KR100239092B1 - 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터(TFT) 등의 스위칭 소자와 화소전극이 매트릭스 형상으로 배열된 액티브 매트릭스형의 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이며, 표시 화면의 대형화, 고세밀화, 고개구율화의 결과로, 게이트선 부하가 증대하였어도, 화질 및 신뢰성이 우수하고 소비전력을 감소시키는 액정표시 장치의 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

첫째 단계에서 ΔV=0이 되도록 게이트 오프와 동일한 타이밍에서 보상전압을 출력함으로써 게이트 지연에 의한 DC의 발생을 억제할 수 있다. 그후, ΔV가 타켓 값이 되도록, 제 2 보상전압을 출력한다. 제 2 출력은 게이트 지연의 영향을 받지 않기 때문에 ΔV를 크게 할 수 있다.

Description

액정표시장치의 구동방법

본 발명은 박막 트랜지스터(TFT) 등의 스위칭 소자와 화소전극이 매트릭스형상으로 배열된 액티브 매트릭스형 액정표시 장치의 구동방법에 관한 것이다.

최근, 액티브 매트릭스형 액정표시 장치의 표시품질을 대폭 개선시키는 시도가 이루어져 있고, 화면의 깜박거림인 플리커(flicker), 혹은 고정(정지) 화상을 표시한 직후에 해당 화상이 타서 눌어 붙은 것같이 (버닝-인, burning-in) 잔존하여 눌어붙는 등의 문제(image sticking)를 개선하기 위한 기술이 다수 제안되어 있다. 상기 표시품질을 열화시키는 플리커 및 버닝-인도 액정의 유전율 이방성에 의해 표시화소내에 불가피하게 발생하는 DC(직류성분) 전압을 원인으로 하여 발생하는 것이다.

또한, 액티브 매트릭스형 액정표시 장치는 노트북형 컴퓨터 등의 포터블 기기에의 응용범위가 넓기 때문에 배터리로도 장시간 구동할 수 있도록 소비전력을 감소시키는 것에 관한 기술도 제안되기 시작했다.

액티브 매트릭스형 액정표시장치로서, 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)를 스위칭 소자에 사용한 액정표시장치의 구조를 간단히 설명한다. 우선, 어레이 기판과 대향기판의 2장의 유리 기판간에는 액정이 봉입되어 있다. 어레이 기판상에는 예를들면, 횡방향으로 다수의 게이트선이 형성되고, 절연막을 사이에 두고 다수의 데이터선이 종방향으로 형성되어 있다. 상기와 같이 종횡으로 형성된 게이트선과 데이터선으로 구획된 다수의 영역에 화소전극이 형성된 화소영역이 매트릭스형상으로 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선의 교차점 부근의 각 화소에는 각각 TFT가 형성되고, TFT의 게이트 전극은 게이트선에, 드레인 전극은 데이터선에 각각 접속되어 있다. 또한, 소스전극은 화소전극에 접속되어 있다. 게이트선은 게이트 구동회로에 의해 구동되고, 데이터선은 데이터선 구동회로에 의해 구동된다.

액티브 매트릭스형의 액정표시장치에는 액정의 화소용량이 작기 때문에 보조용량을 별도로 배치하고 있다. 보조용량에는 화소전극이 상기 화소의 TFT에 접속된 게이트선의 1개 앞의 게이트선에 포개어지는 부가 용량형(이른바 Cs-온-게이트(Cs-on-Gate)구조)과, 독립된 전용배선(축적 용량선)을 형성한 축적 용량형이 있다.

도 3에 부가 용량형의 보조 용량을 형성한 액정표시장치의 표시화소의 등가회로를 도시한다. 데이터선 구동회로(도시하지 않음)로부터 오는 다수의 데이터선(4)에 TFT(6)의 드레인 전극이 각각 접속되어 있다. TFT(6)의 게이트 전극은 게이트선 구동회로(도시하지 않음)에 접속된 다수의 게이트선(2)에 각각 접속되어 있다. TFT(6)의 소스전극은 표시전극에 접속되어, 표시전극과 대향 기판에 배치된 공통전극 사이에 봉입된 액정에 의해 액정용량 Cls(8)을 구성하고 있다. 표시전극은 일부가 전단의 게이트선(2), Gl에 포개져 보조용량 Cs(10)을 구성하고 있다. TFT(6)의 게이트와 소스간에는 기생용량 Cgs(12)가 존재하고 있다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 액티브 매트릭스형 액정표시 장치는 최근, 표시화면의 고세밀화, 표시화소 수의 대규모화의 요구가 고조되고, 그것에 따른 기술적인 문제도 생기고 있다. 예를들면, 이러한 액정표시 장치에 있어서, 액정의 유전율 이방성에 의해 불가피하게 발생하는 DC 성분을 보상하여 플리커 또는 버닝-인을 감소시키고, 또한 저소비 전력화를 가능하게 하는 방법이, 예를들면 특개평 7-157815호 공보 또는 특개평 7-140441호 공보 등에 기재되어 있다. 그러나 이러한 방법은 표시화면의 고세밀화, 표시화소수의 대규모화에 따른 게이트선의 미세화, 배선개수의 증대, 배선길이의 연장등으로 인해 게이트선의 저항 또는 부하용량이 증대되어 게이트 지연지 발생되는 점을 고려하지 않고, 게이트 지연 결과 생기는 표시화면의 좌우방향에서 레벨이 다른 DC 성분이라든지 계조(gradation)의 변동이 발생된다고 하는 문제에 관해서는 해결되지 않고 있다.

게이트 지연은 액정표시장치의 수요에 있어서 기대되는 고정밀화, 고개구율화를 고려하면 피할 수 없는 문제이다. 예를들면, 게이트 지연을 감소시키기 위해서는 게이트선을 굵게 하는 것을 고려할 수 있지만, 게이트선을 굵게 하는 것은 표시화소의 개구율을 저하시킬 것이며, 소정의 표시휘도를 얻으려면, 백라이트(backlight)의 광량을 증가시키지 않으면 안되어, 결과적으로 소비전력을 증대시키게 된다.

그리고 또한 특개평 5-100636호 공보에 기재된 방법은 표시의 고정밀화에 따른 기록시간의 단축에 의해 생긴 화소전위의 변동을 감소시키기 위해서 화소전압을 1 프레임당 2번 충전하도록 한 것이다. 그러나 상기 방법은 표시의 고세밀화에 따른 게이트의 온 시간의 단축에 대해 이루어진 것으로써, TFT의 게이트 소스간 기생용량에 의해 야기되는 화소전위의 변동분(이하, 피드스루전압(feedthrough)이라 한다)을 문제로 하지 않고, 또한 게이트 지연을 원인으로 하여 화면의 상이한 위치에서 상이한 피드스루 전압을 발생시키는 것을 고려하고 있지 않기 때문에, 상술한 방법과 같이 표시화소의 개구율의 저하를 초래하여, 결과적으로 소비전력을 증대시키게 된다.

여기에서 도 4a 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 액정구동방법을 설명한다. 본 설명에 있어서는 액정 인가전압이 큰만큼 표시휘도가 올라가는(노말 블랙) 방식의 액정표시장치를 전제로 하고 있다. 도 4a 내지 도 5c에 도시된 구동파형은 피드스루 전압을 보상함과 동시에, 실효치도 보상하도록 되어 있다. 여기에서 실효치 보상이란, 데이터선에 출력되는 계조 데이터의 전압 레벨이 전체적으로 낮아져도, 게이트선과 표시전극으로 구성되는 보조용량에 인가하는 전압을 조정함으로써 액정 인가 전압을 크게 되도록 한 것이다. 실효치 보상에 의해 데이터선에 출력하는 전압 레벨이 작아지더라도 액정에 대해 실질적으로 높은 휘도 또는 큰 전압을 얻을 수 있게 된다. 즉, 데이터선에 출력하는 전압 레벨을 낮게 할 수 있기 때문에 액정표시장치의 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.

도 4a 내지 도 4c는 Cs-온-게이트 구조의 액정표시장치에 대해 프레임 반전 구동을 시키는 경우에 있어서, 게이트선 구동회로에 가까운 측에서 게이트 지연이 발생하지 않는 입력파형 도 4a, 도 4b 및 액정구동파형 도 4c를 도시하고 있다.

도 4b의 게이트선 Gn+1에 입력된 게이트 신호(펄스폭: 1H(1수평주사기간))(22)에 의해, 해당 게이트선에 접속된 TFT가 온되고, 도 4c에 도시된 바와 같이 액정에 전압이 인가된다. TFT가 오프할 때, 게이트 신호(22)의 하강에 의해, 도 4c에 도시된 바와 같이 액정에의 기록 전압이 피드스루 현상에 의해 피드스루 전압 성분(28)만큼 저하한다.

그 후(예를들면 게이트 신호(22)의 하강으로부터 0.5H후), 앞의 게이트선 Gn의 전위를 Vcl으로 하여 보조용량 Cs에 전압을 인가함으로써, 도 4c에 도시된 바와 같이 피드스루 전압 보상 및 실효치 보상(30)을 행하고, 또한 Vcl의 상승후 1H 정도 뒤에 게이트선 Gn+1의 신호를 Vcl으로 함으로써 최종적인 실효치보상(32)을 행한다. 결과로서 프레임 1의 기간중 액정 전위는 Vlc(+)으로 된다.

다음에 액정을 교류 구동시키기 위한 프레임 2에서는 프레임 1과 마찬가지의 공정으로 액정전위가 Vlc(-)이 되도록, 저압 레벨 Vc2로 피드스루 전압 및 실효치 보상을 행한다.

이렇게 함으로서, Vlc(+)=Vlc(-)를 실현할 수 있고, DC 성분이 없는 소비전력을 억제한 액정표시를 행할 수 있게 된다.

그러나, 먼저 설명한 바와 같이 게이트 지연이 발생하고 있는 경우에는 예를 들면, 게이트선 종단부에 근접함에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이 게이트 신호의 파형은 왜곡되어지고, 게이트 오프 타이밍은 lH보다 △t만큼 길게 된다. 그결과, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 게이트 지연이 없는 경우(도 4a 내지 도 4c)와 비교하여, 게이트가 온하고 있는 시간이 길어진 만큼 게이트 소스간에 전류가 흐르기 때문에 피드스루량은 감소한다. 그러나, 피드스루 전압 및 실효치 보상을 위한 Vc1, Vc2의 정압 레벨은 변하지 않기 때문에, 프레임 1에서는 원하는 액정 전위(도 5c의 점선)보다 큰 액정전위로 된다. 또한, 프레임 2에서는 반대로 작은 액정전위로 된다. 이 때문에, DC 성분 Vdc(Vdc=Vlc(+)-Vlc(-))가 발생한다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 게이트선 구동회로에 근접한 쪽의 화소(도면중 공급전압측)에서는 원하는 피드스루 실효치 보상이 행해지지만, 게이트선 종단부에 근접해지면 DC 성분이 발생하고, 종단부에 근접한 마큼의 DC 성분의 크기가커지게 된다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같은 구동파형을 사용한 경우를 고찰한다. 도 8a 내지 도 8c의 구동파형은 게이트선 Gn+1에 입력된 게이트 신호(22)가 하강하는 타이밍과, 앞의 게이트선 Gn의 레벨을 전위 Vcl으로 하는 타이밍을 일치시키도록 하고 있다. 상기와 같이 하면, 게이트 종단부에 근접해 감에 따라 게이트 지연에 따라서 피드스루 전압이 작게 되어도, 동시에 보상전위 Vcl도 지연에 의해 외관상 작게 되기 때문에 액정전위에 DC 성분을 발생시키지 않도록 할 수 있다.

그러나, 상기 구동방법인 경우에는 보상전위 Vc1이 게이트 종단부에 근접해감에 따라 외관상 작게 되기 때문에, 액정전위의 진폭을 바꾸기 위한 실효치 보상을 충분히 행할 수 없게 된다. 도 9c에 도시된 바와 같이 액정전위는 DC 성분의 발생은 없지만 (V'lc(+)= V'lc(-))가 도면 중 점선으로 나타낸 원하는 액정전위(Vlc(+), Vlc(-))보다 작은 액정전위 V'lc(+) 및 V'lc(-)로 된다.

그 결과, 도 10에 도시된 바와 같이 게이트선 구동회로에 가까운 쪽의 화소(공급전압측)에서는 원하는 피드스루 실효치 보상이 행해지지만, 게이트선 종단부에 근접하면, 휘도가 저하되어 버린다. 표시화면 전체에서 휘도 얼룩짐이 생긴다. 그러므로, 어느 방법의 구동에 있어서도 게이트 지연의 존재에 의해, 피드스루 전압의 보상과 실효치의 보상을 동시에 행하고, 플리커라든지 버닝-인을 감소시키고 또한 저소비 전력화를 가능하게 할 수는 없다.

본 발명의 목적은 액티브 매트릭스형의 액정표시 장치에 있어서, 표시화면의 대형화, 고세밀화, 고개구율화의 결과, 게이트선 부하가 증대되었다고 해도, 화질, 신뢰성이 우수하고, 소비전력을 감소시키는 액정표시 장치의 구동방법을 제공하는 것에 있다.

TFT를 스위칭 소자에 사용하는 액티브 매트릭스형 액정표시 장치인 경우, 게이트 신호의 전위변화 ΔVg가 게이트 소스간 기생용량을 통해 피드스루 전압 ΔVg＊Cgs/Call로서 화소전위에 대하여 음의 방향으로 발생한다. 여기에서, Cgs는 게이트 소스간 기생용량, Call은 화소 전체에서의 용량이다. 여기에서는 Call= Cs+Cgs+Clc(단지, Cs는 보조용량, Clc는 액정용량)으로 하였다.

또한, 피드스루 전압은 액정의 유전율 이방성에 의해 그 용량이 변화하기 때문에, 액정 인가 전압이 다르면 다른 값을 갖는다. 피드스루 전압을 보상하는 원리로서는 Cs를 통해, 양, 음 기록에 따라 2개의 다른 보상전압 Vc(+), Vc(-)를 주는 것에 의해, 화소전위 변화량으로서,

Vc(+)＊Cs/ Call,

Vc(-)＊Cs/ Call

를 중첩시키고, 이하의 식 (1)을 만족시킴으로써, 액정의 용량변화에 관계없이 DC의 발생을 억제하도록 한 것이다.

(Vc (+)＊Cs/ Call- Vg＊Cgs/ Call)

=(Vc (-)＊Cs/ Call- Vg＊Cgs/ Call)

=ΔV ..............(1)

또한, 2개의 보상전압의 진폭을 크게 함으로써, 액정 인가 전압을 신호선으로부터 공급되는 전압보다 식 (1)에 나타낸 ΔV만큼 큰 값으로 하는 것이 가능하게 되고, 소스 구동의 출력전압을 감소시키고, 구동전력의 감소를 가능하게 할 수 있다.

그러나, 상기 구동의 문제점은 게이트 전압의 신호지연(독립 Cs인 경우에는 Cs선과 게이트선과의 양방에서의 신호 지연)의 영향을 받은 것이다. 게이트 지연에 의해 게이트선의 종단부에서는 피드스루 전압이 작아지기 때문에, Cs를 통해 보상하는 전압쪽이 커지게 되어 DC 성분이 발생한다.

이것을 해결하는 하나의 방법으로서, 게이트가 오프하는 타이밍과 보상전압을 출력하는 타이밍을 조정하는 것을 고려할 수 있지만, 상기 방법을 사용하면 DC 성분의 발생은 억제될 수 있지만, 2개의 보상전압의 진폭을 크게 하면 액정 인가 전압이 변동하는 결점을 갖게 된다. 그 결과, ΔV를 크게 할 수 없고, 구동전력을 감소시키는 것이 곤란하게 된다.

본 발명에서는 보상전압을 2 회로 나누어 출력함으로써 상기 문제를 해결하고 있다. 그것은, 1회째에 ΔV=0가 되도록 게이트 오프와 동일한 타이밍에서 보상전압을 출력함으로써 게이트 지연에 의한 DC의 발생을 억제하게 된다. 그 후, ΔV가 목적의 값이 되도록, 2회째의 보상전압을 출력하는 방법이다. 2회째의 출력은 게이트 지연의 영향을 받지 않기 때문에 ΔV를 크게 할 수 있다.

즉, 상기 목적은 게이트선에 게이트 신호를 인가하여 박막 트랜지스터를 온 시켜 데이터선의 화소신호를 표시전극으로 충전함과 동시에, 보조용량에 피드스루 전압 보상전압을 인가하여 피드스루 전압 보상을 한 후, 실효치 보상전압을 인가하여 각 화소영역의 액정에 소정의 액정전위를 주는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법에 의해 달성된다.

또한, 상기 목적은 상기의 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 피드스루 전압 보상전압은 게이트 신호가 하강하는 타이밍에 거의 일치하여 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법에 의해 달성된다.

그리고 또한 상기 목적은 상기 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 실효치 보상전압은 피드스루 전압 보상전압의 인가후 상기 박막 트랜지스터가 오프한 후에 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법에 의해 달성된다.

또한 상기 목적은 상기 액정표시 장치의 구동방법에 있어서, 상기 보조 용량은 상기 게이트선의 앞의 게이트선과 상기 표시전극으로 구성되고, 상기 피드스루 전압 보상전압 및 실효치 보상전압은 상기 앞의 게이트선에 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법 또는 상기 보조 용량은 독립한 축적용량선과 표시전극으로 구성되고, 피드스루전압 보상전압 및 실효치 보상전압은 축적용량선에 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치의 구동방법에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면, TFT/LCD의 구동방법, 전압설정방법에 있어서, 구동전력의 감소, 액정의 유전율 이방성에 의한 DC 전압발생의 억제, 게이트 지연에 의한 액정 인가 전압의 변동을 억제함으로써 표시화질의 개선, 신뢰성의 향상, 소비전력의 감소를 도모할 수 있게 된다.

제1a도 내지 제1e도는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제2a도 내지 제2b도는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제3도는 Cs-온-게이트 구조의 액정표시 장치의 등가회로를 도시한 도면.

제4a도 내지 제4c도는 종래의 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제5a도 내지 제5c도는 종래의 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제6도는 종래의 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제7도는 종래의 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제8a도 내지 제8c도는 다른 종래의 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제9a도 내지 제9c도는 다른 종래의 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제10도는 다른 종래의 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제11a도 내지 제11c도는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

제12a도 내지 제12b도는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시 장치의 구동방법을 설명하는 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

2 : 게이트선 4 : 데이터선

6 : TFT 8 : Clc

10 : Cs 12 : Cgs

20,22,24,26 : 게이트 신호

본 발명의 실시예에 의한 액정표시 장치의 구동방법을 도 1a 내지 도 2b를 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명의 실시예에 있어서 사용한 액정표시장치는 TFT를 스위칭 소자에 사용한 액티브 매트릭스형의 액정표시 장치에 있어서, 소위, Cs-온-게이트 구조를 갖고, 종래의 기술에 있어서 도 3에서 설명한 것과 마찬가지이다. 따라서, 여기에서는 그 설명은 생략한다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 있어서 게이트선의 구동파형으로서 2 종류의 파형을 도시하고 있다. 실선으로 나타낸 파형은 게이트선 구동회로에 근접한 쪽의 파형으로서, 게이트 지연은 생기지 않기 때문에 파형은 왜곡되지 않는다. 점선으로 나타낸 파형은 게이트선 구동회로로부터 멀고, 게이트선 종단부에 근접한 측의 파형에 있어서 게이트 지연에 의해 파형이 왜곡되어 있는 것을 나타내고 있다.

우선 처음에 게이트 지연이 없는 경우(실선의 파형)에 대하여 설명한다.

도 1b에 도시된 바와 같이 n+1번째의 게이트선 Gn+1에 입력된 게이트 신호(펄스폭: 1H (1수평 주사기간))(22)에 의해 상기 게이트선에 접속된 TFT가 온되고 도 1c에 도시된 바와 같이 액정에 전압이 인가되며, TFT가 오프할 때 게이트 신호(22)의 하강에 의해 도 1c에 도시된 바와 같이 액정에의 기록전압이 피드스루 현상에 의해 피드스루전압 분량만큼 저하한다.

그러나, 게이트선 Gn+1에 입력된 게이트 신호(22)가 하강의 타이밍에 일치시켜, 도 1a에 도시된 바와 같이 앞의 게이트선 Gn의 레벨을 전위 Vcla로 끌어올려 피드스루 전압 보상을 행한다. 전위 Vcla는 게이트 지연을 고려하지 않은 전압을 보상하는 전압 레벨로 설정해 두어도 무방하다.

다음에 예를들면, 1H 후에, 게이트선 Gn+1의 전위를 Vcla로 끌어올리는 동시에 앞의 게이트선 Gn의 전위를 Vcla에서 Vclb로 끌어올린다. 게이트선 Gn+1의 전위를 Vcla로 하는 것은 다음의 게이트선 Gn+2에 접속된 화소의 액정에 대한 피드스루 전압 보상을 하고 있는 것이 된다.

그리고 예를들면, 1H 후에 게이트선 Gn+1의 전위를 Vclb로 함으로써 게이트선 Gn+1에 접속된 화소에 대한 최종적인 실효치 보상이 행해진다(도 1c).

상기와 같이 본 발명의 구동방법은 피드스루 전압 보상전위 Vcla와 실효치 보상전위 Vclb를 2단계로 나누어 보조용량 Cs에 인가시키도록 하고 있다. 도 1a 내지 도 1e에 도시된 바와 같이 피드스루 전압 및 실효치 보상 결과, 프레임 1의 기간중 액정전위는 Vlc(+)로 된다.

다음에 액정을 교류 구동시키기 위해 프레임 2에서는 프레임 1과 같은 공정으로 액정전위가 Vlc(-)로 되도록, 전압 레벨 Vc2a에서 피드스루 전압 보상을 행하게 하고, 다음에 Vc2b에서 실효치 보상을 행하도록 하고 있다.

다음에 게이트 지연이 생긴 경우(도 1a 내지 도 1e 중 점선의 파형)에 대하여 설명한다.

도 1b에 도시된 바와 같이 n+1번째의 게이트선 Gn+1에 입력되고 게이트 지연에 의해 파형이 왜곡된 게이트 신호(22)에 의해, 상기 게이트선에 접속된 TFT가 온되고, 도 1c에 도시된 바와 같이 액정에 전압이 인가된다. TFT가 오프할 때 게이트 신호(22)의 하강에 의해 도 1c에 도시된 바와 같이 액정에의 기록 전압이 피드스루 현상에 의해 피드스루 전압 분량만큼 저하하지만, 도 1d에 도시된 바와 같이 게이트 지연이 생기고 있으면 게이트가 온하고 있는 시간이 길게 되어 게이트 소스 간에 전류가 흐르기 때문에 게이트 지연이 없는 경우에 비해 피드스루량은 감소한다.

그러나, 게이트선 Gn+1에 입력된 게이트 신호(22)가 하강하는 타이밍과, 앞의 게이트선 Gn의 레벨을 전위 Vcla로 하는 타이밍을 일치시키고 있기 때문에, 게이트 종단부에 근접함에 따라 피드스루 전압이 작게 되어 있어도, 동시에 피드스루 보상 전위 Vcla도 지연에 의해 작게 되어 가기 때문에, 게이트선 구동회로로부터 입력되는 피드스루 보상 전압은 게이트 지연을 고려하지 않아도, 액정전위 DC 성분을 발생시키지 않도록 할 수 있다.

상기와 같이 제 1단계에서 게이트 지연에 의한 피드스루 전압의 변동을 정확히 보상하기 때문에, 다음의 예를들면, 1H 후에, 제 2단계로서 게이트 지연이 없는 경우와 완전히 같게 하여 실효치의 보상이 행하여진다. 즉 게이트선 Gn+1의 전위를 Vcla로 끌어올리는 동시에 앞의 게이트선 Gn의 전위를 Vcla에서 Vclb로 끌어올린다. 그리고 예를들면, 1H 후에 게이트선 Gn+1의 전위를 Vclb로 함으로써 게이트선 Gn+1에 접속된 화소에 대한 최종적인 실효치 보상이 행하여진다(도 1c).

상기와 같이 본 발명의 구동방법은 피드스루 전압 보상전위 Vcla와 실효치 보상전위 Vclb를 2단계으로 나누어 보조용량 Cs에 인가시키도록 하고 있다. 그리고 제 1 단계에서 피드스루 전압 보상을 한 후에 실효치 보상을 시키도록 하기 때문에, 실효치 보상이 게이트 종단부에 근접해 감에 따라 작아지는 일은 없어진다.

프레임 2에 있어서도 프레임 1과 같이, 전압레벨 Vc2a에서 피드스루 전압 보상을 행하고, 다음에 Vc2b에서 실효치 보상을 행하도록 하고 있다. 이렇게 함으로써, 도 2a, 도 2b에 도시된 바와 같이, 게이트선 전역에서 피드스루 전압에 의한 액정전위에 DC 성분이 발생하지 않으며, 실효치 보상의 변동에 의한 표시의 휘도 얼룩짐도 발생하지 않고, 저소비 전력으로 구동할 수 있는 액정표시장치를 실현할 수 있게 된다.

도 11a 내지 도 11c에 Cs-온-게이트 구조의 액정표시 장치에 대하여 프레임 반전구동을 시킨 경우에서의 구동파형의 실시예를 예시한다. 본 실시예에서 사용한 각 용량비, 실효치 보상량(식(1)의 ΔV)은 각각,

Cgs/ Cs= 0.2

Cs/ Call= 0.2(Call= Cs+ Cgs+ Clc)

ΔV= 1.2V

이다.

또한, 게이트선 종단측에서의 지연은 도 11c에서 도시된 바와 같이, 시정수 5μsec의 것과, 10μsec의 것을 사용하였다.

구동전압과 타이밍은 게이트 온 전압 20V를 1H기간 출력후, 게이트 오프와 동일한 타이밍에서 제 1 보상전압(프레임 1에서는 4V, 프레임 2에서는 6V)을 출력하여 피드스수 전압의 보상을 행하여, 1H 기간후에 제 2 보상전압(프레임 1에서는 5V, 프레임 2에서는 7V)를 출력하여, 실효치의 보상을 행하는 방식으로 하였다.

게이트 지연에 의거한 게이트 신호 공급전압측과 종단측에서의 DC 성분의 발생에 대하여, 본 실시예에 의한 구동방법과 종래의 구동방법을 비교한 도 12a를 참조하여 설명한다. 이 도면에 도시된 종래의 구동방법은 도 4a 내지 도 4c에 도시된 종래의 구동방법과 마찬가지이다. 단지, 도 4a 내지 도 4c의 구동방법에서는 게이트 신호(22)의 상승으로 부터 0.5H 기간후에 Vc1, Vc2를 출력하도록 하고 있었지만, 본 실시예에 있어서의 비교예에서는 게이트 신호(22)의 상승으로부터 1H 기간 후에 Vc1, Vc2를 출력하도록 하고 있다. 상기 종래의 구동방법에서는 게이트 지연 5μsec인 경우에 약 120mV, 게이트 지연 10μsec인 경우에 약 200mV의 DC 성분의 변동이 생겼다. 본 발명의 지연보상 구동에 의한 DC 성분의 발생은 게이트 지연 5μsec인 경우에 약 20mV, 게이트 지연 10μsec인 경우에 약 30mV 정도로 억제되는 것을 확인 할 수 있었다.

다음에, 본 발명의 구동방법과 종래의 구동방법의 게이트 지연에 의한 휘도 변화를 도 12b를 참조하여 설명한다. 도 12b의 세로축은 액정의 투과율 50%에서의 소스 구동의 출력전압의 변동량을 나타내고 있다.

이 도면에 도시된 종래의 구동방법은 도 8a 내지 도 8c에 도시된 종래의 구동방법과 같다. 상기 종래의 구동방법에서는 게이트 지연 5μsec인 경우에 약 120mV, 게이트 지연 10μsec인 경우에 약 150mV의 변동이 발생하였다. 본 발명의 지연보상 구도에서는 게이트 지연 5μsec, 10μsec인 경우에 모두 약 20mV 정도까지 변동이 억제됨을 확인할 수 있었다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.

예를들면, 상기 실시예에서는 본 발명을 프레임 반전의 구동방법에 적용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 이른바 공통반전, H 공통 반전에 의한 구동에도 용이하게 적용할 수 있다.

또한 상기 실시예에 있어서는 앞의 게이트선 상에 보조용량을 구성한 액정표시 장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 축적 용량선을 별도로 구비한 보조용량형 액정표시 장치에도 물론 적용가능하다.

또한, 앞의 게이트선에 입력하는 피드스루 전압 보상신호 Vc1a, 및 Vc2a는 게이트 신호의 하강과 거의 같은 타이밍으로 상승하는(또는 하강)것이 필요하지만, 실효치 보상전압 Vc1b, Vc2b의 입력은 Vc1a, Vc2a에 대하여 상기 발명의 형태로 예시된 바와 같은 1H의 기간후일 필요는 없고, 1H보다 길어도, 짧아도 관계없다. 단지 1H 보다 짧게 하는 경우에는 피드스루 전압 보상이 완료한 후일 필요가 있기 때문에, 적어도 게이트 지연 시간을 고려하여 결정할 필요가 있다.

Claims (10)

1. 화소 영역 어레이로 분할되는 액정 표시 장치 - 각 화소 영역 어레이는 표시 전극들의 라인에 있는 다른 표시 전극들을 구동하기 위한 다른 박막 트랜지스터들과 함께 게이트 라인을 따라 부착되는 박막 트랜지스터를 통해 구동되는 표시 전극을 가지고, 상기 표시 전극들은 보조 용량을 형성하기 위해 또다른 라인에 결합된다 - 의 동작 방법에 있어서, ① 상기 표시 전극들의 라인의 상기 박막 트랜지스터들에 상기 게이트 라인을 통해서 게이트 라인 신호를 인가하는 단계와, ② 상기 표시 전극들로 먼저 상기 게이트 라인 신호의 하강시에 피드스루 보상 전압을 공급한 후에, 실효치 보상 전압을 공급하는 단계를 포함하는, 액정 표시 장치 동작 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 표시 전극들의 라인의 상기 보조 용량들을 충전시키기 위해 상기 또다른 라인으로 상기 피드스루 보상 전압과 상기 실효치 보상 전압을 인가하는 단계를 포함하는 액정표시 장치 동작 방법.
3. 화소 영역 어레이로 분할되는 액정 표시 장치 - 각 화소 영역 어레이는 표시 전극들의 라인에 있는 다른 표시 전극들을 구동하기 위한 다른 박막 트랜지스터들과 함께 게이트 라인을 따라 부착되는 박막 트랜지스터를 통해 구동되는 표시 전극을 가지고, 상기 표시 전극들은 보조 용량을 형성하기 위해 인접한 행의 박막 트랜지스터들의 또다른 게이트 라인에 결합된다 - 의 동작 방법에 있어서, ① 상기 표시 전극들의 라인의 상기 박막 트랜지스터들로 상기 게이트 라인을 통해서 게이트 라인 신호를 인가하는 단계와, ② 상기 또다른 게이트 라인을 통해서 상기 표시 전극들로 먼저 상기 게이트 라인 신호의 하강시에 피드스루 보상 전압을 공급한 후에, 실효치 보상 전압을 공급하는 단계를 포함하는, 액정 표시 장치 동작 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 표시 전극들의 라인의 상기 보조 용량들을 충전시키기 위해 상기 또다른 게이트 라인으로 상기 피드스루 보상 전압과 상기 실효치 보상 전압을 인가하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 동작 방법.
5. 화소 영역 어레이로 분할 되는 액정 표시 장치 - 각 화소 영역 어레이는 표시 전극들의 라인에 있는 다른 표시 전극들을 구동하기 위한 다른 박막 트랜지스터들과 함께 게이트 라인을 따라 부착되는 박막 트랜지스터를 통해 구동되는 표시 전극을 가지고, 상기 표시 전극들은 보조 용량을 형성하기 위해 또다른 라인에 용량적으로 결합된다 - 에 있어서, ① 상기 표시 전극들의 라인의 상기 박막 트랜지스터들로 상기 게이트 라인을 통해서 게이트 라인 신호를 인가하는 구동 수단과, ② 상기 표시 전극들의 라인으로 먼저 상기 게이트 라인 신호의 하강시에 피드스루 보상 전압을 공급한 후에, 실효치 보상 전압을 공급하는 보상 수단을 포함하는, 액정 표시 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 또다른 라인은 상기 표시 전극들의 또다른 라인의 게이트 라인인, 액정 표시 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 또다른 라인은 독립적인 저장 용량 라인인, 액정 표시 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 또다른 라인은 인접한 행의 표시 전극들에 대한 게이트 라인인, 액정 표시 장치.
9. 화소 영역 어레이로 분할되는 액정 표시 장치 - 각 화소 영역 어레이는 표시 전극들의 라인에 있는 다른 표시 전극들을 구동하기 위한 다른 박막 트랜지스터들과 함께 게이트 라인을 따라 부착되는 박막 트랜지스터를 통해 구동되는 표시 전극을 가지고, 상기 표시 전극들은 보조 용량을 형성하기 위해 또다른 게이트 라인에 용량적으로 결합된다 - 에 있어서, ① 상기 표시 전극들의 라인의 상기 박막 트랜지스터들로 상기 게이트 라인을 통해서 게이트 라인 신호를 인가하는 구동 수단과, ② 상기 표시 전극들의 라인으로 먼저 상기 게이트 라인 신호의 하강시에 피드스루 보상 전압을 공급한 후에, 상기 표시 전극들의 상기 라인의 상기 보조 용량들을 충전시키기 위해서 상기 또다른 게이트 라인을 통해서 실효치 보상 전압을 공급하는 보상 수단을 포함하는, 액정 표시 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 또다른 게이트 라인은 인접한 행의 표시 전극들에 대한 게이트 라인인, 액정 표시 장치.