KR101946350B1 - Liquid crystal panel, liquid crystal display device using the same and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 하나의 픽셀에 형성되는 두 개의 데이터라인으로 공급되는 두 개의 데이터전압과, 두 개의 게이트라인으로 공급되는 두 개의 게이트온전압을 이용하여 액정을 구동할 수 있는, 액정패널 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 액정패널은, 공통전압이 공급되는 공통전극; 제1절연체를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성되는 보조픽셀전극; 및 제2절연체를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극 상단에 형성되며, 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압을 이용하여 상기 공통전극과 함께 액정을 구동하기 위한 픽셀전극을 포함하는 픽셀이, 두 개의 게이트라인들과 두 개의 데이터라인들의 교차영역마다 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, to a liquid crystal display device that drives a liquid crystal using two data voltages supplied to two data lines formed in one pixel and two gate-on voltages supplied to two gate lines A liquid crystal panel using the same, and a driving method thereof. To this end, the liquid crystal panel according to the present invention includes: a common electrode to which a common voltage is supplied; An auxiliary pixel electrode formed on the top of the common electrode with a first insulator interposed therebetween; And a pixel electrode formed on the upper side of the auxiliary pixel electrode via a second insulator and including a pixel electrode for driving the liquid crystal together with the common electrode using a data voltage supplied through the data line, And the data lines are formed at intersecting regions of the data lines.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 고전압 구동이 가능한, 액정패널 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED : Organic Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 최근에는 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY)도 널리 이용되고 있다. Flat panel displays (FPDs) are used in various types of electronic products including mobile phones, tablet PCs, and notebook computers. The flat panel display includes a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic electroluminescence display (OLED). Recently, an electrophoretic display device EPD: ELECTROPHORETIC DISPLAY) is also widely used.
평판 표시 장치 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점으로 인하여 현재 가장 널리 상용화되고 있다.Among the flat panel display devices, liquid crystal display devices are most widely commercialized at present because of advantages of mass production technology, ease of driving means, and realization of high image quality.
액정표시장치는 액정의 열화를 방지함과 아울러 표시 품질을 향상시키기 위하여, 액정패널을 다양한 인버젼 방식으로 구동한다. 인버젼 방식에는, 프레임 인버젼 방식(Frame Inversion System), 라인 인버젼 방식(Line Inversion System), 컬럼 인버젼 방식(Column Inversion System), 도트 인버젼 방식(Dot Inversion System) 또는 Z-인버젼(Z-Inversion System) 방식 등이 있다.
The liquid crystal display device drives the liquid crystal panel by various inversion methods in order to prevent the deterioration of the liquid crystal and to improve the display quality. Inversion methods include a frame inversion system, a line inversion system, a column inversion system, a dot inversion system, or a Z-inversion system Z-Inversion System) method.
도 1은 종래의 액정표시장치의 패널 구성을 나타낸 예시도이며, 도 2는 종래의 액정표시장치의 하나의 픽셀의 등가회로를 나타낸 예시도이다. FIG. 1 is an exemplary view showing a panel configuration of a conventional liquid crystal display device, and FIG. 2 is an exemplary view showing an equivalent circuit of one pixel of a conventional liquid crystal display device.
종래의 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 데이터라인과 하나의 박막트랜지스터(TFT)를 이용하여, 하나의 픽셀에 데이터전압(Vd)을 충전(Charging)시키고 있다. 1, a conventional liquid crystal display device uses a single data line and a single thin film transistor (TFT) to charge a data voltage Vd to one pixel.
해당 픽셀을 구동시키는 데이터전압(Vd)이 데이터라인을 통해 공급될 때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트라인을 통해 해당 픽셀로 게이트온전압(Vg)이 공급되어, 픽셀에 형성되어 있는 박막트랜지스터가 동작된다. 이에 따라, 해당 픽셀에 있는 스토리지 캐패시터(Cst) 및 액정캐패시터(Clc)에 전압이 충전(Charging)되어, 액정의 광투과율이 변경됨으로써, 영상이 출력된다.When the data voltage Vd for driving the pixel is supplied through the data line, the gate-on voltage Vg is supplied to the corresponding pixel through the gate line, as shown in FIGS. 1 and 2, The thin film transistor is operated. As a result, a voltage is charged in the storage capacitor Cst and the liquid crystal capacitor Clc in the pixel, and the light transmittance of the liquid crystal is changed, thereby outputting the image.
한편, 도 1은 현재 일반적으로 이용되고 있는 Z-인버젼(Z-inv.) 방식 또는 컬럼 인버젼(Column inv.) 방식에 따라 구동되는 패널의 구조를 나타낸 것이다. 상기한 바와 같이, 액정표시장치에는 다양한 인버젼 방식들이 적용될 수 있으나 , 소비전력 저감을 위해, 도트 인버전 방식보다는, Z-인버젼 방식 또는 컬럼 인버젼 방식이 널리 사용되고 있다.
FIG. 1 shows a structure of a panel driven according to a currently used Z-inv. Method or a column inv. Method. As described above, various inversion methods can be applied to a liquid crystal display device, but in order to reduce power consumption, a Z-inversion method or a column inversion method is widely used rather than a dot inversion method.
도 3은 종래의 액정표시장치에 적용되는 파형들을 나타낸 예시도로서, Z-인버젼 방식 또는 컬럼 인버젼 방식 등에서, 공통전압(Vcom)을 기준으로, 대칭되는 데이터전압이 패널로 인가되는 경우에 발생되는 각종 파형들을 나타내고 있다. 특히, 도 3의 (d) 및 (e)에는, 박막트랜지스터의 게이트(Gate) 구동 시, 1V의 전압강하가 발생되는 것을 고려한, 픽셀전압(Vp1 및 Vp2)의 파형이 도시되어 있다.3 is a diagram illustrating waveforms applied to a conventional liquid crystal display device. In the case where a symmetrical data voltage is applied to the panel based on the common voltage Vcom in the Z-inversion method or the column inversion method or the like And various waveforms are generated. Particularly, FIGS. 3 (d) and 3 (e) show waveforms of the pixel voltages Vp1 and Vp2, taking into consideration that a voltage drop of 1 V occurs when the gate of the thin film transistor is driven.
우선, 도 3의 (a) 및 (b)에는 데이터라인으로 공급되는 데이터전압의 파형이 도시되어 있다. 공통전압(VC)이 7V인 경우, 전압강하를 고려하여 16V의 파지티브 데이터전압(Vd1+) 및 0V의 네가티브 데이터전압(Vd2-)이 이용된다. 3 (a) and 3 (b) show waveforms of data voltages supplied to the data lines. When the common voltage VC is 7V, the 16V positive data voltage Vd1 + and the 0V negative data voltage Vd2- are used in consideration of the voltage drop.
다음, 도 3의 (c)에는 게이트라인으로 공급되는 게이트전압(스캔신호)의 파형이 도시되어 있다. 게이트전압은 약 26V의 게이트온전압 및 -5V의 게이트오프전압으로 구성될 수 있다.Next, FIG. 3C shows the waveform of the gate voltage (scan signal) supplied to the gate line. The gate voltage can be configured with a gate-on voltage of about 26V and a gate-off voltage of -5V.
다음, 상기한 바와 같은 데이터전압(Vd1+, Vd2-) 및 공통전압에 의해, 도 3의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이, 데이터전압(Vd)과 공통전압(VC) 간에 8V의 전압차(액정구동전압)가 발생된다. 한편, 액정표시장치에서는 상기한 바와 같이 공통전압(VC)을 기준으로 대칭되는 데이터전압들이 이용되고 있기 때문에, 데이터 드라이버는 16V로 구동되어야 한다.Next, data voltages (Vd1 +, Vd2-) and a common voltage as described above are applied to the data voltage Vd and the common voltage VC between the data voltage Vd and the common voltage VC, as shown in FIGS. 3 (d) A voltage difference (liquid crystal driving voltage) is generated. On the other hand, in the liquid crystal display device, since the data voltages symmetric with respect to the common voltage VC are used as described above, the data driver must be driven at 16V.
한편, 최근에는 액정표시장치가 대형화되고 있기 때문에, 고전압 구동에 대한 필요성이 증가되고 있다.On the other hand, in recent years, since the liquid crystal display device is becoming larger in size, the necessity for high voltage driving is increasing.
그러나, 현재 이용되고 있는 데이터 드라이버는 상기한 바와 같이, 16V로 구동되는 액정표시장치를 고려하여 개발되어 있기 때문에, 고전압으로 구동되는 액정표시장치를 위해서는, 고전압으로 구동되는 데이터 드라이버가 새롭게 개발되어야 한다. However, since the currently used data driver has been developed in consideration of a liquid crystal display device driven by 16V as described above, a data driver driven at a high voltage must be newly developed for a liquid crystal display device driven at a high voltage .
즉, 액정표시장치가 대형화되고, 고선명화됨에 따라, 상기 액정을 구동하기 위한 데이터전압(Vd)이 상승하고 있으며, 이에 따라, 고전압으로 구동되는 데이터 드라이버가 요구되고 있다. 그러나, 종래의 데이터 드라이버가 출력할 수 있는 데이터전압에는 한계가 있기 때문에, 데이터전압이 상승될 때마다, 새로운 고전압용 데이터 드라이버가 개발되어야 한다. 따라서, 전체적으로 액정표시장치의 제조 비용이 상승될 수밖에 없으며, 기존에 이용되던 데이터 드라이버들은 사용되지 못한 채 폐기처분되어야 한다. That is, as the liquid crystal display device becomes larger and higher definition, the data voltage Vd for driving the liquid crystal is rising, and accordingly, a data driver driven at a higher voltage is required. However, since there is a limit to the data voltage that the conventional data driver can output, a new high voltage data driver must be developed every time the data voltage is increased. Therefore, the manufacturing cost of the liquid crystal display device is inevitably increased as a whole, and the data drivers used in the past must be discarded without being used.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 하나의 픽셀에 형성되는 두 개의 데이터라인으로 공급되는 두 개의 데이터전압과, 두 개의 게이트라인으로 공급되는 두 개의 게이트온전압을 이용하여 액정을 구동할 수 있는, 액정패널 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. Disclosure of the Invention The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device using two data voltages supplied to two data lines formed in one pixel and two gate- A liquid crystal panel using the same, and a driving method thereof.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정패널은, 공통전압이 공급되는 공통전극; 제1절연체를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성되는 보조픽셀전극; 및 제2절연체를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극 상단에 형성되며, 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압을 이용하여 상기 공통전극과 함께 액정을 구동하기 위한 픽셀전극을 포함하는 픽셀이, 두 개의 게이트라인들과 두 개의 데이터라인들의 교차영역마다 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal panel including: a common electrode to which a common voltage is supplied; An auxiliary pixel electrode formed on the top of the common electrode with a first insulator interposed therebetween; And a pixel electrode formed on the upper side of the auxiliary pixel electrode via a second insulator and including a pixel electrode for driving the liquid crystal together with the common electrode using a data voltage supplied through the data line, And the data lines are formed at intersecting regions of the data lines.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 공통전압이 공급되는 공통전극, 제1절연체를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성되는 보조픽셀전극, 및 제2절연체를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극 상단에 형성되며, 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압을 이용하여 상기 공통전극과 함께 액정을 구동하기 위한 픽셀전극을 포함하는 픽셀이, 두 개의 게이트라인들과 두 개의 데이터라인들의 교차영역마다 형성되어 있는 액정패널; 상기 데이터라인들로 데이터전압들을 출력하기 위한 데이터 드라이버; 및 게이트온전압을 상기 게이트라인들로 순차적으로 출력하기 위한 게이트 드라이버를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a common electrode to which a common voltage is supplied, an auxiliary pixel electrode formed on an upper end of the common electrode through a first insulator, And a pixel electrode formed on the upper side of the auxiliary pixel electrode and including a pixel electrode for driving the liquid crystal together with the common electrode using the data voltage supplied through the data line is connected to the two gate lines and the two data lines A liquid crystal panel formed for each crossing region; A data driver for outputting data voltages to the data lines; And a gate driver for sequentially outputting a gate-on voltage to the gate lines.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법은, 1수평기간 중 제1구동기간에는, 픽셀에 형성되어 있는 두 개의 데이터라인들 중 제1데이터라인과 픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제1트랜지스터 및 상기 두 개의 데이터라인들 중 제2데이터라인과 보조픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제2트랜지스터로 게이트온전압을 인가하는 단계; 및 상기 1수평기간 중 제2구동기간에는, 상기 제1데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제3트랜지스터로 게이트온전압을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 1수평기간 중 상기 제1데이터라인과 상기 제2데이터라인에는 서로 다른 극성의 데이터전압이 입력되며, 상기 픽셀은, 공통전압이 공급되는 공통전극, 제1절연체를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성되는 보조픽셀전극, 및 제2절연체를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극 상단에 형성되며, 상기 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압을 이용하여 상기 공통전극과 함께 액정을 구동하기 위한 픽셀전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a method of driving a liquid crystal display device including forming a first data line and a pixel electrode between a first data line and a pixel electrode in a first driving period of one horizontal period, Applying a gate-on voltage to a second transistor formed between a second data line and an auxiliary pixel electrode of the two data lines; And applying a gate-on voltage to a third transistor formed between the first data line and the auxiliary pixel electrode during a second driving period of the one horizontal period, A data voltage of a different polarity is input to the data line and the second data line, the pixel includes a common electrode to which a common voltage is supplied, an auxiliary pixel electrode formed on an upper end of the common electrode through a first insulator, And a pixel electrode formed on the upper side of the auxiliary pixel electrode with a second insulator therebetween for driving the liquid crystal together with the common electrode using the data voltage supplied through the data line.
본 발명에 의하면, 종래에 사용되던 데이터 드라이버를 이용하여, 종래에 출력되던 데이터전압보다 3배 높은 데이터전압이 출력될 수 있다.According to the present invention, a data voltage three times higher than the data voltage that has been output in the past can be output by using a data driver that has been conventionally used.
도 1은 종래의 액정표시장치의 패널 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 종래의 액정표시장치의 하나의 픽셀의 등가회로를 나타낸 예시도.
도 3은 종래의 액정표시장치에 적용되는 파형들을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 일실시예 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 픽셀들 중 두 개의 픽셀의 구성을 나타낸 평면도.
도 6은 도 4에 도시된 픽셀들 중 하나의 픽셀을 대략적으로 나타낸 예시도.
도 7은 도 5에 도시된 픽셀들 중 제1픽셀(P1)의 일실시예 등가회로도.
도 8은 도 5에 도시된 픽셀들에 적용되는 파형들을 나타낸 예시도.1 is an exemplary view showing a panel configuration of a conventional liquid crystal display device.
2 is an exemplary diagram showing an equivalent circuit of one pixel of a conventional liquid crystal display device.
3 is an exemplary view showing waveforms applied to a conventional liquid crystal display device;
4 is a block diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of two pixels among the pixels shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 6 is an exemplary view schematically showing one pixel of the pixels shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of a first one of the pixels shown in FIG. 5; FIG.
Fig. 8 is an exemplary view showing waveforms applied to the pixels shown in Fig. 5; Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 일실시예 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 픽셀들 중 두 개의 픽셀의 구성을 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 픽셀들 중 하나의 픽셀을 대략적으로 나타낸 예시도이다. 4 is a plan view showing the configuration of two pixels among the pixels shown in FIG. 4, FIG. 6 is a cross-sectional view of a pixel shown in FIG. 4, and FIG. Fig. 8 is an exemplary diagram showing one pixel in an approximate manner.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 공통전압(VC)이 공급되는 공통전극(110), 제1절연체(미도시)를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성되는 보조픽셀전극(120), 및 제2절연체(미도시)를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극(120) 상단에 형성되며, 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압(Vd)을 이용하여 상기 공통전극과 함께 액정을 구동하기 위한 픽셀전극(130)을 포함하는 픽셀(P)이, 두 개의 게이트라인들(GL1-1, GL1-2)과 두 개의 데이터라인들(DL1-1, DL1-2)의 교차영역마다 형성되어 있는 액정패널(100); 상기 데이터라인들(DL1-1, DL1-2,..., DLd-1, DLd-2)로 데이터전압(Vd)들을 출력하기 위한 데이터 드라이버(300); 게이트온전압을 상기 게이트라인들(GL1-1, GL1-2,..., GLg-1, GLg-2)로 순차적으로 출력하기 위한 게이트 드라이버(200); 및 상기 게이트 드라이버(200)와 상기 데이터 드라이버(300)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(400)를 포함한다.
4 to 6, the liquid crystal display according to the present invention includes a
우선, 상기 패널(100)에는, 상기 게이트라인들(GL1-1, GL1-2,..., GLg-1, GLg-2)과 상기 데이터라인들(DL1-1, DL1-2,..., DLd-1, DLd-2) 중 두 개의 게이트라인들과, 두 개이 데이터라인들의 교차영역마다 픽셀(P)이 형성되어 있다. First, in the
상기 픽셀(P)은, 공통전극(110), 보조픽셀전극(120), 픽셀전극(130), 제1트랜지스터(TR1), 제2트랜지스터(TR2), 제3트랜지스터(TR3), 제1절연체(미도시) 및 제2절연체(미도시)를 포함한다. The pixel P includes a
상기 공통전극(110)에는 미도시된 공통전압 생성부로부터 공통전압이 공급된다. 상기 공통전극(110)은, 블랙매트릭스에 의해 커버되는 제1공통전극(111)과 상기 픽셀의 개구부에 형성되는 제2공통전극(112)을 포함한다. A common voltage is supplied from the common voltage generator (not shown) to the
상기 제1공통전극(111)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀에 접속되어 있다. The first
상기 제2공통전극(112)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1공통전극(111)으로부터 연장되어 있으며, 하나의 픽셀 중 특히 개구부에 형성되어 있다. 상기 제2공통전극(112)은 핑거(finger) 형태로 형성되어 있다. 상기 제2공통전극(112)은 상기 픽셀전극(130)을 형성하는 제1픽셀전극(131) 및 제2픽셀전극(132)들 중 제2픽셀전극(132)과 함께 전계를 형성하여, 액정을 구동한다. 즉, 상기 제2픽셀전극(132)으로 공급되는 데이터전압과, 상기 제2공통전극(112)으로 공급되는 공통전압에 의하여, 상기 제2픽셀전극(132)과 상기 제2공통전극(112) 사이에 위치하는 액정이 구동됨으로써, 빛의 투과율이 조절된다. The second
또한, 상기 픽셀(P)의 개구부를 사이에 두고 상기 제1공통전극(111)과 마주보고 있는 영역에는, 각 픽셀(P)들의 상기 제2공통전극(112)들과 연결되어 있는 제3공통전극(113)이 더 형성될 수 있다. In the region facing the first
상기 보조픽셀전극(120)은 제1절연체(미도시)를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성된다. 상기 보조픽셀전극(120)은, 상기 제1공통전극(111)에 대응되는 형태로 형성되어 있다. 즉, 상기 보조픽셀전극(120)에는 상기 제2공통전극(112)에 대응되는 구성이 포함되어 있지 않다.The
상기 보조픽셀전극(120)과 상기 공통전극(110) 사이에는 제1캐패시터(Cst1)가 형성되며, 상기 보조픽셀전극(120)과 상기 픽셀전극(130) 사이에는 제2캐패시터(Cst2)가 형성된다.A first capacitor Cst1 is formed between the
상기 픽셀전극(130)은 제2절연체(미도시)를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극(120) 상단에 형성되며, 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압(Vd)을 이용하여 상기 공통전극(110)과 함께 액정을 구동한다. The
상기 픽셀전극(130)은, 상기 제2절연체(미도시)를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극에 대응되게 형성되는 제1픽셀전극(131)과 상기 픽셀의 개구부에 형성되는 제2픽셀전극(132)을 포함한다. 상기한 바와 같이, 상기 제2픽셀전극(132)으로 공급되는 데이터전압과, 상기 제2공통전극(112)으로 공급되는 공통전압에 의하여, 상기 제2픽셀전극(132)과 상기 제2공통전극(112) 사이에 위치하는 액정이 구동됨으로써, 빛의 투과율이 조절된다. The
한편, 도 4 내지 도 6에서는, 두 개의 게이트라인들(GL1-1, GL1-2)이 서로 인접되어 있고, 두 개의 데이터라인들(DL1-1, DL1-2)이 개구부를 사이에 두고 서로 이격되어 있는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 상기 두 개의 게이트라인들 및 상기 두 개의 데이터라인들은 다양한 형태로 상기 패널에 형성될 수 있다. 4 to 6, two gate lines GL1-1 and GL1-2 are adjacent to each other and two data lines DL1-1 and DL1-2 are connected to each other with an opening therebetween Are shown as being spaced apart. However, the two gate lines and the two data lines may be formed on the panel in various forms.
하나의 픽셀(P)을 구성하는 상기 두 개의 데이터라인들 중 제1데이터라인(DL1-1)과 상기 픽셀전극(130) 사이에는, 상기 두 개의 게이트라인들 중 제1게이트라인(GL1-1)으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제1트랜지스터(TR1)가 형성되어 있고, 상기 제1데이터라인(DL1-1)과 상기 보조픽셀전극(120) 사이에는, 상기 두 개의 게이트라인들 중 제2게이트라인(GL1-2)으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제3트랜지스터(TR3)가 형성되어 있으며, 상기 두 개의 데이터라인들 중 제2데이터라인(DL1-2)과 상기 보조픽셀전극(120) 사이에는, 상기 제1게이트라인(GL1-1)으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제2트랜지스터(TR2)가 형성되어 있다.
A first gate line GL1-1 of the two gate lines GL1-1 and GL1-2 is connected between the first data line DL1-1 and the
다음, 상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 생성된 게이트 제어신호(GCS)들을 이용하여, 상기 게이트라인들(GL1-1, GL1-2,..., GLg-1, GLg-2) 각각에 순차적으로 게이트온전압을 공급한다. Next, the
여기서, 상기 게이트온전압은 상기 게이트라인들에 연결되어 있는 상기 제1트랜지스터 내지 제3트랜지스터(TR1, TR2, TR3)를 턴온시킬 수 있는 전압을 말한다. 상기 트랜지스터를 턴오프시킬 수 있는 전압은 게이트오프전압이라하며, 상기 게이트온전압과 상기 게이트오프전압을 총칭하여 스캔신호라 한다. Here, the gate-on voltage refers to a voltage capable of turning on the first to third transistors TR1, TR2 and TR3 connected to the gate lines. The voltage that can turn off the transistor is referred to as a gate off voltage, and the gate on voltage and the gate off voltage are generically referred to as a scan signal.
상기 트랜지스터가 N타입인 경우, 상기 게이트온전압은 하이레벨의 전압(VGH)이며, 상기 게이트오프전압은 로우레벨의 전압(VGL)이다. 상기 박막트랜지스터가 P타입인 경우, 상기 게이트온전압은 로우레벨의 전압(VGL)이며, 상기 게이트오프전압은 하이레벨의 전압(VGH)이다. 이하에서는, 상기 트랜지스터들이 N타입으로 형성된 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.When the transistor is N type, the gate-on voltage is a high level voltage (VGH) and the gate-off voltage is a low level voltage (VGL). When the thin film transistor is of the P type, the gate-on voltage is a low level voltage (VGL) and the gate-off voltage is a high level voltage (VGH). Hereinafter, the present invention will be described by way of example in which the transistors are formed in N-type.
상기 게이트 드라이버(200)는, 게이트 드라이브 IC로 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 게이트 드라이브 IC는 테이프 캐리어 패키지(TCP) 또는 연성인쇄회로기판(FPCB) 등을 통해 상기 패널(100)에 연결될 수도 있고, 상기 패널(100)의 비표시영역에 직접 장착될 수도 있다. 또한, 상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 패널(100) 내에 실장되는 게이트 인 패널(Gate In Panel : GIP) 방식으로 구성될 수도 있다. The
상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 패널(100)의 비표시영역들 중 어느 하나의 비표시영역에만 형성될 수도 있으나, 서로 마주보고 있는 두 개의 비표시영역에 형성될 수도 있다. The
한편, 상기 게이트 드라이버(200)는, 1수평기간 중 제1구동기간(DR1)에는, 상기 두 개의 데이터라인들 중 제1데이터라인(DL1-1)과 상기 픽셀전극(130) 사이에 형성되어 있는 제1트랜지스터(TR1) 및 상기 두 개의 데이터라인들 중 제2데이터라인(DL1-2)과 상기 보조픽셀전극(120) 사이에 형성되어 있는 제2트랜지스터(TR2)로 게이트온전압을 인가하며, 상기 1수평기간 중 제2구동기간(DR2)에는, 상기 제1데이터라인(DL1-1)과 상기 보조픽셀전극(120) 사이에 형성되어 있는 제3트랜지스터(TR3)로 게이트온전압을 인가한다.Meanwhile, the
즉, 상기 게이트 드라이버(200)는, 데이터전압이 패널로 출력되는 1수평기간을 제1구동기간 및 제2구동기간으로 나누어, 우선, 제1구동기간(DR1)에는 제1게이트라인(GL1-1)으로 게이트온전압을 공급하여, 상기 제1게이트라인(GL1-1)과 연결되어 있는 제1트랜지스터(TR1) 및 제2트랜지스터(TR2)를 턴온시키며, 제2구동기간(DR2)에는 제2게이트라인(GL1-2)으로 게이트온전압을 공급하여, 상기 제2게이트라인(GL1-2)과 연결되어 있는 제3트랜지스터(TR3)를 턴온시킨다.
That is, the
다음, 상기 데이터 드라이버(300)는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 디지털 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여, 하나의 픽셀에 형성되어 있는 상기 두 개의 게이트라인들(GL1-1, GL1-2)에 게이트온전압들이 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 상기 데이터전압들을 상기 데이터라인들에 공급한다. Next, the
상기 데이터 드라이버(300)는, 칩온필름(COF) 형태로 상기 패널(100)에 연결되는 적어도 하나 이상의 소스 드라이브 IC들로 구성될 수 있다. The
상기 데이터 드라이버(300)는, 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 상기 데이터전압으로 변환시킨 후 상기 데이터라인으로 출력시킨다. 이를 위해, 상기 데이터 드라이버(300)는, 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부(DAC) 및 출력버퍼를 포함하고 있다. The
상기 쉬프트 레지스터부는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 수신된 데이터 제어신호들(SSC, SSP 등)을 이용하여 샘플링 신호를 출력한다.The shift register unit outputs a sampling signal using data control signals (SSC, SSP, etc.) received from the timing controller (400).
상기 래치부는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 순차적으로 수신된 상기 디지털 영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털 아날로그 변환부(DAC)(330)로 동시에 출력하는 기능을 수행한다. The latch unit latches the digital image data Data sequentially received from the
상기 디지털 아날로그 변환부는 상기 래치부로부터 전송되어온 상기 영상데이터들을 동시에 정극성 또는 부극성의 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털 아날로그 변환부는, 상기 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압을 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 극성제어신호(POL)에 따라, 상기 영상데이터들을 정극성 또는 부극성의 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력한다. 이 경우, 상기 감마전압 발생부는 상기 입력전압(Vdd)을 이용하여 상기 영상데이터를 상기 데이터전압으로 변환시킨다.The digital-to-analog converter converts the image data transmitted from the latch unit into a data voltage of positive or negative polarity and outputs the same. That is, the digital-analog converter uses the gamma voltage supplied from the gamma voltage generator (not shown) to generate the image data according to the polarity control signal POL transmitted from the
상기 출력버퍼는 상기 디지털 아날로그 변환부로부터 전송되어온 정극성 또는 부극성의 데이터전압을, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스출력인에이블신호(SOE)에 따라, 상기 패널의 데이터라인(DL)들로 출력한다. The output buffer outputs a positive or negative polarity data voltage transmitted from the digital-analog converter to the data line DL of the panel according to a source output enable signal SOE transmitted from the
한편, 상기 데이터 드라이버(300)는, 상기 공통전극에 인가되는 공통전압에 대칭되는 파지티브 데이터전압(Vd1+)과 네가티브 데이터전압(Vd1-)을, 상기 하나의 픽셀(P1)에 형성되어 있는, 상기 제1데이터라인(DL1-1)과 상기 제2데이터라인(DL1-2)으로 공급하고 있다. 이 경우, 상기 제1데이터라인(DL1-1)과 상기 제2데이터라인(DL1-2)으로 공급되는 데이터전압들은, 상기 픽셀에 공급되는 공통전압(VC)에 대칭된다. 예를 들어, 상기 공통전압이 6V이고, 상기 제1데이터라인(DL1-1)으로 공급되는 데이터전압이 +10V인 경우, 상기 데이터전압과 상기 공통전압의 차이는 +4V이다. 따라서, 상기 제2데이터라인(DL1-2)으로는, 상기 공통전압과 -4V차이가 나는 +2V가 데이터전압으로 공급된다. 이 경우, 상기 +10V는 파지티브(+극성) 데이터전압이 되며, 상기 +2V는 네가티브(-극성) 데이터전압이 된다. The
또한, 상기 데이터 드라이버(300)는, 기 설정된 기간이 경과하면, 상기 제1데이터라인과 상기 제2데이터라인으로 공급되는 극성을 변경하고 있다. 예를 들어, 제1프레임 동안, 상기 제1데이터라인(DL1-1)으로 파지티브 데이터전압(Vd1+)이 공급되고, 상기 제2데이터라인(DL1-2)으로 네가티브 데이터전압(Vd1-)이 공급되었다면, 제2프레임 동안에는, 상기 제1데이터라인으로 네가티브 데이터전압이 공급되고, 상기 제2데이터라인으로 파지티브 데이터전압이 공급될 수 있다. 상기 기 설정 기간은 패널의 특성을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.
In addition, the
마지막으로, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 외부 시스템으로부터 입력되는 타이밍 신호, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 이용하여, 상기 게이트 드라이버(200)들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버(300)들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성하며, 상기 데이터 드라이버(300)로 전송될 영상데이터를 생성한다. Lastly, the
이를 위해, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 외부 시스템으로부터 입력영상데이터(Input Data) 및 타이밍 신호들을 수신하기 위한 수신부, 각종 제어신호들을 생성하기 위한 제어신호 생성부, 상기 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터(Data)를 출력하기 위한 데이터 정렬부 및 상기 제어신호들과 상기 영상데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함한다. To this end, the
즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 외부 시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터(Input Data)를 상기 패널(100)의 구조 및 특성에 맞게 재정렬시켜, 재정렬된 상기 영상데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 전송한다. 이러한 기능은, 상기 데이터 정렬부에서 실행될 수 있다. That is, the
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 외부 시스템으로부터 전송되어온 타이밍 신호들, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터인에이블신호(DE) 등을 이용하여, 상기 데이터 드라이버(300)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS) 및 상기 게이트 드라이버(200)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여, 상기 제어신호들을 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버로 전송하는 기능을 수행한다. 이러한 기능은, 상기 제어신호 생성부에서 실행될 수 있다. The
상기 제어신호 생성부에서 발생되는 게이트 제어신호(GCS)들로는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE), 게이트 스타트신호(VST), 게이트 클럭(GCLK) 등이 있다. The gate control signals GCS generated by the control signal generator include a gate start pulse GSP, a gate shift clock GSC, a gate output enable signal GOE, a gate start signal VST, a gate clock GCLK, .
상기 제어신호 생성부에서 발생되는 데이터 제어신호들에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다. The data control signals generated by the control signal generator include a source start pulse SSP, a source shift clock signal SSC, a source output enable signal SOE, and a polarity control signal POL.
상기 게이트 드라이버(200)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 전송되는 게이트 제어신호들을 이용하여, 상기한 바와 같이, 1수평기간 동안에, 두 개의 게이트라인으로 전송될 두 개의 게이트온전압을 출력할 수 있다.The
또한, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 전송되는 데이터 제어신호들을 이용하여, 상기한 바와 같이, 1수평기간 동안에, 공통전압에 대칭되는 두 개의 데이터전압(Vd1+, Vd1-)을 생성하여, 두 개의 데이터라인들로 출력할 수 있다.
In addition, the
이하에서는, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법이 상세히 설명된다. Hereinafter, a method of driving a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to Figs. 4 to 8. Fig.
도 7은 도 5에 도시된 픽셀들 중 제1픽셀(P1)의 일실시예 등가회로도이다. 도 8은 도 5에 도시된 픽셀들에 적용되는 파형들을 나타낸 예시도로서, (a)는 제1픽셀(P1)의 제1데이터라인(DL1-1) 및 제2데이터라인(DL1-2)으로 공급되는 파지티브 데이터전압(Vd1+)과 네가티브 데이터전압(Vd1-1)을 나타낸 것이고, (b)는 제1게이트라인(GL1-1)으로 공급되는 제1게이트온전압을 나타낸 것이고, (c)는 제2게이트라인(GL1-2)으로 공급되는 제2게이트온전압을 나타낸 것이고, (d)는 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)을 나타낸 것이며, (e)는 제2픽셀(P2)의 제1노드전압(Vp2)을 나타낸 것이다. 상기 제1픽셀(P1)의 상기 제1노드전압(Vp1) 및 상기 제2픽셀(P2)의 제1노드전압(Vp2)은 상기 공통전압과 함께 상기 액정을 구동하기 위한 픽셀전압이 된다. 이하에서는, 설명의 편의상, 도 5 내지 도 7에 도시된 제1픽셀(P1)을 일예로 하여 본 발명이 설명된다. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of a first one of the pixels shown in FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating waveforms applied to the pixels shown in FIG. 5, in which (a) shows a first data line DL1-1 and a second data line DL1-2 of the first pixel P1, (B) shows a first gate-on voltage supplied to the first gate line GL1-1, and (c) shows a first gate-on voltage supplied to the first gate line GL1-1. (D) shows the first node voltage Vp1 of the first pixel P1, and (e) shows the second gate voltage supplied to the second gate line GL1-2. And the first node voltage Vp2 of the two pixels P2. The first node voltage Vp1 of the first pixel P1 and the first node voltage Vp2 of the second pixel P2 become the pixel voltage for driving the liquid crystal together with the common voltage. Hereinafter, for convenience of explanation, the present invention will be described by taking the first pixel P1 shown in Figs. 5 to 7 as an example.
즉, 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법은, 1수평기간 중 제1구동기간에는, 픽셀에 형성되어 있는 두 개의 데이터라인들 중 제1데이터라인과 픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제1트랜지스터 및 상기 두 개의 데이터라인들 중 제2데이터라인과 보조픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제2트랜지스터로 게이트온전압을 인가하는 단계 및 상기 1수평기간 중 제2구동기간에는, 상기 제1데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제3트랜지스터로 게이트온전압을 인가하는 단계를 포함하고 있다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
That is, in the method of driving a liquid crystal display device according to the present invention, in a first driving period of one horizontal period, a first transistor formed between a first data line and a pixel electrode among two data lines formed in a pixel, Applying a gate-on voltage to a second transistor formed between a second data line and an auxiliary pixel electrode of the two data lines, and applying a gate-on voltage to the first data line and the auxiliary pixel electrode during a second driving period of the one horizontal period, And applying a gate-on voltage to the third transistor formed between the auxiliary pixel electrodes. This will be described in detail as follows.
제1단계에서, 1수평기간의 제1구동기간(DR1) 동안, 제1게이트라인(GL1-1)에 제1게이트온전압(Vg1-1)이 공급되면, 도 5 내지 도 7에 도시된, 제1트랜지스터(TR1)와 제2트랜지스터(TR2)가 턴온된다. In the first step, when the first gate-on voltage Vg1-1 is supplied to the first gate line GL1-1 during the first driving period DR1 of one horizontal period, as shown in Figs. 5 to 7 , The first transistor TR1 and the second transistor TR2 are turned on.
이 경우, 제1데이터라인과 제2데이터라인으로는 데이터전압들이 공급된다. 제1데이터라인(DL1-1)을 통해 공급된 파지티브 데이터전압(Vd1+)은 상기 픽셀전극(130)으로 공급되어 제1캐패시터(Cst1)에 충전되며, 제2데이터라인(DL1-2)을 통해 공급된 네가티브 데이터전압(Vd1-)은 상기 보조픽셀전극(120)으로 공급되어 제2캐패시터(Cst2)에 충전된다. In this case, data voltages are supplied to the first data line and the second data line. The positive data voltage Vd1 + supplied through the first data line DL1-1 is supplied to the
따라서, 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1) 및 제2노드전압(Vc1)은 [수학식 1]과 같이 표시된다.Accordingly, the first node voltage Vp1 and the second node voltage Vc1 of the first pixel P1 are expressed by Equation (1).
제2단계에서, 제1구동기간(DR1)이 종료되어, 제1게이트라인(GL1-1)으로 공급되던 제1게이트온전압(Vg1-1)이 오프되면, 상기 제1노드전압(Vp)은 게이트 오프에 따른 전압강하(dVp)가 발생되고, 제2노드전압(Vc) 또한 전압강하(dVc)가 발생된다.In the second step, when the first gate-on voltage Vg1-1 supplied to the first gate line GL1-1 is turned off after the first driving period DR1 is terminated, the first node voltage Vp is turned on, A voltage drop dVp due to gate-off occurs, and a second node voltage Vc and a voltage drop dVc are generated.
따라서, 제1게이트온전압(Vg1-1)에 의한 전압강하를 고려한 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)은 [수학식 2]와 같이 표시된다.Therefore, the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 in consideration of the voltage drop due to the first gate-on voltage Vg1-1 is expressed by Equation (2).
제3단계에서, 제2구동기간(DR2)이 시작되어, 제2게이트라인(GL1-2)으로 제2게이트온전압(Vg1-2)이 공급되면, 제2노드 전압(Vc)은 네가티브 데이터전압(Vd1-)에서 파지티브 데이터전압(Vd+)으로 충전된다. In the third step, when the second driving period DR2 is started and the second gate-on voltage Vg1-2 is supplied to the second gate line GL1-2, the second node voltage Vc becomes negative data Is charged from the voltage Vd1- to the positive data voltage Vd +.
이때, 캐패시터(Capacitor)의 특성에 의해, 제1캐패시터(Cst1)에 의해 기 형성된 전위차이가 유지되므로, 제1노드전압(Vp)은 제2노드전압(Vc)의 변화량((Vd+)-(Vd-)) 만큼 변동한다. At this time, since the potential difference formed by the first capacitor Cst1 is maintained by the characteristic of the capacitor, the first node voltage Vp becomes the variation amount (Vd +) - (Vd -)).
이때, [수학식 2]에 기재된 바와 같은 전압강하를 고려하면, 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)은, [수학식 3]와 같이 변경된다.At this time, in consideration of the voltage drop as shown in Equation (2), the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 is changed as shown in Equation (3).
제4단계에서, 제2구동기간(DR1)이 종료되어, 제2게이트라인(GL1-2)으로 공급되던 제2게이트온전압(Vg1-2)이 오프되면, 상기 제1노드전압(Vp1)은 게이트 오프에 따른 전압강하(dVp1)가 발생되고, 제2노드전압(Vc) 또한 전압강하(dVc)가 발생된다.In the fourth step, when the second driving period DR1 is ended and the second gate-on voltage Vg1-2 supplied to the second gate line GL1-2 is turned off, the first node voltage Vp1, A voltage drop dVp1 due to gate-off occurs, and a second node voltage Vc and a voltage drop dVc are generated.
따라서, 제2게이트온전압(Vg1-2)에 의한 전압강하를 고려한 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)은 최종적으로 [수학식 4]와 같이 표시된다.Accordingly, the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 considering the voltage drop due to the second gate-on voltage Vg1-2 is finally expressed as shown in Equation (4).
여기서, dVp는 제1게이트전압(Vg1-1)에 의한 제1노드전압(Vp1)의 전압강하이고, dVc1은 제1게이트전압(Vg1-1)에 의한 제2노드전압(Vc1)의 전압강하이며, dVc2는 제2게이트전압(Vg1-2)에 의한 제2노드전압(Vc1)의 전압강하이다.
Here, dVp is the voltage drop of the first node voltage Vp1 due to the first gate voltage Vg1-1, dVc1 is the voltage drop of the second node voltage Vc1 due to the first gate voltage Vg1-1, And dVc2 is the voltage drop of the second node voltage Vc1 due to the second gate voltage Vg1-2.
이하에서는, 도 8을 참조하여 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법이 구체적으로 설명된다. 즉, 도 8은 Z-인버젼 방식 또는 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는, 데이터전압(Vd1+, Vd1-), 게이트온전압(Vg1-1, Vg1-2) 및 제1노드전압(Vp1, Vp2)을 나타낸 것이다. Hereinafter, a liquid crystal display device driving method according to the present invention as described above will be described in detail with reference to Fig. That is, FIG. 8 shows data voltages (Vd1 +, Vd1-), gate-on voltages (Vg1-1, Vg1-2) applied to the liquid crystal display according to the present invention driven by the Z- And the first node voltages Vp1 and Vp2.
여기서, 도 8의 (a) 내지 (d)에 도시된 파형들은, 제1픽셀(P1)과 관련된 파형들이므로, 이하에서는, 우선, 도 5 내지 도 7 및 도 8의 (a) 내지 (d)를 참조하여, 본 발명이 설명된 후, 도 8의 (e)를 참조하여, 제2픽셀(P2)의 제1노드전압(Vp2)이 설명된다. Here, since the waveforms shown in Figs. 8A to 8D are the waveforms related to the first pixel P1, first, a description will be given of Figs. 5 to 7 and Figs. 8A to 8D , The first node voltage Vp2 of the second pixel P2 is described with reference to FIG. 8 (e).
즉, 도 8의 (e)에 도시된 파형은, 상기한 바와 같이, 제2픽셀(P2)의 제1노드전압(Vp2)을 나타낸 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1데이터라인(DL2-1)과 제2데이터라인(DL2-2)으로 공급되는 데이터전압의 극성이, 제1픽셀과 반대되는 경우의 제1노드전압(Vp2)을 나타낸 것이다. 따라서, (e)에 도시된 제2픽셀(P2)의 제1노드전압(Vp2)은 (d)에 도시된 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)과 반대되는 특성을 가지고 있다. That is, the waveform shown in FIG. 8E shows the first node voltage Vp2 of the second pixel P2 as described above. As shown in FIG. 5, the waveform of the first data line The first node voltage Vp2 when the polarity of the data voltage supplied to the first data line DL2-1 and the second data line DL2-2 is opposite to the first pixel. Therefore, the first node voltage Vp2 of the second pixel P2 shown in (e) has a characteristic opposite to the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 shown in (d) .
또한, 이하의 설명에서는, dVp 및 dVc의 전압강하는 각각 Vg1-1과 Vg1-2에 의해 각각 1V 및 0.5V 강하가 된다고 가정된다. In the following description, it is assumed that the voltage drops of dVp and dVc fall by 1V and 0.5V, respectively, by Vg1-1 and Vg1-2.
또한, 이하의 설명에서는, 화이트(White) 표시를 위해, 상기 파지티브 데이터전압(Vd1+)이 16V이고, 네가티브 데이터전압(Vd1-)이 0V인 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
In the following description, the present invention is described as an example in which the positive data voltage (Vd1 +) is 16V and the negative data voltage (Vd1-) is 0V for white display.
제1단계(S1)에서, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1구동기간(DR1) 동안, 제1게이트라인(GL1-1)에 제1게이트온전압(Vg1-1)이 공급되면, 도 7에 도시된, 제1트랜지스터(TR1)와 제2트랜지스터(TR2)가 턴온된다. In the first step S1, the first gate-on voltage Vg1-1 is applied to the first gate line GL1-1 during the first driving period DR1, as shown in Fig. 8 (b) The first transistor TR1 and the second transistor TR2 shown in FIG. 7 are turned on.
이 경우, 제1데이터라인과 제2데이터라인으로는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같은 파지티브 데이터전압(Vd1+=16V)과 네가티브 데이터전압(Vd1-=0V)가 공급된다. In this case, the first data line and the second data line are supplied with the positive data voltage (Vd1 + = 16V) and the negative data voltage (Vd1- = 0V) as shown in FIG. 8A.
따라서, 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)은 [수학식 1]에 의해, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 16V가 된다. Therefore, the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 becomes 16V as shown in Fig. 8 (d) by the following equation (1).
즉, Vp1 = Vd1+이므로, 제1노드전압(Vp1)은 16V(Vd1+)가 된다.
That is, since Vp1 = Vd1 +, the first node voltage Vp1 becomes 16V (Vd1 +).
제2단계(S2)에서, 제1구동기간(DR1)이 종료되어, 제1게이트라인(GL1-1)으로 공급되던 제1게이트온전압(Vg1-1)이 오프되면, 상기 제1노드전압(Vp)은 게이트 오프에 따른 전압강하(dVp)가 발생되고, 제2노드전압(Vc) 또한 전압강하(dVc)가 발생된다.In the second step S2, when the first driving period DR1 is ended and the first gate-on voltage Vg1-1 supplied to the first gate line GL1-1 is turned off, The voltage drop dVp due to gate-off is generated in the node Vp, and the second node voltage Vc and the voltage drop dVc are generated.
따라서, 제1게이트온전압(Vg1-1)에 의한 전압강하(dVp)가 1V라고 할 때, 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)은 [수학식 2]에 의해, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 15V가 된다.Therefore, when the voltage drop dVp due to the first gate-on voltage Vg1-1 is 1V, the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 is expressed by the following equation (2) 15V, as shown in (d) of Fig.
즉, Vp1 = (Vd1+)-(dVp)이므로, 제1노드전압(Vp1)은 15V(16V-1V)가 된다.
That is, since Vp1 = (Vd1 +) - (dVp), the first node voltage Vp1 becomes 15V (16V-1V).
제3단계(S3)에서, 제2구동기간(DR2)이 시작되어, 제2게이트라인(GL1-2)으로 제2게이트온전압(Vg1-2)이 공급되면, 제2노드 전압(Vc)은 네가티브 데이터전압(Vd1-)에서 파지티브 데이터전압(Vd+)으로 충전된다. In the third step S3, when the second driving period DR2 is started and the second gate-on voltage Vg1-2 is supplied to the second gate line GL1-2, the second node voltage Vc is applied, Is charged from the negative data voltage Vd1- to the positive data voltage Vd +.
이때, 캐패시터(Capacitor)의 특성에 의해, 제1캐패시터(Cst1)에 의해 기 형성된 전위차이가 유지되므로, 제1노드전압(Vp)은 제2노드전압(Vc)의 변화량((Vd+)-(Vd-)) 만큼 변동한다. At this time, since the potential difference formed by the first capacitor Cst1 is maintained by the characteristic of the capacitor, the first node voltage Vp becomes the variation amount (Vd +) - (Vd -)).
따라서, 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)은, [수학식 3]에 의해, 31V가 된다. Therefore, the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 becomes 31 V by the formula (3).
즉, Vp1 = [ (Vd1+) - (dVp) ] + [ (Vd1+) - (Vd1-) ]이므로, 제1노드전압(Vp1)은 31V([16V-1V] + [16V - 0V])가 된다.
That is, the first node voltage Vp1 is 31V ([16V-1V] + [16V - 0V]) since Vp1 = [(Vd1 +) - (dVp)] + [(Vd1 + .
제4단계에서, 제2구동기간(DR1)이 종료되어, 제2게이트라인(GL1-2)으로 공급되던 제2게이트온전압(Vg1-2)이 오프되면, 제2노드전압(Vc)에서 전압강하(dVc)가 발생된다.In the fourth step, when the second driving period DR1 is ended and the second gate-on voltage Vg1-2 supplied to the second gate line GL1-2 is turned off, the second node voltage Vc A voltage drop (dVc) is generated.
따라서, 제2게이트온전압(Vg1-2)에 의한 전압강하를 고려한 제1픽셀(P1)의 제1노드전압(Vp1)은 최종적으로 [수학식 4]에 의해, 31V가 된다. Therefore, the first node voltage Vp1 of the first pixel P1 considering the voltage drop due to the second gate-on voltage Vg1-2 is finally 31V by Equation (4).
즉, Vp1 = [(Vd1+)-(dVp)] + [((Vd1+)-(dVc2)) - ((Vd1-)-(dVc1))]이므로, 제1노드전압(Vp1)은 31V([16V-1V] + [16V-0.5V-0V+0.5V])가 된다. 여기서, 제1게이트온전압에 의한 제2노드에서의 전압강하(dVc1)와, 제2게이트온전압에 의한 제2노드에서의 전압강하(dVc2)가 상쇄된다.That is, since the first node voltage Vp1 is 31V ([16V (Vd1 +) - (dVp)] because Vp1 = [(Vd1 +) - (dVp)] + -1V] + [16V-0.5V-0V + 0.5V]). Here, the voltage drop (dVc1) at the second node due to the first gate-on voltage and the voltage drop (dVc2) at the second node due to the second gate-on voltage are canceled.
따라서, 31V의 제1노드전압(Vp1)과 7V의 공통전압과는 24V의 차이가 발생된다. 즉, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 종래의 액정표시장치에서는 제1노드전압(Vp1)과 공통전압의 차이가 8V였으나, 본 발명에 따른 액정표시장치에서는 24V가 된다. Therefore, a difference of 24 V occurs between the first node voltage Vp1 of 31 V and the common voltage of 7 V. 3 (d), in the conventional liquid crystal display device, the difference between the first node voltage Vp1 and the common voltage is 8 V, but it is 24 V in the liquid crystal display device according to the present invention.
이로 인해, 본 발명에 따른 액정표시장치는 보다 높은 전압으로 액정을 구동할 수 있다.
Thus, the liquid crystal display device according to the present invention can drive the liquid crystal at a higher voltage.
이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명이 간단히 정리된다.Hereinafter, the present invention as described above will be briefly summarized.
액정표시장치의 대형화 등에 따라, 고전압 구동에 대한 요구가 점차 강해지고 있다. 본 발명은 이러한 요구에 대응하기 위한 것으로서, 특히, 종래의 데이터 드라이버가 이용될 수 있도록, 픽셀 구동 방식을 변경하고 있다. As the size of liquid crystal display devices is increased, demands for high-voltage driving are becoming stronger. The present invention addresses this need, and particularly changes the pixel driving method so that a conventional data driver can be used.
즉, 현재 액정표시장치의 최대 구동전압은 현재 이용되고 있는 데이터 드라이버의 구동전압(VDD)을 넘지 못하고 있다. 따라서, 고전압 대응을 위해서는 고전압 데이터 드라이버의 개발이 필요하다. That is, the maximum driving voltage of the liquid crystal display device does not exceed the driving voltage VDD of the currently used data driver. Therefore, it is necessary to develop a high-voltage data driver in order to cope with a high voltage.
그러나, 본 발명은 종래에 사용되고 있는 VDD 전압 및 감마(Gamma) 전압을 그대로 이용하여, 픽셀의 구동전압을 3배로 만들어 내는 방식을 제안하고 있다. However, the present invention proposes a method of tripling the driving voltage of a pixel by using the VDD voltage and the gamma voltage which are conventionally used.
즉, 현재 8V 액정구동을 위해 VDD를 16V 공급하여 VCOM 기준으로 +/-8V 대칭으로 액정 전압을 생성하여 구동하고 있으나, 본 발명에서는 데이터전압의 양 극성의 전압을 충전(Charging)한 후 캐패시턴스(Capacitance)를 활용하여 한 번 더 데이터전압을 충전하여 액정 구동 전압을 3배로 상승시켜 줄 수 있다. That is, in order to drive the 8V liquid crystal, VDD is supplied at 16V and the liquid crystal voltage is generated by +/- 8V symmetry based on the VCOM. In the present invention, however, the voltage of both polarities of the data voltage is charged, Capacitance can be used to charge the data voltage one more time and the liquid crystal driving voltage can be tripled.
따라서, 본 발명에 의하면, 현재의 데이터 드라이버의 출력 전압 및 게이트온전압이 그대로 이용될 수 있으며, 유동적 구동 전압 인가가 가능하다. 즉, VDD 전압의 3/2 만큼의 액정 구동전압 발생이 가능하다. Therefore, according to the present invention, the output voltage and the gate-on voltage of the current data driver can be used as they are, and a flexible driving voltage can be applied. That is, it is possible to generate a liquid crystal driving voltage equal to 3/2 of the VDD voltage.
또한, 본 발명은 LTPS, Oxide 등과 같이 TFT size가 저감 가능한 액정표시장치 및 고전압 구동이 필요한 액정표시장치에 적용될 수 있다.In addition, the present invention can be applied to a liquid crystal display device such as LTPS, Oxide or the like which can reduce the TFT size and a liquid crystal display device which requires high voltage driving.
또한, 본 발명에 의하면, 픽셀 구동을 위해 인가된 데이터전압이 픽셀 내에서 3배의 전압으로 상승될 수 있다.Further, according to the present invention, the applied data voltage for pixel driving can be raised to three times the voltage in the pixel.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100 : 액정패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 타이밍 컨트롤러100: liquid crystal panel 200: gate driver
300: Data driver 400: Timing controller
Claims (10)
제1절연체를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성되는 보조픽셀전극; 및
제2절연체를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극 상단에 형성되며, 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압을 이용하여 상기 공통전극과 함께 액정을 구동하기 위한 픽셀전극을 포함하는 픽셀이,
두 개의 게이트라인들과 두 개의 데이터라인들의 교차영역마다 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정패널.A common electrode to which a common voltage is supplied;
An auxiliary pixel electrode formed on the top of the common electrode with a first insulator interposed therebetween; And
A pixel including a pixel electrode for driving a liquid crystal together with the common electrode using a data voltage supplied through a data line, the pixel electrode being formed on the upper side of the auxiliary pixel electrode with a second insulator therebetween,
Wherein the first and second data lines are formed at intersecting regions of two gate lines and two data lines.
상기 공통전극은, 블랙매트릭스에 의해 커버되는 제1공통전극과 상기 픽셀의 개구부에 형성되는 제2공통전극을 포함하고,
상기 픽셀전극은, 상기 제2절연체를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극에 대응되게 형성되는 제1픽셀전극과 상기 픽셀의 개구부에 형성되는 제2픽셀전극을 포함하며,
상기 제2공통전극으로 공급된 상기 공통전압과, 상기 제2픽셀전극으로 공급된 상기 데이터전압에 의해 상기 액정이 구동되는 것을 특징으로 하는 액정패널.The method according to claim 1,
Wherein the common electrode includes a first common electrode covered by a black matrix and a second common electrode formed in an opening of the pixel,
Wherein the pixel electrode includes a first pixel electrode formed to correspond to the auxiliary pixel electrode with the second insulator therebetween, and a second pixel electrode formed in an opening of the pixel,
Wherein the liquid crystal is driven by the common voltage supplied to the second common electrode and the data voltage supplied to the second pixel electrode.
상기 두 개의 데이터라인들 중 제1데이터라인과 상기 픽셀전극 사이에는, 상기 두 개의 게이트라인들 중 제1게이트라인으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제1트랜지스터가 형성되어 있고,
상기 제1데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에는, 상기 두 개의 게이트라인들 중 제2게이트라인으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제3트랜지스터가 형성되어 있으며,
상기 두 개의 데이터라인들 중 제2데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에는, 상기 제1게이트라인으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제2트랜지스터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정패널.The method according to claim 1,
A first transistor turned on by a gate-on voltage supplied to a first one of the two gate lines is formed between the first data line and the pixel electrode of the two data lines,
A third transistor which is turned on by a gate-on voltage supplied to a second one of the two gate lines is formed between the first data line and the auxiliary pixel electrode,
And a second transistor which is turned on by a gate-on voltage supplied to the first gate line is formed between the second data line and the auxiliary pixel electrode of the two data lines.
상기 데이터라인들로 데이터전압들을 출력하기 위한 데이터 드라이버; 및
게이트온전압을 상기 게이트라인들로 순차적으로 출력하기 위한 게이트 드라이버를 포함하는 액정표시장치.A common electrode to which a common voltage is supplied, an auxiliary pixel electrode formed on an upper end of the common electrode with a first insulator interposed therebetween, and a data line formed on the upper side of the auxiliary pixel electrode, A pixel including a pixel electrode for driving a liquid crystal together with the common electrode using a voltage is formed for each intersection region of two gate lines and two data lines;
A data driver for outputting data voltages to the data lines; And
And a gate driver for sequentially outputting a gate-on voltage to the gate lines.
상기 두 개의 데이터라인들 중 제1데이터라인과 상기 픽셀전극 사이에는, 상기 두 개의 게이트라인들 중 제1게이트라인으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제1트랜지스터가 형성되어 있고,
상기 제1데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에는, 상기 두 개의 게이트라인들 중 제2게이트라인으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제3트랜지스터가 형성되어 있으며,
상기 두 개의 데이터라인들 중 제2데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에는, 상기 제1게이트라인으로 공급되는 게이트온전압에 의해 턴온되는 제2트랜지스터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.5. The method of claim 4,
A first transistor turned on by a gate-on voltage supplied to a first one of the two gate lines is formed between the first data line and the pixel electrode of the two data lines,
A third transistor which is turned on by a gate-on voltage supplied to a second one of the two gate lines is formed between the first data line and the auxiliary pixel electrode,
And a second transistor which is turned on by a gate-on voltage supplied to the first gate line is formed between the second data line and the auxiliary pixel electrode of the two data lines.
상기 게이트 드라이버는,
1수평기간 중 제1구동기간에는, 상기 두 개의 데이터라인들 중 제1데이터라인과 상기 픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제1트랜지스터 및 상기 두 개의 데이터라인들 중 제2데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제2트랜지스터로 게이트온전압을 인가하며,
상기 1수평기간 중 제2구동기간에는, 상기 제1데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제3트랜지스터로 게이트온전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.5. The method of claim 4,
The gate driver includes:
A first transistor formed between the first data line and the pixel electrode of the two data lines and a second transistor formed between the second data line and the auxiliary pixel electrode, On voltage is applied to the second transistor formed between the first transistor and the second transistor,
On voltage is applied to a third transistor formed between the first data line and the auxiliary pixel electrode during a second driving period of the one horizontal period.
상기 데이터 드라이버는,
상기 공통전극에 인가되는 공통전압에 대칭되는 파지티브 데이터전압과 네가티브 데이터전압을 상기 제1데이터라인과 상기 제2데이터라인으로 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.The method according to claim 6,
The data driver includes:
Wherein a positive data voltage and a negative data voltage symmetrical to a common voltage applied to the common electrode are supplied to the first data line and the second data line.
상기 데이터 드라이버는,
기 설정된 기간이 경과하면, 상기 제1데이터라인과 상기 제2데이터라인으로 공급되는 극성을 변경하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.8. The method of claim 7,
The data driver includes:
And changes a polarity supplied to the first data line and the second data line when a predetermined period elapses.
상기 1수평기간 중 제2구동기간에는, 상기 제1데이터라인과 상기 보조픽셀전극 사이에 형성되어 있는 제3트랜지스터로 게이트온전압을 인가하는 단계를 포함하고,
상기 1수평기간 중 상기 제1데이터라인과 상기 제2데이터라인에는 서로 다른 극성의 데이터전압이 입력되며,
상기 픽셀은, 공통전압이 공급되는 공통전극, 제1절연체를 사이에 두고 상기 공통전극 상단에 형성되는 보조픽셀전극, 및 제2절연체를 사이에 두고 상기 보조픽셀전극 상단에 형성되며, 상기 데이터라인을 통해 공급된 데이터전압을 이용하여 상기 공통전극과 함께 액정을 구동하기 위한 픽셀전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법. A first transistor formed between a first data line and a pixel electrode of the two data lines formed in the pixel and a second transistor formed between the second data line and the second data line, Applying a gate-on voltage to a second transistor formed between the pixel electrodes; And
And applying a gate-on voltage to a third transistor formed between the first data line and the auxiliary pixel electrode during a second driving period of the one horizontal period,
A data voltage having a different polarity is input to the first data line and the second data line during one horizontal period,
Wherein the pixel is formed on a common electrode to which a common voltage is supplied, an auxiliary pixel electrode formed on an upper end of the common electrode with a first insulator therebetween, and a second insulator disposed on the upper side of the auxiliary pixel electrode, And a pixel electrode for driving the liquid crystal together with the common electrode using the data voltage supplied through the common electrode.
상기 제1데이터라인과 상기 제2데이터라인으로 공급되는 데이터전압들은, 상기 픽셀에 공급되는 공통전압에 대칭되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법. 10. The method of claim 9,
Wherein data voltages supplied to the first data line and the second data line are symmetrical to a common voltage supplied to the pixel.
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