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JP2007058217A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ブラリング現象及び横線不良のような画質低下を防止することができる表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】
本発明は表示装置及びその駆動方法に関し、この装置は、第1及び第2サブ画素を含む複数の画素、第1サブ画素に接続されていて、第1ゲートオン電圧を伝達する複数の第1ゲート線、第2サブ画素に接続されていて、第2ゲートオン電圧を伝達する複数の第2ゲート線、及び第1及び第2データ電圧を伝達する複数のデータ線を含む。この時、各画素の第1及び第2サブ画素に各々印加される第1及び第2データ電圧は一つの映像情報から得られ、第1データ電圧は第2データ電圧より高くなく、第1データ電圧を第1サブ画素に印加する前に第2データ電圧をデータ線にプリチャージする。
【選択図】図6

Description

本発明は表示装置及びその駆動方法に関する。
一般的な液晶表示装置(liquid crystal display、LCD)は、画素電極及び共通電極を有する二つの表示板と、その間に入っている誘電率異方性(dielectric anisotropy)を有する液晶層とを含む。画素電極は行列状に配列されていて、薄膜トランジスタ(TFT)などスイッチング素子に接続されて一行ずつ順次、データ電圧が印加される。共通電極は表示板の全面にわたって形成されていて、共通電圧が印加される。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は、回路的に見れば液晶キャパシタをなし、液晶キャパシタはこれに接続されたスイッチング素子と共に画素をなす基本単位となる。
このような液晶表示装置においては、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって、所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長期間印加されることによって発生する劣化現象を防止するために、フレーム別に、行別に、または画素別に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
一方、液晶表示装置はホールドタイプ(hold type)の表示装置であるので、動映像を表示する際に物体の輪郭(edge)が鮮明でなく、ぼけることがあり、これをブラリング(blurring)現象という。ブラリング現象をなくすために、所望の正規映像を表示しながらその中間にブラック映像を表示するインパルス駆動方式が開発された。ところが、N行間隔で正規映像を表示しながらその間にブラック映像を表示するインパルス駆動方式の場合、N行ごとに画素行の充電率が異なるため、N行ごとに横線が現われることがある。
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題は、ブラリング現象及び横線不良のような画質低下を防止することができる表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
このような技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による表示装置は、行列状に配列されていて、第1及び第2サブ画素を含む複数の画素、前記第1サブ画素に接続されていて、第1ゲートオン電圧を伝達する複数の第1ゲート線、前記第2サブ画素に接続されていて、第2ゲートオン電圧を伝達する複数の第2ゲート線、及び前記第1及び第2サブ画素に接続されていて、第1及び第2データ電圧を伝達する複数のデータ線を含み、前記各画素の第1及び第2サブ画素に各々印加される前記第1及び第2データ電圧は一つの映像情報から得られ、前記第1データ電圧は前記第2データ電圧より低くなく、前記第1データ電圧を前記第1サブ画素に印加する前に前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージする。
前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージする前にインパルスデータ電圧を前記データ線に印加することがのぞましい。
前記第2データ電圧のプリチャージは、少なくとも2水平周期ごとに行われることがのぞましい。
前記第2データ電圧のプリチャージは、前記インパルスデータ電圧が印加された水平周期のブランク区間から開始することがのぞましい。
前記インパルスデータ電圧は、前記データ線を互いに接続して得ることがのぞましい。
前記インパルスデータ電圧が前記データ線に印加されれば、複数の画素行の第1及び第2ゲート線に前記第1及び第2ゲートオン電圧を同時に各々印加することがのぞましい。
前記第1ゲートオン電圧の印加時間と前記第2ゲートオン電圧の印加時間とは少なくとも一部分が重畳(オーバーラップ)することがのぞましい。
前記第1ゲートオン電圧の印加時間は前記第2ゲートオン電圧の印加時間より短いことがのぞましい。
互いに異なる第1及び第2階調電圧集合を生成し、前記映像情報に該当する階調電圧を前記第1及び第2階調電圧集合から各々選択して、前記第1及び第2データ電圧として前記第1及び第2サブ画素に各々印加することがのぞましい。
第1のM個(Mは自然数)の画素行の第1及び第2サブ画素に前記第1のM個の画素行の第1及び第2データ電圧を交互に順次に各々印加した後、第2のM個(Mは自然数)の画素行の第1及び第2サブ画素にインパルスデータ電圧を同時に印加することができる。
前記第2のM個の画素行の第1及び第2サブ画素に前記インパルスデータ電圧を印加した後、前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージすることがのぞましい。
前記第1及び第2ゲート線に接続されて前記第1及び第2ゲートオン電圧を印加するゲート駆動部、前記データ線に接続されて前記第1及び第2データ電圧とインパルスデータ電圧を印加するデータ駆動部、及び前記データ駆動部と前記ゲート駆動部を制御する信号制御部をさらに含むことがのぞましい。
前記データ駆動部は、前記インパルスデータ電圧を印加した時点から1水平周期以内に前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージし始めることがのぞましい。
前記信号制御部は、1水平周期ごとに水平同期開始信号のパルスを前記データ駆動部に伝送するが、所定数の水平周期ごとに前記水平同期開始信号のパルスを省略することがのぞましい。
前記信号制御部は、極性信号の電圧レベルを変えた後に前記水平同期開始信号のパルスを省略することがのぞましい。
前記データ駆動部は、前記データ線に接続されている複数の出力端子を有し、前記水平同期開始信号のパルスが省略された水平周期で前記出力端子を互いに接続することがのぞましい。
本発明の他の特徴による表示装置の駆動方法は、第1及び第2サブ画素を含む複数の画素、前記第1及び第2サブ画素に各々接続されている複数の第1及び第2ゲート線、及び前記第1及び第2サブ画素に接続されている複数のデータ線を含む表示装置の駆動方法であって、前記データ線に第1データ電圧を充電し、前記充電段階以降に前記第2サブ画素に第2データ電圧を印加し、前記第2データ電圧印加段階以降に前記第1サブ画素に前記第1データ電圧を印加し、前記各画素の第1及び第2サブ画素に各々印加される前記第1及び第2データ電圧は一つの映像情報から得られ、前記第1データ電圧は前記第2データ電圧より低くない。
前記充電段階以前に前記第1及び第2サブ画素にインパルスデータ電圧を印加する段階をさらに含むことがのぞましい。
前記インパルスデータ電圧印加段階は、前記データ線を互いに接続する段階を含むことがのぞましい。
前記インパルスデータ電圧印加は、前記インパルスデータ電圧を複数の画素行の第1及び第2サブ画素に同時に印加することがのぞましい。
前記第1データ電圧印加は、前記第1ゲート線に第1ゲートオン電圧を印加し、前記第2ゲート線にゲートオフ電圧を印加し、前記第2データ電圧印加は、前記第2ゲート線に第2ゲートオン電圧を印加し、前記第1ゲート線に前記第1ゲートオン電圧を印加することがのぞましい。
前記第2データ電圧印加段階の第1及び第2ゲートオン電圧の印加時間は少なくとも一部分が重畳することがのぞましい。
前記充電段階は少なくとも2水平周期ごとに行われることがのぞましい。
互いに異なる第1及び第2階調電圧集合を生成し、前記第1及び第2階調電圧集合のうちのいずれか一つを選択し、及び前記選択段階において、前記第1階調電圧集合が選択されれば、前記第1階調電圧集合を参照して前記第1データ電圧を生成し、前記第2階調電圧集合が選択されれば、前記第2階調電圧集合を参照して前記第2データ電圧を生成することがのぞましい。
本発明によれば、インパルス映像を挿入することによってブラリング現象を防止することができ、全ての画素行の充電条件を同一にすることによって横線不良現象を防止することができる。
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図面において、いろいろな層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似な部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとする時、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
以下、本発明の実施形態による液晶表示装置について図面を参照して詳細に説明する。
図1A乃至図1Cは本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図2は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図であり、図3は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つのサブ画素に対する等価回路図である。
図1A乃至図1Cを参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体(液晶パネルアセンブリ、liquid crystal panel assembly)300と、これに接続された一対または一つのゲート駆動部400a、400b、400、及びデータ駆動部500、データ駆動部500に接続された階調電圧生成部(Gray Voltage Generator)800、並びにこれらを制御する信号制御部600を含む。
液晶表示板組立体300は、等価回路から見れば、複数の表示信号線G1a〜Gnb、D〜Dと、これに接続されていて、ほぼ行列状に配列された複数の画素PXとを含む。一方、図3に示した構造から見れば、液晶表示板組立体300は、互いに対向する下部及び上部表示板100、200と、両者の間に入っている液晶層3とを含む。
表示信号線G1a〜Gnb、D〜Dは下部表示板100に備えられていて、ゲート信号(「走査信号」とも言う)を伝達する複数のゲート線G1a〜Gnbと、データ信号(またはデータ電圧)を伝達するデータ線D〜Dとを含む。ゲート線G1a〜Gnbはほぼ行方向にのびていて、互いにほぼ平行であり、データ線D〜Dはほぼ列方向にのびていて、互いにほぼ平行である。
図2には表示信号線と一つの画素PXの等価回路が示されているが、図面符号GLa、GLbで示したゲート線と図面符号DLで示したデータ線以外にも、表示信号線はゲート線GLa、GLbとほぼ並列して配置された蓄積電極線SLをさらに含む。
各画素PXは一対のサブ画素PXa、PXbを含み、各サブ画素PXa/PXbは、ゲート線GLa/GLb及びデータ線DLに接続されているスイッチング素子Qa/Qbと、これに接続された液晶キャパシタ(liquid crystal capacitor)Clca/Clcbと、スイッチング素子Qa/Qb及び蓄積電極線SLに接続されているストレージキャパシタ(storage capacitor)Csta/Cstbとを含む。
図3を参照すれば、各サブ画素PXa、PXbのスイッチング素子Qは、下部表示板100に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子はゲート線GLに接続されており、入力端子はデータ線DLと接続されており、出力端子は液晶キャパシタClc及びストレージキャパシタCstと接続されている。
液晶キャパシタClcは、下部表示板100のサブ画素電極PEと上部表示板200の共通電極CEとを二つの端子とし、二つの電極PE、CEの間の液晶層3は誘電体として機能する。サブ画素電極PEはスイッチング素子Qに接続され、共通電極CEは上部表示板200の全面に形成されていて、共通電圧Vcomが印加される。図3とは異なり、共通電極CEが下部表示板100に備えられる場合もあり、この時には二つの電極PE、CEのうちの少なくとも一つが線状または棒状であってもよい。液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子は、電場がない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対して垂直または水平をなすように配向されていてもよい。以下、サブ画素PXaのサブ画素電極をPEaに、サブ画素PXbのサブ画素電極をPEbに表示する。
液晶キャパシタClcの補助的な役割を果たすストレージキャパシタCstは、下部表示板100に具備された蓄積電極線SLとサブ画素電極PEとが絶縁体を介在して重なっており、蓄積電極線SLには共通電圧Vcomなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタCSTは、サブ画素電極PEが絶縁体を介在させてすぐ上の前段ゲート線と重なってもよい。
一方、色表示を実現するためには各画素PXが基本色(primary color)のうちの一つを固有に表示したり(空間分割)、各画素(PX)が時間によって交互に基本色を表示するように(時間分割)して、これら基本色の空間的、時間的合計によって所望の色相が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色がある。図3は、空間分割の一例として、各画素PXがサブ画素電極PEa、PEbに対応する上部表示板200の領域に基本色のうちの一つを示すカラーフィルタCFを備えることを示している。図3とは異なって、カラーフィルタCFは下部表示板100のサブ画素電極PEa、PEb上、または下に形成することもできる。
液晶表示板組立体300の外側面には光を偏光させる少なくとも一つの偏光板(図示せず)が付着されており、二つの偏光板の偏光軸は直交し得る。反射型液晶表示装置の場合には二つの偏光板のうちの一つが省略され得る。直交偏光板である場合、電場がない液晶層3に入った入射光を遮断する。
図1A乃至図1Cを参照すれば、ゲート駆動部400a、400b、400はゲート線G1a〜Gnbに接続され、外部からのゲートオン電圧Vonとゲートオフ電圧Voffとの組み合わせからなるゲート信号をゲート線G1a〜Gnbに印加する。図1Aには一対のゲート駆動部400a、400bが各々液晶表示板組立体300の左右に位置し、奇数番目及び偶数番目ゲート線G1a〜Gnbに各々接続され、図1B及び図1Cに示した一つのゲート駆動部400は液晶表示板組立体300の一方に位置し、全てのゲート線G1a〜Gnbに接続されているが、図1Cの場合、ゲート駆動部400内に二つの駆動回路401、402が内蔵されていて、各々奇数番目及び偶数番目ゲート線G1a〜Gnbに接続される。
階調電圧生成部800は、画素PXの透過率に関係する二つの階調電圧集合(または基準階調電圧集合)を生成する。二つの(基準)階調電圧集合は一つの画素PXをなす二つのサブ画素PXa、PXbに独立的に提供されるものであって、互いに異なるガンマ曲線に基づいて生成され、各(基準)階調電圧集合は共通電圧Vcomに対して正の値を有するものと負の値を有するものとを含む。しかし、二つの(基準)階調電圧集合の代わりに一つの(基準)階調電圧集合のみを生成することもできる。階調電圧生成部800は、選択信号SEによって二つの(基準)階調電圧集合のうちの一つを選択して送出するアナログスイッチ(図示せず)を含む。しかし、これとは異なって、アナログスイッチは液晶表示板組立体300に集積されるか、またはデータ駆動部500内に統合してもよい。
二つの(基準)階調電圧集合のうちの一つの電圧の大きさは、他の一つの電圧の大きさより小さく、小さい方がサブ画素電極PEbに対応し、大きい方がサブ画素電極PEaに対応する。階調電圧生成部800は、選択信号SEがローレベルであればサブ画素PXb用(基準)階調電圧集合を送出し、ハイレベルであればサブ画素PXa用(基準)階調電圧集合を送出する。
データ駆動部500は液晶表示板組立体300のデータ線D〜Dと接続されており、階調電圧生成部800からの階調電圧集合に属する一つの階調電圧をデータ信号としてデータ線D〜Dに印加したり、階調電圧生成部800からの二つの階調電圧集合のうちの一つを選択し、選択された階調電圧集合に属する一つの階調電圧をデータ信号としてデータ線D〜Dに印加する。しかし、階調電圧生成部800が全ての階調に対する電圧を全て提供することではなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供する場合に、データ駆動部500は基準階調電圧を分圧して全体階調に対する階調電圧を生成し、この中からデータ信号を選択する。
信号制御部600は、ゲート駆動部400、データ駆動部500及び階調電圧生成部800などを制御する。
このような駆動装置400a、400b、400、500、600、800各々は、少なくとも一つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体300上に直接装着されたり、フレキシブルプリント回路フィルム(flexible printed circuit film)(図示せず)上に装着されてTCP(tape carrier package)の形態で液晶表示板組立体300に装着されたり、別途のプリント回路基板(printed circuit board)(図示せず)上に装着されてもよい。これとは異なって、これら駆動装置400a、400b、400、500、600、800が液晶表示板組立体300に複数の駆動回路形態で集積されてもよい。また、駆動装置400a、400b、400、500、600、800は単一チップに集積でき、この場合に、これらのうちの少なくとも一つまたはこれらをなす少なくとも一つの回路素子は単一チップの外側にあってもよい。
次に、このような液晶表示装置の動作について詳細に説明する。
信号制御部600は、外部のグラフィック制御機(図示せず)から入力映像信号R、G、B及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力映像信号R、G、Bは各画素PXの輝度(luminance)情報を含んでおり、輝度は決められた数、例えば、1024(=210)、256(=28)または64(=26)個の階調(gray)を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、及びデータイネーブル信号DEなどがある。
信号制御部600は、入力映像信号R、G、Bと入力制御信号とに基づいて入力映像信号R、G、Bを液晶表示板組立体300及びデータ駆動部500の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号CONT1、データ制御信号CONT2及び選択信号SEなどを生成した後、ゲート制御信号CONT1をゲート駆動部400に送出し、データ制御信号CONT2と処理した映像信号DATをデータ駆動部500に出力し、選択信号SEを階調電圧生成部800に送出する。出力映像信号DATはデジタル信号として決められた数の値(または階調)を有し、入力映像信号R、G、Bに基づいて作りだした正規映像データとインパルス駆動のためのインパルスデータとを含む。インパルスデータの階調値は該当画素PXの正規映像データの階調値より小さく、場合によってインパルスデータは一定の階調を有することもできる。一定の階調は最も低い階調であるか、或いはブラックまたは所定範囲の輝度を出す所定レベルの階調であり得る。
ゲート制御信号CONT1は、走査開始を指示する走査開始信号STV、ゲートオン電圧Vonの出力時期を制御する少なくとも一つのゲートクロック信号CPV、及びゲートオン電圧Vonの持続時間を限定する少なくとも一つの出力イネーブル信号OEを含む。
データ制御信号CONT2は、一つの画素行の出力映像信号DATの伝送開始を知らせる水平同期開始信号STHと、液晶表示板組立体300にデータ信号の印加を指示するロード信号LOAD、及びデータクロック信号HCLKを含む。データ制御信号CONT2は、また、共通電圧Vcomに対するデータ信号の電圧極性(以下、「共通電圧に対するデータ信号の電圧極性」を略して「データ信号の極性」と言う。)を反転させる極性信号POLをさらに含む。
信号制御部600は、M個群の入力映像信号R、G、BをM個群の正規映像データに変換し、一群のインパルスデータを生成する。M個群の入力映像信号R、G、Bが入力される時間と、(M+1)個群の出力映像信号DATとを送出する時間は実質的に同一である(Mは自然数)。従って、水平同期開始信号STHの周波数は、水平同期信号Hsyncの周波数の(M+1)/M倍となる。また、出力映像信号DATが同期されるデータクロック信号HCLKの周波数は、入力映像信号R、G、Bが同期されるメインクロックMCLKの周波数の(M+1)/M倍であり得る。
信号制御部600からのデータ制御信号CONT2により、データ駆動部500は一つの行の画素PXに対する出力映像信号DATを受信し、各出力映像信号DATに対応する階調電圧を選択することによってデジタル映像信号DATをアナログデータ電圧に変換した後、これを該当データ線に印加する。
このようなデータ駆動部500について、図4を参照してより詳細に説明する。
図4は図1に示した液晶表示装置のデータ駆動部の一例を示したブロック図である。
データ駆動部500は図4に示したデータ駆動IC540を少なくとも一つ含み、データ駆動IC540は、順次に接続されているシフトレジスタ541、ラッチ543、デジタル−アナログ変換器545、及びバッファー547を含む。
シフトレジスタ541は、水平同期開始信号STHが印加されれば、データクロック信号HCLKによって入力された映像データDATを順次にシフトさせ、ラッチ543に伝達する。データ駆動部500が複数のデータ駆動IC540を含む場合、シフトレジスタ541は、シフトレジスタ541が担当する映像データDATを全てシフトさせた後に、シフトクロック信号SCを隣接するデータ駆動ICのシフトレジスタに送出する。
ラッチ543は、第1及び第2ラッチ(図示せず)を含む。第1ラッチはシフトレジスタ541から映像データDATを順次に受信して記憶し、第2ラッチはロード信号LOADによって第1ラッチから映像データDATを同時に受信して記憶し、これをデジタル−アナログ変換器545に送出する。
デジタル−アナログ変換器545は、ラッチ543からのデジタル映像データDATをアナログデータ電圧に変換し、バッファー547に送出する。データ電圧は、極性信号POLによって共通電圧Vcomに対し正の値を有するかまたは負の値を有する。
バッファー547は、デジタル−アナログ変換器545からのデータ電圧を出力端子Y〜Yを通じて送出する。隣接する出力端子Y〜Yを通じて出力されるデータ電圧の極性は互いに異なる。出力端子Y〜Yは該当データ線D〜Dに接続される。
ゲート駆動部400は、信号制御部600からのゲート制御信号CONT1によってゲートオン電圧Vonをゲート線に印加し、このゲート線に接続されたスイッチング素子をターンオンさせる。そうすると、データ線に印加されたデータ信号がターンオンされたスイッチング素子を通じて該当サブ画素PXa、PXbに印加される。
一つの画素PXに含まれている一対のサブ画素電極PEa、PEbは、互いに異なる時間に同一のデータ線を通じて別個のデータ電圧の印加を受け、サブ画素電極PEaの面積はサブ画素電極PEbの面積より小さく、サブ画素電極PEaの電圧はサブ画素電極PEbの電圧より高い。
このように液晶キャパシタClca、Clcbの両端に電位差が生じると、表示板100、200の表面にほぼ垂直である電場(電界)(electric field)が液晶層3に生成される。そうすると、液晶層3の液晶分子は電場に応答してその長軸が電場の方向に垂直をなすように傾斜し、液晶分子が傾斜した程度によって液晶層3への入射光の偏光の変化程度が変わる。このような偏光の変化は、偏光板によって透過率の変化として現れ、これを通じて液晶表示装置は映像を表示する。
液晶分子が傾斜する角度は電場の強さによって変わるが、二つの液晶キャパシタClca、Clcbの電圧が互いに異なるので、液晶分子が傾斜した角度が異なり、そのため二つのサブ画素PXa、PXbの輝度が異なる。従って、液晶キャパシタClcaの電圧と液晶キャパシタClcbの電圧とを適切に合せれば、側面から見る映像を正面から見る映像に最大限近くすることができ、つまり、側面ガンマ曲線を正面ガンマ曲線に最大限近くすることができ、これによって側面視認性を向上することができる。
また、高い電圧が印加されるサブ画素電極PEaの面積をサブ画素電極PEbの面積より小さくすれば、側面ガンマ曲線を正面ガンマ曲線にさらに近くすることができる。特に、サブ画素電極PEa、PEbの面積比をほぼ1:2とすれば、側面ガンマ曲線が正面ガンマ曲線により一層近くなって、側面視認性がさらに良くなる。
1水平周期(「1H」とも記す。)(水平同期開始信号STHの1周期)を単位としてこのような過程を繰り返すことにより、全てのサブ画素PXa、PXbにデータ電圧を印加して1フレームの正規映像及びインパルス映像を表示する。
液晶表示装置は、正規映像を第1画素行から下に一つの画素行ずつ順次に表示し、M個の画素行に正規映像を表示した以降に、インパルス映像を1H内でk番目画素行からM個の画素行に同時に表示する。これを1フレームの間に繰り返せば、k個の画素行の幅を有するインパルス映像帯(band)が回転するように見える。必要に応じて正規映像及びインパルス映像を下から開始して上側方向に表示することもできる。
1フレームが終了すれば、次のフレームが始まり、各サブ画素PXa、PXbに印加されるデータ電圧の極性が以前フレームでの極性と反対になるようにデータ駆動部500に印加される極性信号POLの状態が制御される。また、1フレーム内でも行反転、点反転、列反転などの極性反転方式によって、データ駆動部500に印加される極性信号POLの状態が制御される。
では、本発明の一実施形態による液晶表示装置の駆動方法について、図5乃至図7を参照してより詳細に説明する。
図5は本発明の一実施形態による液晶表示装置の駆動信号を示したタイミング図であり、図6は図5のタイミング図の一部を拡大して示したタイミング図であり、図7は図5に示した駆動信号によって表示される画像を1フレームの間に示した概略図である。
本実施形態においては、一例として、Mが4である場合、つまり、信号制御部600が4個群の入力映像信号R、G、Bを4個群の正規映像データに変換し、一群のインパルスデータBDを生成することと説明する。従って、4個の画素行を基準として正規映像データを順次に表示し、インパルスデータを一度に表示する。
まず、信号制御部600は、第1行の画素PXに対する正規映像データD1をデータ駆動部500に送出する。データ駆動部500は、シフトレジスタ541を通じて正規映像データD1を順次に受け、これをラッチ543に保存する。信号制御部600は、正規映像データD1の伝送を完了すれば、ロード信号LOADをハイレベルに変え、これによってデータ駆動部600は正規映像データD1に対するデータ電圧を該当データ線に印加する。そして、信号制御部600は、選択信号SEをローレベルに変え、データ駆動部500がサブ画素PXb用(基準)階調電圧集合を参照してサブ画素PXb用データ電圧を生成するようにする。
一方、図5及び図6に示したように、データ駆動部500がデータ電圧をデータ線D〜Dに印加しても、データ線D〜Dに充電されるデータ線電圧Vdatはデータ線D〜DのRC遅延によってデータ電圧を印加した直後にはデータ電圧と異なる。従って、データ線電圧Vdatがデータ電圧と近くなる適切な時間が経過した後に、ゲート駆動部400はゲート線G1a、G1bにゲートオン電圧Vonを印加して、これらに各々接続されているスイッチング素子Qa、Qbをターンオンさせる。そうすると、サブ画素PXb用データ電圧が該当サブ画素電極PEa、PEbに印加される。しかし、選択信号SEがハイレベルからローレベルに変わる時間にゲートオン電圧Vonを印加することができ、この二つの時間の間でゲートオン電圧Vonを印加することもできる。
所定時間が経過した後、信号制御部600は選択信号SEをハイレベルに作り、これによってデータ駆動部600はサブ画素PXa用(基準)階調電圧集合を参照してサブ画素PXa用データ電圧を生成した後、該当データ線に印加する。これと同時に、ゲート駆動部400はゲート線G1bにゲートオフ電圧Voffを印加する。しかし、ゲート駆動部400はゲート線G1aに印加されているゲートオン電圧Vonを維持する。そうすると、スイッチング素子Qbはターンオンの状態を維持し、サブ画素PXa用データ電圧は該当サブ画素電極PEaに印加される。
このようにサブ画素PXaに印加されるゲートオン電圧Vonを、サブ画素PXbに印加されるゲートオン電圧Vonと重畳するようにすれば、サブ画素PXaの充電率を高めることができる。ここで、サブ画素PXaにゲートオン電圧Vonが印加される時点は、サブ画素PXbにゲートオン電圧Vonが印加される時点と必ず一致する必要はない。
また、相対的に低いサブ画素PXb用データ電圧をまずサブ画素PXbに充電した後、相対的に高いサブ画素PXa用データ電圧をサブ画素PXaに充電すれば、これと反対に充電することと比べ、充電時間を減らすことができる。
信号制御部600、データ駆動部600及びゲート駆動部400は第2乃至第4行の画素PXに対し、前述した動作を繰り返す。
ここで、信号制御部600は、極性信号POLを毎フレームごとにハイレベルとローレベルに交互に変えて列反転駆動を行う。従って、一つのデータ線を流れるデータ電圧の極性は同一である。しかし、これに限定されるわけではなく、行反転及び点反転駆動を行うこともできる。
信号制御部600は、図6に示したように、区間TAで第4行の画素PXにデータ電圧が充電される間にインパルスデータBDをデータ駆動部600に送出する。信号制御部600は、インパルスデータBDの伝送を完了すれば、区間TBでロード信号LOADをハイレベルに変え、これによってデータ駆動部600はインパルスデータBDに対するデータ電圧を該当データ線に印加する。インパルスデータBDに対するデータ電圧は共通電圧Vcomと同一であり得る。この時、選択信号SEはローレベルであるが、ハイレベルであっても差支えない。
ゲート駆動部400は、k番目画素行から(k+3)番目画素行のゲート線Gka〜Gk+3bにゲートオン電圧Vonを同時に印加し、これらに接続されているスイッチング素子Qa、Qbをターンオンさせる。そうすると、インパルスデータBDに対するデータ電圧が該当サブ画素電極PEa、PEbに印加されてインパルス映像を表示する。
また、信号制御部600は、区間TBで第5行の画素PXに対する正規映像データD5をデータ駆動部500に送出する。一方、1水平周期は、一つの行の画素PXに対する映像データを実際に伝送するデータ伝送区間と、伝送が完了した後から次行の画素PXに対する映像データを伝送する前までのブランク区間とに分れる。信号制御部600は、区間TBのブランク区間で再びロード信号LOADをハイレベルに変え、選択信号SEをハイレベルに変える。これによって、データ駆動部500は、サブ画素PXa用(基準)階調電圧集合を参照して正規映像データD5に対するデータ電圧を生成し、該当データ線に印加する。しかし、区間TBのデータ伝送区間で選択信号SEがハイレベルを維持すれば、信号制御部600は区間TBのブランク区間でも選択信号SEがハイレベルを維持し続けるようにする。
信号制御部600は、区間TCが開示すれな選択信号SEをローレベルに変える。これによって、データ駆動部500はサブ画素PXb用(基準)階調電圧集合を参照して正規映像データD5に対するデータ電圧を生成し、これを該当データ線に印加する。ゲート駆動部400は第5画素行のゲート線G5a、G5bにゲートオン電圧Vonを印加し、これらに各々接続されているスイッチング素子Qa、Qbをターンオンさせる。そうすると、サブ画素PXb用データ電圧が該当サブ画素電極PEa、PEbに印加される。
このように、区間TBのブランク区間で所定時間ΔT1の間にサブ画素PXa用データ電圧を予めデータ線D1〜Dmに印加して、高い電圧でデータ線D1〜Dmをプリチャージ(precharge)させた後に、表示しようとするサブ画素PXb用データ電圧を印加すれば、第5画素行のサブ画素PXbに印加されるデータ線電圧Vdatの波形を他の画素行のそれと実質的に同一にすることができる。ゲート駆動部400が他の画素行のサブ画素PXbにゲートオン電圧Vonを印加する時点を決めることと同一の方式によって、第5行のサブ画素PXbに対してもゲートオン電圧Vonを印加する時点を決めることができる。従って、第5行のサブ画素PXbにデータ電圧が充電される条件と他の行のサブ画素PXbにデータ電圧が充電される条件とは同一になる。従って、充電条件が異なるために現われやすい横線不良をなくすことができる。
このような動作を1フレームの間に繰り返して行う。ここで、各区間TA、TB、TCは1水平周期と同一の間隔を有する。
図7を参照すれば、1フレームの初期画面には、画面最上部から1/4地点まで以前フレームのインパルス映像が表示されていて、1/4地点の下には以前フレームの正規映像が表示されている。図5の駆動信号においてkはn/4+1とし、従って、インパルス映像の縦幅は全体画面の縦幅の25%である。この比率は、一つの画素PXに1フレームの間に表示される映像のうちのインパルス映像比率を意味する。
走査開始信号STVによって、第1画素行から下に順次に正規映像が表示され、(n/4+1)番目の画素行から下に順次にインパルス映像が表示される。1/4フレームが経過すればn/4番目画素行まで正規映像が表示され、(1/4+1)番目画素行からn/2番目画素行までインパルス映像が表示される。このように、インパルス映像は以前フレームの正規映像を消しながら表示され、また、正規映像はインパルス映像を消しながら表示される。インパルス映像は25%の幅を有する帯のように表示され、まるで1フレームの間に上から下に回転するように見える。このように正規映像及びインパルス映像を表示することによって、ブラリングを防止することができる。また、インパルス駆動のための周波数の増加が相対的に少ないので、画素電圧の充電率を高めることができる。
本実施形態においては、4個の画素行を基準として動作を説明したが、これに限定されるわけではなく、任意の数の画素行を基準とすることもできる。
では、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の駆動方法について、図8及び図9を参照して詳細に説明する。
図8は本発明の他の実施形態による液晶表示装置の駆動信号を示したタイミング図であり、図9は図8のタイミング図の一部を拡大して示したタイミング図である。
本実施形態においても前述した実施形態と同様に、Mが4である場合について説明する。従って、前述した実施形態と同一の動作については詳細な説明を省略し、違いのある部分についてのみ詳細に説明する。
図8に示したように、第1画素行乃至第4画素行の画素PXにデータ電圧を充電する方法は、前述した実施形態と実質的に同一である。
但し、信号制御部600は、極性信号POLを4個の画素行ごとにハイレベルとローレベルに交互に変え、4行反転駆動を行う。これによって一つのデータ線を流れるデータ電圧の極性は4個の画素行ごとに変わる。しかし、これに限定されるわけではなく、任意の数の行反転、列反転及び点反転駆動を行うこともできる。
信号制御部600は、図9に示したように、区間TDで第4行の画素PXにデータ電圧が充電される間の第5行の画素PXに対する正規映像データD5をデータ駆動部600に送出する。そして、この区間TDで信号制御部600は、極性信号POLをローレベルからハイレベルに、またはハイレベルからローレベルに変える。そして、信号制御部600は、正規映像データD5の伝送を完了すれば、ロード信号LOADをハイレベルに変える。
一方、データ駆動部500をなす図4に示したデータ駆動IC540は、1水平周期内で極性信号POLのレベルが変化した後にロード信号LOADがハイレベルに変われば、全ての出力端子Y〜Yを内部で互いに接続する。全ての出力端子Y〜Yが接続されれば、該当データ線に印加されていた正極性及び負極性のデータ線電圧Vdatが互いに接続され、全ての出力端子Y〜Yには正極性と負極性データ線電圧Vdatの中間値であるほぼ共通電圧Vcomのレベルを有する電荷共有電圧がかかるようになる。そして、このような状態でロード信号LOADが再びローレベルに変われば、ラッチ543に記憶されている映像データDATをデータ電圧に変換して出力端子Y〜Yに送出する。
従って、図9に示したように、区間TEでのデータ線電圧Vdatは電荷共有電圧に起因する。ゲート駆動部400はk番目画素行からk+3番目画素行のゲート線Gka〜Gk+3bにゲートオン電圧Vonを同時に印加し、これらに接続されているスイッチング素子Qa、Qbをターンオンさせる。そうすると、電荷共有電圧が該当サブ画素電極PEa、PEbに印加されてインパルス映像を表示する。
ところが、信号制御部600は新たな水平周期、つまり、区間TEが開始しても映像データDATの伝送開始を知らせる水平同期開始信号STHのパルスをデータ駆動部500に送出しない。図9に点線で表示されているパルスは、このように省略された水平同期開始信号STHのパルスを示す。従って、データ駆動部500は信号制御部600からインパルスデータBDを受けず、ラッチ543に記憶されている映像データDAT´は以前水平周期で受けた正規映像データD5になる。この時、信号制御部600からデータ駆動部500にインパルスデータBDを伝送するか否かは選択的であり、信号制御部600がインパルスデータBDを伝送しても、これを別途に生成する必要がなく、任意のダミーデータを伝送すればよい。
区間TEで所定時間が経過すれば、信号制御部600はロード信号LOADをローレベルに変える。これによって、データ駆動部500は正規映像データD5に対するデータ電圧を生成し、該当データ線に印加する。この時、選択信号SEはハイレベルでなければならず、そのためデータ駆動部500はサブ画素PXa用(基準)階調電圧集合を参照する。
区間TFが開始すれば、信号制御部600はロード信号LOADをハイレベルに変え、選択信号SEをローレベルに変える。これによって、データ駆動部500はサブ画素PXb用(基準)階調電圧集合を参照して正規映像データD5をデータ電圧に変換し、該当データ線に印加する。ゲート駆動部400は第5画素行のゲート線G5a、G5bにゲートオン電圧Vonを印加し、これらに各々接続されているスイッチング素子Qa、Qbをターンオンさせる。そうすると、サブ画素PXb用データ電圧が該当サブ画素電極PEa、PEbに印加される。
このように、区間TEで所定時間ΔT2の間にサブ画素PXa用データ電圧を予めデータ線D1〜Dmに印加して、高い電圧でデータ線D1〜Dmをプリチャージさせた後に、表示しようとするサブ画素PXb用データ電圧を印加すれば、第5画素行のサブ画素PXbに印加されるデータ線電圧Vdatの波形と他の画素行のそれとは実質的に同一になって充電条件が同一になる。従って、充電条件が異なるために現われやすい横線不良をなくすことができる。また、データ駆動部500の電荷共有機能を利用してインパルス映像を表示し、水平同期開始信号STHのパルスを省略することにより、区間TEの全体をブランク区間として使用することができる。従って、所定時間ΔT2を十分に長くすることができるので、充電条件を同一にするのにさらに有利である。
このような動作を1フレームの間に繰り返して行う。ここで、各区間TD、TE、TFは1水平周期と同一の間隔を有する。
このような駆動方法によって表示される画面も、前述した実施形態と同様に図7に示した画面と同一である。
本実施形態においても、4個の画素行を基準として動作を説明したが、これに限定されるわけではなく、任意の数の画素行を基準とすることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるわけではなく、添付した請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つのサブ画素に対する等価回路図である。 図1A〜図1Cに示した液晶表示装置のデータ駆動部の一例を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の駆動信号を示したタイミング図である。 図5のタイミング図の一部を拡大して示したタイミング図である。 図5に示した駆動信号によって表示される画像を1フレームの間に示した概略図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の駆動信号を示したタイミング図である。 図8のタイミング図の一部を拡大して示したタイミング図である。
符号の説明
100 下部表示板
200 上部表示板
300 液晶表示板組立体
400a、400b、400 ゲート駆動部
500 データ駆動部
600 信号制御部
800 階調電圧生成部
PX 画素
PXa、PXb サブ画素
PE サブ画素電極
CE 共通電極
GLa、GLb ゲート線
Qa、Qb スイッチング素子
SL 蓄積電極線
Clca、Clcb 液晶キャパシタ
Csta/Cstb ストレージキャパシタ

Claims (24)

  1. 行列状に配列された、第1及び第2サブ画素を含む複数の画素、
    前記第1サブ画素に接続された、第1ゲートオン電圧を伝達する複数の第1ゲート線、
    前記第2サブ画素に接続された、第2ゲートオン電圧を伝達する複数の第2ゲート線、及び
    前記第1及び第2サブ画素に接続された、第1及び第2データ電圧を伝達する複数のデータ線
    を含み、
    前記各画素の第1及び第2サブ画素に各々印加される前記第1及び第2データ電圧は一つの映像情報から得られ、前記第1データ電圧は前記第2データ電圧より低くなく、
    前記第1データ電圧を前記第1サブ画素に印加する前に前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージすることを特徴とする表示装置。
  2. 前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージする前にインパルスデータ電圧を前記データ線に印加することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第2データ電圧のプリチャージは少なくとも2水平周期ごとに行われることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記第2データ電圧のプリチャージは、前記インパルスデータ電圧が印加された水平周期のブランク区間から開始することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  5. 前記インパルスデータ電圧は前記データ線を互いに接続して得られることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  6. 前記インパルスデータ電圧が前記データ線に印加されれば、複数の画素行の第1及び第2ゲート線に前記第1及び第2ゲートオン電圧を同時に各々印加することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  7. 前記第1ゲートオン電圧の印加時間と前記第2ゲートオン電圧の印加時間とは少なくとも一部分が重畳することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  8. 前記第1ゲートオン電圧の印加時間は前記第2ゲートオン電圧の印加時間より短いことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  9. 互いに異なる第1及び第2階調電圧集合を生成し、前記映像情報に該当する階調電圧を前記第1及び第2階調電圧集合から各々選択して、前記第1及び第2データ電圧として前記第1及び第2サブ画素に各々印加することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  10. 第1のM個(Mは自然数)の画素行の第1及び第2サブ画素に前記第1のM個の画素行の第1及び第2データ電圧を交互に順次に各々印加した後、第2のM個の画素行の第1及び第2サブ画素にインパルスデータ電圧を同時に印加することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  11. 前記第2のM個の画素行の第1及び第2サブ画素に前記インパルスデータ電圧を印加した後、前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージすることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
  12. 前記第1及び第2ゲート線に接続されて前記第1及び第2ゲートオン電圧を印加するゲート駆動部と、
    前記データ線に接続されて前記第1及び第2データ電圧とインパルスデータ電圧を印加するデータ駆動部と、
    前記データ駆動部と前記ゲート駆動部を制御する信号制御部とをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  13. 前記データ駆動部は、前記インパルスデータ電圧を印加した時点から1水平周期以内に前記第2データ電圧を前記データ線にプリチャージし始めることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
  14. 前記信号制御部は、1水平周期ごとに水平同期開始信号のパルスを前記データ駆動部に伝送するが、所定数の水平周期ごとに前記水平同期開始信号のパルスを省略することを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
  15. 前記信号制御部は、極性信号の電圧レベルを変えた後に前記水平同期開始信号のパルスを省略することを特徴とする請求項14に記載の表示装置。
  16. 前記データ駆動部は、前記データ線に接続されている複数の出力端子を有し、前記水平同期開始信号のパルスが省略された水平周期で前記出力端子を互いに接続することを特徴とする請求項14に記載の表示装置。
  17. 第1及び第2サブ画素を含む複数の画素、前記第1及び第2サブ画素に各々接続されている複数の第1及び第2ゲート線、及び前記第1及び第2サブ画素に接続されている複数のデータ線を含む表示装置の駆動方法であって、
    前記データ線に第1データ電圧を充電し、
    前記充電段階以降に前記第2サブ画素に第2データ電圧を印加し、
    前記第2データ電圧印加段階以降に前記第1サブ画素に前記第1データ電圧を印加し、
    前記各画素の第1及び第2サブ画素に各々印加される前記第1及び第2データ電圧は一つの映像情報から得られ、前記第1データ電圧は前記第2データ電圧より低くないことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  18. 前記充電以前に前記第1及び第2サブ画素にインパルスデータ電圧を印加することを特徴とする請求項17に記載の表示装置の駆動方法。
  19. 前記インパルスデータ電圧印加は、前記データ線を互いに接続する段階を含むことを特徴とする請求項18に記載の表示装置の駆動方法。
  20. 前記インパルスデータ電圧印加は、前記インパルスデータ電圧を複数の画素行の第1及び第2サブ画素に同時に印加することを特徴とする請求項18に記載の表示装置の駆動方法。
  21. 前記第1データ電圧印加は、前記第1ゲート線に第1ゲートオン電圧を印加し、前記第2ゲート線にゲートオフ電圧を印加し、
    前記第2データ電圧印加は、前記第2ゲート線に第2ゲートオン電圧を印加し、前記第1ゲート線に前記第1ゲートオン電圧を印加することを特徴とする請求項17に記載の表示装置の駆動方法。
  22. 前記第2データ電圧印加の第1及び第2ゲートオン電圧の印加時間は少なくとも一部分が重畳することを特徴とする請求項21に記載の表示装置の駆動方法。
  23. 前記充電は少なくとも2水平周期ごとに行われることを特徴とする請求項17に記載の表示装置。
  24. 互いに異なる第1及び第2階調電圧集合を生成し、
    前記第1及び第2階調電圧集合のうちのいずれか一つを選択し、
    前記選択において、前記第1階調電圧集合が選択されれば、前記第1階調電圧集合を参照して前記第1データ電圧を生成し、前記第2階調電圧集合が選択されれば、前記第2階調電圧集合を参照して前記第2データ電圧を生成することを特徴とする請求項17に記載の表示装置の駆動方法。
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