KR20080017990A

KR20080017990A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20080017990A
Application number: KR1020060079960A
Authority: KR
Inventors: 박재형; 김우철; 여장현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2008-02-27

Abstract

데이터 전압의 충전율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는, R, G, B 화소가 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널로, 상기 매트릭스의 제1 방향으로는 동일한 색을 갖는 화소를 배열하고, 제2 방향으로는 상기 R, G, B 화소를 반복적으로 배치하고, 게이트선은 상기 제1 방향의 화소들과 연결되고, 데이트선은 상기 제2 방향의 화소들과 연결되는 액정 패널, 제1 수직 동기 시작 신호를 제공하는 수직 동기 시작 신호 제공부와, 상기 제1 수직 동기 시작 신호와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아 상기 게이트선에 연결된 제1 방향의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 시간을 나타내는 N(단, N은 자연수) 수평주기의 시작 시점에서, 상기 제1 및 제2 게이트 클럭 신호의 라이징 에지와 상기 제1 수직 동기 시작 신호의 활성화 구간이 오버랩되도록 상기 제1 수직 동기 시작 신호를 조절하여 제2 수직 동기 시작 신호로 출력하는 수직 동기 시작 신호 조절부를 포함하는 타이밍 제어부 및 상기 제2 수직 동기 시작 신호와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아, 상기 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전 하는 제1 게이트 온 전압과, N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전을 하는 제2 게이트 온 전압을 갖는 게이트 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 구동부를 포함한다.

예비충전, 데이터 전압, 게이트 온 전압, 액정 표시 장치

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{Liquid crystal display and driving method thereof}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스 형태로 배열된 화소를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 제어부의 내부 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동부를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호를 시간에 따라 나타낸 파형도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스 형태로 배열된 화소를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호를 시간에 따라 나타낸 파형도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

300: 액정 패널 400L, 400R: 게이트 구동부

500: 데이터 구동부 600: 타이밍 제어부

610: 수직 동기 시작 신호 제공부 620: 수직 동기 시작 신호 조절부

700: 전압 발생부 800: 계조 전압 발생부

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터 전압의 충전율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 디스플레이 하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력 및 낮은 구동전압을 갖는 장점이 있다.

액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; 이하, LCD라 함)는 기준전극과 컬러필터 등이 형성되어 있는 색필터 표시판과 스위칭 소자와 화소전극 등이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판 사이에 액정층이 개재되며, 화소전극과 기준전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현한다.

이러한 액정 표시 장치는 각 화소 전극에 화상 데이터를 공급할 때 색 신호원(예를 들면, 컴퓨터, TV)으로부터 색 신호 또는 색 데이터를 제공 받은 타이밍 제어부가 일정한 타이밍에 맞추어서 게이트 구동부로 게이트 신호를 출력하면서 화상 데이터를 데이터 구동부로 출력한다. 게이트 구동부는 게이트 신호의 하이 구간 에 해당하는 게이트 온 전압을 차례로 게이트선에 인가하여 이 게이트선에 연결된 한 행의 스위칭 소자를 턴온시키고, 이와 동시에 데이터 구동부는 턴온된 스위칭 소자가 위치한 화소 행에 색 데이터에 대응하는 데이터 전압을 해당 데이터선에 공급한다. 데이터선에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자를 통해 해당 화소에 인가된다. 이러한 방식으로, 한 프레임 동안 모든 게이트선에 대하여 차례로 게이트 온 전압을 인가하여 모든 화소 행에 화상 데이터를 인가한다.

최근, 데이터 구동부의 개수를 감소시키기 위해 R, G, B 화소를 세로 방향으로 배치하고 있다. 이렇게 R, G, B 화소를 세로 방향으로 배치하게 되면, 데이터 배선수가 1/3로 감소하는 반면에 게이트 배선은 3배 증가하게 되어 각각의 게이트 라인의 충전시간이 1/3으로 줄어들게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 게이트 구동 회로를 액정 패널의 양측에 각각 배치하여 게이트 구동 주파수를 낮추고, 데이터 구동부는 현재 화소에 데이터 전압을 충전할 때, 현재 화소의 데이터 전압으로 다음 화소에 예비 충전하는 방식을 사용하였다.

이러한 방식은 게이트선에 인가되는 게이트 신호가 게이트선의 시작부분에서 끝부분으로 갈수록 딜레이가 커져서 신호가 왜곡되는 현상이 발생하고, 이로 인해 신호 왜곡이 일어나는 게이트선과 일어나지 않는 게이트선이 나타나 가로줄이 발생하게 된다. 또한, 게이트 라인의 충전시간이 1/3로 줄어들게 되어 단색화면에서 충전불량이 심하게 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 데이터 전압의 충전율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 데이터 전압의 충전율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, R, G, B 화소가 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널로, 상기 매트릭스의 제1 방향으로는 동일한 색을 갖는 화소를 배열하고, 제2 방향으로는 상기 R, G, B 화소를 반복적으로 배치하고, 게이트선은 상기 제1 방향의 화소들과 연결되고, 데이트선은 상기 제2 방향의 화소들과 연결되는 액정 패널, 제1 수직 동기 시작 신호를 제공하는 수직 동기 시작 신호 제공부와, 상기 제1 수직 동기 시작 신호와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아 상기 게이트선에 연결된 제1 방향의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 시간을 나타내는 N(단, N은 자연수) 수평주기의 시작 시점에서, 상기 제1 및 제2 게이트 클럭 신호의 라이징 에지와 상기 제1 수직 동기 시작 신호의 활성화 구간이 오버랩되도록 상기 제1 수직 동기 시작 신호를 조절하여 제2 수직 동기 시작 신호로 출력하는 수직 동기 시작 신호 조절부를 포함하는 타이밍 제어부 및 상기 제2 수직 동기 시작 신호와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아, 상기 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전 하는 제1 게이트 온 전 압과, N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전을 하는 제2 게이트 온 전압을 갖는 게이트 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 구동부를 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 제1 수직 동기 시작 신호를 제공하는 단계, 상기 제1 수직 동기 시작 신호와, 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아 상기 게이트선에 연결된 제1 방향의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 시간을 나타내는 N(단, N은 자연수) 수평주기의 시작 시점에서, 상기 제1 및 제2 게이트 클럭 신호의 라이징 에지와 상기 제1 수직 동기 시작 신호의 활성화 구간이 오버랩되도록 상기 제1 수직 동기 시작 신호를 조절하여 제2 수직 동기 시작 신호로 제공하는 단계, 상기 제2 수직 동기 시작 신호와 상기 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아, 상기 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전 하는 제1 게이트 온 전압과, N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전을 하는 제2 게이트 온 전압을 갖는 게이트 신호를 제공하는 단계, 상기 제1 게이트 온 전압이 상기 게이트선에 인가되어 소정 시간이 지난 후, 상기 제2 게이트 온 전압이 인가되도록 하는 상기 게이트 신호를 상기 게이트선에 인가하는 단계 및 데이터 전압을 해당 화소에 인가하는 단계를 포함한다.

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 형태 로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400L, 400R), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 이들을 제어하는 타이밍 제어부(600) 및 전압 생성부(700)를 포함한다.

액정 패널(300)은 등가 회로로 볼 때 다수의 표시 신호선(G1 - Gn, D1 -Dm)과 이에 연결되어 있으며, 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 단위 화소(Px)를 포함한다.

여기서, 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)은 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트선(G1 - Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이트선(D1 - Dm)을 포함한다. 게이트선(G1 - Gn)은 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이트선(D1 - Dm)은 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

여기에서 도시되지 않았으나, 각 단위 화소(Px)는 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)에 연결된 스위칭 소자와 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor) 및 유지 커패시터(storage capacitor)를 포함한다. 유지 커패시터는 필 요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자는 제1 표시판(미도시)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1 - Gn) 및 데이트선(D1 - Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 커패시터 및 유지 커패시터에 연결되어 있다.

액정 커패시터는 제1 표시판의 화소 전극과 제2 표시판(미도시)의 공통 전극을 두 단자로 하며 두 전극 사이의 액정층은 유전체로서 기능한다. 화소 전극은 스위칭 소자에 연결되며 공통 전극은 제2 표시판의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 또한, 공통 전극이 제1 표시판에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.

유지 커패시터는 제1 표시판에 구비된 별개의 신호선(미도시)과 화소 전극이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압이 인가된다(독립 배선 방식). 그러나, 유지 커패시터는 화소 전극이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다(전단 게이트 방식).

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 단위 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터를 구비함으로써 가능하다. 또한, 컬러 필터는 제2 표시판의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 제1 표시판의 화소 전극 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 패널(300)의 제1 표시판 및 제2 표시판 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(미도시)가 부착된다.

계조 전압 생성부(800)는 단위 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성할 수 있다. 즉, 두 벌 중 한 벌은 정극성 전압이고, 다른 한 벌은 부극성 전압이 된다. 정극성 전압과 부극성 전압은 공통 전압(Vcom)에 대해 데이터 전압의 극성이 반대인 전압을 의미하며, 반전 구동시 교대하여 액정 패널에 각각 제공된다.

게이트 구동부(400L, 400R)은 액정 패널(300)의 좌측과 우측에 배치되고, 각각의 게이트선(G1 - Gn)과 연결되어 있으며, 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2)를 게이트선(G1 - Gn)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 패널(300)의 데이트선(D1 - Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터 제공된 전압에 기초하여 다수의 계조 전압을 생성하고, 생성된 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 단위 화소에 인가하며 통상 다수의 집적 회로로 이루어진다.

타이밍 제어부(600)는 게이트 구동부(400L, 400R) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400L, 400R) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다. 또한, 타이밍 제어부(600)는 화소에 데이터 전압의 충전율을 향상시키기 위해 내부에서 생성된 제1 수직 동기 시작 신호(STV1)를 조절하여 제2 수직 동기 시작 신호(STV2)로 출력하는 수직 동기 시작 신호 조절부(620)를 포함한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2를 참고하여 설명한다.

전압 생성부(700)는 다수의 구동 전압을 생성한다. 예를 들어, 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2) 및 공통 전압(Vcom)을 생성한다. 여기에서, 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2)는 스위칭 소자를 구동할 수 있도록 하이 레벨인 경우에는 게이트 온 전압(Von)이고, 로우 레벨인 경우에는 게이트 오프 전압(Voff)을 의미한다.

이하에서 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

타이밍 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 타이밍 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 패널(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400L, 400R)로 제공하고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 제공한다.

여기서, 게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von) 구간의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV2), 게이트 온 전압(Von)의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이트선(D1 - Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라 는 데이터 로드 신호(TP), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 '공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성'을 줄여 '데이터 전압의 극성'이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클럭 신호(HCLK) 등을 포함한다.

데이터 구동부(500)는 타이밍 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 단위 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.

게이트 구동부(400L, 400R)는 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1 - Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1 - Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다.

하나의 게이트선(G1 - Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 동안[이 기간을 '1H' 또는 '1 수평주기(horizontal period)'이라고 함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이트선(D1 - Dm)에 공급한다. 데이트선(D1 - Dm)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자를 통해 해당 단위 화소에 인가된다.

액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 제1 표시판 및 제2 표시판에 부착된 편광자(미도시)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1 - Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 단위 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 단위 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다('프레임 반전'). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이트선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나('라인 반전'), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다('도트 반전').

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널(300)의 화소(310)는 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 매트릭스의 제1 방향으로는 동일한 색을 갖는 R 화소가 배열되고, 제 2 방향으로는 R, G, B 화소가 반복적으로 배열되어 있다. 이때, 게이트선(G1~G9)은 제1 방향의 화소들과 연결되고, 데이트선(D1~D7)은 제2 방향의 화소들과 연결되어 있다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 각각 행 방향과 열 방향을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 제어부(600)는 수직 동기 시작 신호 제공부(610)와 수직 동기 시작 신호 조절부(620)를 포함한다.

수직 동기 시작 신호 제공부(610)는 외부의 그래픽 제어기로부터 제공 받은 입력 제어 신호를 기초로 수직 동기 시작 신호(STV1)를 생성한다. 수직 동기 시작 신호(STV1)는 게이트 제어 신호로서, 게이트 온 전압(Von) 구간의 출력 시작을 지시한다.

수직 동기 시작 신호 조절부(620)는 제1 수직 동기 시작 신호(STV1)와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2)를 제공받아 게이트선에 연결된 제1 방향의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 시간을 나타내는 N(단, N은 자연수) 수평주기의 시작 시점에서, 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2)의 라이징 에지(rising edge)와 제1 수직 동기 시작 신호(STV1)의 활성화 구간이 오버랩되도록 제1 수직 동기 시작 신호(STV1)을 조절하여 제2 수직 동기 시작 신호(CPV2)로 출력한다. 여기에서, 제 1 방향은 행 방향을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동부를 나타내는 도면이다. 여기에서, 설명의 편의를 위하여 게이트 구동부(400L)에 대해서 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동부(400L)는 타이밍 제어부(600)로부터 게이트 제어에 필요한 제2 수직 동기 시작 신호(STV2), 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2), 데이터 로드 신호(TP) 및 출력 인에이블 신호(OE)를 제공 받는다.

그러면, 게이트 구동부(400L)는 제2 수직 동기 시작 신호(STV2)에 따라 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전(pre-charge) 하는 제1 게이트 온 전압(Von1)과, N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전(main-charge)을 하는 제2 게이트 온 전압(Von2)을 갖는 게이트 신호(Gate1, Gate2, Gate3,...)를 순차적으로 출력한다. 이때, 제1 게이트 온 전압(Von1)은 동일한 색상을 갖는 화소 행은 동일한 색상의 데이터 전압을 화소에 예비 충전하고, 제2 게이트 온 전압(Von2)은 동일한 색상을 갖는 화소 행은 동일한 색상의 데이터 전압을 화소에 본 충전한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 타이밍 제어부로부터 제공 받은 제2 수직 동기 시작 신호(STV2)에 따라 게이트 구동부(400L)는 게이트 신호(Gate1, Gate2, Gate3,...)들을 생성한다.

그리고, 게이트 구동부(400L)에서 생성된 게이트 신호(Gate1, Gate2, Gate3,...)들은 게이트선에 인가되고, 이 게이트선(G1 - Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다. 이에 따라 게이트선에 연결된 화소들은 타이밍 제어부(600)에서 제공 받은 데이터 로드 신호(TP)에 따라 해당 데이터 전압(R_Dummy, G_Dummy, B_Dummy, R1, G1, B1...)을 차례로 데이터 구동부로부터 인가받아 충전하게 된다.

여기에서, 게이트 구동부(400L)가 제1 게이트 온 전압(Von1)을 인가하는 시기와 제2 게이트 온 전압(Von2)을 인가하는 시가가 2/3 수평주기만큼 차이가 난다. 따라서, 도 2에서와 같이, 게이트선(G4)에 연결된 R 화소에 자신의 충전 시간인 1/3 수평주기(A) 동안 목표 데이터 전압(R1)이 본 충전될 때, 게이트선(G1)에 연결된 동일한 R 화소에는 자신의 충전 시간인 1/3 수평주기 (B)동안 데이터 전압(R_Dummy)이 예비 충전된다. 마찬가지로, 게이트선(G5)에 연결된 G 화소에 자신의 충전 시간 동안 목표 데이터 전압(G1)이 본 충전될 때, 게이트선(G2)에 연결된 동일한 G 화소에는 자신의 충전 시간 동안 데이터 전압(G_Dummy)이 예비 충전된다. 즉, 동일한 색상을 갖는 화소행은 동일한 색상의 화소 데이터 전압으로 충전된다.

도 6를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널(300)의 화소(310)는 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 매트릭스의 제1 방향으로는 동일한 색을 갖는 R 화소가 배열되고, 제 2 방향으로는 R, G, B 화소가 반복적으로 배열되어 있다. 이때, 게이트선(G1~G9)은 제1 방향의 화소들과 연결되고, 데이트선(D1~D7)은 제2 방향으로 배열된 R, G, B 화소들의 양측에 제1 데이터 라인(D1)과 제2 데이터 라인(D2)이 배치된다. 제2 방향으로 이웃하는 화소 중 하나는 제1 데이터 라인(D1)과 연결되고, 다른 하나는 제2 데이터 라인(D2)과 연결된다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 각각 행 방향과 열 방향을 나타낸다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 게이트 구동부(400L)는 도 4에서와 같이, 타이밍 제어부(600)로부터 게이트 제어에 필요한 제2 수직 동기 시작 신호(STV2), 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2), 데이터 로드 신호(TP) 및 출력 인에이블 신호(OE)를 제공 받는다.

그러면, 게이트 구동부(400L)는 제2 수직 동기 시작 신호(STV2)에 따라 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전(pre-charge) 하는 제1 게이트 온 전압(Von1)과, 2N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전(main-charge)을 하는 제2 게이트 온 전압(Von2)을 갖는 게이트 신호(Gate1, Gate2, Gate3,...)를 순차적으로 출력한다. 이때, 제1 게이트 온 전압(Von1)은 동일한 색상을 갖는 화소 행은 동일한 색상의 데이터 전압을 화소에 예비 충전하고, 제2 게이트 온 전압(Von2)은 동일한 색상을 갖는 화소 행은 동일한 색상의 데이터 전압을 화소에 본 충전한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 타이밍 제어부(600)로부터 제공 받은 제2 수직 동기 시작 신호(STV2)에 따라 게이트 구동부(400L)는 게이트 신호(Gate1, Gate2, Gate3,...)들을 생성한다.

그리고, 게이트 구동부(400L)에서 생성된 게이트 신호(Gate1, Gate2, Gate3,...)들은 게이트선에 인가되고, 이 게이트선(G1 - Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다. 이에 따라 게이트선에 연결된 화소들은 타이밍 제어부(600)에서 제공 받은 데이터 로드 신호(TP)에 따라 해당 데이터 전압(R_Dummy1, G_Dummy1, B_Dummy1, R_Dummy2, G_Dummy2, B_Dummy2, R1, G1, B1...)을 차례로 데이터 구동부로부터 인가받아 충전하게 된다.

여기에서, 게이트 구동부(400L)가 제1 게이트 온 전압(Von1)을 인가하는 시기와 제2 게이트 온 전압(Von2)을 인가하는 시가가 5/3 수평주기만큼 차이가 난다. 따라서, 도 6에서와 같이, 게이트선(G7)에 연결된 R 화소에 자신의 충전 시간인 1/3 수평주기(A) 동안 목표 데이터 전압(R1)이 본 충전될 때, 게이트선(G1)에 연결된 동일한 R 화소에는 자신의 충전 시간인 1/3 수평주기 (B)동안 데이터 전압(R_Dummy1)이 예비 충전된다. 마찬가지로, 게이트선(G8)에 연결된 G 화소에 자신 의 충전 시간 동안 목표 데이터 전압(G1)이 본 충전될 때, 게이트선(G2)에 연결된 동일한 G 화소에는 자신의 충전 시간 동안 데이터 전압(G_Dummy1)이 예비 충전된다.

본 발명은 동일한 색상을 갖는 화소행은 동일한 색상의 화소 데이터 전압으로 예비 충전과 본 충전을 하여 화소에 충전되는 데이터 전압의 충전율을 향상시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속상기한 바와 같은 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은, 수직 동기 시작 신호 조절부를 구비하여 동일한 색상을 갖는 화소행은 동일한 색상의 화소 데이터 전압으로 예비 충전과 본 충전을 하여 화소에 충전되는 데이터 전압의 충전율을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 액정 표시 장치의 화질을 향상시킬 수 있다.

Claims

R, G, B 화소가 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널로, 상기 매트릭스의 제1 방향으로는 동일한 색을 갖는 화소를 배열하고, 제2 방향으로는 상기 R, G, B 화소를 반복적으로 배치하고, 게이트선은 상기 제1 방향의 화소들과 연결되고, 데이트선은 상기 제2 방향의 화소들과 연결되는 액정 패널;

제1 수직 동기 시작 신호를 제공하는 수직 동기 시작 신호 제공부와, 상기 제1 수직 동기 시작 신호와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아 상기 게이트선에 연결된 제1 방향의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 시간을 나타내는 N(단, N은 자연수) 수평주기의 시작 시점에서, 상기 제1 및 제2 게이트 클럭 신호의 라이징 에지와 상기 제1 수직 동기 시작 신호의 활성화 구간이 오버랩되도록 상기 제1 수직 동기 시작 신호를 조절하여 제2 수직 동기 시작 신호로 출력하는 수직 동기 시작 신호 조절부를 포함하는 타이밍 제어부; 및

상기 제2 수직 동기 시작 신호와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아, 상기 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전 하는 제1 게이트 온 전압과, N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전을 하는 제2 게이트 온 전압을 갖는 게이트 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 구동부를 포함하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 게이트 구동부는 상기 액정 패널의 양측에 배치되는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 동일한 색상의 데이터 전압을 화소에 충전하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 게이트 온 전압은 상기 제1 게이트 온 전압이 인가되고, 2/3 수평주기가 지난 후에 인가되는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 각각 1/3 수평주기인 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 방향으로 배열된 R, G, B 화소의 양측에 제1 및 제2 데이트선이 배치되고, 상기 제2 방향으로 이웃하는 화소 중 하나는 제1 데이트선과 연결되고 다른 하나는 제2 데이트선과 연결되는 액정 표시 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 게이트 구동부는,

상기 제2 수직 동기 시작 신호와 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아, 상기 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전 하는 제1 게이트 온 전압과, 2N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전을 하는 제2 게이트 온 전압을 갖는 게이트 신호를 순차적으로 출력하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 동일한 색에 해당하는 데이터 전압을 화소에 충전하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제2 게이트 온 전압은 상기 제1 게이트 온 전압이 인가되고, 5/3 수평주기가 지난 후에 인가되는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 각각 1/3 수평주기인 액정 표시 장치.
제1 수직 동기 시작 신호를 제공하는 단계;

상기 제1 수직 동기 시작 신호와, 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아 상기 게이트선에 연결된 제1 방향의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 시간을 나타내는 N(단, N은 자연수) 수평주기의 시작 시점에서, 상기 제1 및 제2 게이트 클럭 신호의 라이징 에지와 상기 제1 수직 동기 시작 신호의 활성화 구간이 오버랩되도록 상 기 제1 수직 동기 시작 신호를 조절하여 제2 수직 동기 시작 신호로 제공하는 단계;

상기 제2 수직 동기 시작 신호와 상기 제1 및 제2 게이트 클럭 신호를 제공받아, 상기 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전 하는 제1 게이트 온 전압과, N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전을 하는 제2 게이트 온 전압을 갖는 게이트 신호를 제공하는 단계;

상기 제1 게이트 온 전압이 상기 게이트선에 인가되어 소정 시간이 지난 후, 상기 제2 게이트 온 전압이 인가되도록 하는 상기 게이트 신호를 상기 게이트선에 인가하는 단계; 및

데이터 전압을 해당 화소에 인가하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 동일한 색에 해당하는 데이터 전압을 화소에 충전하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 소정 시간은 2/3 수평주기인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 각각 1/3 수평주기인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 게이트 신호를 제공하는 단계는,

상기 N 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 예비 충전 하는 제1 게이트 온 전압과, 2N+1 수평주기에서 소정의 수평주기 동안 본 충전을 하는 제2 게이트 온 전압을 갖는 게이트 신호를 제공하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 동일한 색에 해당하는 데이터 전압을 화소에 충전하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 소정 시간은 5/3 수평주기인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압은 각각 1/3 수평주기인 액정 표시 장치의 구동 방법.