KR102016554B1

KR102016554B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR102016554B1
Application number: KR1020110123575A
Authority: KR
Inventors: 이휘원; 이재훈; 김영수
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2019-09-02
Also published as: US20130135273A1; US9030400B2; KR20130057701A

Abstract

액정 표시 장치는 화소, 입력 영상 신호 및 입력 제어 신호를 입력 받고, 처리 영상 신호 및 제어 신호를 출력하는 신호 제어부, 그리고 상기 제어 신호에 기초하여 상기 처리 영상 신호를 데이터 전압으로 바꾸어 상기 화소에 공급하고, 온도에 기초하여 극성이 서로 다른 홀수 채널(odd channel)의 홀수 채널 데이터 전압과 짝수 채널(even channel)의 짝수 채널 데이터 전압의 전하(charge)를 공유하는 데이터 구동부를 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

액정 표시 장치가 제공된다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정 표시 장치는 데이터 전압 인가를 스위칭하는 박막트랜지스터를 포함할 수 있으며, 박막트랜지스터는 낮은 온도에서 전류 특성이 저감될 수 있으며, 데이터 전압이 화소에 충분히 충전되지 않을 수 있다. 또한 충전 시간을 보상하기 위한 선충전(precharge) 구동 방식의 경우 혼색 패턴(mixed color pattern)의 영상 신호가 입력될 때 세로줄(bar line)이 보여 표시 품질이 저하될 수 있다.

본 발명에 따른 한 실시예는 다양한 온도에서 충분한 충전 시간을 확보하여 표시 품질을 개선하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 한 실시예는 세로줄이 보이는 것을 줄여 표시 품질을 개선하기 위한 것이다.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소, 입력 영상 신호 및 입력 제어 신호를 입력 받고, 처리 영상 신호 및 제어 신호를 출력하는 신호 제어부, 그리고 상기 제어 신호에 기초하여 상기 처리 영상 신호를 데이터 전압으로 바꾸어 상기 화소에 공급하고, 온도에 기초하여 극성이 서로 다른 홀수 채널(odd channel)의 홀수 채널 데이터 전압과 짝수 채널(even channel)의 짝수 채널 데이터 전압의 전하(charge)를 공유하는 데이터 구동부를 포함한다.

상온(room temperature)에서 상기 홀수 채널 데이터 전압의 극성 또는 상기 짝수 채널 데이터 전압의 극성이 바뀔 때 상기 전하를 공유할 수 있다.

상온보다 낮은 온도에서 상기 홀수 채널 데이터 전압의 극성 또는 상기 짝수 채널 데이터 전압의 극성이 바뀌지 않을 때 상기 전하를 공유할 수 있다.

상기 화소는 서로 좌우로 인접하여 위치하는 제1 화소 및 제2 화소를 포함할 수 있고, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소의 사이에 데이터선이 위치할 수 있고, 상기 데이터선은 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 연결되어 있을 수 있다.

상기 데이터 구동부는 2 점 반전(two dot inversion) 구동이 적용될 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 혼색 패턴(mixed color pattern)을 인식하는 패턴감지부(pattern detection unit)를 더 포함할 수 있고, 상기 혼색 패턴이 인식되었을 때 상기 데이터 구동부는 전하 공유 시간을 늘릴 수 있다.

상기 입력 제어 신호는 반전 신호를 포함할 수 있고, 상온에서 상기 반전 신호에 기초하여 극성 반전시에만 상기 전하를 공유할 수 있다.

상기 입력 제어 신호는 수평동기신호를 포함할 수 있고, 상온보다 낮은 온도에서 상기 수평동기신호에 기초하여 1 수평주기(1 H)마다 상기 전하를 공유할 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 부온도계수(negative temperature coefficient) 저항을 이용하는 분압 회로를 구현하는 전하 공유부를 더 포함할 수 있다.

상기 전하 공유부는 제1 전하 공유부 및 제2 전하 공유부를 포함할 수 있고, 상기 제1 전하 공유부는 제1 정상 저항(normal resistor) 및 제1 부온도계수 저항을 포함할 수 있고 제1 전하공유 제어 신호(charge share control signal)를 출력할 수 있고, 상기 제2 전하 공유부는 제2 정상 저항 및 제2 부온도계수 저항을 포함할 수 있고 제2 전하공유 제어 신호(charge share control signal)를 출력할 수 있다.

상기 제1 정상 저항은 저전압강하출력부(low drop output unit)의 입력 전압에 연결되어 있을 수 있고, 상기 제1 부온도계수 저항은 접지되어 있을 수 있고, 그리고 상기 제1 정상 저항과 상기 제1 부온도계수 저항의 사이에 상기 제1 전하 공유 제어 신호를 출력하는 단자가 연결되어 있을 있다.

상기 제2 부온도계수 저항은 상기 저전압강하출력부의 출력 전압에 연결되어 있을 수 있고, 상기 제2 정상 저항은 접지되어 있을 수 있고, 그리고 상기 제2 정상 저항과 상기 제2 부온도계수 저항의 사이에 상기 제2 전하 공유 제어 신호를 출력하는 단자가 연결되어 있을 수 있다.

상온에서 상기 제1 전하공유 제어 신호는 하이 값을 갖고 상기 제2 전하공유 제어 신호는 로우 값을 가질 수 있으며, 상온보다 낮은 온도에서 상기 제1 전하공유 제어 신호는 로우 값을 갖고 상기 제2 전하공유 제어 신호는 하이 값을 가질 수 있다.

데이터 구동부는 제1 스위치, 제2 스위치, 상기 제1 스위치를 통하여 상기 홀수 채널 또는 상기 짝수 채널에 연결되는 제1 축전기, 상기 제2 스위치를 통하여 상기 홀수 채널 또는 상기 짝수 채널에 연결되는 제2 축전기, 그리고 상기 제1 축전기 및 상기 제2 축전기를 연결시키거나 연결시키지 않는 제3 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제3 스위치를 통해 상기 제1 축전기 및 상기 제2 축전기가 연결되었을 때, 상기 제1 축전기에 충전되어 있는 데이터 전압과 상기 제2 축전기에 충전되어 있는 데이터 전압의 전하를 공유할 수 있다.

본 발명에 따른 한 실시예는 다양한 온도에서 충분한 충전 시간을 확보할 수 있으며, 세로줄의 보이는 것을 줄일 수 있으며, 표시 품질을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 충전 공유(charge share) 회로를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 충전 공유 회로의 신호 파형도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 반전 구동을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상온에서의 신호 파형도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 저온에서의 신호 파형도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 부온도계수(negative temperature coefficient, NTC) 저항의 온도와 저항의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 7의 A의 출력 전압과 온도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 7의 B의 출력 전압과 온도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상온에서의 신호 파형도이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 저온에서의 신호 파형도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 전압의 파형도이다.
도 15는 혼색 패턴이 입력된 액정 표시 장치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 전압의 파형도이다.
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 전압의 파형도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX)는 복수의 신호선에 연결되어 있다. 신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선과 데이터 신호를 전달하는 데이터선을 포함한다.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 개의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선에 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 화소에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500)를 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선과 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800) 모두가 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300) 및 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한다. 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2), 백라이트 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 출력한다. 출력 영상 신호(DAT)는 디지털 신호로서 정해진 수효의 값(또는 계조)을 가진다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 계조 전압 생성부(800)가 만들어내는 계조 전압의 수효는 디지털 영상 신호(DAT)가 나타내는 계조의 수효와 동일하다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 복수의 게이트선에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 복수의 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 충전 공유(charge share) 회로를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 충전 공유 회로의 신호 파형도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 데이터 구동부(500)는 극성이 서로 다른 홀수 채널(odd channel)의 데이터 전압과 짝수 채널(even channel)의 데이터 전압의 전하(charge)를 공유한다. 예를 들어, 전하 공유는 극성 전이(polarity transition) 구간에서 적용될 수 있다. 액정 표시 장치가 전하 공유 동작을 하는 경우, 소비 전력이 감소될 수 있으며, 전자파가 감소될 수 있으며, 슬루 레이트(slew rate)가 증가할 수 있다. 이하에서 전하 공유 동작을 살펴본다. 먼저, 제1 스위치(S1)가 홀수 채널과 연결되고 제2 스위치(S2)가 짝수 채널과 연결되어, 각각 제1 축전기(C1)와 제2 축전기(C2)에 전하를 충전하며, 이 때 제3 스위치(S3)는 오프되어 있다. 다음, 데이터 전압의 충전이 끝나고 극성 전이 구간이 시작되며, 이 때 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2)는 턴 오프되고 제3 스위치가 턴 온되어, 제1 축전기(C1)와 제2 축전기(C2) 사이에 전하가 공유된다. 다음, 제3 스위치(S3)가 턴 오프되고 제1 스위치(S1)가 짝수 채널에 연결되고 제2 스위치(S2)가 홀수 채널에 연결되어, 각각 제1 축전기(C1)와 제2 축전기(C2)에 전하를 충전하며, 전술한 동작을 반복한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 반전 구동을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상온에서의 신호 파형도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 저온에서의 신호 파형도이다.

도 4를 참고하면, 액정 표시 장치는 좌우 인접 화소가 좌우 인접 화소의 사이에 있는 1 개의 데이터선에 연결되어 있을 수 있으며, 도 4와 같은 화소 배치를 통하여 플리커(flicker) 현상을 최소화할 수 있다. 2 점 반전(two dot inversion) 구동을 수행하는 액정 표시 장치는 소비 전력을 최소화할 수 있으며, 화질을 개선할 수 있다. 도 4에서, R은 빨강색, G는 녹색, B는 파랑색이다.

액정 표시 장치의 데이터 구동부(500)는 온도에 따라 선택적으로 전하 공유 기술을 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 5 및 도 6을 참고하면, 2 점 반전 구동을 수행하는 액정 표시 장치는 상온(room temperature)에서 도 5와 같은 전하 공유 기술이 적용될 수 있고, 상온보다 낮은 저온(low temperature)에서 도 6과 같은 전하 공유 기술이 적용될 수 있다. 도 5와 같은 전하 공유 기술은 상온에서 극성 반전시에만 데이터 출력이 전하 공유를 함으로써, 소비 전력이 감소될 수 있고 콘트라스트비가 향상될 수 있다. 또한, 도 6과 같은 전하 공유 기술은 저온에서 1 수평 주기(1 H)마다 데이터 출력이 전하 공유를 하고 동일 극성의 데이터 전압이 유지되는 구간에서 충전되는 전하량을 감소시킴으로써, 화소 간의 충전 불균형을 방지할 수 있으며, 자주색 현상(purplish phenomenon)이 발생되지 않을 수 있다.

반면, 상온보다 낮은 저온에서 도 4와 같은 2 점 반전 구동과 도 5와 같은 전하 공유 기술이 적용되는 경우, 극성 반전 구간에서 화소에 충전되는 전하량이 동일 극성이 유지되는 구간에서 화소에 충전되는 전하량보다 적고, 박막 트랜지스터의 전류 특성이 저감되기 때문에, 화소 간 충전 불균형이 발생될 수 있으며, 자주색 현상이 발생될 수 있다. 상온에서 도 6과 같은 전하 공유 기술이 적용되는 경우, 1 수평 주기(1 H)마다 데이터 출력이 전하 공유를 함으로써 소비 전력이 증가될 수 있고 콘트라스트 비가 감소될 수 있다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8은 부온도계수(negative temperature coefficient, NTC) 저항의 온도와 저항의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 9는 도 7의 A의 출력 전압과 온도의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 10은 도 7의 B의 출력 전압과 온도의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상온에서의 신호 파형도이고, 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 저온에서의 신호 파형도이다.

액정 표시 장치의 데이터 구동부(500)가 온도에 따라 선택적으로 도 5 또는 도 6의 전하 공유 기술을 적용하기 위한 일례로, 도 7에 도시되어 있는 전하 공유부(A, B)가 구현될 수 있다.

도 7을 참고하면, 제어 패널 보드 어셈블리(control panel board assembly)(PBA)(900)는 전하 공유부(A, B), 저전압강하출력부(low drop output unit)(LDO)(700), 그리고 신호제어부(600)를 포함한다.

저전압강하출력부는 입력전압(Vin)을 받아 입력전압보다 낮은 출력전압(output voltage)(DVDD)를 출력한다. 예를 들어, 입력전압은 5 V일 수 있고, 출력전압은 3.3 V일 수 있다.

신호제어부(600)는 반전 구동을 제어하는 반전 신호(POL)를 디지털아날로그변환기(digital analog converter)(DAC)로 전송하고, 수평 동기 신호(TP)를 출력 버퍼(output buffer)로 전송할 수 있다. 상온에서는 반전 신호(POL)에 기초하여 극성 반전시에만 전하 공유 기술이 적용될 수 있고, 상온보다 낮은 저온에서는 수평 동기 신호에 기초하여 1 수평주기(1 H)마다 전하 공유 기술이 적용될 수 있다.

전하공유 제어 신호는 저항(Ra, Rb)를 통하여 출력 버퍼로 전송될 수 있다. 예를 들어, Ra와 Rb는 모두 0 ohm일 수 있다.

데이터 구동부(500)는 출력 버퍼, 디지털아날로그변환기, 데이터 래치(data latch), 쉬프트 레지스터(shift register), 그리고 리시버(receiver)를 포함할 수 있다.

전하 공유부(A, B)는 부온도계수 저항을 포함하며, 온도에 따라 저항값이 달라지는 부온도계수 저항에 의해, 출력되는 전하공유 제어 신호(charge share control signal)(CSMODE0, CSMODE1)가 달라질 수 있다. 예를 들어, 상온에서 CSMODE0은 하이(high) 값으로 인식되고 CSMODE1(low)은 로우 값으로 인식되며, 이 경우 도 5의 전하 공유 기술이 데이터 구동부(500)에 적용되며, 전하 공유는 데이터 전압의 극성 반전시에만 발생할 수 있다. 상온보다 낮은 저온에서 CSMODE0은 로우 값으로 인식되고 CSMODE1은 하이 값으로 인식되며, 이 경우 도 6의 전하 공유 기술이 데이터 구동부(500)에 적용되며, 전하 공유는 매 1 수평주기(1 H)마다 발생할 수 있다. 만약 CSMODE0와 CSMODE1이 모두 하이 값으로 인식되거나, 모두 로우 값으로 인식되는 경우 전하 공유는 디스에이블(disable)될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 전하 공유부(A, B)는 부온도 계수 저항을 이용하는 분압 회로를 포함하며, 부온도계수 저항은 온도가 낮아질수록 저항값이 커진다.

도 7을 참고하면, 전하 공유부(A)에서, 정상 저항(normal resistor)(R1)은 저전압강하출력부(700)의 입력 전압(Vin)에 연결되어 있으며, 부온도계수 저항(R2)은 접지되어 있으며, 정상 저항(R1)과 부온도계수 저항(R2)의 사이에 전하공유 제어 신호(CSMODE0)를 출력하는 단자가 연결되어 있다. 예를 들어, Vin은 5 V일 수 있고, R1은 4 Kohm일 수 있으며, R2는 도 8에 도시된 저항 특성을 갖는 1 Kohm의 NTC 저항일 수 있다. 전하 공유부(A)의 동작을 살펴본다. 예를 들어, 도 9를 참고하면, 약 섭씨 5 도인 경우 R2는 약 2 Kohm이고 CSMODEO 전압은 약 1.7 V이며, 약 섭씨 -20 도인 경우 R2는 약 8 Kohm이고 CSMODE0 전압은 약 3.3 V이다. CSMODE0 전압이 약 1.7 V 이상인 경우 CSMODE0은 하이 값으로 인식되고, CSMODE0 전압이 1.7 V 이하인 경우 CSMODE0은 로우 값으로 인식된다. 이에 따라 상온보다 낮은 저온에서 CSMODE0은 하이 값으로 인식되고, 상온에서 CSMODE0은 로우 값으로 인식된다.

도 7을 참고하면, 전하 공유부(B)에서, 부온도계수 저항(R3)은 저전압강하출력부(700)의 출력 전압(DVDD)에 연결되어 있으며, 정상 저항(R4)은 접지되어 있으며, 부온도계수 저항(R3)과 정상 저항(R4)의 사이에 전하공유 제어 신호(CSMODE1)를 출력하는 단자가 연결되어 있다. 예를 들어, DVDD는 3.3 V일 수 있고, R3은 도 8에 도시된 저항 특성을 갖는 1 Kohm의 NTC 저항일 수 있으며, R4는 5 Kohm일 수 있다. 전하 공유부(B)의 동작을 살펴본다. 예를 들어, 도 10을 참고하면, 약 섭씨 -10 도인 경우 R3는 약 5 Kohm이고 CSMODE1 전압은 약 1.7 V이며, 약 섭씨 70 도인 경우 R2는 약 0 Kohm에 가까운 값이고 CSMODE1 전압은 약 3.3 V에 가까운 값이다. CSMODE1 전압이 약 1.7 V 이상인 경우 CSMODE1은 하이 값으로 인식되고, CSMODE1 전압이 1.7 V 이하인 경우 CSMODE1은 로우 값으로 인식된다. 이에 따라 상온에서 CSMODE1은 하이 값으로 인식되고, 상온보다 낮은 저온에서 CSMODE1은 로우 값으로 인식된다.

도 11 및 도 12를 참고하면, 도 4와 같은 화소 배치를 갖고 2 점 반전 구동을 수행하는 액정 표시 장치에서 스캔 개시 신호(STVP), 클록 신호(CK), 데이터 전압(DATA), 그리고 수평동기신호(TP)의 신호 파형이 측정되었으며, 저온에서 자주색 현상이 발생되지 않았다. 주파수는 75 Hz이다. 도 11에 도시된 것처럼, 상온에서 극성 반전시에만 전하 공유가 이루어진다. 도 12에 도시된 것처럼, 저온에서 1 수평주기(1 H)마다 전하 공유가 이루어지며, 데이터 전압이 동일 극성이 유지되는 구간에서 데이터 전압의 충전량이 감소되어 극성 반전시의 데이터 전압의 충전량과 같아진다.

도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 전압의 파형도이고, 도 15는 혼색 패턴이 입력된 액정 표시 장치를 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 전압의 파형도이고, 도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 전압의 파형도이다.

액정 표시 장치는 패턴감지부(pattern detection unit)(620)에 의해 혼색 패턴을 인식하며, 혼색 패턴이 인식된 경우 데이터 구동부(500)는 전하 공유 시간을 늘리며, 이에 따라 데이터 전압의 충전 시간이 증가하여 세로줄 현상이 방지될 수 있다.

예를 들어, 도 13을 참고하면, 메모리 버퍼를 이용하여 패턴 감지부(620)는 화소의 데이터가 일정한 패턴으로 반복되는 혼색 패턴을 감지한다. 패턴 감지부(620)는 저전압차분신호(low voltage differential signal)을 입력 받고, 혼색 패턴인 경우 수평동기신호(TP)의 펄스폭을 가변하는 신호를 데이터 구동부(500)로 전송하며, 혼색 패턴이 아닌 경우 수평동기화신호(TP)를 바이패스(bypass)한다. 패턴 감지부(620)가 혼색 패턴을 감지한 경우, 1 수평주기(1 H)마다 전하 공유 기술이 적용될 수 있으며, 극성 반전시에만 전하 공유 기술이 적용될 수도 있다. 데이터 구동부(500)는 패턴 감지부(620)로부터 전달 받은 신호에 기초하여 데이터 전압을 액정 표시판 조립체(300)에 인가한다.

혼색 패턴은 예로 노랑 패턴(yellow pattern)이 도 14에 도시되어 있다. 도 14에서, R은 빨강색, G는 녹색, B는 검정색이다. 도 14를 참고하면, n 번째 데이터선과 (n+3) 번째 데이터선에서 선충전시 데이터가 모두 화이트이지만, (n+1) 번째 데이터선, (n+2) 번째 데이터선, 그리고 (n+4) 번째 데이터선에서 선충전시 데이터는 모두 블랙이다. 도 15를 참고하면, 인접한 데이터선에서 선충전 데이터 전압의 차이가 큰 경우, 데이터 전압의 충전 시간이 충분하지 않으면, 충전 편차(d1)가 커질 수 있으며, 세로줄 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 도 13의 액정 표시 장치에서는 도 14와 같은 혼색 패턴이 입력되어도, 전하 공유 시간을 늘림으로써 충전 편차(d1)을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 세로줄 현상이 방지될 수 있다.

도 16 및 도 17을 참고하면, 도 4와 같은 화소 배치를 갖고 2 점 반전 구동을 수행하는 액정 표시 장치에서 전하 공유 시간을 변경하면서 인접한 데이터선의 충전 편차를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.

전하공유시간(μsec)	0	1.0	2.0
충전 편차(mV)	318.2	212.3	0

도 16을 참고하면, 전하 공유 기술이 적용되지 않은 경우, n 번째 데이터선과 (n+1) 번째 데이터선에 충전되는 데이터 전압의 차이가 318.2 mV인 것을 알 수 있다. 도 17을 참고하면, 전하 공유 기술이 적용되며, 전하 공유 시간이 2.0 μsec으로 늘었을 때, n 번째 데이터선과 (n+1) 번째 데이터선에 충전되는 데이터 전압의 차이가 0 mV인 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
800: 계조 전압 생성부

Claims

화소,
입력 영상 신호 및 입력 제어 신호를 입력 받고, 처리 영상 신호 및 제어 신호를 출력하는 신호 제어부, 그리고
상기 제어 신호에 기초하여 상기 처리 영상 신호를 데이터 전압으로 바꾸어 상기 화소에 공급하고, 데이터 구동부의 온도에 기초하여 극성이 서로 다른 홀수 채널(odd channel)의 홀수 채널 데이터 전압과 짝수 채널(even channel)의 짝수 채널 데이터 전압의 전하(charge)를 공유하는 데이터 구동부
를 포함하고,
상온(room temperature)에서 상기 홀수 채널 데이터 전압의 극성 또는 상기 짝수 채널 데이터 전압의 극성이 바뀔 때 상기 전하를 공유하고, 상온보다 낮은 온도에서 상기 홀수 채널 데이터 전압의 극성 또는 상기 짝수 채널 데이터 전압의 극성이 바뀌지 않을 때 상기 전하를 공유하는, 액정 표시 장치.
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제1항에서,
상기 화소는 서로 좌우로 인접하여 위치하는 제1 화소 및 제2 화소를 포함하고, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소의 사이에 데이터선이 위치하고, 상기 데이터선은 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
제4항에서,
상기 데이터 구동부는 2 점 반전(two dot inversion) 구동이 적용되는 액정 표시 장치.
제5항에서,
혼색 패턴(mixed color pattern)을 인식하는 패턴감지부(pattern detection unit)를 더 포함하고, 상기 혼색 패턴이 인식되었을 때 상기 데이터 구동부는 전하 공유 시간을 늘리는 액정 표시 장치.
제1항에서,
상기 입력 제어 신호는 반전 신호를 포함하고, 상온에서 상기 반전 신호에 기초하여 극성 반전시에만 상기 전하를 공유하는 액정 표시 장치.
제7항에서,
상기 입력 제어 신호는 수평동기신호를 포함하고, 상온보다 낮은 온도에서 상기 수평동기신호에 기초하여 1 수평주기(1 H)마다 상기 전하를 공유하는 액정 표시 장치.
제1항에서,
부온도계수(negative temperature coefficient) 저항을 이용하는 분압 회로를 구현하는 전하 공유부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제9항에서,
상기 전하 공유부는 제1 전하 공유부 및 제2 전하 공유부를 포함하고, 상기 제1 전하 공유부는 제1 정상 저항(normal resistor) 및 제1 부온도계수 저항을 포함하고 제1 전하공유 제어 신호(charge share control signal)를 출력하고, 상기 제2 전하 공유부는 제2 정상 저항 및 제2 부온도계수 저항을 포함하고 제2 전하공유 제어 신호(charge share control signal)를 출력하는 액정 표시 장치.
제10항에서,
상기 제1 정상 저항은 저전압강하출력부(low drop output unit)의 입력 전압에 연결되어 있고, 상기 제1 부온도계수 저항은 접지되어 있고, 그리고 상기 제1 정상 저항과 상기 제1 부온도계수 저항의 사이에 상기 제1 전하 공유 제어 신호를 출력하는 단자가 연결되어 있고, 그리고
상기 제2 부온도계수 저항은 상기 저전압강하출력부의 출력 전압에 연결되어 있고, 상기 제2 정상 저항은 접지되어 있고, 그리고 상기 제2 정상 저항과 상기 제2 부온도계수 저항의 사이에 상기 제2 전하 공유 제어 신호를 출력하는 단자가 연결되어 있는
액정 표시 장치.
제10항에서,
상온에서 상기 제1 전하공유 제어 신호는 하이 값을 갖고 상기 제2 전하공유 제어 신호는 로우 값을 가지며, 상온보다 낮은 온도에서 상기 제1 전하공유 제어 신호는 로우 값을 갖고 상기 제2 전하공유 제어 신호는 하이 값을 갖는 액정 표시 장치.
제1항에서,
데이터 구동부는 제1 스위치, 제2 스위치, 상기 제1 스위치를 통하여 상기 홀수 채널 또는 상기 짝수 채널에 연결되는 제1 축전기, 상기 제2 스위치를 통하여 상기 홀수 채널 또는 상기 짝수 채널에 연결되는 제2 축전기, 그리고 상기 제1 축전기 및 상기 제2 축전기를 연결시키거나 연결시키지 않는 제3 스위치를 포함하는 액정 표시 장치.
제13항에서,
상기 제3 스위치를 통해 상기 제1 축전기 및 상기 제2 축전기가 연결되었을 때, 상기 제1 축전기에 충전되어 있는 데이터 전압과 상기 제2 축전기에 충전되어 있는 데이터 전압의 전하를 공유하는 액정 표시 장치.
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제1항에서,
혼색 패턴(mixed color pattern)을 인식하는 패턴감지부(pattern detection unit)를 더 포함하고, 상기 혼색 패턴이 인식되었을 때 상기 데이터 구동부는 전하 공유 시간을 늘리는 액정 표시 장치.