KR20110075414A

KR20110075414A - 액정표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20110075414A
Application number: KR1020090131861A
Authority: KR
Inventors: 김영주; 유충호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-06

Abstract

본 발명은, 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 액정패널에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 게이트 구동부에 게이트 제어신호를 공급하고, 상기 데이터 구동부에 RGB신호 및 데이터 제어신호를 공급하는 타이밍 제어부와; 상기 게이트 구동부에 구동전압과, 게이트하이 전압과, 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 공급하고, 상기 데이터 구동부에 상기 구동전압을 공급하는 전원공급부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

게이트로우 전압, 가변제어신호, 블랙 휘도

Description

액정표시장치 및 그 구동방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 구동 초기에 게이트로우 전압을 가변 하여 액정표시장치에 누적된 비정상 전하를 방전함으로써, 블랙의 휘도가 감소되고 화상검사가 용이한 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(liquid crystal display: LCD)는, 서로 마주보며 이격된 두 기판 사이에 액정층을 형성하고, 두 기판의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정층의 액정 분자를 재배열함으로써, 달라지는 빛의 투과율에 의해 영상을 표현하는 장치이다.

특히, 이러한 액정표시장치 중에서, 서로 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의하여 정의되는 화소가 매트릭스 형태로 배치되고, 각 화소에 스위칭 소자 및 화소전극이 형성되는 액티브 매트릭스 방식의 액정표시장치가 널리 사용되고 있 다.

도 1은 종래의 액티브 매트릭스 방식의 액정표시장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치(10)는, 영상을 표시하는 액정패널(20)과, 액정패널(20)에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부(30)와, 액정패널(20)에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(40)와, 게이트 제어신호를 게이트 구동부(30)에 공급하고 RGB신호 및 데이터 제어신호를 데이터 구동부(40)에 공급하는 타이밍 제어부(50)와, 게이트 구동부(30) 및 데이터 구동부(40)에 구동전압(VDD), 게이트하이 전압(VGH) 및 게이트로우 전압(VGL)을 공급하는 전원공급부(60)를 포함한다.

액정패널(20)에는 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 형성되고, 화소영역(P)에는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되는 박막트랜지스터(T)와, 박막트랜지스터(T)에 연결되는 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)가 형성된다.

게이트 구동부(30)는 타이밍 제어부(50)로부터 입력되는 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성하여 액정패널(20)에 공급하고, 데이터 구동부(40)는 타이밍 제어부(50)로부터 입력되는 RGB신호 및 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하여 액정패널(20)에 공급한다.

타이밍 제어부(50)는, 외부 시스템(미도시)으로부터 영상신호와 데이터인에이블 신호(DE), 수직동기신호(VSY), 수평동기신호(HSY) 및 클럭신호(CLK) 등의 제어신호를 입력 받아, 게이트 제어신호, RGB신호 및 데이터 제어신호를 생성하여 게 이트 구동부(30) 및 데이터 구동부(40)에 공급한다.

전원공급부(60)는, 입력전압(VIN)을 이용하여 구동전압(VDD), 게이트하이 전압(VGH) 및 게이트로우 전압(VGL)을 생성하고, 생성된 구동전압(VDD), 게이트하이 전압(VGH) 및 게이트로우 전압(VGL)을 게이트 구동부(30)에 공급하고, 생성된 구동전압(VDD)을 데이터 구동부(40)에 공급한다.

이러한 액정표시장치(10)의 동작을 살펴보면, 게이트 구동부(30)로부터 게이트 배선(GL)을 통하여 공급되는 게이트 신호에 따라 박막트랜지스터(T)가 순차적으로 턴-온(turn-on) 되고, 데이터 구동부(40)로부터 데이터 배선(DL)을 통하여 공급되는 데이터 신호가 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)의 일 전극에 인가됨으로써 영상이 표시된다.

이러한 액정표시장치(10)의 전원공급부전원부(60)는 고정된 게이트로우 전압(VGL)을 공급하는데, 게이트로우 전압(VGL)의 생성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 종래의 액정표시장치의 전원공급부를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 PWM부 및 게이트로우 전압 생성부를 상세히 도시한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 전원공급부(60)는 입력전압(VIN)을 이용하여 다수의 출력전압을 생성하는 PWM(pulse width modulation)부(62)와, PWM부(62)의 출력전압을 이용하여 구동전압(VDD)을 생성하는 구동전압 생성부(64)와, PWM부(62)의 출력전압을 이용하여 게이트하이 전압(VGH)을 생성하는 게이트하이 전압 생성 부(66)와, PWM부(62)의 출력전압을 이용하여 게이트로우 전압(VGL)을 생성하는 게이트로우 전압 생성부(68)를 포함한다.

PWM부(62)는, 내부에서 생성되는 스위칭 신호의 펄스 폭(pulse width)에 따라 입력전압(VIN)을 승압(boost)하거나 강압(buck)하여 다수의 출력전압을 생성한다.

구동전압 생성부(64), 게이트하이 전압 생성부(66) 및 게이트로우 전압 생성부(68)는 PWM부(62)의 다수의 출력전압 중 선택된 하나를 입력 받아 전하펌프(charge pump) 등을 통하여 각각 구동전압(VDD), 게이트하이 전압 및 게이트로우 전압을 생성하여 게이트 구동부(도 1의 30) 및 데이터 구동부(도 1의 40)에 공급한다.

여기서, 구동전압(VDD)은 감마기준전압 등에 사용되고, 게이트하이 전압(VGH) 및 게이트로우 전압(VGL)은 각각 박막트랜지스터(T)를 턴-온 및 턴-오프 하는 전압으로 게이트 신호의 생성에 사용된다.

특히, 도 3에 도시한 바와 같이, PWM부(62)는 DRN(drive for negative charge pump), FBN(feedback for negative charge pump) 및 REF(reference) 등의 출력핀을 갖는 PWM 집적회로(integrated circuit: IC)(63)를 포함할 수 있으며, 게이트로우 전압 생성부(68)는 네거티브 전하펌프(negative charge pump)(69), 제1 내지 제3저항(R1, R2, R3) 및 제1 내지 제3커패시터(C1, C2, C3)를 포함할 수 있다.

PWM-IC(63)는 일정 주파수의 구형파(rectangular wave)를 생성하는 오실레이 터(oscillator)(미도시)와, 오실레이터에서 생성된 구형파를 이용하여 삼각파를 발생하는 삼각파발생기(미도시) 등을 포함한다.

그리고, 직렬 연결된 제1 및 제2다이오드로 이루어지는 네거티브 전하펌프(69)의 입력단은 PWM-IC(63)의 DRN 핀에 연결되고, 네거티브 전하펌프(69)의 출력단과 접지단 사이에는 제1저항(R1), 제2저항(R2) 및 제1커패시터(C1)가 직렬로 연결된다.

또한, 제1 및 제2저항(R1, R2)의 연결노드는 PWM-IC(63)의 FBN 핀에 연결되어 약 0V의 출력전압을 인가 받고, 제2저항 및 제1커패시터(R2, C1)의 연결노드는 PWM-IC(63)의 REF 핀에 연결되어 약 1.213V의 출력전압을 인가 받는다.

이에 따라, 제2저항(R2)으로는 일정한 전류(I = (VREF-VFBN)/R2)가 흐르게 되고 제1저항(R1)의 크기에 따라 게이트로우 전압(VGL)이 결정(VGL = VFBN-I*R1 = VFBN-(VREF-VFBN)*R1/R2)되어 출력된다.

제1커패시터(C1)은 네거티브 전하펌프(63)의 REF 핀의 출력전압을 안정화하기 위하여 사용되며, 제1 및 제2저항(R1, R2)의 연결노드의 전위가 변동되면 네거티브 전하펌프(63)의 FBN 핀으로 변동된 전위가 입력되어 네거티브 전하펌프(63)의 DRN 핀의 출력전압이 변동됨으로써, 네거티브 전하펌프(63)의 DRN 핀으로는 안정적인 전압이 출력된다.

이때, 제2 및 제3커패시터(C2, C3)와 제3저항(R3)은, 게이트로우 전압(VGL)의 안정적인 출력을 위하여 네거티브 전하펌프(69)의 출력단과 접지단 사이에 병렬로 연결된다.

그런데, 이와 같은 종래의 액정표시장치에서는 구동 초기에 블랙의 휘도가 증가하는 현상이 발생한다.

즉, 액정표시장치의 구동 초기에는 게이트 배선에 게이트로우 전압이 인가되어 화소영역의 박막트랜지스터가 턴-오프 되는데, 액정표시장치의 제조과정 중에 액정패널에 축적된 직류(DC) 성분의 전하가 화소전극에 인가되어 블랙의 휘도를 증가시키는 것이다.

이러한 블랙의 휘도 증가는 대조비를 저하시키며, 액정표시장치 완성 후 휘도 측정 등의 최종 화상검사에서 불량 판단을 어렵게 하는 원인이 되지만, 액정표시장치의 전원공급부는 단일 게이트로우 전압을 생성하여 공급하므로, 박막트랜지스터를 턴-온 하여 화소전극의 전하를 방전시킬 수 없는 문제가 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액정표시장치에 있어서, 게이트로우 전압을 가변 생성함으로써 방전함으로써, 구동 초기의 블랙 휘도가 저감된 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 액정표시장치의 구동 초기에는 상대적으로 높은 게이트로우 전압을 생성하여 공급하고, 그 이후에는 상대적으로 낮은 게이트로우 전압을 생성하여 공급함으로써, 최종 화상검사가 용이하고 신뢰성이 개선된 액정표시장치 및 그 구동방법 을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 액정패널에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 게이트 구동부에 게이트 제어신호를 공급하고, 상기 데이터 구동부에 RGB신호 및 데이터 제어신호를 공급하는 타이밍 제어부와; 상기 게이트 구동부에 구동전압과, 게이트하이 전압과, 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 공급하고, 상기 데이터 구동부에 상기 구동전압을 공급하는 전원공급부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

그리고, 상기 액정표시장치의 구동시작 후 제1시간구간 동안 상기 전원공급부는 상기 제1게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급하고, 상기 제1시간구간 이후의 제2시간구간 동안 상기 전원공급부는 상기 제2게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급할 수 있다.

또한, 상기 타이밍 제어부는 상기 전원공급부로 가변제어신호를 공급하고, 상기 전원공급부는 상기 가변제어신호에 따라 상기 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 출력할 수 있다.

그리고, 상기 전원공급부는, 입력전압을 이용하여 다수의 출력전압을 생성하는 PWM부와; 상기 PWM부의 상기 다수의 출력전압을 이용하여 상기 구동전압을 생성하는 구동전압 생성부와; 상기 PWM부의 상기 다수의 출력전압을 이용하여 상기 게 이트하이 전압을 생성하는 게이트하이 전압 생성부와; 상기 PWM부의 상기 다수의 출력전압과 상기 가변제어신호를 이용하여 상기 제1 및 제2게이트로우 전압을 생성하는 게이트로우 전압 생성부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 PWM부는, DRN, FBN 및 REF 출력핀을 갖는 PWM-IC를 포함하고, 상기 게이트로우 전압 생성부는, 상기 PWM-IC의 상기 DRN에 입력단이 연결되는 네거티브 전하펌프와, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제1 내지 제3저항과, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 상기 제1 및 제2저항 사이에 연결되어 상기 가변제어신호에 따라 스위칭 되는 게이트로우 트랜지스터를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 게이트로우 전압 생성부는, 상기 제3저항과 상기 접지단 사이에 연결되는 제1커패시터와, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 상기 제1 및 제2저항의 연결노드 사이에 연결되는 제2커패시터와, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 상기 접지단 사이에 연결되는 제3커패시터를 더 포함하고, 상기 제2 및 제3저항의 연결노드는 상기 PWM-IC의 상기 FBN에 연결되고, 상기 제3저항 및 제1커패시터의 연결노드는 상기 PWM-IC의 상기 REF에 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1시간구간 동안 상기 게이트로우 트랜지스터는 턴-온 되고, 상기 제2시간구간 동안 상기 게이트로우 트랜지스터는 턴-오프 될 수 있다.

한편, 본 발명은, 타이밍 제어부가, 게이트 제어신호를 게이트 구동부에 공급하고, RGB신호 및 데이터 제어신호를 데이터 구동부에 공급하는 단계와; 전원공급부가, 구동전압, 게이트하이 전압, 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 상기 게이트 구동부에 공급하고, 상기 구동전압을 상기 데이터 구동부에 공급하는 단계와; 상기 게이트 구동부가, 상기 게이트 제어신호, 상기 구동전압, 상기 게이트하이 전압, 상기 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 이용하여 게이트 신호를 생성하여 액정패널에 공급하는 단계와; 상기 데이터 구동부가, 상기 RGB신호, 상기 데이터 제어신호 및 상기 구동전압을 이용하여 데이터 신호를 생성하여 상기 액정패널에 공급하는 단계와; 상기 액정패널이, 상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호를 이용하여 영상을 표시하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 구동방법을 제공한다.

그리고, 상기 액정표시장치의 구동방법은, 상기 타이밍 제어부가, 가변제어신호를 상기 전원공급부에 공급하는 단계와; 상기 전원공급부가, 상기 가변제어신호에 따라, 상기 액정표시장치의 구동시작 후 제1시간구간 동안 상기 제1게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급하고, 상기 제1시간구간 이후의 제2시간구간 동안 상기 제2게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1게이트로우 전압은 상기 제2게이트로우 전압보다 큰 값일 수 있다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치에서는, 구동 초기에 상대적으로 높은 게이트로우 전압을 생성하여 화소전극의 축적 전하를 방전함으로써 블랙 휘도를 감소시키고 최종 화상검사를 용이하게 수행할 수 있다.

그리고, 이후에는 상대적으로 낮은 게이트로우 전압을 생성하여 박막트랜지스터의 오프 전류를 감소시킴으로써, 액정표시장치의 화질의 신뢰성을 개선할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(110)는, 영상을 표시하는 액정패널(120)과, 액정패널(120)에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부(130)와, 액정패널(120)에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(140)와, 게이트 제어신호를 게이트 구동부(130)에 공급하고 RGB신호 및 데이터 제어신호를 데이터 구동부(140)에 공급하는 타이밍 제어부(150)와, 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)에 구동전압(VDD), 게이트하이 전압(VGH), 제1게이트로우 전압(VGL1) 및 제2게이트로우 전압(VGL2)을 공급하는 전원공급부(160)를 포함한다.

액정패널(120)에는 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 형성되고, 화소영역(P)에는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되는 박막트랜지스터(T)와, 박막트랜지스터(T)에 연결되는 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)가 형성된다.

게이트 구동부(130)는 타이밍 제어부(150)로부터 입력되는 게이트출력인에이블(gate output enable: GOE), 게이트스타트펄스(gate start pulse: GSP), 게이트 쉬프트클럭(gate shift clock: GSC) 등의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성하여 액정패널(120)에 공급하고, 데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(150)로부터 입력되는 RGB신호와, 소스출력인에이블(source output enable: SOE), 소스스타트펄스(source start pulse: SSP), 소스샘플링클럭(source sampling clock: SSC) 등의 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하여 액정패널(120)에 공급한다.

타이밍 제어부(150)는, 외부 시스템(미도시)으로부터 영상신호와 데이터인에이블(data enable: DE), 수직동기(vertical synchronization: VSY), 수평동기(horizontal synchronization: HSY) 및 클럭(clock: CLK) 등의 제어신호를 입력 받아, 게이트 제어신호, RGB신호 및 데이터 제어신호를 생성하여 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)에 공급한다.

전원공급부(160)는, 입력전압(VIN)을 이용하여 구동전압(VDD), 게이트하이 전압(VGH)과, 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하고, 생성된 구동전압(VDD), 게이트하이 전압(VGH), 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2)을 게이트 구동부(130)에 공급하고, 생성된 구동전압(VDD)을 데이터 구동부(140)에 공급한다.

이때, 전원공급부(160)는 타이밍 제어부(150)로부터 입력 받은 가변제어신호에 따라 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2) 중 하나를 선택적으로 생성하여 게이트 구동부(130)에 공급한다.

이러한 액정표시장치(110)의 동작을 살펴보면, 게이트 구동부(130)로부터 게이트 배선(GL)을 통하여 공급되는 게이트 신호에 따라 박막트랜지스터(T)가 순차적 으로 턴-온(turn-on) 되고, 데이터 구동부(140)로부터 데이터 배선(DL)을 통하여 공급되는 데이터 신호가 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)의 일 전극에 인가됨으로써 영상이 표시된다.

이와 같이 액정표시장치(110)의 전원공급부전원부(160)는 가변된 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2) 중 하나를 게이트 구동부(130)에 공급하는데, 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2)의 생성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 전원공급부를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 PWM부 및 게이트로우 전압 생성부를 상세히 도시한 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 전원공급부(160)는 입력전압(VIN)을 이용하여 다수의 출력전압을 생성하는 PWM(pulse width modulation)부(162)와, PWM부(162)의 출력전압을 이용하여 구동전압(VDD)을 생성하는 구동전압 생성부(164)와, PWM부(162)의 출력전압을 이용하여 게이트하이 전압(VGH)을 생성하는 게이트하이 전압 생성부(166)와, PWM부(162)의 출력전압과 가변제어신호를 이용하여 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하는 게이트로우 전압 생성부(168)를 포함한다.

PWM부(162)는, 내부에서 생성되는 스위칭 신호의 펄스 폭(pulse width)에 따라 입력전압(VIN)을 승압(boost)하거나 강압(buck)하여 다수의 출력전압을 생성한다.

구동전압 생성부(164), 게이트하이 전압 생성부(166) 및 게이트로우 전압 생 성부(168)는 PWM부(162)의 다수의 출력전압 중 선택된 하나를 입력 받아 전하펌프(charge pump) 등을 통하여 각각 구동전압(VDD), 게이트하이 전압(VGH), 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하여 게이트 구동부(도 4의 130) 및 데이터 구동부(도 4의 140)에 공급한다.

여기서, 구동전압(VDD)은 감마기준전압 등에 사용되고, 게이트하이 전압(VGH), 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2)은 각각 박막트랜지스터(T)를 턴-온 및 턴-오프 하는 전압으로 게이트 신호의 생성에 사용된다.

특히, 도 6에 도시한 바와 같이, PWM부(162)는 DRN(drive for negative charge pump), FBN(feedback for negative charge pump) 및 REF(reference) 등의 출력핀을 갖는 PWM 집적회로(integrated circuit: IC)(163)를 포함할 수 있으며, 게이트로우 전압 생성부(168)는 네거티브 전하펌프(negative charge pump)(169), 제1 내지 제5저항(R1, R2, R3, R4, R5) 및 제1 내지 제3커패시터(C1, C2, C3)를 포함할 수 있다.

PWM-IC(163)는 일정 주파수의 구형파(rectangular wave)를 생성하는 오실레이터(oscillator)(미도시)와, 오실레이터에서 생성된 구형파를 이용하여 삼각파를 발생하는 삼각파발생기(미도시) 등을 포함한다.

그리고, 직렬 연결된 제1 및 제2다이오드(미도시)로 이루어지는 네거티브 전하펌프(169)의 입력단은 PWM-IC(163)의 DRN 핀에 연결되고, 네거티브 전하펌프(169)의 출력단과 접지단 사이에는 제1저항(R1), 제2저항(R2), 제3저항(R3) 및 제1커패시터(C1)가 직렬로 연결된다.

또한, 제2 및 제3저항(R2, R3)의 연결노드는 PWM-IC(163)의 FBN 핀에 연결되어 약 0V의 출력전압을 인가 받고, 제3저항 및 제1커패시터(R3, C1)의 연결노드는 PWM-IC(163)의 REF 핀에 연결되어 약 1.213V의 출력전압을 인가 받는다.

이에 따라, 제3저항(R3)으로는 일정한 전류(I = (VREF-VFBN)/R3)가 흐르게 된다.

그리고, 네거티브 전하펌프(169)의 출력단과 제1 및 제2저항(R1, R2)의 연결노드 사이에는 제2커패시터(C2)와 게이트로우 트랜지스터(Tgl)가 병렬로 연결되고, 게이트로우 트랜지스터(Tgl)는 타이밍 제어부(도 4의 150)에서 출력되는 가변제어신호에 의하여 스위칭 된다.

도시하지는 않았지만, 가변제어신호는 타이밍 제어부(150)에서 출력되고 백라이트 유닛의 활성화에 사용되는 백라이트 인에이블 신호를 레벨 쉬프터(level shifter) 등을 통하여 증폭하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 약 0V ~ 약 3.3V의 백라이트 인에이블 신호를 레벨 쉬프터를 이용하여 약 -6V ~ 약 28V의 신호로 증폭하여 가변제어신호로 사용할 수 있다.

제4 및 제5저항(R4, R5)은 네거티브 전하펌프(169)의 출력단에 직렬로 연결되어 가변제어신호가 안정적으로 게이트로우 트랜지스터(Tgl)에 인가하도록 하고, 제3커패시터(C3)는 네거티브 전하펌프(169)의 출력단과 접지단 사이에 연결되어 제1 및 제2게이트로우 전압(VGL1, VGL2)이 안정적으로 출력되도록 한다.

여기서, 게이트로우전압 생성부(168)는 가변제어신호에 따라 제1 및 제2게이 트로우 전압(VGL1, VGL2) 중 하나를 선택적으로 생성하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제1 및 제2게이트로우 전압과 가변제어신호를 도시한 파형도로서, 도 6을 함께 참조하여 설명한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(도 4의 110)의 구동시작 이전에 게이트로우 전압을 나타내는 제1그래프(G1)는 불특정한 값을 가지다가, 구동시작 이후 제1시간구간(TP1) 동안 제1게이트로우 전압(VGL1)이 되고, 그 이후의 제2시간구간(TP2) 동안은 제1게이트로우 전압(VGL1)보다 낮은 제2게이트로우 전압(VGL2)이 된다.

가변제어신호를 나타내는 제2그래프(G2)는 제1시간구간(TP1) 동안 게이트로우 트랜지스터(Tgl)를 턴-온 시키는 제2전압(V2)이 되고, 액정표시장치(110)의 구동시작 이전이나 제2시간구간(TP2) 동안은 게이트로우 트랜지스터(Tgl)를 턴-오프 시키는 제1전압(V1)이 된다.

즉, 액정표시장치의 구동시작 이후, 제1시간구간(TP1) 동안은, 제2전압(V2)을 갖는 가변제어신호가 게이트로우 트랜지스터(Tgl)에 인가되어 게이트로우 트랜지스터(Tgl)가 턴-온 된다.

게이트로우 트랜지스터(Tgl)가 턴-온 되면, 네거티브 전하펌프(169)의 출력단과 제1 및 제2저항(R1, R2)의 연결노드가 단락(short)되어 등전위가 되고, 제2저항(R2)의 크기에 따라 제1 및 제2저항(R1, R2)의 연결노드의 전위가 결정되어 제1게이트로우 전압(VGL1 = VFBN-I*R2 = VFBN-(VREF-VFBN)*R2/R3)으로 출력된다.

이후, 제2시간구간(TP2) 동안은, 제1전압(V1)을 갖는 가변제어신호가 게이트로우 트랜지스터(Tgl)에 인가되어 게이트로우 트랜지스터(Tgl)가 턴-오프 된다.

게이트로우 트랜지스터(Tgl)가 턴-오프 되면, 제1저항(R1)으로 전류가 흘러서 전압 강하가 일어나고, 제1 및 제2저항(R1, R2)에 의하여 네거티브 전하펌프(169)의 출력단의 전위가 서서히 변경되어 제2게이트로우 전압(VGL2 = VFBN-I*(R2+R1) = VFBN-(VREF-VFBN)*(R2+R1)/R3))으로 출력된다.

게이트로우 트랜지스터(Tgl)가 턴-오프 되어, 제1저항(R1)에서 추가적인 전압 강하가 일어나므로, 제2게이트로우 전압(VGL2)은 제1게이트로우 전압(VGL1)보다 낮은 전압이 된다.

즉, 액정표시장치(110)의 구동 초기인 제1시간구간(TP1) 동안은 제1게이트로우 전압(VGL1)을 공급하여 액정패널(120)의 박막트랜지스터(T)를 미세하게 턴-온 시켜서 화소전극에 축적되어 있던 비정상적인 전하를 방전함으로써, 구동초기의 블랙 휘도를 감소시킬 수 있다.

그리고, 액정표시장치(110)의 구동 시작 이후 일정 시간 경과한 후의 제2시간구간(TP2) 동안은 제2게이트로우 전압(VGL2)을 공급하여 액정패널(120)의 박막트랜지스터(T)를 턴-오프 시켜서 화소전극에 인가된 정상적인 전하의 방전을 방지함으로써, 액정표시장치의 화질을 개선할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(110)에서는, 구동 초기에 상대적으로 높은 제1게이트로우 전압(VGL1)을 인가하여 블랙 휘도를 감소시켜 최종 화질검사를 용이하게 할 수 있고, 이후 상대적으로 높은 제2게이트로우 전압(VGL2) 을 인가하여 박막트랜지스터의 오프 특성을 유지하여 액정표시장치의 신뢰성을 개선할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은 종래의 액티브 매트릭스 방식의 액정표시장치를 도시한 도면.

도 2는 종래의 액정표시장치의 전원공급부를 도시한 도면.

도 3은 도 2의 PWM부 및 게이트로우 전압 생성부를 상세히 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 전원공급부를 도시한 도면.

도 6은 도 5의 PWM부 및 게이트로우 전압 생성부를 상세히 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제1 및 제2게이트로우 전압과 가변제어신호를 도시한 파형도.

Claims

영상을 표시하는 액정패널과;

상기 액정패널에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부와;

상기 액정패널에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와;

상기 게이트 구동부에 게이트 제어신호를 공급하고, 상기 데이터 구동부에 RGB신호 및 데이터 제어신호를 공급하는 타이밍 제어부와;

상기 게이트 구동부에 구동전압과, 게이트하이 전압과, 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 공급하고, 상기 데이터 구동부에 상기 구동전압을 공급하는 전원공급부

를 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액정표시장치의 구동시작 후 제1시간구간 동안 상기 전원공급부는 상기 제1게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급하고, 상기 제1시간구간 이후의 제2시간구간 동안 상기 전원공급부는 상기 제2게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 타이밍 제어부는 상기 전원공급부로 가변제어신호를 공급하고, 상기 전원공급부는 상기 가변제어신호에 따라 상기 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 출력하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 전원공급부는,

입력전압을 이용하여 다수의 출력전압을 생성하는 PWM부와;

상기 PWM부의 상기 다수의 출력전압을 이용하여 상기 구동전압을 생성하는 구동전압 생성부와;

상기 PWM부의 상기 다수의 출력전압을 이용하여 상기 게이트하이 전압을 생성하는 게이트하이 전압 생성부와;

상기 PWM부의 상기 다수의 출력전압과 상기 가변제어신호를 이용하여 상기 제1 및 제2게이트로우 전압을 생성하는 게이트로우 전압 생성부

를 포함하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 PWM부는, DRN, FBN 및 REF 출력핀을 갖는 PWM-IC를 포함하고,

상기 게이트로우 전압 생성부는, 상기 PWM-IC의 상기 DRN에 입력단이 연결되는 네거티브 전하펌프와, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제1 내지 제3저항과, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 상기 제1 및 제2저항 사이에 연결되어 상기 가변제어신호에 따라 스위칭 되는 게이트로우 트랜지스터를 포함하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 게이트로우 전압 생성부는, 상기 제3저항과 상기 접지단 사이에 연결되는 제1커패시터와, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 상기 제1 및 제2저항의 연결노드 사이에 연결되는 제2커패시터와, 상기 네거티브 전하펌프의 출력단과 상기 접지단 사이에 연결되는 제3커패시터를 더 포함하고,

상기 제2 및 제3저항의 연결노드는 상기 PWM-IC의 상기 FBN에 연결되고, 상기 제3저항 및 제1커패시터의 연결노드는 상기 PWM-IC의 상기 REF에 연결되는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제1시간구간 동안 상기 게이트로우 트랜지스터는 턴-온 되고, 상기 제2시간구간 동안 상기 게이트로우 트랜지스터는 턴-오프 되는 액정표시장치.
타이밍 제어부가, 게이트 제어신호를 게이트 구동부에 공급하고, RGB신호 및 데이터 제어신호를 데이터 구동부에 공급하는 단계와;

전원공급부가, 구동전압, 게이트하이 전압, 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 상기 게이트 구동부에 공급하고, 상기 구동전압을 상기 데이터 구동부에 공급하는 단계와;

상기 게이트 구동부가, 상기 게이트 제어신호, 상기 구동전압, 상기 게이트하이 전압, 상기 제1 및 제2게이트로우 전압 중 하나를 이용하여 게이트 신호를 생성하여 액정패널에 공급하는 단계와;

상기 데이터 구동부가, 상기 RGB신호, 상기 데이터 제어신호 및 상기 구동전압을 이용하여 데이터 신호를 생성하여 상기 액정패널에 공급하는 단계와;

상기 액정패널이, 상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호를 이용하여 영상을 표시하는 단계

를 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
제 8 항에 있어서,

상기 타이밍 제어부가, 가변제어신호를 상기 전원공급부에 공급하는 단계와;

상기 전원공급부가, 상기 가변제어신호에 따라, 상기 액정표시장치의 구동시 작 후 제1시간구간 동안 상기 제1게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급하고, 상기 제1시간구간 이후의 제2시간구간 동안 상기 제2게이트로우전압을 상기 게이트 구동부에 공급하는 단계

를 더 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제1게이트로우 전압은 상기 제2게이트로우 전압보다 큰 액정표시장치의 구동방법.