KR100309924B1 - How to Operate Liquid Crystal Display and Liquid Crystal Display - Google Patents
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Abstract
본 발명의 액정 표시 장치는 패널, 게이트 드라이버, 데이터 드라이버, 공통 전극 전압 발생부를 포함하며, 패널에는 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 상기 데이터선에 연결되는 소스전극을 가지는 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 화소 전극이 형성되어 있고, 게이트 드라이버는 게이트선에 박막 트랜지스터를 온/오프시키기 위한 게이트 신호를 인가하며, 데이터 드라이버는 데이터선에 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 인가하며, 공통 전극 전압 발생부는 상기 패널의 공통 전극에 로우 전압에서 하이 전압으로 스위칭시에 공통 전극 전압의 하이 전압의 60 내지 80% 정도 크기 범위에서 한번 이상의 스텝을 갖는 계단형태의 공통 전극 전압을 인가하고, 다양한 색깔을 디스플레이하더라도 공통 전극 전압의 파형의 왜곡을 방지할 수 있고, 표시 품질을 향상시킬 수 있다.The liquid crystal display of the present invention includes a panel, a gate driver, a data driver, and a common electrode voltage generator, and the panel includes a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the plurality of gate lines, and connected to the gate lines. A plurality of thin film transistors having a gate electrode and a source electrode connected to the data line, a pixel electrode connected to a drain electrode of the thin film transistor, and a gate driver for turning the thin film transistor on and off on the gate line. The gate driver applies a gate signal, and the data driver applies a data voltage representing an image signal to the data line, and the common electrode voltage generator is configured to generate a high voltage of 60% of the common electrode voltage when switching from a low voltage to a high voltage to the common electrode of the panel. System with one or more steps in the size range of about 80% Applying a common electrode voltage of the form and, even when displaying a variety of colors can be prevented from the distortion of the waveform of the common electrode voltage, it is possible to improve the display quality.
Description
본 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display, 이하 "LCD"라 약칭) 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 스텝(step)형태의 공통 전극 전압을 인가하여 표시품질을 향상시키는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(thin film transistor LCD, 이하 "TFT-LCD"라 약칭) 및 그 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display (hereinafter referred to as "LCD") and a driving method thereof, and more particularly to a thin film transistor liquid crystal display device which improves display quality by applying a common electrode voltage in a step form. thin film transistor LCD, hereinafter abbreviated as "TFT-LCD" and its driving method.
TFT-LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써, 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다.A TFT-LCD is a display device that obtains a desired image signal by applying an electric field to a liquid crystal material having an anisotropic dielectric constant injected between two substrates, and controlling the amount of light transmitted through the substrate by adjusting the intensity of the electric field.
이러한 TFT-LCD의 기판 위에는 서로 평행한 복수의 게이트선과 이 게이트선에 절연되어 교차하는 복수의 데이터선이 형성되며, 이들 게이트선과 데이터선에 의해 둘러싸인 영역이 하나의 화소를 규정한다. 각 화소의 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에는 TFT가 형성된다.On the substrate of such a TFT-LCD, a plurality of gate lines parallel to each other and a plurality of data lines insulated from and intersecting the gate lines are formed, and an area surrounded by the gate lines and the data lines defines one pixel. TFTs are formed at portions where the gate lines and the data lines of each pixel cross each other.
도1은 일반적인 TFT-LCD에서 단위 화소에 대한 등가회로를 나타낸다.1 shows an equivalent circuit for a unit pixel in a typical TFT-LCD.
도1에 도시한 바와 같이, TFT(10)의 게이트 전극(g), 소스 전극(s), 드레인 전극(d)은 각각 게이트선(Gn), 데이터선(Dm), 화소 전극(P)에 연결된다. 화소 전극(P)과 공통 전극(Com)사이에는 액정 물질이 형성되는데 이를 등가적으로 액정용량(Clc)으로 나타내었다. 그리고, 화소 전극과 전단 게이트선(Gn-1)사이에는 축적 용량(Cst)이 형성되며, 게이트 전극과 드레인 전극 사이에는 오정렬(misalignment)등에 기인한 기생 용량(Cgd)이 생긴다. 액정 용량(Ccl)과 축적 용량(Cst)은 TFT-LCD가 구동해야 하는 부하로서 작용한다.As shown in Fig. 1, the gate electrode g, the source electrode s, and the drain electrode d of the TFT 10 are connected to the gate line Gn, the data line Dm, and the pixel electrode P, respectively. Connected. A liquid crystal material is formed between the pixel electrode P and the common electrode Com, which is equivalently represented as a liquid crystal capacitor Clc. The storage capacitor Cst is formed between the pixel electrode and the front gate line Gn-1, and the parasitic capacitance Cgd is generated between the gate electrode and the drain electrode due to misalignment. The liquid crystal capacitor Ccl and the storage capacitor Cst act as loads that the TFT-LCD should drive.
이와 같은 TFT-LCD의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the TFT-LCD will be described as follows.
먼저, 표시하고자 하는 게이트선(Gn)에 연결된 게이트 전극에 게이트 온 전압을 인가하여 TFT(10)를 도통시킨 후에, 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 소스 전극(s)에 인가하여 이 데이터 전압이 드레인 전극(d)에 인가되도록 한다. 그러면, 상기 데이터 전압은 화소 전극(P)을 통해 각각 액정 용량(Clc)과 축적 용량(Cst)에 인가되고, 화소 전극(Cp)과 공통 전극(Com)의 전압 차에 의해 전계가 형성된다. 이 때, 액정 물질에 같은 방향의 전계가 계속해서 인가되면 액정이 열화되기 때문에, LCD 패널에서는 액정의 열화를 방지하기 위해 화상 신호에 대한 공통 전극의 극성을 양, 음 반복되도록 구동하며, 이와 같은 구동 방식을 반전 구동 방식이라 한다.First, the TFT 10 is conducted by applying a gate-on voltage to the gate electrode connected to the gate line Gn to be displayed, and then a data voltage representing an image signal is applied to the source electrode s to drain the data voltage. It is applied to the electrode (d). Then, the data voltage is applied to the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst through the pixel electrode P, respectively, and an electric field is formed by the voltage difference between the pixel electrode Cp and the common electrode Com. In this case, since the liquid crystal deteriorates when an electric field in the same direction is continuously applied to the liquid crystal material, the LCD panel drives the polarity of the common electrode with respect to the image signal to be positive and negative in order to prevent deterioration of the liquid crystal. The driving method is called an inverting driving method.
이하에서는 도2 및 도3을 참조하여 종래의 반전 구동방식에 대해 설명한다.Hereinafter, a conventional inversion driving method will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도2는 종래의 반전 구동 방식에서 공통 전압 발생부로부터 출력되는 공통 전극 전압을 도시한 것이고, 도3은 도2에 도시한 공통 전극 전압을 액정 표시 장치의 패널에 인가하는 경우 흰색을 디스플레이할 때와 검은색을 디스플레이할 때의 실제 액정 표시 장치 패널에서 측정한 공통 전극 전압의 파형을 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates a common electrode voltage output from a common voltage generator in a conventional inversion driving method, and FIG. 3 illustrates a case in which white is displayed when the common electrode voltage shown in FIG. 2 is applied to a panel of a liquid crystal display. And waveforms of the common electrode voltage measured on the actual liquid crystal display panel when displaying black.
도2에 도시된 바와 같이 공통 전극 전압은 로우 전압(low)과 하이 전압(high)을 스위칭하는 구형파 형태이다. 통상 로우 전압은 0.3V 정도이고, 하이 전압은 3.3V 또는 5V정도이다.As shown in FIG. 2, the common electrode voltage has a square wave shape that switches a low voltage and a high voltage. Typically, the low voltage is about 0.3V and the high voltage is about 3.3V or 5V.
종래의 반전 구동 방식에서 공통전압 발생부로부터 출력되는 공통 전극 전압은 도2에 도시된 바와 같은 구형파(square wave)형태이나, 실제로 패널에서 측정되는 공통 전극 전압은 다음과 같은 이유로 데이터 라인에 인가되는 계조전압의 크기에 따라서 그 파형이 변화하는 특성을 보인다. 일반적으로 액정물질의 유전율은 액정물질에 인가되는 전계의 세기 즉, 계조전압과 공통전압의 차에 따라 변하게 되며, 이에 따라 액정 용량도 전계의 세기에 따라 변하게 된다. 보다 구체적으로, 통상의 TN(twisted nematic)모드의 액정에서, 액정 물질에 인가되는 전계의 세기가 클수록 액정용량 즉, 부하가 증가하게 되며, 그 결과 액정 표시 장치의 패널에서 측정되는 실제의 공통 전극 전압은 이 액정 용량의 크기에 따라 특성이 바뀌게 된다.In the conventional inversion driving method, the common electrode voltage output from the common voltage generator is in the form of a square wave as shown in FIG. 2, but the common electrode voltage measured in the panel is applied to the data line for the following reasons. The waveform changes in accordance with the magnitude of the gradation voltage. In general, the dielectric constant of the liquid crystal material changes according to the intensity of the electric field applied to the liquid crystal material, that is, the difference between the gradation voltage and the common voltage, and thus the liquid crystal capacitance also changes according to the strength of the electric field. More specifically, in the liquid crystal of the normal twisted nematic (TN) mode, the larger the intensity of the electric field applied to the liquid crystal material, the more the liquid crystal capacity, that is, the load increases, and as a result, the actual common electrode measured in the panel of the liquid crystal display The voltage changes according to the size of the liquid crystal capacitance.
예컨대, 화소전압이 인가되지 않을 때 흰색을 디스플레이하는 노멀리 화이트 모드(normally white mode)의 액정에서, 화면 전체에 흰색을 디스플레이하는 계조전압이 인가되는 경우에는 공통 전극 전압과 계조전압의 차가 작아, 결국 액정용량이 작아지므로, 액정 표시 장치의 패널에 실제 인가되는 공통 전극 전압은 도3의 점선 모양의 파형과 같이 오버슈팅(overshooting)하는 특성을 보인다. 한편, 화면 전체에 검은색을 디스플레이하는 계조전압이 인가되는 경우에는 공통 전극 전압과 계조전압의 차가 커져 결국 액정용량이 커지므로 액정 표시 장치 패널에 인가되는 공통 전극 전압은 도3의 실선 모양의 파형과 같이 심하게 왜곡되는 특성을 보인다. 결국 흰색을 디스플레이할 때와 검은색을 디스플레이할 때의 공통 전극 전압의 파형은 상당한 차이가 있다.For example, in a normally white mode liquid crystal displaying white when no pixel voltage is applied, a difference between the common electrode voltage and the gray voltage is small when a gray voltage displaying white is applied to the entire screen. As a result, since the liquid crystal capacitance becomes smaller, the common electrode voltage actually applied to the panel of the liquid crystal display device exhibits the characteristic of overshooting as shown by the dotted line waveform of FIG. 3. On the other hand, when a gray voltage displaying black is applied to the entire screen, the difference between the common electrode voltage and the gray voltage is increased, and thus the liquid crystal capacitance is increased. Therefore, the common electrode voltage applied to the liquid crystal display panel is a solid waveform in FIG. It shows severely distorted characteristics. As a result, there is a significant difference in the waveform of the common electrode voltage when displaying white and when displaying black.
이러한 차이는 화면 전체에 동일한 색깔을 디스플레이하지 않는 경우에는 심각한 문제가 발생한다. 즉, 예를 들어 흰색 바탕에 검은색의 사각형이 디스플레이되는 경우 수평라인에서 흰색과 검은색이 인접하는 화소 사이에는 액정 표시 장치의 패널에 실제 인가되는 공통 전극 전압의 파형이 크게 달라서 수평 크로스토크(crosstalk)가 발생한다. 이로 인해 LCD의 표시 품질이 나빠지는 문제점이 발생한다.This difference is a serious problem if the same color is not displayed on the entire screen. That is, for example, when a black square is displayed on a white background, the waveform of the common electrode voltage actually applied to the panel of the liquid crystal display device is significantly different between the pixels adjacent to the white and the black in the horizontal line. crosstalk). This causes a problem that the display quality of the LCD deteriorates.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 공통 전극 전압의 변형에 의한 표시 품질 저하를 방지하기 위한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device for preventing display quality degradation due to deformation of the common electrode voltage.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기한 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of driving the above liquid crystal display.
제1도는 일반적인 TFT-LCD의 단위화소의 등가회로이고,1 is an equivalent circuit of a unit pixel of a general TFT-LCD,
제2도는 종래의 라인 반전 구동 방식에서의 공통 전극 전압을 도시한 것이고,2 shows the common electrode voltage in the conventional line inversion driving method,
제3도는 흰색과 검은색을 화면에 디스플레이할 때의 제2도의 공통 전극 전압의 파형을 도시한 것이고,3 shows the waveform of the common electrode voltage of FIG. 2 when displaying white and black on the screen,
제4도는 본 발명의 실시예를 따른 액정 표시 장치의 전체 구성도이고,4 is an overall configuration diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
제5도는 본 발명의 실시예를 따른 공통 전극 전압 발생부의 상세도이고,5 is a detailed view of a common electrode voltage generator according to an embodiment of the present invention.
제6도는 본 발명의 실시예를 따른 하나의 스텝전압을 가진 공통 전극 전압의 파형을 도시한 것이고,6 illustrates waveforms of a common electrode voltage having one step voltage according to an embodiment of the present invention.
제7도는 흰색과 검은색을 디스플레이할 때의 본 발명의 실시예를 따른 공통 전극 전압의 파형을 도시한 것이고,7 shows waveforms of a common electrode voltage according to an embodiment of the present invention when displaying white and black,
제8도는 본 발명의 실시예를 따른 다수의 스텝전압을 가진 공통 전극 전압의 파형을 도시한 것이다.8 illustrates waveforms of a common electrode voltage having a plurality of step voltages according to an embodiment of the present invention.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치는, 다수의 게이트선과, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선과, 상기 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 상기 데이터선에 연결되는 소스전극을 가지는 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 화소 전극이 형성되어 있는 액정 표시 패널; 상기 게이트선에 상기 박막 트랜지스터를 온/오프시키기 위한 게이트 신호를 인가하기 위한 게이트 드라이버; 상기 데이터선에 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 인가하기 위한 데이터 드라이버; 및 로우 전압에서 하이 전압으로 공통 전극 전압의 출력을 스위칭할 때, 상기 공통 전극 전압의 하이 전압의 60 내지 80%의 크기 범위에서 하나 이상의 스텝을 갖는 계단 형태의 공통 전극 전압을 상기 액정 표시 패널의 공통 전극에 인가하는 공통 전극 전압 발생부를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display includes a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the plurality of gate lines, a gate electrode connected to the gate line, A liquid crystal display panel including a plurality of thin film transistors having a source electrode connected to a data line, and a pixel electrode connected to a drain electrode of the thin film transistor; A gate driver for applying a gate signal for turning on and off the thin film transistor to the gate line; A data driver for applying a data voltage representing an image signal to the data line; And switching the output of the common electrode voltage from a low voltage to a high voltage, wherein the common electrode voltage having a step shape having one or more steps in a size range of 60 to 80% of the high voltage of the common electrode voltage is formed in the liquid crystal display panel. And a common electrode voltage generator applied to the common electrode.
또한, 공통 전극 전압은, 하이 전압에서 로우 전압으로 스위칭할 때 상기 하이 전압의 20 내지 40% 정도 크기 범위에서 한번 이상의 스텝을 갖는 계단 형태의 파형을 인가할 수 있다.In addition, the common electrode voltage may apply a stepped waveform having one or more steps in a size range of about 20 to 40% of the high voltage when switching from a high voltage to a low voltage.
공통 전극 전압 발생부는 전원 전압, 전원 전압과 접지점 사이에 직렬로 연결되어 전원전압을 분압시키며 저항사이에 외부로 전압을 출력하는 다수의 단자를 가지는 다수의 저항열, 다수의 저항렬사이의 다수의 단자 사이를 스위칭하는 스위치, 스위치의 스위칭 시간과 저항렬 사이의 단자를 선택을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하며, 공통 전극 전압 발생부는, 스위치의 스위칭에 의해 상기 전원전압보다 크기가 작은 스텝전압을 갖는 계단형태의 공통 전극 전압을 출력하는 것이 바람직하다.The common electrode voltage generator is connected in series between the power supply voltage, the power supply voltage, and the grounding point to divide the power supply voltage, and has a plurality of resistance lines having a plurality of terminals for outputting voltage to the outside between the resistors, It is preferable to include a switch for switching between the terminals, a control unit for controlling the selection of the terminal between the switching time and the resistance row of the switch, the common electrode voltage generating unit, the step voltage is smaller than the power supply voltage by the switching of the switch It is preferable to output a common electrode voltage having a step shape.
또한, 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동방법은, 다수의 게이트선과, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선과, 상기 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 상기 데이터선에 연결되는 소스전극을 가지는 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 화소 전극이 형성되어 있는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a liquid crystal display device, including a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the plurality of gate lines, and a plurality of gate lines. A method of driving a liquid crystal display device comprising a liquid crystal display panel having a plurality of thin film transistors having a gate electrode and a source electrode connected to the data line, and a pixel electrode connected to a drain electrode of the thin film transistor.
(a) 상기 데이터선에 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 인가하는 단계;(a) applying a data voltage representing an image signal to the data line;
(b) 상기 게이트선에 상기 박막 트랜지스터를 온/오프시키기 위한 게이트신호를 인가하는 단계; 및(b) applying a gate signal to the gate line to turn the thin film transistor on and off; And
(c) 로우 전압에서 하이 전압으로 공통 전극 전압의 출력을 스위칭할 때, 상기 공통 전극 전압의 하이 전압 레벨의 60 내지 80%의 크기 범위에서 하나 이상의 스텝을 갖는 계단 형태의 공통 전극 전압을 상기 액정 표시 패널의 공통 전극에 인가하는 단계를 포함한다.(c) when switching the output of the common electrode voltage from the low voltage to the high voltage, the liquid crystal converts the common electrode voltage having a step shape having one or more steps in a size range of 60 to 80% of the high voltage level of the common electrode voltage; And applying to the common electrode of the display panel.
또한, 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, (d) 하이 전압에서 로우 전압으로 공통 전극 전압의 출력을 스위칭할 때, 상기 공통 전극 전압의 하이 전압 레벨의 20 내지 40%의 크기 범위에서 하나 이상의 스텝을 갖는 계단 형태의 공통 전극 전압을 상기 액정 표시 패널의 공통 전극에 인가하는 단계를 더 포함한다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a liquid crystal display device, which includes: (d) a high voltage of the common electrode voltage when switching the output of the common electrode voltage from a high voltage to a low voltage; The method may further include applying a stepped common electrode voltage having one or more steps in a size range of 20 to 40% of the level to the common electrode of the liquid crystal display panel.
여기서, 공통 전극 전압의 스텝 전압은 공통 전극 전압의 하이 전압과 로우 전압의 유지 시간인 수평 동기 신호 주기의 5 내지 15% 주기 동안 인가할 수 있다.Here, the step voltage of the common electrode voltage may be applied for 5 to 15% of the horizontal synchronizing signal period, which is a holding time of the high voltage and the low voltage of the common electrode voltage.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도4는 본 발명의 실시예를 따른 액정 표시 장치의 전체 구성도이고, 도5는 본 발명의 실시예를 따른 공통 전극 전압 발생부의 상세도이다.4 is an overall configuration diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a detailed view of a common electrode voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 실시예를 따른 액정 표시 장치는 TFT-LCD패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 공통 전극 전압 발생부(400)로 구성된다.The liquid crystal display according to the present exemplary embodiment includes a TFT-LCD panel 100, a gate driver 200, a data driver 300, and a common electrode voltage generator 400.
데이터 드라이버(300)는 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 TFT-LCD 패널(100)의 각 데이터선(D)에 인가하고, 게이트 드라이버(200)는 각 데이터선(D)에 인가된 데이터 전압이 화소 전극에 인가될 수 있도록 각 화소의 TFT를 온시키는 게이트 전압을 출력한다.The data driver 300 applies a data voltage representing an image signal to each data line D of the TFT-LCD panel 100, and the gate driver 200 applies a data voltage applied to each data line D to the pixel. A gate voltage for turning on the TFT of each pixel is output so that it can be applied to the electrode.
TFT-LCD 패널(100)에는 데이터 드라이버(300)로부터의 데이터 전압을 전달하는 데이터선(D)과 게이트 드라이버(200)로부터의 게이트 전압을 전달하는 게이트선(G)이 서로 교차되어 형성된다. 각 화소의 TFT의 소스 전극과 게이트 전극은 이 데이터선과 게이트선에 연결된다. 도4에서는 설명의 편의상, TFT-LCD 패널(100)에 한 개의 화소에 대한 등가회로만을 도시하였으며, 여기서 화소 전극에 충전되는 전압은 Vp로 축적 용량 전극에 충전되는 전압은 Vst로 표시하였다.In the TFT-LCD panel 100, a data line D transferring a data voltage from the data driver 300 and a gate line G transferring a gate voltage from the gate driver 200 cross each other. The source electrode and the gate electrode of the TFT of each pixel are connected to this data line and the gate line. In FIG. 4, for convenience of description, only the equivalent circuit for one pixel is illustrated in the TFT-LCD panel 100, where the voltage charged in the pixel electrode is represented by Vp and the voltage charged in the storage capacitor electrode is represented by Vst.
이하에서는 본 발명의 실시예의 공통 전극 전압 발생부의 동작에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the common electrode voltage generator of the exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도6은 본 실시예를 따른 공통 전압 발생부(400)로부터 출력되는 공통 전극 전압의 파형이고, 도7은 노멀리 화이트 모드의 액정 표시 장치에서 흰색과 검은색을 TFT-LCD상에 디스플레이했을 때의 TFT-LCD 패널에서 측정되는 공통 전극 전압의 파형을 도시한 것이다.FIG. 6 is a waveform of a common electrode voltage output from the common voltage generator 400 according to the present embodiment, and FIG. 7 shows white and black colors on a TFT-LCD in a normally white mode liquid crystal display. The waveform of the common electrode voltage measured in the TFT-LCD panel is shown.
본 발명에서는 종래의 공통 전극 전압의 파형이 변형됨으로 인해 발생하는 표시 품질의 저하를 이하에서 설명하는 바와 같이 스텝 형태의 공통 전극 전압을 인가함으로써 해결한다.In the present invention, the degradation of the display quality caused by the deformation of the waveform of the conventional common electrode voltage is solved by applying the common electrode voltage in the form of a step as described below.
종래의 구형파 형태의 공통 전극 전압(Vcom)은 로우(low) 전압이 입력된 후 하이(high) 전압으로 스위칭할 때, 급격히 변하기 때문에 공통 전극 전압의 왜곡이 있었다.The conventional square wave type common electrode voltage Vcom is rapidly changed when switching to a high voltage after a low voltage is input, thereby causing distortion of the common electrode voltage.
본 실시예에서는 공통 전극 전압이 하이 전압에서 로우 전압으로, 로우 전압에서 하이 전압으로 스위칭하기 전에, 도6에 도시된 바와 같이, 하이 전압과 로우 전압 사이의 크기의 스텝 (step)전압을 일정 기간 동안 거친다. 이 때 스텝전압을 인가하는 기간은 공통 전극 전압의 파형에서 하이 전압과 로우 전압이 유지되는 기간인 수평 동기 신호 주기의 5~15% 주기 정도가 적당하다. 이처럼 일정기간동안 스텝전압을 거치면, 스위칭 순간에 화소의 액정의 양단의 계조전압과 공통 전극 전압의 전압차가 감소하여 액정의 부하가 줄어들고, 이로 인해 액정 패널의 각 화소의 액정에 인가되는 공통 전극 전압의 파형의 변형도 줄어든다. 이때 스텝전압은 상기한 바와 같이 액정의 부하부담을 완화시키기 위해서는 하이 전압과 로우 전압의 사이의 전압이어야 하는데, 그 크기는 로우 전압에서 하이 전압으로 스위칭할 때에는 하이 전압 크기의 60 내지 80% 정도이고, 하이 전압에서 로우 전압으로 스위칭할 때에는 하이 전압 크기의 20 내지 40% 정도가 적당하다. 이는 상승시나 하강시나 부하 부담 완화 정도를 같이 하기 위한 것이다.In this embodiment, before switching the common electrode voltage from the high voltage to the low voltage and from the low voltage to the high voltage, as shown in Fig. 6, a step voltage having a magnitude between the high voltage and the low voltage is set for a predetermined period. Rough while. At this time, the period of applying the step voltage is suitably about 5 to 15% of the horizontal synchronization signal period, which is a period in which the high voltage and the low voltage are maintained in the waveform of the common electrode voltage. As such, when the step voltage is applied for a predetermined period, the voltage difference between the gray level voltages of the liquid crystals of the pixel and the common electrode voltage is reduced at the instant of switching, thereby reducing the load on the liquid crystal. The distortion of the waveform is also reduced. In this case, the step voltage should be a voltage between the high voltage and the low voltage in order to alleviate the load of the liquid crystal as described above. The magnitude of the step voltage is about 60 to 80% of the high voltage when switching from the low voltage to the high voltage. When switching from a high voltage to a low voltage, about 20 to 40% of the high voltage magnitude is appropriate. This is to reduce the load burden when rising or falling.
또한, 도8에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치의 표시품질의 저하를 방지하기 위해 공통 전극에 다수의 스텝전압을 가할 수 있다. 즉, 낮은 전압부터 순차적으로 가해 주는 둘 이상의 스텝전압을 갖는 계단형태의 파형을 공통 전극 전압으로 인가할 수 있다. 이때는 액정에 부하부담이 하나의 스텝전압이 있는 경우보다 더욱 줄어든다.In addition, as shown in FIG. 8, a plurality of step voltages may be applied to the common electrode in order to prevent degradation of display quality of the liquid crystal display. That is, a stepped waveform having two or more step voltages sequentially applied from a low voltage may be applied as the common electrode voltage. In this case, the load burden on the liquid crystal is further reduced than when there is one step voltage.
이를 예를 들어 설명하면, 액정이 화소전압이 인가되지 않은 상태에서 흰색을 디스플레이하는 노멀리 화이트 모드(normally white mode)에서, 화면 전체에 흰색을 디스플레이하는 경우 중간 스텝 전압으로 인해 화소전압과 공통 전극 전압의 차가 약간 나게 함으로써 스위칭 순간에 화소의 커패시터의 부하가 급격히 줄어드는 것이 방지되어 종래 공통 전극 전압의 파형에서 나타나는 오버슈팅현상이 생기지 않는다. 한편, 화면 전체에 검은색을 디스플레이하는 경우 중간 스텝 전압으로 인해 스위칭 순간에 화소 전압과 공통 전극 전압의 차가 종래보다 줄어들고, 이로 인해 스위칭 순간에 화소의 커패시터의 부하가 급격히 증가하는 것을 완화하여 종래 공통 전극 전압의 파형이 왜곡되는 현상을 제거한다. 이러한 흰색을 화면전체에 디스플레이했을 때의 공통 전극 전압의 파형은 도7의 점선모양과 같고, 검은색을 화면 전체에 디스플레이하다 때의 공통 전극 전압의 파형은 도7의 실선모양과 같다. 여기서는 화소의 부하변화가 최대와 최소인 흰색과 검은색인 경우만 예를 들어 설명했으나 다른 색을 디스플레이하다 때도 마찬가지로 설명된다.For example, in the normally white mode in which the liquid crystal displays white in the state in which the pixel voltage is not applied, the pixel voltage and the common electrode due to the intermediate step voltage are displayed when the white color is displayed in the entire screen. By making the voltage difference slightly, it is possible to prevent the load of the capacitor of the pixel from being drastically reduced at the moment of switching, thereby avoiding the overshooting phenomenon appearing in the waveform of the conventional common electrode voltage. On the other hand, when black is displayed on the entire screen, the difference between the pixel voltage and the common electrode voltage is reduced at the instant of switching due to the intermediate step voltage, and as a result, a sudden increase in the load of the capacitor of the pixel at the moment of switching is alleviated. Eliminate the distortion of the waveform of the electrode voltage. The waveform of the common electrode voltage when the white is displayed on the entire screen is the same as the dotted line in FIG. 7, and the waveform of the common electrode voltage when the black is displayed on the entire screen is the same as the solid line in FIG. Here, only the case where the load change of the pixel is the maximum and minimum of white and black has been described as an example, but the same applies when displaying other colors.
따라서, 도6과 같은 파형의 공통 전극 전압을 인가함으로써 도7에 도시된 바와 같이 흰색을 디스플레이할 때와 검은색을 화면에 디스플레이할 때에 공통 전극 전압의 파형의 차가 거의 없게 된다. 이로 인해 검은색과 흰색을 같은 라인에 디스플레이하더라도 공통 전극 전압의 파형의 차가 없어서 크로스 토크 현상을 줄일 수 있게 되고, 이로 인해 표시품질이 향상된다.Accordingly, by applying the common electrode voltage having the waveform as shown in FIG. 6, there is almost no difference between the waveform of the common electrode voltage when displaying white and when displaying black on the screen as shown in FIG. As a result, even if black and white are displayed on the same line, there is no difference in the waveform of the common electrode voltage, thereby reducing the crosstalk phenomenon, thereby improving display quality.
이하에서는 도6 및 도8과 같은 파형의 공통 전극 전압을 생성하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process of generating a common electrode voltage having a waveform as shown in FIGS. 6 and 8 will be described.
공통 전극 전압 발생부(400)는 전원전압(Vcc), 전원전압에 직렬로 연결된 다수의 저항(R1, R2, R3,...,Rn), 다수의 저항 사이의 단자를 스위칭하는 스위치(SW), 스위치(SW)에 연결되어 스위칭(SW)의 연결단자와 연결시간을 제어하는 제어부(410)로 구성된다.The common electrode voltage generator 400 switches a power supply voltage Vcc, a plurality of resistors R1, R2, R3,..., Rn connected in series with the power supply voltage, and a terminal between the plurality of resistors. The control unit 410 is connected to the switch SW and controls the connection terminal and the connection time of the switching SW.
다수의 저항(R1, R2, R3,...,Rn)은 전원전압(Vcc)을 분압시키고, 스위치는 저항 사이의 다수의 단자(V1, V2, V3,...,Vn)에 연결되어 공통 전극 전압(Vcom)을 외부로 출력한다. 이때, 저항값이 동일한 저항을 사용한다면, 원하는 전압을 용이하게 출력할 수 있다.A plurality of resistors (R1, R2, R3, ..., Rn) divide the power supply voltage (Vcc), the switch is connected to a plurality of terminals (V1, V2, V3, ..., Vn) between the resistors The common electrode voltage Vcom is output to the outside. At this time, if a resistor having the same resistance value is used, a desired voltage can be easily output.
즉, 스위치(SW)는 도6 및 도8에 도시된 파형을 생성하기 위해, 다수의 단자중 하나에 전극 전압 단자(Vcom)를 적절히 연결한다. 이러한 스위칭의 스위칭은 제어부(10)의 제어에 의해 행해진다. 제어부의 제어에 따라서 스위치는 스위칭함으로써 도6에 도시된 것과 같은 공통 전극 전압의 파형을 출력할 수 있다.That is, the switch SW properly connects the electrode voltage terminal Vcom to one of the plurality of terminals in order to generate the waveform shown in FIGS. 6 and 8. The switching of such switching is performed by the control of the control unit 10. Under the control of the controller, the switch can output a waveform of the common electrode voltage as shown in FIG. 6 by switching.
본 발명은 이상에서 설명한 본 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형이 가능하고, 본 실시예의 공통 전극 전압의 파형을 나타낼 수 있는 등가적인 장치도 구현할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and an equivalent device capable of displaying the waveform of the common electrode voltage of the present embodiment can also be implemented.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치를 따르면 다양한 색깔을 디스플레이하더라도 공통 전극 전압의 파형의 왜곡을 방지할 수 있고, 표시품질을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the liquid crystal display of the present invention, even if various colors are displayed, distortion of the waveform of the common electrode voltage can be prevented and display quality can be improved.
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