KR20040062156A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

액정표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040062156A
KR20040062156A KR1020020088483A KR20020088483A KR20040062156A KR 20040062156 A KR20040062156 A KR 20040062156A KR 1020020088483 A KR1020020088483 A KR 1020020088483A KR 20020088483 A KR20020088483 A KR 20020088483A KR 20040062156 A KR20040062156 A KR 20040062156A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gate
voltage
liquid crystal
crystal display
thin film
Prior art date
Application number
KR1020020088483A
Other languages
English (en)
Inventor
손현호
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020020088483A priority Critical patent/KR20040062156A/ko
Publication of KR20040062156A publication Critical patent/KR20040062156A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3685Details of drivers for data electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3696Generation of voltages supplied to electrode drivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 게이트라인을 통한 부가 신호의 인가로 액정에 인가되는 픽셀전압을 조절하여 액정의 시야각을 개선할 수 있도록 하는 바, 이는 게이트온전압과 게이트오프전압이 인가되는 게이트라인과 데이터의 인가를 위한 데이터라인이 박막트랜지스터에 연결되고, 또한 상기 박막트랜지스터의 일 단자에 액정커패시터와 저장커패시터가 서로 병렬 연결되어 서브픽셀로 정의되는 액정표시장치에 있어서, 상기 게이트라인으로 게이트변조전압을 출력하는 게이트변조전압발생부를 더욱 포함하는 액정표시장치를 통해, 상기 게이트라인에 게이트온전압, 게이트오프전압, 게이트변조전압의 인가를 수행하여 별도의 회로추가가 필요 없이 간단한 신호조작만으로도 그레이 스케일 인버젼 개선을 통한 액정의 시야각 개선 효과를 도출할 수 있는 장점을 가지고 있다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LCD and the driving method}
본 발명은 TN모드 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정패널로 인가되는 게이트신호가 단계적인 레벨을 갖도록 인가하여 액정분자의 배열상태를 변화시킴으로써 시야각을 개선하는 방법을 제시한다.
액정 표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 구동원리에 응용한 디스플레이장치로서, 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
일반적으로 액정 표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정 패널의 단면을 도시한 단면도이다.
액정 패널(20)은 여러 종류의 소자들이 형성된 두 장의 기판(2, 4)이 서로 대응되게 형성되어 있고, 상기 두 장의 기판(2, 4) 사이에 액정층(10)이 개재된 형태로 되어 있다.
상기 액정 패널(20)에는 색상을 표현하는 컬러필터가 형성된 상부 기판(4)과 상기 액정층(10)의 분자 배열방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 회로가 내장된 하부 기판(2)으로 구성된다.
상기 상부 기판(4)에는 색을 구현하는 컬러필터층(8)과, 상기 컬러필터층(8)을 덮는 공통전극(12)이 형성되어 있다. 상기 공통전극(12)은 액정(10)에 전압을 인가하는 한쪽전극의 역할을 한다. 상기 하부 기판(2)은 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(S)와, 상기 박막 트랜지스터(S)로부터 신호를 인가받고 상기 액정(10)으로 전압을 인가하는 다른 한쪽의 전극역할을 하는 화소전극(14)으로 구성된다.
상기 화소전극(14)이 형성된 부분을 화소부(P)라고 한다.
그리고, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 사이에 주입되는 액정(10)의 누설을 방지하기 위해, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 가장자리에는실런트(sealant : 6)로 봉인되어 있다.
액정의 전기/광학적 효과(electro optic effect)는 액정셀의 광학적 성질이 바뀜으로써, 전기적인 광변조가 생기는 현상을 말하며, 이들은 액정분자가 어떠한 배열상태에서 전기장 인가로 다른 배열상태로 바뀌는 것에 기인한다.
상기한 액정의 전기/광학적 효과를 이용하는 액정 표시장치에는 1) TN(twisted nematic) 효과에 의한 디스플레이, 2) 게스트 호스트(Guest Host ; GH)효과에 의한 디스플레이, 3) 복굴절(Electrically Controlled Birefringence ; ECB)효과에 의한 디스플레이, 4) 강유전성(Ferroelectric Liquid Crystal ; FLC)효과에 의한 디스플레이 등이 있다.
상기한 액정의 여러 가지 전기/광학적 특성 중에서 현재 가장 널리 쓰이는 네마틱 액정의 TN 효과에 의한 디스플레이의 원리를 살펴보면 다음과 같다.
상기 네마틱형 액정을 응용하는 디스플레이는 네마틱형 액정에 전기장 인가시 연속적으로 분자배열이 바뀌는 것에 착안하여 디스플레이를 배열한 TN(twisted nematic)형과, STN(super twisted nematic)형이 주로 사용된다.
상기 TN효과는 액정의 분자 길이 축의 전극면에 평행이 되도록 배향 처리한 두 매의 투명전극 상에 90°각도를 가지도록 셀을 구성하고, 여기에 네마틱형 액정을 주입하면 한쪽 전극으로부터 다른 한쪽의 전극면을 향하여 분자의 길이축 방향으로 연속적으로 90° 꼬인 배열 상태이다.
상기 STN효과는 TN효과에 비해 연속적으로 꼬이는 각도가 180° 내지 360°인 형상을 말한다.
도 2a와 도 2b는 상기 TN효과를 이용한 디스플레이의 동작원리를 도시한 도면이다.
먼저, 전극면에 평행하게 배향처리한 두 장의 기판(20, 40) 사이에 네마틱액정(100)의 분자배열이 90°가 되도록 셀을 구성하여 트위스트(twist)배열 셀을 제작한다.
상기 TN 배열 셀의 트위스트 피치(twist pitch)는 가시광의 파장에 비해 충분히 크기 때문에 양 기판(20, 40)에 수직으로 입사한 직선편광의 편광방향은 셀의 통과 중에 액정 분자(100)의 트위스트에 따라 90°만 회전하므로 검광판(60)을 통과하여 반사판(80)에 도달한다.
즉, 상기 TN 셀은 도 2a와 같이 평행 편광자 간에는 빛을 차단하고, 직교 편광자 간에는 빛을 통과시키는 기능을 갖고 있다.
한편, 편광판(60, 80)전극 사이에 인가전압을 상기 액정(100)의 문턱전압 이상으로 인가하면, 전극간의 중앙 부분으로부터 액정 분자의 장축으로 일정하게 전장 방향과 평행하게 상기 액정(100)이 재배열되며 90°의 선광성을 잃게 된다.
이 경우에는 도 2a의 경우와 반대로 평행 편광자 간에는 빛을 투과시키고, 직교 편광자 간에는 빛을 차단하는 상태가 된다. 상기와 같이 폭넓게 보급되어 있는 TN형 액정 디스플레이 장치의 동작원리를 이용하여 화상을 표현할 수 있는 것이다(도 2b).
상술한 바와 같이 TN 효과를 이용한 디스플레이는 그 구조가 간단하고, 광학적 특성도 우수하여 현재 가장 널리 쓰이는 일반적인 방식이다.
그러나, 최근 사용자들은 고정세, 대면적(약 20 인치 이상) 등의 고품위 액정 표시장치를 요구하고 있다.
상기와 같이 고정세, 대면적으로 디스플레이가 진행될수록 상기 TN 효과에 의한 디스플레이는 시야각 특성이 급격하게 저하되기 때문에 고품위 액정 표시장치에는 적합하지 않다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 TN모드 액정표시장치에서의 시야각 개선을 위한 방안으로, 공간적 하프톤(Half tone)방식과 시간적 하프톤(Half tone)방식이 제안되어 있다.
먼저 상기 공간적 하프톤 방식에 대해 설명한다.
도 3a와 같이, 예를 들어 약 45°각도의 틸트(Tilt) 각으로 배열된 액정분자를 가진 서브픽셀쌍(P1)(P2)이 인접해 있을 경우, 전체적으로 도 3b와 같은 그레이 레벨(예를 들어, 이때의 그레이 레벨을 127이라 하자)로 표현되고, 이때의 시야각과 휘도 간 관계곡선이 도 3c와 같이 표현되어 블랙(Black)레벨로의 그레이 스케일 인버젼(Gray Scale Inversion)이 발생하는 시야각이 약 30°라고 하면, 공간적 하프톤 방식은 도 3d와 같이 한 쌍의 인접한 서브픽셀(P1')(P2')쌍에 대한 액정분자의 틸트각을 약 30°와 약 70°로 각각 분산하고 이는 도 3e와 같은 픽셀간 그레이 레벨을 가지도록 하여, 각각 도 3F1와 3F1I와 같이, 각각 약 20°와 40°에서 그레이 스케일 인버젼이 발생되어 전체적으로 볼 때 도 3g와 같은 시야각-휘도 곡선을 나타내게 된다. 따라서, 상기 도 3e에서 각 서브픽셀 쌍을 통해 표현되는 전체적인 그레이 레벨의 평균은 상기 도 3b와 거의 유사한 값을 나타내도록 하면서, 역시 도3g의 원으로 강조된 부분과 같이, 시야각 특성이 개선됨과 아울러 그레이 스케일 인버젼에 대한 문제도 동시에 개선하는 방법이다.
그러나 상기한 바와 같은 공간적 하프톤 방식은 구현을 위해서는 기존의 액정패널에서 이용되던 하나의 서브픽셀로 수행되던 액정표시장치의 기능과 동일한 기능을 수행하기 위해서는 서브픽셀의 수를 2배로 증가시켜야 하는 문제점으로 인해 실질적인 액정패널의 해상도 역시 2배가 되어야 하는 단점이 있다.
다음으로 시간적 하프톤방식에 대해 설명한다.
도 4a는 액정표시장치의 구동신호를 설명하기 위한 도면으로서, 게이트드라이버와 데이터드라이버를 통해 일 서브픽셀로 인가되는 게이트신호(Vg)와 기준 데이터 유효신호(Vd)를 도시하고 있으며, 도 4b는 이때의 액정분자 틸트각이 예를 들어 약 45°로 지속적으로 유지되고 있음을 보여주고 있다.
이때의 상기 기준 데이터유효신호(Vd) 값이 10V라고 가정하면, 시간적 하프톤 방식은 상기 픽셀에 인가되는 데이터 유효전압을 상기 기준 데이터유효신호(Vd)를 기준으로 소정크기로 가감한, 즉, 도 4c와 같이, 예를 들어 12V와 8V를 데이터유효전압(Vd1)(Vd2)으로 동일 서브픽셀에 프레임 단위로 인가하여 도 4d와 같이 동일 서브픽셀에 대한 액정분자의 배열, 즉 틸트각을 순차적으로 변화시켜 평균적으로 상기 도 4b에서의 액정분자 배열구조와 같은 그레이 레벨을 표현하도록 하여 시야각의 개선 효과를 도출하는 방식이다.
그러나 상기와 같은 시간적 하프톤 방식은, 상기 각 픽셀에 대해 상기 도 4c와 같이 기존의 60Hz로 구동되던 액정패널의 경우, 상이한 레벨의 데이터유효전압을 동일 픽셀에 인가해야 하기 때문에 120Hz로 구동해야 하는 문제점이 발생하고 이로 인해 구동회로부의 구성이 더욱 난해해지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 상기 설명한 공간적 또는 시간적 하프톤 방식으로 구동하지 않으면서도 동일한 시야각 개선효과를 수반하는 TN모드 액정표시장치 구동방법을 제시하는데 그 주 목적이 있다.
아울러 별도의 회로를 구성할 필요 없이 게이트라인으로 입력되는 신호의 조절만으로도 TN모드 액정표시장치의 시야각을 개선할 수 있는 방법을 제시한다.
도 1은 일반적인 액정 패널의 단면을 도시한 단면도
도 2a와 도 2b는 모두 상기 TN효과를 이용한 디스플레이의 동작원리를 설명하기 위한 도면
도 3a 내지 도 3g는 종래의 TN모드 액정표시장치에서의 시야각 개선을 위한 방법 중 공간적 하프톤 방법을 설명하기 위한 도면
도 4a 내지 도 4d는 종래의 TN모드 액정표시장치에서의 시야각 개선을 위한 방법 중 시간적 하프톤 방법을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 구성을 설명하기 위한 간략 구성 블록도
도 6에 도시된 도면은 액정표시장치의 일 서브픽셀의 박막트랜지스터가 오프 상태일때의 등가 회로도
도 7은 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 시야각 개선을 위해 인가하는 게이트온전압(VGH)과 게이트오프전압(VGL), 게이트변조전압(VT)의 인가 예시를 프레임 진행순으로 도시한 도면
도 8a 및 8b는 모두 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 시야각 개선을 위한 게이트변조전압의 인가에 따른 픽셀전압의 변화를 보여주는 도면
도 9a와 도 9b는 모두 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 시야각 개선을 위한 게이트변조전압의 인가에 따른 액정의 투과율 변화를 도시한 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200 : 액정패널 210 : 데이터드라이버
220 : 게이트드라이버 230 : 게이트변조전압발생부
D : 데이터라인 G,G' : 게이트라인
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 게이트라인과 데이터라인이 박막트랜지스터에 연결되고, 또한 상기 박막트랜지스터의 일 단자에 액정커패시터와 저장커패시터가 서로 병렬연결되고 상기 저장커패시터의 타단이 타 게이트라인에 연결되는 스토리지온게이트 구조를 가지는 구성을 일 서브픽셀로 정의하는 액정표시장치에서, 상기 게이트라인으로 게이트온전압, 게이트오프전압, 게이트변조전압을 입력하여 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제시한다.
아울러 상기 게이트라인으로 게이트변조전압을 출력하기 위한 게이트변조전압발생부를 더욱 포함하는 액정표시장치를 제사한다.
상기 게이트변조전압은 상기 게이트오프전압 인가 이후에 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기 게이트라인으로 입력되어 저장커패시터로 인가되는 게이트변조전압은 전하평형 원리에 의해 상기 액정커패시터와 전압이 분배되어 인가되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 게이트변조전압은 프레임 별로 극성 반전되어 인가되는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 게이트변조전압은 상기 게이트온전압과 게이트오프전압 차의 절대값보다 작은 절대값을 가지는 전압인 것을 특징으로 한다.
상기 게이트변조전압은 상기 게이트온전압 간에 적어도 한번 이상 인가되는 것을 특징으로 한다.
또한 게이트온전압과 게이트오프전압이 인가되는 게이트라인과 데이터의 인가를 위한 데이터라인이 박막트랜지스터에 연결되고, 또한 상기 박막트랜지스터의 일 단자에 액정커패시터와 저장커패시터의 일단이 서로 병렬연결되어 있으며 상기 저장커패시터의 타단이 타 게이트라인에 연결되는 스토리지온게이트 구조를 가지는 구성을 일 서브픽셀로 정의하고, 상기 박막트랜지스터로 게이트변조전압을 출력하는 게이트변조전압발생부를 더욱 구비한 액정표시장치에 있어서, 상기 게이트라인으로 게이트온전압을 인가하고, 이후 게이트오프전압을 인가하는 단계와; 상기 게이트오프전압을 인가한 후 상기 게이트변조전압발생부는 상기 게이트라인으로 게이트오프전압을 출력하는 단계와; 상기 저장커패시터로 게이트변조전압이 인가되는 단계와; 상기 저장커패시터로 인가된 게이트변조전압은 전하평형 원리에 의해 상기 액정커패시터로 분배되어 인가되는 단계을 통해 수행된다.
또한 이는 상기 게이트변조전압을 프레임 별로 극성을 반전하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 각 단계를 프레임별로 반복하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 구성을 설명하기 위한 간략 구성 블록도로서, 게이트온신호(VGH)와 게이트오프신호(VGL)가 게이트드라이버(220)를 통해 인가되는 다수의 게이트라인(G)(G')과, 데이터 신호가 데이터드라이버(210)를 통해 입력되는 데이터라인(D)과, 액정커패시터(CLC)와 저장커패시터(VST)가 일 단자에 병렬로 연결되어 있는 박막트랜지스터(TFT)가 일 서브픽셀을 이루고 있는 액정패널(200)을 도시하고 있으며, 전술한 구성에 상기 게이트라인(G)(G')으로 게이트변조전압(VT)을 인가하기 위한 게이트변조전압발생부(230)가 더욱 부가되어 있다.
상기 게이트변조전압발생부(230)는 상기 게이트라인(G)(G')으로 게이트변조전압(VT)을 인가하는데, 상기 게이트변조전압(VT)은 상기 저장커패시터(CST)에 인가된다. 여기서 상기 게이트변조전압발생부(230)는 상기 저장커패시터(CST)에 인가되는 게이트변조전압(VT)의 출력을 위한 구성으로서, 액정패널의 구동을 제어하는 신호를 발생시키는 타이밍컨트롤러(미도시) 내에 설계되어 위치하거나 또는 별도의 신호발생회로로써 액정표시장치의 구동회로부 또는 게이트드라이버(220) 내에 포함되어 설계되어 지는 것도 가능한 바 그 위치는 필요와 응용에 따라 다양하게 변경이 가능할 것이다.
또한 상기 게이트변조전압(VT)은 상기 박막트랜지스터(TFT)를 턴-온(Turn-ON)시키기 위한 게이트온전압(VGH)이 인가되고, 이후 상기 박막트랜지스터(TFT)를 턴-오프(Turn-OFF)시키기 위한 게이트오프전압(VGL)이 인가된 이후에 인가되는 전압으로서, 상기 게이트온전압(VGH)과 게이트오프전압(VGL)간 차의 절대치보다 낮은 절대치 레벨의 전압인 것이 바람직하다.
이하 상기 구성을 가지는 본 발명의 TN모드 액정표시장치에서 상기 게이트변조전압(VT)의 인가를 통한 TN모드 액정표시장치의 시야각개선 방법을 설명한다.
먼저 도 6을 통해 본 발명에서 사용되는 TN모드 액정표시장치 시야각 개선의 원리를 설명하는 바, 도 6에 도시된 도면은 액정표시장치의 일 서브픽셀의 박막트랜지스터의 일 단자에 연결된 액정커패시터(CLC)와 저장커패시터(CST)로써, 연결된 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트오프전압(VGL)의 인가에 의해 오프(OFF) 스위칭 상태인 등가 회로도이다.
상기와 같이 박막트랜지스터(TFT)가 오프(OFF) 스위칭인 상태에서 상기 액정커패시터(CLC)에 인가되는 기준 데이터유효신호(Vd)(이하, 픽셀전압)는 상기 저장커패시터(CST)가 연결된 이전 게이트라인(G)에 전압 (Vg)를 인가시키면 상기 액정커패시터(CLC)에 인가되는 픽셀전압(Vd)은 전하의 평형을 통해 변화하게 되는데 물론 상기 박막트랜지스터가 닫힌(OFF)상태이므로 총전하량은 액정커패시터(CLC)와 저장커패시터(CST) 내에서 보존되기 때문이다.
추가 전압의 인가를 통해 새로이 변화된 각 전압을 Vg', Vcom', Vd'라고 하면, 상기 도 6과 같은 회로 내에서의 전하량과 전압의 변동의 관계는,
CLC*(Vd- Vcom) + CST*(Vd- Vg) = CLC*(Vd'- Vcom') + CST(Vd'- Vg') (1)
과 같이 표현된다.
여기서 상기 공통전극 전압(Vcom)을 새로운 공통전극전압 (Vcom')로 변화시킬 경우, 상기 수식(1)에서 알 수 있듯이, 상기 픽셀전압(Vd)의 변동분 (ΔVd)은,
ΔVd= ΔVcom *{CLC/(CST+ CLC)} (2)
와 같이 표현되는데, 상기 이전 게이트라인(G)에 새로운 전압을 인가하여 (Vg')로 변경시킬 경우의 픽셀전압(Vd)의 변동분 (ΔVd) 역시
ΔVd= ΔVg*{CST/ (CST+ CLC)} (3)
와 같이 상기 수식(2)과 유사한 공식으로 표현되어 질 수 있다.
이는 상기 이전 게이트라인(G)에 상기 게이트변조전압(VT)을 인가하더라도 상기 공통전극(Vcom)에 전압을 인가할 때와 마찬가지로 액정커패시터(CLC)에 인가되는 픽셀전압(Vd)을 변동시킬 수 있음을 나타낸다.
상기와 같은 원리에 따라 본 발명은 상기 이전 게이트라인(G)에 게이트오프전압(VGL)이 인가되어 있는 상황에서 게이트변조전압(VT)을 인가 할 경우 상기 액정커패시터(CLC)에 인가된 픽셀전압(Vd)에 변화를 주어 이에 따른 액정분자의 틸트각 변화를 통한 시야각 개선을 수행하는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 시야각 개선을 위해 인가하는 게이트온전압(VGH)과 게이트오프전압(VGL), 게이트변조전압(VT)의 인가 예시를 프레임 진행순으로 도시한 도면으로서, 상기 예시 파형은 도트-인버젼(Dot-Inversion) 구동방식의 액정표시장치에서의 경우를 예시하였다.
상기 도시한 바와 같이, 게이트변조전압(VT)은 프레임별로 극성을 반전시켜 인가하며, 인가시기는 상기 게이트오프전압(VGL)이 인가된 이후 시간인 (t1),(t2)이며, 이때 다음 게이트온전압(VGH)이 인가될 때까지 유지되는 상기 픽셀전압(Vd)의 변화는 도 8a와 도 8b와 같다. 도 8a는 도트-인버전 구동에 의해 양(+)의 데이터신호가 먼저 인가된 후 다음 프레임에서 반전된 음(-)의 데이터신호가 인가될 때 상기 도 7과 같은 게이트변조신호(VT)에 의한 픽셀전압(Vd)의 변동을 보여주는 도면이고,상기 도 8b는 도트-인버전 구동에 의해 음(-)의 데이터신호가 먼저 인가된 후 다음 프레임에서 반전된 양(+)의 데이터신호가 인가될 때 상기 도 7과 같은 게이트변조전압(VT)에 의한 픽셀전압(Vd)의 변동을 보여주는 도면이다.
상기 도 8a와 8b에서 보듯이 상기 게이트변조전압(VT) 인가 시기인 (t1)과 (t2)에서 ΔVd만큼의 픽셀전압(Vd) 변동이 발생하고, 이는 상기 도 7의 게이트오프전압(VGL) 인가 구간에서 액정분자의 틸트각이 상기 도 3a와 같이 예를 들어 약 45°일 경우, 상기 (t1)과 (t2)에서 극성 반전된 게이트변조전압(VT)을 동일 서브픽셀에 프레임별로 인가했을 경우에는 상기 도 3d에서와 같이 액정분자의 틸트각이 상기 게이트변조전압(VT)의 인가에 따른 픽셀전압(Vd)의 변동으로 약 30°와 70°의 틸트각으로 변화되는 것을 보여주고 있다.
즉, 시간의 진행에 따라 액정분자가 45˚->30˚->45˚->70˚, 내지는 45˚->70˚->45˚->30˚순으로 재배열되는 것이다.
상기와 같은 액정분자의 배열 각도 변동은, 도 9a와 도 9b에 도시한 시간에 따른 투과율 변화를 도시한 도면을 참조하여 설명하면, 도 9a는 상기 도 8a와 같은 픽셀전압(Vd)의 인가 구동이 진행되는 동안의 투과율 변화를 보여주고 있으며, 도 9b는 상기 도 8b와 같이 진행되는 픽셀전압(Vd) 변동에 따른 액정의 투과율 변화를 도시하는 바, 실제 투과율은 두 프레임의 평균이 되어 이미 설명한 바와 같이 시야각의 개선효과를 도출하는 시간적 하프톤의 방식과 유사한 효과를 도출한다고 결론지을 수 있는 것이다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 TN모드 액정표시장치의 시야각 개선을 위한 방법과 그 실시예는, 종래에 공간적 하프톤 또는 시간적 하프톤 방법을 통해 수행되던 TN모드 액정표시장치의 시야각 개선 방법들이 가지는 해상도 문제 및 구동속도의 문제가 발생되지 않으며, 별도의 회로추가가 필요 없이 간단한 신호조작만으로도 그레이 스케일 인버젼 개선을 통한 액정의 시야각 개선 효과를 도출할 수 있는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 게이트라인과 데이터라인이 박막트랜지스터에 연결되고, 또한 상기 박막트랜지스터의 일 단자에 액정커패시터와 저장커패시터가 서로 병렬연결되고 상기 저장커패시터의 타단이 타 게이트라인에 연결되는 스토리지온게이트 구조를 가지는 구성을 일 서브픽셀로 정의하는 액정표시장치에서,
    상기 게이트라인으로 게이트온전압, 게이트오프전압, 게이트변조전압을 입력하여 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트변조전압은 상기 게이트오프전압 인가 이후에 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  3. 청구항 제 1 항 내지 2 항에 있어서,
    상기 게이트라인으로 입력되어 저장커패시터로 인가되는 게이트변조전압은 전하평형 원리에 의해 상기 액정커패시터와 전압이 분배되어 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  4. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트변조전압은 프레임 별로 극성 반전되어 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  5. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트변조전압은 상기 게이트온전압과 게이트오프전압 차의 절대값보다 작은 절대값을 가지는 전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  6. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트변조전압은 상기 게이트온전압 간에 적어도 한번 이상 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  7. 게이트온전압과 게이트오프전압이 입력되는 게이트라인과 데이터가 입력되는 데이터라인이 박막트랜지스터에 연결되고, 또한 상기 박막트랜지스터의 일 단자에 액정커패시터와 저장커패시터가 서로 병렬연결되고 상기 저장커패시터의 타단이 타 게이트라인에 연결되는 스토리지온게이트 구조를 가지는 구성을 일 서브픽셀로 정의하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 게이트라인으로 게이트변조전압을 출력하기 위한 게이트변조전압발생부
    를 더욱 포함하는 액정표시장치
  8. 게이트온전압과 게이트오프전압이 인가되는 게이트라인과 데이터의 인가를 위한 데이터라인이 박막트랜지스터에 연결되고, 또한 상기 박막트랜지스터의 일 단자에 액정커패시터와 저장커패시터의 일단이 서로 병렬연결되어 있으며 상기 저장커패시터의 타단이 타 게이트라인에 연결되는 스토리지온게이트 구조를 가지는 구성을 일 서브픽셀로 정의하고, 상기 박막트랜지스터로 게이트변조전압을 출력하는 게이트변조전압발생부를 더욱 구비한 액정표시장치에 있어서,
    상기 게이트라인으로 게이트온전압을 인가하고, 이후 게이트오프전압을 인가하는 단계와;
    상기 게이트오프전압을 인가한 후 상기 게이트변조전압발생부는 상기 게이트라인으로 게이트오프전압을 출력하는 단계와;
    상기 저장커패시터로 게이트변조전압이 인가되는 단계와;
    상기 저장커패시터로 인가된 게이트변조전압은 전하평형 원리에 의해 상기 액정커패시터로 분배되어 인가되는 단계
    를 포함하는 액정표시장치 구동방법
  9. 청구항 제 8 항에 있어서,
    상기 게이트변조전압의 극성을 프레임 별로 반전시키는 단계
    를 더욱 포함하는 액정표시장치 구동방법
  10. 청구항 제 8 항 내지 제 9 항에 있어서,
    상기 각 단계를 프레임별로 반복하는 단계
    를 더욱 포함하는 액정표시장치 구동방법
KR1020020088483A 2002-12-31 2002-12-31 액정표시장치 및 그 구동방법 KR20040062156A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020088483A KR20040062156A (ko) 2002-12-31 2002-12-31 액정표시장치 및 그 구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020088483A KR20040062156A (ko) 2002-12-31 2002-12-31 액정표시장치 및 그 구동방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040062156A true KR20040062156A (ko) 2004-07-07

Family

ID=37353592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020088483A KR20040062156A (ko) 2002-12-31 2002-12-31 액정표시장치 및 그 구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040062156A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101329705B1 (ko) * 2006-11-28 2013-11-14 엘지디스플레이 주식회사 액정패널과 액정표시장치 및 그 구동방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101329705B1 (ko) * 2006-11-28 2013-11-14 엘지디스플레이 주식회사 액정패널과 액정표시장치 및 그 구동방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5514885B2 (ja) 液晶ディスプレイパネルおよびその駆動方法
KR100347402B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
KR100870589B1 (ko) 액정 표시 장치
KR100418088B1 (ko) 고 품질의 동화상을 표시할 수 있는 액정 표시장치
US8537084B2 (en) Liquid crystal panel and display apparatus including liquid crystal panel
US6108058A (en) Field sequential Pi cell LCD with compensator
US20060145983A1 (en) Liquid crystal display device
JP2004533647A (ja) 液晶装置
KR20070034145A (ko) 액정 표시 패널과 그의 구동 방법 및 그를 이용한 액정표시 장치
US8885131B2 (en) Liquid crystal display device
KR100672643B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치의 공통 전압 구동회로
KR20090001226A (ko) 표시 장치 및 그의 구동 방법
JP5693945B2 (ja) 液晶表示装置
KR20040013785A (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
JP3592205B2 (ja) 液晶表示装置の駆動方法
KR101010433B1 (ko) 횡전계 방식 액정표시장치의 구동방법
JP4288511B2 (ja) Ocbモード液晶表示装置及びその駆動方法
US20170330522A1 (en) Thin film transistor-liquid crystal display device and its driving method
JP3804581B2 (ja) 液晶表示装置の駆動方法
JP3776868B2 (ja) 液晶表示装置およびその駆動方法
KR100725218B1 (ko) 듀얼모드 액정표시장치 및 그의 구동방법
JPH07261152A (ja) 液晶表示装置
JP3504480B2 (ja) 液晶ディスプレイ
KR20040066132A (ko) 액정 디스플레이 디바이스
KR20060083643A (ko) 액정 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination