KR102081134B1 - Cholesteric liquid crystal display device and driving method for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치를 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 콜레스테릭(cholesteric) 액정의 특성을 이용하여 표시장치를 구현하는 경우, 이를 위한 효율적인 화소 제어방법과, 그 제어방법에 기인하여 발생되는 플리커(flicker)특성을 개선한 콜레스테릭 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 화소에 복수의 박막트랜지스터를 구비하고, 부트스트랩핑(bootstrapping)을 통해 콜레스테릭 액정에 고전압을 인가함으로서 고출력 메인구동IC를 구비하지 않아도 콜레스테릭 액정패널에 대하여 저소비전력으로 안정적인 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.
The present invention discloses a liquid crystal display device. More specifically, the present invention, when implementing the display device using the characteristics of the cholesteric liquid crystal, an efficient pixel control method for this, and improves the flicker characteristics caused by the control method A cholesteric liquid crystal display device and a driving method thereof are provided.
According to an exemplary embodiment of the present invention, a cholesteric liquid crystal panel is provided without a high output main driver IC by providing a plurality of thin film transistors in one pixel and applying a high voltage to the cholesteric liquid crystal through bootstrapping. There is an effect that can perform a stable control with low power consumption.

Description

콜레스테릭 액정표시장치 및 이의 구동방법{CHOLESTERIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD FOR THE SAME}Cholesteric liquid crystal display and its driving method {CHOLESTERIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 콜레스테릭(cholesteric) 액정의 특성을 이용하여 표시장치를 구현하는 경우, 이를 위한 효율적인 화소 제어방법과, 그 제어방법에 기인하여 발생되는 플리커(flicker)특성을 개선한 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device. In particular, when a display device is implemented using characteristics of cholesteric liquid crystal, an efficient pixel control method and flicker generated due to the control method are provided. A liquid crystal display device having improved characteristics and a driving method thereof are provided.

최근, 휴대폰(Mobile Phone), 노트북컴퓨터와 같은 각종 포터블기기(potable device) 및, HDTV 등의 고해상도, 고품질의 영상을 구현하는 정보전자장치가 발전함에 따라, 이에 적용되는 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 수요가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 활발히 연구되었지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현, 대면적 화면의 실현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시장치(LCD)가 각광을 받고 있다.Recently, various portable devices such as mobile phones and laptop computers, and information electronic devices that implement high resolution and high quality images such as HDTVs have been developed. The demand for devices is gradually increasing. Such flat panel displays include liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), field emission displays (FEDs), and organic light emitting diodes (OLEDs), but mass production technologies, ease of driving, Liquid crystal displays (LCDs) are currently in the spotlight due to their realization and realization of large-area screens.

이러한 액정표시장치는, 일반적으로 두 기판이 소정거리 이격되어 대향하는 구조로 합착되고, 그 사이에 액정층이 개재된 액정패널과, 이에 빛을 공급하는 백라이트 유닛으로 구성되며, 두 기판에 형성된 전극을 통해 액정층에 표시하고자 하는 화상에 대응하는 전계를 형성함으로서, 액정층의 광 투과율을 변화시켜 화상을 표시하게 된다.Such a liquid crystal display device is generally composed of a liquid crystal panel having two substrates spaced apart from each other by a predetermined distance to face each other, a liquid crystal panel having a liquid crystal layer interposed therebetween, and a backlight unit for supplying light thereto. By forming an electric field corresponding to the image to be displayed on the liquid crystal layer through, the light transmittance of the liquid crystal layer is changed to display an image.

이러한 종래의 액정표시장치에서는 외부광이 아닌 별도의 광원인 백라이트 유닛이 구비되어야 하며, 이는 액정표시장치의 제조비용과 구동을 위한 소비전력 증가의 원인이 된다. 또한, 액정표시장치는 화상의 계조표현을 위해 액정패널의 양면에 각각 편광판이 구비되어야 하며, 이는 백라이트 유닛으로부터 출광된 빛의 효율을 저하시키게 되어 보다 높은 휘도로 백라이트 유닛을 구동해야 함에 따라 소비전력을 높이는 원인이 된다.In the conventional liquid crystal display device, a backlight unit, which is a separate light source rather than external light, must be provided, which causes an increase in manufacturing cost and power consumption for driving the liquid crystal display device. In addition, the liquid crystal display device must be provided with polarizing plates on both sides of the liquid crystal panel to express the gray level of the image, which reduces the efficiency of the light emitted from the backlight unit, so that the backlight unit must be driven at a higher luminance. Cause to raise.

상기의 한계를 극복하기 위해, 액정층을 일반적인 네마틱 액정(nematic LC)이 아닌, 분자 배열에 따라 빛을 선택적으로 반사시키는 특성을 갖는 콜레스테릭 액정(cholesteric LC)을 이용하여 편광판을 생략하고 반사형 구동을 통해 빛의 효율을 향상시킨 액정표시장치가 제안되었다.In order to overcome the above limitations, the polarizing plate is omitted by using a cholesteric LC having a property of selectively reflecting light depending on the molecular arrangement of the liquid crystal layer instead of a general nematic LC. A liquid crystal display device having improved light efficiency through reflective driving has been proposed.

도 1은 종래의 콜레스테릭 액정을 이용한 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a structure of a liquid crystal display device using a conventional cholesteric liquid crystal.

도 1을 참조하면, 종래의 콜렉스테릭 액정표시장치는, 두 기판(11,12)상에 콜레스테릭 액정층(18)이 개재된 액정패널(10)과, 액정패널(10)의 일면에 배치되어 빛을 공급하는 백라이트 유닛(20)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional Cholesteric liquid crystal display device includes a liquid crystal panel 10 having a cholesteric liquid crystal layer 18 interposed on two substrates 11 and 12, and one surface of the liquid crystal panel 10. It is disposed in the backlight unit 20 for supplying light.

액정패널(10)은 복수의 신호배선 및 전극이 형성되고, 그 신호배선의 교차지점에 박막트랜지스터가 구비되어 하나의 화소를 이루는 금속패턴(13)이 형성되는 제1 기판(11)과, 제1 기판(11)과 대향하며 컬러필터 및 블랙매트릭스(15)가 형성되는 제2 기판(12)을 포함하고, 두 기판(11,12)사이에 콜레스테릭 액정(18)이 개재된다. The liquid crystal panel 10 includes a first substrate 11 having a plurality of signal wirings and electrodes formed thereon, and a thin film transistor disposed at the intersections of the signal wirings to form a metal pattern 13 constituting one pixel; The first substrate 11 includes a second substrate 12 facing the substrate 11 and having a color filter and a black matrix 15, and a cholesteric liquid crystal 18 is interposed between the two substrates 11 and 12.

또한, 액정패널(10)의 일면에는 백라이트 유닛(20)이 배치된다. 백라이트 유닛(20)은 형광램프 또는 LED 중, 어느 하나로 이루어지는 광원과, 이의 광 효율을 높이기 위한 복수의 광학부재가 포함된다.In addition, the backlight unit 20 is disposed on one surface of the liquid crystal panel 10. The backlight unit 20 includes a light source including any one of fluorescent lamps and LEDs, and a plurality of optical members for increasing light efficiency thereof.

이러한 구조의 콜레스테릭 액정표시장치는, 네마틱 액정표시장치와 대비하여 볼 때, 그 광 특성에 따라 네마틱 액정과는 달리 편광판이 구비되지 않아도 계조 표현이 가능하며, 반사형으로 구동할 수 있다. 따라서, 액정패널(10)의 양 표면에 구비되는 편광판이 생략되며, 종래보다 백라이트 유닛의 빛 효율이 향상되고 광원 자체를 생략할 수도 있다.In contrast to the nematic liquid crystal display device, the cholesteric liquid crystal display device having such a structure can express gray scales without a polarizing plate, unlike the nematic liquid crystal display, and can be driven in a reflective type according to its optical characteristics. have. Therefore, the polarizing plates provided on both surfaces of the liquid crystal panel 10 may be omitted, and the light efficiency of the backlight unit may be improved and the light source itself may be omitted.

한편, 콜레스테릭 액정은 플래너 상(planner state), 포컬코닉상(focal conic state) 및 호메오스트로픽(homeotropic state)의 3가지 상태를 갖는 특징이 있다. 이러한 3가지 상은 액정에 소정 레벨이상의 전압을 인가함에 따라 전환되며, 일단 상 전환 이후 안정된 상태로 진입하면 그 상태를 벗어나기 위해 각 상의 임계치 이상 또는 이하의 전압을 인가하여야 한다. 통상적으로 콜레스테릭 액정의 상태 전환을 위해서는 상기 3 가지 상태 중, 임의의 상태에서 호메오스트로픽상으로 전환한 후, 이후 원하는 계조표현이 가능한 플래너 상 또는 포컬코닉상으로 전환하여 화상을 구현하게 된다.On the other hand, cholesteric liquid crystals are characterized by having three states: a planner state, a focal conic state, and a homeotropic state. These three phases are switched by applying a voltage of a predetermined level or more to the liquid crystal, and once entering a stable state after phase switching, voltages above or below the threshold of each phase should be applied to escape the state. In general, in order to change the state of the cholesteric liquid crystal, an image is realized by switching to a homeotropic phase in any of the above three states, and then to a planar or focal conic phase capable of expressing a desired gradation. .

그러나, 임의의 상에서 호메오스트로픽상으로의 전환시에는 적어도 40 V 정도의 전압을 액정층에 인가하여야 하는데, 현재 시판중인 메인구동IC는 적어도 40V 이상의 고전압을 안정적으로 공급할 수 있는 IC가 없을 뿐만 아니라, 그러한 데이터 구동IC를 이용한다 하더라도 고전압 구동에 따라 소비전력이 매우 높아 효율이 낮다는 한계가 있다.However, when switching from an arbitrary phase to a homeotropic phase, a voltage of at least 40 V should be applied to the liquid crystal layer. A commercially available main driver IC does not have an IC capable of stably supplying a high voltage of at least 40 V. However, even when using such a data driver IC, there is a limit that the efficiency is low due to the high power consumption due to the high voltage driving.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 콜레스테릭 액정표시장치의 클리어 구간 진입을 위한 전압을 메인구동IC가 아닌 화소내에서 구현함으로서, 40 V 이하의 낮은 출력전압을 갖는 메인구동IC을 이용하여 제어할 수 있는 액정표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to implement a voltage for entering a clear section of a cholesteric liquid crystal display device in a pixel instead of the main driver IC, so that a low output of 40 V or less is achieved. The present invention provides a liquid crystal display device and a driving method thereof which can be controlled using a main driver IC having a voltage.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 프레임 단위로 상 변환을 수행하는 콜레스테릭 액정표시장치의 신호왜곡에 따른 화질저하 현상을 최소화한 콜레스테릭 액정표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a cholesteric liquid crystal display device and a driving method thereof which minimize image degradation caused by signal distortion of a cholesteric liquid crystal display device performing phase conversion on a frame basis.

본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치는, 제1 및 제2 게이트 배선과 데이터 배선이 교차형성되고, 액정캐패시터를 포함하는 화소는 데이터 배선을 통해 인가되는 전압을 부트스트랩핑하여 액정캐패시터의 액정 상태를 전환하는 복수의 박막트랜지스터 및 스토리지 캐패시터를 포함하는 액정패널; 화소에 제1 및 제2 게이트 구동신호를 교번으로 출력하는 게이트 구동부; 화소에 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부; 및 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 화소는 제1 게이트 배선의 제1 게이트 구동신호에 응답하여 데이터 배선과 제1 노드를 연결하는 제1 박막트랜지스터; 제1 게이트 배선의 제1 게이트 구동신호에 응답하여 제2 노드와 공통전압단을 연결하는 제2 박막트랜지스터; 제2 게이트 배선의 제2 게이트 구동신호에 응답하여 데이터 배선과 제2 노드를 연결하는 제3 박막트랜지스터; 제1 노드 및 제2 노드에 연결되는 제1 스토리지 캐패시터; 및 제2 노드 및 공통전압단에 연결되는 제2 스토리지 캐패시터를 포함하고, 액정캐패시터는 제1 노드 및 상기 공통전압단에 연결된다.In the cholesteric liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the first and second gate lines and the data lines are cross-formed, and the pixel including the liquid crystal capacitor bootstrap voltage applied through the data lines to form the liquid crystal. A liquid crystal panel including a plurality of thin film transistors and a storage capacitor for switching the liquid crystal state of the capacitor; A gate driver configured to alternately output first and second gate driving signals to the pixels; A data driver outputting a data signal to the pixel; And a timing controller configured to control the gate driver and the data driver, wherein the pixel comprises: a first thin film transistor connecting the data line and the first node in response to the first gate drive signal of the first gate line; A second thin film transistor connecting the second node and the common voltage terminal in response to the first gate driving signal of the first gate line; A third thin film transistor connecting the data line and the second node in response to a second gate driving signal of the second gate line; A first storage capacitor coupled to the first node and the second node; And a second storage capacitor connected to the second node and the common voltage terminal, wherein the liquid crystal capacitor is connected to the first node and the common voltage terminal.

본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법은, 콜레스테릭 액정캐패시터를 포함하는 화소가 클리어 구간, 휴지구간 및 데이터 구간으로 구분되어 구동하며, 상기 클리어 구간은 2 수평기간동안 수행되며, 상기 휴지구간 및 데이터 구간은 각각 1 수평기간에 걸쳐 수행된다.In the driving method of the cholesteric liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, the pixel including the cholesteric liquid crystal capacitor is driven by being divided into a clear period, a rest period, and a data period, and the clear period is for two horizontal periods. The idle period and the data period are each performed over one horizontal period.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 화소에 복수의 박막트랜지스터를 구비하고, 부트스트랩핑(bootstrapping)을 통해 콜레스테릭 액정에 고전압을 인가함으로서 고출력 메인구동IC를 구비하지 않아도 콜레스테릭 액정패널에 대하여 저소비전력으로 안정적인 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a cholesteric liquid crystal panel is provided without a high output main driver IC by providing a plurality of thin film transistors in one pixel and applying a high voltage to the cholesteric liquid crystal through bootstrapping. There is an effect that can perform a stable control with low power consumption.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 콜렉스테릭 액정표시장치를 하나의 수평기간단위로 제어함으로서 프레임 단위로 상 변환을 수행하는 방법보다 안정적으로 액정표시장치를 제어할 수 있어, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the liquid crystal display device can be controlled more stably than the method of performing phase conversion on a frame basis by controlling the Colexsteric liquid crystal display device in one horizontal period unit, thereby increasing the reliability of the device. There is an effect to improve.

도 1은 종래의 콜레스테릭 액정을 이용한 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치의 전체 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 일 화소에 대한 등가 회로도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동시의 신호파형을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 각각 포지티브 및 네가티브 극성에 따른 화소구동방법에 의해 화상을 구현시 신호파형의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 다른 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법에 따른 신호파형을 나타낸 도면이고, 도 7a 내지 도 7d는 도 6의 신호파형에 따른 일 화소의 구동형태를 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 각각 포지티브 및 네가티브 극성에 따른 화소구동방법에 의해 화상을 구현시 신호파형의 일 예를 나타낸 도면이다.
1 is a view schematically showing a structure of a liquid crystal display device using a conventional cholesteric liquid crystal.
FIG. 2 is a view schematically showing the entire structure of a cholesteric liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of one pixel of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating a signal waveform when driving the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
5A and 5B illustrate examples of signal waveforms when an image is implemented by a pixel driving method according to positive and negative polarities, respectively, according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a signal waveform according to a driving method of a cholesteric liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating driving patterns of one pixel according to the signal waveform of FIG. 6. to be.
8A and 8B are diagrams illustrating examples of signal waveforms when an image is implemented by a pixel driving method according to positive and negative polarities, respectively, according to another embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 및 이의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display and a driving method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치의 전체 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 일 화소에 대한 등가 회로도를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the entire structure of a cholesteric liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of one pixel of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는, 하나의 화소(PX)에 적어도 3개의 박막트랜지스터(T1 ~ T3)과, 콜레스테릭 액정캐패시터(CLC)를 포함하는 제1 및 제2 스토리지 캐패시터(Cst1, Cst2)가 형성되며, 복수의 화소(PX1)에 연결되는 제1 및 제2 게이트 배선(GL1, GL2)과, 데이터 배선(DL)이 형성되는 액정패널(100)과, 상기 제1 및 제2 게이트 배선(GL1, GL2)을 통해 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)를 출력하는 게이트 구동부(110) 및 데이터 배선(DL)을 통해 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부(120)와, 각 구동부(110,120)를 제어하는 타이밍 제어부(130)를 포함한다.2 and 3, the cholesteric liquid crystal display device of the present invention includes at least three thin film transistors T1 to T3 and a cholesteric liquid crystal capacitor CLC in one pixel PX. The liquid crystal panel in which the first and second storage capacitors Cst1 and Cst2 are formed, the first and second gate lines GL1 and GL2 connected to the plurality of pixels PX1, and the data line DL are formed. 100 and a gate driver 110 outputting gate driving signals Vg1 and Vg2 through the first and second gate lines GL1 and GL2 and a data driver outputting a data signal through the data line DL. And a timing controller 130 that controls each of the drivers 110 and 120.

액정패널(100)은 유리 또는 플라스틱 재질의 두 투명기판이 소정거리 이격되어 합착되고, 그 사이에 콜레스테릭 액정층이 개재된다. 상기 두 기판 중, 일 기판상에는 게이트 배선(GL1, GL2), 그리고 게이트 배선(GL1, GL2)과 수직하는 방향으로 다수의 데이터 배선(DL)이 매트릭스 형태로 교차 배치되고, 그 교차지점에 화소(PX)가 정의된다. 도시되어 있지는 않지만, 액정패널(100)의 두 기판의 표면에는 별도의 편광판이 구비되지 않는다.In the liquid crystal panel 100, two transparent substrates made of glass or plastic are bonded to each other by a predetermined distance, and a cholesteric liquid crystal layer is interposed therebetween. Of the two substrates, a plurality of data lines DL are arranged in a matrix form on one substrate in a direction perpendicular to the gate lines GL1 and GL2 and the gate lines GL1 and GL2, and a pixel ( PX) is defined. Although not shown, separate polarizing plates are not provided on the surfaces of the two substrates of the liquid crystal panel 100.

화소(PX)은 다수개가 표시영역을 이루게 되며, 각 화소(PX)에는 복수의 박막트랜지스터(T1 ~ T3)가 형성되어 있다. 이 중, 제1 박막트랜지스터(T1)는 액정캐패시터(CLC)에 데이터 신호를 인가하는 역할을 하며, 제2 및 제3 박막트랜지스터(T2, T3)는 액정캐패시터(CLC)에 저장된 전압을 부트스트랩핑(bootstrapping)을 통해 원하는 레벨로 부스트 업(boost up)하기 위해 구비된다. A plurality of pixels PX form a display area, and a plurality of thin film transistors T1 to T3 are formed in each pixel PX. The first thin film transistor T1 serves to apply a data signal to the liquid crystal capacitor CLC, and the second and third thin film transistors T2 and T3 bootstrap the voltage stored in the liquid crystal capacitor CLC. It is provided for boosting up to the desired level via bootstrapping.

여기서, 제1 박막트랜지스터(T1)의 게이트는 제1 게이트 배선(GL)과 연결되어 제1 게이트 구동신호(Vg1)에 의해 턴-온/오프 구동하며, 드레인은 데이터 배선(DL)과 연결되고, 소스는 화소전극과 연결되어 있다. 또한 화소전극은 대향하는 공통전극과 액정캐패시터(CLC)를 이루게 되며, 데이터 배선(DL)을 통해 인가되는 데이터 신호에 대응하는 전하가 액정캐패시터(CLC)에 충전됨에 따라 콜레스테릭 액정층의 광 투과율이 변화하여 영상을 표시하게 된다.Here, the gate of the first thin film transistor T1 is connected to the first gate line GL to be turned on / off by the first gate driving signal Vg1, and the drain is connected to the data line DL. The source is connected to the pixel electrode. In addition, the pixel electrode forms a liquid crystal capacitor CLC with an opposite common electrode. As the charge corresponding to the data signal applied through the data line DL is charged in the liquid crystal capacitor CLC, the light of the cholesteric liquid crystal layer The transmittance is changed to display an image.

이때, 제2 및 제3 박막트랜지스터(T2, T3)는 게1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)에 따라 각각 제1 및 제2 스토리지 캐패시터(Cst1, Cst2)를 통해 액정캐패시터(CLC)에 저장되는 전압을 부트스트랩핑하여 액정캐패시터(CLC)의 액정 상태를 플래너(planner), 포컬코닉(focal conic) 및 호메오스트로픽(homeotropic) 중, 어느 하나로 상태로 전환한다. 여기서, 액정캐패시터(CLC)는 표시하고자 하는 화상의 계조를 안정적으로 구현하는 데 클리어(CLEAR), 휴지(IDLE), 데이터(DATA)의 3 단계를 거쳐야 하며, 각 단계는 1 프레임 기간씩 수행된다. 이러한 복수의 박막트랜지스터(T1 ~ T3) 및 캐패시터(CLC, Cst1, Cst2)의 구조에 따른 액정표시장치의 구동방법은 후술한다.In this case, the second and third thin film transistors T2 and T3 are formed through the first and second storage capacitors Cst1 and Cst2 according to the first and second gate driving signals Vg1 and Vg2, respectively. The liquid crystal state of the liquid crystal capacitor (CLC) is converted into a state by any one of a planner, focal conic, and homeotropic by bootstrapping the voltage stored therein. Here, the liquid crystal capacitor (CLC) has to go through three steps of CLEAR, IDLE, and DATA to stably implement the gradation of the image to be displayed, and each step is performed for one frame period. . The driving method of the liquid crystal display device according to the structures of the plurality of thin film transistors T1 to T3 and the capacitors CLC, Cst1 and Cst2 will be described later.

액정패널(100)의 일단에는 게이트 구동부(110)가 구비되며, 그 출력단은 복수의 제1 및 제2 게이트배선(GL1, GL2)과 전기적으로 연결되어 있다.The gate driver 110 is provided at one end of the liquid crystal panel 100, and an output terminal thereof is electrically connected to the plurality of first and second gate lines GL1 and GL2.

게이트 구동부(110)는 타이밍 제어부(130)로부터 인가되는 게이트 제어신호(GCS)에 대응하여 액정패널(100)상에 배열된 제1 및 제2 게이트 배선(GL1, GL2)에 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)를 순차적으로 인가하여 각 박막트랜지스터(T1 ~ T3)을 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)하며, 이에 따라 데이터 구동부(120)로부터 공급되는 아날로그 파형의 데이터신호를 통해 각 캐패시터(CLC, Cst1, Cst2)을 충전 및 부스트 업 하게 된다. The gate driver 110 applies the gate driving signal Vg1 to the first and second gate lines GL1 and GL2 arranged on the liquid crystal panel 100 in response to the gate control signal GCS applied from the timing controller 130. , Vg2) is sequentially applied to each of the thin film transistors T1 to T3 to be turned on or turned off. Accordingly, data of the analog waveform supplied from the data driver 120 is provided. The signal charges and boosts up each capacitor (CLC, Cst1, Cst2).

이러한 게이트 구동부(110)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)로는 게이트 개시신호(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable)등이 있다.The gate control signal GCS for controlling the gate driver 110 includes a gate start signal, a gate shift clock, a gate output enable, and the like.

데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(130)로부터 입력되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 입력되는 정렬된 영상신호(aRGB)를 기준전압을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 신호(Vdata)로 변환한다. 데이터 신호(Vdata)는 하나의 수평선상의 화소씩 래치되고, 제1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)에 대응하여 모든 데이터 배선(DL)을 통해 동시에 액정패널(100)으로 출력된다. 이때, 데이터 구동부(120)는 클리어(CLEAR), 휴지(IDLE), 데이터(DATA)의 3 단계에 따라 적절하게 데이터 신호(Vdata)를 출력하게 되며, 클리어(CLEAR) 구간에서는 부스트 업을 위한 레벨의 전압을 출력하고, 휴지(IDLE)기간에는 0 V 의 전압을 출력하게 되며, 데이터(DATA)구간에서는 실제 표시하고자 하는 화상의 계조에 대응되는 레벨의 데이터 신호(Vdata)를 출력하게 된다.The data driver 120 converts the aligned image signal aRGB, which is input according to the data control signal DCS input from the timing controller 130, into an analog data signal Vdata using a reference voltage. The data signals Vdata are latched by pixels on one horizontal line and are simultaneously output to the liquid crystal panel 100 through all the data lines DL in correspondence to the first and second gate driving signals Vg1 and Vg2. At this time, the data driver 120 properly outputs the data signal Vdata according to three stages of CLEAR, IDLE and DATA, and a level for boosting up in the CLEAR period. A voltage of 0 is output, and a voltage of 0 V is output during the idle period, and a data signal Vdata of a level corresponding to the gray level of the image to be actually displayed is output in the data DATA section.

이러한 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)로는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock, SSC) 및 소스 출력 인에이블(Source Output Enable, SOE), 극성반전신호(Polarity, POL) 등이 있다.The data control signal DCS for controlling the data driver 120 includes a source start pulse (SSP), a source shift clock (SSC), and a source output enable (SOE). And polarity inversion signals (Polarity, POL).

타이밍 제어부(130)는 외부로부터 인가되는 화상데이터(RGB)와, 소정의 타이밍 신호(Vsync, Hsync)를 인가받아, 정렬된 영상데이터(aRGB)와, 게이트 제어신호(GCS) 및 데이터 제어신호(DCS) 등을 생성하여 각 구동부(110, 120)에 출력한다. 이러한 타이밍 제어부(130)는 외부시스템과 소정의 인터페이스를 통해 연결되어 그로부터 출력되는 영상관련 신호와 타이밍신호를 잡음없이 고속으로 수신하도록 설계되어 있다. 이러한 인터페이스로는 LVDS(Low Voltage Differential Signal)방식 또는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 인터페이스 방식 등이 있다.The timing controller 130 receives the image data RGB applied from the outside and predetermined timing signals Vsync and Hsync, and arranges the image data aRGB, the gate control signal GCS, and the data control signal DCS) and the like are output to each of the driving units 110 and 120. The timing controller 130 is designed to be connected to an external system through a predetermined interface and to receive image-related signals and timing signals outputted therefrom at high speed without noise. These interfaces include LVDS (Low Voltage Differential Signal) or TTL (Transistor-Transistor Logic) interface.

이러한 구조에 따라, 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 별도의 고전압 공급회로 없이 화소내에서 액정캐패시터(CLC)에 저장된 전압을 부스트 업 함으로서 콜레스테릭 액정의 상 전환을 수행할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치의 일 화소의 구조 및 구동방법에 대하여 상세히 설명한다.According to this structure, the cholesteric liquid crystal display device of the present invention can perform phase switching of the cholesteric liquid crystal by boosting up the voltage stored in the liquid crystal capacitor CLC in the pixel without a separate high voltage supply circuit. Hereinafter, a structure and a driving method of one pixel of the cholesteric liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동시의 신호파형을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a signal waveform when driving the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 도 3과 함께 참조하면, 본 발명의 액정표시장치에 형성되는 일 화소(PX)는 두 개의 게이트 배선(GL1, GL2)과 하나의 데이터 배선(DL)에 연결되는 구조로서, 게이트가 제1 게이트 배선(GL1)과 연결되고, 드레인이 데이터 배선(DL)과 연결되며, 소스가 제1 노드(N1)에 연결되는 제1 박막트랜지스터(T1)와, 게이트가 제1 게이트 배선(GL1)과 연결되고, 드레인이 제2 노드(N2)에 연결되며, 소스가 공통전압(Vcom)단에 연결되는 제2 박막트랜지스터(T2)와, 게이트가 제2 게이트 배선(GL2)과 연결되고, 드레인이 데이터배선(DL)과 연결되며, 소스가 제2 노드(N2)에 연결되는 제3 박막트랜지스터(T3)와, 제1 노드(N1) 및 공통전압(Vcom)단 사이에 연결되는 액정캐패시터(CLC)와, 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 사이에 연결되는 제1 스토리지 캐패시터(Cst1)와, 공통전압(Vcom)단 및 제2 노드(N2) 사이에 연결되는 제2 스토리지 캐패시터(Cst1)를 포함한다.Referring to FIG. 4 together with FIG. 3, one pixel PX formed in the liquid crystal display according to the present invention has a structure in which a gate is connected to two gate lines GL1 and GL2 and one data line DL. A first thin film transistor T1 connected to the first gate line GL1, a drain connected to the data line DL, and a source connected to the first node N1, and a gate connected to the first gate line GL1. ) Is connected to the second node N2, a drain is connected to the second node N2, a source is connected to the common voltage Vcom, a gate is connected to the second gate line GL2, A drain is connected to the data line DL and a liquid crystal capacitor is connected between the third thin film transistor T3 having a source connected to the second node N2, and between the first node N1 and the common voltage Vcom. CLC, the first storage capacitor Cst1 connected between the first node N1 and the second node N2, the common voltage Vcom terminal, and the second node N2. In a second storage capacitor (Cst1) it is connected.

상기 구조의 화소 구동시에는 먼저, 제1 게이트 배선(GL1)을 통해 하이레벨의 게이트 구동신호(Vg1)를 인가하고, 이에 동기하여 데이터 배선(DL)을 통해 제1 전압(Vd+)의 데이터 신호(Vdata)가 인가하면, 제1 박막트랜지스터(T1)가 턴-온됨에 따라, 제1 노드(N1)에 제1 전압(Vd+)이 충전된다. 여기서, 데이터 신호(Vdata)는 기준전압(Vref) 즉, 공통전압(Vcom)을 중심으로 하여 포지티브(positive) 및 네가티브(negative) 극성에 대한 최대계조의 전압레벨이 각각 제1 전압(Vd+) 및 제2 전압(Vd-)이고 본 발명의 실시예에서는 25V 및 0V 로 가정한다. 또한 공통전압(Vcom)은 극성 반전구동을 위해, 1 프레임마다 0V 및 40V 를 교번하는 전압이다.In the pixel driving of the above structure, first, a high level gate driving signal Vg1 is applied through the first gate line GL1, and in synchronization therewith, a data signal of the first voltage Vd + is applied through the data line DL. When Vdata is applied, as the first thin film transistor T1 is turned on, the first voltage Vd + is charged to the first node N1. Herein, the data signal Vdata has a reference voltage Vref, that is, a voltage level of maximum gradation for positive and negative polarities with respect to the common voltage Vcom and the first voltage Vd + and respectively. It is assumed that the second voltage Vd− is 25V and 0V in the embodiment of the present invention. In addition, the common voltage Vcom is a voltage that alternates 0V and 40V per frame for polarity inversion driving.

이후, 제1 게이트 배선(GL1)을 통해 로우레벨의 게이트 구동신호(Vg1)를 인가하여 제1 노드(N1)를 플로팅 상태(floating state)로 전환하고, 제2 게이트 배선(GL2)을 통해 하이레벨의 게이트 구동신호(Vg2)를 인가하여 제2 노드(N2)에 제1 전압(vd+)을 충전함에 따라, 제1 노드(N1)는 제1 스토리지 캐패시터(Cst1)에 의해 부트스트래핑(boostrapping)되어 전압레벨이 상승하게 되는데, 이에 따라 액정캐패시터(CLC)에 저장된 전압, 즉 화소전압(Vp)은 콜레스테릭 액정을 호메오스트로픽상(homeotropic state)으로 전환할 수 있는 전압인 40V 까지 상승하게 된다.Thereafter, the gate driving signal Vg1 having a low level is applied through the first gate line GL1 to switch the first node N1 into a floating state, and the high state is transferred through the second gate line GL2. The first node N1 is bootstrapping by the first storage capacitor Cst1 by applying the gate driving signal Vg2 of the level to charge the first voltage vd + to the second node N2. As a result, the voltage level rises, so that the voltage stored in the liquid crystal capacitor CLC, that is, the pixel voltage Vp, rises to 40 V, which is a voltage capable of converting the cholesteric liquid crystal into a homeotropic state. do.

이에 따라, 액정캐패시터(CLC)에는 40V 의 전압이 인가되며, 클리어 기간(CLEAR period)에 진입하게 된다. 이러한 상태는 1 프레임동안 유지되고, 이후, 1 프레임의 휴지 기간(IDLE period)을 거친 후, 다음 1 프레임에서 데이터 기간(DATA period)으로서 실제 표시하고자 하는 화상의 계조값을 데이터 신호(Vdata)로 공급하여 화상을 구현하게 된다. Accordingly, a voltage of 40 V is applied to the liquid crystal capacitor CLC and enters a clear period. This state is maintained for one frame, and then, after going through the IDLE period of one frame, the gradation value of the image to be actually displayed as the data period in the next one frame as the data signal Vdata. Supply to implement an image.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 각각 포지티브 및 네가티브 극성에 따른 화소구동방법에 의해 화상을 구현시 신호파형의 일 예를 나타낸 도면이다.5A and 5B illustrate examples of signal waveforms when an image is implemented by a pixel driving method according to positive and negative polarities, respectively, according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 화상을 화상을 표시하기 위한 액정상태로서, 플래너 상태(planer state) 또는 포컬 코닉상태(focal conic state)가 되어야 하며, 이는 적어도 3 프레임의 클리어 기간, 휴지 기간 및 데이터 기간을 거쳐 수행된다.Referring to FIGS. 5A and 5B, the cholesteric liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal state for displaying an image and should be in a planer state or a focal conic state. And a clear period, a rest period, and a data period of at least three frames.

먼저, 1 프레임의 클리어 구간에서는 하이레벨의 제1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)가 순차적으로 입력되고, 데이터 신호(Vdata)를 25V로 인가하여 액정캐패시터에 인가되는 전압 즉, 화소전압(Vp)을 40V 로 부스트 업하여 액정을 호메오스트로픽(homeotropic state)상태로 전환한다. First, in the clear period of one frame, the high level first and second gate driving signals Vg1 and Vg2 are sequentially input, and the voltage applied to the liquid crystal capacitor by applying the data signal Vdata to 25V, that is, the pixel voltage. Boost up (Vp) to 40V to switch the liquid crystal to the homeotropic state.

이어서, 1 프레임의 휴지 구간에서는 제1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)는 동일하게 인가하되, 데이터 신호(Vdata)를 0V로 인가하여 화소전압(Vp)을 0V로 함으로서, 액정상태를 리셋(reset)하게 된다.Subsequently, in the idle period of one frame, the first and second gate driving signals Vg1 and Vg2 are equally applied, but the pixel voltage Vp is set to 0V by applying the data signal Vdata to 0V, thereby providing a liquid crystal state. It will reset.

이후, 1 프레임의 데이터 구간에서는 제1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)에 따라 액정을 원하는 상으로 전환시키기 위한 전압을 인가한다. 도 5a에서는 액정을 플래너 상태(planer state)로 전환하기 위한 전압으로서 0V를 인가하는 예를 나타내고 있으며, 이에 따라 데이터 신호(Vdata)로 0V를 인가함으로서 콜레스테릭 액정이 플래너 상태(planer state)로 전환 및 유지하게 된다. Subsequently, a voltage for converting the liquid crystal to a desired phase is applied according to the first and second gate driving signals Vg1 and Vg2 in the data period of one frame. In FIG. 5A, an example of applying 0 V as a voltage for switching a liquid crystal to a planer state is shown. Accordingly, the cholesteric liquid crystal is placed in a planer state by applying 0 V as a data signal Vdata. Conversion and maintenance.

또한, 원하는 화상을 구현하기 위해 콜레스테릭 액정을 포컬 코닉 상태(focal conic state)로 전환하기 위해서는 상기와 동일한 3 단계를 거쳐 액정의 상을 제어하게 되며, 네가티브 극성으로 포컬 코닉상태로 구동하기 위해서 도 5b에 도시된 바와 같이, 네가티브 구동을 위해 40V로 스윙된 공통전압(Vcom)에 대응하여 클리어 구간에서 데이터 신호를 0V로 인가하여 화소전압(Vp)을 40V로 충전하게 된다. 이후, 휴지기간을 걸쳐 데이터 구간에서 표시하고자 하는 포컬 코닉상태에서의 데이터 신호(Vdata), 예를 들면 30V의 화소전압(Vp)을 충전하기 위해, 5V의 데이터 신호를 인가하게 된다.In addition, in order to convert the cholesteric liquid crystal into the focal conic state in order to realize a desired image, the liquid crystal phase is controlled through the same three steps as described above. As shown in FIG. 5B, the pixel voltage Vp is charged to 40V by applying a data signal of 0V in a clear period in response to the common voltage Vcom swinging at 40V for negative driving. Subsequently, a 5V data signal is applied to charge the data signal Vdata in the focal conic state to be displayed in the data period, for example, the pixel voltage Vp of 30V.

상기의 화소 구조 및 구동방법에 의해 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 의도한 액정 상태에 따라 화상을 구현한다.By the pixel structure and driving method described above, the cholesteric liquid crystal display device of the present invention implements an image according to the intended liquid crystal state.

한편, 전술한 실시예에서는 실제 데이터 신호(Vdata)를 인가하는 데이터 구간을 제외한 2 프레임기간은 캐패시터에 인가된 하이레벨의 전압이 유지되는 구간으로서, 이때 데이터가 왜곡되어 화상에서 플리커(flicker)의 형태로 시인될 수 있다. 이하, 이러한 데이터 왜곡문제를 개선한 본 발명의 다른 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법을 설명한다. Meanwhile, in the above-described embodiment, the two frame periods except the data period for applying the actual data signal Vdata are sections in which the high-level voltage applied to the capacitor is maintained. In this case, the data is distorted and thus flickers in the image. Can be admitted in form. Hereinafter, a driving method of the cholesteric liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, which solves the data distortion problem, will be described.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 다른 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법에 따른 신호파형을 나타낸 도면이고, 도 7a 내지 도 7d는 도 6의 신호파형에 따른 일 화소의 구동형태를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a signal waveform according to a driving method of a cholesteric liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating driving patterns of one pixel according to the signal waveform of FIG. 6. to be.

도 6, 도 7a 및 도 7d를 참조하면, 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는, 하나의 화소(PX)에서, 1 수평기간(1H) 단위로 총 4 수평기간(1H ~ 4H)동안 클리어 기간, 휴지기간 및 데이터 기간이 수행된다.6, 7A, and 7D, the cholesteric liquid crystal display device of the present invention is cleared in one pixel PX for a total of 4 horizontal periods (1H to 4H) in units of 1 horizontal period (1H). Period, rest period and data period are performed.

먼저, 도 7a을 참조하면, 최초 제1 수평기간(1H)에서는 제1 게이트 배선을 통해 하이레벨(VGH)의 게이트 구동신호(Vg1)를 인가하고, 이에 동기하여 데이터 배선을 통해 제1 전압, 일예로서 25V의 데이터 신호(Vdata)가 인가하면, 제1 박막트랜지스터(T1)가 턴-온됨에 따라, 제1 노드(N1)에 25V의 전압이 충전된다. First, referring to FIG. 7A, in the first first horizontal period 1H, the gate driving signal Vg1 having the high level VGH is applied through the first gate line, and in synchronization therewith, the first voltage, For example, when the data signal Vdata of 25V is applied, as the first thin film transistor T1 is turned on, the voltage of 25V is charged to the first node N1.

이후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2 수평기간(2H)에는 제1 게이트 배선을 통해 로우레벨(VGL)의 게이트 구동신호(Vg1)를 인가하여 제1 및 제2 박막트랜지스터(T1,T2)를 턴-오프 함에 따라, 제1 노드(N1)는 플로팅 상태(floating state)가 된다. 또한, 제2 게이트 배선을 통해 하이레벨(VGH)의 게이트 구동신호(Vg2)를 인가함에 따라, 제3 박막트랜지스터(T3)가 턴-온되고 제2 노드(N2)에 제1 전압인 25V의 전압이 충전되어 제1 노드(N1)는 제1 스토리지 캐패시터(Cst1)에 의해 부트스트래핑(boostrapping)되어 전압레벨이 상승하게 된다. 이에 따라, 액정캐패시터(CLC)에 저장되는 화소전압(Vp)은 제2 전압인 40V가 되어 콜레스테릭 액정은 호메오스트로픽 상태(homeotropic state)가 된다. 즉, 제1 및 제2 수평기간(1H, 2H) 동안 클리어 기간이 수행된다.Subsequently, as shown in FIG. 7B, in the second horizontal period 2H, the gate driving signal Vg1 having the low level VGL is applied through the first gate line to form the first and second thin film transistors T1 and T2. By turning off), the first node N1 is in a floating state. In addition, as the gate driving signal Vg2 having the high level VGH is applied through the second gate line, the third thin film transistor T3 is turned on and the first node 25 has a first voltage of 25V. As the voltage is charged, the first node N1 is bootstrapping by the first storage capacitor Cst1 to increase the voltage level. As a result, the pixel voltage Vp stored in the liquid crystal capacitor CLC is 40 V, which is the second voltage, and the cholesteric liquid crystal is in a homeotropic state. That is, the clear periods are performed during the first and second horizontal periods 1H and 2H.

다음으로, 도 7c을 참조하면, 제1 게이트 배선에는 하이레벨(VGH)의 게이트 구동신호(Vg1)를 인가하고, 제2 게이트 배선에는 로우레벨(VGL)의 게이트 구동신호(Vg2)를 인가함에 따라, 제1 및 제2 박막트랜지스터(T1, T2)가 턴-오프되고, 제3 박막트랜지스터(T3)가 턴-온된다. 동시에 데이터 배선을 통해 제3 전압, 예를 들면 0 V의 데이터 신호(Vdata)를 인가하여 제1 노드(N1)를 0V 로 방전시키게 된다. 이에 따라 제3 수평기간(3H)동안 휴지 기간이 수행된다. 이로써, 콜레스테릭 액정은 리셋상태가 된다.Next, referring to FIG. 7C, the gate driving signal Vg1 having the high level VGH is applied to the first gate wiring, and the gate driving signal Vg2 having the low level VGL is applied to the second gate wiring. Accordingly, the first and second thin film transistors T1 and T2 are turned off and the third thin film transistor T3 is turned on. At the same time, the data voltage Vdata of a third voltage, for example, 0V, is applied through the data line to discharge the first node N1 to 0V. Accordingly, the rest period is performed during the third horizontal period 3H. As a result, the cholesteric liquid crystal is reset.

이어서, 도 7d를 참조하면 제1 게이트 배선을 통해 로우레벨(VGL)의 게이트 구동신호(Vg1)를 인가하여 제1 및 제2 박막트랜지스터(T1,T2)를 턴-오프 함에 따라 제1 노드(N1)는 플로팅 상태(floating state)가 된다. 또한, 제2 게이트 배선을 통해 하이레벨(VGH)의 게이트 구동신호(Vg2)를 인가하고, 데이터 배선을 통해 표시하고자 하는 계조전압에 대응하는 데이터 신호(Vdata), 예를 들면 20V의 전압레벨을 갖는 데이터 신호(Vdata)를 출력하면, 제3 박막트랜지스터(T3)가 턴-온되고 제2 노드(N2)에 20V의 전압이 충전되어 제1 노드(N1)는 제1 스토리지 캐패시터(Cst1)에 의해 부트스트래핑(boostrapping)되어 화소전압(Vp)이 0V에서 20V로 상승하게 된다.Referring to FIG. 7D, the first and second thin film transistors T1 and T2 are turned off by applying the gate driving signal Vg1 having the low level VGL through the first gate line. N1) becomes a floating state. In addition, the gate driving signal Vg2 having the high level VGH is applied through the second gate wiring, and the data signal Vdata corresponding to the grayscale voltage to be displayed through the data wiring, for example, a voltage level of 20V is applied. When the data signal Vdata is output, the third thin film transistor T3 is turned on and a voltage of 20 V is charged in the second node N2 so that the first node N1 is connected to the first storage capacitor Cst1. By bootstrapping, the pixel voltage Vp rises from 0V to 20V.

이에 따라, 제4 수평기간(4H)동안 데이터 기간이 수행된다. 이로써, 콜레스테릭 액정을 통해 표시하고자 하는 화상을 구현하게 된다.Accordingly, the data period is performed during the fourth horizontal period 4H. Thus, the image to be displayed through the cholesteric liquid crystal is implemented.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 각각 포지티브 및 네가티브 극성에 따른 화소구동방법에 의해 화상을 구현시 신호파형의 일 예를 나타낸 도면이다.8A and 8B are diagrams illustrating examples of signal waveforms when an image is implemented by a pixel driving method according to positive and negative polarities, respectively, according to another embodiment of the present invention.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 콜레스테릭 액정표시장치는 화상을 화상을 표시하기 위한 액정상태로서, 플래너 상태(planer state) 또는 포컬 코닉상태(focal conic state)을 이용하며, 이는 적어도 4 수평기간(4H)어 걸쳐 클리어 기간, 휴지 기간 및 데이터 기간을 수행하게 된다.8A and 8B, a cholesteric liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention is a liquid crystal state for displaying an image as a planer state or a focal conic state. It is used to perform a clear period, a rest period and a data period over at least four horizontal periods 4H.

먼저, 2 수평기간(2H)의 클리어 구간에서는 하이레벨의 제1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)가 순차적으로 입력되고, 데이터 신호(Vdata)를 25V로 인가하여 액정캐패시터에 인가되는 전압 즉, 화소전압(Vp)을 40V 로 부스트 업하여 액정을 호메오스트로픽(homeotropic state)상태로 전환한다. First, in the clear period of two horizontal periods 2H, the first and second gate driving signals Vg1 and Vg2 having high levels are sequentially input, and the voltage applied to the liquid crystal capacitor by applying the data signal Vdata to 25V. That is, the pixel voltage Vp is boosted to 40V to switch the liquid crystal to the homeotropic state.

이어서, 1 수평기간(1H)의 휴지 구간에서는 제1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)는 동일하게 인가하되, 데이터 신호(Vdata)를 0V로 인가하여 화소전압(Vp)을 0V로 함으로서, 액정상태를 리셋(reset)하게 된다.Subsequently, the first and second gate driving signals Vg1 and Vg2 are equally applied in the idle period of one horizontal period 1H, but the pixel voltage Vp is set to 0V by applying the data signal Vdata to 0V. The liquid crystal state is reset.

이후, 마지막 1 수평기간(1H) 의 데이터 구간에서는 제1 및 제2 게이트 구동신호(Vg1, Vg2)에 따라 액정을 원하는 상으로 전환시키기 위한 전압을 인가한다. 도 5a에서는 액정을 포지티브 및 네가티브 극성의 플래너 상태(planer state)로 전환하기 위한 전압으로서, 0V 및 40V의 공통전압과, 20V의 데이터 신호(Vdata)를 인가하는 예를 나타내고 있으며, 이에 따라 콜레스테릭 액정이 플래너 상태(planer state)로 전환 및 유지하게 된다. Thereafter, in the data period of the last one horizontal period 1H, a voltage for converting the liquid crystal to a desired phase is applied according to the first and second gate driving signals Vg1 and Vg2. FIG. 5A shows an example of applying a common voltage of 0 V and 40 V and a data signal V data of 20 V as a voltage for switching the liquid crystal into a planer state of positive and negative polarity. Rick liquid crystal is switched to and maintained in the planer state.

또한, 원하는 화상을 구현하기 위해 콜레스테릭 액정을 포지티브 및 네가티브의 포컬 코닉 상태(focal conic)로 전환하기 위해서는 상기와 동일한 4 수평기간(4H)동안 액정의 상을 제어하게 된다. 도 8b에서는 25V 의 포컬 코닉 구동에 따른 신호파형을 나타내고 있다.In addition, in order to convert the cholesteric liquid crystal into a positive and negative focal conic state to realize a desired image, the image of the liquid crystal is controlled for the same four horizontal periods 4H. In FIG. 8B, a signal waveform according to a focal conic drive of 25V is shown.

상기의 화소 구조 및 구동방법에 의해 본 발명의 콜레스테릭 액정표시장치는 의도한 액정 상태에 따라 화상을 구현한다.By the pixel structure and driving method described above, the cholesteric liquid crystal display device of the present invention implements an image according to the intended liquid crystal state.

전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.

100 : 액정패널 110 : 게이트 구동부
120 : 데이터 구동부 130 : 타이밍 제어부
GL1, GL2 : 제1 및 제2 게이트 배선 DL : 데이터 배선
Vg1, Vg2 : 제1 및 제2 게이트 구동신호 Vdata : 데이터신호
RGB : 화상데이터 aRGB : 정렬된 화상데이터
Vsync, Hsync, CLK : 타이밍 신호 GCS : 게이트 제어신호
DCS : 데이터 제어신호
100: liquid crystal panel 110: gate driver
120: data driver 130: timing controller
GL1, GL2: first and second gate wiring DL: data wiring
Vg1, Vg2: first and second gate driving signals Vdata: data signal
RGB: Image data aRGB: Sorted image data
Vsync, Hsync, CLK: Timing signal GCS: Gate control signal
DCS: Data Control Signal

Claims (12)

제1 및 제2 게이트 배선과 데이터 배선이 교차형성되고, 액정캐패시터를 포함하는 각 화소는 상기 데이터 배선을 통해 인가되는 전압을 부트스트랩핑하여 상기 액정캐패시터의 액정 상태를 전환하는 복수의 박막트랜지스터 및 스토리지 캐패시터를 포함하는 액정패널;
상기 화소에 제1 및 제2 게이트 구동신호를 교번으로 출력하는 게이트 구동부;
상기 화소에 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고,
상기 화소는
상기 제1 게이트 배선의 상기 제1 게이트 구동신호에 응답하여 상기 데이터 배선과 제1 노드를 연결하는 제1 박막트랜지스터;
상기 제1 게이트 배선의 상기 제1 게이트 구동신호에 응답하여 제2 노드와 공통전압단을 연결하는 제2 박막트랜지스터;
상기 제2 게이트 배선의 상기 제2 게이트 구동신호에 응답하여 상기 데이터 배선과 상기 제2 노드를 연결하는 제3 박막트랜지스터;
상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 연결되는 제1 스토리지 캐패시터; 및
상기 제2 노드 및 상기 공통전압단에 연결되는 제2 스토리지 캐패시터를 포함하고,
상기 액정캐패시터는 상기 제1 노드 및 상기 공통전압단에 연결되는 콜레스테릭 액정표시장치.
A plurality of thin film transistors each of which first and second gate lines and data lines are cross-formed, and each pixel including a liquid crystal capacitor bootstrap voltage applied through the data lines to switch the liquid crystal state of the liquid crystal capacitor; A liquid crystal panel including a storage capacitor;
A gate driver configured to alternately output first and second gate driving signals to the pixel;
A data driver for outputting a data signal to the pixel; And
A timing controller for controlling the gate driver and the data driver;
The pixel is
A first thin film transistor connecting the data line and the first node in response to the first gate driving signal of the first gate line;
A second thin film transistor connecting a second node and a common voltage terminal in response to the first gate driving signal of the first gate line;
A third thin film transistor connecting the data line and the second node in response to the second gate driving signal of the second gate line;
A first storage capacitor coupled to the first node and the second node; And
A second storage capacitor connected to the second node and the common voltage terminal;
And the liquid crystal capacitor is connected to the first node and the common voltage terminal.
제 1 항에 있어서,
상기 액정캐패시터는
콜레스테릭 액정층; 및
상기 콜레스테릭 액정층의 상하부로 배치되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 콜레스테릭 액정표시장치.
The method of claim 1,
The liquid crystal capacitor
Cholesteric liquid crystal layer; And
A cholesteric liquid crystal display device comprising first and second electrodes disposed above and below the cholesteric liquid crystal layer.
제 1 항에 있어서,
상기 화소는,
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터가 턴-온되어 상기 제1 노드에 상기 데이터 구동부로부터의 제1 전압을 인가하고 상기 제2 노드에 상기 공통전압단으로부터의 공통전압을 인가한 다음, 상기 제3 박막트랜지스터 턴-온되어 상기 제2 노드에 상기 제1 전압을 인가하여, 플로팅 상태의 상기 제1 노드에 상기 제1 스토리지 캐패시터의 부트스트래핑에 의해 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 클리어 구간;
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터가 턴-온되어 상기 제1 노드에 상기 데이터 구동부로부터의 제3 전압을 인가하고 상기 제2 노드에는 상기 공통전압을 인가하는 휴지구간;
상기 제3 박막트랜지스터가 턴-온되어 상기 제2 노드에 상기 데이터구동부터의 계조전압이 인가되어 플로팅 상태의 상기 제1 노드에 상기 제1 스토리지 캐패시터의 부트스트래핑에 의해 상기 계조전압이 인가되는 데이터구간으로 구동되는 콜레스테릭 액정표시장치.
The method of claim 1,
The pixel,
The first and second thin film transistors are turned on to apply a first voltage from the data driver to the first node and a common voltage from the common voltage terminal to the second node. A thin film transistor is turned on to apply the first voltage to the second node so that a second voltage higher than the first voltage is applied to the first node in a floating state by bootstrapping the first storage capacitor. section;
An idle period in which the first and second thin film transistors are turned on to apply a third voltage from the data driver to the first node and the common voltage to the second node;
The third thin film transistor is turned on so that the gray voltage from the data driving is applied to the second node, and the gray voltage is applied to the first node in the floating state by bootstrapping of the first storage capacitor. A cholesteric liquid crystal display device driven by a section.
제 1 항에 있어서,
상기 액정캐패시터는,
제1 및 제2 수평기간의 클리어구간과, 제3 수평기간의 휴지구간과, 제4 수평기간의 데이터 구간으로 구동되는 콜레스테릭 액정표시장치.
The method of claim 1,
The liquid crystal capacitor,
A cholesteric liquid crystal display device driven by a clear section of the first and second horizontal periods, a rest section of the third horizontal period, and a data section of the fourth horizontal period.
콜레스테릭 액정층을 갖는 액정캐패시터를 포함하는 복수의 화소로 이루어지는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
상기 복수의 화소 각각은 클리어 구간, 휴지구간 및 데이터 구간으로 구분되어 구동하며,
상기 클리어 구간은 2 수평기간동안 수행되며, 상기 휴지구간 및 데이터 구간은 각각 1 수평기간에 걸쳐 수행되며;
상기 화소는
제1 게이트 배선의 제1 게이트 구동신호에 응답하여 데이터 배선과 제1 노드를 연결하는 제1 박막트랜지스터;
상기 제1 게이트 배선의 상기 제1 게이트 구동신호에 응답하여 제2 노드와 공통전압단을 연결하는 제2 박막트랜지스터;
제2 게이트 배선의 제2 게이트 구동신호에 응답하여 상기 데이터 배선과 상기 제2 노드를 연결하는 제3 박막트랜지스터;
상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 연결되는 제1 스토리지 캐패시터; 및
상기 제2 노드 및 상기 공통전압단에 연결되는 제2 스토리지 캐패시터를 포함하고,
상기 액정캐패시터는 상기 제1 노드 및 상기 공통전압단에 연결되는 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법.
In the driving method of a liquid crystal display device comprising a plurality of pixels including a liquid crystal capacitor having a cholesteric liquid crystal layer,
Each of the plurality of pixels is driven by being divided into a clear period, a pause period, and a data period.
The clearing interval is performed for two horizontal periods, and the idle period and the data interval are each performed over one horizontal period;
The pixel is
A first thin film transistor connecting the data line and the first node in response to a first gate driving signal of the first gate line;
A second thin film transistor connecting a second node and a common voltage terminal in response to the first gate driving signal of the first gate line;
A third thin film transistor connecting the data line and the second node in response to a second gate driving signal of a second gate line;
A first storage capacitor coupled to the first node and the second node; And
A second storage capacitor connected to the second node and the common voltage terminal;
And the liquid crystal capacitor is connected to the first node and the common voltage terminal.
삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 클리어 구간은,
상기 제1 게이트 배선에 하이레벨의 상기 제1 게이트 구동신호를 인가하고, 상기 제2 게이트 배선에 로우레벨의 상기 제2 게이트 구동신호를 인가하고, 상기 데이터 배선에 제1 전압을 인가하여, 상기 제1 노드를 상기 제1 전압으로 충전하고, 상기 제2 노드를 상기 공통전압단으로부터의 공통전압으로 충전하는 단계; 및
상기 제1 게이트 배선에 로우레벨의 상기 제1 게이트 구동신호를 인가하고, 상기 제2 게이트 배선에 하이레벨의 상기 제2 게이트 구동신호를 인가하여, 상기 제2 노드를 상기 제1 전압으로 충전하고, 플로팅 상태의 상기 제1 노드가 상기 제1 스토리지 커패시터의 부트스트래핑에 의해 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압으로 충전되는 단계를 포함하는 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 5, wherein
The clear section,
The first gate driving signal having a high level is applied to the first gate wiring, the second gate driving signal having a low level is applied to the second gate wiring, and a first voltage is applied to the data wiring. Charging a first node to the first voltage and charging the second node to a common voltage from the common voltage terminal; And
The first gate driving signal having a low level is applied to the first gate wiring, and the second gate driving signal having a high level is applied to the second gate wiring to charge the second node to the first voltage. And charging the first node in a floating state to a second voltage higher than the first voltage by bootstrapping the first storage capacitor.
삭제delete 삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 휴지 구간은,
상기 제1 게이트 배선에 하이레벨의 상기 제1 게이트 구동신호를 인가하고, 상기 제2 게이트 배선에 로우레벨의 제2 게이트 구동신호를 인가하고, 상기 데이터 배선에 제3 전압을 인가하여 상기 제1 노드를 상기 제3 전압으로 충전하고, 상기 제2 노드를 상기 공통전압단으로부터의 공통전압으로 충전하는 단계를 포함하는 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 5, wherein
The rest period is,
The first gate driving signal having a high level is applied to the first gate wiring, the second gate driving signal having a low level is applied to the second gate wiring, and a third voltage is applied to the data wiring to apply the first voltage. Charging a node to the third voltage and charging the second node to a common voltage from the common voltage terminal.
제 5 항에 있어서,
상기 데이터 구간은,
상기 제1 게이트 배선에 로우레벨의 상기 제1 게이트 구동신호를 인가하고, 상기 제2 게이트 배선에 하이레벨의 상기 제2 게이트 구동신호를 인가하고, 상기 데이터 배선에 계조전압을 인가하여, 상기 제1 노드 및 제2 노드를 상기 계조전압으로 충전하는 단계를 포함하는 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 5, wherein
The data section,
The first gate driving signal having a low level is applied to the first gate wiring, the second gate driving signal having a high level is applied to the second gate wiring, and a gray voltage is applied to the data wiring, A method of driving a cholesteric liquid crystal display device comprising charging one node and a second node to the gray voltage.
제 11 항에 있어서,
상기 데이터 구간은,
상기 액정캐패시터의 상기 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태 또는 포컬 코닉 상태로 전환하는 콜레스테릭 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 11,
The data section,
And a method of driving the cholesteric liquid crystal layer of the liquid crystal capacitor into a planar state or a focal conic state.
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