JP4502576B2

JP4502576B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法

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Publication number: JP4502576B2
Application number: JP2002342023A
Authority: JP
Inventors: 勝煥文
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: US20030117353A1; US7796105B2; US20060187173A1; US20110227902A1; TW200304633A; JP2003223156A; TWI267050B; US7209102B2; US20070152940A1; US8692819B2

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、さらに詳しくは液晶パネル上の位置によって変化するキックバック電圧を補償してフリッカーを減らすための液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
代表的な平板表示装置として最近広く用いられる液晶表示装置は一般に互いに対向する二枚の基板と、その間の液晶層を含む。基板の内側面に具備された二種類の電極に電圧を印加すれば二つの電極の電位差によって液晶層に電場が生成され、この電場の強さによって液晶分子の配列が変わる。液晶分子の配列変化は液晶層を通過する光の偏光程度を変化させ、これは基板の外側面に具備された偏光子によって光の透過率変化として現れる。したがって、二つの電極の電位差を調節して電場の強さを変えることにより液晶表示装置を通過する光の透過率を調節することができる。
【０００３】
液晶表示装置を機能的に見れば、行列形態に配列された複数の画素と、前記画素に信号を伝達する複数の信号線（例:走査信号を伝達するゲート線と画像信号を伝達するデータ線）を含むが、各画素は画素電極と共通電極及び両者の間の液晶層からなる液晶蓄電器と画素電極に連結されたスイッチング素子（例:薄膜トランジスタ（TFT））を含む。スイッチング素子はまた、ゲート線及びデータ線に連結されてゲート信号がゲートオン電圧である時、導通してデータ線からの画像信号を液晶蓄電器に伝達し、ゲート信号がゲートオフ電圧である時には不通になって画像信号を伝達しない。
【０００４】
しかし、液晶層に一側方向の電場を継続して印加すれば、液晶層の電気的、物理的な特性が悪くなるので、電場の方向を頻繁に変える必要がある。電場の方向を変えるためには一つの電極（例えば共通電極）の電圧に対する他の電極（この場合、画素電極）の電圧の極性を反転させねばならない。つまり適当な同期信号に合わせて、画素電極の電圧を共通電極電圧より高めたり、低くめたりする。
【０００５】
しかし、このような極性変化は画面がちらつくフリッカー（flicker）現象を起こし好ましくない。フリッカー現象は、スイッチング素子の特性により発生するキックバック（kickback）電圧によるもので、共通電極に印加される共通電圧がキックバック電圧の値だけ低くなるために生じる現象である。
【０００６】
さらに、キックバック電圧は液晶パネル上の位置によって変わるが、特に行方向、つまり、図1の横方向であるゲート線方向に大きい差異が現れる。これはゲート線上でのゲート信号が伝播する際にひづむ現象が生じ、キックバック電圧の大きさを決定するゲートオン電圧とゲートオフ電圧の差がゲート線に沿って変化するためである。より詳細に説明すれば、データ信号が最初に印加されるゲート線上の位置、つまり図1の左端ではキックバック電圧が最も大きく、ゲート線に沿って進行するほど電圧降下が大きくなるためにキックバック電圧が減る。
【０００７】
これを解決するために提示された方法のうちの一つはゲート信号の遅延を考慮して共通電圧を位置によって異なるようにすることである
【０００８】
例えば、共通電極板において、液晶パネル横方向の両端に対応する位置に互いに異なる電圧を供給して、ゲート線に沿って変化するキックバック電圧を補償することである。
【０００９】
このような方法はゲート信号の遅延によってキックバック電圧の減少が線形的に発生するとの仮定下で実現されたものである。しかし、実際のキックバック電圧は非線形的に発生するために、従来の方法を利用して共通電圧を供給する場合にはキックバック電圧補償が効果的に行われず、フリッカーをチューニングするのに限界がある。
【００１０】
また、従来の共通電圧差をあたえる方法は共通電圧調整のために一つの位置に可変抵抗をおくしかないが、可変抵抗調整による共通電圧変更時に維持されなければならない左右間共通電極電位差が影響を受けるようになる。
【００１１】
その結果、フリッカー調整が難しくなる問題点が発生する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、液晶表示装置において、液晶パネル上で非線形的に変化するキックバック電圧を補償してフリッカーを減少させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
発明１では、複数のゲート線と、前記複数のゲート線に絶縁されて交差する複数のデータ線と、前記ゲート線に連結されるゲート電極及び前記データ線に連結されるソース電極を有する複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレーン電極に連結される画素電極と、前記画素電極に対向している共通電極を含み、前記ゲート駆動部から離れる順に少なくとも第１領域、第３領域及び第２領域に分割される液晶パネルと、前記ゲート線に前記薄膜トランジスタをオン／オフさせるためのゲート電圧を印加するためのゲート駆動部と、前記データ線に画像信号を示すデータ電圧を印加するためのデータ駆動部と、前記第１領域に対応する共通電極には第１共通電圧を印加し、前記第２領域に対応する共通電極には第２共通電圧を印加し、前記第３領域に対応する共通電極に少なくとも一つ以上の第３共通電圧を印加する共通電圧発生部とを含む。
前記共通電圧発生部は、外部電圧を分圧する第１抵抗列と、前記第１抵抗列の出力電圧に充電され、前記充電電圧が第２共通電圧として出力されて液晶パネル上の前記第２領域に対応する共通電極として供給される第１キャパシターと、前記第１キャパシターから出力される第２共通電圧を増幅して出力し、その出力電圧が第１共通電圧として出力されて液晶パネル上の前記第１領域に対応する共通電極に供給される増幅器とを含み、前記第１共通電圧と第２共通電圧が前記液晶パネル上の内部抵抗によって分圧された後、前記増幅器の反転入力端子にフィードバックされるとともに第３共通電圧として利用される。
【００１４】
発明２では、第１乃至第３共通電圧は第１共通電圧<第３共通電圧<第２共通電圧の関係を満足し、発明３では、第２領域は液晶パネル上で前記ゲート駆動部から最も遠く離れた領域であるのが好ましい。発明４では、前記第３共通電圧は前記第１共通電圧と第２共通電圧の算術平均に相当する電圧でありうる。
【００１５】
発明５では、前記共通電圧発生部は、前記第１抵抗列によって分圧された電圧によって動作し、前記第１キャパシタと接続され、前記第１抵抗列の出力電圧の前記前記第１キャパシターへの出力を媒介するトランジスタと、前記トランジスタから出力される電圧を降下させるダイオード列と、前記ダイオード列の両端にかかる電圧を分圧する第２抵抗列と、をさらに含み、前記増幅器は、前記第２抵抗列によって分圧され非反転入力端子に入力される前記第２共通電圧を増幅して前記第１共通電圧として出力する。
【００１６】
発明６では、複数のゲート線と、前記複数のゲート線に絶縁されて交差する複数のデータ線と、前記ゲート線に連結されるゲート電極及び前記データ線に連結されるソース電極を有する複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレーン電極に連結される画素電極と、前記画素電極に対向している共通電極を含み、前記ゲート駆動部から離れる順に少なくとも第１領域、第３領域及び第２領域に分割される液晶パネルと、前記ゲート線に前記薄膜トランジスタをオン／オフさせるためのゲート電圧を印加するためのゲート駆動部と、前記データ線に画像信号を示すデータ電圧を印加するためのデータ駆動部と、前記第１領域に対応する共通電極には第１共通電圧を印加し、前記第２領域に対応する共通電極には第２共通電圧を印加し、前記第３領域に対応する共通電極に少なくとも一つ以上の第３共通電圧を印加する共通電圧発生部とを含み、前記共通電圧発生部は、非反転入力端子に入力される第１電圧を増幅して出力し、前記出力電圧を前記第１共通電圧として出力して液晶パネル上の第１領域に対応する共通電極の位置に供給する第１増幅器と、非反転入力端子に入力される第２電圧を増幅して出力し、前記出力電圧を前記第２共通電圧として出力して液晶パネル上の第２領域に対応する共通電極の位置に供給する第２増幅器とを含むことができ、この場合に前記第１共通電圧と第２共通電圧が液晶パネル上の内部抵抗によって分圧された後、前記第１増幅器の反転入力端子にフィードバックされるとともに第３共通電圧として利用される。
【００１７】
発明７では、共通電圧発生部で、前記第１増幅器の出力電圧が前記第２増幅器の反転入力端子にフィードバックされて、前記第２増幅器が第１増幅器の出力が低下する部分を補償することができる。
【００１８】
発明８では、前記共通電圧発生部は、前記第１増幅器の出力端子と前記第２増幅器の非反転入力端子の間に設置されて、第１増幅器の出力電圧を前記第２増幅器の非反転入力端子に伝達するキャパシターと、前記第２増幅器の非反転入力端子に連結された抵抗をさらに含むことができ、ここで抵抗及びキャパシターの時定数は１Ｈ周期以上であるのが好ましい。
【００１９】
発明９では、前記共通電圧発生部は、前記第２増幅器の反転入力端子に連結された第１調節抵抗と、前記反転入力端子と出力端子の間に連結された第２調節抵抗をさらに含むことができ、この時、前記第１増幅器の出力電圧である第１共通電圧と第２増幅器の出力電圧である第２共通電圧は△第２共通電圧=△第１共通電圧×（１+第２調節抵抗/第１調節抵抗）の関係を満足する。
【００２０】
発明１０による液晶表示装置の駆動方法は、発明１又は６の液晶表示装置の駆動方法であって、前記データ線に印加される画像信号による階調電圧を供給する段階と、前記ゲート線にゲート電圧を供給して前記階調電圧が画素に印加されるようにする段階とを含み、液晶パネル上で前記ゲート駆動部に最も近接した第１領域と、前記第１領域よりはゲート駆動部から離れた第２領域とに位置的に対応する共通電極の位置に第１及び第２共通電圧が各々印加され、前記第１領域と第２領域のうちの少なくとも一つ以上の領域に対応する共通電極の位置に少なくとも一つ以上の第３共通電圧が印加される。
【００２１】
発明１１は、第１乃至第３共通電圧は第１共通電圧<第３共通電圧<第２共通電圧の関係を満足するのが好ましく、発明１２は、前記第３共通電圧は前記第１共通電圧と第２共通電圧の算術平均に相当する電圧でありうる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施例による液晶表示装置を概略的に示した図面であり、図２は図１の１１０部分の等価回路図である。
【００２４】
図１を参照すれば、本発明の実施例による液晶表示装置は液晶パネル組立体１００とゲート駆動部２００及びデータ駆動部３００を含む。
【００２５】
図１及び図２に示したように、液晶パネル組立体１００は互いに絶縁されており、各々横及び縦方向にのびている複数のゲート線（Ｇ）と複数のデータ線（Ｄ）を含む。液晶パネル組立体１００はまた、ゲート線（Ｇ）とデータ線（Ｄ）に連結されており、行列形態に配列された複数の画素を含む。各画素はゲート線に連結された制御端子（ゲート電極）とデータ線に連結された入力端子（ソース電極）を有する薄膜トランジスタなどのスイッチング素子（Ｑ）と、スイッチング素子の出力端子（ドレイン電極）に一つの端子が連結された液晶蓄電器（Ｃ_LC）と、維持蓄電器（Ｃ_ST）を含む。液晶蓄電器（Ｃ_LC）は、薄膜トランジスタと共通電圧（Ｖｃｏｍ）との間に連結され、維持蓄電器（Ｃ_ST）は、薄膜トランジスタと連結されている。
【００２６】
本発明の実施例によれば、液晶蓄電器（Ｃ_LC）を構造的に見る時、液晶パネル組立体１００を構成する一つの表示板（図示せず）に具備された画素電極（図示せず）が入力端子となり、他の表示板（図示せず）に具備された共通電極（図示せず）が出力端子になって、二枚の表示板の間の液晶層が液晶蓄電器（Ｃ_LC）内の誘電体の役割を果たす。画素電極は画素別に一つずつ分離されている反面、共通電極は表示板の全面にかけて形成されて各画素が共有する。しかし、共通電極が画素電極と同一な表示板に形成された場合にも本発明を適用することができる。
【００２７】
図１に示したように、ゲート駆動部２００はゲート線（Ｇ）の一端と連結されている複数の、例えば、二つのゲート駆動部ＩＣ（integrated circuit）２１０、２２０からなる。各ゲート駆動部ＩＣ２１０、２２０はシフトレジスター（図示せず）、レベルシフタ（図示せず）、バッファー（図示せず）などを具備している。
【００２８】
再び、図１を参照すれば、データ駆動部３００はデータ線（Ｄ）の一端と連結されている複数の、例えば４つのデータ駆動部ＩＣ３１０、３２０、３３０、３４０からなる。
【００２９】
本発明の実施例によれば、共通電圧の大きさが液晶パネル組立体１００上の位置、特に横方向での位置によって変わる。図１にはその例として大きさが異なる共通電圧を５ヵ所（ｘ１−ｘ５）で印加するようにしており、印加位置はデータ駆動部ＩＣ３１０〜３５０の間とパネル組立体１００の左右端部である。共通電圧の大きさはゲート駆動部２００に近接した部分から順次に同一であるか大きくなり、図１に示した本実施例の場合、
Ｖｃｏｍ（ｘ１）≦Ｖｃｏｍ（ｘ２）≦Ｖｃｏｍ（ｘ３）≦Ｖｃｏｍ（ｘ４）≦Ｖｃｏｍ（ｘ５）
になる。本実施例と異なって、ゲート駆動部２００がパネル組立体１００の右側に位置すればその関係は、
Ｖｃｏｍ（ｘ５）≦Ｖｃｏｍ（ｘ４）≦Ｖｃｏｍ（ｘ３）≦Ｖｃｏｍ（ｘ２）≦Ｖｃｏｍ（ｘ１）になる。
【００３０】
図３には本発明の実施例による液晶表示装置のキックバック電圧[Ｖ_k（ｘ）]とこれによる理想的な共通電圧[V ideal com (x)]及び実際共通電圧[Ｖｃｏｍ（ｘ）」が示されている。
【００３１】
図３に示したように、本実施例と同様な液晶表示装置でのキックバック電圧[Ｖ_k（ｘ）]はゲート線（Ｇ）の抵抗と寄生容量によるＲＣ時定数によってＶｋ２とＶｋ１の間で指数関数的に（またはログ関数的に）減少するために、これを補完するためには共通電圧（Ｖｃｏｍ）をＶｃｏｍ１とＶｃｏｍ２の間で指数関数的に（またはログ関数的に）増加するようにすることが理想的である。しかし、現実的にそのような電圧を印加するのが難しいために、本発明ではいくつかの共通電圧印加地点での共通電圧大きさだけをその地点での理想的な共通電圧大きさに合せる。そうすると、共通電圧印加地点の間の実際共通電圧は線形的に上昇または降下して理想的な共通電圧とは少し差があるが、共通電圧の印加地点が多くなるほど液晶組立体１００での実際共通電圧は理想的な共通電圧に近づく。しかし、共通電圧印加地点の数はデータ駆動部ＩＣの数に１を足した数より小さいようにすることが実際の実現のためには好ましい。このようにすると、データ駆動部ＩＣ間に共通電極を印加する回路を設けることができ、回路構成が容易である。
【００３２】
一方、本発明を比較的に容易に実現するためには三つの地点にだけ大きさが異なる共通電圧を印加することができ、図４にこのような場合の液晶表示装置のキックバック電圧[Ｖ_k（ｘ）]と、これによる理想的な共通電圧[V ideal com (x)]及び実際共通電圧[Ｖｃｏｍ（ｘ）」が示されている。
【００３３】
キックバック電圧[Ｖｋ（ｘ）]とそれによる理想的な共通電圧[V ideal com (x)]は図３に示すようにログ関数的に増加するために、ゲート信号が印加される地点に近いほど変化が激しい。したがって、図４に示したように、ゲート信号の印加地点（ｘ１）及び終了点（ｘ５）と印加地点に最も近い地点（ｘ２）を選択して互いに異なる共通電圧を印加すれば、理想的な共通電圧[V ideal com (x)]に最も近接する。この場合には共通電圧の大きさを三つだけにすればいいので、比較的に簡単な回路で実現することができる。
【００３４】
本発明の実施例では互いに異なる大きさの共通電圧を供給する回路をより簡単に実現するために、ゲート信号の印加地点（ｘ１）及び終了点（ｘ５）に各々互いに異なる大きさの共通電圧（Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２）を供給し、印加地点と終了点の間の任意地点を選択して（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２の大きさを有する共通電圧が供給されるようにする。
【００３５】
図５にこのような概念に基づいて共通電圧を生成する本発明の第１実施例による液晶表示装置の共通電圧発生回路４００が示されており、液晶パネル組立体１００を共通電圧と関連した等価回路で表現した。
【００３６】
添付した図５に示されているように、本発明の第１実施例による共通電圧発生回路４００は、印加される外部電圧（ＡＶＤＤ）に連結され、直列接続された三つの抵抗（Ｒ３、ＲＶＲ、Ｒ４）を含む抵抗列、可変抵抗（ＲＶＲ）と抵抗（Ｒ３）の間の接点にベース端子が連結されて、コレクタ端子が外部電圧（ＡＶＤＤ）に連結されたトランジスタ（Ｑ１）、トランジスタ（Ｑ１）のエミッタ端子にアノード側が連結される直列接続された三つのダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）を含むレベルシフト用ダイオード列、一側がダイオード列のカソード端子に連結されて他側が接地された抵抗（Ｒ２）、ダイオード列の両端間に直列接続された抵抗対（Ｒ１、Ｒ６）、Ｒ１とＲ６の接続点に非反転入力端子が連結された増幅器（Ａ１）、増幅器（Ａ１）の反転入力端子（−）に一側が連結された抵抗（Ｒ_F1）、Ｑ１のエミッタと接地点の間に連結されたキャパシター（Ｃ１）を含む。ここで、増幅器（Ａ１）の出力端子、抵抗（Ｒ_F1）の他側端子及びＣ１の非接地端子は各々液晶パネル組立体１００の接続パッド（ｘ１、ｘ２、ｘ５）に連結される。
【００３７】
このような構造からなる本発明の第１実施例による共通電圧発生回路４００からＶ’ｃｏｍ（ｘ１）、Ｖ’ｃｏｍ（ｘ２）及びＶ’ｃｏｍ（ｘ５）の電圧が出力されて液晶パネル組立体１００の三つの地点（ｘ１、ｘ２、ｘ５）に各々供給され、Ｖ’ｃｏｍ（ｘ２）の電圧は大略的に（Ｖ’ｃｏｍ（ｘ１）+Ｖ’ｃｏｍ（ｘ５））/２に相当する大きさを有する。
【００３８】
図５で、液晶パネル組立体１００内のＲ（ｘ１）、Ｒ（ｘ２）、Ｒ（ｘ５）は各々共通電圧発生回路４００から共通電圧印加地点（ｘ１、ｘ２、ｘ５）までの経路上の等価抵抗であり、Ｒ（ｘ２５）とＲ（ｘ１２）は各々印加地点（ｘ２）と印加地点（ｘ５）の間の共通電極等価抵抗と、印加地点（ｘ１）と印加地点（ｘ２）の間の共通電極等価抵抗である。
【００３９】
このような構造からなる本発明の第１実施例による共通電圧発生回路４００の動作を具体的に見てみると、外部から印加される電圧（ＡＶＤＤ）が抵抗列（Ｒ３、ＲＶＲ、Ｒ４）によって分圧され、抵抗（Ｒ３）と可変抵抗（ＲＶＲ）の接続点にかかる分圧電圧がトランジスタ（Ｑ１）のしきい電圧以上になればトランジスタ（Ｑ１）がターンオンされる。
【００４０】
トランジスタ（Ｑ１）がターンオンして外部電圧（ＡＶＤＤ）に対応する電流がダイオード列（Ｄ１〜Ｄ３）と抵抗対（Ｒ１、Ｒ６）に各々流れ、また、キャパシター（Ｃ１）に印加されて充電が始まる。
【００４１】
トランジスタ（Ｑ１）のターンオンによってダイオード列（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）の両端に電位差が形成され、このような電位差は抵抗対（Ｒ１、Ｒ６）によって分圧されて増幅器（Ａ１）の非反転入力端子（+）に供給される。増幅器（Ａ１）は非反転入力端子（+）に印加される電圧を増幅して、液晶パネル組立体１００の印加地点（ｘ１）に供給するための共通電圧（Ｖ’ｃｏｍ（ｘ１））として出力する。
【００４２】
一方、キャパシター（Ｃ１）に充電された電圧は液晶パネル組立体１００の終着点（ｘ５）に供給するための共通電圧（Ｖ’ｃｏｍ（ｘ５））として出力される。
【００４３】
このように共通電圧発生回路４００から生成された共通電圧（Ｖ’ｃｏｍ（ｘ１）、Ｖ’ｃｏｍ（ｘ５））は経路上の抵抗（Ｒ（ｘ１）、Ｒ（ｘ５））によって減少して液晶パネル組立体１００の該当地点（ｘ１）、（ｘ５）に各々印加される。
【００４４】
したがって、液晶パネル組立体１００のゲート信号が最初に入力される地点（ｘ１）に対応する共通電極に第１基準電圧（Ｖｃｏｍ１）が供給され、ゲート信号が最後に入力される地点（ｘ５）に対応する共通電極に第２基準電圧（Ｖｃｏｍ２）が供給される。
【００４５】
また、第１基準電圧（Ｖｃｏｍ１）と第２基準電圧（Ｖｃｏｍ２）は液晶パネル組立体１００の印加地点（ｘ１）と印加地点（ｘ２）の間の内部抵抗（Ｒ（ｘ１２））と、印加地点（ｘ２）と印加地点（ｘ５）の間の内部抵抗（Ｒ（ｘ２５））によって分圧されて共通電圧発生回路４００の増幅器（Ａ１）の反転入力端子（−）にフィードバックされることにより、印加地点（ｘ２）に対応する共通電極に（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２に相当する共通電圧が供給される。
【００４６】
ここで、Ｖｃｏｍ２−（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２で表される電位差はダイオード列（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）によって形成された電位差をＲ１とＲ６の分割抵抗比で分圧することによって決定される。そして、入力側の可変抵抗（ＲＶＲ）値を調節して第１及び第２共通電圧（Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２）を変化させることができる。
【００４７】
図６に可変抵抗（ＲＶＲ）の値を変化させた時の共通電圧（Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２、Ｖｃｏｍ）変化量が示されている。図６で、縦軸は可変抵抗（ＲＶＲ）の値によってトランジスタ（Ｑ１）に入力される電圧を示し、横軸は共通電圧を示す。
【００４８】
図６から、入力側に設置された可変抵抗（ＲＶＲ）値を変化させてトランジスタ（Ｑ１）に入力される電圧が変化すれば、この電圧に比例して増幅器（Ａ１）、キャパシター（Ｃ１）の出力電圧が増加し、結果的に液晶パネル組立体１００の任意の地点（ｘ１、ｘ２、ｘ５）に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２、Ｖｃｏｍ）が増加することが分かる。また、トランジスタ（Ｑ１）に入力される電圧が変わっても、第１共通電圧と第２共通電圧間の電圧差（Ｖｃｏｍ２−Ｖｃｏｍ１）は一定のレベルを維持することが確認できる。
【００４９】
このような結果によって、液晶パネル上の共通電極の所定の位置からの電圧をフィードバックすることによって、当該位置で液晶パネルの左右の共通電圧の平均電圧（Ｖｃｏｍ）を発生させることができ、また、平均電圧（Ｖｃｏｍ）を調整する時、液晶パネル両端間の電位差（Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２）を一定に維持することができる。
【００５０】
また、上記の実施例とは異なって、液晶パネル組立体１００の左右、例えば液晶パネルの最左側（ｘ１）と最右側（ｘ５）の位置に第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）と第２共通電圧（Ｖｃｏｍ２）を各々印加し、ｘ２、ｘ３、ｘ４位置のうちいずれか一つの位置を選択して（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２電圧を生成して印加することもできる。
【００５１】
一方、二つの地点（例えばｘ１、ｘ５）の間の経路上の抵抗は基板面積が非常に大きいと仮定した時、基板のシート抵抗（sheet resistance）は同一であるので、任意の二つの地点の間での経路上の抵抗はほとんど同様になる。したがって、このような共通電極基板上の抵抗特性を利用して図１に示した液晶パネルのｘ２、ｘ３、ｘ４のうちのいずれの位置でも（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２を発生させることができる。
【００５２】
このような本発明の実施例によれば、任意のゲート線の増加によって直線的に増加する従来の共通電圧の分布に比べて、フリッカーの観点から一層理想的なＶｃｏｍ（ｘ）電圧分布に近接した電圧分布を得ることができるので、フリッカー特性を改善することができる。
【００５３】
また、回路的には共通電圧間の電位差を一定に維持することができ、生産的な側面からは異なる共通電圧を可変抵抗で調整するため、電位差調整が容易であるので調整時間が短縮し、さらに生産性向上と共に表示品質が良好な液晶表示装置を得ることができる。
【００５４】
一方、上記の第１実施例とは異なって、二つの増幅器を使用して第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）と第２共通電圧（Ｖｃｏｍ２）、そして（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２に該当する第３共通電圧（Ｖｃｏｍ３を生成することもできる。
【００５５】
図７に本発明の第２実施例による共通電圧発生回路の構造が示されている。
【００５６】
添付した図７に示されているように、本発明の第２実施例による共通電圧発生回路４００は、外部から印加される電圧（ＡＶＤＤ）によって駆動し、非反転入力端子（+）に各々共通電圧生成のために外部から印加される電圧（Ｖｃｍ１、Ｖｃｍ２）が供給される第１増幅器（ｏｐ１）及び第２増幅器（ｏｐ２）を含む。液晶パネル組立体１００は第１実施例と同様に基準電圧と関連した等価回路で示されており、単にデータ線と共通電極の間の寄生容量（ＣＤＣ）、データ線上の経路抵抗（ＲＤ）がさらに示されている。
【００５７】
図７で、第１増幅器（ｏｐ１）の出力電圧が液晶パネル組立体１００の印加地点（ｘ１）に印加され、第２増幅器（ｏｐ２）の出力電圧が終了点（ｘ５）に印加される。そして、第２増幅器（ｏｐ２）の出力端子は反転入力端子（−）に連結され、第２増幅器（ｏｐ２）から出力される電圧が反転入力端子（−）にフィードバックされるようになっている。また、上記第１実施例のように（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２に該当するＶｃｏｍを平均共通電圧（Ｖｃｏｍ）として第１増幅器（ｏｐ１）の反転入力端子にフィードバックされるようになっている。
【００５８】
したがって、本発明の第２実施例でも外部から印加される電圧（Ｖｃｍ１、Ｖｃｍ２）が各々第１及び第２増幅器（ｏｐ１、ｏｐ２）によって増幅されて経路上抵抗（Ｒｘ１、Ｒｘ５）を通じて第１及び第２共通電圧（Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２）として液晶パネル組立体１００の印加地点（ｘ１、ｘ５）に各々供給される。そして、印加地点（ｘ１）と印加地点（ｘ２）の間の内部抵抗（Ｒ（ｘ１２））と、印加地点（ｘ２）と印加地点（ｘ５）の間の内部抵抗（Ｒ（ｘ２５））によって（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２に該当する平均共通電圧が第１増幅器（ｏｐ１）の反転入力端子（−）にフィードバックされながら、液晶パネル組立体１００の任意の地点（ｘ２）に平均共通電圧、つまり、第３共通電圧が印加される。
【００５９】
このような本発明の第２実施例によれば、二つの増幅器を使用して第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）と第２共通電圧（Ｖｃｏｍ２）、そして（Ｖｃｏｍ１+Ｖｃｏｍ２）/２に該当する第３共通電圧（Ｖｃｏｍ３）を容易に生成することができる。
【００６０】
また、共通電極とデータ線の間に寄生容量（ＣＤＣ）によってＤＣ状態を維持しなければならない共通電圧（Ｖｃｏｍ）がデータ線に印加されるデータ電圧（ｄａｔａ）にカップリングされても、上述したように共通電圧が第１増幅器にフィードバックされることによって、共通電圧とデータ電圧間の結合容量効果が減少する。
又、第２増幅器の出力を反転入力端子にフィードバックすることで、第２増幅器は負帰還回路となり安定した動作が可能となる。
【００６１】
しかし、データ電圧の振幅が大きくなる場合には、共通電圧がＤＣ状態を維持することができず変化する。これは増幅器の出力電圧が周期別に対称的でないためである。
【００６２】
図８に増幅器の出力電圧の特性が示されており、図９に図８の特性によって１Ｈ周期別に変化する共通電圧波形が示されている。
【００６３】
添付した図８のように、増幅器から出力される電圧が１Ｈ周期別に対称的な値を有しないために、共通電圧がＤＣ状態を維持せずデータ電圧にカップリングされて１Ｈ周期別に異なる値を有する。つまり、データ電圧の振幅が大きな部分で共通電圧を安定化させるために、より大きな増幅器の出力が要求されるが、増幅器の出力が対称的ではないために該当部分での出力が落ちることにより、図９のように共通電圧が変わる。
【００６４】
本発明の第３実施例では一つの増幅器の不足した駆動能力を他の増幅器で補完するようにして、共通電圧の変化を防止する。
【００６５】
図１０に本発明の第３実施例による共通電圧発生回路の構造が示されている。
【００６６】
図１０に示されているように、本発明の第３実施例による共通電圧発生回路は、構造動作共に、第２実施例と同様であり、単に第１増幅器（ｏｐ１）の出力が第２増幅器（ｏｐ２）の非反転入力端子（+）にフィードバックされるようになっているのが異なる。
【００６７】
具体的に、第１増幅器（ｏｐ１）の出力端子と第２増幅器（ｏｐ２）の非反転入力端子の間にキャパシター（ＣＦ）が設置されており、第２増幅器（ｏｐ２）の非反転入力端子（+）に抵抗（ＲＳ）がキャパシター（ＣＦ）と直列に連結されている。ここで、抵抗ＲＳとキャパシタＣＦの時定数は１Ｈ周期以上である。したがって、第１増幅器（ｏｐ１）から出力される電圧が液晶パネル組立体１００に供給されると同時に、キャパシター（ＣＦ）と抵抗（ＲＳ）により分割されて、外部から印加される電圧（Ｖｃｍ２）と合成されて第２増幅器（ｏｐ２）に入力され増幅される。その結果、第１増幅器（ｏｐ１）の出力と外部電圧（Ｖｃｍ２）が合成された電圧が第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）に出力されて第１増幅器（ｏｐ１）の出力を補完することによって、第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）と第２共通電圧（Ｖｃｏｍ２）の平均値である共通電圧（Ｖｃｏｍ）値がデータ電圧により影響を受けない。
【００６８】
図１１に第３実施例によって共通電圧安定化のために第１及び第２増幅器の出力を分散した時の増幅器出力電圧波形が示されており、図１２にその結果による共通電圧波形が示されている。
【００６９】
図１１から分かるように、第３実施例によれば共通電圧を安定化させるのに必要な増幅器の出力が第１増幅器と第２増幅器に分散されて第１増幅器の誤動作現象が除去される。その結果、図１２でのようにデータ電圧の振幅が大きな部分でも共通電圧が変化せずＤＣ状態を維持する。
【００７０】
これ以外にも第１増幅器と第２増幅器の出力比を調節して、より安定した共通電圧が生成されるようにすることができる。
【００７１】
図１３に本発明の第４実施例による共通電圧発生回路の構造が示されている。
【００７２】
添付した図１３に示されているように、本発明の第４実施例による共通電圧発生回路４００は構造動作共に上記の第３実施例と同様であり、単に第２増幅器（ｏｐ２）の出力フィードバック経路（出力端子と反転入力端子の間）で抵抗分圧（Ｒ２２、Ｒ１１）されていることが異なる。
【００７３】
上記実施例とは異なって、第２増幅器（ｏｐ１）の反転入力端子（−）に出力電圧がフィードバックされながら外部電圧（Ｖｃｍ２）が共に入力されることにより、第２増幅器（ｏｐ２）の出力値がフィードバック経路に形成された抵抗（Ｒ２２）と反転入力端子（−）の入力経路に形成された抵抗（Ｒ１１）比によって異なるようになる。
【００７４】
具体的に、第１増幅器（ｏｐ１）の出力電圧（Ｖｃｏｍ１）と第２増幅器（ｏｐ２）の出力電圧（Ｖｃｏｍ２）の間に△Ｖｃｏｍ２=△Ｖｃｏｍ１×（１+Ｒ２２/Ｒ１１）の関係が成立される。ここで、△Ｖｃｏｍ２と△Ｖｃｏｍ１は、各々Ｖｃｏｍ２またはＶｃｏｍ１の交流成分を示す。
【００７５】
図１４に本発明の第４実施例による第１及び第２増幅器の出力電圧波形が示されている。図１４はＲ１１=Ｒ２２である場合の出力電圧波形であって、第１増幅器の出力電圧振幅に比べて第２増幅器の出力電圧振幅が２倍になることが分かる。
【００７６】
これは増幅器のバイアス（bias）状態によって共通電圧を安定化させる第１増幅器の出力配分をＲ１、Ｒ２の抵抗比として調節できることを示す。特に、共通電圧が電源電圧の１/２より低い場合、第１増幅器の低い出力電圧が問題になることがあるので、Ｒ１とＲ２の抵抗比を調節して第２増幅器の出力がより高く出力されるようにして第１増幅器の低い出力電圧を補償することができる。
【００７７】
上記第３及び第４実施例によれば、データ電圧の振幅が大きく変わっても共通電圧を安定化させることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば液晶パネルに連係されるデータ駆動部の数に連動して、共通電極を分割的に駆動させ、互いに異なるレベルの複数の調整された共通電圧を印加することにより、液晶パネルの左右間に発生するキックバック電圧を補償してフリッカーの発生を低減させることができる。
【００７９】
また、本発明によれば、ゲート駆動部に最も近接する液晶パネルの一定の領域と最も遠隔する液晶パネルの一定の領域に互いに異なるレベルの共通電圧を印加し、その中間領域のうちの一つを選択して前記互いに異なるレベルの共通電圧の平均電圧を印加し、液晶パネルの左右間に発生するキックバック電圧を補償してフリッカーの発生を低減すると共に異なる共通電圧の数を減らすことができる。
【００８０】
また、本発明によれば、データ電圧の振幅に対しても共通電圧を安定化させることができるので、クロストーク及びフリッカー特性をより改善させることができる。
【００８１】
前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は上記特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることが理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による液晶表示装置の構造図である。
【図２】図１に示された１１０部分の等価回路図である。
【図３】本発明の実施例による液晶表示装置のキックバック電圧とこれによる理想的な共通電圧及び実際共通電圧との関係を示した図面である。
【図４】本発明の実施例で液晶パネル上の三つの地点に共通電圧を可変して印加する場合、キックバック電圧とこれによる理想的な共通電圧及び実際共通電圧との関係を示した図面である。
【図５】本発明の第１実施例による共通電圧発生回路の構造図である。
【図６】図５で可変抵抗の値による共通電圧変化を示したグラフである。
【図７】本発明の第２実施例による共通電圧発生回路の構造図である。
【図８】図７に示された増幅器の出力特性を示した波形図である。
【図９】本発明の第２実施例による共通電圧特性を示した波形図である。
【図１０】本発明の第３実施例による共通電圧発生回路の構造図である。
【図１１】図１０に示された増幅器の出力特性を示した波形図である。
【図１２】本発明の第３実施例による共通電圧特性を示した波形図である。
【図１３】本発明の第４実施例による共通電圧発生回路の構造図である。
【図１４】図１３に示された増幅器の出力特性を示した波形図である。
【符号の説明】
１００液晶パネル組立体
２００ゲート駆動部
３００データ駆動部
４００共通電圧発生回路

Claims

複数のゲート線と、前記複数のゲート線に絶縁されて交差する複数のデータ線と、前記ゲート線に連結されるゲート電極及び前記データ線に連結されるソース電極を有する複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレーン電極に連結される画素電極と、前記画素電極に対向している共通電極を含み、前記ゲート駆動部から離れる順に少なくとも第１領域、第３領域及び第２領域に分割される液晶パネルと、
前記ゲート線に前記薄膜トランジスタをオン／オフさせるためのゲート電圧を印加するためのゲート駆動部と、
前記データ線に画像信号を示すデータ電圧を印加するためのデータ駆動部と、
前記第１領域に対応する共通電極には第１共通電圧を印加し、前記第２領域に対応する共通電極には第２共通電圧を印加し、前記第３領域に対応する共通電極に少なくとも一つ以上の第３共通電圧を印加する共通電圧発生部とを含み、
前記共通電圧発生部は、
外部電圧を分圧する第１抵抗列と、
前記第１抵抗列の出力電圧に充電され、前記充電電圧が第２共通電圧として出力されて液晶パネル上の前記第２領域に対応する共通電極として供給される第１キャパシターと、
前記第１キャパシターから出力される第２共通電圧を増幅して出力し、その出力電圧が第１共通電圧として出力されて液晶パネル上の前記第１領域に対応する共通電極に供給される増幅器とを含み、
前記第１共通電圧と第２共通電圧が前記液晶パネル上の内部抵抗によって分圧された後、前記増幅器の反転入力端子にフィードバックされるとともに第３共通電圧として利用される、液晶表示装置。
前記第１乃至第３共通電圧は次の関係を満足する、請求項１に記載の液晶表示装置。
第１共通電圧<第３共通電圧<第２共通電圧
前記第２領域は液晶パネル上で前記ゲート駆動部から最も遠く離れた領域である、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第３共通電圧は前記第１共通電圧と第２共通電圧の算術平均に相当する電圧である、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記共通電圧発生部は、
前記第１抵抗列によって分圧された電圧によって動作し、前記第１キャパシタと接続され、前記第１抵抗列の出力電圧の前記前記第１キャパシターへの出力を媒介するトランジスタと、
前記トランジスタから出力される電圧を降下させるダイオード列と、
前記ダイオード列の両端にかかる電圧を分圧する第２抵抗列と、をさらに含み、
前記増幅器は、前記第２抵抗列によって分圧され非反転入力端子に入力される前記第２共通電圧を増幅して前記第１共通電圧として出力する、請求項１に記載の液晶表示装置。
複数のゲート線と、前記複数のゲート線に絶縁されて交差する複数のデータ線と、前記ゲート線に連結されるゲート電極及び前記データ線に連結されるソース電極を有する複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレーン電極に連結される画素電極と、前記画素電極に対向している共通電極を含み、前記ゲート駆動部から離れる順に少なくとも第１領域、第３領域及び第２領域に分割される液晶パネルと、
前記ゲート線に前記薄膜トランジスタをオン／オフさせるためのゲート電圧を印加するためのゲート駆動部と、
前記データ線に画像信号を示すデータ電圧を印加するためのデータ駆動部と、
前記第１領域に対応する共通電極には第１共通電圧を印加し、前記第２領域に対応する共通電極には第２共通電圧を印加し、前記第３領域に対応する共通電極に少なくとも一つ以上の第３共通電圧を印加する共通電圧発生部とを含み、
前記共通電圧発生部は、
非反転入力端子に入力される第１電圧を増幅して出力し、その出力電圧を前記第１共通電圧として出力して液晶パネル上の前記第１領域に対応する共通電極の位置に供給する第１増幅器と、
非反転入力端子に入力される第２電圧を増幅して出力し、その出力電圧を前記第２共通電圧として出力して液晶パネル上の前記第２領域に対応する共通電極の位置に供給する第２増幅器とを含み、
前記第１共通電圧と第２共通電圧が前記液晶パネル上の内部抵抗によって分圧された後、前記第１増幅器の反転入力端子にフィードバックされるとともに第３共通電圧として利用される液晶表示装置。
前記第２増幅器の出力電圧が前記第２増幅器の反転入力端子にフィードバックされている、請求項６に記載の液晶表示装置。
前記共通電圧発生部は、
前記第１増幅器の出力端子と前記第２増幅器の非反転入力端子の間に設置されて、第１増幅器の出力電圧を前記第２増幅器の非反転入力端子に伝達するキャパシターと、
前記第２増幅器の非反転入力端子に連結された抵抗とをさらに含み、
前記抵抗及びキャパシターの時定数は１Ｈ周期以上である、請求項７に記載の液晶表示装置。
前記共通電圧発生部は、
前記第２増幅器の反転入力端子に連結された第１調節抵抗と、
前記第２増幅器の反転入力端子と出力端子の間に連結された第２調節抵抗をさらに含み、
前記第１増幅器の出力電圧である第１共通電圧と第２増幅器の出力電圧である第２共通電圧は次の関係を満足する、請求項８に記載の液晶表示装置。
△第２共通電圧=△第１共通電圧×（１+第２調節抵抗/第１調節抵抗）
前記請求項１又は６の液晶表示装置の駆動方法において、前記データ線に印加される画像信号による階調電圧を供給する段階と、及び前記ゲート線でゲート電圧を供給して前記階調電圧が画素に印加されるようにする段階と、前記第１領域に対応する共通電極には第１共通電圧を印加し、前記第２領域に対応する共通電極には第２共通電圧を印加し、前記第３領域に対応する共通電極に少なくとも一つ以上の第３共通電圧を印加する段階と、を含む液晶表示装置の駆動方法。
前記第１乃至第３共通電圧は次の関係を満足する、請求項１０に記載の液晶表示装置の駆動方法。
第１共通電圧<第３共通電圧<第２共通電圧
前記第３共通電圧は前記第１共通電圧と第２共通電圧の算術平均に相当する電圧である、請求項１０に記載の液晶表示装置の駆動方法。