KR20050070486A - Driving apparatus of liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 데이터선 길이 증가에 관계없이 액정의 충전 시간을 확보할 수 있는 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device for a liquid crystal display device, and more particularly, to a drive device for a liquid crystal display device capable of securing a charging time of a liquid crystal regardless of an increase in data line length.
액정 축전기 및 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소, 제1 전압을 생성하는 데이터 구동부, 복수의 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제1 전압을 전달하는 복수의 전송 게이트, 상기 전송 게이트에 연결되어 있는 제1 단 및 접지 전압에 연결되어 있는 제2 단을 포함하는 축전기, 그리고 상기 축전기의 제1 단에 연결되어 있는 제1 단자, 소정 구동 전원에 연결되어 있는 제2 단자 및 정전류원을 통하여 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 제3 단자를 포함하는 트랜지스터를 포함한다.A plurality of pixels each including a liquid crystal capacitor and a switching element, a data driver generating a first voltage, a plurality of transfer gates transferring the first voltage according to a plurality of switching control signals, and a first connected to the transfer gates A capacitor including a second stage connected to a stage and a ground voltage, a first terminal connected to the first stage of the capacitor, a second terminal connected to a predetermined driving power source, and a constant current source to the switching element. And a transistor including a third terminal connected thereto.
이런 방식으로, 전송 게이트와 화소 사이에 축전기 및 트랜지스터를 배치하여 충전 시간을 확보할 수 있다.In this way, a capacitor and a transistor can be arranged between the transfer gate and the pixel to secure the charging time.
Description
본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive device for a liquid crystal display device.
일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.A typical liquid crystal display (LCD) includes two display panels provided with pixel electrodes and a common electrode, and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. The pixel electrodes are arranged in a matrix and connected to switching elements such as thin film transistors (TFTs) to receive data voltages one by one in sequence. The common electrode is formed over the entire surface of the display panel and receives a common voltage. The pixel electrode, the common electrode, and the liquid crystal layer therebetween form a liquid crystal capacitor, and the liquid crystal capacitor becomes a basic unit that forms a pixel together with a switching element connected thereto.
한편, 액정 표시 장치는 계조 전압 생성부와 데이터 구동부 및 게이트 구동부를 포함하여 생성된 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 선택하여 화소에 인가한다. 그러면 게이트 구동부에서 게이트 신호를 TFT에 인가하여 턴온시키고 턴온된 TFT를 통하여 데이터 전압이 화소에 인가된다.The liquid crystal display selects and applies a data voltage corresponding to image data among the gray voltages, including the gray voltage generator, the data driver, and the gate driver, to the pixel. Then, the gate driver applies a gate signal to the TFT and turns it on, and a data voltage is applied to the pixel through the turned-on TFT.
이 때, 액정 표시 장치는 1초 동안 60 프레임 정도의 화면을 생성하므로, 프레임 주파수는 1/60초가 된다. 이러한 1 프레임 주파수 내에서 게이트선에 게이트 신호를 인가하고 모든 화소행에 데이터 전압을 인가한다.In this case, since the liquid crystal display generates a screen of about 60 frames for 1 second, the frame frequency is 1/60 second. The gate signal is applied to the gate line within this one frame frequency, and the data voltage is applied to all the pixel rows.
그런데 화소행이 증가할수록 액정 축전기에 데이터 전압이 충전되는 시간이 짧아지는 문제가 있다. However, as the pixel row increases, the time for charging the data voltage to the liquid crystal capacitor is shortened.
이는 정해진 1 프레임 주파수 내에서 모든 화소행에 데이터 전압을 인가하여야 하기 때문이다. 달리 말하면, 데이터선의 길이가 길어질수록 그 만큼 화소의 충전 시간이 짧아진다는 것을 의미한다. 이 때문에 데이터 구동부를 이루는 데이터 구동 IC의 출력 성능을 높여야 할 필요성이 생기고, 새로운 데이터 구동 IC를 개발하는데 시간과 비용이 들어간다. This is because data voltages must be applied to all pixel rows within a predetermined frame frequency. In other words, the longer the data line is, the shorter the charging time of the pixel is. For this reason, there is a need to increase the output performance of the data driver IC forming the data driver, and it takes time and cost to develop a new data driver IC.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화소행의 증가에 관계없이 화소의 충전 시간을 확보할 수 있는 액정 표시 장치의 구동 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a driving device of a liquid crystal display device capable of securing a charging time of a pixel regardless of an increase in pixel rows.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는 액정 축전기 및 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소, 제1 전압을 생성하는 데이터 구동부, 복수의 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제1 전압을 전달하는 복수의 전송 게이트, 상기 전송 게이트에 연결되어 있는 제1 단 및 접지 전압에 연결되어 있는 제2 단을 포함하는 축전기, 그리고 상기 축전기의 제1 단에 연결되어 있는 제1 단자, 소정 구동 전원에 연결되어 있는 제2 단자 및 정전류원을 통하여 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 제3 단자를 포함하는 트랜지스터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a driving device of a liquid crystal display device includes a plurality of pixels each including a liquid crystal capacitor and a switching element, a data driver to generate a first voltage, and a plurality of switching control signals. A capacitor comprising a plurality of transmission gates for transmitting the first voltage, a first terminal connected to the transmission gate, and a second terminal connected to a ground voltage, and a first terminal connected to the first terminal of the capacitor And a transistor including a terminal, a second terminal connected to a predetermined driving power supply, and a third terminal connected to the switching element through a constant current source.
한편, 상기 트랜지스터는 상기 제1 전압에서 상기 트랜지스터의 문턱 전압을 뺀 제2 전압을 내보내는 것이 바람직하다.On the other hand, the transistor preferably emits a second voltage minus the threshold voltage of the transistor from the first voltage.
또한, 상기 축전기는 상기 전송 게이트가 턴온되어 있는 동안 상기 제1 전압을 충전하고, 상기 트랜지스터는 상기 전송 게이트가 턴오프된 후부터 상기 스위칭 소자가 턴오프될 때까지 상기 제2 전압을 상기 화소에 전달할 수 있다.In addition, the capacitor charges the first voltage while the transfer gate is turned on, and the transistor transfers the second voltage to the pixel after the transfer gate is turned off until the switching element is turned off. Can be.
한편, 상기 트랜지스터는 LTPS(low temperature poly-silicon)로 형성될 수 있다.The transistor may be formed of low temperature poly-silicon (LTPS).
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a driving device of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel assembly 300, a gate driver 400, a data driver 500, and a data driver The gray voltage generator 800 connected to the signal generator 500 and a signal controller 600 for controlling the gray voltage generator 800 are included.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.The liquid crystal panel assembly 300 includes a plurality of display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m and a plurality of pixels connected to the plurality of display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m , and arranged in a substantially matrix form. .
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The display signal lines G 1 -G n and D 1 -D m are a plurality of gate lines G 1 -G n for transmitting a gate signal (also called a “scan signal”) and a data signal line or data for transmitting a data signal. Line D 1 -D m . The gate lines G 1 -G n extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines D 1 -D m extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.Each pixel includes a switching element Q connected to a display signal line G 1 -G n , D 1 -D m , and a liquid crystal capacitor C LC and a storage capacitor C ST connected thereto. It includes. The holding capacitor C ST can be omitted as necessary.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-D m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.The switching element Q is provided on the lower panel 100, and the control terminal and the input terminal are connected to the gate line G 1 -G n and the data line D 1 -D m, respectively. The output terminal is connected to the liquid crystal capacitor C LC and the storage capacitor C ST .
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.The liquid crystal capacitor C LC has two terminals, the pixel electrode 190 of the lower panel 100 and the common electrode 270 of the upper panel 200, and the liquid crystal layer 3 between the two electrodes 190 and 270. It functions as a dielectric. The pixel electrode 190 is connected to the switching element Q, and the common electrode 270 is formed on the front surface of the upper panel 200 and receives a common voltage V com . Unlike in FIG. 2, the common electrode 270 may be provided in the lower panel 100. In this case, both electrodes 190 and 270 may be linear or rod-shaped.
유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C ST is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the pixel electrode 190 provided on the lower panel 100, and a predetermined voltage such as a common voltage V com is applied to the separate signal line. Is approved. However, the storage capacitor C ST may be formed such that the pixel electrode 190 overlaps the front end gate line directly above the insulator.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.Meanwhile, in order to implement color display, each pixel must display color, which is possible by providing a red, green, or blue color filter 230 in a region corresponding to the pixel electrode 190. In FIG. 2, the color filter 230 is formed in a corresponding region of the upper panel 200. Alternatively, the color filter 230 may be formed above or below the pixel electrode 190 of the lower panel 100.
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.A polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of at least one of the two display panels 100 and 200 of the liquid crystal panel assembly 300.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.The gray voltage generator 800 generates two sets of gray voltages related to the transmittance of the pixel. One of the two sets has a positive value for the common voltage (V com ) and the other set has a negative value.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.The gate driver 400 is connected to the gate lines G 1 -G n of the liquid crystal panel assembly 300 to receive a gate signal formed by a combination of a gate on voltage V on and a gate off voltage V off from the outside. It is applied to the gate lines G 1 -G n .
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.The data driver 500 is connected to the data lines D 1 -D m of the liquid crystal panel assembly 300 to select the gray voltage from the gray voltage generator 800 and apply the gray voltage to the pixel as a data signal. It consists of a circuit.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.The signal controller 600 generates control signals for controlling operations of the gate driver 400 and the data driver 500, and provides the corresponding control signals to the gate driver 400 and the data driver 500.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Next, the display operation of the liquid crystal display will be described in more detail.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.The signal controller 600 inputs an input control signal for controlling the RGB image signals R, G, and B and their display from an external graphic controller (not shown), for example, a vertical sync signal V sync and a horizontal sync signal. (H sync ), a main clock (MCLK), a data enable signal (DE) is provided. The signal controller 600 generates a gate control signal CONT1 and a data control signal CONT2 based on the input control signal, and adjusts the image signals R, G, and B to match the operating conditions of the liquid crystal panel assembly 300. After appropriately processing, the gate control signal CONT1 is sent to the gate driver 400, and the data control signal CONT2 and the processed image signals R ', G', and B 'are sent to the data driver 500.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.The gate control signal CONT1 includes a vertical synchronization start signal STV indicating the start of output of the gate on pulse (gate on voltage section), a gate clock signal CPV for controlling the output timing of the gate on pulse, and a gate on pulse. An output enable signal OE or the like that defines a width.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.The data control signal CONT2 is a load for applying a corresponding data voltage to the horizontal synchronization start signal STH indicating the start of input of the image data R ', G', and B 'and the data lines D 1 -D m . Signal LOAD, inverted signal RVS and data that inverts the polarity of the data voltage with respect to common voltage V com (hereinafter referred to as " polarity of data voltage " by reducing " polarity of data voltage with respect to common voltage "). Clock signal HCLK and the like.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환하고, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.The data driver 500 sequentially receives and shifts image data R ', G', and B 'corresponding to one row of pixels according to the data control signal CONT2 from the signal controller 600, and generates a gray voltage. The image data R ', G', B 'is converted into the corresponding data voltage by selecting the gray voltage corresponding to each of the image data R', G ', and B' among the gray voltages from the unit 800. Then, it is applied to the corresponding data line D 1 -D m .
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G 1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키면 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.The gate driver 400 applies the gate-on voltage V on to the gate lines G 1 -G n in response to the gate control signal CONT1 from the signal controller 600, thereby applying the gate lines G 1 -G n. When the switching element Q connected to the () is turned on, the data voltage applied to the data lines D 1 -D m is applied to the corresponding pixel through the turned on switching element Q.
화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다. 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.The difference between the data voltage applied to the pixel and the common voltage V com is shown as the charging voltage of the liquid crystal capacitor C LC , that is, the pixel voltage. The liquid crystal molecules vary in arrangement depending on the magnitude of the pixel voltage. As a result, the polarization of light passing through the liquid crystal layer 3 changes. The change in polarization is represented by a change in transmittance of light by a polarizer (not shown) attached to the display panels 100 and 200.
1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von )을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("컬럼 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전")After one horizontal period (or “1H”) (one period of the horizontal sync signal H sync , the data enable signal DE, and the gate clock CPV), the data driver 500 and the gate driver 400 are next. The same operation is repeated for the pixels in the row. In this manner, the gate-on voltages V on are sequentially applied to all the gate lines G 1 -G n during one frame to apply data voltages to all the pixels. At the end of one frame, the next frame starts and the state of the inversion signal RVS applied to the data driver 500 is controlled so that the polarity of the data voltage applied to each pixel is opposite to that of the previous frame ("frame inversion). "). In this case, the polarity of the data voltage flowing through one data line may be changed (“column inversion”) or the polarity of the data voltage applied to one pixel row may be different according to the characteristics of the inversion signal RVS within one frame ( "Dot reversal")
그러면 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 장치에 대하여 도 3 내지 도 5를 참고로 하여 상세히 설명한다.Next, the driving device of the liquid crystal display of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치의 등가 회로도이고, 도 5는 도 4에 도시한 스위칭 소자와 전송 게이트의 타이밍도이다.3 is a view showing a driving device of the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the driving device of the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. A timing diagram of a switching element and a transfer gate is shown.
도 3에 도시한 바와 같이, 데이터 구동 IC에는 복수의 데이터선(D1-D12)이 전송 게이트(TG1-TG6)를 통하여 연결되어 있다. 또한, 화소와 데이터선(D1-D12) 사이에는 트랜지스터(N1-N12)와 축전기(C1-C12)가 병렬로 연결되어 있다.As shown in FIG. 3, a plurality of data lines D 1 -D 12 are connected to the data driving IC through the transfer gates TG1-TG6. In addition, the transistors N1-N12 and the capacitors C 1- C 12 are connected in parallel between the pixel and the data lines D 1 -D 12 .
전송 게이트(TG1-TG6)는 신호 제어부(600) 등에서 생성된 스위칭 제어 신호(SW1-SW6)에 따라 온/오프되며, 턴온된 전송 게이트(TG1-TG6)를 통하여 데이터 전압이 해당 화소에 인가된다.The transfer gates TG1-TG6 are turned on / off according to the switching control signals SW1-SW6 generated by the signal controller 600, and the data voltage is applied to the corresponding pixel through the turned-on transfer gates TG1-TG6. .
데이터 전압이 해당 화소에 인가되는 과정에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.A process in which the data voltage is applied to the pixel will be described in more detail.
도 4에 도시한 등가 회로는 해당 데이터선(D1-D12)에 연결되어 있는 회로 중 어느 하나이다.The equivalent circuit shown in FIG. 4 is any one of circuits connected to the data lines D 1 -D 12 .
트랜지스터(N)는 NMOS 트랜지스터로서 제1 단자는 전송 게이트(TG)를 통하여 데이터 전압인 입력 전압(VIN)에 연결되어 있는 한편 축전기(C)의 일단과 연결되어 있다. 트랜지스터(N)의 제2 단자는 일정한 구동 전압(VDD)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 정전류원(I)과 화소의 스위칭 소자(Q)를 통하여 액정 축전기(CLC)에 연결되어 있으며, 액정 축전기(CLC)의 다른 단은 전술한 바와 같이 공통 전압(Vcom)에 연결되어 있다.The transistor N is an NMOS transistor, and the first terminal is connected to the input voltage V IN , which is a data voltage, via the transfer gate TG, and to one end of the capacitor C. The second terminal of the transistor N is connected to a constant driving voltage V DD , and the third terminal is connected to the liquid crystal capacitor C LC through the constant current source I and the switching element Q of the pixel. The other end of the liquid crystal capacitor C LC is connected to the common voltage V com as described above.
여기서, 트랜지스터(N)는 저온 다결정 규소(low temperature poly silicon, LTPS) 기술을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다.The transistor N is preferably formed using low temperature poly silicon (LTPS) technology.
도 5에 도시한 바와 같이, 게이트 온 전압(Von)에 의하여 화소의 스위칭 소자(Q)가 먼저 턴온되고 이어 스위칭 제어 신호(SW1-SW6)에 의하여 전송 게이트(TG)가 턴온되어 입력 전압(VIN)이 데이터선에 인가된다. 그러면 축전기(C)는 입력 전압(VIN)을 받아서 충전시킨다.As illustrated in FIG. 5, the switching element Q of the pixel is first turned on by the gate-on voltage V on , and then the transfer gate TG is turned on by the switching control signals SW1-SW6 to turn on the input voltage ( V IN ) is applied to the data line. The capacitor C then receives the input voltage V IN and charges it.
한편, 축전기(C)는 입력 전압(VIN)을 받아서 충전시키고, 축전기(C)가 문턱 전압(Vth) 이상으로 충전되면 트랜지스터(N)는 턴온되어 입력 전압(VIN)에서 문턱 전압(Vth)을 뺀 만큼의 전압을 출력한다. 그러면 출력 전압은 미리 턴온되어 있는 화소의 스위칭 소자(Q)를 통하여 액정 축전기(CLC)에 전달된다.On the other hand, the capacitor C receives and charges the input voltage V IN , and when the capacitor C is charged above the threshold voltage V th , the transistor N is turned on and the threshold voltage (V) at the input voltage V IN . Output voltage as minus V th ). The output voltage is then transferred to the liquid crystal capacitor C LC through the switching element Q of the pixel which is turned on in advance.
이어, 전송 게이트(TG)가 턴오프되면 축전기(C)와 공통 전압(Vcom)에 이르는 폐회로가 형성되어 축전기(C)에 충전된 전압은 전송 게이트(TG)가 턴오프된 후부터 화소의 스위칭 소자(Q)가 턴오프될 때 까지의 시간 동안 액정 충전기(CLC)에 계속하여 전압을 공급한다.Subsequently, when the transfer gate TG is turned off, a closed circuit reaching the capacitor C and the common voltage V com is formed, and the voltage charged in the capacitor C is switched on the pixel after the transfer gate TG is turned off. The voltage is continuously supplied to the liquid crystal charger C LC for a time until the device Q is turned off.
이런 방식으로, 전송 게이트(TG)가 턴오프된 후에도 축전기(C)에 충전된 입력 전압(VIN)을 사용하여 데이터 전압을 계속 공급할 수 있으므로 액정 축전기(CLC )를 충분히 충전시킬 수 있다. 이로 인해, 데이터선(D1-D12)의 길이가 증가하더라도 기존의 데이터 구동 IC를 이용하여 화소에 충분한 데이터 전압을 공급할 수있다.In this manner, even after the transmission gate TG is turned off, the data voltage can be continuously supplied using the input voltage V IN charged to the capacitor C, thereby sufficiently charging the liquid crystal capacitor C LC . As a result, even if the length of the data lines D 1 -D 12 is increased, a sufficient data voltage can be supplied to the pixel using the existing data driving IC.
한편, 여섯 번째 전송 게이트(TG6)에 연결되어 있는 데이터선(D6, D12,...)은 축전기(C)의 충전 동작이 끝나고 곧이어 화소의 스위칭 소자(Q)도 턴오프되어 상대적으로 축전기(C)의 충전 전압을 전달할 수 있는 시간이 줄어들 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 전송 게이트(TG)가 턴온되는 시간을 전체적으로 조금 앞당겨서 여섯 번째 전송 게이트(TG6)의 턴오프되는 시간과 화소의 스위칭 소자(Q)가 턴오프되는 시간 간격을 확보할 수 있다.On the other hand, the data lines D 6 , D 12 ,..., Connected to the sixth transfer gate TG6 are turned off relatively soon after the charging operation of the capacitor C is finished. The time for delivering the charging voltage of the capacitor C can be reduced. In order to prevent this, the time at which the transfer gate TG is turned on is slightly advanced as a whole to secure a time interval at which the sixth transfer gate TG6 is turned off and a time interval at which the switching element Q of the pixel is turned off.
또한, 입력 전압(VIN)은 트랜지스터(N)의 문턱 전압을 보상한 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 트랜지스터(N)의 출력 전압은 입력 전압(VIN)에서 문턱 전압(Vth)을 뺀 전압이므로, 입력 전압(VIN)에 미리 문턱 전압(Vth)을 더하여 인가하면 목표로 하는 데이터 전압을 얻을 수 있다.In addition, as the input voltage V IN , it is preferable to apply a voltage that compensates for the threshold voltage of the transistor N. As described above, the transistor (N) The output voltage is applied by adding the threshold voltage (V th) ahead of the input voltage (V IN) Since the voltage obtained by subtracting the threshold voltage (V th), the input voltage (V IN) from the target A data voltage can be obtained.
전술한 바와 같이, 축전기(C)와 트랜지스터(N)를 이용하여 데이터선의 길이 증가에 관계없이 기존의 데이터 구동 IC를 사용하여 데이터 전압을 인가할 수 있다.As described above, the data voltage may be applied using the existing data driving IC regardless of the length of the data line using the capacitor C and the transistor N.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a driving device of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a driving device of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시한 화소의 스위칭 소자와 전송 게이트의 타이밍도이다FIG. 5 is a timing diagram of a switching element and a transfer gate of the pixel illustrated in FIG. 4.
Claims (4)
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