KR101992913B1 - 초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고화질(Ultra High Definition) 액정패널의 구동전압 공급구조를 개선함으로써 구동전압 레벨을 안정화시켜 화질 저하를 방지하고 제조 비용 또한 저감시킬 수 있도록 한 초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널; 상기 액정패널의 비표시 영역에 형성되어 게이트 라인들을 구동하는 적어도 하나의 게이트 드라이버; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 복수의 데이터 드라이버; 외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 각 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 각각의 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 외부로부터 공급되는 입력 전원의 전압 레벨을 변조하여 복수의 직류 구동전압을 생성하고, 상기 각각의 직류 구동전압을 상기 복수의 데이터 드라이버 중 해당 데이터 드라이버에 각각 공급하는 전원 공급부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE OF ULTRA HIGH DEFINITION AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 초고화질 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 초고화질(Ultra High Definition) 액정패널의 구동전압 공급구조를 개선함으로써 구동전압 레벨을 안정화시켜 화질 저하를 방지하고 제조 비용 또한 저감시킬 수 있도록 한 초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

액정 표시장치는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 액정은 굴절률, 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 가변시켜서 편광판을 투과하는 광 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다.

근래에는 사용자의 요구와 만족도에 따라 고화질(High Definition, 이하 HD)의 대화면 액정 표시장치가 상용화되었으며, 이에 더해 초고화질(Ultra High Definition, 이하 UHD)의 대화면 액정 표시장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

UHD 액정 표시장치는 현재 상용화된 HD 액정 표시장치보다 4배에서 6배 이상 화질이 향상되는데, 화면 크기가 60인치 내지 100인치 이상 되도록 하면서도 해상도는 3840×2160, 7680×4320 등으로 이루어져 대화면에 초고화질의 영상을 구현하게 된다.

이러한 UHD 액정 표시장치는 기존의 HD 액정 표시장치에 비해 4배 내지 6배 이상의 수로 화소들이 구성되기 때문에 그만큼 큰 용량의 영상 데이터와 다양한 레벨의 구동 전압들이 전송 및 공급되어야 한다.

하지만, 현재 개발 또는 상품화된 UHD 액정 표시장치에는 종래의 HD 액정 표시장치에 적용되었던 구동전압 공급구조가 동일하게 적용되어, UHD 액정패널에 공급되는 구동전압 레벨이 불안정해지고 그 표시 화질 또한 저하되는 등의 문제가 발생하였다. 구체적으로, UHD 액정 표시장치는 HD 액정 표시장치와 마찬가지로, 구동전압 생성회로나 칩(Chip)으로 입력되는 외부 입력 전원을 소정의 직류 구동전압 레벨로 변환한 후, 변환된 직류 구동전압을 이용해 다양한 레벨의 감마 전압들과 액정 구동전압 등을 생성 및 이용하도록 하였다.

하지만, UHD 액정 표시장치는 HD 액정 표시장치 대비 감마 전압들과 액정 구동전압들의 공급 편차가 크다. 따라서, 종래의 HD 액정 표시장치에 적용되었던 구동전압 공급구조가 UHD 액정 표시장치에 동일하게 적용되면, UHD 액정패널에 공급되는 구동전압 레벨이 불안정해지고 그 표시 화질 또한 저하되는 등의 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 초고화질(Ultra High Definition) 액정패널의 구동전압 공급구조를 개선함으로써 구동전압 레벨을 안정화시켜 화질 저하를 방지하고 제조 비용 또한 저감시킬 수 있도록 한 초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널; 상기 액정패널의 비표시 영역에 형성되어 게이트 라인들을 구동하는 적어도 하나의 게이트 드라이버; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 복수의 데이터 드라이버; 외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 각 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 각각의 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 외부로부터 공급되는 입력 전원의 전압 레벨을 변조하여 복수의 직류 구동전압을 생성하고, 상기 각각의 직류 구동전압을 상기 복수의 데이터 드라이버 중 해당 데이터 드라이버에 각각 공급하는 전원 공급부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 전원 공급부는 상기 복수의 직류 구동전압과는 별도로 상기 입력 전원을 변조 및 분압시켜 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고, 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 전원 공급부는 외부로부터 공급되는 입력 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 직류 전압 레벨로 변조하여 상기 복수의 직류 구동전압을 생성 및 출력하는 직류 구동전압 생성부, 상기 입력 전원으로 정극성의 직류 기준전압을 생성하고 상기 직류 기준전압 레벨을 변조시켜 또 다른 레벨의 직류 고전압, 전원전압, 게이트 하이전압, 게이트 로우전압 및 공통전압을 생성하는 파워 IC, 및 상기 파워 IC로부터의 정극성 직류 기준전압을 변조 및 분압시켜 상기 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 감마 전압 발생부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 직류 구동전압 생성부는 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 1 직류 구동전압을 생성하고 이를 상기 복수의 데이터 드라이버 중 제 1 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 1 증폭기, 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 2 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 2 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 2 증폭기, 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 3 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 3 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 3 증폭기, 및 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 4 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 4 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 n 증폭기를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 전원 공급부는 그라운드 전압 또는 접지 전압을 생성 시점을 기준으로 상기의 전원전압을 가장 먼저 생성 및 출력한 후 상기 복수의 직류 구동전압, 그리고 상기 정극성 직류 기준전압, 상기 복수의 기준 감마 전압, 상기 직류 고전압의 순서로 생성 및 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 복수의 화소 영역을 구비한 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 단계; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 단계; 외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 각 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 각각의 게이트 및 상기의 데이터 드라이버를 제어하는 단계; 외부로부터 공급되는 입력 전원의 전압 레벨을 변조하여 복수의 직류 구동전압을 생성하고, 상기 각각의 직류 구동전압을 상기 각 데이터 드라이버 중 해당 데이터 드라이버에 각각 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 직류 구동전압과는 별도로 상기 입력 전원을 변조 및 분압시켜 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고, 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 각 데이터 드라이버에 복수의 기준 감마 전압을 공급하는 단계는 상기 입력 전원으로 정극성의 직류 기준전압을 생성하고 상기 직류 기준전압 레벨을 변조시켜 또 다른 레벨의 직류 고전압, 전원전압, 게이트 하이전압, 게이트 로우전압 및 공통전압을 생성하는 단계, 및 상기 정극성 직류 기준전압을 변조 및 분압시켜 상기 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 각 데이터 드라이버에 상기 복수의 직류 구동전압을 공급하는 단계는 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 1 직류 구동전압을 생성하고 이를 상기 복수의 데이터 드라이버 중 제 1 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계, 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 2 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 2 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계, 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 3 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 3 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계, 및 상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 4 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 4 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 각 데이터 드라이버에 복수의 기준 감마 전압을 공급하는 단계는 그라운드 전압 또는 접지 전압을 생성 시점을 기준으로 상기의 전원전압을 가장 먼저 생성 및 출력한 후 상기 복수의 직류 구동전압, 그리고 상기 정극성 직류 기준전압, 상기 복수의 기준 감마 전압, 상기 직류 고전압의 순서로 생성 및 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징들을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 한 초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법은 초고화질 액정패널의 구동전압 공급구조를 개선함으로써 구동전압 레벨을 안정화시켜 화질 저하를 방지하고 제조 비용 또한 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초고화질 액정 표시장치를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 초고화질 액정 표시장치의 배면 구성도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 전원 공급부를 구체적으로 나타낸 구성도
도 4는 도 3의 전원 공급부로부터 출력되는 전압들의 생성 및 출력 순서를 나타낸 그래프.

이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초고화질 액정 표시장치를 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 초고화질 액정 표시장치의 배면 구성도이다.

도 1과 도 2에 도시된 초고화질(Ultra High Definition, 이하 UHD) 액정 표시장치는 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널(2); 액정패널(2)의 비표시 영역에 형성되어 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하는 적어도 하나의 게이트 드라이버(3,4); 액정패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하는 복수의 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR); 외부로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 정렬하여 상기 각 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR)에 공급함과 아울러, 각각의 게이트 및 데이터 드라이버(3,4,UL,UR,DL,DR)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8); 및 외부로부터 공급되는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 변조하여 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)을 생성하고, 각각의 직류 구동전압(VDD_UL, VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)를 상기 복수의 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR) 중 해당 데이터 드라이버에 각각 공급하는 전원 공급부(10)를 구비한다.

본 발명의 액정패널(2)은 UHD 액정패널로써, 화면 크기가 60인치 내지 100인치 이상이면서도 해상도 또한 3840×2160, 7680×4320 이상으로 형성되어, HD 액정패널보다 4배에서 6배 이상 화질이 향상된다. 이러한, UHD의 액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인들(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 화소전극, 화소전극과 액정을 사이에 두고 배치된 공통전극으로 구성된다. 액정 커패시터(Clc)는 화소 전극에 공급된 영상 표시 전압에 따라 공통전압(Vcom)과의 차 전압을 충전하고, 그 차 전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성될 수 있으며, TFT의 소스 전극과 게이트 라인(GL) 간에는 기생 커패시터(Cgs)가 더 형성되기도 한다.

도 1과 함께 도 2를 참조하면, 복수의 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR) 각각은 복수의 데이터 집적회로(6)로 구성된 그룹별로 구분되며, 타이밍 컨트롤러(8)로부터 정렬된 영상 데이터(Data)와 데이터 제어신호(DCS)를 공급받는다. 특히, 각각의 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR) 그룹에 각각 포함된 데이터 집적회로(6)는 별도의 소스 인쇄회로기판 사이에 각각 구비된 데이터 회로필름에 각각 실장되어, 자신의 위치와 대응되는 표시 영역의 해당 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 각각 구동한다. 여기서, 데이터 회로필름은 TCP(Tape Carrier Package) 필름 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit) 필름 등이 사용될 수 있다.

각각의 데이터 집적회로(6)는 해당 그룹 즉, 자신이 포함된 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR) 단위로 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR) 중 하나씩의 직류 구동전압을 공급받는다. 예를 들어, 제 1 데이터 드라이버(UL)는 액정패널(2)의 상부 일측에 구비된 복수의 데이터 집적회로(6)로 구성되어, 전원 공급부(10)로부터는 제 1 직류 구동전압(VDD_UL)과 기준 감마전압(V_Gamma)을 공급받는다. 그리고, 제 2 데이터 드라이버(UR)는 액정패널(2)의 상부 타측에 구비된 복수의 데이터 집적회로(6)로 구성되어, 전원 공급부(10)로부터는 제 2 직류 구동전압(VDD_UR)과 기준 감마전압(V_Gamma)을 공급받는다. 한편, 제 3 데이터 드라이버(DL)는 액정패널(2)의 하부 일측에 구비된 복수의 데이터 집적회로(6)로 구성되어, 전원 공급부(10)로부터는 제 3 직류 구동전압(VDD_DL)과 기준 감마전압(V_Gamma)을 공급받는다. 그리고, 제 4 데이터 드라이버(DR)는 액정패널(2)의 하부 타측에 구비된 복수의 데이터 집적회로(6)로 구성되어, 전원 공급부(10)로부터는 제 4 직류 구동전압(VDD_DR)과 기준 감마전압(V_Gamma)을 공급받는다.

제 1 데이터 드라이버(UL)의 데이터 집적회로(6)들과 마주보도록 대응되는 제 2 데이터 드라이버(DL)의 데이터 집적회로(6)들 각각은 동일 데이터 라인(DL)의 양측에 접속되어 동일 데이터 라인(DL)을 동시에 동일 데이터 전압으로 구동하게 된다. 즉, 서로 마주보도록 대응되어 동일 데이터 라인(DL)의 양측에 접속된 각각의 데이터 집적회로(6)들은 타이밍 컨트롤러(8)로부터 동일한 데이터 제어신호(DCS)와 동일하게 정렬된 데이터(Data)를 공급받아, 동일 데이터 라인(DL)을 동시에 동일 데이터 전압으로 구동하게 된다. 마찬가지로, 제 2 데이터 드라이버(UR)의 데이터 집적회로(6)들과 마주보도록 대응되는 제 4 데이터 드라이버(DR)의 데이터 집적회로(6)들 각각은 동일한 데이터 라인(DL)의 양측에 접속되어, 같이 연결된 데이터 라인(DL)을 동시에 동일한 데이터 전압으로 구동하게 된다.

동일한 데이터 라인(DL)의 양측 끝단에 서로 대응되도록 형성된 각각의 데이터 집적회로(6)들은 모두 동일한 타이밍에 타이밍 컨트롤러(8)로부터 데이터 제어신호(DCS) 예를 들어, 소스 스타트 신호(SSP; Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock), 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호 및 인버젼 신호(Pol Signal) 등을 공급받는다. 그리고, 동일 타이밍에 타이밍 컨트롤러(8)로부터 정렬된 데이터(Data)를 아날로그 전압 즉, 데이터 전압으로 변환한다. 구체적으로, 서로 마주하는 각각의 데이터 집적회로(6)는 SSC에 따라 타이밍 컨트롤러(8)를 통해 정렬된 데이터(Data)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인 분의 영상신호를 해당 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 각각의 데이터 집적회로(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 인버젼 신호에 따라 정렬된 데이터(Data)의 계조 값에 대응되는 정극성 또는 부극성의 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 영상 표시전압으로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

복수의 제 1 게이트 집적회로(3)는 액정패널(2)의 일측에 구비되어 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 순차 구동한다. 복수의 제 1 게이트 집적회로(3)는 액정패널(2)의 비표시 영역이나 제 1 게이트 회로필름(5)에 각각 실장되어 액정패널(2)에 전기적으로 접속된다. 복수의 제 1 게이트 집적회로(3) 각각은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(8a,8b), 데이터 회로필름(6a,6b), 액정패널(2)의 영상 비표시영역 및 제 1 게이트 회로필름(5) 등을 통해 상기의 타이밍 컨트롤러(18)로부터 게이트 제어신호 등을 공급받는다.

적어도 하나의 게이트 드라이버(3,4)는 액정패널(2)의 영상 비표시 영역에 각각 형성될 수 있으며, 게이트 집적회로로 각각 구성된 경우에는 게이트 회로필름(5)에 각각 실장되어 액정패널(2)에 전기적으로 접속된다. 이러한 게이트 드라이버(3,4)는 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판, 데이터 회로필름, 액정패널(2)의 영상 비표시영역 등을 통해 상기의 타이밍 컨트롤러(18)로부터 게이트 제어신호(GCS), 게이트 하지 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL) 등을 공급받는다. 그리고, 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 따라 각 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 순차 구동하게 된다. 구체적으로, 적어도 하나의 게이트 드라이버(3,4)는 게이트 제어신호(GCS)인 게이트 스타트 신호(GSP; Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호 등을 이용하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 하이 전압(VGH) 레벨의 스캔 펄스가 순차적으로 공급되도록 구동한다. 그리고 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간에는 게이트 로우 전압 공급되도록 한다.

타이밍 컨트롤러(8)는 도 2와 같이 별도의 컨트롤 인쇄회로기판(12)에 구비되어 외부로부터의 영상 데이터 및 복수의 동기신호들에 따라 복수의 데이터 집적회로(6)와 제 1 및 제 2 게이트 집적회로(3,4)들을 제어한다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(8)가 컨트롤 인쇄회로기판(12)에 구비된 경우, 타이밍 컨트롤러(8)는 복수의 커넥터(14)와 각각 해당되는 케이블(16) 및 소스 인쇄회로기판 등을 통해 게이트 및 데이터 제어신호들을 공급하게 된다.

타이밍 컨트롤러(8)는 외부 시스템 등으로부터 입력되는 영상 데이터를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬한다. 그리고, 영상 데이터(RGB) 및 복수의 동기신호들(DCLK,Hsync,Vsync,DE)에 따라 각각의 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR)와 각각의 게이트 드라이버(3,4)를 제어한다. 구체적으로, 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하여 각 데이터 드라이버(UL,UR,DL,DR)에 포함된 데이터 집적회로(6)에 공급한다. 그리고 외부로부터 입력되는 동기신호 즉, 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync,Vsync) 중 적어도 하나를 이용하여 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 생성하고, 이를 각 게이트 드라이버(3,4)와 데이터 집적회로(6)에 각각 공급한다.

전원 공급부(10)는 외부로부터 공급되는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 미리 설정된 전압 레벨로 변조하여 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)을 생성한다. 그리고, 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR) 중 제 1 직류 구동전압(VDD_UL)은 제 1 데이터 드라이버(UL)의 데이터 집적회로들로 공급하고, 제 2 직류 구동전압(VDD_UR)은 제 2 데이터 드라이버(UR)의 데이터 집적회로들로 공급한다. 또한, 제 3 직류 구동전압(VDD_DL)은 제 3 데이터 드라이버(DL)의 데이터 집적회로들로 공급하고, 제 4 직류 구동전압(VDD_DR)은 제 4 데이터 드라이버(DR)의 데이터 집적회로들로 공급한다.

한편으로, 전원 공급부(10)는 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL, VDD_DR)과는 별도로 상기 입력 전원(Vin)을 변조 및 분압시켜 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma)을 각각 생성하고, 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma)을 상기 각각의 데이터 드라이버(6)로 동일하게 공급한다. 또한, 전원 공급부(10)는 입력 전원(Vin)으로 정극성의 직류 기준전압을 생성한 후 직류 기준전압 레벨을 변조시켜 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL), 공통전압 등을 더 생성하기도 한다. 여기서, 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL, VDD_DR)은 액정패널(2)의 액정 구동 전압으로써, 영상의 계조레벨에 따라 복수 레벨로 생성되는 감마 전압의 최상위 전압이 될 수 있다. 이에, 데이터 집적회로(6)들은 각각 입력되는 어느 한 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)을 기준전압 또는 최상위 감마전압으로 이용하여 복수 레벨의 감마 전압들을 생성하게 된다. 그리고, 공통전압은 액정패널(2)의 공통라인 및 공통전극들로 공급되는 전압이다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 전원 공급부를 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 3에 도시된 전원 공급부(10)는 외부로부터 공급되는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 미리 설정된 직류 전압 레벨로 변조하여 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)을 생성 및 출력하는 직류 구동전압 생성부(26), 입력 전원(Vin)으로 정극성의 직류 기준전압(VDD)을 생성하고 직류 기준전압(VDD) 레벨을 변조시켜 또 다른 레벨의 직류 고전압(H_VDD), 전원전압(VCC), 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL) 및 공통전압(Vcom)을 생성하는 파워 IC(22), 파워 IC(22)로부터의 정극성의 직류 기준전압(VDD)을 변조 및 분압시켜 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma)을 각각 생성하고, 생성된 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma)을 각각의 데이터 드라이버(6)로 동일하게 공급하는 감마 전압 발생부(24)를 구비한다.

직류 구동전압 생성부(26)는 적어도 하나의 증폭기(31 내지 34)를 이용하여 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 미리 설정된 전압 레벨로 변조함으로써, 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)을 생성한다. 그리고, 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR) 중 제 1 직류 구동전압(VDD_UL)은 제 1 데이터 드라이버(UL)의 데이터 집적회로들로 공급하고, 제 2 직류 구동전압(VDD_UR)은 제 2 데이터 드라이버(UR)의 데이터 집적회로들로 공급한다. 또한, 제 3 직류 구동전압(VDD_DL)은 제 3 데이터 드라이버(DL)의 데이터 집적회로들로 공급하고, 제 4 직류 구동전압(VDD_DR)은 제 4 데이터 드라이버(DR)의 데이터 집적회로들로 공급한다.

이를 위해, 직류 구동전압 생성부(26)는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 1 직류 구동전압(VDD_UL)을 생성하고 이를 제 1 데이터 드라이버(UL)의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 1 증폭기(31), 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 2 직류 구동전압(VDD_UR)을 생성하고 이를 제 2 데이터 드라이버(UR)의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 2 증폭기(32), 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 3 직류 구동전압(VDD_DL)을 생성하고 이를 제 3 데이터 드라이버(DL)의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 3 증폭기(33), 및 입력 전원(Vin)의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 4 직류 구동전압(VDD_DR)을 생성하고 이를 제 4 데이터 드라이버(DR)의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 n 증폭기(34)를 구비한다. 여기서, 제 1 내지 제 4 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR, VDD_DL,VDD_DR)의 전압 레벨은 모두 동일하게 생성됨이 바람직하다.

파워 IC(22)는 입력 전원(Vin)을 미리 설정된 정전압 레벨, 예를 들어 12V의 정전압 레벨로 가변시켜 정극성의 직류 기준전압(VDD)을 생성한다. 그리고, 12V의 직류 기준전압(VDD) 레벨을 증폭시키거나 감압시켜서 15V의 직류 고전압(H_VDD), 전원전압(VCC), 21V의 게이트 하이전압(VGH), 0V의 게이트 로우전압(VGL) 및 5V의 공통전압(Vcom)을 등을 출력하게 된다. 이때, 파워 IC(22)는 도시되지 않은 피드백 단자로 피드백되는 피드백 전압 레벨에 반비례하도록 직류 기준전압(VDD) 레벨을 승압 또는 감압 보정하여 출력하기도 한다.

감마 전압 발생부(24)는 서로 직/병렬로 연결된 복수의 저항 열을 구비하고, 파워 IC(22)로부터 출력되는 정극성의 직류 기준전압(VDD)을 복수의 저항 열로 분압시켜 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma)을 각각 생성한다. 그리고, 이렇게 생성된 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma)은 각각의 데이터 드라이버(6)로 동일하게 공급된다.

도 4는 도 3의 전원 공급부로부터 출력되는 전압들의 생성 및 출력 순서를 나타낸 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(10)는 그라운드 전압(VSS) 또는 접지 전압을 생성 시점을 기준으로 상기의 전원전압(VCC)을 가장 먼저 생성 및 출력한 후, 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)을 생성 및 출력한다. 그리고, 다음으로 정극성의 직류 기준전압(VDD(PWM))을 이용해 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma) 생성하고, 마지막으로 직류 고전압(H_VDD) 등을 생성 및 출력한다. 이는 기준 감마 전압(V_Gamma)의 역전 현상을 방지하기 위함이다. 즉, 기준 감마 전압(V_Gamma)이 생성 및 출력된 후 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR, VDD_DL,VDD_DR)이 기준 감마 전압(V_Gamma)보다 더 높은 전압 레벨로 출력되면 기준 감마 전압(V_Gamma) 레벨이 함께 증폭 출력될 수 있다. 이에, 기준 감마 전압(V_Gamma)보다 더 높은 레벨로 생성 및 출력되는 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL,VDD_DR)을 먼저 출력한 후, 기준 감마 전압(V_Gamma)을 출력함으로써 기준 감마 전압(V_Gamma)의 연전 현상을 방지할 수 있다.

이상 상술한 바에 따른 본 발명의 초고화질 액정 표시장치 및 그 구동방법은 복수의 직류 구동전압(VDD_UL,VDD_UR,VDD_DL, VDD_DR)과 별도로 입력 전원(Vin)을 변조 및 분압시켜 복수의 기준 감마 전압(V_Gamma)을 각각 생성 및 출력하도록 액정패널(2)의 구동전압 공급구조를 개선할 수 있다. 이에, 구동전압 레벨을 안정화시켜 화질 저하를 방지하고 제조 비용 또한 저감시킬 수 있다.

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

2: 액정패널 3,4: 게이트 드라이버
6: 데이터 집적회로 8: 타이밍 컨트롤러
10: 전원 공급부 22: 파워 IC
26: 직류 구동전압 생성부 24: 감마 전압 발생부

Claims (10)

1. 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 액정패널;
   상기 액정패널의 비표시 영역에 형성되어 게이트 라인들을 구동하는 적어도 하나의 게이트 드라이버;
   상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 복수의 데이터 드라이버;
   외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 각 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 각각의 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및
   그라운드 전압 또는 접지 전압을 생성 시점을 기준으로 전원 전압을 가장 먼저 생성 및 출력한 후 외부로부터 공급되는 입력 전원의 전압 레벨을 변조하여 복수의 직류 구동전압을 생성하고, 정극성 직류 기준전압, 복수의 기준 감마 전압, 직류 고전압의 순서로 생성하고, 상기 각각의 직류 구동전압을 상기 복수의 데이터 드라이버 중 해당 데이터 드라이버에 각각 공급하는 전원 공급부를 구비한 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전원 공급부는
   상기 복수의 직류 구동전압과는 별도로 상기 입력 전원을 변조 및 분압시켜 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고, 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전원 공급부는
   외부로부터 공급되는 입력 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 직류 전압 레벨로 변조하여 상기 복수의 직류 구동전압을 생성 및 출력하는 직류 구동전압 생성부,
   상기 입력 전원으로 정극성의 직류 기준전압을 생성하고 상기 직류 기준전압 레벨을 변조시켜 또 다른 레벨의 직류 고전압, 전원전압, 게이트 하이전압, 게이트 로우전압 및 공통전압을 생성하는 파워 IC, 및
   상기 파워 IC로부터의 정극성 직류 기준전압을 변조 및 분압시켜 상기 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 감마 전압 발생부를 구비한 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 직류 구동전압 생성부는
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 1 직류 구동전압을 생성하고 이를 상기 복수의 데이터 드라이버 중 제 1 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 1 증폭기,
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 2 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 2 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 2 증폭기,
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 3 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 3 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 3 증폭기, 및
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 4 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 4 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 제 n 증폭기를 구비한 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치.
5. 삭제
6. 복수의 화소 영역을 구비한 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 단계;
   상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 단계;
   외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 각 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 각각의 게이트 및 상기의 데이터 드라이버를 제어하는 단계;
   그라운드 전압 또는 접지 전압을 생성 시점을 기준으로 전원전압을 가장 먼저 생성 및 출력한 후 외부로부터 공급되는 입력 전원의 전압 레벨을 변조하여 복수의 직류 구동전압을 생성하고, 정극성 직류 기준전압, 복수의 기준 감마 전압, 직류 고전압의 순서로 생성하고, 상기 각각의 직류 구동전압을 상기 각 데이터 드라이버 중 해당 데이터 드라이버에 각각 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치의 구동방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 복수의 직류 구동전압과는 별도로 상기 입력 전원을 변조 및 분압시켜 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고, 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치의 구동방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 각 데이터 드라이버에 복수의 기준 감마 전압을 공급하는 단계는
   상기 입력 전원으로 정극성의 직류 기준전압을 생성하고 상기 정극성의 직류 기준전압 레벨을 변조시켜 또 다른 레벨의 직류 고전압, 전원전압, 게이트 하이전압, 게이트 로우전압 및 공통전압을 생성하는 단계, 및
   상기 정극성 직류 기준전압을 변조 및 분압시켜 상기 복수의 기준 감마 전압을 각각 생성하고 상기 생성된 복수의 기준 감마 전압을 상기 각각의 데이터 드라이버로 동일하게 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치의 구동방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 각 데이터 드라이버에 상기 복수의 직류 구동전압을 공급하는 단계는
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 1 직류 구동전압을 생성하고 이를 상기 복수의 데이터 드라이버 중 제 1 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계,
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 2 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 2 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계,
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 3 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 3 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계, 및
   상기 입력 전원의 전압 레벨을 변조 및 증폭시켜 제 4 직류 구동전압을 생성하고 이를 제 4 데이터 드라이버의 데이터 집적회로들로 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 초고화질 액정 표시장치의 구동방법.
10. 삭제

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