JP4856052B2 - 液晶表示装置とその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に関し、より詳くはデータ駆動回路の発熱及び消費電力を減らして、脆弱パターンのデータで表示品質の低下を予防するようにした液晶表示装置とその駆動方法に関する。

液晶表示装置はビデオ信号によって液晶セルの光透過率を調節して画像を表示する。アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置は図１のように液晶セル（Ｃｌｃ）ごとに形成された薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を利用して液晶セルに供給されるデータ電圧をスイチングしてデータを能動的に制御するので動画像の表示品質を高めることができる。

図１において、図面符号“Ｃｓｔ”は液晶セル（Ｃｌｃ）に充電されたデータ電圧を維持するためのストレージ キャパシター （Ｃｓｔ）、‘Ｄ１’はデータ電圧が供給されるデータライン、そして‘Ｇ１’はスキャン電圧が供給されるゲートラインをそれぞれ意味する。

このような液晶表示装置は直流オフセット成分を減少させて液晶の劣化を減らすために、隣り合う液晶セルの間で極性が反転されてフレーム期間単位で極性が反転されるインバージョン方式に駆動されている。ところでデータ電圧の極性が変わる度にデータラインに供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなってデータ駆動回路で多くの電流が発生してデータ駆動回路の発熱温度が高くなって消費電力が急増する問題点がある。

データラインに供給されるデータ電圧のスイング幅を減らしてデータ駆動回路の発熱温度及び消費電力を減らすために、データ駆動回路にチャージシェア回路（Ｃｈａｒｇｅ Ｓｈａｒｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やプリチャージ回路（Ｐｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を採用しているがその効果が満足する水準に到逹することができない。

また、インバージョン方式でデータ電圧の極性が反転されれば正極性データ電圧を充電する液晶セルの充電量と負極性データ電圧を充電する液晶セルの充電量が異なるであるから表示品質が低下される問題点がある。例えば、図１のように液晶セルが正極性データ電圧を充電した後その正極性データ電圧と同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電したら、液晶セルは正極性データ電圧を充電した後ＴＦＴの寄生容量などによってΔＶｐ位絶対値電圧が低い電圧（Ｖｐ（＋））を維持する。そして液晶セルは負極性データ電圧を充電した後ＴＦＴの寄生容量などによってΔＶｐ位絶対値電圧が高い電圧（Ｖｐ（−）））を維持する。

したがって、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置の液晶セルは正極性データ電圧よりそれと同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電する時さらに高い光透過率で光を透過させる。ノーマリーブラックモードで、液晶セルの光透過率はその液晶セルに充電される電圧が高いほど高くなる。

また、ノーマリーホワイトモードの液晶表示装置の液晶セルは正極性データ電圧よりそれと同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電する時さらに低い光透過率で光を透過させる。ノーマリーホワイトモードで、液晶セルの光透過率はその液晶セルに充電される電圧が高いほど低くなる。

また、液晶表示装置は液晶セルに充電されるデータ電圧の極性パターンとデータの階調の相関関係によって特定映像のデータパターンで表示品質が落ちる。表示品質の低下要因では表示画面で緑色調 （ｇｒｅｅｎｉｓｈ）が現われる現象と周期的に画面の輝度が変動されるフリッカーが代表的である。

例えば、１フレーム期間内で、垂直２ドット(または２液晶セル) 単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転されて水平１ドット(または１液晶セル)単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転される垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）で液晶表示装置が駆動されて、図３のように奇数ピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調であり偶数ピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調である時、表示画像で緑色調が現われる。すなわち、第1、第２、第５、第６ライン（Ｌ１、Ｌ２）から赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のデータの内で輝度に一番多い影響を与える緑データ（Ｇ）皆のデータ電圧が負極性データ電圧であるのでそのラインで緑色調が現われる。このような緑色調現象は緑データがある一極性に偏向されるからである。

このような緑色調現状の他の例は図４のようである。図４を参照すると、垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）で液晶表示装置が駆動されて、奇数サブピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調で偶数サブピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調である時、表示画像で緑色調が現われる。

１フレーム期間内で、垂直及び水平方向で隣り合う液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転されるように垂直１ドット及び水平１ドット単位でデータ電圧の極性が反転される垂直１ドット及び水平１ドットドットインバージョン方式（Ｖ１Ｈ１）で液晶表示装置が駆動されて、そのデータ電圧が図5のように１サブピクセル単位に交互に配置されるホワイト階調のデータ電圧とブラック階調のデータ電圧を含めば、１フレーム期間単位で表示画像の輝度が変動されるフリッカー現象が現われる。

すなわち、１フレーム期間内でホワイト階調のデータ電圧皆は正極性データ電圧であり、その次のフレームでホワイト階調のデータ電圧は皆正極性データ電圧である。
したがって、１フレーム期間単位で表示画像の輝度が変動する。

本発明の目的は前記従来技術の問題点を解決しようと案出された発明としてデータ駆動回路の発熱及び消費電力を減らして、脆弱パターンのデータで表示品質の低下を予防するようにした液晶表示装置とその駆動方法を提供することにある。

前記目的を果たすために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネルと、入力デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、 前記入力デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、前記タイミングコントローラからのデジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給して前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、前記タイミングコントローラの制御の下に前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える。

前記タイミングコントローラはゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御して、ソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御して、前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直Ｎ（Ｎは２以上の整数）ドットインバージョン形態に反転されるようにＮ水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする。

前記タイミングコントローラは前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第１チャージシェア信号を発生するデータチェック部と、前記ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第２チャージシェア信号を発生する極性チェック部と、前記第１チャージシェア信号と前記第２チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生するダイナミックチャージシェア制御信号発生部と、前記入力デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生して前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生するドット反転制御信号発生部を備える。

前記データチェック部は１ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビットに根拠して前記１ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断して前記１ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で優勢な階調を所定のしきい値（％）と比べて１ラインデータの代表階調を前記データ電圧の階調と判断する。

前記データ駆動回路は前記ドット反転信号がロー論理である時水平１ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給して、前記ドット反転信号がハイ論理である時水平Ｎ（Ｎは２以上の整数）ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法はデジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断する段階と、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階と、前記デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化する段階と、前記デジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給する段階と、前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げる段階を含む。

本発明に係る液晶表示装置とその駆動方法はデータの階調をチェックして同一極性のデータ電圧でホワイト階調からブラック階調に変わる時と、データ電圧の極性が反転される時点でばかりチャージシェアリングを実施することでデータ駆動回路の発熱量と消費電力を減らすことができる。

また、本発明に係る液晶表示装置とその駆動方法はホワイト階調とブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンのデータが入力される時水平Ｎドットインバージョンで駆動方式を切り替えて脆弱パターン以外の他のデータで水平１ドットインバージョンに駆動することでどんなデータパターンでも表示品質の低下を予防することができる。

以下、図６乃至図１７を参照して本発明の望ましい実施形態に対して説明する。

図６を参照すると、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は液晶表示パネル２０、タイミングコントローラ２１、データ駆動回路２２、及びゲート駆動回路２３を備える。

液晶表示パネル２０は二枚のガラス基板の間に液晶分子が注入される。この液晶表示パネル２０の下部ガラス基板にはｍ個のデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）とｎ個のゲートライン（Ｇ１乃至Ｇｎ）が交差される。データライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）とｎ個のゲートライン（Ｇ１乃至Ｇｎ）の交差構造によって液晶表示パネル２０にはマトリックス形態に配置されたｍ×ｎ個の液晶セル（Ｃｌｃ）を含む。

液晶表示パネル２０の下部ガラス基板にはデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）、ゲートライン（Ｇ１乃至Ｇｎ）、ＴＦＴ、ＴＦＴに接続された液晶セル（Ｃｌｃ）の画素電極１、及びストレージ（ｓｔｏｒａｇｅ）キャパシター（Ｃｓｔ）などが形成される。

液晶表示パネル２０の上部ガラス基板上にはブラックマットリックス、カラーフィルター及び共通電極２が形成される。共通電極２はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードとＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードのような垂直電界駆動方式で上部ガラス基板上に形成されて、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードとＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードのような水平電界駆動方式で画素電極１と共に下部ガラス基板上に形成される。

液晶表示パネル２０の上部ガラス基板と下部ガラス基板それぞれには光軸が直交する偏光板が附着して液晶と接する内面に液晶のフリーチルト角を設定するための配向膜が形成される。

タイミングコントローラ２１は垂直/水平同期信号（Ｖｓｙｎｃ、 Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル（Ｄａｔａ Ｅｎａｂｌｅ）、クロック信号（ＣＬＫ）などのタイミング信号を入力受けてデータ駆動回路２２とゲート駆動回路２３の動作タイミングを制御するための制御信号を発生する。

このような制御信号はゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック信号（ＧＳＣ）、ゲート出力イネーブル信号（ＧＯＥ）、ソーススタートパルス（ＳＳＰ）、ソースサンプリングクロック（ＳＳＣ）、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）、極性制御信号（ＰＯＬ）を含む。

ゲートスタートパルス（ＧＳＰ）は一画面が表示される１垂直期間の内でスキャンが開始される開始水平ラインを指示する。ゲートシフトクロック信号（ＧＳＣ）はゲート駆動回路２３内のシフトレジスターに入力されてゲートスタートパルス（ＧＳＰ）を順次にシフトさせるためのタイミング制御信号としてＴＦＴのオン（ＯＮ）期間に対応するパルス幅に発生される。ゲート出力イネーブル信号（ＧＯＥ）はゲート駆動回路２３の出力を指示する。

ソーススタートパルス（ＳＳＰ）はデータが表示される１水平ラインで開始画素を指示する。ソースサンプリングクロック（ＳＳＣ）はライジング（Ｒｉｓｉｎｇ）またはフォーリング（Ｆａｌｌｉｎｇ）エッジを基準としてデータ駆動回路２２内でデータのラッチ動作を指示する。ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）はデータ駆動回路２２の出力を指示する。極性制御信号（ＰＯＬ）は液晶表示パネル２０の液晶セル（Ｃｌｃ）に供給されるデータ電圧の極性を指示する。

また、タイミングコントローラ２１はデータの階調を分析して２ 水平期間の間ホワイト階調からブラック階調でデータの階調値が変わる時点をチェックして、データ電圧の極性が反転される時点をチェックする。このようなデータ及び極性のチェック結果に基礎してタイミングコントローラ２１はデータ駆動回路２２の発熱量と消費電力を低めるためのダイナミックチャージシェアリング信号（以下、 「ＤＣＳ」という)を発生する。

また、タイミングコントローラ２１は入力デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をチェックして緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちることができるデータパターンを検出して、そのデータパターンで垂直１ドット及び水平２ドットインバージョン方式（Ｖ１Ｈ２）、または垂直２ドット及び水平２ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ２）にデータ電圧の極性を変換させるためのドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）をハイ論理で発生する。

これに比べて、タイミングコントローラ２１は入力デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をチェックして緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちるデータパターン以外の他のデータが入力される時垂直１ドット及び水平２ドットインバージョン方式（Ｖ１Ｈ２）、または垂直２ドット及び水平２ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ２）に比べて表示品質がさらに良い垂直１ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ１Ｈ１）、または垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）にデータ電圧の極性を変換させるためにドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）をロー論理で発生する。

ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理である時データ駆動回路２２は水平２ドットインバージョン方式でデータ電圧の極性を反転させる一方、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理である時データ駆動回路２２は水平１ドットインバージョン方式でデータ電圧の極性を反転させる。

データ駆動回路２２はタイミングコントローラ２１の制御の下にデジタルビデオデータ（ＲＧＢｏｄｄ、ＲＧＢｅｖｎｅ）をラッチしてそのデジタルビデオデータをアナログ正極性/負極性ガンマ補償電圧で変換して正極性/負極性データ電圧を発生してそのデータ電圧をデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給する。

ここで、データ電圧極性の垂直反転周期は極性制御信号（ＰＯＬ）によって決まって、データ電圧極性の水平反転周期はドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）によって決まる。垂直反転周期はデータラインそれぞれに連続的に供給されるデータ電圧の極性反転週期として垂直で隣り合う液晶セルの極性反転週期であり、水平反転周期はデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給されるデータ電圧の極性反転週期として水平で隣り合う液晶セルの極性反転週期である。

また、データ駆動回路２２はソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）とＤＣＳに応答してデータの階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時そして液晶表示パネル２０に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけチャージシェアリングを実施して共通電圧（Ｖｃｏｍ）またはチャージシェア電圧をデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給する。共通電圧（Ｖｃｏｍ）は正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の中間電圧である。チャージシェア電圧は正極性データ電圧が供給されるデータラインと負極性データ電圧が供給されるデータラインをショートさせる時発生される平均電圧である。

一方、既存のチャージシェアリング駆動はデータとデータの間で無条件チャージシェアリングを実施する。この場合に、データライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給されるすべてのデータ電圧が共通電圧（Ｖｃｏｍ）やチャージシェアリング電圧から上昇するからデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなってデータ電圧のライジングエッジ回数が多くなる。

したがって、データ駆動回路２２の発熱量が多くなって消費電力が高くなってしまう。これに対して、本発明はデータの階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時、そして液晶表示パネル２０に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけチャージシェアリングを実施してデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給されるデータ電圧のスイング幅を減らして、ライジングエッジ回数を減らすことができる。

ゲート駆動回路２３はシフトレジスター、シフトレジスターの出力信号を液晶セルのＴＦＴ駆動に相応しいスイング幅で変換するためのレベルシフト及びレベルシフトとゲートライン（Ｇ１乃至Ｇｎ） の間に接続される出力バッファーをそれぞれ含む複数のゲートドライブ集積回路で構成されておおよそ１水平期間のパルス幅を持つスキャンパルスを順次に出力する。

図７はタイミングコントローラ２１に内蔵したＤＣＳ発生回路を示す。

図７を参照すると、タイミングコントローラ２１はデータチェック部３１、極性チェック部３２、ＤＣＳ発生部３３、及びドット反転制御信号発生部３４を備える。

データチェック部３１はデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の階調値を分析して連続的に入力される二つのデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを判断する。

ここで、階調はデータそれぞれに対する階調または１ラインの代表階調である。このようなデータ分析結果、データチェック部３１はデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）がホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第１ＤＣＳ信号（ＤＣＳ１）を発生する。

極性チェック部３２はゲートシフトクロック（ＧＳＣ）をカウントして液晶表示パネル２０に供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、その極性反転時点を指示する第２ＤＣＳ信号（ＤＣＳ２）を発生する。例えば、データ電圧が液晶表示パネル２０に垂直２ドットインバージョン形態に供給されたら、極性チェック部３２はゲートシフトクロック（ＧＳＣ）をカウントしてそのカウント値を２で分けて残りが０になる時をデータの極性が反転される時点と判断する。

ＤＣＳ発生部３３は第１ＤＣＳ信号（ＤＣＳ１）と第２ＤＣＳ信号（ＤＣＳ２）を論理積演算（ＡＮＤ）して最終ＤＣＳを発生する。
このＤＣＳ発生部３３から発生されるＤＣＳはホワイト階調からブラック階調に変わる時そして液晶表示パネル２０に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけデータ駆動回路２２のチャージシェアリング駆動を許容する。一方、ＤＣＳは上の場合以外の他の場合にデータ駆動回路２２のチャージシェアリング駆動を遮断させる。

ドット反転制御信号発生部３４は入力デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をチェックして図３乃至図５のようにホワイト階調とブラック階調が規則的に配列されて緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちることができるデータパターンを検出する。そしてドット反転制御信号発生部３４は緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちるデータパターンが入力される時ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）をハイ論理で発生して、その以外の他のデータパターンが入力される時ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）をロー論理で発生する。

図８及び図９はデータチェック部３１で処理されるデータチェックの一例を説明するための図である。図８は５個のラインに配置された液晶セルに供給されるデータの階調を示す一例であり、図９はデジタルビデオデータの階調を示す。

データチェック部３１は１ラインに含まれたデータそれぞれの階調を判断して代表階調を判断する。例えば、１ラインのデータの１３６６個のデータであり、そのうち５０％以上のデータすなわち、 ６８３個のデータがホワイト階調（Ｗ）であると、データチェック部３１は図８のようにそのライン（Ｌ１、Ｌ３）の代表階調をホワイト階調（Ｗ）と判断する。１ラインのデータの１３６６個のデータであり、
そのうち５０％以上のデータがグレー階調（Ｇ）であると、データチェック部３１は図８のようにそのライン（Ｌ５）の代表階調をグレー階調（Ｇ）と判断する。

また、１ラインのデータが１３６６個のデータで、そのうち５０％以上のデータがブラック階調（Ｂ）からあると、データチェック部３１は図８のようにそのライン（Ｌ２、Ｌ３)の代表階調をブラック階調（Ｂ）と判断する。

ここで、代表階調の判断基準である５０％は液晶パネルの駆動特性によって変わることができる。

データの階調は図９のようにデジタルビデオデータの最上位２ビット（ＭＳＢ）だけと判断される。一つのデータが８ｂitsデータであると、１９２〜２５５階調範囲に属した上位階調の最上位ビット（ＭＳＢ）は「１１」であり、６４〜１９１階調範囲に属した中位階調の最上位ビット（ＭＳＢ）は「１０」または「０１」であり、０〜６３階調範囲に属した下位階調の最上位ビット（ＭＳＢ）は「００」である。したがって、データチェック部３１はデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の最上位２ビットが「１１」であるとそのデータの階調をホワイト階調（Ｗ）と判断して、デジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の最上位２ビットが「１０」または「０１」であるとそのデータの階調をグレー階調（Ｇ）と判断する。そしてデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）の最上位２ビットが「００」であるとそのデータの階調をブラック階調（Ｂ）と判断する。

図１０Ａ乃至図１０Ｃは本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリング動作例を示す波形図である。

ここで、図１０Ａ乃至図１０Ｃは本発明の実施形態に係る液晶表示装置が垂直２ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ２）に駆動される時の波形図である 。

データ駆動回路２２は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータの階調、または隣り合う二つのラインに供給されるデータの代表階調が図１０Ａのようにホワイト階調（Ｗ）からブラック階調（Ｂ）に変わる間の非スキャン期間の間チャージシェアリングを実施する。

また、データ駆動回路２２は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータ電圧の極性が変わる間の非スキャン期間の間チャージシェアリングを実施する。これに対して、データ駆動回路２２は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータの階調または、隣り合う二つのラインに供給されるデータの代表階調がブラック階調（Ｂ）からホワイト階調（Ｗ）、ブラック階調（Ｂ）からグレー階調（Ｇ）、または図１０Ｂのようにホワイト階調（Ｗ）からホワイト階調（Ｗ）に変わる時や、図１０Ｃのようにブラック階調（Ｂ）からブラック階調（Ｂ）に変わる時にチャージシェアリングを遮断してデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給されるデータ電圧のスイング幅とライジング回数を減らしてデータ駆動回路２２の発熱量と消費電力を減らす。

データ駆動回路２２は図６Ａ乃至図６CのようにＤＣＳがロー論理でありソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）がハイ論理期間の時チァジシェアリングを実施する。一方、データ駆動回路２２はソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）がハイ論理期間だとしてもＤＣＳがハイ論理であると、チァージシェアリングを実施しないでデータ電圧をデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給する。また、データ駆動回路２２はソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）がロー論理であると、ＤＣＳの論理にかかわらずデータ電圧をデータライン（Ｄ１乃至Ｄｍ）に供給する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法は毎ラインごとに入力映像のデータをチェックする。データチェック方法は図１１のように毎ラインごとにタイミングコントローラ２１にデータが入力される時点から液晶表示パネル２０にデータの供給を開始する時点(以下、「パネルロード時点」という)までの期間の間二つのラインデータの階調情報を判断する。このようなデータ分析方法はタイミングコントローラ２１のデータ送信タイミングからデータ駆動回路２２の動作タイミング及びパネルロード時点までの時間を考慮して二つラインデータの階調情報を判断するから既存のタイミングコントローラとメモリー内にメモリーを追加する必要がなく、タイミングコントローラ２０とデータ駆動回路２２のデータ流れの変更なしに毎ラインごとにデータの階調情報を判断することができる。

図１２はデータ駆動回路２２を詳しく示す。

図１２を参照すると、データ駆動回路２２はそれぞれｋ（ｋはｍより小さい整数)個のデータライン（Ｄ１乃至Ｄｋ）を駆動する複数の集積回路（ＩＣ）を含む。
集積回路それぞれはシフトレジスター１２１、データレジスター１２２、第１ラッチ１２３、第２ラッチ１２４、デジタル/アナログ変換器(以下、「ＤＡＣ」という)１２５、出力回路１２６、及びチャージシェア回路１２７を含む。

シフトレジスター１２１はタイミングコントローラ１０１からのソーススタートパルス（ＳＳＰ）をソースサンプリングクロック（ＳＳＣ）によってシフトさせてサンプリング信号を発生するようになる。

また、シフトレジスター１２１はソーススタートパルス（ＳＳＰ）をシフトさせて次の段の集積回路のシフトレジスター１２１にキャリー信号（ＣＡＲ）を伝達するようになる。データレジスター１２２はタイミングコントローラ１０１からのデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）を一時貯蔵して貯蔵されたデータ（ＲＧＢ）を第１ラッチ１２３に供給する。第１ラッチ１２３はシフトレジスター１２１から順次に入力されるサンプリング信号に応答してデータレジスター１２２からのデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をサンプリングして、そのデータ（ＲＧＢ）をラッチした後、そのデータを同時に出力する。第２ラッチ１２４は第１ラッチ１２３から入力されるデータをラッチした後、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のロー論理期間の間他の集積回路の第２ラッチ１２４と同時にラッチされたデジタルビデオデータを出力する。

ＤＡＣ１２５は図１３のような回路で構成される。このＤＡＣ１２５は極性制御信号（ＰＯＬ）とドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答して第２ラッチ１２４からのデジタルビデオデータを正極性ガンマ補償電圧（ＧＨ）または負極性ガンマ補償電圧（ＧＬ）に変換してアナログ正極性/負極性データ電圧に変換する。極性制御信号（ＰＯＬ）は垂直で隣り合う液晶セルの極性を決めて、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）は水平で隣り合う液晶セルの極性を決める。

したがって、垂直ドットインバージョン方式の極性反転周期は極性制御信号（ＰＯＬ）の反転周期によって決まって、水平ドットインバージョン方式の極性反転周期はドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）によって決まる。

出力回路１２６はバッファーを含みデータライン（Ｄ１乃至Ｄｋ）に供給されるアナログデータ電圧の信号減衰を最小化する。

チャージシェア回路１２７はＤＣＳがロー論理である時ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）のハイ論理期間の間チャージシェア電圧や共通電圧（Ｖｃｏｍ）をデータライン（Ｄ１乃至Ｄｋ）に供給する。

図１３はＤＡＣ１２５を詳しく示す回路図である。

図１３を参照すると、本発明の実施形態に係るＤＡＣ１２５は正極性ガンマ補償電圧（ＧＨ）が供給されるＰ−デコーダー（ＰＤＥＣ）１３１、負極性ガンマ補償電圧（ＧＬ）が供給されるＮ−デコーダー（ＮＤＥＣ)１３２、極性制御信号（ＰＯＬ）とドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答してＰ−デコーダー１３１の出力とＮ−デコーダー１３２の出力を選択するマルチフレクサー（１３３ａ乃至１３３ｄ）を備える。

また、ＤＡＣ１２５はドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答してマルチフレクサー１２３の制御端子に供給される選択制御信号の論理を反転させる水平出力反転回路１３４をさらに備える。

Ｐ−デコーダー１３１は第２ラッチ１２４から入力されるデジタルビデオデータをデコードしてそのデータの階調値にあたる正極性ガンマ補償電圧を出力して、Ｎ−デコーダー１３２は第２ラッチ１２４から入力されるデジタルビデオデータをデコードしてそのデータの階調値にあたる負極性ガンマ補償電圧を出力する。

マルチフレクサー１３３は極性制御信号（ＰＯＬ）によって直接制御される第４ｉ＋１及び第４ｉ＋２マルチフレクサー(１３３ａ、 １３３ｂ)と、水平出力反転回路１３３の出力によって制御される第４ｉ＋３及び第４ｉ＋４マルチフレクサー（１３３ｃ、１３３ｄ）を備える。

第４ｉ＋１マルチフレクサー１３３ａは自身の非反転制御端子に入力される極性制御信号（ＰＯＬ）に応答して極性制御信号（ＰＯＬ）の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。第４ｉ＋２マルチフレクサー１３３ｂは自身の反転制御端子に入力される極性制御信号（ＰＯＬ）に応答して極性制御信号（ＰＯＬ）の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。

第４ｉ＋３マルチフレクサー１３３ｃは自身の非反転制御端子に入力される水平出力反転回路１３３の出力に応答して極性制御信号（ＰＯＬ）の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。第４ｉ＋４マルチフレクサー１３３ｄは自身の反転制御端子に入力される水平出力反転回路１３３の出力に応答して極性制御信号（ＰＯＬ）の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。

水平出力反転回路１３３はスイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）、及びインバーター１３５を備える。この水平出力反転回路１３３はドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）に応答して第４ｉ＋３マルチフレクサー１３３ｃと第４ｉ＋４マルチフレクサー１３３ｄの制御端子に供給される選択制御信号の論理値を制御する。インバーター１３５は第２スイッチ素子（Ｓ２）の出力端子と、第４ｉ＋３または第４ｉ＋４マルチフレクサー（１３３ｃ、１３３ｄ）の反転/非反転制御端子に接続される。

ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理であると、第２スイッチ素子（Ｓ２）はターンオンされて第１スイッチ素子（Ｓ１）はターンオフされる。それでは第４ｉ＋３マルチフレクサー１３３ｃの非反転制御端子には反転された極性制御信号（ＰＯＬ）が入力される。また、第４ｉ＋４マルチフレクサー１３３ｄの反転制御端子には反転された極性制御信号（ＰＯＬ）が入力される。

ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理であると、第１スイッチ素子（Ｓ１）はターンオンされて第２スイッチ素子（Ｓ２）はターンオフされる。それでは第４ｉ＋３マルチフレクサー１３３ｃの非反転制御端子には極性制御信号（ＰＯＬ）がそのまま入力される。

また、第４ｉ＋４マルチフレクサー１３３ｄの反転制御端子には極性制御信号（ＰＯＬ）がそのまま入力される。

極性制御信号（ＰＯＬ）が垂直２ドットインバージョン形態に反転されてドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理(Ｌ)であると、データラインに供給されるデータの奇数ライン水平極性パターンは図１４の左側図面のようにＮ番目フレーム期間の間“＋ − ＋ −”で、Ｎ＋１番目フレーム期間の間“− ＋ ＋ −”に変わるようになる。

したがって、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がロー論理（Ｌ）であると液晶表示装置は垂直２ドット及び水平１ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ１）に駆動される。

これに対して、極性制御信号（ＰＯＬ）が垂直２ドットインバージョン形態に反転されてドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理（Ｈ）であると、データラインに供給されるデータの奇数ライン水平極性パターンは図１４の右側図面のようにＮ番目フレーム期間の間“＋ − − ＋”で、Ｎ＋１番目フレーム期間の間“− ＋ ＋ −”に変わるようになる。

したがって、ドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）がハイ論理（Ｈ）であると液晶表示装置は垂直２ドット及び水平２ドットインバージョン方式（Ｖ２Ｈ２）に駆動される。

図１４で分かるように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は図３乃至５のようにホワイト階調のデータとブラック階調のデータが規則的に配置されて表示画像で緑色調現象またはフリッカー現象をもたらすことができる脆弱パターンのデータが入力される時にだけドット反転制御信号（ＤＩＮＶ）を活性化させる。

したがって、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は脆弱パターンのデータ以外のデータパターンで画質が高い水平１ドットインバージョンに駆動される一方、脆弱パターンのデータが入力されるときこれを検出して脆弱パターンで緑色調現象やフリッカーを予防することができる水平２ドットインバージョンに駆動される。

一方、水平２ドットインバージョンは水平Ｎ（Ｎは２以上の整数） ドットインバージョンでも可能である。同様に、垂直２ドットインバージョンは垂直Ｎ（Ｎは２以上の整数）ドットインバージョンでも可能である。

図１５乃至図１７は本発明の実施形態に係る液晶表示装置で図３ 乃至図５のような脆弱パターンのデータが入力される時に選択される水平２ドットインバージョン方式の例を示す図である。

図３または図４のような脆弱パターンのデータが入力される時本発明の実施形態に係る液晶表示装置はその脆弱パターンのデータを検出して水平２ドットインバージョンに変わるようになる。その結果、図３または図４のような脆弱パターンを表示しても図１５及び図１６のように同一ラインに存在するホワイト階調のお互いに異なる緑液晶セルにお互いに異なる極性のデータ電圧が充電されるので表示画像で緑色調が現われない。

また、図５のような脆弱パターンのデータが入力される時本発明の実施形態に係る液晶表示装置はその脆弱パターンのデータを検出して水平２ドットインバージョンに変わるようになる。その結果、 図５のような脆弱パターンを表示しても図１７とホワイト階調の液晶セルに正極性データ電圧と負極性データ電圧が充電されるので表示画像でフリッカーが現われない。

以上説明した内容を通じて当業者であると本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であるはずである。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲によって決められなければならないはずである。

液晶表示装置の液晶セルを示す等価回路図。 液晶セルに充電される同一階調の正極性データ電圧と負極性データ電圧を示す波形図。 垂直２ドット及び水平１ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にホワイト階調のデータが奇数ピクセルに供給されてブラック階調のデータが偶数ピクセルに供給される時現われる表示画像の緑色調現象を説明するための図。 垂直２ドット及び水平１ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にホワイト階調のデータが奇数サブピクセルに供給されてブラック階調のデータが偶数サブピクセルに供給される時現われる表示画像の緑色調現象を説明するための図。 垂直１ドット及び水平１ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にサブドットフリッカーパターンのデータが入力される時現われる表示画像のフリッカー現象を説明するための図。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図。 タイミングコントローラに内蔵したＤＣＳ発生回路とドット反転制御信号発生回路を示すブロック図。 図７に示されたデータチェック部３１のデータチェック例を説明するための図。 図７に示されたデータチェック部３１のデータチェック例を説明するための図。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。 タイミングコントローラのデータチェックと、タイミングコントローラとデータ駆動回路間のデータ流れを示す波形図。 図６に示されたデータ駆動回路を詳しく示す回路図。 図１２に示されたＤＡＣを詳しく示す回路図。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置でデータパターンによって自動選択される水平１ドットインバージョンと水平２ドットインバージョンを示す図。 図３のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平２ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。 図４のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平２ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。 図５のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平２ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。

Claims (7)

1. 複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネルと、
   入力デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、前記入力デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、
   前記タイミングコントローラからのデジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給して前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、
   前記タイミングコントローラの制御の下に前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備え、
   前記タイミングコントローラが、
   １ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビットに根拠して前記１ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断し、前記１ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で所定の割合以上を占めるデータ階調がある場合に前記データ階調を前記１ラインの代表階調と判断して、前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータの代表階調がホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第１チャージシェア信号を発生するデータチェック部と、
   ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、前記極性反転時点を指示する第２チャージシェア信号を発生する極性チェック部と、
   前記第１チャージシェア信号と前記第２チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生するダイナミックチャージシェア制御信号発生部と、
   前記入力デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生し、前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生するドット反転制御信号発生部を備え、
   前記ダイナミックチャージシェア制御信号は、前記デジタルビデオデータの代表階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時と前記データ電圧の極性が反転される時にだけ、前記共通電圧及びチャージシェア電圧の内の何れか一つを前記データラインに供給するための前記データ駆動回路のチャージシェアリング駆動を許容することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記タイミングコントローラが、
   ゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御して、
   ソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御して、
   前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直Ｎ（Ｎは２以上の整数）ドットインバージョン形態に反転されるようにＮ水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記データ駆動回路が、
   前記ドット反転信号がロー論理である時水平１ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給して、前記ドット反転信号がハイ論理である時水平Ｎ（Ｎは２以上の定数）ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネル、デジタルビデオデータを前記データラインに供給されるデータ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換するデータ駆動回路、及び前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える液晶表示装置の駆動方法において、
   デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断する段階と、
   前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階と、
   前記デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化する段階と、
   前記デジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給する段階と、
   前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げる段階を含み、
   前記ダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階が、
   １ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビットに根拠して前記１ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断し、前記１ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で所定の割合以上を占めるデータ階調がある場合に前記データ階調を前記１ラインの代表階調と判断して、タイミングコントローラで前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータの代表階調がホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第１チャージシェア信号を発生する段階と、
   前記タイミングコントローラでゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第２チャージシェア信号を発生する段階と、
   前記タイミングコントローラで前記第１チャージシェア信号と前記第２チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生する段階を含み、
   前記ダイナミックチャージシェア制御信号は、前記デジタルビデオデータの代表階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時と前記データ電圧の極性が反転される時にだけ、前記共通電圧及びチャージシェア電圧の内の何れか一つを前記データラインに供給するための前記データ駆動回路のチャージシェアリング駆動を許容することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
5. 前記タイミングコントローラでゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御する段階と、
   前記タイミングコントローラでソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御する段階をさらに含み、
   前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直Ｎ（Ｎは２以上の定数）ドットインバージョン形態に反転されるようにＮ水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置の駆動方法。
6. 前記ドット反転制御信号を活性化する段階が、
   前記タイミングコントローラで前記デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生する段階と、
   前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生する段階を含むことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の駆動方法。
7. 前記データ駆動回路で前記ドット反転信号がロー論理である時水平１ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する段階と、
   前記データ駆動回路で前記ドット反転信号がハイ論理である時水平Ｎ（Ｎは２以上の定数）ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の駆動方法。

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