JP2003084716A - 液晶表示装置のゲート駆動方法 - Google Patents
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Abstract
ャン信号の下降時間を異にすることにより、解像度を落
とさないで、また、ラインタイムを拡張させることがで
きる液晶表示装置のゲート駆動方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、液晶表示装置において、少な
くとも2つ以上のゲートラインに同時に上昇するスキャ
ン信号を印加し、かつ、上記スキャン信号の下降する時
間を互いに異にすることにより、複数個のゲートライン
を同時に駆動しながらも互いに異なる下降時間に画像信
号を対応する上記ゲートラインのピクセルによりサンプ
ル化することができることを特徴とする。また、本発明
の方法は、液晶表示装置のゲートラインを駆動する方法
において、少なくとも2つ以上のゲートラインに同時に
下降するスキャン信号を印加し、かつ、上記スキャン信
号の上昇する時間を互いに異にすることにより、複数個
のゲートラインを同時に駆動しながらも互いに異なる上
昇時間に画像信号を対応する上記ゲートラインのピクセ
ルによりサンプル化して、また、ラインタイムを拡張す
ることができることを特徴とする。
Description
ート駆動技術に関し、より詳細には複数個のゲートライ
ンを同時に駆動し、かつ、スキャン信号の下降時間を異
にしてラインタイム(line time)が拡張することができ
る液晶表示装置のゲート駆動方法に関する。
ディスプレイするのに利用される液晶表示装置(Liquid
Crystal Device : LCD)は電気場により分子配列が変化
する液晶の光学的性質を用いて液晶技術と半導体技術と
を融合した表示装置である。薄膜トランジスタ(Thin Fi
lm Transistor : TFT)用LCDは、内部のピクセルをオン
/オフさせるスイッチング素子としてTFTを利用し、該T
FTがオン/オフされることにより、ピクセルらがオン/
オフされる。即ち、一般のTFT液晶表示装置は、図1に
示すように、画素を構成するセル130等がアレイ状で配
列しており、各セル等はスイッチング機能をするTFT132
と液晶セル134、ストレージキャパシタ(CSTG) からな
る。そして、各TFTのソース(source)等がカラム(colum
n)方向に共通に連結されてデータライン(D1〜DN)を形成
した後、ソースドライバ120に連結されており、各TFTの
ゲート(gate)等がロウ(row)方向に共通に連結されてゲ
ートライン(G1〜GM)を形成した後、ゲートドライバ110
に連結されてN×M解像度(例えば、SVGAは800×600、XGA
は1024×768、UXGAは1600×1200を有する表示装置を具
現している。ここで、ソースドライバ120は、データド
ライバ、或いは、カラムドライバともいい、ゲートドラ
イバはロウ(ROW)ドライバ、或いは、スキャン(SCAN)ド
ライバともいう。
のドレイン(drain)と画素電極を通じて連結され、他方
は共通電極に連結される。画素電極は透明で、電気伝導
性を有するITOからなり、TFTゲートにオン信号が印加さ
れる時ソースドライバ120を通じて印加される信号電圧
を液晶セル134に与えられ、共通電極はやはりITOから作
られて、液晶セルに共通電圧(Vcom)を印加する。そし
て、ストレージキャパシタ(C STG)は画素電極(ピクセルI
TO)に印加された信号電圧を一定時間維持させてやる役
目をし、充電及び放電を通じて液晶セルの配列状態を変
化させることにより、ピクセルの光透過率を調節する。
ストレージキャパシタ(CSTG)の一側は独立電極やゲート
電極と連結できるが、ゲート電極と連結される構造をス
トレージオンゲート(storage on gate)方式という。
時、ピクセルの液晶に一側方向のみに電圧が印加される
と液晶の劣化が促進されるので、液晶に印加される画像
データ電圧を周期的に逆極性に印加してやるインバージ
ョン(inversion)を使用する。データ電圧を正方向と逆
方向とに切り換えて印加する周期は通常1フィールド毎
に切り換えるが、毎フィールド毎にパネルの全てのピク
セルの電圧極性を一度に切り換える、即ち、インバージ
ョンさせるフィールドインバージョン方法と、1走査線
に連結されたピクセルライン毎に区分してライン毎に交
互にインバージョンさせるラインインバージョン方法、
各ピクセル毎にインバージョンさせるドットインバージ
ョン方法等がある。ある場合でもインバージョンさせる
時は画素電圧(TFTドレインから画素電極に印加された電
圧)が共通電圧(Vcom)に対し、正(+)の方向、または、負
(-)の方向になるよう交互に変化させる。
であって、該ゲートドライバ110はシフトレジスタ111と
レベルシフタ112、出力バッファ113からなる。シフトレ
ジスタ111は垂直同期信号と垂直クロック信号とを入力
されてスキャンパルスを順次に発生させ、レベルシフタ
112はスキャンパルスを約30V程度に変換し、出力バッフ
ァ113はレベル変換されたスキャンパルスを各ゲートラ
イン(G1〜GM)にゲート駆動信号として提供する。
動方式は、図3に示すように順次に走査する順次走査方
式である。順次走査方式は1ラインタイム(line time :
1H)間に1ゲートライン(gate line : スキャンライン)の
み走査するため、各ゲート駆動信号が1H毎に順次にゲー
トライン(gate line)に印加される。
より、データライン(data line)の抵抗及びキャパシタ
ンス負荷が増加することになって、データ駆動回路が画
素に画像信号を伝達(充電)する時間が足りないことにな
る。これによる画素の充分でない充電は画質の低下に続
くので、必ず解決しなければならない課題である。
従来の二重走査方式の駆動信号を示す図面である。図4
を参照すると、従来の二重走査方式(interlace scannin
g)は順次走査方式に比べて2倍の長いラインタイム(line
time)を有する。しかし、このような二重走査方式は2
つのゲートライン(gate line)に連結された画素に同一
な画像信号が伝達されるので、順次走査方式に比べて垂
直解像度が1/2に減少する問題がある。従って、かかる
従来の駆動方式は高画質を指向する現在の状態において
ラインタイム(line time)を確保するための対案になら
ない。
点を解決するために複数個のゲートラインを同時に駆動
し、スキャン信号の下降時間を異にすることにより、解
像度を落とさないで、また、ラインタイムを拡張させる
ことができる液晶表示装置のゲート駆動方法を提供する
ことを目的とする。
するため、本発明の方法は、液晶表示装置のゲートライ
ンを駆動する方法において、 少なくとも2つ以上のゲー
トラインに同時に上昇するスキャン信号を印加し、か
つ、上記スキャン信号の下降する時間を互いに異にする
ことにより、複数個のゲートラインを同時に駆動しなが
らも互いに異なる下降時間に画像信号を対応する上記ゲ
ートラインのピクセルによりサンプル化することができ
ることを特徴とする。 また、本発明の方法は、液晶表
示装置のゲートラインを駆動する方法において、少なく
とも2つ以上のゲートラインに同時に下降するスキャン
信号を印加し、かつ、上記スキャン信号の上昇する時間
を互いに異にすることにより、複数個のゲートラインを
同時に駆動しながらも互いに異なる上昇時間に画像信号
を対応する上記ゲートラインのピクセルによりサンプル
化して、また、ラインタイムを拡張することができるこ
とを特徴とする。
の図面を参照しながら詳細に説明する。図5は、本発明
により2ラインを同時に走査するラインタイム拡張駆動
方式のゲート駆動信号(スキャン信号)を示す図面であ
る。
は、2個のゲートライン(gate line)に印加されるゲート
駆動信号が同時に上昇するが、下降する時点は互いに異
なる。従って、従来の2ライン同時駆動方式において、
ゲートライン(gate line)G1とG2とに同時にゲート駆動
信号が印加されることにより、G1とG2とに連結され、デ
ータライン(data line)を共有する画素等には同一な画
素信号が伝達されるが、本発明では第1のゲート駆動信
号(G1)が先に下降することにより、第1のゲートライン
に連結された画素に該当する画素信号がサンプリングさ
れるようにし、その後、第2のゲート駆動信号G2が下降
することにより第2のゲートラインに連結された画素に
該当する画像信号がサンプリングされることにする。
と、正常的な順次走査方式におけるのラインタイムより
約30〜70%(具体的なパーセントはパネルの特性により異
なる)程度のラインタイムを拡張しながらも、2ラインを
同時に駆動し、同時に下降する従来の二重走査方式とは
異に、各ゲートライン(gate line)の画素に各々該当さ
れる画素信号を伝達することができる。
×768)解像度をフレーム周波数75Hzで駆動する場合、ラ
インタイム(line time)は約17μsec程度となるが、本発
明によるラインタイム拡張駆動方式を用いる場合、約22
〜30μsec程度の拡張されたラインタイム(line time)を
確保することができる。
は、N個のゲートラインを同時に駆動する方式に拡張す
ることができる。即ち、図5は2つのゲートラインを同
時に選択する駆動方式であるが、図6は3つのゲートラ
インを同時に選択する駆動方式、図7は4つのゲートラ
イン(gate line)を同時に選択する駆動方式である。
ンの数が増加するほど、より長いラインタイム(line ti
me)が確保でき、同時に選択するゲートライン(gate lin
e)の数はより拡張可能である。そして、図5、図6及び
図7に示すように、本発明の駆動方式では、同時に選択
されたゲートライン(gate line)に連結された画素には
同一な極性の画像信号が伝達されるN−ライン反転駆動
をすることになる。即ち、図8の2−ライン反転駆動の
例に示すように、列(column)方向には毎ライン毎に反転
がなされ、行(row)方向には2−ライン(Nライン同時駆
動時にはN−ライン)毎に反転がなされる。
下降時間を異にするゲート(gate)駆動方式は、ラインタ
イム(line time)の拡張が期待できるが、偶数番目と奇
数番目のゲートライン(gate line)の画素同士間に△Vp
の電圧差が発生することができる。先ず、△Vpの発生
原因を簡単に説明すると次の通りである。
デルリングすることができる。図9において、D1及びD2
はデータライン、G1及びG2はゲートライン、CLCはキャ
パシタにモデルリングした液晶セル、CSTGはストレージ
キャパシタを示す。そして、CG S1とCGS2は寄生キャパシ
タンスである。
下降すると、液晶セルCLCの電圧は寄生キャパシタンスC
GS1と結合(coupling)されて変えることになり、この電
圧の変化量が△Vpに次の式(1)により値を求めるこ
とができる。
パシタンス、VGはゲート駆動信号の変動幅である。
GS2によっても発生する。即ち、G2のゲート駆動信号が
上昇すると、液晶の電圧は寄生キャパシタンスCGS2と結
合(coupling)されて変えることになる。
ne)に連結された画素等は図9の画素モデルにおいて、C
GS1による式(1)のように△Vp1のみ発生することに
対し、偶数番目のゲートライン(gate line)に連結され
た画素等は次式(2)のようにCGS 1とCGS2による△Vp2
が発生する。
て、△Vpが互いに異なることは、図5において、G1に
連結された画素等に画像信号がサンプリングされる時に
はG1のゲート駆動信号のみ下降するが、G2に連結された
画素等に画像信号がサンプリングされる時にはG2ゲート
駆動信号の下降とG3のゲート駆動信号の上昇が同時にな
されるためである。つまり、偶数番目と奇数番目のゲー
トライン(gate line)の画素等の間の△Vp差が発生さ
れ、これにより画質が低下される虞がある。
に図10に示すように本発明のゲート駆動方式を一部修
正する。即ち、前述のように、偶数番目と奇数番目のゲ
ートライン(gate line)の画素等の間の△Vp差は画素に
印加されるゲート駆動信号の差に起因するので、奇数番
目と偶数番目の駆動条件を同一にする。
る場合、G2、G4等、偶数番目のゲートライン(gate lin
e)のゲート駆動信号をG1、G3等奇数番目のゲートライン
(gate line)のゲート駆動信号が下降する直前に先に下
降してから、G1、G3等奇数番目のゲートライン(gate li
ne)のゲート駆動信号が下降する時、更に上昇するよう
にすると、偶数番目や奇数番目のゲートライン(gate li
ne)に連結された全ての画素等が式(2)による同一な△
Vp発生条件を有するようになることにより、偶数番目
と奇数番目のゲートライン(gate line)の画素等の間の
△Vp差を解決することができる。
加される駆動信号が同時に上昇した後、下降する時点を
互いに異にする実施に形態を説明したが、パネルの特徴
により駆動信号が同時に下降した後、上昇する時点を互
いに異にすることにより、複数個のゲートラインを同時
に駆動しながらも互いに異なる上昇時間に画像信号を対
応する上記ゲートラインのピクセルによりサンプル化し
て解像度を低下させなく、かつ、ラインタイムを拡張す
ることができる。
と、複数個のゲートラインに同時にスキャン信号を印加
し、かつ、下降する時間を異にすることにより、解像度
を落とさないで、また、ラインタイムを増加させて画素
電極を十分充/放電することができる効果がある。更
に、奇数ラインと偶数ラインの下降条件を同一にするこ
とにより、寄生キャパシタンスによる画質の劣化が防止
することができる。
面である。
の駆動信号を示す図面である。
タイム拡張駆動方式のゲート駆動信号を示す図面であ
る。
タイム拡張駆動方式のゲート駆動信号を示す図面であ
る。
タイム拡張駆動方式のゲート駆動信号を示す図面であ
る。
+1番目のライン極性を示すテーブルである。
般的な回路モデルである。
査するラインタイム拡張駆動方式のゲート駆動信号を示
す図面である。
Claims (5)
- 【請求項1】 液晶表示装置のゲートラインを駆動する
方法において、少なくとも2つ以上のゲートラインに同
時に上昇するスキャン信号を印加し、かつ、上記スキャ
ン信号の下降する時間を互いに異にすることにより、複
数個のゲートラインを同時に駆動しながらも互いに異な
る下降時間に画像信号を対応する上記ゲートラインのピ
クセルによりサンプル化することができることを特徴と
する液晶表示装置のゲート駆動方法。 - 【請求項2】 前記スキャン信号は、Nゲートラインの
同時駆動の際、Nラインタイム内で同時に上昇し、か
つ、下降する時間が各ゲートライン毎に異なることを特
徴とする請求項1記載の液晶表示装置のゲート駆動方
法。 - 【請求項3】 前記スキャン信号は、偶数番目のゲート
ラインに印加されるスキャン信号が奇数番目ゲートライ
ンに印加されるスキャン信号が下降する前に先に下降し
た後、奇数番目ゲートラインに印加されるスキャン信号
が下降する際、更に上昇して奇数ゲートラインと偶数ゲ
ートラインの下降条件を同一にすることを特徴とする請
求項1又は2に記載の液晶表示装置のゲート駆動方法。 - 【請求項4】 液晶表示装置のゲートラインを駆動する
方法において、少なくとも2つ以上のゲートラインに同
時に下降するスキャン信号を印加し、かつ、上記スキャ
ン信号の上昇する時間を互いに異にすることにより、複
数個のゲートラインを同時に駆動しながらも互いに異な
る上昇時間に画像信号を対応する上記ゲートラインのピ
クセルによりサンプル化することができることを特徴と
する液晶表示装置のゲート駆動方法。 - 【請求項5】 複数のデータラインと複数のスキャンラ
インとを有するピクセル化された液晶表示装置を動作さ
せる方法において、実質的に同時に行われる第1のレベ
ル変化と互いに異なる時間に行われる第2のレベル変化
とを有するスキャン信号を供給し、前記スキャン信号を
少なくとも2つスキャンラインに印加することにより、
前記スキャンラインが同時に駆動され、前記第2のレベ
ル変化に対応する異なる時間に、前記スキャンラインに
対応するピクセルによりデータライン上のデータ信号を
サンプル化する液晶表示装置の動作方法。
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