KR100483398B1 - 박막트랜지스터액정표시장치구동방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법에 관한 것으로, 공통 전압을 기준으로 포지티브 계조 전압을 액정 캐패시터에 인가하는 경우, 제1게이트 온 전압에서 게이트 오프 전압으로 전환되는 게이트 전압을 인가하는 단계와; 공통 전압을 기준으로 네가티브 계조 전압을 액정 캐패시터에 인가하는 경우, 상기 제1게이트 온 전압보다 큰 제2게이트 온 전압에서 게이트 오프 전압으로 전화되는 게이트 전압을 인가하는 단계를 포함하여 이루어지며, 포지티브 충전시보다 네가티브 충전시의 액정의 실효 전압이 일정값 높아지도록 하여 컨트라스트 비를 높일 수 있다.

Description

박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법

이 발명은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 액정 표시 장치 구동 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동시에 액정 캐패시터의 네가티브(negative) 충전시에 액정 실효 전압을 킥백 전압만큼 높여서 컨트라스트 비(contrast ratio)를 향상시키기 위한 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는, 드라이버 IC가 인가되는 화상 정보 신호를 계조 전압으로 변화시켜 액정에 인가하여 액정 분자의 배향각을 조절함에 따라, 백라이트(back loght)로부터 조사된 빛이 R(Red), B(Blue), G(Green) 각 화소를 투과하는 양을 조절하여 원하는 화상 정보를 표시하는 장치이다.

즉, 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하여 공통 전압을 기준으로 액정이 반응할 수 있는 일정 범위의 계조 전압(gray voltage)을 인가해 주는 방법에 의하여 구동된다.

도1은 일반적인 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 화소의 등가 회로도를 나타내고, 2는 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 액정 캐패시터에 인가되는 킥백 전압 파형도를 나타낸다.

액정 표시 장치 구동시에, 첨부한 도1에서와 같이 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극간의 기생 용량(Cgd)에 의하여, 게이트 전압의 전위가 온 전압(Von)에서 오프 전압(Voff)으로 전환될 때 계조 전압이 일정 전위만큼 감소되는 킥백(kickback) 전압이 발생한다.

즉, 게이트 전압의 전위가 온 전압(Von)에서 오프 전압(Voff)으로 전환될 때 박막 트랜지스터의 게이트와 소스간에 존재하는 기생 용량이 전하량을 급하게 필요로 함에 따라 액정 용량 또는 유지 용량에 충전되어 있던 전하량의 일부가 기생 용량으로 넘어감에 따라 계조 전압이 감소되는 킥백 전압이 발생한다.

이러한 킥백 전압은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

Vk=[Cgd/(Cgd+Cst+Clc)] x ΔVg

상기 Cst는 유지 용량을 나타내고, 상기 Clc는 액정 용량을 나타내고, 상기 ΔVg는 게이트 전극의 전압 변화량(Von-Voff)을 나타낸다.

상기한 수학식1에 따라 킥백 전압(Vk)은 게이트 전극의 전압 변화량(ΔVg)에 비례함을 알 수 있다.

이러한 킥백 전압에 따라 화소 전압 충전 파형은 첨부한 도2에 도시된 바와 같이 나타난다.

이 발명의 목적은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동시에 포지티브 충전시보다 네가티브 충전시에 게이트 구동 전압을 일정값 높게 하여, 액정의 실효 전압이 일정값 높아지도록 함으로써, 컨트라스트 비를 높이기 위한 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

공통 전압을 기준으로 포지티브 계조 전압을 액정 캐패시터에 인가하는 경우, 제1게이트 온 전압에서 게이트 오프 전압으로 전환되는 게이트 전압을 인가하는 단계와;

공통 전압을 기준으로 네가티브 계조 전압을 액정 캐패시터에 인가하는 경우, 상기 제1게이트 온 전압보다 큰 제2게이트 온 전압에서 게이트 오프 전압으로 전환되는 게이트 전압을 인가하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도3은 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법에 따른 킥백 전압 파형도이고,

도4는 이 발명의 실시예에 따른 하이 전압 구동시의 파형도이고,

도5는 이 발명의 실시예에 따른 로우 전압 구동시의 파형도이고,

도6a∼도6c는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법의 제어 신호에 따른 파형 발생 회로 구성도이고,

도7은 도6에 도시된 회로의 제어 신호 타이밍도이다.

이 발명에서는 네거티브 충전시의 게이트 구동 전압을 포지티브 충전시의 게이트 구동 전압보다 일정 전압 높게 하여, 네가티브 충전시의 킥백 전압량을 크게 하는 것이다.

첨부한 도3에 도시되어 있는 바와 같이, 포지티브 충전시에는 게이트 구동 전압을 ΔVg 정도로 하여 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 인가시키게 되면, 액정 캐패시터에 Vd의 계조 전압이 충전된다.

상기한 포지티브 충전시와는 달리, 네거티브 충전시에는 상기한 포지티브 게이트 구동 전압(ΔVg)에 일정 전압(ΔVg')을 더한 크기의 게이트 구동 전압을 박막 트렌지스터의 게이트 전극으로 인가시킨다.

상기와 같이 ΔVg+ΔVg' 정도의 게이트 구동 전압이 인가됨에 따라, 상기 ΔVg에 의한 킥백 전압이외에 ΔVg'에 의한 킥백 전압이 발생된다.

ΔVg'에 의한 킥백 전압은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 2]

Vk' =[Cgd/(Cgd+Cst+Clc)] x ΔVg'

상기와 같이 네거티브 충전시에는 킥백 전압이 포지티브 충전시의 킥백 전압(Vk)에 상기한 킥백 전압 Vk'가 더해져서 발생됨에 따라, 화소에 인가되는 실효 전압은 Vd+Vk+Vk'가 된다.

따라서, 포지티브 충전시보다 네거티브 충전시의 액정의 실효 전압이 더 커지게 됨으로써, 컨트라스트 비가 높아지는 것이다.

상기한 원리를 계조 전압의 최대값과 최소값을 기준으로 공통 전압을 반전시키면서 계조 전압을 인가하는 저전압(low voltage) 구동 방식과, 일정 전압으로 고정된 공통 전압을 기준으로 계조 전압을 인가하는 고전압(high voltage) 구동 방식에 각각 적용시킬 수 있다.

도4에 도시된 바와 같이, 고전압 구동 방식에서 기존의 게이트 온 전압(Von)보다 일정 전압(ΔVg')높은 게이트 온 전압이 네가티브 충전시에 게이트 전극으로 인가되도록 하고, 포지티브 충전시에는 기존의 게이트 온 전압이 게이트 전극으로 인가되도록 한다.

저전압 구동 방식도 첨부한 도5에 도시된 바와 같이, 상기한 고전압 구동 방식과 동일하게 네가티브 충전시에 기존의 게이트 온 전압보다 일정 전압 높은 게이트 온 전압이 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 인가되도록 한다.

상기와 같이 각각 다른 레벨의 게이트 구동 전압이 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 인가되도록 첨부한 도6a∼도6c과 같이, 각각 레벨이 다른 다수의 전압(A, B)을 설정하고, 도7에 도시된 제어 신호(C1, C2)에 따라 해당 레벨의 전압이 출력되도록 회로를 구성함으로써, 포지티브 충전시와 네거티브 충전시에 각각 다른 레벨의 게이트 구동 전압이 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 인가되도록 한다.

사용 여부에 따라 2개 또는 3개 또는 4개의 다른 레벨의 전압이 각각 출력되도록 한다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동시에 포지티브 충전시보다 네가티브 충전시에 게이트 구동 전압을 일정값 높게 하여, 액정의 실효 전압이 일정값 높아지도록 함으로써, 컨트라스트 비를 향상시킬 수 있는 효과를 가지는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법을 제공할 수 있다.

도1은 일반적인 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 화소의 등가 회로도이고,

도2는 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 액정 캐패시터에 인가되는 킥백 전압 파형도이고,

도3은 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법에 따른 킥백 전압 파형도이고,

도4는 이 발명의 실시예에 따른 하이 전압 구동시의 파형도이고,

도5는 이 발명의 실시예에 따른 로우 전압 구동시의 파형도이고,

도6a∼도6c는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법의 제어 신호에 따른 파형 발생 회로 구성도이고,

도7은 도6에 도시된 회로의 제어 신호 타이밍도이다.

Claims (2)

1. 공통 전압을 기준으로 포지티브 계조 전압을 액정 캐패시터에 인가하는 경우, 제1게이트 온 전압에서 게이트 오프 전압으로 전환되는 게이트 전압을 인가하는 단계와;

   공통 전압을 기준으로 네가티브 계조 전압을 액정 캐패시터에 인가하는 경우, 상기 제1게이트 온 전압보다 큰 제2게이트 온 전압에서 게이트 오프 전압으로 전환되는 게이트 전압을 인가하는 단계를 포함하여 이루어지는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법.
2. 제1항에 있어서,

   네거티브 충전시 액정에 인가되는 실효 전압이 포지티브 충전시에 액정에 인가되는 실효 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 구동 방법.

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