JP3844668B2 - 液晶表示装置の駆動方法及び駆動回路 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法及び駆動回路 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関し、さらに詳細には前段ゲート方式の液晶表示装置の駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の発展によって薄形化、軽量化、低消費電力化などの優秀な特性を有する平板表示装置の必要性が増大しており、特に、液晶表示装置が活発に開発されている。
【０００３】
一般的な液晶表示装置は電界生成電極が各々形成されている２つの基板を、２つの電極が形成されている面が向かい合うように配置して２つの基板間に液晶物質を注入し、二電極に電圧を印加して生成する電界によって液晶分子を動かすことによって光の透過率によって画像を表現する装置である。
【０００４】
液晶分子を駆動する方法には信号線と走査線にかかった電圧の差異を利用する受動行列駆動法とトランジスタのようなスイッチング素子を利用する能動行列駆動法などがある。この中で、解像度及び動映像具現能力が優秀な能動行列液晶表示装置が最も注目されている。
【０００５】
一般的に液晶表示装置の下部基板は画素電極及び画素電極に信号を印加する薄膜トランジスタを含み、上部基板は共通電極を含む。下部基板の画素電極は上部基板の共通電極と一緒に液晶キャパシタを構成するが、液晶キャパシタに印加された電圧は次の信号が入る時まで維持されず消失する。前記印加された電圧を維持するためにストレージキャパシタは液晶キャパシタに連結される。ストレージキャパシタは信号維持以外にも階調表示の安定、フリッカ減少及び残像効果減少などの長所を有する。
【０００６】
このようなストレージキャパシタは２種の方法で形成することができるが、ストレージキャパシタ用電極を別途に形成して共通電極と連結して用いる方式と、ｎ−１番目ゲート配線の一部をｎ番目画素のストレージキャパシタの電極として用いる方式がある。前者をストレージ・オン・コモン方式または独立ストレージキャパシタ方式といって、後者をストレージ・オン・ゲートまたは前段ゲート方式という。
【０００７】
このような２種のストレージキャパシタ構造を有する液晶表示装置に対する等価回路を図１及び図２に図示した。図１は独立ストレージキャパシタ方式に対する回路図であり、図２は前段ゲート方式に対する回路図である。
【０００８】
図１に図示したように独立ストレージキャパシタ方式では多数のゲート配線１１及びデータ配線１２が直交しており、画素領域Ｐには薄膜トランジスタ１３と液晶キャパシタＣＬＣ：１４、そして液晶キャパシタ１４と並列に連結されているストレージキャパシタＣｓｔ：１５が位置する。このような独立ストレージキャパシタ方式の液晶表示装置はゲート配線１１の信号遅延時間が短いという長所がある。
【０００９】
一方、図２に図示したように、前段ゲート方式による液晶表示装置では多数のゲート配線２１とデータ配線２２が直交しており、ゲート配線２１とデータ配線２２によって定義される画素領域Ｐにはスイッチング素子である薄膜トランジスタ２３及び薄膜トランジスタ２３と連結されている液晶キャパシタ２４が位置する。液晶キャパシタ２４と前段ゲート配線２１すなわち、信号を受けるゲート配線に先行するゲート配線間にはストレージキャパシタ２５が位置する。
【００１０】
前段ゲート方式を有する液晶表示装置はゲート配線２１をストレージキャパシタの電極として利用するので開口率の減少程度が小さく、ゲート配線２１とデータ配線２２の交差点が少ないために収率が高い長所がある。
【００１１】
ところで、このような前段ゲートキャパシタ方式を有する液晶表示装置ではストレージキャパシタ電極をゲート配線２１として用いるために、最初液晶キャパシタ２４と連結されているストレージキャパシタ２５を構成するためには最初ゲート配線上に別途の配線２６を一つさらに設計しなければならない。
【００１２】
このような前段ゲート方式の液晶表示装置でゲート配線２１に印加される信号は図３に図示したようにパルス形の電圧ですべてのゲート配線２１に順次的に印加される。
【００１３】
ゲート配線２１の信号が最高である区間では薄膜トランジスタ２３がオンになり、低い区間では薄膜トランジスタ２３がオフとなることにとって、最後のラインまで走査するようになる。この時、最高区間は正（＋）の電圧が印加されて、低い区間は負（−）の電圧が印加される。
【００１４】
このようにゲート信号は時間的な観点で見る時１フレームに一つのパルスのみ存在してどの信号とも同時に存在しないのが一般的である。したがって、特定時間には常に一つの配線のみ選択されるが、選択される時間は画面の水平ラインに該当する時間すなわち、１Ｈ(horizontal line period)間である。
【００１５】
ところで、前述のように前段ゲート方式の液晶表示装置では最初ゲート配線２１上にダミー配線２６がさらに形成されなければならない。
【００１６】
ここで、最初のゲート配線２１に信号が印加されてダミー配線２６と連結されたストレージキャパシタ２５が充電されるためには、ダミー配線２６にも信号が印加されなければならない。この時、ゲート配線２１に印加される信号は大部分の時間中負の電圧であり、正の電圧になる時間は非常に短いのでダミー配線２６には負の電圧の信号を印加する。
【００１７】
しかしこのような場合、たとえ短い間であるがゲート配線２１にはパルス形の信号が印加されて電圧が負から正に変わるために、ダミー配線２６に連結されたストレージキャパシタ２５と他のストレージキャパシタ間には充電特性の差異が生じるようになる。これによって、この部分に位置する液晶分子の動きも変わり他の部分より明るい現象があらわれる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前段ゲート方式の液晶表示装置ですべてのストレージキャパシタの充電特性を同一にすることによって、最初のラインが明るくなる現象を防止するための方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明による液晶表示装置の駆動方法では、直交するゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線に先行するダミー配線と、前記ゲート配線及びデータ配線と連結された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタから信号を受ける液晶キャパシタ及び前記液晶キャパシタと連結されているストレージキャパシタを含む液晶表示装置において、前記ダミー配線に印加される信号は前記ゲート配線に印加される信号と実質的に同じ波形を有する。
【００２０】
本発明による液晶表示装置の駆動回路では直交するゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線に先行するダミー配線と、前記ゲート配線及びデータ配線と連結された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタから信号を受ける液晶キャパシタ及び前記液晶キャパシタと連結されているストレージキャパシタを含む液晶表示装置において、前記ゲート配線に印加される信号を発生させるゲートドライバ回路と、前記データ配線に印加される信号を発生させるデータドライバ回路と、前記ゲート配線に印加される信号と実質的に同じ波形を有して前記ダミー配線に印加されるダミー信号を発生させるダミー信号発生回路を含む。
【００２１】
このように本発明では前段ゲート方式の液晶表示装置で最初ゲート配線に先行するダミー配線にゲート信号と同じ信号を印加することによってすべてのストレージキャパシタの充電特性を同一にすることができる。したがって、最初のラインが明るくなる現象を防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例による液晶表示装置用アレー基板の駆動方法に対して詳細に説明する。
【００２３】
図４は本発明による前段ゲート方式液晶表示装置の等価回路及びゲート配線信号を図示した。
図４に図示したように本発明による前段ゲート方式の液晶表示装置では多数のゲート配線１１１とデータ配線１１２が直交しており、ゲート配線１１１とデータ配線１１２が直交する部分にはスイッチング素子である薄膜トランジスタ１１３が位置し、また液晶キャパシタ１１４が薄膜トランジスタ１１３と連結されている。液晶キャパシタ１１４と前段ゲート配線１１１間にはストレージキャパシタ１１５が位置する。ここで、最初ラインの液晶キャパシタ１１４と連結されたストレージキャパシタ１１５を形成するために最初ゲート配線１１１上にはダミー配線１１６が存在する。
【００２４】
また、ゲートドライバ１５０とデータドライバ１６０が各々ゲートライン１１１及びデータライン１１２と連結されている。前記ゲートドライバ１５０はゲート配線信号を生成して前記ゲートライン１１１に印加し、前記データドライバ１６０はデータ配線信号を生成して前記データライン１１２に印加する。
【００２５】
このような液晶表示装置でゲート配線１１１に印加される信号はパルス形態の信号であり、各ゲート配線１１１で信号の最高区間は１Ｈであり、ｎ番目配線とｎ＋１番目配線で最高信号が発生される時点の差異も１Ｈになる。
【００２６】
ここで、ダミー配線１１６に印加される信号もゲート信号と同様にパルス形の信号であるが、他のストレージキャパシタと同じ特性を有するように信号の最高区間はゲート信号の場合と同じ１Ｈであることが望ましく、最初のゲート配線１１１の最高信号発生時点をｔ＝０という場合ダミー配線で最高信号が発生される時点はｔ＝０より１Ｈ先立つことが望ましい。したがって、前段ゲート方式液晶表示装置ですべてのストレージキャパシタ１１５の充電特性を同一にすることによって、最初のラインが明るくなる現象による不良を防止できる。
【００２７】
このように、ダミー配線１１６にパルス形の信号を印加するための方法は多様な種があるが、別途のコントローラを利用して信号を生成させる方法や、最後ゲート配線に信号を印加するためのゲートドライブＩＣで出力をフィードバック(帰還)させる方法がある。ここで、後者の方法は図５に図示したようにダミー配線１１６と最初ゲート配線１１１間の最高区間発生時点が１Ｈより大きくなる。
【００２８】
以下、図６及び図７を参照して別途のコントローラを利用した信号生成方法の一例に対して説明する。
【００２９】
図６は本発明によるダミー信号発生回路を図示したものであって、図７は図６による信号波形を図示した。図６に図示したように本発明の実施例によるダミー信号発生回路は二個のフリップフロップ１２１、１２２と一つのレベルシフタ１３１を含む。このようなダミー信号発生回路では垂直同期信号と有効データ(データ・イネーブル)ＤＥ信号を利用して二個のフリップフロップ１２１、１２２でゲート信号と同じ波形を有し、最高区間発生時点が最初ゲート信号の最高区間発生時点より１Ｈ先立つＡ信号を作ることができる。
【００３０】
図７でＧＳＰ(gate start pulse)とは最初ゲート信号を図示したことでありＡ信号とＧＳＰ信号は１Ｈほど差が出ることが分かる。
【００３１】
第２フリップフロップ１２２のクロックに入力されたＤＥ信号は第２フリップフロップ１２２のＱとして出力されて第１フリップフロップ１２１のクリアＣＬＲに入力されて、これは第１フリップフロップ１２１の入力端子Ｄに入力された正の電圧を有するロジックハイ信号及びクロックに入力された垂直同期信号と一緒に第１フリップフロップに入力された後、第２フリップフロップを経てＡ信号として出力される。続いて、Ａ信号はレベルシフタ１３１を通過しながらゲート信号と類似のレベルを有する。
【００３２】
図８は本発明の他の実施例を図示する。ここで、ゲートドライバの最後ゲートラインＧｎ＋１は最初ゲートラインＧ１に従属連結の方式でフィードバックされる。前記最初ゲートラインＧ１はダミー信号ラインであり、前記最初ゲートラインＧ１に該当するデータ信号は用いられない。図１０の場合のように前記最初ゲートラインＧ１が“ＯＮ”状態である時これに該当する最初データ信号は無効なものであって使用されないし、その以後のデータ信号は２番目ゲート信号のスタートと共に有効なことで処理される。すなわち、一般的に４８０個のゲートラインが表示装置に用いられるとした時、この実施例では総４８１個のゲートラインがあって、その中一つはダミーラインになる。
【００３３】
また他の実施例として、最後ゲート信号をフィードバックさせることと別に図９に図示された別途のダミーゲートコントロール回路を用いてダミーゲートラインに直接信号を印加することもできる。また、ゲート信号をダミー信号としてフィードバックさせる方法の場合、最後ゲートラインでない他のゲートラインの信号をフィードバックさせてダミーゲート信号として用いることができ、この時ゲートドライバの入力または出力信号をフィードバックさせて用いるならばレベルシフタが必要な場合もある。
【００３４】
【発明の効果】
本発明による液晶表示装置の信号印加方法では次のような効果がある。
前段ゲート方式の液晶表示装置で最初ゲート配線に先行するダミー配線にゲート信号と同じ信号を印加することによってすべてのストレージキャパシタの充電特性を同一にすることができる。これにより最初のラインが明るくなる現象による不良を防止できる。
【００３５】
また、本発明では２個のフリップフロップと１つのレベルシフタを利用してゲート信号と同一な信号を生成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 独立ストレージキャパシタ方式の液晶表示装置に対する回路を図示した図面。
【図２】 前段ゲート方式の液晶表示装置に対する回路を図示した図面。
【図３】 前段ゲート方式の液晶表示装置でゲート配線に印加される信号を図示した図面。
【図４】 本発明による前段ゲート方式液晶表示装置の等価回路及びゲート配線信号を図示した図面。
【図５】 本発明の第１実施例によるダミー信号及びゲート配線信号を図示した図面。
【図６】 本発明の第２実施例によるダミー信号発生回路を図示した図面。
【図７】 図６のダミー信号発生回路によって形成された信号を図示した図面。
【図８】 本発明の他の実施例を図示した図面。
【図９】 本発明のまた他の実施例を図示した図面。
【図１０】 図８と９の実施例によるゲート配線信号及びデータ配線信号を図示した図面。
【符号の説明】
１１１：ゲート配線
１１２：データ配線
１１３：薄膜トランジスタ
１１４：液晶キャパシタ
１１５：ストレージキャパシタ
１１６：ダミー配線

Claims (3)

  1. 直交するゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線に先行するダミー配線と、前記ゲート配線及びデータ配線と連結された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタから信号を受ける液晶キャパシタ及び前記液晶キャパシタと連結されて前段のゲート配線またはダミー配線を電極として利用するストレージキャパシタを含む前段ゲート方式の液晶表示装置において、
    前記ゲート配線に印加される信号を発生させるゲートドライバ回路と、
    前記データ配線に印加される信号を発生させるデータドライバ回路と、
    前記ゲートドライバ回路と別個に設けられ、前記ゲート配線に印加される信号と同じ波形を有して前記ダミー配線に印加されるダミー信号を発生させるダミー信号発生回路とを含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動回路。
  2. 前記ダミー信号発生回路は第１及び第２のフリップフロップと一つのレベルシフタとで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動回路。
  3. 前記ダミー信号発生回路は垂直同期信号と有効データ信号を入力信号とすることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の駆動回路。
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