CN112673416A - 控制装置及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

各像素(P)具备：第一和第二子像素(20a、20b)；缓冲电容(Cdc)；第一和第二开关元件(21a、21b)，将第一和第二子像素与源极信号线(S)连接；以及第三开关元件(27)，将第二子像素(20b)与缓冲电容(Cdc)连接。第一和第二开关元件根据从栅极驱动电路(2)施加的第一栅极控制信号而动作。第三开关元件根据从栅极驱动电路施加的第二栅极控制信号而动作。电源电路(12)在使第一和第二开关元件导通的第一时间期间，生成第一电源电压并提供给栅极驱动电路，之后，在使第三开关元件导通的第二时间期间，生成比第一电源电压高的第二电源电压并提供给栅极驱动电路。

Description

控制装置及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及用于液晶显示装置的控制装置，另外，还涉及具备这种控制装置的液晶显示装置。
背景技术
在液晶显示面板的各像素中，通过改变对像素施加的电压，像素的液晶分子的方向发生变化，由此，通过像素的光的量发生变化，像素以期望的亮度点亮。根据该动作原理，能够以期望的亮度观察影像的视野角被限制在液晶显示面板的正面的附近。在从倾斜方向观察液晶显示面板时，影像以比期望的亮度高的亮度被看到(即，看起来更白)。特别是，在向像素施加与中间灰度的亮度对应的电压附近的电压时，液晶显示面板从倾斜方向观察时的亮度相对于期望的亮度的增加量为最大。
为了在更广的视野角范围内以期望的亮度显示影像，例如提出有专利文献1的技术。根据专利文献1，各像素包括第一子像素和第二子像素。第一及第二子像素分别经由第一及第二开关元件与源极信号线连接。第二子像素还经由第三开关元件与缓冲电容连接。第一及第二开关元件根据从栅极驱动电路经由第一栅极信号线施加的第一栅极控制信号而被导通、截止。当第一及第二开关元件导通时，第一和第二子像素根据从源极驱动电路通过源极控制线施加的源极控制信号的电压充电。第三开关元件根据从栅极驱动电路经由第二栅极信号线施加的第二栅极控制信号而被导通、截止。在第三开关元件导通时，第二子像素的电位根据缓冲电容的电位降低。
根据专利文献1，各像素被分割为两个子像素，一个子像素以比期望的亮度亮的亮度点亮，另一个子像素以比期望的亮度暗的亮度点亮，通过该些子像素的亮度的平均实现期望的亮度。
在本说明书中，以下，将如专利文献1那样通过子像素的亮度的平均来实现期望的亮度称为“多像素驱动方式”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/033341号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在多像素驱动方式的液晶显示面板中，通过至少两个栅极控制信号控制各像素，因此，与通过一个栅极控制信号控制各像素的情况相比，栅极驱动电路被施加大的负载。若施加于栅极驱动电路的负载的大小发生变动，则栅极控制信号的电压也发生变动。在该情况下，各像素的开关元件的导通时间变动，其结果是，各子像素以及各像素的亮度变动。由于这样的各像素的亮度的变动，液晶显示面板的亮度产生不均。
本发明的目的在于，解决以上的课题，提供控制装置，该控制装置能够以不易发生亮度不均的方式控制多像素驱动方式的液晶显示面板。另外，本发明的目的在于提供一种具备这样的液晶显示面板以及控制装置的液晶显示装置。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的一个方式，
一种控制装置，用于具备液晶显示面板、栅极驱动电路以及源极驱动电路的液晶显示装置，
所述液晶显示面板包括沿着多条扫描线排列的多个像素；与所述栅极驱动电路连接的多个第一栅极信号线和多个第二栅极信号线；以及与所述源极驱动电路连接的多个源极信号线，所述多个像素中的各一个像素具备：第一和第二子像素；缓冲电容；第一和第二开关元件，将所述第一和第二子像素分别与一个源极信号线连接；以及第三开关元件，将所述第二子像素与所述缓冲电容连接，所述第一和第二开关元件根据从所述栅极驱动电路经由一个第一栅极信号线施加的第一栅极控制信号而动作，所述第三开关元件根据从所述栅极驱动电路经由一个第二栅极信号线施加的第二栅极控制信号而动作，
所述控制装置具备电源电路，
所述电源电路在所述多个像素中，在使帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第一和第二开关元件从断开转变为导通的第一时间期间，生成第一电源电压并提供给所述栅极驱动电路；之后在使所述帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第三开关元件从断开转变为导通的第二时间期间内，生成比所述第一电源电压高的第二电源电压并提供给所述栅极驱动电路。
有益效果
根据本发明的一方式所涉及的控制装置，通过如上述那样由电源电路生成第一电源电压和第二电源电压，能够以不易产生亮度的不均的方式控制多像素驱动方式的液晶显示面板。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的液晶显示装置的构成的框图。
图2是示出图1的各像素的详细构成的框图。
图3是表示图1的栅极驱动电路的详细构成的框图。
图4是示出图1的电源电路的详细构成的框图。
图5是表示向比较例所涉及的液晶显示装置的栅极驱动电路供给的电源电压的变化的曲线图。
图6是示出驱动图1的液晶显示面板的上端的附近的像素时的液晶显示装置的动作的时序图。
图7是示出驱动图1的液晶显示面板的下端附近的像素时的液晶显示装置的动作的时序图。
图8是用于说明在图1的液晶显示装置中通过改变副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间而使像素的亮度变化的时序图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的各实施方式的控制装置及液晶显示装置进行说明。在各图中，相同的符号表示相同的构成要素。
图1是示出实施方式所涉及的液晶显示装置100的构成的框图。液晶显示装置100具备液晶显示面板1、栅极驱动电路2、源极驱动电路3以及控制装置4。
液晶显示面板1具备多个像素P(m，n)(1≤m≤M，1≤n≤N)、多个主栅极信号线Gmain(m)、多个副栅极信号线Gsub(m)、以及多个源极信号线S(n，x)(x＝a、b、c、d)。
多个像素P(m、n)沿行方向(图1的X方向)和列方向(图1的Y方向)排列，通过这些像素P(m、n)，在液晶显示面板1的行方向上形成多个扫描线。在液晶显示面板1上显示的影像的各帧，从液晶显示面板1的上端的扫描线(也称为“最初的扫描线”)向下端的扫描线(也称为“最后的扫描线”)依次扫描。在图1中，为了简化图示，仅示出四个像素P(m，n)～P(m+3，n)。
如参照图2后述那样，各像素P(m，n)构成为以多像素驱动方式进行动作。因此，各个像素P(m，n)经由一个主栅极信号线Gmain(m)和一个副栅极信号线Gsub(m)与栅极驱动电路2连接。
在本说明书中，也将主栅极信号线Gmain(m)以及副栅极信号线Gsub(m)分别称为“第一栅极信号线”以及“第二栅极信号线”。
另外，在图1的示例中，液晶显示面板1构成为对相互相邻的4行量的像素P(m，n)～P(m+3，n)在时间上重复地写入影像数据。因此，某列的像素P(m，n)～P(m+3，n)经由四个源极信号线S(n，a)～S(n，d)与源极驱动电路3连接。与图1的像素P(m，n)相比更上侧的像素以及与像素P(m+3，n)相比更下侧的像素也与像素P(m，n)～P(m+3，n)同样地，周期性地连接到源极信号线S(n，a)～S(n，d)中的任一个。通常，为了在一行的各像素写入影像数据，能够利用具有将一帧量的时间除以扫描线的根数而得到的长度的时间。但是，在该情况下，随着扫描线的根数或者帧速率增大，有时向各像素写入影像数据的时间(即，各像素的充电时间)不足。另一方面，如图1的示例所示，通过在时间上重复地对多个行的像素P(m，n)～P(m+3，n)写入影像数据，即使扫描线的根数或者帧率增大，也能够获得足够长的时间来对各像素写入影像数据。
栅极驱动电路2在控制装置4的控制下经由多个主栅极信号线Gmain(m)以及多个副栅极信号线Gsub(m)向各像素P(m，n)供给按每行选择各像素P(m，n)的多个栅极控制信号。
源极驱动电路3在控制装置4的控制下，将表示沿着一条扫描线的影像的各像素P(m，n)的灰度的多个源极控制信号经由多条源极信号线S(n，x)提供给各像素P(m，n)。具体而言，源极驱动电路3在水平扫描期间H内累积从控制装置4供给的影像数据(数字的串行数据)并生成表示一行量的影像的源极控制信号(模拟的并行数据)，并将生成的源极控制信号并行施加于各源极信号线S(n，x)。这里，一行量的源极控制信号是按每一水平扫描期间更新。另外，写入各像素P(m，n)的源极控制信号的极性按每帧且按每行反转。
控制装置4具备控制电路11、电源电路12、计数器13以及影像处理电路14。
控制电路11从前段的电路(未图示)接收垂直同步信号Vsync，控制栅极驱动电路2以及源极驱动电路3，以显示影像的一个帧。特别是，控制电路11生成控制信号GSP1、GSP2和时钟信号GCK并提供给栅极驱动电路2。控制信号GSP1指示与帧的最初的扫描线所包含的像素P(1，n)连接的主栅极信号线Gmain(1)的栅极控制信号的上升及下降。控制信号GSP2指示与帧的最初的扫描线所包含的像素P(1，n)连接的副栅极信号线Gsub(1)的栅极控制信号的上升及下降。从使主栅极信号线Gmain(1)的栅极控制信号从低电平转变为高电平开始，到使副栅极信号线Gsub(1)的栅极控制信号从低电平转变为高电平为止，设定恒定或者可变的延迟时间。在用于帧的第二行以后的扫描线所包含的像素P(m，n)(2≤m≤M)的栅极控制信号的上升及下降的瞬间，基于时钟信号GCK由栅极驱动电路2决定，以使得相对于用于像素P(1，n)的栅极控制信号具有规定的延迟时间。
电源电路12在控制电路11的控制下，生成用于栅极驱动电路2生成栅极控制信号的电源电压VGH、VGL，并供给栅极驱动电路2。电源电压VGL在生成低电平的栅极控制信号时使用。电源电压VGH高于电源电压VGL，在生成高电平的栅极控制信号时使用。电源电路12根据供给高电平的栅极控制信号的主栅极信号线Gmain(m)以及副栅极信号线Gsub(m)的根数，生成可变的电源电压VGH。
计数器13生成表示从控制电路11接受垂直同步信号Vsync起经过时间的计数值。计数器13的计数值用作控制装置4的内部时钟。控制电路11基于计数器13的计数值，生成用于栅极驱动电路2的时钟信号GCK。
影像处理电路14从前段的电路(未图示)接收表示影像数据的数据信号Data_in和表示影像数据的各扫描线的开始部的使能信号DE_in，向源极驱动电路3发送影像数据，控制源极驱动电路3。
控制装置4也被称为“时序控制器”。
图2是示出图1的像素P(m，n)的详细构成的框图。如上所述，各像素P(m，n)构成为以多像素驱动方式进行动作。因此，像素P(m，n)包括在液晶显示面板1的显示画面的垂直方向上二等分的子像素20a、20b。
子像素20a包括开关元件21a、子像素电极22a、液晶层23、对向电极24以及辅助电容电极25a、26a。开关元件21a的源极与源极信号线S(n，a)连接，漏极与子像素电极22a连接，栅极与主栅极信号线Gmain(m)连接。由此，子像素电极22a经由开关元件21a与源极信号线S(n，a)连接。开关元件21a根据从栅极驱动电路2经由主栅极信号线Gmain(m)而施加的栅极控制信号而动作。开关元件21a例如是薄膜晶体管(TFT)。子像素电极22a和对向电极24隔着液晶层23相互相对，形成液晶电容C1c1。另外，辅助电容电极25a、26a彼此相对，形成辅助电容Ccs1。子像素电极22a和辅助电容电极25a相互电连接。另外，对向电极24以及辅助电容电极26a相互电连接。
子像素20b包括开关元件21b、子像素电极22b、液晶层23、对向电极24、辅助电容电极25b、26b、开关元件27以及缓冲电容电极28、29。开关元件21b的源极连接至与开关元件21a相同的源极信号线S(n，a)，漏极与子像素电极22b连接，栅极连接至与开关元件21a相同的主栅极信号线Gmain(m)。由此，子像素电极22b经由开关元件21b与源极信号线S(n，a)连接。开关元件21b根据从栅极驱动电路2经由主栅极信号线Gmain(m)而施加的栅极控制信号而动作。缓冲电容电极28经由开关元件27与子像素电极22b连接。开关元件27的栅极与副栅极信号线Gsub(m)连接。开关元件27根据从栅极驱动电路2经由副栅极信号线Gsub(m)施加的栅极控制信号而动作。开关元件21b、27例如是薄膜晶体管(TFT)。子像素电极22b及对置电极24隔着液晶层23相互相对，形成液晶电容C1c2。另外，辅助电容电极25b、26b彼此相对，形成辅助电容Ccs2。另外，缓冲电容电极28、29彼此相对，形成缓冲电容Cdc。换言之，液晶电容C1c2和辅助电容Ccs2经由开关元件27与缓冲电容Cdc连接。子像素电极22b和辅助电容电极25b相互电连接。另外，对向电极24、辅助电容电极26b以及缓冲电容电极29相互电连接。
此外，子像素电极22a、22b的大小既可以彼此相等，也可以彼此不同。另外，子像素20a的对向电极24与子像素20b的对向电极24既可以相互一体化，也可以单独地设置。另外，各像素P(m，n)也可以分割为3个以上的子像素。
如图2所示，各主栅极信号线Gmain(m)可以配置为与各像素P(m，n)的中央交叉。另外，如图2所示，各副栅极信号线Gsub(m)也可以配置在彼此相邻的像素P(m，n)～P(m+1，n)之间。在该情况下，各行的主栅极信号线Gmain(m)以及副栅极信号线Gsub(m)适当地隔离，因此，抑制主栅极信号线Gmain(m)以及副栅极信号线Gsub(m)之间的信号的泄漏。
在本说明书中，将子像素20a也称为“第一子像素”，将子像素20b也称为“第二子像素”。此外，在本说明书中，将开关元件21a也称为“第一开关元件”，将开关元件21b也称为“第二开关元件”，将开关元件27也称为“第三开关元件”。此外，在本说明书中，将从栅极驱动电路2经由主栅极信号线Gmain施加的栅极控制信号也称为“第一栅极控制信号”或“主栅极控制信号”。此外，在本说明书中，将从栅极驱动电路2经由副栅极信号线Gsub施加的栅极控制信号也称为“第二栅极控制信号”或“副栅极控制信号”。
图3是示出图1的栅极驱动电路2的详细构成的框图。栅极驱动电路2具备移位寄存器31、电平移位器32以及电源线PH、PL。
电源线PH、PL连接于图1的电源电路12。由电源电路12生成的电源电压VGH、VGL经由电源线PH、PL供给电平移位器32。
电平移位器32在移位寄存器31的控制下，根据电源电压VGH、VGL生成主栅极控制信号以及副栅极控制信号。电平移位器32具备在移位寄存器31的控制下动作的开关SW(m，y)(1≤m≤M，y＝a，b)。各开关SW(m，a)具备分别与电源线PH、PL连接的两个输入端子以及分别与主栅极信号线Gmain(m)连接的输出端子。各开关SW(m，a)将电源线PH连接于主栅极信号线Gmain(m)时，生成高电平的主栅极控制信号，连接电源线PL时，生成低电平的主栅极控制信号。此外，各开关SW(m、b)具备分别与电源线PH、PL连接的两个输入端子以及分别与副栅极信号线Gsub(m)连接的输出端子。各开关SW(m，b)将电源线PH与副栅极信号线Gsub(m)连接时，生成高电平的副栅极控制信号，连接电源线PL时，生成低电平的副栅极控制信号。
移位寄存器31基于从图1的控制电路11供给的控制信号GSP1、GSP2和时钟信号GCK，控制各开关SW(m，y)，以调节主栅极控制信号和副栅极控制信号的上升和下降的时序。
移位寄存器31在初始状态下，控制各开关SW(m，y)，以使电源线PL与主栅极信号线Gmain(m)或副栅极信号线Gsub(m)连接。
移位寄存器31在控制信号GSP1从低电平转变为高电平之后，与时钟信号GCK的最初的上升配合，控制开关SW(1，a)，以使电源线PH连接于主栅极信号线Gmain(1)。之后，移位寄存器31在控制信号GSP1从高电平转变到低电平之后，与时钟信号GCK的最初的上升配合，控制开关SW(1，a)以使得电源线PL与主栅极信号线Gmain(1)连接。移位寄存器31以主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号为基准，控制其他各开关SW(m，a)，使得其他主栅极信号线Gmain(m)(2≤m≤M)的主栅极控制信号具有预定的时钟数的延迟时间，并且具有相同的波形。
另外，移位寄存器31在控制信号GSP2从低电平转变为高电平后，与时钟信号GCK的最初的上升配合，控制开关SW(1，b)，以使电源线PH与副栅极信号线Gsub(1)连接。之后，移位寄存器31在控制信号GSP2从高电平转变到低电平后，与时钟信号GCK的最初的上升配合，控制开关SW(1，b)，以使电源线PL与副栅极信号线Gsub(1)连接。移位寄存器31以副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号为基准，控制其它各开关SW(m，b)，使得其它副栅极信号线Gsub(m)(2≤m≤M)的副栅极控制信号具有预定的时钟数的延迟时间，并且具有相同的波形。
图4是示出图1的电源电路12的详细构成的框图。电源电路12具备高电压源41以及低电压源42。高电压源41以及低电压源42分别连接于图3的电源线PH、PL。
高电压源41具备电压生成电路41a～41c以及开关SW。电压生成电路41a生成在栅极驱动电路2不生成高电平的副栅极控制信号而仅使主栅极控制信号从低电平转移到高电平时使用的电源电压VGH1。电压生成电路41b生成当栅极驱动电路2生成高电平的主栅极控制信号和高电平的副栅极控制信号这两个时使用的电源电压VGH2。电源电压VGH2比电源电压VGH1高。电压生成电路41c生成在栅极驱动电路2不生成高电平的主栅极控制信号而仅使副栅极控制信号从低电平转移到高电平时使用的电源电压VGH3。电源电压VGH3比电源电压VGH1低。电源电压VGH1～VGH3设定为即使考虑到达各像素P(m，n)的开关元件21a、21b、27(参照图2)为止的电压下降，也比开关元件21a、21b、27的栅极阈值电压高。开关SW在控制电路11的控制下，将电源电压
Figure BDA0002970401020000111
中的1个作为电源电压VGH供给栅极驱动电路2。
在本说明书中，电源电压VGH1也称为“第一电源电压”，电源电压VGH2也称为“第二电源电压”，电源电压VGH3也称为“第三电源电压”。
低电压源42具备电压生成电路42a。电压生成电路42a生成在不驱动液晶显示面板1的各像素P(m，n)时(即，断开各开关元件21a、21b、27时)使用的电源电压VGL。电源电压VGL比各像素P(m，n)的开关元件21a、21b、27(参照图2)的栅极阈值电压低。
根据多像素驱动方式，图2的各像素P(m，n)如下进行动作。
在主栅极信号线Gmain(m)的主栅极控制信号从低电平转变为高电平时，像素P(m，n)的开关元件21a、21b导通。由此，源极信号线S(n，x)的源极控制信号的电压被施加到像素P(m，n)的子像素电极22a、22b和辅助电容电极25a、25b，因此，被施加到液晶电容C1c1、C1c2和辅助电容Ccs1、Ccs2的电压与源极信号线S(n，x)的电压相等。然后，在主栅极信号线Gmain(m)的主栅极控制信号从高电平转变到低电平时，像素P(m，n)的开关元件21a、21b断开。
在主栅极信号线Gmain(m)的主栅极控制信号从高电平转变到低电平之后，具有预定的延迟时间，副栅极信号线Gsub(m)的副栅极控制信号从低电平转变到高电平，此时，像素P(m，n)的开关元件27导通。由此，缓冲电容Cdc与液晶电容C1c2、辅助电容Ccs2并联连接。
如上所述，写入各像素P(m，n)的源极控制信号的极性按每帧且每行反转。在开关元件27导通前，缓冲电容Cdc具有在一帧前所存储的电荷，因此具有与存储在液晶电容C1c2和辅助电容Ccs2中的电荷相反的极性。因此，当开关元件27导通时，正电荷(或负电荷)从液晶电容C1c2和辅助电容Ccs2移动到缓冲电容Cdc，施加于液晶电容C1c2的电压的绝对值降低。另一方面，对液晶电容C1c1施加的电压不受开关元件27导通所带来的影响。因此，对液晶电容C1c2施加的电压的绝对值小于对液晶电容C1c1施加的电压的绝对值，其结果是，子像素20b的亮度比子像素20a的亮度低。由于通过子像素20a、20b的亮度的平均来实现期望的亮度，因此，无需对子像素20a、20b施加与中间灰度的亮度对应的电压附近的电压，就能够实现中间灰度的亮度。由此，能够在宽的视场角的范围内以期望的亮度显示影像。
此外，如上所述，在现有技术涉及的多像素驱动方式的液晶显示面板中，通过至少两个栅极控制信号控制各像素，因此，与通过一个栅极控制信号控制各像素的情况相比，栅极驱动电路受到大的负载。当栅极驱动电路所施加的负载发生变动时，栅极控制信号的电压也发生变动，由此，各像素的开关元件的导通时间变动。
图5是表示向比较例所涉及的液晶显示装置的栅极驱动电路供给的电源电压的变化的曲线图。图5的示例表示在具备参照图1
Figure BDA0002970401020000121
图3说明的液晶显示面板1以及栅极驱动电路2的液晶显示装置中，向栅极驱动电路2供给恒定的电源电压VGH、VGL的情况。图5示出电源电压VGH的变动、主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号的波形以及副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号的波形的模拟结果。
向栅极驱动电路2供给恒定的电源电压VGH＝VGH0。在时刻
Figure BDA0002970401020000131
的时间区间，全部的主栅极控制信号以及全部的副栅极控制信号为低电平。
在时刻t1，若主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号从低电平转变为高电平，则由于连接于主栅极信号线Gmain(1)的负载的增大，电源电压VGH下降至电压VGH01。主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号在时钟信号GCK的4个周期量中被维持为高电平，在时刻t5从高电平转变为低电平。主栅极信号线Gmain(2)的主栅极控制信号相对于主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号具有时钟信号GCK的一个周期量的延迟时间而生成。同样地，主栅极信号线Gmain(3)以后的主栅极控制信号也相对于紧前的主栅极信号线Gmain(m)的主栅极控制信号具有时钟信号GCK的一个周期量的延迟时间而生成。如图5所示，在栅极驱动电路2不生成高电平的副栅极控制信号，而仅使主栅极控制信号从低电平变为高电平时(时刻t1～t11)，电源电压VGH下降至电压VGH01。
在时刻t11，在将一部分的主栅极信号线Gmain(m)的主栅极控制信号维持在高电平的状态下，若副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号从低电平变为高电平，则通过与副栅极信号线Gsub(1)连接的负载的增大，电源电压VGH下降至电压VGH02。副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号在时钟信号GCK的4个周期量中被维持为高电平，在时刻t15从高电平转变为低电平。副栅极信号线Gsub(2)的副栅极控制信号相对于副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号具有时钟信号GCK的一个周期量的延迟时间而生成。同样地，副栅极信号线Gsub(3)以后的副栅极控制信号也相对于紧前的副栅极信号线Gsub(m)的副栅极控制信号具有时钟信号GCK的一个周期的延迟时间而生成。如图5所示，在栅极驱动电路2生成高电平的主栅极控制信号和高电平的副栅极控制信号这两个时(时刻t11以后)，电源电压VGH下降至电压VGH02。
如果电源电压VGH降低，则施加到各像素P(m，n)的开关元件21a、21b的栅极的主栅极控制信号的电压降低，开关元件21a、21b的导通时间变短。如果开关元件21a、21b的导通时间不足，则基于源极控制信号的电压的子像素20a、20b的充电时间变短，其结果是，子像素20a、20b的亮度下降。
此外，如果连接于主栅极信号线Gmain(m)的负载减少，则电源电压VGH增大。若电源电压VGH增大，则施加到各像素P(m，n)的开关元件27的栅极的副栅极控制信号的电压增大，开关元件27的导通时间变长。如果开关元件27的导通时间变长，则开关元件27与缓冲电容Cdc连接的时间变长，其结果是，子像素20b的亮度的降低量增大。
由于这样产生的各子像素20a、20b的亮度的变动以及各像素P(m，n)的亮度的变动，液晶显示面板1的亮度有时会产生不均。
在本实施方式的液晶显示装置100中，控制装置4控制多像素驱动方式的液晶显示面板1，以使不易产生亮度的不均。以下，对其动作进行说明。
图6是示出驱动图1的液晶显示面板1的上端的附近的像素P(m，n)时的液晶显示装置100的动作的时序图。
垂直同步信号Vsync表示各帧的开始部。控制电路11根据垂直同步信号Vsync的上升，使计数器13开始计数值V-CNT的计数。在初始状态下，控制电路11控制电源电路12，以使得生成电源电压VGH3并提供给栅极驱动电路2。
控制电路11在计数值V-CNT＝7时，使控制信号GSP1从低电平转变为高电平。与此同时，控制电路11控制电源电路12，使其生成比电源电压VGH3高的电源电压VGH1并提供给栅极驱动电路2。如上所述，主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号在控制信号GSP1从低电平转变为高电平之后，与时钟信号GCK的最初的上升相配合地从低电平转变为高电平。换言之，在计数值V-CNT＝7的时间区间，帧的最初的扫描线所包含的各像素P(1，n)的开关元件21a、21b从断开转变为导通，施加于栅极驱动电路2的负载增大。控制电路11控制电源电路12，使得在包含该计数值V-CNT＝7的时间区间的规定的时间期间，即计数值V-CNT＝7～12的时间期间(也称为“第一时间期间”)，生成电源电压VGH1并提供给栅极驱动电路2。换言之，控制电路11控制电源电路12，使得在使帧的最初扫描线中包含的各像素P(1，n)的开关元件21a、21b从断开转变为导通的第一时间期间内，生成电源电压VGH1并提供给栅极驱动电路2。控制电路11在计数值V-CNT＝11时，使控制信号GSP1从高电平转变为低电平。
之后，控制电路11在计数值V-CNT＝13时，使控制信号GSP2从低电平转变为高电平。与此同时，控制电路11控制电源电路12，使其生成比电源电压VGH1高的电源电压VGH2并提供给栅极驱动电路2。如上所述，副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号在控制信号GSP2从低电平转变为高电平之后，与时钟信号GCK的最初的上升相配合地从低电平转变为高电平。换言之，在计数值V-CNT＝13的时间区间，帧的最初扫描线所包含的各像素P(1，n)的开关元件27从断开转变为导通，施加于栅极驱动电路2的负载增大。控制电路11控制电源电路12，使得在包含该计数值V-CNT＝13的时间区间的规定的时间期间，即计数值V-CNT＝13以后的时间期间(也称为“第二时间期间”)，生成电源电压VGH2并提供给栅极驱动电路2。换言之，控制电路11控制电源电路12，使得在使帧的最初的扫描线中包含的各像素P(1，n)的开关元件27从断开转变为导通的第二时间期间内，生成电源电压VGH2并提供给栅极驱动电路2。第二时间期间持续到后述的第三时间期间开始之前，即计数值V-CNT＝2166的时间区间。控制电路11在计数值V-CNT＝17时，使控制信号GSP2从高电平转变为低电平。
这样，在接通帧的最初的扫描线所包含的各像素P(1，n)的开关元件27时，通过使提供给栅极驱动电路2的电源电压VGH增大，能够抵消由负载的增大引起的电源电压VGH的下降(参照图5)。由此，使各像素P(m，n)的开关元件21a、21b的导通时间的长度均匀，其结果，使各子像素20a、20b和各像素P(m，n)的亮度不易变动。因此，能够使液晶显示面板1的亮度难以产生不均。
图7是示出驱动图1的液晶显示面板1的下端的附近的像素P(m，n)时的液晶显示装置100的动作的时序图。
在液晶显示面板1例如具有M＝2160根扫描线的情况下，当从上数第二158根副栅极信号线Gsub(2158)的副栅极控制信号从低电平转移到高电平时，最后的主栅极信号线Gmain(2160)的主栅极控制信号从高电平转移到低电平。
控制电路11对电源电路12进行控制，使得在计数值V-CNT＝2167时，即在从使控制信号GSP1从低电平转变为高电平的时刻起经过了计数值V-CNT＝2160之后，生成比电源电压VGH1低的电源电压VGH3并提供给栅极驱动电路2。主栅极信号线Gmain(2160)的主栅极控制信号在计数值V-CNT＝2167之后，与时钟信号GCK的最初的上升相配合地从高电平转变到低电平。换言之，在计数值V-CNT＝2167的时间区间，帧的最后的扫描线所包含的各像素P(2160，n)的开关元件21a、21b从导通转变为断开，施加于栅极驱动电路2的负载减少。控制电路11控制电源电路12，使得在包含该计数值V-CNT＝2167的时间区间的规定的时间期间，即计数值V-CNT＝2167以后的时间期间(也称为“第三时间期间”)，生成电源电压VGH3并提供给栅极驱动电路2。换言之，控制电路11控制电源电路12，使得在使帧的最后的扫描线中包含的各像素P(2160，n)的开关元件21a、21b从导通转变为断开的第三时间期间内，生成电源电压VGH3并提供给栅极驱动电路2。第三时间期间持续到下一帧的计数值V-CNT＝6的时间区间，即直到下一帧的第一时间期间开始之前。
这样，在帧的最后的扫描线所包含的各像素P(2160，n)的开关元件21a、21b断开时，通过降低向栅极驱动电路2供给的电源电压VGH，能够抵消由负载的减少引起的电源电压VGH的增大。由此，使各像素P(m，n)的开关元件27的导通时间的长度均匀，其结果是，使各子像素20a、20b和各像素P(m，n)的亮度不易变动。因此，能够使液晶显示面板1的亮度难以产生不均。
在具有2160根扫描线的4K2K的液晶显示面板中，例如电源电压VGH1设定为38.0V，电源电压VGH2设定为39.0V，电源电压VGH3设定为36.0V。电源电压
Figure BDA0002970401020000171
不限于这些值，能够根据液晶显示面板的像素数、各开关元件21a、21b、27的栅极阈值电压等来设定。
将电源电压VGH从VGH2变更为VGH3的时序根据液晶显示面板1的扫描线的根数而变化。在具有2160根扫描线的4K2K的液晶显示面板中，如上所述，电源电压VGH在主栅极信号线Gmain(2160)的主栅极控制信号从高电平转变到低电平时被变更。在具有1080条扫描线的2K1K的液晶显示面板中，电源电压VGH在主栅极信号线Gmain(1080)的主栅极控制信号从高电平转变到低电平时被变更。在具有4320根扫描线的8K4K的液晶显示面板中，电源电压VGH在主栅极信号线Gmain(4320)的主栅极控制信号从高电平转变到低电平时被变更。不管在哪种情况下，电源电压VGH在全部的主栅极信号线Gmain(m)的主栅极控制信号从高电平转变到低电平，在变为仅副栅极信号线Gsub(m)的副栅极控制信号为高电平的时间期间之前变更。
在现有技术所涉及的多像素驱动方式的液晶显示面板中，如上所述，由于施加于栅极驱动电路的负载的大小的变动，各子像素以及各像素的亮度有可能变动。因此，亮度的变动在液晶显示面板的上端附近(即，液晶显示装置的边框之下)产生，使得实质上不能看到亮度的变动，需要将副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间设定为非常小的值(例如固定值)。另一方面，在本实施方式的液晶显示装置100中，由于如上述那样使各子像素20a、20b和各像素P(m，n)的亮度不易变动，因此能够使副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间不限于非常小的值，能够任意地设定。
图8是用于说明在图1的液晶显示装置100中通过改变副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间而使像素P(m，n)的亮度变化的时序图。在图8的情况A中，副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号相对于主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号具有延迟时间T3。由此，在时间期间T1，子像素20a、20b以彼此相同的亮度点亮，在开关元件27导通后的时间期间T2，子像素20b的亮度比子像素20a的亮度低。另外，在图8的情况B中，副栅极信号线Gsub(1)的副栅极控制信号相对于主栅极信号线Gmain(1)的主栅极控制信号具有更长的延迟时间T13。由此，在时间期间T11，子像素20a、20b以彼此相同的亮度点亮，在开关元件27导通后的时间期间T12，子像素20b的亮度比子像素20a的亮度低。像素P(m，n)的亮度由子像素20a、20b以彼此相同的亮度点亮的时间期间与子像素20b的亮度比子像素20a的亮度低的时间期间之比决定。通过延长子像素20b的亮度比子像素20a的亮度低的时间期间(即，通过缩短副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间)，像素P(m，n)的亮度下降。通过缩短子像素20b的亮度比子像素20a的亮度低的时间期间(即，延长副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间)，像素P(m，n)的亮度增大。因此，通过使副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间变化，能够使像素P(m，n)的亮度变化。
由于控制信号GSP1、GSP2的上升及下降由计数器13的计数值控制，因此通过变更从一帧的开始部至控制信号GSP2的上升的计数值，能够变更副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间。
控制装置4可以控制栅极驱动电路2，以使得从帧的最初的扫描线所包含的各像素P(m，n)的开关元件21a、21b断开开始，直到帧的最初扫描线所包含的各像素P(m，n)的开关元件27导通为止，具有可变的延迟时间。此外，控制装置4可以控制栅极驱动电路2，以使得在使帧的最初的扫描线所包含的各像素P(m，n)的开关元件21a、21b断开后，直到使帧的最初的扫描线所包含的各像素P(m，n)的开关元件27导通为止，具有任意的恒定的延迟时间。
这样，在本实施方式的液晶显示装置100中，通过使副栅极控制信号相对于主栅极控制信号的延迟时间变化，能够使像素P(m，n)的亮度变化。
在以上说明的实施方式中，液晶显示面板1构成为相对于相互邻接的4行量的像素P(m，n)在时间上重复地写入影像数据。可替代地，可以对相互邻接的2行、3行或5行以上的像素在时间上重复地写入影像数据，也可以对各行的像素在时间上不重叠地写入影像数据。在该情况下，各一列的像素经由与在时间上重复写入影像数据的行相同的根数的源极信号线与源极驱动电路连接。通过减少与各一列的像素连接的源极信号线的根数，透过各像素的光难以被源极信号线遮挡，能够提高各像素中的光的透过率。另一方面，通过增加与各一列的像素连接的源极信号线的根数，如上所述，能够获得为了在各像素写入影像数据的充分的长度的时间。而且，通过相互不同的源极信号线向彼此相邻的行的像素写入影像数据，能够使因要向某一行的像素施加的电压而施加于相邻行的像素而引起的重影难以发生。
根据本发明，可以提供不易产生亮度不均匀的多像素驱动方式的液晶显示装置。
1…液晶显示面板、
2…栅极驱动电路、
3…源极驱动电路、
4…控制装置、
P…像素、
11…控制电路、
12…电源电路、
13…计数器、
14…影像处理电路、
20a、20b…子像素、
21a、21b…开关元件、
22a、22b…子像素电极、
23…液晶层、
24…对向电极、
25a、25b、26a、26b…辅助电容电极、
27…开关元件、
28、29…缓冲电容电极、
31…移位寄存器、
32…电平转换器、
SW(1，a)～SW(M，b)…开关、
41…高电压源、
41a～41c…电压生成电路、
42…低电压源、
42a…电压生成电路、
SW…开关。

Claims (5)

1.一种控制装置，用于具备液晶显示面板、栅极驱动电路和源极驱动电路的液晶显示装置，其特征在于，包括：
所述液晶显示面板包括：沿着多条扫描线排列的多个像素；与所述栅极驱动电路连接的多个第一栅极信号线和多个第二栅极信号线；以及与所述源极驱动电路连接的多个源极信号线，
所述多个像素中的各一个像素具备：第一子像素和第二子像素；缓冲电容；第一开关元件和第二开关元件，将所述第一和第二子像素分别与一个源极信号线连接；以及第三开关元件，将所述第二子像素与所述缓冲电容连接，所述第一和第二开关元件根据从所述栅极驱动电路经由一个第一栅极信号线施加的第一栅极控制信号而动作，所述第三开关元件根据从所述栅极驱动电路经由一个第二栅极信号线施加的第二栅极控制信号而动作，
所述控制装置具备电源电路，
所述电源电路在所述多个像素中，在使帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第一和第二开关元件从断开转变为导通的第一时间期间，生成第一电源电压并提供给所述栅极驱动电路，
之后，在使所述帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第三开关元件从断开转变为导通的第二时间期间内，生成比所述第一电源电压高的第二电源电压并提供给所述栅极驱动电路。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述电源电路在使所述帧的最后的扫描线中包含的各像素的所述第一和第二开关元件从接通转变为断开的第三时间期间，生成比所述第一电源电压低的第三电源电压并提供给所述栅极驱动电路。
3.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述控制装置控制所述栅极驱动电路，使得从将所述帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第一和第二开关元件断开开始，直到所述帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第三开关元件导通为止，具有恒定的延迟时间。
4.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述控制装置控制所述栅极驱动电路，使得从所述帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第一和第二开关元件断开开始，到所述帧的最初的扫描线所包含的各像素的所述第三开关元件导通为止，具有可变的延迟时间。
5.一种液晶显示装置，其特征在于，具备：
如权利要求1至4中任一项所述的控制装置；
液晶显示面板；
栅极驱动电路；以及
源极驱动电路。
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