KR20030061134A - 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터액정표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터액정표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

별도로 마련되어 구동신호를 인가하는 패드를 대체하여 일체형 박막트랜지스터 액정표시장치 자체내에서 리셋신호를 발생시키기 위해 표시영역 어레이에 리셋신호 구동회로를 형성시켜 박막트랜지스터 액정표시장치의 설계를 용이하게 진행할 수 있는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치 및 이의 구동방법에 대해 개시한다. 본 발명은 데이터라인 및 이를 제어하는 데이터라인 구동회로와, 주사라인 및 이를 제어하는 주사라인 구동회로와, 이 데이터라인과 주사라인의 교차점에 스위칭소자 및 화소전극이 형성되는 매트릭스 어레이 기판을 포함하여 이루어진 박막트랜지스터의 액정표시장치에 적용되는데, 각 데이터라인별로 리셋제어신호와 이전 데이터신호를 평균화시켜 리셋신호를 발생시키고, 이 데이터라인에 대응시켜 이 매트릭스 어레이 기판 상에 일체형으로 형성시켜서 이루어진 리셋신호 구동회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 리셋신호 구동회로를 매트릭스 어레이 영역내에 형성시킴으로써 패드 피치의 크기 및 수를 작게해야 하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 설계에 용이하게 적용할 수 있다.

Description

리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치 및 이의 구동방법{Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display integrated a reset signal driver and method for driving the same}
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 특히 별도로 마련되어 리셋신호를 인가하는 패드를 대체하여 일체형 박막트랜지스터 액정표시장치 자체내에서 리셋신호를 발생시키기 위해 표시영역 어레이에 리셋신호 구동회로를 형성시켜 박막트랜지스터 액정표시장치의 설계를 용이하게 진행할 수 있는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치는 경량 및 저소비전력을 달성하는 플랫 패널 디스플레이(flat panel display)로서 주목이 집중되고 있다. 그 중에서도, 각 표시화소마다 박막트랜지스터(thin film transistor) 스위칭 속도의 향상에 따라 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 크로스토크를 감소시킨 고정밀한 표시화상을 얻을 수 있으므로, TV용을 비롯한 OA용 등의 각종 디스플레이로서 이용되고 있다. 최근에는 표시화면의 대형화 및 고정세화가 요구되고 있는 반면, 이동통신단말 등에 사용되는 액정표시장치의 경우에는 소형제작이 필수적이므로 고정세화에 중점을 두고 있다. 이를 위해 주변 구동소자의 크기를 감소시켜야하는 과제를 안게된다. 이를위해, 각 표시화소를 구동하기 위한 구동회로를 표시화소부와 동일 기판상에 일체적으로 형성하는 것이 시도되고 있다.
도 1은 종래의 박막트랜지스터 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 매트릭스형 어레이는 매트릭스형태로 배열된 데이터라인(X1…Xm) 및 주사라인(Y1…Yn)과, 상기 데이터라인(X1…Xm) 및 주사라인(Y1…Yn)의 교차점 각각에 데이터라인(X1…Xm)과 소스전극이 접속되며 게이트전극에 주사라인(Y1…Yn)이 접속되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 드레인전극에 접속되는 화소전극을 포함하여 구성되어 있다.
여기에, 상기 매트릭스형 어레이와 별도의 패드(Pad)로 이루어진 데이터라인(X1…Xm)을 구동시키는 데이터라인 구동회로(10) 및 주사라인(Y1…Yn)을 구동시키는 주사라인 구동회로(20)로 이루어진 구동회로가 마련되어 있다. 또한, 리셋신호를 생성 및 인가하는 별도의 패드를 마련하고 이 패드는 리셋라인(30)과 접속되어 있다.
상기한 구성에 의해 데이터신호 스위치인 P1스위치 내지 Pm스위치의 스위칭에 의해 데이터신호가 인가되어 영상표시를 수행한다. 이후, 리셋신호 스위치인 Q1스위치 내지 Qm스위치의 스위칭에 의해 리셋신호가 인가되어 데이터라인(X1…Xm)이 리셋이 되는데, 종래의 박막트랜지스터 액정표시장치의 데이터라인(X1…Xm)을 리셋시키기 위해서는 리셋제어신호와 리셋신호가 필요하다.
그런데, 상기한 바와 같이 미리 두 개의 신호를 외부 회로보드에서 생성하여 별도의 패드를 통하여 입력하고 있는 상황이다. 이와 같이, 추가적으로 패드가 필요하게 되어 특히, 박막트랜지스터 액정표시장치의 크기가 한정되어 있는 이동통신단말 및 시계 등에 사용될 경우에 패드 피치의 크기 및 수를 작게해야 하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 설계에는 상충되는 문제점을 안고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 별도로 마련되어 구동신호를 인가하는 패드를 대체하여 일체형 박막트랜지스터 액정표시장치 자체내에서 리셋신호를 발생시키기 위해 표시영역 어레이에 리셋신호 구동회로를 형성시켜 박막트랜지스터 액정표시장치의 설계를 용이하게 진행할 수 있는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 박막트랜지스터 액정표시장치의 개략 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 리셋신호 구동회로를 내장한 박막트랜지스터 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치의 리셀신호 구동회로에서 데이터라인으로 리셋신호를 인가하는 상태를 나타내는 등가회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 데이터라인 구동회로 20 : 주사라인 구동회로
30 : 리셋라인 40 : 리셋신호 구동회로
X1∼ Xm: 데이터라인
Y1∼ Yn: 주사라인
P1∼ Pm: 데이터신호 스위치
Q1∼ Qm: 리셋신호 스위치
R1∼ Rm: 데이터신호평균화 스위치
S1, S2: 리셋스위치
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치는, 데이터라인의 제어가 이루어지는 데이터라인 구동회로와, 주사라인의 제어가 이루어지는 주사라인 구동회로와, 상기 데이터라인과 주사라인의 교차점에 스위칭소자 및 화소전극이 형성되는 매트릭스 어레이 기판을 포함하여 이루어진 박막트랜지스터의 액정표시장치에 있어서,각 데이터라인별로 리셋제어신호와 이전 데이터신호를 평균화시켜 리셋신호를 발생시키고, 데이터라인에 대응시켜 매트릭스 어레이 기판 상에 일체형으로 형성시켜서 이루어진 리셋신호 구동회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고,
상기 본 발명의 또다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막 트랜지스터 액정표시장치의 구동방법으로, 데이터라인의 제어가 이루어지는 데이터라인 구동회로와, 주사라인의 제어가 이루어지는 주사라인 구동회로와, 상기 데이터라인과 주사라인의 교차점에 스위칭소자 및 화소전극이 형성되는 매트릭스 어레이 기판을 포함하여 이루어진 박막트랜지스터의 액정표시장치 구동방법에 있어서,
해당 영역에 영상을 표시하기 위해 데이터신호 스위치, 리셋신호 스위치 및 제 2리셋스위치를 온시켜 해당 데이터라인이 온된 데이터라인에 대해 영상신호전압이 공급됨과 동시에 리셋신호를 발생하는 리셋신호 구동회로에 형성된 캐패시터에 충전이 이루어지는 단계;
상기 데이터신호 스위치, 리셋신호 스위치 및 제 2리셋스위치를 오프시키고, 상기 캐패시터를 병렬로 연결하는 데이터신호평균화 스위치를 온시켜 각 데이터라인의 데이터값을 평균화시키는 단계; 및
상기 병렬로 연결된 데이터신호평균화 스위치에 제 1리셋스위치를 접속시켜, 리셋라인에 －V데이터＋VCOM을 유도시킴과 동시에 각 데이터라인의 반전신호를 생성하고, 상기 리셋신호 스위치가 온됨에 따라 리셋신호를 상기 데이터라인에 인가시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
여기서 도면의 설명에 있어서, 종래와 동일한 구성 및 동작을 수행하는 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다.
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 리셋신호 구동회로를 내장한 박막트랜지스터 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 매트릭스형 어레이는 매트릭스형태로 배열된 m개의 데이터라인(X1…Xm) 및 n개의 주사라인(Y1…Yn)과, 상기 데이터라인(X1…Xm) 및 주사라인(Y1…Yn)의 교차점에 데이터라인(X1…Xm)과 소스전극이 접속되며 게이트전극에 주사라인(Y1…Yn)이 접속되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 드레인전극에 접속되는 화소전극을 포함하여 구성되어 있다. 여기에, 상기 매트릭스형 어레이에 형성된 화소를 구동시키기 위해 데이터라인(X1…Xm)을 구동시키는 데이터라인 구동회로(10) 및 주사라인(Y1…Yn)을 구동시키는 주사라인 구동회로(20)로 이루어진 구동회로가 마련되어 있다.
전송된 영상신호에 기초하여 화소를 표시할 경우에, 주사라인 구동회로(20)는 주사선(Y1), 주사선(Y2), …주사선(Yn)에 차례로 게이트 온 전압을 출력한다. 이 게이트 온 전압을 받아 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터의 드레인과소스(drain source) 사이에 도통이 이루어지며, 이에 의해 데이터라인(X1…Xm)으로부터의 데이터신호 스위치인 P1스위치 내지 Pm스위치에 의해 영상신호에 대응하는 박막트랜지스터를 통하여 각 화소전극으로 인가된다. 이에 의해, 화소전극과 대향하여 설치되는 대향전극과 화소전극 사이의 전위차가 액정층에 인가되고 이 전위차에 기초하여 표시가 이루어진다. 또한, 이 표시를 유지시키기 위한 유지용량라인과 화소전극 사이에도 전하가 유지된다. 그리고, 이 전하가 유지됨으로써 액정층에 유지되는 전하의 변동을 보충하여 각 필드 기간, 표시화상을 유지한다.
여기서, 상기와 같이 구성 및 동작하는 박막트랜지스터 액정표시장치에, 본 발명에서는 리셋제어신호 및 리셋신호를 생성 및 인가하는 리셋신호 구동회로를 매트릭스형 어레이에 일체형으로 형성시키고 있다. 구체적으로, 리셋신호가 인가되는 리셋라인(30)에 각 데이터라인별로 리셋제어신호와 이전 데이터신호를 평균화시키는 리셋신호 구동회로(40)를 일체형으로 형성시키고 있다. 이 리셋신호 구동회로 (40)는, 상기한 기능을 수행하기 위해, 리셋신호 스위치(Q1∼ Qm)가 각 데이터라인에 마련되며, 이 리셋신호 스위치(Q1∼ Qm)의 스위칭에 의해 선택적으로 접속되는 리셋라인(30) 및 데이터신호 평균화소자가 리셋라인(30)과 접속되어 있다. 이 때, 상기 데이터신호 평균화소자로는 상기한 리셋라인(30)에 일단이 접속되고 타단은 상기 리셋신호 스위치(Q1∼ Qm)가 접속될 수 있도록 상기 데이터라인별로 마련된 캐패시터가 이용된다. 리셋신호 스위치(Q1∼ Qm)의 한쪽단이 캐패시터에 연결되면 온상태이고 리셋라인(30)에 연결되면 오프상태로 정의한다. 한편, 상기 캐패시터의 타단은 이웃하는 캐패시터의 타단과 각각 스위칭이 가능하도록 데이터신호평균화 스위치(R1∼ Rm)를 각 데이터라인별로 마련한 데이터신호 평균화라인(32)을 구비하고 있다.
한편, 리셋신호를 인가하기 위해 스위칭이 이루어지는 리셋스위치(S1, S2)가 상기 리셋라인(30)과 데이터신호 평균화라인(32) 각각의 일단에 마련되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치의 동작에 대해 간단히 설명한다.
먼저, 데이터라인 구동회로에서 영상신호가 선택적으로 전송되고, 박막트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 박막 트랜지스터의 게이트와 연결된 주사라인 구동회로(20)에 의해 영상신호가 입력될 액정표시장치의 특정열이 선택적으로 이루어지면서 액정표시장치의 액정셀에 영상신호가 충전된다. 이 때, 본 발명에서는 3단계의 스위칭이 이루어지게 되는데, 먼저, 데이터라인 구동회로(10)로 입력되는 영상신호는 시리얼로 공급되어 데이터라인 구동회로(10)에 로드된 후에 각 데이터라인(X1…Xm)에 인가된다. 따라서, 데이터라인 구동회로(10)로 인가되는 신호는 처음에 입력되는 신호와 나중에 입력되는 신호가 입력되는 시간이 다르게 되어 영상신호가 데이터라인(X1…Xm)에 인가되는 시간이 다르게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 데이터라인 구동회로(10)와 데이터라인(X1…Xm)사이에 스위치를연결하여 데이터라인 구동회로(10)에 데이터라인을 통하여 입력될 영상신호가 전부로드되면 영상신호가 동시에 데이터라인(X1…Xm)에 입력될 수 있도록 P1스위치내지 Pm스위치가 온상태를 유지한다. 그리고, 리셋신호 구동회로(40)와 데이터라인을 연결 또는 차단하여 리셋신호 구동회로(40)의 캐패시터(C1…Cm)에 영상신호의 데이터전위를 충전시키거나 방전시켜 리셋신호가 데이터라인을 통하여 액정표시장치에 입력될 수 잇도록 하는 리셋신호 스위치인 Q1스위치내지 Qm스위치가 온 상태를 유지하여 리셋신호 구동회로(40)의 캐패시터(C1…Cm)에 영상신호의 데이터전위를 충전한다. 이때, 리셋신호 구동회로(40)과 공통전압(Vcom)이 리셋스위치인 S2스위치를 이용해서 연결되게 한다.
다음으로, 데이터신호 스위치인 P1스위치내지 Pm스위치, 리셋신호 스위치인 Q1스위치내지 Qm스위치 및 리셋스위치인 S2스위치가 오프(off)되고 데이터신호평균화 스위치인 R1스위치 내지 Rm스위치가 온된다. 이에 따라, 리셋신호 구동회로(40)의 캐패시터(C1…Cm)들이 서로 병렬로 연결되어 각 데이터라인의 데이터전위의 평균값(V데이터)이 캐패시터(C1…Cm)에 충전된다.
마지막으로, 리셋스위치인 S1가 온되면 데이터라인(X1…Xm)으로 리셋신호가 입력된다. 이때, 상기 리셋신호스위치인 Q1스위치내지 Qm스위치가 오프상태로유지됨에 따라 리셋신호가 데이터라인을 통하여 액정표시장치에 인가되게 된다.
도 2에는 데이터 라인(X1…Xm)과 캐패시터(C1…Cm)가 각각 연결되어 있지만, 리셋신호 구동회로(40)에 하나의 캐패시터를 구비하도록 하여, 복수개의 데이터라인이 하나의 캐패시터에 연결되어 캐패시터에 충전되는 데이터전위(V데이터)의 값을 평균화하는 과정이 캐패시터에 충전되면서 평균화가 되어 별도로 평균화를 시키는 단계를 필요하지 않도록 구성할 수 있다. 또한, 리셋신호 구동회로(40)에 두 개 이상의 캐패시터를 구비하도록 하여 캐패시터에 복수개의 데이터라인이 연결되도록 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치의 리셀신호 구동회로에서 데이터라인으로 리셋신호를 인가하는 상태를 나타내는 등가회로도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 리셋 스위치 S1이 온상태가 리셋신호스위치인 Q1스위치내지 Qm스위치가 오프상태로 되고, 또한, S2스위치가 오프상태가 되어 회로가 구성되고, 리셋신호 구동회로 (40)에 충전된 Vdata값과 공통전극의 전위(Vcom)에 의해서 생성된 리셋신호(-V데이터+Vcom)가 데이터라인을 통해서 액정표시장치로 인가된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치 및 이의 구동방법은, 리셋신호 구동회로를 매트릭스 어레이 영역내에 형성시킴으로써 패드 피치의 크기 및 수를 작게해야 하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 설계에 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해 되어져야 한다.

Claims (5)

  1. 데이터라인의 제어가 이루어지는 데이터라인 구동회로와, 주사라인의 제어가 이루어지는 주사라인 구동회로와, 상기 데이터라인과 주사라인의 교차점에 스위칭소자 및 화소전극이 형성되는 매트릭스 어레이 기판을 포함하여 이루어진 박막트랜지스터의 액정표시장치에 있어서,
    상기 각 데이터라인별로 리셋제어신호와 이전 데이터신호를 평균화시켜 리셋신호를 발생시키고, 상기 데이터라인에 대응시켜 상기 매트릭스 어레이 기판 상에 일체형으로 형성시켜서 이루어진 리셋신호 구동회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셋신호 구동회로는,
    리셋라인과 데이터라인 사이에 마련된 리셋신호 스위치;
    상기 리셋신호 스위치의 스위칭에 의해 선택적으로 일단이 접속되며 타단은 리셋라인에 접속되는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 일단에 마련되며, 이웃하는 캐패시터의 일단과 접속하여 데이터신호 평균화라인을 형성시키는 데이터신호평균화 스위치; 및
    상기 리셋라인과 데이터신호 평균화라인 각각에 리셋신호를 인가하기 위해스위칭이 이루어지도록 상기 리셋라인과 연결되도록 하는 제 1리셋스위치와 상기 데이터신호 평균화라인과 연결되도록 하는 제 2리셋스위치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 캐패시터의 개수가 1개 내지 상기 데이터라인의 수와 동일한 개수 중 어느 하나로 구성되며, 상기 캐패시터의 개수가 상기 데이터신호 평균화 스위치의 개수와 동일한 개수로 구성되고, 또한, 상기 리셋신호 스위치의 수는 상기 데이타라인의 수와 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막 트랜지스터 액정표시장치.
  4. 데이터라인의 제어가 이루어지는 데이터라인 구동회로와, 주사라인의 제어가 이루어지는 주사라인 구동회로와, 상기 데이터라인과 주사라인의 교차점에 스위칭소자 및 화소전극이 형성되는 매트릭스 어레이 기판을 포함하여 이루어진 박막트랜지스터의 액정표시장치 구동방법에 있어서,
    해당 영역에 영상을 표시하기 위해 데이터신호 스위치, 리셋신호 스위치 및 제 2리셋스위치를 온시켜 해당 데이터라인이 온된 데이터라인에 대해 영상신호전압이 공급됨과 동시에 리셋신호를 발생하는 리셋신호 구동회로에 형성된 캐패시터에 충전이 이루어지는 단계;
    상기 데이터신호 스위치, 리셋신호 스위치 및 제 2리셋스위치를 오프시키고, 상기 캐패시터를 병렬로 연결하는 데이터신호평균화 스위치를 온시켜 각 데이터라인의 데이터값을 평균화시키는 단계; 및
    상기 병렬로 연결된 데이터신호평균화 스위치에 제 1리셋스위치를 접속시켜, 리셋라인에 －V데이터＋VCOM을 유도시킴과 동시에 각 데이터라인의 반전신호를 생성하고, 상기 리셋신호 스위치가 온됨에 따라 리셋신호를 상기 데이터라인에 인가시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치의 구동방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 데이터값을 평균화시키는 단계와 상기 리셋신호를 인가하는 단계가 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 리셋신호 구동회로를 일체로 형성시킨 박막트랜지스터 액정표시장치의 구동방법.
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