JP4953227B2 - ゲート駆動部を有する表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ゲート駆動部を有する表示装置に関する。

液晶表示装置は、現在最も広く使用されている平板表示装置の一つであって、画素電極と共通電極等電界生成電極が形成されている二枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層とからなり、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これにより液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。

一方、このような液晶表示装置は、スイッチング素子を有する画素と表示信号線を有する表示板、並びに表示信号線のうちのゲート線にゲート信号を送出し、画素のスイッチング素子を導通／遮断させるゲート駆動部を備える。
このようなゲート駆動部は、通常、集積回路形態に実現され、シフトレジスタ、レベルシフタ及び出力バッファを備える。シフトレジスタは、互いに接続されている複数のステージを備え、各ステージは、順次に出力を生成し、生成された出力は、レベルシフタ及び出力バッファを介してゲート線に印加される。

また、このような液晶表示装置のうち、電界が印加されない状態で液晶分子の長軸を上下表示板に対して垂直をなすように配列した垂直配向モード液晶表示装置は、コントラスト比が大きく、広い基準視野角の実現が容易であるため脚光を浴びている。ここで、基準視野角とは、コントラスト比が１：１０である視野角、又は階調間の輝度反転限界角度を意味する。

垂直配向モード液晶表示装置において、広視野角を実現するための手段としては、電界生成電極に切開部を形成する方法と、電界生成電極上に突起を形成する方法等がある。切開部と突起で液晶分子の傾斜方向を決定できるので、これらを用いて液晶分子の傾斜方向を多様な方向に分散することによって基準視野角を広くすることができる。

しかし、垂直配向方式の液晶表示装置は、前面視認性に比べて側面視認性が劣るという問題点がある。例えば、切開部を有するＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）方式の液晶表示装置の場合、側面に行くほど映像が明るくなり、酷い場合には、高階調間の輝度差がなくなって画像がぼやけてしまうことも発生する。

このような問題点を改善するために、一つの画素を二つの副画素に分割し、二つの副画素を容量性結合した後、一方の副画素には直接電圧を印加し、他方の副画素には容量性結合による電圧下降を起こして、二つの副画素の電圧が異なるようにすることによって透過率が異なるようにする方法が提案された。

ここで、二つの副画素にゲート電圧を印加する場合には、上述したゲート駆動部のステージに、一つの画素行に相当する時間間隔、つまり、１水平周期間隔で同一のゲート電圧を印加する。その結果、二つの副画素のスイッチング素子が同時に導通して、互いに異なる電圧を印加できないという問題点が発生する。また、これを改善するために、表示板の両側にゲート駆動部を設けて二つの副画素を別々に駆動する場合、液晶表示装置のコストが上昇し、ゲート駆動部が占める面積が大きくなって、液晶表示装置のサイズが大きくなるという問題点が生じる。

そこで、本発明は上記従来の表示装置を駆動する際の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、このような問題点を解決するためのゲート駆動部を有する表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による表示装置のゲート駆動部は、第１及び第２副画素をそれぞれ有する複数の画素を備える表示装置のゲート駆動部であって、第１ゲートクロック信号に従って第１ゲート信号を生成する第１シフトレジスタと、第２ゲートクロック信号に従って第２ゲート信号を生成する第２シフトレジスタと、前記第１及び第２シフトレジスタに接続されるレベルシフタと、前記レベルシフタに接続される出力バッファとを備える。
前記第１ゲート信号は、前記第１ゲートクロック信号に同期して生成され、前記第２ゲート信号は、前記第２ゲートクロック信号に同期して生成される。
前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号と部分的に重畳することができる。
この時、前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行するか、前記第２ゲートクロック信号が前記第１ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行することができる。
また、前記第１クロック信号のハイ区間と前記第２クロック信号のハイ区間の幅とが互いに異なるようにすることができる。
一方、前記第１及び第２シフトレジスタは、互いに接続される複数のステージをそれぞれ備え、前記ステージの第１及び最後のステージのうちの少なくとも一つは、垂直同期開始信号を受信することができる。

上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による表示装置の駆動装置は、第１及び第２副画素をそれぞれ有する複数の画素を備える表示装置の駆動装置であって、前記第１副画素に接続され、第１ゲート信号を伝達する複数の第１ゲート線と、前記第２副画素に接続され、第２ゲート信号を伝達する複数の第２ゲート線と、前記第１及び第２ゲート信号を生成するゲート駆動部と、を備え、前記ゲート駆動部は、前記第１ゲート信号を生成する第１シフトレジスタと、前記第２ゲート信号を生成する第２シフトレジスタと、前記第１及び第２シフトレジスタに接続されるレベルシフタと、前記レベルシフタに接続される出力バッファとを備える。
この時、前記第１ゲート信号は、第１ゲートクロック信号に同期して生成され、前記第２ゲート信号は第２ゲートクロック信号に同期して生成されることができ、前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号と部分的に重畳することができる。
この時、前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行することや、前記第２ゲートクロック信号が前記第１ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行することができる。
前記第１クロック信号のハイ区間の幅と前記第２クロック信号のハイ区間の幅とが互いに異なるようにすることができる。一方、前記第１及び第２シフトレジスタは、互いに接続されている複数のステージをそれぞれ備え、前記ステージの第１及び最後のステージのうちの少なくとも一つは、垂直同期開始信号を受信することができる。
また、前記第１及び第２ゲート線のそれぞれは、前記駆動装置の第１側面に隣接した第１端と、前記駆動装置の第２側面に隣接した第２端とを有し、前記ゲート駆動部は、前記第１及び第２ゲート線の前記第１端にのみ接続されるようにすることができる。

上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による表示装置は、第１及び第２副画素をそれぞれ有し、行列状に配列されている複数の主画素と、前記第１副画素に接続され、第１ゲート信号を伝達する複数の第１ゲート線と、前記第２副画素に接続され、第２ゲート信号を伝達する複数の第２ゲート線と、前記第１及び第２ゲート信号を生成するゲート駆動部と、前記ゲート駆動部に制御信号を提供する信号制御部とを備え、前記ゲート駆動部は、前記第１ゲート信号を生成する第１シフトレジスタと、前記第２ゲート信号を生成する第２シフトレジスタと、前記第１及び第２シフトレジスタに接続されるレベルシフタと、前記レベルシフタに接続される出力バッファとを備え、第１ゲートクロック信号のハイ区間の幅と第２ゲートクロック信号のハイ区間の幅とが互いに異なり、隣接した前記主画素の充電時間は重畳せず、前記各主画素の前記第１及び第２副画素の充電時間は重畳する。
前記表示装置は、前記第１及び第２副画素のそれぞれに接続された第１及び第２液晶キャパシタを更に備え、前記第１及び第２液晶キャパシタは、同時に充電されないようにすることもできる。
この時、後から充電される副画素の充電時間は、先に充電された副画素の充電時間だけ減少するようにすることができる。
前記第１及び第２副画素は、互いに異なるデータ電圧を受信することができる。
また、上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による表示装置は、第１及び第２副画素をそれぞれ有し、行列状に配列されている複数の主画素と、前記第１副画素に接続され、第１ゲート信号を伝達する複数の第１ゲート線と、前記第２副画素に接続され、第２ゲート信号を伝達する複数の第２ゲート線と、前記第１及び第２ゲート信号を生成するゲート駆動部と、前記ゲート駆動部に制御信号を提供する信号制御部とを備え、前記ゲート駆動部は、前記第１ゲート信号を生成する第１シフトレジスタと、前記第２ゲート信号を生成する第２シフトレジスタと、前記第１及び第２シフトレジスタに接続されるレベルシフタと、前記レベルシフタに接続される出力バッファとを備え、第１ゲートクロック信号のハイ区間の幅と第２ゲートクロック信号のハイ区間の幅とが互いに異なり、前記第１ゲート信号は前記第１ゲートクロック信号に同期し、前記第２ゲート信号は前記第２ゲートクロック信号に同期し、前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号と部分的に重畳する。
前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行するか、前記第２ゲートクロック信号が前記第１ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行するようにすることができる。
前記第１及び第２シフトレジスタは、互いに接続される複数のステージをそれぞれ備え、前記第１及び第２シフトレジスタそれぞれの、第１及び最後のステージのうちの少なくとも一つは垂直同期開始信号を受信することができる。
前記第１及び第２ゲート線は、前記表示装置の第１側面から前記表示装置の第２側面に延び、前記ゲート駆動部は、前記表示装置の第１側面にのみ位置することができる。

また、上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による表示装置は、第１及び第２副画素をそれぞれ有し、行列状に配列されている複数の主画素と、前記第１副画素に接続され、第１ゲート信号を伝達する複数の第１ゲート線と、前記第２副画素に接続され、第２ゲート信号を伝達する複数の第２ゲート線と、前記第１及び第２ゲート信号を生成するゲート駆動部とを備え、前記ゲート駆動部は、前記第１ゲート信号を生成する第１シフトレジスタと、前記第２ゲート信号を生成する第２シフトレジスタとを備える。
この時、隣接した主画素の充電時間は重畳せず、各画素の前記第１及び第２副画素の充電時間は重畳することができる。
前記第１及び第２ゲート線それぞれは、前記駆動装置の第１側面に隣接した第１端と、前記駆動装置の第２側面に隣接した第２端とを有し、前記ゲート駆動部は、前記第１及び第２ゲート線の前記第１端にのみ接続されるようにすることができる。

このような本発明の表示装置のゲート駆動部と駆動装置、及びこれを有する表示装置によれば、二つのシフトレジスタを備えるゲート駆動部を設けて、奇数及び偶数番目の副画素を別個に駆動することによって、二つの副画素の充電時間を向上すると同時に、このような画素配置を有する液晶表示装置の視認性を改善することができる。また、表示板の一方にのみゲート駆動部を位置させて奇数及び偶数番目のゲート線を駆動するので、表示板の大きさを小さくすることができる。

次に、本発明の表示装置のゲート駆動部と駆動装置、及びこれを有する表示装置を実施するための最良の形態の具体例を、図面を参照しながら説明する。
図１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及び図３は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図であり、図４は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの副画素に対する等価回路図である。

図１を参照すると、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３００と、これに接続されたゲート駆動部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８００、及びこれらを制御する信号制御部６００を備える。

液晶表示板組立体３００は、等価回路において、複数の表示信号線と、これに接続され略行列状に配列された複数の画素ＰＸを備える。更に、図４に示す構造において、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、両者の間に介在する液晶層３を備える。

表示信号線は、下部表示板１００に備えられ、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（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ）と、データ信号を伝達するデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）を有する。ゲート線（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ）は略行方向に延びて互いに略平行であり、データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）は略列方向に延びて互いに略平行である。

図２及び図３は、表示信号線と画素の等価回路を示し、図面符号ＧＬａ、ＧＬｂで示したゲート線と、図面符号ＤＬで示したデータ線の他に、表示信号線として、ゲート線（Ｇ_１−Ｇ_２ｂ）と略並んで延びた維持電極線ＳＬを有する。

図２に示すように、各画素ＰＸは一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂを有しており、各副画素ＰＸａ、ＰＸｂは当該ゲート線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Ｃ_ＬＣａ、Ｃ_ＬＣｂと、スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ、及び維持電極線ＳＬに接続されているストレージキャパシタＣ_ＳＴａ、Ｃ_ＳＴｂを備える。ストレージキャパシタＣ_ＳＴａ、Ｃ_ＳＴｂは必要に応じて省略可能であり、その場合、維持電極線ＳＬは不要である。

図３に示すように、各画素ＰＸは、一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂと、これらの間に接続されている結合キャパシタＣｃｐを有し、各副画素ＰＸａ、ＰＸｂは、当該ゲート線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、これに接続されている液晶キャパシタＣ_ＬＣａ、Ｃ_ＬＣｂを備える。なお、二つの副画素ＰＸａ、ＰＸｂのうちの一つＰＸａは、スイッチング素子Ｑａ及び維持電極線ＳＬに接続されているストレージキャパシタＣ_ＳＴａを備える。

図４を参照すると、各副画素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等からなり、それぞれゲート線ＧＬに接続されている制御端子と、データ線ＤＬに接続されている入力端子と、液晶キャパシタＣ_ＬＣ及びストレージキャパシタＣ_ＳＴに接続されている出力端子を有する三端子素子である。

液晶キャパシタＣ_ＬＣは、下部表示板１００の副画素電極ＰＥと上部表示板２００の共通電極ＣＥ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。副画素電極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共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。図４と異なって、共通電極ＣＥが下部表示板１００に具備されることもあり、その場合は、二つの電極ＰＥ、ＣＥのうちの少なくとも一つが線形又は棒形に形成される。

液晶キャパシタＣ_ＬＣの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣ_ＳＴは、下部表示板１００に具備された維持電極線ＳＬと画素電極ＰＥが絶縁体を介在して重畳してなり、維持電極線ＳＬには共通電圧Ｖｃｏｍ等の定められた電圧が印加される。更に、ストレージキャパシタＣ_ＳＴは、副画素電極ＰＥが絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線と重畳してなることもできる。

一方、色表示を実現するために、各画素が原色のうちの一つを固有に表示するか（空間分割）、或いは各画素が時間によって交互に三原色を表示する（時間分割）ようにして、三原色の空間的、時間的な作用で所望の色相が認識されるようにする。原色の例としては、赤色、緑色及び青色がある。図４は、空間分割の例であって、各画素が上部表示板２００領域に原色のうちの一つを示すカラーフィルタＣＦを備えている。図４と異なって、カラーフィルタＣＦを、下部表示板１００の副画素電極ＰＥの上又は下に形成することもできる。

図１に示すように、ゲート駆動部４００は、ゲート線（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ）に接続されて外部からのゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの組み合わせからなるゲート信号をゲート線（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ）に印加する。

階調電圧生成部８００は、画素の透過率に関連する二つの階調電圧群（又は基準階調電圧群）を生成する。二つの階調電圧群は、一つの画素を構成する二つの副画素に独立的に提供されるものであって、各階調電圧群は、共通電圧Ｖｃｏｍに対してプラスの値を持つものと、マイナスの値を持つものを含む。しかし、二つの（基準）階調電圧群の代わりに一つの（基準）階調電圧群のみを生成することもできる。

データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に接続され、階調電圧生成部８００からの二つの階調電圧群のうちの一つを選択し、選択された階調電圧群に属する一つの階調電圧をデータ電圧として画素に印加する。しかし、階調電圧生成部８００が全階調に対する電圧を全て提供するのではなく、基準階調電圧のみを提供する場合、データ駆動部５００は、基準階調電圧を分圧して全階調に対する階調電圧を生成し、その中からデータ電圧を選択する。

ゲート駆動部４００又はデータ駆動部５００は、複数の駆動集積回路チップ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膜（図示せず）上に装着されたりして、ＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態で液晶表示板組立体３００に付着されるようにすることもできる。更に、ゲート駆動部４００又はデータ駆動部５００が、表示信号線（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）と薄膜トランジスタスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ等と共に、液晶表示板組立体３００に集積されるようにすることもできる。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００等の動作を制御する。
次に、このような液晶表示装置の表示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部（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、例えば垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ等の提供を受ける。信号制御部６００の入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと入力制御信号に基づいて入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを液晶表示板組立体３００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及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２等を生成した後、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と処理した映像データＤＡＴとをデータ駆動部５００に送出する。
ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、垂直同期開始信号として走査開始を指示する走査開始信号ＳＴＶとゲートオン電圧Ｖｏｎの出力時間を制御する複数のゲートクロック信号ＣＰＶ１、ＣＰＶ２を含む。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、一群の画素ＰＸに対するデータ伝送を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨと、データ線Ｄ_１−Ｄ_ｍに当該データ電圧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。また、データ制御信号ＣＯＮＴ２は、共通電圧Ｖｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、共通電圧に対するデータ電圧の極性を略してデータ電圧の極性と言う。）を反転させる反転信号ＲＶＳを含んでもよい。

信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２に従って、データ駆動部５００は一群の副画素ＰＸに対する映像データＤＡＴを受信し、階調電圧生成部８００からの二つの階調電圧群のうちの一群を選択し、選択された階調電圧群の中から各映像データＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによって映像データＤＡＴを当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加する。

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に従ってゲートオン電圧Ｖｏｎをゲート線（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ）に印加して、該ゲート線（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ）に接続されたスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂを導通させ、これにより、データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加されたデータ電圧が導通したスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂを介して当該副画素ＰＸに印加される。

副画素ＰＸａ、ＰＸｂに印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍの差は、液晶キャパシタＣ_ＬＣの充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによってその配列が異なり、そのため、液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、下部及び上部表示板１００、２００に付着された偏光子（図示せず）によって光透過率の変化として現れる。

前述した二つの階調電圧群は、図８に示すように、互いに異なるガンマ曲線Ｔａ、Ｔｂを示し、これらが一つの画素ＰＸの二つの副画素ＰＸａ、ＰＸｂに印加されるので、一つの画素ＰＸのガンマ曲線は、これらを合成した曲線Ｔとなる。ここで、ＧＳ１は最低階調を示し、ＧＳｆは最高階調を示す。二つの階調電圧群を決定する際に、合成ガンマ曲線（Ｔ）が正面での基準ガンマ曲線に近づけるようにする。例えば、正面での合成ガンマ曲線（Ｔ）は最適に定められた正面での基準ガンマ曲線と一致するようにし、側面での合成ガンマ曲線（Ｔ）は、正面での基準ガンマ曲線に近づけるようにする。例えば、下側に位置したガンマ曲線を低階調でより低くすると、視認性が一層向上する。

１／２水平周期（又は１／２Ｈ）（水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びゲートクロック信号ＣＰＶの一周期）を単位としてデータ駆動部５００とゲート駆動部４００は同一動作を繰り返す。このような方法で、１フレーム期間の間に全ゲート線（Ｇ_１ａ−Ｇ_ｎｂ）に対して順次ゲートオン電圧Ｖｏｎを印加して全画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終了すると次のフレームが開始され、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームと逆極性になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム内でも反転信号ＲＶＳの特性によって一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わることや（例：行反転、ドット反転）、隣接データ線を通じて同時に流れるデータ電圧の極性も互いに異なるようにしてもよい（例：列反転、ドット反転）。

しかし、このような液晶表示装置の場合、通常の液晶表示装置に比べて２倍のゲート線が存在するので、通常の方法でデータ電圧を印加する場合、電圧充電時間が短くて画素が目標電圧に到達しないことも生じ、これは極性反転であるからなおさらである。この問題は、隣接した二つのゲート線にゲートオン電圧Ｖｏｎを印加する時間を一部重畳することで解決でき、これについて図５、図６及び図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ゲート駆動部のブロック図であり、図６及び図７は、図５に示したゲート駆動部のタイミング図の例である。
図５に示すように、本発明の一実施形態によるゲート駆動部は、一対のシフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂ、これに接続されているレベルシフタ４２０、及び出力バッファ４３０を備える。

１対のシフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂには走査開始信号ＳＴＶが印加され、一対のゲートクロック信号ＣＰＶ１、ＣＰＶ２がそれぞれ印加される。
各シフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂは、複数のステージＳＴ１ａ、…、ＳＴｍａ、ＳＴ１ｂ、…、ＳＴｍｂをそれぞれ備える。
レベルシフタ４２０は、二つのシフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂからの出力を画素のスイッチング素子を動作させるのに適切な大きさに増幅して出力バッファ４３０に送出し、出力バッファ４３０は、信号遅延によるゲート電圧の減少を考慮して減少分だけ増幅して送出する。

この時、図２及び図３に示すゲート線ＧＬａを奇数番目のゲート線Ｇ１ａ、Ｇ２ａ、…、Ｇｍａとし、ゲート線ＧＬｂを偶数番目のゲート線Ｇ１ｂ、Ｇ２ｂ、…、Ｇｍｂとする時、シフトレジスタ４１０ａは、奇数番目のゲート線ＧＬａに接続されているスイッチング素子Ｑａを動作させるためのゲート信号を生成し、シフトレジスタ４１０ｂは、偶数番目のゲート線ＧＬｂに接続されているスイッチング素子Ｑｂを動作させるためのゲート信号を生成する。

また、ゲートクロック信号ＣＰＶ１、ＣＰＶ２は１Ｈの周期を有し、５０％のデューティ比を有する。図６は、クロック信号ＣＰＶ２がクロック信号ＣＰＶ１に比べて１／４Ｈだけ遅延された信号であり、図７は、クロック信号ＣＰＶ１がクロック信号ＣＰＶ２に比べて１／４Ｈだけ遅延された信号である。
ここで、シフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂ、レベルシフタ４２０、及び出力バッファ４３０を経て生成されるゲート電圧を単にシフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂで生成される電圧として‘Ｖｇ’と表示し、Ｖｇａは奇数番目のゲート線に印加されるゲート信号を示し、Ｖｇｂは偶数番目のゲート線に印加されるゲート信号を示す。

この時、走査開始信号ＳＴＶが二つのシフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂに入力されると、各シフトレジスタ４１０ａ、４１０ｂの第１ステージＳＴ１ａ、ＳＴ１ｂは、走査開始信号ＳＴＶがハイである区間において、第１ゲートクロック信号ＣＰＶ１、ＣＰＶ２の上昇エッジに同期して、それぞれ出力Ｖｇ１ａ、Ｖｇ１ｂを送出する。
次に、第２ステージからは前段ステージの出力をキャリー信号とし、ゲートクロック信号ＣＰＶ１、ＣＰＶ２に同期して出力Ｖｇ２ａ、…、Ｖｇｍａ、Ｖｇ２ｂ、…、Ｖｇｍｂを順次送出する。

図６に示すように、クロック信号ＣＰＶ１がクロック信号ＣＰＶ２に比べて１／４Ｈだけ先行するので、一群の副画素ＰＸａ、ＰＸｂのうちの奇数番目のゲート線ＧＬａに接続されている副画素ＰＸａが先に充電され、偶数番目のゲート線ＧＬｂに接続されている副画素ＰＸｂが後から充電される。これに対し、図７に示す場合は、偶数番目のゲート線ＧＬｂに接続されている副画素ＰＸｂが先に充電され、奇数番目のゲート線ＧＬａに接続されている副画素ＰＸａが後から充電される。

一方、奇数番目のゲート出力Ｖｇ１ａ、Ｖｇ２ａ、Ｖｇｍａと偶数番目のゲート出力Ｖｇ１ｂ、Ｖｇ２ｂ、Ｖｇｍｂとを比較すると、一群の副画素に印加されるゲート出力は重畳するが、他群の副画素に印加されるゲート出力は互いに重畳しない。例えば、図６及び図７に示すように、第１群の副画素に印加されるゲート出力Ｖｇ１ａ、Ｖｇ１ｂは互いに重畳するのに対し、これに隣接した第２群の副画素に印加される出力Ｖｇ２ａ、Ｖｇ２ｂは第１ゲート出力Ｖｇ１ａ、Ｖｇ１ｂと重畳しない。詳しくは、図６では、ゲート出力Ｖｇ１ｂと引続き生成されるゲート出力Ｖｇ２ａが重畳せず、図７では、ゲート出力Ｖｇ１ａと引続き生成されるゲート出力Ｖｇ２ｂが重畳しない。

このようにすると、一群の副画素ＰＸａ、ＰＸｂのうちの奇数番目のゲート線ＧＬａに接続されている副画素Ｐｘａは１Ｈ間データ電圧の印加を受け、副画素ＰＸｂも１Ｈ間データ電圧の印加を受けて、各画素内の各副画素ＰＸａ、ＰＸｂは、十分に充電される。
一方、上述したゲートクロック信号ＣＰＶ１、ＣＰＶ２のデューティ比を５０％としたが、このうち、特にゲートクロック信号ＣＰＶ２のデューティ比を、これよりも大きくして副画素ＰＸｂの充電率を高めることができる。例えば、ゲートクロック信号ＣＰＶ２のデューティ比を７５％未満等にすることができる。

次に、このようなゲート駆動部を備えた液晶表示装置における様々なデータ電圧の印加類型について図９乃至図１２を参照して詳細に説明する。
図９乃至図１２は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の信号波形を時間によって示した図であり、Ｖｄは一つのデータ線に流れるデータ電圧である。
ここで、図９及び図１０は、図６に示すように、ゲートクロック信号ＣＰＶ１が先行する場合に該当するデータ電圧の印加類型を示し、図１１及び図１２は、図７に示すように、ゲートクロック信号ＣＰＶ２が先行する場合に該当するデータ電圧の印加類型を示す。

ドット反転の場合は、隣接画素の極性が逆であるため、隣接画素のデータ電圧の印加を受けることは、充電時間の減少にあまり寄与しない。よって、図９及び図１１に示すように、隣接画素の充電時間は重畳しないようにし、一つの画素の二つの副画素の充電時間を重畳することが好ましい。その結果、後から充電される副画素の充電時間が減少するので、図９及び図１１示すように、初めに充電される副画素に印加される階調電圧群の大きさ（ＧＶａ）よりも後から充電される副画素に印加される階調電圧群の大きさ（ＧＶｂ）を大きくすることが好ましい。

一方、列反転の場合は、上下に隣接した画素の極性が同一であるので、隣接画素のデータ電圧を印加してプレ充電を行うことができる。これにより、図１０及び図１２に示すように、全副画素の充電時間を一定時間以上重畳することができる。

さらに、本発明の一実施形態によるゲート駆動部４００は、入力されるゲートクロック信号ＣＰＶ１、ＣＰＶ２を重畳しないようにすることもでき、その場合には、一つの画素に一つのスイッチング素子を有する構造にも適用できる。
また、本発明の一実施形態によるゲート駆動部４００は、図５に示すゲート駆動部と異なって、シフトレジスタの最後のステージＳＴｍａ、ＳＴｍｂに走査開始信号を印加することができ、その場合、ゲート出力が右から左に順次生成される。即ち、第１ステージＳＴ１ａ、ＳＴ１ｂに走査開始信号が入力される場合には、左から右に順次出力を生成し（例：Ｖｇ１ａ、Ｖｇ２ａ、…、Ｖｇｍａ）、これに対し、最後のステージＳＴｍａ、ＳＴｍｂに入力される場合は、右から左に順次に出力を生成する（例：Ｖｇｍａ、…、Ｖｇ２ａ、Ｖｇ１ａ）。

以上、本発明を実施するため最良の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ず、請求の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多様な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副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ゲート駆動部のブロック図である。 図４に示したゲート駆動部のタイミング図の例である。 図４に示したゲート駆動部のタイミング図の例である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のガンマ曲線を示したグラフである。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の信号波形を時間によって示した図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の信号波形を時間によって示した図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の信号波形を時間によって示した図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の信号波形を時間によって示した図である。

符号の説明

３ 液晶層
１００ 下部表示板
２００ 上部表示板
３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
４１０ａ、４１０ｂ シフトレジスタ
４２０ レベルシフタ
４３０ 出力バッファ
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部
７１０ ＤＶＲ
８００ 階調電圧生成部
ＰＥ 画素電極
ＣＥ 共通電極
ＣＦ カラーフィルタ
Ｒ、Ｇ、Ｂ 入力映像信号
ＤＥ データイネーブル信号
ＭＣＬＫ メインクロック
Ｈｓｙｎｃ 水平同期信号
Ｖｓｙｎｃ 垂直同期信号
ＣＯＮＴ１ ゲート制御信号
ＣＯＮＴ２ データ制御信号
ＤＡＴ 映像データ
Ｃ_ＬＣ 液晶キャパシタ
Ｃ_ＳＴ ストレージキャパシタ
Ｑ スイッチング素子
ＣＰＶ１、ＣＰＶ２ ゲートクロック信号
ＳＴＶ 走査開始信号

Claims (8)

1. 第１及び第２副画素をそれぞれ有し、行列状に配列されている複数の主画素と、
   前記第１副画素に接続され、第１ゲート信号を伝達する複数の第１ゲート線と、
   前記第２副画素に接続され、第２ゲート信号を伝達する複数の第２ゲート線と、
   前記第１及び第２ゲート信号を生成するゲート駆動部と、
   前記ゲート駆動部に制御信号を提供する信号制御部とを備え、
   前記ゲート駆動部は、
   前記第１ゲート信号を生成する第１シフトレジスタと、
   前記第２ゲート信号を生成する第２シフトレジスタと、
   前記第１及び第２シフトレジスタに接続されるレベルシフタと、
   前記レベルシフタに接続される出力バッファとを備え、
   第１ゲートクロック信号のハイ区間の幅と第２ゲートクロック信号のハイ区間の幅とが互いに異なり、
   隣接した前記主画素の充電時間は重畳せず、前記各主画素の前記第１及び第２副画素の充電時間は重畳することを特徴とする表示装置。
2. 前記第１及び第２副画素のそれぞれに接続された第１及び第２液晶キャパシタを更に備え、
   前記第１及び第２液晶キャパシタは同時に充電されないことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１及び第２副画素は、互いに異なるデータ電圧を受信することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 第１及び第２副画素をそれぞれ有し、行列状に配列されている複数の主画素と、
   前記第１副画素に接続され、第１ゲート信号を伝達する複数の第１ゲート線と、
   前記第２副画素に接続され、第２ゲート信号を伝達する複数の第２ゲート線と、
   前記第１及び第２ゲート信号を生成するゲート駆動部と、
   前記ゲート駆動部に制御信号を提供する信号制御部とを備え、
   前記ゲート駆動部は、
   前記第１ゲート信号を生成する第１シフトレジスタと、
   前記第２ゲート信号を生成する第２シフトレジスタと、
   前記第１及び第２シフトレジスタに接続されるレベルシフタと、
   前記レベルシフタに接続される出力バッファとを備え、
   第１ゲートクロック信号のハイ区間の幅と第２ゲートクロック信号のハイ区間の幅とが互いに異なり、
   前記第１ゲート信号は前記第１ゲートクロック信号に同期し、前記第２ゲート信号は前記第２ゲートクロック信号に同期し、
   前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号と部分的に重畳することを特徴とする表示装置。
5. 前記第１ゲートクロック信号は、前記第２ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第２ゲートクロック信号は、前記第１ゲートクロック信号より１／４Ｈだけ先行することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
7. 前記第１及び第２シフトレジスタは、互いに接続される複数のステージをそれぞれ備え、前記第１及び第２シフトレジスタそれぞれの、第１及び最後のステージのうちの少なくとも一つは垂直同期開始信号を受信することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
8. 前記第１及び第２ゲート線は、前記表示装置の第１側面から前記表示装置の第２側面に延び、
   前記ゲート駆動部は、前記表示装置の第１側面にのみ位置することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

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