(57)【要約】【課題】  従来の極性反転形態に予備充電スキャンの方法を提供する。【解決手段】  本発明は、薄膜トランジスタLCDパネルで、2本のスキャンラインによるスキャン方法により予備充電の効果を得るもので、かつ各種の極性の異なる反転形態を組み合わせることができ、さらに、2本のスキャンラインによる予備充電スキャンの方法により、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下TFTという）の液晶に対する充電時間を短縮し、これによって小型TFTの設計を可能として開口率を上昇させ、さらに操作性の高いフレーム・レートという条件のもとでの予備充電による新しいスキャン方法である。【選択図】  図５Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
LCDパネルのドライブ回路により、隣り合う極性の異なるスキャンラインに対して、同時に2列のスキャンラインの充電を行うTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法であって、
1つのフレームタイム内で、TFT LCDパネルにおけるスキャンラインごとに充電を行う場合は、同時に隣り合う2列目のスキャンライン上のTFT をオープンして予備充電を行うステップと、
当該スキャンラインの充電時間が終了すると、当該列と当該列に隣り合う2列目のスキャンライン上のTFT をクローズするステップと
を含むTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項２】
前記スキャンラインの充電順序は下方向に循環し、かつ当該スキャンラインに隣り合う2列目のスキャンラインは、下方向で隣り合う2列目のスキャンラインであることを特徴とする請求項１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項３】
前記スキャンラインの充電順序は上方向に循環し、かつ当該スキャンラインに隣り合う2列目のスキャンラインは、上方向で隣り合う2列目のスキャンラインであることを特徴とする請求項１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項４】
前記当該列のスキャンラインの充電時間が終了後、当該列とこれに隣り合う2列目のスキャンライン上のTFTをクローズするステップは、さらに次の列のスキャンラインの充電と予備充電のステップを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項５】
すべてのスキャンラインはスキャンラインドライブ回路に接続されており、当該スキャンラインドライブ回路は、すべてのスキャンラインから1列とこれに隣り合う2列目を選択し、同時に充電と予備充電の動作を行う設計となっていることを特徴とする請求項１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項６】
LCDパネルのドライブ回路により、隣り合う2列の極性の異なるスキャンラインに対して、同時に2本のスキャンラインの充電を行うTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法であって、
1つのフレームタイム内で、TFT LCDパネルにおけるスキャンラインごとに充電を行う場合は、同時に隣り合う4列目のスキャンライン上のTFTをオープンして予備充電を行うステップと、
さらに、当該スキャンラインの充電時間が終了すると、当該列と当該列に隣り合う4列目のスキャンライン上のTFTをクローズするステップと、
を含むTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項７】
前記スキャンラインの充電順序は下方向に循環し、かつ前記スキャンラインに隣り合う4列目のスキャンラインは、下方向で隣り合う2列目のスキャンラインであることを特徴とする請求項６に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項８】
前記スキャンラインの充電順序は上方向に循環し、かつ前記スキャンラインに隣り合う4列目のスキャンラインは、上方向で隣り合う2列目のスキャンラインであることを特徴とする請求項６に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項９】
前記当該列のスキャンラインの充電時間が終了後、当該列とこれに隣り合う4列目のスキャンライン上のTFTをクローズするステップは、さらに次の列のスキャンラインの充電と予備充電のステップを含んでいることを特徴とする請求項６に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項１０】
すべてのスキャンラインはスキャンラインドライブ回路に接続されており、当該スキャンラインドライブ回路は、すべてのスキャンラインから1列とこれに隣り合う4列目を選択し、同時に充電と予備充電の動作を行う設計となっていることを特徴とする請求項６に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項１１】
LCDパネルのドライブ回路により、1列目は独立した極性を表し、かつ隣り合う2列は極性の異なるスキャンラインに対して、同時に2本のスキャンラインの充電を行うTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法であって、
1つのフレームタイム内で、TFT LCDパネルにおけるスキャンラインごとに充電を行う場合は、同時に隣り合う4列目のスキャンラインのTFTをオープンして予備充電を行うステップと、
さらに、当該スキャンラインの充電時間が終了すると、当該列と当該列に隣り合う4列目のスキャンライン上のTFTをクローズするステップと、
を含むTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項１２】
前記スキャンラインの充電順序は下方向に循環し、かつ当該スキャンラインに隣り合う4列目のスキャンラインは、下方向で隣り合う2列目のスキャンラインであることを特徴とする請求項１１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項１３】
前記スキャンラインの充電順序は上方向に循環し、かつ当該スキャンラインに隣り合う4列目のスキャンラインは、上方向で隣り合う2列目のスキャンラインであることを特徴とする請求項１１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項１４】
前記当該列のスキャンラインの充電時間が終了後、当該列とこれに隣り合う4列目のスキャンライン上のTFTをクローズするステップは、さらに次の列のスキャンラインの充電と予備充電のステップを含んでいることを特徴とする請求項１１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【請求項１５】
すべてのスキャンラインはスキャンラインドライブ回路に接続されており、当該スキャンラインドライブ回路は、すべてのスキャンラインから1列とこれに隣り合う4列目を選択し、同時に充電と予備充電の動作を行う設計となっていることを特徴とする請求項１１に記載のTFT LCDパネルの予備充電スキャン方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下TFTという）で液晶に充電する場合のスキャン方法であり、特に従来の極性反転によるスキャン方法すべての実現を容易にするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年よく見られる薄膜トランジスタLCD（TFT LCD）は、あらゆる分野に幅広く利用されているが、これらは体積が小さく軽量で、かつ電力を節減できることが最大の長所となっている。図１に示すとおり、LCD装置は複数の画素が配列され、その各画素に配列されたTFTスイッチ40、スキャンドライブ回路もしくはゲートドライブ回路10、データドライブ回路もしくはソースドライブ回路20、スキャン制御ドライブ回路10とソースドライブ回路20の信号ドライブ回路30から構成されている。スキャンドライブ回路10は、1本目のスキャンラインG(1)と一列目のゲートを接続、2本目のスキャンラインG(2)と二列目のゲートを接続、最終列まで同様に接続されている。スキャンドライブ回路10が制御信号を受信すると、各スキャンラインはスキャン信号を同一のスキャンライン上の各画素にあるTFTのゲートに送り、一方のソースドライブ回路も同様に一行目のD(1)、二行目のD(2)・・・最終行のD(Ｎ)を経て、各行すべてが電性的に各画素のTFTソースに直列で接続され、ソースドライブ回路20から提供される情報信号がデータラインを経由することにより、一列上の画素は必要な電圧に達して異なる諧調を表示するまで充電される。この列に対する充電時間が終了すると、ゲートドライブ回路10は電圧をクローズし、この動作によって連続的に画素マトリックスにあるそれぞれのスキャンラインをスキャンする。液晶LCD装置は、通常60Hzの交流電圧により表示電極と普通電極間の極性転換を駆動させ、この方法により、各画素をスキャンする電圧の極性は2つの隣り合うフレームタイム間で転換され、よって液晶分子の分裂を防ぎ、画像品質の低下を防ぐことができる。図2で示しているのは、極性転換の方法で使用されているフレーム極性反転法（frame inversion）である。この方法では、2つの隣り合うフレーム内で、普通電極に対する表示電極の極性を交替または変更する。ただし、普通電極の電圧上の誤差と液晶セルの不純物等があるために、電極間の電圧は対称とならず、このために、一般的な使用においては正電圧の有効値と負電圧の有効値は同一ではなくなり、これにより輝度上で変動を生じる可能性がある。この方法では、60Hzのスキャン周波数の場合に、30Hzの周波数でフラッシュ現象が生じる可能性がある。図3はこうした現象を改善するために、ライン極性反転法（line inversion）として発展させたものである。この方法は、2つの隣り合うフレームタイムの間で1列または複数列の画素を単位として極性反転を行い、さらに1列のスキャンラインと他の複数列のスキャンラインとの間に相反する極性を生じさせるものである。この方法を利用すれば、使用されるデータの正負電圧の有効値が1つ前のフレームと現在のフレームで異なっていたとしても、その有効値の差異も空間的に解消されて、30Hzでのフラッシュ発生を抑制することができる。この方法は、輝度の変動を減少させて、映像品質を高めることができる。
【０００３】
図4で示すとおり、従来のラインスキャンの方法は、1回で1列のスキャンラインしかスキャンできず、これはつまり1回では同一スキャンライン上のTFTにしか充電できないということになる。特定時間内では、それぞれG(1)、G(2)、・・・、G(n-1)、G(n)となり、このうちG(1)は1本目のスキャンライン、G(n)は最後のスキャンラインであり、循環漸進の方式により、G(1)からG(n)までをスキャンし、次のフレームタイムでは、再びG(1)からG(n)までをスキャンするというサイクルを繰り返す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のスキャンの主な欠点は、TFTの設計が不良な場合、またはスキャン周波数をアップした場合に、各ラインの充電時間が減少し、これに伴って充電不足という問題が生じ、さらには、画面の品質不良と対称の低下などの問題が生じることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明は、従来の極性反転形態に次の予備充電スキャンの方法を提供する。
【０００６】
１．  1ライン極性反転（1Line Inversion）による予備充電スキャン方法。図5Aに示すとおり、スキャン信号がスキャンライン1列ごとに充電を行う場合、同時に当該列の上向きまたは下向きに隣り合う2列目のスキャンラインにあるTFTに対して予備充電が行われる。
【０００７】
２．  2ライン極性反転（2Line Inversion）による予備充電スキャン方法。図6Aに示すとおり、スキャン信号がスキャンライン1列ごとに充電を行う場合、同時に当該列の上向きまたは下向きに隣り合う4列目のスキャンラインにあるTFTに対して予備充電が行われる。
【０００８】
1+2ライン極性反転（1+2Line Inversion）による予備充電スキャン方法。図7Aに示すとおり、スキャン信号がスキャンライン1列ごとに充電を行う場合、同時に当該列の上向きまたは下向きに隣り合う4列目のスキャンラインにあるTFTに対して予備充電が行われる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、極性反転の形態に照らして、多種類の異なる予備充電方法を提供することにより、従来の1ラインによるスキャン方法によって生じていた充電不足の問題を改善するとともに、TFTの液晶に対する充電時間を短縮し、高いフレーム・レートで操作することができ、デザインを小型化したTFTにより開口率（aperture ratio）を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図5A、図5Bで示しているのは、本発明において1ライン極性反転（1Line Inversion）を使用する予備充電法の一例であり、すべてのスキャンラインに接続するゲートドライブ回路において、1回の駆動につき1列のスキャンラインという順序を、1回の駆動につき2列のスキャンラインという順序に変更しており、その駆動順序は次のとおりである。1つ前のフレーム（N-1）では、各スキャンラインで表された極性が、隣り合う列のスキャンラインの場合は極性の異なる配列順序となる。すなわち、1列目のスキャンラインG(1)の表示電極（Pixel Electrode）電圧は、普通電極（Common Electrode）に対する電圧を負電圧とした場合、2列目のスキャンラインG(2)の表示電極電圧の普通電極に対する電圧は正電圧となり、3列目のスキャンラインG(3)の表示電極電圧の普通電極に対する電圧は負電圧となる・・・。このように隣り合う列のスキャンラインの極性の異なる順序配列により、現在のフレームNまで極性転換が行われた場合は、各列のスキャンラインは、周期的な電圧パルス列で駆動し、それぞれの電圧パルス列のスキャンサイクル50は、水平ラインのスキャンサイクル60の約半分または半分以下となっている。電圧パルスが1列目のスキャンラインG(1)のTFTゲートに送られてルートを開放すると、ソースドライブ回路が信号を電極に送って充電が行われる。このとき、同時に3列目のスキャンラインG(3)もTFTゲートを開放してソース信号を受信、このようにしてパルススキャンの1サイクルが実行される。このサイクルタイムは、当該フレームタイム/列のスキャンライン総数となっており、60Hzのスキャンサイクルのもとでは、各フレームタイムは1/60秒、1024×768XGAの解析度のもとでは、該列のスキャンラインは768列、各列のスキャンラインのスキャンサイクルタイムは1/60/768で、約21.7マイクロ秒となる。パルススキャンサイクルが終了すると、ただちに1列目と3列目のスキャンラインのゲート信号をクローズし、2列目のスキャンラインG(2)のスキャンを開始するとともに、同様の極性に対して、同時に4列目のスキャンラインG(4)に対する充電を行う。続いて、3列目のスキャンラインG(3)に充電する場合は、1列目のスキャンラインG(1)の充電の過程ですでに行われているため、電圧パルスを下回わるスキャンサイクル内で完了させることができ、G(1)/ G(3) 、G(2)/ G(4)、 G(3)/ G(6)・・・ G(N-2)/ G(N)の順序で最終列まで進めることができる。
【００１１】
図6A、図6Bで示しているのは、本発明で行う2ライン極性反転（2Line Inversion）の予備充電方法である。すべてのスキャンラインに接続するゲートドライブ回路の駆動順序は次のとおりである。1つ前のフレーム（N-1）では、各スキャンラインで表された極性が隣り合う2列のスキャンラインの場合は、極性の異なる配列順序となる。すなわち、1列目のスキャンラインG(1)と 2列目のスキャンラインG(2)の表示電極（Pixel Electrode）電圧は、普通電極（Common Electrode）に対する電圧を負電圧とした場合は、3列目のスキャンラインG(3)と4列目のスキャンラインG(4)の表示電極電圧の普通電極に対する電圧は正電圧となり、5列目のスキャンラインG(5)と6列目のスキャンラインG(6) の表示電極電圧の普通電極に対する電圧は負電圧となる・・・。このように隣り合う2列のスキャンラインの極性の異なる順序配列により、現在のフレームNまで極性転換が行われた場合は、各列のスキャンラインは周期的な電圧パルス列で駆動し、電圧パルスが1列目のスキャンラインG(1)のTFTゲートに送られてルートを開放すると、ソースドライブ回路が、信号を電極に送って充電が行われる。このとき、同時に5列目のスキャンラインG(5)もTFTゲートを開放してソース信号を受信、このようにしてパルススキャンの1サイクルが実行される。また1本目のスキャンラインG(1)をスキャンする際に、同時にスキャンされるのは3本目のスキャンラインG(3)ではなく5本目のスキャンラインG(5)であり、 2本目のスキャンラインG(2)をスキャンする際には、同時に6本目のスキャンラインG(6)がスキャンされ、この順序で最終列のスキャンラインG(N)までスキャンが実施される。極性転換の順序は、偶数本のスキャンラインを重ね合わせて対応させ、奇数本に重ね合わせて対応させることはない。すなわち、(+)(+)(-)(-)の4列のスキャンは次の(+)(+)(-)(-)の組に重ね合わせて対応させ、(+)と(+)、(+)と(-)、(-)と(-)の順で対応させることはない。このようにすることで、同タイミングでの予備充電が可能となって、極性が相反することはない。
【００１２】
同様の方式を、1+2ライン極性反転（1+2Line Inversion）の予備充電方法で実現したものが第図7A、7B図である。すべてのスキャンラインに接続するゲートドライブ回路の駆動順序は次のとおりである。1つ前のフレーム（N-1）では、各スキャンラインで表された極性が1列目のスキャンラインで独立した極性を示し、以降のスキャンラインは、隣り合う2列のスキャンラインで極性の異なる配列順序となる。すなわち、1列目のスキャンラインG(1)の表示電極（Pixel Electrode）電圧は、普通電極（Common Electrode）に対する電圧を負電圧とした場合は、2列目のスキャンラインG(2)と3列目のスキャンラインG(3)の表示電極電圧の普通電極に対する電圧は正電圧となり、4列目のスキャンラインG(4)と5列目のスキャンラインG(5) の表示電極電圧の普通電極に対する電圧は負電圧となって、以降のスキャンラインはすべて、隣り合う2列のスキャンラインで極性の異なる順序配列となり、かつ同様に、偶数本のスキャンラインを重ね合わせて対応させるという原則によって予備充電を行う。1本目のスキャンラインG(1)をスキャンする際に、同時にスキャンされるのは5本目のスキャンラインG(5)であり、 2本目のスキャンラインG(2)をスキャンする際には、同時に6本目のスキャンラインG(6)がスキャンされ、この順序で最終列のスキャンラインG(N)までスキャンが実施され、(+)(-)(-)(+)は次の(+)(-)(-)(+)の組に対応させることで、極性が相反することはない。
【００１３】
以上は本発明における好適な実施例を述べたものに過ぎず、これにより本発明の実施範囲を限定するものではない。本技術を熟知した者は、各種の異なる実施例と変更を、本発明の概括の精神と範囲を逸脱することなく実施することができ、本発明の範囲は、別添の特許出願範囲に限定されるものであり、本発明の特許出願範囲の意義に等しく、特許出願範囲内で実施する各種の修正はすべて本発明の特許出願範囲の範囲にあるとみなされることを理解していなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のTFT LCDパネルの回路構造図である。
【図２】従来のTFT LCDパネルのフレーム極性反転法（frame inversion）である。
【図３】従来のTFT LCDパネルのライン極性反転法（line inversion）である。
【図４】従来のTFT LCDのスキャン方式の概略図である。
【図５Ａ】本発明で1ライン極性反転（1Line Inversion）を使用した予備充電スキャン方式の概略図である。
【図５Ｂ】本発明で1ライン極性反転（1Line Inversion）を使用した予備充電スキャンパルス列の概略図である。
【図６Ａ】本発明で2ライン極性反転（2Line Inversion）予備充電スキャン方式の概略図である。
【図６Ｂ】本発明で2ライン極性反転（2Line Inversion）予備充電スキャンパルス列の概略図である。
【図７Ａ】本発明で1+2ライン極性反転（1+2Line Inversion）を使用した予備充電スキャン方式の概略図である。
【図７Ｂ】本発明で1+2ライン極性反転（1+2Line Inversion）を使用した予備充電スキャンパルス列の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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