KR101232162B1 - 데이터 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감마전압 발생부가 내장된 데이터 구동장치에 있어서 별도의 신호라인을 구비하지 않고 영상 데이터의 특성에 따라 감마 전압 발생부를 제어할 수 있는 데이터 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 외부로부터의 영상 데이터에 따라 복수의 감마 제어신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러와, 그리고 상기 복수의 감마 제어신호에 응답하여 복수의 감마전압을 생성하여 상기 영상 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 적어도 하나의 데이터 IC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
감마 제어신호, 감마전압 발생부, 감마 피크전압

Description

데이터 구동장치 및 구동방법{Driving circuit for data and method for driving the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 IC를 나타낸 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 데이터 IC에 공급되는 제어신호들의 파형도.
도 4는 각 구간별 감마 전압과 피크전압을 설명하기 위한 나타낸 그래프.
＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊
20 : 데이터 TC P21 : 데이터 IC
22 : 쉬프트 레지스터 23 : 래치부
24 : 디지털-아날로그 변환부 25 : 감마전압 발생부
26 : 출력버퍼 30 : 게이트 TCP
31 : 게이트 IC 40 : 타이밍 컨트롤러
CMD : command 신호 DATA : 전압값
본 발명은 감마전압 발생부가 내장된 데이터 구동장치에 있어서 별도의 신호 라인을 구비하지 않고 영상 데이터의 특성에 따라 감마 전압 발생부를 제어할 수 있는 데이터 구동장치 및 구동방법에 관한 것에 관한 것이다.
통상의 액정 표시장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여 액정 표시장치는 화소영역들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정패널에는 다수개의 게이트 라인과 다수개의 데이터 라인이 교차하게 배열되고, 게이트 라인들과 데이터 라인들이 수직교차하여 정의되는 영역에 화소영역이 위치하게 된다. 그리고 화소영역들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)와 접속된다. TFT는 게이트 라인의 스캔펄스에 의해 턴-온되어, 데이터 라인의 데이터 신호가 화소전극에 충전되도록 한다.
구동회로는 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버와, 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버와, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버를 제어하기 위한 제어신호를 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터의 데이터 제어신호에 따라 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하고 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 아날로그 영상 데이터를 데이터 라인으로 공급한다.
하지만, 종래의 데이터 드라이버는 외부로부터의 감마전압을 이용하여 아날 로그 영상 데이터의 계조값에 따라 소정 레벨을 가지는 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 데이터 라인으로 공급한다. 이때, 외부로부터의 감마전압은 고정된 저항열과 감마 버퍼에 따라 공급되기 때문에 출력되는 영상 데이터와는 무관하게 일정한 감마 특성을 갖는다. 한편, 외부로부터의 감마전압을 제어하기 위해서는 별도의 제어신호를 전송하기 위한 신호라인들이 구비되어야 하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감마전압 발생부가 내장된 데이터 구동장치에 있어서 별도의 신호라인을 구비하지 않고 영상 데이터의 특성에 따라 감마 전압 발생부를 제어할 수 있는 데이터 구동장치 및 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 데이터 구동장치는 외부로부터의 영상 데이터에 따라 복수의 감마 제어신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러와, 그리고 상기 복수의 감마 제어신호에 응답하여 복수의 감마전압을 생성하여 상기 영상 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 적어도 하나의 데이터 IC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 데이터 구동방법은 영상 데이터의 계조 특성에 따른 감마 제어신호를 발생하는 단계, 상기 감마 제어신호에 응답하여 감마전압을 발생하는 단계, 및 상기 감마전압에 대응하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 구동장치와 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 액정 표시장치는 다수의 게이트 라인과 데이터 라인을 구비하여 형성된 액정패널(10)과, 감마전압을 발생하여 다수의 데이터 라인을 구동하기 위한 다수의 데이터 IC(21)가 내장된 다수의 데이터 TCP(20)와, 다수의 게이트 라인을 구동하기 위한 다수의 게이트 IC(31)가 내장된 다수의 게이트 TCP(30)와, 감마 제어신호를 포함하는 데이터 제어신호와 게이트 제어신호를 발생하여 다수의 데이터 TCP(20)와 다수의 게이트 TCP(30)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(40)를 포함한다.
액정패널(10)은 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인에 의해 정의되는 각 화소영역에 형성된 박막 트렌지스터(TFT; Thin Film Transistor)와, TFT와 접속된 액정 캐패시터를 구비한다. 액정 캐패시터는 TFT와 접속된 화소전극과, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 화소전극에 공급한다. 액정 캐패시터는 화소전극에 공급된 데이터 신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고 액정 캐패시터에는 스토리지 캐패시터가 병렬로 접속되어 액정 캐패시터에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 캐패시터는 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 캐패시터는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.
데이터 IC(21)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 감마 제어신호에 따라 감마전압을 발생하고, 데이터 제어신호에 따라 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하여 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 아날로그 영상 데이터를 데이터 라인으로 공급한다.
구체적으로, 데이터 IC(21)는 감마 제어신호에 따른 감마전압을 발생하고, 아날로그 영상 데이터의 계조값에 따라 소정 레벨을 가지는 감마전압을 선택한 후 선택된 감마전압을 데이터 라인으로 공급한다.
게이트 IC(31)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 제어신호에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트 하이펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(40)는 외부로부터의 영상 데이터를 액정패널(10)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 IC(20)에 공급한다. 또한, 영상 데이터의 계조 특성에 따른 감마 제어신호를 생성하여 데이터 IC(21)에 공급함과 아울러 외부로부터의 동기신호들을 이용하여 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 IC(4)와 게이트 IC(6)를 제어한다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 IC를 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시된 데이터 IC(21)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 데이터 제어신 호(DCS)를 전달하고 감마 제어신호(GVCS; Gamma Voltage Control Signal)를 감마전압 발생부(25)에 공급하는 제어블록(27)과, 제어블록(27)으로부터의 소스 스타트 펄스(SSP; Source Stsrt Pulse)와 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock)에 응답하여 샘플링 신호(SAM; Sampling Signal)를 출력하는 쉬프트 레지스터(22)와, 샘플링 신호(SAM)에 따라 영상 데이터(Data)를 순차적으로 샘플링하고 제어블록(27)로부터의 소스 출력 신호(SOE; Source Output Enable)와 영상 데이터(Data)를 공급받아서 샘플링된 1 라인분의 데이터(RData)를 동시에 출력하는 래치부(23)와, 제어블록(27)으로부터의 감마 제어신호(GVCS)에 응답하여 감마전압(GV; Gamma Voltage)을 발생하는 감마전압 발생부(25)와, 감마전압 발생부(25)로부터 공급되는 감마전압(GV)을 이용하여 래치부(23)로부터의 1 라인분의 데이터(RData)를 아날로그 영상 신호(AData)로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환부(DAC; Digital Analog Converter, 24)와, 그리고 DAC(24)로부터의 아날로그 영상 신호(AData)를 증폭하여 데이터 라인에 공급하는 출력버퍼(26)를 포함한다.
제어블록(27)은 타이밍 컨트롤러(40)로부터 데이터 제어신호(DCS)를 쉬프트 레지스터(22), 래치부(23) 및 DAC(24)에 전달하고, 감마 제어신호(GVCS)를 감마전압 발생부(25)에 공급한다.
쉬프트 레지스터(22)는 제어블록(27)으로부터의 소스 쉬프트 클럭(SSC)과 소스 스타트 펄스(SSP)를 이용하여 샘플링 신호(SAM)를 발생한다. 구체적으로, 쉬프트 레지스터(22)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 소스 스타트 펄스(SSP)를 쉬프트시켜 샘플링 신호(SAM)를 발생하여 래치부(23)에 순차적으로 공급한다.
래치부(23)는 데이터 버스라인을 통해 제어블록(27)으로부터 공급되는 영상 데이터(Data)를 쉬프트 레지스터(22)로부터의 샘플링 신호(SAM)에 따라 순차적으로 샘플링한다. 그리고, 샘플링된 데이터를 1 라인분 단위로 저장하고 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 응답하여 저장된 1 라인분의 래치된 영상 데이터(RData)를 DAC(124)로 동시에 출력한다.
감마전압 발생부(25)는 제어블록(27)으로부터의 감마 제어신호(GVCS)에 응답하여 도시되지 않은 제 1 및 제 2 전압 사이에 직렬 접속된 복수의 저항들 사이의 분압모드에서 정극성(+) 및 부극성(-) 감마전압(GV)을 생성하고 복수의 정극성(+) 및 부극성(-) 감마전압(GV)을 선택적으로 DAC(24)에 공급한다.
여기서, 감마 제어신호(GVCS)는 타이밍 컨트롤러(40)에서 영상 데이터(Data)를 정렬하여 출력하는 과정에서 영상 데이터(Data)의 계조 특성에 따라 공급되는 신호이다. 예를 들어, 피크 전압(Peak)에 대해서는 한 프레임 단위로 정렬된 영상 데이터(Data)의 휘도에 대한 계조 평균이 최대값(255)에 근접한 경우 감마전압 발생부(25)의 피크 전압이 최소가 되도록 설정된다. 한편, 한 프레임 단위로 정렬된 영상 데이터(Data)의 휘도에 대한 계조 평균이 최소값(0)에 근접한 경우 감마전압 발생부(25)의 피크 전압이 최대가 되도록 설정된 신호를 출력한다. 여기서, 감마 제어신호(GVCS)는 디지털 신호로써 영상 데이터(Data)를 전송하는 데이터 버스를 통해 영상 데이터(Data)가 공급되지 않는 블랭크 구간(Blank Section)에 전송된다. 감마 제어신호(GVCS)에 대해서는 표 1과 표 2를 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.
DAC(24)는 제어블록(27)으로부터의 극성 제어신호(POL)에 따라 공급되는 복수의 정극성(+) 또는 부극성(-) 감마전압(GV)을 이용하여 디지털 데이터 신호(RData)를 정극성(+) 또는 부극성(-) 아날로그 영상 데이터(AData)로 변환하고, 변환된 1 라인분의 아날로그 영상 데이터(AData)를 동시에 출력버퍼(26)로 출력한다. 여기서, 극성 제어신호(POL)는 1 수평 라인 단위로 반전된다.
구체적으로, DAC(24)는 극성 제어신호(POL)에 의해 감마전압 발생부(25)로부터 복수의 정극성(+) 감마전압(GV)이 공급될 경우, 래치부(23)로부터의 디지털 영상 데이터(RData)에 대응하는 정극성(+) 감마전압(GV)을 선택함으로써 아날로그 영상 데이터(AData)로 변환하여 출력한다. 한편, 감마전압 발생부(25)로부터 복수의 부극성(-) 감마전압(GV)이 공급될 경우, 디지털 영상 데이터(RData)에 대응하는 부극성(-) 감마전압(GV)을 선택함으로써 아날로그 영상 데이터(AData)로 변환하여 출력한다.
출력버퍼(26)는 DAC(24)로부터의 아날로그 영상 데이터(AData)가 데이터 라인의 RC 시정수에 따라 왜곡되는 것을 방지하기 위해 아날로그 영상 데이터(AData)를 증폭하여 증폭된 영상 신호(VS)를 데이터 라인에 공급한다.
도 3은 도 2에 도시된 데이터 IC에 공급되는 제어신호들의 파형도이다.
도 3에 도시된 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse)는 다수의 게이트 라인에 순차적으로 출력되는 스캔펄스의 출력 타이밍을 제어하는 신호이며, 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock)은 TFT의 게이트가 턴-온 되는 시간을 지정하는 신호이다. 여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)가 제 1 논리상태 즉, 하이 상태이 고 게이트 쉬프트 클럭(GSC)이 제 2 논리상태 즉, 로우 상태일 때는 영상 데이터(Data)가 데이터 IC(21)에 공급되지 않는 블랭크 구간이다.
감마 제어신호(GVCS)는 블랭크 구간에 영상 데이터(Data)를 전송하는 데이터 버스(Data Bus)를 통해 전송된다. 구체적으로, 블랭크 구간 즉, 감마 제어신호(GVCS) 전송구간에서는 쉬프트 레지스터(22)를 구동하기 위한 소스 스타트 펄스(SSP)를 하이 상태로 출력함과 동시에 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 동기되도록 감마 제어신호(GVCS)를 감마전압 발생부(25)에 공급한다.
이때, 쉬프트 레지스터(22)는 입력되는 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 응답하여 샘플링 신호(SAM)를 발생하고, 감마전압 발생부(25)는 감마 제어신호(GVCS)에 응답하여 감마전압(GV)을 생성하고 이를 DAC(24)로 공급한다.
여기서, 감마 제어신호(GVCS)는 크게 CMD(Command) 신호와 CMD 신호에 따른 피크(Peak) 전압 및 구간별 전압 등을 설정하는 DATA 신호로 구분된다.
Figure 112006044909107-pat00001
표 1에 도시된 바와 같이, CMD 신호는 각 조건에 따른 피크 전압(Peak)과 각 구간별 감마전압을 정의하는 신호를 포함한다.
Figure 112006044909107-pat00002
그리고, 감마 제어신호(GVCS) 표 2에 도시된 바와 같이, 표 1에 도시된 CMD 신호와 CMD 신호에 대응하는 전압 값이 설정된 DATA 신호로 구성된다.
CMD 신호는 도 4에 도시된 바와 같이, 각 조건에 따른 피크 전압(Peak)과 각 구간별 감마전압(gamma)을 정의하는 신호를 비롯하여 데이터 IC를 정의하는 신호와 각각의 조건에 대한 신호들이 포함된다.
이에 따라, 액정패널(10)에 표시되는 전체적인 영상 데이터(Data)의 계조 특성에 알맞는 최적의 피크전압과 구간별 감마전압이 공급된다. 또한, 데이터 IC(21)각각의 감마 특성을 고려하여 영상 데이터(Data)의 계조 특성에 알맞는 감마 전압값을 설정할 수 있기 때문에 표시되는 영상의 화질을 더욱 향상시킬 수 있다.
감마 제어신호(GVCS)는 영상 데이터의 전송방식과 같이 TTL(transistor-to-transistor), LVDS(low-voltage differential signaling), RSDS(Reduced Signal Differential Signaling), miniLVDS(Mini low-voltage differential signaling) 등의 전송방식으로 전송된다.
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.
이상에서 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 액정 표시장치와 그의 구동방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 감마전압 발생부가 내장된 데이터 구동장치에 있어서 별도의 신호라인을 구비하지 않고 영상 데이터의 특성에 따라 감마 전압 발생부를 제어할 수 있다. 이에 따라 제품의 원가를 절감할 수 있을뿐더러 표시되는 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 외부로부터의 영상 데이터에 따라 복수의 감마 제어신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러와; 그리고
    상기 복수의 감마 제어신호에 응답하여 복수의 감마전압을 생성하여 상기 영상 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 적어도 하나의 데이터 IC를 구비하며.
    상기 감마 제어신호는 CMD 신호와 DATA 신호를 포함하고,
    상기 CMD 신호는 감마 피크(Peak)전압, 각 구간별 감마전압, 각각의 데이터 IC 및 각각의 조건을 설정한 신호인 것을 특징으로 하는 데이터 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 DATA 신호는
    상기 CMD 신호에 따라 설정된 감마 피크 전압값과 각 구간별 감마 전압값인 것을 특징으로 하는 데이터 구동장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 감마 제어신호는
    영상 데이터 버스 라인을 통해 블랭크 구간에 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 구동장치.
  6. 영상 데이터의 계조 특성에 따른 감마 제어신호를 발생하는 단계;
    상기 감마 제어신호에 응답하여 감마전압을 발생하는 단계; 및
    상기 감마전압에 대응하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 감마 제어신호는 CMD 신호와 DATA 신호이며,
    상기 CMD 신호는 감마 피크(Peak)전압, 각 구간별 감마전압, 각각의 데이터 IC 및 각각의 조건을 정의한 신호인 것을 특징으로 하는 데이터 구동방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 DATA 신호는
    감마 피크 전압값과 각 구간별 감마 전압값인 것을 특징으로 하는 데이터 구동방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 감마 제어신호는
    영상 데이터 전송라인을 통해 블랭크 구간에 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 구동방법.
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