KR20060041435A - 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 응답 속도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 데이터 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 액정표시패널 및 구동장치는 데이터라인과, 상기 데이터라인들과 교차되는 제1 게이트라인 및 제2 게이트라인을 포함한 게이트라인쌍과, 상기 게이트라인쌍과 상기 데이터라인에 의해 정의된 화소영역에 형성되는 액정셀과, 상기 데이터라인에 화소전압을 공급하기 위한 데이터 구동부와, 제1 게이트라인으로부터의 제1 제어신호에 응답하여 상기 액정셀에 상기 데이터라인으로부터의 화소전압을 공급하는 제1 스위치소자와, 제2 게이트라인으로부터의 제2 제어신호에 응답하여 상기 액정셀의 전압을 방전시키는 제2 스위치소자와, 상기 제1 제어신호를 제1 극성의 전압으로 발생하고 상기 제2 제어신호를 상기 제2 극성의 전압으로 발생하는 게이트 구동부를 구비한다.

Description

액정표시장치의 구동장치 및 구동방법{MEHTOD AND APPARATUS FOR DRIVING DATA OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 통상적인 액정표시장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 데이터 드라이브에 포함된 데이터 드라이브 집적회로를 상세히 나타내는 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 데이터 드라이브 집적회로에 공급되는 구동파형도이다.

도 4는 도 1에 도시된 액정셀의 충전 특성도이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 액정표시장치를 나타내는 도면이다.

도 6은 도 5에 도시된 액정셀의 충전 특성도이다.

도 7은 도 5에 도시된 액정셀을 나타내는 회로도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,22 : 액정 패널 4 : 게이트 구동부

6 : 데이터구동부 8 : 타이밍 제어부

10 : 신호제어부 12 : 감마 전압부

14 : 쉬프트 레지스터부 16 : 래치부

18 : 디지털 아날로그 변환부 20 : P 디코딩부

22 : N 디코딩부 24 : 멀티플렉서

26 : 출력버퍼부

본 발명은 액정표시장치의 데이터 구동장치에 관한 것으로, 특히 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 구동방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 화소 매트릭스를 갖는 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다.

구체적으로, 액정 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 화소 매트릭스를 갖는 액정 패널(2)과, 액정 패널(2)의 게이트 라인들(GL0 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 구동부(4)와, 액정 패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터구동부(6)와, 게이트 구동부(4)와 데이터구동부(6)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(8)를 구비한다.

액정 패널(2)은 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차로 정의되는 영역마다 형성된 화소들로 구성된 화소 매트릭스를 구비한다. 화소들 각각은 화소 신호에 따라 광투과량을 조절하는 액정셀(Clc)과, 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(Thin Film Transitor ; 이하 "TFT" 라함)들을 구비한다.

TFT는 게이트 라인(GL)으로부터의 스캔 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는 경우 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터의 화소 신호를 액정셀(Clc)에 공급한다. 그리고, TFT는 게이트 라인(GL)으로부터 게이트 로우 전압(VGL)이 공급되는 경우 턴-오프되어 액정셀(Clc)에 충전된 화소 신호가 유지되게 한다.

액정셀(Clc)은 등가적으로 캐패시터로 표현되며, 액정을 사이에 두고 대면하는 공통 전극과 TFT에 접속된 화소 전극으로 구성된다. 그리고, 액정셀(Clc)은 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 하기 위하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 이러한 액정셀(Clc)은 TFT를 통해 충전되는 화소 신호에 따라 유전율 이방성을 가지는 액정의 배열 상태가 가변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.

게이트 구동부(4)는 타이밍 제어부(8)로부터의 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스를 공급한다. 그리고, 게이트 구동부(4)는 게이트 라인들(GL)에 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간에서는 게이트 로우 전압(VGL)을 공급하게 된다. 또한, 게이트 구동부(4)는 상기 스캔 펄스의 펄스 폭을 타이밍 제어부(8)로부터의 게이트 출력 이네이블(Gate Output Enable; 이하, GOE라 함) 신호 에 따라 제어하게 된다. 이러한 게이트 구동부(4)는 게이트 라인들(GL0 내지 DLn)을 분할하여 구동하기 위한 다수개의 게이트 드라이브 IC들(Integrated Circuit)을 포함하게 된다.

데이터구동부(6)는 타이밍 제어부(8)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; 이하, SSP라 함)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; 이하, SSC라 함)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터구동부(6)는 상기 SSC에 따라 입력되는 화소 데이터(RGB)를 상기 샘플링 신호에 따라 래치한 후 소스 출력 이네이블(Source Output Enable; 이하, SOE라 함) 신호에 응답하여 라인단위로 공급한다. 데이터구동부(6)는 서로 다른 감마 전압들을 이용하여 라인 단위로 공급되는 화소 데이터(RGB)를 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 여기서, 데이터구동부(6)는 상기 화소 데이터를 화소 신호로 변환할 때 타이밍 제어부(8)로부터의 극성 제어(이하, POL이라 함) 신호에 응답하여 그 화소 신호의 극성을 결정하게 된다. 그리고, 데이터구동부(6)는 상기 SOE 신호에 응답하여 상기 화소 신호가 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급되는 기간을 결정한다. 이러한 데이터구동부(6)는 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 분할하여 구동하기 위한 다수개의 데이터 드라이브 IC들을 포함하게 된다.

타이밍 제어부(8)는 게이트 구동부(4)를 제어하는 GSP, GSC, GOE 신호 등을 발생하고, 데이터구동부(6)를 제어하는 SSP, SSC, SOE, POL 신호 등을 발생한다. 이 경우, 타이밍 제어부(8)는 외부로부터 입력되는 유효 데이터 구간을 알리는 데이터 이네이블(Data Enable; DE) 신호, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호 (Vsync), 화소 데이터(RGB)의 전송 타이밍을 결정하는 도트 클럭(Dot Clock; DCLK)을 이용하여 상기 GSP, GSC, GOE, SSP, SSC, SOE, POL 등과 같은 제어신호들을 생성하게 된다.

한편, 데이터구동부(6)에 포함된 데이터 드라이브 IC들 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 순차적인 샘플링신호를 공급하는 쉬프트 레지스터부(14)와, 샘플링신호에 응답하여 화소데이터(VD)를 순차적으로 래치하여 동시에 출력하는 래치부(16)와, 래치부(16)로부터의 화소데이터(VD)를 화소전압신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환부(이하, DAC부라 함)(18)와, DAC(18)로부터의 화소전압신호를 완충하여 출력하는 출력 버퍼부(26)를 구비한다. 또한, 데이터 드라이브 IC는 타이밍 제어부(8)로부터 공급되는 각종 제어신호들과 화소데이터(VD)를 중계하는 신호 제어부(10)와, DAC부(18)에서 필요로 하는 정극성 및 부극성 감마전압들을 공급하는 감마 전압부(12)를 추가로 구비한다. 이러한 구성을 가지는 데이터 드라이브 IC들은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하게 된다.

신호제어부(10)는 타이밍 제어부(8)로부터의 각종 제어신호들(SSP, SSC, SOE, REV, POL 등)과 화소데이터(VD)가 해당 구성요소들로 출력되게 제어한다.

감마전압부(12)는 감마 기준전압 발생부(도시하지 않음)로부터 입력되는 다수개의 감마 기준전압을 그레이별로 세분화하여 DAC(18)로 공급한다.

쉬프트 레지스터부(14)에 포함된 쉬프트 레지스터들은 신호제어부(10)로부터의 소스 스타트 펄스(SSP)를 소스 샘플링 클럭신호(SSC)에 따라 순차적으로 쉬프트시켜 샘플링신호로 출력함과 동시에 다음단의 쉬프트 레지스터(14)에 캐리신호로 공급한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 도 3에 도시된 바와 같이 1수평기간(1H) 단위로 공급되고 소스 샘플링 클럭신호(SSC) 마다 쉬프트되어 샘플링신호로 출력된다.

래치부(16)는 쉬프트 레지스터부(14)로부터의 샘플링신호에 응답하여 신호 제어부(10)로부터의 화소데이터(VD)를 일정단위씩 순차적으로 샘플링하여 래치하게 된다. 이를 위하여 래치부(16)는 m개의 화소데이터(VD)를 래치하기 위해 m개의 래치들로 구성되고, 그 래치들 각각은 화소데이터(VD)의 비트수(3비트 또는 6비트)에 대응하는 크기를 갖는다. 특히 타이밍 콘트롤러는 전송주파수를 줄이기 위하여 화소데이터(VD)를 이븐 화소데이터(VDeven)와 오드 화소데이터(VDodd)로 나누어 각각의 전송라인을 통해 동시에 출력하게 된다. 여기서 이븐 화소데이터(VDeven)와 오드 화소데이터(VDodd) 각각은 적(R), 녹(G), 청(B) 화소데이터를 포함한다. 이에 따라 래치부(16)는 샘플링신호마다 신호 제어부(10)를 경유하여 공급되는 이븐 화소데이터(VDeven)와 오드 화소데이터(VDodd), 즉 6개의 화소데이터를 동시에 래치하게 된다. 이어서, 래치부(16)는 신호 제어부(10)로부터의 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 응답하여 래치된 m개의 화소데이터들(VD)을 동시에 출력한다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 도 3에 도시된 바와 같이 1수평기간(1H) 단위로 발생한다. 이 경우, 래치부(16)는 데이터반전 선택신호(REV)에 응답하여 트랜지션 비트수가 줄어들게끔 변조된 화소데이터(VD)들을 복원시켜 출력하게 된다. 이는 타이밍 제어부에서 데이터전송시 전자기적 간섭(EMI)을 최소화하기 위하여 트랜지션되는 비트수가 기준치를 넘어서는 화소데이터(VD)들은 트랜지션 비트수가 줄어들게끔 변조하여 공급하기 때문이다.

DAC부(18)는 래치부(16)로부터의 화소데이터(VD)를 동시에 정극성 및 부극성 화소전압신호로 변환하여 출력하게 된다. 이를 위하여, DAC부(18)는 래치부(16)에 공통 접속된 P(Positive) 디코딩부(20) 및 N(Negative) 디코딩부(22)와, P 디코딩부(20) 및 N 디코딩부(22)의 출력신호를 선택하기 위한 멀티플렉서(MUX; 24)를 구비한다.

P 디코딩부(20)에 포함되는 m개의 P 디코더들은 래치부(16)로부터 동시에 입력되는 n개의 화소데이터들을 감마전압부(12)로부터의 정극성 감마전압들을 이용하여 정극성 화소전압신호로 변환하게 된다. N 디코딩부(22)에 포함되는 m개의 N 디코더들은 래치부(16)로부터 동시에 입력되는 m개의 화소데이터들을 감마 전압부(12)로부터의 부극성 감마전압들을 이용하여 부극성 화소전압신호로 변환하게 된다. 멀티플렉서부(24)에 포함되는 m개의 멀티플렉서들은 신호제어부(10)로부터의 극성제어신호(POL)에 응답하여 P 디코더(20)로부터의 정극성 화소전압신호 또는 N 디코더(22)로부터의 부극성 화소전압신호를 선택하여 출력하게 된다.

출력버퍼부(26)에 포함되는 m개의 출력버퍼들은 m개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 직렬로 각각 접속되어진 전압추종기(Voltage follower) 등으로 구성된다. 이러한 출력버퍼들은 DAC부(18)로부터의 화소전압신호들을 신호완충하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하게 된다.

이러한 액정표시장치는 1수평기간(1H)마다 발생되는 스캔펄스가 각 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급되며, 그 각각의 스캔펄스에 동기되는 화소전압신호가 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 응답하여 제1 내지 제m 데이터라인들 (DL1 내지 DLm)에 동시에 공급된다. 그리고, 액정셀은 자신이 접속된 게이트라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평기간(1H) 동안 화소전압신호를 충전하고, 나머지 프레임기간 동안 충전된 전압을 유지하여 계조를 표시한다.

도 4는 임의의 액정셀(Clc)에서의 화소 신호의 충전 특성을 도시한 파형도이다.

도 4를 참조하면, 임의의 액정셀(Clc)이 TFT를 통해 접속된 게이트 라인에는 한 수평 기간에서는 게이트 하이 전압(VGH)을 갖고 나머지 수평기간에서는 게이트 로우 전압(VGL)을 갖는 스캔펄스(SP)가 공급된다. 그리고, 게이트라인(GL)에 스캔펄스(SP)가 공급될 때 데이터 라인(DL)에는 화소전압신호(DP)가 공급된다. 이에 따라, 액정셀(Clc)에는 게이트 하이 전압(VGH)에 의해 턴-온된TFT를 통해 공급되어진 화소전압신호(DP)를 상승 기간동안 충전된다. 이렇게 액정셀(Clc)에 충전된 전압(Vp)은 게이트 로우 전압(VGL)에 의해 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-오프되는 기간 동안 그 충전 전압 레벨을 유지하게 된다. 이 경우, 게이트 하이 전압(VGH)이 게이트 로우 전압(VGL)으로 떨어지는 지점에서 액정셀에 충전된 전압(Vp)은 피드 드로우 전압(Feed Through Voltage ; ΔVp) 만큼 감소하게 된다. 그리고, 감소된 액정셀(Clc)의 충전 전압(Vp)은 다음 프레임에서 새로운 화소 신호가 공급될 때까지 유지된다. 그리고 액정셀(Clc)은 다음 프레임에서 새로운 화소전압신호(DP) 신호가 공급될 경우 반대 극성으로 충전하고, 나머지 프레임 기간동안 충전된 전압을 유지하여 계조를 표시한다.

이러한 과정에서 충전된 전압과 기준전압과의 차이에 따라 계조를 표현하는 액정셀에 있어서, 프레임이 변화되는 시점에서 다른 극성으로 충전되는 시간동안 액정이 트위스트 되는 과정(Tr)에서 시간 지연이 생기게 되고, 이에 따라 응답속도가 느리게 된다. 즉, 액정이 현재 프레임에서 인가된 전압에 따라 원하는 만큼 반응하기 이전에 다음 프레임의 전압이 인가되어 잔상이 남게되어 테일링(tailing)현상이 발생하거나, 화면이 흐릿하게 되는 모션 블러링(motion blurring)현상이 나타나기도 한다. 이러한 문제점으로 인하여 액정표시장치는 빠른 속도로 변하는 동영상을 구현하기에는 부적합한 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정 응답 속도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 액정셀의 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 구동장치는 데이터라인과, 상기 데이터라인들과 교차되는 제1 게이트라인 및 제2 게이트라인을 포함한 게이트라인쌍과, 상기 게이트라인쌍과 상기 데이터라인에 의해 정의된 화소영역에 형성되는 액정셀과, 상기 데이터라인에 화소전압을 공급하기 위한 데이터 구동부와, 제1 게이트라인으로부터의 제1 제어신호에 응답하여 상기 액정셀에 상기 데이터라인으로부터의 화소전압을 공급하는 제1 스위치소자와, 제2 게이트라인으로부터의 제2 제어신호에 응답하여 상기 액정셀의 전압을 방전시키는 제2 스위치소자 와, 상기 제1 제어신호를 제1 극성의 전압으로 발생하고 상기 제2 제어신호를 상기 제2 극성의 전압으로 발생하는 게이트 구동부를 구비한다.

상기 제1 제어신호의 전압은 정극성 전압이고, 상기 제1 스위치소자는 상기 정극성 전압에 응답하여 상기 데이터라인과 상기 액정셀 사이의 전류패스를 형성하는 N 타입 MOSFET인 것을 특징으로 한다.

정극성 화소전압과 부극성 화소전압 사이의 공통전압을 발생하는 공통전압원을 더 구비하고, 상기 공통전압원은 상기 제2 스위치소자에 상기 공통전압을 공급한다.

상기 제2 제어신호의 전압은 부극성 전압이고, 상기 제2 스위치소자는 상기 부극성 전압에 응답하여 상기 액정셀과 상기 공통전압원 사이의 전류패스를 형성하는 P 타입 MOSFET인 것을 특징으로 한다.

상기 게이트 구동부는, 상기 제1 및 제2 제어신호 각각을 펄스 형태로 발생하며, 상기 제2 제어신호의 펄스폭은 상기 제1 제어신호의 펄스폭보다 작다.

본 발명에 따른 액정표시패널의 구동방법은 화소전압을 데이터라인에 공급하는 단계, 상기 제1 극성의 전압으로 발생되는 제1 제어신호를 제1 게이트라인에 공급하는 단계와, 상기 제2 극성의 전압으로 발생되는 제2 제어신호를 상기 제1 게이트라인과 나란하며 상기 제1 게이트라인과 쌍을 이루는 제2 게이트라인에 공급하는 단계와, 상기 제1 게이트라인으로부터의 제1 제어신호에 응답하여 상기 액정셀에 상기 화소전압을 공급하는 단계와, 상기 제2 게이트라인으로부터의 제2 제어신호에 응답하여 상기 액정셀의 전압을 방전시키는 단계를 포함한다.

상기 제1 제어신호의 전압은 정극성 전압이고, 상기 제2 제어신호의 전압은 부극성 전압이다.

상기 액정셀의 전압을 방전시키는 단계는 정극성 화소전압과 부극성 화소전압 사이의 공통전압까지 상기 액정셀의 전압을 방전시킨다.

상기 제1 및 제2 제어신호 각각을 펄스 형태로 발생하는 단계를 더 포함하며,

상기 제2 제어신호의 펄스폭은 상기 제1 제어신호의 펄스폭보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 5 내지 도 7를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 액정 표시 장치는 화소 매트릭스를 갖는 액정 패널(22)과, 액정 패널(22)의 제 1 게이트 라인들(G1L1 내지 G1Ln)을 구동하기 위한 제 1 게이트 구동부(24)와, 액정 패널(22)의 제 2 게이트 라인들(G2L1 내지 G2Ln)을 구동하기 위한 제 2 게이트 구동부(25)와, 액정 패널(22)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터구동부(26)와, 제 1 및 제 2 게이트 구동부(24,25)와 데이터구동부(26)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(28)를 구비한다.

액정 패널(22)은 서로 평행하게 배열되고 각각 한 쌍으로 동작하는 n개의 제 1 게이트 라인들(G1L) 및 제 2 게이트 라인들(G2L)과, 제 1 및 제 2 게이트라인들과 수직으로 교차하는 m개의 데이터 라인들(DL)의 교차점에서 정의되는 영역마다 형성된 화소들로 구성된 n×m개수의 화소 매트릭스를 구비한다. 화소 매트릭스들 각각은 화소 신호에 따라 광투과량을 조절하는 액정셀(Clc)과, 상기 액정셀의 화소전극과 데이터 라인사이에서 접속되고 제 1 게이트 라인의 신호에 의해 동작하는 제 1 스위치 소자(S1)와, 상기 화소전극에서 분기되어 상기 화소전극과 공통전압사이에서 접속되고 제 2 게이트 라인의 신호에 의해 동작하는 제 2 스위치 소자(S2)와, 상기 액정셀에 병렬로 접속되어 액정셀(Clc)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 하기 위하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 제 1 스위치 소자는 N타입의 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor)를 사용하고 제 2 스위치 소자는 P-MOSFET를 사용한다. 이러한 액정셀(Clc)은 제 1 스위치 소자를 통해 충전되는 화소 신호에 따라 유전율 이방성을 가지는 액정의 배열 상태가 가변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.

제 1 게이트 구동부(24)는 타이밍 제어부(28)로부터의 게이트 스타트 펄스(GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 따라 쉬프트시켜 게이트 라인들(G1L1 내지 G1Ln)에 순차적으로 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스를 공급한다. 그리고, 제 1 게이트 구동부(24)는 게이트 라인들(G1L)에 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간에서는 게이트 로우 전압(VGL)을 공급하게 된다. 또한, 제 1 게이트 구동부(24)는 상기 스캔 펄스의 펄스 폭을 타이밍 제어부(28)로부터의 게이트 출력 이네이블(Gate Output Enable; 이하, GOE라 함) 신호에 따라 제어하게 된다. 이러한 제 1 게이트 구동부(24)는 게이트 라인들(G1L0 내지 D1Ln)을 분할하여 구동하기 위한 다수개의 게이트 드라이브 IC들(Integrated Circuit)을 포함하게 된다.

데이터구동부(26)는 타이밍 제어부(28)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; 이하, SSP라 함)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; 이하, SSC라 함)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터구동부(26)는 상기 SSC에 따라 입력되는 화소 데이터(RGB)를 상기 샘플링 신호에 따라 래치한 후 소스 출력 이네이블(Source Output Enable; 이하, SOE라 함) 신호에 응답하여 라인단위로 공급한다. 데이터구동부(26)는 서로 다른 감마 전압들을 이용하여 라인 단위로 공급되는 화소 데이터(RGB)를 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 여기서, 데이터구동부(26)는 상기 화소 데이터를 화소 신호로 변환할 때 타이밍 제어부(28)로부터의 극성 제어(이하, POL이라 함) 신호에 응답하여 그 화소 신호의 극성을 결정하게 된다. 그리고, 데이터구동부(26)는 상기 SOE 신호에 응답하여 상기 화소 신호가 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급되는 기간을 결정한다. 이러한 데이터구동부(26)는 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 분할하여 구동하기 위한 다수개의 데이터 드라이브 IC들을 포함하게 된다.

타이밍 제어부(28)는 게이트 구동부(26)를 제어하는 GSP, GSC, GOE 신호 등을 발생하고, 데이터구동부(26)를 제어하는 SSP, SSC, SOE, POL 신호등을 발생한다. 이 경우, 타이밍 제어부(28)는 외부로부터 입력되는 유효 데이터 구간을 알리는 데이터 이네이블(Data Enable; DE) 신호, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신 호(Vsync), 화소 데이터(RGB)의 전송 타이밍을 결정하는 도트 클럭(Dot Clock; DCLK)을 이용하여 상기 GSP, GSC, GOE, SSP, SSC, SOE, POL 등과 같은 제어신호들을 생성하게 된다.

이러한 본 발명에 따른 액정표시장치의 액정셀(Clc)에서의 화소 신호의 충전 특성은 다음과 같다.

도 6은 도 5에 도시된 액정셀의 충전 특성도이다.

도 7은 도 5에 도시된 액정셀을 나타내는 회로도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 한 수평기간(T0~T3)에 있어서 임의의 액정셀(Clc)에는 제 1 게이트라인을 통하여 T0~T1기간동안 게이트 하이 전압(VGH)을 갖고 나머지 수평기간인 T2~T3동안 로우 전압(VGL)을 갖는 스캔펄스(SP)가 공급된다. 그리고 T1~T2기간동안 데이터 라인에는 화소전압신호(DP)가 공급된다.

이에 따라, 액정셀(Clc)은 제 1 게이트 하이전압(VGH)에 의해 턴-온된 제 1 스위치소자를 통해 데이터 라인들에 공급되어진 화소전압신호(DP)를 상승기간을 갖고 충전된다. 이렇게 액정셀(Clc)에 충전된 전압은 게이트 로우 전압(VGL)에 의해 제 1 스위치소자가 턴-오프 된 후 T3 기간의 종료시점까지 그 충전 전압 레벨을 유지하게 된다.

T4 기간동안은 제 2 게이트 라인에는 로우전압(VGL)이 인가되고 이에 따라 제 1 스위치 소자와는 반대 극성의 제어신호에 의해 동작하는 P-MOSFET로 구성된 제 2 스위치소자가 턴-온 된다.

이에 따라 액정셀(Clc)에 충전되어 있는 전압은 공통전극을 통하여 방전된 다. 여기서, 기준전압만큼 방전시키는 타이밍인 T4 기간은 스캔 하이전압(VGH)의 폭과 동일하게 설정한다. 즉, 15인치 액정표시장치의 경우 T4 타이밍은 40㎲~1810㎲의 범위에서 설정한다.

T4 기간 이후에는 다음 프레임의 제 1 게이트 라인에 하이전압(VGH)이 인가되고 이에 따라 제 1 스위치 소자가 턴-온 되어 액정은 인버젼되어 다시 충전되는 사이클이 반복된다.

이처럼 본 발명에 따른 액정표시장치의 화소전압 충전방법은 다음 프레임에서 방전과 충전이 일어나기 전에 충전되어 유지된 화소 전압을 공통전압으로 낮춘다. 이에 따라 액정을 미리 트위스트(twist)되게 하여 다음 프레임에서 반대 극성으로 충전되기 과정에서 반대 방향으로 트위스트(twist)되는 시간을 줄임으로써 액정의 응답속도를 Tr에서 Tr'로 빠르게 할 수 있다.

이와 같은 방법으로 액정의 응답속도를 향상하여 액정표시장치의 문제점인 테일링(tailing)현상 및 모션 블러링(motion blurring)현상을 제거할 수 있어서 동영상 구현에 더욱 적합한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 구동방법은 액정셀에 충전된 전압을 다음 프레임에서 반대 극성으로 충전되기 전에 공통 전압으로 만들어 액정의 트위스트 되는 각도를 미리 줄임으로써 액정의 응답속도를 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (9)

1. 데이터라인과;

   상기 데이터라인들과 교차되는 제1 게이트라인 및 제2 게이트라인을 포함한 게이트라인쌍과;

   상기 게이트라인쌍과 상기 데이터라인에 의해 정의된 화소영역에 형성되는 액정셀과;

   상기 데이터라인에 화소전압을 공급하기 위한 데이터 구동부와;

   제1 게이트라인으로부터의 제1 제어신호에 응답하여 상기 액정셀에 상기 데이터라인으로부터의 화소전압을 공급하는 제1 스위치소자와;

   제2 게이트라인으로부터의 제2 제어신호에 응답하여 상기 액정셀의 전압을 방전시키는 제2 스위치소자와;

   상기 제1 제어신호를 제1 극성의 전압으로 발생하고 상기 제2 제어신호를 상기 제2 극성의 전압으로 발생하는 게이트 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 제어신호의 전압은 정극성 전압이고;

   상기 제1 스위치소자는 상기 정극성 전압에 응답하여 상기 데이터라인과 상기 액정셀 사이의 전류패스를 형성하는 N 타입 MOSFET인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   정극성 화소전압과 부극성 화소전압 사이의 공통전압을 발생하는 공통전압원을 더 구비하고;

   상기 공통전압원은 상기 제2 스위치소자에 상기 공통전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제2 제어신호의 전압은 부극성 전압이고;

   상기 제2 스위치소자는 상기 부극성 전압에 응답하여 상기 액정셀과 상기 공통전압원 사이의 전류패스를 형성하는 P 타입 MOSFET인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 게이트 구동부는,

   상기 제1 및 제2 제어신호 각각을 펄스 형태로 발생하며,

   상기 제2 제어신호의 펄스폭은 상기 제1 제어신호의 펄스폭보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 화소전압을 데이터라인에 공급하는 단계와;

   상기 제1 극성의 전압으로 발생되는 제1 제어신호를 제1 게이트라인에 공급하는 단계와;

   상기 제2 극성의 전압으로 발생되는 제2 제어신호를 상기 제1 게이트라인과 나란하며 상기 제1 게이트라인과 쌍을 이루는 제2 게이트라인에 공급하는 단계와;

   상기 제1 게이트라인으로부터의 제1 제어신호에 응답하여 상기 액정셀에 상기 화소전압을 공급하는 단계와;

   상기 제2 게이트라인으로부터의 제2 제어신호에 응답하여 상기 액정셀의 전압을 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 제어신호의 전압은 정극성 전압이고;

   상기 제2 제어신호의 전압은 부극성 전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 액정셀의 전압을 방전시키는 단계는,

   정극성 화소전압과 부극성 화소전압 사이의 공통전압까지 상기 액정셀의 전압을 방전시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 제어신호 각각을 펄스 형태로 발생하는 단계를 더 포함하며,

   상기 제2 제어신호의 펄스폭은 상기 제1 제어신호의 펄스폭과 같은 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.

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