KR20070079143A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

구동 회로부를 변경하지 않고, 일반적인 구동속도로 임펄시브 구동을 가능하게 하기 위한 액정표시장치 및 그 구동방법이 개시된다. 액정 커패시터는 교차 형성되는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의되는 화소부에 형성된다. 제1 스위칭 소자는 게이트 신호에 따라 데이터 배선에 인가된 데이터 전압을 액정 커패시터에 전달한다. 제2 스위칭 소자는 전단 게이트 신호에 따라 스토리지 커패시터의 공통전압을 액정 커패시터에 전달한다. 이에 따라, 구동회로부를 변경하지 않고도 일반적인 구동속도로 프레임간 블랙 데이터를 인가하는 임펄시브 구동을 가능하게 함으로써, 영상의 끌림 현상을 개선하여 동영상 표시 특성을 향상시킬 수 있다.

임펄시브, 끌림현상, 동영상 표시 특성

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 화소부를 도시한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 동작을 설명하기 위한 구동 파형도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

GLn-1: n-1 번째 게이트 배선 GLn: n 번째 게이트 배선

DLm: 데이터 배선 T1: 제1 스위칭 소자

T2: 제2 스위칭 소자 CLC: 액정 커패시터

CST: 스토리지 커패시터

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레임간 블랙 데이터를 인가하여 액정의 끌림 현상을 개선하기 위한 액정표시장치에 관한 것이다.

최근 들어, 액정표시장치는 대형화 및 성능향상으로 용도가 확대되어 텔레비 전 시장에 진출하면서, CRT, PDP 등과 같은 다른 표시 장치들과의 경쟁이 가속화되고 있다. 이에 따라 상기 액정표시장치는 시야각, 색 재현성 및 동영상 표시 특성 등이 현재 보다 높은 성능이 요구되고 있다. 특히, 동영상 표시 특성이 CRT에 비해 현저하게 떨어짐에 따라 동영상 표시 특성을 향상시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.

그 중 하나의 기술로, 정상화면에 이어 블랙화면을 삽입하는 임펄시브 구동방식이 채용되고 있다. 상기 임펄시브 구동 방식은 한 프레임 구간 동안 정상화면과 블랙화면을 표시해야 하므로, 120Hz 이상의 고속 구동을 필수적으로 채용해야 한다.

이러한 고속 구동방식은 액정 셀의 충전율에 대한 구동 마진이 부족한 문제점과, 타이밍 제어부, 게이트 및 데이터 구동부를 포함하는 구동회로부의 추가 구성으로 인한 가격상승과 전자파 간섭(Electro Magnetic Interference: EMI)이 문제점이 되고 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구동회로부를 변경하지 않고, 일반적인 구동속도로 임펄시브 구동을 가능하게 하기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터를 포함한다. 상기 제1 스위칭 소자는 n번째 게이트 배선과, 상기 n번째 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선에 연결된다. 상기 액정 커패시터는 상기 제1 스위칭 소자와 연결되어, 상기 n번째 게이트 배선에 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 데이터 배선에 인가된 데이터 전압을 충전한다. 상기 스토리지 커패시터는 상기 액정 커패시터에 연결되어 상기 충전된 데이터 전압을 일정시간 유지한다. 상기 제2 스위칭 소자는 n-1번째 게이트 배선에 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 스토리지 커패시터의 공통전압을 상기 액정 커패시터에 전달한다.

이러한 액정표시장치에 의하면, 구동회로부를 변경하지 않고도 일반적인 구동 속도로 임펄시브 구동을 가능하게 함으로써, 구동 마진의 확보고 영상의 끌림 현상을 개선하여 동영상 표시 특성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성 블록도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 타이밍 제어부(110), 구동전압 발생부(120), 데이터 구동부(130), 게이트 구동부(140) 및 액정패널(100)을 포함한다.

타이밍 제어부(110)는 외부 장치로부터 메인클럭신호(MCLK), 수평 및 수직 동기신호(HSYNC, VSYNC), 데이터 인에이블신호(DE) 등의 동기신호들(102)과 영상 데이터(104)를 입력받아, 동기신호들(102)을 구동 주파수에 근거해 제1 내지 제3 제어신호(111, 112, 113)로 변환하고, 영상 데이터(104)를 데이터 구동부(130)에서 처리 가능한 데이터로 변환한다.

이 때, 제1 제어신호(111)는 메인클럭신호(MCLK)를 포함하며, 구동전압 발생부(120)에 제공되고, 제2 제어신호(112)는 수평시작신호 및 로드 신호(STH, TP)를 포함하며, 데이터 구동부(130)에 제공된다. 제3 제어신호(113)는 수직개시신호(STV), 게이트 클럭신호(CPV), 출력인에이블신호(GOE)를 포함하며, 게이트 구동부(140)에 제공된다.

구동전압 발생부(120)는 제1 제어신호(111)에 기초하여 각부를 구동하기 위한 구동전압들을 생성하여 공급하다. 구체적으로 데이터 구동부(130)에는 기준계조전압(121)을 공급하고, 게이트 구동부(140)에는 게이트 전압들(122)을 공급하며, 액정패널(100)에는 공통전압(123)을 공급한다.

데이터 구동부(130)는 제2 제어신호(112)에 기초하여 영상 데이터(115)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 액정패널(100)에 형성된 데이터 배선들에 인가한다. 이 때, 아날로그 형태의 데이터 전압은 기준계조전압(121)을 활용하여 변환한다.

게이트 구동부(140)는 제3 제어신호 및 게이트 전압들(113, 122)을 이용하여 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호를 액정패널(100)에 형성된 게이트 배선들에 순차적으로 제공한다.

액정패널(100)은 대향하는 제1 기판 및 제2 기판(미도시)과 두 기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하며, 교차 형성되는 게이트 배선들 및 데이터 배선들에 의해 복수개의 화소부가 정의된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 화소부의 구조를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 화소부를 도시한 등가 회로도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 게이트 신호가 순차적으로 인가되는 게이트 배선(GLn)들과, 게이트 배선(GLn)들과 교차 형성되는 데이터 배선(DLm)들에 의해 복수개의 화소부(Pn)가 정의된다.

각 화소부(Pn)는 액정 커패시터(CLC), 스토리지 커패시터(CST), 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2)를 포함한다.

제1 스위칭 소자(T1)는 게이트 배선(GLn)에 전기적으로 연결된 제1 게이트 전극, 데이터 배선(DLm)에 전기적으로 연결된 제1 소스 전극, 액정 커패시터(CLC)와 전기적으로 연결된 제1 드레인 전극을 포함한다.

이러한 제1 스위칭 소자(T1)는 게이트 배선(GLn)으로 인가되는 게이트 신호에 의해 턴-온(turn-on) 구동하여 데이터 배선(DLm)에 인가된 데이터 전압을 액정 커패시터(CLC)에 공급한다.

액정 커패시터(CLC)는 제1 스위칭 소자(T1)와 전기적으로 연결된 제1 전계생성전극, 공통전압(Vcom)이 인가되는 제2 전계생성전극, 두 전극 사이에 개재된 액정을 포함한다. 여기서, 제1 전계생성전극과 제2 전계생성전극은 각각 데이터 전압이 인가되는 화소전극과, 화소전극과 대향하는 대향 전극(예컨대 공통전극)이다.

스토리지 커패시터(CST)는 제1 스위칭 소자 및 액정 커패시터(T1, CLC)와 전기적으로 연결된 제1 전극과, 공통전압(Vcom)이 인가되는 제2 전극을 포함한다. 여기서 제1 전극은 제1 전계생성전극인 화소전극에서 연장 형성되며, 제2 전극은 바 람직하게는 화소전극과 동일 기판에 형성되는 스토리지 공통전극이다.

제2 스위칭 소자(T2)는 전단 게이트 배선(GLn-1)과 전기적으로 연결되어 전단 화소부의 게이트 신호를 인가받는 제2 게이트 전극과, 스토리지 커패시터(CST)의 제2 전극과 전기적으로 연결되어 공통전압(Vcom)을 인가받는 제2 소스 전극과, 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(CLC, CST)와 전기적으로 연결된 제2 드레인 전극을 포함한다.

구체적으로 제2 드레인 전극은 액정 커패시터(CLC)의 제1 전계생성전극 및 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극과 전기적으로 연결된다.

즉, 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자(T1, T2)의 제1 및 제2 드레인 전극은 액정 커패시터(CLC)의 제1 전계생성전극과 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극에 전기적으로 연결된다.

한편, 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1 전계생성전극인 화소전극과 제2 전계생성전극인 대향전극이 등전위 레벨이 되어 화소전극과 대향전극 사이에 전계가 생성되지 않는 경우에는 블랙 계조를 표시하는 노멀리 블랙(normally black) 모드로 형성된다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 동작을 설명하기 위한 구동 파형도이다.

도시된 구동 파형도는 액정의 열화를 방지하기 위하여 데이터 전압을 반전 구동하는 극성반전구동방식 액정표시장치에서 화이트 패턴을 표시한 경우이며, 화이트 패턴의 데이터 전압은 프레임간에 공통전압을 중심으로 전원전압(VDD)과 접지 전압(-VDD) 사이를 스윙하게 된다.

또한, 발명의 효과를 분명히 하기 위하여 종래 액정표시장치에서 임의의 화소부에 충전되는 데이터 전압(Vp')과 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 임의의 화소부에 충전되는 데이터 전압(Vp)을 함께 도시하였다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 동작을 설명하면, 임의의 게이트 배선인 n-1 번째 게이트 배선(Gn-1)으로 인가되는 게이트 신호(Gn-1)에 의해 n-1번째 화소부(Pn-1)에 형성된 제1 스위칭 소자(T1)와, n번째 화소부(Pn)에 형성된 제2 스위칭 소자(T2)는 동시에 턴-온 된다.

따라서 n-1 번째 화소부(Pn-1)는 제1 스위칭 소자(T1)를 통해 데이터 배선(DLm)으로 인가된 데이터 전압이 제1 전계생성전극 및 제1 전극에 인가됨으로써, 데이터 전압이 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(CLC, CST)에 각각 충전된다. 이렇게 액정 커패시터(CLC)에 충전된 데이터 전압에 기초하여 n-1번째 화소부(Pn-1)는 데이터 전압에 대응하는 정상계조를 디스플레이하며, 스토리지 커패시터(CST)에 충전된 데이터 전압에 의해 다음 프레임까지 정상계조를 유지하게 된다.

동시에, n번째 화소부(Pn)는 제2 스위칭 소자(T2)를 통해 제2 전극(예컨대 스토리지 공통전극)에 인가된 공통전압(Vcom)이 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(CLC, CST)에 인가된다. 구체적으로는 액정 커패시터(CLC)의 제1 전계생성전극과 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극에 공통전압(Vcom)이 인가됨으로써, 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(CLC, CST)에 충전되었던 데이터 전압을 방전시킨다. 즉 액정 커패시터(CLC)의 제1 전계생성전극과 제2 전계생성전극은 등전위 레벨이 되 고, 두 전극 사이에는 전계가 생성되지 않게 되어 비정상 계조(예컨대 블랙 계조)를 디스플레이 한다. 또한, 스토리지 커패시터(CST)를 방전시켜 초기화시킨다.

다음으로, n번째 게이트 배선(GLn)으로 인가되는 게이트 신호(Gn)에 의해 n 번째 화소부(Pn)의 제1 스위칭 소자(T1)와 n+1 번째 화소부(Pn+1)의 제2 스위칭 소자(T2)는 턴-온 된다.

따라서 n번째 화소부(Pn)는 제1 스위칭 소자(T1)를 통해 데이터 배선(DLm)으로 인가된 데이터 전압이 제1 전계생성전극 및 제1 전극에 인가됨으로써, 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(CLC, CST)에 각각 충전된다. 이렇게 액정 커패시터(CLC)에 충전된 데이터 전압에 기초하여 n번째 화소부는 데이터 전압에 대응하는 정상계조를 디스플레이하며, 스토리지 커패시터(CST)에 충전된 데이터 전압에 의해 다음 프레임까지 정상계조를 유지하게 된다.

동시에 n+1 번째 화소부(미도시)는 제2 스위칭 소자(T2)를 통해 제2 전극(예컨대 스토리지 공통전극)에 인가된 공통전압(Vcom)이 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(CLC, CST)에 인가된다. 구체적으로는 액정 커패시터(CLC)의 제1 전계생성전극과 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극에 공통전압(Vcom)이 인가되어 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(CLC, CST)에 충전되었던 데이터 전압을 방전시킨다. 즉 액정 커패시터(CLC)의 제1 전계생성전극과 제2 전계생성전극은 등전위 레벨이 됨으로써, 두 전극 사이에는 전계가 생성되지 않게 되어 비정상 계조(예컨대 블랙 계조)를 디스플레이하며, 스토리지 커패시터(CST)를 방전시켜 초기화시킨다.

설명한 바와 같이, 종래 일반적인 액정표시장치는 각 화소부의 게이트 신호 에 동기하여 영상을 디스플레이 하기 위한 정상계조의 데이터 전압이 화소부의 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터에 충전된다. 반면에 본 발명에 따른 액정표시장치는 영상을 디스플레이 하기 위한 정상계조의 데이터 전압이 화소부의 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터에 충전되기에 앞서, 전단 게이트 신호에 동기하여 블랙계조 데이터 전압에 대응되는 공통전압이 충전됨으로써, 임펄시브 구동을 하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 각 화소부에 임펄스 구동을 위한 스위칭 소자를 형성하고, 임펄시브용 데이터로 공통전압을 사용함으로써, 일반적인 구도속도로 임펄시브 구동 방식을 가능하게 할 수 있다. 또한, 종래와 동일 구동회로부에 의해 구동하게 된다. 이에 따라 영상의 끌림 현상을 개선하여 동영상 표시 특성을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. n번째 게이트 배선과, 상기 n번째 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선에 연결된 제1 스위칭 소자;

   상기 제1 스위칭 소자와 연결되어, 상기 n 번째 게이트 배선에 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 데이터 배선에 인가된 데이터 전압을 충전하는 액정 커패시터;

   상기 액정 커패시터에 연결되어 상기 충전된 데이터 전압을 일정시간 유지하는 스토리지 커패시터; 및

   n-1 번째 게이트 배선에 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 스토리지 커패시터의 공통전압을 상기 액정 커패시터에 전달하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 액정 커패시터는 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 화소전극과, 상기 화소전극과 대향하는 대향전극 및 상기 화소전극과 대향전극 사이에 개재된 액정층을 포함하며,

   상기 액정층은 노멀리 블랙 모드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스토리지 커패시터는 상기 공통전압이 인가되는 스토리지 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 게이트 배선에 연결되는 제1 게이트 전극과, 상기 데이터 배선에 연결되는 제1 소스전극과 상기 액정 커패시터와 연결되는 제1 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 게이트 배선의 전단에 형성된 게이트 배선에 연결되는 제2 게이트 전극과, 상기 스토리지 커패시터에 연결되는 제2 소스전극과, 상기 액정 커패시터와 연결되는 제2 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 게이트 신호를 순차적으로 출력하는 단계;

   상기 n-1 번째 게이트 신호에 응답하여, 상기 n-1번째 게이트 신호 구간동안 공통전압에 대응하는 계조를 표시하는 단계; 및

   상기 n번째 게이트 신호에 응답하여, 데이터 전압에 대응하는 계조를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 공통전압에 대응하는 계조는 블랙 계조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.

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