KR20000056479A - 액정표시장치의 구동 시스템 및 액정 패널 구동 방법 - Google Patents

액정표시장치의 구동 시스템 및 액정 패널 구동 방법 Download PDF

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Abstract

액정 모듈의 각 화소에 인가되는 소스 신호들과 게이트 신호들 중 소스 신호들이 액정 모듈에서 인가 쪽에서 멀어질수록 정상 전압 레벨로 상승되는 시간이 지연되는 점을 감안하여 소정 개수의 게이트 드라이브 집적회로 단위로 게이트 신호 출력을 지연시킴으로써 게이트 라인 스캔 시간을 소스 신호 인가 시간 기준으로 조정하여 액정 캐패시터의 충전율을 개선시키는 액정표시장치의 구동 시스템과 액정 패널 구동 방법에 관한 것으로서, 전원공급부, 컨트롤러, 계조 발생부, 게이트 전압 발생부, 소스 드라이브 파트, 게이트 드라이브 파트 및 액정 패널을 구비하고, 상기 게이트 드라이브 파트는 제 1 지연부로 입력되는 출력 인에이블 신호가 제 2, 제 3 … 제 m 지연부를 거치면서 각 지연부 별로 소정 시간씩 누적 지연된 출력 인에이블 신호를 갖는 지연 수단과, 입력되는 컨트롤신호들에 의하여 동작되어서 소정 개수의 게이트 신호를 출력하는 n 개의 게이트 드라이브 집적회로들을 구비하며, 상기 지연부들로부터 출력되는 상기 각 출력 인에이블 신호들은 각각 최소한 하나 이상의 게이트 드라이브 집적회로에 인가되고, 상기 게이트 드라이브 집적회로는 출력 인에이블 신호가 지연된 시간만큼 상기 게이트 신호를 지연하여 출력하도록 구성된다.

Description

액정표시장치의 구동 시스템 및 액정 패널 구동 방법{system for driving of an LCD apparatus and method for an LCD panel}
본 발명은 액정표시장치의 구동 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 모듈의 각 화소에 인가되는 소스 신호들과 게이트 신호들이 각 신호의 인가쪽에서 멀어질수록 정상 전압 레벨로 상승되는 시간이 지연됨에 따라서 발생되는 액정 캐패시터의 불충분한 충전을 소정 개수의 게이트 드라이브 집적회로 단위로 출력되는 게이트 신호의 출력 시점을 지연시킴으로써 개선시킨 액정표시장치의 구동 시스템 및 액정 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
평판표시장치의 일종인 액정표시장치는 화소 별로 인가되는 전압에 따라서 광의 투과도가 변하는 액정의 전기적인 특성을 이용한 것이며, 액정표시장치는 다른 표시장치에 비하여 저전압으로 구동이 가능하고 전력소모가 적기 때문에 널리 이용된다.
액정표시장치는 화상 신호를 전송받으며 액정 모듈과 백라이트 어셈블리 및 기타 고정물들로 구성되고, 액정 모듈은 액정패널과 인쇄회로기판이 접속되어 구성되며, 인쇄회로기판에는 소스/게이트 드라이브 집적회로들과 기타 컨트롤러와 같은 부품들이 실장된다.
이 중 액정 패널에서 화면이 형성되고, 액정 패널의 각 화소에 소스 신호와 게이트 신호가 인가되며, 게이트 신호는 액정패널에 형성된 게이트 라인을 통하여 화소를 이루는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 'TFT'라 함)의 게이트 전극에 인가되며, TFT는 게이트 신호의 레벨에 따라서 턴온 또는 턴오프된다. 게이트 전압에 따라서 TFT가 턴온 또는 턴오프되면 화소 전극과 대향 전극 사이가 소스 전압의 레벨에 의하여 결정되는 대전 정도에 따라서 액정의 배열상태가 변화된다. 즉 액정 캐패시터가 충전되며, 충전 정도에 따라서 광의 투과도가 달라진다.
각 화소 별로 전술한 방법으로 액정이 구동됨으로써 액정 패널에는 소정 화면이 형성된다.
도 1을 참조하면, 복수 개의 게이트 드라이브 집적회로가 구성된 게이트 드라이브 파트(4)와 복수 개의 소스 드라이브 집적회로가 구성된 소스 드라이브 파트(6)에서 각각 출력되는 게이트 신호들과 소스 신호들이 액정 모듈(2)로 인가되며, 게이트 드라이브 파트(4)는 화소의 턴온/턴오프를 위하여 게이트 신호를 액정 모듈(2)에 종방향으로 순차적으로 반복 공급하고, 소스 드라이브 파트(6)는 액정의 충전을 위한 소스 신호를 액정 모듈(2)의 횡방향으로 반복 공급한다. 액정 모듈(2)의 각 화소별로 게이트 전압과 소스 전압의 인가 시점은 도 2a와 같이 인가되도록 설정된다.
그러나, 일반적으로 액정 패널(2)의 ① 위치에서 ② 위치로 갈수록 게이트 신호가 인가되는 시간의 지연이 발생되고, ① 위치에서 ③ 위치로 갈수록 소스 신호가 인가되는 시간의 지연이 발생된다.
구체적으로, 도 1의 ① 위치에서 게이트 신호와 소스 신호는 도 2a와 같이 정상적으로 인가된다. 여기에서 게이트 신호는 약 20V 수준의 턴온 전압 Von과 -7V 수준의 턴오프 전압 Voff 간을 스윙하며, 소스 신호는 포지티브 양극성(Positive Polarity) 또는 네가티브 양극성(Negative Polarity)에 따라서 블랙 레벨이 달라지며, 각 화소별 소스 신호의 전압은 양극성에 따른 특정 그레이 레벨을 표현하기 위한 전압 V+, V- 간에 스윙된다. 미설명부호 G는 게이트 신호를 지시하는 것이며, S는 소스 신호를 지시하는 것이다.
그리고, 소스 신호와 게이트 신호는 정해진 시퀀스에 따라 도 2a와 같은 타이밍을 갖지며, 그에 따라서 소스 신호가 라이징되면 소정 시간 후 게이트 신호가 라이징되고, 게이트 신호가 폴링되면 소정 시간 후 게이트 신호가 폴링된다. 즉, 소스 신호가 V+ 전압의 상태를 유지할 때 게이트 신호가 턴온 레벨로 변환됨으로써 화소를 이루는 TFT가 턴온되고 이때 소스 신호는 액정 캐패시터에 충전된다. 전술한 소스 신호와 게이트 신호가 라이징되는 시점 간에는 시간차 Ts가 존재하고, 소스 신호와 게이트 신호의 폴링 시점 간에도 시간차 Tg가 존재한다. 시간차 Ts에는 소스 신호의 충전이 이루어지고, 시간차 Tg에는 게이트 신호의 레벨이 다운되며, 이들 시간은 임의 조정 가능하다.
한편, 액정 패널(2)에는 게이트 라인과 소스 라인에 의한 저항과 캐패시턴스가 존재하며, 이러한 저항과 캐패시턴스는 도 2와 같이 위치별로 소스 신호와 게이트 신호의 파형을 변화시키고, 이러한 파형 변화는 각 신호의 인가 쪽으로부터 멀어질수록 커진다. 그러므로, 도 2b와 도 2d와 같이 게이트 드라이브 파트(4)로부터 떨어질수록 게이트 신호의 라이징과 폴링이 완만하게 파형이 변화되고, 도 2c와 도 2d와 같이 소스 드라이브 파트(6)로부터 떨어질수록 소스 신호의 라이징과 폴링이 완맘??하도록 파형이 변화된다.
일반적으로 고 해상도, 대 화면으로 기술이 발전됨에 따라서 게이트 라인의 스캔 시간이 짧아지고, 도 2와 같은 종래의 방법으로 액정 패널을 구동하는 경우 화소의 턴온 시간이 충분히 확보되지 않는다. 특히 화소의 충전율은 소스 신호와 게이트 신호가 저항과 캐패시턴스에 의하여 영향을 많이 받는 쪽에서 심하게 떨어지며, 그만큼 화면이 열화되고 전체적으로 유니포미티가 악화된다.
그러므로, 고 해상도와 대 화면의 기술이 발전됨에 따라서 게이트 라인 스캔 시간이 감소되어도 액정 캐패시터의 충전 시간이 충분히 보장되는 방법의 제시가 소망되고 있다.
본 발명의 목적은 액정 패널의 게이트 신호와 소스 신호가 각각 인가되는 쪽에서 멀어질수록 액정 캐패시터의 충전에 필요한 레벨로 라이징되는 시간이 길어지는 것을 감안하여 게이트 신호의 턴온되는 구간을 소정 단위의 게이트 드라이브 집적회로에 연결된 게이트 라인들 별로 지연되게 조정함으로써 화소의 턴온 시간을 확보하여 액정 캐패시터의 충전율을 개선함에 있다.
본 발명의 또다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 종래의 액정모듈의 구동 설명을 위한 블록도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 화소별 게이트 전압과 소스 전압의 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시를 위한 액정표시장치의 구동 시스템의 블록도이다.
도 4는 도 3의 소스 드라이브 파트에 구성되는 개별 소스 드라이브 집적회로의 상세 블록도이다.
도 5는 도 3의 게이트 드라이브 파트에 구성되는 개별 게이트 드라이브 집적회로의 상세 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예로써 도 3의 게이트 드라이브 파트에 구성되는 게이트 드라이브 집적회로들의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 지연부의 일실시예를 나타내는 회로도이다.
도 8은 게이트 신호의 지연을 설명하기 위한 파형도이다.
도 9는 본 발명에 따른 화소별 게이트 신호와 소스 신호의 파형도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치 구동 시스템은각 부에 필요한 직류 전압을 공급하는 전원공급부, 소정 화면을 구현하기 위한 데이터와 컨트롤신호들을 출력하는 컨트롤러, 상기 전원공급부로부터 인가되는 전압을 이용하여 복수의 계조 전압들을 발생하는 계조 발생부, 상기 전원공급부로부터 인가되는 전압을 이용하여 게이트 턴온/턴오프 전압을 출력하는 게이트 전압 발생부, 상기 데이터와 상기 컨트롤신호들에 포함된 일부 신호 및 계조 전압들이 입력됨으로써 소스 신호들을 출력하는 소스 드라이브 파트, 상기 컨트롤 신호들에 포함된 다른 일부 신호와 게이트 턴온/턴오프 전압이 인가되엇 게이트 신호들을 출력하는 게이트 드라이브 파트 및 상기 게이트 신호들과 소스 신호들이 인가되어 구동됨으로써 소정 화면이 디스플레이되는 액정 패널을 구비한다.
여기에서 상기 게이트 드라이브 파트는 제 1 지연부로 입력되는 출력 인에이블 신호가 제 2, 제 3 … 제 m 지연부를 거치면서 각 지연부 별로 소정 시간씩 누적 지연된 출력 인에이블 신호를 갖는 지연 수단과, 입력되는 컨트롤신호들에 의하여 동작되어서 소정 개수의 게이트 신호를 출력하는 n 개의 게이트 드라이브 집적회로들을 구비하며, 상기 지연부들로부터 출력되는 상기 각 출력 인에이블 신호들은 각각 최소한 하나 이상의 게이트 드라이브 집적회로에 인가되고, 상기 게이트 드라이브 집적회로는 출력 인에이블 신호가 지연된 시간만큼 상기 게이트 신호를 지연하여 출력하도록 구성된다.(상기 m, n은 임의의 자연수, n≥m)
여기에서, 상기 지연 수단은 저항과 캐패시터가 병렬로 구성되는 지연부들이 직렬 구성되어서 상기 출력 인에이블 신호를 각각 지연시키고, 초기 입력되는 출력 인에이블 신호와 각 지연부에서 지연된 각 출력 인에이블 신호가 최소한 하나 이상의 게이트들로 입력되도록 구성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 각 지연부는 상기 게이트 드라이브 집적회로와 일 대 일 또는 일 대 다수로 대응되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 액정 패널 구동 방법은 화면을 형성하기 위한 데이터 신호, 복수의 컨트롤 신호, 계조 전압들, 게이트 턴온/턴오프 전압들이 선택적으로 인가됨에 따라서 복수의 게이트 드라이브 집적회로들과 소스 드라이브 집적회로들이 구동되어서 게이트 신호들과 소스 신호들이 액정 패널로 출력되고, 액정 패널이 게이트 신호들과 소스 신호들에 의하여 동작되며, 상기 게이트 신호와 소스 신호의 시퀀스는 소스 신호 라이징, 게이트 신호 턴온, 게이트 신호 턴오프, 소스 신호 폴링의 순으로 이루어지고, 상기 게이트 신호들이 소정 수의 게이트 라인 단위로 구분되어서 상기 소스 신호가 인가되는 시점으로부터 단계적으로 누적 지연되어 상기 액정 패널로 인가된다.
여기에서, 상기 게이트 신호는 게이트 드라이브 집적회로 별로 구분되어 누적 지연되어 상기 액정 패널로 인가되며, 바람직하기로는 액정 패널을 기준으로 소스 신호 출력 측에 최근접한 게이트 드라이브 집적회로의 게이트 신호 출력 시점은 소스 신호 출력 시점으로부터 총 지연시간/ 총 게이트 드라이브 집적회로 수 만큼 지연되고 순차적으로 게이트 드라이브 집적회로의 게이트 신호 출력 시점이 상기 총 지연시간/ 총 게이트 드라이브 집적회로 수 만큼 누적 지연되어 출력될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 도 3과 같은 구성을 갖는 액정표시장치의 구동 시스템에 실시되며, 먼저 액정표시장치의 구동 시스템에서 소정 컬러 데이터와 컨트롤 신호는 컨트롤러(10)로 입력되고, 직류 전원은 전원 공급부(12)로 제공된다. 전원 공급부(12)는 컨트롤러(10)와 계조 발생부(14) 및 게이트 전압 발생부(16) 동작에 필요한 정전압들을 공급하도록 구성되며, 게이트 전압 발생부(16)는 게이트 드라이브 파트(18)에 턴온/턴오프 전압 발생을 위한 전압들을 공급하도록 구성되고, 계조 발생부(14)는 소스 드라이브 파트(20)에 계조 전압들을 공급하도록 구성된다. 여기에서 게이트 드라이브 파트(18)와 소스 드라이브 파트(20)에는 복수 개의 게이트 드라이브 집적회로와 소스 드라이브 집적회로가 각각 조합되어 구성된다.
그리고, 컨트롤러(10)는 소스 드라이브 파트(20)에 컨트롤 신호들과 화소 별 그레이 레벨을 결정하기 위한 데이터를 출력하며, 게이트 드라이브 파트(18)에도 컨트롤 신호들을 출력하도록 구성된다.
그리고 소스 드라이브 파트(20)와 게이트 드라이브 파트(18)는 소스 신호와 게이트 신호를 액정 패널(22)에 인가하며, 액정 패널(22)은 TFT들이 매트릭스 구조로 형성되고 소스에 소스 신호가 인가되며 게이트에 게이트 신호가 인가되고 드레인에 스토리지 캐패시터 Cs와 액정 캐패시터 CLC가 형성된다.
도 4를 참조하면, 소스 드라이브 파트(20)에 구성되는 개별 소스 드라이브 집적회로는 시프트레지스트(30)와 래치(32)와 디지털/아날로그 컨버터(34) 및 버퍼(36)로 구성되고, 시프트 레지스트(30)는 소정 주파수를 갖는 수평클럭신호 H_CLK와 시프트 신호 STH를 인가받는다. 여기에서 수평클럭신호 H_CLK는 컨트롤러(10)에 입력되는 마스트 클럭 신호의 주파수가 이분주 또는 사분주된 주파수를 가지며, 시프트 신호 STH는 한 수평주기마다 한 펄스씩 신호가 입력된다.
시프트 레지스트(30)는 수평클럭신호 H_CLK를 기준으로 소정 수의 클럭 단위로 펄스를 횡방향으로 순차적으로 래치(32)로 출력하도록 구성되며, 해당 용량만큼의 시프트 출력이 완료되면 캐리 아우트 신호가 생성되고, 캐리 아우트 신호는 다음 순서의 시프트 레지스트(도시되지 않음)에 출력 시프트 동작을 위하여 인가된다.
그리고, 컨트롤러(10)에서 출력된 화상에 대한 데이터가 래치(32)로 시리얼로 입력되고, 래치(32)는 시프트 레지스트(30)의 출력이 시프트되어 입력되는 순서대로 시리얼 데이터를 저장하고 로드 신호 TP가 입력되면 데이터를 출력한다.
그리고, 디지털/아날로그 컨버터(34)는 래치(32)로부터 입력되는 데이터를 엔코딩(Encoding)하여 소스 라인 별로 출력할 계조 전압을 선택하고, 계조 발생부(14)에서 인가된 계조전압들 중 특정 전압이 엔코딩된 결과에 의하여 택일되어 디지털/아날로그 컨버터(34)에서 버퍼(36)로 출력되며, 이러한 계조전압들의 출력이 래치(32)의 데이터 입력 순서에 따라서 각 라인별로 이루어진다.
전술한 바와 같이 디지털/아날로그 컨버터(34)로부터 출력되는 계조전압들은 버퍼(36)에 인가되고, 계조전압들은 버퍼(36)에서 출력이 조절되어 소스 전압으로서 액정패널(22)에 인가된다.
한편, 도 3의 게이트 드라이브 파트(18)는 복수 개의 지연부와 게이트 드라이브 집적회로의 조합으로 구성되며, 개별 게이트 드라이브 집적회로는 시프트 레지스트(40)와 레벨 시프트(42) 및 증폭부(44)로 구성된다.
시프트 레지스트(40)에는 시프트 신호 STV와 수직클럭신호 V_CLK가 입력되며, 시프트 레지스트(40)는 종방향으로 복수 개의 출력을 순차적으로 가지며, 그 후 캐리아우트 신호가 다른 시프트 레지스트(도시되지 않음)의 캐리인 신호로 입력된다.
레벨시프트(42)는 게이트 전압 발생부(16)로부터 턴온 전압 Von 및 턴오프 전압 Voff가 입력되며, 레벨시프트(42)의 입력 신호는 레벨이 상술한 턴온 전압 또는 턴오프 전압 레벨로 변환되어 증폭부(44)로 출력되고, 증폭부(44)는 입력된 신호를 소정 이득치로 증폭하여 게이트 신호로써 액정패널(22)에 입력한다. 이때 증폭부(44)는 출력 인에이블 신호 OE에 의하여 출력이 결정된다.
전술한 도 5와 같이 개별 게이트 드라이브 집적회로가 구성되며, 이러한 게이트 드라이브 집적회로들이 조합된 본 발명에 따른 게이트 드라이브 파트(18)는 도 6과 같이 구성된다.
게이트 드라이브 파트(18)에 구성되는 게이트 드라이브 집적회로의 수는 제작자의 의도와 해상도에 따라서 달라질 수 있으며, 실시예는 6개가 구성된 것에 대하여 적용하여 설명한다.
도 6의 게이트 드라이브 파트(16)에 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)가 구성되며, 각 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)에는 수직 클럭 신호 V_CLK과 턴온/턴오프 전압 Vo/Voff이 각각 입력되도록 구성된다.
그리고, 게이트 드라이브 집적회로(50)는 시프트 신호 STV가 인가되고 그에 따라서 생성된 캐리아우트 신호를 다음 게이트 드라이브 집적회로(51)에 전달하도록 구성되며, 캐리아우트 신호의 전달은 게이트 드라이브 집적회로(51)부터 게이트 드라이브 집적회로(55)까지 이루어진다.
그리고, 출력 인에이블 신호 OE는 지연부(60)와 게이트 드라이브 집적회로(50)에 입력되며, 출력 인에이블 신호 OE는 각 지연부(60∼64)를 순차적으로 거치면서 소정 시간씩 지연되고, 각 지연부(60∼63)는 출력되는 신호 OE1∼OE4를 게이트 드라이브 집적회로(51∼54)와 이어지는 지연부(61∼64)에 각각 입력하며, 지연부(65)는 최종 지연된 출력 인에이블 신호 OE5를 게이트 드라이브 집적회로(55)에 입력한다.
여기에서 게이트 전압을 지연시킬 총 시간을 임의의 A라 하면, 최초 출력 인에이블 신호 OE는 폴링 시점이 소스 신호 인가 시점보다 A/6 만큼의 시간차를 갖도록 입력되고, 각 지연부(60∼64)는 입력되는 출력 인에이블 신호를 A/6만큼 지연시키고, 그 결과 게이트 드라이브 집적회로(55)에 인가되는 출력 인에이블 신호 OE5는 각 지연부(60∼64)에서 지연된 신호들이 누적됨으로써 소스 신호 인가 시점보다 A 만큼 지연된 폴링 시간을 갖는다. 그리고, 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)들은 각 출력 인에이블 신호 OE∼OE5들이 폴링되는 시점에 게이트 신호를 출력한다. 한편, 게이트 신호의 출력 동작의 상세한 설명은 도 8을 참조하여 후술한다.
전술한 바에 있어서 지연부는 도 7과 같이 저항 R과 캐패시터 C로 이루어진 RC 지연 회로로 구성될 수 있으며, 그에 따라서 입력 단자 66으로 입력된 신호는 소정 시간 지연되어서 출력 단자 68을 통하여 출력되고, 이때 캐패시터는 게이트 라인과 소스 라인의 구성에 따라 형성되는 기생 캐패시터가 이용될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 실시예의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
실시예에서 소스 신호는 소정 화소에 대하여 게이트 신호가 턴온 레벨로 라이징되는 시점의 소정 시간 전에 라이징되고 그리고 게이트 신호가 턴오프 레벨로 다운되는 시점의 소정 시간 후에 폴링되게 액정 패널에 인가된다. 소스 신호와 게이트 신호의 라이징 시점 간의 시간차는 게이트 라인 별로 가변된다.
즉, 소스 신호와 최대 지연되는 게이트 신호의 라이징 시점의 시간차를 Ts(상술한 'A')라 하면, 일예로써 게이트 드라이브 집적회로의 수로 Ts를 분할한 시간차를 구하고, 게이트 드라이브 집적회로(50∼55) 별로 Ts/(게이트 드라이브 집적회로 수)만큼 게이트 신호를 지연시키며, 순차적으로 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)로부터 출력되는 게이트 신호 Go1∼Go6가 Ts/(게이트 드라이브 집적회로 수)만큼 지연됨으로써 지연 시간이 누적되어서 최종 게이트 드라이브 집적회로에서 출력되는 게이트 신호 Go6는 소스 신호의 라이징 시점보다 시간차 Ts 만큼 지연되어서 라이징 시점을 갖는다.
구체적으로 도 8을 참조하여 게이트 신호의 지연 동작을 설명하면, 소스 드라이브 파트(20)는 컨트롤러(10)로부터 구동신호 Tp가 인가됨으로써 소스 신호를 구동신호 Tp의 라이징 시점에 맞추어 출력하고, 게이트 드라이브 파트에 시프트 신호 STV와 출력 인에이블 신호 OE가 입력됨으로써 각 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)에서 게이트 신호 Go1∼Go6가 출력된다.
즉, 게이트 드라이브 집적회로(50)에 소스 신호와 동일한 라이징 시점을 갖는 시프트 신호 STV가 입력되면, 게이트 드라이브 집적회로(50)는 내부 시프트레지스트 동작 후 캐리아우트 신호 CO1를 발생하여 다음 게이트 드라이브 집적회로(51)에 캐리인 신호로 입력하고, 게이트 드라이브 집적회로(52)는 다시 내부 시프트레지스트 동작 후 캐리아우트 신호 CO2를 발생하여 다음 게이트 드라이브 집적회로(52)에 캐리인 신호로 입력한다. 이러한 방법으로 순차적으로 캐리아우트 신호 CO1∼CO5가 각 게이트 드라이브 집적회로(55)에 입력되며, 각 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)에 시프트 신호 STV 또는 캐리아우트 신호 CO1∼CO5가 입력되면 턴온 전압이 발생된다. 그리고, 각 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)에 출력 인에이블 신호가 입력되면 턴온 전압이 액정 패널로 출력된다.
한편, 게이트 드라이브 집적회로(50)에 연결된 액정 패널(22)의 게이트 라인들에 형성되는 화소는 소스 드라이브 파트(20)가 배치된 위치에서 가장 가까워서 소스 신호의 파형 변화 즉 충전에 필요한 레벨로 전압이 상승되는 소요 시간이 작으며, 게이트 드라이브 집적회로(55)에 연결된 액정 패널(22)의 게이트 라인들에 형성되는 화소는 소스 드라이브 파트가 배치된 위치에서 가장 멀어서 소스 신호의 파형 변화 즉 충전에 필요한 레벨로 전압이 상승되는 소요 시간이 많다.
그러므로, 각 게이트 드라이브 집적회로(50∼55)는 출력 인에이블 신호 OE∼OE5가 지연되어 인가되는 만큼 즉 각각 연결된 복수 개의 게이트 라인으로 Ts/6, 2Ts/6, 3Ts/6, 4Ts/6, 5Ts/6 및 6Ts/6(=Ts)만큼 소스신호 인가 시점보다 지연된 게이트 신호를 출력한다.
구체적으로, 게이트 드라이브 집적회로(50)에 출력 인에이블 신호 OE는 Ts/6 만큼 소스 신호가 출력되는 시점에 대하여 지연되어 폴링 시점을 갖도록 입력된다. 그리고, 게이트 드라이브 집적회로(51)에 출력 인에이블 신호 OE1는 출력 인에이블 신호 OE가 지연부(60)를 거쳐서 Ts/6만큼 더 지연된 상태이며, 각 지연부(61∼64)는 입력되는 각 출력 인에이블 신호 OE1∼OE5를 각각 Ts/6 만큼 지연하여 해당 게이트 드라이브 집적회로(52∼55)로 입력한다.
이에 따라서 게이트 드라이브 집적회로(50)에 비하여 게이트 드라이브 집적회로(51)는 게이트 신호 Go2의 출력이 Ts/6만큼 늦고, 게이트 드라이브 집적회로(52)는 게이트 드라이브 집적회로(51)에 비하여 게이트 신호 Go3의 출력이 Ts/6만큼 늦다. 결국 이와 같이 게이트 신호가 점차적으로 출력이 지연됨으로써 게이트 드라이브 집적회로(55)의 게이트 신호 Go6는 게이트 드라이브 집적회로(50)보다 5Ts/6만큼 늦게 출력된다.
그에 따라서 각 화소 별로 인가되는 소스 신호와 게이트 신호는 도 9와 같으며 도 9의 ①∼④은 도 3의 액정패널(22)의 ①∼④ 위치에 인가되는 소스 신호와 게이트 신호들이다. ①, ② 위치는 소스 신호 인가 쪽 제일 첫 화소이며, ③, ④ 위치는 게이트 신호 인가 쪽 제일 첫 화소이다.
액정 패널의 ① 위치와 ② 위치에서 소스 신호에 비하여 게이트 신호는 Ts/6만큼 지연되어 인가된다. ① 위치와 ② 위치의 화소는 게이트 드라이브 집적회로(50)에서 출력되는 게이트 신호 Go1가 인가되는 것들이며, 그에 따라서 게이트 신호가 인가되는 시점이 동일하다. 그리고, 게이트 신호 Go1의 턴온 구간은 소스 신호가 정상적인 레벨인 구간에 포함되어서 화소가 원하는 레벨로 충전되고, 그에 따라서 정확한 그레이 레벨로 화소가 투광된다.
그리고, 액정 패널의 ③ 위치와 ④ 위치에서 소스 신호에 비하여 게이트 신호는 Ts만큼 지연되어 인가된다. ③ 위치와 ④ 위치의 화소는 게이트 드라이브 집적회로(55)에서 출력되는 게이트 신호 G06가 인가되는 것들이며, 그에 따라서 게이트 신호 Go6가 인가되는 시점이 동일하다. 액정 패널의 ③ 위치와 ④ 위치는 소스 드라이브 파트와 가장 멀리 떨어진 곳으로써 소스 신호가 저항과 캐패시턴스의 영향을 많이 받아서 지연이 심하게 발생되며, 게이트 신호의 턴온 레벨은 소스 신호가 정상적인 그레이 레벨로 인가되는 구간에 포함된다. 따라서, ③ 및 ④ 위치의 화소는 원하는 레벨로 충전되고, 정확한 그레이 레벨로 화소가 투광된다.
전술한 바와 같이 게이트 드라이브 집적회로는 각각 소스 신호의 충전 시간을 분할한 시간만큼씩 게이트 신호의 출력을 지연함으로써 소스 신호가 정상적인 레벨을 유지하는 구간에서 화소를 이루는 TFT를 턴온 시킴으로써 게이트 턴온 시간을 도 2의 종래기술보다 5Ts/6 만큼 길게 할수 있어서 액정 캐패시터의 충전율이 개선된다.
본 발명은 게이트 신호의 턴온 구간이 소스 신호의 레벨이 정상적인 상태인 구간에 포함되도록 조정하는 것이며, 대화면, 고해상도를 실현하기 위해서는 게이트 신호의 턴온 구간이 15㎲ 이하로 줄어들기 때문에 그에 따라서 액정 캐패시터의 충전율을 개선시키기 위해서는 본 발명과 같이 게이트 신호의 턴온 구간을 소스 신호가 정상적인 레벨을 유지하는 구간으로 조정됨이 바람직하다.
물론, TFT의 특성 또는 레이어 구성의 특성상 소스 신호가 액정 캐패시터를 충전하는 레벨로 충전되는 시간은 가별될 수 있으나, 이는 제작자가 게이트 신호의 지연 정도를 조정함으로써 적극적으로 대응될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 실시예는 각 게이트 드라이브 집적회로 별로 지연하는 것이 예시되었으나, 이에 국한되지 않고 게이트 드라이브 집적회로를 둘 또는 셋 단위로 구분하여 지연시간을 조정 적용함은 본 명세서의 기술적 사상을 이해한 자라면 용이하게 실시할 수 있다. 이러한 경우 게이트 드라이브 집적회로 둘 또는 셋 단위로 지연부가 구성된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면 소스 전압이 각 화소 별 액정 캐패시터에 충전되는 충전율이 개선되므로 화면의 유니포미티가 확보된다. 특히, 본 발명은 대화면, 고해상도에 적용되어 짧은 게이트 신호 턴온 시간에서도 충분한 액정 캐패시터의 충전율이 보장되므로 화질이 개선된다.

Claims (9)

  1. 각 부에 필요한 직류 전압을 공급하는 전원공급부, 소정 화면을 구현하기 위한 데이터와 컨트롤신호들을 출력하는 컨트롤러, 상기 전원공급부로부터 인가되는 전압을 이용하여 복수의 계조 전압들을 발생하는 계조 발생부, 상기 전원공급부로부터 인가되는 전압을 이용하여 게이트 턴온/턴오프 전압을 출력하는 게이트 전압 발생부, 상기 데이터와 상기 컨트롤신호들에 포함된 일부 신호 및 계조 전압들이 입력됨으로써 소스 신호들을 출력하는 소스 드라이브 파트, 상기 컨트롤 신호들에 포함된 다른 일부 신호와 게이트 턴온/턴오프 전압이 인가되엇 게이트 신호들을 출력하는 게이트 드라이브 파트 및 상기 게이트 신호들과 소스 신호들이 인가되어 구동됨으로써 소정 화면이 디스플레이되는 액정 패널을 구비하는 액정표시장치의 구동 시스템에 있어서,
    상기 게이트 드라이브 파트는 제 1 지연부로 입력되는 출력 인에이블 신호가 제 2, 제 3 … 제 m 지연부를 거치면서 각 지연부 별로 소정 시간씩 누적 지연된 출력 인에이블 신호를 갖는 지연 수단과, 입력되는 컨트롤신호들에 의하여 동작되어서 소정 개수의 게이트 신호를 출력하는 n 개의 게이트 드라이브 집적회로들을 구비하며, 상기 지연부들로부터 출력되는 상기 각 출력 인에이블 신호들은 각각 최소한 하나 이상의 게이트 드라이브 집적회로에 인가되고, 상기 게이트 드라이브 집적회로는 출력 인에이블 신호가 지연된 시간만큼 상기 게이트 신호를 지연하여 출력하도록 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 시스템.(상기 m, n은 임의의 자연수, n≥m)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지연 수단은 저항과 캐패시터가 병렬로 구성되는 지연부들이 직렬 구성되어서 상기 출력 인에이블 신호를 각각 지연시키고, 초기 입력되는 출력 인에이블 신호와 각 지연부에서 지연된 각 출력 인에이블 신호가 최소한 하나 이상의 게이트들로 입력되도록 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 지연부는 상기 게이트 드라이브 집적회로와 일대일 대응되도록 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐패시터는 액정 패널 내부에 존재하는 기생 캐패시터를 이용하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 지연수단은 5개의 지연부를 구비하고, 제 1 지연부와 제 1 게이트 드라이브 집적회로로 인가되는 출력 인에이블 신호는 소스 신호가 인가된 시점으로부터 소스 신호가 인가된 후 정상 레벨로 상승되는데 필요한 시간으로 설정된 총 지연 시간의 1/6에 해당하는 시간만큼 지연된 후 상기 제 1 게이트 드라이브 집적회로가 게이트 신호를 출력하도록 인가되고, 상기 제 1 지연부 내지 제 5 지연부도 상기 총 지연 시간의 1/6씩 누적 지연하여 해당 게이트 드라이브 집적회로에 출력 인에이블 신호를 인가함으로써 게이트 신호가 단계적으로 상기 총 지연 시간의 1/6씩 지연되어 상기 액정 패널로 출력됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 지연부와 상기 게이트 드라이브 집적회로는 일 대 다수로 대응됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 시스템.
  7. 화면을 형성하기 위한 데이터 신호, 복수의 컨트롤 신호, 계조 전압들, 게이트 턴온/턴오프 전압들이 선택적으로 인가됨에 따라서 복수의 게이트 드라이브 집적회로들과 소스 드라이브 집적회로들이 구동되어서 게이트 신호들과 소스 신호들이 액정 패널로 출력되고, 액정 패널이 게이트 신호들과 소스 신호들에 의하여 동작되는 액정 패널 구동 방법에 있어서,
    상기 게이트 신호와 소스 신호의 시퀀스는 소스 신호 라이징, 게이트 신호 턴온, 게이트 신호 턴오프, 소스 신호 폴링의 순으로 이루어지고, 상기 게이트 신호들이 소정 수의 게이트 라인 단위로 구분되어서 상기 소스 신호가 인가되는 시점으로부터 단계적으로 누적 지연되어 상기 액정 패널로 인가됨을 특징으로 하는 액정 패널 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 신호는 게이트 드라이브 집적회로 별로 구분되어 누적 지연되어 상기 액정 패널로 인가됨을 특징으로 하는 액정 패널 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액정 패널을 기준으로 소스 신호 출력 측에 최근접한 게이트 드라이브 집적회로의 게이트 신호 출력 시점은 소스 신호 출력 시점으로부터 총 누적지연시간/총 게이트 드라이브 집적회로 수 만큼 지연되고 순차적으로 게이트 드라이브 집적회로의 게이트 신호 출력 시점이 상기 총 누적지연시간/총 게이트 드라이브 집적회로 수 만큼 누적 지연되어 출력됨을 특징으로 하는 액정 패널 구동 방법.
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