專利名稱：液晶顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(LCD)設(shè)備，尤其涉及提高扭曲向列(TN) 模式下的時(shí)變或運(yùn)動(dòng)圖像顯示性能的LCD設(shè)備。
背景技術(shù)：
LCD設(shè)備包括在上面形成如薄膜晶體管(TFTs)的開(kāi)關(guān)元件的透明 基板(通常稱為"TFT基板"或"驅(qū)動(dòng)器基板")，在上面形成濾色器和黑矩 陣的另一透明基板(通常稱為"濾色器(CF)基板"或"對(duì)向基板")，和夾 置在TFT基板和CF基板之間的液晶層。在形成在TFT基板上的電極和 形成在CF基板上的電極之間，或在形成在TFT基板上的電極之間施加 電場(chǎng)，從而改變液晶層中液晶分子的取向(alignment)方向。于是，控 制每個(gè)像素中的透光量，從而顯示需要的圖像。
作為L(zhǎng)CD設(shè)備的典型顯示模式，TN模式和面內(nèi)切換(IPS)模式是 公知的。對(duì)于TN模式，用形成在TFT基板上的電極和形成在CF基板上 te電極產(chǎn)生垂直于TFT和CF基板的電場(chǎng)，液晶分子由電場(chǎng)選擇性地旋 轉(zhuǎn)到垂直于TFT和CF基板的方向，從而顯示需要的圖像。另一方面， 對(duì)于IPS模式，用形成在TFT基板上的電極產(chǎn)生平行于TFT和CF基板 的電場(chǎng)，液晶分子在平行于TFT和CF基板的面內(nèi)由電場(chǎng)選擇性地旋轉(zhuǎn)， 從而顯示需要的圖像。
按照慣例，LCD設(shè)備被廣泛用作計(jì)算機(jī)的高分辨率顯示設(shè)備；但是， 近年來(lái)，也開(kāi)始用作電視。因?yàn)樵O(shè)計(jì)用作電視的LCD設(shè)備需要具有寬視 角和高時(shí)變或運(yùn)動(dòng)圖像顯示性能，因此除前述IPS模式外還采用了垂直 取向(VA)模式。以VA模式，液晶分子初始沿垂直于TFT和CF基板 的方向取向，然后由電場(chǎng)向平行于所述基板的平面選擇性傾斜，從而顯 示需要的圖像。為了顯示高品質(zhì)時(shí)變圖像，己經(jīng)努力提高VA模式中液晶的響應(yīng)特性。
但是，視角補(bǔ)償膜的改善使得能夠在TN模式運(yùn)行的LCD設(shè)備中實(shí) 現(xiàn)寬視角，因而TN模式近來(lái)開(kāi)始用于電視。為此，需要在TN模式運(yùn)行 的LCD設(shè)備也顯示高品質(zhì)時(shí)變圖像。
LCD設(shè)備驅(qū)動(dòng)方法的主流是有源矩陣尋址，其中如TFT的開(kāi)關(guān)元件 提供給以矩陣陣列排列的各像素，并各自被導(dǎo)通一截止驅(qū)動(dòng)，以控制施 加給各像素中液晶層的電壓。 一種提高有源矩陣尋址LCD設(shè)備的時(shí)變圖 像顯示性能的措施是注意所施加電壓對(duì)液晶分子響應(yīng)速度的相關(guān)性。該 措施的示例披露于2004年1月16日公告的日本專利No.3511592 (對(duì)應(yīng) 于于日本未審專利申請(qǐng)No.2002-107694)。該專利在下面被稱為"專利文 件1"。
專利文件1公開(kāi)的LCD設(shè)備包括具有預(yù)定的施加電壓一亮度特性的 顯示部，和被選擇性地施加以第一參考電壓和第二參考電壓的信號(hào)線(或 數(shù)據(jù)線)驅(qū)動(dòng)器電路。第一參考電壓用于提供預(yù)定電壓給顯示部中的液 晶。 一第二參考電壓具有最大電壓值，其大于要施加到液晶的最高預(yù)定 電壓。另一第二參考電壓具有最小電壓值，其小于要施加到液晶的最低 預(yù)定電壓。信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路用第一參考電壓將預(yù)定電壓提供給顯示部 的液晶，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于輸入圖像信號(hào)的需要亮度。
當(dāng)要施加給顯示部液晶的一預(yù)定電壓的電壓值變?yōu)樽畲箅妷簳r(shí)，信 號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路將使用一第二參考電壓，向顯示部提供值大于所述最大 電壓的電壓作為補(bǔ)償電壓。類似地，當(dāng)一預(yù)定電壓的電壓值變?yōu)樽钚‰?壓時(shí)，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路用另一第二參考電壓，向顯示部提供值小于所 述最小電壓的另一電壓作為另一補(bǔ)償電壓(參見(jiàn)專利文件l的權(quán)利要求l， 圖1和圖2，段0012到0014)。該LCD設(shè)備在下面稱為"現(xiàn)有技術(shù)1"。
現(xiàn)有技術(shù)1的LCD設(shè)備顯示8位圖像(處于256灰度級(jí)或256灰度 梯度)，具有如圖l所示的施加電壓一亮度特性。在圖l所示的特性中， V0 (P)到V17 (N)表示上述第一參考電壓，V8， (P)、 V9， (N)、 V0， (P)和V17' (N)分別表示第二參考電壓。第二參考電壓V8' (P)和 V9， (N)用來(lái)分別替代第一參考電壓V8 (P)和V9 (N)。第二參考電壓VO， (P)和V17' (N)用來(lái)分別替代第一參考電壓VO (P)和V17 (N)。
在本說(shuō)明書中，"(P)"表示電壓具有正極性的含義，"(N)，，表示 電壓具有負(fù)極性的含義。
第二參考電壓VO， (P)和V17' (N)具有的值大于作為前述要施加 給液晶的預(yù)定電壓的最大電壓的第一參考電壓VO (P)和V17 (N)。第 二參考電壓V8' (P)和V9' (N)具有的值小于作為前述要施加給液晶 的預(yù)定電壓的最小電壓的第一參考電壓V8 (P)和V9 (N)。這些第一和 第二參考電壓中，對(duì)應(yīng)于白顯示的電壓V8 (P)和V9 (N)分別被設(shè)置 為實(shí)現(xiàn)約100%相對(duì)于亮度值的電壓值。類似的，對(duì)應(yīng)于黑顯示的電壓 VO (P)和V17 (N)分別被設(shè)置為用于實(shí)現(xiàn)足夠?qū)Ρ榷鹊碾妷褐怠?br>
這樣，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)l的LCD設(shè)備，對(duì)應(yīng)于白顯示的第一參考電壓 V8 (P)和V9 (N)向低電壓側(cè)偏移，以分別產(chǎn)生第二參考電壓V8， (P) 禾口V9' (N)。同時(shí)，對(duì)應(yīng)于黑顯示的電壓VO (P)和V17 (N)向高電壓 側(cè)偏移，以分別產(chǎn)生第二參考電壓VO' (P)和V17' (N)。因此，能夠 提高時(shí)變或運(yùn)動(dòng)圖像顯示性能。
但是，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)1的LCD設(shè)備，對(duì)應(yīng)于鄰近白和黑的中間色調(diào) (具體而言，位于第一參考電壓V0/V17和Vl/V6之間的灰度級(jí)，和第一 參考電壓V8/V9和V7/V10之間的灰度級(jí))的電壓值從對(duì)應(yīng)于黑顯示和 白顯示的電壓值計(jì)算得出，并且受上述偏移影響。結(jié)果，灰度級(jí)一亮度 特性在上述中間色調(diào)包含畸變，如圖2中的加粗曲線所示。圖2中的細(xì) 曲線表示正?；叶燃?jí)一亮度特性。因此，"灰度級(jí)褶皺(folding)"問(wèn)題發(fā) 生在鄰近白和黑的中間色調(diào)。這里，"灰度級(jí)褶皺"是一種盡管施加給液 晶的電壓值改變而亮度值未變化的現(xiàn)象。
為了解決上述"灰度級(jí)褶皺"的問(wèn)題，專利文件1公開(kāi)了另一LCD設(shè) 備。對(duì)于該LCD設(shè)備，除用于實(shí)現(xiàn)預(yù)定施加電壓一亮度特性的第一參考 電壓VO到V17和用于電壓偏移的第二參考電壓V8' (P)， V9' (N)， VO' (P)和V17' (N)夕卜，還產(chǎn)生校正參考電壓VA (P)， VB (N)， VC (P) 和VD (N)，以校正所述的第二參考電壓的值。因?yàn)樵摯胧?，可以提?液晶的響應(yīng)速度而在鄰近白和黑的中間色調(diào)避免不希望的亮度改變。(參見(jiàn)專利文件1圖3和段0015到0018)。該LCD在下面稱為"現(xiàn)有技術(shù) 2"。
現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備具有如圖3所示的施加電壓一亮度特性。對(duì) 于該LCD設(shè)備，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路包括校正參考電壓VA (P)， VB (N)， VC (P)和VD (N)的校正參考電壓輸入端，和用控制信號(hào)指示第二參 考電壓V8， (P)， V9， (N)， VO， (P)和V17' (N)和校正參考電壓VA (P)， VB (N)， VC (P)和VD (N)中哪個(gè)應(yīng)被選擇的控制信號(hào)輸入端。
當(dāng)亮度變化到鄰近白狀態(tài)時(shí)，用控制信號(hào)選擇校正參考電壓VA (P) 或VB (N)并輸出到顯示部。類似的，當(dāng)亮度變化到鄰近黑狀態(tài)時(shí)，用 控制信號(hào)選擇校正參考電壓VC (P)或VD (N)并輸出到顯示部。因此， 能夠在現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備中提高液晶的響應(yīng)速度并避免灰度級(jí)褶 皺。
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)1的LCD設(shè)備具有在灰度級(jí)的特定區(qū)域發(fā)生灰 度級(jí)褶皺的問(wèn)題。另一方面，上述現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備具有信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)器電路復(fù)雜的問(wèn)題。因此，希望創(chuàng)造一種措施能夠以TN模式顯示高品 質(zhì)時(shí)變圖像并克服上述問(wèn)題。而發(fā)明人經(jīng)過(guò)努力研發(fā)出上述措施并獲得 以下結(jié)果。
在常白TN模式運(yùn)行的LCD設(shè)備從黑(即最低灰度級(jí))到白(即最 大灰度級(jí))和從白到黑改變的液晶的響應(yīng)特性(即亮度變化)如圖4示 意性顯示。
在圖4中，曲線103示意性表示從黑到白的亮度變化，曲線104示 意性表示從白到黑的亮度變化。從曲線103和104可以看出，亮度從黑 到白改變所需的時(shí)間tB-W大于亮度從白到黑改變所需的時(shí)間tW-B。這 意味著在TN模式中運(yùn)行的LCD設(shè)備，亮度上升時(shí)的液晶響應(yīng)速度低于 亮度下降的液晶響應(yīng)速度。因此，為了提高設(shè)計(jì)用于電視的在TN模式中 運(yùn)行的LCD設(shè)備中的時(shí)變或運(yùn)動(dòng)圖像顯示性能，重要的是提高亮度下降
時(shí)液晶的響應(yīng)特性。
圖5示意性顯示在常白TN模式操作的LCD設(shè)備中施加給液晶的電 壓和液晶響應(yīng)(即亮度改變)之間的關(guān)系。圖5中，曲線105和106表示施加給液晶的電壓的變化。曲線105 對(duì)應(yīng)于電壓變化小的情況，曲線106對(duì)應(yīng)于電壓變化大的情況。曲線107 表示當(dāng)施加給液晶的電壓按照曲線105變化時(shí)亮度的改變。類似地，曲 線108表示當(dāng)施加給液晶的電壓按照曲線106變化時(shí)亮度的改變。所施 加電壓的值在根據(jù)曲線105和106改變的開(kāi)始時(shí)相等；但是，所施加電 壓的值在這些變化的結(jié)束時(shí)不等。
從圖5中可見(jiàn)，如果施加的電壓按照曲線105或106變化，亮度相 應(yīng)地沿曲線107或108改變。具體而言，如果施加的電壓按照曲線105 變化(換言之，如果施加的電壓變化范圍窄)，完成響應(yīng)于施加電壓變化 的液晶響應(yīng)(完成亮度改變)所需的時(shí)間定為t2。如果施加的電壓按照 曲線106變化(換言之，如果施加的電壓變化范圍寬)，完成響應(yīng)于施加 電壓變化的液晶響應(yīng)(完成亮度改變)所需的時(shí)間定為tl，而tKt2。這 意味著當(dāng)施加的電壓的變化寬度比較寬時(shí)，響應(yīng)所述電壓改變的亮度改 變完成的較早。換言之，如果對(duì)應(yīng)于黑的電壓值是常數(shù)，從黑或中間灰 度色調(diào)向白改變的液晶響應(yīng)速度越高，對(duì)應(yīng)于白的電壓值越低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于發(fā)明人得到的上述結(jié)果而獲得。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種LCD設(shè)備，至少在最高灰度級(jí)或最低 灰度級(jí)的附近之一中能夠防止灰度級(jí)褶皺，并避免復(fù)雜的數(shù)據(jù)線(或信 號(hào)線)驅(qū)動(dòng)器電路。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種LCD設(shè)備，實(shí)現(xiàn)TN模式的高品質(zhì) 時(shí)變或運(yùn)動(dòng)圖像顯示。
從下面的描述中，所述領(lǐng)域技術(shù)人員清楚明了上述目的及其他未具 體提及的目的。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種LCD設(shè)備，其包括
顯示部，具有與施加給液晶的電壓和亮度相關(guān)的預(yù)定施加電壓一亮 度特性；以及
驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)顯示部；其中，驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度級(jí)數(shù)量M的
輸出電壓，并響應(yīng)于輸入圖像信號(hào)選擇輸出電壓之一并輸出所選擇的輸
出電壓到顯示部，從而以從作為最低級(jí)的O級(jí)到作為最高級(jí)的(M—l)
級(jí)的M級(jí)灰度級(jí)來(lái)顯示圖像；
顯示部的施加電壓一亮度特性包括零亮度變化區(qū)域，其中響應(yīng)于施 加給液晶的電壓變化的亮度變化大致為零，對(duì)應(yīng)于灰度級(jí)最高級(jí)的參考
電壓位于零亮度變化區(qū)域中；以及
對(duì)應(yīng)于比最高級(jí)低一級(jí)的下一較低級(jí)的參考電壓設(shè)置成使得下一較 低級(jí)的亮度比最高級(jí)的亮度低預(yù)定亮度差。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第一方面的LCD設(shè)備，對(duì)應(yīng)于M級(jí)別灰度級(jí)的最 高級(jí)(即(M—l)級(jí))的參考電壓位于顯示部的施加電壓一亮度特性的 零亮度變化區(qū)域中。而且，對(duì)應(yīng)于相對(duì)于最高級(jí)的下一較低級(jí)別(即(M 一2)級(jí))的參考電壓以下一較低級(jí)的亮度比最高級(jí)的亮度低預(yù)定亮度差 的方式設(shè)置。
因此，可以減小最高級(jí)亮度和相對(duì)于其的下一較低級(jí)亮度之間的差， 而增大對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓和對(duì)應(yīng)于下一較低級(jí)的參考電壓之間的 差。結(jié)果，可以在M級(jí)灰度級(jí)的最高級(jí)附近防止灰度級(jí)褶皺。
而且，因?yàn)椴恍枰a(chǎn)生類似現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備的校正參考電壓 的附加參考電壓，可以克服上述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路復(fù)雜的問(wèn)題。
因此，可以防止灰度級(jí)褶皺并避免數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路的復(fù)雜化。這 意味著能夠在TN模式實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的時(shí)變圖像顯示。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的LCD設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)最高級(jí)的 亮度定義為"亮度(M— 1)"，最高級(jí)的下一較低級(jí)的亮度定義為"亮度(M 一2)"時(shí)，下一較低級(jí)亮度與最高級(jí)亮度的比[亮度(M—2) /亮度(M 一l)]位于[(M—2) / (M—l)]的1.2次方到其3.2次方之間的范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的LCD設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，亮度差 設(shè)置在最高級(jí)亮度的0.5%到1.2%之間的范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的LCD設(shè)備的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于 最高級(jí)的參考電壓設(shè)置在對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓的0%到6%之間的范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的LCD設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于 最低級(jí)的參考電壓以在顯示部的正面實(shí)現(xiàn)理想對(duì)比度的電壓的方式設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供另一LCD設(shè)備，其包括
顯示部，具有與施加給液晶的電壓和亮度相關(guān)的預(yù)定施加電壓一亮
度特性；以及
驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)顯示部；
其中，驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度級(jí)數(shù)量M的 輸出電壓，并響應(yīng)于輸入圖像信號(hào)選擇輸出電壓之一并輸出所選擇的輸 出電壓到顯示部，從而以從作為最低級(jí)的O級(jí)到作為最高級(jí)的(M—l) 級(jí)的M級(jí)灰度級(jí)來(lái)顯示圖像；
顯示部的施加電壓一亮度特性包括零亮度變化區(qū)域，其中響應(yīng)于施 加給液晶的電壓變化的亮度變化大致為零，低于對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電 壓的虛參考電壓位于零亮度變化區(qū)域中；以及
對(duì)應(yīng)于比最低級(jí)高一級(jí)的下一較高級(jí)的參考電壓設(shè)置成低于虛參考 電壓且使得下一較高級(jí)的亮度比最低級(jí)的亮度高預(yù)定亮度差。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第二方面的LCD設(shè)備，虛參考電壓低于對(duì)應(yīng)于M級(jí) 灰度級(jí)的最低級(jí)(即0級(jí))的參考電壓，位于顯示部的施加電壓一亮度 特性的零亮度變化區(qū)域內(nèi)。而且，對(duì)應(yīng)于相對(duì)于最低級(jí)的下一較高級(jí)(即 1級(jí))的參考電壓設(shè)置成低于虛參考電壓。對(duì)應(yīng)于下一較高級(jí)的參考電壓 被設(shè)置成使得下一較高級(jí)的亮度比最低級(jí)的亮度高預(yù)定亮度差。
因此，可以減小最低級(jí)亮度和相對(duì)于其的下一較高級(jí)亮度之間的差， 而增大對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓和對(duì)應(yīng)于下一較高級(jí)的參考電壓之間的 差。結(jié)果，可以在M級(jí)灰度級(jí)的最低級(jí)附近防止灰度級(jí)褶皺。
而且，因?yàn)椴恍枰a(chǎn)生類似現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備的校正參考電壓 的附加參考電壓，可以避免上述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路復(fù)雜的問(wèn)題。
因此，可以防止灰度級(jí)褶皺并避免數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路的復(fù)雜化。這 意味著能夠在TN模式實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的時(shí)變圖像顯示。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的LCD設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)最高級(jí)的 亮度定義為"亮度(M—1)"，相對(duì)于最低級(jí)的下一較高級(jí)的亮度定義為"亮 度r時(shí)，下一較高級(jí)的亮度與最高級(jí)的亮度的比[亮度1/亮度(M—l)] 等于或小于[1/ (M—l)]的1.2次方。 '
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的LCD設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，亮度差 設(shè)置為等于或小于最高級(jí)亮度的0.1%。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的LCD設(shè)備的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于 最高級(jí)的參考電壓被設(shè)置為使得顯示部的相對(duì)透射率為約100%。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的LCD設(shè)備的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于 最低級(jí)的參考電壓被設(shè)置為使得當(dāng)從上部觀看顯示部時(shí)由于輸出電壓對(duì) 應(yīng)于最低級(jí)而不發(fā)生灰度級(jí)反轉(zhuǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的LCD設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，虛參考 電壓在零亮度變化區(qū)域中設(shè)置成最低電壓值。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供又一LCD設(shè)備，其包括
顯示部，具有與施加給液晶的電壓和亮度相關(guān)的預(yù)定施加電壓一亮 度特性；以及
驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)顯示部；
其中，驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度級(jí)數(shù)量M的 輸出電壓，并響應(yīng)于輸入圖像信號(hào)選擇輸出電壓之一并輸出所選擇的輸 出電壓到顯示部，從而以從作為最低級(jí)的O級(jí)到作為最高級(jí)的(M—l) 級(jí)的M級(jí)灰度級(jí)來(lái)顯示圖像；
顯示部的施加電壓一亮度特性包括第一零亮度變化區(qū)域和第二零亮 度變化區(qū)域，其中響應(yīng)于施加給液晶的電壓變化的亮度變化分別大致為 零；
對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓位于第一零亮度變化區(qū)域內(nèi)，低于對(duì)應(yīng)于 最低級(jí)的參考電壓的虛參考電壓位于第二零亮度變化區(qū)域內(nèi)；
對(duì)應(yīng)于比最高級(jí)低一級(jí)的下一較低級(jí)的參考電壓設(shè)置成使得下一較 低級(jí)的亮度比最高級(jí)的亮度低第一預(yù)定亮度差；以及
對(duì)應(yīng)于比最低級(jí)高一級(jí)的下一較高級(jí)的參考電壓設(shè)置成使得下一較高級(jí)的亮度比最低級(jí)的亮度高第二預(yù)定亮度差。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備等價(jià)于根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面 的LCD設(shè)備的組合。因此，能夠在最高級(jí)和最低級(jí)的附近都防止灰度級(jí) 褶皺。
而且，因?yàn)椴恍枰a(chǎn)生類似現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備的校正參考電壓 的附加參考電壓，可以避免上述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路復(fù)雜的問(wèn)題。
因此，可以防止灰度級(jí)褶皺并避免數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路的復(fù)雜化。這 意味著能夠在TN模式實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的時(shí)變圖像顯示。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備的一優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)最高級(jí) 的亮度定義為"亮度(M—l)"，相對(duì)于最高級(jí)的下一較低級(jí)的亮度定義 為"亮度(M—2)"時(shí)，下一較低級(jí)亮度與最高級(jí)亮度的比[亮度(M—2) /亮度(M—l)]位于[(M—2) / (M—l)]的1.2次方到其3.2次方之間 的范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，第一亮 度差設(shè)置在最高級(jí)亮度的0.5%到1.2%之間的范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于 最高級(jí)的參考電壓設(shè)置在對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓的0%到6%之間的范 圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于 最低級(jí)的參考電壓被設(shè)置為使得在顯示部的正面實(shí)現(xiàn)理想對(duì)比度的電 壓。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)最高 級(jí)的亮度定義為"亮度(M—l)"，相對(duì)于最低級(jí)的下一較高級(jí)的亮度定 義為"亮度l"時(shí)，下一較高級(jí)亮度與最高級(jí)亮度的比[亮度l廣度(M—l)] 等于或小于[1/ (M—l)]的1.2次方。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備的又一優(yōu)選實(shí)施方式中，第二亮 度差設(shè)置為等于或小于最高級(jí)亮度的0.1%。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備又一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于最 高級(jí)的參考電壓被設(shè)置成使得顯示部的相對(duì)透射率為約ioo%。在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備又一優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于最 低級(jí)的參考電壓被設(shè)置成使得當(dāng)從上部觀看顯示部時(shí)由于輸出電壓對(duì)應(yīng) 于最低級(jí)而不發(fā)生灰度級(jí)反轉(zhuǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的LCD設(shè)備另一優(yōu)選實(shí)施方式中，虛參考電 壓被設(shè)置為第二零亮度變化區(qū)域中的最低電壓值。
為了本發(fā)明可易于實(shí)現(xiàn)，將參照附圖描述本發(fā)明。
圖1是顯示專利文件1公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)1的LCD設(shè)備的施加電壓一 亮度特性的曲線圖。
圖2是顯示專利文件1公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)1的LCD設(shè)備的灰度級(jí)一亮 度特性的曲線圖。
圖3是顯示專利文件1公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備的施加電壓一 亮度特性的曲線圖。
圖4是示意性顯示在常白TN模式操作的LCD設(shè)備在從黑到白和從 白到黑的改變中液晶的響應(yīng)特性(即亮度改變)的曲線圖。
圖5是示意性顯示在常白TN模式操作的LCD設(shè)備中液晶的施加電
壓和響應(yīng)特性(即亮度改變)之間的關(guān)系的曲線圖。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備的施加電壓一亮度 特性的曲線圖。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備的灰度級(jí)一亮度特 性的曲線圖。
圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備的下降響應(yīng)端電壓 和下降響應(yīng)時(shí)間之間關(guān)系的曲線圖。
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備的施加電壓一亮度 特性的曲線圖，其中白顯示區(qū)域被放大。
圖IO是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備的示意圖，其中從CF
基板側(cè)觀看該設(shè)備。
圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備的施加電壓一亮度特性的曲線圖。
圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備的施加電壓一亮 度特性的曲線，其中從上部的O。、 10°、 20?；?0。視角觀看該設(shè)備。
圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的LCD設(shè)備的施加電壓一亮 度特性的曲線圖。
圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備的掃描線和數(shù)據(jù) 線驅(qū)動(dòng)器電路和LCD面板(顯示部)結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。 第一實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的有源矩陣尋址LCD設(shè)備的施加電壓一亮 度特性如圖6所示，其在常白TN模式中操作。該LCD設(shè)備中使用的灰 度級(jí)一亮度特性如圖7所示。該設(shè)備以從作為最低級(jí)的0級(jí)到作為最高 級(jí)的(255 — 1)級(jí)的256級(jí)灰度級(jí)顯示8位圖像。因此，灰度級(jí)數(shù)量M 為256。
根據(jù)第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備包括作為顯示部的LCD面板10，如 圖14所示。LCD面板10具有多個(gè)排列成矩陣陣列的像素。這些像素由 以直角相交的方式排列在面板10上的掃描線13和數(shù)據(jù)線(或信號(hào)線) 14限定。為每個(gè)像素設(shè)置作為用于驅(qū)動(dòng)像素的開(kāi)關(guān)元件的TFT 15和像素 電極16。掃描線13電連接到TFT 15的各柵極。數(shù)據(jù)線14電連接到TFT 15的各漏極。像素電極16電連接到TFT 15的各源極。面板10由各像素 中的TFT15驅(qū)動(dòng)，從而在面板10的屏幕上顯示圖像。
安裝在LCD面板10附近的掃描線驅(qū)動(dòng)器電路11和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電 路12電連接到具有上述結(jié)構(gòu)的LCD面板10。
掃描線驅(qū)動(dòng)器電路11響應(yīng)輸入圖像數(shù)據(jù)連續(xù)選擇掃描線13。
數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12通過(guò)各數(shù)據(jù)線14向LCD面板10提供對(duì)應(yīng)于 輸入圖像數(shù)據(jù)的預(yù)定輸出電壓。具體而言，數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12根據(jù)多 個(gè)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度級(jí)數(shù)量256的輸出電壓。參考電壓從外部提供給電路12。然后，電路12響應(yīng)輸入圖像信號(hào)選擇這樣產(chǎn)生的一 輸出電壓，并通過(guò)每個(gè)數(shù)據(jù)線14輸出被選電壓到lcd面板10 (即顯示 部)。這樣，以從作為最低級(jí)的0級(jí)到作為最高級(jí)的255級(jí)的256灰度級(jí)
顯示圖像。
為了在根據(jù)第一實(shí)施方式的lcd設(shè)備中以如圖7所示的256灰度級(jí) 顯示圖像，通常具有包括正負(fù)極性的20級(jí)的參考電壓(具體而言，圖6 的施加電壓一亮度特性中的vo到v19)被提供給數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12。 電路12以預(yù)定程序基于所述參考電壓在20個(gè)參考電壓vo到v19中劃 分每個(gè)空間，從而產(chǎn)生具有包括正負(fù)極性的總共256級(jí)輸出電壓。然后， 為每個(gè)數(shù)據(jù)線14選擇256個(gè)輸出電壓中與輸入圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于的電壓， 被選擇的輸出電壓經(jīng)每個(gè)數(shù)據(jù)線14傳送給lcd面板10。
參考電壓vo到v19以下面的方式確定。
對(duì)應(yīng)于黑色顯示(即作為最低灰度級(jí)的o級(jí))的每個(gè)參考電壓vo(p) 和v19 (n)以下述方式設(shè)置為適合的電壓值，該方式實(shí)現(xiàn)從lcd面板 10前面觀看時(shí)所希望的足夠的對(duì)比度。對(duì)應(yīng)于白色顯示(即作為最高灰 度級(jí)的255級(jí))的每個(gè)參考電壓v9 (p)和vio (n)設(shè)置為電壓值在對(duì) 應(yīng)于黑色顯示的參考電壓vo (p)或v19 (n)的0%到6%這個(gè)范圍內(nèi)。 換言之，每個(gè)參考電壓v9 (p)和vio (n)設(shè)置成等于或低于vo (p) 或v19 (n)的電壓值的6%的任一電壓值或0。這是為了提高液晶的下 降響應(yīng)速度。
而且，對(duì)應(yīng)于比最高級(jí)(白色顯示)低一級(jí)的下一較低級(jí)(即254 級(jí))的每個(gè)參考電壓v8 (p)和Vll (N)的電壓值設(shè)置成下一較低級(jí)的 亮度比最高級(jí)的亮度低預(yù)定亮度差。所述亮度差設(shè)置在最高級(jí)亮度的 0.5%到1.2%范圍內(nèi)。這是為了防止在白色附近發(fā)生灰度級(jí)褶皺。
下面，解釋最高級(jí)(白色，255級(jí))的亮度與下一較低級(jí)(254級(jí)) 的亮度之間的電壓差設(shè)置在最高級(jí)亮度的0.5%到1.2%范圍內(nèi)的原因。
大體而言，對(duì)于顯示設(shè)備，當(dāng)一個(gè)級(jí)別(這里是n級(jí))的亮度定義 為"亮度n"，白色(這里是w級(jí))的亮度定義為"亮度w"，亮度n和亮 度w之間的比值等于(n/255)的y次方，換言之(亮度n/亮度w)=(n/255) 時(shí)，y具有約2.2的值比較理想。但是，對(duì)于0級(jí)到254級(jí)的 全部灰度級(jí)，Y的值難于嚴(yán)格設(shè)定為2.2。因此，在一些灰度級(jí)會(huì)發(fā)生相 對(duì)于2.2的值約士1.0的誤差。
因此，考慮上述y的變化范圍，意味著在根據(jù)以256灰度級(jí)顯示8 位圖像的第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備中，Y值在從1.2到3.2 (=2.2±1.0) 范圍內(nèi)改變。當(dāng)相對(duì)于最高級(jí)(即255級(jí))的下一較低級(jí)(即254級(jí)) 的亮度定義為"亮度254"，在最高級(jí)的亮度定義為"亮度255"，而y值為 1.2時(shí)，確定(亮度254/亮度255) 二0.995。因此，亮度254比亮度255 低亮度255的0.5%。當(dāng)Y值為3.2時(shí)，確定(亮度254/亮度255) =0.988。 因此，亮度254比亮度255低亮度255的1.2%。結(jié)果，在254級(jí)的每個(gè) 參考電壓V8 (P)和VU (N)設(shè)置成254級(jí)的亮度比255級(jí)的亮度低 255級(jí)亮度的0.5%到1.2%。
在根據(jù)第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備中，因?yàn)樯鲜鲈颍?54級(jí)的亮度 設(shè)置得比255級(jí)的亮度低255級(jí)亮度的0.5%到1.2%。在中間色調(diào)的參考 電壓(即VI (P)到V8 (P)和Vll (N)到V18 (N))的電壓值分別 設(shè)置成使得圖6所示的施加電壓一亮度特性上的梯度或斜度不為零。
這能夠以下述方式概括
假設(shè)根據(jù)第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備顯示M灰度級(jí)(換言之，M灰 度梯度)的圖像，M色調(diào)包括從作為最低級(jí)的0級(jí)到作為最高級(jí)的(M 一l)級(jí)。最高級(jí)的亮度定義為"亮度(M—l)"，相對(duì)于最高級(jí)的下一較 低級(jí)的亮度定義為"亮度(M—2)"。此時(shí)，亮度(M—2)和亮度(M— 1)之間的亮度差設(shè)置成亮度(M—2)相對(duì)于亮度(M—l)的比率，即[亮 度(M—2) /亮度(M—l)]，處于[(M—2) / (M—l)]的1.2次方到其 3.2次方的范圍內(nèi)。
下面，參照?qǐng)D8和圖9解釋對(duì)應(yīng)于最高級(jí)(白色顯示)的參考電壓 V9 (P)和V10 (N)中的每個(gè)電壓設(shè)置在對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓V0 (P)和VIO (N)的0%到6%的范圍內(nèi)的原因。
圖8顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備的下降響應(yīng)時(shí)間(從 全部黑色到白色附近)和白色顯示(255級(jí))的電壓之間的關(guān)系。從圖8中可見(jiàn)，下降響應(yīng)時(shí)間具有隨白色顯示電壓(即相對(duì)于黑色 顯示電壓的端電壓)的降低變短的趨勢(shì)。但是，如果白色顯示電壓進(jìn)入 黑色顯示電壓的6%到0%的范圍內(nèi)，下降響應(yīng)時(shí)間變得飽和并不再變短。
圖9是顯示根據(jù)第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備的施加電壓一亮度特性 (參見(jiàn)圖6)的白色顯示電壓附近的放大曲線圖。
從圖9中可見(jiàn)，即使端電壓相對(duì)于黑色顯示電壓的相對(duì)值是10%或 更小，仍能觀察到微小的亮度變化。該亮度變化基本不等于零，除非白 色顯示電壓(即相對(duì)于黑色顯示電壓的端電壓)變得等于黑色顯示電壓 的6%或更低。由于亮度變化基本為零(即亮度變化零區(qū)域)的區(qū)域是圖 6的施加電壓一亮度特性平坦的區(qū)域，液晶分子的取向狀態(tài)在所述區(qū)域內(nèi) 基本相同。因此，將在亮度變化零區(qū)域內(nèi)的任一不同電壓值施加給液晶， 施加給液晶分子的回復(fù)力都基本相同。
但是，在端電壓與黑色顯示電壓的相對(duì)值超過(guò)6%的區(qū)域內(nèi)，圖6的 施加電壓一亮度特性不平坦，因此液晶分子的取向狀態(tài)將按照施加的信 號(hào)電壓值改變。因此，當(dāng)在端電壓與黑色顯示電壓的相對(duì)值超過(guò)6%的區(qū) 域內(nèi)給液晶施加信號(hào)電壓時(shí)，施加給液晶分子的回復(fù)力比在端電壓與黑 色顯示電壓的相對(duì)值等于或小于6%區(qū)域內(nèi)的施加的回復(fù)力弱。
由于上述原因，對(duì)應(yīng)于白色顯示(最高級(jí))的每個(gè)參考電壓V9 (P) 和V10 (N)的電壓值設(shè)置在對(duì)應(yīng)于黑色顯示(最低級(jí))的參考電壓VO (P)或V19 (N)的0%到6°/。的范圍內(nèi)。這意味著與每個(gè)參考電壓V9 (P) 和V10 (N)設(shè)置成電壓大于參考電壓VO (P)或V19 (N)的6%的情 況相比，更強(qiáng)的回復(fù)力被施加給液晶分子。結(jié)果，可以縮短液晶的下降 響應(yīng)速度。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備，對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的每個(gè)參 考電壓V9 (P)和VIO (N)位于圖6的施加電壓一亮度特性的零亮度變 化區(qū)域內(nèi)。而且，對(duì)應(yīng)于相對(duì)于最高級(jí)(255級(jí))的下一較低級(jí)(254級(jí)) 的每個(gè)參考電壓V8 (P)和Vll (N)設(shè)置成使得254級(jí)亮度比255級(jí)亮 度低預(yù)定的亮度差，其中亮度差等于最高級(jí)亮度的0.5%到1.2%。
而且，可以減小最高級(jí)(255級(jí))亮度和下一較低級(jí)(254級(jí))亮度之間的差，而分別增大對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓V9 (P)或VIO (N)和 對(duì)應(yīng)于下一較低級(jí)的參考電壓V8 (P)或Vll (N)之間的差。結(jié)果，可 以在最高灰度級(jí)即白色顯示附近防止灰度級(jí)褶鈹。
而且，因?yàn)椴恍枰a(chǎn)生類似現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備的校正參考電壓 VA (P)、 VB (N)、 VC (P)和VD (N)的附加參考電壓，可以克服上 述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12復(fù)雜的問(wèn)題。
因此，可以防止灰度級(jí)褶皺并避免數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12的復(fù)雜化。 這意味著能夠在TN模式實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的時(shí)變圖像顯示。
第二實(shí)施方式
圖10示意性顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的有源矩陣尋址LCD設(shè) 備的正面，其中所述設(shè)備的顯示屏是從CF基板側(cè)觀看的。該設(shè)備與上述 第一實(shí)施方式相同在常白TN模式中操作。
通常，有源矩陣尋址LCD設(shè)備通過(guò)連接CF基板和TFT基板而構(gòu)成。 在TN模式中，CF和TFT基板上的液晶分子的取向方向由分別形成在兩 個(gè)基板上的取向膜調(diào)節(jié)。因此，液晶分子沿CF和TFT基板的摩擦方向 取向。因而，液晶分子在CF和TFT基板表面上具有2。到10。范圍內(nèi)的預(yù) 傾角(pretilt angle)。手性試劑(chiral agent)沿單一方向添加入液晶以 扭曲液晶分子。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備，在CF和TFT基板上的 摩擦方向如圖IO所限定，其中CF基板的摩擦方向和TFT基板的摩擦方 向分別相對(duì)于所述設(shè)備的垂直參考線具有a和p角。cc和(3角都設(shè)置為約 45°。因?yàn)榧尤胍壕У氖中栽噭腃F基板到TFT基板逆時(shí)針扭曲液晶分
子，液晶分子沿圖io所示箭頭方向扭曲。
圖11顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備從正面觀看的施加 電壓一亮度特性。
為了以圖7所示的256灰度級(jí)顯示8位圖像，與第一實(shí)施方式的解 釋相似， 一般具有包括正負(fù)極性的20級(jí)參考電壓(即圖U的施加電壓 ^亮度特性中的VO到V19)被提供給數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12。數(shù)據(jù)線驅(qū) 動(dòng)器電路12以預(yù)定程序基于所述參考電壓來(lái)劃分參考電壓VO到V19之間的每個(gè)空間，從而產(chǎn)生包括正負(fù)極性的256級(jí)的輸出電壓。然后，為 每個(gè)數(shù)據(jù)線14選擇對(duì)應(yīng)于輸入圖像數(shù)據(jù)的256個(gè)輸出電壓中的一個(gè)電 壓，被選擇的輸出電壓經(jīng)每個(gè)數(shù)據(jù)線14傳送給LCD面板10。
在第二實(shí)施方式中，在設(shè)定參考電壓VO (P)到V19 (N)之前，虛 參考電壓VO' (P)和V19' (N)(實(shí)際上不使用)的電壓值設(shè)置成在LCD 面板10的正面實(shí)現(xiàn)足夠的對(duì)比度。隨后，設(shè)定實(shí)際使用的參考電壓VO (P)到V19 (N)。此時(shí)，對(duì)應(yīng)于白色顯示(255級(jí))的每個(gè)參考電壓V9 (P)和VIO (N)的電壓值設(shè)置成面板10的相對(duì)透射率為約100%。
為了實(shí)現(xiàn)良好的視角特性，以下述方式進(jìn)行對(duì)應(yīng)于黑色顯示(0級(jí)) 的參考電壓VO (P)和V19 (N)的設(shè)定。
圖12顯示根據(jù)第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備從上部觀看的施加電壓一 亮度特性。
這里，"從上部觀看"表示LCD設(shè)備顯示屏被從相對(duì)于所述屏的上部 斜著觀看。如上所述，第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備包括摩擦方向如圖10 所示的CF和TFT基板，液晶分子從TFT基板的摩擦方向向CF基板的 摩擦方向逆時(shí)針扭曲，如圖10所示。
而且，本說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)"視角"表示視線和LCD面板10的顯 示屏上垂直設(shè)置的垂直軸之間的夾角。
在圖12中，關(guān)于從顯示屏正面觀看(即0°視角)的施加電壓一亮度 特性10，亮度隨對(duì)液晶施加電壓的增大而降低(通過(guò)相對(duì)于黑色顯示電 壓的比值而顯示)。每個(gè)虛參考電壓VO' (P)和V19' (N)設(shè)置成亮度 變化為零的最低電壓值。
關(guān)于在10。視角觀看的施加電壓一亮度特性11,在20。視角觀看的施 加電壓一亮度特性12和在30。視角觀看的施加電壓一亮度特性13，亮度 隨施加給液晶的電壓增大而具有各自的相對(duì)最小值。在10。， 20°和30° 視角的全部相對(duì)最小值比虛參考電壓VO' (P)或V19' (N)高。
然后，選擇施加電壓一亮度特性11， 12和13中具有最低電壓值處 的亮度的相對(duì)最小值的一個(gè)，然后每個(gè)對(duì)應(yīng)于最低灰度級(jí)(即0級(jí)，黑 色顯示)的參考電壓VO (P)和V19 (N)的電壓值設(shè)置成亮度在這樣選擇的施加電壓一亮度特性11， 12或13上相對(duì)最小化。
對(duì)應(yīng)于比最低級(jí)(黑色)高一級(jí)的下一較高級(jí)(即1級(jí))的參考電 壓V1 (P)和V18 (N)設(shè)置得分別比虛參考電壓VO， (P)和V19， (N) 低。而且，參考電壓V1 (P)和V18 (N)設(shè)置成使得下一較高級(jí)(即1 級(jí))和最低級(jí)(即0級(jí)，黑色)之間的亮度差設(shè)置為等于或小于最高級(jí) (即255級(jí)，白色)亮度的0.1%。
下面將解釋1級(jí)和0級(jí)之間的亮度差設(shè)置為等于或小于最高級(jí)亮度 的0.1%的原因。
在根據(jù)第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備中也以256灰度級(jí)顯示8位圖像， 假設(shè)與前述第一實(shí)施方式相似，Y值在從1.2到3.2 (2.2±1.0)范圍內(nèi)改 變。當(dāng)相對(duì)于最低級(jí)(即0級(jí)，黑色)的下一較高級(jí)(即1級(jí))的亮度 定義為"亮度1"，在最高級(jí)(即255級(jí))的亮度定義為"亮度255"，而y 值為1.2時(shí)，確定(亮度1/亮度255) =0.001。當(dāng)7值為3.2時(shí)，確定(亮 度1/亮度255) =0.000。而且，如果在最低級(jí)的亮度定義為"亮度0"，在 Y值為1.2和Y值為3.2兩種情況中(亮度0/亮度255) 二O.OOO。因此， 最低級(jí)(即0級(jí))和下一較高級(jí)(即1級(jí))之間的亮度差需要設(shè)置成等 于或小于最高級(jí)(白色)亮度的0.1%。
這能夠以下述方式概括-
假設(shè)與上述第一實(shí)施方式相同，根據(jù)第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備顯示 從O級(jí)到(M—l)級(jí)的M的灰度級(jí)的圖像。然后，最低級(jí)的亮度定義為 "亮度0"，相對(duì)于最低級(jí)的下一較高級(jí)的亮度定義為"亮度1"。此時(shí)，亮 度1和亮度0之間的亮度差設(shè)置成亮度0相對(duì)于亮度(M—l)的比率， 即[亮度1/亮度(M—l)]，等于[1/ (M—l)]的1.2次方或更低。
每個(gè)虛參考電壓VO， (P)和V19' (N)設(shè)置成最低電壓值，其中亮 度改變根據(jù)從顯示屏正面觀看(即0°視角)的施加電壓一亮度特性10為 零。如果處于相對(duì)于虛參考電壓VO， (P)和V19， (N)的各下一較高級(jí) 的1級(jí)的參考電壓VI (P)和V18 (N)太高，1級(jí)的亮度絕不會(huì)高于0 級(jí)的亮度。因此，1級(jí)的參考電壓V1 (P)和V18 (N)設(shè)置得分別比虛 參考電壓VO， (P)和V19， (N)低。同時(shí)，1級(jí)亮度和O級(jí)亮度之間的亮度差設(shè)置得等于或小于最高級(jí)亮度(即白色)的0.1。/。。
在上述根據(jù)第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備中，如上所述，其中當(dāng)黑色顯 示電壓設(shè)置為參考電壓VO (P)和V19 (N)時(shí)，在10°， 20。和30。視角 處的亮度值比在虛參考電壓VO， (P)和V19， (N)下的亮度值低。因此， 可以實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)比度和視角特性。
此外，相對(duì)于最低級(jí)(即黑色)的下一較高級(jí)的1級(jí)的參考電壓V1 (P)和V18 (N)設(shè)置為比虛參考電壓VO， (P)和V19' (N)低。1級(jí) 和O級(jí)之間的亮度差設(shè)置為等于或小于最高級(jí)(即白色)亮度的0.1%。 而且，中間色調(diào)的參考電壓V2 (P)和V17 (N)分別設(shè)置為這樣的電壓 值，其使得圖ll所示的施加電壓一亮度特性上的斜率或者斜度非零。因 此，避免了在黑色顯示電壓附近的灰度級(jí)褶皺。
如上所述對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備，分別低于對(duì)應(yīng) 于最低級(jí)(即O級(jí))的參考電壓VO (P)和V19 (N)的虛參考電壓VO' (P)和V19' (N)位于LCD面板10的電壓一亮度特性的亮度改變零區(qū) 域內(nèi)。對(duì)應(yīng)于比最低級(jí)高一級(jí)的下一較高級(jí)(即1級(jí))的參考電壓VI (P) 和V18 (N)設(shè)置為分別比虛參考電壓VO， (P)和V19， (N)低。而且， 對(duì)應(yīng)于1級(jí)的參考電壓VI (P)和V18 (N)設(shè)置成1級(jí)亮度比0級(jí)亮度 高預(yù)定亮度差(這里，等于或小于最高級(jí)亮度的0.1%)。
因此，當(dāng)對(duì)應(yīng)于0級(jí)的參考電壓VO (P)或V19 (N)和對(duì)應(yīng)于1級(jí) 的參考電壓V1 (P)或V18 (N)之間的差增大時(shí)，0級(jí)亮度和1級(jí)亮度 之間的差可以減小。結(jié)果，能夠防止最低級(jí)(黑色)附近的灰度級(jí)褶皺。
而且，因?yàn)椴恍枰a(chǎn)生類似現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備的校正參考電壓 VA (P)， VB (N)， VC (P)和VD (N)的附加參考電壓，不會(huì)發(fā)生上 述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12復(fù)雜的問(wèn)題。
因此，可以防止灰度級(jí)褶皺并避免數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12的復(fù)雜化。 這意味著能夠在TN模式實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的時(shí)變圖像顯示。
此外，還可在上、下、右和左部(尤其是上部)的視角實(shí)現(xiàn)良好的 視角特性，以及在上部視角處不發(fā)生灰度級(jí)反轉(zhuǎn)。
第三實(shí)施方式圖13顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的LCD設(shè)備從其正面觀看的施 加電壓一亮度特性。該設(shè)備在與上述第一實(shí)施方式相同的常白TN模式操 作。
為了顯示以如圖7所示的256灰度級(jí)顯示8位圖像，具有包括正負(fù) 極性的22級(jí)的參考電壓(即圖13的施加電壓一亮度特性中的V0到V21) 被提供給數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12。數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12以預(yù)定程序基于所 述參考電壓劃分參考電壓V0到V21之間的每個(gè)空間，從而產(chǎn)生包括正 負(fù)極性的256級(jí)的輸出電壓。然后，為每個(gè)數(shù)據(jù)線14選擇對(duì)應(yīng)于輸入圖 像數(shù)據(jù)的256個(gè)輸出電壓中的一個(gè)電壓，被選擇的輸出電壓經(jīng)每個(gè)數(shù)據(jù) 線14傳送給LCD面板10。
在第三實(shí)施方式中，在設(shè)定參考電壓VO (P)到V21 (N)之前，虛 參考電壓VO， (P)和V21' (N)(實(shí)際上不使用)的電壓值設(shè)置成在LCD 面板IO的正面觀看時(shí)實(shí)現(xiàn)足夠的對(duì)比度。這與上述第二實(shí)施方式相同。 隨后，進(jìn)行實(shí)際使用的參考電壓V0 (P)到V21 (N)的設(shè)定。
每個(gè)對(duì)應(yīng)于最高灰度級(jí)(即，白色，255級(jí))的參考電壓VIO (P) 禾口Vll (N)的電壓設(shè)置在虛參考電壓VO， (P)或V21' (N)的0%到6% 的范圍內(nèi)。在此使用虛參考電壓VO， (P)和V21' (N)的原因是第三實(shí) 施方式中的虛參考電壓VO， (P)和V21' (N)分別等價(jià)于上述第一實(shí)施 方式中對(duì)應(yīng)于最低級(jí)(即黑色，0級(jí))的參考電壓VO (P)和V19 (N)。
對(duì)應(yīng)于相對(duì)于最高級(jí)(即白色，255級(jí))的下一較低級(jí)(即254級(jí)) 的參考電壓V9 (P)和V12 (N)設(shè)置得比最高級(jí)的亮度低預(yù)定亮度差。 而且，亮度差設(shè)置在最高級(jí)亮度的0.5%到1.2%的范圍內(nèi)。這是為了防止
在白色顯示電壓附近的灰度級(jí)褶皺，與上述第一實(shí)施方式的原因相同。
對(duì)應(yīng)于最低灰度級(jí)的參考電壓VO (P)和V21 (N)分別用與第二實(shí) 施方式中所述的對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓V0 (P)和V19 (N)相同的方 式設(shè)置。對(duì)應(yīng)于相對(duì)于最低灰度級(jí)的下一較高級(jí)(即1級(jí))的參考電壓 VI (P)和V20 (N)分別用與第二實(shí)施方式中所述的對(duì)應(yīng)于1級(jí)的參考 電壓V1 (P)和V18 (N)相同的方式設(shè)置。
如上所述，根據(jù)第三實(shí)施方式的LCD設(shè)備等價(jià)于根據(jù)上述第一和第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備的結(jié)合。因此，所述設(shè)備具有第一和第二實(shí)施方 式兩者的優(yōu)點(diǎn)。
具體而言，因?yàn)榕c上述根據(jù)第一實(shí)施方式的LCD設(shè)備描述的相同原 因，可以防止最高級(jí)(即白色)附近的灰度級(jí)褶皺和縮短下降相應(yīng)時(shí)間。 而且，因?yàn)榕c上述根據(jù)第二實(shí)施方式的LCD設(shè)備描述的相同原因，可以 實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)比度和視角特性和防止最低級(jí)(即黑色)附近的灰度級(jí)褶 皺。而且，因?yàn)椴恍枰a(chǎn)生類似現(xiàn)有技術(shù)2的LCD設(shè)備的校正參考電壓 VA (P)， VB (N)， VC (P)和VD (N)的附加參考電壓，不會(huì)發(fā)生上 述數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12復(fù)雜化的問(wèn)題。
因此，可以在最高和最低級(jí)(即黑色和白色)附近防止灰度級(jí)褶皺 并避免數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路12的復(fù)雜化。這意味著能夠在TN模式實(shí)現(xiàn)高 品質(zhì)的時(shí)變圖像顯示。
此外，還可在上、下、右和左部(尤其是上部)的視角實(shí)現(xiàn)良好的 視角特性，以及在上部視角處不發(fā)生灰度級(jí)反轉(zhuǎn)。
其他實(shí)施方式
上述第一到第三實(shí)施方式是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。因此無(wú)需說(shuō)明， 本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式，可以對(duì)其進(jìn)行任何修改。
例如，盡管在上述第一到第三實(shí)施方式中的LCD設(shè)備以256灰度級(jí) 顯示8位圖像，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明可以應(yīng)用于顯示除256級(jí)以外 的任何灰度級(jí)的圖像的任何LCD設(shè)備。本發(fā)明可以應(yīng)用于在從作為最低 級(jí)的O級(jí)到作為最高級(jí)的(M—l)級(jí)的M灰度級(jí)顯示圖像的情況，其中 M是大于l (unity)的正整數(shù)。
雖然描述了本發(fā)明的優(yōu)選方式，但可以理解，在不脫離本發(fā)明精神 下的修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的。因此，本發(fā)明的范圍僅由所 附權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求
1、 一種液晶顯示設(shè)備，包括顯示部，具有與施加給液晶的電壓和亮度相關(guān)的預(yù)定施加電壓一亮 度特性；以及驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)顯示部；其中，驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度級(jí)數(shù)量M的 輸出電壓，并響應(yīng)于輸入圖像信號(hào)選擇輸出電壓之一并輸出所選擇的輸 出電壓到顯示部，從而以從作為最低級(jí)的O級(jí)到作為最高級(jí)的(M—1) 級(jí)的M級(jí)灰度級(jí)來(lái)顯示圖像；顯示部的施加電壓一亮度特性包括零亮度變化區(qū)域，其中響應(yīng)于施 加給液晶的電壓變化的亮度變化大致為零，對(duì)應(yīng)于最高級(jí)灰度級(jí)的參考 電壓位于零亮度變化區(qū)域中；以及對(duì)應(yīng)于比最高級(jí)低一級(jí)的下一較低級(jí)的參考電壓設(shè)置成使得下一較 低級(jí)的亮度比最高級(jí)的亮度低預(yù)定亮度差。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中當(dāng)最高級(jí)的亮度定義為"亮度 (M—l)"，相對(duì)于最高級(jí)的下一較低級(jí)的亮度定義為"亮度(M—2)" 時(shí)，下一較低級(jí)的亮度與最高級(jí)的亮度的比[亮度(M—2) /亮度(M— 1)] 位于[(M—2) / (M—l)]的L2次方到其3.2次方之間的范圍內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中亮度差設(shè)置在最高級(jí)的亮度的 0.5°/。至11.2%之間的范圍內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓設(shè)置 在對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓的0%到6%之間的范圍內(nèi)。
5、 一種液晶顯示設(shè)備，包括顯示部，具有與施加給液晶的電壓和亮度相關(guān)的預(yù)定施加電壓一亮 度特性；以及驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)顯示部；其中，驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度級(jí)數(shù)量M的 輸出電壓，并響應(yīng)于輸入圖像信號(hào)選擇輸出電壓之一并輸出所選擇的輸出電壓到顯示部，從而以從作為最低級(jí)的O級(jí)到作為最高級(jí)的(M—l) 級(jí)的M級(jí)灰度級(jí)來(lái)顯示圖像；顯示部的施加電壓一亮度特性包括零亮度變化區(qū)域，其中響應(yīng)于施 加給液晶的電壓變化的亮度變化大致為零，低于對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電 壓的虛參考電壓位于零亮度變化區(qū)域中；以及對(duì)應(yīng)于比最低級(jí)高一級(jí)的下一較高級(jí)的參考電壓設(shè)置成低于虛參考 電壓且使得下一較高級(jí)的亮度比最低級(jí)的亮度高預(yù)定亮度差。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中當(dāng)最高級(jí)的亮度定義為"亮度 (M—1)"，相對(duì)于最低級(jí)的下一較高級(jí)的亮度定義為"亮度l"時(shí)，下一 較高級(jí)的亮度與最高級(jí)的亮度的比[亮度l廣度(M—l)]等于或小于[1/ (M—l)]的1,2次方。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中亮度差設(shè)置為等于或小于最高 級(jí)亮度的0.1%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓設(shè)置 成使得顯示部的相對(duì)透射率為約100%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中虛參考電壓設(shè)置為零亮度變化 區(qū)域中的最低電壓值。
10、 一種液晶顯示設(shè)備，其中包括顯示部，具有與施加給液晶的電壓和亮度相關(guān)的預(yù)定施加電壓一亮 度特性；以及驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)顯示部；其中，驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度級(jí)數(shù)量M的 輸出電壓，并響應(yīng)于輸入圖像信號(hào)選擇輸出電壓之一并輸出所選擇的輸 出電壓到顯示部，從而以從作為最低級(jí)的O級(jí)到作為最高級(jí)的(M—l) 級(jí)的M級(jí)灰度級(jí)來(lái)顯示圖像；顯示部的施加電壓一亮度特性包括第一零亮度變化區(qū)域和第二零亮 度變化區(qū)域，其中響應(yīng)于施加給液晶的電壓變化的亮度變化分別大致為 零；對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓位于第一零亮度變化區(qū)域內(nèi)，低于對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓的虛參考電壓位于第二零亮度變化區(qū)域內(nèi)；對(duì)應(yīng)于比最高級(jí)低一級(jí)的下一較低級(jí)的參考電壓設(shè)置成使得下一較低級(jí)的亮度比最高級(jí)的亮度低第一預(yù)定亮度差；以及對(duì)應(yīng)于比最低級(jí)高一級(jí)的下一較高級(jí)的參考電壓設(shè)置成使得下一較高級(jí)的亮度比最低級(jí)的亮度高第二預(yù)定亮度差。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中當(dāng)最高級(jí)的亮度定義為"亮 度(M—l)"，相對(duì)于最高級(jí)的下一較低級(jí)的亮度定義為"亮度(M—2)" 時(shí)，下一較低級(jí)的亮度與最高級(jí)的亮度的比[亮度(M—2) /亮度(M— 1)] 位于[(M—2) / (M—l)]的1.2次方到其3.2次方之間的范圍內(nèi)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中第一亮度差設(shè)置在最高級(jí)的 亮度的0.5%到1.2%之間的范圍內(nèi)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓設(shè) 置在對(duì)應(yīng)于最低級(jí)的參考電壓的0%到6%之間的范圍內(nèi)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中當(dāng)最高級(jí)的亮度定義為"亮 度(M—l)"，相對(duì)于最低級(jí)的下一較高級(jí)的亮度定義為"亮度l"時(shí)，下 一較高級(jí)的亮度與最高級(jí)的亮度的比[亮度1/亮度(M—l)]等于或小于 [1/ (M—1)]的1.2次方。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中第二亮度差設(shè)置為等于或小 于最高級(jí)的亮度的0.1%。
16、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中對(duì)應(yīng)于最高級(jí)的參考電壓設(shè) 置成使得顯示部的相對(duì)透射率為約100%。
17、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中虛參考電壓被設(shè)置為第二零 亮度變化區(qū)域中的最低電壓值。
全文摘要
一種液晶顯示設(shè)備，防止最高和最低灰度級(jí)附近至少一者的灰度級(jí)褶皺，同時(shí)避免數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路的復(fù)雜化。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)參考電壓產(chǎn)生數(shù)量等于預(yù)定灰度數(shù)量M的輸出電壓，并響應(yīng)于輸入圖像信號(hào)選擇一輸出電壓并輸出該選擇電壓到顯示部，從而顯示圖像。顯示部的施加電壓—亮度特性具有零亮度變化區(qū)域，對(duì)應(yīng)于最高灰度級(jí)的參考電壓位于其中。對(duì)應(yīng)于相對(duì)于最高級(jí)的下一較低級(jí)的參考電壓設(shè)置成下一較低級(jí)的亮度比最高級(jí)的亮度低預(yù)定差。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101312028SQ20081012739
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者井上大輔 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社