KR101469470B1 - 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 드라이버의 발열 온도를 낮추고 소비전력을 줄일 수 있으면서도 고속구동이 가능하도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 복수의 화소를 가지는 액정패널; 입력되는 영상 데이터를 분석하여 상기 화소를 프리차징하기 위한 프리차지 제어신호를 생성하는 데이터 분석부; 상기 프리차지 제어신호에 대응되는 프리차징 전압을 출력하는 전원 공급부; 및 상기 프리차징 전압을 상기 화소에 공급한 후 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 데이터 드라이버를 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure R1020070057936
프리차지 제어신호, 프리차징 전압, 계조 빈도수

Description

액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법{Driving circuit for liquid crystal display device and method for driving the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 분석부를 나타낸 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 데이터 드라이버를 나타낸 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 DAC와 출력버퍼 및 프리차징 제어부를 나타낸 구성도.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 데이터 드라이버의 입/출력 파형도.
＊도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명＊
2: 액정 패널 4: 데이터 드라이버
6: 게이트 드라이버 8: 타이밍 컨트롤러
10: 데이터 분석부 12: 전원 공급부
101 내지 104: 제 1 내지 제 4 카운터 105: 제어신호 발생부
201: 쉬프트 레지스터 202: 래치부
203: DAC 204: 출력버퍼
205: 프리차징 제어부 205a: 정극성 스위칭부
205b: 부극성 스위칭부 205c: 선택부
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 데이터 드라이버의 발열 온도를 낮추고 소비전력을 줄일 수 있으면서도 고속구동이 가능하도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 대두되고 있다.
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 박막트랜지스터(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 드라이버, 데이터 라인들 을 구동하기 위한 데이터 드라이버, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버를 제어하기 위한 제어신호를 공급하는 타이밍 컨트롤러 및 액정패널 및 각 드라이버 등의 구동에 필요한 구동전압을 공급하는 전원 공급부 등을 구비한다.
하지만, 이와 같은 액정 표시장치가 대형화, 고정세화로 발전하면서 액정 표시장치의 부하가 증가하고 구동 주파수가 상승되어 발열량이 증가되는 문제점이 발생한다. 특히, 데이터 드라이버의 경우 부하가 증가하고 구동 주파수가 상승됨에 따라 내부 저항성분에 의한 전력소모가 발생하고 발열을 일으키게 된다. 이에 따라, 데이터 드라이버의 구동 신뢰성이 저하되고 심지어는 발화되는 등의 안전상의 위험성이 커지는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 데이터 드라이버의 발열 온도를 낮추고 소비전력을 줄일 수 있으면서도 고속구동이 가능하도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 복수의 화소를 가지는 액정패널; 입력되는 영상 데이터를 분석하여 상기 화소를 프리차징하기 위한 프리차지 제어신호를 생성하는 데이터 분석부; 상기 프리차지 제어신호에 대응되는 프리차징 전압을 출력하는 전원 공급부; 및 상기 프리차징 전압을 상기 화소에 공급한 후 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 데이터 드라이버를 구비한 것을 특징으로 한 다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 입력되는 영상 데이터를 분석하여 액정패널의 각 화소들을 프리차징하기 위한 프리차지 제어신호를 생성하는 단계; 상기 프리차지 제어신호에 대응되는 프리차징 전압을 출력하는 단계; 및 상기 프리차징 전압을 상기 각 화소에 공급한 후 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 각 화소에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 액정 표시장치의 구동장치는 복수의 화소를 가지는 액정패널(2), 액정패널(2)에 공급되는 영상 데이터(Data)를 분석하여 화소를 프리차징하기 위한 프리차지 제어신호(PCS)를 생성하는 데이터 분석부(10), 프리차지 제어신호(PCS)에 대응되는 프리차징 전압(PCV)을 출력하는 전원 공급부(12), 및 프리차징 전압(PCV)을 화소에 공급한 후 영상 데이터(Data)를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 데이터 드라이버(4)를 구비한다.
아울러, 도 1에 도시된 액정 표시장치의 구동장치는 상기 각 화소에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(6), 및 게이트 드라이버(6)와 데이터 드라이 버(4)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8)를 더 구비한다.
액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)와, TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 데이터 신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광투과율을 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 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.
게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트 온 전압을 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터를 포함한다. 쉬프트 레지스터는 게이트 온 전압의 스캔펄스를 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 그리고 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 영상 데이터(Data)를 데이터 제어신호(DCS)에 따라 아날로그 데이터 신호 즉, 영상 데이터 전압으로 변환한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(4)는 영상 데이터(Data)의 계조값에 따라 소 정 레벨을 가지는 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(4)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 전원 공급부(12)로부터 공급된 프리차징 전압(PCV)을 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한 다음 프리차징된 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 선택된 감마전압을 공급하게 된다. 또한, 데이터 드라이버(4)는 극성 제어신호(POL)에 따라 액정패널(2)의 인버젼 방법을 변환시켜 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 데이터 신호를 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급한다. 이에 따라, 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급되는 영상 데이터 전압의 극성은 1수평 주기마다 정극성 또는 부극성으로 반전된다. 데이터 드라이버(4)에 대한 구성 및 동작은 이후 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(4)와 데이터 분석부(10)에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 게이트 드라이버(6)를 제어함과 아울러 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(4)와 데이터 분석부(10)를 제어한다.
데이터 분석부(10)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 정렬된 영상 데이터(Data)를 프레임(Frame) 단위 또는 수평라인 단위로 분석한다. 그리고, 분석된 결과에 대응하는 프리차지 제어신호(PCS)를 발생한다. 구체적으로, 데이터 분석부(10)는 영상 데이터(Data)가 입력되면 프레임 또는 수평라인 단위로 각 화소의 계조값을 분석한다. 그리고, 가장 많은 빈도수를 갖는 계조값 즉, 계조 빈도수에 대응하도록 프리차지 제어신호(PCS)를 발생하여 전원 공급부(12)에 공급한다. 여기서, 프리차지 제어신호(PCS)는 프리차징 전압(PCV)의 레벨을 선택하기 위한 것으로, 미리 설정된 복수의 프리차징 전압 레벨 중 적어도 하나의 전압 레벨을 선택하도록 설정될 수 있다. 이러한, 데이터 분석부(10)는 타이밍 컨트롤러(8)의 내부에 형성될 수 있지만, 이하에서는 데이터 분석부(10)와 타이밍 컨트롤러(8)가 따로 형성된 구조만 설명하기로 한다. 그리고, 영상 데이터(Data) 계조 빈도수 분석 방법에 대해서는 이후 첨부된 데이터 분석부(10) 구성도를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
전원 공급부(12)는 복수의 전압 레벨을 갖도록 복수의 프리차징 전압(PCV)을 생성한다. 그리고, 입력되는 프리차지 제어신호(PCS)에 응답하여 해당 레벨의 프리차징 전압(PCV)을 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 또한, 전원 공급부(12)는 입력되는 프리차지 제어신호(PCS)에 대응하는 전압 레벨로 프리차징 전압(PCV)을 발생하여 데이터 드라이버(4)에 공급할 수도 있다.
복수 레벨의 프리차징 전압(PCV)은 공통전압(Vcom)을 기준으로 정극성 데이터 전압의 최고 레벨, 절반 레벨, 1/4 레벨, 3/4 레벨 등으로 각각 설정될 수 있다. 아울러, 부극성 데이터 전압의 레벨 또한 공통전압(Vcom)을 기준으로 부극성 데이터 전압의 최고 레벨, 절반 레벨, 1/4 레벨, 3/4 레벨 등으로 각각 설정될 수 있다. 다시 말하여, 프리차징 전압(PCV)은 영상 데이터(Data)가 나타내는 계조수가 256(8bit)계조인 경우, 64계조, 128 계조, 192 계조 및 256 계조를 나타내기 위한 정극성 및 부극성 데이터 전압 레벨로 발생될 수도 있다. 여기서, 공통전압(Vcom)은 정극성 또는 부극성 데이터 전압을 구분하기 위한 기준이 되는 전압으로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전원 공급부(12)는 매 수평기간 단위로 입력되는 복수개의 프리차지 제어신호(PCS) 즉, 제 1 내지 제 4 프리차지 제어신호(PCS)에 응답하여 64계조, 128 계조, 192 계조 및 256 계조를 나타내는 정극성 및 부극성 데이터 전압을 프리차징 전압(PCV)으로 출력할 수 있다. 즉, 제 1 프리차지 제어신호(PCS)에 대응하여 64계조를 나타내도록 하는 정극성 및 부극성 프리차징 전압(PCV), 제 2 프리차지 제어신호(PCS)에 대응하여 128계조를 나타내도록 하는 정극성 및 부극성 프리차징 전압(PCV), 제 3 프리차지 제어신호(PCS)에 대응하여 192계조를 나타내도록 하는 정극성 및 부극성 프리차징 전압(PCV), 및 제 4 프리차지 제어신호(PCS)에 대응하여 256계조를 나타내도록 하는 정극성 및 부극성 프리차징 전압(PCV)을 출력할 수 있다. 여기서, 프리차지 제어신호(PCS) 각각에 대응하는 정극성 또는 부극성의 프리차징 전압(PCV)은 동일한 출력라인으로 출력될 수 있으며 정극성 또는 부극성의 프리차징 전압(PCV)이 각각 다른 출력라인으로 출력될 수도 있다.
전원 공급부(12)는 프리차징 전압(PCV) 외에도 공통전압(Vcom), 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL), 구동전원(VDD) 등을 생성하여 게이트 드라이버(6), 타이밍 컨트롤러(8), 및 액정패널(2) 등에 공급할 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 분석부를 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시된 데이터 분석부(10)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 입력된 영상 데이터(Data)의 계조 빈도수를 분석하기 위한 적어도 하나의 카운터(101 내지 104) 및 각각의 카운터(101 내지 104)로부터 분석된 계조 빈도수에 따라 프리차지 제어신호(PCS)를 발생하는 제어신호 발생부(105)를 구비한다.
각각의 카운터(101 내지 104)는 입력된 영상 데이터(Data)의 계조 빈도수를 분석하기 위해 각 화소에 표시되는 계조 데이터를 적어도 한 비트 이상씩 상위 비트 순으로 검출한다. 그리고, 검출된 해당 데이터들을 카운트하고 매 수평라인 단위 또는 프래임 단위로 카운트된 빈도수를 제어신호 발생부(105)에 공급한다. 예를 들어, 각 카운터(101 내지 104)는 매 수평라인 즉, 수평기간 단위로 각 계조 데이터의 상위 두 비트씩을 검출하도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 제 1 카운터(101)는 각 계조 데이터의 상위 2비트가 '0,0'으로 입력된 경우를 카운트하고, 제 2 카운터(102)는 각 계조 데이터의 상위 2비트가 '0,1'로 입력된 경우를 카운트한다. 그리고, 제 3 카운터(103)는 각 계조 데이터의 상위 2비트가 '1,0'으로 입력된 경우를 카운트하고, 제 4 카운터(104)는 각 계조 데이터의 상위 2비트가 '1,1'로 입력된 경우를 카운트한다. 이 경우, 각 카운터(101 내지 104)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 소스 인에이블 신호(SOE)를 입력받아서 매 수평기간 단위로 카운트된 계조 빈도수를 디지털 신호로 출력할 수 있다.
제어신호 발생부(105)는 각 카운터(101 내지 104)로부터 매 수평기간 단위 또는 매 프래임 단위로 입력되는 계조 빈도수를 비교하여 가장 높은 계조 빈도수에 대응하는 프리차지 제어신호(PCS)를 발생한다. 다시 말하여, 각 카운터(101 내지 104)로부터 입력되는 계조 빈도수 중 제 1 카운터(101)로부터의 계조 빈도수가 가장 높은 경우에는 제 1 프리차지 제어신호(PCS)를 발생하고, 제 2 카운터(102)로부터의 계조 빈도수가 가장 높은 경우에는 제 2 프리차지 제어신호(PCS)를 발생한다. 그리고, 제 3 카운터(103)로부터의 계조 빈도수가 가장 높은 경우에는 제 3 프리차지 제어신호(PCS)를 발생하며, 제 4 카운터(104)로부터의 계조 빈도수가 가장 높은 경우에는 제 4 프리차지 제어신호(PCS)를 발생한다. 여기서, 제 1 내지 제 4 프리차지 제어신호(PCS)는 디지털 신호로 발생되어 전원 공급부(12)에 공급된다. 이에 따라, 전원 공급부(12)는 제 1 내지 제 4 프리차지 제어신호(PCS)에 대응하는 각각의 프리차징 전압(PCV)을 선택하여 데이터 드라이버(4)에 공급하게 된다.
도 3은 도 1에 도시된 데이터 드라이버를 나타낸 구성도이며, 도 4는 도 3에 도시된 DAC와 출력버퍼 및 프리차징 제어부를 나타낸 구성도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 데이터 드라이버(4)와 프리차징 제어부(205)를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS)를 이용하여 샘플링 신호를 순차적으로 출력하는 쉬프트 레지스터(201), 쉬프트 레지스터(201)로부터의 샘플링 신호에 따라 타이밍 컨트롤러(8)로부터 공급된 영상 데이터(Data)를 1 라인분씩 래치하고 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 1 라인분씩 동시에 출력하는 래치부(202), 외부로부터 입력된 감마 기준전압(RGV)을 이용하여 래치부(202)로부터의 디지털 영상 데이터(Data)를 아날로그 영상 데이터 전압(ADV)으로 변환하는 DAC(203), DAC(203)로부터의 영상 데이터 전 압(ADV)이 왜곡되지 않도록 출력하는 출력버퍼(204), 및 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 따라 프리차징 전압(PCV) 또는 영상 데이터 전압(ADV)을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급하는 프리차징 제어부(205)를 구비한다.
쉬프트 레지스터(201)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 중 소스 쉬프트 클럭(SSC)과 소스 스타트 펄스(SSP)를 이용하여 샘플링 신호를 발생한다. 구체적으로, 쉬프트 레지스터(201)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 소스 스타트 펄스(SSP)를 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생하고 이를 래치부(202)에 순차적으로 공급한다.
래치부(202)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 공급되는 정렬된 영상 데이터(Data)를 쉬프트 레지스터(201)로부터의 샘플링 신호에 따라 순차적으로 샘플링한다. 여기서, 래치부(202)는 샘플링 신호에 따라 정렬된 영상 데이터(Data)를 1라인분 단위로 저장하고, 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 동기되도록 저장된 1라인분의 영상 데이터(Data)를 DAC(203)에 동시 출력한다.
DAC(203)는 도 3 및 도 4와 같이 감마전압 생성부(도시되지 않음)로부터 입력되는 정극성(+) 및 부극성(-)의 기준 감마전압(RGV)을 이용하여 래치부(202)로부터의 공급되는 영상 데이터(Data)를 정극성(+) 또는 부극성(-) 데이터 전압(ADV)으로 변환한다. 그리고, 변환된 1라인분의 영상 데이터 전압(ADV)을 동시에 출력버퍼(204)로 출력한다. 이를 위해, DAC(203)는 래치부(202)로부터의 영상 데이터(Data)를 정극성 영상 데이터 전압(ADV)으로 변환하기 위한 정극성 DAC(203a) 및 영상 데이터(Data)를 부극성 영상 데이터 전압(ADV)으로 변환하기 위한 부극성 DAC(203b)를 구비한다. 이러한, DAC(203)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 중 극성 제어신호(POL)에 따라 정극성(+) 또는 부극성(-)의 영상 데이터 전압(ADV)을 생성할 수 있다. 여기서, DAC(203)와 래치부(202)의 사이에는 전압 스윙폭을 변환하기 위한 레벨 쉬프터가 더 구비될 수 있다.
출력버퍼(204)는 적어도 하나의 비교기 및 증폭기(204a,204b) 등을 구비한다. 그리고, DAC(203)로부터 영상 데이터 전압(ADV)을 입력받아서 입력받은 영상 데이터 전압(ADV)과 출력되는 전압의 크기를 동일하게 보상하여 프리차징 제어부(205)로 출력한다. 이는 입력받은 전압의 슬루율을 증가시켜서 구동능력을 증가시키기 위함이다.
프리차징 제어부(205)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 중 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 프리차징 전압(PCV) 또는 영상 데이터 전압(ADV)을 선택하여 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
이를 위해, 프리차징 제어부(205)는 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 정극성의 영상 데이터 전압(ADV) 및 정극성 프리차징 전압(PCV) 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 정극성 스위칭부(205a), 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 부극성의 영상 데이터 전압(ADV) 및 부극성 프리차징 전압(PCV) 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 부극성 스위칭부(205b), 및 정극성 및 부극성 스위칭부(205a,205b) 각각으로부터 출력되는 출력전압을 극성제어신호(POL)에 따라 선택적으로 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급하는 선택부(205c)를 구비한다.
정극성 스위칭부(205a)는 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 정극성의 영상 데 이터 전압(ADV)을 출력하는 제 1 스위칭 소자(Tr1), 및 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 정극성 프리차징 전압(PCV)을 출력하는 제 2 스위칭 소자(Tr2)를 구비한다. 여기서, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(Tr1,Tr2)는 NMOS 또는 PMOS 트랜지스터로 형성될 수 있다. 다시 말하여, 제 1 스위칭 소자(Tr1)는 NMOS 트랜지스터로 형성되고 제 2 스위칭 소자(Tr2)는 PMOS 트랜지스터로 형성될 수 있다. 이때, 소스 인에이블 신호(SOE)가 하이 레벨로 입력되면 제 1 스위칭 소자(Tr1)가 턴-온되어 정극성의 영상 데이터 전압(ADV)을 출력하고, 소스 인에이블 신호(SOE)가 로우 레벨로 입력되면 제 2 스위칭 소자(Tr2)가 턴-온되어 정극성 프리차징 전압(PCV)이 출력될 수 있다.
부극성 스위칭부(205b)는 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 부극성의 영상 데이터 전압(ADV)을 출력하는 제 3 스위칭 소자(Tr3) 및 소스 인에이블 신호(SOE)에 따라 부극성 프리차징 전압(PCV)을 출력하는 제 4 스위칭 소자(Tr4)를 구비한다. 여기서, 제 3 및 제 4 스위칭 소자(Tr3,Tr4)는 NMOS 또는 PMOS 트랜지스터로 형성될 수 있다. 다시 말하여, 제 3 스위칭 소자(Tr3)는 NMOS 트랜지스터로 형성되고 제 4 스위칭 소자(Tr4)는 PMOS 트랜지스터로 형성될 수 있다. 이에 따라, 소스 인에이블 신호(SOE)가 하이 레벨로 입력되면 제 3 스위칭 소자(Tr3)가 턴-온되어 부극성의 영상 데이터 전압(ADV)을 출력하고, 소스 인에이블 신호(SOE)가 로우 레벨로 입력되면 제 4 스위칭 소자(Tr4)가 턴-온되어 부극성 프리차징 전압(PCV)이 출력될 수 있다.
선택부(205c)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 극성 제어신호(POL)에 응답하여 정극성 및 부극성 스위칭부(205a,205b) 각각으로부터 출력되는 출력전압을 선택적으로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이러한, 선택부(205c)는 멀리플렉서와 같은 스위칭 회로 등으로 구성될 수 있다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 데이터 드라이버의 입/출력 파형도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, T1 구간은 제 2 프리차지 제어신호(PCS2)에 응답하여 128계조를 나타내도록 하는 정극성의 프리차징 전압(PCV)을 데이터 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하는 구간이다. 구체적으로, 데이터 분석부(10)에서는 한 수평라인분의 영상 데이터(data)에 대한 계조 빈도수를 검출한다. 그리고, 검출된 계조 빈도수 예를 들어, 상위 두 비트가 '0,1'인 데이터가 최고 빈도수를 갖는 것으로 검출된 경우 이에 대응하는 제 2 프리차지 제어신호(PCS2)를 전원 공급부(12)에 공급한다. 그리고, 전원 공급부(12)는 제 2 프리차지 제어신호(PCS2)에 응답하여 128계조를 나타내도록 하는 정극성 및 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 선택하여 프리차징 제어부(205)에 공급한다. 아울러, 정극성 및 부극성 스위칭부(205a,205b)는 로우 레벨로 입력되는 소스 인에이블 신호(SOE)에 응답하여 정극성 및 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 선택부(205c)에 공급한다. 이때, 선택부(205c)는 극성 제어신호(POL)에 따라 정극성의 프리차징 전압(PCV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하게 된다.
T2 구간은 약 135계조를 나타내기 위한 정극성의 아날로그 데이터 전압(ADV)이 데이터 라인(DL)으로 출력되는 구간이다. 구체적으로, T2 구간에는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 소스 인에이블 신호(SOE)가 하이 레벨로 입력됨에 따라 정극성 및 부극성 스위칭부(205a,205b)는 출력버퍼(204)로부터의 정극성 및 부극성의 영상 데이터 전압(ADV)을 선택부(205c)에 공급한다. 이때, 선택부(205c)는 극성 제어신호(POL)에 따라 정극성의 영상 데이터 전압(ADV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하게 된다.
다음으로, T3 구간은 제 2 프리차지 제어신호(PCS2)에 응답하여 128계조를 나타내도록 하는 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하는 구간이다. 구체적으로, 데이터 분석부(10)는 입력되는 영상 데이터(data)에 대한 계조 빈도수를 검출하고, 검출된 계조 빈도수에 대응하는 제 2 프리차지 제어신호(PCS2)를 전원 공급부(12)에 공급한다. 그리고, 전원 공급부(12)는 제 2 프리차지 제어신호(PCS2)에 응답하여 128계조를 나타내도록 하는 정극성 및 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 선택하여 프리차징 제어부(205)에 공급한다. 아울러, 정극성 및 부극성 스위칭부(205a,205b)는 로우 레벨로 입력되는 소스 인에이블 신호(SOE)에 응답하여 정극성 및 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 선택부(205c)에 공급한다. 이때, 선택부(205c)는 극성 제어신호(POL)에 따라 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하게 된다.
T4 구간은 135계조를 나타내기 위한 부극성의 영상 데이터 전압(ADV)이 데이터 라인(DL)으로 출력되는 구간이다. 구체적으로, T4 구간에는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 소스 인에이블 신호(SOE)가 하이 레벨로 입력됨에 따라 정극성 및 부극성 스위칭부(205a,205b)는 출력버퍼(204)로부터의 정극성 및 부극성 영상 데이터 전압(ADV)을 선택부(205c)에 공급한다. 이때, 선택부(205c)는 극성 제어신호(POL)에 따라 부극성의 영상 데이터 전압(ADV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하게 된다.
T5 구간은 제 3 프리차지 제어신호(PCS3)에 응답하여 192계조를 나타내도록 하는 정극성의 프리차징 전압(PCV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하는 구간이다. 구체적으로, 영상 데이터(data)에 대한 계조 빈도수에 대응하는 제 3 프리차지 제어신호(PCS3)에 따라 192계조를 나타내도록 하는 정극성 및 부극성의 프리차징 전압(PCV)이 선택된 구간이다. 이때, 각각의 스위칭부(205a,205b)는 로우 레벨로 입력되는 소스 인에이블 신호(SOE)에 응답하여 정극성 및 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 출력한다. 아울러, 선택부(205c)는 극성 제어신호(POL)에 따라 정극성의 프리차징 전압(PCV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하게 되는 구간이다.
T6 구간은 205계조를 나타내기 위한 정극성의 영상 데이터 전압(ADV)이 데이터 라인(DL)으로 출력되는 구간이다. 구체적으로, T6 구간에는 소스 인에이블 신호(SOE)가 하이 레벨로 입력됨에 따라 정극성 및 부극성 스위칭부(205a,205b)가 출력버퍼(204)로부터의 정극성 및 부극성의 영상 데이터 전압(ADV)을 선택부(205c)에 공급한다. 이때, 선택부(205c)는 극성 제어신호(POL)에 따라 부극성의 아날로그 데이터 전압(ADV)을 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하게 된다.
아울러, T7 구간은 제 3 프리차지 제어신호(PCS3)에 응답하여 192계조에 대응되는 부극성의 프리차징 전압(PCV)을 데이터 출력전압(Dout)으로 데이터 라인(DL)에 출력하는 구간이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 드라이버(4)는 각 화소들을 프리차지 시키기 위한 프리차징 전압을 외부로부터 공급받아서 각 화소들에 공급한다. 이에 따라, 데이터 드라이버(4)에 걸리는 부하를 감소시키고 발열을 방지하면서도 전력소모를 감소시켜 데이터 드라이버(4)의 구동 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 영상 데이터(Data)의 계조 빈도수를 분석하고, 분석된 계조 빈도수에 대응하도록 복수의 전압레벨로 프리차징 전압(PCV)을 생성하여 각 화소에 공급한다. 이에 따라, 영상 데이터(Data)를 표시하는 각 화소들의 고속구동이 가능하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 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 정해져야만 할 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 데이터 드라이버에 걸리는 부하를 감소시키고 발열을 방지하면서도 전력소모를 감소시켜 데이터 드라이버 의 구동 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 영상 데이터의 분석결과에 대응하도록 프리차징 전압을 생성하여 각 화소에 공급함으로써 각 화소들의 고속구동이 가능하다.

Claims (9)

  1. 복수의 화소를 가지는 액정패널;
    입력되는 영상 데이터를 분석하여 상기 화소를 프리차징하기 위한 프리차지 제어신호를 생성하는 데이터 분석부;
    상기 프리차지 제어신호에 대응되는 프리차징 전압을 출력하는 전원 공급부; 및
    상기 프리차징 전압을 상기 화소에 공급한 후 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 데이터 드라이버를 구비하며,
    상기 데이터 분석부는
    상기 입력되는 영상 데이터의 계조 빈도수를 분석하기 위한 적어도 하나의 카운터, 및
    상기 각각의 카운터로부터 분석된 계조 빈도수에 대응하도록 상기 프리차지 제어신호를 발생하는 제어신호 발생부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 카운터는
    상기 영상 데이터에서 각 화소에 표시되는 계조 데이터를 적어도 한 비트 이상씩 상위 비트 순으로 검출한 후, 상기 검출된 데이터들을 카운트하고, 매 수평기간 단위 또는 프래임 단위로 상기 카운트 된 계조 빈도수를 상기 제어신호 발생부에 공급한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어신호 발생부는
    상기 각 카운터로부터 매 수평기간 단위 또는 매 프래임 단위로 입력되는 계조 빈도수를 비교하여 가장 높은 계조 빈도수에 대응하도록 프리차지 제어신호를 발생한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는
    외부로부터의 감마 기준전압을 이용하여 상기 영상 데이터를 아날로그의 영상 데이터 전압으로 변환하는 DAC,
    외부로부터 입력된 소스 인에이블 신호에 따라 정극성의 영상 데이터 전압 및 정극성 프리차징 전압 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 정극성 스위칭부,
    상기 소스 인에이블 신호에 따라 부극성의 영상 데이터 전압 및 부극성 프리차징 전압 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 부극성 스위칭부, 및
    상기 정극성 및 부극성 스위칭부 각각으로부터 출력되는 전압을 외부로부터 입력된 극성제어신호에 따라 선택적으로 상기 각 화소에 공급하는 선택부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 입력되는 영상 데이터의 계조 빈도수를 분석하는 단계;
    상기 분석된 계조 빈도수에 대응하도록 프리차지 제어신호를 발생하는 단계;
    상기 프리차지 제어신호에 대응되는 프리차징 전압을 출력하는 단계; 및
    상기 프리차징 전압을 각 화소에 공급한 후 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 각 화소에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 영상데이터의 계조 빈도수 분석단계는
    상기 영상 데이터에서 상기 각 화소에 표시되는 계조 데이터를 적어도 한 비트 이상씩 상위 비트 순으로 검출하는 단계,
    상기 검출된 데이터들을 매 수평기간 단위 또는 프래임 단위로 카운트하는 단계, 및
    상기 매 수평기간 단위 또는 매 프래임 단위로 카운트된 결과를 계조 빈도수로 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프리차지 제어신호 발생단계는
    상기 매 수평기간 단위 또는 매 프래임 단위로 입력되는 상기 계조 빈도수를 비교하는 단계, 및
    싱기 비교 결과에 따라 가장 높은 계조 빈도수에 대응하도록 프리차지 제어신호를 발생하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프리차징 전압 출력단계는
    복수의 전압 레벨을 갖도록 복수의 프리차징 전압을 생성하는 단계,
    상기 프리차지 제어신호에 대응하도록 해당 레벨의 프리차징 전압을 선택하는 단계, 및
    상기 선택된 프리차징 전압을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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