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KR101189090B1 - 액정표시장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

액정표시장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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KR101189090B1
KR101189090B1 KR1020060066659A KR20060066659A KR101189090B1 KR 101189090 B1 KR101189090 B1 KR 101189090B1 KR 1020060066659 A KR1020060066659 A KR 1020060066659A KR 20060066659 A KR20060066659 A KR 20060066659A KR 101189090 B1 KR101189090 B1 KR 101189090B1
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Abstract

배향 속도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 구동 방법이 개시되어 있다. 액정표시장치는 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 배향구간 및 액정이 밴드 상태에서 영상을 표시하는 정상동작구간을 갖는다. 액정표시장치는 액정표시패널 및 전원 공급부를 포함한다. 액정표시패널은 스토리지 전극 및 데이터 전압이 인가되는 화소 전극이 형성된 제1 기판, 액정을 사이에 두고 제1 기판과 대향하며 공통 전극이 형성된 제2 기판을 포함한다. 전원 공급부는 배향구간에서 공통 전극에 데이터 전압보다 높은 전위의 제1 배향 전압을 인가하고, 스토리지 전극에 데이터 전압보다 낮은 전위의 제2 배향 전압을 인가한다. 따라서, 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 시간을 감소시켜 배향구간을 단축시킬 수 있다.

Description

액정표시장치 및 이의 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND MATHOD OF DRIVING THEREOF}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널의 제1 기판을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 액정표시패널의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 액정표시패널에 인가되는 전압에 따른 액정의 배열 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 전원 공급부의 개략적인 블록도이다.
도 6은 도 1에 도시된 액정표시장치의 구동 상태를 나타낸 타이밍도이다.
도 7은 배향구간에서의 액정표시패널의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 8은 정상동작구간에서의 액정표시패널의 등가회로를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정표시장치 200 : 액정표시패널
210 : 제1 기판 218 : 화소 전극
219 : 스토리지 전극 220 : 제2 기판
222 : 공통 전극 230 : 액정
300 : 전원 공급부 310 : 제1 배향 전압 발생부
320 : 제2 배향 전압 발생부 330 : 공통 전압 발생부
340 : 제1 스위칭부 350 : 제2 스위칭부
360 : 게이트 전압 발생부
본 발명은 액정표시장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스플레이 상태의 액정을 밴드 상태로 전이시키는 전이 시간을 단축시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 실질적으로 영상을 표시하는 액정표시패널을 포함하며, 액정표시패널은 화소 전극에 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 액정을 사이에 두고 박막 트랜지스터 기판과 결합되고 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판을 포함한다. 이러한 액정표시패널은 화소 전극과 공통 전극에 인가되는 전압차에 의해 형성되는 전계에 의해 액정의 배열이 변화되면서 광의 투과율을 조절하는 방식으로 영상을 표시한다.
최근 들어, 액정표시장치는 시야각 특성 및 액정의 응답 특성을 개선하기 위하여 OCB(Optical Compensated Bend)모드가 개발된 바 있다. OCB 모드의 액정은 자연 상태에서 스플레이 상태(splay state)를 유지하는 반면, 화소 전극 및 공통 전극에 인가되는 전압에 의해 밴드 상태(bend state)로 전이된다. 밴드 상태의 액정은 인가되는 전압의 증가에 따라 광투과율이 선형적으로 감소되는 특성을 가지므 로, 이러한 특성을 이용하여 영상을 표시하게 된다.
그러나, OCB 모드의 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는데 오랜 시간이 걸리게 되면, 액정의 스플레이 상태의 특성에 의해 화상에 얼룩이 생기거나 깜박거림이 나타나는 시간이 길어지는 문제점이 발생된다. 따라서, 정상구동에 불필요한 스플레이 상태의 액정을 밴드 상태로 빠른 시간 안에 전이시킬 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빠르게 전이될 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 빠르게 전이될 수 있는 액정표시장치의 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 액정표시장치는 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 배향구간 및 상기 액정이 상기 밴드 상태에서 영상을 표시하는 정상동작구간을 갖는다. 액정표시장치는 액정표시패널 및 전원 공급부를 포함한다. 상기 액정표시패널은 스토리지 전극 및 데이터 전압이 인가되는 화소 전극이 형성된 제1 기판, 상기 액정을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하며 공통 전극이 형성된 제2 기판을 포함한다. 상기 전원 공급부는 상기 배향구간에서 상기 공통 전극에 상기 데이터 전압보다 높은 전위의 제1 배향 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에 상기 데이터 전압보다 낮은 전위의 제2 배향 전압을 인가한다. 바람직하 게, 상기 제1 배향 전압과 상기 제2 배향 전압은 약 20V 이상의 전위차를 갖는다. 상기 전원 공급부는 상기 정상동작구간에서 상기 공통 전극 및 상기 스토리지 전극에 상기 제1 배향 전압보다 낮고 상기 제2 배향 전압보다 높은 전위의 공통 전압을 인가한다. 상기 데이터 전압은 상기 제1 배향 전압과 상기 제2 배향 전압 사이에서 상기 공통 전압을 기준으로 스윙된다.
상기 전원 공급부는 상기 제1 배향 전압을 발생하는 제1 배향 전압 발생부, 상기 제2 배향 전압을 발생하는 제2 배향 전압 발생부, 상기 공통 전압을 발생하는 공통 전압 발생부, 상기 제1 배향 전압 발생부 및 상기 공통 전압 발생부와 선택적으로 연결되고 상기 공통 전극과 연결되는 제1 스위칭부, 및 상기 제2 배향 전압 발생부 및 상기 공통 전압 발생부와 선택적으로 연결되고 상기 스토리지 전극과 연결되는 제2 스위칭부를 포함한다. 상기 제1 스위칭부는 상기 배향구간에서 상기 제1 배향 전압 발생부와 연결되고, 상기 제2 스위칭부는 상기 배향구간에서 상기 제2 배향 전압 발생부와 연결된다. 상기 제1 및 제2 스위칭부는 상기 정상동작구간에서 상기 공통 전압 발생부와 연결된다.
상기 액정표시패널은 상기 제1 기판에 형성된 게이트 라인, 데이터 라인 및 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 전원 공급부는 상기 박막 트랜지스터의 구동을 제어하는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압을 발생하는 게이트 전압 발생부를 포함한다.
일 실시예로, 상기 제1 배향 전압은 상기 게이트 온 전압이 사용되고, 상기 제2 배향 전압은 상기 게이트 오프 전압이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 의하면, 액정표시장치는 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 배향구간 및 상기 액정이 밴드 상태에서 영상을 표시하는 정상동작구간을 가지며, 영상을 표시하는 액정표시패널은 스토리지 전극 및 데이터 전압이 인가되는 화소 전극이 형성된 제1 기판, 상기 액정을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하며 공통 전극이 형성된 제2 기판을 포함한다. 이때, 상기 배향구간에 대응하여 상기 공통 전극에는 상기 데이터 전압보다 높은 전위의 제1 배향 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에는 상기 데이터 전압보다 낮은 전위의 제2 배향 전압을 인가한다. 또한, 상기 정상동작구간에 대응하여 상기 공통 전극 및 상기 스토리지 전극에는 상기 제1 배향 전압보다 낮고 상기 제2 배향 전압보다 높은 전위의 공통 전압을 인가한다.
이러한 액정표시장치 및 이의 구동 방법에 의하면, 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 시간을 감소시켜 배향구간을 단축시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널의 제1 기판을 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 액정표시패널의 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 액정표시패널에 인가되는 전압에 따른 액정의 배열 상태를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 영상을 표시하는 액정표시패널(200) 및 액정표시패널(200)을 구동시키기 위한 전원을 공급하는 전원 공급부(300)를 포함한다.
액정표시패널(200)은 타이밍 제어부(110)의 제어에 의해 전원 공급부(300)로부터 공급되는 전원을 이용하여 영상을 표시한다.
타이밍 제어부(110)에는 그래픽 컨트롤러 등의 외부 장치로부터 타이밍 제어신호(110a) 및 데이터 신호(110b)가 입력된다. 타이밍 제어부(110)는 타이밍 제어신호(110a)에 반응하여 액정표시장치(100)를 구동하기 위한 각종 제어신호들을 생성하여 출력한다. 예를 들어, 타이밍 제어부(110)는 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(120a), 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(130a) 및 전원 공급부(300)를 제어하기 위한 전원 제어신호(300a)를 출력한다.
액정표시패널(200)의 일측에 형성된 데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(110)로부터 입력되는 데이터 제어신호(120a)의 제어에 따라 데이터 신호(110b)를 아날로그의 데이터 전압으로 변환하여 액정표시패널(200)에 출력한다.
액정표시패널(200)의 다른 일측에 형성된 게이트 구동부(130)는 타이밍 제어부(110)로부터 입력되는 게이트 제어신호(130a)의 제어에 따라 전원 공급부(300)로부터 공급되는 게이트 온 전압(Von) 또는 게이트 오프 전압(Voff)을 액정표시패널(200)에 출력한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 액정표시패널(200)은 제1 기판(210), 제1 기판(210)과 대향하도록 배치된 제2 기판(220) 및 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사 이에 배치된 OCB(Optical Compensated Bend) 모드의 액정(230)을 포함한다.
OCB 모드의 액정(230)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)에 형성된 배향막의 배향 처리 방향에 따라 특정전압 이하에서 초기 배향상태인 스플레이(splay) 상태를 유지한다. 스플레이 상태의 액정(230)은 액정분자들이 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)에 형성된 배향막의 표면에서 약 2°~ 약 5°의 선경사각(pre tilt angle)으로 배열되며, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 중심으로 가면서 선경사각이 감소하여, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 중심에서 선경사각이 0°가 되도록 배열된다.
이러한 스플레이 상태를 가지는 액정(230)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 특정전압 이상의 전압에서 밴드(band) 상태로 전이된다. 밴드 상태의 액정(230)은 액정분자들이 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)에 형성된 배향막의 표면에서 약 2°~ 약 5°의 선경사각(pre tilt angle)으로 배열되며, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 중심으로 가면서 선경사각이 증가하여, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 중심에서 선경사각이 90°가 되도록 배열된다. 이와 같은 밴드 상태의 액정(230)은 전압의 증가에 따라 광투과율이 선형적으로 감소되는 특성을 나타내므로, 이러한 특성을 이용하여 영상을 표시하게 된다.
따라서, OCB 모드의 액정(230)을 사용하는 액정표시장치(100)는 액정(230)을 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이시키는 배향구간과 밴드 상태의 액정(230)을 이용하여 영상을 표시하는 정상동작구간을 갖는다.
OCB 모드의 액정(230)은 인가되는 전계가 클수록 스플레이 상태에서 밴드 상 태로 빠르게 전이된다. 따라서, 배향구간에서 제1 기판(210)과 제2 기판(220)에 인가되는 전압간의 전위차를 크게 함으로써, 액정(230)의 전이 시간을 감소시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 기판(210)은 게이트 라인(GL)들 및 게이트 라인(GL)들과 절연되어 교차하는 데이터 라인(DL)들을 포함하며, 게이트 라인(GL)들과 데이터 라인(DL)들에 의해 복수의 화소부(P)들이 정의된다. 각 화소부(P)에는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결된 박막 트랜지스터(TFT)와 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다.
게이트 라인(GL)은 절연 기판(211) 상에 형성되며, 화소부(P)의 상측 및 하측을 정의한다. 게이트 라인(GL)이 형성된 절연 기판(211) 상에는 게이트 절연막(212)이 형성되어 게이트 라인(GL)을 커버한다. 게이트 절연막(212)은 예를 들어, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 형성된다.
데이터 라인(DL)은 게이트 절연막(212) 상에 형성되며, 게이트 라인(GL)과 교차되게 형성되어 화소부(P)의 좌측 및 우측을 정의한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 연결되어 화소부(P) 내에 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)을 통해 인가되는 게이트 신호에 반응하여 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압을 화소 전극(218)에 인가한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(213), 액티브층(214), 소오스 전극(215) 및 드레인 전극(216)을 포함한다.
게이트 전극(213)은 게이트 라인(GL)과 연결되며, 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자를 구성한다.
액티브층(214)은 적어도 게이트 전극(213)을 덮도록 게이트 절연막(212) 상에 형성된다. 액티브층(214)은 반도체층(214a) 및 오믹 콘택층(214b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층(214a)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon : 이하, a-Si)으로 이루어지며, 오믹 콘택층(236b)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+a-Si)으로 이루어진다.
소오스 전극(215)은 액티브층(214) 상에 형성되어 데이터 라인(DL)과 연결되며, 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 단자를 구성한다. 드레인 전극(216)은 액티브층(214) 상에 소오스 전극(215)과 이격되도록 형성되어 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자를 구성한다. 드레인 전극(216)은 보호막(217)에 형성된 콘택 홀(CNT)을 통해 화소 전극(218)과 전기적으로 연결된다. 소오스 전극(215)과 드레인 전극(216)은 액티브층(214) 상에 서로 이격되도록 배치되어 박막 트랜지스터(TFT)의 채널(channel)을 형성한다.
데이터 라인(DL)이 형성된 절연 기판(211) 상에는 보호막(217)이 형성된다. 보호막(217)은 예를 들어, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진다.
보호막(217) 상에는 화소부(P) 각각에 대응하여 화소 전극(218)이 형성된다. 화소 전극(218)은 광이 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 화소 전극(218)은 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 이루어진다. 화소 전극(218)은 보호막(217)에 형성된 콘택 홀(CNT)을 통해 드레인 전극(216)과 전기적으로 연결된다.
한편, 제1 기판(210)은 스토리지 커패시터(Cst)의 형성을 위한 스토리지 전극(219)을 더 포함한다. 스토리지 전극(219)은 스토리지 라인(SL)과 연결되며, 화소부(P) 내에 형성된다. 스토리지 전극(219) 및 스토리지 라인(SL)은 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(213)과 동일한 층에 동일한 물질로 동시에 형성된다. 이와 달리, 스토리지 전극(219) 및 스토리지 라인(SL)은 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다.
스토리지 전극(219)은 게이트 절연막(212) 및 보호막(217)을 사이에 두고 화소 전극(218)과 대향하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극(218)에 인가된 데이터 전압은 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 한 프레임 동안 유지된다.
제2 기판(220)은 액정(230)을 사이에 두고 제1 기판(210)과 대향한다. 제2 기판(220)은 절연 기판(221) 및 절연 기판(221) 상에 형성된 공통 전극(222)을 포함한다. 도시되지는 않았으나, 제2 기판(220)은 컬러를 구현하기 위한 컬러 필터층을 더 포함할 수 있다.
공통 전극(222)은 광의 투과를 위하여 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 공통 전극(222)은 화소 전극(218)과 동일한 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 이루어진다. 공통 전극(222)은 액정(230)을 사이에 두고 화소 전극(218)과 대향하여 액정 커패 시터(Clc)를 형성한다.
이와 같은 구성을 갖는 액정표시패널(200)은 공통 전극(222), 화소 전극(218) 및 스토리지 전극(219)에 인가되는 전압에 따라 액정(230)의 배열 상태가 변화된다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 전원 공급부(300)는 타이밍 제어부(110)의 제어에 따라 액정표시패널(200)을 구동시키기 위한 전원들을 출력한다.
전원 공급부(300)는 액정표시패널(200)이 정상적으로 영상을 표시하는 정상동작상태에서는 공통 전극(222) 및 스토리지 전극(219)에 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하기 위하여 공통 전압(Vcom)을 인가한다.
반면, 전원 공급부(300)는 액정(230)을 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이시키기 위한 배향구간에서는 공통 전극(222)에 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)보다 높은 전위의 제1 배향 전압(Vb1)을 인가하고, 스토리지 전극(219)에 데이터 전압(Vp)보다 낮은 전위의 제2 배향 전압(Vb2)을 인가한다. 예를 들어, 제1 배향 전압(Vb1)과 제2 배향 전압(Vb2)은 액정(230)의 전이를 위하여 약 20V 이상의 전위차를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이, 액정(230)의 상측에 위치하는 공통 전극(222)에 화소 전압(Vp)보다 높은 전압이 인가되고, 액정(230)의 하측에 위치하는 스토리지 전극(219)에 화소 전압(Vp)보다 낮은 전압이 인가되면, 액정(230)의 양단에 걸리는 전압간의 전위차가 증가되어, 액정(230)의 전이 시간이 단축된다.
도 5는 도 1에 도시된 전원 공급부의 개략적인 블록도이며, 도 6은 도 1에 도시된 액정표시장치의 구동 상태를 나타낸 타이밍도이며, 도 7은 배향구간에서의 액정표시패널의 등가회로를 나타낸 도면이며, 도 8은 정상동작구간에서의 액정표시패널의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 전원 공급부(300)는 제1 배향 전압 발생부(310), 제2 배향 전압 발생부(320), 공통 전압 발생부(330), 제1 스위칭부(340) 및 제2 스위칭부(350)를 포함할 수 있다.
제1 배향 전압 발생부(310)는 데이터 전압(Vp)보다 높은 전위의 제1 배향 전압(Vb1)을 생성하여 출력한다. 예를 들어, 제1 배향 전압(Vb1)은 약 18V ~ 약 22V의 전압을 가지며, 바람직하게, 약 20V의 전압을 갖는다.
제2 배향 전압 발생부(320)는 제1 배향 전압(Vb1) 및 데이터 전압(Vp)보다 낮은 전위의 제2 배향 전압(Vb2)을 생성하여 출력한다. 예를 들어, 제2 배향 전압(Vb2)은 약 -3V ~ 약 -7V의 전압을 가지며, 바람직하게, 약 -5V의 전압을 갖는다.
공통 전압 발생부(330)는 스윙하는 데이터 전압(Vp)의 중간에 해당하는 전위의 공통 전압(Vcom)을 생성하여 출력한다. 예를 들어, 데이터 전압(Vp)은 약 0V ~ 약 18V 사이에서 스윙하며, 바람직하게, 최저 0V 부터 최고 14V 사이에서 스윙한다. 이때, 공통 전압(Vcom)은 약 5V ~ 약 9V의 전압을 가지며, 바람직하게, 약 7V의 전압을 갖는다.
제1 스위칭부(340)는 제1 배향 전압(Vb1) 및 공통 전압(Vcom) 중 어느 하나를 선택하여 공통 전극(222)에 인가한다. 이를 위해, 제1 스위칭부(340)의 일단은 제1 배향 전압 발생부(310) 및 공통 전압 발생부(330)와 선택적으로 연결되고, 타단은 공통 전극(222)과 연결된다.
제2 스위칭부(350)는 제2 배향 전압(Vb2) 및 공통 전압(Vcom) 중 어느 하나를 선택하여 스토리지 전극(219)에 인가한다. 이를 위해, 제2 스위칭부(350)의 일단은 제2 배향 전압 발생부(320) 및 공통 전압 발생부(330)와 선택적으로 연결되고, 타단은 스토리지 전극(219)에 연결된다.
액정(230)을 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이시키는 배향구간에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭부(340)는 제1 배향 전압 발생부(310)와 연결되고, 제2 스위칭부(350)는 제2 배향 전압 발생부(320)와 연결된다.
따라서, 배향구간에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 공통 전극(222)에는 제1 배향 전압 발생부(310)로부터 발생되는 제1 배향 전압(Vb1)이 인가되고, 스토리지 전극(219)에는 제2 배향 전압 발생부(320)로부터 발생되는 제2 배향 전압(Vb2)이 인가된다. 이때, 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)은 제1 배향 전압(Vb1)과 제2 배향 전압(Vb2) 사이에서 공통 전압(Vcom)을 기준으로 스윙한다. 이와 달리, 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)은 배향구간 동안, 공통 전압(Vcom)보다 낮은 전위의 전압, 예를 들어 0V의 전압을 가질 수 있다.
예를 들어, 공통 전극(222)에 인가되는 제1 배향 전압(Vb1)이 약 20V 이고, 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)이 약 0V ~ 약 14V 사이를 스윙하면, 액정(230)의 양단에는 약 6V ~ 약 20V의 전위차만이 발생된다. 그러나, 스토리지 전극(219)에 약 -5V 정도의 제2 배향 전압(Vb2)이 인가되면, 액정(230)의 양단에는 최대 25V의 전위차가 발생될 수 있다. 이와 같이, 스토리지 전극(219)에 제2 배향 전압(Vb2)을 인가하는 방법으로 액정(230)의 양단에 걸리는 전압간의 전위차를 증가시킴으로써, 액정(230)의 전이 속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 액정(230)이 밴드 상태를 유지하는 정상동작구간에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭부(340) 및 제2 스위칭부(350)는 공통 전압 발생부(330)와 연결된다.
따라서, 정상동작구간에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 공통 전극(222) 및 스토리지 전극(219)에는 공통 전압 발생부(330)로부터 발생되는 공통 전압(Vcom)이 인가된다. 이때, 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)은 공통 전압(Vcom)을 기준으로 스윙한다.
예를 들어, 공통 전극(222) 및 스토리지 전극(219)에 인가되는 공통 전압(Vcom)은 약 7V이고, 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)은 공통 전압(Vcom)을 기준으로 약 0V ~ 약 14V 사이를 스윙한다.
화소 전극(218)과 공통 전극(222)은 액정(230)을 사이에 두고 액정 커패시터(Clc)를 형성하고, 화소 전극(218)과 스토리지 전극(219)은 게이트 절연막(212) 및 보호막(217)을 사이에 두고 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 정상동작구간에서는 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)과 공통 전극(222)에 인가되는 공통 전압(Vcom)에 의하여 액정(230)의 배열 상태를 변화시키고, 화소 전극(218)에 인가되는 데이터 전압(Vp)과 스토리지 전극(219)에 인가되는 공통 전압(Vcom)에 의하여 변화된 액정(230)의 배열 상태를 한 프레임 동안 유지시키는 방법으로 정상적 인 영상을 표시할 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 전원 공급부(300)는 박막 트랜지스터(TFT)의 구동을 제어하는 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 생성하여 출력하는 게이트 전압 발생부(360)를 더 포함할 수 있다.
게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)은 박막 트랜지스터(TFT)를 턴온 및 턴오프시키는 전압으로서, 타이밍 제어부(110)의 제어에 의해 게이트 구동부(130)를 거쳐 게이트 라인(GL)에 인가된다. 예를 들어, 게이트 온 전압(Von)은 약 18V ~ 약 22V의 전압을 가지며, 게이트 오프 전압(Voff)은 약 -3V ~ 약 -7V의 전압을 갖는다.
한편, 게이트 전압 발생부(360)로부터 발생되는 게이트 온 전압(Von)은 제1 배향 전압 발생부(310)로부터 발생되는 제1 배향 전압(Vb1)과 유사한 전압 레벨을 가지며, 게이트 전압 발생부(360)로부터 발생되는 게이트 오프 전압(Voff)은 제2 배향 전압 발생부(320)로부터 발생되는 제2 배향 전압(Vb2)과 유사한 전압 레벨을 갖는다.
따라서, 게이트 온 전압(Von)을 제1 배향 전압(Vb1)으로 사용하고, 게이트 오프 전압(Voff)을 제2 배향 전압(Vb2)로 사용한다면, 제1 배향 전압 발생부(310) 및 제2 배향 전압 발생부(320)를 제거하여 전원 공급부(300)의 구성을 간소화시킬 수 있다.
이와 같은 액정표시장치 및 이의 구동 방법에 따르면, 스토리지 전극에 공통 전압보다 낮은 전위의 배향 전압을 인가함으로써, OCB 모드의 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 배향 속도를 향상시켜 배향구간을 단축시키고, 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 배향구간 및 상기 액정이 상기 밴드 상태에서 영상을 표시하는 정상동작구간을 갖는 액정표시장치에 있어서,
    스토리지 전극 및 데이터 전압이 인가되는 화소 전극이 형성된 제1 기판, 상기 액정을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하며 공통 전극이 형성된 제2 기판을 포함하는 액정표시패널; 및
    상기 배향구간에서 상기 공통 전극에 상기 데이터 전압보다 높은 전위의 제1 배향 전압을 인가하고 상기 스토리지 전극에 상기 데이터 전압보다 낮은 전위의 제2 배향 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는 상기 정상동작구간에서 상기 공통 전극 및 상기 스토리지 전극에 상기 제1 배향 전압보다 낮고 상기 제2 배향 전압보다 높은 전위의 공통 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 데이터 전압은 상기 제1 배향 전압과 상기 제2 배향 전압 사이에서 상기 공통 전압을 기준으로 스윙되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 배향 전압과 상기 제2 배향 전압은 20V 이상의 전위차를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 배향 전압은 18V ~ 22V이고, 상기 제2 배향 전압은 -3V ~ -7V이고, 상기 공통 전압은 5V ~ 9V이고, 상기 데이터 전압은 0V에서 16V 사이에서 스윙하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 전원 공급부는
    상기 제1 배향 전압을 발생하는 제1 배향 전압 발생부;
    상기 제2 배향 전압을 발생하는 제2 배향 전압 발생부;
    상기 공통 전압을 발생하는 공통 전압 발생부;
    상기 제1 배향 전압 발생부 및 상기 공통 전압 발생부와 선택적으로 연결되고, 상기 공통 전극과 연결되는 제1 스위칭부; 및
    상기 제2 배향 전압 발생부 및 상기 공통 전압 발생부와 선택적으로 연결되고, 상기 스토리지 전극과 연결되는 제2 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는 상기 배향구간에서 상기 제1 배향 전압 발생부와 연결되고, 상기 제2 스위칭부는 상기 배향구간에서 상기 제2 배향 전압 발생부와 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스위칭부는 상기 정상동작구간에서 상기 공통 전압 발생부와 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 액정표시패널은 상기 제1 기판에 형성된 게이트 라인, 데이터 라인 및 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터를 포함하며,
    상기 전원 공급부는 상기 박막 트랜지스터의 구동을 제어하는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압을 발생하는 게이트 전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 배향 전압은 상기 게이트 온 전압이며, 상기 제2 배향 전압은 상기 게이트 오프 전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 기판은
    절연 기판 상에 형성된 상기 게이트 라인 및 상기 스토리지 전극;
    상기 게이트 라인 및 상기 스토리지 전극 상에 형성된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 형성된 상기 데이터 라인;
    상기 데이터 라인 상에 형성된 보호막; 및
    상기 보호막 상에 형성된 상기 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액 정표시장치.
  12. 액정이 스플레이 상태에서 밴드 상태로 전이되는 배향구간 및 상기 액정이 상기 밴드 상태에서 영상을 표시하는 정상동작구간을 갖는 액정표시장치의 구동 방법에 있어서,
    영상을 표시하는 액정표시패널은 스토리지 전극 및 데이터 전압이 인가되는 화소 전극이 형성된 제1 기판, 상기 액정을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하며 공통 전극이 형성된 제2 기판을 포함하며,
    상기 배향구간에 대응하여 상기 공통 전극에는 상기 데이터 전압보다 높은 전위의 제1 배향 전압을 인가하고, 상기 스토리지 전극에는 상기 데이터 전압보다 낮은 전위의 제2 배향 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 정상동작구간에 대응하여 상기 공통 전극 및 상기 스토리지 전극에 상기 제1 배향 전압보다 낮고 상기 제2 배향 전압보다 높은 전위의 공통 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 데이터 전압은 상기 제1 배향 전압과 상기 제2 배향 전압 사이에서 상기 공통 전압을 기준으로 스윙하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 배향 전압과 상기 제2 배향 전압은 20V 이상의 전위차를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 배향 전압은 18V ~ 22V이고, 상기 제2 배향 전압은 -3V ~ -7V이고, 상기 공통 전압은 5V ~ 9V이고, 상기 데이터 전압은 0V에서 16V 사이에서 스윙하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제1 배향 전압은 상기 제1 기판에 형성된 박막 트랜지스터를 턴온시키는 게이트 온 전압이며, 상기 제2 배향 전압은 상기 박막 트랜지스터를 턴오프시키는 게이트 오프 전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
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