KR100843685B1 - 액정표시장치의 구동방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빠르게 전이될 수 있는 액정표시장치의 구동방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 액정이 스플레이 상태를 가지는 리셋기간과 상기 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되어 정상 구동되는 정상구동기간을 포함하는 액정표시소자에 있어서, 액정의 전이시간을 단축하기 위해 리셋기간동안 액정셀에 공급되는 리셋전압은 정상구동기간의 구동전압보다 더 큰 전압차을 발생하도록 설정되는 단계와, 스플레이 상태의 액정셀에 상기 리셋전압을 공급하여 상기 액정을 밴드 상태로 전이시키는 단계와, 리셋전압을 정상 구동전압으로 바꾸어 밴드 상태의 액정을 구동시키는 단계를 포함한다. 상기 리셋전압을 설정하는 단계는 상기 액정셀의 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)과 정상 구동시의 화소 공통전압(Vcom) 중 어느 하나를 공급하는 단계; 및 상기 화소 공통전압(Vcom)보다 낮은 저전위 공통전압(Vcc)을 감마 보정회로에 인가하여 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빠르게 전이될 수 있다.

Description

액정표시장치의 구동방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 액정패널을 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 액정셀에 인가되는 전계에 따른 OCB 모드 액정의 배열 상태를 나타내는 도면.
도 4는 OCB 모드 액정셀의 전압에 대한 투과율을 나타내는 그래프.
도 5는 OCB 모드 액정이 밴드 상태로 스위칭되는 전압을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 리셋회로를 나타내는 도면.
도 7은 도 6에 도시된 리셋회로에 따른 구동전압과 액정의 전이시간을 나타내는 도면.
도 8은 액정셀의 전압차에 따른 전이시간을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다른 리셋회로를 나타내는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 리셋회로에 따른 구동전압과 액정의 전이시간을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 또 다른 리셋회로를 나타내는 도면.
도 12는 도 11에 도시된 리셋회로에 따른 구동전압과 액정의 전이시간을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 또 다른 리셋회로를 나타내는 도면.
도 14는 도 13에 도시된 리셋회로에 따른 구동전압과 액정의 전이시간을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 상부기판 12 : 하부기판
14, 22 : 편광판 16, 20 : 보상필름
18 : 액정 30, 60 : 디지털 비디오 카드
32, 62 : 제어부 34, 68 : 게이트 드라이버
36, 66 : 데이터 드라이버 38, 70 : 감마전압 발생부
40 : 액정패널 42, 64 : 전원 공급부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빠르게 전이될 수 있는 액정표시장치의 구동방법 및 장치에 관한 것이 다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정표시장치 중 액정셀별로 스위칭소자가 마련된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입은 동영상을 표시하기에 적합하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에서 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터(Note Book Computer)는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기기까지 광범위하게 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치는 디지털 비디오 데이터로 변환하기 위한 디지털 비디오 카드(30)와, 구동전압을 공급하기 위한 전원 공급부(42)와, 액정패널(40)의 데이터라인들(DL)에 비디오 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(36)와, 액정패널(40)의 게이트라인들(GL)을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 드라이버(34)와, 데이터 드라이버(36)와 게이트 드라이버(34)를 제어하기 위한 제어부(32)와 데이터 드라이버(36)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 발생부(38)를 구비한다.
액정패널(40)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)이 상호 직교되도록 형성된다. 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)의 교차부에는 데이터라인들(DL)로부터 입력되는 영상을 액정셀(Clc)에 선택적으로 공급하기 위한 TFT가 형성된다. 이를 위하여, TFT는 게이트라인(GL)에 드레인단자가 접속되며, 데이터라인(DL)에 소스단자가 접속된다. 그리고 TFT의 드레인단자는 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다.
디지털 비디오 카드(30)는 아날로그 입력 영상신호를 액정패널(40)에 적합한 디지털 영상신호로 변환하고 영상신호에 포함된 동기신호를 검출하게 된다.
제어부(32)는 디지털 비디오 카드(30)로부터 공급되는 0 ~ 3.3V의 구동전압을 공급받는다. 제어부(32)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 데이터 드라이버(36)에 공급하게 된다. 또한, 제어부(32)는 디지털 비디오 카드(30)로부터 입력되는 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 도트클럭(Dclk)과 게이트 스타트 펄스(GSP)를 생성하여 데이터 드라이버(36)와 게이트 드라이버(34) 타이밍을 제어한다. 여기서, 도트클럭(Dclk)은 데이터 드라이버(36)에 공급되며, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(34)에 공급된다.
전원 공급부(42)는 디지털 비디오 카드(30)로부터 공급되는 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 공급받아 액정셀을 구동하기 위한 고전위 공통전압(Vdd)과 게이트 드라이버(34)를 구동시키기 위한 구동전압을 생성하는 역할을 한다. 전원 공급부(42)는 공급되는 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 15V의 고전위 공통전압(Vdd)으로 변환하여 데이터 드라이버(36)에 공급한다. 이와 아울러, 고전위 공통전압(Vdd)은 분압저항에 의해 7V의 공통전압(Vcom)으로 분압되며 분압된 공통전압(Vcom)은 액정패널의 패드부에 설치된 Ag 도트를 경유하여 액정패널의 상부기판에 형성된 공통전극에 공급된다. 전원 공급부(42)는 게이트 스캐닝 클럭(GSC) 발생시 스캐닝 신호의 게이트 하이전압(Vgh) 및 저전위 게이트 로우전압(Vgl)을 생 성한다. 즉, 전원 공급부(42)는 공급되는 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 20V의 게이트 하이전압(Vgh)과 -5V의 게이트 로우전압(Vgl)으로 변환하여 게이트 드라이버(34)에 공급한다.
게이트 드라이버(34)는 제어부(32)로부터 입력되는 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 순차적으로 스캔펄스를 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터 등으로 구성된다. 게이트 드라이버(34)는 게이트 하이전압(Vgh)과 게이트 로우전압(Vgl)을 액정패널(40)에 공급하여 게이트라인(GL) 중 어느 한 라인에 공급한다. 이 게이트 하이전압(Vgh)을 가지는 스캔펄스는 TFT의 스위치를 턴-온 시키며 TFT가 턴-온되는 기간동안 액정셀은 데이터 드라이버(36)로부터 공급되는 비디오 데이터를 충전하게 된다.
데이터 드라이버(36)에는 제어부(32)로부터 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터와 함께 도트클럭(Dclk)이 입력된다. 이 데이터 드라이버(36)는 도트클럭(Dclk)에 동기하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 래치한 후에, 래치된 데이터를 감마전압(Vγ)에 따라 보정하게 된다. 그리고 데이터 드라이버(36)는 감마전압(Vγ)에 의해 보정된 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 1 라인분씩 데이터라인(DL)에 공급하게 된다.
액정표시장치에 이용되는 액정은 일반적으로, 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic : 이하 "TN"이라 함) 모드의 액정이 주로 이용되고 있다. 이 TN 모드의 액정은 트위스트된 각이 90°로 전기장의 인가에 따라 액정배열 상태를 바꾸어 광 을 투과시키게 된다. 이러한 TN 모드의 액정은 액정분자의 장축방향으로 진동하는 광과 장축방향에 수직하는 방향으로 진동한다. 이렇게 광의 진동 방향이 서로 다름으로 인해 광의 굴절율이 달라지는 것을 굴절율 이방성이라 하는데, 이 굴절율 이방성에 의해 TN 모드의 액정은 시야각이 좁으며 액정의 응답속도가 느리다는 문제점을 가지고 있다.
이러한 TN 모드 액정의 단점을 보완하기 위해 IPS(in-plane switch) 모드, OCB(Optically Compensated Bend) 모드 등의 액정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 중에서 OCB 모드의 액정은 TN 모드의 액정에 비해 구조적으로 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 가지게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, OCB 모드의 액정을 채용한 액정패널은 도시되지 않은 컬러필터 어레이(Color filter array) 및 배향막이 순차적으로 형성된 상부기판(10)과, 도시되지 않은 TFT 어레이 및 배향막이 형성된 하부기판(12)과, 상부기판(10)과 하부기판(12)은 도시되지 않은 스페이서에 의해 소정의 갭을 가지며 그 소정 공간에 주입된 OCB 모드의 액정(18)과, 상/하부기판(10, 12) 바깥으로 배치된 상/하부 편광판들(14, 22)과, 상부기판(10)과 상부 편광판(14) 사이에 배치된 상부 보상필름(16)과, 하부기판(12)과 하부 편광판(22) 사이에 배치되어 입사되는 광의 위상을 지연시켜 시야각을 보상하는 보상필름(20)으로 구성된다.
상부기판(10)과 하부기판(12)의 배향막들은 동일한 방향으로 배향처리된다. 상부기판(10)과 하부기판(12) 사이에 주입되는 OCB 모드의 액정은 배향막의 배향 처리방향에 따라 특정전압(Vth) 이하에서 초기 배향상태인 스플레이(splay) 상태를 유지하게 된다. 즉, 액정분자들은 상/하부 배향막의 표면에서 각각 θ와 -θ°의 틸트각(tilt angle)으로 배열되며 액정셀의 중심으로 가면서 틸트각이 감소하여 액정셀의 중심에서 액정분자의 틸트각이 0°가 된다. 이러한 스플레이 상태로 배열된 액정분자들의 광학적 특성을 살펴보면 다음과 같다. 도 4에 도시된 바와 같이 스플레이 상태로 배열된 액정분자들은 특정전압(Vth) 이하에서 증가하는 전압(V)에 불규칙적으로 광을 투과시킨다. 이에 따라, 스플레이 상태를 가지는 액정들에 의해 짧은 시간동안 화상에 얼룩이나 깜박거림이 나타나게 된다.
이러한 스플레이 상태를 가지는 액정분자들은 특정전압(Vth) 이상의 전압에서 밴드(Bend) 상태로 전이한다. 스플레이 상태의 액정분자들이 밴드 상태로 전이되는데 걸리는 시간을 전이시간(Transition time)이라고 한다. 스플레이 상태의 액정분자들이 밴드 상태로 전이되기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이 적어도 3V 정도의 스위칭전압(Vth)이 필요하게 된다. 밴드 상태의 액정분자들은 상/하부 배향막의 표면에서 틸트각이 초기 프리틸트각(pretilt angle) 값인 ±θ(이때, θ는 보통 5 ~ 15°정도임)가 되며 액정셀의 중심으로 가면서 틸트각이 증가하여 액정셀의 중심에서 90°가 된다. 이러한 밴드 상태의 액정분자들은 상하 직교 편광자 사이에서 전압의 증가에 따라 광투과율이 선형적으로 감소하는 특성을 나타낸다. 즉, 밴드 상태의 액정분자들은 그레이스케일을 구현하기에 적합하게 되며 화상을 구현하는데 이용된다.
이와 같이, OCB 모드의 액정은 전이전압(Vth) 이상에서 스플레이 상태에서 안정된 밴드 상태로 전이된다. 전이전압(Vth) 정도의 전압을 인가할 경우, 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 데에는 수십초 내지 수백초 정도의 많은 전이시간이 필요하게 된다. 이렇게 OCB 모드 액정이 전이하는데 오랜 시간이 걸리게 되면 액정의 스플레이 상태의 특성에 의해 화상에 얼룩점이 나타나거나 깜박거림이 나타나는 시간이 길어지게 된다. 따라서, 정상구동에 불필요한 스플레이 상태의 액정을 밴드 상태로 빠른 시간 안에 전이시켜야만 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빠르게 전이될 수 있는 액정표시장치의 구동방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 액정이 스플레이 상태를 가지는 리셋기간과 상기 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되어 정상 구동되는 정상구동기간을 포함하는 액정표시소자에 있어서, 액정의 전이시간을 단축하기 위해 리셋기간동안 액정셀에 공급되는 리셋전압은 정상구동기간의 구동전압보다 더 큰 전압차를 발생하도록 설정되는 단계와, 스플레이 상태의 액정셀에 상기 리셋전압을 공급하여 상기 액정을 밴드 상태로 전이시키는 단계와, 리셋전압을 정상 구동전압으로 바꾸어 밴드 상태의 액정을 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리셋전압을 설정하는 단계는 상기 액정셀의 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)과 정상 구동시의 화소 공통전압(Vcom) 중 어느 하나를 공급하는 단계; 및 상기 화소 공통전압(Vcom)보다 낮은 저전위 공통전압(Vcc)을 감마 보정회로에 인가하여 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 단계를 포함한다.
상기 리셋전압을 설정하는 단계는 상기 액정셀의 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)을 공급하는 단계; 및 고전위 공통전압(Vdd)을 감마 보정회로에 인가하여 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 단계를 포함한다.
상기 리셋기간동안 상기 액정셀의 최대 구동전압을 상기 액정셀의 화소전극에 공급한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동장치는 액정이 스플레이 상태를 가지는 리셋기간에서 밴드 상태로 전이되어 정상구동기간에서 정상구동되는 액정표시소자에 있어서, 데이터라인 및 게이트라인이 교차되며, 화소전극과 공통전극에 인가되는 전압에 의해 구동되는 액정이 매트릭스 형태로 배치됨과 아울러 상기 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터가 형성된 액정패널과, 상기 액정의 전이시간을 단축하기 위해, 상기 리셋기간동안 액정셀에 공급되는 리셋전압이 상기 정상구동기간의 구동전압보다 더 큰 전압차를 발생하도록, 상기 화소전극과 상기 공통전극에 전압을 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 스위치소자와, 화소전극과 공통전극에 선택적으로 전압이 공급되도록 상기 스위치소자를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예들의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 6 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치는 리셋기간 동안 공통전극과 화소전극에 공급되는 전압차를 크게 하여 액정분자들이 스플레이 상태에서 밴드상태로 빠르게 전이되게 한다. 이를 구현하기 위해, OCB 모드의 액정은 리셋회로를 구비한다.
리셋회로는 디지털 비디오 데이터로 변환하기 위한 디지털 비디오 카드(60)와, 구동전압을 공급하기 위한 전원 공급부(64)와, 도시되지 않은 액정패널의 데이터라인들(DL)에 비디오 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(66)와, 액정패널 의 게이트라인들(GL)을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 드라이버(68)와, 데이터 드라이버(66)와 게이트 드라이버(68)를 제어하기 위한 제어부(62)와 데이터 드라이버(66)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 발생부(70)와, 공통전극에 공급되는 공통전압(Vcom)의 전압을 선택하기 위한 제1 스위치(S1)와, 화소전극에 공급되는 전압을 선택하기 위한 제2 스위치(S2)를 구비한다.
액정패널은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부기판 상에 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)이 상호 직교되도록 형성된다. 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)의 교차부에는 데이터라인들(DL)로부터 입력되는 영상을 액정셀(Clc)에 선택적으로 공급하기 위한 TFT가 형성된다. 이를 위하여, TFT는 게이트라인(GL)에 게이트단자가 접속되며, 데이터라인(DL)에 소스단자가 접속된다. 그리고 TFT의 드레인단자는 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다.
디지털 비디오 카드(60)는 아날로그 입력 영상신호를 액정패널에 적합한 디지털 영상신호로 변환하고 영상신호에 포함된 동기신호를 검출하게 된다.
제어부(62)는 디지털 비디오 카드(60)로부터 공급되는 0 ~ 3.3V의 구동전압을 공급받는다. 제어부(62)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 데이터 드라이버(66)에 공급한다. 또한, 제어부(62)는 디지털 비디오 카드(60)로부터 입력되는 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 도트클럭(Dclk)과 게이트 스타트 펄스(GSP)를 생성하여 데이터 드라이버(66)와 게이트 드라이버(68)의 타이밍을 제어하게 된다. 여기서, 도트클럭(Dclk)은 데이터 드라이버(66)에 공급되며, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(68)에 공급된다.
전원 공급부(64)는 디지털 비디오 카드(60)로부터 공급되는 저전위 공통전압(Vcc)을 공급받아 액정셀과 게이트 드라이버(68)를 구동시키기 위한 구동전압을 생성하는 역할을 한다. 전원 공급부(64)는 제어부(62)로부터 제어되는 제1 및 제2 스위치(S1, S2)의 선택에 따라 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 15V의 고전위 공통전압(Vdd)으로 변환하여 감마 전압 발생부(70)에 공급하거나, 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 감마 전압 발생부(70)에 공급한다.
감마 전압 발생부(70)는 패널의 전기적, 광학적 특성을 고려하여 데이터의 계조값에 대응하여 감마전압(Vγ)을 생성하여 데이터 드라이버(66)에 공급한다.
데이터 드라이버(66)에는 제어부(62)로부터 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터와 함께 도트클럭(Dclk)이 입력된다. 이 데이터 드라이버(66)는 도트클럭(Dclk)에 동기하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 래치한 후에, 래치된 데이터를 감마전압(Vγ)에 따라 보정하게 된다. 그리고 데이터 드라이버(66)는 감마전압(Vγ)에 의해 보정된 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 1 라인분씩 데이터라인(DL)에 공급하게 된다.
전원 공급부(64)는 게이트 스캐닝 클럭(GSC) 발생시 스캐닝 신호의 게이트 하이전압(Vgh) 및 저전위 게이트 로우전압(Vgl)을 생성하게 된다. 즉, 전원 공급부(64)는 공급되는 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 20V의 게이트 하이전압(Vgh)과 -5V의 게이트 로우전압(Vgl)으로 변환하여 게이트 드라이버(68)에 공급한다.
게이트 드라이버(68)는 제어부(62)로부터 입력되는 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 순차적으로 스캔펄스를 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터 등으로 구성된다. 게이트 드라이버(68)는 게이트 하이전압(Vgh)과 게이트 로우전압(Vgl)을 액정패널(40)에 공급하여 게이트라인(GL) 중 어느 한 라인에 공급한다. 이 게이트 하이전압(Vgh)을 가지는 스캔펄스는 TFT의 스위치를 턴-온 시키며 TFT가 턴-온되는 기간동안 액정셀은 데이터 드라이버(66)로부터 공급되는 비디오 데이터를 충전하게 된다.
제1 스위치(S1)는 제어부(62)로부터의 제어신호에 따라 고전위 공통전압(Vdd)에서 분압된 화소 공통전압(Vcom)과 게이트 하이전압(Vgh) 중 어느 하나의 전압과 연결된다. 제1 스위치(S1)가 화소 공통전압을 선택하는 경우 공통전극에 0 ~ 7V의 화소 공통전압(Vcom)이 공급되며, 제1 스위치(S1)가 게이트 하이전압(Vgh)을 선택하는 경우 공통전극에 20V의 게이트 하이전압(Vgh)이 공급된다.
제2 스위치(S2)는 제어부(62)로부터의 제어신호에 따라 디지털 비디오 카드(60)로부터 공급되는 저전위 공통전압(Vcc)와 고전위 공통전압(Vdd) 중 어느 하나의 전압과 연결된다.
제2 스위치(S2)가 저전위 공통전압(Vcc)과 연결되는 경우 데이터 드라이버(66)에 저전위 공통전압(Vcc)이 감마 전압 발생부(70)를 통하여 데이터 드라이버(66)에 공급되어 0 ~ 3.3V의 데이터 전압이 화소전극에 공급된다. 반면에, 고전위 공통전압(Vdd)과 연결되는 경우 데이터 드라이버(66)에 고전위 공통전압(Vdd)이 감마 전압 발생부(70)를 통하여 데이터 드라이버(66)에 공급되어 화소전극에 0 ~ 15V의 데이터 전압이 화소전극에 공급된다.
OCB 모드의 액정은 화소전압과 공통전압의 차가 클수록 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이하는 전이시간이 빨라지게 된다. 액정셀에 걸리는 전압차에 대한 전이시간의 관계를 나타내는 실험결과는 다음 표 1에 나타난 바와 같다.
전압차(V) 4 5 6 7 8 9 10 15
전이시간(sec) 80 44 12 4 2 1.2 0.5 0.1
표 1을 도 8과 결부하여 살펴보면, 액정셀에 걸리는 전압차가 클수록 액정이 스플레이 상태에서 밴드상태로 전이하는데 걸리는 시간이 빨라짐을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 액정을 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빨리 전이시키기 위하여 리셋기간 동안 액정셀의 화소전극에 걸리는 전압과 공통전극에 걸리는 전압의 차를 크게 한다.
이를 위해, 리셋기간 동안 제어부(62)로부터 공급되는 제어신호에 응답하여 제1 스위치(S1)는 게이트 하이전압(Vgh)과 연결되어 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)이 공급되고, 제2 스위치(S2)는 저전위 공통전압(Vcc)과 연결되어 저전위 공통전압(Vcc)이 감마 전압 발생부와 데이터 드라이버(66)를 통하여 화소전극에 공급된다. 이에 따라, 공통전극에 20V의 기준전압이 공급됨과 아울러 화소전극에 0 ~ 3.3V의 변화폭을 가지는 실제 화상 데이터가 공급된다. 간단히 설명하기 위한 평균전압을 1.7V로 본다면, 액정셀에는 대략 18V의 전압차가 생기게 된다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 액정분자들은 약 0.1초 미만의 시간동안 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이된다.
리셋기간 이후, 제어부(62)의 제어신호에 따라 정상구동 구간에서는 밴드 상태로 전이된 액정분자들의 정상구동을 위하여 공통전극에 약 7V의 화소 공통전압(Vcom)이 공급되고, 화소전극에는 실제 화상 데이터가 공급된다.
상기와 같이 리셋기간에서 액정셀의 화소전극과 공통전극에 공급되는 전압차는 정상구동 구간에서의 전압차보다 훨씬 크게 된다. 따라서, 짧은 시간동안 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이될 수 있다.
이와 같이 OCB 모드 액정의 전이시간을 빠르게 하기 위하여 리셋기간에서의 리셋회로를 다음과 같이 구성할 수도 있다.
먼저, 도 9에 도시된 바와 같이 리셋기간동안 제1 스위치(S1)는 게이트 하이전압(Vgh)과 연결되며, 제2 스위치(S2)는 고전위 공통전압(Vdd)과 연결된다.
제어부(62)로부터 공급되는 제어신호에 응답하여 제1 스위치(S1)는 게이트 하이전압(Vgh)과 연결되어 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)이 공급된다. 제2 스위치(S2)는 고전위 공통전압(Vdd)과 연결되어 화소전극에 고전위 공통전압(Vdd)이 감마 전압 발생부와 데이터 드라이버(66)를 통하여 공급된다. 이에 따라, 도 10과 같이 공통전극에 20V의 전압이 공급됨과 아울러 화소전극에 0 ~ 15V의 변화폭을 가지는 실제 화상 데이터가 공급된다. 간단히 설명하기 위한 평균전압을 7V로 본다면, 액정셀에는 대략 13V의 전압차가 생기게 된다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 액정분자들은 약 0.5초 미만의 시간동안 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이된다.
리셋기간 이후, 제어부(62)의 제어신호에 따라 정상구동 구간에서는 밴드 상 태로 전이된 액정분자들의 정상구동을 위하여 공통전극에 7V의 화소 공통전압(Vcom)이 공급되고, 화소전극에는 실제 화상 데이터가 공급된다.
상기와 같이 리셋기간에서 액정셀의 화소전극과 공통전극에 공급되는 전압차는 정상구동 구간에서의 전압차보다 훨씬 크게 된다. 따라서, 짧은 시간동안 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이될 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이 리셋기간동안 제1 스위치(S1)를 화소 공통전압(Vcom)과 연결되게 하며, 제2 스위치(S2)를 저전위 공통전압(Vcc)과 연결되게 한다.
제어부(62)로부터 공급되는 제어신호에 응답하여 제1 스위치(S1)는 고전위 공통전압(Vdd)으로부터 분압된 화소 공통전압(Vcom)과 연결되어 공통전극에 화소 공통전압(Vcom)이 공급된다. 제2 스위치(S2)는 저전위 공통전압(Vcc)과 연결되어 화소전극에 저전위 공통전압(Vcc)이 공급된다. 이에 따라, 도 12와 같이 공통전극에는 7V의 전압이 공급됨과 아울러 화소전극에 0 ~ 3.3V의 변화폭을 가지는 실제 화상 데이터가 공급된다. 간단히 설명하기 위한 평균전압을 1.7V로 본다면, 액정셀에는 대략 5 ~ 6V의 전압차가 생기게 된다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 액정분자들은 약 12 ~ 44초 사이의 시간동안 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이된다.
리셋기간 이후, 제어부(62)의 제어신호에 따라 정상구동 구간에서는 밴드 상태로 전이된 액정분자들의 정상구동을 위하여 공통전극에 7V의 화소 공통전압(Vcom)이 공급되고, 화소전극에는 실제 화상 데이터가 공급된다.
상기와 같이 리셋기간에서 액정셀의 화소전극과 공통전극에 공급되는 전압차는 정상구동 구간에서의 전압차보다 훨씬 크게 된다. 따라서, 짧은 시간동안 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이될 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치는 리셋기간 동안 화소전극에 실제 구동기간에 공급되는 최대 구동 전압을 공급하여 액정분자들이 스플레이 상태에서 밴드상태로 빠르게 전이되게 한다. 이를 구현하기 위해, OCB 모드의 액정은 리셋회로를 구비한다.
리셋회로는 디지털 비디오 데이터로 변환하기 위한 디지털 비디오 카드(60)와, 구동전압을 공급하기 위한 전원 공급부(64)와, 도시되지 않은 액정패널의 데이터라인들(DL)에 비디오 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(66)와, 액정패널의 게이트라인들(GL)을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 드라이버(68)와, 데이터 드라이버(66)와 게이트 드라이버(68)를 제어하기 위한 제어부(62)와 데이터 드라이버(66)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 발생부(70)를 구비한다.
액정패널은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)이 상호 직교되도록 형성된다.
디지털 비디오 카드(60)는 아날로그 입력 영상신호를 액정패널에 적합한 디지털 영상신호로 변환하고 영상신호에 포함된 동기신호를 검출하게 된다.
제어부(62)는 디지털 비디오 카드(60)로부터 공급되는 0 ~ 3.3V의 구동전압을 공급받는다. 제어부(62)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 데이터 드라이버(66)에 공급하게 된다. 또한, 제어부(62)는 디지털 비디오 카드(60)로부터 입력되는 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 도트클럭(Dclk)과 게이트 스타트 펄스(GSP)를 생성하여 데이터 드라이버(66)와 게이트 드라이버(68) 타이밍 제어한다. 여기서, 도트클럭(Dclk)은 데이터 드라이버(66)에 공급되며, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(68)에 공급된다.
전원 공급부(64)는 디지털 비디오 카드(60)로부터 공급되는 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 공급받아 액정셀을 구동하기 위한 고전위 공통전압(Vdd)과 게이트 드라이버(68)를 구동시키기 위한 구동전압을 생성하는 역할을 한다. 전원 공급부(64)는 공급되는 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 15V의 고전위 공통전압(Vdd)으로 변환하여 데이터 드라이버(66)에 공급한다. 이와 아울러, 고전위 공통전압(Vdd)은 분압저항에 의해 7V의 공통전압(Vcom)으로 분압되며 분압된 공통전압(Vcom)은 액정패널의 패드부에 설치된 Ag 도트를 경유하여 액정패널의 상부기판에 형성된 공통전극에 공급되게 된다. 전원 공급부(64)는 게이트 스캐닝 클럭(GSC) 발생시 스캐닝 신호의 게이트 하이전압(Vgh) 및 저전위 게이트 로우전압(Vgl)을 생성한다. 즉, 전원 공급부(64)는 공급되는 0 ~ 3.3V의 저전위 공통전압(Vcc)을 20V의 게이트 하이전압(Vgh)과 -5V의 게이트 로우전압(Vgl)으로 변환하여 게이트 드라이버(68)에 공급한다.
게이트 드라이버(68)는 제어부(62)로부터 입력되는 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 순차적으로 스캔펄스를 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터 등으로 구성된다. 게이트 드라이버(68)는 게이트 하이전압(Vgh)과 게이트 로우전압(Vgl)을 액정패널에 공급하여 게이트라인(GL) 중 어느 한 라인에 공급한다. 이 게이트 하이전압(Vgh)을 가지는 스캔펄스는 TFT의 스위치를 턴-온 시키며 TFT가 턴-온되는 기간동안 액정셀은 데이터 드라이버(66)로부터 공급되는 비디오 데이터를 충전하게 된다.
데이터 드라이버(66)에는 제어부(62)로부터 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터와 함께 도트클럭(Dclk)이 입력된다. 이 데이터 드라이버(66)는 도트클럭(Dclk)에 동기하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 래치한 후에, 래치된 데이터를 감마전압(Vγ)에 따라 보정하게 된다. 그리고 데이터 드라이버(66)는 감마전압(Vγ)에 의해 보정된 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 1 라인분씩 데이터라인(DL)에 공급하게 된다.
도 14에 도시된 바와 같이 리셋기간 동안 제어부(62)로부터 공급된 제어신호에 따라 데이터 드라이버(66)에 공급된 최대 구동전압 15V는 화소전극에 공급된다. 또한, 액정셀의 공통전극에는 7V의 기준전압이 설정된다. 제어부(62)는 리셋기간 동안 화소전극에 실제 데이터 전압이 인가되지 않도록 지연시키는 제어신호를 발생한다. 이 제어신호에 따라 실제 화상에 공급되는 구동전압은 정상구동기간에서만 공급된다. 즉, 리셋기간 이후 실제 정상구동기간에서 공통전극에는 7V가 공급되며 화소전극에는 실제 구동전압이 공급된다.
이와 같이, 리셋기간 동안 화소전극에 최대 구동 전압을 공급함으로써 리셋기간의 액정셀에 걸리는 전압은 실제 구동할 때의 액정셀에 걸리는 전압차보다 크게 설정될 수 있다. 리셋기간에 액정셀의 화소전극에 공급되는 전압은 최대 구동 전압인 반면에, 실제 구동시 화소전극에 공급되는 실제 구동전압은 변화하는 값으로서, 상기 변화하는 실제 구동전압의 평균값은 리셋기간에 공급되는 최대 구동전압보다 작다. 이에 따라, 리셋기간 동안에 액정셀에 공급되는 전압은 정상구동기간에 공급되는 전압차보다 크다고 볼 수 있으므로 짧은 시간동안 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법 및 장치는 OCB액정이 적용되는 액정표시장치에 있어서, 리셋기간 동안 액정셀에 공급되는 전압차를 정상구동시보다 크게 한다. 그 결과, 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 및 장치는 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빠르게 전이될 수 있으므로 전이시간을 줄일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 액정이 스플레이 상태를 가지는 리셋기간과 상기 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되어 정상 구동되는 정상구동기간을 포함하는 액정표시소자에 있어서,
    상기 액정의 전이시간을 단축하기 위해 상기 리셋기간동안 액정셀에 공급되는 리셋전압은 상기 정상구동기간의 구동전압보다 더 큰 전압차를 발생하도록 설정되는 단계;
    상기 스플레이 상태의 액정셀에 상기 리셋전압을 공급하여 상기 액정을 밴드 상태로 전이시키는 단계; 및
    상기 리셋전압을 정상 구동전압으로 바꾸어 상기 밴드 상태의 액정을 구동시키는 단계를 포함하고,
    상기 리셋전압을 설정하는 단계는 상기 액정셀의 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)과 정상 구동시의 화소 공통전압(Vcom) 중 어느 하나를 공급하는 단계; 및 상기 화소 공통전압(Vcom)보다 낮은 저전위 공통전압(Vcc)을 감마 보정회로에 인가하여 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  3. 액정이 스플레이 상태를 가지는 리셋기간과 상기 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되어 정상 구동되는 정상구동기간을 포함하는 액정표시소자에 있어서,
    상기 액정의 전이시간을 단축하기 위해 상기 리셋기간동안 액정셀에 공급되는 리셋전압은 상기 정상구동기간의 구동전압보다 더 큰 전압차를 발생하도록 설정되는 단계;
    상기 스플레이 상태의 액정셀에 상기 리셋전압을 공급하여 상기 액정을 밴드 상태로 전이시키는 단계; 및
    상기 리셋전압을 정상 구동전압으로 바꾸어 상기 밴드 상태의 액정을 구동시키는 단계를 포함하고,
    상기 리셋전압을 설정하는 단계는 상기 액정셀의 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)을 공급하는 단계; 및 고전위 공통전압(Vdd)을 감마 보정회로에 인가하여 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  4. 액정이 스플레이 상태를 가지는 리셋기간과 상기 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되어 정상 구동되는 정상구동기간을 포함하는 액정표시소자에 있어서,
    상기 액정의 전이시간을 단축하기 위해 상기 리셋기간동안 액정셀에 공급되는 리셋전압은 상기 정상구동기간의 구동전압보다 더 큰 전압차를 발생하도록 설정되는 단계;
    상기 스플레이 상태의 액정셀에 상기 리셋전압을 공급하여 상기 액정을 밴드 상태로 전이시키는 단계; 및
    상기 리셋전압을 정상 구동전압으로 바꾸어 상기 밴드 상태의 액정을 구동시키는 단계를 포함하고,
    상기 리셋기간동안 상기 액정셀의 최대 구동전압을 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  5. 액정이 스플레이 상태를 가지는 리셋기간에서 밴드 상태로 전이되어 정상구동기간에서 정상구동되는 액정표시소자에 있어서,
    데이터라인 및 게이트라인이 교차되며, 화소전극과 공통전극에 인가되는 전압에 의해 구동되는 액정이 매트릭스 형태로 배치됨과 아울러 상기 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터가 형성된 액정패널과,
    상기 액정의 전이시간을 단축하기 위해, 상기 리셋기간동안 액정셀에 공급되는 리셋전압이 상기 정상구동기간의 구동전압보다 더 큰 전압차를 발생하도록, 상기 화소전극과 상기 공통전극에 전압을 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 스위치소자와,
    상기 화소전극과 공통전극에 선택적으로 전압이 공급되도록 상기 스위치소자를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액정셀의 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)과 정상 구동시의 화소 공통전압(Vcom) 중 어느 하나를 공급하고, 상기 화소 공통전압(Vcom)보다 낮은 저전위 공통전압(Vcc)을 감마 보정회로에 인가하여 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 액정셀의 공통전극에 게이트 하이전압(Vgh)을 공급하고, 고전위 공통전압(Vdd)을 감마 보정회로에 인가하여 상기 액정셀의 화소전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 리셋기간동안 상기 액정셀의 화소전극에 상기 정상구동기간에서의 최대 구동전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
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