JP4170666B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置（liquid crystal display；LCD）及びその駆動方法に関し、特に、液晶表示装置を反転駆動させる装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、２枚の基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界（electric field）を印加し、この電界の強さを調節して基板に透過する光の量を調節することによって所望の画像信号を得る表示装置である。液晶表示装置を構成する透明ガラス基板のうちの一枚の内部表面には複数の画素電極がマトリックス形態に配列され、もう一枚のガラス基板の内部表面には前記画素電極に各々対応する複数の対向電極が配列される。各画素電極と対向電極とを構成する電極の組はその間に注入された液晶物質と共に液晶セルを構成し、各電極の組への電圧印加によって液晶セルの光伝達特性（light transmission characteristic）が選択的に制御されて意図する画像が表示される。
【０００３】
このような液晶表示装置は、携帯が簡便なフラットパネル型ディスプレイの中で代表的なものであって、この中でも薄膜トランジスタ（thin film transistor：TFT）をスイッチング素子として利用した薄膜トランジスタ液晶表示装置が主に利用されている。
【０００４】
薄膜トランジスタ液晶表示装置において、薄膜トランジスタは、行列の形態に配列されている複数の画素に各々対応して形成されるのが一般的であり、各々の画素には、薄膜トランジスタの制御によって画像信号が伝えられる画素電極が形成されている。また、薄膜トランジスタ基板には、ゲート駆動集積回路の出力端子と各々連結されて画素を制御するためにゲート信号を供給するゲートラインと、データ駆動集積回路の出力端子と各々連結されて画像信号を供給し、ゲートラインと交差して行列の画素を定義するデータラインとがマトリックス形態に形成されており、このようなゲートラインとデータラインとは画素の画素電極と薄膜トランジスタを通じて各々連結されている。図１にこのような一般的な液晶パネルの平面構造が図示されている。図１で、Ｇ１〜Ｇｍはゲートライン、Ｓ１〜Ｓｎはデータライン、Ｐは画素電極、ＴＦＴは薄膜トランジスタである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、同一極性の駆動電圧が継続して液晶セルに印加されると、液晶物質内のイオン性不純物の沈殿により前記画素電極と対向電極とで電気化学的変化が起こり、これは表示敏感度と輝度とを低下させる。
【０００６】
これを防止するために、液晶セルに印加される電圧の極性を周期的に反転させることが必要であり、このような駆動方式を反転駆動方式という。反転駆動方式には、フレーム単位で極性を反転させるフレーム反転、ライン単位で極性を反転させるライン反転、画素単位で極性を反転させるドット反転などがあり、このうちのライン反転やドット反転が主に用いられる。
【０００７】
ドット反転駆動方式では、行方向及び列方向に互いに隣接する二つの画素電極に互いに異なる極性の駆動電圧が印加される。例えば、液晶パネル上の互いに隣接する二つの画素電極のうちの任意の一つには正の極性（positive polarity）の駆動電圧が印加され、残りの一つには負の極性（negative polarity）の駆動電圧が印加される。また、このような極性状態は毎フレームごとに反転される。
【０００８】
ドット反転駆動方式には、上下左右に隣接する画素電極間の極性が互いに反対である１ドット反転駆動方式と、左右に隣接する画素電極間の極性は互いに反対であり、上下に隣接する画素電極間の極性は２つの行単位で反転される２−１ドット反転駆動方式とがある。
【０００９】
２−１ドット反転駆動方式は、１ドット反転駆動方式に比べて消費電流が小さく、ウィンドウ画面でのフリッカリングが見えないために主に用いられている。図２Ａに従来の２−１ドット反転駆動方式によって駆動された液晶表示装置の各画素別極性状態が図示されており、図２Ｂにはこのような反転駆動方式による上下画素電極間の電圧充電状態が例示されており、図２Ｃにはこのような反転駆動方式による画素別輝度状態が例示されている。
【００１０】
２−１ドット反転駆動方式では、２つの画素行単位で同一極性を有する電圧が画素電極に印加されるため、図２Ｂのように、上下画素電極間に充電量変化が発生して画面全体にかけて薄い横線形態の輝度差が発生する。
【００１１】
より具体的には、図２Ｂに図示されているように、例えば第１画素行（＃１）と第２画素行（＃２）とが“＋”極性に充電された後、第３画素行（＃３）で“＋”データが“−”に変移する瞬間、第２画素行（＃２）の画素電極と第３画素行（＃３）の画素電極との間の寄生キャパシタンスを通じたＡＣ電流が発生して第２画素行（＃２）の画素電極の充電率が低下する。
【００１２】
従って、同一極性の階調電圧が印加される二つの画素行において第１画素行に比べて第２画素行の輝度が充電率低下によって変化して、画素行単位、つまり図２Ｃのようにゲートライン別に薄い輝度差が発生する。
【００１３】
また、理想的な矩形波の電圧が印加されずにスルーレート（slew rate）によって電圧遅延が発生する場合には、同一極性の電圧が印加される上下画素電極で上側画素の輝度が高くなって（ノーマルホワイトモードの液晶表示装置の場合）薄い横線模様が発生する。
【００１４】
図２Ｄに、この場合による画素電極の充電状態が図示されている。上下画素に同一な電圧を印加する場合、図２Ｄに示すように、時間的に早く階調電圧を充電するようになる上側画素電極にはＲＣディレイだけ充電時間が減少し、下側画素電極にはＲＣディレイされた後のＤＣ状態で充電が行われるため、上下画素電極間の充電状態が異なるようになる。その結果、上側画素電極の充電レベルが低くなって下側画素電極より光を十分に遮断することができなくなり、上側ラインの輝度が高くなって画面上に横線形態の帯が表示され画面特性が低下する。
【００１５】
本発明が目的とする技術的課題は、上述されたように液晶表示装置で階調電圧を差等印加してライン別に発生する輝度低下を防止し、画面全体にかけて均一な輝度特性を得ることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような技術的課題を達成するための本発明による液晶表示装置は、複数のゲートライン、前記複数のゲートラインに絶縁されて交差する複数のデータライン、前記複数のデータラインと前記ゲートラインとが交差する領域に形成されて各々前記ゲートライン及びデータラインに連結されているスイッチング素子を有する行列形態に配列された複数の画素を含み、二つ以上の画素行からなる画素群単位で画素の極性が反転される液晶パネル;前記ゲートラインにゲート電圧を供給するスキャン駆動部;及び前記画素群において、少なくとも一つの画素行には表示しようとする階調に該当する階調電圧を補償した補償階調電圧を供給し、残りの画素行には表示しようとする階調に該当する原階調電圧を供給するデータ駆動部;を含む。
【００１７】
ここで、データ駆動部は、前記同一極性の階調電圧が提供される二つ以上の画素行において、第１画素行には前記補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００１８】
つまり、正の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、第１画素行には前記原階調電圧より高い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給し、負の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、第１画素行には前記原階調電圧より低い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００１９】
また、前記データ駆動部は、前記同一極性の階調電圧が提供される二つ以上の画素行において、最後の画素行には前記補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００２０】
つまり、正の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、最後の画素行には前記原階調電圧より高い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給し、負の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、最後の画素行には前記原階調電圧より低い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００２１】
ここで、前記同一極性の階調電圧が提供される二つ以上の画素行が同一な階調を表示することができ、前記同一極性の階調電圧が提供される二つ以上の画素行が互いに異なる階調を表示することもできる。
【００２２】
このような本発明の液晶表示装置は、前記データ駆動部に階調電圧を供給する階調電圧発生部をさらに含み、階調電圧発生部は、少なくとも２Ｈ周期で同一極性を有する階調電圧を供給する。
【００２３】
前記階調電圧発生部は、正の極性を有する複数の階調電圧を生成する第１生成器;負の極性を有する複数の階調電圧を生成する第２生成器;２Ｈ周期で正の極性を有する階調電圧または負の極性を有する階調電圧が生成されるようにするタイミング調節器;前記タイミング調節器に連動して前記第１生成器及び第２生成器に階調電圧生成のための基準電圧を各々提供する基準電位提供器;及び基準電位提供器から出力されて前記第１及び第２生成器に提供される基準電圧のレベルを可変させて前記第１及び第２生成器で生成される階調電圧が可変されるようにするレベル調整器;を含む。
【００２４】
また、前記階調電圧発生部は、正の極性を有する複数の階調電圧を生成する第１生成器;負の極性を有する複数の階調電圧を生成する第２生成器;２Ｈ周期で正の極性を有する階調電圧または負の極性を有する階調電圧が生成されるようにする互いに異なるレベルのタイミング信号を出力し、前記タイミング信号は各々前記第１生成器及び第２生成器の階調電圧生成のための基準信号として提供されるタイミング調節器;及び前記タイミング調節器から出力されて前記第１及び第２生成器に提供される基準信号の電圧レベルを可変させて前記第１及び第２生成器で生成される階調電圧が可変されるようにするレベル調整器;を含むことができる。
【００２５】
本発明の他の液晶表示装置の駆動方法は、複数のゲートライン、前記複数のゲートラインに絶縁されて交差する複数のデータライン、前記複数のデータラインと前記ゲートラインとが交差する領域に形成され各々前記ゲートライン及びデータラインに連結されているスイッチング素子を有する行列形態に配列された複数の画素を含む液晶表示装置の駆動方法において、前記ゲートラインにゲート電圧を供給する段階;及び二つ以上の画素行からなる画素群単位で極性が反転されるように前記データラインに階調電圧を供給し、前記画素群において、少なくとも一つの画素行には表示しようとする階調に該当する階調電圧を補償した補償階調電圧を供給し、残りの画素行には表示しようとする階調に該当する原階調電圧を供給する段階;を含む。
【００２６】
ここで、前記階調電圧を供給する段階は、前記同一極性の階調電圧が提供される二つ以上の画素行において、第１画素行には前記補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００２７】
つまり、前記階調電圧を供給する段階は、正の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、第１画素行には前記原階調電圧より高い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給し、負の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、第１画素行には前記原階調電圧より低い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００２８】
また、前記階調電圧を供給する段階は、前記同一極性の階調電圧が提供される二つ以上の画素行において、最後の画素行には前記補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００２９】
つまり、正の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、最後の画素行には前記原階調電圧より高い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給し、負の極性を有する階調電圧を少なくとも二つ以上の画素行に供給する場合に、最後の画素行には前記原階調電圧より低い補償階調電圧を供給し、残りの画素行には前記原階調電圧を供給する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下では本発明の技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる最も好ましい実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図３は本発明の実施例による液晶表示装置の構造を概略的に示した図面である。
【００３２】
添付した図３のように、本発明の実施例による液晶表示装置は、ＬＣＤパネル１、スキャン駆動部２、データ駆動部３、Ｖｏｎ Ｖｏｆｆ Ｖｃｏｍ発生部４、タイミング制御部５及び階調電圧発生部６を含み、ＬＣＤパネル１にデータ駆動部３及びスキャン駆動部２からの信号が印加される。ここではノーマリーホワイトモード液晶表示装置を例として説明するが、本発明は必ずしもこれに限定されず、ノーマリーブラックモード液晶表示装置などにも同一に適用できる。
【００３３】
ＬＣＤパネル１には、ゲート駆動信号を伝達するための複数のゲートラインが形成されており、このゲートラインと交差して形成されて画像信号を示す階調電圧を伝達するための複数のデータラインが形成されており、一つのゲートラインと一つのデータラインとが交差する各々の領域に画素が行列形態に形成されている。
【００３４】
データ駆動部３は、ソース駆動部とも呼ばれ、ＬＣＤパネル１内の各画素に伝達される電圧値を一ラインずつ下げる役割を果たす。より詳しくは、データ駆動部３は、後述するタイミング制御部５からくるデジタルデータをデータ駆動部内のシフトレジスター内に保存しておいてデータをＬＣＤパネル１に降ろすことを命令する信号（ＬＯＡＤ信号）がくると各々のデータに該当する電圧を選択してＬＣＤパネル１内にこの電圧を伝達する役割を果たす。
【００３５】
スキャン駆動部２は、ゲート駆動部とも呼ばれ、データ駆動部３からのデータが画素に伝達されるように道を開く役割を果たす。ＬＣＤパネル１の各画素は、スイッチの役割を果たすＴＦＴによってオンやオフとなるが、このＴＦＴのオン、オフはゲートに一定の電圧（Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆ）が印加されることによって行なわれる。
【００３６】
このようにゲートをオンにするＶｏｎ電圧とゲートをオフにするＶｏｆｆ電圧とはＶｏｎ Ｖｏｆｆ Ｖｃｏｍ発生部４で生成される。Ｖｏｎ Ｖｏｆｆ Ｖｃｏｍ発生部４は前記Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆ電圧だけでなくＴＦＴ内のデータ電圧差の基準となるＶｃｏｍ電圧も生成する。
【００３７】
タイミング制御部５は、データ駆動部３及びスキャン駆動部２を駆動させるためのデジタル信号などを生成し、具体的には、前記駆動部２、３に入る信号の生成、データのタイミング調節、クロック調節などの役割を果たす。そして、階調電圧発生部６は、データ駆動部３に入る階調電圧を生成する。
【００３８】
このような構造からなる本発明の液晶表示装置では、少なくとも２つ以上の画素行単位で画素電極の極性が反転される。また、本実施例では、２つの画素行単位で画素電極の極性が反転され、一つの画素行で左右に隣接する画素電極間の極性が互いに反対になるように、タイミング制御部５がＬＣＤパネル１を反転駆動させるための駆動信号を生成してデータ駆動部３及びスキャン駆動部２に各々供給し、これによりスキャン駆動部２は各画素行にゲート駆動信号、つまりＶｏｎ電圧を印加してデータ駆動部３から出力される階調電圧が各画素に印加されるようにする。
【００３９】
この時、階調電圧発生部６は、上下画素間の充電量差が発生するのを防止するために、充電低下が発生するラインに対して元来の階調データによって印加されなければならない階調電圧の補償を遂行し、データ駆動部３は充電低下が発生したラインに補償された階調電圧を供給する。
【００４０】
図４に本発明の実施例による各ライン別に印加される階調電圧特性が図示されている。
【００４１】
従来は図２Ｄのように、駆動部のスルーレート特性と配線によるＲＣディレイとによって画素電極に印加される階調電圧がＡのような波形になり、これにより画素電極にＢのような波形の電圧が充電され、その結果、同一極性の階調電圧が印加される二つの画素行間の充電電圧が異なるようになる。
【００４２】
本発明の実施例では、このような充電電圧差を補償するために、図４のように同一極性が印加される少なくとも２つ以上の画素行で充電低下が発生する画素行に印加される階調電圧と充電低下が発生しない残りの画素行に印加される階調電圧とを異なるようにする。
【００４３】
つまり、同一極性が印加される少なくとも２つ以上の画素行が同一な階調を表示する場合、充電低下が発生しない画素行には表示しようとする階調に該当する階調電圧を供給し、充電低下が発生した画素行には前記階調電圧を補償した電圧を供給する。
【００４４】
例えば、同一極性を有して同一階調に該当する階調電圧が印加される少なくとも２つ以上の画素行において、第１画素行で充電低下が発生する場合、正極性の階調電圧が印加される少なくとも２つ以上の画素行では、第１画素行を除いた残りの画素行に元来の階調データに該当する階調電圧を供給し、第１画素行に元来の階調電圧より高い値を有する補償された階調電圧を供給する。
【００４５】
そして、負極性の階調電圧が印加される少なくとも２つ以上の画素行では、第１画素行を除いた残りの画素行に元来の階調データに該当する階調電圧を供給し、第１画素行に元来の階調電圧より低い値を有する補償された階調電圧を供給する。
【００４６】
具体的な例として、２つの画素行単位で極性が可変される場合、正極性の階調電圧が印加される２つの画素行において、第１画素行には第１階調電圧を供給し、第２画素行には第２階調電圧を供給する。ここで、第２階調電圧は表示しようとする階調に該当する元来の階調電圧であり、第１電圧は第２階調電圧より高い値を有する補償された階調電圧である。
【００４７】
また、負極性の階調電圧が印加される２つの画素行において、第１画素行には第３階調電圧を供給し、第２画素行には第４階調電圧を供給する。ここで、第４階調電圧は表示しようとする階調に該当する元来の階調電圧であり、第３電圧は第４階調電圧より低い値を有する補償された階調電圧である。
【００４８】
そして、３つ以上である例をあげて、４つの画素行単位で極性が可変されて第１画素行に充電低下が発生する場合に、正の極性を有する階調電圧が印加される４つの画素行において、第１画素行には第１階調電圧を供給し、第２、第３及び第４画素行には第１階調電圧より低い値を有する第２階調電圧を供給する。また、負極性を有する階調電圧が印加される４つの画素行において、第１画素行には第３階調電圧を供給し、第２、第３及び第４画素行には第３階調電圧より高い値を有する第４階調電圧を供給する。
【００４９】
一方、同一極性を有して同一階調に該当する階調電圧が印加される少なくとも２つ以上の画素行において、最後の画素行で充電低下が発生する場合、正極性の階調電圧が印加される少なくとも２つ以上の画素行では、最後の画素行を除いた残りの画素行に元来の階調データに該当する階調電圧を供給し、最後の画素行に元来の階調電圧より高い値を有する補償された階調電圧を供給する。
【００５０】
そして、負極性の階調電圧が印加される少なくとも２つ以上の画素行では、最後の画素行を除いた残りの画素行に元来の階調データに該当する階調電圧を供給し、最後の画素行に元来の階調電圧より低い値を有する補償された階調電圧を供給する。
【００５１】
ここでは同一極性が印加される少なくとも２つ以上の画素行が同一な階調を表示する場合の充電低下補償に対して記述したが、同一極性が印加される少なくとも２つ以上の画素行が互いに異なる階調を表示する場合にも充電低下が発生した画素行に補償された階調電圧を供給して充電低下補償が行われるようにすることができる。
【００５２】
つまり、同一極性が印加される少なくとも２つ以上の画素行が互いに異なる階調を表示する場合にも、充電低下が発生しない画素行には表示しようとする階調に該当する階調電圧を供給し、充電低下が発生した画素行には表示しようとする階調に該当する階調電圧を補償した電圧を供給して充電低下補償が行われるようにすることができる。例えば、正極性の階調電圧が供給される少なくとも２つ以上の画素行では、充電低下が発生する画素行に元来の階調電圧より高い値を有する補償された階調電圧を供給し、負極性の階調電圧が供給される少なくとも２つ以上の画素行では、充電低下が発生する画素行に元来の階調電圧より小さい値を有する補償された階調電圧を供給する。
【００５３】
このように、充電低下が発生する画素行に補償された階調電圧が供給されるによって、同一極性を有する少なくとも２つ以上の画素行で発生する充電低下を補償することができる。
【００５４】
図５に、このような階調電圧がデータ駆動部によって液晶パネルに供給されるようにするための本発明の実施例による階調電圧発生部の構造が例示されている。添付した図５に図示されているように、本発明の実施例による階調電圧発生部６は、データ駆動部３のガンマ基準電位として印加される正極性の階調電圧と負極性の階調電圧とを生成する電圧生成部６１、タイミング制御部５から印加されるゲート駆動クロック（ＣＰＶ）及び水平同期パルス（ＳＴＶ）を入力として２Ｈ周期信号を発生する周期信号生成部６２、基準電位を生成して電圧生成部６１に提供する基準電位生成部６３を含む。
【００５５】
電圧生成部６１は、正の階調電圧を生成する複数の第１抵抗列（Ｒ１〜Ｒ５）と、第１抵抗列（Ｒ１〜Ｒ５）と直列に連結されており、負の階調電圧を生成する複数の第２抵抗列（Ｒ６〜Ｒ１０）とを含む。
【００５６】
第１抵抗列（Ｒ１〜Ｒ５）は、液晶の正極性充電のための複数の階調電圧を生成するために、外部から印加される第１電圧と共通電圧レベルとの間に複数の抵抗が直列に連結されたものであり、第１電圧（ＡＶＤＤ）と各抵抗との間の接点がＶＲＥＦ１＋〜ＶＲＥＦ５＋階調電圧になる。ここで、基準電位生成部６３から印加される電圧が抵抗（Ｒ３）と抵抗（Ｒ４）との間の接点に印加されて正極性の中心電圧であるＶＲＥＦ３＋階調電圧になる。
【００５７】
第２抵抗列（Ｒ６〜Ｒ１０）は、液晶の負極性充電のための複数の階調電圧を生成するために、共通電圧レベルと第２電圧との間に複数の抵抗が直列に連結されたものであり、共通電圧レベルと各抵抗との間の接点がＶＲＥＦ６− ＶＲＥＦ１０−階調電圧になる。ここで、基準電位生成部６３から印加される電圧が抵抗（Ｒ７）と抵抗（Ｒ８）との間の接点に印加されて負極性の中心電圧であるＶＲＥＦ８−階調電圧になる。
【００５８】
一方、周期信号生成部６２は、クロック端子（ＣＬＫ）がゲート駆動クロック（ＣＰＶ）に連結されており、プリセット端子（ＰＲＥ）とクリア端子（ＣＬＲ）とがハイレべルに連結されているＤフリップフロップ（ＤＦ）と、第１入力端子がＤフリップフロップ（ＤＦ）の反転出力端子（/Ｑ）に連結されており、第２入力端子が水平同期パルス（ＳＴＶ）に連結されているオアゲート（ＯＲ）とを含み、オアゲート（ＯＲ）の出力端子がＤフリップフロップ（ＤＦ）の入力端子（Ｄ）に連結されている。一方、Ｄフリップフロップ（ＤＦ）の出力端子（Ｑ）及び反転出力端子（/Ｑ）には抵抗（Ｒ１５、Ｒ１６）が各々連結されており、この各抵抗の一側にはＤフリップフロップ（ＤＦ）の出力端子（Ｑ）及び反転出力端子（/Ｑ）から出力される信号が電圧生成部６１の分割抵抗（Ｒ１３、Ｒ１４）の接点に選択的に連結されるようにするスイッチ（ＳＷ）が連結されている。
【００５９】
基準電位生成部６３は、非反転入力端子がスイッチ（ＳＷ）の一側に連結されている増幅器（ＯＰ１）と、反転入力端子が増幅器（ＯＰ１）の出力端子に連結されている増幅器（ＯＰ２）とを含む。増幅器（ＯＰ１）の反転端子（−）には増幅器（ＯＰ１）の出力端子から出力された後に分割抵抗（Ｒ１７、Ｒ１８）によって分割される電圧が入力され、増幅器（ＯＰ２）の反転端子には出力端子と増幅器（ＯＰ１）の出力端子との電圧が分割抵抗（Ｒ１９、Ｒ２０）によって分割されて入力される。
【００６０】
ここで、増幅器（ＯＰ１）の出力電圧は抵抗（ＲＧ）を通じて電圧生成部６１の負極性階調電圧の中心電圧として印加され、増幅器（ＯＰ２）の出力電圧は抵抗（ＲＦ）を通じて正極性階調電圧の中心電圧として印加される。
【００６１】
図６にこのような構造からなる階調電圧発生部の動作タイミング図が図示されている。
【００６２】
階調電圧発生部６の周期信号生成部６２は、タイミング制御部５から出力される水平同期パルス（ＳＴＶ）をスタート信号とし、クロック端子（ＣＬＫ）に印加されるゲート駆動信号（ＣＰＶ）をクロック信号として、フレームが変わる場合にも同一な位相を有する矩形波の信号が生成されるようにする。
【００６３】
Ｄフリップフロップ（ＤＦ）のクリア端子（ＣＬＲ）及びプリセット端子（ＰＲＥ）がハイレべルに固定されているので、Ｄフリップフロップ（ＤＦ）はクロック端子（ＣＬＫ）に入力されるゲート駆動信号（ＣＰＶ）に同期して“Ｈ”または“Ｌ”レベルの信号を出力し、この時、出力端子（Ｑ）から出力される信号はオアゲート（ＯＲ）によって水平同期パルス（ＳＴＶ）と論理合演算されて入力端子（Ｄ）にフィードバックされる。
【００６４】
Ｄフリップフロップ（ＤＦ）の出力端子（Ｑ）及び反転出力端子（/Ｑ）から出力される信号は、スイッチ（ＳＷ）のスイッチング動作によって電圧生成部６１の分割抵抗（Ｒ１３、Ｒ１４）の接点に選択的に連結される。
【００６５】
従って、Ｄフリップフロップ（ＤＦ）の出力端子（Ｑ）及び反転出力端子（/Ｑ）から出力される信号値によって基準電位生成部６３の増幅器（ＯＰ１）の非反転端子に入力される電圧が可変され、基準電位生成部６３の増幅器（ＯＰ１）は非反転端子に入力される電圧を増幅して入力電圧の振幅と同一位相を有する電圧を出力して電圧生成部６１の負極性の中心電圧（ＶＲＥＦ８−）として印加する。
【００６６】
増幅器（ＯＰ１）から出力された電圧はまた、抵抗（Ｒ１９、Ｒ２０）によって調節されて増幅器（ＯＰ２）の反転端子に入力され、増幅器（ＯＰ２）は反転端子に入力される増幅器（ＯＰ１）の出力電圧を入力として第１外部電圧/２（ＡＶＤＤ/２）と対称になる逆位相電圧を出力して電圧生成部６１の正極性の中心電圧（ＶＲＥＦ３＋）として印加する。
【００６７】
この時、増幅器（ＯＰ１）の出力電圧はスイッチ（ＳＷ）をオープンした時に負極性の中心電圧を示さなければならないので、抵抗（Ｒ１３、Ｒ１４）及び抵抗（Ｒ１７、Ｒ１８）の抵抗値を適切に調整してこれを満足たすようにし、この場合には増幅器（ＯＰ２）の出力電圧が自動的に正極性の中心電圧を示すように抵抗（Ｒ１９、Ｒ２０）の抵抗値を調整しなければならない。
【００６８】
従って、Ｄフリップフロップ（ＤＦ）の出力端子（Ｑ）及び反転出力端子（/Ｑ）から出力される信号によって増幅器（ＯＰ１、ＯＰ２）の出力電圧が可変されて、実質的に正極性階調電圧の中心電圧（ＶＲＥＦ３＋）、負極性階調電圧の中心電圧（ＶＲＥＦ８−）が可変されることによって、結果的に正極性階調電圧（ＶＲＥＦ１＋〜ＶＲＥＦ５＋）及び負極性階調電圧（ＶＲＥＦ６−〜ＶＲＥＦ８−）の値が異なるようになる。
【００６９】
このような階調電圧発生部６の動作によって、Ｄフリップフロップ（ＤＦ）は２Ｈ周期で同一極性の矩形波を生成し、このような矩形波（Ｑ、/Ｑ）は同一極性が印加される二つのラインに選択的に印加される。そして、このような矩形波の位相によって階調電圧の位相が１Ｈ幅に調整される。
【００７０】
したがって、図６のように、周期信号生成部の出力ＱがＳＴＶ周期で同一極性の矩形波として出力され、このようなＱ出力の位相によって階調電圧が１Ｈ周期に調整されることが分かる。
【００７１】
一方、階調電圧発生部を、前記に記述したのとは異なって、基準電位生成部を使用せずに、周期信号生成部から出力されるＱ、/Ｑの電圧をそのまま電圧生成部の正極性階調電圧の中心電圧または負極性階調電圧の中心電圧として印加されるようにし、上下画素間の充電電圧差が補償されるようにすることもできる。
【００７２】
図７に本発明の他の実施例による階調電圧発生部の構造が図示されている。
【００７３】
本発明の他の実施例において、階調電圧発生部は、図７に図示されているように、電圧生成部６１と周期信号生成部６２とだけを含む。図５に示された階調電圧発生部とは異なって、周期信号生成部６２のＤフリップフロップ（ＤＦ）の出力端子（Ｑ、/Ｑ）が各々抵抗（ＲＦ、ＲＧ）を通じて電圧生成部６１の正極性の中心電圧端子（Ｒ３とＲ４との接点）と負極性の中心電圧端子（Ｒ７とＲ８との接点）とに連結される。
【００７４】
階調電圧発生部６は、前記に記述された実施例と同一に動作し、単に、周期信号生成部の出力Ｑが抵抗（ＲＦ）を通じて正極性の中心電圧になり、出力/Ｑが抵抗（ＲＧ）を通じて負極性の中心電圧になる。この場合にも、可変抵抗（ＲＦ、ＲＧ）の抵抗値を調整して階調電圧差を調節し、横線模様が発生する類型によって各画素行に印加される階調電圧を調節することができる。
【００７５】
このような構造からなる階調電圧発生部でも、図６のように、周期信号生成部の出力ＱがＳＴＶ周期で同一極性の矩形波として出力され、このようなＱ出力の位相によって階調電圧が１Ｈ周期に調整される。
【００７６】
一方、前記に記述された各階調電圧発生部において、周期信号生成部のオアゲートの代りにデュアルダイオードと抵抗とを使用することもできる。
【００７７】
以下、このような構造からなる液晶表示装置を駆動させる方法について説明する。
【００７８】
本発明の実施例による駆動方法によって作動する液晶表示装置の各画素の極性状態は、従来の２−１反転駆動方式と同一である。
【００７９】
タイミング制御部５は、液晶に印加する画像信号Ｖｓを信号源（図示せず）から受けて処理しデータ信号を生成してデータ駆動部３に提供し、液晶駆動に必要な各種タイミング信号、例えばゲート駆動クロック（ＣＰＶ）及び水平同期パルス（ＳＴＶ）を生成する。
【００８０】
データ駆動部３は、タイミング制御部５から提供されるデータ信号によってＬＣＤパネル１の各画素にデータ電圧（階調電圧）を印加し、スキャン駆動部２は、画素にデータ電圧が印加されるように各画素の薄膜トランジスタをターンオンさせるゲート駆動信号であるゲート電圧を出力する。
【００８１】
本発明の実施例では、二つの画素行単位で各画素に同一極性を有する階調電圧を供給し、各画素行のゲートラインが駆動される間はデータラインに第１極性を有する階調電圧と第２極性を有する階調電圧とを交互に供給し、一つの画素行で互いに隣接する画素間には互いに異なる極性を有する電圧を供給して、二つの画素行単位で同一極性を有する電圧が供給されるようにする。
【００８２】
例えば、Ｎ個のゲートラインを順次に駆動させながらデータラインに階調電圧を供給する場合に、第１及び第２ゲートラインが駆動される間に“＋、−、＋、−、＋、−、…”の極性順に階調電圧を供給し、第３及び第４ゲートラインが駆動される間に“−、＋、−、＋、−、＋、…”の極性順に階調電圧を供給して、図２Ａに示されたような極性状態を有するようにする。
【００８３】
この時、階調電圧発生部６は、同一極性の階調電圧が印加されるライン別に階調電圧補償を遂行して各画素電極に十分な電圧充電が行われるようにする。
【００８４】
例えば、第１及び第２画素行には正の極性を有する階調電圧が印加され、第３及び第４画素行には負の極性を有する階調電圧が印加され、隣接する上下画素電極間に信号の傾きとデータラインのＲＣディレイとによって第１画素行に充電量低下が発生する場合、前記に記述されたように、第１画素行には第１階調電圧を供給し、第２画素行には第２階調電圧を供給して、第１階調電圧が第２階調電圧より高い値を有するようにして上下画素電極間の充電電圧差を補償する。
【００８５】
そして、第３画素行に負極性の第３階調電圧を供給し、第４画素行に負極性の第４階調電圧を供給して、第３階調電圧が第４階調電圧より低い値を有するようにして上下画素電極間の充電電圧差を補償する。
【００８６】
従って、同一極性が印加される画素行間の充電電圧差が補償されるため、全体的な画面の明るさが均一に維持される。
【００８７】
一方、前記に記述された実施例は、２つの画素行単位で画素間の極性が反転される２−１ドット反転方式の液晶表示装置で画素行別に輝度差を補償することについて記述したが、本発明は３つ以上の画素行単位で極性が反転される、例えば３つの画素行単位や４つの画素行単位などで隣接する画素間の極性が反転される３−１ドット反転や４−１ドット反転方式の液晶表示装置にも同一に適用できる。
【００８８】
本発明は請求の範囲を逸脱しない範囲内で様々な変更及び実施が可能である。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、２つ以上の画素行単位で画素間の極性が反転される液晶表示装置において、画素行別に発生する充電低下による輝度差が補償されて、画面全体で均一な輝度特性を得ることができ、表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一般的な液晶パネルの平面構造を概略的に示した図面である。
【図２Ａ】 従来の２−１ドット反転駆動方式によって駆動された液晶表示装置の各画素別極性状態を示した例示図である。
【図２Ｂ】 従来の２−１ドット反転駆動方式による画素別輝度状態を示した例示図である。
【図２Ｃ】 従来の２−１ドット反転駆動方式による上下画素間の電圧充電状態を示した波形図である。
【図２Ｄ】 従来の２−１ドット反転駆動方式による上下画素間の電圧充電状態を示した波形図である。
【図３】 本発明の実施例による液晶表示装置の構造図である。
【図４】 本発明の実施例による各ライン別に印加される階調電圧特性を示した波形図である。
【図５】 本発明の実施例による階調電圧発生部の回路図である。
【図６】 本発明の実施例による階調電圧発生部の動作タイミング図である。
【図７】 本発明の他の実施例による階調電圧発生部の回路図である。
【符号の説明】
１ ＬＣＤパネル
２ スキャン駆動部
３ データ駆動部
４ Ｖｏｎ Ｖｏｆｆ Ｖｃｏｍ発生部
５ タイミング制御部
６ 階調電圧発生部
６１ 電圧生成部
６２ 周期信号生成部
６３ 基準電位生成部

Claims (11)

1. 複数のゲートライン、
   前記複数のゲートラインから絶縁された状態で前記複数のゲートラインと交差する複数のデータライン、及び、
   前記複数のデータラインと前記複数のゲートラインとが交差する領域に行列形態に配置された複数の画素であり、いずれかのゲートラインといずれかのデータラインとに連結されているスイッチング素子をそれぞれ含み、二つ以上の画素行ごとに複数の画素群に分けられている複数の画素、
   を有する液晶パネル、
   前記複数のゲートラインにゲート電圧を供給するスキャン駆動部、並びに、
   前記複数のデータラインを通して各画素に階調電圧を供給する駆動部であり、各画素列において、階調電圧の極性を画素群ごとに反転させ、各画素群において、先頭の画素行である第１画素行には、表示しようとする階調に該当する原階調電圧を所定量変更した補償階調電圧を供給し、残りの画素行には原階調電圧を供給するデータ駆動部
   を備えた液晶表示装置。
2. 前記データ駆動部は、
   正極性の階調電圧を供給すべき画素群の第１画素行には原階調電圧より高い補償階調電圧を供給し、
   負極性の階調電圧を供給すべき画素群の第１画素行には原階調電圧より低い補償階調電圧を供給する、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記データ駆動部は、同じ画素群に同じ階調を表示するとき、その画素群の第１画素行に、原階調電圧に代えて補償階調電圧を供給する、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記データ駆動部に階調電圧を供給する部分であり、短くとも２Ｈ周期で階調電圧の極性を反転させる階調電圧発生部、をさらに備えた、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記階調電圧発生部は、
   基準電圧から正極性の階調電圧を複数生成する第１生成器と、
   基準電圧から負極性の階調電圧を複数生成する第２生成器と、
   短くとも２Ｈ周期で前記第１生成器に正極性の階調電圧を生成させ、前記第２生成器には負極性の階調電圧を生成させるタイミング調節器と、
   前記タイミング調節器に連動して前記第１生成器及び前記第２生成器のそれぞれに基準電圧を提供する基準電位提供器と、
   前記基準電位提供器から出力された基準電圧を変化させることにより、前記第１生成器及び前記第２生成器で生成される階調電圧を変化させるレベル調整器と、
   を含む、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１生成器は、一端に第１電圧が印加され、他端に基準電圧が印加される複数の抵抗の直列接続、及び、一端に基準電圧が印加され、他端に第２電圧が印加される複数の抵抗の直列接続を含み、
   前記第２生成器は、一端に第２電圧が印加され、他端に基準電圧が印加される複数の抵抗の直列接続、及び、一端に基準電圧が印加され、他端に第３電圧が印加される複数の抵抗の直列接続を含み、
   前記タイミング調節器は、外部から印加されるクロック信号に同期して短くとも２Ｈ周期で異なるレベルのタイミング信号を出力するＤフリップフロップ、及び、前記異なるレベルのタイミング信号を選択して出力するスイッチを含み、
   前記基準電位生成器は、前記スイッチから提供されるタイミング信号と第１設定電圧との間の差を増幅して前記第１生成器に基準電圧として提供する第１演算増幅器、及び、前記第１演算増幅器から出力される電圧と第２設定電圧との間の差を増幅して前記第２生成器に基準電圧として提供する第２演算増幅器を含み、
   前記レベル調整器は、前記第１演算増幅器の出力端と前記第１生成器の基準電圧端子との間に連結された第１可変抵抗、及び、前記第２演算増幅器の出力端と前記第２生成器の基準電圧端子との間に連結された第２可変抵抗を含む、
   請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記階調電圧発生部は、
   基準信号に応じて正極性の階調電圧を複数生成する第１生成器と、
   基準信号に応じて負極性の階調電圧を複数生成する第２生成器と、
   短くとも２Ｈ周期で異なるレベルのタイミング信号を生成し、前記第１生成器及び前記第２生成器のそれぞれに基準信号として提供するタイミング調節器と、
   前記タイミング調節器から出力される基準信号の電圧レベルを変化させることにより、前記第１生成器及び前記第２生成器で生成される階調電圧を変化させるレベル調整器と、
   を含む、請求項４に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１生成器は、一端に第１電圧が印加され、他端に基準電圧が印加される複数の抵抗の直列接続、及び、一端に基準電圧が印加され、他端に第２電圧が印加される複数の抵抗の直列接続を含み、
   前記第２生成器は、一端に第２電圧が印加され、他端に基準電圧が印加される複数の抵抗の直列接続、及び、一端に基準電圧が印加され、他端に第３電圧が印加される複数の抵抗の直列接続を含み、
   前記タイミング調節器は、外部から印加されるクロック信号に同期して短くとも２Ｈ周期で、レベルが互いに異なる第１タイミング信号と第２タイミング信号とを出力するＤフリップフロップを含み、
   前記レベル調整器は、前記第１タイミング信号の電圧レベルを変化させて前記第１生成器に基準電圧として提供する第１可変抵抗、及び、前記第２タイミング信号の電圧レベルを変化させて前記第２生成器に基準電圧として提供する第２可変抵抗を含む、
   請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 複数のゲートライン、
   前記複数のゲートラインから絶縁された状態で前記複数のゲートラインと交差する複数のデータライン、及び、
   前記複数のデータラインと前記複数のゲートラインとが交差する領域に行列形態に配置された複数の画素であり、いずれかのゲートラインといずれかのデータラインとに連結されているスイッチング素子をそれぞれ含む複数の画素、
   を有する液晶表示装置の駆動方法であり、
   前記複数のゲートラインにゲート電圧を供給する段階と、
   前記複数のデータラインを通して前記複数の画素に階調電圧を供給する段階であり、前記複数の画素を二つ以上の画素行ごとに複数の画素群に分け、各画素列において、階調電圧の極性を画素群ごとに反転させ、各画素群において、先頭の画素行である第１画素行には、表示しようとする階調に該当する原階調電圧を所定量変更した補償階調電圧を供給し、残りの画素行には原階調電圧を供給する段階と、
   を含む液晶表示装置の駆動方法。
10. 前記階調電圧を供給する段階では、
    正極性の階調電圧を供給すべき画素群の第１画素行には原階調電圧より高い補償階調電圧を供給し、
    負極性の階調電圧を供給すべき画素群の第１画素行には原階調電圧より低い補償階調電圧を供給する、
    請求項９に記載の液晶表示装置の駆動方法。
11. 前記階調電圧を供給する段階では、同じ画素群に同じ階調を表示するとき、その画素群の第１画素行に、原階調電圧に代えて補償階調電圧を供給する、請求項９に記載の液晶表示装置の駆動方法。

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