KR100764049B1 - 박막 트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 게이트 구동회로 및 그의 구동 방법 - Google Patents

박막 트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 게이트 구동회로 및 그의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 액정 디스플레이 장치의 게이트 구동 회로 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 여기에 개시되는 TFT LCD 장치는 신규한 타이밍 컨트롤러와 게이트 구동 회로를 포함한다. 그리고 다수의 화소들을 포함하는 TFT LCD 패널을 포함한다. 타이밍 컨트롤러는 호스트로부터 칼러 데이터 및 제어 신호들을 받아서 타이밍을 조절하기 위한 게이트 클럭 신호를 게이트 구동 회로로 출력한다. 그리고 게이트 구동 회로는 게이트 클럭 신호를 받아서 화소들의 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 펄스 신호들을 순차적으로 출력한다. 이 때, 게이트 펄스 신호는 게이트 라인을 활성화 시키기 위한 N 배 라인 시간의 펄스 폭을 갖는다. 그리고 하나의 게이트 펄스 신호와 다음 게이트 펄스는 서로 겹쳐져서 출력된다. 따라서 게이트 펄스 신호의 턴 온 시간을 길게 출력함으로써, 화소들의 충전 시간을 확보할 수 있다.

Description

박막 트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 게이트 구동 회로 및 그의 구동 방법{GATE LINE DRIVING DEVICE AND DRIVING METHOD FOR THIN FILM TRANSISTOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 일반적인 TFT LCD 패널의 개략적인 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러와 게이트 구동 회로 간의 상세한 구성을 도시한 블럭도;
도 3은 도 2에 도시된 게이트 라인 선택을 위한 게이트 펄스와 칼러 데이터와의 관계를 나타내는 파형도;
도 4는 본 발명에 따른 TFT LCD 패널의 일부 구성을 도시한 블럭도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 라인 선택을 위한 게이트 펄스와 칼러 데이터와의 관계를 나타내는 파형도; 그리고
도 6은 도 3와 도 5에 도시된 게이트 펄스의 차이를 나타내는 파형도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : TFT LCD 모듈
110 : 타이밍 컨트롤러
120 : 게이트 구동 회로
130 : TFT LCD 패널
본 발명은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT) 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 TFT LCD 모듈의 게이트 구동 회로 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적인 평판 표시 장치로서 사용되는 액정 표시 소자는 전기장에 의하여 분자 배열이 변화하는 액정의 광학적 성질을 이용하는 액정 기술과 반도체 기술을 이용한 표시 장치이다. 이러한 LCD 모듈은 각 화소를 온(on)/오프(off)시키는 스위치로서 박막 트랜지스터(TFT)를 채용하고 있으며, 이 TFT의 온/오프에 의해 화소의 온/오프가 결정된다. TFT의 온/오프를 결정하기 위해 사용되는 게이트 구동 회로는 화소들 각각에 형성되어 있는 TFT의 게이트들을 한 라인씩 순차적으로 구동하여, 데이터가 소오스 구동 회로로부터 LCD 패널의 각 화소로 전달되도록 하는 역할을 한다.
도 1을 참조하면, 일반적인 LCD 모듈(10)은 계조(gray) 전압 발생부(8)와, 타이밍 컨트롤러(timing controller : 16)와, 게이트 드라이브 회로(gate drive Integrated Circuits)(4)와, 소스 드라이브 회로(source drive Integrated Circuits)(2)와 패널 전원 공급부(6) 및 TFT LCD 패널(1)로 구성된다.
소스 드라이브 회로(2)와 게이트 드라이브 회로(4)는 각각 다수 개의 드라이브 IC들(12a ~ 12d, 14a ~ 14c)로 구비된다.
타이밍 컨트롤러(16)는 호스트 시스템(미도시됨)의 그래픽 컨트롤러 등에서 제공되는 컬러 데이터(R, G, B data)들을 게이트 드라이브 IC들(14a ~ 14c) 및 소스 드라이브 IC들(12a ~ 12d)에서 요구하는 타이밍에 맞도록 출력 신호를 조절한다. 또한 타이밍 컨트롤러(16)는 게이트 드라이브 IC들(14a ~ 14c) 및 소스 드라이브 IC들(12a ~ 12d)을 제어하기 위한 제어 신호들 예를 들면, 스타트 수평 신호(STH), 로드 신호(TP), 게이트 클럭(GATE CLOCK), 스타트 수직 신호(STV) 및 게이트 온 인에이블 신호(OE) 등을 출력한다.
계조 전압 발생부(8)는 소스 드라이브 IC들(12a ~ 12d)로 계조(gray)에 대응하는 전압(Gray Scal Voltage)들을 제공한다. 예를 들어, 호스트 시스템의 그래픽 컨트롤러로부터 제공되는 컬러 데이터(R, G, B data)가 각각 6 비트인 경우, TFT LCD 패널(1)은 26에 대응하는 64 계조를 표시할 수 있으며, 이 때 계조 전압 발생부(8)는 64 계조에 대응하는 64 개의 계조 전압(Gray Scale Voltage)들을 소스 드라이브 IC들(12a ~ 12d)로 제공한다.
게이트 드라이브 IC(14a, 14b 또는 14c)는 타이밍 컨트롤러(16)로부터 제공되는 제어 신호(STV)에 응답해서 TFT의 게이트 라인들을 순차적으로 하나씩 활성화시키기 위한 게이트 펄스(gate pulse)들을 출력한다. 게이트 드라이브 IC(14a, 14b 또는 14c)는 자신과 연결된 게이트 라인들을 모두 활성화시킨 후에는 캐리 신호를 발생하여 다음 게이트 드라이브 IC가 동작을 시작하도록 제어한다. 이러한 방법으로 TFT LCD 패널(1)의 모든 게이트 라인들은 순차적으로 하나씩 활성화된다.
드라이브 IC를 구동하기 위한 제어 신호는 드라이브 IC 별로 약간 차이는 있으나, 일반적으로 소오스 드라이브 IC(12a,12b, 12c 또는 12d)의 경우 타이밍 컨트롤러(16)로부터 전달되는 데이터 신호들을 소오스 드라이브 IC(12a,12b, 12c 또는 12d) 내로 로딩시키기 위한 신호(start horizontal ; STH)와, 이 신호들이 소오스 드라이브 IC(12a,12b, 12c 또는 12d) 내에서 아날로그로 변환되고 이 변환된 아날로그 값을 패널에 인가할 것을 명령하는 신호(load signal : TP)와, 소오스 드라이브 IC(12a,12b, 12c 또는 12d) 내의 데이터를 쉬프트 하기 위한 클럭 신호(CLK) 등이 있다.
그리고 도 2를 참조하면, 게이트 드라이브 IC(14a, 14b 또는 14c)의 경우, 게이트 드라이브 IC(14a, 14b 또는 14c)에서 TFT LCD 패널(1) 내의 게이트 라인에 게이트 온(gate on) 신호(OE)가 입력되는데, 이 신호가 시작되도록 명령하는 신호(start vertical ; STV)와, 게이트 온 신호를 각각의 게이트 라인에 순차적으로 수행시키기 위한 게이트 클럭 신호(Gate Clock)가 있다.
따라서 게이트 구동 회로(14a, 14b 또는 14c)는 게이트 클럭 신호(Gate Clock)에 동기되어, 소스 구동 회로(2)로부터 화상 데이터(RGB Data)들을 받아 화소들을 온/오프시키기 위한 게이트 펄스 신호(Gi, Gi+1, Gi+2, Gi+3)들을 순차적으로 출력한다.
이 때 게이트 펄스 신호(Gi, Gi+1, Gi+2, Gi+3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 1 라인 시간(1H)의 펄스 폭을 가지며, 하나의 게이트 펄스 신호(Gi)는 다음 게이트 펄스(Gi+1)가 시작되는 위치보다 훨씬 전에 오프 전압으로 떨어진다. 이런 게이트 펄스간의 간격(tOE)은 게이트 라인의 RC 딜레이에 의한 게이트 파형의 왜곡으로 인한 화상 데이터가 화소에 전달되는 것을 방지하기 위함이다. 따라서 종래의 게이트 회로의 구동 방법은 화소의 충전 시간이 그만큼 줄어들게 된다. TFT LCD는 점차 고해상도와 대화면을 요구해 가고 있는 실정이므로 화소의 충전 시간은 점차 줄어들게 되고, 게이트 라인 상에서의 RC 딜레이는 더욱 심각해지고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, TFT LCD 패널의 화소 충전 시간 확보를 위한 게이트 구동 회로 및 그의 구동 방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 칼러 데이터를 출력하는 호스트와 함께 사용하는 박막 액정 디스플레이 모듈에 있어서: 다수의 화소들을 구비하는 박막 액정 디스플레이 패널과; 상기 호스트로부터 칼러 데이터를 받아들이고, 상기 화소들을 활성화시키기 위한 타이밍을 조절하여 클럭 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러 및; 상기 클럭 신호에 응답해서 상기 화소들을 활성화하기 위한 N 배의 펄스 폭을 갖는 게이트 펄스를 순차적으로 출력하는 게이트 구동 회로를 포함하여, 상기 화소들의 충전 시간을 늘리도록 구비된다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 N 배의 펄스 폭은 2 이상의 정수로 구비된다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 게이트 구동 회로는 상기 게이트 펄스 중 I 번째 게이트 신호의 1/N 펄스 폭에서 I+1 번째의 게이트 펄스 신호를 출력한다.
(작용)
따라서 본 발명에 의하면, 게이트 구동 회로는 타이밍 컨트롤러로부터 게이트 클럭 신호를 받아서 화소들의 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 펄스 신호들을 순차적으로 출력한다. 이 때, 게이트 펄스 신호는 게이트 라인을 활성화 시키기 위한 N 배 라인 시간의 펄스 폭을 갖는다. 그리고 하나의 게이트 펄스 신호와 다음 게이트 펄스는 서로 겹쳐져서 출력된다.
(실시예)
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 TFT LCD 모듈의 일부 구성을 도시한 블럭도이다.
도면을 참조하면, 상기 TFT LCD 모듈(100)은 신규한 타이밍 컨트롤러(110)와 게이트 구동 회로(120)를 포함한다. 그리고 다수의 화소들을 포함하는 TFT LCD 패널(130)을 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(110)는 호스트(미도시됨)로부터 칼러 데이터 및 제어 신호들을 받아서 타이밍을 조절하기 위한 게이트 클럭 신호(Gate Clock)와 시작 신호(STV)를 게이트 구동 회로(120)로 출력한다
그리고 상기 게이트 구동 회로(120)는 상기 게이트 클럭 신호(Gata Clock)를 받아서 상기 화소들의 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 펄스 신호(Gi, Gi+1,...,Gi+n)를 출력한다.
이 때, 상기 게이트 펄스 신호(Gi, Gi+1,...,Gi+n)는 도 5에 도시된 바와 같이, 2 라인 시간(2H)의 펄스 폭을 갖는다. 그리고 하나의 게이트 펄스 신호(Gi)와 다음 게이트 펄스(Gi+1)는 서로 겹쳐져서 출력된다. 즉, 하나의 게이트 펄스 신호(Gi)의 1 라인 시간(1H)에서 다음 게이트 펄스(Gi+1)가 시작된다.
그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 기존의 게이트 펄스 신호와 비교해 보면 본 발명에 의한 게이트 펄스 신호(b)의 턴 온 시간(tc1)은 종래의 게이트 펄스 신호(a)의 그것(tc2)보다 길어지게 된다. 그 이유는 도 3에 도시된 게이트 펄스 신호에서 게이트 전압이 상승하는 시간이 본 발명에서는 불필요하기 때문이다.
그리고 본 발명에 의하면, 점 반전(dot inversion)에서는 기존의 구동 방법과 충전 특성이 동일하게 유지된다. 즉, 하나의 게이트 라인이 선택되었을 때, 전(full) 데이터가 충전된 후 바로 선택된 라인의 데이터가 재충전된다. 전 라인의 데이터는 점 반전 시에 전(pre) 프레임에서 충전되어 있는 극성과 같다. 따라서 선택된 라인의 데이터가 충전되는데는 아무런 영향을 끼치지 않는다. 또한 수직 반전(column inversion)의 경우, 프리 챠지 기능이 추가된다. 그 결과 충전 시간이 최대 두 배까지 늘어 나게 되는 결과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명은 게이트 구동 회로는 게이트 온 신호(OE)가 불필요하다. 따라서 LCD 패널의 특성에 따라 게이트 온 신호(OE)의 펄스 폭을 조절해야 하는 번거로움을 줄일 수 있으며, 타이밍 컨트롤러는 게이트 온 신호(OE) 핀이 필요하지 않 음으로써, 다른 기능의 선택 핀을 추가할 수 있다.
이상에서와 같이, 게이트 펄스 신호의 온 시간 펄스 폭이 2 라인 시간의 경우로 본 발명의 실시예를 상세히 설명하였지만, 펄스 폭이 그 이상의 경우도 가능한 것은 자명하다 하겠다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 게이트 펄스 신호의 턴 온 시간을 길게 출력함으로써, 화소들의 충전 시간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라. 프리 챠지 기능이 추가된다. 따라서 LCD 패널의 특성에 따른 화소들의 충전 특성이 향상된다.

Claims (3)

  1. 컬러 데이터를 출력하는 호스트와 함께 사용하는 박막 액정 디스플레이 모듈에 있어서:
    다수의 화소들을 구비하는 박막 액정 디스플레이 패널;
    상기 호스트로부터 컬러 데이터를 받아들이고, 상기 화소들을 활성화시키기 위한 타이밍을 조절하여 클럭 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 클럭 신호에 응답해서 상기 화소들을 활성화하기 위한 다수의 게이트 펄스를 서로 오버랩되도록 순차적으로 출력하는 게이트 구동 회로를 포함하고,
    상기 게이트 펄스들 중 현재 게이트 펄스와 다음 게이트 펄스의 오버랩 구간에서 현재 라인의 화소들 및 다음 라인의 화소들에 상기 컬러 데이터를 출력하여, 상기 컬러 데이터로 상기 현재 라인의 화소들을 활성화시키고, 다음 라인의 화소들을 프리챠징시키는 것을 특징으로 하는 박막 액정 디스플레이 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 데이터의 극성은 수직 반전(Column inversion)되는 것을 특징으로 하는 박막 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 게이트 펄스는 2 라인시간(2H)의 펄스폭을 갖고,
    상기 현재 게이트 펄스와 상기 다음 게이트 펄스는 1 라인시간(1H) 만큼 오버랩되는 것을 특징으로 하는 박막 액정 디스플레이 장치.
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