[发明专利]液晶显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示(LCD)设备，尤其涉及提高扭曲向列(TN)模式下的时变或运动图像显示性能的LCD设备。

背景技术

LCD设备包括在上面形成如薄膜晶体管(TFTs)的开关元件的透明基板(通常称为“TFT基板”或“驱动器基板”)，在上面形成滤色器和黑矩阵的另一透明基板(通常称为“滤色器(CF)基板”或“对向基板”)，和夹置在TFT基板和CF基板之间的液晶层。在形成在TFT基板上的电极和形成在CF基板上的电极之间，或在形成在TFT基板上的电极之间施加电场，从而改变液晶层中液晶分子的取向(alignment)方向。于是，控制每个像素中的透光量，从而显示需要的图像。

作为LCD设备的典型显示模式，TN模式和面内切换(IPS)模式是公知的。对于TN模式，用形成在TFT基板上的电极和形成在CF基板上的电极产生垂直于TFT和CF基板的电场，液晶分子由电场选择性地旋转到垂直于TFT和CF基板的方向，从而显示需要的图像。另一方面，对于IPS模式，用形成在TFT基板上的电极产生平行于TFT和CF基板的电场，液晶分子在平行于TFT和CF基板的面内由电场选择性地旋转，从而显示需要的图像。

按照惯例，LCD设备被广泛用作计算机的高分辨率显示设备；但是，近年来，也开始用作电视。因为设计用作电视的LCD设备需要具有宽视角和高时变或运动图像显示性能，因此除前述IPS模式外还采用了垂直取向(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，然后由电场向平行于所述基板的平面选择性倾斜，从而显示需要的图像。为了显示高品质时变图像，已经努力提高VA模式中液晶的响应特性。

但是，视角补偿膜的改善使得能够在TN模式运行的LCD设备中实现宽视角，因而TN模式近来开始用于电视。为此，需要在TN模式运行的LCD设备也显示高品质时变图像。

LCD设备驱动方法的主流是有源矩阵寻址，其中如TFT的开关元件提供给以矩阵阵列排列的各像素，并各自被导通-截止驱动，以控制施加给各像素中液晶层的电压。一种提高有源矩阵寻址LCD设备的时变图像显示性能的措施是注意所施加电压对液晶分子响应速度的相关性。该措施的示例披露于2004年1月16日公告的日本专利No.3511592(对应于于日本未审专利申请No.2002-107694)。该专利在下面被称为“专利文件1”。

专利文件1公开的LCD设备包括具有预定的施加电压-亮度特性的显示部，和被选择性地施加以第一参考电压和第二参考电压的信号线(或数据线)驱动器电路。第一参考电压用于提供预定电压给显示部中的液晶。一第二参考电压具有最大电压值，其大于要施加到液晶的最高预定电压。另一第二参考电压具有最小电压值，其小于要施加到液晶的最低预定电压。信号线驱动器电路用第一参考电压将预定电压提供给显示部的液晶，实现对应于输入图像信号的需要亮度。

当要施加给显示部液晶的一预定电压的电压值变为最大电压时，信号线驱动器电路将使用一第二参考电压，向显示部提供值大于所述最大电压的电压作为补偿电压。类似地，当一预定电压的电压值变为最小电压时，信号线驱动器电路用另一第二参考电压，向显示部提供值小于所述最小电压的另一电压作为另一补偿电压(参见专利文件1的权利要求1，图1和图2，段0012到0014)。该LCD设备在下面称为“现有技术1”。

现有技术1的LCD设备显示8位图像(处于256灰度级或256灰度梯度)，具有如图1所示的施加电压-亮度特性。在图1所示的特性中，V0(P)到V17(N)表示上述第一参考电压，V8’(P)、V9’(N)、V0’(P)和V17’(N)分别表示第二参考电压。第二参考电压V8’(P)和V9’(N)用来分别替代第一参考电压V8(P)和V9(N)。第二参考电压V0’(P)和V17’(N)用来分别替代第一参考电压V0(P)和V17(N)。

在本说明书中，“(P)”表示电压具有正极性的含义，“(N)”表示电压具有负极性的含义。

第二参考电压V0’(P)和V17’(N)具有的值大于作为前述要施加给液晶的预定电压的最大电压的第一参考电压V0(P)和V17(N)。第二参考电压V8’(P)和V9’(N)具有的值小于作为前述要施加给液晶的预定电压的最小电压的第一参考电压V8(P)和V9(N)。这些第一和第二参考电压中，对应于白显示的电压V8(P)和V9(N)分别被设置为实现约100％相对于亮度值的电压值。类似的，对应于黑显示的电压V0(P)和V17(N)分别被设置为用于实现足够对比度的电压值。