JP2011145651A - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置の駆動電圧を高めると共に、液晶表示装置の光漏れを抑える。
【解決手段】互いに対向する第１基板及び第２基板、第１基板と第２基板との間に配置された、液晶分子を含む液晶層、第１基板上に位置する、ゲート信号を伝達するゲート線、データ電圧を伝達する第１データ線、第１電圧及び前記第１電圧より大きい第２電圧を交互に伝達する第１電源線、ゲート線及び第１データ線と接続される第１スイッチング素子、ゲート線及び第１電源線と接続される第２スイッチング素子、第１スイッチング素子と接続される第１画素電極、並びに、第２スイッチング素子と接続される第２画素電極を含み、第１画素電極と第２画素電極は液晶層と共に液晶キャパシタを形成し、第１電圧及び第２電圧の少なくとも一つは可変である。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関するものである。

液晶表示装置は、現在、最も幅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などの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、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定して、入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。

液晶表示装置は、また、各画素電極に接続されるスイッチング素子、及びスイッチング素子を制御して画素電極に電圧を印加するためのゲート線とデータ線など多数の信号線を含む。

このような液晶表示装置は外部のグラフィックス制御器から入力映像信号を受信し、入力映像信号は各画素の輝度情報を含んでおり、各輝度は与えられた数の階調（ｇｒａｙ）で決まる。各画素は所望の輝度情報に対応するデータ電圧の印加を受ける。画素に印加されたデータ電圧は、共通電圧などの基準電圧との差によって画素電圧として現れ、画素電圧によって各画素は映像信号の階調が示す輝度を表示する。この時、液晶層に一方向の電界が長い間に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、又は画素別に基準になる電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。また、表示画面の縦縞のような染みが生じるのを防止するために、隣接する画素が示す画素電圧の極性を異ならせることもある。

隣接する画素の極性を異ならせるために隣接するデータ線間の極性を異なるようにすると、ブラックを表示する場合、一つの画素に印加されたデータ電圧と隣接する画素と接続されたデータ線間の電圧差が大きく発生して、画素の周辺に光漏れが発生するようになる。特に、駆動電圧が大きくなる場合、このような光漏れはさらに大きくなる。

本発明の目的は、液晶表示装置の駆動電圧を高めると共に、液晶表示装置の光漏れを抑えることにある。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する第１基板及び第２基板、前記第１基板と第２基板との間に配置された、液晶分子を含む液晶層、前記第１基板上に位置してゲート信号を伝達するゲート線、前記第１基板上に位置してデータ電圧を伝達する第１データ線、前記第１基板上に位置して第１電圧及び前記第１電圧より大きい第２電圧を交互に伝達する第１電源線、前記ゲート線及び前記第１データ線と接続される第１スイッチング素子、前記ゲート線及び前記第１電源線と接続される第２スイッチング素子、前記第１スイッチング素子と接続される第１画素電極、及び前記第２スイッチング素子と接続される第２画素電極を含み、前記第１画素電極と前記第２画素電極は前記液晶層と共に液晶キャパシタを形成し、前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくとも一つは可変である。

前記液晶表示装置の駆動電圧は可変でありうる。
前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことができる。
前記第１データ線と隣接する第２データ線をさらに含み、前記第１データ線及び前記第２データ線に伝達されるデータ電圧は互いに極性が反対でありうる。
前記第１基板上に位置して、前記第１電圧及び前記第２電圧を交互に伝達する第２電源線、前記ゲート線及び前記第２データ線と接続される第３スイッチング素子、前記ゲート線及び前記第２電源線と接続される第４スイッチング素子、前記第３スイッチング素子と接続される第３画素電極、及び前記第４スイッチング素子と接続される第４画素電極をさらに含み、前記第１電源線に印加される電圧と前記第２電源線に印加される電圧は互いに異なりうる。
前記第１電源線に前記第１電圧と前記第２電圧はフレームごとに交互に印加できる。
前記液晶表示装置の駆動電圧は最大値及び最小値の間で可変でありうる。
前記第１電圧は接地電圧であり、前記第２電圧は前記駆動電圧でありうる。

入力映像信号を分析する映像信号分析部、前記映像信号分析部の分析結果に基づいて前記駆動電圧が最大値と前記最小値との間で変化するように制御する駆動電圧制御部、及び前記変化された駆動電圧によって前記入力映像信号を補正する入力映像信号補正部をさらに含むことができる。
前記入力映像信号補正部は、前記駆動電圧が前記最大値である場合に前記入力映像信号が示す輝度と、前記変化された駆動電圧によって補正された入力映像信号が示す輝度とが同じように、前記入力映像信号を補正できる。
ブラックを表示する場合、前記駆動電圧は前記最小値でありうる。
前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことができる。
前記液晶表示装置の駆動電圧は基準電圧に対して可変であり、０Ｖ以上の追加電圧を加えた電圧でありうる。
前記第１電圧は前記追加電圧であり、前記第２電圧は前記基準電圧でありうる。
前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含み、前記正極性のデータ電圧の範囲は、前記追加電圧以上、前記駆動電圧以下であり、前記負極性のデータ電圧の範囲は、接地電圧以上、前記基準電圧以下でありうる。

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スイッチング素子を通じて第１データ線と接続される第１画素電極、第２スイッチング素子を通じて第１電源線と接続される第２画素電極、及び前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に位置する液晶層を含む液晶表示装置において、前記第１スイッチング素子を導通させて前記第１画素電極にデータ電圧を印加する段階、及び前記第２スイッチング素子を導通させて、前記第２画素電極に第１電圧及び前記第１電圧より大きい第２電圧を交互に伝達する段階を含み、前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくとも一つは可変である。

前記液晶表示装置の駆動電圧は可変でありうる。
前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことができる。
前記第１データ線に隣接する第２データ線をさらに含み、前記第１データ線及び前記第２データ線に伝達されるデータ電圧は互いに極性が反対でありうる。
前記第１電源線に前記第１電圧と前記第２電圧はフレームごとに交互に印加できる。
前記液晶表示装置の駆動電圧は最大値及び最小値の間で可変でありうる。
前記第１電圧は接地電圧であり、前記第２電圧は前記駆動電圧でありうる。
入力映像信号を分析する段階、前記映像信号分析部の分析結果に基づいて前記駆動電圧が最大値と前記最小値との間で変化するように制御する段階、及び前記変化された駆動電圧によって前記入力映像信号を補正する段階をさらに含むことができる。
前記入力映像信号を補正する段階は、前記駆動電圧が前記最大値である場合に前記入力映像信号が示す輝度と、前記変化された駆動電圧によって補正された入力映像信号が示す輝度とが同じように、前記入力映像信号を補正する段階を含むことができる。

ブラックを表示する場合、前記駆動電圧は前記最小値でありうる。
前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことができる。
前記第１電源線に前記第１電圧と前記第２電圧はフレームごとに交互に印加できる。
前記液晶表示装置の駆動電圧は基準電圧に対して可変であり、０Ｖ以上の追加電圧を加えた電圧でありうる。
前記第１電圧は前記追加電圧であり、前記第２電圧は前記基準電圧でありうる。
前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含み、前記正極性のデータ電圧の範囲は、前記追加電圧以上、前記駆動電圧以下であり、前記負極性のデータ電圧の範囲は、接地電圧以上、前記基準電圧以下でありうる。

本発明によれば、ブラック又は暗い画面を表示する場合、駆動電圧（Ｖｄｄ）を低くするか、又は第１電圧と第２電圧との差を減らすことによって、一つの画素に印加される電圧とこれと隣接する画素に接続されたデータ線に印加される電圧との差を削減できるので、当該画素の周辺の光漏れ現象を改善できる。

本発明の一実施形態に係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係る液晶表示装置の構造と一画素を示すなどが回路図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の四つの画素に対する回路図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の簡略な断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 図５の入力映像信号補正部で行われる入力映像信号補正方法を示す階調−輝度曲線である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置において階調による正極性データ電圧曲線と第１電圧又は第２電圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置において階調による負極性データ電圧曲線と第１電圧又は第２電圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置において階調による正極性データ電圧曲線と第１電圧又は第２電圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における階調による負極性データ電圧曲線と第１電圧又は第２電圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の四つの画素の極性を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の四つの画素の極性を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 図１３の実施形態に係る液晶表示装置におけるデータ電圧、第１電圧及び第２電圧の波形図である。 図１３の実施形態による液晶表示装置におけるブラックを表示する場合のデータ電圧、第１電圧及び第２電圧の波形図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図１６の液晶表示装置のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。

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が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。しかし、本発明は種々の相異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。

図面において、種々の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。明細書の全体にわたって類似する部分に対し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”にあるという時、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。一方、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるという時には、中間に他の部分がないことを意味する。

次に、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置及びその駆動方法について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係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係る液晶表示装置の構造と一画素を示す等価回路図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の四つの画素に対する回路図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示板組立体（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、ゲート駆動部（ｇａｔｅ ｄｒｉｖｅｒ）４００、データ駆動部（ｄａｔａ ｄｒｉｖｅｒ）５００、駆動電圧生成部７００、第１電圧／第２電圧駆動部９００、階調電圧生成部（ｇｒａｙ ｖｏｌｔａｇｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）８００、及び信号制御部（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６００を含む。

図１及び図３を参照すると、液晶表示板組立体３００は、複数の信号線と、これに接続されて、ほぼ行列状に配列された複数の画素（ＰＸ）とを含む。反面、図２に示した構造から見ると、液晶表示板組立体３００は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びその間に挿入されている液晶層３を含む。

図３を参照すると、信号線は、ゲート信号を伝達する複数のゲート線（Ｇｉ、Ｇ（ｉ＋１）））、データ電圧を伝達する複数のデータ線（Ｄｊ、Ｄ（ｊ＋１）、Ｄ（ｊ＋２）、及びそれぞれ、第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）を伝達する第１電源線（ＶＣＬ１）及び第２電源線（ＶＣＬ２）を含む。ゲート線（Ｇｉ、Ｇ（ｉ＋１））、第１電源線（ＶＣＬ１）及び第２電源線（ＶＣＬ２）はほぼ行方向に延びて、互いにほぼ平行し、データ線（Ｄｊ、Ｄ（ｊ＋１、Ｄ（ｊ＋２））はほぼ列方向に延びて、互いにほぼ平行する。

各画素（ＰＸ）、例えば、ｉ番目ゲート線（Ｇｉ）とｊ番目データ線（Ｄｊ）に接続された画素（ＰＸ）は、ゲート線（Ｇｉ）及びデータ線（Ｄｊ）に接続された第１スイッチング素子（Ｑａ）、ゲート線（Ｇｉ）、及び第１電源線（ＶＣＬ１）に接続された第２スイッチング素子（Ｑｂ）、そして第１及び第２スイッチング素子（Ｑａ、Ｑｂ）に接続された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃｌｃ）を含む。ｉ番目ゲート線（Ｇｉ）と（ｊ＋１）番目データ線（Ｄ（ｊ＋１））に接続された画素（ＰＸ）の場合は、ゲート線（Ｇｉ）及びデータ線（Ｄ（ｊ＋１））に接続された第１スイッチング素子（Ｑａ）、ゲート線（Ｇｉ）及び第２電源線（ＶＣＬ２）に接続された第２スイッチング素子（Ｑｂ）、そして第１及び第２スイッチング素子（Ｑａ、Ｑｂ）に接続された液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）を含む。

つまり、行又は列方向に隣接する画素（ＰＸ）の第２スイッチング素子（Ｑｂ）は、第１電源線（ＶＣＬ１）及び第２電源線（ＶＣＬ２）のうちの互いに異なる線に接続される。

第１電源線（ＶＣＬ１）及び第２電源線（ＶＣＬ２）それぞれには、第１電圧（ＶＣ１）及びこれより大きい第２電圧（ＶＣ２）がフレームごとに交互に印加されて、第１電源線（ＶＣＬ１）及び第２電源線（ＶＣＬ２）に同じフレームの間に印加される電圧は互いに異なる電圧でありうる。例えば、第１電圧（ＶＣ１）は接地電圧又は０Ｖであり、第２電圧（ＶＣ２）は駆動電圧（Ｖｄｄ）である。

図２及び図３を参照すると、液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）は下部表示板１００の第１画素電極（ＰＥａ）と第２画素電極（ＰＥｂ）を二つの端子とし、第１画素電極（ＰＥａ）と第２画素電極（ＰＥｂ）との間の液晶層３は誘電体として機能する。第１画素電極（ＰＥａ）は第１スイッチング素子（Ｑａ）と接続して、データ電圧の印加を受け、第２画素電極（ＰＥｂ）は第２スイッチング素子（Ｑｂ）と接続して、第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）の印加を受ける。第１画素電極（ＰＥａ）と第２画素電極（ＰＥｂ）は共に一つの画素電極（ＰＥ）を形成する。

液晶層３は誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子は、電界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になるように配向される。

第１画素電極（ＰＥａ）及び第２画素電極（ＰＥａ）は、互いに異なる層に形成されるか、又は同じ層に形成される。液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の補助的な役割を果たす第１及び第２ストレージキャパシタ（図示せず）は、下部表示板１００に具備された別途の電極（図示せず）が第１及び第２画素電極（ＰＥａ、ＰＥｂ）それぞれと絶縁体を介在して重畳して形成される。

一方、色表示を実現するためには、各画素（ＰＸ）が原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを一意的固有に表示（空間分割）するか、又は各画素（ＰＸ）が時間によって交互に原色を表示（時間分割）して、これらの原本色を空間的、又は時間的に合成することにより所望の色を表示する。原色の例としては赤色、緑色、青色など三原色が挙げられる。図２は、空間分割の一例として、各画素（ＰＸ）が第１及び第２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２とは異なってカラーフィルタ（ＣＦ）は下部表示板１００の第１及び第２画素電極（ＰＥａ、ＰＥｂ）上又は下に設けてもよい。

液晶表示板組立体３００には少なくとも一つの偏光子（図示せず）が備えられている。

さらに図１を参照すると、階調電圧生成部８００は、駆動電圧（Ｖｄｄ）を用いて、画素（ＰＸ）の透過率に係る階調電圧のうち、全ての体階調電圧、又は限定された数の階調電圧（以下、“基準階調電圧”という）を生成する。（基準）階調電圧は、第１電圧（ＶＣ１）に対して正極性を有する第１セットと、第２電圧（ＶＣ２）に対して負極性を有する第２セットからなる。

ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線と接続して、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に印加する。

データ駆動部５００は液晶表示板組立体３００のデータ線（図示せず）と接続されており、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択して、これをデータ電圧としてデータ線に印加する。ここで、階調電圧生成部８００が階調電圧を全て提供するのではなく、限定された数の基準階調電圧だけを提供する場合に、データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して所望のデータ電圧を生成する。

第１電圧／第２電圧駆動部９００は、液晶表示板組立体３００の第１電源線（図３のＶＣＬ１）及び第２電源線（図３のＶＣＬ２）と接続されており、第１電源線に第１電圧（ＶＣ１）及びこれより大きい第２電圧（ＶＣ２）をフレームごとに交互に印加でき、第２電源線に第２電圧（ＶＣ２）及びこれより小さい第１電圧（ＶＣ１）をフレームごとに交互に印加する。第１電源線及び第２電源線に１フレームの間に印加される電圧は互いに異なってもよい。

駆動電圧生成部７００は、駆動電圧（Ｖｄｄ）など、（基準）階調電圧を生成するのに必要な電圧を生成して、階調電圧生成部８００に供給し、第１電圧／第２電圧駆動部９００には第１電圧（ＶＣ１）及び第２電圧（ＶＣ２）の生成に必要な電圧を生成して供給する。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００、データ駆動部５００、及び駆動電圧生成部７００などを制御する。

次に、図４を図１乃至図３と共に参照して、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法について詳細に説明する。

図４は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の簡略な断面図である。

まず、図１を参照すると、信号制御部６００は、外部のグラフィックス制御器（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、輝度は定められた数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）又は６４（＝２^６）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）と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック信号（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）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に送出する。また、信号制御部６００は、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて駆動電圧制御信号（ＣＯＮＴ３）を生成した後、駆動電圧生成部７００に送出する。

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は一行の画素（ＰＸ）に対するデジタル映像信号（ＤＡＴ）を受信し、各デジタル映像信号（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。

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て、ゲート線に接続された第１及び第２スイッチング素子（Ｑａ、Ｑｂ）を導通させる。
このことにより、データ線に印加されたデータ電圧が導通した第１スイッチング素子（Ｑａ）を通じて該当画素（ＰＸ）の第１画素電極（ＰＥａ）に印加され、
第２画素電極（ＰＥｂ）には、第２スイッチング素子（Ｑｂ）と第１電源線（ＶＣＬ１）とを通じて、又は第２スイッチング素子（Ｑｂ）と第２電源線（ＶＣＬ２）とを通じて、第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）が、印加される。
ここで、第２画素電極（ＰＥｂ）に印加される電圧が第１電圧（ＶＣ１）である時、第１画素電極（ＰＥａ）に印加されるデータ電圧は第１電圧（ＶＣ１）を基準として正極性であり、第２画素電極（ＰＥｂ）に印加される電圧が第２電圧（ＶＣ２）である時、第１画素電極（ＰＥａ）に印加されるデータ電圧は第２電圧（ＶＣ２）を基準として負極性であって、いずれの場合も第１画素電極（ＰＥａ）と第２画素電極（ＰＥｂ）の電圧差は、画素（ＰＸ）が表示しようとする輝度に対応する。

このような第１及び第２画素電極（ＰＥａ、ＰＥｂ）の電圧差は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の両端に電位差が生じれば、図４に示したように、表示板（１００、２００）の表面に平行な電界が第１画素電極（ＰＥａ）と第２画素電極（ＰＥｂ）との間の液晶層３に生成される。液晶分子３１が正の誘電率異方性を有する場合、液晶分子３１はその長軸が電界の方向に対して平行するように傾き、その傾いた程度は画素電圧の大きさによって異なる。このような液晶層３をＥＯＣ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ―ｉｎｄｕｃｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）モードという。また、液晶分子３１の傾いた程度によって液晶層３を通過する光の偏光の変化程度が変わる。このような偏光の変化は、偏光子によって光の透過率変化として現れ、これによって画素（ＰＸ）は映像信号（ＤＡＴ）の階調が示す輝度を表示する。

１水平周期［“１Ｈ”とも記し、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）及びデータイネーブル信号（ＤＥ）の一周期と同一である］を単位として、このような過程を繰り返すことによって、全てのゲート線に対して順次にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加し、全ての画素（ＰＸ）にデータ電圧を印加して、１フレーム（ｆｒａｍｅ）の映像を表示する。

１フレームが終了すると、次のフレームが開始し、各画素（ＰＸ）に印加されるデータ電圧の極性が直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に印加される反転信号（ＲＶＳ）の状態が制御される（“フレーム反転”）。これと共に第１電源線（ＶＣＬ１）及び第２電源線（ＶＣＬ２）に印加される電圧、即ち、第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）が反対電圧に変わるように第１電圧／第２電圧駆動部９００で制御される。

１フレーム内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって、一つのデータ線に印加されるデータ電圧の極性が周期的に変わるか（例えば、反転、点反転の場合）、又は、一つの画素行、つまり、隣接するデータ線（Ｄｊ、Ｄ（ｊ＋１）、Ｄ（ｊ＋２））に印加されるデータ電圧の極性が互いに異なる（例えば、列反転、点反転の場合）。

このように、一つの画素（ＰＸ）に印加されるデータ電圧及びデータ電圧の極性を決定する第１電圧（ＶＣ１）及び第２電圧（ＶＣ２）を駆動電圧（Ｖｄｄ）の範囲内で変化することによって、駆動電圧を増大でき、液晶分子の応答速度を高速化でき、液晶表示装置の透過率を向上できる。

また、一つの画素（ＰＸ）で第１及び第２スイッチング素子（Ｑａ、Ｑｂ）がターンオフされる時、第１及び第２画素電極（ＰＥａ、ＰＥｂ）に印加される電圧が全てそれぞれのキックバック電圧（ｋｉｃｋｂａｃｋ ｖｏｌｔａｇｅ）ほど下降するので、画素（ＰＸ）の充電電圧にはほぼ変化がない。したがって、液晶表示装置の表示特性を向上できる。

次に、図５乃至図１２、そして上述した図１乃至図４を共に参照して、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法について詳細に説明する。図１乃至図４の実施形態の多くの特徴が図５乃至図１２に示した実施形態にも適用できる。

図５は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図であり、図６は、図５の入力映像信号補正部で行われる入力映像信号補正方法を示す階調−輝度曲線であり、図７及び図９は、それぞれ本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における階調による正極性データ電圧曲線と第１電圧（ＶＣ１）を示すグラフであり、図８及び図１０は、それぞれ本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における階調による負極性データ電圧曲線と第２電圧（ＶＣ２）を示すグラフであり、図１１及び図１２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の四つの画素の極性を示す回路図である。

本実施形態においては、駆動電圧生成部７００で生成される駆動電圧（Ｖｄｄ）は入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の分析結果によって最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）と最小値（Ｖｄｄ＿ｍｉｎ）との間で可変であり、これによって第１電圧（ＶＣ１）及び第２電圧（ＶＣ２）も、接地電圧（０Ｖ）と変化された駆動電圧（Ｖｄｄ）との間をスイングする。

図１と共に図５を参照すると、信号制御部６００は、映像信号分析部６１０、駆動電圧制御部６２０、入力映像信号補正部６３０、及び信号処理／生成部６５０を含む。

映像信号分析部６１０は、外部からの入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の入力を受けて、表示しようとする画面がホワイトであるか、ブラックであるか、その中間の階調であるかを分析する。

駆動電圧制御部６２０は、映像信号分析部６１０の分析結果によって駆動電圧（Ｖｄｄ）を最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）、最小値（Ｖｄｄ＿ｍｉｎ）、又はその中間のいずれの値にするのかを決めて、駆動電圧制御信号（ＣＯＮＴ３）を生成する。つまり、表示画面がホワイトを表示する場合、駆動電圧（Ｖｄｄ）は最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）に決め、ブラックを表示する場合、駆動電圧（Ｖｄｄ）は最小値（Ｖｄｄ＿ｍｉｎ）に決め、その中間の階調を表示する場合には、駆動電圧（Ｖｄｄ）を最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）と最小値（Ｖｄｄ＿ｍｉｎ）の中間の適切な値に決定する。駆動電圧（Ｖｄｄ）の最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）と最小値（Ｖｄｄ＿ｍｉｎ）は予め設定されて、駆動電圧制御部６２０の内部又は外部のメモリ（図示せず）に保存されている。

入力映像信号補正部６３０は、定められた駆動電圧（Ｖｄｄ）に合わせて入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を補正し、補正された入力映像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を信号処理／生成部６５０に送出して、可変である駆動電圧（Ｖｄｄ）の適用による輝度に変化がないようにする。これについては次に図６を参照して説明する。

図６において、曲線（Ｂ）は駆動電圧（Ｖｄｄ）が最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）である場合の階調−輝度曲線であり、曲線（Ａ）は駆動電圧（Ｖｄｄ）が最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）より小さい場合の階調−輝度曲線である。駆動電圧（Ｖｄｄ）が最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）に決められる場合、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の補正は必要ない。しかし、駆動電圧（Ｖｄｄ）が最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）より小さい値に決められる場合、曲線（Ａ）のように同一の入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の一つの階調（Ｇａ）に対して表示される輝度は所望の輝度（Ｌａ）より低い輝度（Ｌｂ）となる。したがって、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の階調（Ｇａ）は所望の輝度（Ｌａ）を表示できる補正された値（Ｇａ’）に補正されなければならない。このように入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を補正すれば、駆動電圧（Ｖｄｄ）が変動しても所望の輝度を表示できる。

信号処理／生成部６５０は、補正された入力映像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）と入力制御信号を受信して、図１の実施形態と関連して説明した信号制御部６００のそれ以外の機能を遂行する。これに対する説明は、上述したものと同一なので省略する。

図７及び図８は、ホワイトを表示する場合の階調によるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）及び第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）を示した図面であって、駆動電圧（Ｖｄｄ）が最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）に決められることを示す。図７は、データ電圧（Ｖｄａｔａ）が第１電圧（ＶＣ１）を基準として正極性である場合であって、０Ｖと駆動電圧（Ｖｄｄ）との間の値を有し、第１電圧（ＶＣ１）は０Ｖである。図８は、データ電圧（Ｖｄａｔａ）が第２電圧（ＶＣ２）を基準として負極性である場合であって、０Ｖと駆動電圧（Ｖｄｄ）との間の値を有し、第２電圧（ＶＣ２）は駆動電圧（Ｖｄｄ）と同一である。

図９及び図１０は、ブラック、又はホワイトとブラックとの間を表示する場合の階調によるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）及び第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）を示した図面であって、駆動電圧（Ｖｄｄ）が最小値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）又は最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）と最小値（Ｖｄｄ＿ｍｉｎ）との間の値に決められること示す。図９は、データ電圧（Ｖｄａｔａ）が第１電圧（ＶＣ１）を基準として正極性である場合であって、０Ｖと駆動電圧（Ｖｄｄ）との間の値を有し、第１電圧（ＶＣ１）は０Ｖである。図１０は、データ電圧（Ｖｄａｔａ）が第２電圧（ＶＣ２）を基準として負極性である場合であって、０Ｖと駆動電圧（Ｖｄｄ）との間の値を有し、第２電圧（ＶＣ２）は駆動電圧（Ｖｄｄ）と同一である。表示画面がブラックとホワイトとの中間輝度を表示する場合、駆動電圧（Ｖｄｄ）は最大値（Ｖｄｄ＿Ｍａｘ）と最小値（Ｖｄｄ＿ｍｉｎ）との間の値に決めると、それによってデータ電圧（Ｖｄａｔａ）の許容範囲及び第２電圧（ＶＣ２）の値が決定できる。

図７乃至図１０においては、階調が２５６個である場合を例示したが、これに限定されず、多様な数の階調を表現できる。

図１１及び図１２は、第１電源線（ＶＣＬ１）及び第２電源線（ＶＣＬ２）に、０Ｖと、可変である駆動電圧（Ｖｄｄ）がフレームごとに交互に印加される場合、隣接する四つの画素（ＰＸ）の極性を示す。図１１を参照すると、第１のフレームで第１電源線（ＶＣＬ１）に０Ｖが印加され、第２電源線（ＶＣＬ２）に駆動電圧（Ｖｄｄ）が印加される場合、第１電源線（ＶＣＬ１）に接続された画素（ＰＸ１、ＰＸ４）は正極性の画素電圧の印加を受け、第２電源線（ＶＣＬ２）に接続された画素（ＰＸ２、ＰＸ３）は負極性の画素電圧の印加を受ける。
図１２を参照すると、次のフレームで第１電源線（ＶＣＬ１）に駆動電圧（Ｖｄｄ）が印加され、第２電源線（ＶＣＬ２）に０Ｖが印加される場合、第１電源線（ＶＣＬ１）に接続された画素（ＰＸ１、ＰＸ４）は負極性の画素電圧の印加を受け、第２電源線（ＶＣＬ２）に接続された画素（ＰＸ２、ＰＸ３）は正極性の画素電圧の印加を受ける。

このように本実施形態によれば、画素の液晶キャパシタの両端に印加される電圧がフレームごとに変わる液晶表示装置において、画素に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）、第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）の最大値を決める駆動電圧（Ｖｄｄ）を、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）又は表示画面の輝度によって可変にできる。したがって、ブラック又は暗い画面を表示する場合、駆動電圧（Ｖｄｄ）を低減できるので、一つの画素に印加される電圧と、これと隣接する画素に接続されたデータ線に印加される電圧との差、そして第１電源線（ＶＣＬ１）と第２電源線（ＶＣＬ２）に印加される電圧のスイング幅を削減できるので、画素に印加される電圧が周辺電界に受ける影響を減少でき、これによって当該画素の周辺の光漏れ現象を改善できる。この時、変化された駆動電圧（Ｖｄｄ）に合わせて入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を補正することによって、画質の変化を最少化できる。

次に、図１３ないし図１５を上述した図１乃至図４と共に参照して、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法について詳細に説明する。図１乃至図４の実施形態の多くの特徴が図１３ないし図１５に示した実施形態にも適用できる。

図１３は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図であり、図１４は、図１３の実施形態による液晶表示装置におけるデータ電圧、第１電圧及び第２電圧の波形図であり、図１５は、図１３の実施形態による液晶表示装置におけるブラックを表示する場合のデータ電圧、第１電圧及び第２電圧の波形図である。

本実施形態においても、駆動電圧（Ｖｄｄ）を変化できるが、データ電圧（Ｖｄａｔａ）の極性によって駆動電圧の変化範囲が変化する。

図１と共に図１３を参照すると、駆動電圧生成部７００は、駆動電圧（Ｖｄｄ）以外にも可変である駆動電圧（Ｖｄｄ）の基準となる基準電圧（Ｖｒｅｆ）及び追加電圧（ＶＮ）を階調電圧生成部８００に伝達し、基準電圧（Ｖｒｅｆ）及び追加電圧（ＶＮ）を第１電圧／第２電圧駆動部９００に伝達する。駆動電圧（Ｖｄｄ）は、基準電圧（Ｖｒｅｆ）に追加電圧（ＶＮ）を加えた値とし、追加電圧（ＶＮ）はブラックを表示する時に画素の周辺に光漏れが生じないようにする値であって、予め設定されて保存されているか、又は入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって決定される。追加電圧（ＶＮ）は、０Ｖ以上、基準電圧（Ｖｒｅｆ）以下とする。

第１電圧／第２電圧駆動部９００は、基準電圧（Ｖｒｅｆ）を第２電圧（ＶＣ２）として第１電源線（ＶＣＬ１）又は第２電源線（ＶＣＬ２）に印加し、追加電圧（ＶＮ）を第１電圧（ＶＣ１）として第２電源線（ＶＣＬ２）又は第１電源線（ＶＣＬ１）に印加する。

階調電圧生成部８００は、正極性階調電圧生成部８１０及び負極性階調電圧生成部８２０を含む。正極性階調電圧生成部８１０は駆動電圧（Ｖｄｄ）及び追加電圧（ＶＮ）を利用して正極性の階調電圧を生成し、負極性階調電圧生成部８２０は基準電圧（Ｖｒｅｆ）及び接地電圧（ＧＮＤ）を利用して負極性階調電圧を生成する。

したがって画素（ＰＸ）に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）のうち、正極性データ電圧は可変の駆動電圧（Ｖｄｄ）と追加電圧（ＶＮ）との間で変化して、負極性データ電圧は基準電圧（Ｖｒｅｆ）と接地電圧（ＧＮＤ）との間で変化する。これについて図１４及び図１５を参照して説明する。

図１４を参照すると、データ電圧（Ｖｄａｔａ）は、第１電圧（ＶＣ１）を基準として正極性である場合、基準電圧（Ｖｒｅｆ）と追加電圧（ＶＮ）との合計である駆動電圧（Ｖｄｄ）と追加電圧（ＶＮ）との間で変化し、この時、第１電圧（ＶＣ１）は追加電圧（ＶＮ）と同一である。また、データ電圧（Ｖｄａｔａ）が第２電圧（ＶＣ２）を基準として負極性である場合、接地電圧（ＧＮＤ）と決められた基準電圧（Ｖｒｅｆ）との間で変化し、この時、第２電圧（ＶＣ２）は基準電圧（Ｖｒｅｆ）と同一である。

つまり、正極性のデータ電圧（Ｖｄａｔａ）を利用してホワイトを表示する場合、上述した図２及び図３において、第１スイッチング素子（Ｑａ）を通じて第１画素電極（ＰＥａ）に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）は駆動電圧（Ｖｄｄ）であり、第２スイッチング素子（Ｑｂ）を通じて第２画素電極（ＰＥｂ）に印加される第１電圧（ＶＣ１）は追加電圧（ＶＮ）である。反面、負極性のデータ電圧（Ｖｄａｔａ）を利用してホワイトを表示する場合、第１スイッチング素子（Ｑａ）を通じて第１画素電極（ＰＥａ）に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）は駆動電圧（Ｖｄｄ）であり、第２スイッチング素子（Ｑｂ）を通じて第２画素電極（ＰＥｂ）に印加される第２電圧（ＶＣ１）は基準電圧（Ｖｒｅｆ）である。

一方、図１４及び図１５を参照すると、正極性のデータ電圧（Ｖｄａｔａ）を利用してブラックを表示する場合、第１スイッチング素子（Ｑａ）を通じて第１画素電極（ＰＥａ）に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）と、第２スイッチング素子（Ｑｂ）を通じて第２画素電極（ＰＥｂ）に印加される第１電圧（ＶＣ１）は、追加電圧（ＶＮ）である。反面、負極性のデータ電圧（Ｖｄａｔａ）を利用してブラックを表示する場合、第１スイッチング素子（Ｑａ）を通じて第１画素電極（ＰＥａ）に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）と、第２スイッチング素子（Ｑｂ）を通じて第２画素電極（ＰＥｂ）に印加される第２電圧（ＶＣ２）は、基準電圧（Ｖｒｅｆ）である。

図１４及び図１５において、隣接するフレームにおける信号の波形図は、図３に示した隣接する画素（ＰＸ）に印加される信号の波形図と見ることもできる。

このように、本実施形態によれば、正極性及び負極性のデータ電圧の全ては、基準電圧（Ｖｒｅｆ）ほどの幅を有して変化できるので、画素の充電電圧も０Ｖから基準電圧（Ｖｒｅｆ）までの高電圧を有することができて、液晶分子の応答速度を十分に高速化できる。反面、第１電源線（ＶＣＬ１）と第２電源線（ＶＣＬ２）から第２画素電極（ＰＥｂ）に印加される電圧は、０Ｖ以上の追加電圧（ＶＮ）と基準電圧（Ｖｒｅｆ）との間をスイングするので、その変化幅は、第１電圧（ＶＣ１）が接地電圧（ＧＮＤ）である場合に比べて、そのスイング幅が小さくなる。また、図１５のように、ブラックを表示する場合、一つの画素（ＰＸ）に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）と、これと隣接する画素と接続されたデータ線に印加されるデータ電圧（Ｖｄａｔａ）との間の差は、基準電圧（Ｖｒｅｆ）から追加電圧（ＶＮ）を引いた値に減少できるので、画素に印加される電圧が周辺の電界から受ける影響を削減でき、これによって当該画素の周辺の光漏れ現象を改善できる。この場合、追加電圧（ＶＮ）は、光漏れが所望する程度まで削減できる値に予め設定されていてもよく、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって変化する値を有してもよい。

それでは、図１６及び図１７を参照して、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構造について詳細に説明する。上述した図１乃至図４に示した実施形態の多くの特徴が図１６及び図１７に示した実施形態にも適用できる。

図１６は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図１７は、図１６の液晶表示装置のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びこれら二つの表示板１００、２００の間に挿入されている液晶層３を含む。

まず、下部表示板１００について説明する。

絶縁基板１１０の上に、複数のゲート線１２１、複数対の第１電源線１３１ａと第２電源線１３１ｂ、及び複数の補助電極線（１３３ａ、１３３ｂ１、１３３ｂ２）を含む複数のゲート導電体が形成されている。

ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、各ゲート線１２１は上部に突出した複数対の第１及び第２ゲート電極（１２４ａ、１２４ｂ）を含む。

第１電源線１３１ａ及び第２電源線１３１ｂのそれぞれは、第１電圧（ＶＣ１）及び第２電圧（ＶＣ２）をフレームごとに交互に印加を受け、第１電源線１３１ａの電圧と第２電源線１３１ｂの電圧は１フレームごとに互いに異なる。第１電源線１３１ａ及び第２電源線１３１ｂは主に横方向に延びている。

補助電極線（１３３ａ、１３３ｂ１、１３３ｂ２）は、第１電源線１３１ａ及び第２電源線１３１ｂの上側に形成されており、全体的に数字“８”の角のある形状とすることができる。

ゲート導電体の上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又は酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで作られるゲート絶縁膜（ｇａｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０の上には、水素化非晶質又は多結晶シリコンなどで作られる複数の線状半導体１５１及び複数の島型半導体１５４ｂが形成されている。線状半導体１５１は複数の突出部１５４ａを有し、線状半導体の突出部１５４ａ及び島型半導体１５４ｂはそれぞれ第１及び第２ゲート電極（１２４ａ、１２４ｂ）の上に位置する。

線状半導体１５１の上には、線状オーミックコンタクト部材の突出部１６３ａを含む線状オーミックコンタクト部材１６１及び島型オーミックコンタクト部材１６５ａが形成されており、島型半導体１５４ｂの上にも一対の島型オーミックコンタクト部材（図示せず）が形成されている。線状オーミックコンタクト部材の突出部、島型オーミックコンタクト部材（１６３ａ、１６５ａ）は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質、又はシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）で形成できる。

線状オーミックコンタクト部材の突出部、島型オーミックコンタクト部材（１６３ａ、１６５ａ）及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線１７１、複数の第１ドレイン電極１７５ａ、複数の第２ソース電極１７３ｂ、及び複数の第２ドレイン電極１７５ｂを含むデータ導電体が形成されている。

データ線１７１はデータ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差する。データ線１７１は第１ゲート電極１２４ａに向かって突出した複数の第１ソース電極１７３ａを含む。

第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂの棒状の一端部は、それぞれ第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂの上で、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂと対向し、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂによって一部が取り囲まれている。

第１、第２ゲート電極（１２４ａ、１２４ｂ）、第１、第２ソース電極（１７３ａ、１７３ｂ）、及び第１、第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）は、線状半導体の突出部、島型半導体（１５４ａ、１５４ｂ）と共に各々第１、第２薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）（Ｑａ、Ｑｂ）を構成し、第１、第２薄膜トランジスタ（Ｑａ、Ｑｂ）のチャネルは、第１、第２ソース電極（１７３ａ、１７３ｂ）と第１、第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）との間の線状半導体の突出部、島型半導体（１５４ａ、１５４ｂ）に形成される。

オーミックコンタクト部材（線状オーミックコンタクト部材の突出部１６３ａを含む線状オーミックコンタクト部材１６１、島型オーミックコンタクト部材１６５ａ）は、その下の半導体（線状半導体１５１、島型半導体１５４ｂ）と、その上のデータ導電体（第１ソース電極１７３ａを含むデータ線１７１、第２ソース電極１７３ｂ、第１ドレイン電極１７５ａ、第２ドレイン電極１７５ｂ）との間にだけ存在して、これらの間の接触抵抗を低減する。

データ導電体（第１ソース電極１７３ａを含むデータ線１７１、第２ソース電極１７３ｂ、第１ドレイン電極１７５ａ、第２ドレイン電極１７５ｂ）及び露出した半導体（線状半導体１５１、島型半導体１５４ｂ）部分の上には保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１８０が形成されている。

保護膜１８０には、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂの一部を露出する複数のコンタクトホール（１８５ａ、１８５ｂ）、及び第２ソース電極１７３ｂの一部を露出するコンタクトホール（１８２ａ、１８２ｂ）が形成されている。保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には、第１電源線１３１ａ及び第２電源線１３１ｂの一部を露出するコンタクトホール（１８１ａ、１８１ｂ）、及び補助電極線（１３３ａ、１３３ｂ１、１３３ｂ２）の一部を露出するコンタクトホール（１８３ａ１、１８３ａ２、１８３ｂ１、１８３ｂ２）が形成されている。

保護膜１８０の上には、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質や、アルミニウム、銀、クロム又はその合金などの反射性金属で作られる複数対の第１画素電極（ｐｉｘｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１９１ａ及び第２画素電極１９１ｂが形成されている。

第１及び第２画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）の全体的な外郭形状は四角形であり、第１及び第２画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）は間隙を間に置いて噛み合っている。第１及び第２画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）は、全体的に仮想的な横中央線（図示せず）を基準として上下対称を成し、上下の二つの副領域に分けられる。

第１画素電極１９１ａは上下の二つの副領域にそれぞれ分離されて位置する二つの部分（１９１ａ１、１９１ａ２）を含み、下端の突出部、二つの縦幹部、及び複数の枝部を含む。枝部がゲート線１２１を中心に傾いた角は約４５度である。第１画素電極１９１ａの二つの部分１９１ａ１、１９１ａ２は補助電極線１３３ａとコンタクトホール（１８３ａ１、１８３ａ２）を通じて互いに接続されており、縦幹部は補助電極線１３３ａと重畳していて、光漏れを防止できる。

第２画素電極１９１ｂは、下端の突出部、二つの縦幹部、一つの横幹部、及び複数の枝部を含む。枝部もゲート線１２１となす角は約４５度でありうる。第２画素電極１９１ｂ）は補助電極線（１３３ｂ１、１３３ｂ２）とそれぞれコンタクトホール（１８３ｂ１、１８３ｂ２）を通じて接続されており、縦幹部は補助電極線（１３３ｂ１、１３３ｂ２）と重畳していて、光漏れを防止できる。

第１及び第２画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）の枝部は、一定の間隔を置いて互いに噛み合って交互に配置され、櫛目形状をなす。

しかし、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の第１及び第２画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）の形態は、これに限定されず、多様な形状を有することができる。

第１及び第２画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）は、それぞれコンタクトホール（１８５ａ、１８５ｂ）を通じて第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）と物理的、電気的に接続されており、第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）からデータ電圧の印加を受ける。第２ドレイン電極１７５ｂは、第１電源線１３１ａ又は第２電源線１３１ｂと、コンタクトホール（１８１ａ、１８２ａ）又はコンタクトホール（１８１ｂ、１８２ｂ）を通じて接続して、第１電圧（ＶＣ１）又は第２電圧（ＶＣ２）の印加を受ける。

第１及び第２画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）は液晶層３と共に液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）を構成し、第１及び第２薄膜トランジスタ（Ｑａ、Ｑｂ）がターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。

次に、上部表示板２００について説明する。

絶縁基板２１０の上に複数のカラーフィルタ２３０が形成されている。各カラーフィルタ２３０は赤色、緑色及び青色の三原色などの原色のうちの一つを表示する。カラーフィルタ２３０の上又は下には遮光部材（図示せず）がさらに設けられてもよい。

カラーフィルタ２３０の上には蓋膜（ｏｖｅｒｃｏａｔ）２５０が形成されている。蓋膜２５０は、（有機）絶縁物から作ることができ、カラーフィルタ２３０が露出するのを防止し、平坦面を提供する。蓋膜２５０は省略可能である。

本発明の実施形態のように、ブラック又は暗い画面を表示する場合、駆動電圧（Ｖｄｄ）を低くするか、又は第１電圧と第２電圧との差を減らすことで、一つの画素に印加される電圧とこれと隣接する画素に接続されたデータ線に印加される電圧との差を削減できるので、当該画素の周辺の光漏れ現象を改善できる。

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ず、次の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。

３ 液晶層
１００ 下部表示板
１１０、２１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２４ａ、１２４ｂ 第１、第２ゲート電極
１３１ａ、１３１ｂ 第１電源線、第２電源線
１３３ａ、１３３ｂ１、１３３ｂ２ 補助電極線
１４０ ゲート絶縁膜
１５１ 線状半導体
１５４ａ 線状半導体の突出部
１５４ｂ 島型半導体
１６１ 線状オーミックコンタクト部材
１６３ａ 線状オーミックコンタクト部材の突出部
１６５ａ 島型オーミックコンタクト部材
１７１ データ線
１７３ａ、１７３ｂ 第１、第２ソース電極
１７５ａ、１７５ｂ 第１、第２ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８１ａ、１８１ｂ、１８２ａ、１８２ｂ、１８３ａ１、１８３ａ２、１８３ｂ１、１８３ｂ２、１８５ａ、１８５ｂ コンタクトホール
１９１ａ、１９１ｂ 第１、第２画素電極
２００ 上部表示板
２３０ カラーフィルタ
２５０ 蓋膜
３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部
６１０ 映像信号分析部
６２０ 駆動電圧制御部
６３０ 入力映像信号補正部
６５０ 信号処理／生成部
７００ 駆動電圧生成部
８００ 階調電圧生成部
８１０ 正極性階調電圧生成部
８２０ 負極性階調電圧生成部
９００ 第１電圧／第２電圧駆動部

Claims (46)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板、
   前記第１基板と第２基板との間に配置された、液晶分子を含む液晶層、
   前記第１基板上に位置してゲート信号を伝達するゲート線、
   前記第１基板上に位置してデータ電圧を伝達する第１データ線、
   前記第１基板上に位置して第１電圧及び前記第１電圧より大きい第２電圧を交互に伝達する第１電源線、
   前記ゲート線及び前記第１データ線と接続される第１スイッチング素子、
   前記ゲート線及び前記第１電源線と接続される第２スイッチング素子、
   前記第１スイッチング素子と接続される第１画素電極、及び
   前記第２スイッチング素子と接続される第２画素電極を含み、
   前記第１画素電極と前記第２画素電極は前記液晶層と共に液晶キャパシタを形成し、
   前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくとも一つは可変であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記液晶表示装置の駆動電圧は可変であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含む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データ線に隣接する第２データ線をさらに含み、
   前記第１データ線及び前記第２データ線に伝達されるデータ電圧は互いに極性が反対である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基板上に位置して、前記第１電圧及び前記第２電圧を交互に伝達する第２電源線、
   前記ゲート線及び前記第２データ線と接続される第３スイッチング素子、
   前記ゲート線及び前記第２電源線と接続される第４スイッチング素子、
   前記第３スイッチング素子と接続される第３画素電極、及び
   前記第４スイッチング素子と接続される第４画素電極をさらに含み、
   前記第１電源線に印加される電圧と前記第２電源線に印加される電圧は互いに異なることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１データ線に隣接する第２データ線をさらに含み、
   前記第１データ線及び前記第２データ線に伝達されるデータ電圧は互いに極性が反対であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１基板上に位置して、前記第１電圧及び前記第２電圧を交互に伝達する第２電源線、
   前記ゲート線及び前記第２データ線と接続される第３スイッチング素子、
   前記ゲート線及び前記第２電源線と接続される第４スイッチング素子、
   前記第３スイッチング素子と接続される第３画素電極、及び
   前記第４スイッチング素子と接続される第４画素電極をさらに含み、
   前記第１電源線に印加される電圧と前記第２電源線に印加される電圧は互いに異なることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１電源線に前記第１電圧と前記第２電圧はフレームごとに交互に印加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。
10. 前記液晶表示装置の駆動電圧は最大値と最小値との間で可変であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記第１電圧は接地電圧であり、前記第２電圧は前記駆動電圧であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 入力映像信号を分析する映像信号分析部、
    前記映像信号分析部の分析結果に基づいて前記駆動電圧が最大値と前記最小値との間で変化するように制御する駆動電圧制御部、及び
    前記変化された駆動電圧によって前記入力映像信号を補正する入力映像信号補正部をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記入力映像信号補正部は、前記駆動電圧が前記最大値である場合に前記入力映像信号が示す輝度と、前記変化された駆動電圧によって補正された入力映像信号が示す輝度とが同じように前記入力映像信号を補正することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. ブラックを表示する場合、前記駆動電圧は前記最小値であることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
15. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
16. 入力映像信号を分析する映像信号分析部、
    前記映像信号分析部の分析結果に基づいて前記駆動電圧が最大値と前記最小値との間で変化するように制御する駆動電圧制御部、及び
    前記変化された駆動電圧によって前記入力映像信号を補正する入力映像信号補正部をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
17. 前記入力映像信号補正部は、前記駆動電圧が前記最大値である場合に前記入力映像信号が示す輝度と、前記変化された駆動電圧によって補正された入力映像信号が示す輝度とが同じように前記入力映像信号を補正することを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
18. ブラックを表示する場合、前記駆動電圧は前記最小値であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
19. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
20. 前記第１電源線に前記第１電圧と前記第２電圧はフレームごとに交互に印加されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
21. 前記液晶表示装置の駆動電圧は基準電圧に対して可変であり、０Ｖ以上の追加電圧を加えた電圧であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
22. 前記第１電圧は前記追加電圧であり、前記第２電圧は前記基準電圧であることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置。
23. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含み、
    前記正極性のデータ電圧の範囲は、前記追加電圧以上、前記駆動電圧以下であり、
    前記負極性のデータ電圧の範囲は、接地電圧以上、前記基準電圧以下であることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。
24. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含み、
    前記正極性のデータ電圧の範囲は、前記追加電圧以上、前記駆動電圧以下であり、
    前記負極性のデータ電圧の範囲は、接地電圧以上、前記基準電圧以下であることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置。
25. 第１スイッチング素子を通じて第１データ線と接続される第１画素電極、第２スイッチング素子を通じて第１電源線と接続される第２画素電極、及び前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に位置する液晶層を含む液晶表示装置において、
    前記第１スイッチング素子を導通させて前記第１画素電極にデータ電圧を印加する段階、及び
    前記第２スイッチング素子を導通させて前記第２画素電極に第１電圧及び前記第１電圧より大きい第２電圧を交互に伝達する段階を含み、
    前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくとも一つは可変であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
26. 前記液晶表示装置の駆動電圧は可変であることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
27. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことを特徴とする請求項２６に記載の液晶表示装置の駆動方法。
28. 前記第１データ線と隣接する第２データ線をさらに含み、
    前記第１データ線及び前記第２データ線に伝達されるデータ電圧は互いに極性が反対であることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置の駆動方法。
29. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
30. 前記第１データ線と隣接する第２データ線をさらに含み、
    前記第１データ線及び前記第２データ線に伝達されるデータ電圧は互いに極性が反対であることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
31. 前記第１電源線に前記第１電圧と前記第２電圧はフレームごとに交互に印加されることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
32. 前記液晶表示装置の駆動電圧は最大値と最小値との間で可変であることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
33. 前記第１電圧は接地電圧であり、前記第２電圧は前記駆動電圧の液晶表示装置であることを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
34. 入力映像信号を分析する段階、
    前記映像信号分析部の分析結果に基づいて前記駆動電圧が最大値と前記最小値との間で変化するように制御する段階、及び
    前記変化された駆動電圧によって前記入力映像信号を補正する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
35. 前記入力映像信号を補正する段階は、前記駆動電圧が前記最大値である場合に前記入力映像信号が示す輝度と、前記変化された駆動電圧によって補正された入力映像信号が示す輝度とが同じように前記入力映像信号を補正する段階を含むことを特徴とする請求項３４に記載の液晶表示装置の駆動方法。
36. ブラックを表示する場合、前記駆動電圧は前記最小値であることを特徴とする請求項３５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
37. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことを特徴とする請求項３６に記載の液晶表示装置の駆動方法。
38. 入力映像信号を分析する段階、
    前記映像信号分析部の分析結果に基づいて前記駆動電圧が最大値と前記最小値との間で変化するように制御する段階、及び
    前記変化された駆動電圧によって前記入力映像信号を補正する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
39. 前記入力映像信号を補正する段階は、前記駆動電圧が前記最大値である場合に前記入力映像信号が示す輝度と、前記変化された駆動電圧によって補正された入力映像信号が示す輝度とが同じように前記入力映像信号を補正する段階を含むことを特徴とする請求項３８に記載の液晶表示装置の駆動方法。
40. ブラックを表示する場合、前記駆動電圧は前記最小値であることを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
41. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含むことを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
42. 前記第１電源線に前記第１電圧と前記第２電圧はフレームごとに交互に印加されることを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
43. 前記液晶表示装置の駆動電圧は基準電圧に対して可変であり、０Ｖ以上の追加電圧を加えた電圧であることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
44. 前記第１電圧は前記追加電圧であり、前記第２電圧は前記基準電圧であることを特徴とする請求項４３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
45. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含み、
    前記正極性のデータ電圧の範囲は、前記追加電圧以上、前記駆動電圧以下であり、
    前記負極性のデータ電圧の範囲は、接地電圧以上、前記基準電圧以下であることを特徴とする請求項４４に記載の液晶表示装置の駆動方法。
46. 前記データ電圧は、前記第１電圧を基準として正極性のデータ電圧と、前記第２電圧を基準として負極性のデータ電圧とを含み、
    前記正極性のデータ電圧の範囲は、前記追加電圧以上、前記駆動電圧以下であり、
    前記負極性のデータ電圧の範囲は、接地電圧以上、前記基準電圧以下であることを特徴とする請求項４３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
    

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