KR100956344B1 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화면의 상태에 따라 시인성 및 응답 속도를 개선할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소, 외부로부터의 영상 신호의 상태를 검출하여 그 결과를 출력하는 신호 제어부, 두 벌의 복수 기준 전압을 출력하는 기준 전압 생성부, 그리고 상기 기준 전압 생성부로부터의 상기 기준 전압을 기초로 복수의 계조 전압을 생성하고, 생성된 계조 전압 중 상기 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 상기 영상 신호의 계조 분포 중 제1 계조를 나타내는 화소의 수효가 소정 범위 이상인 경우와 이하인 경우로 나누어 그 결과에 따른 제어 신호를 출력하고, 상기 기준 전압 생성부는 상기 제어 신호에 따른 기준 전압을 출력한다. 이런 방식으로, 화이트 계조 또는 블랙 계조가 일정 범위 이상인 경우와 이하인 경우로 나누어 화이트 계조 전압 또는 블랙 계조의 전압을 조정함으로써 시인성 및 응답 속도를 동시에 개선할 수 있다.
시인성, 응답속도, 액정표시장치, 신호제어부, 데이터구동부, 계조, 화이트, 블랙, 증폭기
The present invention relates to a liquid crystal display device capable of improving visibility and response speed according to a state of a screen.
According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display includes a plurality of pixels, a signal controller detecting a state of an image signal from an external source, and outputting a result thereof, a reference voltage generator configured to output two sets of reference voltages, and the reference voltage generator A data driver configured to generate a plurality of gray voltages based on the reference voltages from the pixels, and apply a gray voltage corresponding to the video signal among the generated gray voltages to the pixel as a data voltage, wherein the signal controller The number of pixels representing the first gray scale among the gray scale distributions of the signal is divided into a case over a predetermined range and a case below, and a control signal according to the result is output, and the reference voltage generator outputs a reference voltage according to the control signal. In this way, the visibility and the response speed can be improved simultaneously by adjusting the white gray voltage or the black gray voltage by dividing the white gray or the black gray into more than a predetermined range and the following.
Visibility, response speed, liquid crystal display, signal controller, data driver, gradation, white, black, amplifier
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다.3 is a block diagram of a signal controller according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 기준 전압 생성부의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 화면 상태에 따라 계조 전압을 변경하여 응답 속도 및 시인성을 개선할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적인 액정 표시 장치는 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜 지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.A general liquid crystal display device includes two display panels and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. An electric field is applied to the liquid crystal layer, and the intensity of the electric field is adjusted to adjust the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image. Such liquid crystal displays are typical of portable flat panel displays (FPDs), and among them, TFT-LCD using a thin film transistor (TFT) as a switching element is mainly used.
이러한 LCD는 스위칭 소자를 포함하는 화소, 화소에 스위칭 소자를 통하여 해당하는 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부 및 기준 전압을 생성하여 데이터 구동부에 공급하는 기준 전압 생성부를 포함한다. The LCD includes a pixel including a switching element, a data driver for applying a corresponding data voltage to the pixel, and a reference voltage generator for generating a reference voltage and supplying the reference voltage to the pixel.
기준 전압 생성부는 통상 반전 구동을 위하여 정극성과 부극성의 계조 전압을 생성하며, 데이터 구동부는 복수의 계조 전압 중 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 화소에 인가한다.The reference voltage generator generates a gray voltage of positive and negative polarity for inversion driving, and the data driver selects a gray voltage corresponding to an image signal among a plurality of gray voltages and applies it to the pixel as a data voltage.
이 때, 계조 전압을 공급하는 방식에는 필요로 모든 계조 전압을 미리 생성하여 데이터 구동부에 공급하는 방식과 몇 개의 기준이 되는 계조 전압을 공급하고 나머지는 데이터 구동 IC 내에서 저항 분할하는 방식이 있다. 최근에는 데이터의 비트 수가 증가하면서 표현하고자 하는 계조 전압의 수 또한 증가하므로, 통상 후자의 방식을 취하고 있다. At this time, a method of supplying a gray voltage includes a method of generating all necessary gray voltages in advance and supplying them to the data driver, and supplying some gray voltages as a reference, and dividing the rest within the data driver IC. Recently, as the number of bits of data increases, the number of gradation voltages to be expressed also increases, and usually the latter method is employed.
예를 들면, 후자의 방식에서 6비트 데이터의 경우, 필요로 하는 계조 전압은 모두 64개인데 이 중 8개의 기준이 되는 계조 전압(이하에서는 기준이 되는 계조 전압을 줄여서 "기준 전압"이라 한다)을 생성하고 그 사이의 값들은 데이터 구동부의 IC에서 일정한 규칙에 의하여 생성한다.For example, in the latter method, in case of 6-bit data, all of the gray scale voltages required are 64 gray scale voltages, of which eight are referred to as reference voltages (hereinafter referred to as "reference voltages"). The values in between are generated by a certain rule in the IC of the data driver.
이러한 일정한 규칙을 얻는데 필요한 것이 감마 보정(gamma correction)이며 이는 액정의 광투과성이 비선형이기 때문에 이를 보정하여 균일한 광투과 특성을 얻고자 하는 것이다. 또한, 감마 보정시 이용되는 일종의 곡선을 감마 곡선(gamma curve)이라 한다.What is needed to obtain such a constant rule is gamma correction, which is to correct the light transmittance of the liquid crystal so that it is intended to obtain uniform light transmission characteristics. In addition, a kind of curve used for gamma correction is called a gamma curve.
한편, 예를 들어 노멀리 화이트 LCD에서 화이트 계조 전압을 설정할 때, 감마 곡선의 설정을 위하여 대비비(contrast ratio) 및 응답 속도의 감소를 어느 정도 감수하거나, 이와 반대로 감마 곡선의 정확성을 어느 정도 포기하고 대비비 및 응답 속도를 지향한다. 이를 위해 데이터 구동 IC에서 화이트 전압은 그 이외의 부분과 별도로 인가하여 대비비와 응답 속도를 확보하는 동시에 감마 곡선도 유지한다. On the other hand, for example, when setting the white gradation voltage in a normally white LCD, to reduce the contrast ratio and the response speed to set the gamma curve, or to some extent, give up the accuracy of the gamma curve to some extent. And aim for contrast ratio and response speed. To do this, the white voltage is applied separately from the rest of the data driver IC to secure the contrast ratio and the response speed, while maintaining the gamma curve.
이 때, 별도의 저항열을 이용하여 화이트 계조 전압을 설정하는 경우, 화이트 계조의 설정 전압이 낮을수록 응답 속도가 빨라지는 반면 계조간 시인성이 문제된다. 예를 들면, 전체 계조가 0 계조에서 63 계조인 경우, 63 계조와 62 계조가 큰 차이가 생겨 하얀 부분이 두드러져 시인성에 문제가 생긴다. 또한, 이는 측면에서 볼 때 더욱 심하게 나타난다.In this case, when the white gray voltage is set using a separate resistor string, the lower the white gray voltage is, the faster the response speed is, but the visibility between grays is a problem. For example, when the total grayscale is 63 gray scales from 0 gray scales, there is a big difference between 63 gray scales and 62 gray scales, and the white part becomes prominent, causing problems in visibility. It is also more severe when viewed from the side.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 응답 속도와 시인성을 동시에 개선시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can improve response speed and visibility at the same time.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치는 신호 제어부, 기준 전압 생성부 및 데이터 구동부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 외부로부터의 영상 신호의 상태를 검출하여 그 결과를 출력하며, 상기 기준 전압 생성부는 두 벌의 복수 기준 전압을 출력하고, 상기 데이터 구동부는 상기 기준 전압 생성부로부터의 상기 기준 전압을 기초로 복수의 계조 전압을 생성하고, 생성된 계조 전압 중 상기 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가한다. 또한, 상기 신호 제어부는 상기 영상 신호의 계조 분포 중 제1 계조를 나타내는 화소의 수효가 소정 범위 이상인 경우와 이하인 경우로 나누어 그 결과에 따른 제어 신호를 출력하고, 상기 기준 전압 생성부는 상기 제어 신호에 따른 기준 전압을 출력한다. 이 때, 상기 신호 제어부는 외부로부터의 상기 영상 신호를 기억하는 메모리, 상기 메모리로부터의 상기 영상 신호의 계조 분포를 검출하여 그 결과를 출력하는 검출부, 그리고 상기 검출부의 결과에 따라 제1 및 제2 상태를 갖는 상기 제어 신호를 생성하는 신호 생성부를 를 포함하는 것이 바람직하다. According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display including a plurality of pixels includes a signal controller, a reference voltage generator, and a data driver, and the signal controller controls the state of an image signal from the outside. Detect and output a result, wherein the reference voltage generator outputs a plurality of reference voltages, and the data driver generates a plurality of gray voltages based on the reference voltages from the reference voltage generator. The gray voltage corresponding to the video signal among the gray voltages is applied to the pixel as a data voltage. In addition, the signal controller divides the number of pixels representing the first gray scale among the gray scale distribution of the image signal into a case where the number of pixels is greater than or equal to a predetermined range and outputs a control signal according to the result, and the reference voltage generator is configured to output the control signal. Output the reference voltage accordingly. In this case, the signal controller may include a memory for storing the video signal from the outside, a detector for detecting a gray scale distribution of the video signal from the memory, and outputting a result thereof, and first and second according to the result of the detector. It is preferable to include a signal generator for generating the control signal having a state.
상기 기준 전압 생성부는 복수의 증폭기 및 복수의 저항이 직렬로 연결된 저항열을 포함하며, 상기 증폭기는 상기 제어 신호를 수신하여 적분하는 제1 증폭기,The reference voltage generator includes a resistor string in which a plurality of amplifiers and a plurality of resistors are connected in series, and the amplifier receives and integrates the control signal;
상기 제1 증폭기로부터의 출력을 반전시키는 제2 증폭기, 상기 제2 증폭기로부터의 출력을 1배 이상 증폭시키는 제3 증폭기, 그리고 상기 제3 증폭기의 출력과 상기 저항열의 중심에 연결되어 있는 중심 전압과의 차를 증폭하여 출력하는 제4 증폭기를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제1 계조에 해당하는 전압의 값은 상기 제어 신호의 제1 및 제2 상태에 따라 각각 달라지는 것이 바람직하다.A second amplifier inverting the output from the first amplifier, a third amplifier amplifying the output from the second amplifier by one or more times, and a center voltage connected between the output of the third amplifier and the center of the resistor string; It is preferable to include a fourth amplifier for amplifying and outputting the difference of. Here, it is preferable that the value of the voltage corresponding to the first gray scale varies depending on the first and second states of the control signal.
한편, 상기 제1 계조에 해당하는 전압은 정극성 및 부극성을 포함하고, 상기 제3 증폭기의 출력은 상기 부극성의 제1 계조 전압에 연결되고, 상기 제4 증폭기의 출력은 상기 정극성의 제1 계조 전압에 연결될 수 있다. 이 때, 상기 액정 표시 장치는 노멀리 화이트(normally white) 또는 노멀리 블랙의 액정 표시 장치일 수 있다.On the other hand, the voltage corresponding to the first grayscale includes positive polarity and negative polarity, the output of the third amplifier is connected to the first grayscale voltage of the negative polarity, and the output of the fourth amplifier is the positive polarity zero. It may be connected to one gray voltage. In this case, the liquid crystal display may be a liquid crystal display device of normally white or normally black.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right on" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a pixel of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 기준 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.The liquid
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The display signal lines G 1 -G n and D 1 -D m are a plurality of gate lines G 1 -G n for transmitting a gate signal (also called a “scan signal”) and a data signal line or data for transmitting a data signal. Line D 1 -D m . The gate lines G 1 -G n extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines D 1 -D m extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.Each pixel includes a switching element Q connected to a display signal line G 1 -G n , D 1 -D m , and a liquid crystal capacitor C LC and a storage capacitor C ST connected thereto. It includes. The holding capacitor C ST can be omitted as necessary.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-D
m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.The switching element Q is provided on the
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전 체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.The liquid crystal capacitor C LC has two terminals, the
유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C ST is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.Meanwhile, in order to implement color display, each pixel must display color, which is possible by providing a red, green, or
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.A polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of at least one of the two
기준 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
The
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.The
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 기준 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다. The
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.The
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Next, the display operation of the liquid crystal display will be described in more detail.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 또한, 영상 신호(R, G, B)의 계조 분포 상태를 검출하여 그 결과에 따라 디밍 신호(dimming signal, Sdim)를 기준 전압 생성부(800)에 출력한다. 이에 대하여 나중에 상세히 설명한다.The
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.The gate control signal CONT1 includes a vertical synchronization start signal STV indicating the start of output of the gate on pulse (gate on voltage section), a gate clock signal CPV for controlling the output timing of the gate on pulse, and a gate on pulse. An output enable signal OE or the like that defines a width.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.The data control signal CONT2 is a load for applying a corresponding data voltage to the horizontal synchronization start signal STH indicating the start of input of the image data R ', G', and B 'and the data lines D 1 -D m . Signal LOAD, inverted signal RVS and data that inverts the polarity of the data voltage with respect to common voltage V com (hereinafter referred to as " polarity of data voltage " by reducing " polarity of data voltage with respect to common voltage "). Clock signal HCLK and the like.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 기준 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.The
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G
1-Gn)에 연결 된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.The
하나의 게이트선(G1-Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴 온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D1-Dm)에 공급한다. 데이터선(D1-Dm
)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.The gate-on voltage V on is applied to one gate line G 1 -G n so that a row of switching elements Q connected thereto is turned on (this period is "1H" or "1 horizontal period). (horizontal period) "and equal to one period of the horizontal sync signal Hsync, the data enable signal DE, and the gate clock CPV], and the
액정 분자들은 화소 전극(190)과 공통 전극(270)이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.The liquid crystal molecules change their arrangement according to the electric field generated by the
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").
In this manner, the gate-on voltages V on are sequentially applied to all the gate lines G 1 -G n during one frame to apply data voltages to all the pixels. At the end of one frame, the next frame starts and the state of the inversion signal RVS applied to the
한편, 전술한 바와 같이, 신호 제어부(600)는 영상 신호(R, G, B)의 계조 분포 상태에 따른 디밍 신호(Sdim)를 출력하고, 기준 전압 생성부(800)는 디밍 신호(Sdim)에 기초하여 보정된 화이트 전압을 생성하는데, 이에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Meanwhile, as described above, the
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부(600)의 블록도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 기준 전압 생성부(800)의 회로도이다.3 is a block diagram of a
이하에서는 노멀리 화이트 액정 표시 장치를 예로 들어서 설명하며 노멀리 블랙 액정 표시 장치에 대하여도 동일하게 적용된다.Hereinafter, a normal white liquid crystal display will be described as an example, and the same applies to a normally black liquid crystal display.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 메모리(601), 데이터 검출부(602), 디밍 신호 생성부(603) 및 데이터 처리부(604)를 포함한다. 여기서, 데이터 처리부(604)는 통상의 데이터 처리부와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.As shown in FIG. 3, the
메모리(601)는 외부로부터의 영상 신호(R, G, B)를 한 프레임 단위로 기억하며 데이터 검출부(602)에 공급한다. The
데이터 검출부(602)는 한 프레임에 해당하는 영상 데이터(R, G, B)에 대하여 화이트 계조의 분포 정도를 검출한다. The
예를 들면, SXGA 해상도인 경우 전체 화소 수는 1280×1024이고, 화이트 계조는 적색, 녹색 및 청색의 부화소가 모두 63 계조일 때 나타나므로, 전체 화소 수에 대하여 화이트 계조를 나타내는 화소가 차지하는 비율을 검출하여 그 결과를 디밍 신호 생성부(603)에 공급한다. 예를 들면, 화이트 계조의 화소가 전체의 30% 이상인 경우와 30% 이하인 경우로 나누어 1과 0을 각각 출력한다.For example, in the case of SXGA resolution, the total number of pixels is 1280 × 1024, and the white gradation appears when all of the red, green, and blue subpixels are all 63 gradations, so the ratio of the pixels representing the white gradations to the total number of pixels occupies. Is detected and the result is supplied to the
디밍 신호 생성부(603)는 데이터 검출부(602)로부터의 제어 신호에 기초하여 하이(high) 또는 로우(low)의 신호를 출력한다. 전술한 예에서, 화이트 계조의 화소가 30% 이상인 경우에는 로우를, 30% 이하인 경우에는 하이를 출력한다.The
한편, 기준 전압 생성부(800)는 디밍 신호 생성부(603)로부터의 디밍 신호(Sdim)에 기초하여 화이트 계조 전압을 출력한다.The
기준 전압 생성부(800)는 증폭기(OP1, OP2, OP3, OP4) 및 저항열을 포함한다.The
먼저, 저항열은 전원(AVDD)과 접지 사이에 직렬로 연결되어 있는 복수의 저항(R11~R26)을 포함하며, 중심 전압(VCNT)을 기준으로 위쪽은 정극성의 기준 전압을 출력하고 아래쪽은 부극성의 기준 전압을 출력한다. 중심 전압(VCNT)에 가장 가까운 노드에서 정극성과 부극성의 화이트 계조 전압(VG7, VG8)을 출력한다.First, the resistor string includes a plurality of resistors R11 to R26 connected in series between the power supply AVDD and ground, and outputs a positive reference voltage on the upper side and a negative side on the basis of the center voltage VCNT. Output the reference voltage of polarity. The positive and negative white gray voltages VG7 and VG8 are output at the node closest to the center voltage VCNT.
또한, 전술한 바와 같이 기준 전압 생성부(800)에서 생성된 기준 전압을 기초로 데이터 구동부(500)에 마련된 저항열에서 복수의 계조 전압을 생성하지만, 화이트 계조 전압(VG7, VG8)과 중심 전압(VCNT) 사이에는 아무런 저항열도 존재하지 않으므로, 기준 전압 생성부(800)에서 만들어진 화이트 계조 전압은 더 이상 분리되지 않고 그대로 데이터 구동부(500)에서 사용된다.In addition, as described above, although a plurality of gray voltages are generated from a resistor string provided in the
증폭기(OP1)는 적분기로서 접지되어 있는 비반전 단자와 저항(R1)과 축전기(C1) 사이에 연결되어 있는 반전 단자를 포함하고, 디밍 신호(Sdim)를 수신하여 이를 적분한다. The amplifier OP1 includes a non-inverting terminal grounded as an integrator and an inverting terminal connected between the resistor R1 and the capacitor C1, and receives and integrates a dimming signal Sdim.
증폭기(OP2)는 반전 증폭기로서 접지되어 있는 비반전 단자와 저항(R3, R4) 사이에 연결되어 있는 반전 단자를 포함하고, 증폭기(OP1)로부터의 출력을 반전시킨다. 이는 증폭기(OP1)의 출력이 부극성(-)을 가지므로 이를 정극성(+)으로 만들어 주기 위함이다.The amplifier OP2 includes a non-inverting terminal grounded as an inverting amplifier and an inverting terminal connected between the resistors R3 and R4, and inverts the output from the amplifier OP1. This is to make it positive because the output of the amplifier OP1 has a negative polarity.
증폭기(OP3)는 비반전 증폭기로서, 증폭기(OP2)의 출력에 연결되어 있는 비반전 단자와 저항(R5, R6) 사이에 연결되어 있는 반전 단자를 포함하고, 증폭기(OP2)의 출력을 1배 이상 증폭하여 부극성의 화이트 계조 전압(VG8)에 공급한다.The amplifier OP3 is a non-inverting amplifier. The amplifier OP3 includes a non-inverting terminal connected to the output of the amplifier OP2 and an inverting terminal connected between the resistors R5 and R6. The output of the amplifier OP2 is 1 times. The amplification is then performed and supplied to the negative white gray voltage VG8.
증폭기(OP4)는 차동 증폭기로서, 중심 전압(VCNT)에 연결되어 있는 비반전 단자와 저항(R8, R9) 사이에 연결되어 있는 반전 단자를 포함하고, 중심 전압(VCNT)과 증폭기(OP3)의 출력 전압의 차를 증폭하여 정극성의 화이트 계조 전압(VG7)에 공급한다.The amplifier OP4 is a differential amplifier, and includes a non-inverting terminal connected to the center voltage VCNT and an inverting terminal connected between the resistors R8 and R9 and the center voltage VCNT and the amplifier OP3. The difference of the output voltage is amplified and supplied to the positive white gray voltage VG7.
[표 1]은 화이트 계조 전압과 응답 속도와의 관계를 나타낸다. Tr은 액정 분자의 라이징 타임(rising time)을 나타내고, Tf는 폴링 타임(falling time)을 나타내며 Ttotal은 전체 시간을 나타낸다. Table 1 shows the relationship between the white gradation voltage and the response speed. Tr represents the rising time of the liquid crystal molecules, Tf represents the falling time and T total represents the total time.
[표 1]에 나타낸 바와 같이, 화이트 전압이 낮을수록 응답 속도가 빨라지는 반면 시인성 문제가 생기며, 높을수록 응답 속도가 느려지지만 시인성의 문제는 감소한다.As shown in Table 1, the lower the white voltage, the faster the response speed, while the visibility problem occurs, and the higher the response, the slower the response speed, but the visibility problem is reduced.
따라서, 전술한 예에서 화이트 계조를 나타내는 화소가 전체 화소의 30% 이상이면 디밍 신호(Sdim)는 로우를 입력하여 화면의 시인성을 개선하도록 화이트 계조 전압을 예를 들어 0.7V로 설정한다. 이와 반대로 전체의 30% 이하이면 하이를 입력하여 응답 속도를 개선하도록 화이트 계조 전압을 예를 들어 0.1V로 설정한다. Accordingly, in the above-described example, when the pixel representing the white gray level is 30% or more of all pixels, the dimming signal Sdim is set to 0.7 V so as to input low to improve the visibility of the screen. On the contrary, if it is less than 30% of the total, the white gray voltage is set to, for example, 0.1V to improve the response speed by inputting high.
본 발명의 실시예서는 디밍 신호(Sdim)의 로우에 해당하는 값을 0V로 설정하였다. 따라서, 입력 전압값이 없으므로 기준 전압 생성부(800)는 기준 전압값의 변동이 없이 그대로 출력한다. 이 때, 출력되는 화이트 계조 전압의 값은 0.7V가 되도록 저항열(R11~R26)의 값을 설정한다. 또한, 디밍 신호(Sdim)의 하이에 해당하는 소정 전압을 부여하여 최종적으로 출력되는 화이트 계조 전압의 값이 0.1V가 되도록 각 저항(R1~R10)과 축전기(C1)의 값을 조정한다.In the embodiment of the present invention, the value corresponding to the row of the dimming signal Sdim is set to 0V. Therefore, since there is no input voltage value, the
본 발명의 실시예는 노멀리 화이트 액정 표시 장치에 대하여 설명하였지만, 노멀리 블랙 액정 표시 장치에 대하여 적용할 수 있음을 알 것이다.Although an embodiment of the present invention has been described with respect to a normally white liquid crystal display, it will be appreciated that the present invention can be applied to a normally black liquid crystal display.
이런 방식으로, 입력되는 영상 데이터의 상태를 검출하여 화이트 계조를 나타내는 화소가 일정 범위 이상인 경우에는 시인성을 개선하고, 일정 범위 이하인 경우에는 응답 속도를 개선하도록 화이트 계조 전압을 설정함으로써, 응답 속도와 시인성을 동시에 개선할 수 있다.In this way, by detecting the state of the input image data and setting the white gradation voltage to improve the visibility when the pixel representing the white gradation is over a certain range and to improve the response speed when the pixel is less than the predetermined range, the response speed and visibility Can be improved at the same time.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
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