пикселов должны находиться в верхней половине в направлении столбцов. В таком случае параллельные линии, которые отображаются в направлении строк, выглядят не только размытыми, но также и в виде пятен, что также представляет проблему. Например, когда отображаются серые линии, R- и B-пикселы, яркие субпикселы которых находятся в верхней половине, выглядят в виде пятен. Следует отметить, что если белый пиксел добавляется вместо Y-пиксела, то диапазон цветовоспроизведения не может быть расширен, но яркость дисплея может быть повышена. Тем не менее, проблема, идентичная только что описанной проблеме, также возникает в этом случае.
[0085]
В жидкокристаллическом устройстве 100A, 100B отображения, с другой стороны, яркие субпикселы пикселов во всех цветах размещены точно в линию в направлении строк. Именно поэтому, даже когда такие параллельные линии отображаются в направлении строк, можно не допускать, чтобы линии, идущие в направлении строк, выглядели в виде пятен.
[0086]
В примере, описанном выше, колебательное напряжение Vcsa предположительно имеет период колебания 2H. Тем не менее, один период колебания также может составлять 1H. Но если один период колебательного напряжения является коротким, то его форма сигнала затупляется вследствие постоянного CR-времени линии CS-шины (т.е. аппроксимированного значения полного сопротивления нагрузки линии CS-шины). Чтобы не допускать этой ситуации, один период колебания колебательного напряжения должен, по меньшей мере, в восемь раз превышать постоянное CR-время линии CS-шины. В этом случае, тем не менее, фазы соответствующих колебательных напряжений должны регулироваться для каждой строки пикселов так, что момент, когда TFT выключается, попадает в период, в который колебательное напряжение имеет третий потенциал. С этой целью могут предоставляться N электрически независимых соединительных CS-линий, и в них могут подаваться взаимно разные колебательные напряжения. Затем колебательное напряжение может иметь длительный период при удовлетворении вышеописанного условия. С точки зрения этой идеи о взаимосвязи между одним периодом колебательного напряжения и числом электрически независимых соединительных CS-линий, все раскрытие японской патентной публикации № 4104639 включено в данный документ путем ссылки.
[0087]
Мультипикселное возбуждение не обязательно должно выполняться в каждой шкале полутонов, а может применяться только к требуемым из них. Например, если операция отображения осуществляется в 256 шкалах полутонов #0-255, мультипикселное возбуждение может быть включено только, когда операция отображения осуществляется в низких шкалах полутонов (например, либо в шкале полутонов #96 или меньше, либо шкале полутонов #64 или меньше). Поскольку γ-характеристика жидкокристаллического устройства отображения с режимом отображения обычно черного изображения демонстрирует значительную зависимость от угла обзора в таких низких шкалах полутонов, зависимость от угла обзора γ-характеристики также может быть уменьшена, даже когда принят такой способ возбуждения.
[0088]
В вышеприведенном описании направление строк предположительно является горизонтальным направлением на экране отображения, а направление столбцов предположительно является вертикальным направлением на нем. Тем не менее, эти два направления также могут переключаться. Другими словами, линии шины затвора также могут быть выполнены с возможностью идти вертикально, а линии шины истока также могут быть выполнены с возможностью идти горизонтально. Другими словами, направления строк и столбцов, описанные выше, могут меняться местами друг с другом. Кроме того, в вышеприведенном описании линии CS-шины предположительно идут параллельно линиям шины затвора. Но линии CS-шины также могут идти параллельно линиям шины истока.
Промышленная применимость
[0089]
Кроме того, настоящее изобретение является широко применимым не только к жидкокристаллическому устройству отображения с MVA-режимом, но также и к жидкокристаллическим устройствам отображения с режимом PSA (выравнивания на полимерах с микрорельефной поверхностью), RTN-режимом (также называемым "VATN-режимом"), IPS-режимом и FSS-режимом.
Список номеров ссылок
[0090]
10 - пиксел
10a, 10b - субпиксел
12 - линия шины затвора
13a, 13b - жидкокристаллический конденсатор
14 - линия шины истока
16a, 16b - TFT
18a, 18b - субпикселный электрод
22a, 22b - накопительный конденсатор
24a, 24b - линия CS-шины
100A, 100B - жидкокристаллическое устройство отображения.