KR19980028982A

KR19980028982A - 대면적의 액정 표시 장치를 형성하기 위한 구동회로 및 그 운영 방법

Info

Publication number: KR19980028982A
Application number: KR1019960048194A
Authority: KR
Inventors: 김정재
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1998-07-15
Also published as: KR100234938B1

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 구동회로에 관한 것으로 특히, N개의 주사선으로 이루어진 제1 주사선 그룹을 가지며 구동제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 1차 스위치 온/오프 신호를 공급하는 제1 스위칭 제어수단과, M개의 신호선으로 이루어진 제1 신호선 그룹을 가지며 구동제어부에서 발생되는 화상 데이터를 소정 분량 저장한 후 제1 스위칭 제어수단의 동작시 연결되어 있는 신호선 모두를 통해 저장된 소정분량의 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제1 데이터 공급수단과, 구동제어부에서 발생되는 화상 데이터를 소정개수의 수평동기에 대응하는 분량만큼 저장하는 화상데이터 저장수단과, 구동제어부에서 발생되는 제어신호를 입력받아 소정시간동안 지연시켜 출력하는 시간 지연수단과, N개의 주사선으로 이루어진 제2 주사선 그룹을 가지며 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 시간 지연수단에서 출력되는 신호에 따라 2차 스위치 온/오프 신호를 공급하는 제2 스위칭 제어수단, 및 M개의 신호선으로 이루어진 제2 신호선 그룹을 가지며 화상데이터 저장수단에서 출력되는 데이터를 소정 분량 저장한 후 제2 스위칭 제어수단의 동작시 연결되어 있는 신호선 모두를 통해 저장된 소정 분량의 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제2 데이터 공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에서의 액정 판넬 구동 회로에 관한 것이다.

Description

대면적의 액정 표시 장치를 형성하기 위한 구동회로 및 그 운영 방법

제 1도는 종래 액정 표시 장치의 구동회로의 구성 예시도

제 2도는 제 1도에서 사용되는 액정 판넬의 액정셀 어레이 구조 예시도

제 3도는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동회로의 구성 예시도

제 4도는 제 3도에서 사용되는 액정 판넬의 액정셀 어레이 구조 예시도

제 5도는 본 발명에 따른 구동회로의 동작 타이밍 예시도

제 6도는 본 발명의 적용에 따른 부가적인 효과를 설명하기 위한 파형 예시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

200 : 액정 판넬, 10 : 영상신호 발생부, 20 : 타이밍 제어부, G1∼GN,G1'∼GN' : 주사선(게이트 라인), 40A, 80 : 데이터 구동회로, 50 : 버퍼, D1∼DM, D1'∼DM' : 신호선(데이터 라인)

본 발명은 액정 표시장치의 구동회로에 관한 것으로 특히, 박막 트랜지스터(Thin film Transistor; 이하 TFT라 함) LCD의 대면적화에 따른 트랜지스터 충전전압의 불균일성 등등의 문제를 해소하기 위한 액정 표시 장치의 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로, TFT(Thin Film Transistor) LCD는 능동 매트릭스 액정 표시장치(AMLCD ; Active martrix Liquid Crystal Display)로, 다이나믹(dynamic)구동방식을 취하며 화소전극의 형상이 매트릭스(matrix) 구조를 가지는 액정표시소자 중 각 화소마다 능동소자(active device) 즉, TFT를 형성시켜 개개의 화소를 별도로 제어할 수 있도록 하고 있다.

또한, 일반적으로 TFT 매트릭스 어레이 즉, 데이타 출력 표시부가 형성된 화소어레이부의 주변부에는 게이트 구동회로와 데이타 구동회로가 내장 또는 별도의 회로판으로 부착되어 있다. 데이터 구동회로와 게이트 구동회로는 고전압에 적당하도록 하기 위하여 상보형 구조를 가지는 박막트랜지스터로 이루어진다.

이때, 게이트 구동회로는 복수개의 출력선을 가지는 시프트 레지스터(Shift register)와, 시프트 레지스터의 출력선에 연결된 복수개의 입출력선을 가지는 버퍼(buffer)로 이루어지며, 각 버퍼의 출력선은 화소어레이부의 주사선에 연결되어 있다.

또한, 데이타 구동회로는 복수개의 출력선을 가지는 시프트 레지스터와, 시프트 레지스터의 출력선에 연결된 복수개의 입출력선을 가지는 버퍼와, 버퍼의 출력선에 연결되어 버퍼 출력선으로부터 인가되는 신호에 의하여 동작하는 복수개의 패스케이트(pass gate)소자로 이루어지며, 각 패스게이트 소자는 데이타신호 인입선과 화소어레이부의 각 신호선을연결한다.

상술한 바와같은 종래의 TFT LCD의 액정 판넬 구동회로를 첨부한 제1 도를 참조하여 살펴보면, 다수의 액정 표시 셀이 기판 매트릭스상에 N개의 행과 M개의 렬에 따라 배치되고 셀 각각에 대응하여 구성되어 있는 트랜지스터를 구비하고 있는 액정 판넬(100)과, 영상신호의 수평/수직 동기신호(H/V)를 입력받아 각 동기에 대응하는 타이밍에 셀구동을 위한 제어신호를 발생시키는 타이밍 제어부(20)와, 각 수평동기에 실리는 아날로그 영상신호(AV)를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 출력하는 영상신호 발생부(10)와, N개의 주사선을가지며 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 타이밍 제어부(20)의 제어에 따라 트랜지스터들의 게이트 구동전압을 공급하는 게이트 구동회로(30), 및 M개의 신호선을 가지며 영상신호 발생부(10)에서 발생되는 디지털 화상 데이터를 입력받아 하나의 수평동기에 대응하는 분량을 저장한 후 게이트 구동회로(30)에서 트랜지스터들의 게이트 구동전압을 발생시키는 경우 제1 신호선 모두를 통해 저장된 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 데이터 구동회로(40)로 구성되어 있다.

상기와 같은 구성에서 액정 판넬의 구성은 제2 도에 도시되어 있는 바와 같이, 액정 판넬(100)에 배치되어 있는 모든 액정 셀에는 각기 하나씩의 박막트랜지스터가 구비되어 있으며, 각 박막트랜지스터의 게이트 단자에는 게이트 구동회로(30)에 연결되어 있는 N개의 주사선(G1,G2,....)중 어느 하나와 연결되며, 드레인 단자에는 데이터 구동회로(40)에 연결되어 있는 M개의 신호선(D1,D2,....)에 연결되어 해당 주사선에 하이신호가 걸리는 경우 해당 신호선에 걸리는 전압을 액정 셀에 걸어주게 된다.

즉, 신호선에 인가된 데이타신호는 게이트 구동회로(30)에서 발생한 게이트 구동펄스에 의해 턴온(tune on)되어 활성화된 주사선과 신호선의 교차부위에 형성된 박막트랜지스터를 통하여 화소의 액정 및 보조용량 캐패시터 등으로 전달된다. 이때, 보조용량 캐패시터는 박막트랜지스터가 턴온될 때 액정과 동시에 신호를 인가받아 화소에 다음신호의 입력이 있을 때까지 액정용량이 일정한 신호를 유지할 수 있도록 보조하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성되는 종래의 액정 표시장치의 구동회로에서는 임의의 주사선에 하이신호가 걸리는 경우, 해당 주사선에 신호를 걸어주는 게이트 구동회로(30)에 근접한 위치의 트랜지스터 게이트에 걸리는 전압과 원거리에 위치하는 트랜지스터 게이트에 걸리는 전압에 약간의 차이를 보이게 된다.

또한, 고정세화에 따라 게이트 라인수가 증가하여 한 라인의 게이트 턴온 시간이 줄어들기 때문에 화소에 충분한 데이터가 충전되지 않게된다.

상술한 바와 같은 현상에 의해 게이트 구동회로(30)에서 원거리에 위치하는 트랜지스터는 충분한 구동시간을 확보할 수 없으며, 그에 따라 화소의 액정 캐패시터(Cls) 및 보조용량 캐패시터(Cs)는 충분한 데이터 저장시간을 확보하지 못하게 되어 화상의 열화 현상이 발생된다.

그런데, 상술한 문제점은 액정 판넬이 일정 면적을 초과하지 않으면 크게 문제시 되지 않으나, 액정 판넬의 면적이 넓어지면 매우 심각한 문제점으로 대두되게 된다.

또한, 근래 일반 소비자들의 구매 성향이 큰 화면을 선호하는데, 상술한 문제점을 해소하지 못하고서는 상품 구매력을 회복할 수 없다는 문제가 있다.

상술한 바와같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 데이터 입력라인 그룹과 트랜지스터 게이트 구동라인 그룹을 이원화하고 각각 데이터 라인 그룹 하나와 게이트 구동라인 그룹 하나를 묶어 두개의 구동수단을 구성하되, 각각 서로 다른 시간대에 구동할 수 있도록 하여 액정 판넬을 구성하고 있는 액정 셀 각각에 대하여 두번의 데이터 충전시간을 제공하며 데이터 충전시간의 균일성을 보장할 수 있도록 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에서의 액정 판넬 구동회로를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 액정 판넬을 구성하고 있는 액정 셀 각각에 대하여 두번의 데이터 충전시간을 제공하되 게이트 구동전원의 입력방향을 서로 상반되게 하여 전체 액정 셀에서의 데이터 충전시간의 균일성을 보장할 수 있도록 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에서의 액정 판넬 구동 방법을 제공하는데 있다.

목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 다수의 액정 표시 셀이 기판 매트릭스 상에 N개의 행과 M개의 렬에 따라 배치되어 있는 액정 판넬과, 영상신호의 수평/수직 동기신호를 입력받아 각 동기에 대응하는 타이밍에 셀구동을 위한 제어신호와 영상신호를 발생시키는 구동제어부를 구비하고, 셀에 각각 대응하여 구성되어 있는 스위칭 소자들의 온/오프를 통해 각 셀에 임의의 화소값을 저장시키는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에서의 액정 판넬 구동 회로에 있어서: N개의 주사선으로 이루어진 제1 주사선 그룹을 가지며 구동제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 1차 스위치 온/오프 신호를 공급하는 제1 스위칭 제어수단과; M개의 신호선으로 이루어진 제1 신호선 그룹을 가지며 구동제어부에서 발생되는 화상 데이터를 소정 분량 저장한 후 제1 스위칭 제어수단과 동작시 연결되어 있는 신호선 모두를 통해 저장된 소정 분량의 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제1 데이터 공급수단과; 구동제어부에서 발생되는 화상 데이터를 소정개수의 수평동기에 대응하는 분량만큼 저장하는 화상데이터 저장수단과; 구동제어부에서 발생되는 제어신호를 입력받아 소정시간동안 지연시켜 출력하는 시간 지연수단과; N개의 주사선으로 이루어진 제2 주사선 그룹을 가지며 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 시간 지연수단에서 출력되는 신호에 따라 2차 스위치 온/오프 신호를 공급하는 제2 스위칭 제어수단; 및 M개의 신호선으로 이루어진 제2 신호선 그룹을 가지며 화상데이터 저장수단에서 출력되는 데이터를 소정 분량 저장한 후 제2 스위칭 제어수단의 동작시 연결되어 있는 신호선 모두를 통해 저장된 소정분량의 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제2 데이터 공급수단을 포함하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징은 시간 지연수단은 FIFO형 버퍼를 사용하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 다른 특징은 시간 지연수단과 화상데이터 저장수단은 제1 스위칭 제어수단이 자신과 연결되어 있는 모든 주사선을 통해 한번씩의 스위치 온/오프 신호를 제공한 시점에서 클리어되는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 시간 지연수단과 화상데이터 저장수단이 클리어되는 시점은 구동제어부에서 수직동기신호를 입력받은 시점인데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 제2 스위칭 제어수단과 제2 데이터 공급수단은 시간 지연수단과 화상데이터 저장수단이 클리어되는 시점에서 클리어되는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 신호선들에는 라인 인버젼 방식으로 데이터가 걸리는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 제1 스위칭 제어수단은 액정 판넬의 좌측면에 위치하고, 제2 스위칭 제어수단은 액정 판넬의 우측면에 위치하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 제1 데이터 공급수단은 액정 판넬의 상측면에 위치하고, 제2 데이터 공급수단은 액정 판넬의 하측면에 위치하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 제2 데이터 공급수단에서 제공되는 데이터는 특정 셀에 대하여 제1 데이터 공급수단에서 제공되어진 데이터와 동일한 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 제2 데이터 공급수단에서 특정 셀에 데이터를 제공하기 위한 제2 스위칭 제어수단의 동작시점은 특정 셀에 제1 데이터 공급수단에서 데이터를 제공하기 위한 제1 스위칭 제어수단의 동작시점으로부터 아래의 식에 따른 시간 간격(λ)이내에 존재하는 것을 특징으로 하는 액정판넬 구동 회로:

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 제2 데이터 공급수단에서 특정 셀에 제공되어진 데이터는 제1 데이터 공급수단에서 특정 셀에 제공되어진 데이터의 자연 방전량을 보상하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 셀은 액정 캐패시던스 성분으로 구성되는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징은 어떤 프레임에서 액정 판넬을 구성하고 있는 액정 셀들의 행렬배치중 기수행에 대하여 포지티브 신호가 입력되고 우수행에 대하여 네거티브 신호가 입력되는 경우 시간간격(λ)는, 제1 스위칭 제어수단의 동작에 따라 어떤 기수행 액정 셀들에 대해 제1 데이터 공급수단에 의해 해당 제1 신호선 그룹을 통해 포지티브 신호가 공급되고 임의의 시간 간격(λ)이 경과한 후 제1 스위칭 제어수단의 동작에 따라 어떤 우수행 액정 셀들에 대해 제1 데이터 공급수단에 의해 네거티브 신호가 입력되는 시점에서 시간 간격(λ)이전에 포지티브 신호가 입력된 기수행 셀들에 대하여 제2 데이터 공급수단에서 동일한 크기의 포지티브 신호가 입력되도록 설정하는데 있다.

목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 다수의 액정 표시셀이 기판 매트릭스 상에 N개의 행과 M개의 렬에 따라 배치되어 있으며 어떤 액정 표시셀에 저장되는 특정 데이터를 제공하는 M개의 신호선으로 구성되는 두개의 신호선 그룹과, 제어신호에 따라 해당 신호선을 통해 전달되는 데이터가 액정셀에 전달될 수 있는 경로를 온/오프하는 각각의 액정 셀마다 두개씩 구비되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자에 제어신호를 공급하는 N개의 제어선으로 구성되는 두개의 제어선 그룹을 구비하는 액정 판넬에서 액정판넬 전체의 데이터 저장율을 균등하게 하기 위한 운영 방법에 있어서, 액정 판넬의 양측면중 일측면으로부터 제1 제어선 그룹을 구성하고 있는 N개의 제어선에 소정 시간 간격을 갖고 순차적으로 소정 펄스폭의 펄스신호를 걸어주어 연결되어 있는 제1의 스위칭 소자를 턴온시키는 제1 과정과 ; 제1 과정에 의해 턴온되어진 제1의 스위칭 소자와 연결되어 있는 특정 순번의 행을 구성하는 셀들 각각에 대응하는 특정 데이터를 액정 판넬의 상하측면중 일측면으로부터 제1 신호선 그룹을 구성하는 M개의 신호선을통해 전달하는 제2 과정과; 제1 과정과 제2 과정을 통해 각 셀들에 데이터를 저장하는 중에 아래의 식에 다른 시간 간격(λ)을 두고 액정 판넬의 양측면중 다른 일측면으로부터 제2 제어선 그룹을 구성하고 있는 N개의 제어선에 소정 시간 간격을 갖고 순차적으로 소정 펄스폭의 펄스신호를 걸어주어 연결되어 있는 제2의 스위칭 소자를 턴온시키는 제3 과정 ; 및 제3 과정에 의해 턴온되어진 제2의 스위칭 소자와 연결되어 있는 특정 순번의 행을 구성하는 셀들 각각에 대응하는 특정 데이터를 액정 판넬의 상하측면중 다른 일측면으로부터 제2 신호선 그룹을 구성하는 M개의 신호선을 통해 전달하는 제4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 전체의 데이터 저장율을 균등하게 하기 위한 운영 방법:

단,F _fram 는 프레임 주파수.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

제 3도는 본 발명에 따른 구동회로의 구성도로서, 다수의 액정 표시 셀이 기판 매트릭스 상에 N개의 행과 M개의 렬에 따라 배치되고 셀 각각에 대응하여 구성되어 있는 트랜지스터를 구비하고 있는 액정판넬(200)과, 영상신호의 수평/수직 동기신호(H/V)를 입력받아 각 동기에 대응하는 타이밍에 셀구동을 위한 제어신호를 발생시키는 타이밍 제어부(20)와, 각 수평동기에 실리는 아날로그 영상신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 출력하는 영상신호 발생부(10)와, N개의 주사선(G1∼GN)으로 이루어진 제1 주사선 그룹을 가지며 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 타이밍 제어부(20)의 제어에 따라 트랜지스터들의 게이트 구동전압을 공급하는 제1 게이트 구동회로(30A)와, M개의 신호선9D1∼DM)으로 이루어진 제1 신호선 그룹을 가지며 영상신호 발생부(10)에서 발생되는 디지털 화상 데이터를 입력받아 하나의 수평동기에 대응하는 분량을 저장한 후 제1 게이트 구동회로(30A)에서 트랜지스터들의 게이트 구동전압을 발생시키는 경우 제1 신호선 그룹을 구성하는 모든 신호선을 통해 저장된 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제1 데이터 구동회로(40A)와, 타이밍 제어부(20)에서 발생되는 제어신호를 입력받아 소정 개수의 수평동기 시간동안 지연시켜 출력하는 버퍼(50)와, N개의 주사선(G1'∼GN')으로 이루어진 제2 주사선 그룹을 가지며 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 버퍼(50)에서 출력되는 신호에 따라 트랜지스터들의 게이트 구동전압을 공급하는 제2 게이트 구동회로(70)와, 영상신호 발생부(10)에서 발생되는 디지털 화상 데이터를 소정갯수의 수평동기에 대응하는 분량만큼 저장하는 메모리(60), 및 M개의 신호선(D1'∼DM')을 가지며 메모리(60)에서 출력되는 데이터를 입력받아 하나의 수평동기에 대응하는 분량을 저장한 후 제2 게이트 구동회로(70)의 동작시 제2 신호선 그룹을 구성하는 모든 신호선을 통해 저장된 소정 분량의 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제2 데이터 그동회로(80)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 구성중 액정 판넬(200)는 첨부한 제4 도에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 주사선 그룹을 구성하는 주사선(G1∼GN)에 게이트 단자가 연결되고 제1 신호선 그룹을 구성하는 신호선(D1∼DM)에 드레인 단자가 연결되어 있는 트랜지스터들(Q11∼QNM)과, 제2 주사선 그룹을 구성하는 주사선(G1'∼GN')에 게이트 단자가 연결되고 제2 신호선 그룹을 구성하는 신호선(D1'∼DM')에 드레인 단자가 연결되어 있는 트랜지스터들(Q11'∼QNM')이 모든 액정 셀 각각에 대하여 각기 하나씩 구비되어 있다.

상기와 같이 제1 신호선 그룹과 제1 주사선 그룹에 연결되어 있는 트랜지스터들(Q11∼QNM)은 이하에서 제1 트랜지스터들이라고 지칭하겠으며, 이외에 제2 신호선 그룹과 제2 주사선 그룹에 연결되어 있는 트랜지스터들(Q11'∼QNM')은 제2 트랜지스터들이라고 지칭하겠다.

제1 트랜지스터들(Q11∼QNM)은 자신의 게이트 단자와 연결되어 있는 주사선에 하이신호가 걸리는 경우, 드레인 단자에 연결되어 있는 신호선에 걸리는 전압 즉, 제1 데이터 구동회로940A)에서 출력된 전압을 소스단자에 연결되어 있는 액정 셀에 걸어주게 된다.

또한, 제2 트랜지스터들(Q11'∼QNM')은 자신의 게이트 단자와 연결되어 있는 주사선에 하이신호가 걸리는 경우, 드레인 단자에 연결되어 있는 신호선에 걸리는 전압 즉, 제2 데이터 구동회로(80)에서 출력된 전압을 소스단자에 연결되어 있는 액정 셀에 걸어주게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동회로 및 액정 판넬의 바람직한 동작예를 첨부한 제5 도를 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

영상신호 발생부(10)에서는 아날로그 영상신호(AV)를 입력받아 샘플링하여 디지탈 신호로 변환한 후 출력하게 된다. 이때, 출력되는 디지털 영상신호는 시리얼하게 제1 데이터 구동회로(40A)와 메모리(60)에 입력된다.

또한, 타이밍 제어부(20)에는 영상신호 발생부(10)에 입력되는 아날로그 영상신호(AV)에 대응하는 수평/수직동기 신호(H/V)가 입력된다. 이때, 타이밍 제어부(20)는 입력되는 수평동기 신호에 따라 액정 판넬(200)을 구동시킬 수 있도록 제어신호를 출력하게 되고, 타이밍 제어부(20)에서 출력되는 제어신호에 의해 제1 게이트 구동회로(30A)는 자신에 연결되어 있는 제1 주사선 그룹을 형성하는 N개의 주사선(G1∼GN)중 해당 주사선에 하나의 클럭펄스를 걸어준다.

제1 게이트 구동회로(30A)에서 각 주사선(G1,G2,...)에 클럭펄스를 걸어주는 순서는 타이밍 제어부(20)에서 입력되는 제어신호에 따라 제5 도의 (가)도에 도시되어 있는 바와같이 제1 주사선(G1)에 소정 펄스폭을 갖는 펄스 클럭을 걸어주고, 제1 주사선(G1)에 걸리는 클럭의 하강 에지 시점에서 제2 주사선(G2)에는 상승에지 시점이 되도록 한다(제5(나)도 참조). 이러한 클럭 발생시점은 다음 주사선에서도 순차적으로 이루어진다(제5 도중 (다),(라),(바),(아) 참조).

상술한 바와 같이 각 주사선에 수평동기에 다른 클럭펄스가 걸리게 되면, 제1 데이터 구동회로(40A)는 영상신호 발생부(10)로부터 입력받아 저장하고 있던 수평동기 1회분에 대응하는 데이터를 M개의 제1 신호선 그룹(D1∼DM)을 통해 출력하게 된다.

그러므로, 만약 수직동기 신호 이후 첫번째 수평동기 신호에 대응하여 제1 게이트 구동회로(30A)에서 제1 주사선(G1)에 하이상태의 신호를 걸어주면(제5(가)도 참조) 각 액정 셀에 배치되어 있는 제1 트랜지스터들(Q11∼QNM)중 도면 참조번호 Q11에서 Q1M까지의 트랜지스터가 온동작하게 되고 그에따라, 제1 데이터 구동회로(40A)에 연결되어 있는 모든 신호선(D1∼DM)에 걸리는 전압신호가 각각의 해당 액정셀에 걸리게 된다.

이후, 두번째 수평동기 신호에 대응하여 제1 게이트 구동회로(30A)에서 제2 주사선(G2)에 하이상태의 신호를 걸어주면(이때, 제1 주사선(G1)의 전압 상태는 로우상태임: 제5(나)도 참조) 각 액정 셀에 배치되어 있는 제1 트랜지스터들(Q11∼QNM)중 도면 참조번호 Q21에서 Q2M까지의 트랜지스터가 온동작하게 되고 그에따라, 제1 데이터 구동회로(40A)에 연결되어 있는 모든 신호선(D1∼DM)에 걸리는 전압신호가 각각의 액정 셀에 걸리게 된다.

이러한 과정이 전체 제1 주사선 그룹을 구성하고 있는 N개의 주사선(G1∼GN)에 대해 순차적으로 이루어지는 동안, 타이밍 제어부(20)와 영상신호 발생부(10)에서 출력되는 신호는 신호 지연소자(50, 60)를 통해 제2 데이터 구동회로(80)와 제2 게이트 구동회로(70)에 전달된다.

즉, 영상신호 발생부(10)에서 출력되는 신호는 메모리(60)에 저장되는데, 메모리(60)에 저장되는 데이터 분량은 소정갯수의 수평동기에 대응하는 양이다. 또한, 타이밍 제어부(20)에서 출력되는 제어신호를 입력받는 버퍼(50)는 FIFO형으로 플립플롭등을 사용할 수 있는데, 메모리(60)에 저장되는 데이터 량에 대응한 소정시간이 지연되어 출력된다.

예를들면, 메모리(60)에 수평동기 3회분에 따른 데이터 량이 저장된다고 가정하면, 이에 따라 버퍼(50)에서 지연되는 시간역시 3번의 수평동기가 발생되는 시간만큼 지연되게 된다.

그러므로, 버퍼(50)에서 출력되는 신호는 3번의 수평동기에 대응하는 시간 만큼 지연된 신호인데, 제1 게이트 구동회로(30A)에서 4번째 주사선(G4)에 펄스를 걸어주는 시점(제5(라)도 참조)에 버퍼(50)에서 출력되는 신호를 입력받은 제2 게이트 구동회로(70)은 자신과 연결되어 있는 제2 주사선 그룹의 첫번째 주사선(G1')에 하이 신호를 걸어주게 된다(제5(마)도 참조). 이때, 제2 게이트 구동회로(70)의 동작에 대응하여 제2 데이터 구동회로(80)는 메모리(60)에서 출력되는 신호를 저장하고 있던 수평동기 1회분에 대응하는 데이터를 M개의 제2 신호선 그룹(D1'∼DM')을 통해 출력하게 된다.

그러므로, 제1 게이트 구동회로(30A)에 연결되어 있는 제1 주사선 그룹중 첫번째 주사선(G1)의 하이 전압 상태에서 제1 신호선 그룹의 신호선들(D1∼DM)을 통해 데이터가 충전되었던 제1 행에 해당하는 M개의 액정 셀들(C11∼C1M)에는 다시 한번 동일 데이터의 충전기회가 제공된다.

또한, 이러한 과정은 액정 판넬(200)을 구성하고 있는 전체 액정 셀들에 대하여 순차적으로 균등하게 이루어진다.

즉, 제1 행에 해당하는 M개의 액정 셀들(C11∼C1M)에 대하여 부연 설명하면, 제1 주사선 그룹의 첫번째 주사선(G1)의 하이전압 구간에 게이트 구동전압의 차이에 의해 제1 셀(C11)과 제M 셀(C1M)간의 전압 충전량에 차이(C11C1M)를 보이게 되지만, 제2 주사선 그룹의 첫번째 주사선(G1')의 하이전압 구간에 게이트 구동전압의 차이에 의해 제1 셀(C11)과 제M 셀(C1M)간의 전압 충전량에도 차이(C11C1M)를 보이게 되어 전체적으로 전압 충전량은 동일한 상태(C11=C1M)가 된다.

그에따라, 상술한 바와같이 동작하는 본 발명을 적용하면, 대면적의 액정 표시 장치를 형성하는데 있어, 액정 판넬의 좌우측에 관계없이 일정한 데이터 충전시간을 유지할 수 있어 데이터 충접 불균일에 의한 화상 열화 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 동일 셀행에 대해 첫번째 데이터 충전시간에서 두번째 충전시간까지의 시간차를 3번의 수평동기 시간으로 한정하여 설명하였는데 즉, 제5(나) 도와 제5(사) 도에서의 클럭 상승시간의 간격(λ)은 아래의 식의 범위안에서 임의로 설정 가능하다.

단,F _fram 는 프레임 주파수를 칭함.

이때, 식의 도출과정은 아래의 제6 도를 참조하여 설명한다.

일반적으로, 액정표시장치는 액정의 열화를 방지하기 위하여 교류 구동을 하는데, 한 개의 화소를 기준으로 수직동기의 주기에 따라 포지티브 신호와 네거티브 신호가 액정에 번갈아 걸린다. 포지티브 신호에서의 액정전압 변화와 네거티브 신호에서의 액정전압변화의 값은 서로 다르기 때문에 이러한 데이터신호의 교류구동방식은 액정의 실효전압을 불균형화시킴으로써 액정에 투과되는 광량의 차이를 일으켜 화면이 깜박이는 플리커(flicker)를 야기시킨다.

상술한 바와같이 포지티브 신호와 네거티브 신호를 번갈아 가며 화소에 인가되는 방식 즉, 데이터 인버젼(data inversion)의 종류를 간단하게 나열하면, 화소어레이부 전 영역에 걸쳐서 프레임에 따라 번갈아 인가되어, 화면이 바뀔 때마다 화소 전체의 광투과율이 바뀌는 프레임(frame)인버젼 방식과, 주사선의 라인에 따라 번갈아 인가되어 매트릭스 어레이의 각 라인에 교대로 광투과율이 바뀌는 라인(line) 인버젼 방식과, 신호선의 라인 즉, 컬럼에 따라 번갈아 인가되어 각 컬럼에 교대로 광투과율이 바뀌는 컬럼(colum) 인버젼 방식, 및 라인 인버젼과 컬럼 인버젼을 합친 신호인가 방법으로 수평 및 수직 방향으로 인접한 화소의 극성이 반대가 되도록 번갈아 인가되어 소정의 화소와 이웃 화소와의 광투과율이 바뀌는 돗트(dot) 인버젼 방식이 있다.

상술한 바와 같이, 돗트 인버젼에 의한 데이터신호 인가방식이 화면전체의 공간 에버리징(spatial averaging)에 의하여 상술한 플리커 현상을 최소로 감소시킬수 있다.

그러나, 여러 가지 이유로 인해 라인 인버젼 방식을 가장 많이 사용하고 있는데, 이는 본 발명에서도 마찬가지이다.

이때, 라인 인버젼을 사용하는 경우 제6(가) 도에 도시되어 있는 바와같이, 임의의 액정 셀들은 현재 영상 프레임의 수평동기에 따른 해당 주사선에 실리는 게이트 구동전압(실선으로 도시함)의 하이상태에서 신호선으로부터 입력되는 전압에 의해 화소의 액정 및 보조용량 캐패시터가 충전(점선으로 도시함)되는데, 다음 영상 프레임의 수평동기에 따른 게이트 구동전압이 발생될때까지 방전 현상에 의해 전하충전량의 변화가 발생된다.

이러한 현상은 LCD의 특성상 상당한 열화현상을 발생시키게 된다.

이와같은 현상을 방지하기 위하여 재안되었던 종래의 대표적인 방식을 간략히 살펴보면, 액정 셀의 임의의 영역에 전하 충전을 위한 보조 용량 캐패시터(Cs)를 제2 도에 도시되어 있는 바와 같이 구비하는 것이다.

그러나, 본 발명에서는 첨부한 제6(나) 도에 도시되어 있는 바와 같이 종전의 방식에 따라 제1 게이트 구동회로(30A)가 임의의 주사선에 일차 클럭을 걸어주는 시점(A)에서 동일 주사선을 통해 이차 클럭을 걸어주는 시점(B) 사이의 임의의 시점(C)에 제2 게이트 구동회로(70)에 의해 해당 주사선에 다시 한번의 클럭이 걸리게 되며, 이때 제2 데이터 구동회로(80)에 의해 A시점에서 제1 데이터 구동회로(40A)에서 발생된 것과 동일한 데이터가 현재 자연방전 상태의 액정셀에 걸리게 되어 자연방전으로 부족해진 전압을 재충전할 수 있게 된다.

그러므로, 본 발명에서는 첨부한 제4도에 도시되어 있는 바와같이 보조 용량 캐패시터(Cs)가 필요없기 때문에 종래 제2 도에 도시되어 있는 바와같이 보조 용량 캐패시터(Cs)가 구비되어 있으므로 얻게되는 장점을 유지할 수 있으며, 종래 기술에서 보조 용량 캐패시터(Cs)가 구비되어 있으므로 발생되는 문제점(개구율 저하, 용량 증가에 의한 게이트 구동펄스 전달시간 지연, 수율 감소, 드라이버 IC의 구동 능력 증대 필요성,...)이 해소된다.

그러므로, 식은 첨부한 제6 도를 설명한 바와같이 가장 액정 표시장치의 구동성에 따라 알맞은 시점을 시스템 설계시 임의로 설정할 수 있다.

그러나, 시점의 설정시 고려해야할 대상중 가장 중요한 파라메타는 화소간섭(Crosstalk)으로서, 본 발명의 실시예에서 라인 인버젼 방식을 사용함에 따라 어떤 프레임에서 기수행에 대하여 포지티브 신호가 입력되고 우수행에 대하여 네거티브 신호가 입력된다고 가정하면, 제6(나) 도에서의 A시점은 제1 게이트 제어회로(30A)의 동작에 따라 어떤 기수행 액정 셀들에 대해 제1 데이터 구동회로(40A)에 의해 포지티브 신호가 입력된다.

그에따라, C시점은 제1 게이트 제어회로(30A)의 동작에 따라 어떤 우수행 액정 셀들에 대해 제1 데이터 구동회로(40A)에 의해 네거티브 신호가 입력되는 시점에 A시점에서 포지티브 신호가 입력된 셀들에 대하여 제2 데이터 구동회로(80)에서 동일한 크기의 포지티브 신호가 입력되도록 설정하여야 한다.

상기와 같이 A시점과 C시점을 설정하면 화소간섭을 최소화할 수 있게 되는 부가적인 효과를 얻을 수 있으며, 반면에 A시점이 기수행의 동작시점인 경우 C시점도 기수행의 동작시점이라면 화소간섭의 현상은 더욱 심화된다.

또한, 제3 도 내지 제5 도를 참조하여 본 발명을 설명하는 가운데, 제5 도의 설명에서 제2 게이트 구동회로(70)와 제2 데이터 구동회로(80)의 동작이 액정 판넬의 하부 측에 대해 재 충전 기회가 없는 것처럼 설명되었으나, 이는 각 구성상의 리신호와 인에이블 등의 신호선을 도시하지 않았기 때문에 설명의 편의성을 위한 것이였으며 실제로는 하부 측에서도 동일하게 재 충전기회를 제공할 수도 있다.

반면에, 하측면에 대하여 재 충전 기회를 제공하지 않는다 하더라도, 인간의 시각적 특성에 의해 하측면에서 발생되는 화상의 열화 현상을 느끼지 못하기 때문에 큰 문제는 없다.

그 이유는, 인간의 시각은 움직이는 부분에 대하여 민감하게 반응하며 물체의 중심이 빠르게 인식되는 특성을 갖고 있다.

그러므로, 영상의 화면이 예를들면 해변이라면 화상데이타의 해상도가 낮아도 사람이 느끼지 못하는 부분은 모래사장과 수평선 부분이다. 반면에, 모래사장과 바다의 경계부분 즉, 파도가 치는 부분은 화상데이타의 해상도가 조금만 떨어저도 해상도의 떨어짐을 빠르게 인식하게 된다.

또한, 인간의 시각적 또는 심리적인 특성은 영화등과 같이 빠른 움직임을 갖는 영상에 대해 화면 중앙부에는 매우 민감하게 반응하는 반면에, 화면의 주변부에서는 화상의 열화현상이나 해상도의저하에 대하여 매우 둔감한 면을 갖게됨에 따라 하측의 일부 면에 대하여 재충전 기회를 제공하지 않더라도 사용자는 이를 느끼지 못하게 된다.

Claims

다수의 액정 표시 셀이 기판 매트릭스 상에 N개의 행과 M개의 렬에 다라 배치되어 있는 액정 판넬과, 영상신호의 수평/수직 동기신호를 입력받아 각 동기에 대응하는 타이밍에 셀구동을 위한 제어신호와 영상신호를 발생시키는 구동제어부를 구비하고, 셀에 각각 대응하여 구성되어 있는 스위칭 소자들의 온/오프를 통해 각 셀에 임의의 화소값을 저장시키는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에서의 액정 판넬 구동 회로에 있어서: N개의 주사선으로 이루어진 제1 주사선 그룹을 가지며 구동제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 각 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 1차 스위치 온/오프 신호를 공급하는 제1 스위칭 제어수단과; M개의 신호선으로 이루어진 제1 신호선 그룹을 가지며 구동제어부에서 발생되는 화상 데이터를 소정 분량 저장한 후 제1 스위칭 제어수단의 동작시 연결되어 있는 신호선 모두를 통해 저장된 소정 분량의 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제1 데이터 공급수단과; 구동제어부에서 발생되는 화상 데이터를 소정개수의 수평동기에 대응하는 분량만큼 저장하는 화상데이터 저장수단과; 구동제어부에서 발생되는 제어신호를 입력받아 소정시간동안 지연시켜 출력하는 시간 지연수단과; N개의 주사선으로 이루어진 제2 주사선 그룹을 가지며 주사선에 공통적으로 연결되어 있는 소정갯수의 셀에 해당 주사선을 통해 시간 지연수단에서 출력되는 신호에 따라 2차 스위치 온/오프 신호를 공급하는 제2 스위칭 제어수단 ; 및 M개의 신호선으로 이루어진 제2 신호선 그룹을 가지며 화상데이터 저장수단에서 출력되는 데이터를 소정 분량 저장한 후 제2 스위칭 제어수단의 동작시 연결되어 있는 신호선 모두를 통해 저장된 소정분량의 화상 데이터를 병렬적으로 공급하는 제2 데이터 공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에서의 액정판넬 구동 회로.
제 1항에 있어서, 시간 지연수단은 FIFO형 버퍼를 사용하는 것을 트징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에서의 액정 판넬 구동 회로.
제 1항에 있어서, 시간 지연수단과 화상데이터 저장수단은 제1 스위칭 제어수단이 자신과 연결되어 있는 모든주사선을 통해 한번씩 스위치 온/오프 신호를 제공한 시점에서 클리어되는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 시간 지연수단과 화상데이터 저장수단이 클리어되는 시점은 구동제어부에서 수직동기신호를 입력받은 시점인 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 제2 스위칭 제어수단과 제2 데이터 공급수단은 시간 지연수단과 화상데이터 저장수단이 클리어되는 시점에서 클리어되는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 1항에 있어서, 신호선들에는 라인 인버젼 방식으로 데이터가 걸리는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 1항에 있어서, 제1 스위칭 제어수단은 액정 판넬의 좌측면에 위치하고, 제2 스위칭 제어수단은 액정 판넬의 우측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 1항에 있어서, 제1 데이터 공급수단은 액정 판넬의 상측면에 위치하고, 제2 데이터 공급수단은 액정 판넬의 하측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 1항에 있어서, 제2 데이터 공급수단에서 제공되는 데이터는 특정 셀에 대하여 제1 데이터 공급수단에서 제공되어진 데이터와 동일한 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 1항 또는 제 9항에 있어서, 제2 데이터 공급수단에서 특정 셀에 데이터를 제공하기 위한 제2 스위칭 제어수단의 동작시점은 특정 셀에 제1 데이터 공급수단에서 데이터를 제공하기 위한 제1 스위칭 제어수단의 동작시점으로부터 아래의 식에 따른 시간 간격(λ)이내에 존재하는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로 :

단,F _fram 는 프레임 주파수.
제 10항에 있어서, 제2 데이터 공급수단에서 특정 셀에 제공되어진 데이터는 제1 데이터 공급수단에서 특정 셀에 제공되어진 데이터의 자연 방전량을 보상하는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 11항에 있어서, 셀은 액정 캐패시던스 성분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
제 10항에 있어서, 어떤 프레임에서 액정 판넬을 구성하고 있는 액정 셀들의 행렬배치중 기수행에 대하여 포지티브 신호가 입력되고 우수행에 대하여 네거티브 신호가 입력되는 경우 시간간격(λ)는, 제1 스위칭 제어수단의 동작에 따라 어떤 기수행 액정 셀들에 대해 제1 데이터 공급수단에 의해 해당 제1 신호선 그룹을 통해 포지티브 신호가 공급되고 임의의 시간간격(λ)이 경과한 후 제1 스위칭 제어수단의 동작에 따라 어떤 우수행 액정 셀들에 대해 제1 데이터 공급수단에 의해 네거티브 신호가 입력되는 시점에서 시간간격(λ)이전에 포지티브 신호가 입력된 기수행 셀들에 대하여 제2 데이터 공급수단에서 동일한 크기의 포지티브 신호가 입력되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 구동 회로.
다수의 액정 표시 셀이 기판 매트릭스 상에 N개의 행과 M개의 렬에 따라 배치되어 있으며 어떤 액정 표시셀에 저장되는 특정 데이터를 제공하는 M개의 신호선으로 구성되는 두개의 신호선 그룹과, 제어신호에 따라 해당 신호선을 통해 전달되는 데이터가 액정셀에 전달될 수 있는 경로를 온/오프하는 각각의 액정 셀마다 두개씩 구비되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자에 제어신호를 공급하는 N개의 제어선으로 구성되는 두개의 제어선 그룹을 구비하는 액정 판넬에서 액정 판넬 전체의 데이터 저장율을 균등하게 하기 위한 운영 방법에 있어서, 액정 판넬의 양측면중 일측면으로부터 제1 제어선 그룹을 구성하고 있는 N개의 제어선에 소정 시간 간격을 갖고 순차적으로 소정 펄스퍽의 펄스신호를 걸어주어 연결되어 있는 제1의 스위칭 소자를 턴온시키는 제1 과정과; 제1 과정에 의해 턴온되어진 제1의 스위칭 소자와 연결되어 있는 특정 순번의 행을 구성하는 셀들 각각에 대응하는 특정 데이터를 액정 판넬의 상하측면중 일측면으로부터 제1 신호선 그룹을 구성하는 M개의 신호선을 통해 전달하는 제2 과정과; 제1 과정과 제2 과정을 통해 각 셀들에 데이터를 저장하는 중에 아래의 식에 다른 시간간격(λ)을 두고 액정 판넬의 양측면중 다른 일측면으로부터 제2 제어선 그룹을 구성하고 있는 N개의 제어선에 소정 시간 간격을 갖고 순차적으로 소정 펄스폭의 펄스신호를 걸어주어 연결되어 있는 제2의 스위칭 소자를 턴온시키는 제3 과정 ; 및 제3 과정에 의해 턴온되어진 제2의 스위칭 소자와 연결되어 있는 특정 순번의 행을 구성하는 셀들 각각에 대응하는 특정 데이터를 액정 판넬의 상하측면중 다른 일측면으로부터 제2 신호선 그룹을 구성하는 M개의 신호선을 통해 전달하는 제4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 판넬 전체의 데이터 저장율을 균등하게 하기 위한 운영 방법.

단,F _fram 는 프레임 주파수.