JP2009008942A - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲートパネル内配線の配線抵抗が大きい場合にも、それによるゲート電圧の降下の発生を防止し、画面の品質向上を図る。
【解決手段】基板上で互いに交差して画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインと、各前記ゲートラインに接続され、各前記ゲートラインを駆動するゲートドライバに接続されたドライバＩＣと、各ドライバＩＣにゲート配線電圧を順次供給するゲート電圧配線と、ゲート配線電圧を供給するタイミングを制御するタイミングコントローラとを備え、タイミングコントローラの制御により、ゲート電圧配線に供給されるゲート配線電圧を、各ドライバＩＣがスキャンするタイミングにおいて、段階的にステップアップさせる。
【選択図】図４

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に、電圧降下を抑制するための液晶表示装置およびその駆動方法に関する。

液晶表示装置は、一般的に、図１を参照するように、略々矩形の液晶パネル１の周辺にはプリント基板（ＰＣＢ）２が設けられ、プリント基板２には、液晶パネル１を駆動させるための後述するゲートドライバおよびソースドライバが設けられている。ゲートドライバおよびソースドライバには、ＣＯＦ（Chip On Film）（または、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding））３が接続されており、ＣＯＦ３には、液晶パネル１に設けられている後述するゲートラインを駆動させるためのドライバＩＣが搭載されている。また、液晶パネル１の裏側には、光源となるバックライト（図示省略）が設けられている。

また、液晶パネル１は、図２を参照するように、アレイ基板４とカラーフィルタ基板５との２枚のガラス基板から構成されており、それらの間には液晶材（図示省略）が注入され、封止されている。アレイ基板４には、格子状に互いに交差している複数のゲートライン６とデータライン７とが設けられ、ゲートライン６にはゲートドライバ８が接続され、データライン７にはソースドライバ９が接続されている。また、ゲートライン６とデータライン７との各点部分には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が設けられている。ゲートドライバ８からはゲートライン６を介してアドレス信号がＴＦＴのゲート電極に供給され、ソースドライバ９からはデータライン７を介して映像データ信号がＴＦＴのソース電極に供給される。

ゲートライン６とデータライン７とがアレイ基板４上で互いに交差して画素領域を定義し、各画素１０は、ゲートライン６とデータライン７との各交点に配置されている。ゲートライン６によって１行分（例えば、Ｇ１ライン全てのＴＦＴ）の画素１０が選択され、データライン７によって映像データ信号が書き込まれる。画素１０は、ゲートラインＧ１、次にゲートラインＧ２、その次にゲートラインＧ３のように、ゲート配線電圧の供給口から近い順に順序よく選択され、１画面が表示される。各ゲートライン６が選択している時間内に映像データ信号がデータラインＤ１〜Ｄ３に順次供給され、必要なデータがＴＦＴを介して画素内のコンデンサ（図示省略）に蓄積され、所望するデータを表示させる。

なお、図１においては、液晶パネル１の短辺側をゲート側とし、長辺側をソース側と呼び、図２および図３においては、液晶パネル１の上側をゲート側とし、左側をソース側と呼ぶこととし、ゲート側に設けられているＣＯＦ３をゲートＣＯＦ３ａとし、ソース側に設けられているＣＯＦ３をソースＣＯＦ３ｂとする。

ここで、ゲートライン６は、複数本ずつまとめて、それらを駆動させるために、各ＣＯＦ３に設けられたドライバＩＣ（符号１３）に接続されている。各ドライバＩＣ（符号１３）は、図３を参照するように、直列に順次接続されており、一端（図３では左端）のドライバＩＣ（符号１３）がゲート電圧配線１４に接続されている。これにより、各ドライバＩＣ（符号１３）には、ゲート電圧配線１４から、ソースＣＯＦ３ｂを経由して、プリント基板２上のパネル配線を介して、ゲート電圧が順次供給される。図６は、図３の各ポイント（１）〜（４）における電圧値を示したグラフである。図６において、実線がポイント（１）における電圧値、破線がポイント（２）における電圧値、一点鎖線がポイント（３）における電圧値、二点鎖線がポイント（４）における電圧値を示している。図６に示すように、図３における各ポイント（１）〜（４）の電圧値は、いずれもほぼ一定値であるが、（１）が一番高く、（２）〜（４）にかけて徐々に低い値となっている。これは、ゲートパネル内の配線の配線抵抗のために、供給口であるゲート電圧配線１４から遠くなればなるほど、電圧値が下がるためである（電圧降下）。

従来の液晶表示装置においては、１本のゲートライン６の入力側（ゲートドライバに近い側）と終端側（ゲートドライバから遠い側）との間の共通電圧の電圧値の差を補償することについての提案はなされている（例えば、特許文献１参照）ものの、上述したような、ゲートライン６間の供給口側（ゲート電圧配線１４に近い側）と終端側（ゲート電圧配線１４から遠い側）との間の電圧値の差を補償することについては何ら提案されていない。

また、別の従来例においても、ゲートパルスが立ち上がる時に生じる、ＴＦＴのゲート領域とチャネル領域の間の容量結合あるいはカップリングによる電圧降下による、各画素に保持される信号電位と、データラインに供給される映像データ信号の電位との間の電位差を補償することについての提案がなされている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、当該特許文献２においても、上述したような、ゲートライン６間の供給口側（ゲート電圧配線１４に近い側）と終端側（ゲート電圧配線１４から遠い側）との間の電圧値の差を補償することについては何ら提案されていない。

特開２００２−３０３８８２号公報 特開平６−１９４２９号公報

上述したように、特許文献１および２に記載された従来の液晶表示装置においては、同一のゲートラインの入力側と終端側の電圧の差を補償して、輝度ムラを無くし、表示品位を向上させるための提案がなされているが、上述したような、ゲートライン６間の供給口側（ゲート電圧配線１４に近い側）と終端側（ゲート電圧配線１４から遠い側）との間の電圧値の差を補償することについては何ら提案されていないため、ゲートパネル内配線の配線抵抗が大きい場合には、それによりゲート電圧の低下が発生し、画面表示に影響が出る可能性があるという問題点があった。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、ゲートパネル内配線の配線抵抗によるゲート電圧の降下の発生を防止し、画面の品質向上を図るための液晶表示装置およびその駆動方法を得ることを目的とする。

本発明は、基板上で互いに交差して画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインと、前記ゲートラインに接続され、各前記ゲートラインを駆動する複数のドライバＩＣと、各前記ドライバＩＣに駆動電圧を順次供給するゲート電圧配線と、供給するタイミングの制御を行いながら、前記ゲート電圧配線にゲート配線電圧を供給するタイミングコントローラとを備え、前記タイミングコントローラの制御により、各前記ドライバＩＣがスキャンされる時点の各前記ドライバＩＣの駆動電圧の値がほぼ同じ値となるように、前記ゲート電圧配線に供給されるゲート配線電圧の電圧値を各前記ドライバＩＣのスキャンのタイミングに合わせて階段状に増加または減少させることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明は、基板上で互いに交差して画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインと、前記ゲートラインに接続され、各前記ゲートラインを駆動する複数のドライバＩＣと、各前記ドライバＩＣに駆動電圧を順次供給するゲート電圧配線と、供給するタイミングの制御を行いながら、前記ゲート電圧配線にゲート配線電圧を供給するタイミングコントローラとを備え、前記タイミングコントローラの制御により、各前記ドライバＩＣがスキャンされる時点の各前記ドライバＩＣの駆動電圧の値がほぼ同じ値となるように、前記ゲート電圧配線に供給されるゲート配線電圧の電圧値を各前記ドライバＩＣのスキャンのタイミングに合わせて階段状に増加させることを特徴とする液晶表示装置であるので、ゲートパネル内配線の配線抵抗が大きい場合にも、それによるゲート電圧の降下の発生を防止し、画面の品質向上を図ることができる。

図１は、本発明に係る液晶表示装置の概略構成を示した図である。本発明に係る液晶表示装置においては、図１に示すように、液晶パネル１の周辺にプリント基板（ＰＣＢ）２が設けられ、プリント基板２には、液晶パネル１を駆動させるためのゲートドライバおよびソースドライバが設けられている。ゲートドライバおよびソースドライバには、ＣＯＦ（またはＴＡＢ）３が接続されており、ＣＯＦ３には、液晶パネル１に設けられている後述するゲートラインを駆動させるためのドライバＩＣが搭載されている。また、液晶パネル１の裏側には、光源となるバックライト（図示省略）が設けられている。

また、本発明に係る液晶表示装置に用いられている液晶パネル１は、図２に示すように、アレイ基板４とカラーフィルタ基板５との２枚のガラス基板から構成されており、それらの間には液晶材（図示省略）が注入され、封止されている。また、アレイ基板４には、格子状に互いに交差している複数のゲートライン６とデータライン７とが設けられ、ゲートライン６にはゲートドライバ８が接続され、データライン７にはソースドライバ９が接続されている。また、ゲートライン６とデータライン７との各点部分には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が設けられている。各ＴＦＴは、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有している。また、ゲートドライバ８およびソースドライバ９にはタイミングコントローラ１１が接続されている。タイミングコントローラ１１は電源（図示省略）に接続されており、供給するタイミングの制御を行いながら、後述するゲート電圧配線１４にゲート配線電圧を供給する。また、タイミングコントローラ１１およびソースドライバ９には原画信号源１２が接続されている。タイミングコントローラ１１の制御により、ゲートドライバ８からはドライバＩＣ（符号１３）及びゲートライン６を介してアドレス信号がＴＦＴのゲート電極に供給され、ソースドライバ９からはデータライン７を介して映像データ信号がＴＦＴのソース電極に供給される。なお、タイミングコントローラ１１、原画信号源１２、ゲートドライバ８、および、ソースドライバ９は、図１に示すプリント基板２上に搭載されている。

ゲートライン６は、図３に示すように、所定の本数ごとにまとめて、それらを駆動させるための各ＣＯＦ３に設けられたドライバＩＣ（符号１３）に接続されている。また、各ドライバＩＣ（符号１３）は、図３に示すように、直列に接続されており、その中の一端（図３では左端）のドライバＩＣ（符号１３）がゲート電圧配線１４に接続されている。これにより、各ドライバＩＣ（符号１３）には、ゲート電圧配線１４から、ソースＣＯＦ３ｂを経由して、プリント基板２上のパネル配線を介して、ゲート配線電圧（駆動電圧）が順次供給されていく。

ここで、ゲート電圧配線１４に供給する電圧の値が一定値であるとすると、上述したように、図６に示すような電圧降下が発生する。そこで、本発明においては、ゲート電圧配線１４に供給するゲート配線電圧の値を、図４の実線で示すように、各ドライバＩＣがスキャンするタイミングに合わせて、段階的に、階段状にステップアップ（増加）させる構成としている。図４は、図３の各ポイント（１）〜（４）における電圧値を示したグラフであり、実線がポイント（１）における電圧値、破線がポイント（２）における電圧値、一点鎖線がポイント（３）における電圧値、二点鎖線がポイント（４）における電圧値の変化を示している。また、図４の時間軸（スキャン軸）にある（２）〜（４）は、それぞれの電圧が入力されるドライバＩＣ（符号１３）が実際にスキャンしているタイミングを示している。図４の丸囲いＡ内に示される通り、それぞれのドライバＩＣ（符号１３）がスキャンするタイミングにおいて、ポイント（２）〜（４）における電圧値がすべて等しくなっており、電圧降下の影響が出ていないことがわかる。すなわち、タイミング（２）における電圧値（２）の値と、タイミング（３）における電圧値（３）の値と、タイミング（４）における電圧値（４）の値とが、すべて、同じ値となっている。但し、これらの電圧は、厳密に全く同じ値でなくてもよく、電圧降下の影響が表示映像に出ない範囲（視聴者が感じない程度）であれば、多少のばらつきを含んでいても問題がないため、ほぼ同じ値であればよいものとする。

図５は、本発明を実現するための回路ブロック図である。図５において、１１は上述したタイミングコントローラであり、１５は、タイミングコントローラ１１に接続されたＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）、１６は、ＤＡＣ１５に接続されて、ＤＡＣ１５からの出力を増幅するためのＡＭＰ（増幅器）である。当該構成において、図３の各ポイント（２）〜（４）に対応して配置されたドライバＩＣ（符号１３）のスキャンのタイミングに合わせてタイミングコントローラ１１からＤＡＣ１５に電圧を段階的にステップアップする指示を出す。当該指示はデジタル信号であるため、ＤＡＣ１５は、それをアナログ信号に変換して出力する。ＤＡＣ１５の出力はＡＭＰ１６に接続され、そこで増幅されて、ゲート電圧配線１４に供給されるゲート配線電圧となる。

また、タイミングコントローラ１１が指示を出すタイミングの制御方法について以下に説明する。上述したように、各ドライバＩＣ（符号１３）には、所定の本数ずつのゲートラインが接続されているので、１本のゲートラインに電圧を供給するための所要時間は設計値からほぼ正確にわかるので、ドライバＩＣ（符号１３）に接続されているゲートラインの数から、１つのドライバＩＣ（符号１３）から次のドライバＩＣ（符号１３）に電圧供給（スキャン）が移行されるまでの所要時間を正確に知ることができる（１本分の所要時間とゲートラインの数の乗算値）。従って、その推定された所要時間を電圧増加のタイミングとして予めタイミングコントローラ１１に記憶させておけば、正確に、かつ、容易に、ドライバＩＣ（符号１３）のスキャンのタイミングに合わせて、ゲート電圧配線１４に供給するゲート配線電圧の値を段階的にステップアップさせていくことができる。また、段階的に上げる電圧値（電圧値の上げ幅）としては、これも、電圧降下の度合いは、図６に示すように、設計・製造段階で明確に統計的に検出することができるので、そうして得られた電圧降下の度合いに基づいて設定すれば、過不足なく、適切に電圧を増加させていくことができる。それにより、各前記ドライバＩＣがスキャンされる時点の各前記ドライバＩＣの駆動電圧の値（各ポイント（２）〜（４）の電圧値）がほぼ同じ値となる。

以上のように、本発明に係る液晶表示装置においては、各ドライバＩＣ（符号１３）がスキャンするタイミングに順次合わせて、ゲート電圧配線１４に供給するゲート配線電圧を階段状にステップアップ（増加）させていくようにしたので、それぞれのドライバＩＣ（符号１３）がスキャンするタイミングにおける各ポイント（２）〜（４）の電圧値を順次すべて等しくすることができ、電圧降下の発生を防ぐことができる。これにより、ゲートパネル内配線の配線抵抗によるゲート電圧の降下の発生を防止し、画面の品質向上を図ることができる。

なお、上記の説明においては、図３において、ドライバＩＣ（符号１３）のスキャン方向が左から右の場合を想定して説明したが、実際には、その逆で、右から順にスキャンされる場合もある（ゲート電圧配線１４からの電圧供給口から遠い方から順にスキャンされる構成）。その場合には、ゲート電圧配線１４に供給されるゲート配線電圧は、ドライバＩＣ（符号１３）のスキャンのタイミングに合わせて、階段状に減少（ステップダウン）するようにすればよい。この場合も、同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、上記の説明においては、ゲートライン間の電圧降下の防止について説明したが、万一、単一のゲートラインの入力側と終端側との間の電圧降下も防止したい場合には、必要に応じて、上記の構成に加えて、例えば、特許文献１および２等に記載されているような公知の手法により、それを補正するようにすればよい。

本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示した斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の内部構成を示した構成図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置におけるゲート電圧配線と各ドライバＩＣとを示した構成図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置における図３の各ポイントでの電圧値の変化をグラフで示した説明図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置におけるタイミングコントローラからゲート電圧配線までの構成を示したブロック図である。 従来の液晶表示装置における図３の各ポイントでの電圧値の変化をグラフで示した説明図である。

符号の説明

１ 液晶パネル、２ プリント基板、３ ＣＯＦ（またはＴＡＢ）、３ａ ゲートＣＯＦ、３ｂ ソースＣＯＦ、４ アレイ基板、５ カラーフィルタ基板、６ ゲートライン、７ データライン、８ ゲートドライバ、９ ソースドライバ、１０ 画素、１１ タイミングコントローラ、１２ 原画信号源、１３ ドライバＩＣ、１４ ゲート電圧配線、１５ ＤＡＣ、１６ ＡＭＰ。

Claims (2)

1. 基板上で互いに交差して画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインと、
   前記ゲートラインに接続され、各前記ゲートラインを駆動する複数のドライバＩＣと、
   各前記ドライバＩＣに駆動電圧を順次供給するゲート電圧配線と、
   供給するタイミングの制御を行いながら、前記ゲート電圧配線にゲート配線電圧を供給するタイミングコントローラと
   を備え、
   前記タイミングコントローラの制御により、各前記ドライバＩＣがスキャンされる時点の各前記ドライバＩＣの駆動電圧の値がほぼ同じ値となるように、前記ゲート電圧配線に供給されるゲート配線電圧の電圧値を各前記ドライバＩＣのスキャンのタイミングに合わせて階段状に増加または減少させる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 基板上で互いに交差して画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインを備えた液晶表示装置の駆動方法であって、
   タイミングコントローラが制御するタイミングに基づいて、ゲート電圧配線にゲート配線電圧を供給するステップと、
   前記ゲート電圧配線に前記ゲート配線電圧が供給されたことにより、各ドライバＩＣに対して駆動電圧が順次供給されるステップと、
   前記駆動電圧の供給により、前記ドライバＩＣが前記ゲートラインを駆動させるステップと
   を備え、
   前記ゲート電圧配線に供給される前記ゲート配線電圧の値は、各前記ドライバＩＣがスキャンされる時点の各前記ドライバＩＣの駆動電圧の値がほぼ同じ値となるように、各前記ドライバＩＣがスキャンするタイミングに合わせて段階的にステップアップまたはステップダウンされる
   ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

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