KR100932553B1

KR100932553B1 - 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR100932553B1
Application number: KR1020030040751A
Authority: KR
Inventors: 박재덕; 김성균; 장정우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2009-12-17
Also published as: KR20050000161A

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시장치의 데이터라인 블록의 경계간 기생 커패시턴스에 의해 발생하는 화질불량을 방지하기 위한 아날로그 샘플링회로와 그 구동방법에 관한 것이다.

이는 본 제안에서, n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해, n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과; 더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과; 상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와; 상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와; 상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단을 포함하여 구성되는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로와 이를 이용한 액정표시장치를 통해 구체화되며, 블록간 경계의 데이터라인의 전압변동량에 의해 발생되는 딤 현상의 최소화와 이로 인한 화질향상 효과를 도출하고 있다.

Description

액정표시장치용 아날로그 샘플링회로 및 그 구동방법{Analog sampling circuit and the driving method}

도 1은 종래의 도트 인버젼을 통한 액정표시장치 구동을 설명하기 위한 도면

도 2는 종래의 액정표시장치 구동방법을 설명하기 위한 액정패널 구조의 일 예

도 3은 종래의 액정표시장치 구동에서 발생되는 문제점을 설명하기 위해 데이터라인의 수직단면구조를 도시한 도면

도 4는 종래 액정표시장치 및 그 구동방법에 따른 데이터 라인과 액정 커패시터(C_LC)간의 커패시턴스 발생을 보여주는 등가회로도

도 5는 상기 도 4에서의 기생커패시턴스에 의한 커플링 현상을 설명하기 위한 신호도

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로를 설명하기 위한 등가회로도

도 7은 본 발명에 따라 개선된 효과를 설명하는 신호도

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

62,64,66 : 데이터라인 블록 43,83 : 아날로그스위치

70 : 영상신호출력단 80 : 더미영상신호출력단

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리차징(Precharging)을 통해 보다 개선된 화질을 표시하기 위한 아날로그 샘플링회로와 그 구동방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이이다.

이러한 액정표시장치는 도 1과 같이, 대향되는 전극을 기준으로 화소전극의 전압 극성을 일 화소주기로 반전시켜 인가하여 깜빡거림이나 크로스토크에 의한 불량을 감소시키는 구동방법인 도트 인버젼(Dot inversion) 방식이 보편적으로 사용되고 있다.

이러한 액정표시장치 구동방법을 설명하기 위한 종래의 액정패널 구조의 일 예를 도 2에 도시하였다. 도시된 액정패널은 구동회로부(드라이버)와 화소부가 유 리기판 상에 동시 구성된 일체형이다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 게이트 라인들과 복수개의 데이터 라인들이 교차 배치되고, 각각의 교차점에 박막 트랜지스터 및 액정커패시터(C_LC)를 갖는 복수개의 화소들로 구성된 화소부(20)와, 상기 게이트 라인들에 순차적으로 구동신호를 인가하는 게이트드라이버(30)와, 다수의 데이터 라인을 한 쌍으로 하여 복수의 데이터 라인쌍을 구성하고, 각각의 데이터라인쌍에 영상신호를 인가하는 소오스드라이버(40)로 구성된다.

상기 데이터드라이버(40)는 n개의 데이터 라인들을 한 쌍으로 하여 복수의 데이터 라인쌍을 구성하고, 각 데이터 라인쌍마다 영상신호선(C1,C2,..., Cn)이 연결되어 n개의 컨트롤 신호(S1,S2,..., Sn)에 의해 영상신호를 해당 데이터 라인쌍으로 인가한다. 여기서 각 데이터라인쌍은 하나의 블록, 즉 하나의 쉬프터레지스터를 기준으로 구성되며 통상 m*24 개의 데이터라인을 구동하는 데이터드라이버는 m개의 쉬프터레지스터(41)(42)를 관장하고, 상기 각 쉬프터레지스터는 24개의 비디오라인을 통해 데이터라인에 신호를 공급한다.

이때 상기 데이터라인(DL)으로의 신호공급을 제어하는 데이터 스위칭트랜지스터(43)가 각 데이터라인마다 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 액정표시장치의 구동은, 먼저 상기 게이트라인(GL)에 게이트 구동신호가 인가되고 상기 제1, 제2쉬프터레지스터(41)(42)로 스타트 펄스가 인가되면, 상기 제1, 제2쉬프터레지스터(41)(42)는 순차적으로 동작하여 각각 24개의 데이터라인에 영상신호를 공급하게 되는 것이다.

이와 같은 과정을 통해 각 게이트라인들이 순차적으로 활성화되어 해당 데이터 라인에 영상신호를 인가하게 되어 전체 패널을 구동하게 된다.

그런데, 이와 같은 순차 아날로그 샘플링 구동방식은 24개의 데이터라인 블록과 블록사이에 수직 딤(Dim) 현상이 발생할 수 있는 바, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 데이터라인의 수직단면구조를 도시한 도면으로서, 고개구율을 가지는 화소 구조에서 화소전극(60)과 데이터라인의 중첩(Overlap)은 필수적인 구조이다. 따라서 화소전극(60)과 데이터라인(Dm, Dm+1)간 기생 커패시턴스(C_dpm, C_dpm+1)가 존재하게 된다.

이러한 기생 커패시턴스 성분에 의해 데이터라인에 입력되는 영상신호의 변화량에 따라 인접화소가 커플링 현상으로 전압왜곡 현상을 일으키게 된다.

결국, 영상신호의 왜곡은 액정 커패시터와 인접한 데이터 라인과의 기생 커패시턴스에 기인한 것이므로, 상기 기생 커패시턴스를 줄여주지 않으면 안된다. 그러나 기생 커패시턴스를 줄이는 데는 한계가 있는데, 이는 개구율과 밀접한 관계가 있기 때문이다.

이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 종래 액정표시장치 및 그 구동방법에 따른 데이터 라인과 액정 커패시터(C_LC)간의 커패시턴스 발생을 보여주는 등가회로도이고, 도 5는 상기 기생커패시 턴스에 의한 커플링 현상을 설명하기 위한 신호도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 단위 화소내 액정 커패시터(C_LC)와 인접한 데이터 라인들 간에는 커패시턴스가 발생된다. 즉, m번째(즉, 24번째) 데이터라인(Dm)에 영상신호가 충전된 후, 다시 m+1번째 데이터 라인(Dm+1), 즉 다음 블록의 25번째 데이터라인에 영상신호가 인가될 경우, 액정 커패시터(C_LC)와 m번째 데이터 라인간의 기생 커패시턴스(Cdpm)에 의해 커플링이 발생하고 m+1번째 데이터라인과 액정 커패시터(C_LC)간에도 기생 커패시턴스(Cdpm+1)에 의해 커플링이 발생한다.

상기와 같이 발생되는 커플링 캐패시턴스(coupling capacitance) 때문에, m+1 번째 데이터라인의 화소전압의 극성이 바뀌는 순간 m번째 라인의 화소전압에 변화가 발생한다. 이때, m번째 데이터라인과 m+1번째 데이터라인의 극성이 동일할 경우 m번째 라인이 원래의 밝기보다 어두워지는 방향으로 전압 변화가 일어나며, m번째 라인과 m+1번째 라인의 극성이 반대일 경우, m번째 라인이 원래의 밝기보다 밝아지는 방향으로 전압 변화가 발생한다.

이러한 원인으로 인하여 중간 계조 밝기를 가진 화면을 디스플레이할 때 라인별로 가로줄 모양의 현상이 발생한다.

본 발명은 상기와 같이 액정패널 화소부의 블록간 경계에서 기생 커패시턴스와 커플링 효과에 의해 발생되는 딤 현상과 이에 따른 화질 불량을 감소시키기 위 한 액정표시장치를 제시한다.

이는 새롭게 제시되는 아날로그 샘플링 구동방식을 통해 구체적으로 실현되어 화질향상에 커다란 효과를 도출할 수 있는 구동방법을 제시한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로는 n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해, n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과; 더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과; 상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와; 상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와; 상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단을 포함하여 구성되며, 상기 더미영상신호스위치는 첫 번째 블록에는 구성되는 않는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 각 스위치는 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 더미영상신호스위치는 각 블록의 첫 번째 아날로그스위치에 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로는, n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해, n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과; 더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과; 상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와; 상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와; 상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단을 포함하여 구성되며, 상기 각 더미영상신호스위치는 이전 블록으로 인가되는 스위칭신호를 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로는n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해, n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과; 더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과; 상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와; 상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와; 상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단을 포함하여 구성되며, 상기 더미영상신호는 두 번째 블록의 첫 번째 데이터라인에 인가되는 영상신호인 것을 특징으로 한다.

삭제

아울러 상기와 같은 구성을 가지는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로의 구동으로서, 상기 각 블록에 스위칭신호를 순차적으로 인가하는 단계와; 상기 스위칭신호의 인가에 따라 영상신호를 데이터라인으로 출력하며, 동시에 상기 각 더미영상신호스위치는 이전 블록으로 인가되는 스위칭신호를 입력받아 는 단계와; 상기 스위칭신호의 인가에 따라 더미영상신호를 데이터라인으로 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로 구동방법을 제시한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로와 그 동작에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로를 설명하기 위한 등가회로도로서, 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, n개의 데이터라인(DL)을 하나의 블록으로 정의하여 제1블록(62)과 제2블록(64) 및 제3블록(66)을 예시하고, 상기 각 데이터라인(DL)은 각각 화소(21)와 연결되어 있다.

또한 상기 n개의 데이터라인(DL)과 대응되는 n개의 영상신호라인(C1,C2,..Cn)이 구비된 영상신호출력단(70)을 통해 영상신호를 인가하고 있으며, 상기 영상신호의 인가와는 별도로 더미영상신호출력단(80)이 구성되어 더미영상신호를 인가한다.

상기 영상신호라인(C1,C2,..Cn)과 데이터라인(DL) 사이에는 아날로그스위치(43)가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭한다.

아울러 첫 번째 블록(62)을 제외한 모든 블록(64,66)의 첫 번째 데이터라인(DL)에는 아날로그스위치(43)와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단(80)의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치(83)가 구성되어 있는 바, 상기 더미영상신호스위치(83)는 이전 블록에 인가된 스위칭신호를 동시에 인가받도록 이전 블록의 스위칭신호출력단(S1,S2)에 각각 연결되어 있다.

여기서, 상기 스위칭신호출력단(S1,S2)은 별도의 신호출력단이거나 또는 쉬프트레지스터를 이용한 출력단일 수도 있다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로의 구동방법에 대해 설명한다.

먼저, 상기 제1블록(62)의 아날로그스위치(43)에 상기 스위칭신호출력단(S1)을 통한 구동스위칭신호가 인가되어 상기 제1블록(62)의 아날로그스위치(43)들이 '온(ON)'상태가 되면, 상기 n개의 영상신호라인(C1,C2,..Cn)을 통해 영상신호가 제1블록(62)의 각 데이터라인(DL)으로 인가되어 데이터라인이 충전된다. 따라서, 상기 제2블록(64)의 첫 번째 데이터라인에 연결된 더미영상신호스위치(83)도 '온'상태가 되고, 상기 더미영상신호출력단(80)을 통해 제2블록(64)의 첫 번째 데이터라인에 더미영상신호가 인가되어 데이터라인을 충전시키게 된다.

이때 상기 더미영상신호는 바람직하게는 제2블록(64)의 첫 번째 영상신호이다.

따라서, 상기 제1블록(62)의 데이터라인에 영상신호를 인가하여 충전하는 동안 상기 제2블록(64)과의 경계부분인 제2블록(64)의 첫 번째 데이터라인에는 상기 제1블록(62)의 첫 번째 영상신호와 동일한 신호가 입력되게 된다.

다음으로, 상기 제2블록(64)의 아날로그스위치(43)에 스위칭신호출력단(S2)을 통한 스위칭구동신호가 인가되면, 제2블록(64)의 첫 번째 데이터라인에는 실제 영상신호가 입력되는데, 이미 상기 제1블록(62)의 구동 때 영상신호가 데이터라인에 충전되어 있었으므로 상기 제2블록(64)의 첫 번째 데이터라인의 전압변동은 거의 발생하지 않는다. 이는, 다시 말해, 커플링 효과가 발생되지 않게 되는 것으로서, 이에 대한 실험 결과를 도 7의 신호도를 통해 알 수 있다.

이와 같은 원리는 다음 제3블록(66)에서도 적용되는 것은 마찬가지이다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동을 위한 아날로그 샘플링회로와 그 구동은 블록간 경계의 데이터라인의 전압변동량에 의해 발생되는 딤 현상의 최소화와 이로 인한 화질향상 효과를 도출하고 있다.

Claims

n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해,

n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과;

더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과;

상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와;

상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와;

상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단

을 포함하여 구성되며, 상기 더미영상신호스위치는 첫 번째 블록에는 구성되는 않는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 각 스위치는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 더미영상신호스위치는 각 블록의 첫 번째 아날로그스위치에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로
삭제
n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해,

n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과;

더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과;

상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와;

상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와;

상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단

을 포함하여 구성되며, 상기 각 더미영상신호스위치는 이전 블록으로 인가되는 스위칭신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로
n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해,

n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과;

더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과;

상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와;

상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와;

상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단

을 포함하여 구성되며, 상기 더미영상신호는 두 번째 블록의 첫 번째 데이터라인에 인가되는 영상신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로
청구항 제1항 내지 제3항, 제5항, 제6항 중 어느 하나의 항에 기재된 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로를 이용한 액정표시장치
n개의 라인을 하나의 블록으로 정의하는 다수의 데이터라인과 교차되는 다수의 게이트라인이 형성하는 다수의 화소영역을 구비한 액정표시장치에 영상신호를 인가하기 위해, n개의 영상신호라인을 통해 영상신호를 출력하는 영상신호출력단과; 더미영상신호를 출력하는 더미영상신호출력단과; 상기 영상신호라인과 데이터라인 사이에 아날로그스위치가 구성되어 상기 영상신호의 인가를 스위칭하는 아날로그스위칭부와; 상기 아날로그스위치와 출력단이 연결되고 상기 더미영상신호출력단의 더미영상신호를 입력받는 더미영상신호스위치와; 상기 각 블록의 스위치에 스위칭신호를 인가하는 스위칭신호출력단을 포함하여 구성되는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로의 구동으로서,

상기 각 블록에 스위칭신호를 순차적으로 인가하는 단계와;

상기 스위칭신호의 인가에 따라 영상신호를 데이터라인으로 출력하며, 동시에 상기 각 더미영상신호스위치는 이전 블록으로 인가되는 스위칭신호를 입력받아 상기 스위칭신호의 인가에 따라 더미영상신호를 데이터라인으로 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 아날로그 샘플링회로 구동방법