KR20070065694A - 액정표시장치 - Google Patents

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김정현
전용주
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 고해상도 액정표시장치에서 화소의 전압 충전특성을 향상시키기 위한 것으로, 액정패널과; 상기 액정패널에 교차되도록 배열된 복수의 데이터라인 및 게이트라인과; 상기 데이터라인들과 게이트라인들의 교차에 의해 구획된 복수의 화소와; 제1주사신호와 제2주사신호를 일부 구간이 중첩되도록 교대로 출력하여 상기 게이트라인에 순차적으로 인가하는 게이트구동부와; 상기 제1주사신호 및 제2주사신호에 따라 해당 화소들에 화상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하여 구성된다.
화소, 충전, 고해상, 주사신호, 중첩

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도1은 일반적인 액정표시장치를 보인 도면.
도2는 액정표시장치의 일부를 확대하여 도시한 도면.
도3은 본 발명에 따른 액정표시장치를 보인 도면.
도4는 도3의 액정표시장치에 인가되는 제1,2주사신호의 일 예를 보인 예시도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
D1m∼D1m+4: 데이터라인 G1n∼G1n+3: 게이트라인
T10: 박막트랜지스터 P10: 화소
본 발명은 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 고해상도 액정표시장치에서 화소의 충전특성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 정보기술의 발달과 함께 전기적 형태로 된 수많은 정보들을 사용자가 육안으로 볼 수 있도록 시각화하는 표시장치가 널리 사용되고 있다. 이 중 액정표 시장치는 가장 널리 사용되는 표시장치로서, 광학적 이방성 및 전계 이방성을 갖는 액정을 전계로 제어하여 화상을 구현하는 표시장치이다.
이와 같은 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 일반적인 액정표시장치를 보인 도면이다.
도1을 참조하면, 액정표시장치는 복수의 화소(P)가 배열된 액정패널(45)과, 상기 액정패널(45)에 주사신호를 순차적으로 인가하는 게이트구동부(50)와, 상기 액정패널(45)에 상기 주사신호에 맞춰 화상신호를 인가하는 데이터구동부(60)를 포함하여 구성된다.
상기 액정패널(45)은 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 일정한 셀-갭으로 합착되고, 그 셀-갭에 액정층을 형성한 것이다.
상기 액정패널(45)에는 세로방향으로 복수의 데이터라인(30)이 배열되고, 가로방향으로 복수의 게이트라인(20)이 배열되어 그 데이터라인(30)과 게이트라인(20)은 수직 교차한다. 그리고, 이 수직 교차부마다 복수의 화소(P)가 구비된다.
상기 게이트구동부(50)는 상기 액정패널(45)에 배열된 게이트라인(20)에 순차적으로 주사신호를 인가하고, 상기 데이터구동부(60)는 해당 게이트라인(20)에 접속된 화소(P)들에 화상신호를 인가하여 각 화소(P)에 대응하는 액정을전계에 의해 반응시킴으로써, 화소(P)를 통해 화상이 구현되도록 한다.
도2는 액정표시장치의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도2를 참조하면, 액정표시장치는 액정패널(미도시)과, 상기 액정패널에 세로방향으로 배열된 복수의 데이터라인(Dm∼Dm+4)과, 상기 액정패널에 가로방향으로 배열된 복수의 게이트라인(Gn∼Gn+3)과, 상기 데이터라인(Dm∼Dm+4)과 게이트라인(Gn∼Gn+3)이 서로 수직 교차하여 구획하는 영역들에 구비된 복수의 화소(P)를 포함한다.
각 화소(P)에는 상기 게이트라인(Gn∼Gn+3) 및 데이터라인(Dm∼Dm+4)과 전기적으로 접속된 박막트랜지스터(T)가 구비되며, 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)가 구비된다.
도면에 도시하진 않았지만, 게이트구동부는 상기 게이트라인(Gn∼Gn+3)에 1수평주기씩 순차적으로 주사신호를 인가한다. 이 주사신호가 인가되는 동안 해당 게이트라인(Gn∼Gn+3)에 접속된 박막트랜지스터(T)는 모두 턴-온되며, 그 턴-온된 박막트랜지스터(T)를 통해 각 화소(T)에는 화상신호가 인가된다.
상기 화소(P)에 인가되는 화상신호는 각 화소(P)에 표시된 바와 같이, 1-도트 인버젼 방식에 따라 인접한 화소(P)에 다른 극성이 인가된다. 상기 1-도트 인버젼 방식은 플리커(flicker)나 크로스 토크(cross talk)와 같은 화면 왜곡을 억제하는 효과가 크다.
상기 화소(p)에 인가된 화상신호는 화소(P) 내에 충전되어 액정의 광투과율을 조절한다. 따라서, 상기 화소(P)에 화상신호에 따른 충분한 전압이 충전되지 못할 경우 액정으로부터 원하는 광투과율을 얻지 못하여 화상의 화질저하를 유발할 수 있다.
이는 최근 활발하게 개발되고 있는 고해상도 액정표시장치에서 특히 문제가 될 수 있는데, 고해상도 액정표시장치에서는 이전보다 많아진 게이트라인(Gn∼ Gn+3)에 1 프레임동안 모두 주사신호를 인가해야하므로, 액정표시장치의 구동주파수를 높여 각 주사신호의 펄스폭(pulse width)을 줄여야 한다.
상기와 같이, 주사신호의 펄스폭을 줄이는 경우 각 화소(P)에 화상신호를 충전하는 시간이 줄어들게 되어 화소(P)에 화상신호의 전압을 충분히 충전하기 어려워진다.
즉, 고해상도 액정표시장치에서 점점 줄어드는 주사신호의 펄스폭에 기인하여 화소(P)의 전압 충전시간이 충분히 확보되지 못함에 따라 액정표시장치의 화질 저하가 발생한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 주사신호의 펄스폭을 조절하여 고해상도에서도 화소의 전압 충전시간을 충분히 확보할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널에 교차되도록 배열된 복수의 데이터라인 및 게이트라인과; 상기 데이터라인들과 게이트라인들의 교차에 의해 구획된 복수의 화소와; 제1주사신호와 제2주사신호를 일부 구간이 중첩되도록 교대로 출력하여 상기 게이트라인에 순차적으로 인가하는 게이트구동부와; 상기 제1주사신호 및 제2주사신호에 따라 해당 화소들에 화상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하여 구성된다.
도3은 본 발명에 따른 액정표시장치를 보인 도면이다.
도3을 참조하면, 액정표시장치는 액정패널(미도시)과, 상기 액정패널에 세로방향으로 배열된 복수의 데이터라인(D1m∼D1m+4)과, 상기 액정패널에 가로방향으로 배열된 복수의 게이트라인(G1n∼G1n+3)과, 상기 데이터라인(D1m∼D1m+4) 및 게이트라인(G1n∼G1n+3)의 교차에 의해 구획되는 복수의 화소(P10)와, 제1주사신호와 제2주사신호를 교대로 출력하여 상기 게이트라인(G1n∼G1n+3)에 순차적으로 인가하는 게이트구동부와, 상기 게이트구동부의 제1주사신호와 제2주사신호의 인가 구간에 대응하여 화소(P10)들에 화상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하여 구성된다.
상기 화소(P10)는 상기 데이터라인(D1m∼D1m+4)에 소스전극이 전기적으로 접속되고, 상기 게이트라인(G1n∼G1n+3)에 게이트전극이 전기적으로 접속되는 박막트랜지스터(T10)를 개별적으로 구비한다. 또한, 상기 화소(P10)에는 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)가 각각 구비되어 상기 화소(P10)에 인가되는 화상신호에 따른 전압을 충전한다.
본 발명의 특징은 상기 게이트구동부에서 출력되는 주사신호가 2개씩 중첩된다는 것이다. 따라서, 편의상 일부 구간이 중첩되어 출력되는 주사신호를 제1주사신호와 제2주사신호로 칭하였다.
도면에 도시한 바와 같이, 제N번째 게이트라인(G1n)에 인가되는 제1주사신호와 제N+1번째 게이트라인(G1n+1)에 인가되는 제2주사신호는 일부 구간에서 중첩된다. 즉, 상기 제1주사신호와 제2주사신호의 펄스폭은 1수평주기보다 다소 크게 설정되기 때문에 이 펄스폭이 겹치는 구간에서 상기 제N번째 게이트라인(G1n)과 제N+1번째 게이트라인(G1n+1)은 동시에 제1,2주사신호를 인가받는다.
마찬가지로, 제N+2번째 게이트라인(G1n+2)에 인가되는 제1주사신호와 제N+3번째 게이트라인(G1n+3)에 인가되는 제2주사신호도 일부 구간에서 중첩되어 상기 제N+2번째 및 제N+3번째 게이트라인(G1n+2,G1n+3)은 이 중첩 구간동안 동시에 제1,2주사신호를 인가받는다.
상기 제1,2주사신호의 펄스폭은 동일하거나 서로 다르게 설정될 수 있다. 그런데, 상기 제1주사신호와 제2주사신호의 펄스폭이 모두 1수평주기(H)보다 크게 설정되기 때문에 화소(P10)에 화상신호에 따른 전압이 충전될 수 있는 시간은 충분히 확보할 수 있지만, 제1주사신호와 제2주사신호가 일부 구간에서 중첩된다.
따라서, 상기 제1주사신호와 제2주사신호의 펄스폭을 늘려 화소(P10) 충전특성을 향상시키면서도 상기 제1,2주사신호의 일부 구간 중첩을 효과적으로 이용하기 위하여 본 발명의 액정표시장치에 2-도트 인버젼 구동을 적용한다. 특히, 사각형태로 배열된 4개의 화소(P10)를 동일한 극성의 화상신호로 구동시키는 스퀘어 인버젼(square inversion)구동이 적용된다.
이와 같은 스퀘어 인버젼 구동을 하기 위하여 상기 데이터구동부는 2개씩의 데이터라인(D1m∼D1m+4)을 통해 동일한 극성의 화상신호를 2수평주기씩 출력한다.
도4는 도3의 액정표시장치에 인가되는 제1,2주사신호의 일 예를 보인 예시도이다.
도4를 참조하면, 제1주사신호(GSn)와 제2주사신호(GSn+1)의 파형이 시간대별로 나타나 있다.
게이트구동부로부터 출력된 제1주사신호(GSn)는 1.3수평주기(H)동안 게이트 라인에 인가되며, 제2주사신호(GSn+1)는 0.7+td수평주기(H)동안 게이트라인에 인가된다. 물론, 상기 제1,2주사신호(GSn,GSn+1)가 동일한 펄스폭을 갖도록 출력할 수도 있다.
상기 제1주사신호(GSn) 및 제2주사신호(GSn+1)에 대응하여 데이터구동부는 2-도트 인버젼 방식으로 화상신호(DATA)를 출력한다.
상기 제1주사신호(GSn)가 1.3수평주기(H)동안 제N번째 게이트라인에 인가되면, 그 제N번째 게이트라인에 접속된 화소들은 데이터구동부로부터 화상신호를 인가받아 전압을 충분히 충전시킬 수 있게 된다. 즉, 종래보다 0.3수평주기(H)의 시간이 더 확보되기 때문에 화소도 그만큼의 전압 충전시간을 확보하게 된다.
상기 제1주사신호(GSn)가 인가된 제N번째 게이트라인에 순차적으로 제N+!번째 게이트라인에 상기 제2주사신호(GSn+1)가 0.7+td수평주기(H)동안 인가되면, 그 제N+번째 게이트라인에 접속된 화소들은 데이터구동부로부터 화상신호를 인가받아 전압을 충전시킨다.
그런데, 데이터구동부는 각 데이터라인을 통해 동일한 극성을 갖는 화상신호를 2수평주기(H)씩 출력하므로, 각 데이터라인은 제1주사신호(GSn)가 제N번째 게이트라인에 인가되는 동안 일정 수준의 전압 레벨로 충전된 상태이고, 제2주사신호(GSn+1)가 제N+1번째 게이트라인에 인가되는 동안 그 데이터라인은 동일 극성의 전압으로 충전되므로, 전압 레벨의 이동이 비교적 작다.
따라서, 이미 한번 동일 극성의 전압으로 충전된 데이터라인을 통해 화소는 짧은 시간 내에 충전될 수 있으므로, 제2주사신호(GSn+1)의 펄스폭은 상기 제1주사 신호(GSn)의 펄스폭보다 상대적으로 좁게 설정할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제2주사신호(GSn+1)의 펄스폭에 포함된 도면부호 td는 RC지연값에 따른 주사신호의 지연시간(td)으로서, 제N+1번째 게이트라인에 제2주사신호(GSn+1)가 인가될 때, 실질적으로 상기 제2주사신호(GSn+1)가 고전위(HIGH)에 이르는데까지는 소정의 시간이 소요되는데, 이는 상기 제N+1번째 게이트라인의 고유 저항(resistance) 및 커패시턴스(capacitance) 성분에 따른 RC지연이 존재하기 때문이다.
즉, 상기 제2주사신호(GSn+1)의 펄스폭에 지연시간(td)을 포함하여 게이트라인의 RC지연값에 따른 신호 지연을 보상하게 된다. 주사신호의 전압 레벨이 고전위(HIGH)에 이르기 전까지는 화소의 전압 충전도 불완전하게 이루어질 수 있지만, 상기와 같이, 지연시간(td)을 추가적으로 주사신호의 펄스폭에 추가시킴으로써, 0.7수평주기(H)동안은 화소의 충전시간을 완전히 확보할 수 있다.
전술한 바와 같이, 주사신호의 펄스폭을 늘려 화소의 충전시간을 확보하고, 이에 따라 늘어난 펄스폭을 효과적으로 사용하기 위해 주사신호를 2개씩 일부 중첩되도록 출력한다. 그리고, 2개씩 일부 펄스폭이 중첩되는 주사신호에 대응하여 화소를 스퀘어 인버젼 구동시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 고해상도에서 주사신호의 펄스폭을 늘리고, 그 늘어난 펄스폭에 따라 중첩되는 주사신호를 이용하여 화소를 2-도트 인버젼 구동시킴으로써, 액정표시장치를 효과적으로 구동시키고, 화소에 충 분한 전압을 충전함에 따라 화질 저하를 막을 수 있다.

Claims (9)

  1. 액정패널;
    상기 액정패널에 교차되도록 배열된 복수의 데이터라인 및 게이트라인;
    상기 데이터라인들과 게이트라인들의 교차에 의해 구획된 복수의 화소;
    제1주사신호와 제2주사신호를 일부 구간이 중첩되도록 교대로 출력하여 상기 게이트라인에 순차적으로 인가하는 게이트구동부;
    상기 제1주사신호 및 제2주사신호에 따라 해당 화소들에 화상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터구동부는 동일 극성의 화상신호를 2수평주기씩 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화소는 사각형태로 배열된 4개씩의 화소가 동일한 극성의 화상신호로 구동되는 스퀘어 인버젼 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1주사신호와 제2주사신호는 동일한 펄스폭을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1주사신호와 제2주사신호는 서로 다른 펄스폭을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2주사신호의 펄스폭은 상기 제1주사신호의 펄스폭보다 좁게 출력되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2주사신호의 펄스폭에는 상기 게이트라인의 저항 및 커패시턴스 성분에 따른 제2주사신호의 지연시간이 포함된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 액정패널;
    상기 액정패널에 배열되어 서로 교차되는 복수의 데이터라인 및 게이트라인;
    상기 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 복수의 화소;
    상기 게이트라인에 순차적으로 주사신호를 출력하되, 상기 주사신호가 2개씩 일부 중첩되도록 출력하는 게이트구동부;
    상기 중첩되는 2개씩의 주사신호들에 대응하여 해당 화소에 동일 극성의 화상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 데이터구동부는 매 프레임마다 화소에 인가되는 화 상신호의 극성을 반전시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8912989B2 (en) 2010-03-16 2014-12-16 Samsung Display Co., Ltd. Pixel and organic light emitting display device using the same
WO2023178515A1 (zh) * 2022-03-22 2023-09-28 京东方科技集团股份有限公司 显示面板的驱动方法及显示装置

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