KR101201327B1 - 액정 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로 변조 데이터를 이용하여 최하위 및 최상위 사이의 계조에 대한 액정의 응답속도를 빠르게 함과 더불어 최하위 계조에서 최상위 계조로 변하거나 최상위 계조에서 최하위 계조로 변할 때 액정의 응답특성을 빠르게 함으로써 화질을 향상시킬 수 있다.

기준 감마전압, 감마전압, 최상위 감마 변조전압,

Description

액정 표시장치와 그 구동방법{A liquid crystal display and driving method the same}

도 1은 종래의 액정 표시장치에 있어서 데이터에 따른 휘도 변화를 나타내는 파형도.

도 2는 고속 구동방법에 있어서 데이터 변조에 따른 휘도 변화를 나타내는 파형도.

도 3은 룩 업 테이블을 이용한 데이터 변조방법을 설명하기 위한 도면.

도 4는 고속 구동방법에 있어서 데이터 변조부를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구성도.

도 6은 도 5의 타이밍 콘트롤러 내에 구비되는 스위칭 제어신호 발생부 및 데이터 변조부를 나타낸 도면.

도 7은 도 5에 도시된 데이터 구동부를 설명하기 위한 도면.

도 8은 도 5에 도시된 감마전압 발생부를 설명하기 위한 도면.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치에 있어서 변조 데이터에 따른 휘도 변화를 나타내는 파형도.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 ＊

44, 164 : 룩 업 테이블 112 : 감마전압 발생부

113 : 데이터 구동부 114 : 게이트 구동부

115 : 데이터 라인 116 : 게이트 라인

117 : 액정패널 118 : 데이터 변조부

120 : 타이밍 콘트롤러 122 : 분압회로

165 : 스위칭 제어신호 발생부 171 : 제 1 스위칭부

172 : 제 2 스위칭부

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 화질을 향상시키도록 한 액정 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오 신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정셀마다 스위칭 소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 표시장치는 동영상을 표시하기에 적합하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정 표시장치에 사용되는 스위칭 소자로는 주로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다.

액정 표시장치는 아래의 수학식 1 및 2에서 알 수 있는 바, 액정의 고유한 점성과 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느린 단점이 있다.

여기서, τ_r은 액정에 전압이 인가될 때의 라이징 타임(Rising Time)을 의미하고, Va는 인가전압을 의미하고, V_F는 액정분자가 경사운동을 시작하는 프리드릭 천이 전압(Freederick Transition Voltage)을 의미하고, d는 액정셀의 셀갭(Cell Gap)을 의미하고,

(Gamma)는 액정분자의 회전점도(Rotational Viscosity)를 각각 의미한다.

여기서, τ_F는 액정에 인가된 전압이 오프된 후 액정이 탄성 복원력에 의해 원위치로 복원되는 폴링타임(Falling Time)을, K는 액정 고유의 탄성계수를 각각 의미한다.

TN 모드의 액정 응답속도는 액정 재료의 물성과 셀갭 등에 의해 달라질 수 있지만 통상, 라이징 타임이 20-80ms이고 폴링 타임이 20-30ms이다. 이러한 액정의 응답속도는 동영상의 한 프레임 기간(NTSC : 16.67ms)보다 길다. 따라서, 도 1과 같이 액정셀에 충전되는 전압이 원하는 전압에 도달하기 전에 다음 프레임으로 진행되기 때문에 동영상에서 화면이 흐릿하게 되는 모션 블러링(Motion Burring) 현상이 나타나게 된다.

도 1은 종래의 액정 표시장치에 있어서 데이터에 따른 휘도 변화를 나타내는 파형도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 액정 표시장치는 동영상 구현시 느린 응답속도로 인하여 한 레벨에서 다른 레벨로 데이터(VD)가 변할 때 그에 대응하는 표시 휘도(BL)가 원하는 휘도에 도달하지 못하게 되어 원하는 색과 휘도를 표현하지 못하게 된다. 그 결과, 액정 표시장치는 동화상에서 모션 블러링 현상이 나타나게 되고, 명암비(Contrast Ratio)의 저하로 인하여 표시품위가 떨어지게 된다.

이러한 액정 표시장치의 느린 응답속도를 해결하기 위하여, 미국특허 제5,495,265호와 PCT 국제공개번호 WO 99/09967에는 룩 업 테이블을 이용하여 데이터의 변화여부에 따라 데이터를 변조하는 방안(이하, '고속구동'이라 한다)이 제안된 바 있다.

도 2는 고속 구동방법에 있어서 데이터 변조에 따른 휘도 변화를 나타내는 파형도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 고속 구동방법은 입력 데이터(VD)를 변조하고 변조 데이터(MVD)를 액정셀에 인가하여 원하는 휘도(MBL)를 얻게 된다. 이 고속 구동방법은 한 프레임기간 내에 입력 데이터의 휘도값에 대응하여 원하는 휘도를 얻을 수 있도록 데이터의 변화여부에 기초하여 수학식 1에서

을 크게 함으로써 액정의 응답속도를 빠르게 가속시키게 된다. 따라서, 고속 구동방 법을 이용하는 액정표시장치는 액정의 느린 응답속도를 데이터값의 변조로 보상하여 동화상에서 모션 블러링(Motion Burring) 현상을 완화시킴으로써 원하는 색과 휘도로 화상을 표시할 수 있게 된다.

도 3은 룩 업 테이블을 이용한 데이터 변조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이전 프레임(Fn-1)과 현재 프레임(Fn) 각각의 상위 비트(MSB)를 비교하여 상기 상위 비트(MSB)에 변화가 있으면, 룩 업 테이블에서 해당되는 변조 데이터(Mdata)를 선택하여 변조하게 된다.

이러한, 고속 구동방법은 하드웨어 구현시 메모리의 용량 부담을 줄이기 위하여, 상위 수 비트만을 변조하게 된다.

도 4는 고속 구동방법에 있어서 데이터 변조부를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 고속 구동장치는 상위 비트 버스라인(42)에 접속된 프레임 메모리(43)와, 상위 비트 버스라인(42)과 프레임 메모리(43)의 출력단자에 공통으로 접속된 룩 업 테이블(44)을 구비한다.

프레임 메모리(43)는 상위 비트(MSB)를 1 프레임기간 동안 저장하고 저장된 데이터를 룩 업 테이블(44)에 공급하게 된다. 여기서, 상위 비트(MSB)는 8 비트의 소스 데이터(RGB) 중에서 상위 4 비트로 설정된다.

룩 업 테이블(44)은 상위 비트 버스라인(42)으로부터 입력되는 현재 프레임(Fn)의 상위 비트(MSB)와 프레임 메모리(43)로부터 입력되는 이전 프레임(Fn-1)의 상위 비트(MSB)를 아래의 표 1 에서 비교하여 해당 변조 데이터(MRGB)를 선택하게 된다. 변조 데이터(MRGB)는 하위 비트 버스라인(41)으로부터의 하위 비트(LSB)와 가산되어 액정 표시장치에 공급된다.

구분	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
0	0	1	3	4	6	7	9	10	11	12	14	15	15	15	15	15
1	0	1	2	4	5	7	9	10	11	12	13	14	15	15	15	15
2	0	1	2	3	5	7	8	9	10	12	13	14	15	15	15	15
3	0	1	2	3	5	6	8	9	10	11	12	14	14	15	15	15
4	0	0	1	2	4	6	7	9	10	11	12	13	14	15	15	15
5	0	0	0	2	3	5	7	8	9	11	12	13	14	15	15	15
6	0	0	0	1	3	4	6	8	9	10	11	13	14	15	15	15
7	0	0	0	1	2	4	5	7	8	10	11	12	14	14	15	15
8	0	0	0	1	2	3	5	6	8	9	11	12	13	14	15	15
9	0	0	0	1	2	3	4	6	7	9	10	12	13	14	15	15
10	0	0	0	0	1	2	4	5	7	8	10	11	13	14	15	15
11	0	0	0	0	0	2	3	5	6	7	9	11	12	14	15	15
12	0	0	0	0	0	1	3	4	5	7	8	10	12	13	15	15
13	0	0	0	0	0	1	2	3	4	6	8	10	11	13	14	15
14	0	0	0	0	0	0	1	2	3	5	7	9	11	13	14	15
15	0	0	0	0	0	0	0	1	2	4	6	9	11	13	14	15

표 1에 있어서, 좌측열은 이전 프레임(Fn-1)의 데이터전압(VDn-1)이며, 최상측행은 현재 프레임(Fn)의 데이터전압(VDn)이다.

그러나, 종래의 고속 구동방법은 8 비트 데이터인 경우 최상위 계조인 계조 255(G255)에 대응하는 전압보다 높은 전압으로 구동할 수 없다. 또한, 최하위 계조인 계조 0(G0)에 대응하는 전압보다 낮은 전압으로 구동할 수 없는 문제점이 있다.

종래의 고속 구동방법은 계조값이 최하위 계조인 0(G0)에서 계조 255로 변하면 계조 255(G255)에 대응하는 전압보다 높은 전압으로 데이터전압을 변조하여야 하지만 도 3과 같은 비변조 방식의 정상 구동방법과 마찬가지로 계조 255에 대응하는 전압으로 액정 표시장치를 구동한다. 또한, 계조값이 최상위 계조인 255(G255)에서 계조 0으로 변하면 계조 0(G0)에 대응하는 전압보다 낮은 전압으로 데이터전압을 변조하여야 하지만 도 3과 같은 비변조 방식의 정상 구동방법과 마찬가지로 계조 0 에 대응하는 전압으로 액정 표시장치를 구동한다.

따라서, 종래의 고속 구동방법에 의하면 데이터가 최하위 계조에서 최상위 계조로 변하거나 최상위 계조에서 최하위 계조로 변하면 액정의 응답특성을 빠르게 할 수 없고 화질을 개선시킬 수도 없다. 이 때문에 액정 표시장치가 고속 구동방법으로 구동된다 하더라도 그 액정 표시장치의 전원이 켜지거나 꺼질 때에는 액정의 응답특성이 느리게 되고 화질이 떨어지게 된다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 화질을 향상시키도록 한 액정 표시장치와 그 구동방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 데이터 라인과 게이트 라인에 의해 정의되는 영역에 형성된 액정셀을 포함하는 액정패널과, 복수의 감마전압을 이용하여 입력되는 데이터를 상기 아날로그 데이터로 변환하여 상기 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동부와, 그리고, 외부로부터 입력되는 디지털 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급하며 상기 디지털 데이터가 최하위 계조에서 최상위 계조로 변하거나, 최상위 계조에서 최하위 계조로 변할때에 대응되는 각각의 스위칭 제어신호를 발생하는 타이밍 콘트롤러가 구비된다.

상기 타이밍 콘트롤러의 내부에는 이전 프레임과 현재 프레임의 영상 데이터 계조 레벨을 비교하여, 최상위 계조에서 최하위 계조로 변하거나 또는 최하위 계조에서 최상위 계조로 변하는지의 여부에 따라 제 1 스위칭 신호 및 제 2 스위칭 신호를 발생하는 스위칭 제어신호 발생부가 구비되어있으며, 상기 스위칭 제어신호 발생부의 신호에 따라 최상위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이상의 제 1 감마전압 또는 최하위 감마전압 보다 적어도 한계조 레벨 이하의 제 2 감마전압을 출력하는 감마전압 발생부를 포함하여 구성된다.

상기 감마전압 발생부에는 상기 스위칭 제어신호 발생부로부터의 제 1 스위칭 신호에 따라 최상위 기준 감마전압보다 한계조 레벨 이상의 제 1 기준 감마전압 및 상기 최상위 기준 감마전압 중 어느하나를 선택하는 제 1 스위칭부와, 제 2 스위칭 신호에 따라 최하위 기준 감마전압보다 한계조 레벨 이하의 제 2 기준 감마전압 및 상기 최하위 기준 감마전압 중 어느하나를 선택하는 제 2 스위칭부가 구비되어있다.

따라서, 상기 감마전압 발생부는 상기 제 1 스위칭 신호에 따라 최상위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이상의 제 1 감마전압을 출력하고, 상기 제 2 스위칭 신호에 따라 상기 최하위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이하의 제 2 감마전압을 출력한다.

상기 제 1 스위칭부는 상기 제 1 스위칭 신호에 따라 한 프레임의 일부 구간 동안 상기 제 1 기준 감마전압을 선택하고, 나머지 구간 동안 상기 최상위 기준 감마전압을 선택하며, 상기 제 2 스위칭부는 상기 제 2 스위칭 신호에 따라 한 프레임의 일부 구간 동안 상기 제 2 기준 감마전압을 선택하고, 나머지 구간 동안 상기 최하위 기준 감마전압을 선택하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 외부로부터 입력되는 영상 데이터가 최하위 계조에서 최상위 계조로 변하거나, 최상위 계조에서 최하위 계조로 변할 때에 대응되는 스위칭 제어신호를 발생하는 단계와, 제 1 기준 감마전압과 제 2 기준 감마전압을 포함한 복수의 기준 감마전압을 발생하는 단계와, 상기 복수의 기준 감마전압보다 높은 복수의 감마전압을 발생하는 단계와, 상기 스위칭 제어신호에 따라 상기 제 1 기준 감마전압 및 상기 최상위 기준 감마전압 중 어느 하나를 선택하거나, 상기 제 2 기준 감마전압과 상기 최상위 기준 감마전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 선택된 전압을 포함하는 상기 복수의 감마전압을 출력하는 단계와, 상기 복수의 감마전압을 이용하여 입력되는 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 액정패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭 제어신호를 발생하는 단계는 상기 영상 데이터가 상기 최하위 계조에서 상기 최상위 계조로 변할때 제 1 스위칭 제어신호를 발생하는 단계와, 상기 영상 데이터가 상기 최상위 계조에서 상기 최하위 계조로 변할때 제 2 스위칭 제어신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭 제어신호에 따라 기준 감마전압을 선택하는 단계는, 상기 제 1 스위칭 제어신호에 따라 제 1 기준전압 및 최상위 기준전압 중 어느하나를 선택하는 단계와, 상기 제 2 스위칭 제어신호에 따라 제 2 기준전압 및 최하위 기준전압 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함한다.

상기 감마전압 출력단계는 상기 제 1 스위칭 제어신호에 따라 최상위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이상의 제 1 감마전압을 출력하고, 상기 제 2 스위칭 제어신호에 따라 상기 최하위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이하의 제 2 감마전압을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치와 그 구동방법을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시장치는 데이터 라인(115)과 게이트 라인(116)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT가 형성된 액정패널(117)과, 상기 액정패널(117)의 상기 데이터 라인(115)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(113)와, 상기 데이터 구동부(113)에 감마 전압을 인가하기 위한 감마전압 발생부(112)와, 상기 액정패널(117)의 상기 게이트 라인(116)에 스캐닝 펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(114)와, 디지털 데이터와 동기신호(H, V)가 공급되며 디지털 데이터에 따라 제 1 스위칭 제어신호(SW1)와 제 2 스위칭 제어신호(SW2)를 발생하는 타이밍 콘트롤러(120)와, 그리고, 영상 데이터 (RGB)의 계조를 변환하기 위한 데이터 변조부(118)를 구비한다.

상기 액정패널(117)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판상에 상기 다수의 데이터 라인(115)과 상기 다수의 게이트 라인(116)이 상호 직교되도록 형성된다. 상기 다수의 데이터 라인(115)과 상기 다수의 게이트 라인(116)의 교차부에 형성된 TFT는 스캐닝펄스에 응답하여 상기 다수의 데이터 라인(115)상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 상기 게이트 라인(116)에 접속되며, 소스전극은 상기 데이터 라인(115)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 상기 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다.

상기 타이밍 콘트롤러(120)는 도시하지 않은 디지털 비디오 카드로부터 공급되는 디지털 데이터를 재정렬하게 된다. 상기 타이밍 콘트롤러(120)에 의해 재정렬된 데이터(RGB data)는 상기 데이터 변조부(118)에 공급된다. 또한, 상기 타이밍 콘트롤러(120)는 자신에게 입력되는 수평/수직 동기신호(H, V)를 이용하여 데이터 제어신호(DDC)와 게이트 제어신호(GDC)를 발생하여 상기 데이터 구동부(113)와 상기 게이트 구동부(114)를 제어한다.

상기 타이밍 콘트롤러(120)는 제 1 기준 감마전압 및 제 2 기준 감마전압을 선택하기 위한 제 1 스위칭 제어신호(SW1)와 제 2 스위칭 제어신호(SW2)를 발생하여 상기 감마전압 발생부(112)에 공급한다.

도 6은 도 5의 타이밍 콘트롤러 내에 구비되는 스위칭 제어신호 발생부 및 데이터 변조부를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 타이밍 콘트롤러(120)에 구비된 스위칭 제어 신호 발생부(165)는 입력되는 현재 프레임(Fn)의 디지털 데이터(RGB)와 프레임 메모리(163)에 저장된 이전 프레임(Fn-1)의 디지털 데이터를 비교하여 제 1 스위칭 제어신호(SW1) 및 제 2 스위칭 신호(SW2)를 발생한다. 구체적으로, 상기 스위칭 제어신호 발생부(165)는 이전 프레임(Fn-1)의 디지털 데이터(RGB)가 최하위 계조 0(G0)이고, 현재 프레임(Fn)의 디지털 데이터(RGB)가 최상위 계조 255(G255)일 경우 제 1 논리상태의 제 1 스위칭 제어신호(SW1)를 발생한다. 여기서, 제 1 스위칭 제어신호(SW1)는 한 프레임의 일부 구간 동안 제 1 논리상태를 유지하고 나머지 구간 동안 제 2 논리상태를 가지게 된다. 또한, 이전 프레임(Fn-1)의 디지털 데이터(RGB)가 최상위 계조 255(G255)이고, 현재 프레임(Fn)의 디지털 데이터(RGB)가 최하위 계조 0(G0)일 경우 제 1 논리상태의 제 2 스위칭 제어신호(SW2)를 발생한다. 여기서, 상기 제 2 스위칭 제어신호(SW2)는 한 프레임의 일부 구간 동안 제 1 논리상태를 유지하고 나머지 구간 동안 제 2 논리상태를 가지게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 변조부(118)는 상기 타이밍 콘트롤러(120)로부터 공급되는 8 비트의 풀 비트를 저장하는 프레임 메모리(163)와, 풀 비트의 정상 데이터를 비교하여 풀 비트의 변조 데이터(MRGB)를 데이터 구동부(113)로 공급하는 룩 업 테이블(164)로 구성되어 풀 비트로 데이터를 변조할 수 있다. 상기 룩 업 테이블(164)에 저장되는 변조 데이터(MRGB)는 아래의 관계식 ① 내지 ③과 같은 고속 구동 조건을 만족하도록 그 값이 설정된다.

VDn < VDn-1 ---> MVDn < VDn -------- ①

VDn = VDn-1 ---> MVDn = VDn -------- ②

VDn > VDn-1 ---> MVDn > VDn -------- ③

① 내지 ③에 있어서, VDn-1은 이전 프레임의 데이터전압, VDn은 현재 프레임의 데이터전압, 그리고 MVDn은 변조 데이터 전압을 각각 나타낸다.

여기서, 상기 데이터 변조부(118)에서의 데이터 변조 방법은 종래의 고속 구동방법과 마찬가지로 상위 비트(MSB)만을 비교하여 변조할 수도 있다.

상기 게이트 구동부(114)는, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 타이밍 콘트롤러(151)로부터 공급되는 게이트 제어신호(GDC) 중 게이트 스타트 펄스와 게이트 쉬프트 클럭에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트 하이펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스의 전압을 액정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터를 포함한다. 이 스캔펄스에 응답하여 TFT는 턴-온된다. TFT가 턴-온될 때, 상기 데이터 라인(115) 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.

도 7은 도 5에 도시된 데이터 구동부를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 구동부(113)는 쉬프트 레지스터(131)와, 래치부(132)와, 디지털-아날로그 변환부(Digital-Analog Converter; 이하 "DAC"라 함)(133)와, 출력버퍼(134)를 포함하고 변조 데이터(MRGB)에 따른 계조전압을 복수의 데이터 라인(115)에 출력한다.

상기 쉬프트 레지스터(131)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; 이하 "SSP"라 함)와 소스 스타트 클럭(Source Sampling Clock; 이하 "SSC"라 함)에 응답하여 상기 래치부(132)에 쉬프트 신호를 순차적으로 발생하고, 상기 래치부(132)는 상기 변조 데이터(MRGB) 샘플링 후 1 라인분씩 래치하고 소스 아웃풋 인에이블(Source Output Enable; 이하 "SOE"라 함)의 신호에 따라 상기 DAC(133)에 전달한다.

도 8은 도 5에 도시된 감마전압 발생부를 나타내는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 감마전압 발생부(112)는 상기 복수의 기준 감마전압(GMA0',GMA0~GMA8,GMA8')을 이용하여 복수의 감마전압(V0'V0~V255,V255')을 생성하는 분압회로(122)와, 상기 제 1 기준 감마전압(GMA8')과 상기 최상위 감마전압(GMA8) 중 어느 하나를 선택하는 제 1 스위칭부(171)를 구비한다. 또한, 상기 제 2 기준 감마전압(GMA0')과 상기 최하위 감마전압(GMA0) 중 어느 하나를 선택하는 제 2 스위칭부(171)를 구비한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 상기 기준 감마전압 발생부(130)는 종래의 기준 감마전압(GMA0~GMA8)과 더불어 최하위 기준 감마전압(GMA0)의 전압보다 적어도 한계조 레벨 이하의 제 2 기준 감마전압(GMA0')을 생성하고, 또한 최상위 기준 감마전압(GMA8)의 전압보다 적어도 한계조 레벨 이상의 제 1 기준 감마전압(GMA8')전압을 생성한다. 따라서, 상기 감마전압 발생부(112)는 복수의 기준 감마 전압(GMA0',GMA0~GMA8,GMA8')을 인가받아서 상기 복수의 기준 감마전압(GMA0',GMA0~GMA8,GMA8')보다 큰 복수의 감마전압(V0',V0~V255,V255')을 생성하고, 상기 복수의 감마전압(V0',V0~V255,V255')을 출력한다.

여기서, 적색, 녹색 및 청색의 디지털 데이터(RGB) 각각이 8 비트(bit) 데이터일 때 제 1 기준 감마전압(GMA8')은 계조 255(G255), 즉 제 1 감마변조 전압 (V255')에 대응되며, 제 2 기준 감마전압(GMA0')은 계조 0(G0), 즉 제 2 감마 변조전압(V0)에 대응된다.

상기 분압회로(122)는 제 1 전압(VDD)과 제 2 전압(VSS) 사이에 직렬 접속된 다수의 저항들(R1~R256) 사이의 분압노드에서 복수의 감마전압(V0',V0~V255,V255')을 발생한다. 이때, 상기 제 1 기준 감마전압(GMA8')과 최상위 기준 감마전압(GMA8)은 제 1 스위칭부(171)로 공급되며, 기준 감마전압(GMA7)은 계조 254(G254)에 대응하는 감마전압(V254)를 생성하기 위한 상기 분압회로(122)의 저항들(R2와 R3)사이에 인가된다.

또한, 상기 제 2 기준 감마전압(GMA0')과 최하위 기준 감마전압(GMA0)은 제 2 스위칭부(172)로 공급되며, 기준 감마전압(GMA1)은 계조 1(G1)에 대응하는 감마전압(V1)를 생성하기 위한 상기 분압회로(122)의 저항들(R254와 R255)사이에 인가된다.

나머지 기준 감마전압(GMA2~GMA6)은 복수의 감마전압(V2~V253)을 생성하기 위한 상기 분압회로(122)에 형성된 저항열(R3~R254) 사이에 각각 공급된다.

여기서, 상기 제 1 기준 감마전압(GMA8')은 제 1 전압(VDD)과 최상위 기준 감마전압(GMA8) 사이의 전압(GMA8<GMA8'<VDD)이 된다. 또한, 상기 상위 기준 감마전압(GMA8)은 최상위 기준 감마전압(GMA8')과 기준 감마전압(GMA7) 사이의 전압(GMA7<GMA8<GMA8')이 된다.

또한, 상기 제 2 기준 감마전압(GMA0')은 제 2 전압(VSS)과 최하위 기준 감마전압(GMA0) 사이의 전압(VSS<GMA0'<GMA0)이 된다. 또한, 하위 기준 감마전압 (GMA0)은 최하위 기준 감마전압(GMA0')과 기준 감마전압(GMA1) 사이의 전압(GMA0'<GMA0<GMA1)이 된다.

상기 제 1 스위칭부(171)에서는 상기 타이밍 콘트롤러(120)로부터 공급되는 제 1 스위칭 제어신호(SW1)에 따라 상기 제 1 기준 감마전압(GMA8') 및 최상위 기준 감마전압(GMA8) 중 어느 하나를 선택하여 상기 변압회로(122)에 구성된 저항열(R1~R256) 중 계조 255(G255)에 대응하는 감마전압이 생성되는 R1 저항과 R2 저항의 사이에 공급한다.

따라서, 상기 변압회로(122)에 구성된 R1 저항과 R2 저항의 사이에서는 제 1 스위칭 제어신호(SW1)에 따라 제 1 감마전압(V255')및 최상위 감마전압(V255)이 발생되어 상기 데이터 구동부(113)에 구성된 DAC(133)에 인가된다.

한편, 상기 제 2 스위칭부(172)에서는 상기 타이밍 콘트롤러(120)로부터 공급되는 제 2 스위칭 제어신호(SW2)에 따라 상기 제 2 기준 감마전압(GMA0') 및 최하위 기준 감마전압(GMA0) 중 어느 하나를 선택하여 상기 변압회로(122)에 구성된 저항열(R1~R256) 중 계조 0(G0)에 대응하는 감마전압이 생성되는 R255 저항과 R256 저항의 사이에 공급한다.

따라서, 상기 변압회로(122)에 구성된 R255 저항과 R256 저항의 사이에서는 제 2 스위칭 제어신호(SW2)에 따라 제 2 감마전압(V0')및 최하위 감마전압(V0)이 발생되어 상기 DAC(133)에 공급된다.

여기서, 상기 변압회로(122)에 인가되는 제 1 기준 감마전압(GMA8') 및 최상위 기준 감마전압(GMA8)과 제 2 기준 감마전압(GMA0') 및 최하위 기준 감마전압 (GMA0)은 상기 스위칭 제어신호(SW1,SW2)에 따라 선택적으로 인가되기 때문에 상기 최상위 감마전압(V255)및 최하위 감마전압(V0)의 사이에서 발생되는 복수의 감마전압(V1~V254)이 가변될 수 있다.

따라서, 상기 기준 감마전압(GMA7)을 상기 변압회로(122)의 계조 254(G254)에 대응되는 감마전압(V254) 발생 위치(R2~R3의 사이)에 인가하여 계조 254(G254)의 감마전압(V254)을 안정화시킨다. 또한, 상기 기준 감마전압(GMA1)을 상기 변압회로(122)의 계조 1(G1)에 대응되는 감마전압(V1) 발생 위치(R254~R255의 사이)에 인가하여 계조 1(G1)의 감마전압(V1)을 안정화시킨다.

즉, 계조 254(G254)와 계조 1(G1)을 일정하게 유지함으로써 최상위 감마전압(V255)와 최하위 감마전압(V0) 사이의 감마전압들(V254~V1)이 일정하게 생성될 수 있다.

상기 DAC(133)는 래치된 변조 데이터들(MRGB)를 감마전압 발생부(112)로부터 공급되는 복수의 감마전압(V0',V0~V255,V255')에 대응하는 아날로그 데이터로 변환한다. 그리고, 데이터 구동부(113)는 타이밍 콘트롤러(120)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DDC)에 따라 변환된 아날로그 데이터를 액정패널(117)의 데이터 라인들(115)에 공급한다.

한편, 상기 기준 감마전압(GMA0',GMA0~GMA255,GMA255')은 도면에 도시되지 않았지만, 정극성 변압회로와 부극성 변압회로를 통해 정극성의 기준 감마 전압 또는, 부극성의 기준 감마 전압으로 상기 감마전압 발생부(112)에 공급된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치에 있어서 변조 데이터에 따 른 휘도 변화를 나타내는 파형도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치와 그 구동방법은 계조값이 최하위 계조인 0(G0)에서 최상위인 계조 255(G255)로 변하면 최상위 감마전압(V255)보다 높은 제 1 감마전압(V255')을 액정셀에 인가함으로써 액정의 응답속도를 빠르게 하여 원하는 휘도(MBL)를 얻게 된다.

또한, 계조값이 최상위 계조인 255(G255)에서 최하위인 계조 0(G0)로 변하면 최하위 감마전압(V0)보다 낮은 제 2 감마전압(V0')을 액정셀에 인가함으로써 액정의 응답속도를 빠르게 할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치와 그 구동방법은 최하위와 최상위 사이의 계조를 상술한 데이터 변조부(118)의 변조 데이터(MRGB)를 이용하여 액정의 응답속도를 빠르게 구동하여 화질을 개선할 수 있다. 이와 더불어, 블랙신호에서 화이트신호로 변할 때, 혹은 화이트 신호에서 블랙 신호로 변할 때, 이에 대응되는 최상위 및 최하위 감마전압(V255/V0) 대신에 제 1 및 제 2 감마전압(V255'/V0')을 상기 액정패널(117)에 공급함으로써 화이트 계조 및 블랙 계조에 대한 액정의 응답속도를 빠르게 하여 화질을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치와 그 구동방법은 변조 데이터를 이용하여 최하위 및 최상위 사이의 계조에 대한 액정의 응답속도를 빠르게 함과 더불어 최하위 계조에서 최상위 계조로 변할 때와 최상위 계조에서 최하위 계조로 변할 때 액정의 응답특성을 빠르게 할 수 있으므로 화질을 개선시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명은 액정 표시장치의 전원이 켜지거나 꺼질 때 액정의 응답특성을 빠르게 하여 화질 저하를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 액정의 응답속도가 빠르기 때문에 액정셀의 설계시 화소전극 및 공통전극간의 거리를 넓게 하여 패널의 광 투과율을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

1. 이전 프레임과 현재 프레임의 영상 데이터 계조 레벨을 비교하여, 최상위 계조에서 최하위 계조로 변하거나 또는 최하위 계조에서 최상위 계조로 변하는지의 여부에 따라 스위칭 제어신호를 발생하는 스위칭 제어신호 발생부와;

   상기 스위칭 제어신호 발생부의 신호에 따라 최상위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이상의 제 1 감마전압 또는 최하위 감마전압 보다 적어도 한계조 레벨 이하의 제 2 감마전압을 출력하는 감마전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭 제어신호는, 상기 최하위 계조에서 상기 최상위 계조로 변할때 발생되는 제 1 스위칭 제어신호 및 상기 최상위 계조에서 상기 최하위 계조로 변할때 발생되는 제 2 스위칭 제어신호인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 감마전압 발생부는, 상기 제 1 스위칭 제어신호에 따라 최상위 기준 감마전압보다 한계조 레벨 이상의 제 1 기준 감마전압 및 상기 최상위 기준 감마전압 중 어느하나를 선택하는 제 1 스위칭부와,

   상기 제 2 스위칭 제어신호에 따라 최하위 기준 감마전압보다 한계조 레벨 이하의 제 2 기준 감마전압 및 상기 최하위 기준 감마전압 중 어느하나를 선택하는 제 2 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 감마전압 발생부는, 상기 제 1 스위칭 제어신호에 따라 최상위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이상의 제 1 감마전압을 출력하고, 상기 제 2 스위칭 제어신호에 따라 상기 최하위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이하의 제 2 감마전압을 출력하는 것을 특징으로하는 액정 표시장치.
5. 외부로부터 입력되는 영상 데이터가 최하위 계조에서 최상위 계조로 변하거나, 최상위 계조에서 최하위 계조로 변할 때에 대응되는 스위칭 제어신호를 발생하는 단계와,

   제 1 기준 감마전압과 제 2 기준 감마전압을 포함한 복수의 기준 감마전압을 발생하는 단계와,

   상기 복수의 기준 감마전압보다 높은 복수의 감마전압을 발생하는 단계와,

   상기 스위칭 제어신호에 따라 상기 제 1 기준 감마전압과 상기 제 2 기준 감마전압 및 상기 복수의 기준감마전압 중 최상위의 기준 감마전압 중 적어도 하나의 전압을 선택하여 상기 선택된 적어도 하나의 전압을 포함하는 상기 복수의 감마전압을 출력하는 단계와,

   상기 복수의 감마전압을 이용하여 입력되는 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 액정패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 스위칭 제어신호를 발생하는 단계는, 상기 영상 데이터가 상기 최하위 계조에서 상기 최상위 계조로 변할때 제 1 스위칭 제어신호를 발생하는 단계와,

   상기 영상 데이터가 상기 최상위 계조에서 상기 최하위 계조로 변할때 제 2 스위칭 제어신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 스위칭 제어신호에 따라 기준 감마전압을 선택하는 단계는, 상기 제 1 스위칭 제어신호에 따라 제 1 기준전압 및 최상위 기준전압 중 어느하나를 선택하는 단계와,

   상기 제 2 스위칭 제어신호에 따라 제 2 기준전압 및 최하위 기준전압 중 어느하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 감마전압 출력단계는, 상기 제 1 스위칭 제어신호에 따라 최상위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이상의 제 1 감마전압을 출력하고, 상기 제 2 스위칭 제어신호에 따라 상기 최하위 감마전압보다 적어도 한계조 레벨 이하의 제 2 감마전압을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 액정 표시장치의 구동방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   영상 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 액정패널로 출력하는 단계는,

   한 프레임의 일부 구간 동안 상기 제 1 감마전압 및 제 2 감마전압을 포함한 복수의 감마전압을 이용하여 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 출력하는 단계와,

   한 프레임의 나머지 구간 동안 상기 최상위 감마전압 및 최하위 감마전압을 포함하는 상기 복수의 감마전압을 이용하여 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 상기 액정패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.

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