KR20060005161A

KR20060005161A - 액정 표시 장치 및 그의 구동방법

Info

Publication number: KR20060005161A
Application number: KR1020040054041A
Authority: KR
Inventors: 손선규; 이준표
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-01-17

Abstract

액정 표시 장치 및 그의 구동 방법이 제공된다. 액저 표시 장치는, 게이트 온 신호가 인가되는 다수의 게이트 라인과, 다수의 게이트 라인에 직교하며, 게이트 온 신호에 따라 데이터 신호를 출력하는 다수의 데이터 라인과, 한 프레임 시간 동안 다수의 게이트 라인에 순차적으로 제1 펄스의 게이트 온 신호를 공급하고, 한 프레임 시간 중에 STV 신호가 두 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 순차적으로 제2 펄스의 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부와, 제1 펄스의 게이트 온 신호가 순차적으로 출력됨에 따라 다수의 데이터 라인에 정상 데이터 신호를 인가하여 화상 신호를 출력하고, 제2 펄스의 게이트 온 신호가 공급되는 동안 블랙 데이터 신호를 인가하여 블랙 데이터 삽입이 이루어지도록 하는 데이터 구동부를 포함한다.

액정 표시 장치, 블랙 데이터, 게이트 온 인에이블

Description

액정 표시 장치 및 그의 구동방법{Liquid crystal display device and driving method for the same}

도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 임펄시브 구동 방식을 설명하기 위한 각종 신호의 타이밍도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 구조도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블록도이다.

도 4는 상기 게이트 집적 회로에 인가되는 OE 신호 및 STV 신호 배선을 나타낸 몽블랑 구조의 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 구조도이다.

도 5는 STV, CPV, OE신호, 내부 OE 신호 및 이들 신호에 따라 인가되는 게이트 온 신호를 함께 나타낸 파형도이다.

본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 컬러 필터(Color filter) 등이 형성되어 있는 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.

이러한 액정 표시 장치는 액정 분자 자체의 응답 속도가 느리기 때문에 화면이 선명하지 못하고 흐릿해지는(bluring) 현상이 발생하므로, 문제를 해결하기 위하여 짧은 시간 동안 블랙 데이터를 삽입하는 임펄시브 구동 방식이 개발되었다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 임펄시브 구동 방식을 설명하기 위한 각종 신호의 타이밍도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 구조도이다.

일반적으로, 블렉 데이터 삽입은, 정상 데이터 출력에 방해되지 않도록 설계되어야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 한 프레임 시간 중 1/2 프레임 시간에, 블랙 데이터를 삽입하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 임펄시브 구동 방식에 따르면, 먼저, 수직 동기 시작 신호(STV)는 프레임 시작을 알리는 펄스로, 상기 한 프레임 시간 중에, 정확히 1/2 프레임 시간에 또 한번의 펄스가 발생된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 구동 집적 회로가 6개라고 가정하면, 제1 게이트 온 인에이블 신호(OE1)는 제1 내지 제3 게이트 구동 집적 회로(1, 2, 3)에 인가되고, 제2 게이트 온 인에이블 신호(OE2)는 제4 내지 제6 게이트 구동 집적 회로(4, 5, 6)에 인가된다.

즉, 제1 내지 제3 게이트 구동 집적 회로(1, 2, 3)가 화상 데이터를 충전하 기 위한 게이트 온 신호(Von1)를 출력할 시점에, 상기 제4 내지 제6 게이트 구동 집적 회로(4, 5, 6)는 블랙 데이터를 충전하기 위한 게이트 온 펄스(Von2)를 인가한다.

또한, 제4 내지 제6 게이트 구동 집적 회로(4, 5, 6)가 화상 데이터를 충전하기 위한 게이트 온 신호(Von1)를 출력할 시점에, 상기 제1 내지 제3 게이트 구동 집적 회로(1, 2, 3)는 블랙 데이터를 충전하기 위한 게이트 온 펄스(Von2)를 인가한다.

이와 같은 방식으로, 두 펄스가 시간적으로 겹치지 않게 하기 위하여, 서로 다른 두개의 게이트 온 인에이블 신호(OE1, OE2)를 게이트 구동 집적 회로(1~6)들에 나누어 인가하여 주는 방식을 채택하고 있다. 상술한 바와 같이, 1/2 프레임 시간에 블랙 데이터를 삽입할 경우, OE 신호용 배선이 두개 필요하게 된다.

이와 같이 구동 방식으로, 1/6 또는 5/6 프레임 시간에 블랙 데이터를 삽입할 경우, 총 6개의 OE 신호용 배선이 필요하게 된다.

특히, 몽블랑 구조를 갖는 액정 표시 장치의 경우에서, 이와 같은 임펄시브 구동 방식을 채택할 경우, 패널 내에 패터닝되는 배선수가 증가하여 배선폭 감소에 따른 배선 저항이 증가하는 문제점이 있었다.

한편, 상기 몽블랑 구조를 갖는 액정 표시 장치는, 게이트 집적 회로가 액정 패널에 직접 실장되어 있으며 이들 집적 회로에 인가되는 배선도 액정 패널에 함께 패터닝된 구조를 갖는 액정 표시 장치를 말한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 게이트 구동부에 인가되는 신호선의 개수를 최소화하여, 배선폭이 컴팩트하게 설계되지 않아 배선 저항을 최소화하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 별도의 OE 신호선을 추가하지 않고도 블랙 데이터 삽입 방식으로 액정 패널을 구동시킬 수 있는 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 게이트 온 신호가 인가되는 다수의 게이트 라인과, 상기 다수의 게이트 라인에 직교하며, 상기 게이트 온 신호에 따라 데이터 신호를 출력하는 다수의 데이터 라인과, 한 프레임 시간 동안 다수의 게이트 라인에 순차적으로 제1 펄스의 게이트 온 신호를 공급하고, 상기 한 프레임 시간 중에 STV 신호가 두 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 순차적으로 제2 펄스의 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부와, 상기 제1 펄스의 게이트 온 신호가 순차적으로 출력됨에 따라 상기 다수의 데이터 라인에 정상 데이터 신호를 인가하여 화상 신호를 출력하고, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호가 공급되는 동안 블랙 데이터 신호를 인가하여 블랙 데이터 삽입이 이루어지도록 하는 데이터 구동부를 포함한다.

이때, 상기 STV 신호가 한 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 상기 제1 펄스의 게이트 전압을 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 펄스의 게이트 온 신호는 상기 OE 신호가 로우 레벨 일 때 인가되며, 상기 OE 신호는 한 프레임 시간 동안 제1 구간과 상기 제1 구간에서의 상기 OE 신호가 반전되어 인가되는 제2 구간을 포함하고, 상기 제1 펄스의 게이트 온 신호는 상기 제1 구간에서 발생되고, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호는 상기 제2 구간에서 발생될 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 먼저, 한 프레임 시간 동안 다수의 게이트 라인에 순차적으로 제1 펄스의 게이트 온 신호를 공급하고, 상기 한 프레임 시간 중에 수직 동기 시작 신호가 두 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 제2 펄스의 게이트 온 신호를 공급한다. 다음, 상기 제1 펄스의 게이트 온 신호가 순차적으로 출력됨에 따라 상기 다수의 데이터 라인에 정상 데이터 신호를 인가하여 화상 데이터를 출력하고, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호가 공급되는 동안 블랙 데이터 신호를 인가하여 블랙 데이터 삽입이 이루어지도록 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명 세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 구동부(110)와 데이터 구동부(120)가 형성된 액정 패널(100), 외부로부터의 신호에 응답하여 액정 패널(100)을 제어하는 타이밍 제어부(200) 를 포함한다.

타이밍 제어부(200)는 각종 타이밍 신호를 생성하여 게이트 구동부(110)와 데이터 구동부(120)를 제어한다. 즉, 외부로부터 제공되는 수평 동기 신호인 Hsync(Horizontal synchronizer) 신호에 동기되어 데이터 구동부에서 영상 데이터 신호(DATA)를 아날로그 값으로 변환하여 그 데이터 신호를 데이터 라인에 인가하도록 제어하는 수평 동기 시작 신호인 STH(Start Horizontal) 신호를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 또한, 수직 동기 신호인 Vsync(Vertical synchronizer) 신호에 동기되어 수직 동기 시작 신호인 STV(Start vertical) 신호를 게이트 구동부(110)로 출력한다.

또한, 게이트 구동신호의 주기를 결정하는 게이트 클럭신호인 CPV(Clock Pulse Vertical) 신호, 게이트 구동신호를 인에이블시키는 게이트 온 인에이블 신호인 OE(Output Enable) 신호를 게이트 구동부(110)로 출력한다.

한편, 액정 패널(100)은 제1 방향으로 연장된 다수의 게이트 라인(G1~Gn), 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장된 다수의 데이터 라인(D1~Dm), 게이트 라인들과 데이터 라인들(D1~Dm)에 연결된 박막 트랜지스터(130) 및 박막 트랜지스터 (130)에 연결된 화소전극(140)으로 이루어진다.

또한, 액정 패널(100)에는 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 구동신호를 인가하기 위한 게이트 구동부(110)와 데이터 라인들(D1~Dm)에 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터 구동부(120)가 구비된다. 구체적으로, 액정 패널은 박막 트랜지스터 기판, 컬러필터기판(미도시), 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터기판 사이에 형성된 액정층(미도시)으로 이루어지고, 게이트 라인들(G1~Gn), 데이터 라인들(D1~Dm), 박막 트랜지스터(130) 및 화소전극(140)은 박막 트랜지스터 기판 상에 형성된다.

데이터 구동부(120)는 수평 동기 시작 신호(STH)에 응답하여 액정 패널(100)의 각 화소에 인가되는 데이터 신호를 생성한다. 여기서, 데이터 신호는 각 화소를 충전시키기 위한 충전 전압이다.

게이트 구동부(110)는 타이밍 제어부(10)에서 출력하는 게이트 클럭(CPV)와 게이트 온 인에이블 신호(0E)를 입력받아 두 신호(CPV, OE)에 동기하는 게이트 온 신호(Von)를 게이트 선에 순차적으로 인가한다.

다음은, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 패널 구조 및 게이트 구동부에 OE 및 STV 신호를 인가하기 위한 배선 구조를 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 게이트 집적 회로의 개수가 6개라고 가정하면, 상기 6개의 게이트 집적 회로(111~116) 각각에 상기 OE 신호용 배선(10)이 연결되어 있다.

또한, STV 신호는 제1 게이트 집적 회로(111)에만 인가되고, 다음의 게이트 집적 회로(112~116)에는 케리 신호(Carry)로서 전달된다.

그러므로, 상기 STV 신호용 배선(20)이 상기 제1 게이트 집적 회로(111)에 연결되고, 각각의 게이트 집적 회로 사이에 케리 신호용 배선(30)이 연결되어 있다.

한편, 몽블랑 구조의 액정 표시 장치에서 상기 패널 상에 패터닝되는 배선수는 배선 저항을 고려하여, 최소의 개수로 설계되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는, STV 신호 및 OE 신호용 배선이 각각 하나씩 형성되어 있으며, 블랙 데이터 삽입에 따른 임펄시브 구동 방식을 채택하는 경우에도, 이러한 배선 구조가 적용될 수 있도록 한다.

그러면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 먼저, 타이밍 제어부(200)는 외부로부터 제공되는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync) 및 메인 클록 신호(Mclk)에 따라 게이트 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)를 구동하기 위한 디지털 신호를 생성한다. 특히 게이트 온 신호(Von)의 인가 시작을 명령하 는 수직 동기 시작 신호(STV)와 게이트 클록 신호(CPV)에 동기하여 게이트 온 인에이블 신호(OE)를 출력한다. 이때, 상기 게이트 온 인에이블 신호(OE)는 게이트 집적 회로 내부에서 가공되어져 반전되는 구간을 갖는데, 반전되지 않는 구간을 제1 구간(a)이라 하고, 상기 반전되는 구간을 제2 구간(b)으로 명명하여 설명한다.

상기 게이트 온 인에이블 신호(OE)는 게이트 집적 회로 내부로 인가되면서, 상기 블랙 데이터 삽입을 위한 게이트 온 인에이블(OE) 신호가 반전되어 나타나는 제2 구간(b)을 갖는다.

한편, 게이트 집적 회로의 출력 전압인 상기 게이트 온 신호(Von)는 상기 게이트 온 인에이블 신호(OE)가 로우 레벨일 때 인가된다.

즉, 상기 제1 구간(a)에서, 제1 펄스의 게이트 온 신호(Von1)가 인가될 수 있으며, 상기 제2 구간(b)에서, 제2 펄스의 게이트 온 신호(Von2)가 인가될 수 있다.

이때, 상기 수직 동기 시작 신호(STV)가 게이트 클럭 신호(CPV)의 한 클럭 시간 동안 하이 레벨이 유지되는 시점에 맞추어, 상기 제1 펄스의 게이트 온 신호(Von1)가 인가된다. 구체적으로, 상기 수직 동기 시작 신호(STV)가 이전 클럭 펄스의 상승 에지에서 로우 레벨을 나타내고, 다음 클럭 펄스의 상승 에지에서 하이 레벨을 나타내면, 제1 펄스의 게이트 온 신호(Von1)가 인가된다.

또한, 상기 수직 동기 시작 신호(STV)가 게이트 클럭 신호(CPV)의 두 클럭 시간 동안 하이 레벨이 유지되는 시점에 맞추어, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호(Von2)가 인가된다. 구체적으로, 상기 수직 동기 시작 신호(STV)가 연속 두 클럭 펄스의 상승 에지에서 하이 레벨을 나타내면, 제2 펄스의 게이트 온 신호(Von2)가 인가된다.

즉, 상기 수직 동기 시작 신호(STV)는 하이 레벨이 한 클럭 시간동안 유지되는 제1 펄스의 수직 동기 시작 신호(STV1)와, 하이 레벨이 두 클럭 시간 동안 유지되는 제2 펄스의 수직 동기 시작 신호(STV2)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 펄스의 수직 동기 시작 신호(STV1)와 다음에 인가되는 상기 제1 펄스의 수직 동기 시작 신호(STV2) 사이를 한 프레임 시간으로 정의할 수 있으며, 상기 제2 펄스의 수직 동기 시작 신호(STV2)는 상기 제1 펄스의 수직 동기 시작 신호(STV1)들 사이의 어느 구간에든 인가될 수 있다.

데이터 구동부(120)는 상기 제1 펄스의 게이트 온 신호(Von1)가 순차적으로 출력됨에 따라 상기 다수의 데이터 라인(D1~Dm)에 정상 데이터 신호를 인가하여 화상 데이터를 출력한다.

또한, 상기 데이터 구동부(120)는 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호(Von2)가 공급되는 동안 블랙 데이터 신호를 인가하여 블랙 데이터 삽입이 이루어지도록 하여, 본 발명의 일실시예에 따른 임펄시브 구동 방식을 구현한다.

본 발명에 따르면, 별도의 OE 신호의 추가 없이 블랙 데이터 삽입 방식을 채용하여 액정 표시 장치를 구동시킬 수 있다.

그러므로, 몽블랑 구조의 액정 표시 장치에서, 게이트 구동 집적 회로로 인가되는 신호선의 개수를 최소화하여, 배선폭이 컴팩트하게 설계되지 않도록 할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 게이트 구동부에 인가되는 신호선의 개수를 최소화하여, 배선폭이 컴팩트하게 설계되지 않아 배선 저항을 최소화할 수 있다.

또한, 별도의 OE 신호선을 추가하지 않고도 블랙 데이터 삽입 방식으로 액정 패널을 구동시킬 수 있다.

Claims

게이트 온 신호가 인가되는 다수의 게이트 라인;

상기 다수의 게이트 라인에 직교하며, 상기 게이트 온 신호에 따라 데이터 신호를 출력하는 다수의 데이터 라인;

한 프레임 시간 동안 다수의 게이트 라인에 순차적으로 제1 펄스의 게이트 온 신호를 공급하고, 상기 한 프레임 시간 중에 수직 동기 시작(STV) 신호가 두 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 순차적으로 제2 펄스의 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부; 및

상기 제1 펄스의 게이트 온 신호가 순차적으로 출력됨에 따라 상기 다수의 데이터 라인에 정상 데이터 신호를 인가하여 화상 신호를 출력하고, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호가 공급되는 동안 블랙 데이터 신호를 인가하여 블랙 데이터 삽입이 이루어지도록 하는 데이터 구동부를 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 STV 신호가 한 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 상기 제1 펄스의 게이트 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 및 제2 펄스의 게이트 온 신호는 게이트 온 인에이블(OE) 신호가 로우 레벨일 때 인가되며, 상기 OE 신호는 한 프레임 시간 동안 제1 구간과 상기 제1 구간에서의 상기 OE 신호가 반전되어 인가되는 제2 구간을 포함하고,

상기 제1 펄스의 게이트 온 신호는 상기 제1 구간에서 발생되고, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호는 상기 제2 구간에서 발생되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
한 프레임 시간 동안 다수의 게이트 라인에 순차적으로 제1 펄스의 게이트 온 신호를 공급하고, 상기 한 프레임 시간 중에 수직 동기 시작 신호가 두 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 순차적으로 제2 펄스의 게이트 온 신호를 공급하는 단계; 및

상기 제1 펄스의 게이트 온 신호가 순차적으로 출력됨에 따라 상기 다수의 데이터 라인에 정상 데이터 신호를 인가하여 화상 데이터를 출력하고, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호가 공급되는 동안 블랙 데이터 신호를 인가하여 블랙 데이터 삽입이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제4항에서,

상기 수직 동기 시작(STV) 신호가 한 클럭 시간동안 하이 레벨을 유지하면, 이에 맞추어 상기 제1 펄스의 게이트 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제5항에서,

상기 제1 및 제2 펄스의 게이트 온 신호는 게이트 온 인에이블(OE) 신호가 로우 레벨일 때 인가되며, 상기 OE 신호는 한 프레임 시간 동안 제1 구간과 상기 제1 구간에서의 상기 OE 신호가 반전되어 인가되는 제2 구간을 포함하고,

상기 제1 펄스의 게이트 온 신호는 상기 제1 구간에서 발생되고, 상기 제2 펄스의 게이트 온 신호는 상기 제2 구간에서 발생되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.