KR20080071849A - 액정표시장치의 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 모든 픽셀들을 대상으로 데이터 전압을 동시에 풀차징한 후 순차적으로 실제 데이터 전압을 차징하여 실제 데이터 전압의 차징 타임을 줄이고 차징전압을 충분히 확보할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 지아이피 블록에 스캔펄스를 출력하고 데이터구동 IC에 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러와; 액정패널상의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급할 때, 한 프레임 내에서 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스를 공급한 후 원래의 스캔펄스를 순차적으로 공급하는 지아이피 블록과; 상기 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스가 공급될 때 상기 액정 패널의 데이터 라인에 풀데이터 전압을 공급한 후, 데이터 제어신호에 따라 해당 데이터 전압을 공급하는 데이터구동 IC와; 상기 모든 게이트라인에 동시에 공급되는 스캔펄스와 풀데이터 전압에 의해 한 프레임의 시작 부분에서 모든 픽셀들이 풀차징된 후, 상기 스캔펄스와 실제 데이터 전압에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널에 의해 달성된다.

Description

액정표시장치의 구동 장치{DRIVING APPARATUS FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1의 (a)-(f)는 A-Si 박막트랜지스터를 채용한 종래의 GIP 구조의 액정표시장치에서 액정패널의 구동방식을 나타낸 파형도.

도 2의 (a)-(e)는 Poly-Si 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 종래의 액정표시장치에서 액정패널의 구동방식을 나타낸 파형도.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치의 프리차징 장치의 블록도.

도 4의 (a)-(i)는 A-Si 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 액정표시장치에 적용된 본 발명의 액정패널 구동방식을 나타낸 파형도.

도 5의 (a)-(h)는 Poly-Si 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 액정표시장치에 적용된 본 발명의 액정패널 구동방식을 나타낸 파형도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

31 : 메인 피씨비 32 : 타이밍 콘트롤러

33 : 레벨 시프터 34A-34D : 지아이피 블록

35A-35C : 데이터구동 IC 36 : 액정패널

36A : 화상표시영역

본 발명은 액정표시장치에서 액정패널을 구동하는 기술에 관한 것으로, 특히 폴리 실리콘이나 아몰퍼스 실리콘 박막트랜지스터를 채용한 GIP(GIP: Gate-driver In Panel) 구조의 액정표시장치에서 모든 픽셀들을 대상으로 데이터 전압을 동시에 풀차징한 후 순차적으로 실제 데이터 전압을 차징함으로써 실제 데이터 전압의 차징 타임을 줄이고 차징전압을 충분히 확보할 수 있도록 한 액정표시장치의 구동 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정패널에는 m x n개의 액정셀이 매트릭스 타입으로 배치된다. 그리고, 상기 액정패널에는 m개의 데이터라인과 n개의 게이트라인들이 수직교차되며, 그 교차부마다 상기 액정셀을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.

상기 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 드라이버로부터 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴온되며, 이때 각 데이터라인상의 데이터전압(화소전압)이 액정셀의 화소전극에 전달된다. 즉, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 매 수평라인마다 동일한 게이트라인에 접속되며, 그 박막트랜지스터(TFT)의 소스 전극은 매 수직라인마다 동일한 데이터라인에 접속된다. 그리고, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극은 각각의 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다.

그리고, 각 수평라인의 액정셀(Clc)들의 화소전극들은 이전 수평라인의 액정셀들을 구동하기 위한 이전 게이트라인과 소정 부분 오버랩되어 스토리지 캐패시터를 형성하게 되며, 첫 번째 수평라인의 액정셀들의 화소전극들은 상기 첫 번째 게 이트라인의 상부에 위치한 더미 게이트 라인과 소정 부분 오버랩되어 스토리지 캐피시터를 형성하게 된다.

이와 같은 박막트랜지스터(TFT)는 각 게이트라인에 공급되는 스캔펄스의 게이트 하이전압에 응답하여 각 데이터라인에 공급되는 데이터전압이 해당 화소전극에 충전되게 한다. 즉, 상기 액정셀들은 상기 박막트랜지스터(TFT)가 각 게이트라인에 순차적으로 공급되는 게이트 하이전압에 의해 턴온될 때에 각 데이터라인을 통해 입력되는 해당 데이터전압을 충전하여 다시 박막트랜지스터(TFT)가 턴온될 때까지 그 충전전압을 유지하게 된다.

도 1은 아몰퍼스 실리콘(A-Si) 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 액정표시장치에서 액정패널의 구동방식을 나타낸 파형도이다. 즉, 게이트 스타트 펄스(GSP)가 발생된 후 순차적으로 공급되는 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 동기하여 각 게이트라인(G1-G4)에 스캔펄스가 순차적으로 공급된다. 그리고, 임의의 게이트라인에 스캔펄스에 공급되는 동안 해당 데이터라인을 통해 R,G,B의 데이터전압이 공급된다.

그러나, 이와 같은 종래의 액정패널 구동방식은 해상도가 높은 액정패널에 적용될 경우 차징 타임을 충분히 확보하는데 어려움이 있고, 이로 인하여 고화질을 구현하는데 어려움이 있었다.

도 2는 상기와 같이 차징 타임 확보 문제를 해결하기 위해 프리차징 기법이 적용된 폴리 실리콘(Poly-Si) 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 종래의 액정표시장치에서 액정패널의 구동방식을 나타낸 파헝도이다. 즉, 첫번째 게이트라인(G1) 에 스캔펄스가 공급되기 시작할 때 각 게이트라인에 동시에 스캔펄스를 공급하여 해당 픽셀들을 프리차징시킨 후 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 동기하여 스캔펄스를 순차적으로 공급하면서 그때마다 해당 데이터라인을 통해 R,G,B의 데이터전압을 공급한다.

그런데, 상기 해당 픽셀들을 프리차징시키는 데이터전압은 풀 데이터 전압이 아니라 이전 픽셀(예: R 픽셀)에 공급된 데이터전압이다.

이와 같이 종래의 폴리 실리콘 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 액정패널의 구동방식에 있어서는 이전에 공급된 데이터전압을 이용하여 프리차징하기 때문에 프리차징되는 전압의 레벨이 불규칙하고, 이로 인하여 프리차징되는 전압에 따라 화질의 차이가 발생되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 폴리 실리콘이나 아몰퍼스 실리콘 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 액정표시장치에서, 모든 픽셀들을 대상으로 데이터 전압을 동시에 풀차징한 후 순차적으로 실제 데이터 전압을 차징하는 구동장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지아이피 블록에 스캔펄스를 출력하고 데이터구동 IC에 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러와; 액정패널상의 일측에 패키징되어 그 액정 패널상의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급할 때, 한 프레임 내에서 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스를 공급한 후 순차적으로 스캔펄스를 공급하는 지아이피 블록과; 상기 지아이피 블록에서 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스가 공급될 때 상기 액정 패널의 데이터 라인에 풀데이터 전압을 공급한 후, 데이터 제어신호에 따라 해당 데이터 전압을 공급하는 데이터구동 IC와; 한 프레임의 시작 부분에서 각 픽셀들이 풀차징된 후 상기 스캔펄스와 실제 데이터 전압에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치의 구동장치의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 시스템으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여, 지아이피 블록(34A-34D)에 스캔펄스를 출력하고, 데이터구동 IC(35A-35C)에 데이터 제어신호를 출력함과 아울러 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링한 후에 재정렬하여 출력하는 타이밍 콘트롤러(32)와; 상기 타이밍 콘트롤러(32)에서 출력되는 스캔펄스의 레벨을 소정 레벨로 시프트시키는 레벨 시프터(33)와; 액정패널(36)상의 일측에 패키징되어(GIP) 그 액정 패널(36)의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급할 때, 한 프레임 내에서 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스를 공급한 후 순차적으로 스캔펄스를 공급하는 지아이피(GIP) 블록(34A-34D)과; 상기 지아이피 블록(34A-34D)에서 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스가 공급될 때 액정 패널(36)의 데이터 라인에 풀데이터 전압을 공급한 후, 데이터 제어신호에 따라 해당 데이터 전압을 공급하는 데이터구동 IC(IC: Integrated Circuit)(35A-35C)와; 한 프레임의 시작 부분에서 각 픽셀들이 풀차징된 후 상기 스캔펄스와 데이터 전압에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널(36)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

액정패널(36)은 각 데이터라인과 각 게이트라인의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 액정셀을 구비하는데, 이 다수의 액정셀들은 지아이피블록(34A-34D)으로부터 공급되는 스캔펄스와 데이터 구동 IC(35A-35C)로부터 공급되는 데이터전압에 의해 구동되어 화상을 표시하게 된다.

타이밍 콘트롤러(32)는 시스템(도면에 미표시)으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 상기 지아이피블록(34A-34D)을 제어하기 위한 스캔펄스와 데이터 구동 IC(35A-35C)를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생한다.

상기 스캔펄스는 레벨 시프터(33)를 통해 소정 레벨로 상향 시프트되어 상기 지아이피블록(34A-34D)에 공급된다. 또한, 상기 타이밍 콘트롤러(32)는 상기 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 샘플링한 후에 재정렬하여 데이터 구동 IC(35A-35C)에 공급한다.

상기 데이터 구동 IC(35A-35C)는 상기 타이밍 콘트롤러(32)로부터 공급되는 데이터 제어신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터를 계조값에 대응하는 데이터전압(아날로그 감마보상전압)으로 변환하고, 이렇게 변환된 데이터전압이 상기 액정패널(36)상의 데이터라인에 공급된다.

상기 지아이피블록(34A-34D)은 상기 타이밍 콘트롤러(32)로부터 공급되는 스캔펄스(게이트펄스)를 각 게이트라인에 순차적으로 공급하고, 이에 의해 데이터전 압이 공급되는 액정패널(36)의 수평라인들이 선택된다.

그런데, 상기 데이터 구동 IC(35A-35C) 및 지아이피블록(34A-34D)을 통해 액정패널(36)을 구동할 때, 소정의 시간 동안 예를 들어 1/2 수평주파수시간(

) 동안 모든 픽셀들을 풀차징한 후 실제 데이터 전압을 차징하게 되는데, 이 처리과정을 도 4의 제1실시예를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 상기 액정패널(36)의 화상표시영역(36A)에 배열된 액정셀(Clc)의 스위칭 소자로 사용된 박막트랜지스터(TFT)가 아몰퍼스 실리콘(A-Si)으로 제조된 경우에 대해 본 발명 적용시 스캔펄스 및 데이터 구동전압의 타이밍도를 나타낸 것이다.

첫 번째 지아이피 블록(34A)에 도 4의 (a)와 같이 게이트 스타트 펄스(GSP)가 '하이'로 공급되는 동안에 각 게이트라인(G1-G4)에 도 4의 (b)-(e)에서와 같이 동일 타이밍으로

동안 스캔펄스를 공급한다. 그리고, 다음의 지아이피 블록(34B-34D)도 상기 지아이피 블록(34A)과 동일한 방식으로 해당 게이트라인에 스캔펄스를 공급한다.

이에 앞서, 데이터 구동IC(35A)에서 도 4의 (g)-(i)에서와 같이 서브픽셀(R,G,B)에 대한 풀데이터 전압(0xFF)을 공급한다. 다음의 데이터 구동IC(35B),(35C)도 상기 데이터 구동IC(35A)와 동일한 방식으로 해당 서브픽셀(R,G,B)에 대한 풀데이터 전압(0xFF)을 공급한다.

이에 따라, 액정패널(36)의 모든 화소들에 실제 화소 전압(데이터 전압)이 공급되기 전에 그들이 상기 풀데이터 전압(0xFF)에 의해 풀차징된다.

참고로, 본 실시예는 액정패널(36)에 데이터전압을 인가한 상태의 밝기 보다 데이터 전압을 인가하지 않은 상태의 밝기가 더 큰 노멀리 화이트 모드가 적용된 것을 예로 하여 설명한다.

이후, 상기 게이트 스타트 펄스(GSP)가 '하이'에서 '로우'로 천이된 후 상기 지아이피 블록(34A)에서 각 게이트라인(G1-G4)에 도 4의 (b)-(e)에서와 같이 각 서브픽셀(R,G,B)에 대한 스캔펄스를 도 4의 (f)와 같은 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 동기하여 순차적으로 공급한다. 그리고 다음의 지아이피 블록(34B-34D)도 상기 지아이피 블록(34A)과 동일한 방식으로 해당 게이트라인에 스캔펄스를 공급한다.

이에 앞서, 데이터 구동IC(35A)에서 도 4의 (g)-(i)에서와 같이 각 데이터라인에 실제 데이터 전압을 공급한다. 다음의 데이터 구동IC(35B),(35C)도 상기 데이터 구동IC(35A)와 동일한 방식으로 해당 데이터라인에 실제 데이터 전압을 공급한다.

이에 따라, 액정패널(36)의 화상표시영역(36A)에 배열된 화소가 상기 실제 데이터 전압에 의해 구동되어 그 화상표시영역(36A)에 해당 영상이 표시된다.

여기서, 간과할 수 없는 것은 상기와 같이 액정패널(36)의 각 화소들을 미리 풀차징한 후 실제 데이터 전압으로 차징함으로써, 차징 특성이 개선되고 차징 타임이 빨라진다는 것이다.

한편, 도 5는 상기 액정패널(36)의 화상표시영역(36A)에 배열된 액정셀(Clc)의 스위칭 소자로 사용된 박막트랜지스터(TFT)가 폴리 실리콘(Poly-Si)으로 제조된 경우에 대해 본 발명 적용시 스캔펄스 및 데이터 구동전압의 타이밍도를 나타낸 것이다.

지아이피 블록(34A)에서 도 5의 (a)와 같이 첫 번째 게이트라인(G1)에 스캔펄스가 '하이'로 공급되기 시작할 때 데이터 구동IC(35A)에서 R,G,B 멀티플렉서 라인(R_MUX1),(G_MUX2),(B_MUX3)을 도 5의 (b)-(d)에서와 같이 동시에 개방한다. 그리고, 상기 데이터 구동IC(35A) 및 데이터 구동IC(35B),(35C)가 각 게이트라인의 스캔펄스가 출력될 때마다 상기와 동일한 방식으로 R,G,B 멀티플렉서 라인을 동시에 개방한다.

이에 앞서, 데이터 구동IC(35A)의 R,G,B 멀티플렉서 라인(R_MUX1),(G_MUX2), (B_MUX3)에 도 5의 (f)-(h)에서와 같이 서브픽셀(R,G,B)에 대한 풀데이터 전압(0xFF)을 공급한다. 그리고, 상기 데이터 구동IC(35A) 및 데이터 구동IC(35B),(35C)가 해당 R,G,B 멀티플렉서 라인에 서브픽셀(R,G,B)에 대한 풀데이터 전압(0xFF)을 공급한다.

이에 따라, 액정패널(36)의 모든 화소들에 실제 화소 전압(데이터 전압)이 공급되기 전에 그들이 상기 풀데이터 전압(0xFF)에 의해 풀차징된다.

이후, 상기 첫 번째 게이트라인(G1)에 스캔펄스가 공급되는 동안 도 5의 (b)-(e)에서와 같이 상기 데이터 구동IC(35A)의 R,G,B 멀티플렉서 라인(R_MUX1), (G_MUX2),(B_MUX3)을 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 동기하여 순차적으로 개방한다. 그리고, 상기 데이터 구동IC(35A) 및 데이터 구동IC(35B),(35C)의 나머지 R,G,B 멀티플렉서 라인에 대해서도 상기와 같이 순차적으로 개방한다.

이에 앞서, 상기 데이터 구동IC(35A)의 R,G,B 멀티플렉서 라인(R_MUX1), (G_MUX2),(B_MUX3)에 도 5의 (f)-(h)에서와 같이 서브픽셀(R,G,B)에 대한 실제 데이터 전압을 순차적으로 공급한다. 그리고, 데이터 구동IC(35A) 및 데이터 구동IC(35B),(35C)의 나머지 R,G,B 멀티플렉서 라인에 대해서도 동일한 방식으로 데이터 전압을 공급한다.

이에 따라, 액정패널(36)의 화상표시영역(36A)에 배열된 각 화소들이 상기 실제 데이터 전압에 의해 구동되어 그 화상표시영역(36A)에 해당 영상이 표시된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 폴리 실리콘이나 아몰퍼스 실리콘 박막트랜지스터를 채용한 GIP 구조의 액정표시장치에서, 모든 픽셀들을 대상으로 데이터 전압을 미리 풀차징한 후 순차적으로 실제 데이터 전압을 차징함으로써, 차징 특성이 개선되고 차징 타임이 빨라지므로 이에 의해 화질이 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 지아이피 블록에 스캔펄스를 출력하고 데이터구동 IC에 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러와;

   액정패널상의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급할 때, 한 프레임 내에서 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스를 공급한 후 원래의 스캔펄스를 순차적으로 공급하는 지아이피 블록과;

   상기 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스가 공급될 때 상기 액정 패널의 데이터 라인에 풀데이터 전압을 공급한 후, 데이터 제어신호에 따라 해당 데이터 전압을 공급하는 데이터구동 IC와;

   상기 모든 게이트라인에 동시에 공급되는 스캔펄스와 풀데이터 전압에 의해 한 프레임의 시작 부분에서 모든 픽셀들이 풀차징된 후, 상기 스캔펄스와 실제 데이터 전압에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널로 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 지아이피 블록은 게이트 스타트 펄스가 '하이'로 공급되는 동안 모든 픽셀들의 풀차징을 위해 각 게이트 라인에 동시에 스캔펄스를 공급한 후, 그 게이트 스타트 펄스가 '로우'로 공급되는 동안 원래의 스캔펄스를 순차적으로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
3. 제1항에 있어서, 지아이피 블록은 게이트 스타트 펄스가 '하이'에서 '로우'로 천이된 후 각 게이트라인(G1-G4)에 서브픽셀(R,G,B)에 대한 스캔펄스를 출력 인에이블신호에 동기하여 순차적으로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
4. 제1항에 있어서, 데이터구동 IC는 상기 모든 게이트라인에 동시에 스캔펄스가 공급되기 이전에 각 서브픽셀(R,G,B)에 대한 풀데이터 전압을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
5. 제1항에 있어서, 액정패널은 노멀리 화이트 모드가 적용된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
6. 제1항에 있어서, 액정패널상의 모든 픽셀들은 상기 스캔펄스와 풀데이터 전압에 의해 1/2 수평주파수시간 동안 풀차징되도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.

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