特許 6596192 表示装置及びその駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6596192

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】表示装置及びその駆動方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20191010BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20191010BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/36

   G09G3/20 624B

   G09G3/20 623C

   G09G3/20 612U

   G09G3/20 621A

   G09G3/20 641P

   G09G3/20 650M

   G09G3/20 611E

   G09G3/20 660U

   G09G3/20 660V

   G02F1/133 550

【請求項の数】29

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2014-82679(P2014-82679)

(22)【出願日】2014年4月14日

(65)【公開番号】特開2014-215613(P2014-215613A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2017年4月14日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0044345

(32)【優先日】2013年4月22日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】洪 碩 夏

(72)【発明者】

【氏名】張 大 光

(72)【発明者】

【氏名】金 炳 善

(72)【発明者】

【氏名】金 相 美

(72)【発明者】

【氏名】閔 雄 圭

(72)【発明者】

【氏名】▲黄▼ ▲ヒュン▼ 植

(72)【発明者】

【氏名】金 基 根

(72)【発明者】

【氏名】李 京 遠

【審査官】 越川 康弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−１６５１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３０４４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３１８９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１６７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９２７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２９１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４２９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３７３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１３９６５６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／３６

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｇ０２Ｆ １／１３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゲート線、データ線、及びゲート線とデータ線に接続されている薄膜トランジスタを含む複数の画素を含み、映像データによって映像を表示する表示パネルと；
前記データ線に接続されており、正のデータ電圧と負のデータ電圧を印加するデータ駆動部と；
前記ゲート線に接続されるゲート駆動部と；
前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部を制御する信号制御部と；を含み、
前記信号制御部は、前記映像データが動画を表示する場合には、動画の周波数で前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部を駆動させ、前記映像データが静止画を表示する場合には、低周波数の静止画の周波数で前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部を駆動させ、
前記信号制御部は、前記静止画を表示する場合に、前記映像データの代表値を基準として、前記薄膜トランジスタの漏洩電流について、前記正のデータ電圧が印加されるときの正の漏洩電流と、前記負のデータ電圧が印加されるときの負の漏洩電流とが互いに同一になるように制御し、
前記ゲート線の数は、前記複数の画素がゲート線に沿って配列された画素行の数よりも、一つ多く、各画素行に属する複数の画素は、向かって上方から隣接するゲート線、及び、向かって下方から隣接するゲート線に、交互に接続され、これにより、各画素行にて、奇数番目の画素と、偶数番目の画素とは、互いに異なるゲート線に接続され、
前記表示装置は、第１ゲートオフ電圧及び第２ゲートオフ電圧を生成するゲートオフ電圧生成部をさらに含み、このゲートオフ電圧生成部は、第１入力端が奇数番目のゲート線に接続され、第２入力端が偶数番目のゲート線に接続され、前記第１入力端と、前記第２入力端とは、同一の極性信号に対応して、前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧の一方及び他方をそれぞれゲート線へと出力し、
前記第１ゲートオフ電圧は固定された電圧レベルを有し、
前記第２ゲートオフ電圧は前記代表値に基づいて変化する電圧レベルを有する、表示装置。

【請求項2】

前記代表値は、１フレームの間に全ての前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす、請求項１に記載の表示装置。

【数1】

【請求項3】

前記代表値は、１フレームの間に当該ゲート線に接続された前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす、請求項１に記載の表示装置。

【数2】

【請求項4】

前記代表値は、各階調に対して加重値を付与した後、前記加重値と階調値とをかけた値の平均値である、請求項１に記載の表示装置。

【請求項5】

前記加重値は、中間階調を中心に、中間階調より高い階調の側と、中間階調より低い階調の側とで、互いに対称の値を有する、請求項４に記載の表示装置。

【請求項6】

前記ゲートオフ電圧生成部は、前記第１ゲートオフ電圧を生成する第１部分と、前記第２ゲートオフ電圧を生成する第２部分とが区分されており、
前記第１部分及び前記第２部分は、電源電圧を抵抗で分圧して、それぞれ前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧を生成し、
前記第１部分及び前記第２部分のうちの可変するゲートオフ電圧を出力する部分にはデジタル可変抵抗が含まれている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項7】

前記第１ゲートオフ電圧と共通電圧との間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧は、前記第２ゲートオフ電圧と前記負のデータ電圧との間の電圧差である負のソース／ゲート間の電圧と同じ値を有する、請求項１に記載の表示装置。

【請求項8】

前記動画を表示するときに、前記正のソース／ゲート間の電圧と、前記負のソース／ゲート間の電圧とは、同じ値を有する、請求項７に記載の表示装置。

【請求項9】

データ電圧が印加されないデータ維持区間で前記データ線に印加される電圧をキックバック電圧だけ低くする、請求項７に記載の表示装置。

【請求項10】

前記表示パネルには共通電圧が印加され、
前記共通電圧は、前記動画の周波数及び前記静止画の周波数によって変化する値を有する、請求項１に記載の表示装置。

【請求項11】

前記第１ゲートオフ電圧は、前記正のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加され、
前記第２ゲートオフ電圧は、前記負のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加される、請求項１に記載の表示装置。

【請求項12】

前記第１ゲートオフ電圧は、前記共通電圧に基づいて変化する電圧レベルを有し、
前記第２ゲートオフ電圧は、前記代表値に基づいて変化する電圧レベルを有する、請求項１１に記載の表示装置。

【請求項13】

前記第１ゲートオフ電圧と前記共通電圧との間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧は、前記第２ゲートオフ電圧と前記負のデータ電圧との間の電圧差である負のソース／ゲート間の電圧と同じ値を有する、請求項１２に記載の表示装置。

【請求項14】

前記正のソース／ゲート間の電圧と、前記負のソース／ゲート間の電圧とは、前記動画を表示するときにも同じ値を有する、請求項１３に記載の表示装置。

【請求項15】

前記第１ゲートオフ電圧と前記共通電圧との間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧が一定になるように変化する前記共通電圧によって前記第１ゲートオフ電圧が変化する、請求項１２に記載の表示装置。

【請求項16】

前記正のソース／ゲート間の電圧は、前記動画の周波数のときと、前記静止画の周波数のときとで、互いに同一である、請求項１５に記載の表示装置。

【請求項17】

データ電圧が印加されないデータ維持区間で前記データ線に印加される電圧をキックバック電圧だけ低くする、請求項１１に記載の表示装置。

【請求項18】

データ電圧が印加されないデータ維持区間で前記データ線に印加される電圧をキックバック電圧だけ低くする、請求項１に記載の表示装置。

【請求項19】

信号制御部が外部から入力データの印加を受ける段階と、
前記信号制御部は、前記入力データが動画であるか、または静止画であるかを区分する段階と、
前記入力データが静止画である場合には、前記信号制御部が、静止画の周波数で表示パネル、ゲート駆動部、及びデータ駆動部を駆動することで静止画を表示するようにし、動画である場合には、動画の周波数で前記表示パネル、前記ゲート駆動部、及び前記データ駆動部を駆動することで動画を表示するようにする段階と、を含み、
前記静止画を表示するときには、前記ゲート駆動部は前記ゲート線に順次にゲートオン電圧を印加し、前記ゲートオン電圧が印加されない区間には第１ゲートオフ電圧及び第２ゲートオフ電圧のいずれか一つの電圧を印加し、
前記第１ゲートオフ電圧は、前記正のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加し、
前記第２ゲートオフ電圧は、前記負のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加し、
前記第２ゲートオフ電圧は、前記入力データの代表値に基づいて変化する電圧レベルを有するようにし、
前記ゲート線の数は、前記複数の画素がゲート線に沿って配列された画素行の数よりも、一つ多く、各画素行に属する複数の画素は、向かって上方から隣接するゲート線、及び、向かって下方から隣接するゲート線に、交互に接続され、これにより、各画素行にて、奇数番目の画素と、偶数番目の画素とは、互いに異なるゲート線に接続され、
前記表示装置は、前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧を生成するゲートオフ電圧生成部をさらに含み、このゲートオフ電圧生成部は、第１入力端が奇数番目のゲート線に接続され、第２入力端が偶数番目のゲート線に接続され、前記第１入力端と、前記第２入力端とは、同一の極性信号に対応して、前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧の一方及び他方をそれぞれゲート線へと出力し、
前記第１ゲートオフ電圧は固定された電圧レベルを有し、
前記第２ゲートオフ電圧は前記代表値に基づいて変化する電圧レベルを有するようにする、表示装置の駆動方法。

【請求項20】

前記信号制御部は、前記入力データが動画であるか、または静止画であるかを区分する段階では、外部からＰＳＲ信号の印加を受けて区分する、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。

【請求項21】

前記代表値は、１フレームの間に全体の前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。

【数3】

【請求項22】

前記代表値は、１フレームの間に当該ゲート線に接続された前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。

【数4】

【請求項23】

前記代表値は、各階調に対して加重値を付与した後、前記加重値と前記階調とをかけた値の平均値である、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。

【請求項24】

前記加重値は、中間階調を中心に、中間階調より高い階調の側と、中間階調より低い階調の側とで、互いに対称の値を有する、請求項２３に記載の表示装置の駆動方法。

【請求項25】

前記第１ゲートオフ電圧と共通電圧との間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧が、前記第２ゲートオフ電圧と前記負のデータ電圧間の電圧差である負のソース／ゲート間の電圧と、同じ値を有するようにする、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。

【請求項26】

前記正のソース／ゲート間の電圧と、前記負のソース／ゲート間の電圧とが、前記動画を表示するときにも同じ値を有するようにする、請求項２５に記載の表示装置の駆動方法。

【請求項27】

データ電圧が印加されないデータ維持区間で前記データ線に印加される電圧をキックバック電圧だけ低くする段階をさらに含む、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。

【請求項28】

前記表示パネルには共通電圧が印加され、
前記共通電圧が、前記動画の周波数及び前記静止画の周波数によって変化する値を有するようにする、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。

【請求項29】

前記第１ゲートオフ電圧と前記共通電圧との間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧が一定になるように変化する前記共通電圧によって前記第１ゲートオフ電圧が変化するようにする、請求項２８に記載の表示装置の駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置及びその駆動方法に関し、より詳しくは、消費電力を節減することができ、フリッカが視認されないようにする表示装置及びその駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、幅広く利用されるコンピュータモニタ、テレビ、携帯電話機などには表示装置が必要である。表示装置には、陰極線管表示装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置などがある。

【0003】

このような表示装置は表示パネル及び信号制御部を含む。信号制御部は、外部から印加された映像信号と共に、表示パネルを駆動するための制御信号を生成して、表示パネルに伝送して表示装置を駆動する。

【0004】

表示パネルが表示する映像は、大きく、静止画と動画とに区分される。表示パネルは、１秒当たり複数のフレームを示し、このとき、各フレームが有する映像データが同一であれば静止画を表示するようになる。また、各フレームが有する映像データが異なれば動画を表示するようになる。

【0005】

このとき、信号制御部は、表示パネルが動画を表示するときだけでなく、静止画を表示するときにも、グラフィック処理装置から同一の映像データが毎フレームごとに伝送されて、消費電力が多く消費されるという問題点があった。そのため、静止画の場合には、動画より低い駆動周波数で表示パネルを動作させて消費電力を減らす多様な表示装置が開発されている。しかし、低い駆動周波数で表示される映像は、漏洩電流によってフリッカが視認されて、表示品質が低下するという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明の目的は、フリッカが視認されず表示品質が低下することなく、消費電力を節減することができる、表示装置及びその駆動方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

このような課題を解決するために本発明の実施形態による表示装置は、ゲート線、データ線、及びゲート線とデータ線に接続されている薄膜トランジスタを含む複数の画素を含み、映像データによって映像を表示する表示パネルと；前記データ線に接続されており、正のデータ電圧と負のデータ電圧を印加するデータ駆動部と；前記ゲート線に接続されているゲート駆動部と；前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部を制御する信号制御部と；を含み、前記信号制御部は、前記映像データが動画を表示する場合には、動画の周波数で前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部を駆動させ、前記映像データが静止画を表示する場合には、低周波数の静止画の周波数で前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部を駆動させ、前記信号制御部は、前記静止画を表示する場合に、前記映像データの代表値を基準として前記薄膜トランジスタの漏洩電流が、前記正のデータ電圧が印加されるときの正の漏洩電流と、前記負のデータ電圧が印加されるときの負の漏洩電流とが、互いに同一になるように制御される。

【0008】

前記代表値は、１フレームの間に全体の前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす。

【0009】

【数1】

【0010】

前記代表値は、１フレームの間に当該ゲート線に接続された前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす。

【0011】

【数2】

【0012】

前記代表値は、各階調に対して加重値を付与した後、前記加重値と前記階調とをかけた値の平均値でありうる。

【0013】

前記加重値は、中間階調を中心に、中間階調より高い階調及び中間階調より低い階調の両側が対称の値を有してもよい。

【0014】

前記ゲート駆動部は、前記ゲート線に順次にゲートオン電圧を印加し、ゲートオン電圧が印加されない区間には第１ゲートオフ電圧及び第２ゲートオフ電圧のいずれか一つの電圧を印加してもよい。

【0015】

前記表示装置は、前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧を生成するゲートオフ電圧生成部をさらに含み、前記ゲートオフ電圧生成部は、前記第１ゲートオフ電圧を生成する第１部分と、前記第２ゲートオフ電圧を生成する第２部分が区分されており、前記第１部分及び前記第２部分は電源電圧を抵抗で分圧して、それぞれ前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧を生成し、前記第１部分及び前記第２部分のうちの可変するゲートオフ電圧を出力する部分には、デジタル可変抵抗が含まれてもよい。

【0016】

前記第１ゲートオフ電圧は、前記正のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加され、前記第２ゲートオフ電圧は、前記負のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加されてもよい。

【0017】

前記第１ゲートオフ電圧は固定された電圧レベルを有し、前記第２ゲートオフ電圧は前記代表値に基づいて変化する電圧レベルを有してもよい。

【0018】

前記第１ゲートオフ電圧と共通電圧間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧は、前記第２ゲートオフ電圧と前記負のデータ電圧間の電圧差である負のソース／ゲート間の電圧と同じ値を有してもよい。

【0019】

前記動画を表示するときに、前記正のソース／ゲート間の電圧と、前記負のソース／ゲート間の電圧とは、同じ値を有してもよい。

【0020】

前記第１ゲートオフ電圧が印加されるゲート線と、前記第２ゲートオフ電圧が印加されるゲート線とは、互いに隣接してもよい。

【0021】

データ電圧が印加されないデータ維持区間で前記データ線に印加される電圧をキックバック電圧ほど低くしてもよい。

【0022】

前記表示パネルには共通電圧が印加され、前記共通電圧は前記動画の周波数及び前記静止画の周波数によって変化する値を有してもよい。

【0023】

前記ゲート駆動部は、前記ゲート線に順次にゲートオン電圧を印加し、ゲートオン電圧が印加されない区間には第１ゲートオフ電圧及び第２ゲートオフ電圧のいずれか一つの電圧を印加してもよい。

【0024】

前記表示装置は、前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧を生成するゲートオフ電圧生成部をさらに含み、前記ゲートオフ電圧生成部は、前記第１ゲートオフ電圧を生成する第１部分と、前記第２ゲートオフ電圧を生成する第２部分とが区分されており、前記第１部分及び前記第２部分は、電源電圧を抵抗で分圧して、それぞれ前記第１ゲートオフ電圧及び前記第２ゲートオフ電圧を生成し、前記第１部分及び前記第２部分のうちの可変するゲートオフ電圧を出力する部分にはデジタル可変抵抗が含まれてもよい。

【0025】

前記第１ゲートオフ電圧は、前記正のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加され、前記第２ゲートオフ電圧は、前記負のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加されてもよい。

【0026】

前記第１ゲートオフ電圧は、前記共通電圧に基づいて変化する電圧レベルを有し、前記第２ゲートオフ電圧は、前記代表値に基づいて変化する電圧レベルを有してもよい。

【0027】

前記第１ゲートオフ電圧と前記共通電圧間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧は、前記第２ゲートオフ電圧と前記負のデータ電圧間の電圧差である負のソース／ゲート間の電圧と同じ値を有してもよい。

【0028】

前記動画を表示するときに、前記正のソース／ゲート間の電圧と、前記負のソース／ゲート間の電圧とは、同じ値を有してもよい。

【0029】

前記第１ゲートオフ電圧と前記共通電圧間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧が一定になるように変化する前記共通電圧によって前記第１ゲートオフ電圧が変化してもよい。

【0030】

前記正のソース／ゲート間の電圧は、前記動画の周波数のときと前記静止画の周波数のときも互いに同一であってもよい。

【0031】

前記第１ゲートオフ電圧が印加されるゲート線と、前記第２ゲートオフ電圧が印加されるゲート線とは、互いに隣接してもよい。

【0032】

データ電圧が印加されないデータ維持区間で前記データ線に印加される電圧をキックバック電圧ほど低くしてもよい。

【0033】

本発明の実施形態による表示装置の駆動方法は、信号制御部が外部から入力データの印加を受ける段階と、前記信号制御部はｍ前記入力データが動画であるか、または静止画であるかを区分する段階と、前記入力データが静止画である場合には、前記信号制御部が静止画の周波数で表示パネル、ゲート駆動部、及びデータ駆動部が静止画を表示するようにし、動画である場合には、動画の周波数で前記表示パネル、前記ゲート駆動部、及び前記データ駆動部が動画を表示するようにする段階と、を含み、前記静止画を表示するときには、前記ゲート駆動部は前記ゲート線に順次にゲートオン電圧を印加し、前記ゲートオン電圧が印加されない区間には第１ゲートオフ電圧及び第２ゲートオフ電圧のいずれか一つの電圧を印加し、前記第１ゲートオフ電圧は、前記正のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加し、前記第２ゲートオフ電圧は、前記負のデータ電圧が印加される画素と接続されている前記ゲート線に印加し、前記第２ゲートオフ電圧は、前記入力データの代表値に基づいて変化する電圧レベルを有するようにする。

【0034】

前記信号制御部は、前記入力データが動画であるか、または静止画であるかを区分する段階は、外部からＰＳＲ信号の印加を受けて区分してもよい。

【0035】

前記代表値は、１フレームの間に全体の前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす。

【0036】

【数3】

【0037】

前記代表値は、１フレームの間に当該ゲート線に接続された前記画素に印加される映像データの平均階調値で、下記の数学式１を満たす。

【0038】

【数4】

【0039】

前記代表値は、各階調に対して加重値を付与した後に、前記加重値と前記階調とをかけた値の平均値としてもよい。

【0040】

前記加重値は、中間階調を中心に、中間階調より高い階調及び中間階調より低い階調の両側が対称の値を有してもよい。

【0041】

前記第１ゲートオフ電圧は固定された電圧レベルを有し、前記第２ゲートオフ電圧は前記代表値に基づいて変化する電圧レベルを有するようにしてもよい。

【0042】

前記第１ゲートオフ電圧と共通電圧間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧は、前記第２ゲートオフ電圧と前記負のデータ電圧間の電圧差である負のソース／ゲート間の電圧と同じ値を有するようにしてもよい。

【0043】

前記正のソース／ゲート間の電圧と、前記負のソース／ゲート間の電圧とは、前記動画を表示するときにも同じ値を有するようにしてもよい。

【0044】

前記第１ゲートオフ電圧が印加されるゲート線と、前記第２ゲートオフ電圧が印加されるゲート線とは、互いに隣接してもよい。

【0045】

データ電圧が印加されないデータ維持区間で前記データ線に印加される電圧をキックバック電圧ほど低くする段階をさらに含んでもよい。

【0046】

前記表示パネルには共通電圧が印加され、前記共通電圧は前記動画の周波数及び前記静止画の周波数によって変化する値を有するようにしてもよい。

【0047】

前記第１ゲートオフ電圧と前記共通電圧間の電圧差である正のソース／ゲート間の電圧が一定になるように変化する前記共通電圧によって前記第１ゲートオフ電圧が変化するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0048】

以上のように、スイッチングトランジスタから発生する漏洩電流の値をデータ電圧の極性に関係なく一定に発生するようにして、極性反転のときにフリッカが視認されないようにする。その結果、低い駆動周波数を使用して表示パネルを駆動してもフリッカが視認されなくて、表示品質が向上し、消費電力を節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】本発明の一実施形態に係る表示装置のブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る表示装置で極性による電圧関係を示した図面である。

【図3】本発明の一実施形態に係る表示装置で極性による電圧関係を示した図面である。

【図4】本発明の一実施形態に係る表示装置で極性による電圧関係を示した図面である。

【図5】本発明の一実施形態に係る表示装置で極性による電圧関係を示した図面である。

【図6】本発明の一実施形態に係る表示装置で極性による電圧関係を示した図面である。

【図7】本発明の一実施形態に係る表示装置で極性による電圧関係を示した図面である。

【図8】本発明の一実施形態に係る表示装置に印加される電圧グラフである。

【図9】本発明の一実施形態によるゲート線及び画素の接続関係を示した図面である。

【図10】本発明の一実施形態に係る表示装置における駆動周波数による電圧関係を示した図面である。

【図11】本発明の一実施形態に係る表示装置内のゲートオフ電圧生成部の回路図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る表示装置内のゲート駆動部の回路図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る表示装置でデータ電圧を変動させる波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0050】

添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。

【0051】

図面において、種々の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。明細書の全体にわたって類似する部分に対し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」にあるというとき、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。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるというときには、中間に他の部分がないことを意味する。

【0052】

以下、本発明の実施形態による表示装置について、図１を参照して詳細に説明する。

【0053】

図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置のブロック図である。

【0054】

本発明の一実施形態に係る表示装置１００は、図１に示すように、映像を表示する表示パネル３００と、表示パネル３００を駆動するデータ駆動部５００と、ゲート駆動部４００と、データ駆動部５００及びゲート駆動部４００を制御する信号制御部６００とを含む。また、図１では表示装置１００の外部に位置するグラフィック処理部（ＧＰＵ；１０）も示している。

【0055】

グラフィック処理部１０は、表示装置１００で表示する映像に対するデータである入力データ（ｉｎｐｕｔ ｄａｔａ）と、当該映像が静止画であるか、または動画であるかを区分する区分信号であるＰＳＲ（ｐａｎｅｌ ｓｅｌｆ ｒｅｆｒｅｓｈ）信号とを提供する。グラフィック処理部１０の入力データ及びＰＳＲ信号の印加を受けた表示装置１００は、入力データに応じた映像を表示する動作を行う。このとき、ＰＳＲ信号に基づいて静止画であると判明した場合に、表示装置１００は自ら既存のフレームの映像を再び表示するようにすることができる。

【0056】

以下、表示装置１００の各部分について詳細に説明する。

【0057】

先ず、表示パネル３００について説明する。以下で表示パネル３００は液晶表示パネルを中心に説明する。しかし、本発明が適用可能な表示パネル３００は、液晶表示パネル以外に有機発光表示パネル、電気泳動表示パネル、プラズマ表示パネルなどの多様な表示パネルが用いられる。

【0058】

表示パネル３００は、複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１と、複数のデータ線Ｄ１〜Ｄｍとを含む。複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１は図１中において横方向に延長されており、複数のデータ線Ｄ１〜Ｄｍは、複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１と絶縁して、交差しながら図１中において縦方向に延長されている。

【0059】

一つのゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１及び一つのデータ線Ｄ１〜Ｄｍは一つの画素ＰＸと接続されている。画素ＰＸはマトリックス状に配列されており、一つの各画素ＰＸは、薄膜トランジスタ、液晶キャパシタ、及び維持キャパシタを含んでもよい。薄膜トランジスタの制御端子は一つのゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１に接続され、薄膜トランジスタの入力端子は一つのデータ線Ｄ１〜Ｄｍに接続され、薄膜トランジスタの出力端子は液晶キャパシタの一側端子（画素電極）及び維持キャパシタの一側端子に接続されてもよい。液晶キャパシタの他側端子は共通電極に接続され、維持キャパシタの他側端子は維持電圧Ｖｃｓｔの印加を受ける。実施形態によっては、薄膜トランジスタのチャネル層は非晶質シリコン、ポリシリコン、または酸化物半導体であってもよい。

【0060】

一行の画素ＰＸは、その上及び下に位置する一対のゲート線に交互に接続されてもよい。即ち、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１のいずれか一つは、上側に位置した画素と下側に位置した画素に交互に接続された構造を有してもよい。

【0061】

このような構造によれば、一つの画素行に属する奇数番目画素と偶数番目画素は互いに異なるゲート線に接続されてもよい。このとき、データ線Ｄ１〜Ｄｍそれぞれは一つの列に沿って位置する画素と接続される。

【0062】

ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１は、画素行の数（ｎ）より一つ多い個数を有してもよい。図１の実施形態で、第一のゲート線Ｇ１の上側には画素行が存在しなくて、下側に位置する画素行だけと交互に接続されており、ｎ＋１番目ゲート線Ｇｎ＋１は、下側には画素行が存在しなくて、上側に位置する画素行だけと交互に接続されてもよい。

【0063】

信号制御部６００は、外部から入力される入力データ（ｉｎｐｕｔ ｄａｔａ）、ＰＳＲ信号 及びその制御信号、例えば、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などに応答して液晶表示パネル３００の動作条件に適するように処理した後、映像データＤＡＴ、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１、データ制御信号ＣＯＮＴ２、及びクロック信号を生成して出力する。

【0064】

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、ゲートオン電圧Ｖｏｎの出力開始を指示する垂直同期開始信号ＳＴＶ、及びゲートオン電圧Ｖｏｎの出力時期を制御するゲートクロック信号ＣＰＶなどを含んでもよい。

【0065】

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、映像データＤＡＴの入力開始を指示する水平同期開始信号ＳＴＨ、及びデータ線Ｄ１〜Ｄｍに当該データ電圧の印加を指示するロード信号ＴＰなどを含んでもよい。

【0066】

信号制御部６００は、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１とデータ制御信号ＣＯＮＴ２を使用して、ゲート駆動部４００とデータ駆動部５００が表示パネル３００で静止画と動画をそれぞれ静止画の周波数と動画の周波数で表示するようにする。ここで、連続する複数のフレームが同一の映像データを有していれば静止画を表示するようになり、互いに異なる映像データを有していれば動画を表示するようになる。動画であるか静止画であるかは、ＰＳＲ信号によって信号制御部６００が区分することができる。

【0067】

信号制御部６００は、静止画を表示するときに映像を表示する静止画の周波数を、動画を表示するときに映像を表示する動画の周波数より低い低周波数（静止画の周波数）で表示するようにしてもよい。静止画の周波数は動画の周波数の２／３以下の値を有してもよく、１Ｈｚ以上の値を有してもよい。

【0068】

表示パネル３００の複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１はゲート駆動部４００と接続されており、ゲート駆動部４００は、信号制御部６００から印加されたゲート制御信号ＣＯＮＴ１に応じてゲートオン電圧Ｖｏｎが順次に印加される。

【0069】

ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１にゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されない区間にはゲートオフ電圧Ｖｏｆｆが印加されるが、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは少なくとも二つの電圧レベルを有する。本発明の実施形態では動画を表示するとき、及び静止画のうちの正の極性のデータ電圧が印加される画素に印加される第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１と、静止画のうちの負の極性のデータ電圧が印加される画素に印加される第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を含む。第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１と第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２はそれぞれ変化する電圧レベルを有してもよく、本発明の実施形態では第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１は固定された電圧レベルを有し、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は印加されるデータ電圧の値（代表値）によって変化する電圧レベルを有する。ここで、データ電圧の代表値は映像データＤＡＴの代表値であってもよい。

【0070】

本発明の実施形態では、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は静止画を表示するときに区分されて印加され、動画を表示するときは第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１だけが印加される。しかし、実施形態によっては動画を表示するときにも第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が区分されて印加されてもよい。

【0071】

表示パネル３００の複数のデータ線Ｄ１〜Ｄｍはデータ駆動部５００と接続されており、データ駆動部５００は信号制御部６００からデータ制御信号ＣＯＮＴ２及び映像データＤＡＴの伝達を受ける。データ駆動部５００は、階調電圧生成部（図示せず）で生成された階調電圧を利用して映像データＤＡＴをデータ電圧に変換し、これをデータ線Ｄ１〜Ｄｍに伝達する。データ電圧は、正の極性のデータ電圧と負の極性のデータ電圧を含む。正の極性のデータ電圧と負の極性のデータ電圧は、フレーム、行または列を基準に交互に印加されて反転駆動する。このような反転駆動は、動画の表示または静止画の表示の両方に全て適用される。

【0072】

静止画の周波数で表示される静止画は、画素の液晶キャパシタＣｌｃに一回充電された電圧が長い間維持される。即ち、静止画を表示するときには静止画の周波数で映像を表示し、静止画の周波数が動画の周波数より小さいため、画素にデータ電圧が一回印加されると、相対的に長い間データ電圧が印加されない。特に、静止画の周波数が１０Ｈｚ以下の低周波である場合には、データ電圧が印加される時間（以下、データ印加区間という）は非常に短く、印加されたデータ電圧に応じた映像を維持する時間（以下、データ維持区間という）は非常に長くなる。このとき、液晶キャパシタＣｌｃと接続されているスイッチング素子の薄膜トランジスタには漏洩電流が発生する。そのため、液晶キャパシタＣｌｃの充電された電圧は、漏洩電流によって時間が経過するほど低下する。特に、静止画の場合には、データ印加区間が短い上にデータ維持区間が長いために、液晶キャパシタＣｌｃに充電された電圧の低下の幅が大きくなり、フリッカと視認されるようになる。

【0073】

動画の場合にも漏洩電流によって液晶キャパシタに充電された電圧が低下するが、動画の周波数が十分に大きくて、次のデータ電圧が液晶キャパシタＣｌｃに早く印加されるので、実際の漏洩電流による輝度変化が視認されない。その結果、本発明の一実施形態で動画を表示する場合には、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２のいずれか一つ（第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１）だけが用いられてもよい。

【0074】

本実施形態の内容を総合すれば、信号制御部６００でＰＳＲ信号に基づいて動画を表示する場合には、１フレームの間に動画の周波数で表示パネル３００が動画を表示するようにする。このとき、ゲートオン電圧は各ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１に順次印加され、各ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１でゲートオン電圧が印加されない区間にはゲートオフ電圧が印加される。ゲートオフ電圧としては第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１を使用し、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１は固定されたレベルを有してもよい。一方、データ電圧としては正の極性の電圧と負の極性の電圧とが交互に印加される。

【0075】

一方、信号制御部６００でＰＳＲ信号に基づいて静止画を表示する場合には、１フレームの間に動画の周波数より低い静止画の周波数で表示パネル３００が映像を表示するようにする。このとき、各ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１にはゲートオン電圧（動画を表示するときと同一のレベルを有する）が順次に印加され、一つのゲート線に接続されている複数の画素には正の極性のデータ電圧及び負の極性のデータ電圧のいずれか一つだけが印加される。正の極性のデータ電圧が印加される画素が接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、負の極性のデータ電圧が印加される画素が接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加される。第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は各ゲート線別に互いに異なるレベルの電圧を有してもよい。第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２の電圧値は、画素に含まれている薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極との間の電圧（以下、ＧＳ電圧Ｖｇｓという）が、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び正の極性のデータ電圧が印加されたときと同一になるようにする電圧を有するように定められる。つまり、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２（ゲート電極に印加される電圧）と負の極性のデータ電圧（ソース電極に印加される電圧）との間のＧＳ電圧Ｖｇｓと、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１（ゲート電極に印加される電圧）と正の極性のデータ電圧（ソース電極に印加される電圧）との間のＧＳ電圧Ｖｇｓと、が同一となるように定められる。但し、一つのゲート線に接続された画素の数が多いので、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２はゲート線に接続された全ての画素に印加される映像データ（またはデータ電圧）の代表値を算出し、代表値を基準に定められる。これについては図２乃至図７で詳細に説明する。一方、データ電圧としては正の極性の電圧と負の極性の電圧がフレームを基準に交互に印加される。

【0076】

以上のような本発明の実施形態は、一つのゲート線に接続された画素に同一の極性のデータ電圧が印加される。このような画素配列構造は多様にすることができ、以下、図１の画素配列について説明する。

【0077】

図１において、一行の画素ＰＸはその上及び下に位置する一対のゲート線に交互に接続されている。また、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１も当該ゲート線の上側に位置した画素と下側に位置した画素に交互に接続された構造を有する。図１の実施形態では、第一のゲート線Ｇ１の上側には画素行が存在しなくて、下側に位置する画素行だけと交互に接続されている。また、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ＋１は画素行の数（ｎ）より一つ多い個数を有する。図１を参照すれば、第一のゲート線Ｇ１は一番目画素行の奇数番目画素列に位置する画素と接続され、第２のゲート線Ｇ２は二番目画素行の奇数番目画素列及び一番目画素行の偶数番目画素列と接続されている。このとき、データ線Ｄ１〜Ｄｍそれぞれは一つの列に沿って位置する画素と接続される。

【0078】

このように一つの画素行に属する奇数番目画素と偶数番目画素が互いに異なるゲート線に接続されている接続構造は、データ線に印加されるデータ電圧が同一の極性を有しても、表示パネル３００の全体ではドット反転のように表示されるようにする長所がある。

【0079】

以下、図２乃至図７を参照して、二つのゲート電圧Ｖｏｆｆ１、Ｖｏｆｆ２が有する特徴について説明する。

【0080】

図２乃至図７は、本発明の一実施形態に係る表示装置で極性による電圧関係を示した図面である。

【0081】

先ず、図２に示したように、静止画を表示する場合、隣接したゲート線は互いに異なるゲートオフ電圧を印加する。即ち、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１と第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が交互に印加される。正の極性のデータ電圧が印加される画素と接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、負の極性のデータ電圧が印加される画素が接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加される。一方、ゲートオン電圧は互いに同一の電圧値を有する。

【0082】

第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は、図３に示すような特性を有する。

【0083】

図３では、一つの画素を基準に正の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ＋と負の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ−が印加されるときの第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２の電圧関係が示されている。

【0084】

正の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ＋と負の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ−は、共通電圧Ｖｃｏｍを基準に互いに同一の電圧差を有し、図３では、正の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ＋と共通電圧Ｖｃｏｍ間の電圧差はＶｄｓ＋に示しており、負の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ−と共通電圧Ｖｃｏｍ間の電圧差はＶｄｓ−に示している。

【0085】

正の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ＋が印加されるときには第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、このときの薄膜トランジスタのソースとゲートの間の電圧Ｖｇｓは、図３でＶｇｓ＋に示したことと同じである。また、負の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ−が印加されるときには第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されるので、薄膜トランジスタのソースとゲートの間の電圧Ｖｇｓは、図３でＶｇｓ−に示したことと同じである。

【0086】

第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１と第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は、正の極性のデータ電圧が印加されるときの薄膜トランジスタのソースとゲートの間の電圧（Ｖｇｓ＋；以下、正のソース／ゲート間の電圧という）と、負の極性のデータ電圧が印加されるときのソースとゲートの間の電圧（Ｖｇｓ−；以下、負のソース／ゲート間の電圧という）とが、互いに同じ値を有するように設定されている。本発明の実施形態では、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１を定められたレベルの電圧に固定させ、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を画像データの値（代表値）によって変動するようにする。

【0087】

このとき、図３を参照すれば、正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋は、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１と共通電圧Ｖｃｏｍ間の電圧であり、負のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−は、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２と負の極性のデータ電圧Ｖｄａｔａ−間の電圧である。

【0088】

これは、漏洩電流を考慮するときのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓは、データ電圧が印加されるデータ印加区間での電圧値ではない、データ維持区間での電圧値であるためである。

【0089】

即ち、図４を参照すれば、正のデータ電圧が印加された場合と負のデータ電圧が印加された場合の漏洩電流の互いに異なる特性が示されている。

【0090】

図４の（Ａ）に示したように正（＋）のデータ電圧が印加された場合には、液晶キャパシタＣｌｃ側に正の電圧が印加されているので、薄膜トランジスタにおいてソースはデータ線側になる。また、データ維持区間でデータ線に印加される電圧Ｖｄａｔａは共通電圧Ｖｃｏｍ値を有し、ゲート線（図４の（Ａ）においてはＮ番目（Ｎｔｈ）のゲート線）に印加される電圧Ｖｇａｔｅ値は第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１を有するので、薄膜トランジスタでソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓは、図３に示したように第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１と共通電圧Ｖｃｏｍ間の電圧である。

【0091】

一方、図４の（Ｂ）に示したように負（−）のデータ電圧が印加された場合には、液晶キャパシタＣｌｃ側に負の電圧が印加されているので、薄膜トランジスタにおいてソースは液晶キャパシタＣｌｃ側になる。また、液晶キャパシタＣｌｃに貯蔵された電圧は印加された負のデータ電圧Ｖｄａｔａ−であり、ゲート線（図４の（Ｂ）においてはＮ＋１番目（（Ｎ＋１）ｔｈ）のゲート線）に印加される電圧Ｖｇａｔｅ値は第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を有するので、薄膜トランジスタでソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓは、図３に示したように第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２と負のデータ電圧Ｖｄａｔａ−間の電圧である。

【0092】

本発明の実施形態では、正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋と、負のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−とが同じ値を有するように、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を設定する。第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１は、一般に使用されるゲートオフ電圧値をそのまま用いることができ、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２値は、映像データの値（代表値）に基づいて調節し、その結果、二つのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓを一致させることができる。

【0093】

二つのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓと漏洩電流Ｉｄｓ間の関係は図５に示されている。

【0094】

図５のグラフにおいて、横軸はソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓであり、縦軸は漏洩電流Ｉｄｓであり、一つの薄膜トランジスタを基準に測定されたグラフである。

【0095】

図５に示されたグラフのように、ソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓによって互いに異なる漏洩電流Ｉｄｓが発生するが、正のデータ電圧が印加されるときのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋と、負のデータ電圧が印加されるときのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−とが、互いに異なる値を有すると、互いに異なる漏洩電流を有して、表示輝度が変化する程度の差が発生する。動画を表示する場合には、十分に高い周波数で画素に新たなデータ電圧を印加するので、漏洩電流が大きくなくて問題が視認されない。しかし、静止画を表示する場合には、低周波数で駆動されるため画素に新たなデータ電圧が印加されるまで長い時間がかかって、使用者にフリッカと視認される可能性が高い。

【0096】

図５では、正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋と、負のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−とが異なる場合には、漏洩電流の量も差があることを示している。つまり、正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋と負のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−との間にΔＶｇｓの差がある場合には、その場合の漏洩電流にはΔＩｄｓの差がある。

【0097】

一方、図６及び図７では、液晶キャパシタＣｌｃに充電された電圧の変化を示している。図６及び図７においては、横軸は時間であり、縦軸は液晶キャパシタＣｌｃに充電された電圧である。図６では、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとして−９Ｖを使用しており、図７では、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとして−１１Ｖを使用しており、低周波数で１Ｈｚに駆動しながら図１の実施形態による表示装置でテストした結果である。

【0098】

図６において、正のデータ電圧（正極性）が印加される場合は漏洩電流が少ないが、負のデータ電圧（負極性）が印加される場合では漏洩電流が大きいことを確認できる。つまり、図６において、正のデータ電圧（正極性）が印加される場合は、漏洩電流に起因するデータ電圧の時間的変化が小さい。一方、負のデータ電圧（負極性）が印加される場合は、漏洩電流に起因するデータ電圧の時間的変化が、正のデータ電圧（正極性）が印加される場合のデータ電圧の時間的変化に比べて大きい。また、図７において、正のデータ電圧（正極性）が印加される場合は漏洩電流が大きいが、負のデータ電圧（負極性）が印加される場合では漏洩電流が少ないことを確認できる。つまり、図７において、正のデータ電圧（正極性）が印加される場合は、漏洩電流に起因するデータ電圧の時間的変化が大きい。一方、負のデータ電圧（負極性）が印加される場合は、漏洩電流に起因するデータ電圧の時間的変化が、正のデータ電圧（正極性）が印加される場合のデータ電圧の時間的変化に比べて小さい。

【0099】

したがって、図６のゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１にし、図７のゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２にして、正のデータ電圧及び負のデータ電圧が発生する全ての場合で漏洩電流を小さくすることを示している。

【0100】

即ち、図６及び図７の場合を考慮すれば、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は、各極性で漏洩電流の値自体を小さくするように設定されてもよい。図６及び図７に示したような実施形態は、映像データの代表値を考慮せずに、実験によって第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２値が漏洩電流の値を一定水準以下に小さくする電圧値に設定されてもよい。

【0101】

即ち、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は、各極性でソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓを同一にするか、または使用者が視認できないほどの差を有するようにするか、または各極性で漏洩電流値自体が一定水準以下（１０％以下）となるように設定することができる。

【0102】

実際、ゲート線に接続されている画素は複数個が接続されているので、完全に正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋と、負のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−とを一致させることが困難であるため、全体的に使用者が視認できないほどに設定することができる。

【0103】

以下、ゲート線に接続されている複数の画素に印加されるデータ電圧（または映像データ）の代表値を算出し、それを利用して第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を設定して、静止画の周波数で動作しても表示品質が低下しないようにする実施形態について、図８を参照して説明する。

【0104】

図８は、本発明の一実施形態に係る表示装置に印加される電圧グラフである。

【0105】

先ず、一つのゲート線に接続されている複数の画素に１フレームの間に印加されるデータ電圧の代表値を算出する。

【0106】

代表値としては多様な実施形態が適用され、中間階調値を用いるか、または平均値を用いるか、または加重値（ｗｅｉｇｈｔ）を利用して計算された値を用いてもよい。

【0107】

中間階調値は１フレームの間に全体画素に印加される映像データの中間階調値を用いるか、、１フレームの間に当該ゲート線に接続された画素に印加されるデータの中間階調値を用いるか、またはブラックとホワイトの中間階調（例えば、総６４階調の場合３２階調）を用いてもよい。このような実施形態では第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２値も固定されるようになって、信号処理が簡便であるが、フリッカを補償するのが困難であるという短所がある。

【0108】

平均値は、１フレームの間に全体画素に印加されるデータの平均階調値を用いるか、１フレームの間に当該ゲート線に接続された画素に印加されるデータの平均階調値を使用してもよい。

【0109】

先ず、１フレームの間に全体画素に印加される映像データの平均値を使用することができる。このような実施形態は、代表値として使用される平均値が全体画素に対するものであるため、１フレームごとに第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は固定される。即ち、１フレーム別に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を算出すれば十分である。但し、代表値は画面全体の特性の平均であるため、各行別の特性とは異なり、そのため実際にゲートオフ電圧が印加される当該画素行の画素の特性との差によってフリッカが視認される可能性がある。

【0110】

一方、１フレームの間に一つのゲート線に接続された画素に印加される映像データの平均値を使用することもできる。この場合にはライン（ゲート線）別に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２値を求めるデータ処理容量が増加し、ライン別に偏差が発生するという短所があるが、各画素行の画素特性が反映されていて、フリッカが視認される可能性が最も小さい。

【0111】

最後に、代表値を算出するとき、加重値（ｗｅｉｇｈｔ）を付与して算出することができる。

【0112】

加重値（ｗｅｉｇｈｔ）を利用して計算された値は、各階調別に加重値を付与して加重値と階調とをかけた値の平均を求めた値であり、下記の数学式１によって計算できる。

【0113】

【数5】

【0114】

上記の数学式１において、グレイ平均値は、加重値を利用して計算された代表値を示し、ＧｒａｙＬｅｖｅｌは、階調値を示し、グレイ別加重値は、各階調別に付与される加重値で、パネルの電圧に対する階調（または透過率）のグラフにおける変化率の値であってもよい。電圧に対する階調（または透過率）のグラフは、中間階調での変化率が最も大きく、加重値もそれに伴って最も大きくてもよい。また、加重値は中間階調を中心に、中間階調値よりも高い階調と中間階調値よりも低い階調との両側が対称の値を有してもよい。数学式１では２５６階調の場合を例として用いたが、それ以外の階調も用いられる。

【0115】

加重値に対する値の一例は、下記の表１の通りである。

【0116】

【表1】

【0117】

表１による加重値は、中間階調を中心に高階調と低階調とは対称の関係を有する。実施形態によっては、隣接した階調間の加重値の差の値が中間階調側に向かうほど大きくなる関係を有してもよい。即ち、１階調と２階調の加重値の差は０．０５であるが、中間階調の１２８階調に近くなるほど差が大きくなってもよい。

【0118】

以上の加重値は、人が認知する階調による光の変化量を考慮した加重値であるため、これを含む代表値も人の認知能力による特性を含む。その結果、フリッカの視認特性をさらに低くすることができる。

【0119】

以上では代表値を定める多様な実施形態について説明した。各実施形態は長所と短所を有しており、表示装置の特性に基づいて一定の短所を有しても、それらのいずれか一つの実施形態が適用されて用いられてもよい。また、代表値を定める方法は、以上に説明された方法以外の多様な方法が用いられてもよい。

【0120】

以上のような多様な実施形態のいずれか一つの方式によって映像データの代表値が定められれば、当該ゲート線は代表値に対して正の極性のデータ電圧と負の極性のデータ電圧が印加されるとき、薄膜トランジスタのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓが互いに一定の値を有するように第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を設定し、これを利用して静止画を表示する。

【0121】

第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は、ゲート線ごとに互いに異なる値を有してもよく、１フレームごとに異なる値を有してもよい。

【0122】

図８では、互いに異なるフレームで第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が変化するのが示されている。

【0123】

図８に示したように、本実施形態では第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１は一般に使用されるゲートオフ電圧値を使用して固定されており、共通電圧Ｖｃｏｍも一定の値を有するので、正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋は毎フレームごとに同じ値を有する。

【0124】

これに反し、負のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−は、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２と負のデータ電圧Ｖｄａｔａ−間の電圧であるため、毎フレームごとにまたは行ごとに変化する値を有してもよい。

【0125】

図８に示している負のデータ電圧Ｖｄａｔａ−は、１フレームに対する映像データの代表値を示し、代表値による負のデータ電圧Ｖｄａｔａ−が変化することによって第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２も変化するようにして、二つの極性におけるソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓを一定化するように第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２を設定して駆動する。図８で正のデータ電圧Ｖｄａｔａ＋も１フレームに対する映像データの代表値を示す。この代表値もフレームによって変化してもよいが、正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋と関係なくて変動しない場合を例示した。

【0126】

一方、実施形態によっては、ゲート線と画素の接続関係は図１と異なる接続関係を有することもできる。

【0127】

そのうちの一例が図９に示されている。

【0128】

図９は、本発明の一実施形態によるゲート線及び画素の接続関係を示した図面である。

【0129】

図９では、図１と異なって一つのゲート線と一つの行の画素が互いに接続されている構造を有する。一つのゲート線に接続されている一つの行の画素には同一の極性のデータ電圧が印加されるので、図９に示したように行反転方式でデータ電圧が印加される。このとき、正のデータ電圧が印加される画素と接続されているゲート線には第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加される。また、負のデータ電圧が印加される画素と接続されているゲート線には第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加される。

【0130】

図９に示した通りの構造では画素行の数とゲート線の数が同一であってもよい。

【0131】

以下、図１０乃至図１２を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。

【0132】

先ず、図１０を参照して、共通電圧Ｖｃｏｍが駆動周波数（動画の周波数、静止画の周波数）によって変動する実施形態について説明する。

【0133】

図１０は、本発明の一実施形態に係る表示装置における駆動周波数による電圧関係を示した図面である。

【0134】

図１０では、Ｎ番目フレームでは動画の周波数（ｎｏｒｍａｌ（６０ｈｚ）で示されている場合）で駆動し、Ｎ＋１番目フレームからは静止画の周波数（ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙに示されている場合）で駆動するようになるタイミング図が示されている。

【0135】

図１０の実施形態は、表示装置の共通電圧Ｖｃｏｍが駆動周波数によって変動するという点が特徴であり、動画の周波数のときより静止画の周波数のときに共通電圧が落ちるのが示されている。

【0136】

しかし、共通電圧Ｖｃｏｍが変化すると、それによって第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１も変化するようにして、正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋を変動させる。その結果、静止画の周波数で静止画を表示するときにも、負のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ−と正のソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓ＋とは一定の値を有するようにする。

【0137】

一方、図１０の実施形態では、動画の周波数のときのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓが、静止画の周波数のときのソース／ゲート間の電圧Ｖｇｓとも同一になるように設定されている。動画の周波数のときにはデータ電圧が度々印加されるので、漏洩電流による表示品質の欠陥が使用者に視認されない可能性があるが、図１０の場合には一例として、互いに一致させる実施形態も用いられることを示している。

【0138】

図１０に示したように、共通電圧Ｖｃｏｍが変動する場合には第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１の値が変化する。一方、第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は、図１０に示されたこととは異なって代表値によって変更されてもよい。

【0139】

本発明の実施形態によってゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを変動させるゲートオフ電圧生成部の構造については、図１１に示されている。

【0140】

図１１は、本発明の一実施形態に係る表示装置内のゲートオフ電圧生成部の回路図である。

【0141】

図１１では、信号制御部６００の制御によって可変抵抗を利用してゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを変動させる構造が示されている。

【0142】

ゲート電圧生成部４５０は、信号制御部６００の制御によってゲートオン電圧及びゲートオフ電圧を生成する。本発明の実施形態によるゲート電圧生成部４５０は、一つのゲートオン電圧と二つのゲートオフ電圧を生成し、少なくとも一つのゲートオフ電圧の電圧レベルは、ゲート線ごとに変動して互いに異なる電圧レベルを有してもよい。

【0143】

本発明の実施形態では、ゲート電圧生成部４５０と信号制御部６００はＩ２Ｃ通信規格によって接続されており、Ｉ２Ｃ通信規格によって制御信号の印加を受け、制御信号によってゲートオン電圧及び二つのゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１、Ｖｏｆｆ２を生成する。信号制御部６００は、二つのゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１、Ｖｏｆｆ２のうちの少なくとも一つを変更するために、共通電圧Ｖｏｃｍの電圧値または映像データの代表値を考慮し、これによって変更させることができる。

【0144】

ゲート電圧生成部４５０が二つのゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１、Ｖｏｆｆ２を生成する構造については、図１１に詳細に示されている。

【0145】

ゲートオフ電圧の電圧レベルは、電源電圧ＡＶＤＤの電圧レベルを抵抗で分圧して決定される。即ち、デジタル可変抵抗（ＤＶＲ；ｄｉｇｉｔａｌ ｖａｒｉａｂｌｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）と抵抗ストリングＲＳによって一端を基準として抵抗が分れ、分れた抵抗にかかる電圧で電源電圧ＡＶＤＤが分圧される。分圧された電源電圧ＡＶＤＤは、一対のダイオードを通ってゲート電圧生成部４５０から出力されてゲート駆動部４００に伝達される。ここで、デジタル可変抵抗ＤＶＲの値は、信号制御部６００の制御によって抵抗値が変化し、それに基づいて出力されるゲートオフ電圧が変化して出力される。デジタル可変抵抗ＤＶＲの値は、信号制御部６００の内側または外側に位置するルックアップテーブルＬＵＴに保存されていてもよい。即ち、共通電圧Ｖｏｃｍの電圧値または映像データの代表値を考慮し、それによってルックアップテーブルＬＵＴでデジタル可変抵抗ＤＶＲの値を選択して適用させることができる。

【0146】

図１１では、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１と第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が生成されるルート上に全てデジタル可変抵抗ＤＶＲを含んでいて、二つのゲートオフ電圧のレベルが全て変化可能である。しかし、実施形態によって一つのゲートオフ電圧だけが変化する場合には、変化しないゲートオフ電圧側にはデジタル可変抵抗ＤＶＲが含まれていなくてもよい。また、各ゲートオフ電圧は、スイッチＳＷ信号によってゲートオフ電圧が出力されるか、または出力されないように調節されてもよい。スイッチＳＷ信号も信号制御部６００の制御によって印加されてもよい。

【0147】

以下、図１２を参照して、ゲート駆動部４００に印加された二つのゲートオフ電圧が各ゲート線に印加される詳細構造について説明する。

【0148】

図１２は、本発明の一実施形態に係る表示装置内のゲート駆動部の回路図である。

【0149】

ゲート電圧生成部４５０から印加された第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２は、ゲート駆動部４００の一対の入力端４２０、４２１に入力される。ここで、第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２のうちの少なくとも一つは、フレーム別または行別に変化する電圧値を有してもよい。

【0150】

入力端４２０、４２１は極性信号ＰＯＬの印加も受け、極性信号ＰＯＬによって入力端４２０、４２１が第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２のいずれか一つのゲートオフ電圧を出力するようにする。ここで、入力端４２０、４２１はマルチプレクサ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）に形成されてもよい。

【0151】

ここで、極性信号ＰＯＬは、１フレームごとに変化する信号であってもよく、一番目の画素または画素行のデータ電圧の極性を示す信号であってもよい。

【0152】

本実施形態において、第１入力端４２０は、極性信号ＰＯＬが正である場合には第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が出力されるようにし、極性信号ＰＯＬが負である場合には第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が出力されるようにする。また、第２入力端４２１は、極性信号ＰＯＬが正である場合には第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が出力されるようにし、極性信号ＰＯＬが負である場合には第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が出力されるようにする。

【0153】

これによって、極性信号ＰＯＬが正である場合には、第１のゲート線には第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、第２のゲート線には第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加される。

【0154】

その結果、正の極性のデータ電圧が印加される画素と接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、負の極性のデータ電圧が印加される画素が接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されるようにしてもよい。

【0155】

一方、ゲート駆動部４００は複数のステージ４１０を含み、各ステージ４１０は、クロック信号ＣＰＶと開始同期信号ＳＴＶ、または前段ゲート線のゲートオン電圧によって順次にゲートオン電圧を各ゲート線に出力する。ゲートオン電圧が出力されない区間には第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１及び第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が交互に印加される。

【0156】

以上のように、低周波数の静止画の周波数で駆動されるとき、画素に含まれているスイッチング素子の薄膜トランジスタの漏洩電流を一定にするために、正の極性のデータ電圧が印加される画素と接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、負の極性のデータ電圧が印加される画素が接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されるようにする。

【0157】

一方、動画の周波数で駆動されるときにも、正の極性のデータ電圧が印加される画素と接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、負の極性のデータ電圧が印加される画素が接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されるようにしてもよい。

【0158】

以下、画素に含まれているスイッチング素子である薄膜トランジスタの漏洩電流を一定にするために、薄膜トランジスタのソースとドレインの間の電圧Ｖｄｓを正の極性のデータ電圧が印加されるときと、負の極性のデータ電圧が印加されるときを、同一にする実施形態について、図１３を参照して説明する。

【0159】

図１３は、本発明の一実施形態に係る表示装置でデータ電圧を変動させる波形図である。

【0160】

画素に含まれているスイッチング素子の薄膜トランジスタのソース側とドレイン側の電圧差によっても漏洩電流の大きさが変化する。正のデータ電圧が印加されるときと負のデータ電圧が印加されるときのソースとドレインの間の電圧Ｖｄｓの大きさが異なると、漏洩電流の大きさが異なるようになる。動画の周波数で動画を表示するときには漏洩電流の差によってフリッカが視認されないが、低周波数の静止画の周波数で静止画を表示する場合にはフリッカが視認される。

【0161】

静止画の周波数でフリッカが視認される場合について、図１３の（Ａ）を参照して説明する。図１３の（Ａ）では、一つのデータ線に接続されている画素に充電された電圧の大きさの変化を示しており、同一の階調を表示するときに正のデータ電圧または負のデータ電圧が印加された場合を共通電圧Ｖｃｏｍの上下にそれぞれ示している。ここで、Ｖｐｉｘｅｌ＋は、正のデータ電圧が充電された画素電極の電圧を示し、Ｖｐｉｘｅｌ−は、負のデータ電圧が充電された画素電極の電圧を示す。

【0162】

図１３の（Ａ）を見ると、薄膜トランジスタのソースとドレインの間の電圧Ｖｄｓは、正の極性のとき（Ｖｄｓ＋）と負の極性のとき（Ｖｄｓ−）とが互いに異なる値を有する。これは、データ電圧が画素に印加されるアクティブ区間（ａｃｔｉｖｅ ｐｅｒｉｏｄ；データ印加区間）が終了するとき、ゲートオン電圧がゲートオフ電圧（第１または第２ゲートオフ電圧）に落ちながら、画素電極に充電されている電圧も落ちる。このように落ちた電圧をキックバック電圧という。このとき、データ線は、データ電圧が印加されない維持区間でフローティング状態にされるか、または共通電圧Ｖｃｏｍに準ずる電圧レベルを有する。正のデータ電圧が充電された画素電極の電圧（Ｖｐｉｘｅｌ＋）も下方に落ち、負のデータ電圧が充電された画素電極の電圧（Ｖｐｉｘｅｌ−）も下方に落ちるので、図１３の（Ａ）に示したように電圧が印加されないデータ線（共通電圧の電圧レベルを有する）と画素電極間の電圧差（薄膜トランジスタのソースとドレインの間の電圧Ｖｄｓ）は、極性によって非常に大きい差を現す。その結果、漏洩電流の大きさが異なるようになり、低周波数の静止画の周波数で映像を表示する場合には、フリッカが使用者に視認され得る。

【0163】

そのため、本発明の一実施形態では、図１３の（Ｂ）に示したように、データ線にデータ電圧が印加されないブランク区間（ｂｌａｎｋ ｐｅｒｉｏｄ；データ維持区間）では、データ線の電圧を共通電圧Ｖｃｏｍからキックバック電圧ほど低くして、正の極性での薄膜トランジスタのソースとドレインの間の電圧Ｖｄｓ＋と、負の極性での薄膜トランジスタのソースとドレインの間の電圧Ｖｄｓ−とが、互いに一致するようにする。

【0164】

その結果、両極性での漏洩電流が同一になって、互いにフリッカと視認されないことができる。

【0165】

図１３の実施形態は、図１乃至図３及び図８乃至図１２の実施形態と共に適用されることもできる。

【0166】

即ち、図１３の実施形態のように、データ線にデータ電圧が印加されないブランク区間（ｂｌａｎｋ ｐｅｒｉｏｄ）には、データ線の電圧を共通電圧Ｖｃｏｍからキックバック電圧ほど低くするだけでなく、図３、図８及び図１０に示したように正の極性のデータ電圧が印加される画素と接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第１ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加され、負の極性のデータ電圧が印加される画素が接続されているゲート線には、ゲートオン電圧が印加されない区間に第２ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆ２が印加されるようにしてもよい。

【0167】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

【符号の説明】

【0168】

１０ グラフィック処理部
１００ 表示装置
３００ 表示パネル
４００ ゲート駆動部
４１０ ステージ
４２０、４２１ 入力端
４５０ ゲート電圧生成部
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】