KR101383279B1 - 표시 패널의 구동 회로 및 이를 구비하는 액정 표시 장치,이의 구동 방법 - Google Patents

표시 패널의 구동 회로 및 이를 구비하는 액정 표시 장치,이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 감마 기준 전압을 출력하는 구동 전압 발생부 및 상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 이를 기초로하여 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함하는 표시 패널의 구동 회로 및 이를 구비하는 액정 표시 장치, 이의 구동 방법을 제공한다.
이와 같은, 본 발명은 사용자의 선택에 따라 감마 기준 전압이 선택적으로 변경됨으로써 계조 전압이 변경되어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각이 가변된다. 따라서, 사용자는 자신의 기호 및 사용 환경에 맞추어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각을 능동적으로 조절할 수 있다.
감마 기준 전압, 계조 전압, 데이터 구동부, 시야각, 액정 표시 장치.

Description

표시 패널의 구동 회로 및 이를 구비하는 액정 표시 장치, 이의 구동 방법{DRIVING CIRCUIT FOR DISPLAY AND DISPLAY HAVING THE SAME AND METHOD FOR DRIVINTG THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 실시예에 따른 데이터 구동부를 나타낸 블록도.
도 3은 본 실시예에 따른 계조 전압 생성부를 나타낸 블록도.
도 4는 본 실시예에 따른 감마 선택 신호의 구성을 나타낸 테이블.
도 5는 본 실시예에 따른 감마 기준 전압별 시야각 특성을 나타낸 사진.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 액정 표시 패널 200: 게이트 구동부
300: 데이터 구동부 310: 쉬프트 레지스터부
320: 데이터 레지스터부 330: 래치부
340: DAC부 350: 출력 버퍼부
400: 구동 전압 생성부 500: 신호 제어부
600: 액정 구동 회로 700: 계조 전압 생성부
710: 전압 선택 수단 720: 전압 분배수단
730: 멀티 플랙서부 740: 계조 전압 출력부
본 발명은 표시 패널의 구동 회로 및 이를 구비하는 액정 표시 장치, 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출력 화상의 감마 특성 및 시야각을 사용자의 기호 및 사용 환경에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있는 표시 패널의 구동 회로 및 이를 구비하는 액정 표시 장치, 이의 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 컬러 필터 및 공통 전극이 형성된 상부 기판과 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성된 하부 기판 사이에 액정층이 충진된 액정 표시 패널을 포함하며, 광원인 백라이트(backlight)가 하부에 배치된다. 또한, 액정층과 함께 백라이트에서 입사된 광의 투과율을 제어하기 위하여 액정 표시 패널에는 양쪽면에 편광판이 부착된다.
이러한 액정 표시 장치에서 출력되는 화상은 일정한 감마 특성 및 시야각 특성을 갖게 되는데, 상기 감마 특성 및 시야각 특성은 화소 전극에 인가되는 데이터 신호의 기준이 되는 계조 전압(또는 감마 전압)에 따라 변화된다.
그러나, 종래의 액정 표시 장치의 경우는 계조 전압의 생성시 기준이 되는 전압 즉, 감마 기준 전압(GVDD)이 한가지 상태(표준 상태)로 고정되어 있으므로, 사용자의 기호 및 사용 환경에 따라 출력 화면의 감마 특성 및 시야각을 조절하기 곤란한 문제점이 있었다. 예를 들어, 사용자에 따라 선호하는 화상의 특성이 다르므로, 사용자의 기호를 고려하여 출력 화상의 감마 특성이 조절될 필요가 있다. 또 한, 일반적으로 액정 표시 장치는 화상의 시인성 향상 측면에서 출력 화상이 더 잘 표시되도록 광 시야각이 요구되지만, 공공 장소에서는 사용자의 사생활 보호 측면에서 출력 화상이 타인에게 표시되지 않도록 협 시야각이 요구되므로, 사용 환경을 고려하여 출력 화상의 시야각이 조절될 필요가 있다.
이처럼, 사용자의 기호 또는 사용 환경에 따라 출력 화상의 감마 특성 및 시야각이 조절될 필요가 있으나, 종래의 액정 표시 장치는 감마 특성 및 시야각이 한가지 상태로 고정되어, 사용자의 기호 또는 사용 환경에 적합한 출력 화상을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 사용자로 하여금 감마 기준 전압을 선택할 수 있게 해줌으로써 사용자의 기호 또는 사용 환경에 맞추어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각을 능동적으로 조절할 수 있는 새로운 표시 패널의 구동 회로 및 이를 구비하는 액정 표시 장치, 이의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 패널의 구동 회로는, 복수의 감마 기준 전압을 출력하는 구동 전압 발생부 및 상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 이를 기초로하여 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함한다.
상기 계조 전압 생성부는 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 출력하 는 전압 선택 수단과, 선택된 감마 기준 전압을 이용하여 복수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배 수단과, 복수의 분배 전압 중의 일부를 선택하여 계조 선택 전압으로 출력하는 멀티 플렉서부 및 계조 선택 전압을 이용하여 복수의 계조 전압을 생성하고 이를 출력하는 계조 전압 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전압 선택 수단은 적어도 하나의 멀티 플렉서를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 멀티 플렉서는 외부 제어 신호에 따라 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 출력하는 것이 바람직하다.
상기 구동 회로는 전압 레벨이 서로 다른 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 구동 전압 발생부를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 구동 전압 발생부는 복수의 DC-DC 컨버터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전압 분배 수단은 고 전위 전압이 인가되는 제 1 입력단과, 저 전위 전압이 인가되는 제 2 입력단과, 상기 제 1, 제 2 입력단 사이에 직렬 접속된 상부 가변 저항부, 전압 분배부 및 하부 가변 저항부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 상부 가변 저항부 및 하부 가변 저항부 각각은 직렬 접속된 복수의 가변 저항을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 복수의 가변 저항은 외부의 제어 신호에 따라 저항값이 가변되는 것이 바람직하다.
상기 전압 분배부는 직렬 접속된 복수의 가변 저항 및 일부 고정 저항들 사이에 직렬 접속된 가변 저항을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 복수의 가변 저항은 외부의 제어 신호에 따라 저항값이 가변되는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 패널의 구동 회로는, 화 상을 표시하기 위한 표시 패널과, 상기 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 포함하고, 상기 구동 회로는 복수의 감마 기준 전압을 출력하는 구동 전압 발생부 및 상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 이를 기초로 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함한다.
상기 계조 전압 생성부는 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 출력하는 전압 선택 수단과, 선택된 감마 기준 전압을 이용하여 복수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배 수단과, 복수의 분배 전압 중의 일부를 선택하여 계조 선택 전압으로 출력하는 멀티 플렉서부 및 계조 선택 전압을 이용하여 복수의 계조 전압을 생성하고 이를 출력하는 계조 전압 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전압 선택 수단은 적어도 하나의 멀티 플렉서를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 멀티 플렉서는 외부의 감마 선택 신호에 따라 출력되는 감마 기준 전압을 변경되는 것이 바람직하다.
상기 표시 패널은 액정 표시 패널을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 구동 회로는 전압 레벨이 서로 다른 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 구동 전압 발생부를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 구동 전압 발생부는 복수의 DC-DC 컨버터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법은, (a) 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 단계와, (b) 상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하는 단계와, (c) 선택된 감마 기준 전압을 이용하여 계조 전압을 생성하는 단계와, (d) 상기 계조 전압을 화상 신호에 적합하게 변환하고, 이를 표시 패널 의 단위 화소에 인가하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (a) 단계는 전위가 다른 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 것이 바람직하다.
상기 (b) 단계는 사용자의 감마 선택 신호에 따라 상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 데이터 구동부를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 표시 패널(100) 및 이를 제어하는 액정 구동 회로(200,300,400,500)를 포함한다.
액정 표시 패널(100)은 일 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn) 및 이와 교차하는 타 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)을 포함하고, 이들의 교차 영역에 마련된 복수의 단위 화소를 포함한다. 상기 단위 화소에는 박막 트랜지스터(TFT), 액정 커패시터(liquid crystal capacitor; Clc) 및 유지 커 패시터(liquid crystal capacitor; Clc) 등이 형성된다.
여기서, 박막 트랜지스터(TFT) 각각의 게이트 단자는 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 접속되고, 소오스 단자는 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 접속되고, 드레인 단자는 액정 커패시터(Clc)의 화소 전극(미도시)에 접속된다. 이러한 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 인가되는 게이트 턴온 전압(Von)에 따라 동작하여 데이터 라인(D1 내지 Dm)의 데이터 신호를 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)에 공급한다. 상기 액정 커패시터(Clc)는 대향하는 화소 전극과 공통 전극 사이에 유전체로 액정층이 위치되어 구성되며, 박막 트랜지스터(TFT)의 턴온시 데이터 신호가 충전되어 액정층의 분자 배열을 제어하는 역할을 수행한다. 상기 유지 커패시터(Cst)는 대향하는 화소 전극과 유지 전극 사이에 유전체로 보호층이 형성되어 구성되며, 액정 커패시터(Clc)에 충전된 데이터 신호를 다음 데이터 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지하는 역할을 수행한다. 물론, 상기 액정 커패시터(Clc)의 보조적인 역할을 수행하는 유지 커패시터(Cst)는 생략될 수도 있다. 한편, 본 실시예의 각 단위 화소는 삼원색(적색, 녹색, 청색) 중 하나를 고유하게 표시하는 것이 바람직하다. 이를 위해 각 단위 화소에는 컬러 필터가 마련되며, 각 단위 화소 영역 간에는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스가 마련된다.
상기의 액정 표시 패널(100)의 외측에는 신호 제어부(500), 구동 전압 생성부(400), 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)를 포함하는 액정 구동 회로가 마련된다. 이러한 액정 구동 회로는 액정 표시 패널(100)의 동작을 위한 각종 제어 신호들을 제공한다.
여기서, 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)는 액정 표시 패널(100)의 하부 기판 상에 직접 형성될 수 있고(ASG 방식), 별도로 제작되어 COB(Chip On Board), TAB(Tape Automated Bonding), COG(Chip On Glass) 등과 같은 방식으로 하부 기판 상에 실장될 수 있다. 본 실시예의 게이트 구동부(200)와 데이터 구동부(300)는 적어도 하나의 칩(chip) 형태로 제작되어, 하부 기판 상에 실장되는 것이 바람직하다. 그리고, 신호 제어부(500) 및 구동 전압 생성부(400)는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB) 상에 실장되어 연성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC)을 통해 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)에 연결되어, 액정 표시 패널(100)과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
신호 제어부(500)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 입력 화상 신호 및 입력 제어 신호를 제공받는다. 예를 들어, 화상 데이터(R,G,B)을 포함하는 입력 화상 신호 및 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭(MCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE)를 포함하는 입력 제어 신호를 제공받는다.
또한, 상기 신호 제어부(500)는 입력 화상 신호를 액정 표시 패널(100)의 동작 조건에 적합하게 처리하여 내부적인 화상 데이터(R,G,B)를 생성하고, 게이트 제어 신호 및 데이터 제어 신호를 생성한 후, 상기 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(200)로 전송하고, 상기 화상 데이터(R,G,B) 및 데이터 제어 신호를 데이터 구동부(300)로 전송한다. 여기서, 화상 데이터(R,G,B)는 액정 표시 패널(100)의 화소 배열에 따라 재배열되며, 화상 보정 회로를 통해 보정될 수 있다. 그리고, 게이트 제어 신호는 게이트 턴온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신 호(STV), 게이트 클럭 신호(CPV) 및 출력 인에이블 신호(OE)등을 포함하고, 데이터 제어 신호는 화상 데이터의 전송 시작을 알려주는 수평 동기 시작 신호(STH), 해당 데이터 라인에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 공통 전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클럭 신호(DCLK)등을 포함한다.
구동 전압 생성부(400)는 외부 전원 장치(미도시)로부터 입력되는 외부 전원을 이용하여 액정 표시 패널(100)의 구동에 필요한 각종 구동 전압을 생성 및 출력한다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(TFT)를 턴온시키는 게이트 턴온 전압(Von), 스위칭 소자(TFT)를 턴오프시키는 게이트 오프 전압(Voff) 등을 생성하여 이를 게이트 구동부(200)로 출력하고, 감마 기준 전압(GVDD)을 생성하여 이를 데이터 구동부(300)로 출력하며, 공통 전압(Vcom)을 생성하여 이를 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)에 인가한다. 본 실시예의 구동 전압 생성부(400)는 복수의 DC-DC 컨버터(DC to DC Converter)를 구비하여 전압 레벨이 서로 다른 복수의 감마 기준 전압(GVDD)를 생성하여 출력하며, 상기의 감마 기준 전압(GVDD)은 액정을 구동시키는 계조 전압 생성을 위한 기준 전압으로 사용된다.
게이트 구동부(200)는 수직 동기 시작 신호(STV)에 따라 동작을 개시하며, 게이트 클럭 신호(CPV)에 동기화되어 구동 전압 생성부(400)로부터 입력된 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff) 등을 포함하는 아날로그 형태의 게이트 신호를 액정 표시 패널(100)에 형성된 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gm)에 순차적으로 출력한다. 이때, 게이트 클럭 신호(CPV)의 하이(high) 구간에서는 게이트 온 전 압(Von)이 출력되고, 게이트 클럭 신호(CPV)의 로우(low) 구간에서는 게이트 오프 전압(Voff)이 출력되는 것이 바람직하다.
데이터 구동부(300)는 구동 전압 생성부(400)의 감마 기준 전압(GVDD)을 이용하여 계조 전압을 생성하고, 입력된 디지털 형태의 화상 데이터를 상기 계조 전압을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 각 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 인가한다.
본 실시예의 데이터 구동부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 샘플링 신호를 순차적으로 전송하는 쉬프트 레지스터부(310), 내부 화상 데이터(R,G,B)를 일시 저장하는 데이터 레지스터부(320), 샘플링 신호를 통해 내부 화상 데이터(R,G,B)를 샘플링하여 래치하는 래치부(330), 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부(700), 래치된 내부 화상 데이터(R,G,B)를 계조 전압으로 변환시키는 디지털-아날로그 컨버터부(Digital to Analog Converter;DAC부,340) 및 계조 전압을 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 공급하는 출력 버퍼부(350)를 포함한다.
여기서, 쉬프트 레지스터부(310)는 신호 제어부(500)로부터 제공되는 제어 신호에 기초하여 샘플링 신호를 발생하여 래치부(330)에 공급한다. 즉, 상기 쉬프트 레지스터부(310)는 한 행분의 화상 데이터(R,G,B)의 입력 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)에 따라 동작을 개시하며, 데이터 클럭 신호(DCLK)에 동기화되어 생성한 샘플링 신호를 출력한다. 데이터 레지스터부(320)는 신호 제어부(500)로부터 순차적으로 입력되는 화상 데이터(R,G,B)를 일시 저장한다. 래치부(330)는 쉬트프 레지스터부(310)의 샘플링 신호에 대응하여 데이터 레지스터부(320)에 일시 저장되어 있는 화상 데이터(R,G,B)를 샘플링하여 래치한다. 이때, 상기 래치부(330)는 로드 신호(LOAD)에 따라 한 행분의 화상 데이터(R,G,B) 즉, 각각의 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 대응하는 화상 데이터(R,G,B)를 동시에 래치하여 출력한다. 계조 전압 생성부(700)는 전압 분배 수단을 통해 감마 기준 전압(GVDD)을 복수 레벨의 계조 전압으로 분배하여 DAC부(340)에 공급한다. 이때, 화상 데이터(R,G,B)의 비트(bit) 수에 따라 계조 전압의 레벨 수는 달라지는데, 예를 들어, 화상 데이터(R,G,B)가 8 비트인 경우 계조 전압은 256 레벨을 갖게 된다. 상기 DAC부(340)는 화상 데이터(R,G,B)에 대응하여 선택된 계조 전압을 아날로그 형태로 변환하여 이를 데이터 신호로서 출력한다. 상기 출력 버퍼부(350)는 DAC부(340)에서 출력되는 데이터 신호들을 소정의 크기로 증폭하여 각 데이터 라인(D1 내지 Dn)에 인가한다. 이러한 출력 버퍼부(350)는 각 데이터 라인(D1 내지 Dn)에 접속된 복수의 출력 버퍼를 포함하는데, 본 실시예의 출력 버퍼는 차등 증폭기를 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 설명에서는 계조 전압 생성부(700)가 데이터 구동부(300) 내에 마련되어 있음에 관해 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 상기 계조 전압 생성부(700)는 별도의 모듈로 데이터 구동부(300) 외측에 마련될 수도 있다.
한편, 본 실시예에 따른 계조 전압 생성부(700)는 사용자 또는 시스템의 선택에 따라 감마 기준 전압(GVDD)을 변경하여 서로 다른 조합의 계조 전압을 생성하고, 이러한 계조 전압을 통해 출력 화상의 감마 특성 및 시야각을 사용자의 기호 및 사용 환경에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있는데, 이를 보다 상세히 설명하면 다 음과 같다.
도 3은 본 실시예에 따른 계조 전압 생성부를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 실시예에 따른 감마 선택 신호의 구성을 나타낸 테이블이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 계조 전압 생성부(700)는 복수의 감마 기준 전압(GVDD) 중 하나를 선택하여 출력하는 전압 선택 수단(710)과, 선택된 감마 기준 전압을 이용하여 복수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배 수단(720)과, 복수의 분배 전압 중의 일부를 선택하여 계조 선택 전압(VIN1 내지 VIN8)으로 출력하는 멀티 플렉서부(730) 및 계조 선택 전압(VIN1 내지 VIN8)을 이용하여 복수의 계조 전압(V1 내지 V64)을 생성하고 이를 출력하는 계조 전압 출력부(740)를 포함한다.
전압 선택 수단(710)은 구동 전압 생성부(400)로부터 제공된 복수의 감마 기준 전압(GVDD) 중 하나를 선택하여 출력하는 적어도 하나의 멀티 플렉서(Multiplexer;MUX,711)를 포함한다. 상기 멀티 플렉서(711)는 사용자 또는 시스템의 명령에 의해 생성되는 감마 선택 신호(SEL)를 수신하여, 이에 따라 적용할 감마 기준 전압을 선택하여 출력한다. 이때, 상기 감마 선택 신호(SEL)는 도 4와 같은 테이블로 구성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 감마 선택 신호(SEL)는 멀티 플렉서(711)로 입력되는 복수의 감마 기준 전압(GVDD) 중 하나를 선택할 수 있도록 서로 구별되는 복수의 전기적 신호로 구성된다. 예를 들어, 본 실시예에서는 구동 전압 생성부(400)로부터 4.5V, 4.0V, 3.5V, 3.0V의 4가지 형태의 감마 기준 전압(GVDD)이 출력되므로, 이들 각각을 선택할 수 있도록 4가지 형태의 감마 선택 신 호(SEL)가 제공된다. 즉, 로우(low)-로우(low)로 구성되는 제 1 감마 선택 신호(00)는 4.5V의 감마 기준 전압을 선택하고, 로우(low)-하이(high)로 구성되는 제 2 감마 선택 신호(01)는 4.0V의 감마 기준 전압을 선택한다. 또한, 하이(high)-로우(low)로 구성되는 제 3 감마 선택 신호(10)는 3.5V의 감마 기준 전압을 선택하고, 하이(high)-하이(high)로 구성되는 제 4 감마 선택 신호(11)는 3.0V의 감마 기준 전압을 선택한다. 물론, 본 실시예의 전압 선택 수단(710)은 사용자의 선택 신호(SEL)에 의해 스위칭(switching) 동작을 수행하는 멀티플렉서와 같은 소프트웨어적 수단에 한정되지 않고, 딥 스위치(DIP switch) 또는 토글 스위치(toggle switch)와 같은 하드웨어적 수단이 사용될 수도 있다.
전압 분배 수단(720)은 고 전위 전압 즉, 감마 기준 전압(GVDD)이 인가되는 제 1 입력단과, 저 전위 전압 즉, 접지 전압(VSS)이 인가되는 제 2 입력단 사이에 직렬 접속된 상부 가변 저항부(721), 전압 분배부(722) 및 하부 가변 저항부(723)를 포함한다. 여기서, 상부 가변 저항부(721) 및 하부 가변 저항부(723) 각각은 적어도 하나의 가변 저항을 구비하고, 전압 분배부는 직렬 접속된 복수의 고정 저항(722a) 및 일부 고정 저항들 사이에 직렬 접속된 적어도 하나의 가변 저항(722b)을 구비한다. 이러한 전압 분배 수단(720)의 제 1 입력단으로 인가되는 감마 기준 전압(GVDD)은 상부 가변 저항부(721)에 의해 상한값이 조절되고, 하부 가변 저항부(723)에 의해 하한값이 조절된 상태에서 전압 분배부(722)에 의해 복수의 분배 전압으로 분배된다. 본 실시예의 전압 분배 수단(720)에 구비된 가변 저항들(721,722a,722b,723)은 외부 제어 신호에 따라 저항값이 가변되는 디지털 가변 저항을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 전압 분배 수단(720)은 제 1 제어 신호를 통해 상부 가변 저항부(721)의 저항값을 가변시켜 분배 전압의 상한값을 조절하고, 제 2 제어 신호를 통해 하부 가변 저항부(723)의 저항값을 가변시켜 분배 전압의 하한값을 조절하며, 제 3 제어 신호를 통해 전압 분배부(722)의 저항값(722b)을 가변시켜 분배 전압의 분배 간격(전압의 차이)을 조절하는 분배 전압 조절부(725)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 분배 전압 제어부(725)을 통하여 전압 분배 수단(720)에서 생성되는 분배 전압의 상한값 및 하한값을 더욱 세밀하게 설정할 수 있고, 분배 전압의 분배 간격을 더욱 세밀하게 조절할 수 있다.
종래에는 한가지 형태의 감마 기준 전압(GVDD)만이 전압 분배 수단에 제공되었지만, 본 실시예의 전압 분배 수단(720)에는 4가지 형태의 감마 기준 전압(GVDD)이 선택적으로 제공된다. 따라서, 상기 두 전압 분배 수단의 전압 분배가 동일한 조건에서, 본 실시예의 전압 분배 수단(720)은 종래보다 4배 더 많은 조합으로 분배 전압(V1 내지 V64)을 생성할 수 있게 된다.
멀티 플렉서부(730)는 복수의 멀티 플렉서(MUX-01 내지 MUX-06)를 포함한다. 상기 멀티 플렉서(MUX-01 내지 MUX-06)는 계조 선택 전압 조절부(735)로부터의 선택 신호에 의해 제어되는 8-투(to)-1의 멀티 플렉서(MUX-01 내지 MUX-06)를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 멀티 플렉서(MUX-01 내지 MUX-06)는 입력된 8개의 분배 전압 중에 하나의 분배 전압만을 선택하여 이를 계조 선택 전압(VIN2 내지 VIN8)으로 출력하고, 최상위 분배 전압과 최하위 분배 전압은 상기 멀티 플렉서(MUX-01 내지 MUX-06)를 통과하지 않고 최상위 계조 선택 전압(VIN1) 및 최하위 계조 선택 전 압(VIN8)으로 출력된다. 이러한 멀티 플렉서(MUX-01 내지 MUX-06)는 계조 선택 전압 조절부(735)로부터의 선택 신호를 수신하여 이에 따라 출력할 계조 선택 전압을 결정하게 된다.
계조 전압 출력부(740)는 멀티 플렉서부(730)에 의해 출력된 복수의 계조 선택 전압(VIN1 내지 VIN8)을 이용하여 복수의 계조 전압(V1 내지 V64)을 생성하고 이를 출력한다. 예를 들어, 화상 데이터가 8비트로 구성되어 64계조를 필요로 하는 본 실시예에 따른 계조 전압 출력부(1300)는 제 1 계조 선택 전압(VIN1)을 제 1 계조 전압(V1)으로 출력하고, 제 2 계조 선택 전압(VIN2)을 제 2 계조 전압(V2)으로 출력하고, 제 3 계조 선택 전압(VIN3)을 제 9 계조 전압(V9)으로 출력하고, 제 4 계조 선택 전압(VIN4)을 제 21 계조 전압(V21)으로 출력하고, 제 5 계조 선택 전압(VIN5)을 제 44 계조 전압(V44)으로 출력하고, 제 6 계조 선택 전압(VIN6)을 제 56 계조 전압(V56)으로 출력하고, 제 7 계조 선택 전압(VIN7)을 제 63 계조 전압(V63)으로 출력하고, 제 8 계조 선택 전압(VIN8)을 제 64 계조 전압(V64)으로 출력한다. 그리고, 제 2 및 제 3 계조 선택 전압(VIN2, VIN3)을 이용하여 제 3 내지 제 8 계조 전압(V3 내지 V8)을 생성하고, 제 3 및 제 4 계조 선택 전압(VIN3, VIN4)을 이용하여 제 10 내지 제 20 계조 전압(V10 내지 V20)을 생성하고, 제 4 및 제 5 계조 선택 전압(VIN4, VIN5)을 이용하여 제 22 내지 제 43 계조 전압(V22 내지 V43)을 생성하며, 제 5 및 제 6 계조 선택 전압(VIN5, VIN6)을 이용하여 제 45 내지 제 55 계조 전압(V45 내지 V55)을 생성하고, 제 6 및 제 7 계조 선택 전압(VIN6, VIN7)을 이용하여 제 57 내지 제 62 계조 전압(V57 내지 V62)을 생성한 다.
한편, 본 실시예에 따른 계조 전압 생성부(700)는 정(positive)의 계조 전압과 부(negative)의 계조 전압을 생성하고, 이를 출력할 수 있다. 이를 위해, 도시하지는 않았지만, 정의 전압 분배 수단과, 부의 전압 분배 수단을 구비할 수 있다. 또한, 정의 전압 분배 수단의 분배 전압을 이용하여 정의 계조 선택 전압(VIN1+ 내지 VIN8+)을 생성하는 정의 멀티 플렉서부와, 부의 전압 분배 수단의 분배 전압을 이용하여 부의 계조 선택 전압(VIN1- 내지 VIN8-)을 생성하는 부의 멀티 플렉서부를 구비할 수 있다. 계조 전압 출력부는 상기 정의 계조 선택 전압(VIN1+ 내지 VIN8+)을 이용하여 정의 계조 전압(V1+ 내지 V64+)을 생성하고, 부의 계조 선택 전압(VIN1- 내지 VIN8-)을 이용하여 부의 계조 전압(V1- 내지 V64-)을 생성할 수 있다. 이와 같이 정의 계조 전압(V1+ 내지 V64+)과 부의 계조 전압(V1- 내지 V64-)을 생성하여 서로 다른 극성의 계조 전압을 액정 표시 패널(740)에 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 계조 전압 생성부(700)는 전압 선택 수단(710)을 통하여 복수의 감마 기준 전압(GVDD) 중 하나를 선택하고, 전압 분배 수단(720)을 통하여 선택된 감마 기준 전압을 전압 분배하여 복수의 분배 전압을 생성한다. 또한, 복수의 분배 전압 중 일부를 이용하여 계조 선택 전압(VIN1 내지 VIN8)을 생성하고, 이를 조합하여 복수 레벨의 전위를 갖는 계조 전압(V1 내지 V64)을 생성한다. 따라서, 상술한 계조 전압 생성부(700)를 구비한 액정 표시 장치는 사용자 또는 시스템의 선택에 따라 조합이 다른 복수의 계조 전압(V1 내지 V64)을 생성할 수 있고, 이를 통해 출력 화상의 감마 특성을 변화시킴으로써 출력 화상 의 감마 특성 및 시야각을 사용자의 기호 및 사용 환경에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있다. 다음에서는, 계조 전압(V1 내지 V64)의 변경을 통하여 출력 화상의 감마 특성 및 시야각이 조절되는 과정을 설명한다.
구동 전압 생성부(700)는 복수의 감마 기준 전압(GVDD)을 생성하여, 이를 데이터 구동부(300)에 제공한다. 예를 들어, 본 실시예의 감마 기준 전압(GVDD)은 4가지 형태의 감마 기준 전압 즉, 4.5V, 4.0V, 3.5V, 3.0V의 감마 기준 전압을 제공한다.
게이트 구동부(200)는 게이트 온 전압(Von)을 첫 번째 게이트 라인(G1)에 인가하여, 해당 게이트 라인(G1)에 연결된 스위칭 소자들(TFT)을 턴온시킴으로써, 데이터 신호가 인가될 첫 번째 스캔 라인(scan line)을 선택한다.
데이터 구동부(300)는 화상 데이터(R,G,B)를 차례로 입력받고, 복수 레벨의 계조 전압(V1 내지 V64) 중에서 각 화상 데이터(R,G,B)의 계조 레벨에 해당하는 계조 전압을 선택하여, 이를 데이터 신호로서 상기 스캔 라인에 인가한다. 이때, 전술한 바와 같이, 데이터 구동부(300) 내의 계조 전압 생성부(700)는 외부의 선택 신호에 따라 계조 전압(V1 내지 V64)의 조합을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자는 키보드 또는 업/다운 키(up/down key)를 눌러 감마 선택 신호(SEL)를 발생시킬 수 있고, 사용자의 키 조작으로 발생된 감마 선택 신호(SEL)에 따라 감마 기준 전압(GVDD)이 변경됨으로써 이를 기초로 하여 생성되는 계조 전압(V1 내지 V64)이 이전과는 다른 조합을 갖도록 변경시킬 수 있다.
특정 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 데이터 신호를 인가하고, 특정 게이트 라 인(G1 내지 Gn)에 게이트 신호를 인가하면 그 교차 영역에 해당하는 특정 화소가 선택된다. 이때, 선택된 화소의 스위칭 소자(TFT)가 턴온(turn-on)되어 단위 화소 내에는 소정의 전계가 형성되고, 이로 인해 액정층의 분자 배열이 변화되어 하부에서 입사된 광의 투과율이 변경된다. 이후, 액정층을 투과한 빛은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 필터에 의해 채색되어 전면으로 출사되고, 각 화소에서 출사된 빛이 혼색 되어 컬러 화상을 구현한다.
한편, 단위 화소들에 인가되는 계조 전압(V1 내지 V64)은 출력 화상의 감마 특성 및 시야각을 결정하는 중요한 요소가 되는데, 이러한 계조 전압(V1 내지 V64)은 감마 기준 전압(GVDD)에 따라 달라지게 된다. 즉, 감마 기준 전압(GVDD)이 변화되면 계조 전압(V1 내지 V64)이 변화되고, 계조 전압(V1 내지 V64)이 변화되면 액정 분자의 배열을 제어하는 단위 화소의 전계가 변화된다. 이로 인해 액정층의 광투과도가 변경되어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각이 달라지게 된다.
도 5는 본 실시예에 따른 감마 기준 전압별 시야각 특성을 나타낸 사진으로서, 동일 조건에서 감마 기준 전압만을 변경해 가면서 출력 화상의 휘도(contrast)를 측정하여 시야각 특성을 나타낸 것이다. 여기서, 가로 축과 세로 축의 교차점은 화면의 정중앙을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 4.5V의 감마 기준 전압이 선택되면 출력 화상은 도 5의 (a)와 같은 시야각 특성을 가지며, 4.0V의 감마 기준 전압이 선택되면 출력 화상은 도 5의 (b)와 같은 시야각 특성을 갖는다. 또한, 3.5V의 감마 기준 전압이 선택되면 출력 화상은 도 5의 (c)와 같은 시야각 특성을 가지며, 3.0V의 감마 기준 전압 이 선택되면 출력 화상은 도 5의 (d)와 같은 시야각 특성을 갖는다. 여기서, 각 도의 A선을 참조하여 시야각의 유효 범위를 살펴보면, 감마 기준 전압이 4.5V일 때 시야각의 유효 범위가 가장 넓게 형성되고, 감마 기준 전압이 3.0V일 때 시야각의 유효 범위가 가장 좁게 형성됨을 알 수 있는데, 이는 감마 기준 전압이 4.5V일 때 시야각이 가장 넓고, 감마 기준 전압이 3.0V일 때 가장 시야각이 가장 좁음을 의미한다. 따라서, 사용자가 광 시야각을 원하는 경우라면, 도 5의 (a)와 같이, 상대적으로 높은 전위의 기준 전압(GVDD)를 선택하는 것이 바람직하며, 그 반대로 협 시야각을 원하는 경우라면, 도 5의 (d)와 같이, 상대적으로 낮은 전위의 기준 전압(GVDD)를 선택하는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 사용자의 선택에 따라 감마 기준 전압이 선택적으로 변경됨으로써 계조 전압이 변경되어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각이 가변된다. 따라서, 사용자는 자신의 기호 및 사용 환경에 맞추어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각을 능동적으로 조절할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 액정 표시 장치를 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 단위 화소들이 행렬 방식으로 구성되어 행렬 구동이 가능한 다양한 표시 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Pannel;PDP), 유기 EL(Electro Luminescence) 등의 다양한 표시 장치에도 적용될 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 사용자의 선택에 따라 감마 기준 전압이 선택적으로 변경됨으로써 계조 전압이 변경되어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각이 가변된다. 따라서, 사용자는 자신의 기호 및 사용 환경에 맞추어 출력 화상의 감마 특성 및 시야각을 능동적으로 조절할 수 있다.

Claims (21)

  1. 복수의 감마 기준 전압을 출력하는 구동 전압 생성부 및
    상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 이를 기초로하여 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함하되,
    상기 복수의 감마 기준 전압은 최대 감마 기준 전압이 가장 넓은 시야각에 대응되고 최소 감마 기준 전압이 가장 좁은 시야각에 대응되도록 출력되고,
    상기 계조 전압 생성부는,
    상기 구동 전압 생성부에서 출력되는 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 사용자 또는 시스템의 명령에 따라 선택하여 출력하는 전압 선택 수단과,
    선택된 감마 기준 전압을 이용하여 복수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배 수단과,
    복수의 분배 전압 중의 일부를 선택하여 계조 선택 전압으로 출력하는 멀티 플렉서부 및
    계조 선택 전압을 이용하여 복수의 계조 전압을 생성하고 이를 출력하는 계조 전압 출력부를 포함하는 표시 패널의 구동 회로.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 선택 수단은 적어도 하나의 멀티 플렉서를 포함하는 표시 패널의 구동 회로.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 멀티 플렉서는 외부 제어 신호에 따라 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 출력하는 표시 패널의 구동 회로.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동 회로는 전압 레벨이 서로 다른 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 구동 전압 생성부를 더 포함하는 표시 패널의 구동 회로.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 구동 전압 생성부는 복수의 DC-DC 컨버터를 포함하는 표시 패널의 구동 회로.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 분배 수단은,
    고 전위 전압이 인가되는 제 1 입력단과,
    저 전위 전압이 인가되는 제 2 입력단과,
    상기 제 1, 제 2 입력단 사이에 직렬 접속된 상부 가변 저항부, 전압 분배부 및 하부 가변 저항부를 포함하는 표시 패널의 구동 회로.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 상부 가변 저항부 및 하부 가변 저항부 각각은 직렬 접속된 복수의 가변 저항을 포함하는 표시 패널의 구동 회로.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 가변 저항은 외부의 제어 신호에 따라 저항값이 가변되는 표시 패널의 구동 회로.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 전압 분배부는 직렬 접속된 복수의 가변 저항 및 일부 고정 저항들 사이에 직렬 접속된 가변 저항을 포함하는 표시 패널의 구동 회로.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 가변 저항은 외부의 제어 신호에 따라 저항값이 가변되는 표시 패널의 구동 회로.
  12. 화상을 표시하기 위한 표시 패널과,
    상기 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 포함하고,
    상기 구동 회로는,
    복수의 감마 기준 전압을 출력하는 구동 전압 생성부 및
    상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하여 이를 기초로 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함하되,
    상기 복수의 감마 기준 전압은 최대 감마 기준 전압이 가장 넓은 시야각에 대응되고 최소 감마 기준 전압이 가장 좁은 시야각에 대응되도록 출력되고,
    상기 계조 전압 생성부는,
    상기 구동 전압 생성부에서 출력되는 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 사용자 또는 시스템의 명령에 따라 선택하여 출력하는 전압 선택 수단과,
    선택된 감마 기준 전압을 이용하여 복수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배 수단과,
    복수의 분배 전압 중의 일부를 선택하여 계조 선택 전압으로 출력하는 멀티 플렉서부 및
    계조 선택 전압을 이용하여 복수의 계조 전압을 생성하고 이를 출력하는 계조 전압 출력부를 포함하는 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 전압 선택 수단은 적어도 하나의 멀티 플렉서를 포함하는 표시 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 멀티 플렉서는 외부의 감마 선택 신호에 따라 출력되는 감마 기준 전압을 변경되는 표시 장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 표시 패널은 액정 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 구동 회로는 전압 레벨이 서로 다른 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 구동 전압 생성부를 더 포함하는 표시 장치.
  18. 청구항 17에 있어서
    상기 구동 전압 발생부는 복수의 DC-DC 컨버터를 포함하는 표시 장치.
  19. (a) 구동 전압 생성부에서 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 단계와,
    (b) 계조 전압 생성부에서 상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하는 단계와,
    (c) 선택된 감마 기준 전압을 이용하여 계조 전압을 생성하는 단계와,
    (d) 상기 계조 전압을 화상 신호에 적합하게 변환하고, 이를 표시 패널의 단위 화소에 인가하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 감마 기준 전압은 최대 감마 기준 전압이 가장 넓은 시야각에 대응되고 최소 감마 기준 전압이 가장 좁은 시야각에 대응되도록 생성되고,
    상기 계조 전압 생성부는,
    상기 구동 전압 생성부에서 출력되는 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 사용자 또는 시스템의 명령에 따라 선택하여 출력하는 전압 선택 수단과,
    선택된 감마 기준 전압을 이용하여 복수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배 수단과,
    복수의 분배 전압 중의 일부를 선택하여 계조 선택 전압으로 출력하는 멀티 플렉서부 및
    계조 선택 전압을 이용하여 복수의 계조 전압을 생성하고 이를 출력하는 계조 전압 출력부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    전위가 다른 복수의 감마 기준 전압을 생성하는 표시 장치의 구동 방법.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    사용자의 감마 선택 신호에 따라 상기 복수의 감마 기준 전압 중 하나를 선택하는 표시 장치의 구동 방법.
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