JP2008003546A

JP2008003546A - 液晶パネル、液晶表示装置及びその駆動方法

Info

Publication number: JP2008003546A
Application number: JP2006324185A
Authority: JP
Inventors: Eui Tae Kim; ウイテ・キム
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-01-10
Also published as: KR101285054B1; US20070296658A1; CN100476557C; CN101093327A; KR20070121077A; US7920138B2

Abstract

【課題】フリッカーを防止することができる液晶パネル、液晶表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】画素領域がマトリックス状に配列された液晶パネルと、画素領域を活性化するためのスキャン信号を供給するゲートドライバと、複数の第１階調用ガンマ電圧を利用して複数の第１階調用ガンマ電圧と複数の第２階調用ガンマ電圧を生成するガンマ電圧生成部と、第１及び第２階調用ガンマ電圧から生成されたデータ電圧を液晶パネルに供給するデータドライバを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置に関するもので、特に画質を向上させてガンマ電圧を容易に生成することができる液晶パネル、これを具備した液晶表示装置及びその駆動方法に関するものである。

従来の液晶パネルには、複数のゲートラインと、ゲートラインと交差する複数のデータラインが配置される。ゲートラインとデータラインによって画素領域Ｐが定義され、画素領域Ｐがマトリックス状に配列される。ゲートラインとデータラインの交差部に薄膜トランジスタ(TFT)と画素電極が形成される。また、各ゲートラインに平行に複数の共通ラインが配置される。

このようなゲートライン、データライン、薄膜トランジスタ、画素電極、共通ラインは第１基板に形成される。第１基板に対向する第２基板には、各画素領域Ｐに対応して複数のカラーフィルターが配置される。第１基板と第２基板との間には液晶が介在する。

前記共通ラインから共通電極が連結され、各画素領域に形成された複数の共通電極が分岐される。各画素領域Ｐには画素電極に平行になるように共通電極が形成されて、共通電極は共通ラインと電気的に連結される。

画素電極と共通ラインはオーバーラップされストレージキャパシタンスＣｓｔが形成される。ストレージキャパシタンスは画素電極に供給されたデータ電圧を１フレーム間維持させる。また、画素電極と共通電極の間に介在した液晶により液晶キャパシターＣｌｃが形成される。液晶キャパシターＣｌｃは液晶に供給される画素電極のデータ電圧と共通電極の共通電圧の間の電位差を維持させる。

このように、液晶パネルは、ゲートラインに供給されたスキャン信号に従って薄膜トランジスタが−ターンオンされ、データラインに供給されたデータ電圧が薄膜トランジスタを経由して画素電極に印加される。共通ラインに供給された共通電圧が共通電極に印加される。

従って、画素電極に印加されたデータ電圧と共通電極に印加された共通電圧間の電位差に従って電界が発生し、このような電界に従って液晶が変位されて希望する画像が表示される。

液晶パネルに供給されるデータ電圧は、残像やフリッカーを防止するために反転方式で供給される。反転方式は、ドット間、ライン間またはフレーム間にデータ電圧を反転させて供給する。すなわち、共通電圧を基準として共通電圧より高いレベルを持つ正極性データ電圧が供給され、引き続き共通電圧より低いレベルを有する負極性データ電圧が供給される。反転方式では、このように正極性データ電圧と負極性データ電圧が相互に供給される。

ゲートラインに供給されたスキャン信号は一フレーム中で１水平期間間だけハイレベルを有するゲートハイ電圧が供給され、残り期間の間にはローレベルを有するゲートロー電圧が供給される。従って、ゲートハイ電圧に従って薄膜トランジスタが−ターンオンされ、ゲートロー電圧に従って薄膜トランジスタが−ターンオフされる。

このような場合、ゲートハイ電圧からゲートロー電圧に転位される時、すなわち、薄膜トランジスタが−ターンオンから−ターンオフされる時、画素電極に充電されたデータ電圧はキックバック電圧による電圧降下が発生する。これに従い、画素電極にはキックバック電圧だけ電圧降下したデータ電圧が充電されるようになる。

前記キックバック電圧ΔＶｐは下記式（１）により表現される。

ここで、ΔＶｐは、キックバック電圧、Ｃｇｓは、薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極の間のキャパシター、Ｃｓｔは、ストレジーキャパシター、Ｃｌｃは、液晶キャパシター、Ｖ_ＧＨは、ゲートハイ電圧、Ｖ_ＧＬは、ゲートロー電圧を示す。

従来の液晶表示装置は、反転方式に従ってデータ電圧が供給される。正極性データ電圧と負極性データ電圧ですべてキックバック電圧が発生する。このような場合、正極性データ電圧と負極性データ電圧が等しい階調値を有するにもかかわらず、共通電圧が正極性データ電圧と負極性データ電圧の中間値を有することができないことにより、等しい階調が表現されなくフリッカーが発生する問題がある。

このようなフリッカーを防止するためには、共通電圧または、ガンマ電圧値を調整しなければならなく、ガンマ電圧値を調整するための手段が別に具備されなければならないので、ガンマ電圧生成部の回路が複雑になってサイズが増加される問題がある。しかも、従来のガンマ電圧生成部にはホワイト階調用ガンマ値とブラック階調用ガンマ値を別に生成しなければならないので、より一層回路が複雑になってサイズも増加する問題がある。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、フリッカーを防止することができる液晶パネル、これを具備した液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。

本発明に係る液晶パネルは、ゲートラインと、ゲートラインに共通連結された第１及び第２薄膜トランジスタと、第１ゲートラインに交差配置されて前記第１薄膜トランジスタに連結されたデータラインと、前記ゲートラインに平行に配置されて前記第２薄膜トランジスタに連結された共通ラインと、前記第１薄膜トランジスタに連結された画素電極と、及び前記第２薄膜トランジスタに連結された共通電極を含む。

また、本発明に係る液晶表示装置は、画素領域がマトリックス状に配列された液晶パネルと、前記画素領域を活性化するためのスキャン信号を供給するゲートドライバと、複数の第１階調用ガンマ電圧を利用して前記複数の第１階調用ガンマ電圧と複数の第２階調用ガンマ電圧を生成するガンマ電圧生成部と、及び前記第１及び第２階調用ガンマ電圧から生成されたデータ電圧を前記液晶パネルで供給するデータドライバを含む。

さらに、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、液晶パネルを具備した液晶表示装置において、前記液晶パネルにスキャン信号を供給する段階と、複数の第１階調用ガンマ電圧を利用して前記複数の第１階調用ガンマ電圧と複数の第２階調用ガンマ電圧を生成する段階と、及び前記第１及び第２階調用ガンマ電圧から生成されたデータ電圧を前記液晶パネルで供給する段階を含む。

本発明によれば、画素電極に第１薄膜トランジスタを連結し、共通電極に第１薄膜トランジスタを連結することで、第１及び第２薄膜トランジスタすべてにキックバック電圧が発生されるようにしてデータ電圧から電圧降下したキックバック電圧を共通電圧から電圧降下したキックバック電圧によって相殺することにより、フリッカーを防止することができる。同時に、フリッカーを防止するために共通電圧を調整するとかガンマ電圧を調整する必要がなくなる。故に、ガンマ電圧生成部にフリッカーを防止するためのガンマ電圧調整手段が必要ではなくなり回路が単純になってサイズが縮むことができる。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態による液晶表示装置を示した図面である。図１に図示されたように、本実施の形態による液晶表示装置は、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎと複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍに従って定義された画素領域Ｐがマトリックス状に配列された液晶パネル１０２と、液晶パネル１０２のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎを活性化するゲートドライバ１０４と、所定のデータ信号によるデータ電圧に変換するためのガンマ電圧を生成するガンマ電圧生成部１１０と、液晶パネル１０２のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍに前記データ電圧を供給するデータドライバ１０６と、前記ゲートドライバ１０４と前記データドライバ１０６を制御するタイミングコントローラ１０８とを含む。

説明の便宜上、液晶パネル１０２は図２を参照して説明する。図２は、図１の液晶パネル１０２の一部を図示した図面である。液晶パネル１０２には、第１方向に複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬ３が配置され、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬ３と交差する第２方向に複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬ３が配置される。ゲートラインＧＬ１〜ＧＬ３とデータラインＤＬ１〜ＤＬ３に従って画素領域Ｐが定義される。液晶パネル１０２には画素領域Ｐがマトリックス状に配列される。例えば、図２には９個の画素領域Ｐがマトリックス状に配列されている。

各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬ３に平行に複数の共通ラインＶＬ１〜ＶＬ３が配置される。各共通ラインＶＬ１〜ＶＬ３は各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬ３に隣接して平行に配置される。

各画素領域Ｐには、第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２、画素電極及び共通電極が形成される。画素電極と共通電極は互いに相互に配置される構造を有することができる。例えば、画素電極の第１ラインが配置されて、画素電極の第１ラインに隣接して共通電極の第１ラインが配置されて、共通電極の第１ラインに隣接して画素電極の第２ラインが配置されて、画素電極の第２ラインに隣接して共通電極の第２ラインが配置される。

画素電極は、第１薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−１に電気的に連結され、共通電極は、共通ラインＶＬ１〜ＶＬ３に電気的に連結される。

第１薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−１は、ゲートがゲートラインに連結され、ソースがデータラインに連結され、ドレーンが画素電極に連結されている。これに従い、第１薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−１のスイッチングに従って所定のデータ電圧が画素電極に印加される。

第２薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−２は、ゲートがゲートラインに連結され、ソースが共通ラインに連結され、ドレーンが共通電極に連結されている。これに従い、第２薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−２のスイッチングに従って所定の共通電圧が共通電極に印加される。

従って、前記第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２は、同一ゲートラインに連結されるので、該当ゲートラインにゲートハイ電圧ＶＧＨが供給される時、同時に−ターンオンターンオンターンオンされる。これに従い、第１薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−１を経由してデータ電圧が画素電極に印加され、第２薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−２を経由して共通電圧が共通電極に印加される。

該当ゲートラインにゲートロー電圧ＶＧＬが供給される時、前記第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２は、同時に−ターンオフされる。これに従い、画素電極にデータ電圧が印加されなくなり、共通電極に共通電圧が印加されなくなる。

このように、第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２は、該当ゲートラインに供給されたスキャン信号に従って同時に−ターンオンまたは−ターンオフされるので、第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２すべてはすべてキックバック電圧が発生されることになる。

前記第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２それぞれの寄生容量は等しくなるように設計されなければならない。例えば、ゲート−ソース間寄生容量Ｃｇｓ、ゲート−ドレーン間寄生容量Ｃｇｄ、ソース−ドレーン間寄生容量Ｃｄｓが第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２で等しくなるようにレイアウト設計されなければならない。

このように、前記第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２それぞれの寄生容量は等しくなるように設計される場合、式（１）及び図３に示したようにキックバック電圧が前記第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２それぞれで等しい値を持つようになる。従って、第１薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−１で発生されたキックバック電圧と第２薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−２で発生されたキックバック電圧が等しくなることによって、フリッカーが発生されなくなる。

また、このように、フリッカーが発生されなくなることによって、別に共通電圧を調整するとかガンマ値を調整する必要がなくなる。従って、ガンマ電圧生成部１１０にガンマ値を調整するための手段が必要なくなり、ガンマ電圧生成部１１０の回路が単純になってサイズが縮小する効果がある。

画素電極と共通ラインがオーバーラップされストレージキャパシタンスＣｓｔが形成される。ストレージキャパシタンスは画素電極に供給されたデータ電圧を１フレーム間維持させる。また、画素電極と共通電極の間に介在された液晶に従って液晶キャパシターＣｌｃが形成される。液晶キャパシターＣｌｃは液晶に供給された画素電極のデータ電圧と共通電極の共通電圧間の電位差を維持させる。

このようなゲートラインＧＬ１〜ＧＬ３、データラインＤＬ１〜ＤＬ３、第１及び第２薄膜トランジスタ−−ＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２、画素電極、共通電圧、共通ラインＶＬ１〜ＶＬ３は第１基板に形成される。第１基板に対向した第２基板には、各画素領域Ｐに対応して複数のカラーフィルターが配置される。第１基板と第２基板の間に液晶が介在される。

このように、液晶パネルにおいて、ゲートラインＧＬ１〜ＧＬ３に供給されたスキャン信号に従って第１及び第２薄膜トランジスタ(TFT−１. TFT−２)が−ターンオンされ、データラインＤＬ１〜ＤＬ３に供給されたデータ電圧が第１薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−１を経由して画素電極に印加される。共通ラインＶＬ１〜ＶＬ３に供給された共通電圧が第２薄膜トランジスタ−ＴＦＴ−２を経由して共通電極に印加される。

従って、画素電極に印加されたデータ電圧と共通電極に印加された共通電圧間の電位差に従って電界が発生し、このような電界に従って液晶が変位して希望する画像が表示される。

前記ゲートドライバ１０４は、前記タイミングコントローラ１０８から供給されたゲート制御信号に従って前記複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎにスキャン信号を順次供給する。

前記データドライバ１０６は、前記タイミングコントローラ１０８から供給されたデータ制御信号に従って前記複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍにデータ電圧を供給する。

前記タイミングコントローラ１０８は、図示しないシステムから供給された垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ／Ｈｓｙｎｃ、データイネーブル信号ＤＥ及び所定のクロック信号を利用して前記ゲートドライバ１０４を制御するゲート制御信号と前記データドライバ１０６を制御するデータ制御信号を生成する。

前記タイミングコントローラ１０８は、図示しないシステムから供給されたデータ信号を前記液晶パネル１０２のモードに合うように整列して前記データドライバ１０６に供給する。

前記ガンマ電圧生成部１１０は、図示しない電源供給部で生成された電源電圧Ｖｄｄを利用して複数のガンマ電圧を生成する。生成されたガンマ電圧は前記データドライバ１０６に供給される。前記データドライバ１０６は、タイミングコントローラ１０８から供給されたデータ信号に従って前記ガンマ電圧生成部１１０から供給されたガンマ電圧を参照してデータ電圧を生成する。すなわち、データ信号に相応するガンマ電圧がデータ電圧として生成される。

図４は、図１のガンマ電圧生成部１１０を詳細に示した図面である。図１及び図４に図示されたように、前記ガンマ電圧生成部１１０は、複数のガンマ電圧を維持させるバッファー部１１２と、複数のガンマ電圧を反転させる反転部１１４とを含む。前記バッファー部１１２は、複数のガンマ電圧を増幅させることもできる。図示されなかったが、複数のガンマ電圧を生成するための手段がさらに具備される。複数のガンマ電圧は、電圧分配法を利用して簡単に生成される。このような手段は正極性ガンマ生成部または負極性ガンマ生成部で生成されるが、正極性ガンマ生成部や負極性ガンマ生成部は既に広く公知されたものがあるので、これ以上の説明は省略する。

図４では、説明の便宜上、４個のガンマ電圧Ｖ１−Ｈｉｇｈ〜Ｖ４−Ｈｉｇｈが図示されているが、必要に従ってガンマ電圧は４個以上使用することができる。

図４に図示された４個のガンマ電圧は、共通電圧より高いレベルを有するものであって、ホワイト階調のためのガンマ電圧である。本発明のガンマ電圧生成部１１０は、ホワイト階調用ガンマ電圧のみを有してホワイト階調用ガンマ電圧だけではなくブラック階調用ガンマ電圧もすべて生成することができる。

従来ではガンマ電圧生成部１１０にホワイト階調用ガンマ電圧を生成するための正極性ガンマ電圧生成部とブラック階調用ガンマ電圧を生成するための負極性ガンマ電圧生成部が具備される。このように２個の相違しているガンマ電圧生成部が具備されることによって、回路が複雑になりサイズが増加される問題があった。

本実施の形態のガンマ電圧生成部１１０は、ホワイト階調用ガンマ電圧またはブラック用ガンマ電圧の中で何れか一つのガンマ電圧だけあれば、これから他の階調用ガンマ電圧を反転部１１４を利用して簡単に生成することができる。これに従い、回路が単純になってサイズが縮むことができる。

説明の便宜上、本発明では、バッファー部１１２に複数のホワイト階調用ガンマ電圧Ｖ１−Ｈｉｇｈ〜Ｖ４−Ｈｉｇｈが供給されることで説明する。複数のホワイト階調用ガンマ電圧Ｖ１−Ｈｉｇｈ〜Ｖ４−Ｈｉｇｈは、バッファー部１１２と反転部１１４に同時に入力される。これと共に、ホワイト階調用ガンマ電圧Ｖ１−Ｈｉｇｈ〜Ｖ４−Ｈｉｇｈからブラック階調用ガンマ電圧Ｖ１−Ｌｏｗ〜Ｖ４−Ｌｏｗを生成するための基準電圧Ｖｒｅｆとして共通電圧Ｖｃｏｍがバッファー部１１２と反転部１１４に同時に入力される。

反転部１１４は、各ホワイト階調用ガンマ電圧Ｖ１−Ｈｉｇｈ〜Ｖ４−Ｈｉｇｈを反転させるために複数の反転増幅器を含む。各反転増幅器には、共通電圧Ｖｃｏｍとホワイト階調用ガンマ電圧が入力される。各反転増幅器は、共通電圧Ｖｃｏｍを基準電圧Ｖｒｅｆとしてホワイト階調用ガンマ電圧と対称のブラック階調用ガンマ電圧を生成する。

例えば、ホワイト階調用ガンマ電圧Ｖ２−Ｈｉｇｈが８Ｖで、基準電圧が５Ｖの場合、反転増幅器は、５Ｖの基準電圧を基準として８Ｖのホワイト階調用ガンマ電圧Ｖ２−Ｈｉｇｈに対称の２Ｖのブラック階調用ガンマ電圧Ｖ３−Ｌｏｗを生成することができる。

従って、本発明のガンマ電圧生成部１１０は、ホワイト階調用ガンマ電圧だけあっても、ホワイト階調用ガンマ電圧を利用してホワイト階調用ガンマ電圧とブラック階調用ガンマ電圧をすべて生成することができる。また、本発明のガンマ電圧生成部１１０は、ブラック階調用ガンマ電圧だけあっても、ホワイト階調用ガンマ電圧を利用してホワイト階調用ガンマ電圧とブラック階調用ガンマ電圧をすべて生成することができる。

本発明の実施の形態による液晶表示装置を示した図面である。図１の液晶パネルを詳細に示した図面である。図１の液晶パネルに印加される電圧を示した波形図である。図１のガンマ電圧生成部を詳細に示した図面である。

符号の説明

１０２液晶パネル１０４ゲートドライバ
１０６データドライバ１０８タイミングコントローラ
１１０ガンマ電圧生成部１１２バッファー部
１１４反転部

Claims

ゲートラインと、
前記ゲートラインに共通連結された第１及び第２薄膜トランジスタと、
前記ゲートラインに交差配置されて前記第１薄膜トランジスタに連結されたデータラインと、
前記ゲートラインに平行に配置されて前記第２薄膜トランジスタに連結された共通ラインと、
前記第１薄膜トランジスタに連結された画素電極と、
前記第２薄膜トランジスタに連結された共通電極と
を含む液晶パネル。
前記第１及び第２薄膜トランジスタは等しい寄生容量を持つ
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
前記第１及び第２薄膜トランジスタは同時にスイッチングされる
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
画素領域がマトリックス状に配列された液晶パネルと、
前記画素領域を活性化するためのスキャン信号を供給するゲートドライバと、
複数の第１階調用ガンマ電圧を利用して前記複数の第１階調用ガンマ電圧と複数の第２階調用ガンマ電圧を生成するガンマ電圧生成部と、
前記第１及び第２階調用ガンマ電圧から生成されたデータ電圧を前記液晶パネルに供給するデータドライバと
を含む液晶表示装置。
前記第１階調はホワイト階調またはブラック階調の何れか一つであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記第２階調はホワイト階調またはブラック階調の何れか一つであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記ガンマ電圧生成部は、前記複数の第１階調用ガンマ電圧を生成するための第１手段と、前記複数の第１階調用ガンマ電圧を反転させて前記複数の第２階調用ガンマ電圧を生成するための第２手段とを含むことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記第１手段に連結されて前記複数の第１階調用ガンマ電圧を維持及び増幅させるための第３手段をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
前記第２手段は、複数の反転増幅器を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
前記複数の反転増幅器は、基準電圧を基準に前記第１階調用ガンマ電圧を反転させる
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
前記基準電圧は共通電圧である
ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
前記複数の反転増幅器は、前記複数の第１階調用ガンマ電圧の個数だけ具備される
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
前記液晶パネルとして、請求項１または２に記載の液晶パネルを用いる
ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記第１及び第２薄膜トランジスタは、前記スキャン信号に従って同時にスイッチングされる
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
液晶表示装置の液晶パネルにスキャン信号を供給する段階と、
複数の第１階調用ガンマ電圧を利用して前記複数の第１階調用ガンマ電圧と複数の第２階調用ガンマ電圧を生成する段階と、
前記第１及び第２階調用ガンマ電圧から生成されたデータ電圧を前記液晶パネルに供給する段階と
を含む液晶表示装置の駆動方法。
前記第１階調はホワイト階調またはブラック階調の何れか一つであることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
前記第２階調はホワイト階調またはブラック階調の何れか一つであることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
前記複数の第１階調用ガンマ電圧と複数の第２階調用ガンマ電圧を生成する段階は、前記複数の第１階調用ガンマ電圧を生成する段階と、前記複数の第１階調用ガンマ電圧を反転させて前記複数の第２階調用ガンマ電圧を生成する段階とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の駆動方法。