KR101341905B1 - 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구현되는 사용자로부터의 셋팅 정보 또는 영상의 특성에 따라 영상을 표시하는 구동 모드를 변환함으로써 표시 영상의 화질을 향상시킬 수 있도록 한 영상 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널; 및 사용자로부터의 셋팅 정보 또는 영상의 특성에 따라 상기 액정패널을 시분할 구동하는 블랙 데이터 어드레싱 방법(Data Addressing Method) 또는 상기 액정패널에 공급되는 게이트 온 전압의 특성을 변환하는 게이트 펄스 변조방법(Gate Pulse Modulation Method) 중 어느 하나의 방법을 수행하는 액정패널 구동 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080133273
모드 전환신호, 주파수 확장 변환, 구동전압 설정부, 셋팅부

Description

액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법{DRIVING CIRCUIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 사용자로부터의 셋팅 정보 또는 영상의 특성에 따라 영상을 표시하는 구동 모드를 변환함으로써 표시 영상의 화질을 향상시킬 수 있도록 한 영상 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 액정은 굴절율, 유전율 등이 분자 장축 방향과 단축 방향에 따라 서로 다른 이방성 성질을 갖고 분자 배열과 광학적 성질을 쉽게 조절할 수 있다. 이를 이용한 액정 표시장치는 전계의 크기에 따라 액정 분자들의 배열 방향을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다. 이를 위하여 액정 표시장치는 화소 영역들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정 표시장치는 액정의 고유한 점성 및 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느린 단점이 있다. 즉, 액정 응답속도는 액정 재료의 물성과 셀갭 등에 의해 달라질 수 있지만 통상, 라이징 타임이 20-80ms이고 폴링 타임이 20-30ms이다.
액정의 응답속도는 움직이는 표시 영상의 한 프레임기간(NTSC : 16.67ms)보다 길기 때문에 액정셀에 충전되는 전압이 원하는 전압에 도달하기 전에 다음 프레임으로 진행되게 된다. 이에 따라, 액정패널에 표시되는 각 프레임의 표시 영상이 다음 프레임의 표시 영상에 영향을 미치기 때문에 관람자의 지각특성에 의해서 액정패널에 표시되는 움직이는 표시 영상이 흐릿하게 되는 동작 흐름(Motion Blurring) 현상이 나타나게 된다. 즉, 관련기술에 따른 액정 표시장치는 표시 영상에서 발생되는 동작 흐름 현상으로 인하여 명암비(Contrast Ratio)가 저하되어 잔상이 발생하는 등의 화질이 떨어지는 문제점이 있다.
종래에는 상기의 문제점을 보완하기 위해 액정 셀에 인가되는 구동전압 예를 들어, 화소 전압이나 게이트 전압 등의 레벨을 높여주는 방법이 사용되기도 하였으나, 이러한 경우 동영상 구현시 색이 반전되거나 번지는 등의 문제가 발생하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자로부터의 셋팅 정보 또는 영상의 특성에 따라 영상을 표시하는 구동 모드를 변환함으로써 표시 영상의 화질을 향상시킬 수 있도록 한 영상 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널; 및 사용자로부터의 셋팅정보 또는 현재 표시되는 영상의 동영상 또는 정지영상 특성에 따라 상기 액정패널을 시분할 구동하는 블랙 데이터 어드레싱 방법(Data Addressing Method) 또는 상기 액정패널에 공급되는 게이트 온 전압의 레벨을 변환하는 게이트 펄스 변조 방법(Gate Pulse modulation Method) 중 어느 하나의 방법을 수행하는 액정패널 구동 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 액정패널 구동 제어부는 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버, 상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버, 상기 셋팅정보 또는 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 분석하여 동영상 또는 정지영상 특성에 각각 대응하는 모드 전환신호를 생성하는 셋팅부, 상기 모드 전환신호에 응답하여 상기의 영상 데이터 또는 블랙 데이터를 포함시킨 변환 영상 데이터를 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 모드 전환신호에 따라 시분할 구동이 가 능하도록 데이터 제어신호를 생성하여 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러, 및 상기 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 드라이버에 공급되는 다수의 게이트 구동전압들 중 적어도 하나의 전압 공급 특성을 변환시켜 공급하는 구동전압 설정부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 셋팅부는 이전 프레임의 영상 데이터를 저장하는 메모리부, 이전 프레임의 영상 데이터와 현재 프레임의 영상 데이터를 비교하고 비교 결과에 따른 동기 검출신호를 출력하는 데이터 비교부, 상기 셋팅 정보에 따라 바로 상기 모드 전환신호를 생성하거나 또는 상기 동기 검출신호들을 카운터하고 카운터된 횟수를 매 프레임 단위로 저장한 후 상기 저장된 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들에 따라 상기 동영상 또는 정지영상의 특성을 나타내는 상기 모드 전환신호를 생성하는 모드 변환신호 생성부 및 상기 모드 전환신호에 따라 상기 외부로부터 입력된 동기신호의 주파수를 확장 변환하여 상기 타이밍 컨트롤러에 공급하는 주파수 변조부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 모드 변환신호 생성부는 상기 저장된 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들이 사용자가 설정한 프레임 기간동안 사용자가 설정한 횟수 이상 또는 이하로 발생됐는지의 여부에 따라 상기 동영상 또는 정지 영상의 특성을 나타내는 상기 모드 전환신호를 생성한 것을 특징으로 한다.
상기 구동전압 설정부는 외부로부터 입력되는 정극성 및 부극성의 전압을 이용하여 공통전압, 게이트 하이전압 및 게이트 로우 전압을 생성하는 구동전압 생성부 및 상기 동영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압을 상 기 게이트 드라이버에 공급함과 아울러 상기 정지 영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압의 레벨을 미리 설정된 레벨로 승압하여 상기 게이트 드라이버에 공급하는 게이트 전압 변환부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 사용자로부터 미리 설정된 셋팅 정보에 따라 현재 표시되는 영상이 동영상인지 또는 정지영상인지를 판단하는 단계; 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 분석하여 현재 표시되는 영상이 동영상인지 또는 정지영상인지를 분석하는 단계; 상기 셋팅 정보 또는 상기 분석된 결과에 따라 동영상 또는 정지영상 특성에 각각 대응하는 모드 전환신호를 생성하는 단계; 및 상기 모드 전환신호에 따라 액정패널을 시분할 구동하는 블랙 데이터 어드레싱 방법 또는 상기 액정패널에 공급되는 게이트 온 전압의 공급 특성을 변환하는 게이트 펄스 변조 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 블랙 데이터 어드레싱 방법 또는 게이트 펄스 변조 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하는 단계는 상기 모드 전환신호에 응답하여 상기의 영상 데이터 또는 블랙 데이터를 포함시킨 변환 영상 데이터를 생성하여 데이터 드라이버에 공급하는 단계, 상기 모드 전환신호에 따라 시분할 구동이 가능하도록 데이터 제어신호를 생성하여 상기의 데이터 드라이버를 제어하는 단계, 상기 모드 전환신호에 응답하여 게이트 드라이버에 공급되는 다수의 게이트 구동전압들 중 적어도 하나의 전압 레벨을 변환시켜 공급하는 단계 및 상기 모드 전환신호에 따라 상기 외부로부터 입력된 동기신호의 주파수를 확장 변환하여 타이밍 컨트롤러에 공급 하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 모드 전환신호를 생성 단계는 이전 프레임의 영상 데이터를 저장하는 단계, 이전 프레임의 영상 데이터와 현재 프레임의 영상 데이터를 비교하고 비교 결과에 따른 동기 검출신호를 출력하는 단계 및 상기 동기 검출신호들을 카운터하고 카운터된 횟수를 매 프레임 단위로 저장한 후 상기 저장된 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들에 따라 상기 동영상 또는 정지영상의 특성을 나타내는 상기 모드 전환신호를 생성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 모드 전환신호 생성 단계는 상기 저장된 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들이 사용자가 설정한 프레임 기간동안 사용자가 설정한 횟수 이상 또는 이하로 발생됐는지의 여부에 따라 상기 동영상 또는 정지 영상의 특성을 나타내는 상기 모드 전환신호를 생성한 것을 특징으로 한다.
상기 게이트 드라이버에 공급되는 다수의 게이트 구동전압들 중 적어도 하나의 전압 공급 특성을 변환하는 단계는 외부로부터 입력되는 정극성 및 부극성의 전압을 이용하여 게이트 하이전압과 게이트 로우 전압을 생성하는 단계, 상기 동영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압을 상기 게이트 드라이버에 공급하는 단계, 상기 정지 영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압의 충전 특성이 저하되지 않도록 하여 상기 게이트 드라이버에 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장 치와 그 구동방법은 입력되는 영상 데이터를 분석하고 분석된 영상 데이터의 특성에 따라 영상을 표시하는 구동 모드를 변환할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 구현되는 영상들의 특성에 각각 알맞는 구동 방법을 적용하여 표시 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 액정 표시장치는 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널(2)과 사용자로부터의 셋팅 정보(Oset) 또는 현재 표시되는 영상의 특성에 따라 상기 액정패널을 시분할 구동하는 블랙 데이터 어드레싱 방법 또는 상기 액정패널에 공급되는 게이트 온 전압의 특성을 변환하는 게이트 펄스 변조 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하는 액정패널 구동 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 액정패널 구동 제어부는 상기 액정패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(4); 상기 액정패널(2)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(6); 사용자로부터의 셋팅 정보(Oset) 또는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 분석하여 동영상 또는 정지영상 특성에 각각 대응하는 모드 전환신호(MOS)를 생성하고, 상기 동영상 특성에 대응하는 모드 전환신호(MOS)에 따라 외부로부터 입력되는 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)의 주파수를 확장 변환하여 출력하는 셋팅부(10); 상기 모드 전환신호(MOS)에 응답하여 상기의 영상 데이터(RGB) 또는 블랙 데이터를 포함시킨 변환 영상 데이터를 상기 데이터 드라이버(4)에 공급함과 아울러, 상기 모드 전환신호(MOS)에 따라 시분할 구동이 가능하도록 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(4)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8); 및 상기 모드 전환신호(MOS)에 응답하여 상기 게이트 드라이버(6)에 공급되는 다수의 게이트 구동전압들 중 적어도 하나의 전압 공급 특성을 변환시켜 공급하는 구동전압 설정부(9)를 구비한다.
액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소 영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 및 TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소 전극, 화소 전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 영상신호를 화소 전극에 공급한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소 전극에 공급된 영상신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고, 액정 커패시터(Clc)에는 스토리지 커패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이 와 달리 스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.
셋팅부(10)는 사용자로부터의 셋팅 정보(Oset)에 대응하는 모드 전환신호(MOS)를 생성 및 출력하게 된다. 여기서, 셋팅 정보(Oset)는 표시되는 영상의 특성에 따라 사용자가 영상의 표시 모드를 미리 설정하기 위해 입력하는 정보(Oset)들이다. 사용자는 표시하고자 하는 영상의 특성에 따라 동영상 또는 정지영상의 표시정보에 대응하는 신호를 셋팅할 수 있으며, 입력 영상에 따라 구동모드를 전환하도록 설정할 수도 있다.
셋팅부(10)는 사용자로부터의 셋팅 정보(Oset)에 따라 동영상에 대응하는 모드 전환신호(MOS) 또는 정지 영상에 대응하는 모드 전환신호(MOS) 설정 및 출력할 수 있으며 아울러, 사용자로부터의 셋팅 정보(Oset)에 따라 입력되는 영상 데이터(RGB)의 특성에 대응하도록 동영상 또는 정지영상에 대응하는 모드 전환신호(MOS)를 출력할 수도 있다. 이 경우, 셋팅부(10)는 현재 프레임의 영상 데이터(RGB)들과 이전 프레임의 영상 데이터들을 비교 분석하여, 현재 표시되고 있는 영상이 동영상인지 정지영상인지를 판별한다. 그리고, 판별된 결과에 따라 동영상 특성 또는 정지영상 특성을 나타내도록 모드 전환신호(MOS)를 생성 및 출력하게 된다.
셋팅부(10)는 현재 표시되는 영상이 동영상으로 판단되는 경우 즉, 동영상 특성을 나타내도록 모드 전환신호(MOS)를 출력하는 경우에는 외부로부터 입력되는 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)의 주파수를 확장 변환하여 상기 타이밍 컨트롤 러(8)에 공급한다. 이때, 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)의 주파수 확장 변환은 타이밍 컨트롤러(8)와 데이터 드라이버(4)가 시분할 구동을 수행할 수 있도록 2배로 확장 변환됨이 바람직하다.
이에 따라, 타이밍 컨트롤러(8)는 액정패널(2)의 각 서브 화소들이 1수평 기간 중 1/2 기간 동안 영상 신호를 표시하고, 나머지 1/2 기간 동안은 블랙 영상을 표시하도록 블랙 영상이 포함된 변환 영상 데이터(Data_B) 생성하여 데이터 드라이버(4)에 공급하게 된다. 타이밍 컨트롤러(8)는 블랙 영상 데이터와 외부로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 저장하는 메모리를 구비하여 상기 주파수가 변조된 동기신호(DCLK',Vsync',Hsync',DE') 중 적어도 하나의 신호에 따라 영상 데이터(RGB)들에 블랙 영상 데이터가 삽입되도록 함으로써 변환 영상 데이터(Data_B) 생성할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(8)는 2배로 확장 변환된 동기신호(DCLK', Vsync', Hsync', DE')를 이용하여 주파수가 2배로 확장된 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(4)에 공급하게 된다. 하지만, 정지영상 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)가 공급되면, 외부로부터의 영상 데이터(RGB)를 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 그대로 공급함과 아울러, 주파수가 변조되지 않고 입력된 동기 신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)들을 이용하여 데이터 제어신호(DCS) 생성한다. 이러한, 본 발명의 셋팅부(10)와 타이밍 컨트롤러(8) 및 구동전압 설정부(9)에 대해서는 첨부된 도면들을 참조하여 이 후에 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 예 를 들어, 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock), 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호 등을 이용하여, 타이밍 컨트롤러(8)로부터 정렬된 영상 데이터(Data)를 아날로그 전압 즉, 영상신호로 변환한다. 만일, 타이밍 컨트롤러(8)로부터 주파수가 2배 확장 변조된 데이터 제어신호(DCS)와 함께 블랙 데이터가 포함된 변환 영상 데이터(Data_B)가 입력되면, 데이터 드라이버(4)는 주파수가 확장된 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 2배 빠른 속도로 블랙 데이터가 포함된 변환 영상 데이터(Data_B)를 아날로그의 영상신호로 변환한다. 주파수가 확장 변조된 데이터 제어신호(DCS)는 주파수가 2배 확장되어 시분할 구동이 가능하도록 생성된 SSP, SSC, SOE 등이 될수 있다. 물론, 시분할 구동을 수행하게 되므로 1 수평 기간은 동일하게 유지된다.
구체적으로, 데이터 드라이버(4)는 SSC에 응답하여 타이밍 컨트롤러(8)를 통해 정렬된 영상 데이터(Data)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인 분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 만일, 주파수가 확장된 SSC이 입력되면 이에 응답하여 블랙 영상 데이터가 포함된 변환 영상 데이터(Data_B)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 1수평 주기 중 1/2 수평 기간 마다 블랙 데이터가 포함된 1수평 라인 분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(4)는 정렬된 데이터(Data)의 계조 값에 따라 소정 레벨을 가지는 정극성 또는 부극성의 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 영상신호로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 블랙 데이터가 포함되어 정렬된 변환 영상 데이터(Data_B)의 경우, 1 수평주기 중 1/2 주기는 영상 신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급하고, 나머지 1/2 수평주기에는 블랙 영상 신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급하게 된다.
게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호에 응답하여 순차적으로 스캔펄스를 발생하고, 이를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 다시 말하여, 게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 GSP를 GSC에 따라 쉬프트 시켜서 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스 예를 들어, 게이트 온 전압을 순차적으로 공급한다. 그리고, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압이 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 여기서, 게이트 드라이버(6)는 스캔 펄스의 펄스 폭을 GOE 신호에 따라 제어한다.
게이트 드라이버(6)를 통해 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 공급되는 스캔 펄스 즉, 게이트 온 전압의 레벨은 상기 구동전압 설정부(9)로부터 입력되는 게이트 하이 신호(VGH 또는 VGH_H)의 레벨에 따라 변화될 수 있다. 구체적으로, 게이트 드라이버(6)를 통해 순차적으로 출력되는 게이트 온 전압의 레벨은 구동전압 설정부(9)로부터 공급되는 게이트 하이 신호(VGH 또는 VGH_H)의 공급 특성에 따라 결정되므로, 구동전압 설정부(9)가 상기 모드 전환신호(MOS)에 따라 일반적으로 발생 된 레벨의 게이트 하이 신호 예를 들어, 전압 공급 특성이 변환되지 않은 게이트 하이신호(VGH)를 게이트 드라이버(6)에 공급하게 되면 게이트 온 전압의 레벨은 충전 특성이 다소 저하되는 게이트 하이신호(VGH)의 레벨로 출력된다. 반면, 구동전압 설정부(9)가 상기 모드 전환신호(MOS)에 따라 게이트 하이신호(VGH)의 공급 특성을 변환하여 충전 특성이 저하되지 않도록 일정하게 게이트 드라이버(6)에 공급하게 되면 충전 특성이 저하되지 않게 일정한 레벨로 공급되는 게이트 하이신호(VGH_H)가 출력된다. 이때, 도면으로 도시되지 않았지만, 구동전압 설정부(9)는 상기 모드 전환신호(MOS)에 따라 게이트 하이신호(VGH)의 레벨을 미리 설정된 만큼 승압시켜서 게이트 드라이버(6)에 공급하게 되면 게이트 온 전압의 레벨은 레벨이 승압된 게이트 하이신호와 동일한 레벨로 출력된다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 구동전압 설정부(9)는 동영상 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)가 입력되면 전압 공급 특성이 변화되지 않은 게이트 하이신호(VGH)를 게이트 드라이버(6)에 공급한다. 이 경우, 게이트 온 전압의 레벨은 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 충전되어 소정의 시간이 흐르면 다소 손실이 발생할 수 있다. 반면, 정지 영상 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)가 구동전압 설정부(9)에 입력되면 구동전압 설정부(9)는 공급 특성이 변화된 게이트 하이신호(VGH_H)를 게이트 드라이버(6)에 공급할 수 있다. 이 경우, 게이트 온 전압의 레벨은 게이트 오프 전압이 입력될 시점까지 그 레벨을 일정하게 유지하게 된다.
구동전압 설정부(9)는 액정 표시장치를 이루는 타이밍 컨트롤러(8)나 데이터 드라이버(4) 및 게이트 드라이버(6) 등에 각각 필요한 구동전압들을 생성하여 공급 한다. 예들 들자면, 구동전압 설정부(9)는 타이밍 컨트롤러(8)에 정극성 및 부극성의 전압(VDD,VSS)을 공급하고, 액정패널(2)에는 공통전압을 공급하며, 게이트 드라이버(6)에는 게이트 로우전압과 함께 게이트 하이전압(VGH) 또는 레벨이 승압된 게이트 하이전압(VGH_H)을 공급하게 된다. 구체적으로, 구동전압 설정부(9)는 셋팅부(10)로부터 동영상 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)가 입력되면 일반적인 레벨의 게이트 하이전압(VGH)을 생성하여 게이트 드라이버(6)에 공급할 수 있다. 반대로, 정지영상 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)가 입력되면 구동전압 설정부(9)는 게이트 하이전압(VGH_H)의 공급 특성을 변환하여 게이트 드라이버(6)에 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명 액정 표시장치는 사용자로부터의 셋팅 정보(Oset) 동영상 표시상태로 설정된 경우 또는 영상의 특성 분성 결과 현재 구현되는 영상들이 동영상일 경우, 각각의 서브 화소들을 시분할 구동하여 1수평 기간 중 1/2 기간마다 블랙 영상을 표시하는 블랙 데이터 어드레싱 방법을 수행하게 된다. 반면, 현재 구현되는 영상들이 정지 영상일 경우에는 상기의 블랙 데이터 어드레싱 방법을 중단하고, 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 인가되는 게이트 온 전압들의 공급 특성을 변화시켜 공급하는 게이트 펄스 변조 방법을 수행하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 셋팅부를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시된 셋팅부(10)는 이전 프레임의 영상 데이터(D_RGB)를 저장하는 메모리부(12), 이전 프레임의 영상 데이터(D_RGB)와 현재 프레임의 영상 데이터(RGB)를 비교하고, 비교 결과에 따른 동기 검출신호(CS)를 출력하는 데이터 비교부(14), 셋팅 정보(Oset)에 따라 바로 상기 동영상 또는 정지 영상의 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)를 생성하거나 또는 상기 동기 검출신호(CS)들을 카운터하고 카운터된 횟수를 매 프레임 단위로 저장한 후 상기 저장된 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들이 사용자가 설정한 프레임 기간동안 사용자가 설정한 횟수 이상 또는 이하로 발생됐는지의 여부에 따라 상기 동영상 또는 정지 영상의 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)를 생성하는 모드 변환신호 생성부(16), 및 상기 모드 전환신호(MOS)에 따라 상기 외부로부터 입력된 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)의 주파수를 확장 변환하여 상기 타이밍 컨트롤러(8)에 공급하는 주파수 변조부(18)를 구비한다.
메모리부(12)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 적어도 한프레임 단위로 저장한 다음 저장되었던 영상 데이터(RGB) 즉, 이전 프레임의 영상 데이터(D_RGB)를 데이터 비교부(14)에 순차적으로 공급한다.
데이터 비교부(14)는 메모리부(12)로부터 순차적으로 입력되는 이전 프레임의 영상 데이터(D_RGB)와 현재 입력되는 영상 데이터(RGB)를 적어도 한 프레임 단위로 비교한다. 구체적으로, 데이터 비교부(14)는 이전 프레임의 영상 데이터(D_RGB)에 포함된 각 서브 화소 또는 단위 화소별 계조 값과 현재 입력되는 영상 데이터(RGB)의 각 서브 화소 또는 단위 화소별 계조 값을 순차적으로 비교한다. 그리고, 비교된 각각의 계조 값들이 서로 동기되는 경우 동기 검출신호(CS) 예를 들어, 동기 클럭들을 생성하여 모드 변환신호 생성부(16)에 공급한다.
모드 변환신호 생성부(16)는 데이터 비교부(14)로부터 입력되는 동기 검출신호(CS)들을 카운터하고, 카운터된 횟수를 매 프레임 단위로 저장한다. 그리고, 매 프레임 단위로 카운트된 횟수 즉, 각 프레임 별로 카운터 된 횟수들이 사용자가 설정한 프레임 기간동안 사용자가 설정한 횟수 이상으로 발생된 경우, 정지 영상임을 나타내는 모드 전환신호(MOS)를 생성한다. 만일, 매 프레임 단위로 카운트 된 횟수들이 사용자가 설정한 프레임 기간동안 사용자가 설정한 횟수 이하로 발생된 경우 동영상임을 나타내는 모드 전환신호(MOS)를 생성한다. 이러한, 모드 전환신호(MOS)는 적어도 한 비트 값으로 생성될 수 있으며, 정지 영상임을 나타내는 모드 전환신호(MOS)는 "00", 동영상임을 나타내는 모드 전환신호(MOS)는 "11" 등으로 생성될 수 있다. 이와 같이, 발생된 모드 전환신호(MOS)는 주파수 변조부(18)에 공급됨과 아울러, 타이밍 컨트롤러(8)와 구동전압 설정부(9)에 각각 공급된다.
주파수 변조부(18)는 모드 변환신호 생성부(16)로부터 입력된 모드 전환신호(MOS)에 따라 상기 외부로부터 입력된 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)의 주파수를 확장 변환하여 상기 타이밍 컨트롤러(8)에 공급한다. 구체적으로, 주파수 변조부(18)는 모드 변환신호 생성부(16)로부터 정지 영상임을 나타내는 모드 전환신호(MOS) 예를 들어, "00"의 신호가 입력되면 아무런 동작을 수행하지 않고 대기 모드로 전환된다. 하지만, 모드 변환신호 생성부(16)로부터 동영상임을 나타내는 모드 전환신호(MOS) 예를 들어, "11"의 신호가 입력되면, 입력된 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)의 주파수를 적어도 2배 확장 변환하여 상기 타이밍 컨트롤러(8)에 공급한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 주파수 변조부(18)에 입력되는 동기 신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)들의 주파수는 60Hz가 될 수 있다. 이 경우, 주파수 변조부(18)는 입력된 60Hz의 동기 신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)를 120Hz로 확장 변조하여 출력하게 된다. 이에 따라, 120Hz로 확장 변조된 동기 신호(DCLK', Vsync', Hsync', DE')들의 펄스 폭은 60Hz 동기 신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)들의 펄스 폭에 비해 1/2 폭으로 작아지게 된다.
도 3에 도시된 구동전압 설정부(9)는 외부로부터 입력되는 정극성 및 부극성의 전압(VDD,VSS)을 이용하여 공통전압(Vcom), 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하는 구동전압 생성부(22) 및 상기 동영상 특성의 모드 전환신호(MOS)에 응답하여 상기 게이트 하이 전압(VGH)을 상기 게이트 드라이버(6)에 공급함과 아울러, 상기 정지 영상 특성의 모드 전환신호(MOS)에 응답하여 상기 게이트 하이 전압(VGH)의 공급 특성을 변환하여 상기 게이트 드라이버(6)에 공급하는 게이트 전압 변환부(24)를 구비한다.
구동전압 생성부(22)는 도시되지 않은 적어도 하나의 파워 IC 또는 DC/DC 변환기, 그리고 전압레벨 보정부 등을 이용하여 입력되는 정극성 구동전압(VDD)의 전압 레벨을 보정함으로써 액정 표시장치의 구동에 알맞게 복수개의 구동 전압들 예를 들어, 공통전압(Vcom), 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL) 등을 생성한다. 구동전압 생성부(22)를 통해 생성되는 게이트 로우전압(VGL)과 게이트 하이전압(VGH)은 게이트 드라이버(6)에 공급되고, 공통전압(Vcom)은 액정패널(2)에 공급된다. 그리고, 정극성 구동전압(VDD)은 레벨 변환 없이 바로 데이터 드라이버(4) 등으로 출력된다.
게이트 전압 변환부(24)는 게이트 펄스 변환(Gate Pulse Modulation) 동작을 수행하기 위한 GPM IC, 파워 IC 및 DC/DC 변환기 중 적어도 하나의 집적회로와 그 주변회로 예를 들어, 직/병렬로 연결된 저항 소자(R1,R2) 또는 커패시터로 구성된다. 이러한, 게이트 전압 변환부(24)는 동영상 특성의 모드 전환신호(MOS)가 입력되면 구동전압 설정부(22)로부터 입력된 게이트 하이전압(VGH)을 게이트 드라이버(6)에 공급한다. 그리고 정지 영상 특성의 모드 전환신호(MOS)가 입력되면 게이트 하이전압(VGH)의 공급 특성을 변환하여 게이트 드라이버(6)에 공급한다. 이때, 게이트 전압 변환부(24)는 레벨을 미리 설정된 레벨로 승압하여 상기 게이트 드라이버(6)에 공급할 수도 있다. 여기서, 게이트 하이 전압(VGH)의 레벨은 17V 내지 25V 레벨로 게이트 드라이버(6)에 공급될 수 있다.
도 4는 동영상 구현시 액정 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하여, 동영상을 구현하는 경우의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모드 변환신호 생성부(16)로부터 동영상의 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)가 주파수 변조부(18)와 타이밍 컨트롤러(8)와 구동전압 설정부(9)에 공급되면, 주파수 변조부(18)는 외부로부터 입력된 동기 신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)의 구동 주파수를 2배 확장하여 타이밍 컨트롤러(18)에 공급한다.
이에, 타이밍 컨트롤러(8)는 2배로 확장 변환되어 입력되는 동기신호(DCLK', Vsync', Hsync', DE')들 중 적어도 하나의 신호를 이용하여 주파수가 2배로 확장된 데이터 제어신호(DCS)를 생성하고 이를 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 아울러, 타이밍 컨트롤러(8)는 각각의 서브 화소들이 1수평 기간 중 1/2 기간 동안 영상 신호를 표시하고, 나머지 1/2 기간 동안 블랙 영상을 표시하도록 블랙 데이터(B_Data)가 포함된 영상 데이터(Data_B) 생성하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다.
데이터 드라이버(4)는 주파수가 확장된 데이터 제어신호(DCS)를 이용하여 블랙 데이터(B_Data)가 포함된 변환 영상 데이터(Data_B)를 래치한 후, 1 수평 주기 중 1/2 수평 기간 마다 블랙 영상이 표시되도록 생성된 1수평 라인 분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
한편, 게이트 드라이버(6)는 데이터 드라이버(4)로부터의 주파수가 변조되지 않은 게이트 구동신호(GCS)에 응답하여 데이터 드라이버(6)로부터 1수평 라인 분의 영상신호가 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 출력되는 기간과 동기되도록 순차적으로 게이트 온 전압(Gout1 내지 Gout3)을 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 공급한다. 이때, 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 공급되는 게이트 온 전압(Gout1 내지 Gout3)은 공급 특성이 변환되지 않은 게이트 하이 전압(VGH) 레벨로 공급된다.
도 5는 정지영상 구현시 액정 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하여, 정지영상을 구현하는 경우의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모드 변환신호 생성부(16)로부터 정지영상의 특성을 나타내는 모드 전환신호(MOS)가 타이밍 컨트롤러(8)와 구동전압 설정부(9)에 공급되면, 타이밍 컨트 롤러(8)는 외부로부터의 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)를 이용하여 외부로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞게 정렬한다. 그리고, 타이밍 컨트롤러는 상기의 동기신호(DCLK,Vsync,Hsync,DE)를 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS)를 생성하고 이를 게이트 및 데이터 드라이버(6,4)에 각각 공급한다.
한편, 구동전압 설정부(9)에 구비된 게이트 전압 변환부(24)는 정지 영상 특성의 모드 전환신호(MOS)에 응답하여 게이트 하이 전압(VGH)의 공급 특성 예를 들어, 게이트 하이 전압(VGH)의 충전레벨이 변환되지 않도록 하여 상기 게이트 드라이버(6)에 공급한다. 이에 따라, 게이트 드라이버(6)는 공급 특성이 변환된 게이트 하이신호(VGH_H)의 레벨로 게이트 온 전압(GHout1 내지 GHout3)을 생성하여 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 도 5의 점선으로 나타낸 게이트 온 전압은 동영상 모드 구동시의 게이트 온 전압(Gout1 내지 Gout3)의 레벨을 보여준다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법은 사용자로부터의 셋팅 정보(Oset) 또는 영상 데이터(RGB) 분석 결과에 따라 현재 구현되는 영상들이 동영상일 경우, 각각의 서브 화소들을 시분할 구동하여 1수평 기간 중 1/2 기간 마다 블랙 영상을 표시하는 블랙 데이터 어드레싱 방법(Data Addressing Method)을 수행하게 된다. 반면, 현재 구현되는 영상들이 정지영상일 경우에는 상기의 블랙 데이터 어드레싱 방법을 중단하고, 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 인가되는 게이트 온 전압들의 레벨을 상승 시켜 공급하는 게이트 펄스 변조 방법(Gate Pulse modulation Method)을 수행하게 된다.
물론, 본 발명의 실시 예로 나타낸 정지 영상 또는 동영상 특성에 따른 블랙 데이터 어드레싱 및 게이트 펄스 변조 방법은 반대의 경우 즉, 정지영상 구현시 데이터 어드레싱 방법을 수행하고, 동영상 구현시 게이트 펄스 변조 방법을 수행하도록 설정될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당 업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 셋팅부를 구체적으로 나타낸 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 구동전압 설정부를 구체적으로 나타낸 구성도.
도 4는 동영상 구현시 액정 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 정지영상 구현시 액정 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＊
2 : 액정 패널 4 : 데이터 회로필름
6 : 게이트 회로필름 8 : 타이밍 컨트롤러
9 : 구동전압 설정부 10 : 셋팅부
12 : 메모리부 14 : 데이터 비교부
16 : 모드 변환신호 생성부 18 : 주파수 변조부
22 : 구동전압 생성부 24 : 게이트 전압 변환부

Claims (10)

  1. 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널; 및
    사용자로부터의 셋팅정보 또는 현재 표시되는 영상의 동영상 또는 정지영상 특성에 따라 상기 액정패널을 시분할 구동하는 블랙 데이터 어드레싱 방법(Data Addressing Method) 또는 상기 액정패널에 공급되는 게이트 온 전압의 레벨을 변환하는 게이트 펄스 변조 방법(Gate Pulse modulation Method) 중 어느 하나의 방법을 수행하는 액정패널 구동 제어부를 구비하며,
    상기 액정패널 구동 제어부는
    상기 셋팅정보 또는 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 분석하여 동영상 또는 정지영상 특성에 대응하는 모드 전환신호를 생성하는 셋팅부를 구비하고,
    상기 셋팅부는 이전 프레임과 현재 프레임의 영상 데이터를 비교하고 비교 결과에 따른 동기 검출신호를 출력하는 데이터 비교부, 및 상기 동기 검출신호를 카운트하여 매 프레임 단위로 저장한 후 상기 저장된 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들에 따라 상기의 모드 전환신호를 생성하는 모드 변환신호 생성부를 구비하며,
    상기 모드 변환신호 생성부는 상기 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들이 사용자가 설정한 프레임 기간동안 사용자가 설정한 횟수 이상 또는 이하로 발생됐는지의 여부에 따라 상기 동영상 또는 정지 영상의 특성을 나타내는 상기 모드 전환신호를 생성한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널 구동 제어부는
    상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버,
    상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버,
    상기 모드 전환신호에 응답하여 상기의 영상 데이터 또는 블랙 데이터를 포함시킨 변환 영상 데이터를 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 모드 전환신호에 따라 시분할 구동이 가능하도록 데이터 제어신호를 생성하여 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러, 및
    상기 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 드라이버에 공급되는 다수의 게이트 구동전압들 중 적어도 하나의 전압 공급 특성을 변환시켜 공급하는 구동전압 설정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셋팅부는
    상기 모드 전환신호에 따라 상기 외부로부터 입력된 동기신호의 주파수를 확장 변환하여 상기 타이밍 컨트롤러에 공급하는 주파수 변조부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동전압 설정부는
    외부로부터 입력되는 정극성 및 부극성의 전압을 이용하여 공통전압, 게이트 하이전압 및 게이트 로우 전압을 생성하는 구동전압 생성부, 및
    상기 동영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압을 상기 게이트 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 정지 영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압의 레벨을 미리 설정된 레벨로 승압하여 상기 게이트 드라이버에 공급하는 게이트 전압 변환부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 사용자로부터 미리 설정된 셋팅 정보에 따라 현재 표시되는 영상이 동영상인지 또는 정지영상인지를 판단하는 단계;
    외부로부터 입력되는 영상 데이터를 분석하여 현재 표시되는 영상이 동영상인지 또는 정지영상인지를 분석하는 단계;
    상기 셋팅 정보 또는 상기 분석된 결과에 따라 동영상 또는 정지영상 특성에 각각 대응하는 모드 전환신호를 생성하는 단계; 및
    상기 모드 전환신호에 따라 액정패널을 시분할 구동하는 블랙 데이터 어드레싱 방법 또는 상기 액정패널에 공급되는 게이트 온 전압의 공급 특성을 변환하는 게이트 펄스 변조 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 모드 전환신호 생성 단계는
    이전 프레임과 현재 프레임의 영상 데이터를 비교하고 비교 결과에 따른 동기 검출신호를 출력하는 단계,
    상기 동기 검출신호를 카운트하여 매 프레임 단위로 저장하는 단계, 및
    상기 저장된 매 프레임 단위의 카운트된 횟수들이 사용자가 설정한 프레임 기간동안 사용자가 설정한 횟수 이상 또는 이하로 발생됐는지의 여부에 따라 상기 동영상 또는 정지 영상의 특성을 나타내는 상기 모드 전환신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 블랙 데이터 어드레싱 방법 또는 게이트 펄스 변조 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하는 단계는
    상기 모드 전환신호에 응답하여 상기의 영상 데이터 또는 블랙 데이터를 포함시킨 변환 영상 데이터를 생성하여 데이터 드라이버에 공급하는 단계,
    상기 모드 전환신호에 따라 시분할 구동이 가능하도록 데이터 제어신호를 생성하여 상기의 데이터 드라이버를 제어하는 단계,
    상기 모드 전환신호에 응답하여 게이트 드라이버에 공급되는 다수의 게이트 구동전압들 중 적어도 하나의 전압 레벨을 변환시켜 공급하는 단계, 및
    상기 모드 전환신호에 따라 상기 외부로부터 입력된 동기신호의 주파수를 확장 변환하여 타이밍 컨트롤러에 공급 하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버에 공급되는 다수의 게이트 구동전압들 중 적어도 하나의 전압 공급 특성을 변환하는 단계는
    외부로부터 입력되는 정극성 및 부극성의 전압을 이용하여 게이트 하이전압과 게이트 로우 전압을 생성하는 단계,
    상기 동영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압을 상기 게이트 드라이버에 공급하는 단계,
    상기 정지 영상 특성의 모드 전환신호에 응답하여 상기 게이트 하이 전압의 충전 특성이 저하되지 않도록 하여 상기 게이트 드라이버에 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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