KR100730175B1 - Ｏｃｂ 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치 - Google Patents

Ｏｃｂ 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드를 갖는 액정표시장치에서 낮은 전이 구동전압으로 짧은 시간 내에 액정의 초기 벤드 배향이 가능한 OCB 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 OCB 액정표시패널의 전이구동방법은, 주사 라인들과 데이터 라인들이 교차되는 영역에 화소가 형성되고, 각각의 화소에 공통 라인들이 지나도록 형성되는 OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는 것으로서, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 중의 적어도 하나에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가된다.

Description

ＯＣＢ 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치{Method for transient driving of optically compensated birefringence liquid crystal display and apparatus thereof}
도 1은 일반적인 OCB 모드의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 OCB 액정표시패널의 전이구동방법이 적용되는 일 실시예로서, 탑 게이트(Top Gate) 구조의 박막 트랜지스터 액정표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 박막 트랜지스터 액정표시패널의 구성을 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 OCB 액정표시패널의 전이구동장치 및 구동방법에 의하여, 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터 액정표시패널에서 전이핵이 성장하는 방향을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 바람직한 다른 실시예로서, OCB 액정표시패널의 전이구동방법을 개략적으로 도시한 파형도이다.
도 6은 본 발명에 따른 바람직한 다른 실시예로서, OCB 액정표시패널의 전이구동방법을 개략적으로 도시한 파형도이다.
도 7은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, OCB 액정표시패널의 전이구동 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: OCB 액정표시패널, 100: 박막 트랜지스터 기판,
121: 화소 전극, 122: 소스 전극,
123: 드레인 전극, 127: 게이트 전극,
200: 공통 전극 기판, 221: 공통 전극,
300: 액정층, 720: 데이터 구동부,
730: 주사 구동부, 740: 공통 구동부.
본 발명은 OCB 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드를 갖는 액정표시장치에서 낮은 전이 구동전압으로 짧은 시간 내에 액정의 초기 벤드 배향이 가능한 OCB 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 얇고, 가벼우며, 전자파 방출이 적고, 전력 소비가 적다. 따라서, 이동전화기나 노트북 컴퓨터 등 휴대형 정보 기기의 화면 표시소자로 널리 사용되고 있다. 또한, 최근 화면의 대형화가 가능해지면서 TV 등의 생활가전으로서도 주목받고 있다.
이러한 액정 표시소자는 화면을 보는 방향에 따라서 명암과 색상이 바뀌는 시야각 특성과 응답속도 면에서 큰 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하는 방법이 여러 가지 제안되었다.
예를 들어, LCD(Liquid Crystal Display)의 시야각 향상을 위해서는 도광판 표면에 프리즘판을 붙여 백라이트로부터 입사광의 직진성을 향상시켜, 수직 방향의 휘도를 30% 이상 향상시키는 방식이 실용화되고 있고, 네거티브 광보상판을 부착하여 시야각을 높이는 방법을 적용 중에 있다.
또한, OCB방식, PDLC(Polymer DispersedLiquid Crystal)방식, DHF(Deformed Helix Ferroelectric)방식 등의 액정을 TFT(Thin Film Transistor)로 구동하여 시야각과 응답속도를 개선하는 노력 등 많은 시도가 이루어지고 있다. 특히, OCB 모드의 경우 액정의 응답 속도가 빠르고, 광시야각의 특성을 갖고 있다는 장점 때문에 현재 연구 개발이 활발하게 진행중에 있다.
그러면, 상기한 OCB 모드의 동작을 도 1과 함께 간략히 설명한다.
도 1은 일반적인 OCB 모드의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 상판 전극과 하판 전극간에 위치하는 액정의 초기 배향 상태는 호모지니우스 상태(Homogenous state; 이하 H)이고, 상/하판 전극에 소정의 전압을 인가하면 트랜션트 스플레이(Transient splay; 이하 T) 및 어시메트릭 스플레이(Asymmetric splay; 이하 A)를 거쳐 벤드 상태(Bend state; 이하 B)로 변환된 후 OCB 모드로 동작한다.
일반적으로 OCB 액정셀은 선경사각이 약 10~20°, 액정셀의 두께는 1.5~2.5㎛로 만들고, 배향막을 동일 방향으로 러빙하는 방식을 취하고 있다. 액정층의 한 가운데에서의 액정 분자의 배열은 좌우 대칭이 되므로 특정 전압 이하에서는 경사각이 0°이고, 특정 전압 이상에서는 경사각이 90°가 되어 초기에 큰 전압을 걸어주어 액정층의 한 가운데에서의 액정분자의 경사각을 90°로 만들고, 인가 전압을 달리하여 배향막과 액정층의 가운데 액정 분자를 제외한 나머지 액정 분자의 틸트(tilt) 변화로 액정층을 지나는 빛의 편광을 변조한다.
가운데 액정 분자의 경사각이 0°에서 90°로 배열하는데 시간이 보통 수초 정도 걸리고, 셀두께가 얇고, 탄성계수가 큰 휨 변형이므로 반응시간은 10㎳정도로 매우 빠르다는 특징이 있다.
하지만, 액정이 OCB 모드로 구동되기 위한 벤드 배향을 얻기까지는 일정 시간이 소요되는 문제점이 발생한다. 특히, PC의 모니터나 TV의 스위치가 온(ON)된 후 짧은 시간 동안 높은 전압이 인가되어 LCD 패널의 전체에 벤드 배향 전이를 유발시켜야만 사용이 가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액정 분자를 초기 벤드 배향 전이시키기 위하여 액정 분자에 가하는 전이 구동 전압이 위상 반전되도록 하여, 액정 분자의 동특성을 유도하여 전이 전압을 낮추고 전이 시간을 줄일 수 있는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 OCB 액정표시패널의 전이 구동방법은, 주사 라인들과 데이터 라인들이 교차되는 영역에 화소가 형성되고, 각각의 화소에 공통 라인들이 지나도록 형성되는 OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는 것으로서, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 중의 적어도 하나에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가된다.
상기 주사 라인들에 인가되는 전이 전압이 제1레벨의 전위로 유지되고, 상기 데이터 라인들에 인가되는 전이 전압이 제2레벨의 전위로 유지되고, 상기 공통 라인들에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 음의 극성의 제3레벨을 유지하는 제2기간과, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 양의 극성의 제4레벨을 유지하는 제3기간, 및 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 음의 극성의 제5레벨을 유지하는 제4기간을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제2기간, 제3기간, 및 제4기간이, 시간 변화에 따라 상기 제2기간, 제3기간, 및 제4기간의 순서에 의하여 연속적으로 이어지는 것이 바람직하다.
상기 제2기간에 시간적으로 선행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 접지 레벨을 유지하는 제1기간, 및 상기 제4기간에 시간적으로 후행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이, 접지 레벨을 유지하는 제5기간을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제1레벨이 양의 극성이고, 상기 제2레벨이 접지 레벨인 것이 바람직하 다.
상기 제3레벨과 상기 제5레벨이 동일한 레벨인 것이 바람직하다.
상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 시간 변화에 따라 극성이 2회 반전되는 것이 바람직하다.
상기 OCB 액정표시패널의 각각의 화소에, OCB 타입의 액정, 상기 액정에 연결되는 화소 전극, 상기 주사 라인에 연결되는 게이트와 상기 데이터 라인에 연결되는 소스, 및 상기 화소 전극에 연결되는 드레인을 구비하는 트랜지스터, 및 상기 공통 라인에 연결되는 공통 전극이 구비되고, 상기 게이트 전극이 상기 소스 전극 및 드레인 전극 보다 상층에 위치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의한 OCB 액정표시패널의 전이구동방법은, 주사 라인들과 데이터 라인들이 교차되는 영역에 화소가 형성되고, 각각의 화소에 공통 라인들이 지나도록 형성되는 OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법에 있어서, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 양의 극성의 제13레벨을 유지하는 제12기간과, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 음의 극성의 제14레벨을 유지하는 제13기간, 및 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 양의 극성의 제15레벨을 유지하는 제14기간을 구비한다.
상기 주사 라인들에 인가되는 전이 전압이 제11레벨의 전위로 유지되고, 상기 데이터 라인들에 인가되는 전이 전압이 제12레벨의 전위로 유지되는 것이 바람 직하다.
상기 제12기간, 제13기간, 및 제14기간이, 시간 변화에 따라 상기 제12기간, 제13기간, 및 제14기간의 순서에 의하여 연속적으로 이어지는 것이 바람직하다.
상기 제12기간에 시간적으로 선행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 접지 레벨을 유지하는 제11기간, 및
상기 제14기간에 시간적으로 후행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이, 접지 레벨을 유지하는 제15기간을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제11레벨이 음의 극성이고, 상기 제12레벨이 접지 레벨인 것이 바람직하다.
상기 제13레벨과 상기 제15레벨이 동일한 레벨인 것이 바람직하다.
상기 OCB 액정표시패널의 각각의 화소에, OCB 타입의 액정, 상기 액정에 연결되는 화소 전극, 상기 주사 라인에 연결되는 게이트와 상기 데이터 라인에 연결되는 소스, 및 상기 화소 전극에 연결되는 드레인을 구비하는 트랜지스터, 및 상기 공통 라인에 연결되는 공통 전극이 구비되고, 상기 게이트 전극이 상기 소스 전극 및 드레인 전극 보다 상층에 위치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의한 OCB 액정표시패널의 전이구동장치는, 주사 라인들과 데이터 라인들이 교차되는 영역에 화소가 형성되고, 각각의 화소에 공통 라인들이 지나도록 형성되는 OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분 자를 벤드 배향 전이시키는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치에 있어서, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 중의 적어도 하나에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가된다.
상기 OCB 액정표시패널에 표시하고자 하는 영상 신호에 해당하는 데이터 구동신호, 주사 구동신호, 및 공통 구동신호를 생성하는 타이밍 제어부, 상기 데이터 구동신호에 따른 데이터 구동전압을 상기 데이터 라인들에 인가하는 데이터 구동부, 상기 주사 구동신호에 따른 주사 구동전압을 상기 주사 라인들에 인가하는 주사 구동부, 및 상기 공통 구동신호에 따른 공통 구동전압을 상기 공통 라인들에 인가하는 공통 구동부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이, 양의 극성의 제13레벨을 유지하는 제12기간과, 상기 제12기간에 시간적으로 연속하여 이어지는 것으로, 음의 극성의 제14레벨을 유지하는 제13기간, 및 상기 제13기간에 시간적으로 연속하여 이어지는 것으로, 양의 극성의 제15레벨을 유지하는 제14기간을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 액정 분자를 초기 벤드 배향 전이시키기 위하여 액정 분자에 가하는 전이 구동 전압이 위상 반전되도록 하여, 액정 분자의 동특성을 유도하여 전이 전압을 낮추고 전이 시간을 줄일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 OCB 액정표시패널의 전이구동방법이 적용 되는 일 실시예로서, 탑 게이트(Top Gate) 구조의 박막 트랜지스터(TFT) 액정표시(LCD)패널의 구조를 설명하면 다음과 같다.
도면을 참조하면, 박막 트랜지스터(TFT) 액정표시(LCD)패널(10)은 박막 트랜지스터에 의하여 능동형으로 이루어지는 것으로서, 이에는 박막 트랜지스터 기판(100), 공통 전극 기판(200), 이들 두 기판(100, 200) 사이에 주입되어 있는 액정층(300), 두 기판(100, 200)의 바깥쪽에 각각 부착되는 편광 필름(160, 260)을 포함한다. 액정표시패널(10)을 포함하는 액정표시장치에는 백라이트 유닛(back light unit, 미도시)이 더 포함될 수 있다. 본 발명은 액정 표시 패널이 능동형으로 이루어지는 경우뿐만 아니라, 수동형으로 이루어지는 경우도 적용 가능하다.
도 2에 도시된 박막 트랜지스터 기판(100)은 탑 게이트(Top Gate) 구조의 박막 트랜지스터를 포함하는 것으로, 제1기판(110), 절연막(120), 화소 전극(121, E), 소스 전극(122, S), 드레인 전극(123, D), 저항성 접촉층(124), 반도체 패턴(125), 게이트 절연막(126), 게이트 전극(127, G), 보호막(128), 제1배향막(130), 차광막(140), 축적용량(150), 및 편광 필름(160)을 포함한다.
탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터 기판(100)은 절연성의 제1기판(120) 위의 채널(channel) 영역에 차광막(140)이 형성되고, 그 위에 절연막(120)이 형성된다. 상기 절연막(120) 위에는 데이터 라인(LD)이 세로 방향으로 뻗어 있으며, 주사 라인(LS)이 데이터 라인(LD)과 교차하는 영역에 화소 영역이 형성된다.
소스 전극(122)이 데이터 라인(LD)라인에서 주사 라인(LS) 방향으로 돌출되어 형성된다. 드레인 전극(123)이 소스 전극(122)으로부터 주사 라인(LS) 방향으로 돌출되어 형성된다. 드레인 전극(123, D)은 소스 전극(122, S)의 대향 전극이며, 화소 영역 내부의 화소 전극(121, E)까지 연장된다. 이때, 데이터 라인(LD)은 이중층 이상의 구조로 형성할 수 있는데, 이 경우, 적어도 한 층은 저저항 특성을 가지는 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 주사 라인(LS)은 데이터 라인(LD)과 교차되도록 뻗어 있으며, 게이트 전극(127, G)이 주사 라인(LS)에서 데이터 라인(LD) 방향으로 돌출되어 형성된다. 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터 기판(100)에서는 게이트 전극(127, G)이 소스 전극(122)과 드레인 전극(123)의 상층에 형성된다. 이때, 주사 라인(LS)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트 라인과 게이트 라인으로부터 돌출되어 있는 게이트 전극(127, G)을 포함한다.
주사 라인(LS)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 크롬 또는 크롬 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금, 질화 크롬 또는 질화 몰리브덴 따위의 도전 물질로 1,000~3,500Å 두께로 이루어질 수 있다. 이때, 주사 라인(LS)은 이중층 이상의 구조로 형성할 수 있는데, 이 경우, 적어도 한 층은 저저항 특성을 가지는 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 게이트 전극(127, G)과 상기 소스 전극(122, S) 및 드레인 전극(123, D) 사이에는 저항성 접촉층(124), 반도체 패턴(125), 및 게이트 절연막(126)이 형성된다. 또한, 이들 위에는 질화규소 또는 산화 규소와 같은 절연 물질로 이루어진 1,500~2,500Å 두께의 보호막(180)이 덮고 있다.
게이트 절연막(126)은 게이트 전극(127, G)을 포함한 주사 라인(LS) 아래에 형성되는 것으로, 질화규소 또는 산화 규소와 같은 절연 물질의 3,500∼4,500Å 두께로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(126) 아래에는 게이트 전극(127, G)과 중첩하고, 비정질 규소 등으로 이루어진 800∼1,500Å 두께의 반도체 패턴(125)이 형성된다. 반도체 패턴(125) 아래에는 도전형 불순물이 도핑되어 있는 비정질 규소 등으로 이루어진 500~800Å 두께의 저항성 접촉층(ohmic contact layer)(124)이 형성된다.
화소 전극(121, E)은 드레인 전극(123, D)와 연결되는 것으로, ITO또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 형성된다.
화소 전극(121, E)의 위에는 제1배향막(130)이 표시 영역 전면에 형성된다. 제1배향막(130)은 수직 배향막 위에 수평 배향막이 복수의 띠 모양으로 형성되어 이루어질 수 있다. 이때, 띠 모양의 수평 배향막은 주사 라인(LS)과 나란하게 뻗어 있으며 인접한 주사 라인들(LS) 사이의 화소 전극(121, E)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 다만, 다른 실시예로서 수평 배향막을 화소 전극(121, E) 바로 위에 형성하고 수직 배향막을 수평 배향막 위에 띠 모양으로 형성할 수도 있다.
공통 전극 기판(200)은 제2기판(210), 공통 전극(221, COM), 제2배향막(230), 편광 필름(260), 칼라 필터(270), 및 블랙 매트릭스(280)를 포함한다.
절연성의 제2기판(210) 위에 박막 트랜지스터 기판의 주사 라인(LS), 데이터 라인(LD), 및 박막 트랜지스터(TFT)의 일부를 덮는 블랙 매트릭스(280)가 형성된다. 제2기판 (210) 및 블랙 매트릭스(280)의 위에는 제2기판(210)의 표시 영역 전면을 덮도록 칼라 필터(270)가 형성될 수 있으며, 상기 칼라 필터(270)의 하면에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 공통 전극(221, COM)이 덮고 있다.
공통 전극(221)의 하면에는 제2배향막(230)이 덮고 있다. 제2배향막(230)은 수직 배향막이 공통 전극(221, COM) 하면에 형성되고, 수직 배향막 하면에는 수평 배향막이 복수의 띠 모양으로 형성되어 이루어질 수 있다. 이때, 띠 모양의 수평 배향막은 공통 전극 기판(200)이 박막 트랜지스터 기판(100)과 결합되었을 때 데이터 라인(LD)과 나란한 방향, 즉 주사 라인(LS)과 수직을 이루는 방향으로 뻗어 있으며 인접한 두 데이터 라인들(LD) 사이의 화소 전극(121, E)과 중첩하도록 형성되어 있다.
한편, 블랙 매트릭스(280)는 공통 전극 기판(200)이 박막 트랜지스터 기판(100)과 결합되었을 때 수평 배향막 사이에 노출되어 있는 수직 배향막과 중첩하도록 배치된다. 다만, 다른 실시예로서 수평 배향막을 공통 전극(221, COM) 바로 하면에 형성하고 수직 배향막을 수평 배향막 하면에 띠 모양으로 형성할 수도 있다.
이러한 공통 전극 기판(200)과 상술한 박막 트랜지스터 기판(100)은 소정의 기판 간격을 두고 결합되어 있고 이들 두 기판 사이에는 액정층(300)이 충진되어 있다. 또한, 이들 두 기판(100, 200)에 형성되어 있는 수직 배향막과 수평 배향막으로 인하여 액정의 배향 상태가 위치에 따라 달라질 수 있다.
제1배향막(130)과 제2배향막(230) 사이에 충전되는 액정층(300)은 OCB 모드로 구동되는 OCB 액정셀이 되는 것이 바람직하다. OCB 액정셀은 선경사각이 약 10~20°, 액정셀의 두께는 1.5~2.5㎛로 만들고, 배향막을 동일 방향으로 러빙하는 방식을 취한다. 액정층의 한 가운데에서의 액정 분자의 배열은 좌우 대칭이 되므로 특정 전압 이하에서는 경사각이 0°이고, 특정 전압 이상에서는 경사각이 90°가 된다. 따라서, 초기에 큰 전압을 걸어주어 액정층의 한 가운데에서의 액정분자의 경사각을 90°로 만들고, 인가 전압을 달리하여 배향막과 액정층의 가운데 액정 분자를 제외한 나머지 액정 분자의 틸트(tilt) 변화로 액정층을 지나는 빛의 편광을 변조한다.
가운데 액정 분자의 경사각이 0°에서 90°로 배열하는데 시간이 보통 수초 정도 걸리고, 셀두께가 얇고, 탄성계수가 큰 휨 변형이므로 반응시간은 10㎳정도로 매우 빠르다는 특징이 있다. 다만, 표시장치의 스위치가 온(ON)된 이후, 즉 액정표시패널의 액정표시 구동 이전에, 본 발명에 따라 각각의 전극 라인들(LS, LD, COM)을 통하여 패널 전체에 벤드 배향 전이를 유도할 필요가 있다.
두 편광 필름(160, 260)의 편광축은 서로 직교하도록 배치되어 있고, 배향막의 러빙 방향과는 45도 또는 135도를 이루도록 배치하는 것이 바람직하다.
상기 액정표시패널(10)을 포함하는 액정표시장치는 공간을 분할하여 색을 표시하는 색필터 방식으로 구성되는 박막 트랜지스터 기판(100) 또는 공통 전극 기판(200)에 적색, 녹색 및 청색의 색필터를 형성하고, 백라이트는 백색광을 발하는 것이 보통이다. 다만, 다른 실시예로서 액정표시장치는 시분할에 의하여 색을 표시하는 필드 순차방식(Field Sequential; FS)에 의하여 구현 가능하다. 이 경우 상기 백라이트 유닛에는 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발생할 수 있는 LED(light emitting diode) 등의 삼색 광원이 배치된다.
도 5는 본 발명에 따른 바람직한 다른 실시예로서, OCB 액정표시패널의 전이 구동방법을 개략적으로 도시한 파형도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 OCB 액정표시패널의 전이구동방법에 의하면, OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에 주사 라인들(도 3의 LS), 데이터 라인들(도 3의 LD), 및 공통 라인들(도 3의 COM) 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는데, 주사 라인들(도 3의 LS), 데이터 라인들(도 3의 LD), 및 공통 라인들(도 3의 COM) 중의 적어도 하나에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가된다.
본 실시예에서는 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt) 동안에 주사 라인(도 3의 LS)을 통하여 게이트 전극(도 3의 G)에 인가되는 전이 전압(Vgate)이 양의 레벨인 제1레벨(V1)의 전위로 유지된다. 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt) 동안에 데이터 라인(도 3의 LD)을 통하여 소스 전극(도 3의 S)에 인가되는 전이 전압(Vsource)이 제2레벨(VG)의 전위로 유지된다. 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt) 동안에 공통 라인(도 3의 COM)을 통하여 공통 전극(도 2의 221)에 인가되는 전이 전압(Vcom)은 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전압이 인가된다.
이때, 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt)은, 공통 라인(도 3의 COM)을 통하여 공통 전극(도 2의 221)에 인가되는 전이 전압(Vcom)의 변화에 따라, 시간적으로 연속되는 제1기간(Ta), 제2기간(Tb), 제3기간(Tc), 제4기간(Td), 및 제5기간(Te)을 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다. 제1기간(Ta)에는 공통 라인들에 인 가되는 전이 전압(Vcom)이 접지 레벨(VG)을 유지한다.
제2기간(Tb)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 음의 극성의 제3레벨(V3)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제1기간(Ta)의 접지 레벨(VG)로부터 음의 레벨의 전압(V3)으로 변경된다. 제3기간(Tc)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 양의 극성의 제4레벨(V4)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제2기간(Tb)의 음의 레벨의 전압(V3)으로부터 양의 레벨의 전압(V4)으로 그 극성이 1회 변경된다.
제4기간(Td)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 음의 극성의 제5레벨(V5)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제3기간(Tc)의 양의 레벨의 전압(V4)으로부터 음의 레벨의 전압(V5)으로 그 극성이 2회 변경된다. 제5기간(Te)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 접지 레벨(VG)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제4기간(Td)의 음의 레벨의 전압(V5)으로부터 접지 레벨(VG)로 변경된다.
이때, 제2기간(Tb)의 제3레벨(V3)과 제4기간(Td)의 제5레벨(V5)은 공통된 전압원을 사용할 수 있도록 동일한 레벨인 것이 바람직하다.
제1기간(Ta)에는 공통 라인들(도 3의 COM)이 접지 레벨(VG)을 유지하고, 주 사 라인(도 3의 LS)은 제1레벨(V1) 예를 들어 +12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 상대적으로 약한 전위차(Vgate-Vcom) 예를 들어 +12V가 형성되어, 액정에 남아 있는 잔류 전하를 제거하여 안정적인 상태가 되도록 하여, 액정이 제2기간(Tb) 내지 제4기간(Td)에 인가되는 전이 전압에 의하여 효과적으로 벤드 배향 상태로 전이될 수 있도록 준비한다.
제2기간(Tb)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제1레벨(V1) 예를 들어 +12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제1기간(Ta)의 접지 레벨(VG)로부터 음의 레벨의 전압(V3) 예를 들어 -18V로 변경된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 상대적으로 강한 전위차(Vgate-Vcom) 예를 들어 +30V가 형성되어, 액정이 벤드 배향 상태로 전이되기 시작한다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 박막 트랜지스터가 형성된 부분에 국부적으로 고전압이 인가되어 먼저 전이핵이 형성되고, 액정의 다른 부분으로 전이핵이 성장하여 액정의 전체 영역이 벤드 배향 전이될 수 있도록 준비된다. 따라서, 낮은 전압으로 짧은 시간 내에 액정이 벤드 배향 전이 상태가 될 수 있다.
특히, 본 실시예에서와 같이 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터 액정표시패널에 적용되는 경우에, 게이트 전극(도 2의 127)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 전위차(Vgate-Vcom)가 +30V가 되고, 소스 전극(도 2의 122)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 전위차(Vsource-Vcom)가 0V가 된다. 따라서, 게이트 전극(도 2의 127)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분과 소스 전극(도 2의 122)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분 사이에 측면 전계(lateral field)가 형성된다.
이에 따라, 게이트 전극(도 2의 127)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분에 형성된 전이핵이 소스 전극(도 2의 122)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분의 방향으로 용이하게 전이될 수 있다. 따라서, 먼저 액정의 일부 영역에서 형성된 전이핵이 액정의 다른 부분으로 성장하면서 낮은 전압으로도 빠른 속도로 액정 전체 영역이 벤드 상태로 전이될 수 있다.
제3기간(Tc)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제1레벨(V1) 예를 들어 +12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제2기간(Tb)의 음의 레벨의 전압(V3) 예를 들어 -18V로부터 양의 레벨의 전압(V4) 예를 들어 +18V로 그 극성이 1회째 변경된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 위상이 반전된 전위차(Vgate-Vcom) 예를 들어 -6V가 형성된다.
공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)의 극성이 변경됨에 따라, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이의 전위차(Vgate-Vcom)도 그 극성이 반전된다. 즉, 액정 분자 사이의 전계가 반전되어 액정 분자들을 흔들어 주게되고, 그로 인하여 액정 분자의 동특성이 유도될 수 있다. 따라서, 액정의 벤드 상태로의 전이가 낮은 전압으로도 짧은 시간 내에 이루어질 수 있다.
제4기간(Td)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제1레벨(V1) 예를 들어 +12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제3기간(Tc)의 양의 레벨의 전압(V4) 예를 들어 +18V로부터 음의 레벨의 전압(V5) 예를 들어 -18V로 그 극성이 2회째 변경된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 위상이 반전된 전위차(Vgate-Vcom) 예를 들어 +30V가 형성된다.
공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)의 극성이 변경됨에 따라, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이의 전위차(Vgate-Vcom)도 그 극성이 다시 한번 더 반전된다. 즉, 액정 분자 사이의 전계가 다시 반전되어 액정 분자들을 흔들어 주게되고, 그로 인하여 액정 분자의 동특성이 유도될 수 있다. 따라서, 액정의 벤드 상태로의 전이가 낮은 전압으로도 짧은 시간 내에 이루어질 수 있다.
또한, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이의 전위차(Vgate-Vcom) 예를 들어 +30V에 의하여, 제3기간(Tc)까지 벤드 상태로 전이되지 아니하고 남아 있는 잔여 액정 분자들을 벤드 상태로 전이 시켜, 액정의 벤드 상태 전이를 완성한다.
제5기간(Te)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제1레벨(V1) 예를 들어 +12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제4기간(Td)의 음의 레벨의 전압(V5) 예를 들어 -18V로부터 접지 레벨(VG)로 변경된다.
따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 상대적으로 약한 전위차(Vgate-Vcom) 예를 들어 +12V가 형성되어, 액정에 남아 있는 잔류 전하를 제거하여 안정적인 상태가 되도록 하여, 제5기간(Te) 이후에 이어지는 정상적인 액정의 표시구동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 액정의 상태가 준비될 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 바람직한 다른 실시예로서, OCB 액정표시패널의 전이구동방법을 개략적으로 도시한 파형도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 OCB 액정표시패널의 전이구동방법에 의하면, OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에 주사 라인들(도 3의 LS), 데이터 라인들(도 3의 LD), 및 공통 라인들(도 3의 COM) 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는데, 주사 라인들(도 3의 LS), 데이터 라인들(도 3의 LD), 및 공통 라인들(도 3의 COM) 중의 적어도 하나에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가된다.
본 실시예에서는 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt1) 동안에 주사 라인(도 3의 LS)을 통하여 게이트 전극(도 3의 G)에 인가되는 전이 전압(Vgate)이 음의 레벨 인 제11레벨(V11)의 전위로 유지된다. 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt1) 동안에 데이터 라인(도 3의 LD)을 통하여 소스 전극(도 3의 S)에 인가되는 전이 전압(Vsource)이 제12레벨(VG)의 전위로 유지된다. 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt1) 동안에 공통 라인(도 3의 COM)을 통하여 공통 전극(도 2의 221)에 인가되는 전이 전압(Vcom)은 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전압이 인가된다.
이때, 전이 전압이 인가되는 전이 기간(Tt1)은, 공통 라인(도 3의 COM)을 통하여 공통 전극(도 2의 221)에 인가되는 전이 전압(Vcom)의 변화에 따라, 시간적으로 연속되는 제1기간(T1), 제2기간(T2), 제3기간(T3), 제4기간(T4), 및 제5기간(T5)을 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다. 제1기간(T1)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 접지 레벨(VG)을 유지한다.
제2기간(T2)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 양의 극성의 제13레벨(V13)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제1기간(T1)의 접지 레벨(VG)로부터 양의 레벨의 전압(V13)으로 변경된다. 제3기간(T3)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 음의 극성의 제14레벨(V14)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제2기간(T2)의 양의 레벨의 전압(V13)으로부터 음의 레벨의 전압(V14)으로 그 극성이 1회째 변경된다.
제4기간(T4)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 양의 극성의 제15레벨(V15)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제3기간(T3)의 음의 레벨의 전압(V14)으로부터 양의 레벨의 전압(V15)으로 그 극성이 2회째 변경된다. 제5기간(T5)에는 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 접지 레벨(VG)을 유지한다. 즉, 공통 라인들에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제4기간(T4)의 양의 레벨의 전압(V15)으로부터 접지 레벨(VG)로 변경된다.
이때, 제2기간(T2)의 제13레벨(V13)과 제4기간(T4)의 제15레벨(V15)은 공통된 전압원을 사용할 수 있도록 동일한 레벨인 것이 바람직하다.
제1기간(T1)에는 공통 라인들(도 3의 COM)이 접지 레벨(VG)을 유지하고, 주사 라인(도 3의 LS)은 제11레벨(V11) 예를 들어 -12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 상대적으로 약한 전위차(Vcom-Vgate) 예를 들어 +12V가 형성되어, 액정에 남아 있는 잔류 전하를 제거하여 안정적인 상태가 되도록 하여, 액정이 제2기간(T2) 내지 제4기간(T4)에 인가되는 전이 전압에 의하여 효과적으로 벤드 배향 상태로 전이될 수 있도록 준비한다.
제2기간(T2)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제11레벨(V11) 예를 들어 -12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제1기간(T1)의 접지 레벨(VG)로부터 양의 레벨의 전압(V13) 예를 들어 +18V로 변경된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 상대적으로 강한 전위차(Vcom-Vgate) 예를 들어 +30V가 형성되어, 액정이 벤드 배향 상태로 전이되기 시작한다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 박막 트랜지스터가 형성된 부분에 국부적으로 고전압이 인가되어 먼저 전이핵이 형성되고, 액정의 다른 부분으로 전이핵이 성장하여 액정의 전체 영역이 벤드 배향 전이될 수 있도록 준비된다. 따라서, 낮은 전압으로 짧은 시간 내에 액정이 벤드 배향 전이 상태가 될 수 있다.
특히, 본 실시예에서와 같이 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터 액정표시패널에 적용되는 경우에, 게이트 전극(도 2의 127)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 전위차(Vcom-Vgate)가 +30V가 되고, 소스 전극(도 2의 122)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 전위차(Vcom-Vsource)가 0V가 된다. 따라서, 게이트 전극(도 2의 127)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분과 소스 전극(도 2의 122)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분 사이에 측면 전계(lateral field)가 형성된다.
이에 따라, 게이트 전극(도 2의 127)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분에 형성된 전이핵이 소스 전극(도 2의 122)과 공통 전극(도 2의 221) 사이의 액정 부분의 방향으로 용이하게 전이될 수 있다. 따라서, 먼저 액정의 일부 영역에 서 형성된 전이핵이 액정의 다른 부분으로 성장하면서 낮은 전압으로도 빠른 속도로 액정 전체 영역이 벤드 상태로 전이될 수 있다.
제3기간(T3)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제11레벨(V11) 예를 들어 -12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제2기간(T2)의 양의 레벨의 전압(V13) 예를 들어 +18V로부터 음의 레벨의 전압(V14) 예를 들어 -18V로 그 극성이 1회째 변경된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 위상이 반전된 전위차(Vcom-Vgate) 예를 들어 -6V가 형성된다.
공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)의 극성이 변경됨에 따라, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이의 전위차(Vcom-Vgate)도 그 극성이 반전된다. 즉, 액정 분자 사이의 전계가 반전되어 액정 분자들을 흔들어 주게되고, 그로 인하여 액정 분자의 동특성이 유도될 수 있다. 따라서, 액정의 벤드 상태로의 전이가 낮은 전압으로도 짧은 시간 내에 이루어질 수 있다.
제4기간(T4)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제11레벨(V11) 예를 들어 -12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제3기간(T3)의 음의 레벨의 전압(V14) 예를 들어 -18V로부터 양의 레벨의 전압(V15) 예를 들어 +18V로 그 극성이 2회째 변 경된다. 따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 위상이 반전된 전위차(Vcom-Vgate) 예를 들어 +30V가 형성된다.
공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)의 극성이 변경됨에 따라, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이의 전위차(Vcom-Vgate)도 그 극성이 다시 한번 더 반전된다. 즉, 액정 분자 사이의 전계가 다시 반전되어 액정 분자들을 흔들어 주게되고, 그로 인하여 액정 분자의 동특성이 유도될 수 있다. 따라서, 액정의 벤드 상태로의 전이가 낮은 전압으로도 짧은 시간 내에 이루어질 수 있다.
또한, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이의 전위차(Vcom-Vgate) 예를 들어 +30V에 의하여, 제3기간(Tc)까지 벤드 상태로 전이되지 아니하고 남아 있는 잔여 액정 분자들을 벤드 상태로 전이 시켜, 액정의 벤드 상태 전이를 완성한다.
제5기간(T5)에는 주사 라인(도 3의 LS)은 제11레벨(V11) 예를 들어 -12V의 전압이 유지되고, 데이터 라인(도 3의 LD)은 접지 레벨(VG)이 유지된 상태에서, 공통 라인들(COM)에 인가되는 전이 전압(Vcom)이 제4기간(T4)의 양의 레벨의 전압(V15) 예를 들어 +18V로부터 접지 레벨(VG)로 변경된다.
따라서, 게이트 전극(G)과 공통 전극(COM) 사이에 상대적으로 약한 전위차(Vcom-Vgate) 예를 들어 +12V가 형성되어, 액정에 남아 있는 잔류 전하를 제거하여 안정적인 상태가 되도록 하여, 제5기간(T5) 이후에 이어지는 정상적인 액정의 표시구 동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 액정의 상태가 준비될 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, OCB 액정표시패널의 전이구동장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도면을 참조하면, OCB 액정표시패널의 전이구동장치(700)는, 타이밍 제어부(710), 데이터 구동부(720), 주사 구동부(730), 공통 구동부(740), 계조 전압 발생부(750), 및 광원 제어부(760)를 구비한다. 본 실시예에 따른 OCB 액정표시패널의 전이구동장치(700)는 도 5 및 도 6의 OCB 액정표시패널의 전이구동방법이 적용되는 구동장치이다. 따라서, 도 5 및 도 6에 대한 설명은 본 실시예에 따른 OCB 액정표시패널의 전이구동장치(700)에도 적용된다.
상기 타이밍 제어부(710)는 외부 또는 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 계조 데이터 신호(R,G,B DATA), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync)를 입력받아, OCB 액정표시패널에 표시하고자 하는 영상 신호에 해당하는 계조 데이터(R,G,B DATA), 데이터 구동신호(Sd), 주사 구동신호(Sg), 공통 구동신호(Sc), 광원 제어신호(Sb)를 생성한다.
상기 데이터 구동부(720)는 데이터 구동신호(Sd)에 따른 데이터 전이 전압(Vsource)을 데이터 라인들(LD)에 인가한다. 상기 주사 구동부(730)는 주사 구동신호(Sg)에 따른 주사 전이 전압(Vgate)을 주사 라인들(LS)에 인가한다. 상기 공통 구동부(740)는 공통 구동신호(Sc)에 따른 공통 전이 전압(Vcom)을 공통 라인들(COM)에 인가한다.
상기 제조 전압 발생부(750)는 계조 데이터(R,G,B DATA)에 따른 계조 신호를 데이터 구동부(720)로 출력한다. 상기 광원 제어부(760)는 광원 제어신호(Sb)에 따라 백라이트(400)를 제어한다.
본 발명에 따른 OCB 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치에 의하면, 액정 분자를 초기 벤드 배향 전이시키기 위하여 액정 분자에 가하는 전이 구동 전압이 위상 반전되도록 하여, 액정 분자의 동특성을 유도하여 전이 전압을 낮추고 전이 시간을 줄일 수 있다.
또한, 탑 게이트(top gate) 구조의 박막 트랜지스터 액정표시패널을 위상 반전되는 파형의 전이 구동 전압에 의하여 초기 벤드 배향시킴으로써, 게이트 전극과 공통전극 사이의 전압차에 의한 래터럴 필드(lateral field)에 의하여 전이핵이 형성되고, 그에 따라 전이 전압을 낮추고 전이 시간을 줄일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (30)

  1. 주사 라인들과 데이터 라인들이 교차되는 영역에 화소가 형성되고, 각각의 화소에 공통 라인들이 지나도록 형성되는 OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법에 있어서,
    상기 OCB 액정표시패널의 각각의 화소에, OCB 타입의 액정, 상기 액정에 연결되는 화소 전극, 상기 주사 라인에 연결되는 게이트와 상기 데이터 라인에 연결되는 소스, 및 상기 화소 전극에 연결되는 드레인을 구비하는 트랜지스터, 및 상기 공통 라인에 연결되는 공통 전극이 구비되고, 상기 게이트 전극이 상기 소스 전극 및 드레인 전극 보다 상층에 위치되고,
    상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 중의 적어도 하나에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가되는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주사 라인들에 인가되는 전이 전압이 제1레벨의 전위로 유지되고,
    상기 데이터 라인들에 인가되는 전이 전압이 제2레벨의 전위로 유지되고,
    상기 공통 라인들에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가되는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 음의 극성의 제3레벨을 유지하는 제2기간과,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 양의 극성의 제4레벨을 유지하는 제3기간, 및
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 음의 극성의 제5레벨을 유지하는 제4기간을 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2기간, 제3기간, 및 제4기간이, 시간 변화에 따라 상기 제2기간, 제3기간, 및 제4기간의 순서에 의하여 연속적으로 이어지는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2기간에 시간적으로 선행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 접지 레벨을 유지하는 제1기간, 및
    상기 제4기간에 시간적으로 후행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이, 접지 레벨을 유지하는 제5기간을 더 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1레벨이 양의 극성이고, 상기 제2레벨이 접지 레벨인 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제3레벨과 상기 제5레벨이 동일한 레벨인 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 시간 변화에 따라 극성이 2회 반전되는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  9. 삭제
  10. 주사 라인들과 데이터 라인들이 교차되는 영역에 화소가 형성되고, 각각의 화소에 공통 라인들이 지나도록 형성되는 OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법에 있어서,
    상기 OCB 액정표시패널의 각각의 화소에, OCB 타입의 액정, 상기 액정에 연결되는 화소 전극, 상기 주사 라인에 연결되는 게이트와 상기 데이터 라인에 연결되는 소스, 및 상기 화소 전극에 연결되는 드레인을 구비하는 트랜지스터, 및 상기 공통 라인에 연결되는 공통 전극이 구비되고, 상기 게이트 전극이 상기 소스 전극 및 드레인 전극 보다 상층에 위치되고,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 양의 극성의 제13레벨을 유지하는 제12기간;
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 음의 극성의 제14레벨을 유지하는 제13기간; 및
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 양의 극성의 제15레벨을 유지하는 제14기간을 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주사 라인들에 인가되는 전이 전압이 제11레벨의 전위로 유지되고,
    상기 데이터 라인들에 인가되는 전이 전압이 제12레벨의 전위로 유지되는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제12기간, 제13기간, 및 제14기간이, 시간 변화에 따라 상기 제12기간, 제13기간, 및 제14기간의 순서에 의하여 연속적으로 이어지는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제12기간에 시간적으로 선행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 접지 레벨을 유지하는 제11기간, 및
    상기 제14기간에 시간적으로 후행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이, 접지 레벨을 유지하는 제15기간을 더 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제11레벨이 음의 극성이고, 상기 제12레벨이 접지 레벨인 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제13레벨과 상기 제15레벨이 동일한 레벨인 OCB 액정표시패널의 전이구동방법.
  16. 삭제
  17. 주사 라인들과 데이터 라인들이 교차되는 영역에 화소가 형성되고, 각각의 화소에 공통 라인들이 지나도록 형성되는 OCB 액정표시패널의 초기 기동 시에, 상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 각각에 전이 전압이 인가되어, 액정 분자를 벤드 배향 전이시키는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치에 있어서,
    상기 OCB 액정표시패널의 각각의 화소에, OCB 타입의 액정, 상기 액정에 연결되는 화소 전극, 상기 주사 라인에 연결되는 게이트와 상기 데이터 라인에 연결되는 소스, 및 상기 화소 전극에 연결되는 드레인을 구비하는 트랜지스터, 및 상기 공통 라인에 연결되는 공통 전극이 구비되고, 상기 게이트 전극이 상기 소스 전극 및 드레인 전극 보다 상층에 위치되고,
    상기 주사 라인들, 상기 데이터 라인들, 및 상기 공통 라인들 중의 적어도 하나에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가되는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 OCB 액정표시패널에 표시하고자 하는 영상 신호에 해당하는 데이터 구동신호, 주사 구동신호, 및 공통 구동신호를 생성하는 타이밍 제어부,
    상기 데이터 구동신호에 따른 데이터 구동전압을 상기 데이터 라인들에 인가하는 데이터 구동부,
    상기 주사 구동신호에 따른 주사 구동전압을 상기 주사 라인들에 인가하는 주사 구동부, 및
    상기 공통 구동신호에 따른 공통 구동전압을 상기 공통 라인들에 인가하는 공통 구동부를 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 주사 라인들에 인가되는 전이 전압이 제1레벨의 전위로 유지되고,
    상기 데이터 라인들에 인가되는 전이 전압이 제2레벨의 전위로 유지되고,
    상기 공통 라인들에 시간 변화에 따라 극성이 반전되는 전이 전압이 인가되는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이,
    음의 극성의 제3레벨을 유지하는 제2기간,
    양의 극성의 제4레벨을 유지하는 제3기간, 및
    음의 극성의 제5레벨을 유지하는 제4기간을 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2기간, 제3기간, 및 제4기간이, 시간 변화에 따라 상기 제2기간, 제3기간, 및 제4기간의 순서에 의하여 연속적으로 이어지는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이,
    상기 제2기간에 시간적으로 선행하여 이어지는 것으로, 접지 레벨을 유지하는 제1기간, 및
    상기 제4기간에 시간적으로 후행하여 이어지는 것으로, 접지 레벨을 유지하는 제5기간을 더 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1레벨이 양의 극성이고, 상기 제2레벨이 접지 레벨인 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제3레벨과 상기 제5레벨이 동일한 레벨인 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 시간 변화에 따라 극성이 2회 반전되는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  26. 삭제
  27. 제18항에 있어서,
    상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이,
    양의 극성의 제13레벨을 유지하는 제12기간,
    상기 제12기간에 시간적으로 연속하여 이어지는 것으로, 음의 극성의 제14레벨을 유지하는 제13기간, 및
    상기 제13기간에 시간적으로 연속하여 이어지는 것으로, 양의 극성의 제15레벨을 유지하는 제14기간을 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 주사 라인들에 인가되는 전이 전압이 음의 극성의 제11레벨의 전위로 유지되고, 상기 데이터 라인들에 인가되는 전이 전압이 접지 레벨의 전위로 유지되는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제12기간에 시간적으로 선행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이 접지 레벨을 유지하는 제11기간, 및
    상기 제14기간에 시간적으로 후행하여 이어지는 것으로, 상기 공통 라인들에 인가되는 전이 전압이, 접지 레벨을 유지하는 제15기간을 더 구비하는 OCB 액정표시패널의 전이구동장치.
  30. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005181559A (ja) * 2003-12-18 2005-07-07 Victor Co Of Japan Ltd 液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置
KR100505924B1 (ko) 1999-12-27 2005-08-03 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 액정표시장치 및 그 구동방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100505924B1 (ko) 1999-12-27 2005-08-03 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 액정표시장치 및 그 구동방법
KR20050029692A (ko) * 2003-09-22 2005-03-28 알프스 덴키 가부시키가이샤 액정표시장치의 구동방법 및 액정표시장치
JP2005181559A (ja) * 2003-12-18 2005-07-07 Victor Co Of Japan Ltd 液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置

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