CN1722214A - 平面显示板的驱动方法及平面显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种平面显示装置，具备：具有配置成矩阵形的像素群、分别选择所述像素群的行的多条扫描线、以及将信号供给选择行的像素群的多条信号线的平面显示板(17)；在设于每个水平扫描期间的第一和第二期间中，分别将视频信号和非视频信号写入互不相同的行的像素群的驱动电路(15、16)。而且，作为对全行的像素完成所述视频信号的写入后的消隐期间处理，该平面显示装置具备进行在所述第一期间对所述多条信线进行预充电的驱动电路的控制的控制器(13)，以便辅助分配给所述第二期间的非视频信号的写入。

Description

平面显示板的驱动方法及平面显示装置
技术领域
本发明涉及平面显示板的驱动方法及平面显示装置，特别涉及可实现宽视场角和高速响应的OCB型液晶显示板的平面显示板的驱动方法及平面显示装置。
背景技术
现在，作为电视机、个人计算机或车辆导航***用的显示器，使用有轻量、薄型、低电耗特征的液晶显示板。
作为这种液晶显示板，市场广泛利用的扭曲向列型(TN)液晶显示板，在对向的玻璃基板间大致90度扭曲配置具有光学正折射率各向异性的液晶材料而构成，利用该扭曲配置的控制调节入射光的旋光性。TN型液晶显示板虽然较容易制造，但其视场角狭窄、响应速度慢，故不适宜用于电视图像等运动图像显示。
另一方面，作为改善视场角和响应速度的显示器，OCB(光学补偿双折射)型液晶显示板引人注目。OCB型液晶显示板是在对向配置的玻璃基板间封入可弯曲配置的液晶材料的显示板，与TN型液晶显示板相比，具有响应速度提高一个量级，而且由于光学上自补偿液晶材料的配置状态而视场角宽的优点。
这种OCB型液晶显示板如图5(a)所示，在玻璃制的阵列式基板61上配设的显示像素电极62与跟同一阵列式基板61对向配置的玻璃制对向基板63上配置的对向电极64之间，不加电压状态下，液晶层的液晶分子65取喷雾配置状态。因此加上电源时，在显示像素电极62与对向电极64之间施加数十伏的高电压，使液晶分子向弯曲配置状态转移。
为可靠地进行该相转移而加上高压时，通过对邻接的每水平像素行写入反极性电压，在邻接的显示像素电极62与相转移用像素电极之间给予横方向的扭曲电位差来进行核形成，以该核为中心进行相转移。通过大约一秒钟的如此动作，使从喷雾配置状态转移到弯曲配置状态，而且把显示像素电极62与对向电极64之间的电位差作为等电位，使一次消除不希望的滞后。
这样，把液晶分子65变成弯曲配置状态后，工作中如图5(b)所示，从驱动电源66对液晶分子65施加高于维持弯曲配置状态的低的截止电压的电压。该截止电压与比其高的导通电压如图5(c)所示，从驱动电源66施加到显示像素电极64间，通过在与导通·截止电压之间改变驱动电压，从图5(b)所示的弯曲配置状态变化为图5(c)所示的液晶分子65的弯曲配置状态，改变液晶层的延迟值，控制透射率。
用这种OCB型液晶显示板进行图像显示时，考虑用控制复折射性并与偏光板组合，例如由驱动电路驱动液晶板，以高电压施加状态遮断光(黑显示)，以低电压施加状态使光通过(白显示)。
该驱动电路如图6所示，从阵列式基板61上一体构成的扫描信号驱动电路67沿行方向延伸多条扫描线(栅极线)Y1～Yn，在列方向上延伸来自信号线驱动电路(未图示)的多条信号线(源极线)X1～Xm，使与扫描线Y1～Yn交叉。
信号线X1～Xm分成奇数信号线X1，X3，…与偶数信号线X2，X4，…，并联连接作为对各信号线X1～Xm每一对偶数及奇数的选择开关构成的薄膜晶体管(TFT)68-1，68-2，…，68-m’(m’＝2m)的漏-源通路。其中奇数组TFT68-1，68-3，…的栅极连接到供给第1选择信号的端子69，偶数组TFT68-2，68-4，…的栅极连接到供给第2选择信号的端子70，用选择信号选择各端子71，72供给的视频信号。
通过各TFT68-1～68-m’的漏-源通路的信号线X与扫描线Y的交点部分，配置各开关用的薄膜晶体管(TFT)73，其栅极连接扫描线Y1～Yn，漏-源通路的一端连接信号线X。漏-源通路的另一端接液晶显示元件74，同时接辅助电容元件75的一端，辅助电容元件75的另一端经电容线Cs接端子76，由端子76输入辅助电容电压。
对扫描线驱动电路67，通过端子77供给垂直扫描时钟信号，并通过端子78供给垂直触发信号。
通过这般构成，来自扫描线驱动电路67的栅极脉冲以逐线驱动方式依次供给扫描线Y1～Yn，使一条扫描线上的TFT73一齐导通。与该扫描同步地，来自信号线驱动电路的视频信号经端子71，72及TFT68-1～68-m’供给TFT73，通过TFT73的漏-源通路将信号电荷存储到液晶显示元件74及辅助电容元件75。该信号电荷保持到下一扫描期间，从而激励连接到扫描线X上的全部像素的液晶显示元件74显示图像，辅助电容元件75的端子76接地，或由端子76供给的反相位的栅极脉冲驱动，施加辅助电容电压。
根据这样的驱动电路，如图7(a)所示，在一水平扫描期间(1H)的前半期，对通过信号线X1对应的TFT68-1连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为正极性(+)的信号电压，而对通过信号线X2对应的TFT68-4连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为负极性(-)的信号电压。
在1H的后半期，对通过信号线X2对应的TFT68-2连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为负极性(-)的信号电压，而对通过信号线X1对应的TFT68-3连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为正极性(+)的信号电压。
在下一帧中，如图7(b)所示，在(1H)的前半期，对通过信号线X1对应的TFT68-1连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为负极性(-)的信号电压，而对通过信号线X2对应的TFT68-4连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为正极性(+)的信号电压。
然后，在1H的后半期，对通过信号线X2对应的TFT68-2连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为正极性(+)的信号电压，而对通过信号线X1对应的TFT68-3连接的显示像素电极62，写入相对于对向电极64的电压为负极性(-)的信号电压。这样，进行帧反转驱动及点反转驱动，从而防止了不希望的直流电压的施加，同时防止了闪烁的发生。
这种OCB型液晶显示板中，借助在显示像素电极62与对向电极64间施加的电压将显示状态从喷雾状态变化到弯曲状态是可能的。但是，即使成为弯曲状态，当在显示像素电极62与对向电极64间施加电压的低电压状态继续下去时，弯曲状态简单地转移到喷雾状态，陷入所谓逆转移状态，产生不能识别显示图像的问题。
为防止变成该逆转移状态，有必要定期地对液晶层施加高电压(黑信号***)，防止陷入逆转移现象。黑信号***在视频信号显示期间当然要执行，在消隐期间也要执行，使不发生逆转移现象，但不可否认消隐期间中的信号线(源极线)的充电不足。当发生该充电不足时，产生的问题是，显示画面上发生重像，特别在灰度较好的状态下的重像(消隐带)比其他显示状态下更明显的倾向，成为非常刺眼的画面品位劣化的主要原因，或发生在白较好状态下的逆转移现象。
发明内容
本发明针对这种问题而作，其目的在于提供可能确实防止因信号线充电不足引起的重像的发生或逆转移现象的发生的平面显示板的驱动方法和平面显示装置。
根据本发明的第一观点提供的驱动方法，具有：配置成矩阵形的像素群、分别选择所述像素群的行的多条扫描线和将信号供给选择行的像素群的多条信号线，其中，在设于每个水平扫描期间的第一和第二期间中，分别将视频信号和非视频信号写入互不相同的行的像素群，作为对全行的像素完成所述视频信号的写入后的消隐期间处理，在所述第一期间对所述多条信号线进行预充电，以便辅助分配给所述第二期间的非视频信号的写入。
根据本发明的第二观点提供的驱动装置，具备：具有配置成矩阵形的像素群、分别选择所述像素群的行的多条扫描线和将信号供给选择行的像素群的多条信号线的平面显示板，在设于每个水平扫描期间的第一和第二期间中，分别将视频信号和非视频信号写入互不相同的行的像素群的驱动电路，以及控制器，该控制器作为对全行的像素完成所述视频信号的写入后的消隐期间处理，进行在所述第一期间对所述多条信号线进行预充电的驱动电路的控制，以便辅助分配给所述第二期间的非视频信号的写入。
在这些平面显示板的驱动方法和平面驱动装置中，作为对全行的像素完成所述视频信号的写入后的消隐期间处理，在所述第一期间对所述多条信号线进行预充电，以便辅助分配给所述第二期间的非视频信号的写入。由于该预充电缓和了信号线的充电不足，能可靠地防止含有灰度较好状态下的重像(消隐带)的重像的发生或白较好状态下的逆转移现象的发生。
本发明的附加的目的和优点将在下面的说明中提出，部分从该说明中显而易见或通过本发明的实践可以学到。通过实施和组合后面特别指出的内容可实现并得到本发明的目的和优点。
附图说明
组入并构成本说明书的一部分的附图，说明本发明的较佳的实施形态，与上面给出的一般说明和下面给出的较佳实施形态的详细说明一起，用来解释本发明的原理。
图1示出本发明的一实施形态的平面显示装置的电路构成图。
图2为说明图1所示的平面显示装置的动作用的信号波形图。
图3示出图1所示的平面显示装置的电路构成的变形例的图。
图4为说明图3所示的变形例的动作用的信号波形图。
图5为说明以往的OCB型液晶显示板的显示原理用的图。
图6为图5所示的液晶显示板的电路构成图。
图7为说明图6所示的液晶显示板的驱动方法用的图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明一实施形态的平面显示装置。
该平面显示装置从输入端11输入垂直同步信号和水平同步信号以及视频信号等的输入信号，这些输入信号供给由输入电源12加电的控制器13。该控制器13内装消隐期间中的信号灰度设定部14，该信号灰度设定部14是将消隐期间中的视频信号相当部分的源极线充电波形设定为中间灰度，并根据温度或图像再生设定信号灰度的部件。控制器13分别对栅极驱动器15和源极驱动器16供给驱动信号，从栅极驱动器15和源极驱动器16对例如由OCB型液晶显示板构成的平面显示板分别供给栅极脉冲和视频信号、黑信号等。与输入电源12连接的驱动电压发生电路18输出的驱动电压也供给栅极驱动器15和源极驱动器16，根据该驱动电压和栅极脉冲以及视频信号使图像显示于平面显示板17上。
OCB模式中，如持续低电压的施加状态，液晶分子的取向状态就有可能从弯曲取向逆转移到喷雾取向。黑信号是防止该逆转移现象用的信号，本实施形态中将该黑信号作为非视频信号的一例。这里，称写入黑信号的动作为黑***，以任意的黑***率***到每一场中。控制黑***率作为1场期间中对1行像素写入视频信号的时间与对这些像素写入黑信号的时间的时间差。
视频期间对每1H期间在第一和第二期间交替进行视频信号的写入和黑信号的写入，但在消隐期间中也在第二期间进行黑信号的写入，通过控制器13的消隐期间信号灰度设定部14根据温度或再生图像设定信号灰度，使消隐期间中的充电波形为中间灰度，实现消除消隐期间中的充电不足。
即，如图2所示，视频期间中对1H期间交替写入视频信号和黑信号，消隐期间成为黑显示期间。然后，如图2(a)所示，对源极驱动器16在每1H供给视频和黑信号极性反转的信号，由供给源极驱动器16的各信号产生的源极线的充电波形如图2(b)所示，根据各信号极性进行充放电。这时，由栅极驱动器15供给栅极信号，例如图2(c)所示，对第M个栅极在视频期间的黑信号位置上供给黑***用的栅极脉冲，同样，对第M+1个栅极如图2(d)那样在消隐期间的黑信号位置上同样供给黑***用栅极脉冲。此外，对第M+2个栅极和第M+3个栅极也同样分别供给图2(e)和图2(f)所示那样黑***用的栅极脉冲。
另一方面，对第N个栅极供给图2(g)所示的视频信号写入用的栅极脉冲，对视频期间的各视频部分的第N+1个和第N+2个栅极分别供给图4(h)和图4(i)所示的视频信号写入用的栅极脉冲。
然后，通过控制器13内装的消隐期间的信号灰度设定部14设定信号灰度，使消隐期间内的视频期间相当的源极线充电波形，即消隐期间内的黑***用的栅极脉冲期间以外的源极线充电波形呈中间灰度，这样，只要在本来黑信号写入位置发生栅极脉冲，就对源极线形成充分的充电，消除了源极线的充电不足。
这是利用信号灰度设定部设定消隐期间的信号灰度波形，使消除消隐期间内的视频相当部分的充电波形与视频期间的视频部分的源极线充电波形的辉度差，从而实现充电电压的提高，消除消隐期间的充电不足的结果。
这样一来，如在消隐期间内与视频期间同样地作为本来黑***用选通的正规位置上发生黑***用栅极脉冲，就会发生消隐期间的源极线的充电不足，但将它构成为通过设定使消隐期间的信号灰度为中间灰度，与视频期间的视频信号部分的比较中，其辉度电平大致相同，从而不发生视频期间与消隐期间的辉度差。结果，也消除了因低温时的液晶电容变大引起的极性改变点上的充电不足，能防止重像的发生或白较好状态下的逆转移现象的发生。
以下，说明图1所示的平面显示装置的电路构成的变形例，如图3所示，从输入端11输入垂直同步信号和水平同步信号以及视频信号等的输入信号，这些信号供给由输入电源12加电的控制器13。该控制器13内装黑信号***定时设定部21，该黑信号***定时设定部21由黑信号***时刻决定电路22和驱动器控制电路23构成，根据黑信号***定时设定部21设定的条件，驱动器控制电路23生成***黑信号的定时。
该黑***率如上述那样，由于持续以低电压的白显示时会发生逆转现象，故有必要对每1场各***15-20％高电压即黑***，以防止陷入逆转移现象。因此，为了在视频信号的写入以外写入黑信号，也使栅极导通，由于1场期间对1条栅极线导通2次，故利用该时刻决定黑***率。利用黑信号的写入进行施加高电压的黑***，视频期间对每1H期间在第一和第二期间交替进行视频信号的写入和黑信号的写入，但在消隐期间中不仅在黑信号写入期间(第二期间)而且还跨相当于视频期间的期间(第一期间)进行黑信号的写入，从而实现消除源极线中的充电不足。
控制器13分别对栅极驱动器15和源极驱动器16供给驱动信号，从栅极驱动器15和源极驱动器16对例如由OCB型液晶显示板构成的平面显示板17分别供给栅极脉冲和视频信号、黑信号等。与输入电源12连接的驱动电压发生电路18输出的驱动电压也供给栅极驱动器15和源极驱动器16，根据该驱动电压和栅极脉冲以及视频信号等使图像显示于平面显示板17上。
该黑信号***定时设定部21，是使视频期间中有效地不发生逆转移现象，设定将黑信号在适当时刻写入1场中的部件，但在消隐期间中是跨相当于1H中的视频信号写入期间的期间而***黑信号的部件，该消隐期间中的黑信号***用的时刻，根据温度或再生图像设定***位置和黑信号的大小等。
即，如图4所示，视频期间中对1H期间交替写入视频信号和黑信号，消隐期间为黑显示期间。然后，如图4(a)所示，对源极驱动器16在每1H供给视频和黑信号极性反转的信号，由供给源极驱动器的各信号产生的源极线的充电波形如图4(b)所示，根据各自信号极性进行充放电。这时，由栅极驱动器15供给栅极信号，例如图4(c)所示，对第M个栅极在视频期间的黑信号位置上供给黑***用的栅极脉冲，同样，对第M+1个栅极如图4(d)那样在消隐期间的黑信号位置上同样供给黑***用栅极脉冲。此外，对第M+2个栅极如图4(e)所示，在不止于本来的黑信号的位置而跨到邻接的视频信号写入用的位置，供给黑***用的栅极脉冲。对第M+3个栅极也同样，如图4(f)所示那样，供给延伸到视频信号写入用的期间为止的供给黑***用的栅极脉冲。这样，如果只在作为本来黑***选通的正规位置上发生黑***用的栅极脉冲的话，就发生栅极线的充电不足，因此，通过扩展黑***用的写入范围，使扩展到成为充电不足的期间为止。
此外，图示的情况以视频信号和黑***用的写入脉冲对作为1H进行说明，但也可反转该顺序，采用以黑***用和视频信号用的写入对作为1H的组合来对应，主要是使消隐期间中黑***用的写入期间比视频期间中的黑***用的写入期间相对地(实质上)扩大，来消除充电不足就可。因此，即使构成为例如通过在相当于消隐期间的视频信号写入用的期间和黑***用的写入相当期间，供给分别独立的黑***栅极脉冲，取代图4(e)和(f)所示的黑***用栅极脉冲，结果与视频期间的黑***用的写入期间相比较，相对地扩大了黑信号，也能得到同样的效果。其扩展范围可由控制器13自由地设定，并能根据温度或再生图像的内容适当选择。
另一方面，对第N个栅极供给图4(g)所示的视频信号写入用的栅极脉冲，对视频期间的各视频部分的第N+1个和第N+2个栅极分别供给图4(h)和图4(i)所示的视频信号写入用的栅极脉冲。
这样一来，有可能有效利用消隐期间的视频相当部分，跨该视频相当部分以最适当的时刻设定为消除充电不足而确保必要的黑***率用的黑信号的写入，可能利用该黑***有效且可靠地防止逆转移现象。
此外，该黑***是对每1V进行的，通过改变黑***率，自由地设定黑***用的黑信号写入时刻是可能的。
这种平面显示装置是用作图像显示用的显示器的，这时的使用中外部环境条件会对工作条产生变动。为了在这种环境状态中也能确保最佳的工作条件，希望改变黑***率，而且从外部调整该***率的变更也是可能的。
黑***率的变更，通过控制器13内设置的记录器变换电路(未图示)变更黑***定时决定电路22的条件设定，使黑***的时刻变更是可能的。例如温度高时为提高黑***率，由记录器变换电路数字处理控制黑***定时决定电路22，使降低黑显示电压，从而可能抑制平面显示板17的对比度的下降。这样，通过温度传感器等检测因平面显示板17的周围环境温度变化引起的温度变化，有可能与温度变化连动地使黑插率跟随变化，因此可根据其使用状态设定最佳的黑信号***时刻。
此外，上述的实施形态的说明是说明使用OCB型液晶显示板作为平面显示板17的的情况，但也可能使用EL显示板，另外，根据平面显示板17显示的运动图像的内容使背照光的辉度变更的情况中，也可能一起连动变更黑***率地来构成，此外，在不脱离本发明的范围的应用和变形，当然是可能的。
对业内熟练的技术人士而言，附加的优点和修改是容易实现的，因此，其较宽方面的本发明不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施形态。因此，在不脱离由权利要求及其等效体所限定的一般发明性概念的精神和范围，可作种种修改。

Claims (8)

1.一种驱动方法，其特征在于，具有配置成矩阵形的像素群、分别选择所述像素群的行的多条扫描线、以及将信号供给选择行的像素群的多条信号线，
在设于每个水平扫描期间的第一和第二期间中，分别将视频信号和非视频信号写入互不相同的行的像素群，作为对全行的像素完成所述视频信号的写入后的消隐期间处理，并在所述第一期间对所述多条信号线进行预充电，以便辅助分配给所述第二期间的非视频信号的写入。
2.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，
为了对所述多条信号线进行预充电，将所述非视频信号的写入开始时刻移到所述第一期间中。
3.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，
为了对所述多条信号线进行预充电，在所述第一期间中写入中间灰度信号。
4.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，
所述平面显示板是OCB型液晶显示板。
5.一种平面显示装置，其特征在于，具备
具有配置成矩阵形的像素群、分别选择所述像素群的行的多条扫描线、以及将信号供给选择行的像素群的多条信号线的平面显示板，
在设于每个水平扫描期间的第一和第二期间中，分别将视频信号和非视频信号写入互不相同的行的像素群的驱动电路，以及
控制器，所述控制器作为对全行的像素完成所述视频信号的写入后的消隐期间处理，进行在所述第一期间对所述多条信号线进行预充电的驱动电路的控制，以便辅助分配给所述第二期间的非视频信号的写入。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，
为了对所述多条信号线进行预充电，所述控制器包含设定移入所述第一期间的非视频信号的写入开始时刻的定时设定部。
7.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，
为了对所述多条信号线进行预充电，所述控制器包含设定所述第一期间中写入的中间灰度信号的灰度设定部。
8.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，
所述平面显示板是OCB型液晶显示板。
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