JP2007226233A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を減少させ且つ液晶の応答速度を向上させうる表示装置を提供する。
【解決手段】ゲート線、データ線、維持電極線と、スイッチング素子、液晶キャパシタ、ストレージキャパシタとを含む画素と、ゲート信号より維持信号を生成する信号生成回路とを有し、ｋ番維持電極線の信号生成回路は、第１制御信号が印加されｋ＋１番ゲート信号により動作状態が変化し、該当レベルの第１制御信号をｋ番維持電極線に維持信号として印加する維持信号印加部、第２、第３制御信号が印加され、ｋ＋１番ゲート信号によって動作状態が変わる第１制御部、第２、第３制御信号が印加され、ｋ＋２番ゲート信号によって動作状態が変わる第２制御部、第２、第３制御信号が印加され、第１、第２制御部動作と第２、第３制御信号により所定周期毎に交互動作し、ｋ番目維持電極線に印加する維持信号の状態を所定時間維持する第１、第２維持部とを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は表示装置に関し、特に表示装置の消費電力を減少させ、また、液晶の応答速度を向上させることのできる表示装置に関する。

一般的な液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極が具備された二つの表示板と、その間に入っている誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層とを含む。画素電極は行列状に配列されていて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などスイッチング素子に連結され、一つの行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は表示板の全面にわたって形成されていて、共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は、回路的に見れば液晶キャパシタをなし、液晶キャパシタはこれに連結されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。

このような液晶表示装置においては、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって、所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が永らく印加されることによって発生する劣化現象を防止するために、フレーム毎に、行毎に、または画素毎に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。

しかし、液晶分子の応答速度が遅いため、液晶キャパシタに充電される電圧（以下、“画素電圧”と言う）が目標電圧、つまり、所望の輝度を得ることができる電圧まで到達するにはある程度の時間を必要とし、この時間は液晶キャパシタに以前に充電されていた電圧との差によって変わる。したがって、例えば、目標電圧と以前電圧との差が大きい場合、最初から目標電圧のみを印加すれば、スイッチング素子が導通している時間の間に目標電圧に到達できない場合がある。

このことにより、これを補償するためのＤＣＣ（ｄｙｎａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）方式が提案された。つまり、ＤＣＣ方式は、液晶キャパシタの両端にかかった電圧が大きいほど、充電速度が速くなるという点を利用したものであって、該当画素に印加するデータ電圧（実際にはデータ電圧と共通電圧との差であるが、便宜上、共通電圧を０と仮定する）を目標電圧より高くすることで、画素電圧が目標電圧まで到達することにかかる時間を短縮する。

しかし、このようなＤＣＣ方式を実施する場合、フレームメモリ（ｆｒａｍｅ ｍｅｍｏｒｙ）とＤＣＣ演算のための駆動回路などが必要であるため、回路設計の難しさと製造費用が増加するという問題がある。
また、液晶表示装置のうち、携帯電話などに使用される中小型表示装置の場合、消費電力などを節約するために、行毎に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる行反転（ｒｏｗ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）を実施しているが、中小型表示装置においても解像度が次第に増加して電力消費が増加する。特に、ＤＣＣ演算を実施する場合、追加された演算や回路などによって電力消費がより一層大きくなるという問題がある。

さらに、行反転の場合、画素毎に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる点反転（ｄｏｔ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）の場合より、画像表示のためのデータ電圧の範囲が小さい。したがって、ＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置などのように、液晶駆動のためのしきい電圧（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ）が高い場合、実際の画像表示のための階調を表現することに利用されるデータ電圧の範囲がしきい電圧ほど小さくなり、これによって、所望の輝度を得られなくなるという問題がある。

そこで、本発明は上記従来の表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、表示装置の消費電力を減少させることにある。
また、本発明の他の目的は、表示装置の液晶の応答速度を向上させることにある。
さらに、本発明の他の目的は、表示装置の信頼性及び耐久性を向上させることにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置は、ゲート信号を伝達する複数のゲート線と、データ電圧を伝達する複数のデータ線と、維持信号を伝達する複数の維持電極線と、前記ゲート線及び前記データ線に連結されるスイッチング素子と、該スイッチング素子と共通電圧との間に連結される液晶キャパシタと、前記スイッチング素子と前記維持電極線との間に連結されるストレージキャパシタとを各々含んで行列状に配列される複数の画素と、前記ゲート信号に基づいて前記維持信号を生成する複数の信号生成回路とを有し、前記各画素に印加される維持信号は、前記液晶キャパシタ及び前記ストレージキャパシタにデータ電圧の充電が終了した直後に電圧レベルが変化し、ｋ（ここで、ｋは自然数）番目維持電極線に連結された前記信号生成回路は、第１レベルと該第１レベルより高い第２レベルとを有する第１制御信号が印加され、（ｋ＋１）番目ゲート線に印加される（ｋ＋１）番目ゲート信号によって動作状態が変化し、該当レベルの第１制御信号を前記ｋ番目維持電極線に印加する維持信号として印加する維持信号印加部と、前記第１レベルと第２レベルとを有する第２及び第３制御信号が印加され、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号によって動作状態が変わる第１制御部と、前記第２及び第３制御信号が印加され、（ｋ＋２）番目ゲート信号によって動作状態が変わる第２制御部と、前記第１及び第２制御部に各々連結され、前記第２及び第３制御信号が印加され、前記第１及び第２制御部の動作と前記第２及び第３制御信号の状態に基づいて所定の周期毎に交互に動作して、前記ｋ番目維持電極線に印加する維持信号の状態を所定の時間維持する第１及び第２維持部とを含むことを特徴とする。

隣接した前記維持電極線に印加される維持信号の電圧レベルは、互いに異なることが好ましい。
同一の前記維持電極線に印加される維持信号の電圧レベルは、フレーム毎に反転することが好ましい。
前記共通電圧は所定の一定値を有することが好ましい。
第１制御信号の波形は、前記第３制御信号の波形と同一であることが好ましい。
前記第２制御信号の波形は、前記第３制御信号の波形と反対であることが好ましい。
前記第１乃至第３制御信号は、各々１Ｈ（一水平周期）毎に交互に第１レベルと第２レベルを有することが好ましい。
前記維持信号印加部は、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第１制御信号に入力端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に出力端子が連結された第１トランジスタを含むことが好ましい。
前記第１制御部は、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第２制御信号に入力端子が連結される第２トランジスタと、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号に制御端子が連結されて、前記第３制御信号に入力端子が連結される第３トランジスタとを含むことが好ましい。
前記第２制御部は、前記（ｋ＋２）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第２制御信号に入力端子が連結される第４トランジスタと、前記（ｋ＋２）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第３制御信号に入力端子が連結される第５トランジスタとを含むことが好ましい。

前記第１維持部は、前記第２トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第３制御信号に他側端子が連結される第１キャパシタと、前記第３トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第２制御信号に他側端子が連結される第２キャパシタと、前記第１キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に入力端子が連結され、第１駆動電圧に出力端子が連結される第６トランジスタと、前記第２キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、第２駆動電圧に入力端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に出力端子が連結される第７トランジスタとを含むことが好ましい。
前記第２維持部は、前記第４トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第３制御信号に他側端子が連結される第３キャパシタと、前記第５トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第２制御信号に他側端子が連結される第４キャパシタと、前記第３キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、前記第２駆動電圧に入力端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に出力端子が連結される第８トランジスタと、前記第４キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に入力端子が連結され、前記第１駆動電圧に出力端子が連結される第９トランジスタとを含むことが好ましい。

前記第１駆動電圧は、前記第２駆動電圧より低いことが好ましい。
前記第１駆動電圧は、０Ｖであることが好ましい。
前記第２駆動電圧は、５Ｖであることが好ましい。
前記第２レベルの大きさは、前記第２駆動電圧より大きいことが好ましい。
前記第２レベルの大きさは、１５Ｖであることが好ましい。
前記第６トランジスタの制御端子と前記第１駆動電圧との間に連結される第５キャパシタと、前記第７トランジスタの制御端子と前記第２駆動電圧との間に連結される第６キャパシタと、前記第８トランジスタの制御端子と前記第２駆動電圧との間に連結される第７キャパシタと、前記第９トランジスタの制御端子と前記第１駆動電圧との間に連結される第８キャパシタとをさらに含むことが好ましい。

本発明に係る表示装置によれば、共通電圧を所定電圧に固定させた後、所定の周期でレベルが変化する維持信号を維持電極線に印加する。この時、隣接した維持電極線に印加される維持信号を互いに異なるように印加する。これによって、画素電極電圧の範囲が増加して画素電圧の範囲も広くなって、階調を表現するための電圧の範囲が広くなるので、画質が向上するという効果がある。
また、同一の範囲のデータ電圧が印加される場合、一定の電圧の維持信号が印加される時よりも広い範囲の画素電圧が生成されるので、消費電力が減少し、これに加えて共通電圧が一定の値に固定されるので、消費電力はさらに減少するという効果がある。

また、液晶の充電動作が完了する前の画素電極電圧の範囲が、液晶の充電動作が完了した後の画素電極電圧の範囲より広いので、目標電圧より高いかまたは低い電圧が液晶駆動の初期に印加されて、液晶の応答速度が向上するという効果がある。
さらに、１Ｈ毎に二つのトランジスタを交互に動作させ、次のフレームまで維持電極線を通じて印加される維持信号を維持させるので、維持信号を維持するためのトランジスタ動作の信頼性が向上し、耐久性も増加する。これによって、安定した維持信号が供給されるという効果がある。

次に、本発明に係る表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図面において、いろいろな層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“すぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

以下、本発明の表示装置の駆動装置の一実施形態である液晶表示装置の駆動装置について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
先に、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
図１を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、ゲート駆動部（ｇａｔｅ ｄｒｉｖｅｒ）４００、データ駆動部（ｄａｔａ ｄｒｉｖｅｒ）５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部（ｇｒａｙ ｖｏｌｔａｇｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）８００、維持信号生成部（ｓｔｏｒａｇｅ ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）７００、及び信号制御部（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６００を含む。

液晶表示板組立体３００は、等価回路から見れば、複数の信号線（Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、Ｓ_１〜Ｓ_２ｎ）と、複数の画素ＰＸとを含む。一方、図２に示す構造から見れば、液晶表示板組立体３００は、互いに対向する下部及び上部表示板１００、２００と、その間に入っている液晶層３とを含む。
信号線（Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、Ｓ_１〜Ｓ_２ｎ）は、複数のゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄ、複数のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、及び複数の維持電極線Ｓ_１〜Ｓ_２ｎを含む。

ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄは、ゲート信号（“走査信号”とも言う）を伝達し、一般ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎと付加ゲート線Ｇ_ｄとを含む。維持電極線Ｓ_１〜Ｓ_２ｎは、一般ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎと交互に配置されていて、維持信号（ｓｔｏｒａｇｅ ｓｉｇｎａｌ）を伝達する。データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍはデータ電圧を伝達する。
ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄと維持電極線Ｓ_１〜Ｓ_２ｎはほぼ行方向に延在し、互いにほとんど平行であり、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍはほぼ列方向に延在し、互いにほとんど平行である。

図１に示すように、画素ＰＸは、一般ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍ及び維持電極線Ｓ_１〜Ｓ_２ｎと連結されており、行列状に配列されている。各画素ＰＸ、例えば、ｉ番目（ｉ＝１、２、．．．、２ｎ）行、ｊ番目（ｊ＝１、２、．．．、ｍ）列の画素ＰＸは、図２に示すように、ｉ番目一般ゲート線Ｇ_ｉとｊ番目データ線Ｄ_ｊに連結されたスイッチング素子Ｑ、スイッチング素子Ｑに連結された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｌｃ、及びスイッチング素子Ｑとｉ番目維持電極線Ｓ_ｉに連結されたストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓｔを含む。

スイッチング素子Ｑは、下部表示板１００に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子は一般ゲート線Ｇ_ｉと連結されており、入力端子はデータ線Ｄ_ｊと連結されており、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔと連結されている。

液晶キャパシタＣｌｃは、下部表示板１００の画素電極１９１と上部表示板２００の共通電極２７０とを二つの端子とし、二つの電極（１９１、２７０）の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１はスイッチング素子Ｑと連結され、共通電極２７０は上部表示板２００の全面に形成されていて、共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。共通電圧は、一定の大きさを有する直流（ＤＣ）電圧である。図２とは異なって、共通電極２７０が下部表示板１００に備えられる場合もあり、この時には二つの電極（１９１、２７０）のうちの少なくとも一つを線状または棒状に作ることができる。
液晶キャパシタＣｌｃの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣｓｔは、画素電極１９１と維持電極線Ｓｉとが絶縁体を間に置いて重畳してなる。

一方、色表示を実現するためには、各画素ＰＸが基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素ＰＸが時間によって交互に基本色を表示するように（時間分割）して、これら基本色の空間的、時間的合計によって所望の色相が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色がある。図２は空間分割の一例として、各画素ＰＸが画素電極１９１に対応する上部表示板２００の領域に基本色のうちの一つを示すカラーフィルタ２３０を備えることを示している。図２とは異なって、カラーフィルタ２３０は下部表示板１００の画素電極１９１上または下に設けることもできる。
液晶表示板組立体３００には、少なくとも一つの偏光子（図示せず）が備えられている。

再び図１を参照すれば、階調電圧生成部８００は、画素ＰＸの透過率と関する全体階調電圧または限定された数の階調電圧（以下、“基準階調電圧”と言う）を生成する。（基準）階調電圧は、共通電圧Ｖｃｏｍに対して正の値を有するものと、負の値を有するものとを含むことができる。

ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００の両側面、例えば、右側と左側端に配置されている第１及び第２ゲート駆動回路４００ａ、４００ｂを含む。

第１ゲート駆動回路４００ａは、奇数番目一般ゲート線Ｇ_１、Ｇ_３、．．．、Ｇ_２ｎ−１及び付加ゲート線Ｇｄと一端部で連結されており、第２ゲート駆動回路４００ｂは偶数番目一般ゲート線Ｇ_２、Ｇ_４、．．．、Ｇ_２ｎと一端で連結されている。しかし、これに限定されるわけではなく、反対に奇数番目一般ゲート線Ｇ_１、Ｇ_３、．．．、Ｇ_２ｎ−１及び付加ゲート線Ｇ_ｄが第２ゲート駆動回路４００ｂに連結され、偶数番目一般ゲート線Ｇ_２、Ｇ_４、．．．、Ｇ_２は第１ゲート駆動回路４００ａに連結されることも可能である。
第１及び第２ゲート駆動回路４００ａ、４００ｂは、ゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの組み合わせからなるゲート信号を連結されたゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄに印加する。

ゲート駆動部４００は、信号（Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、Ｓ_１〜Ｓ_２ｎ）及び薄膜トランジスタスイッチング素子Ｑなどと共に液晶表示板組立体３００に集積できる。しかし、ゲート駆動部４００は、少なくとも一つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００上に直接装着されたり、可撓性印刷回路フィルム（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｉｌｍ）（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態で液晶表示板組立体３００に付着されたり、別途の印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）（図示せず）上に装着することもできる。

維持信号生成部７００は、液晶表示板組立体３００の両側面、例えば、第１及び第２ゲート駆動回路４００ａ、４００ｂと各々隣接するように配置されている第１及び第２維持信号生成回路７００ａ、７００ｂを備える。

第１維持信号生成回路７００ａは奇数番目維持電極線Ｓ_１、Ｓ_３、．．．、Ｓ_２ｎ−１及び偶数番目一般ゲート線Ｇ_２、Ｇ_４、．．．、Ｇ_２ｎに連結されており、奇数番目維持電極線Ｓ_１、Ｓ_３、．．．、Ｓ_２ｎ−１に高レベル電圧と低レベル電圧からなる維持信号を印加する。
第２維持電極線駆動部７００ｂは、偶数番目維持電極線Ｇ_２、Ｇ_４、．．．、Ｇ_２ｎ及び第１一般ゲート線Ｇ_１を除いた奇数番目一般ゲート線Ｇ_３、Ｇ_５、．．．、Ｇ_２ｎ−１と付加ゲート線Ｇ_ｄとに連結されており、偶数番目維持電極線Ｓ_２、Ｓ_４、．．．、Ｓ_２ｎに維持信号を印加する。

これとは異なって、維持信号生成部７００は、ゲート駆動部４００に連結された別途の付加ゲート線Ｇ_ｄを通じて必要な信号の供給を受けるのではなく、別途の信号発生部や信号制御部６００などのような別途の装置から必要な信号の供給を受けることがある。この場合、ゲート駆動部４００に連結された付加ゲート線Ｇ_ｄは液晶表示板組立体３００に形成される必要がない。
維持信号生成部７００は液晶表示板組立体３００に集積できる。

データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍと連結されており、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択し、これをデータ電圧としてデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。しかし、階調電圧生成部８００が階調電圧を全て提供することでなく、限定された数の基準階調電圧のみを提供する場合に、データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して所望のデータ電圧を生成する。
信号制御部６００は、ゲート駆動部（４００ａ、４００ｂ）、データ駆動部５００及び維持信号生成部７００などを制御する。

このような駆動装置（５００、６００、８００）各々は、少なくとも一つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００上に直接装着されたり、可撓性印刷回路フィルム（図示せず）上に装着されてＴＣＰの形態で液晶表示板組立体３００に付着されたり、別途の印刷回路基板（図示せず）上に装着することもできる。これとは異なって、これら駆動装置（５００、６００、８００）が信号線（Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、Ｓ_１〜Ｓ_２ｎ）及び薄膜トランジスタスイッチング素子Ｑなどと共に液晶表示板組立体３００に集積することもできる。また、駆動装置（５００、６００、８００）は単一チップで集積でき、この場合、これらのうちの少なくとも一つまたはこれらをなす少なくとも一つの回路素子が、単一チップの外側にあり得る。

次に、このような液晶表示装置の動作について詳細に説明する。
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂは各画素ＰＸの輝度（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）情報を含んでおり、輝度は決められた数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）または６４（＝２^６）個の階調（ｇｒａｙ）を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロック信号ＭＣＬＫ、及びデータイネーブル信号ＤＥなどがある。

信号制御部６００は、入力画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと入力制御信号に基づいて、入力画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１、データ制御信号ＣＯＮＴ２及び維持制御信号ＣＯＮＴ３などを生成した後、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００ａ、４００ｂに送出し、データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理したデジタル画像信号ＤＡＴをデータ駆動部５００に送出し、維持制御信号ＣＯＮＴ３を維持信号生成部７００に送出する。

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、走査開始を指示する走査開始信号ＳＴＶ１、ＳＴＶ２と、ゲートオン電圧Ｖｏｎの出力周期を制御する少なくとも一つのクロック信号とを含む。ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、また、ゲートオン電圧Ｖｏｎの持続時間を限定する出力イネーブル信号ＯＥをさらに含むことができる。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、一つの行の画素ＰＸに対するデジタル画像信号ＤＡＴの伝送開始を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨ、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍにアナログデータ電圧の印加を指示するロード信号ＬＯＡＤ、及びデータクロック信号ＨＣＬＫを含む。データ制御信号ＣＯＮＴ２は、また、共通電圧Ｖｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、“共通電圧に対するデータ電圧の極性”を略して“データ電圧の極性”と言う）を反転させる反転信号ＲＶＳをさらに含むことができる。

信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２によって、データ駆動部５００は一つの行、例えば、ｉ番目行の画素ＰＸに対するデジタル画像信号ＤＡＴを受信し、各デジタル画像信号ＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによって、デジタル画像信号ＤＡＴをアナログデータ電圧に変換した後、これを該当データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１によってゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎのうちの一つ、例えば、ｉ番目ゲート線Ｇ_ｉに印加されるゲート信号をゲートオン電圧Ｖｏｎに変換して、このゲート線Ｇ_ｉに連結されたスイッチング素子Ｑを導通させる（但し、付加ゲート線Ｇ_ｄにはスイッチング素子Ｑが連結されていないため除外する）。そうすると、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加されたデータ電圧が導通したスイッチング素子Ｑを通じてｉ番目行の画素ＰＸに印加され、これによって画素ＰＸ内の液晶キャパシタＣｌｃとストレージキャパシタＣｓｔが充電される。

液晶キャパシタＣｌｃの充電電圧、つまり、画素電圧は、画素ＰＸに印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍとの差とほとんど同一である。液晶分子は画素電圧の大きさによってその配列を異ならせ、そのために液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は偏光子によって光の透過率の変化として現れ、これによって画素ＰＸは画像信号ＤＡＴの階調が示す輝度を表示する。

一つの水平周期（“１Ｈ”とも記し、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びデータイネーブル信号ＤＥの一周期と同一である）が経て、データ駆動部５００が（ｉ＋１）番目行の画素ＰＸに対するデータ電圧をデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加すれば、ゲート駆動部４００は、ｉ番目ゲート線Ｇ_ｉに印加されるゲート信号をゲートオフ電圧Ｖｏｆｆに変え、その次のゲート線Ｇ_ｉ＋１に印加されるゲート信号をゲートオン電圧Ｖｏｎに変える。
そうすると、ｉ番目画素行のスイッチング素子Ｑがターンオフされ、そのために画素電極１９１が孤立状態（ｆｌｏａｔｉｎｇ）となる。

維持信号生成部７００は、信号制御部６００からの維持制御信号ＣＯＮＴ３と、（ｉ＋１）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋１に印加されるゲート信号の電圧上昇によって、ｉ番目維持電極線Ｓ_ｉに印加される維持信号の電圧レベルを変える。そうすると、ｉ番目画素行のストレージキャパシタＣｓｔの一側端子である画素電極１９１が、他側端子である維持電極線Ｓ_ｉの電圧変化によってその電圧を変える。
このような過程を全ての画素行に対して繰り返すことにより、液晶表示装置は１フレーム（ｆｒａｍｅ）の画像を表示する。

１フレームが終了すれば、次のフレームが開始し、各画素ＰＸに印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される（“フレーム反転”）。また、一つの行の画素ＰＸに印加されるデータ電圧の極性は全て同一であり、隣接した二つの行の画素ＰＸに印加されるデータ電圧の極性は反対である（“行反転”）。このように、本実施形態による液晶表示装置がフレーム反転及び行反転を行うので、いずれか一つの行の画素ＰＸに印加されるデータ電圧は、全て正極性または負極性であり、フレーム単位で極性が変わる。

この時、維持電極線Ｓ１〜Ｓ２ｎに印加される維持信号は、画素電極１９１に正極性のデータ電圧が充電された場合には低レベル電圧から高レベル電圧に変化し、反対に画素電極１９１に負極性のデータ電圧が充電された場合には高レベル電圧から低レベル電圧に変化する。したがって、画素電極１９１の電圧は、正極性データ電圧によって充電された場合にはさらに上がり、負極性データ電圧によって充電された場合にはさらに下がる。したがって、画素電極１９１の電圧範囲はデータ電圧の基礎である階調電圧の範囲より広く、そのために低い基本電圧によっても広い範囲の輝度を実現することができる。

一方、第１及び第２維持信号生成回路７００ａ、７００ｂは、各々維持電極線Ｓ１〜Ｓ２ｎに各々連結された複数の信号生成回路（ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ）７１０を含むことができ、このような信号生成回路７１０の一例について、図３及び図４を参照して詳細に説明する。

図３は本発明の一実施形態による信号生成回路の回路図であり、図４は図３に示す信号生成回路を含む液晶表示装置に用いられる信号のタイミング図である。

図３に示すように、信号生成回路７１０は、入力端ＩＰと出力端ＯＰとを有する。ｉ番目信号生成回路の場合、入力端ＩＰは（ｉ＋１）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋１と連結されて（ｉ＋１）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋１（以下、“入力信号”と言う）を受信し、出力端ＯＰはｉ番目維持電極線Ｓ_ｉと連結されてｉ番目維持信号Ｖｓ_ｉを出力する。これと同様に、（ｉ＋１）番目信号生成回路の場合、入力端ＩＰは（ｉ＋２）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋２と連結されて（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２を入力信号として受信し、出力端ＯＰは（ｉ＋１）番目維持電極線Ｓ_ｉ＋１と連結されて（ｉ＋１）番目維持信号Ｖｓ_ｉ＋１を出力する。

信号生成回路７１０は、信号制御部６００から維持制御信号ＣＯＮＴ３の一種である第１、第２及び第３クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２を受信し、信号制御部６００または外部から高電圧ＡＶＤＤと低電圧ＡＶＳＳを受ける。

図４に示すように、第１〜第３クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２は２Ｈの周期を有し、デューティ比は約５０％であり得る。第１クロック信号ＣＫ１と第２クロック信号ＣＫ１Ｂは約１８０゜の位相差を有する互いに反転した信号であり、第２クロック信号ＣＫ１Ｂと第３クロック信号ＣＫ２の位相は互いに同一である。また、第１〜第３クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２の波形はフレーム単位で反転する。

第１及び第２クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂの高レベル電圧Ｖｈ１は約１５Ｖであり、低レベル電圧Ｖｌ１は約０Ｖであり得、第３クロック信号ＣＫ２の高レベル電圧Ｖｈ２は約５Ｖであり、低レベル電圧Ｖｌ２は約０Ｖであり得る。高電圧ＡＶＤＤは、第３クロック信号ＣＫ２の高レベル電圧Ｖｈ２と同一に約５Ｖであり、低電圧ＡＶＳＳは第３クロック信号ＣＫ２の低レベル電圧Ｖｌ２と同一に約０Ｖであり得る。

信号生成回路７１０は、制御端子、入力端子及び出力端子を各々有する五個のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５と、二つのキャパシタＣ１、Ｃ２とを含む。
トランジスタＴｒ１の制御端子は入力端ＩＰと連結されており、入力端子は第３クロック信号ＣＫ２と連結されており、出力端子は出力端ＯＰと連結されている。
トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３の制御端子は入力端ＩＰと連結されており、入力端子は第１、第２クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂと連結されている。
トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５の制御端子はトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３の出力端子と連結されており、入力端子は低電圧ＡＶＳＳ、高電圧ＡＶＤＤと連結されており、出力端子は出力端ＯＰと連結されている。

キャパシタＣ１、キャパシタＣ２は、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５の制御端子と低電圧ＡＶＳＳ、高電圧ＡＶＤＤとの間に連結されている。
トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ５は非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）または多結晶シリコン（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）薄膜トランジスタからなることができ、スイッチング素子Ｑ及びキャパシタＣ１、Ｃ２と共に液晶表示板組立体３００に集積できる。

このような信号生成回路の動作について詳細に説明する。
図４に示すように、隣接した二つのゲート線に印加されるゲートオン電圧Ｖｏｎの印加時間が一部重畳しており、この時、ゲートオン電圧Ｖｏｎの重畳時間は約１Ｈであり得る。これによって、全行の画素ＰＸは直前行の画素ＰＸに印加されるデータ電圧で約１Ｈの間に充電されるが、残りの約１Ｈの間には自身のデータ電圧で充電が行われ、正常に画像の表示動作が行われる。

先に、ｉ番目信号生成回路について説明する。
入力信号、つまり、（ｉ＋１）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋１に印加されるゲート信号ｇ_ｉ＋１がゲートオン電圧Ｖｏｎになれば、第１〜第３トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３が導通する。導通したトランジスタＴｒ１は第３クロック信号ＣＫ２を出力端ＯＰに伝達し、第３クロック信号ＣＫ２の低レベル電圧Ｖｌ２によって維持信号Ｖｓ_ｉの電圧レベルは低レベル電圧（Ｖ−）となる。一方、導通したトランジスタＴｒ２は第１クロック信号ＣＫ１をトランジスタＴｒ４の制御端子に伝達し、導通したトランジスタＴｒ３は第２クロック信号ＣＫ１ＢをトランジスタＴｒ５の制御端子に伝達する。

第１クロック信号ＣＫ１と第２クロック信号ＣＫ１Ｂとは互いに反転した信号であるので、トランジスタＴｒ４とトランジスタＴｒ５とは互いに反対に動作する。つまり、トランジスタＴｒ４が導通すればトランジスタＴｒ５が遮断され、反対にトランジスタＴｒ４が遮断されればトランジスタＴｒ５が導通する。トランジスタＴｒ４が導通し、トランジスタＴｒ５が遮断されれば、低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰに伝達され、トランジスタＴｒ４が遮断され、トランジスタＴｒ５が導通すれば、高電圧ＡＶＤＤが出力端ＯＰに伝達される。

ゲート信号ｇ_ｉ＋１のゲートオン電圧Ｖｏｎの状態は、例えば、２Ｈ間維持され、前半１Ｈ間を前半区間Ｔ１、後半１Ｈ間を後半区間Ｔ２とする。
前半区間Ｔ１の間に第１クロック信号ＣＫ１は高レベル電圧Ｖｈ１であり、第２及び第３クロック信号ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２は低レベル電圧Ｖｌ１、Ｖｌ２であるので、トランジスタＴｒ１が伝達する第３クロック信号ＣＫ２の低レベル電圧Ｖｌ２がかかっている出力端ＯＰには、トランジスタＴｒ４が伝達する低電圧ＡＶＳＳがかかる。したがって、維持信号Ｖｓ_ｉは低レベル電圧Ｖｌ２及び低電圧ＡＶＳＳと同一の大きさの低レベル電圧（Ｖ−）になる。一方、前半区間Ｔ１の間に、キャパシタＣ１には第１クロック信号ＣＫ１の高レベル電圧Ｖｈ１と低電圧ＡＶＳＳとの差ほどの電圧が充電され、キャパシタＣ２には第２クロック信号ＣＫ１Ｂの低レベル電圧Ｖｌ１と高電圧ＡＶＤＤとの差ほどの電圧が充電される。

後半区間Ｔ２の間に、第１クロック信号ＣＫ１は低レベル電圧Ｖｌ１であり、第２及び第３クロック信号ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２は高レベル電圧Ｖｈ１、Ｖｈ２であるので、前半区間Ｔ１とは反対にトランジスタＴｒ５は導通し、トランジスタＴｒ４は遮断される。
これによって、出力端ＯＰには、導通したトランジスタＴｒ１を通じて伝えられる第３クロック信号ＣＫ２の高レベル電圧Ｖｈ２がかかるようになって、維持信号Ｖｓ_ｉは低レベル電圧（Ｖ−）から高レベル電圧Ｖｈ２と同一のレベルの高レベル電圧（Ｖ＋）に変化する。また、出力端ＯＰには、導通したトランジスタＴｒ５を通じて高レベル電圧（Ｖ＋）と同一のレベルの高電圧ＡＶＤＤが印加される。

一方、キャパシタＣ１の充電電圧は、第１クロック信号ＣＫ１の低レベル電圧Ｖｌ１と低電圧ＡＶＳＳとの差と同一であるので、これら二つの電圧が同一であればキャパシタＣ１は放電される。キャパシタＣ２の充電電圧は、第２クロック信号ＣＫ１Ｂの高レベル電圧Ｖｌ１と高電圧ＡＶＤＤとの差と同一であるので、これら二つの電圧が互いに異なればキャパシタＣ２の充電電圧は０でない。前述で例に挙げたように、第２クロック信号ＣＫ１Ｂの高レベル電圧Ｖｈ１が約１５Ｖであり、高電圧ＡＶＤＤが約５Ｖであれば、約１０Ｖの電圧がキャパシタＣ２に充電される。

後半区間Ｔ２が終了してゲート信号ｇ_ｉ＋１がゲートオン電圧Ｖｏｎからゲートオフ電圧Ｖｏｆｆに変われば、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３は遮断状態に変わる。したがって、トランジスタＴｒ１の出力端子が孤立状態となって、トランジスタＴｒ１と出力端ＯＰとの電気的な接続が孤立状態となり、また、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３の出力端子が孤立状態となり、これによってトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５の制御端子も孤立状態となる。

キャパシタＣ１には電圧が充電されていないので、トランジスタＴｒ４は遮断状態を維持する。しかし、キャパシタＣ２には第２クロック信号ＣＫ１Ｂの高レベル電圧Ｖｈ１と高電圧ＡＶＤＤとの差によって電圧が充電されているので、その電圧がトランジスタＴｒ５のしきい電圧以上である場合、トランジスタＴｒ５は導通状態を維持する。したがって、出力端ＯＰには高電圧ＡＶＤＤが伝えられ、維持信号Ｖｓ_ｉとして出力される。これによって維持信号Ｖｓ_ｉは高レベル電圧（Ｖ＋）を維持する。

次に、（ｉ＋１）番目信号生成回路の動作について説明する。
（ｉ＋１）番目信号生成回路（図示せず）に（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２のゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されれば、（ｉ＋１）番目信号生成回路が動作する。

図４に示すように、（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２がゲートオン電圧Ｖｏｎになれば、この時の第１〜第３クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２の状態は、（ｉ＋１）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋１がゲートオン電圧Ｖｏｎになる時の状態と反対になる。
これによって、（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２の前半ゲートオン電圧Ｖｏｎ区間Ｔ１である時の動作は、（ｉ＋１）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋１の後半ゲートオン電圧Ｖｏｎ区間Ｔ２である時の動作と同一であるので、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ５の導通動作によって第３クロック信号ＣＫ２の高レベル電圧Ｖｈ２と高電圧ＡＶＤＤが出力端ＯＰにかかるようになって、維持信号Ｖｓ_ｉ＋１は高レベル電圧（Ｖ＋）になる。

しかし（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２の後半ゲートオン電圧Ｖｏｎ区間Ｔ２である時の動作は、（ｉ＋１）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋１の前半ゲートオン電圧Ｖｏｎ区間Ｔ１である時の動作と同一であるので、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ４の導通動作によって第３クロック信号ＣＫ２の低レベル電圧Ｖｌ２と低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰにかかるようになって、維持信号Ｖｓ_ｉ＋１は高レベル電圧（Ｖ＋）から低レベル電圧（Ｖ−）に変わる。

上述したように、トランジスタＴｒ１は、入力信号の電圧状態がゲートオン電圧Ｖｏｎを維持する間に第３クロック信号ＣＫ２を維持信号として印加するためのトランジスタであり、残りのトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ５は、入力信号がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとして出力端ＯＰがトランジスタＴｒ１の出力端子と孤立状態である時、キャパシタＣ１、Ｃ２を利用して該当維持電極線に印加される維持信号の電圧状態を次のフレームまで維持するためのトランジスタである。つまり、トランジスタＴｒ１は該当維持電極線に維持信号を初期に印加するためのものであり、残りのトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ５は出力されている維持信号を一定に維持するためのものであるので、トランジスタＴｒ２〜Ｔｒ５の大きさは第１トランジスタＴｒ１の大きさよりはるかに小さいことが良い。

このような維持信号Ｖｓの電圧変化によって、画素電極電圧Ｖｐが増減する。次に、このような維持信号Ｖｓの電圧変化による画素電極電圧Ｖｐの変化について説明する。以下、キャパシタとこれらキャパシタの静電容量は、同一の図面符号で表示する。

先に、画素電極電圧Ｖｐは下記の数式１のように求められる。数式１において、ＣｌｃとＣｓｔは各々液晶キャパシタ及びストレージキャパシタとこれらの静電容量を示し、（Ｖ＋）は維持信号Ｖｓの高レベル電圧であり、（Ｖ−）は維持信号Ｖｓの低レベル電圧である。数式１から分かるように、画素電極電圧Ｖｐは、キャパシタの静電容量Ｃｌｃ、Ｃｓｔ及び維持信号Ｖｓの電圧変化によって決められる変化量Δがデータ電圧Ｖ_Ｄに加減された値である。

データ電圧Ｖ_Ｄの範囲は約０Ｖ〜５Ｖであり、ＣｓｔとＣｌｃの値が互いに同一となるように画素を設計し、（Ｖ＋）−（Ｖ−）＝５Ｖの場合、数式１はＶｐ＝Ｖ_Ｄ±２．５となる。

結局、維持信号Ｖｓの電圧が変化する時、画素電極電圧Ｖｐは、データ電圧Ｖ_Ｄの極性によって、該当データ線Ｄ１〜Ｄｍを通じて印加されるデータ電圧Ｖ_Ｄより約±２．５Ｖほど増減される。つまり、（＋）極性の時に約＋２．５Ｖ増加し、（−）極性の時に約−２．５Ｖ減少する。このような画素電極電圧Ｖｐの変化によって、画素電圧の範囲も増加する。例えば、共通電圧Ｖｃｏｍが約２．５Ｖに固定されている時、画素に印加される約０〜５Ｖのデータ電圧Ｖ_Ｄによる画素電圧の範囲は約−２．５Ｖ〜＋２．５Ｖであるが、維持信号Ｖｓが高レベル電圧（Ｖ＋）または低レベル電圧（Ｖ−）に変化する時、画素電圧の範囲は約−５Ｖ〜＋５Ｖに広くなる。

このように、維持信号Ｖｓの電圧変化｛（Ｖ＋）−（Ｖ−）｝によって増加した画素電極電圧Ｖｐの変化量Δほど画素電圧の範囲が広くなるので、階調表現のための電圧範囲が増加して輝度が向上する。

また、共通電圧が一定の電圧に固定されているので、低い電圧と高い電圧とを交互に印加する時より消費電力が減少する。つまり、データ線と共通電極との間に発生する寄生キャパシタにおいて、共通電極に印加される共通電圧が約０または５Ｖである場合、この寄生キャパシタに印加される電圧は最大約±５Ｖである。しかし、共通電圧が約２．５Ｖに固定される場合、データ線と共通電極との間に発生する寄生キャパシタに印加される電圧は最大約±２．５Ｖに減少する。したがって、データ線と共通電極との間で発生する寄生キャパシタで消費される電力が減少し、そのため液晶表示装置の総消費電力が減少する。

しかし、液晶の応答速度が遅いため、画素電圧によって液晶分子が速かに反応しない。したがって、液晶キャパシタＣｌｃの静電容量は、液晶キャパシタＣｌｃの両端に印加される画素電圧に反応して液晶分子の再整列が完了した安定化状態に到達したか否かによって変わる。これによって、液晶分子が安定化状態に到達したか否かによって画素電極電圧Ｖｐが変わる。

次に、画素電圧に反応して液晶分子が安定化状態に到達した場合とそうでない場合に、画素電極電圧Ｖｐの変化について説明する。
最大値の画素電圧、つまり、最大階調（ノーマリーブラックの場合、ホワイト階調）の画素電圧が液晶キャパシタＣｌｃに印加された後に液晶分子が安定化状態に到達する時、液晶キャパシタＣｌｃの静電容量が最小値の画素電圧、最小階調（ノーマリーブラックの場合、ブラック階調）の画素電圧が液晶キャパシタＣｌｃに印加された後に液晶分子が安定化状態に到達する時、液晶キャパシタＣｌｃの静電容量の約３倍であると仮定する。また、（Ｖ＋）−（Ｖ−）＝５Ｖであり、Ｃｌｃ＝Ｃｓｔとする。

したがって、最大階調の画素電圧が液晶キャパシタＣｌｃに印加された後に液晶分子が安定化状態に到達する時、画素電極電圧Ｖｐは上記の数式１の通りであり、既に記述したように、（Ｖ＋）−（Ｖ−）＝５Ｖであり、Ｃｌｃ＝Ｃｓｔであるので、画素電極電圧ＶｐはＶｐ＝Ｖ_Ｄ±２．５となる。
しかし、最大階調の画素電圧が液晶キャパシタＣｌｃに印加された後、液晶分子が安定化状態に到達できない場合には、画素電極電圧Ｖｐは下記に示す数式２の通りである。

この時、（Ｖ＋）−（Ｖ−）＝５Ｖであるので、Ｖｐ＝Ｖ_Ｄ±３．７５である。

このように、最大階調の画素電圧が液晶キャパシタＣｌｃに印加された後、液晶分子が安定化状態に到達できない場合、画素電極電圧Ｖｐは最小階調の画素電圧が液晶キャパシタＣｌｃに印加された後、液晶分子が安定化状態に到達した時の画素電極電圧を維持する。つまり、直前フレームの状態を維持する。したがって、維持信号の電圧変化｛（Ｖ＋）−（Ｖ−）｝による画素電極電圧Ｖｐの変化量Δは、±２．５Ｖから±３．７５Ｖに増加する。

したがって、最小階調の画素電極電圧から他の階調の画素電極電圧に変化する場合、液晶分子が安定化状態に到達する前までは、数式２によって維持信号の電圧変化｛（Ｖ＋）−（Ｖ−）｝による画素電極電圧Ｖｐの変化量Δはさらに増加し、（Ｖ＋）−（Ｖ−）＝５Ｖの場合、最大±３．７５Ｖまで増加する。

図５は本発明の実施形態による維持電極駆動部の動作による画素電極電圧と液晶の応答速度の変化を示すグラフであり、図６は従来の画素電極電圧と液晶の応答速度の変化を示すグラフである。
上述したように、従来の技術においては、図６に示すように、フレーム毎に目標画素電極電圧Ｖ_ｔに該当する画素電極電圧Ｖｐを該当画素電極に印加しても、画素電極に充電された画素電極電圧は、充電動作が完了した後、隣接したデータ電圧などの影響によって減少し、結局、１フレーム内に目標画素電極電圧Ｖ_ｔに到達できず、いくつかのフレームを経て目標画素電極電圧Ｖ_ｔに到達するが、本実施形態においては、図５に示すように、該当画素電極に印加される画素電極電圧Ｖｐが目標画素電極電圧Ｖ_ｔよりはるかに高い電圧が印加されるので、１フレーム内に該当画素電極が目標画素電極電圧Ｖ_ｔに到達して、従来の技術よりも液晶の応答速度ＲＣが向上する。

したがって、画素電極電圧Ｖｐは充電されているデータ電圧Ｖ_Ｄに維持信号Ｖｓの電圧変化量が加減されて、画素ＰＸが正極性データ電圧で充電されている場合には画素電極電圧Ｖｐは変化量ほど増加し、反対に画素ＰＸが負極性データ電圧で充電されている場合には、画素電極電圧Ｖｐは変化量ほど減少する。これによって、画素電圧の変化は増減された画素電極電圧Ｖｐによって階調電圧の範囲より広くなり、表現される輝度範囲も広くなる。
また、上述したように、共通電圧Ｖｃｏｍが一定の電圧で固定されているので、低い電圧と高い電圧とを交互に印加する時よりも消費電力が減少する。

次に、図７乃至図１０を参照して本発明の他の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図７は本発明の他の実施形態による液晶表示装置のブロック図である。図８は本発明の他の実施形態による信号生成回路の一例に対する回路図であり、図９は図８の信号生成回路を含む液晶表示装置に用いられる信号のタイミング図である。また、図１０は本発明の他の実施形態による信号生成回路の他の例に対する回路図である。

図７に示すように、本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、全ての一般ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎに連結された一つのゲート駆動部４０１と、全ての維持電極線Ｓ_１〜Ｓ_２ｎに連結された一つの維持信号生成部７０１とを除けば、図１に示す液晶表示装置の構造と同一であるため、同じ図面符号を付けており、これらに対する詳細な説明は省略する。

図１に示すように、ゲート駆動部４０１は、維持信号生成部７０１に連結された所定個数の付加ゲート線（図示せず）に連結されていることができる。ゲート駆動部４０１と維持信号生成部７０１とは、画素ＰＸのスイッチング素子Ｑと同一の工程によって形成され、液晶表示板組立体３０１に集積されている。しかし、これとは異なって、これらは各々一つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３０１上に直接装着したり、可撓性印刷回路フィルム（図示せず）上に装着されてＴＣＰの形態で液晶表示板組立体３０１に付着されたり、別途の印刷回路基板（図示せず）上に装着することもできる。

ゲート駆動部４０１は、第１一般ゲート線Ｇ_１から順次にゲートオン電圧Ｖｏｎを印加して、各一般ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎに連結された当該画素行の充電動作と維持信号生成部７０１の動作とを制御する。

維持信号生成部７０１は、各維持電極線Ｓ_１〜Ｓ_２ｎに連結された複数の信号生成回路を含んでおり、各信号生成回路は入力信号を除けば全て同一の構造からなっている。図８に示すように、信号生成回路、例えば、ｉ番目維持電極線Ｓ_ｉに連結されたｉ番目信号生成回路ＳＴ_ｉは、図３に示す信号生成回路と近似して５個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ５と２つのキャパシタＣ１〜Ｃ２とを含んでおり、信号生成回路は、これに加えて４個トランジスタＴｒ６〜Ｔｒ９と２つのキャパシタＣ３、Ｃ４をさらに含んでいる。

図３に示したものと同様に、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３の入力端子は第１〜第３クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２に各々連結されており、制御端子は入力端ＩＰに連結されており、出力端子は出力端ＯＰ及びトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５の制御端子に各々連結されており、トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５の入力端子は低電圧ＡＶＳＳと高電圧ＡＶＤＤに各々連結されており、出力端子は出力端ＯＰに連結されている。

また、図８に示すように、トランジスタＴｒ６、Ｔｒ７の制御端子はトランジスタＴｒ８、Ｔｒ９の入力端子に各々連結されており、入力端子は高電圧ＡＶＤＤと低電圧ＡＶＳＳに各々連結されており、出力端子は出力端ＯＰに連結されている。トランジスタＴｒ８、Ｔｒ９の制御端子は後続の信号生成回路、つまり、（ｉ＋１）番目信号生成回路ＳＴ_ｉ＋１の入力端ＩＰに連結されており、トランジスタＴｒ６、Ｔｒ７の制御端子に入力端子が各々連結されており、出力端子は第１及び第２クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂに各々連結されている。

また、キャパシタＣ１はトランジスタＴｒ４の制御端子と第２クロック信号ＣＫ１Ｂとの間に連結されており、キャパシタＣ２はトランジスタＴｒ５の制御端子と第１クロック信号ＣＫ１との間に連結されている。
キャパシタＣ３はトランジスタＴｒ７の制御端子と第１クロック信号ＣＫ１との間に連結されており、キャパシタＣ４はトランジスタＴｒ６の制御端子と第２クロック信号ＣＫ１Ｂとの間に連結されている。

トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ９は、非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）または多結晶シリコン（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）薄膜トランジスタからなることができる。

このように、ｉ番目維持電極線Ｓ_ｉに連結された信号生成回路ＳＴ_ｉは、（ｉ＋１）番目と（ｉ＋２）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋１、Ｇ_ｉ＋２に印加されるゲート信号ｇ_ｉ＋１、ｇ_ｉ＋２の印加を受けるので、上述したように、所定個数の信号生成回路、例えば、（ｎ−１）番目信号生成回路とｎ番目信号生成回路にゲート信号を印加するために所定個数の付加ゲート線（図示せず）が必要である。

この付加ゲート線は、液晶表示板組立体３０１上に一般ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎにほとんど平行に形成されており、ゲート駆動部４０１に連結されてゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの組み合わせからなるゲート信号をゲート信号ｇ_２ｎの次に順次に印加を受ける。しかし、これとは異なって、（ｎ−１）番目信号生成回路とｎ番目信号生成回路は、信号制御部６００などのようにゲート駆動部４０１ではない他の装置や外部から制御信号の印加を受けることもできる。

このような信号生成回路の動作について、図９を参照して説明する。
上述したように、液晶表示装置は行反転とフレーム反転を実施する。また、図９に示す第１〜第３クロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２は、図４に示すクロック信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２と同一である。

図９に示すように、各一般ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_２ｎに順次に印加されるゲートオン電圧Ｖｏｎは、隣接したゲートオン電圧Ｖｏｎと所定時間重畳せず、第１一般ゲート線Ｇ_１から順次に印加される。

先に、ｉ番目信号生成回路ＳＴｉの動作について説明する。
（ｉ＋１）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋１に印加されるゲート信号ｇ_ｉ＋１にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されれば、第１〜第３トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３が導通する。
したがって、図４に示すように、第１トランジスタＴｒ１が導通する間に、第３クロック信号ＣＫ２の高レベル電圧Ｖｈ２が出力端ＯＰを通じて維持信号Ｖｓ_ｉとして維持電極線Ｓ_ｉに印加されるので、維持信号Ｖｓ_ｉは低レベル電圧（Ｖ−）から高レベル電圧（Ｖ＋）に変化する。

ゲート信号ｇ_ｉ＋１にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加される間に、第１クロック信号ＣＫ１は低レベル電圧Ｖｌ１を維持し、第２クロック信号ＣＫ１Ｂは高レベル電圧Ｖｈ１を維持するので、導通したトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３を通じて各々トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５の制御端子に低レベル電圧Ｖｌ１と高レベル電圧Ｖｈ１が印加され、トランジスタＴｒ５は導通し、トランジスタＴｒ４は遮断される。これによって、ゲート信号ｇ_ｉ＋１にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加される１Ｈの間に、導通したトランジスタＴｒ１の出力端ＯＰに第３クロック信号ＣＫ２の高レベル電圧Ｖｈ２と、トランジスタＴｒ５の出力端ＯＰに高電圧ＡＶＤＤが印加され、維持信号Ｖｓ_ｉは高レベル電圧（Ｖ＋）を印加する。

約１Ｈが経過すれば、（ｉ＋１）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋１にゲートオフ電圧Ｖｏｆｆが印加され、（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加され、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３は導通し、トランジスタＴｒ８、Ｔｒ９は遮断される。この時、第１クロック信号ＣＫ１は高レベル電圧Ｖｈ１となり、第２制御信号ＣＫ１Ｂは低レベル電圧Ｖｌ１となる。
これによって、導通したトランジスタＴｒ８、Ｔｒ９を通じて印加される第１及び第２制御信号ＣＫ１、ＣＫ１Ｂによって、トランジスタＴｒ６が導通し、トランジスタＴｒ７は遮断される。

また、キャパシタＣ２に連結された第１制御信号ＣＫ１が低レベル電圧Ｖｌ１から高レベル電圧Ｖｈ１に変化するので、キャパシタＣ２に連結されたトランジスタＴｒ５の制御端子は、トランジスタＴｒ３の導通の際に印加された高レベル電圧Ｖｈ１よりもさらに高い電圧状態に変更され、キャパシタＣ１に連結された第２制御信号ＣＫ１Ｂ２が高レベル電圧Ｖｈ１から低レベル電圧Ｖｌ１に変化するので、キャパシタＣ１に連結されたトランジスタＴｒ４の制御端子は、トランジスタＴｒ２の導通の際に印加された低レベル電圧Ｖｌ１よりもさらに低い電圧状態に変更される。
これによって、（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加される間にトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６が導通し、高電圧ＡＶＤＤが出力端ＯＰを通じて維持信号Ｖｓ_ｉとして出力される。

再び１Ｈの経過後、（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２が遮断されれば、トランジスタＴｒ８、Ｔｒ９は遮断され、第１クロック信号ＣＫ１は高レベル電圧Ｖｈ１から低レベル電圧Ｖｌ１に変化し、第２クロック信号ＣＫ１Ｂは低レベル電圧Ｖｌ１から高レベル電圧Ｖｈ１に変化する。
これによって、キャパシタＣ３に連結されたトランジスタＴｒ７の制御端子は、トランジスタＴｒ９の導通の際に印加された低レベル電圧Ｖｈ１よりもさらに低い電圧に変更され、キャパシタＣ４に連結されたトランジスタＴｒ６の制御端子は、トランジスタＴｒ８の導通の際に印加された高レベル電圧Ｖｈ１よりもさらに高い電圧に変更される。

したがって、キャパシタＣ４の充電電圧によってトランジスタＴｒ６が導通し、高電圧ＡＶＤＤがトランジスタＴｒ６を通じて出力端ＯＰに印加され、高レベル電圧（Ｖ＋）の維持信号Ｖｓ_ｉが出力される。

再び１Ｈが経過すれば、第１クロック信号ＣＫ１は低レベル電圧Ｖｌ１から高レベル電圧Ｖｈ１に変化し、第２クロック信号ＣＫ１Ｂは高レベル電圧Ｖｈ１から低レベル電圧Ｖｌ１に変化する。したがって、第１クロック信号ＣＫ１に連結されたキャパシタＣ２の動作によってトランジスタＴｒ５が導通し、高電圧ＡＶＤＤが導通したトランジスタＴｒ５を通じて出力端ＯＰに印加されて高電圧レベル（Ｖ＋）の維持信号Ｖｓ_ｉが出力される。

したがって、（ｉ＋１）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋１にゲートオフ電圧Ｖｏｆｆが印加される時、第１クロック信号ＣＫ１が高レベル電圧Ｖｈ１を維持する１Ｈの間に、トランジスタＴｒ５の制御端子に連結されたキャパシタＣ２の充電電圧によってトランジスタＴｒ５が導通し、高電圧ＡＶＤＤがトランジスタＴｒ５を通じて出力端ＯＰに印加される。第２クロック信号ＣＫ１Ｂが高レベル電圧Ｖｈ１を維持する１Ｈの間に、トランジスタＴｒ６の制御端子に連結されたキャパシタＣ４の充電電圧によってトランジスタＴｒ６が導通し、高電圧ＡＶＤＤがトランジスタＴｒ６を通じて出力端ＯＰに印加される。

このように、約１Ｈの単位で第２及び第４キャパシタＣ２、Ｃ４の充電動作によってトランジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ６が交互に導通し、次のフレームゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されるまで高電圧ＡＶＤＤが出力端ＯＰに印加され、高電圧レベル（Ｖ＋）の維持信号Ｖｓ_ｉが出力される。

このように、ゲートオン電圧Ｖｏｎの印加によってｉ番目ゲート線Ｇ_ｉに連結された画素行の充電動作が完了した後、つまり、（ｉ＋１）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋１にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されれば、維持信号Ｖｓ_ｉが低レベル電圧（Ｖ−）から高レベル電圧（Ｖ＋）に変化し、画素電極電圧は数式１または数式２によって決められた変化量ほど増加する。したがって、本発明の一実施形態による液晶表示装置のように、該当画素電極に印加される画素電極電圧が目標画素電極電圧よりはるかに高い電圧が印加されるので、１フレーム内に該当画素電極が目標画素電極電圧に到達し、これによって従来技術よりも液晶の応答速度が向上する。

また、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３に印加されるゲート信号にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加された後、約１Ｈ単位でトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６が交互に導通して、維持信号Ｖｓ_ｉの電圧状態が次のフレームまで維持される。これによって、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の動作の信頼性が向上して安定した維持信号Ｖｓ_ｉの供給が行われる。

つまり、いずれか一つのトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のみを利用して次のフレームまで維持信号の電圧状態を維持する場合、次のフレームまで当該トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の制御端子に導通電圧が印加されなければならない。この場合、トランジスタの長時間の導通動作によってトランジスタの動作特性が変形されて、しきい電圧の大きさが変更されるなどトランジスタ動作の信頼性が減少するが、１Ｈ単位でトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６が交互に導通するので、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の制御端子に加えられる負担（ｓｔｒｅｓｓ）を減少させ、これによって動作の信頼性が向上し、耐久性が増加する。

このようなｉ番目信号生成回路の動作と同様に、図９に示すように（ｉ＋１）番目信号生成回路ＳＴ_ｉ＋１に（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２が印加されればトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３が導通し、トランジスタＴｒ１を通じてゲートオン電圧Ｖｏｎが印加される間に低レベル電圧Ｖｌ１の第３クロック信号ＣＫ２が出力端ＯＰに印加され、高レベル電圧（Ｖ＋）の維持信号Ｖｓ_ｉ＋１が出力される。

（ｉ＋２）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋２にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加される約１Ｈの間に、第１制御信号ＣＫ１は高レベル電圧Ｖｈ１を維持し、第２クロック信号ＣＫ１Ｂは低レベル電圧Ｖｌ１を維持するので、トランジスタＴｒ５は遮断され、トランジスタＴｒ４は導通して、導通したトランジスタＴｒ１、Ｔｒ４を通じて低レベル電圧Ｖｌ１と低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰに印加されるので、低レベル電圧（Ｖ−）の維持信号Ｖｓ_ｉ＋１が出力される。

約１Ｈの経過後に、（ｉ＋３）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋３にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されれば、第１クロック信号ＣＫ１は低レベル電圧Ｖｌ１を維持し、第２クロック信号ＣＫ１Ｂは高レベル電圧Ｖｈ１を維持するので、トランジスタＴｒ７が導通し、キャパシタＣ１の充電電圧によってトランジスタＴｒ４も導通する。これによって、（ｉ＋３）番目ゲート信号ｇ_ｉ＋３にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加される間に、トランジスタＴｒ４、Ｔｒ７が導通して低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰに印加され、低電圧レベル（Ｖ−）の維持信号Ｖｓ_ｉ＋１が出力される。

再び約１Ｈの経過後に、第１クロック信号ＣＫ１は高レベル電圧Ｖｈ１を維持し、第２クロック信号ＣＫ１Ｂは低レベル電圧Ｖｌ１を維持するので、キャパシタＣ３の充電電圧によってトランジスタＴｒ７が導通し、低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰに印加されて低電圧レベル（Ｖ−）の維持信号Ｖｓ_ｉ＋１が出力される。

このように、約１Ｈの単位で第１または第３キャパシタＣ１、Ｃ３の充電動作によってトランジスタＴｒ４またはトランジスタＴｒ７が導通し、次のフレームゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されるまで低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰに印加され、低レベル電圧（Ｖ−）の維持信号Ｖｓ_ｉ＋１が出力される。つまり、第１クロック信号ＣＫ１が高レベル電圧Ｖｈ１を維持する場合、キャパシタＣ３とトランジスタＴｒ７の動作によって低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰに印加され、第２クロック信号ＣＫ１Ｂが高レベル電圧Ｖｈ１を維持する場合、キャパシタＣ１とトランジスタＴｒ４の動作によって低電圧ＡＶＳＳが出力端ＯＰに印加され、低レベル電圧（Ｖ−）の維持信号Ｖｓｉ＋１が出力される。

このように、ゲートオン電圧Ｖｏｎの印加によって（ｉ＋１）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋１に連結された画素行の充電動作が完了した後、つまり、（ｉ＋２）番目ゲート線Ｇ_ｉ＋２にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されれば、維持信号Ｖｓ_ｉ＋１が高レベル電圧（Ｖ＋）から低レベル電圧（Ｖ−）に変化し、画素電極電圧は数式１または数式２によって決められた変化量ほど減少する。

したがって、本発明の一実施形態による液晶表示装置のように、該当画素電極に印加される画素電極電圧が目標画素電極電圧よりはるかに高い電圧が印加されるので、１フレーム内に当該画素電極が目標画素電極電圧に到達し、これによって従来技術より液晶の応答速度が向上する。トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の場合と同様に、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３に印加されるゲート信号にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加された後、１Ｈ単位でトランジスタＴｒ４、Ｔｒ７が交互に導通し、維持信号Ｖｓ_ｉ＋１の電圧状態を次のフレームまで維持する。これによって、トランジスタＴｒ４、Ｔｒ７の動作の信頼性が向上して安定した維持信号Ｖｓ_ｉ＋１の供給が行われ、トランジスタＴｒ４、Ｔｒ７の耐久性も向上する。
このような各信号生成回路の動作によって、第１維持電極線Ｓ_１から最後の維持電極線Ｓ_２ｎまで順次に維持信号Ｖｓ_１、Ｖｓ_２、．．．、Ｖｓ_２ｎが印加される。

この時、上述したように、トランジスタＴｒ１は該当維持電極線に維持信号を初期に印加するためのトランジスタであり、その他のトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ９は該当維持電極線に印加される維持信号の電圧を次のフレームまで維持するためのトランジスタであるので、これらトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ９の大きさは、第１トランジスタＴｒ１の大きさよりはるかに小さいことが好ましい。本実施形態による液晶表示装置は、一つのゲート駆動部４０１と維持信号生成部７０１とを備えているが、これに限定されるわけではなく、図１に示す液晶表示装置にも適用できる。

次に、図１０を参照して、本発明の他の実施形態による維持信号生成部の他の例について説明する。
図１０に示すように、本発明の他の実施形態による他の例の維持信号生成部７０１ａの信号生成回路は、キャパシタＣ１１〜Ｃ１４をさらに有していることを除けば、図８に示す維持信号生成部７０１の信号生成回路の構造と同一であるため、同じ機能を行う部分には図８の図面符号と同一の面符号を付けており、これらに対する詳細な説明は省略する。

キャパシタＣ１１はトランジスタＴｒ４と低電圧ＡＶＳＳとの間に形成されており、キャパシタＣ１２はトランジスタＴｒ５と高電圧ＡＶＤＤとの間に形成されており、キャパシタＣ１３はトランジスタＴｒ７と低電圧ＡＶＳＳとの間に形成されており、キャパシタＣ１４はトランジスタＴｒ６と高電圧ＡＶＤＤとの間に形成されている。
これらキャパシタＣ１１〜Ｃ１４は、連結されたトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ７、Ｔｒ６の制御端子に印加される電圧を安定して維持させる役割を果たす。つまり、各連結されたトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ７、Ｔｒ６の制御端子に導通電圧が印加される際に充電され、当該トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ７、Ｔｒ６の制御端子に印加される導通電圧が遮断されても、各キャパシタＣ１１〜Ｃ１４に充電された電圧によってトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ７、Ｔｒ６の制御端子の信号が一定に維持されるようにする。

次に、このような本発明の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板の詳細構造について、詳細に説明する。
先に、図１１〜図１２を参照して、本発明の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板の第１の例について説明する。

図１１は本発明の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板に対する第１の例の配置図であり、図１２（ａ）及び（ｂ）は各々図１１の薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線及びＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った断面図である。

透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた絶縁基板１１０上に、複数のゲート線（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）１２１及び複数の維持電極線（ｓｔｏｒａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｌｉｎｅ）１３１が形成されている。
ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、主に横方向に延在している。各ゲート線１２１は、上に突出した複数のゲート電極（ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１２４と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積の広い端部１２９とを含む。

ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は、絶縁基板１１０上に付着される可撓性印刷回路フィルム（図示せず）上に装着されたり、絶縁基板１１０上に直接装着したり、絶縁基板１１０に直接集積できる。ゲート駆動回路が絶縁基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が延長されてこれと直接連結され得る。
それぞれの維持電極線１３１は、主に横方向に延在しており、幅が下に拡張された複数の拡張部１３７を含む。維持電極線１３１は、また、他の層または外部駆動回路との接続のために面積の広い端部を含むことができる。しかし、維持電極線１３１の形状及び配置は多様に変更できる。

各維持電極線１３１には、約５Ｖの高レベル電圧（Ｖ＋）と約０Ｖの低レベル電圧（Ｖ−）のような所定の電圧が、フレーム単位で交互に印加される。
維持信号を生成する維持信号生成回路（図示せず）は、絶縁基板１１０上に付着される可撓性印刷回路フィルム（図示せず）上に装着されたり、絶縁基板１１０上に直接装着したり、絶縁基板１１０に直接集積できる。維持電極線駆動回路が絶縁基板１１０上に集積されている場合、維持電極線１３１が延長されて維持電極線駆動回路と直接連結され得る。

ゲート線１２１と維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタニウム（Ｔｉ）などで作ることができる。しかし、これらは物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することもできる。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などで作られる。これとは異なって、他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどで作られる。このような組み合わせの良い例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、ゲート線１２１及び維持電極線１３１はその他にも多様な金属または導電体で作ることができる。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１の側面は絶縁基板１１０面に対して傾斜しており、その傾斜角は約３０゜〜約８０゜であることが好ましい。
ゲート線１２１及び維持電極線１３１上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで作られたゲート絶縁膜（ｇａｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）（非晶質シリコンは、略してａ−Ｓｉと記す）または多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）などで作られた複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は、主に縦方向に延在しており、ゲート電極１２４に向かってのび出た複数の突出部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）１５４を含む。線状半導体１５１は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１の付近で幅が広くなり、これらを幅広く覆っている。

線状半導体１５１上には、複数の線状及び島型オーミックコンタクト部材（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）１６１、１６５が形成されている。線状及び島型オーミックコンタクト部材１６１、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質、またはシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）で作ることができる。線状オーミックコンタクト部材１６１は複数の突出部１６３を有しており、この突出部１６３と島型オーミックコンタクト部材１６５とは対をなして線状半導体１５１の突出部１５４上に配置されている。

線状半導体１５１と線状及び島型オーミックコンタクト部材１６１、１６５の側面も絶縁基板１１０面に対して傾斜しており、その傾斜角は３０゜〜８０゜程度である。
線状及び島型オーミックコンタクト部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）１７１と複数のドレイン電極（ｄｒａｉｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１７５とが形成されている。

データ線１７１はデータ信号を伝達し、主に縦方向に延在してゲート線１２１及び維持電極線１３１と交差する。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって延在した複数のソース電極（ｓｏｕｒｃｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積の広い端部１７９とを含む。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、絶縁基板１１０上に付着される可撓性印刷回路フィルム（図示せず）上に装着されたり、絶縁基板１１０上に直接装着したり、絶縁基板１１０に直接集積できる。データ駆動回路が絶縁基板１１０上に集積されている場合、データ線１７１が延長されてこれと直接連結され得る。

ドレイン電極１７５は、データ線１７１と分離されていて、ゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。各ドレイン電極１７５は、広い一端部と棒状の他端部とを含む。広い端部は維持電極線１３１の拡張部１３７と重畳し、棒状の端部は曲がったソース電極１７３によって一部取り囲まれている。
一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３及び一つのドレイン電極１７５は、線状半導体１５１の突出部１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスタのチャネルはソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の突出部１５４に形成される。

データ線１７１及びドレイン電極１７５は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｍｅｔａｌ）またはこれらの合金で作られることが好ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）とを含む多重膜構造を有することができる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。しかし、データ線１７１及びドレイン電極１７５は、その他にも多様な金属または導電体で作ることができる。
データ線１７１及びドレイン電極１７５も、その側面が絶縁基板１１０面に対して３０゜〜８０゜程度の傾斜角で傾斜していることが好ましい。

線状及び島型オーミックコンタクト部材１６１、１６５は、その下の線状半導体１５１と、その上のデータ線１７１及びドレイン電極１７５との間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。大部分の所では線状半導体１５１がデータ線１７１より狭いが、上述したように、ゲート線１２１と合う部分で幅が広くなって表面のプロファイルをスムースにすることによって、データ線１７１が断線することを防止する。線状半導体１５１には、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５によって覆われずに露出した部分がある。

データ線１７１及びドレイン電極１７５と露出した線状半導体１５１の部分上には保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１８０が形成されている。保護膜１８０は無機絶縁物または有機絶縁物などで作られ、表面が平坦であり得る。無機絶縁物の例としては、窒化ケイ素と酸化ケイ素がある。有機絶縁物は、感光性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を有することができ、その誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）は約４．０以下であることが好ましい。しかし、保護膜１８０は、有機膜の優れた絶縁特性を生かしながらも露出した線状半導体１５１の部分に損傷を与えないように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有することもできる。

保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９とドレイン電極１７５を各々露出する複数のコンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）１８２、１８５が形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を露出する複数のコンタクトホール１８１が形成されている。
保護膜１８０上には、複数の画素電極（ｐｉｘｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１９１及び複数のコンタクト補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８１、８２が形成されている。これらは、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属で作ることができる。

画素電極１９１は、コンタクトホール１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的・電気的に接続されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧（ｃｏｍｍｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ）の印加を受ける他の表示板（図示せず）の共通電極（ｃｏｍｍｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）（図示せず）と共に電場を生成することによって、二つの電極間の液晶層（図示せず）の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって、液晶層を通過する光の偏光が変化する。画素電極１９１と共通電極とはキャパシタ［以下、“液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）”と言う］を構成し、薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。

画素電極１９１及びこれと電気的に接続されたドレイン電極１７５が、維持電極線１３１と重畳してなるキャパシタをストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）と言い、ストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。維持電極線１３１の拡張部１３７によって、重畳面積が増加してストレージキャパシタの静電容量が増加する。

コンタクト補助部材８１、８２は、各々コンタクトホール１８１、１８２を通じてゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と連結される。コンタクト補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。

次に、図１３〜図１４を参照して、本発明の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の第２の例について詳細に説明する。
図１３は本発明の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板に対する第２の例の配置図であり、図１４（ａ）及び（ｂ）は、各々図１３の薄膜トランジスタ表示板のＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線及びＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った断面図である。
本実施形態による薄膜トランジスタ表示板の第２の例に対する構造は、図１１〜図１２に示すものとほとんど同一である。

絶縁基板１１０上に、ゲート電極１２４及び端部１２９を有する複数のゲート線１２１及び複数の拡張部１３７を備えた複数の維持電極線１３１が形成されており、その上に、ゲート絶縁膜１４０、突出部１５４を含む複数の線状半導体１５１、突出部１６３を有する複数の線状オーミックコンタクト部材１６１及び複数の島型オーミックコンタクト部材１６５が順次に形成されている。線状及び島型オーミックコンタクト部材１６１、１６５上には、ソース電極１７３及び端部１７９を含む複数のデータ線１７１、複数のドレイン電極１７５が形成されており、その上に保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には複数のコンタクトホール１８１、１８２、１８５が形成されており、その上には複数の画素電極１９１、複数のコンタクト補助部材８１、８２が形成されている。

しかし、本例による薄膜トランジスタ表示板は、図１１〜図１２に示す薄膜トランジスタ表示板と異なって、線状半導体１５１が、薄膜トランジスタが位置する突出部１５４を除けば、データ線１７１、ドレイン電極１７５、及びその下部の線状及び島型オーミックコンタクト部材１６１、１６５と実質的に同一の平面形態を有している。つまり、線状半導体１５１は、データ線１７１及びドレイン電極１７５と、その下部の線状及び島型オーミックコンタクト部材１６１、１６５の下に露出していない部分と、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間にこれらによって覆われずに露出した部分を有している。

尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施形態による信号生成回路の回路図である。 図３に示す信号生成回路を含む液晶表示装置に用いられる信号のタイミング図面である。 本発明の実施形態による維持電極駆動部の動作による画素電極電圧と液晶の応答速度の変化を示すグラフである。 従来の画素電極電圧と液晶の応答速度の変化を示すグラフである。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の他の実施形態による維持電極駆動部の一例に対する回路図である。 図８の維持電極駆動部を駆動するための動作タイミング図である。 本発明の他の実施形態による維持電極駆動部の他の例に対する回路図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板に対する第１の例の配置図である。 （ａ）は図１１の薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った断面図であり、（ｂ）はＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板に対する第２の例の配置図である。 （ａ）は図１３の薄膜トランジスタ表示板のＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線に沿った断面図であり、（ｂ）はＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った断面図である。

符号の説明

３ 液晶層
１５１ 線状半導体
１６１、１６５ （線状及び島型）オーミックコンタクト部材
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８５ コンタクトホール
１９１ 画素電極
１００、２００ （下部及び上部）表示板
２３０ カラーフィルタ
２７０ 共通電極
３００、３０１ 液晶表示板組立体
４００、４０１ ゲート駆動部
４００ａ、４００ｂ （第１及び第２）ゲート駆動回路
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部
７００、７０１ 維持信号生成部
７００ａ、７００ｂ （第１及び第２）維持信号生成回路
８００ 階調電圧生成部
Ｇ_１〜Ｇ_２ｎ、Ｇ_ｄ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、Ｓ_１〜Ｓ_２ｎ 信号線
Ｔｒ１〜 Ｔｒ９ トランジスタ
Ｃ１〜Ｃ４ 第１〜第４キャパシタ
ＣＫ１、ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２ 第１〜第３クロック信号
Ｃｌｃ 液晶キャパシタ
Ｃｓｔ ストレージキャパシタ
ＰＸ 画素
Ｑ スイッチング素子

Claims (18)

1. ゲート信号を伝達する複数のゲート線と、
   データ電圧を伝達する複数のデータ線と、
   維持信号を伝達する複数の維持電極線と、
   前記ゲート線及び前記データ線に連結されるスイッチング素子と、該スイッチング素子と共通電圧との間に連結される液晶キャパシタと、前記スイッチング素子と前記維持電極線との間に連結されるストレージキャパシタとを各々含んで行列状に配列される複数の画素と、
   前記ゲート信号に基づいて前記維持信号を生成する複数の信号生成回路とを有し、
   前記各画素に印加される維持信号は、前記液晶キャパシタ及び前記ストレージキャパシタにデータ電圧の充電が終了した直後に電圧レベルが変化し、
   ｋ（ここで、ｋは自然数）番目維持電極線に連結された前記信号生成回路は、第１レベルと該第１レベルより高い第２レベルとを有する第１制御信号が印加され、（ｋ＋１）番目ゲート線に印加される（ｋ＋１）番目ゲート信号によって動作状態が変化し、該当レベルの第１制御信号を前記ｋ番目維持電極線に印加する維持信号として印加する維持信号印加部と、
   前記第１レベルと第２レベルとを有する第２及び第３制御信号が印加され、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号によって動作状態が変わる第１制御部と、
   前記第２及び第３制御信号が印加され、（ｋ＋２）番目ゲート信号によって動作状態が変わる第２制御部と、
   前記第１及び第２制御部に各々連結され、前記第２及び第３制御信号が印加され、前記第１及び第２制御部の動作と前記第２及び第３制御信号の状態に基づいて所定の周期毎に交互に動作して、前記ｋ番目維持電極線に印加する維持信号の状態を所定の時間維持する第１及び第２維持部とを含むことを特徴とする表示装置。
2. 隣接した前記維持電極線に印加される維持信号の電圧レベルは、互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 同一の前記維持電極線に印加される維持信号の電圧レベルは、フレーム毎に反転することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記共通電圧は、所定の一定値を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 第１制御信号の波形は、前記第３制御信号の波形と同一であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第２制御信号の波形は、前記第３制御信号の波形と反対であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第１乃至第３制御信号は、各々１Ｈ（一水平周期）毎に交互に第１レベルと第２レベルを有することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記維持信号印加部は、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第１制御信号に入力端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に出力端子が連結された第１トランジスタを含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記第１制御部は、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第２制御信号に入力端子が連結される第２トランジスタと、前記（ｋ＋１）番目ゲート信号に制御端子が連結されて、前記第３制御信号に入力端子が連結される第３トランジスタとを含むことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記第２制御部は、前記（ｋ＋２）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第２制御信号に入力端子が連結される第４トランジスタと、前記（ｋ＋２）番目ゲート信号に制御端子が連結され、前記第３制御信号に入力端子が連結される第５トランジスタとを含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記第１維持部は、前記第２トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第３制御信号に他側端子が連結される第１キャパシタと、
    前記第３トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第２制御信号に他側端子が連結される第２キャパシタと、
    前記第１キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に入力端子が連結され、第１駆動電圧に出力端子が連結される第６トランジスタと、
    前記第２キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、第２駆動電圧に入力端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に出力端子が連結される第７トランジスタとを含むことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記第２維持部は、前記第４トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第３制御信号に他側端子が連結される第３キャパシタと、
    前記第５トランジスタの出力端子に一側端子が連結され、前記第２制御信号に他側端子が連結される第４キャパシタと、
    前記第３キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、前記第２駆動電圧に入力端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に出力端子が連結される第８トランジスタと、
    前記第４キャパシタの一側端子に制御端子が連結され、前記ｋ番目維持電極線に入力端子が連結され、前記第１駆動電圧に出力端子が連結される第９トランジスタとを含むことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記第１駆動電圧は、前記第２駆動電圧より低いことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記第１駆動電圧は、０Ｖであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記第２駆動電圧は、５Ｖであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
16. 前記第２レベルの大きさは、前記第２駆動電圧より大きいことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
17. 前記第２レベルの大きさは、１５Ｖであることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
18. 前記第６トランジスタの制御端子と前記第１駆動電圧との間に連結される第５キャパシタと、
    前記第７トランジスタの制御端子と前記第２駆動電圧との間に連結される第６キャパシタと、
    前記第８トランジスタの制御端子と前記第２駆動電圧との間に連結される第７キャパシタと、
    前記第９トランジスタの制御端子と前記第１駆動電圧との間に連結される第８キャパシタとをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。

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