JP2008003609A - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は第１及び第２ゲート駆動回路を具備して、液晶パネルのＮ番目のゲートラインにゲートオン電圧が供給されるとき、Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインにプリチャージ電圧供給して、液晶の応答速度を改善した液晶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、画像を表示する液晶パネル、液晶パネルに形成された複数のゲートラインの一側と接続され、複数のゲートラインをそれぞれ駆動する第１ゲート駆動回路及び複数のゲートラインの他側と接続され、複数のゲートラインをそれぞれ駆動する第２ゲート駆動回路を具備し、Ｎ番目のゲートラインにゲートオン電圧が供給されるとき、Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインにプリチャージ電圧を供給することを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】図３

Description

本発明は液晶表示装置及びその駆動方法に係り、特に、液晶の応答速度が向上され表示不良が防止された液晶表示装置及びその駆動方法に関する。

液晶表示装置は液晶の電気的及び光学的特性を用いて画像を表示する。具体的に、液晶表示装置は画素マトリックスを通じて画像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを駆動する駆動回路を具備する。そして、液晶パネル自身が発光しないため、液晶表示装置は液晶パネルの後面で光を供給するバックライトユニットを具備する。液晶パネルは、ビデオ信号に応答してそれぞれのサブ画素における液晶配列状態を変化させることにより、バックライトユニットから供給される光の透過率を調節することで画像を表示する。このような液晶表示装置は移動通信端末機、ノートパソコン、液晶テレビのように小型表示装置から大型表示装置まで幅広く使用される。

一般的に、液晶表示装置は液晶の劣化を防止し、画質を向上させるためにサブ画素に充電される電圧の極性を周期的に反転させるインバージョン駆動方法を使用する。インバージョン駆動方法は、サブ画素に充電された電圧の極性が水平方向にドット反転され、垂直方向へもｎドット反転される垂直ｎドットインバージョン方法を主に使用する。ここで、液晶がＴＮ（ツイストネマチック）モードの場合、画像がブラックからホワイトにまたはホワイトからブラックに変わる時、液晶の応答速度が低下するという問題点が発生する。即ち、該当サブ画素に印加される電圧が基準値より高いか低い場合、図１のＡに示されるように輝度が２段階で変わり、応答速度が低下する。

図２は、画面がブラックからホワイトに変わるときに画素に印加されるデータ駆動信号及びゲート駆動信号の波形を示した図面である。

図２に示すように、ブラックから画面が変わった後の１/６０秒間のみを考慮すると、始めのホワイトフレームが始まるときに画素に印加されるホワイト電圧をＶ´、キャパシタンス値をＣ´とし、２番目のホワイトフレームの直前に画素に印加されるホワイト電圧をＶ´´、キャパシタンス値をＣ´´とすると、同一フレームにおける電荷量は、電荷量保全の法則に従って（式１）のように表される。ここで、ε（Ｖ´）はブラック状態での液晶の誘電率であり、ε（Ｖ´´）はホワイト状態に転換された液晶の誘電率を示す。

（式１）

（式１）において、ブラックからホワイトに画像が変わるとき、液晶キャパシタンス値の変化によってホワイト電圧が上昇し、上昇したホワイト電圧が画素に実際に印加される。このときのホワイト電圧の上昇により、一番目のフレームにおけるホワイト輝度が減少し、実際に印加されるべき電圧が次のフレームにおいて印加され、そのために実際の応答波形においてカスプ現象が発生する。カスプ現象が発生すると液晶の応答速度を遅延させ表示不良を惹起する。

応答速度は、図１に示されるように、１０％から９０％の２つの階調レベル間の輝度の差異が変化する時間として定義される。カスプの影響を減少させるためには、階調レベルの変化の間、前の階調レベルのキャパシタンス値の影響を最小に減少しなければならない。このようなカスプ現象を減少させるためにはストレージキャパシタを十分に大きく保持しなければならないが、ストレージキャパシタが大きくなる場合、ストレージ電極の面積が大きくなって開口率が減少するという問題点があった。

従って、本発明が達成しようとする技術的課題は、第１及び第２のゲート駆動回路を具備して液晶パネルのＮ（Ｎは自然数）番目のゲートラインにゲートオン電圧が供給されるとき、Ｎ＋４ｎ（ｎは自然数）番目のゲートラインにプリチャージ電圧を供給して応答速度を改善した液晶表示装置及びそれの駆動方法を提供することにある。

前記技術的課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと、液晶パネルに形成された複数のゲートラインの一側及び他側に接続され、ゲートラインをそれぞれ駆動する第１及び第２ゲート駆動回路と、を具備し、第１及び第２ゲート駆動回路のうちいずれか一つからＮ（Ｎは自然数）番目のゲートラインにゲートオン電圧が供給されるとき、残りの一つからＮ＋４ｎ（ｎは自然数）番目のゲートラインにプリチャージ電圧を供給することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

第１ゲート駆動回路及び第２ゲート駆動回路は、液晶パネルに集積されて形成されてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１クロック信号、第１反転クロック信号及び第１スタートパルスを生成して第１ゲート駆動回路に供給する第１レベルシフトと、第２クロック信号、第２反転クロック信号及び第２スタートパルスを生成して第２ゲート駆動回路に供給する第２レベルシフトと、をさらに具備してもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１レベルシフト及び第２レベルシフトそれぞれにゲートオン電圧及びゲートオフ電圧に対応する各電圧を供給する電源部と、第１レベルシフトに１番目のゲートラインを選択する第１ゲートスタートパルス、次のゲートラインを選択する第１ゲートシフトクロック、第１クロック信号の出力を制御する第１出力制御信号を供給し、第２レベルシフトに１番目のゲートラインを選択する第２ゲートスタートパルス、次のゲートラインを選択する第２ゲートシフトクロック、第２クロック信号の出力を制御する第２出力制御信号を含む制御信号を供給するタイミングコントローラと、をさらに具備してもよい。

第１レベルシフトは、第１ゲートシフトクロックと第１出力制御信号とをＯＲ演算してクロックを生成する第１ロジック回路をさらに含み、第２レベルシフトは、第２ゲートシフトクロックと第２出力制御信号とをＯＲ演算してクロックを生成する第２ロジック回路と、をさらに含んでもよい。

本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置は、液晶パネルに形成されたデータラインを駆動するデータ駆動回路と、データ駆動回路が実装されたデータテープキャリアパッケージと、データテープキャリアパッケージと接続され、電源部及びタイミングコントローラが実装され、第１及び第２レベルシフトが実装されたデータ印刷回路基板と、をさらに含んでもよい。

第２出力制御信号のハイレベル供給時間は、第１出力制御信号のハイレベル供給時間と比較して同じであるかより短くてもよい。

第１ゲート駆動回路は、第１クロック信号をゲートオン電圧として出力し、第１反転クロック信号をゲートオフ電圧として出力する第１シフトレジスタをさらに具備し、第２ゲート駆動回路は、第２クロック信号をプリチャージ電圧として出力し、第２反転クロック信号をゲートオフ電圧として出力する第２シフトレジスタをさらに具備してもよい。

プリチャージ電圧が供給される時間は、ゲートオン電圧が供給される時間と比較して同じかより短くてもよい。

第１ゲート駆動回路及び第２ゲート駆動回路は、液晶パネルにチップオングラス形態で実装されてもよい。

本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置は、液晶パネルと接続され第１ゲート駆動回路及び第２ゲート駆動回路をそれぞれ実装する第１ゲートテープキャリアパッケージ及び第２ゲートテープキャリアパッケージと、第１ゲートテープキャリアパッケージ及び第２ゲートテープキャリアパッケージにそれぞれ接続され、第１ゲート駆動回路及び第２ゲート駆動回路に信号を伝送する第１ゲート印刷回路基板及び第２ゲート印刷回路基板と、をさらに含んでもよい。

液晶パネルは、垂直方向にはｎ（ｎは自然数）ドット単位で反転され、水平方向にはドット単位で反転される垂直ｎドットインバージョン駆動されてもよい。

第１ゲート駆動回路及び第２ゲート駆動回路のうちいずれか一つからＮ（Ｎは自然数）番目のゲートラインにゲートオン電圧を供給することと、Ｎ番目のゲートラインにゲートオン電圧が供給される間、第１ゲート駆動回路及び第２ゲート駆動回路のうち残りの一つからＮ＋４ｎ（ｎは自然数）番目のゲートラインにプリチャージ電圧を供給することと、を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供する。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法は、第１レベルシフトで第１ゲート駆動回路に第１クロック信号、第１反転クロック信号及び第１スタートパルスを生成して供給することと、第２レベルシフトで第２ゲート駆動回路に第２クロック信号、第２反転クロック信号及び第２スタートパルスを生成して供給することと、をさらに含んでもよい。

本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置の駆動方法は、タイミングコントローラを通じて第１レベルシフトに第１ゲートスタートパルス、第１ゲートシフトクロック及び第１出力制御信号を供給し、第２レベルシフトに第２ゲートスタートパルス、第２ゲートシフトクロック及び第２出力制御信号を供給し、電源部で第１及び第２レベルシフトそれぞれにゲートオン電圧及びゲートオフ電圧に対応する各電圧を供給することをさらに含んでもよい。

第１レベルシフトは、第１ゲートシフトクロック及び第１出力制御信号をＯＲ演算して第１クロック信号を生成し、第１クロック信号が反転された前記第１反転クロック信号を生成して第１ゲート駆動回路に供給することと、第２レベルシフトは、第２ゲートシフトクロック及び第２出力制御信号をＯＲ演算して第２クロック信号を生成し、第２クロック信号が反転された前記第２反転クロック信号を生成して第２ゲート駆動回路に供給することと、をさらに含んでもよい。

第１ゲート駆動回路は、Ｎ番目のゲートライン駆動のときに第１クロック信号をゲートオン電圧として出力し、これと同期して第２ゲート駆動回路は、Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインに第２クロック信号をプリチャージ電圧に供給することをさらに含んでもよい。

Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインにプリチャージ電圧が供給される時間は、Ｎ番目ゲートラインにゲートオン電圧が供給される時間と同じであるかより短くてもよい。

前記技術的課題のほか、本発明の他の技術的課題及び特徴は、図面を参照しながら、実施形態に対する説明を通じて明白に示す。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

図３は本発明の第１の実施形態による液晶表示装置を概略的に示したブロック図であり、図４は図３に示された液晶表示装置の平面図である。

図３及び図４を参照すると、本発明の本実施形態による液晶表示装置は、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉ及び複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｋが形成された液晶パネル１０と、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉの一側及び他側に接続され、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉのそれぞれを駆動する第１及び第２ゲート駆動回路２０、３０を具備し、Ｎ（Ｎは自然数）番目のゲートラインＧＬＮにゲートオン電圧ＶＯＮが供給されるとき、Ｎ＋４ｎ（ｎは自然数）番目のゲートラインＧＬＮ＋４ｎにプリチャージ電圧ＶＦが供給されることを特徴とする。ここで、第１及び第２ゲート駆動回路２０、３０は液晶パネル１０の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板上に集積されて形成される。そして、第１クロック信号ＣＫＶ１、第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１及び１番目のゲートラインの駆動命令をする第１スタート信号ＳＴＶＰ１を生成して第１ゲート駆動回路２０に供給する第１レベルシフト７０と、第２クロック信号ＣＫＶ２、第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２及び５番目のゲートラインの駆動命令をする第２スタート信号ＳＴＶＰ２を生成して第２ゲート駆動回路３０に供給する第２レベルシフト８０とを含む。そして、本発明の実施形態による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板に形成された複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｋを駆動するデータ駆動部をさらに含む。ここで、データ駆動部は、データプリント回路基板（ＰＣＢ）４０、データプリント回路基板（ＰＣＢ）４０に接続されたデータテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）５０及びデータテープキャリアパッケージ５０に実装され、データラインＤＬ１〜ＤＬｋにデータ信号を供給するデータ駆動回路６０を含む。そして、液晶表示装置は、制御信号および画像信号を生成し、生成した制御信号及び画像信号をデータ駆動回路６０に供給し、さらに第１及び第２レベルシフト７０、８０への制御信号を生成して供給するタイミングコントローラ２００と、第１及び第２レベルシフト７０、８０とタイミングコントローラ２００と第１及び第２ゲート駆動回路２０、３０とデータ駆動回路６０とに電源信号を供給する電源部１００と、をさらに含む。

具体的に、液晶パネル１０は薄膜トランジスタアレイ（ＴＦＴアレイ）が形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板、薄膜トランジスタ基板と向き合いカラーフィルタアレイが形成されたカラーフィルタ基板及び薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板との間に介在された液晶を具備する。

カラーフィルタ基板は、基板上に光漏れ防止のためのブラックマトリックス、色を表示するためのカラーフィルタアレイ及び液晶に共通電圧ＶＣＯＭを印加するための共通電極を含む。

液晶は、データ信号が供給される画素電極と基準電圧である共通電圧ＶＣＯＭが供給される共通電極との間の電圧差によって駆動される。それにより、誘電異放性を有する液晶がその電圧差に従って回転し、光源から照射された光の透過率を変化させる。このような液晶にはＴＮ（ツイストネマチック）モードまたはＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶を使用する。

薄膜トランジスタ基板は、ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉと、データラインＤＬ１〜ＤＬｋと、ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉ及びデータラインＤＬ１〜ＤＬｋが交差して定義する複数の画素領域と、それぞれの画素領域においてゲートラインＧＬとデータラインＤＬとに接続された複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に接続された複数の画素電極と、を含む。薄膜トランジスタ基板上には、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉをそれぞれ駆動するための第１及び第２ゲート駆動回路２０、３０が集積されて形成されてもよい。この場合、第１及び第２ゲート駆動回路２０、３０は薄膜トランジスタ基板に形成された複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉを間に置きその一側及び他側にそれぞれ集積されて形成され、その出力がゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉのそれぞれと接続される。

電源部１００は、入力された駆動電圧を用いてアナログ駆動電圧ＡＶＤＤ、共通電圧ＶＣＯＭ、ゲートオン電圧ＶＯＮ、ゲートオフ電圧ＶＯＦＦを生成して出力する。アナログ駆動電圧ＡＶＤＤはデータ駆動回路６０に、共通電圧ＶＣＯＭは液晶パネル１０に、ゲートオン電圧ＶＯＮ及びゲートオフ電圧ＶＯＦＦは第１及び第２レベルシフト７０、８０に供給される。

タイミングコントローラ２００は外部から入力されるＲ、Ｇ、Ｂの画像データ信号を配列し、配列された信号をデータ駆動回路６０に供給する。そして、タイミングコントローラ２００は、外部から画像データ信号と共に入力される複数の同期信号、例えば、ドットクロックＤＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ、垂直同期信号ＶＳＹＣ、水平同期信号ＨＳＹＣなどを用いて第１及び第２レベルシフト７０、８０とデータ駆動回路６０との駆動タイミングを制御する複数の制御信号を生成して供給する。例えば、タイミングコントローラ２００は、第１及び第２レベルシフト７０、８０それぞれに供給されるゲートスタートパルスＳＴＶ１、ＳＴＶ２、ゲートシフトクロックＣＰＶ、出力制御信号ＯＥ１、ＯＥ２などを含む制御信号を生成して第１及び第２レベルシフト７０、８０に供給する。また、タイミングコントローラ２００は、データスタートパルスＤ＿ＳＴＶ、データシフトクロックＤ＿ＣＰＶ、極性制御信号ＰＯＬなどを含むデータ制御信号を生成してデータ駆動回路６０に供給する。

データ駆動回路６０は、タイミングコントローラ２００からの制御信号に応答して、データ信号Ｒ、Ｇ、Ｂといったデジタルデータをアナログデータ信号に変換して、液晶パネルのゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉにゲートオン電圧ＶＯＮが供給される毎にデータラインＤＬ１〜ＤＬｋにアナログデータ信号を供給する。データ駆動回路６０は、シフトレジスタ、ラッチ部、デジタル−アナログ変換部（ＤＡＣ）、及び出力バッファ部を含む。シフトレジスタは、タイミングコントローラ２００からのデータスタートパルスＤ＿ＳＴＶをデータシフトクロックＤ＿ＣＰＶに従って順次シフトさせ、サンプリング制御信号を生成する。ラッチ部は、サンプリング制御信号に応答して、タイミングコントローラ２００から入力されるデータＲ、Ｇ、Ｂを順次ラッチして、一つの水平ライン分のデータがラッチされるとデジタル−アナログ変換部にラッチされたデータを出力する。デジタル−アナログ変換部は、複数のガンマ電圧中ラッチ部からのデータに該当するガンマ電圧を選択して、選択されたガンマ電圧をアナログデータ信号に変換する。出力バッファ部は、デジタル−アナログ変換部からのデータ信号を緩衝して、緩衝されたデータ信号をデータラインに供給する。このとき、デジタル−アナログ変換部は、タイミングコントローラ２００からの極性制御信号ＰＯＬに従って正極性または負極性ガンマ電圧を選択して、アナログデータ信号に変換する。特に、垂直ドットインバージョン方式に対応する極性制御信号ＰＯＬに応答して、デジタル−アナログ変換部は左右に隣接する出力チャネルに相反する極性のデータ信号を供給するようにし、その出力チャネルを通じて供給されるデータ信号の極性を水平期間単位で反転させる。

このようなデータ駆動回路６０は、図４に示されるようにデータＴＣＰ５０に実装され、データＰＣＢ４０と接続される。データＰＣＢ４０にはタイミングコントローラ２００と電源部１００とが実装されてもよい。このような実施形態においては、データＰＣＢ４０に実装されたタイミングコントローラ２００と電源部１００とで生成された画像信号、制御信号及び電源信号はデータＴＣＰ５０に実装されたデータ駆動回路６０に供給され、さらにデータＴＣＰ５０に形成された信号ラインを経由して液晶パネル１０に供給される。

図５Ａ及び図５Ｂは図３及び図４に示された第１及び第２レベルシフトをそれぞれ概略的に示した図であり、図６Ａ及び図６Ｂは図５Ａ及び図５Ｂそれぞれに示された第１及び第２レベルシフトからの入出力信号を示した波形図である。

図５Ａを参照すると、第１レベルシフト７０は、第１クロック信号ＣＫＶ１、第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１及び第１スタート信号ＳＴＶ１を生成して第１ゲート駆動回路２０に供給する。このために、第１レベルシフト７０は、タイミングコントローラ２００から供給されるゲートシフトクロックＣＰＶと第１出力制御信号ＯＥ１とを用いて、第１クロック信号ＣＫＶ１及び第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１を生成する。このとき、第１クロック信号ＣＫＶ１を生成するために、第１レベルシフト７０はＯＲ演算をするロジック回路をさらに含む。図６Ａに示されるように、第１レベルシフト７０は、タイミングコントローラ２００から供給されたゲートシフトクロックＣＰＶと第１出力制御信号ＯＥ１とをＯＲ演算してクロックを生成する。そして、第１レベルシフト７０は、ＯＲ演算によって生成されるクロックと電源部１００から供給されるゲートオン電圧ＶＯＮ及びゲートオフ電圧ＶＯＦＦとに同期して、ゲートオン電圧ＶＯＮと同一のレベルを有する第１クロック信号ＣＫＶ１を生成する。また、第１レベルシフト７０は、第１クロック信号ＣＫＶ１が出力される出力ラインで第１クロック信号ＣＫＶ１を反転させるロジック回路をさらに具備し、第１クロック信号ＣＫＶ１が反転された形態の第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１を生成する。このように生成される第１クロック信号ＣＫＶ１と第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１とは第１ゲート駆動回路２０に供給される。また、第１レベルシフト７０は、タイミングコントローラ２００から供給された第１ゲートスタートパルスＳＴＶ１を第１スタートパルスＳＴＶＰ１に変換して、第１スタートパルスＳＴＶＰ１を第１ゲート駆動回路２０に供給する。

図５Ｂを参照すると、第２レベルシフト８０は、第１レベルシフト７０のようにゲートシフトクロックＣＰＶと第２出力制御信号ＯＥ２とをＯＲ演算するロジック回路をさらに含む。そして、第２レベルシフト８０は、タイミングコントローラ２００から供給される制御信号を通じて第２クロック信号ＣＫＶ２、第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２及び第２スタートパルスＳＴＶＰ２を生成して第２ゲート駆動回路３０に供給する。図６Ｂに示されるように、第２レベルシフト８０は、タイミングコントローラ２００から供給されたゲートシフトクロックＣＰＶと第２出力制御信号ＯＥ２とをＯＲ演算してクロックを生成する。そして、第２レベルシフト８０は、ＯＲ演算によって生成されるクロックと電源部１００から供給されるゲートオン電圧ＶＯＮ及びゲートオフ電圧ＶＯＦＦとに同期して、ゲートオン電圧ＶＯＮと同一のレベルを有する第２クロック信号ＣＫＶ２を生成する。また、第２レベルシフト８０は、第２クロック信号ＣＫＶ２が出力される出力ラインで第２クロック信号ＣＫＶ２を反転させるロジック回路をさらに具備し、第２クロック信号ＣＫＶ２が反転された形態の第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２を生成する。このように生成される第２クロック信号ＣＫＶ２と第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２とは第２ゲート駆動回路３０に供給される。また、第２レベルシフト８０は、タイミングコントローラ２０から供給された第２ゲートスタートパルスＳＴＶ２を第２スタートパルスＳＴＶＰ２に変換して、第２スタートパルスＳＴＶＰ２を第２ゲート駆動回路３０に供給する。

このとき、第２レベルシフト８０に供給される第２出力制御信号ＯＥ２は、第１出力制御信号ＯＥ１と比較してハイ（ｈｉｇｈ）電圧が供給される時間がより短い。それにより、図８に示されるように第２クロック信号ＣＫＶ２は、第１クロック信号ＣＫＶ１と比較してハイ電圧が供給される時間がより短い。

このような、第１及び第２レベルシフト７０、８０は図４に示されるように、データＰＣＢ４０に実装されてもよい。このような配置においては、第１及び第２レベルシフト７０、８０それぞれで生成されたクロック信号は、データＴＣＰ５０に形成された信号ラインを経由して第１及び第２ゲート駆動回路２０、３０それぞれに供給される。

第１ゲート駆動回路２０は、第１レベルシフト７０から供給される第１クロック信号ＣＫＶ１、第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１及び第１スタートパルスＳＴＶＰ１と電源部１００から供給される直流電圧ＶＳＳとによって、ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉを駆動するゲート駆動信号を順次生成し、供給する。そのために、第１ゲート駆動回路２０は、直列に接続された複数のシフトレジスタＳＲを具備する。

図７を参照すると、第１ゲート駆動回路２０に形成されたシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲｎは、第１レベルシフト７０から入力される第１クロック信号ＣＫＶ１及び第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１を選択的に出力して、ゲートオン電圧ＶＯＮ及びゲートオフ電圧ＶＯＦＦを含むゲート駆動信号をゲートラインに供給する。そして、シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲｎは、その前のシフトレジスタＳＲｎ−１及びその次のシフトレジスタＳＲｎ＋１から出力されるゲート駆動信号をシフトレジスタＳＲｎに供給する信号ラインを具備する。

１番目のシフトレジスタＳＲ１は、第１レベルシフト７０から入力された第１信号ＣＫＶ１、第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１及び第１スタートパルスＳＴＶＰ１と次端シフトレジスタＳＲ２のゲート駆動信号を供給する信号ラインを通じてそれぞれ供給されるゲートオン電圧ＶＯＮまたはゲートオフ電圧ＶＯＦＦとにより、第１クロック信号ＣＫＶ１及び第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１のうちいずれか一つを選択して出力する。第１スタートパルスＳＴＶＳ１は１番目のシフトレジスタＳＲ１に供給され、１番目のゲートラインＧＬ１を駆動する。即ち、１番目のシフトレジスタＳＲ１は、第１スタートパルスＳＴＶＰ１と第１クロック信号ＣＫＶ１とを通じてゲートオン電圧ＶＯＮを１番目のゲートラインＧＬ１に供給する。そして、ゲートオン電圧ＶＯＮが供給された後、１番目のシフトレジスタＳＲ１は第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１を出力してゲートラインＧＬ１にゲートオフ電圧ＶＯＦＦを供給する。２番目のシフトレジスタＳＲ２は、１番目のゲートラインＧＬ１にゲートオン電圧ＶＯＮが供給される間、第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１を出力し、１番目のゲートラインＧＬ１にゲートオフ電圧ＶＯＦＦが供給されると、これと同期して第１クロック信号ＣＫＶ１を出力してゲートオン電圧ＶＯＮを２番目のゲートラインＧＬ２に供給する。２番目のシフトレジスタＳＲ２と直列に接続された他のシフトレジスタも上述されたように、順次ゲートオン電圧ＶＯＮを供給する。

第２ゲート駆動回路３０は、第２レベルシフト８０から供給される第２クロック信号ＣＫＶ２、第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２及び第２スタートパルスＳＴＶＰ２と、電源部１００から供給される直流電圧ＶＳＳとによってプリチャージ電圧ＶＦをゲートラインＧＬに順次供給する。このために、第２ゲート駆動回路３０は、第１ゲート駆動回路２０に形成されたシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲｎのように直列に接続された複数のシフトレジスタＳＲを具備する。第２ゲート駆動回路３０に形成されたシフトレジスタＳＲは、第１ゲート駆動回路２０に形成されたシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲｎと同一の形態で形成され、第２クロック信号ＣＫＶ２と第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２とのうちいずれか一つの信号を選択して該当ゲートラインＧＬにプリチャージ電圧ＶＦに供給する。この場合、第２ゲート駆動回路３０は、第１ゲート駆動回路２０でＮ番目のゲートラインＧＬＮにゲートオン電圧ＶＯＮが供給される間、Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインＧＬＮ＋４ｎにプリチャージ電圧ＶＦを供給する。この際、プリチャージ電圧ＶＦが供給される時間はゲートオン電圧ＶＯＮが供給される時間より短い。

図８に示されるように、第２レベルシフト８０に供給される第２出力制御信号ＯＥ２のハイ電圧を供給する時間が第１レベルシフト７０に供給される第１出力制御信号ＯＥ１のハイ電圧を供給する時間より短いので、第２クロック信号ＣＫＶ２のハイ電圧を供給する時間が第１クロック信号ＣＫＶ１のハイ電圧を供給する時間より短くなる。従って、プリチャージ電圧ＶＦの供給時間がゲートオン電圧ＶＯＮの供給時間より短い。そのため、プリチャージ電圧ＶＦでゲートラインＧＬを予め充電することにより、異常な駆動が発生することを防止することができる。

図９は本発明の実施形態による液晶パネルの駆動方法を説明するために、垂直２ドットインバージョン方法で駆動される液晶パネルを示した平面図である。

垂直２ドットインバージョン駆動方法は、各サブ画素の極性が垂直方向には２ドット単位で反転され水平方向にはドット単位で反転されるように液晶パネルを駆動する方法であるため、液晶パネルには直前ラインと極性が反対である第１水平ラインと、直前ラインと極性が同一の第２水平ラインが交代で形成される。即ち、それぞれの画素の極性変化は図９に示されるように、液晶パネル１０に形成された画素領域は４つのゲートライン毎に同じ極性を有する。この際、液晶の応答速度を向上させるために、第１ゲート駆動回路２０が１番目のゲートラインＧＬ１にゲートオン電圧ＶＯＮを供給すると同時に第２のゲート駆動回路３０が５番目のゲートラインＧＬ５にプリチャージ電圧ＶＦを供給する。これを通じて、１番目のゲートラインＧＬ１に接続されたそれぞれの画素が駆動される間、５番目ゲートラインＧＬ５に接続されたそれぞれの画素はプリチャージ電圧ＶＦによって予め充電される。プリチャージされた５番目のゲートラインＧＬ５にゲートオン電圧ＶＯＮが供給されると、データが画素電極に充電される。この際、該当画素の液晶は予め駆動されているので、実際のデータが供給されるとさらに早く液晶が駆動する。

このような方法により液晶パネル１０を駆動すると、画素領域に形成されるストレージキャパシタの電極面積を減少させることができる。即ち、それぞれの画素領域に予め供給されたプリチャージ電圧ＶＦによって該当画素領域が予め充電されているので、ストレージキャパシタによって供給されるストレージ電圧が大きい必要がなくなる。従って、ストレージキャパシタの電極面積を小さくして開口率を向上させることができる。

図１０は本発明の第２実施形態による液晶表示装置を概略的に示した平面図である。図１０における液晶表示装置は図４と異なり、第１及び第２ゲート駆動回路３３０、３６０が薄膜トランジスタ基板に集積されずにフィルムまたは第１及び第２ゲートＴＣＰ３２０、３５０に実装され、液晶パネル１０と第１及び第２ゲートＰＣＢ３１０、３４０とにそれぞれ接続される。ここで、第１及び第２レベルシフト７０、８０はデータＰＣＢ４０に実装されてもよく、第１及び第２ゲートＰＣＢ３１０、３４０それぞれに実装されてもよい。

図１０を参照すると、本発明の第２実施形態による液晶表示装置は複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉ及び複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｋが形成された液晶パネル１０と、Ｎ番目のゲートラインにゲートオン電圧ＶＯＮが供給されるとき、Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインにプリチャージ電圧ＶＦを供給するための第１ゲートＰＣＢ３１０と、第１ゲートＰＣＢ３１０の一側に取り付けられ、他側が液晶パネル１０の一側に取り付けられた第１ゲートＴＣＰ３２０と、第１ゲートＴＣＰ３２０上に実装された第１ゲート駆動回路３３０と、第２ゲートＰＣＢ３４０の一側に接続され他側が液晶パネルの他側に取り付けられた第２ゲートＴＣＰ３５０と、第２ゲートＴＣＰ３５０に実装された第２ゲート駆動回路３６０と、を具備する。

具体的には、第１ゲートＰＣＢ３１０は、データＰＣＢ４０と接続された第１連結フィルム３１１を通じて信号の供給を受ける。第１ゲートＰＣＢ３１０は、データＰＣＢ４０に実装された電源部１００及び第１レベルシフト７０から供給される電源信号、第１クロック信号ＣＫＶ１、第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１及び第１スタートパルスＳＴＶＰ１の供給を受けて、第１ゲートＴＣＰ３２０に実装された第１ゲート駆動回路３３０に信号を供給する。

第１ゲート駆動回路３３０、は第１ゲートＰＣＢ３１０から供給される第１クロック信号ＣＫＶ１、第１反転クロック信号ＣＫＶＢ１及び第１スタートパルスＳＴＶＰ１によってゲートオン電圧ＶＯＮ及びゲートオフ電圧ＶＯＦＦを選択的に出力し、第１ゲートＴＣＰ３２０に接続された液晶パネル１０のゲートラインＧＬに順次供給する。

第２ゲートＰＣＢ３４０は、データＰＣＢ４０と接続された第２連結フィルム３４１を通じて信号の供給を受ける。第１ゲートＰＣＢ３１０と同様に、第２ゲートＰＣＢ３４０は、データＰＣＢ４０に実装された電源部１００及び第２レベルシフト８０から供給される電源信号、第２クロック信号ＣＫＶ２、第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２及び第２スタートパルスＳＴＶＰ２の供給を受け、第２ゲートＴＣＰ３５０に実装された第２ゲート駆動回路３６０に信号を供給する。

第２ゲート駆動回路３６０は、第２ゲートＰＣＢ３４０から供給された第２クロック信号ＣＫＶ２、第２反転クロック信号ＣＫＶＢ２及び第２スタート信号によって、プリチャージ電圧ＶＦ及びゲートオフ電圧ＶＯＦＦを選択的に出力し、第２ゲートＴＣＰ３５０に接続された液晶パネル１０のゲートラインＧＬに順次供給する。

ここで、第１ゲート駆動回路３３０がＮ番目ゲートラインＧＬＮにゲートオン電圧ＶＯＮを供給する間、第２ゲート駆動回路３６０がＮ＋４ｎ番目ゲートラインＧＬＮ＋４ｎにプリチャージ電圧ＶＦを供給する。これにより、Ｎ＋４ｎ番目ゲートラインＧＬＮ＋４ｎと接続されたサブ画素をプリチャージさせる。例えば、図９に示された垂直２ドットインバージョン駆動方法で液晶パネル１０を駆動する場合、第１ゲート駆動回路３３０が１番目のゲートラインＧＬ１にゲートオン電圧ＶＯＮを供給する間、第２ゲート駆動回路３６０が５番目ゲートラインＧＬ５にプリチャージ電圧ＶＦを供給する。つまり、第１ゲート駆動回路３３０は複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉに順次ゲートオン電圧ＶＯＮを供給し、第２ゲート駆動回路３６０は複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｉに順次プリチャージ電圧ＶＦを供給する。

一方、第１及び第２レベルシフト７０、８０は第１及び第２ゲートＰＣＢ３１０、３４０に実装されてもよい。即ち、データＰＣＢ４０はタイミングコントローラ２００と電源部１００とを実装し、、制御信号及び電源信号を第１及び第２レベルシフト７０、８０それぞれに供給する。第１及び第２レベルシフト７０、８０は、第１及び第２クロック信号ＣＫＶ１、ＣＫＶ２、第１及び第２反転クロック信号ＣＫＶＢ１、ＣＫＶＢ２及び第１及び第２スタートパルスＳＴＶＰ１、ＳＴＶＰ２をそれぞれ生成して該当ゲート駆動回路３３０、３６０に供給してもよい。

また、本発明は第１及び第２ゲート駆動回路３３０、３６０をチップオングラス（ＣＯＧ）形態で液晶パネル１０に直接実装されてもよい。さらに、第１及び第２ゲート駆動回路３３０、３６０は第１及び第２レベルシフト７０、８０を含んで形成されてもよく、別途のレベルシフトを使用しなくてもよい。

上述したように、本発明による液晶表示装置は第１及び第２ゲート駆動部を具備して、Ｎ（Ｎは自然数）番目のゲートラインにゲートオン電圧が供給されるとき、Ｎ＋４ｎ（Ｎ、ｎは自然数）番目のゲートラインにプリチャージ電圧を供給してＮ＋４ｎ番目のゲートラインに接続された画素を予め充電することで、液晶を予め駆動させ、該当画素にゲートオン電圧が供給されるときに液晶の応答時間を短縮させることができる。

また、画素が予め充電されるので、充電の割合を保持するためのストレージ電極の面積が減少し、減少したストレージ電極の面積分だけ開口率を増加させることができる。

そして、第２ゲート駆動回路を駆動するために、タイミングコントローラで別途の信号を生成せずに、ゲート出力制御信号によってプリチャージ電圧の供給時間を決定するので、タイミングコントローラ及び電源部で消費電流が増加せず、電力使用の効率性が増大する。

以上、本発明の実形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。

従来の液晶表示装置においてインバージョン駆動の際に発生する応答速度不良を説明するための波形図である。 画面がブラックからホワイトに変わるときに画素に印加されるデータ信号及びゲート信号の波形を例にして示した波形図である。 本発明の第１実施形態による液晶表示装置を概略的に示したブロック図である。 図３に示された液晶表示装置を示した平面図である。 図３及び図４に示された第１及び第２レベルシフトそれぞれを概略的に示した図面である。 図３及び図４に示された第１及び第２レベルシフトそれぞれを概略的に示した図面である。 図５に示された第１レベルシフトにおいての入出力信号を示した波形図である。 図６に示された第２レベルシフトにおいての入出力信号を示した波形図である。 図３及び図４に示された第１及び第２ゲート駆動回路の内部を概略的に示したブロック図である。 第１及び第２レベルシフトそれぞれから生成される第１及び第２クロック信号及び第１及び第２ゲート駆動回路から供給されるゲートオン電圧及びプリチャージ電圧をそれぞれ比較するために示した波形図である。 本発明の第１実施形態による垂直２ドットインバーション駆動方法で駆動した液晶表示装置を概略的に示した平面図である。 本発明の第２実施形態による液晶表示装置を概略的に示した平面図である。

符号の説明

１０ 液晶パネル
２０，３３０ 第１ゲート駆動回路
３０、３６０ 第２ゲート駆動回路
４０ データＰＣＢ
５０ データＴＣＰ
６０ データ駆動回路
７０ 第１レベルシフト
８０ 第２レベルシフト
１００ 電源部
２００ タイミングコントローラ
３１０ 第１ゲートＰＣＢ
３１１ 第１連結フィルム
３２０ 第１ゲートＴＣＰ
３４０ 第２ゲートＰＣＢ
３４１ 第２連結フィルム
３５０ 第２ゲートＴＣＰ
ＧＬ ゲートライン
ＤＬ データライン
ＳＲ シフトレジスタ

Claims (18)

1. 画像を表示する液晶パネルと、
   前記液晶パネルに形成された複数のゲートラインの一側及び他側に接続され、前記ゲートラインをそれぞれ駆動する第１及び第２ゲート駆動回路と、
   を具備し、
   前記第１及び前記第２ゲート駆動回路のうちいずれか一つからＮ（Ｎは自然数）番目のゲートラインにゲートオン電圧が供給されるとき、残りの一つからＮ＋４ｎ（ｎは自然数）番目のゲートラインにプリチャージ電圧を供給することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１ゲート駆動回路及び前記第２ゲート駆動回路は、前記液晶パネルに集積されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 第１クロック信号、第１反転クロック信号及び第１スタートパルスを生成して前記第１ゲート駆動回路に供給する第１レベルシフトと、
   第２クロック信号、第２反転クロック信号及び第２スタートパルスを生成して前記第２ゲート駆動回路に供給する第２レベルシフトと、をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１レベルシフト及び前記第２レベルシフトそれぞれに前記ゲートオン電圧及びゲートオフ電圧に対応する各電圧を供給する電源部と、
   前記第１レベルシフトに１番目のゲートラインを選択する第１ゲートスタートパルスと次のゲートラインを選択する第１ゲートシフトクロックと前記第１クロック信号の出力を制御する第１出力制御信号とを供給し、前記第２レベルシフトに１番目のゲートラインを選択する第２ゲートスタートパルスと次のゲートラインを選択する第２ゲートシフトクロックと前記第２クロック信号の出力を制御する第２出力制御信号とを含む制御信号を供給するタイミングコントローラと、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１レベルシフトは前記第１ゲートシフトクロックと前記第１出力制御信号とをＯＲ演算してクロックを生成する第１ロジック回路をさらに含み、
   前記第２レベルシフトは前記第２ゲートシフトクロックと前記第２出力制御信号とをＯＲ演算してクロックを生成する第２ロジック回路をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶パネルに形成されたデータラインを駆動するデータ駆動回路と、
   前記データ駆動回路が実装されたデータテープキャリアパッケージと、
   前記データテープキャリアパッケージと接続され、前記電源部及びタイミングコントローラが実装され、前記第１及び前記第２レベルシフトが実装されたデータ印刷回路基板と、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記第２出力制御信号のハイレベル供給時間は、前記第１出力制御信号のハイレベル供給時間と比較して同じであるかより短いことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１ゲート駆動回路は、前記第１クロック信号を前記ゲートオン電圧として出力し、前記第１反転クロック信号を前記ゲートオフ電圧として出力する第１シフトレジスタをさらに具備し、
   前記第２ゲート駆動回路は、前記第２クロック信号を前記プリチャージ電圧として出力し、前記第２反転クロック信号を前記ゲートオフ電圧として出力する第２シフトレジスタをさらに具備することを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
9. 前記プリチャージ電圧が供給される時間は、前記ゲートオン電圧が供給される時間と比較して同じかより短いことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１ゲート駆動回路及び前記第２ゲート駆動回路は、前記液晶パネルにチップオングラス形態で実装されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶パネルと接続され、前記第１ゲート駆動回路及び前記第２ゲート駆動回路をそれぞれ実装する第１ゲートテープキャリアパッケージ及び第２ゲートテープキャリアパッケージと、
    前記第１ゲートテープキャリアパッケージ及び前記第２ゲートテープキャリアパッケージにそれぞれ接続され、前記第１ゲート駆動回路及び前記第２ゲート駆動回路に信号を伝送する第１ゲート印刷回路基板及び第２ゲート印刷回路基板と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記液晶パネルは垂直方向にはｎ（ｎは自然数）ドット単位で反転され、水平方向にはドット単位で反転される垂直ｎドットインバージョンで駆動されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 第１ゲート駆動回路及び第２ゲート駆動回路のうちいずれか一つからＮ（Ｎは自然数）番目のゲートラインにゲートオン電圧を供給し、
    前記Ｎ番目のゲートラインに前記ゲートオン電圧が供給される間、前記第１ゲート駆動回路及び前記第２ゲート駆動回路のうち残りの一つからＮ＋４ｎ（ｎは自然数）番目のゲートラインにプリチャージ電圧を供給すること、
    を特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
14. 第１レベルシフトで前記第１ゲート駆動回路に第１クロック信号、第１反転クロック信号及び第１スタートパルスを生成して供給し、
    第２レベルシフトで前記第２ゲート駆動回路に第２クロック信号、第２反転クロック信号及び第２スタートパルスを生成して供給すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
15. タイミングコントローラを通じて前記第１レベルシフトに第１ゲートスタートパルス、第１ゲートシフトクロック及び第１出力制御信号を供給し、前記第２レベルシフトに第２ゲートスタートパルス、第２ゲートシフトクロック及び第２出力制御信号を供給し、
    電源部から前記第１及び前記第２レベルシフトそれぞれに前記ゲートオン電圧及びゲートオフ電圧に対応する各電圧を供給すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の駆動方法。
16. 前記第１レベルシフトは、前記第１ゲートシフトクロック及び前記第１出力制御信号をＯＲ演算して前記第１クロック信号を生成し、前記第１クロック信号が反転された前記第１反転クロック信号を生成して前記第１ゲート駆動回路に供給し、
    前記第２レベルシフトは、前記第２ゲートシフトクロック及び前記第２出力制御信号をＯＲ演算して前記第２クロック信号を生成し、前記第２クロック信号が反転された前記第２反転クロック信号を生成して前記第２ゲート駆動回路に供給すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の駆動方法。
17. 前記第１ゲート駆動回路は、前記Ｎ番目のゲートライン駆動のときに前記第１クロック信号を前記ゲートオン電圧として出力し、これと同期して前記第２ゲート駆動回路は、前記Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインに前記第２クロック信号をプリチャージ電圧として供給すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の駆動方法。
18. 前記Ｎ＋４ｎ番目のゲートラインに前記プリチャージ電圧が供給される時間は、前記Ｎ番目のゲートラインに前記ゲートオン電圧が供給される時間と同じであるかより短いことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の駆動方法。