KR0175364B1 - 박막트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT LCD) 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 오프 전압 신호를 이용하여 저항 성분과 커패시터 성분에 의한 지연 시간을 줄임으로써 액정의 충전시간을 늘일 수 있도록 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치 구동방법에 관한 것이다. 이 발명의 실시예에서, 게이트 신호 전압(3)이 오프 상태시 충전 전하를 방전시키기 위하여 기준 전압(1)보다 낮은 전압(4)을 가하며, 또한 한 상기 게이트 신호 전압(3)이 온상태로 될 경우, 온상태가 되기 전에 충전 전하를 완전히 방전시키기 위하여 상기 전압(4)보다 더 낮은 전압(2)을 가하는 방법을 이용함으로써 게이트 라인의 커패시터 성분의 충전시간이 증가하며 따라서 콘트래스트 비와 화질이 향상되는 효과를 가진 박막 트랜지스터 액정표시장치 구동방법을 제공할 수 있다.

Description

박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법

제1도는 일반적인 게이트 신호의 입력과 출력과의 관계를 나타낸 파형도이고,

제2도는 종래의 방법으로 박막 트랜지스터의 게이트단에 인가되는 신호의 파형도이고,

3도는 종래의 오프 전압 파형도이고,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 오프 전압 파형도이다.

이 발명은 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT LCD)구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 오프 전압 신호를 이용하여 저항 성분과 커패시터 성분에 의한 지연 시간을 줄임으로써 충전 커패시터의 충전시간을 늘일 수 있도록 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법에 관한 것이다.

현재 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하는 액티브 매트릭스 액정표시장치(AMLCD : Active Matrix Liquid Crystal Display)는 경박 단소함으로 휴대하기 편리하고, 화질이 우수하여 차세대 표시 장치로 그 사용가치가 증폭되고 있다. 이러한 액정 표시 장치 패널은 광학적 특성이 우수해야 하고, 높은 콘트래스트(Contrast), 적은 플리커(Flicker)를 가지며, 이미지 스티킹(Image Sticking)이 없어야 한다.

상기한 바와 같은 사항을 만족하기 위하여 화소에 요구되는 특성은, 화소의 충전 용량, 인가 신호 전압, 스위칭 소자의 온(ON) 특성이 관계되는, 주어진 라이팅 타임(Writing Time)내에 신호를 화소에 충분히 쓸 수 있도록 해야 하는 화소의 충방전 시간과, 게이트 전압이나 데이타 신호 전압의 전달 지연으로 인한 신호의 왜곡으로 화소의 충·방전을 불충분하게 하는 것으로, 각 신호라인의 저항과 기생 용량등이 문제가 되는 신호지연과, 스위칭 소자의 오프 저항, 액정의 저항, 화소의 총 충전 용량과 관계되는 신호 전압 유지 특성과, 스위칭 소자의 기생용량은 화소에 들어가는 신호 전압에서 레벨 시프트를 유발시키는 주요원인으로 작용하며, 따라서 상기한 기생 용량을 충분히 줄이거나 혹은 화소의 충전 용량을 충분히 크게 할 필요가 있는 기생 용량과 같은 특성이 요구된다.

또한 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 패널이 대형화 고정세화 됨에 따라 액정 용량을 충전시키는데 필요한 충전시간이 줄어들고 게이트 라인의 로드커패시턴스(Load Capacitance)가 증가해 저항 성분과 커패시터 성분으로 인해 게이트 라인의 지연시간이 증가한다.

제1도는 일반적인 게이트 신호의 입력과 출력과의 관계를 나타낸 파형도이다.

제1도에 도시된 바와 같이, 게이트 라인에 입력되는 신호(a)는 출력 파형은 저항성분과 콘덴서 성분에 의한 시정수에 의해 (c)와 같이 출력된다. 여기서, (b)는 게이트 라인을 간단하게 모델링한 회로도이다.

이때 제1c도와 같이 과도기적인 시간[Vout(t)] 동안에 박막 트랜지스터는 완전한 오프 상태가 아니므로 이때 데이타 라인의 데이타 신호나 공통 전압 신호(Vcom)가 반전하게 되면 박막 트랜지스터가 온 상태인 시간 동안에 액정 용량에 충전된 전하를 방전시키는 작용을 하므로 화질에 치명적인 영향을 미친다.

제2도는 종래의 방법으로 박막 트랜지스터의 게이트단에 인가되는 신호의 파형도이다.

제2a도와 같이 출력 인에이블(OUTPUT ENABLE) 신호를 이용하여 게이트 온 신호를 잘라주거, 제2b도와 같이 게이트 온 신호를 지연 시간만큼 시프트시켜 구동하도록 한다.

그러나 상기한 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법은, 지연 시간만큼 충전 시간이 줄어들게 되는 단점이 있으며, 따라서 액정 용량의 충전 특성이 나빠지면 박막 트랜지스터의 특성을 개선하거나, 게이트의 구동 전압을 높여주는 등의 부가적인 조치를 취해야 하는 단점이 있다.

따라서 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 오프 전압 신호를 개선하여 충전 시간을 늘일 수 있도록 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동법은, 게이트 신호 전압이 오프가 되면, 게이트 오프 기준 전압보다 낮은 제1전압을 일정 시간동안 게이트 라인에 인가하는 제1단계와, 상기 일정 시간후 상기 기준 전압을 게이트 라인에 인가하는 제2단계와, 게이트 신호 전압이 온되기 전에, 상기 제1전압보다 낮은 제2전압을 게이트 라인에 인가하는 제3단계와, 게이트 라인에 게이트 온 신호를 인가하는 제4단계로 이루어진다.

상기한 방법에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시 할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제1도는 일반적인 게이트 신호의 입력과 출력과의 관계를 나타낸 파형도이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 오프 전압 파형도이다.

첨부한 제4도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법은, 게이트 신호 전압(3)이 오프 상태시 충전 전하를 방전시키기 위하여 기준전압(1)보다 낮은 전압(4)을 가하는 제1방법과, 상기 게이트 신호 전압(3)이 온상태로 될 경우, 온상태가 되기 전에 충전 전하를 완전히 방전시키기 위하여 상기 제1방법보다 더낮은 전압(2)을 가하는 제2방법으로 이루어진다.

상기한 방법에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법에 대하여 설명한다.

게이트 신호의 지연 시간은 게이트 라인에 형성되는 저항 성분과 커패시터 성분으로 결정된다. 게이트 라인의 저항 성분과 커패시터 성분을 심벌로 표기하면 제1b도 와 같이 도시할 수 있으며, 저항 성분과 커패시터 성분에 의한 시간 지연이 화질에 심각한 영향을 미치는 것은 제2c도 와 같이 게이트 신호가 온상태에서 오프 상태로 천이할 때이므로, 이때의 게이트 입력 신호와 출력 신호의 파형을 비교해보면 제2a도, 제2c도와 같다.

이러한 관계를 수식으로 유도하면 일반적인 저항-커패시터 회로에서의 스텝응답 특성과 같으므로 다음과 같이 유도한다.

저항(R)과 커패시터(C)의 지연시간을 구하기 위해(1) 식을 시간t에 대하여 정리하면 아래의 (2)식과 같이 된다.

여기에서 Von는 게이트 신호의 초기치 전압이고, Voff는 게이트 신호의 최종치 전압이고, R은 게이트 라인의 저항 성분이고, C는 게이트 라인의 콘덴서 성분이다.

여기에서 박막 트랜지스터가 오프 상태가 되는 문턱 전압(Threshold Voltage)를 0V라 가정하면 Vout(t)=0 가 된다. 온상태일 경우 전압(Von)이 30V이고, 저항성분(R)이 3KΩ이라 가정하고 오프 전압(Voff)과 커패시턴스의 변화에 따른 지연 시간을 구해보면 아래 표와 같다.

표에서 알 수 있듯이, 오프 전압(Voff)의 전압을 낮추어 줄수록 게이트 라인의 지연 시간이 감소하는 것을 알수 있다. 그러나 오프 전압(4)은 박막 트랜지스터의 오프 상태시 전류를(Ioff)를 최소화하는 전압값이 되도록 해야 하므로 게이트 라인의 지연시간을 줄이기 위해 오프 전압(4)을 많이 맞추는 것은, 오히려 오프 상태시 전류를 증가시켜 게이트 라인 지연시간의 감소로 인한 화질의 향상 효과를 기대할 수 없다.

따라서, 이 발명에서는 제4도에서와 같이 게이트 온 신호가 오프될 경우의 오프 전압(2)을 낮추어 줌으로써 보다 나은 효과를 기대할 수 있도록 한다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 게이트 신호 전압(3)이 오프 상태시 충전 전하를 방전시키기 위하여 기준 전압(1)보다 낮은 전압(4)을 가하며, 또한 한 상기 게이트 신호 전압(3)이 온상태로 될 경우, 온상태가 되기 전에 충전 전하를 완전히 방전시키기 위하여 상기 전압(4)보다 더 낮은 전압(2)을 가하는 방법을 이용함으로써 게이트 라인의 커패시터 성분의 충전시간이 증가하며 따라서 코트래스트 비와 화질이 향상되는 효과를 가진 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법을 제공할 수 있다.

이 발명의 이러한 효과는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 화질향상을 위해 이용될 수 있다.

Claims (1)

1. 박막 트랜지스터 액정표시장치의 화질을 개선하기 위한 게이트 라인 구동방법으로서, 게이트 신호 전압이 오프가 되면, 게이트 오프 기준 전압보다 낮은 제1전압을 일정 시간동안 게이트 라인에 인가하는 제1단계와, 상기 일정 시간후 상기 기준 전압을 게이트 라인에 인가하는 제2단계와, 게이트 신호 전압이 온되기 전에, 상기 제1전압보다 낮은 제2전압을 게이트 라인에 인가하는 제3단계와, 게이트 라인에 온 신호를 인가하는 제4단계를 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동방법.