KR101698603B1 - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치가 개시된다.
공통전극이 형성된 제1 기판과 화소 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 콜레스테릭(Cholesteric) 액정을 포함하는 콜레스테릭 액정표시패널과, 포콜 코닉(Focal Conic) 상이 구현되는 화소의 화소 전극에 저전위 하이 데이터 전압을 공급하고, 플래너(Planar) 상이 구현되는 화소의 화소 전극에 기저전압을 공급하는 데이터 드라이버 및 공통전극에 정극성 공통전압 펄스를 공급하는 공통전압 생성부를 포함하고, 공통전압 생성부의 정극성 공통전압 펄스의 하이구간 시작지점을 기준으로 이미지가 리셋되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid crystal display device and method of driving the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명은 콜레스테릭(Cholesteric) 액정표시패널이 구비된 액정표시장치에 관한 것으로, 소비전력을 줄이고 크로스 토크(cross talk)를 개선할 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
콜레스테릭(Cholesteric) 액정표시패널은, 서로 대향되는 두 개의 투명 기판들과, 두 개의 투명 기판에 형성된 투명 전극 사이에 콜레스테릭(Cholesteric) 액정이 충진된 구조의 반사형 액정표시패널이다.
도 1은 일반적인 콜레스테릭 액정 셀의 기본적인 특성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 콜레스테릭 액정 셀은 액정 셀에 제1 문턱 전압(Eth)보다 높은 전압(E)이 인가되는 경우, 콜레스테릭 액정 셀은 호메오트로픽(Homeotropic) 상태(H)가 된다. 이 호메오트로픽 상태(H)에서는 액정 셀의 분자들이 액정 셀의 표면에 대하여 수직 방향으로 배열된다.
이와 같은 호메오트로픽 상태(H)의 콜레스테릭 액정 셀에 제1 문턱 전압(Eth)보다 낮고 제2 문턱 전압(EF)보다 높은 전압(E)이 인가되는 경우, 즉, 호메오트로픽 상태(H)의 콜레스테릭 액정 셀에 인가되는 전압(E)을 서서히 낮추는 경우, 콜레스테릭 액정 셀은 호메오트로픽 상태(H)에서 포컬 코닉(Focal conic) 상태(F)로 전환한다. 상기 포컬 코닉 상태(F)에서는, 액정 셀의 분자들이 나선 구조를 가지고 나선 축(helical axis)이 액정 셀의 표면에 대하여 임의의 방향으로 배열되어 광이 산란된다.
한편, 호메오트로픽 상태(H)의 콜레스테릭 액정 셀에 제2 문턱 전압(EF)보다 낮은 전압(E)이 인가되는 경우, 즉, 호메오트로픽 상태(H)의 콜레스테릭 액정 셀에 인가되는 전압(E)을 급속히 낮추는 경우, 콜레스테릭 액정 셀은 호메오트로픽 상태(H)에서 준(準)-플래너(transient-Planar) 상태 및 불완전한 플래너(incomplete-Planar) 상태를 거쳐서 플래너(Planar) 상태(P)로 전환한다. 이 플래너 상태(P)에서는, 액정 셀의 분자들이 주기적인 나선 구조를 가지면서 나선 축(helical axis)이 액정 셀의 표면에 대하여 수직한 방향을 가진다. 이에 따라, 콜레스테릭 액정 셀의 평균 굴절율(n)과 나선 피치(helical pitch, P)의 곱(nP)에 해당되는 파장만이 반사될 수 있다. 한편, 상기 준(準)-플래너(transient-Planar) 상태는, 플래너 상태(P)와 유사한 구조를 가지면서 액정의 나선 피치가 플래너(Planar) 상태의 것보다 약 2 배인 상태이다. 또한, 상기 불완전한 플래너(incomplete-Planar) 상태는 준(準)-플래너(transient-Planar) 상태가 플래너(Planar) 상태(P)로 이완되는 과정에서 나타나는 가변적인 상태이다.
상기 포컬 코닉 상태(F)와 플래너 상태(P)는, 각각 자신의 상태에서 전압의 인가를 중단하더라도 상대적으로 긴 시간 동안 자신의 상태를 유지하는 메모리(memory) 효과를 가진다. 이러한 쌍안정성에 의한 메모리 효과가 존재함에 따라, 콜레스테릭 액정 디스플레이 장치에 있어서, 어느 한 콜레스테릭 액정 셀의 선택 여부에 따라 플래너 상태(P)와 포컬 코닉 상태(F)가 사용됨에 의하여, 소비 전력이 보다 낮아진다. 그밖에, 콜레스테릭 액정 디스플레이 패널은 그 특성상 선택 반사의 구동 방식이 적용되므로 상대적으로 높은 휘도 특성을 가진다.
일반적인 콜레스테릭 액정표시패널의 구동은 공통전극에 정극성 및 부극성 공통전압이 스윙형태로 공급되고, 부극성 공통전압 공급시에 고전위의 데이터 전압이 공급되어 플래너 상을 구현하고, 정극성 공통전압 공급시에 저전위의 데이터 전압이 공급되어 포컬 코닉 상을 구현하게 된다.
일반적인 콜레스테릭 액정표시패널의 구동은 플래너 상태의 구현에 있어서, 이미지 변경시에 고전위의 데이터 전압이 공급되어 리셋 후 플래너 상태를 유지함으로 플래너 상을 구현하기 위한 화소에 주기적으로 고전위의 데이터 전압을 공급해야하는 문제가 있었다.
일반적인 콜레스테릭 액정표시장치는 플래너 상을 구현하기 위한 고전위의 데이터 전압이 공급된 화소와, 포콜 코닉 상을 구현하기 위한 저잔위의 데이터 전압이 공급된 화소간의 영향으로 크로스토크에 의한 화질저하가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 액정표시장치는,
공통전극이 형성된 제1 기판과 화소 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 콜레스테릭(Cholesteric) 액정을 포함하는 콜레스테릭 액정표시패널; 포콜 코닉(Focal Conic) 상이 구현되는 화소의 상기 화소 전극에 저전위 하이 데이터 전압을 공급하고, 플래너(Planar) 상이 구현되는 화소의 상기 화소 전극에 기저전압을 공급하는 데이터 드라이버; 및 상기 공통전극에 정극성 공통전압 펄스를 공급하는 공통전압 생성부;를 포함하고, 상기 공통전압 생성부의 상기 정극성 공통전압 펄스의 하이구간 시작지점을 기준으로 이미지가 리셋되는 것을 특징으로 한다.
또한, 액정표시장치의 구동방법은,
공통전극이 형성된 제1 기판과 화소 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 콜레스테릭(Cholesteric) 액정을 포함하는 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 정극성 공통전압을 일정하게 공급하는 단계; 상기 정극성 공통전압의 하이구간 시작시점으로부터 이미지가 리셋되는 단계; 상기 이미지 리셋과 동시에 상기 화소 전극에 기저전압이 유지되어 플래너(Planar) 상이 구현되는 단계; 및 상기 화소 전극에 저전위 하이 데이터 전압이 공급되어 포콜 코닉(Focal Conic) 상이 구현되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 이미지 리셋에 있어서, 정극성 공통전압의 하이구간 시작시점으로 이미지를 리셋하고, 이미지 리셋 이후에 플래너 상 또는 포콜 코닉 상 구현에 있어서, 플래너 상이 구현되는 화소에 전압레벨을 0V(기저전압)으로 유지하고, 포콜 코닉 상이 구현되는 화소에 저전위 하이 데이터 전압을 공급한다. 즉, 데이터 전압은 포콜 코닉 상이 구현되는 화소에만 저전위 하이 데이터 전압이 공급함으로써, 실질적인 플래너 상이 구현되는 화소는 고전압의 공통전극에 의해 플래너 상이 구현되므로 저전압 구동이 가능한 장점을 가진다.
즉, 본 발명은 일반적인 콜레스테릭 액정표시장치에서 플래너 상을 구현하기 위한 고전위 데이터 전압 구동을 정극성 공통전압을 이용한 리셋 및 플래너 상 구현으로 저전압 구동을 구현함과 동시에 크로스 토크에 의한 화질저하를 개선할 수 있다.
도 1은 일반적인 콜레스테릭 액정 셀의 기본적인 특성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 데이터 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플래너 상이 구현되는 화소의 공통 전압, 데이터 전압 및 플래너 상태의 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포콜 코닉 상이 구현되는 화소의 공통 전압, 데이터 전압 및 포콜 코닉 상태의 전압 파형을 도시한 도면이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 데이터 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치는 액정을 사이에 두고 서로 대면되는 제1 내지 제n 공통전극(COM1 내지 COMn)과 제1 내지 제m 화소 전극(SEG1 내지 SEGm)을 포함하는 콜레스테릭 액정표시패널(110)과, 상기 제1 내지 제n 공통전극(COM1 내지 COMn)으로 공통전압을 공급하는 공통전압 생성부(160)와, 상기 제1 내지 제m 화소 전극(SEG1 내지 SEGm)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버(130)와, 제1 내지 제n 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 순차적으로 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버(120)와, 상기 게이트 드라이버(120), 데이터 드라이버(130) 및 공통전압 생성부(16)를 구동시키는 컨트롤러(140)를 포함한다.
본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 상기 컨트롤러(140), 게이트 드라이버(120), 데이터 드라이버(130) 및 공통전압 생성부(160)의 전원전압을 공급하는 전원부(150)를 더 포함한다.
공통전압 생성부(160)는 액정표시패널(110)의 제1 내지 제n 공통전극(COM1 내지 COMn)과 각각 연결되는 제1 내지 제3 공통라인(C1 내지 Cn)을 통해 공통전압을 공급한다.
데이터 드라이버(130)는 액정표시패널(110)의 제1 내지 제n 화소 전극(SEG1 내지 SEGm)과 각각 연결되는 제1 내지 제3 데이터 라인(D1 내지 Dm)을 통해 데이터 전압을 공급한다.
본 발명의 공통전압 생성부(120)는 컨트롤러(140)의 제어신호에 의해 영상 디스플레이 시에 정극성 공통전압 펄스를 화소마다 공급한다.
본 발명의 데이터 드라이버(130)는 1 프레임의 데이터 전압을 제1 내지 제m 데이터 라인(D1 내지 Dm)으로 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(130)는 저전위 로우 데이터 전압이 출력되는 저전위 로우 데이터부(131)와, 저전위 하이 데이터 전압이 출력되는 저전위 하이 데이터부(133)와, 상기 저전위 로우 데이터부(131) 및 저전위 하이 데이터부(133)로부터 출력되는 저전위 로우/하이 데이터 전압 중 어느 하나를 선택하는 선택부(135)를 포함한다.
데이터 드라이버(130)는 컨트롤러(140)의 제어신호(C)에 의해 선택부(135)로부터 출력되는 데이터 전압이 선택된다.
예를 들어 설명하면, 본 발명의 데이터 드라이버(130)는 플래너 상 구현시에 저전위 로우 데이터부(131)로부터 출력되는 저전위 로우 데이터 전압이 선택부(135)로부터 선택되어 제1 내지 제m 데이터 라인(D1 내지 Dm) 중 플래너 상이 구현되는 화소에 해당하는 제1 내지 제m 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 출력된다. 실질적으로 저전위 로우 데이터는 전압레벨이 OV로써, 기저전압으로 정의할 수 있다.
또한, 데이터 드라이버(130)는 포콜 코닉 상의 구현시에 저전위 하이 데이터부(133)로부터 출력되는 저전위 하이 데이터가 선택부(135)로부터 선택되어 제1 내지 제m 데이터 라인(D1 내지 Dm) 중 포콜 코닉 상이 구현되는 화소에 해당하는 제1 내지 제m 데이터 라인(D1 내지 Dm)으로 출력된다.
본 발명의 데이터 드라이버(130)는 1 프레임 동안 표시되는 영상에 따라 화소별로 플래너 상을 구현하기 위해 정극성 공통전압과 전위차가 큰 저전위 로우 데이터 전압(기저전압)이 공급되고, 포콜 코닉 상을 구현하기 위해 정극성 공통전압과 전위차가 작은 저전위 하이 데이터 전압이 공급된다.
즉, 본 발명의 데이터 드라이버(130)는 10V 이상의 정극성 공통전압 펄스가 공급되는 경우, 플래너 상을 구현하기 위해 0V에 가까운 저전위 로우 데이터 전압(기저전압)이 공급되고, 포콜 코닉 상일 구현하기 위해 10V보다 작고 0V보다 큰 저전위 하이 데이터 전압이 공급된다.
본 발명의 액정표시장치의 구동은 이미지 리셋에 있어서, 공통전압 생성부(160)로부터 출력되는 정극성 공통전압의 펄스가 공급되는 시점에 수행된다. 즉, 이미지 리셋은 공통전압으로 수행한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 이미지 리셋에 있어서, 정극성 공통전압 펄스의 하이구간 시작에 의해 이미지를 리셋하고, 이미지 리셋 이후에 플래너 상 또는 포콜 코닉 상 구현에 있어서, 포콜 코닉 상이 구현되는 화소에만 저전위 하이 데이터 전압을 공급함으로써, 저전압 구동이 가능한 장점을 가진다.
즉, 본 발명은 일반적인 콜레스테릭 액정표시장치에서 플래너 상을 구현하기 위한 고전위 데이터 전압 구동을 정극성 공통전압을 이용한 리셋 및 플래너 상 구현으로 저전압 구동을 구현함과 동시에 크로스 토크에 의한 화질저하를 개선할 수 있다.
본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치의 구동에 대해 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플래너 상이 구현되는 화소의 공통 전압, 데이터 전압 및 플래너 상태의 전압 파형을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포콜 코닉 상이 구현되는 화소의 공통 전압, 데이터 전압 및 포콜 코닉 상태의 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공통전압(Vcom)은 하이구간 시점을 기준으로 이미지 리셋구간(D1)이 시작된다.
즉, 공통전압(Vcom)의 하이구간 시작지점부터 일정구간 동안 액정표시패널의 리셋이 진행된다.
본 발명은 화소마다 리셋구간(D1) 이후부터 플래너 상이 구현되는 플래너 구간(D2) 또는 포콜 코닉 상이 구현되는 포콜 코닉 구간(D3)으로 구동된다.
여기서, 플래너 상이 구현되는 화소에는 정극성 공통전극과 큰 전위차를 가지도록 0V(기저전압)의 저전위 로우 파형(도4의 Vdata)이 공급된다.
따라서, 본 발명의 정극성 공통전압(Vcom)은 이미지 리셋과 동시에 플래너 상을 구현하는 기능을 가진다.
또한, 포콜 코닉 상이 구현되는 화소에는 정극성 공통전극과 작은 전위차를 가지도록 0V보다 크고 10V보다 낮은 저전위 하이 파형(도5의 Vdata)이 공급된다.
본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 이미지 리셋에 있어서, 정극성 공통전압 펄스의 하이구간 시작시점으로 이미지를 리셋하고, 이미지 리셋 이후에 플래너 상 또는 포콜 코닉 상 구현에 있어서, 플래너 상이 구현되는 화소에 전압레벨을 0V(기저전압)으로 유지하고, 포콜 코닉 상이 구현되는 화소에 저전위 하이 데이터 전압을 공급한다. 즉, 데이터 전압은 포콜 코닉 상이 구현되는 화소에만 저전위 하이 데이터 전압이 공급함으로써, 실질적인 플래너 상이 구현되는 화소는 고전압의 공통전극에 의해 플래너 상이 구현되므로 저전압 구동이 가능한 장점을 가진다.
즉, 본 발명은 일반적인 콜레스테릭 액정표시장치에서 플래너 상을 구현하기 위한 고전위 데이터 전압 구동을 정극성 공통전압을 이용한 리셋 및 플래너 상 구현으로 저전압 구동을 구현함과 동시에 크로스 토크에 의한 화질저하를 개선할 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.
130: 데이터 드라이버 131: 저전위 로우 데이터부
133: 저전위 하이 데이터부 135: 선택부
160: 공통전압 생성부

Claims (8)

  1. 공통전극이 형성된 제1 기판과 화소 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 콜레스테릭(Cholesteric) 액정을 포함하는 콜레스테릭 액정표시패널;
    포콜 코닉(Focal Conic) 상이 구현되는 화소의 상기 화소 전극에 저전위 하이 데이터 전압을 공급하고, 플래너(Planar) 상이 구현되는 화소의 상기 화소 전극에 기저전압을 공급하는 데이터 드라이버; 및
    상기 공통전극에 정극성 공통전압 펄스를 공급하는 공통전압 생성부;를 포함하고,
    상기 공통전압 생성부의 상기 정극성 공통전압 펄스의 하이구간 시작지점을 기준으로 이미지가 리셋되고,
    상기 공통전압 생성부의 상기 정극성 공통전압은 이미지를 리셋함과 동시에 플래너 상을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 플래너 상을 구현하기 위한 저전위 로우 데이터 전압을 출력하는 저전위 로우 데이터부;
    상기 포콜 코닉 상을 구현하기 위한 저전위 하이 데이터 전압을 출력하는 저전위 하이 데이터부; 및
    상기 저전위 로우 데이터 전압 또는 저전위 하이 데이터 전압 중 어느 하나를 출력하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 선택부는 컨트롤러의 제어신호에 의해 상기 저전위 로우 데이터 전압 또는 상기 저전위 하이 데이터 전압을 선택하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 공통전극이 형성된 제1 기판과 화소 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 콜레스테릭(Cholesteric) 액정을 포함하는 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    정극성 공통전압을 일정하게 공급하는 단계;
    상기 정극성 공통전압의 하이구간 시작시점으로부터 이미지가 리셋되는 단계;
    상기 이미지 리셋과 동시에 상기 화소 전극에 기저전압이 유지되어 플래너(Planar) 상이 구현되는 단계; 및
    상기 화소 전극에 저전위 하이 데이터 전압이 공급되어 포콜 코닉(Focal Conic) 상이 구현되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 플래너 상 및 상기 포콜 코닉 상의 구현은 상기 화소 전극에 선택적으로 기저전압 및 저전위 하이 데이터 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 기저전압 및 저전위 하이 데이터 전압이 선택적으로 공급되는 단계는,
    상기 플래너 상을 구현하기 위한 저전위 로우 데이터 전압을 출력하는 단계;
    상기 포콜 코닉 상을 구현하기 위한 저전위 하이 데이터 전압을 출력하는 단계; 및
    상기 저전위 로우 데이터 전압 또는 저전위 하이 데이터 전압 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 저전위 로우 데이터 전압 또는 저전위 하이 데이터 전압 중 어느 하나를 선택하는 단계는 컨트롤러의 제어신호에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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