KR100767369B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력 데이터 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭이 가변인 경우, 동일한 데이터 충전 시간을 제공하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, LCD 패널, 타이밍 제어부, 게이트 구동부 및 소스 구동부를 포함하여 구성된다. 이 때 타이밍 제어부는 입력 데이터 인에이블 신호에 동기하여 내부 데이터 인에이블 신호를 생성하며, 내부 데이터 인에이블 신호를 기준으로 게이트 온 인에이블 신호를 가변하여 생성한다.
액정 표시 장치, DE 신호, OE 신호

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING DEVICE THEREOF}
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 타이밍도이다.
본 발명은 박막 트랜지스터(TFT, thin film transistor) 액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display) 및 그 구동 장치에 관한 것이다.
LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 가지는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 이러한 LCD는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(FPD, flat panel display) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 이용한 TFT LCD가 주로 이용되고 있다.
TFT LCD의 응용 분야가 기존의 음극선관(CRT, cathode ray tube)이 차지하던 컴퓨터 모니터, TV 등으로 확대되면서, 단일 해상도가 아닌 여러 종류의 해상도와 다양한 화면 주사율을 지원할 필요가 생겼다. 그러나 CRT와 달리 TFT LCD는 하나의 해상도만을 가지므로, VGA(640 ×480), SVGA(800 ×600), XGA(1024 ×768), SXGA(1280 ×1024), UXGA(1600 ×1200) 등의 다양한 해상도 및 60㎐, 70㎐, 72㎐, 75㎐, 85㎐ 등의 다양한 화면 주사율을 지원하기 위해서는 스케일 엔진(scale engine) 및 FRC 메모리(FRC memory, frame rate control memory)를 이용한 해상도 및 주사율의 변환이 필수적이다.
그러나 FRC 메모리의 가격이 고가이므로 FRC 메모리를 제거하여 원가를 낮추는 방안이 필요하다. 이러한 방법으로서 종래에는 FRC 메모리를 제거하고 디스에이블(disable) 구간의 폭이 가변하는 데이터 인에이블 신호를 생성하는 방법이 있었다. 그러나 이러한 디스에이블 구간의 길이에 따라서 액정 축전기에 충전되는 전하량의 차이가 생기며, 이 차이는 패널의 특성인 대비비(contrast ratio)의 차이를 일으킨다. 즉, 정상적인 데이터 인에이블 신호보다 디스에이블 구간이 긴 데이터 인에이블 신호가 입력될 경우 해당하는 화소 행의 충전 시간이 감소하여 노멀리 블랙(normally black) 모드의 LCD의 경우에는 어두운 계열의 선이, 노멀리 화이트(normally white) 모드의 LCD의 경우에는 흰 계열의 선이 보이게 된다.
본 발명은 데이터 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭에 관계없이 모든 화소 행에 전압이 충전되는 시간을 동일하게 하여 패널 특성의 악화를 방지하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 과제를 달성하기 위해 게이트 온 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭을 일정하게 한다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 액정 표시 장치는 다수의 데이터선과 다수의 게이트선으로부터 신호를 공급받아 화상을 표시하는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있는 액정 패널과 액정 표시 장치의 구동 장치로 이루어진다. 액정 표시 장치의 구동 장치는 타이밍 제어부, 소스 구동부 및 게이트 구동부로 이루어진다.
타이밍 제어부는 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 데이터 인에이블 신호로서 디스에이블 구간의 폭이 가변인 데이터 인에이블 신호를 입력받아서 내부 데이터 인에이블 신호를 생성하고, 내부 데이터 인에이블 신호를 기준으로 타이밍 신호를 생성한다. 타이밍 신호에는 게이트 온 신호를 게이트선에 차례로 인가하기 위한 게이트 클록 신호 및 게이트 구동부의 출력을 인에이블시키는 게이트 온 인에이블 신호 등이 있다. 소스 구동부는 타이밍 제어부로부터의 타이밍 신호에 따라 데이터 신호를 데이터선에 인가한다. 게이트 구동부는 타이밍 제어부로부터의 타이밍 신호에 따라 게이트 온 신호를 게이트선에 차례로 인가한다.
이 때, 게이트 온 인에이블 신호는 디스에이블 구간의 폭이 일정하도록 생성된다.
또는, 내부 데이터 인에이블 신호와 게이트 클록 신호 중 적어도 하나가 일정한 주기를 가지도록 생성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 이와 같은 액정 표시 장치에서 게이트 온 인에이블 신호는 상기 내부 데이터 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭에 따라서 가변하는 인에이블(enable) 구간을 가지도록 생성된다.
게이트 온 인에이블 신호의 인에이블 구간이 가변하는 폭이 데이터 인에이블 신호의 디스에이블 구간이 가변하는 폭과 동일하게 되도록 게이트 온 인에이블 신호가 생성되는 것이 바람직하다.
이 때, 게이트 온 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭은 일정해진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 이와 같은 기능을 가지는 액정 표시 장치의 구동 장치가 제공된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 타이밍 제어부(10), 게이트 구동부(20), 소스 구동부(30), 계조 전압 발생부(40), 게이트 구동 전압 발생부 (50) 및 액정 패널(60)로 이루어진다.
타이밍 제어부(10)는 LCD 모듈 외부의 그래픽 제어부(도시하지 않음)로부터 R(red), G(green), B(blue) 데이터 신호, 프레임 구별 신호인 수직 동기 신호 (Vsync), 행 구별 신호인 수평 동기 신호(Hsync), 데이터가 들어오는 구역을 표시하기 위해 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이(HIGH) 레벨인 데이터 인에이블 신호(이하 "DE 신호"라 함) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 제공받아 게이트 구동부(20) 및 소스 구동부(30)를 구동하기 위한 디지털 신호를 출력한다.
타이밍 제어부(10)에서 게이트 구동부(20)로 출력하는 타이밍 신호에는, 게이트선에 게이트 온 신호가 인가되도록 하기 위해 게이트 온 신호의 인가 시작을 명령하는 수직 시작 신호(이하 "Vstart 신호"라 함), 이 게이트 온 신호를 각각의 게이트선에 순차적으로 인가하기 위한 게이트 클록 신호(이하 "CPV 신호"라 함) 및 게이트 구동부(20)의 출력을 인에이블(enable)시키는 게이트 온 인에이블 신호(이하 "OE 신호"라 함)가 있다.
타이밍 제어부(10)에서 소스 구동부(30)로 출력하는 타이밍 신호에는, 그래픽 제어부로부터 넘어오는 디지털 데이터 신호[R(0:N), G(0:N), B(0:N)]를 소스 구동부(30)로 입력하라고 명령하는 수평 시작 신호(Hstart), 소스 구동부(30) 내에서 아날로그로 변환된 데이터 신호를 패널에 인가할 것을 명령하는 신호(LOAD) 및 소스 구동부(30) 내 데이터 시프트를 하기 위한 수평 클록 신호(HCLK)가 있다.
게이트 구동 전압 발생부(50)는 게이트 온 신호용 전압(Von), 게이트 오프 신호용 전압(Voff) 및 TFT 내의 데이터 전압의 기준이 되는 공통 전압(Vcom)을 게이트 구동부(20)로 출력한다. 이때, 게이트 구동부(20)는 시프트 레지스터(도시하지 않음), 레벨 시프터(도시하지 않음), 버퍼(도시하지 않음) 등을 포함하며, 타이밍 제어부(10)로부터 CPV 신호와 Vstart 신호를 제공받고, 게이트 구동 전압 발생부(30)로부터 전압(Von, Voff, Vcom)을 제공받아 LCD 패널 상의 각 화소에 인가될 전압 값이 해당 화소에 전달되도록 길을 열어준다.
계조 전압 발생부(40)는 그래픽 제어부로부터 제공되는 RGB 데이터의 비트 수에 따라 등분된 계조 전압을 발생시켜 소스 구동부(30)에 제공한다.
게이트 구동부(20)는 타이밍 제어부(10)에서 출력하는 CPV 신호와 0E 신호를 입력받아 두 신호(CPV, OE)에 동기하는 게이트 온 전압(G1, G2, ..., Gm)을 게이트선에 순차적으로 인가한다. 게이트 온 전압(G1, G2, ..., Gm)은 OE 신호의 하강(falling) 에지에 동기하여 하이 레벨로 토글(toggle)한 후 다음 OE 신호의 상승(rising) 에지에 동기하여 로 레벨로 토글한다.
한편, 소스 구동부(30)는 타이밍 제어부(10)에서 출력하는 신호에 의해 구동되어 게이트 구동부(20)의 구동에 동기하여 데이터 전압(D1, D2, ..., Dn)을 모든 데이터선에 인가한다. 데이터 전압(D1, D2, ..., Dn)은 데이터선의 지연에 크게 영향을 받지 않는 상태라고 가정하면 게이트 온 전압(G1, G2, ..., Gm)의 하이 구간에 동기하는 구간 동안 해당 화소에 충전된다.
액정 패널(60)은 소스 구동부(20)와 게이트 구동부(30)에서 출력하는 데이터 전압(D1, D2, ..., Dn)과 게이트 온 전압(G1, G2, ..., Gm)을 인가받아 프레임별 화상을 표시한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 타이밍도이다. 도 2의 (a)는 입력 DE 신호를 나타내며, (b)는 내부 DE 신호를 나타내며, (c)는 CPV 신호를 나타내며, (d)는 OE 신호를 나타낸다. 그래픽 제어부로부터 도 2에 나타낸 바와 같은 랜덤 DE 신호(입력 DE 신호)가 타이밍 제어부(10)에 입력되면, 타이밍 제어부(10)에서는 입력 DE 신호에 동기된 내부 DE 신호를 만들어서 내부 DE 신호를 기준으로 CPV 신 호 및 OE 신호와 같은 디지털 신호를 생성한다.
그러나 입력 DE 신호는 디스에이블(disable) 구간의 폭이 가변인 신호이므로, 이에 동기하여 생성된 내부 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭의 차이로 인하여 데이터 충전 시간이 균일하지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 타이밍 제어부(10)에서 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭에 해당하는 클록(clock) 주기를 계산한 후, 디스에이블 구간의 폭에 비례하여 인에이블(enable) 구간이 조절된 OE 신호를 생성하는 것이다.
예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이 DE 신호의 어떤 디스에이블 구간의 폭이 D2 클록 주기이고 이전 디스에이블 구간의 폭이 D1 클록 주기일 때, OE 신호를 CPV 신호의 상승 에지에 대해서 이전 OE 신호보다 (D2-D1) 클록 주기만큼 빨리 발생시키면, OE 신호의 인에이블 구간 폭은 이전 OE 신호의 인에이블 구간 폭보다 (D2-D1) 클록 주기만큼 늘어나게 된다. 따라서, 충전시간1과 충전시간2가 동일하게 되어 동일한 데이터 충전 시간을 확보할 수 있다. 즉, 타이밍 제어부(10)에서 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭을 계산한 후, 동일한 데이터 충전 시간을 가지도록 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭에 따라 적절한 인에이블 구간을 가지는 OE 신호를 가변 생성하면 된다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 타이밍도이다. 도 3의 (a)는 입력 DE 신호를 나타내며, (b)는 내부 DE 신호를 나타내며, (c)는 CPV 신호를 나타내며, (d)는 OE 신호를 나타낸다. 그래픽 제어부로부터 도 3에 나타낸 바와 같은 랜덤 DE 신호(입력 DE 신호)가 타이밍 제어부(10)에 입력되면, 본 발명의 제1 실시예와 같이 타이밍 제어부(10)에서는 입력 DE 신호에 동기된 내부 DE 신호를 만들어서 내부 DE 신호를 기준으로 CPV 신호 및 OE 신호와 같은 디지털 신호를 생성한다.
그러나 본 발명의 제1 실시예와는 달리 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 타이밍 제어부(10)에서 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭이 변하여도 일정한 폭을 가지는 CPV 신호를 생성하는 것이다.
예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭이 변하는 경우에, CPV를 인접한 두 상승 에지 사이의 폭이 일정하도록(C1 = C2) 생성하면 된다. 즉, 입력 DE 신호에 동기하여 생성된 내부 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭도 가변하므로 한 프레임 내에서 내부 DE 신호의 상승 에지 사이의 폭의 평균을 계산한 후, 내부 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭에 관계없이 항상 동일한 폭을 가지는 CPV 신호를 생성하면 된다. 따라서, 충전시간1과 충전시간2가 동일하게 되어 동일한 데이터 충전 시간을 확보할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 4의 (a)는 입력 DE 신호를 나타내며, (b)는 내부 DE 신호를 나타내며, (c)는 CPV 신호를 나타내며, (d)는 OE 신호를 나타낸다. 그래픽 제어부로부터 도 4에 나타낸 바와 같은 랜덤 DE 신호(입력 DE 신호)가 타이밍 제어부(10)에 입력되 면, 본 발명의 제1 및 제2 실시예와는 달리, 타이밍 제어부(10)에서 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭에 관계없이, 디스에이블 구간의 폭이 일정한 내부 DE신호를 생성하는 것이다.
예를 들면, 입력 DE 신호는 인에이블 구간의 폭은 항상 일정하고 디스에이블 구간의 폭만 가변하므로, 한 프레임 내에서 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭의 평균을 계산한 후, 내부 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭이 이 평균값으로 되도록 생성하면 된다(D1 = D2). 물론 내부 DE 신호의 인에이블 구간의 폭도 일정하다. CPV 신호와 OE 신호와 같은 디지털 신호는 내부 DE 신호를 기준으로 생성되므로 내부 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭이 일정하다면 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭에 관계없이 항상 일정한 충전 시간을 유지할 수 있다(충전시간1 = 충전시간2).
본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따르면, 입력 DE 신호의 디스에이블 구간의 폭이 가변할 때, OE 신호의 인에이블 구간의 폭을 가변하거나, 동일한 폭을 가지는 CPV 신호를 생성하거나, 디스에이블 구간의 폭이 일정한 내부 DE 신호를 생성하여 동일한 충전 시간을 확보할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 입력 DE 신호의 듀티에 관계없이 내부 DE 신호 또는 이를 기준으로 발생하는 CPV 신호 또는 OE신호를 적절히 조절하여 일정한 데이터 충전 시간을 제공할 수 있다. 이렇게 함으로써, 패널 특성의 악화를 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 다수의 데이터선과 다수의 게이트선으로부터 신호를 공급받아 화상을 표시하는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있는 액정 패널,
    데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 데이터 인에이블 신호로서 디스에이블 구간의 폭이 가변인 데이터 인에이블 신호를 입력받아서 내부 데이터 인에이블 신호를 생성하고, 상기 내부 데이터 인에이블 신호를 기준으로 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어부,
    상기 타이밍 제어부로부터의 상기 타이밍 신호에 따라 데이터 신호를 상기 데이터선에 인가하는 소스 구동부, 그리고
    상기 타이밍 제어부로부터의 상기 타이밍 신호에 따라 게이트 온 신호를 상기 게이트선에 차례로 인가하는 게이트 구동부
    를 포함하며,
    상기 타이밍 신호는 상기 게이트 온 신호를 상기 게이트선에 차례로 인가하기 위한 게이트 클록 신호 및 상기 게이트 구동부의 출력을 인에이블시키는 게이트 온 인에이블 신호를 포함하며,
    상기 게이트 온 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭이 일정한
    액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 내부 데이터 인에이블 신호와 상기 게이트 클록 신호 중 적어도 하나가 일정한 주기를 가지는 액정 표시 장치.
  3. 다수의 데이터선과 다수의 게이트선으로부터 신호를 공급받아 화상을 표시하는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있는 액정 패널,
    데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 데이터 인에이블 신호로서 디스에이블 구간의 폭이 가변인 데이터 인에이블 신호를 입력받아서 내부 데이터 인에이블 신호를 생성하고, 상기 내부 데이터 인에이블 신호를 기준으로 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어부,
    상기 타이밍 제어부로부터의 상기 타이밍 신호에 따라 데이터 신호를 상기 데이터선에 인가하는 소스 구동부, 그리고
    상기 타이밍 제어부로부터의 상기 타이밍 신호에 따라 게이트 온 신호를 상기 게이트선에 차례로 인가하는 게이트 구동부
    를 포함하며,
    상기 타이밍 신호는 상기 게이트 온 신호를 상기 게이트선에 차례로 인가하기 위한 게이트 클록 신호 및 상기 게이트 구동부의 출력을 인에이블시키는 게이트 온 인에이블 신호를 포함하며,
    상기 게이트 온 인에이블 신호는 상기 내부 데이터 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭에 따라서 가변하는 인에이블(enable) 구간을 가지는
    액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 게이트 온 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭이 일정한 액정 표시 장치.
  5. 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 데이터 인에이블 신호로서 디스에이블 구간의 폭이 가변인 데이터 인에이블 신호를 입력받아서 내부 데이터 인에이블 신호를 생성하고, 상기 내부 데이터 인에이블 신호를 기준으로 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어부,
    상기 타이밍 제어부로부터의 상기 타이밍 신호에 따라 데이터 신호를 데이터선에 인가하는 소스 구동부, 그리고
    상기 타이밍 제어부로부터의 상기 타이밍 신호에 따라 게이트 온 신호를 게이트선에 차례로 인가하는 게이트 구동부
    를 포함하며,
    상기 타이밍 신호는 상기 게이트 온 신호를 상기 게이트선에 차례로 인가하기 위한 게이트 클록 신호 및 상기 게이트 구동부의 출력을 인에이블시키는 게이트 온 인에이블 신호를 포함하며,
    상기 게이트 온 인에이블 신호의 디스에이블 구간의 폭이 일정한
    액정 표시 장치의 구동 장치.
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