KR100951358B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 상기 게이트선을 통해 게이트 신호를 상기 화소에 출력하는 게이트 구동부, 복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부, 그리고 복수의 신호의 조합으로 이루어진 상기 게이트 신호 중 하나의 신호를 정해진 시간 동안 상기 액정 표시판 조립체 상에 인가하는 벤드 배향 전압 인가부를 포함한다. 상기 게이트 신호 중 하나의 신호는 게이트 온 전압이고, 상기 벤드 배향 전압 인가부는 외부로부터 인가되는 리셋 신호의 상태에 따라 상기 시간을 정한다. 그로 인해, OCB 모드 액정 표시 장치를 구동시키기 위해 액정 분자를 벤드 배향시킬 경우, DC-DC 변환부와 같은 별도의 전압 생성 장치를 이용하지 않고 게이트 온 전압을 이용하여 액정 분자의 벤드 배향을 실현하므로, 구동 장치의 구조를 간소화시킬 수 있고 그에 따라 액정 표시 장치의 설계 자유도를 향상시키는 효과가 발생한다.
액정표시장치, LCD, OCB, 벤드배향, 게이트신호, 게이트온전압

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING APPARATUS THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체적인 개념도이다.
도 2는 한 화소에 대한 등가 회로도이다
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 벤드 배향 전압 인가부(900)의 상세 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 벤드 배향 전압 인가부(900)의 동작 타이밍도이다.
본 발명은 액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display) 및 그 구동 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 두 표시판 사이에 주입되어 있는 유전율 이방성 (dielectric anisotropy)을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는 표시 장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.
이러한 액정 표시 장치 중에서 비틀린 네마틱 모드(TN, twisted nematic mode)가 가장 일반적이지만 최근에는 응답 속도와 좁은 시야각을 개선하기 위하여 OCB(optically compensated bend) 모드 액정 표시 장치 또한 활발하게 연구되고 있다.
OCB 모드 액정 표시 장치는 액정 분자의 벤드(bend) 배열을 이용한 것으로서, 특정 전압 이하에서 벤드 배향이 깨지기 때문에 벤드 배향이 깨지기 않는 임계 전압 이상에서만 구동한다.
OCB 모드 액정 표시 장치는 정상적인 표시 동작이 이루어지기 전 짧은 시간 동안 이 임계 전압을 인가하기 위한 한 방법으로는 게이트 신호와 데이터 신호를 이용하여 박막 트랜지스터를 동작시키는 것이다. 하지만 이 방법은 정확한 크기의 임계 전압을 인가하는 것이 어렵고, 정상적인 표시 동작을 실행할 때와 같이 게이트 신호와 데이터 신호를 이용하여 박막 트랜지스터를 동작시켜야 하므로 액정 분자의 벤드 배향이 신속하게 이루어지지 않는다는 단점이 있다.
액정 분자의 벤드 배향을 위한 또 다른 방법은 DC-DC 변환기 등과 같은 별도의 전압 발생 장치를 이용하여, 해당 크기의 고전압을 생성시킨 후 인가하는 것이다. 이런 방법은 고속의 벤드 배향을 실현할 수는 있지만, 벤드 배향만을 위한 별도의 전압 발생 장치를 장착해야 하므로 액정 표시 장치의 구조가 복잡해지고, 또 한 액정 표시 장치의 설계 자유도를 제한하는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 OCB 모드 액정 표시 장치에서 별도의 전용 전압을 이용하지 않고도 액정 분자의 벤드 배향을 고속으로 실시하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 OCB 모드 액정 표시 장치에 대한 설계 자유도를 향상시키는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는
복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체,
상기 게이트선을 통해 게이트 신호를 상기 화소에 출력하는 게이트 구동부,
복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부,
상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부, 그리고
복수의 신호의 조합으로 이루어진 상기 게이트 신호 중 하나의 신호를 정해진 시간 동안 상기 액정 표시판 조립체 상에 인가하는 벤드 배향 전압 인가부
를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 장치로서,
게이트 신호를 상기 화소에 출력하는 게이트 구동부,
복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부,
상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부, 그리고
복수의 신호의 조합으로 이루어진 상기 게이트 신호 중 하나의 신호를 정해진 시간 동안 상기 액정 표시판 조립체 상에 인가하는 벤드 배향 전압 인가부
를 포함한다.
복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체,
상기 게이트선을 통해 게이트 신호를 상기 화소에 출력하는 게이트 구동부,
복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부,
상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부,
복수의 신호의 조합으로 이루어진 상기 게이트 신호 중 하나의 신호를 정해 진 시간 동안 상기 액정 표시판 조립체 상에 인가하는 벤드 배향 전압 인가부
를 포함하는 액정 표시 장치.
상기 게이트 신호 중 하나의 신호는 게이트 온 전압인 것이 바람직하다.
상기 벤드 배향 전압 인가부는 외부로부터 인가되는 리셋 신호의 상태에 따라 상기 시간을 정할 수 있다.
또한 상기 벤드 배향 전압 인가부는 상기 리셋 신호의 상태에 따라 상기 정해진 시간 동안 턴온되는 제1 스위칭 소자, 상기 게이트 온 전압이 입력되고, 상기 제1 스위칭 소자의 동작에 따라서 스위칭 상태가 변하여 상기 게이트 온 전압을 상기 액정 표시판 조립체 상으로 인가하는 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 액정 표시판 조립체 사이에 연결되어 상기 제2 스위칭 소자를 통해 전달되는 상기 게이트 온 전압을 상기 액정 표시판 조립체 상으로 인도하는 제1 스위칭부와 상기 제1 스위칭부를 통해 전달되는 상기 게이트 온 전압이 상기 액정 표시판 조립체쪽과 반대 방향으로 인가되는 것을 방지하는 제2 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 화소는 상기 게이트선 중 하나와 상기 데이터선 중 하나에 각각 연결되어 있는 복수의 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 축전기 및 유지 축전기를 포함하며, 상기 액정 축전기는 화소 전극과 공통 전극에 연결되고, 상기 유지 축전기는 화소 전극과 외부의 신호선에 연결되어 있는 것이 좋다. 또한 상기 게이트 구동부는 상기 스위칭 소자에 상기 게이트 신호를 출력하고, 상기 벤드 배향 전압 인가부는 상기 정해진 시간 동안 상기 공통 전극에 상기 게이트 온 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
상기 신호선에 접지 전압이 인가될 수 있다.
또한 상기 게이트 신호는 게이트 오프 전압을 포함할 수 있으며, 상기 게이트 오프 전압은 상기 정해진 시간 동안 상기 신호선에 인가될 수 있다.
본 발명에서, 상기 액정 표시 장치는 OCB 모드인 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구 동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 벤드 배향 전압 인가부(900) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-D m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 본 실시예의 액정층(3)은 예를 들면 OCB 모드를 취할 수 있는데 이 경우 액정 분자들은 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)의 중간에 위치하는 면에 대하여 대칭으로 방향이 변화하는 벤드 배열로 배향되어 있다.
도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.
유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(예를 들면, 유지 전극선, 도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
본 발명의 실시예에서, 공통 전압(Vcom)은 복수 개의 공통 전압(Vcom1-Vcom4 )으로 이루어져, 액정 표시판 조립체(300)의 복수의 위치, 예를 들면 4 군데에 각각 해당 크기의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)을 인가한다. 그로 인해, 액정 표시판 조립체(300) 상에서의 위치 차이로 인하여 발생하는 전압값 편차에 의한 오동작이나 동작 오차를 보정할 수 있게 한다. 이때, 공통 전압((Vcom1-Vcom4)의 크기는 모두 동일하거나, 또한 서로 다를 수도 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.
복수의 게이트 구동 집적 회로 또는 데이터 구동 집적 회로는 TCP(tape carrier package)(도시하지 않음)에 실장하여 TCP를 액정 표시판 조립체(300)에 부착할 수도 있고, TCP를 사용하지 않고 유리 기판 위에 이들 집적 회로를 직접 부착할 수도 있으며(chip on glass, COG 실장 방식), 이들 집적 회로와 같은 기능을 수행하는 회로를 액정 표시판 조립체(300)에 직접 실장할 수도 있다.
벤드 배향 전압 인가부(900)는 액정 분자의 벤드 배향을 위하여, 정해진 시간 동안 액정 게이트 온 전압(Von)을 액정 표시판 조립체(300)에 인가한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 신호의 하이 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G 1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.
하나의 게이트선(G1-Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴 온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D1-Dm)에 공급한다. 데이터선(D1-Dm )에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").
이와 같이 OCB 모드 액정 표시 장치의 동작을 실시하기 위해서는, 정상적인 액정 표시 장치의 표시 동작이 이루어지기 전에 액정 분자를 벤드 배향시켜야 한다. 따라서 벤드 배향 전압 인가부(900)는 공통 전극(270)과 화소 전극(190) 사이에 일정 전압 이상, 예를 들면 10V 이상의 고전압을 정해진 시간 동안 인가한다. 즉, 벤드 배향 전압 인가부(900)는 게이트 온 전압(Von)을 정해진 시간 동안 액정 표시판 조립체(300) 상에, 즉 공통 전극(270)에 인가하여 액정 분자를 초기 벤드 배향시킨다. 이때, 화소 전극(190)과 연결된 유지 축전기(CST)의 나머지 한 단자인 유지 전극선과 같은 신호선에는 접지 전압이 인가된다. 그로 인해, 통상적으로 약 22V의 전압값을 갖는 게이트 온 전압(Von)이 공통 전극(270)과 유지 전극선 사이에 인가되므로, 액정 축전기(CLC)에는 적어도 10V 이상의 전압이 인가되어 액정 분자의 벤드 배향이 이루어진다.
이와 같이 동작하는 벤드 배향 전압 인가부(900)의 구조 및 동작에 대해서는 도 3 및 도 4를 참고하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 벤드 배향 전압 인가부(900)의 상세 회로도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 벤드 배향 전압 인가부(900)의 동작 타이밍도이다.
도 3에 도시한 것처럼, 본 발명에 따른 벤드 배향 전압 인가부(900)는 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)과 액정 표시판 조립체(300) 사이에 연결된 제1 다이오드부(901), 제1 다이오드부(901)에 병렬로 연결된 제2 다이오드부(902), 그리고 게이트 온 전압(Von)과 리셋 신호(RESET)가 인가되고 제2 다이오드부(902)에 연결된 스위칭부(903)를 포함한다. 제2 다이오드부(902)와 스위칭부(903) 사이에는 저항(R4)이 연결되어 있다.
제1 다이오드부(901)는 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)이 각각 인가되고 액정 표시판 조립체(300)쪽으로 순방향으로 연결된 복수의 다이오드(D10-D13)를 포함한다.
제2 다이오드부(902)는 저항(R4)과 액정 표시판 조립체(300) 사이에 각각 순방향으로 연결된 복수의 다이오드(D14-D17)를 포함하고, 이들 다이오드(D14-D17)는 또한 제1 다이오드부(901)의 다이오드(D10-D13)에 각각 연결되어 있다.
스위칭부(903)는 게이트 온 전압(Von)이 입력 단자에 인가되는 제1 트랜지스터(Q1), 게이트 온 전압(Von)과 트랜지스터(Q1)의 제어 단자 사이에 연결된 직렬로 연결되어 있고, 공통점이 트랜지스터(Q1)의 제어 단자에 연결된 저항(R1, R2), 저항(R2)과 접지 사이에 연결된 트랜지스터(Q2), 트랜지스터(Q2)의 입력 단자와 리셋 신호(RESET) 입력 단자 사이에 연결된 저항(R3)을 포함한다.
또한 제1 다이오드부(901)의 각 다이오드(D10-D13)와 액정 표시판 조립체(300) 사이에는 저항(R5-R8)이 각각 접지되어 있다.
먼저, OCB 모드 액정 표시 장치의 동작을 위하여 사용자 등에 의해 외부에 장착된 전원 스위치 등이 작동되어 구동 전원이 외부로부터 인가되면, 액정 표시 장치의 동작에 필요한 게이트 온 전압(Von), 게이트 오프 전압(Voff), 전원 전압, 접지 전압 등과 같은 구동 전압 등을 생성하는 전압 발생부(도시하지 않음)가 동작하여 각 필요한 전압을 생성한다. 그런 다음, 일정 시간 경과 후, 소정 시간, 예를 들면 200㎳동안 고레벨 상태를 갖는 리셋 신호(RESET)가 발생하여 벤드 배향 전압 인가부(900)에 인가된다. 이 리셋 신호(RESET)는 외부로부터의 구동 전원 인가 동작에 연동하여 소프트웨어적으로 발생시키거나 신호 제어부(600)를 통해 발생시킬 수도 있고, 또한 별도의 하드웨어적인 스위칭 소자를 이용하여 발생시킬 수 있다.
그로 인해, 스위칭부(903)는 200㎳ 동안 저항(R3)을 통해 트랜지스터(Q2)의 입력 단자에 고레벨 상태의 신호가 인가되어 트랜지스터(Q2)는 턴 온 상태로 전환되고, 이에 따라 저항(R1, R2)에 의해 분압된 게이트 온 전압(Von)이 트랜지스터(Q2)를 통해 흐른다. 이런 트랜지스터(Q2)의 동작에 의해 트랜지스터(Q1)의 입력 단자는 저레벨 상태로 변환되어 트랜지스터(Q1) 역시 턴 온 상태로 변환된다. 이러한 동작에 의해 스위칭부(903)는 도 4에 도시한 것처럼, 리셋 신호(RESET)가 고레벨 상태인 동안 턴 온 상태를 유지한다.
게이트 온 전압(Von)은 턴온된 트랜지스터(Q1)와 저항(R4)을 거쳐 제2 다이오드부(902)에 인가된다. 그로 인해, 제2 다이오드부(902)의 다이오드(D14-D17)는 모두 도통되어 액정 표시판 조립체(300)로 게이트 온 전압(Von)을 인가한다(도 4 참조). 이때, 제1 다이오드부(901)의 다이오드(D10-D13)는 비도통 상태이므로 제2 다이오드부(902)를 통해 인가되는 게이트 온 전압(Von)이 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)이 인가될 반대쪽 방향으로 흐르는 것을 방지한다(도 4 참조).
그로 인해, 게이트 온 전압(Von)은 액정 표시판 조립체(300) 상에 형성된 복수의 입력 위치에 인가된다. 이때, 유지 전극선에는 접지 전압이 인가된다.
통상적으로, 게이트 온 전압(Von)의 크기가 약 +22V이므로, 리셋 신호(RESET)의 상태가 고레벨인 동안(약 200㎳), 공통 전극(270)과 유지 전극선 사이에 약 22V의 전압이 인가된다. 그로 인해, 액정 축전기(CLC)에 액정 분자의 벤드 배향을 위한 임계 전압 이상의 전압이 인가되어 액정 분자는 벤드 배향이 이루어짐으로써, OCB 모드 액정 표시 장치는 동작 가능한 상태가 된다.
정해진 시간이 경과하여, 리셋 신호(RESET)의 상태가 저레벨 상태로 전환되면, 스위칭부(903)의 트랜지스터(Q2)와 트랜지스터(Q1)는 차례로 턴오프 상태로 변환되어 게이트 온 전압(Von)이 제2 다이오드부(902)로 전달되는 것을 차단한다.
OCB 액정 표시 장치를 구동하기 위해, 외부로부터 인가되는 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)이 제1 다이오드부(901)를 통해 인가되면, 제1 다이오드부(901)의 다이오드(D10-D13)가 도통되어 각각 액정 표시판 조립체(300) 상의 해당 위치에 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)이 각각 인가되고, 위에서 이미 설명한 것과 같이, 신호 제어부(600), 데이터 구동부(500), 게이트 구동부(400) 등의 동작에 의해 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 이때, 제2 다이오드부(902)의 다이오드(D14-D17)가 역방향으로 연결되어 있어, 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)이 전달되는 신호선이 서로 분리되어 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)이 각 해당하는 위치에 인가될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에서, 벤드 배향 전압 인가부(900)의 저항(R5-R8)은 스위칭 부(903)를 통해 고전압의 게이트 온 전압(Von)이 인가된 후 리셋 신호(RESET)의 상태 변화로 게이트 온 전압(Von)의 인가가 차단될 경우, 제1 다이오드부(901)를 통해 복수의 공통 전압(Vcom1-Vcom4)이 정상적으로 액정 표시판 조립체(300)로 전달될 수 있도록 각 신호선에 남아 있는 게이트 온 전압(Von)을 방전시키는 역할을 한다.
이러한 동작을 통해 공통 전극(270)에 인가되는 전압(V1)은 도 4에 도시한 것처럼, 리셋 신호(RESET)가 고레벨 상태를 유지하는 동안은 게이트 온 전압(Von)이 되고 그 이후에는 공통 전압(Vcom)이 인가되며, 유지 전극선에 인가되는 전압(V2)은 리셋 신호(RESET)가 고레벨 상태를 유지하는 동안은 접지 전압(GND)이 되고, 그 이후에는 공통 전압(Vcom) 등과 같은 해당 크기의 전압(Vcst)이 된다.
이상에서 설명한 것처럼, 본 발명의 한 실시예에서는 액정 분자의 벤드 배향을 위해 공통 전극(270)과 유지 전극선에 게이트 온 전압(Von)과 접지 전원(GND)을 각각 인가하였지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 액정 분자의 벤드 배향 속도를 보다 향상시키기 위해 유지 전극선에 접지 전원(GND) 대신에 게이트 오프 전압(Voff)을 인가한다.
일반적으로 액정 표시 장치를 구동하기 위해 이용되는 게이트 오프 전압(Voff)의 크기는 -6V이므로, 공통 전극(270)과 유지 전극선 사이의 전압 차를 크게 벌려, 액정 축전기(CLC) 사이에 걸리는 전압 크기를 증가시킬 수 있으므로 액정 분자의 벤드 배향 속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 벤드 배향 전압 인가부(900)는 데이터 구동부(500)나 게이트 구동부(400)가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판 등에 장착될 수 있고, 액정 표시판 조립체(300) 위에 바로 장착될 수 있다.
액정 분자의 벤드 배향 속도를 향상시키기 위한 발명은 한국 특허 출원번호 제2001-22646호(출원일: 2001년 4월 26일)의 "액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법"에 기재되어 있고, 이 발명은 본원 명세서에 인용되어 본 발명의 일부를 이룬다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 OCB 모드 액정 표시 장치를 구동시키기 위해 액정 분자를 벤드 배향시킬 경우, DC-DC 변환부와 같은 별도의 전압 생성 장치를 이용하지 않고 게이트 온 전압(Von)을 이용하여 액정 분자의 벤드 배향을 실현하므로, 구동 장치의 구조를 간소화시킬 수 있고 그에 따라 액정 표시 장치의 설계 자유도를 향상시킨다.
또한 게이트 오프 전압(Voff)을 이용하여 공통 전극과 유지 전극선 사이의 전압 차를 보다 크게 할 수 있어, 액정 분자의 벤드 배향 속도를 보다 고속화시킬 수 있다.

Claims (18)

  1. 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체,
    상기 게이트선을 통해 게이트 신호를 상기 화소에 출력하는 게이트 구동부,
    복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부,
    상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부,
    복수의 신호의 조합으로 이루어진 상기 게이트 신호 중 하나의 신호를 정해진 시간 동안 상기 액정 표시판 조립체 상에 인가하는 벤드 배향 전압 인가부
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 게이트 신호 중 하나의 신호는 게이트 온 전압인 액정 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는 외부로부터 인가되는 리셋 신호의 상태에 따라 상기 시간을 정하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는
    상기 리셋 신호의 상태에 따라 상기 정해진 시간 동안 턴온되는 제1 스위칭 소자,
    상기 게이트 온 전압이 입력되고, 상기 제1 스위칭 소자의 동작에 따라서 스위칭 상태가 변하여 상기 게이트 온 전압을 상기 액정 표시판 조립체 상으로 인가하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는 상기 제2 스위칭 소자와 상기 액정 표시판 조립체 사이에 연결되어 상기 제2 스위칭 소자를 통해 전달되는 상기 게이트 온 전압을 상기 액정 표시판 조립체 상으로 인도하는 제1 스위칭부와 상기 제1 스위칭부를 통해 전달되는 상기 게이트 온 전압이 상기 액정 표시판 조립체쪽과 반대 방향으로 인가되는 것을 방지하는 제2 스위칭부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 화소는 상기 게이트선 중 하나와 상기 데이터선 중 하나에 각각 연결되어 있는 복수의 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 축전기 및 유지 축전기를 포함하며,
    상기 액정 축전기는 화소 전극과 공통 전극에 연결되고, 상기 유지 축전기는 화소 전극과 외부의 신호선에 연결되며,
    상기 게이트 구동부는 상기 스위칭 소자에 상기 게이트 신호를 출력하고,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는 상기 정해진 시간 동안 상기 공통 전극에 상기 게이트 온 전압을 인가하는
    액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 신호선에 접지 전압이 인가되는 액정 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 게이트 신호는 게이트 오프 전압을 포함하고,
    상기 게이트 오프 전압은 상기 정해진 시간 동안 상기 신호선에 인가되는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 액정 표시 장치는 OCB 모드인 액정 표시 장치.
  10. 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 장치로서,
    게이트 신호를 상기 화소에 출력하는 게이트 구동부,
    복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부,
    상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부,
    복수의 신호의 조합으로 이루어진 상기 게이트 신호 중 하나의 신호를 정해진 시간 동안 상기 액정 표시판 조립체 상에 인가하는 벤드 배향 전압 인가부
    를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 게이트 신호 중 하나의 신호는 상기 게이트 온 전압인 액정 표시 장치의 구동 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는 외부로부터 인가되는 리셋 신호의 상태에 따라 상기 시간을 정하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는
    상기 리셋 신호의 상태에 따라 상기 정해진 시간 동안 턴온되는 제1 스위칭 소자,
    상기 게이트 온 전압이 입력되고, 상기 제1 스위칭 소자의 동작에 따라서 스위칭 상태가 변하여 상기 게이트 온 전압을 상기 액정 표시판 조립체 상으로 인가하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는 상기 제2 스위칭 소자와 상기 액정 표시판 조립체 사이에 연결되어 상기 제2 스위칭 소자를 통해 전달되는 상기 게이트 온 전압을 상기 액정 표시판 조립체 상으로 인도하는 제1 스위칭부와 상기 제1 스위칭부를 통해 전달되는 상기 게이트 온 전압이 상기 액정 표시판 조립체쪽과 반대 방향으로 인가되는 것을 방지하는 제2 스위칭부를 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  15. 제10항에서,
    상기 화소는 복수의 게이트선 중 하나와 복수의 데이터선 중 하나에 각각 연결되어 있는 복수의 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 축전기 및 유지 축전기를 포함하며,
    상기 액정 축전기는 화소 전극과 공통 전극에 연결되고, 상기 유지 축전기는 화소 전극과 외부의 신호선에 연결되어 있고,
    상기 게이트 구동부는 상기 스위칭 소자에 상기 게이트 신호를 출력하고,
    상기 벤드 배향 전압 인가부는 상기 정해진 시간 동안 상기 공통 전극에 상기 게이트 온 전압을 인가하는
    액정 표시 장치의 구동 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 신호선에 접지 전압이 인가되는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 게이트 신호는 게이트 오프 전압을 더 포함하고,
    상기 게이트 오프 전압은 상기 정해진 시간 동안 상기 신호선에는 인가되는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  18. 제10항에서,
    상기 액정 표시 장치는 OCB 모드인 액정 표시 장치의 구동 장치.
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