KR102099281B1

KR102099281B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR102099281B1
Application number: KR1020130128082A
Authority: KR
Inventors: 김훈태; 박윤재
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2020-04-10
Also published as: US20150116373A1; KR20150047965A; US9548033B2

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 게이트 라인, 복수의 데이터 라인 및 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널; 상기 복수의 게이트 라인에 연결되어 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부; 상기 복수의 데이터 라인에 연결되어 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부; 및 영상 신호를 수신하고, 상기 게이트 구동부와 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부;를 포함한다. 상기 신호 제어부는 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 영상 신호마다 두 개의 보정 데이터를 발생시킬 수 있고, 상기 두 개의 보상 룩업 테이블은 동일한 계조에 대하여 극성별 화소 전압의 절대값이 실질적으로 동일해지도록 하는 룩업 테이블이다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 액정 표시 패널의 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가하여 전계를 형성함으로써 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 투광률을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.

액정 물질에 같은 방향의 전계를 계속해서 인가하면 열화가 일어나기 때문에, 이를 방지하기 위해서 공통 전극에 인가되는 전압에 대한 화소 전극에 인가되는 전압의 극성을 반전시키는 구동을 하는 것이 일반적이다.

액정 표시 패널에는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터가 사용되는데, 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 간에 발생되는 기생 용량으로 인해 킥백(kick-back) 전압이 발생한다. 킥백 전압은 화소 전극에 인가된 전압을 왜곡시키는데, 킥백 전압에 의한 전압 왜곡은 화소 전극의 전압을 그 극성에 관계없이 끌어내리는 방향으로 나타나고, 킥백 전압의 크기 즉, 전압 왜곡의 정도는 계조별로 서로 다르게 나타난다.

따라서 킥백 전압은 화소 전극의 양의 극성의 유효 전압과 음의 극성의 유효 전압 간에 비대칭을 초래하고, 이것은 액정 표시 패널에 영상이 표시될 때 잔상, 플리커(flicker), 크로스토크(crosstalk) 등을 발생시켜, 액정 표시 장치의 표시 품질을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 킥백 전압을 보상할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 게이트 라인, 복수의 데이터 라인 및 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널; 상기 복수의 게이트 라인에 연결되어 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부; 상기 복수의 데이터 라인에 연결되어 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부; 및 영상 신호를 수신하고, 상기 게이트 구동부와 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부;를 포함한다. 상기 신호 제어부는 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 영상 신호마다 두 개의 보정 데이터를 발생시킬 수 있고, 상기 두 개의 보상 룩업 테이블은 동일한 계조에 대하여 극성별 화소 전압의 절대값이 실질적으로 동일해지도록 하는 룩업 테이블이다.

각각의 보상 룩업 테이블은 영상 신호의 전체 계조에 대한 보정 데이터를 발생시키기 위한 룩업 테이블일 수 있다.

상기 신호 제어부는 각각의 보상 룩업 테이블을 사용하여 양의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 보정 데이터와 음의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 보정 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 신호 제어부는 상기 두 개의 보정 데이터에 색상 보정 룩업 테이블을 사용하여 두 개의 보정 영상 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 신호 제어부는 화소에 인가될 데이터 전압의 극성을 판단하고, 상기 두 개의 보정 영상 데이터 중 해당 화소의 극성에 적용되도록 생성된 보정 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공할 수 있다.

상기 액정 표시 패널은 복수의 영역으로 나뉠 수 있고, 상기 신호 제어부는 상기 복수의 영역에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 포함할 수 있고, 영역별로 해당 영역에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 보정 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 신호 제어부는 복수의 액정 표시 패널에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 포함할 수 있고, 해당 액정 표시 패널에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 보정 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 두 개의 보상 룩업 테이블은 두 개의 색상 보정 룩업 테이블에 각각 통합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 구동하는 방법은, 영상 신호를 신호 제어부가 수신하는 단계; 및 상기 신호 제어부가 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 영상 신호마다 두 개의 보정 데이터를 발생시키는 단계;를 포함하고, 상기 두 개의 보상 룩업 테이블은 동일한 계조에 대하여 극성별 화소 전압의 절대값이 실질적으로 동일해지도록 하는 룩업 테이블이다.

상기 방법은 두 개의 보정 데이터를 발생시키는 단계 후, 상기 신호 제어부가 상기 두 개의 보정 데이터에 색상 보정 룩업 테이블을 사용하여 두 개의 보정 영상 데이터를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 두 개의 보정 영상 데이터를 발생시키는 단계 후, 상기 신호 제어부가 화소에 인가될 데이터 전압의 극성을 판단하고, 상기 두 개의 보정 영상 데이터 중 해당 화소의 극성에 적용되도록 생성된 보정 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 액정 표시 패널은 복수의 영역으로 나뉠 수 있고, 상기 신호 제어부는 상기 복수의 영역에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블 중 영역별로 해당 영역에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 보정 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 신호 제어부는 복수의 액정 표시 패널에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블 중 해당 액정 표시 패널에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 상기 보정 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 두 개의 보상 룩업 테이블이 두 개의 색상 보정 룩업 테이블에 각각 통합되어 있을 수 있다.

본 발명에 따라서, 킥백 전압에 의한 영향을 계조별로 모두 보상함으로써 표시 품질을 높일 수 있다. 예컨대, 화면에 잔상, 플리커, 얼룩 등이 시인되는 것을 개선할 수 있고, 셔터 글래스 방식의 삼차원 영상 구현 시 크로스토크를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 열 반전(column inversion) 구동과 관련하여 극성에 따른 전압 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 액정 표시 장치의 킥백 전압을 보상하기 위한 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명이 적용되기 전후의 액정 표시 장치에서 공통 전압과 화소 전압의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 액정 표시 장치의 킥백 전압을 보상하기 위한 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 하나의 액정 표시 패널에서 영역별 차이가 나는 킥백 전압을 보상하는 방안과 관련된 도면이다.
도 8은 액정 표시 패널 간 차이가 나는 킥백 전압을 보상하는 방안과 관련된 도면이다.

첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는 영상을 표시하는 액정 표시 패널(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600)를 포함한다. 도 1에는 액정 표시 장치(1)의 외부에 위치하는 그래픽 처리부(10)가 또한 도시되어 있다.

그래픽 처리부(10)는 영상 신호(R, G, B)와 제어 신호(CONT)를 액정 표시 장치(1)의 신호 제어부(600)로 제공한다. 상기 제어 신호(CONT)는 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 클록 신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함한다. 영상 신호(R, G, B)와 제어 신호(CONT)는 예컨대 LVDS(low voltage differential signaling) 방식으로 신호 제어부(600)로 전송될 수 있다.

액정 표시 패널(300)은 서로 마주하는 하부 및 상부 패널(100, 200)과 그 사이에 개재된 액정층(3)을 포함한다. 액정 표시 패널(300)은 복수의 게이트 라인(G1-Gn)과 복수의 데이터 라인(D1-Dm)을 포함한다. 복수의 게이트 라인(G1-Gn)은 대략 가로 방향으로 연장되어 있으며, 복수의 데이터 라인(D1-Dm)은 복수의 게이트 라인(G1-Gn)과 절연되어 교차하면서 대략 세로 방향으로 연장되어 있다.

하나의 게이트 라인(G1-Gn) 및 하나의 데이터 라인(D1-Dm)은 하나의 화소(PX)와 연결되어 있다. 이러한 화소(PX)는 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 각각의 화소(PX)는 박막 트랜지스터(Q), 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(Q)의 제어 단자는 하나의 게이트 라인(G1-Gn)에 연결되고, 박막 트랜지스터(Q)의 입력 단자는 하나의 데이터 라인(D1-Dm)에 연결되며, 박막 트랜지스터(Q)의 출력 단자는 액정 커패시터(Clc)의 일측 단자인 화소 전극(191) 및 유지 커패시터(Cst)의 일측 단자에 연결될 수 있다. 액정 커패시터(Clc)의 타측 단자는 공통 전극(270)에 연결되며, 유지 커패시터(Cst)의 타측 단자는 유지 전압을 인가받을 수 있다. 액정 표시 패널(300)의 유형에 따라서는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)이 모두 하부 패널(100)에 위치하도록 형성될 수 있다.

게이트 라인(G1-Gn)과 화소 전극(191) 간에는 용량성 결합 성분인 기생 커패시터(도시되지 않음)로 인해, 화소(PX)에 충전된 전압(이하, "화소 전압"이라고 함)의 레벨이 게이트 온 전압에서 게이트 오프 전압으로 바뀔 때 떨어지는 현상이 발생한다. 이때 떨어지는 전압의 크기를 킥백 전압이라고 하며, 킥백 전압은 극성에 상관없이 모두 전압이 떨어진다. 그 결과, 액정 표시 장치의 화면에 잔상, 플리커 등을 발생시킨다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 처리부(10)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 제어 신호(CONT) 즉, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 클록 신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 수신한다. 신호 제어부(600)는 영상 신호(R, G, B)와 제어 신호(CONT)를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시 패널(300)의 동작 조건에 적합하게 처리한 후, 영상 데이터(DAT), 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 클록 신호를 생성하여 출력한다.

신호 제어부(600)는 킥백 전압으로 인한 화소 전압의 비대칭을 사전에 보상하기 위해, 하나의 영상 신호(R, G, B)에 대해 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 두 개의 보정 데이터를 발생시킬 수 있다. 두 개의 보정 데이터 중 하나는 양의 데이터 전압이 인가되는 화소에 적용될 수 있고 다른 하나는 음의 데이터 전압이 인가되는 화소에 적용될 수 있다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(start pulse vertical signal)(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 생성의 기준이 되는 클록 신호(clock pulse vertical signal)(CPV)를 포함한다. 주사 시작 신호(STV)의 출력 주기는 1 프레임 또는 리프레시 레이트(refresh rate)와 일치한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(output enable signal)(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 지시하는 수평 시작 신호(start pulse horizontal signal)(STH)와 데이터 라인(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(TP) 등을 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시키는 반전 신호(REV)를 더 포함할 수 있다.

액정 표시 패널(300)의 복수의 게이트 라인(G1-Gn)은 게이트 구동부(400)와 연결되어 있으며, 신호 제어부(600)로부터 인가된 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라서 게이트 온 전압(Von)이 순차적으로 인가되고, 게이트 온 전압(Von)이 인가되지 않는 구간에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가된다.

액정 표시 패널(300)의 복수의 데이터 라인(D1-Dm)은 데이터 구동부(500)와 연결되어 있으며, 데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터 데이터 제어 신호(CONT2) 및 영상 데이터(DAT)를 수신한다. 데이터 구동부(500)는 계조 전압 생성부(도시하지 않음)에서 생성된 계조 전압을 이용하여 영상 데이터(DAT)를 데이터 전압으로 변환하고 이를 데이터 라인(D1-Dm)으로 전송한다. 데이터 전압은 공통 전압을 기준으로 양의 극성의 데이터 전압과 음의 극성의 데이터 전압을 포함한다. 양의 극성의 데이터 전압과 음의 극성의 데이터 전압은 프레임, 그리고 행(row) 및/또는 열(column)을 기준으로 교대로 인가되어 반전 구동한다. 이에 따라 반전 구동은 프레임 반전, 열 반전, 행 반전 (또는 라인 반전), 점(dot) 반전 등의 방식으로 구분될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 열 반전(column inversion) 구동과 관련하여 극성에 따른 전압 관계를 나타낸 도면이다.

열 반전은 한 화소 열에 인가되는 데이터 전압의 극성이 동일하고 인접한 화소 열 간에는 극성이 반대이고, 프레임마다 각 화소 열의 극성이 반전되는 구동 방식이다. 예컨대, 어느 한 프레임에서 홀수 화소 열(D1, D3, D5, …)에는 모두 양의 데이터 전압이 인가되고 짝수 화소 열(D2, D4, D6, …)에는 모두 음의 데이터 전압이 인가되고, 그 바로 다음 프레임에서는 홀수 화소 열(D1, D3, D5, …)에는 모두 음의 데이터 전압이 인가되고 짝수 화소 열(D2, D4, D6, …)에는 모두 양의 데이터 전압이 인가된다.

킥백 전압으로 인한 화소 전압의 극성 간 불일치로 인한 휘도 차가 열별로 나타나므로 열 반전 구동은 점 반전 구동에 비해 플리커가 시인되기 쉽고 더욱이 무빙 세로줄(moving vertical line)이 나타날 수 있는 문제가 있지만, 한 프레임에서 행마다 극성을 반전시키지 않으므로 상대적으로 소비 전력이 낮고 데이터 구동부의 온도 상승이 적다.

이제 본 발명의 일 실시예에 따라서 킥백 전압으로 인한 화소 전압의 비대칭을 사전에 보상하여 화소 전압이 대칭이 되게 하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명이 적용되기 전후의 액정 표시 장치에서 공통 전압과 화소 전압의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 액정 표시 장치의 킥백 전압을 보상하기 위한 구동 방법을 나타내는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 액정 표시 장치의 전압을 보상하기 위한 구동 방법을 나타내는 순서도이다.

액정 표시 장치의 신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 처리부(10)로부터 영상 신호(R, G, B)를 수신하면, 각각의 영상 신호에 대해 양의 보상 룩업 테이블과 음의 보상 룩업 테이블을 사용하여 양의 보정 데이터(Data+)와 음의 보정 데이터(Data-)를 각각 발생시킬 수 있다.

여기서 양의 보정 데이터(Data+)는 양의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 데이터이고, 음의 보정 데이터(Data-)는 음의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 데이터이다. 상기 양의 및 음의 보상 룩업 테이블은 킥백 전압에 의한 영향을 고려하여 사전에 영상 데이터를 예컨대 계조값을 보정하는 룩업 테이블이다. 상기 보상 룩업 테이블들은 액정 표시 패널의 특성을 고려하여 전체 계조에 대하여 작성될 수 있다.

실시예에 따라서는 각각의 영상 신호에 대하여 양의 보상 룩업 테이블 또는 음의 보상 룩업 테이블만을 사용하여 양의 보정 데이터(Data+) 또는 음의 보정 데이터(Data-)만을 발생시킬 수도 있다. 즉, 신호 제어부(600)는 영상 신호가 양의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용될지 또는 음의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용될지를 판단하고, 해당 화소의 극성에 적합한 보상 룩업 테이블만을 사용하여 하나의 보정 데이터를 발생시킬 수 있다. 이 경우 데이터 처리 부하가 줄어들 수 있다.

동일한 계조를 표현하는 양의 데이터 전압과 음의 데이터 전압이 각 화소에 인가되더라도 킥백 전압으로 인해 음의 화소 전압과 양의 화소 전압의 절대값이 다르게 된다. 예컨대, 음의 화소 전압의 절대값이 양의 화소 전압의 절대값보다 클 수 있다. 공통 전압의 레벨을 조정함으로써 즉, 양의 화소 전압과 음의 화소 전압이 공통 전압을 기준으로 대칭이 되도록 공통 전압을 예컨대 낮춤으로써 특정 계조에서 두 극성의 화소 전압의 절대값을 동일하게 할 수도 있다.

그러나 킥백 전압의 영향이 계조별로 다르게 나타나므로, 어느 한 계조에서 화소 전압이 공통 전압에 대해 대칭이 되도록 만들더라도, 대부분의 다른 계조에서는 화소 전압이 공통 전압에 대해 대칭이 되기 어렵다. 따라서 본 발명에서는 공통 전압의 레벨을 변경하기보다는, 도 4에서 실선으로 도시된 그래프와 같이, 전체 계조(예컨대 0 내지 255 계조)에 걸쳐 두 극성의 화소 전압이 공통 전압에 대해 대칭이 될 수 있게 하는 작업을 신호 제어부(600)가 수행한다. 다만, 그렇다고 하여, 공통 전압의 레벨의 변경을 병행하는 것을 본 발명이 배제하는 것은 아니다.

제어부(600)는 전체 계조에 걸쳐 양의 화소 전압과 음의 화소 전압이 공통 전압에 대해 대칭이 되게 하도록 (달리 말하면, 각 계조마다 양의 화소 전압의 절대값과 음의 화소 전압의 절대값이 같아지게 하도록), 양의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용될 보정 데이터(Data+)와 음의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용될 보정 데이터(Data-)를 상기와 같은 별도의 보상 룩업 테이블을 사용하여 생성한다.

동일한 계조에 대하여, 양의 보정 데이터(Data+)와 음의 보정 데이터(Data-)는 서로 다른 룩업 테이블을 사용하여 생성된 데이터이므로 데이터 값이 다를 수 있다. 예컨대, 제어부(600)가 127 계조의 영상 신호를 수신한 경우, 양의 보상 룩업 테이블을 사용하여 128 계조의 보정 데이터(Data+)를 출력하고 음의 보상 룩업 테이블을 사용하여 126 계조의 보정 데이터(Data-)를 출력할 수 있다.

신호 제어부(600)는 생성된 양의 보정 데이터(Data+) 및 음의 보정 데이터(Data-)에 색상 보정 룩업 테이블을 사용하여 양의 보정 영상 데이터(DAT+)와 음의 보정 영상 데이터(DAT-)를 생성한다. 색상 보정 룩업 테이블은 액정 표시 패널의 특성에 맞게 R, G, B 세 색상을 정확하게 표현하는 ACC(accurate color control) 관련 룩업 테이블이다.

신호 제어부(600)는 보정 영상 데이터(DAT+, DAT-)를 생성한 후, 예컨대 반전 신호(REV)에 따라 화소에 인가되어야 할 데이터 전압의 극성을 판단하고, 해당 화소의 극성이 양인 경우 양의 보정 영상 데이터(DAT+)를 출력하고, 해당 화소의 극성이 음인 경우 음의 보정 영상 데이터(DAT-)를 출력한다.

예컨대, 열 반전 구동하는 도 3을 참조하면, 특정 프레임에서, 홀수 화소 열(D1, D3, D5, …)을 양의 데이터 전압으로 충전할 때 신호 제어부(600)는 데이터 구동부(500)로 양의 보정 영상 데이터(DAT+)를 공급하고, 짝수 화소 열(D2, D4, D6, …)을 음의 데이터 전압으로 충전할 때 음의 보정 영상 데이터(DAT-)를 공급한다. 그 다음 프레임에서는 데이터 전압의 극성이 열마다 반전되므로, 신호 제어부(600)는 홀수 화소 열(D1, D3, D5, …)의 충전을 위한 음의 보정 영상 데이터(DAT-)를 공급하고 짝수 화소 열(D2, D4, D6, …)의 충전을 위한 양의 보정 영상 데이터(DAT+)를 공급한다.

양의 보정 영상 데이터(DAT+)를 수신한 데이터 구동부(500)는 계조별로 다른 레벨을 갖는 다수의 계조 전압을 이용하여 해당 데이터를 양의 데이터 전압으로 변환하고, 데이터 라인을 통해 화소에 인가한다. 마찬가지로, 음의 보정 영상 데이터(DAT-)를 수신한 데이터 구동부(500)는 계조별로 다른 레벨을 갖는 다수의 계조 전압을 이용하여 해당 데이터를 음의 데이터 전압으로 변환하고, 데이터 라인을 통해 화소에 인가한다. 양의 및 음의 보정 영상 데이터(DAT+, DAT-)는 이미 킥백 전압으로 인해 양의 화소 전압과 음의 화소 전압이 비대칭이 되는 것을 고려하여 이들이 대칭을 이룰 수 있도록 설정된 데이터이고, 이것은 전술한 양의 및 음의 보상 룩업 테이블을 사용하여 입력 영상 신호(R, G, B)를 보정한 결과이다. 따라서 각각이 화소의 극성에 맞게 적용됨으로써, 동일한 계조의 영상 신호(R, G, B)에 대하여 양의 화소 전압과 음의 화소 전압이 대칭일 수 있다.

도 4를 참조하면, 점선은 화소의 극성에 관계없이 동일한 영상 데이터(DAT)를 데이터 구동부(500)로 제공하여 데이터 구동부(500)가 단지 데이터 전압의 극성만을 달리하면서 화소에 인가한 경우의 화소 전압을 나타내고, 실선은 전술한 양 및 음의 보정 영상 데이터(DAT+, DAT-)를 화소의 극성에 따라 제공한 경우의 화소 전압을 나타낸다. 점선의 경우 킥백 전압의 영향으로 인해 양의 화소 전압과 음의 화소 전압이 공통 전압에 대해 대칭이 아니지만, 실선의 경우 킥백 전압의 영향이 양의 및 음의 보상 룩업 테이블에 의해 이미 보정되었으므로 양의 화소 전압과 음의 화소 전압이 전 계조에 걸쳐 공통 전압에 대해 대칭이 될 수 있다. 참고로, 도면에서 공통 전압 상하로 있는 양방향 화살표의 쌍은 양의 및 음의 화소 전압 곡선이 공통 전압으로부터의 같은 거리에 있음을 의미한다.

본 발명의 실시예에 의할 경우, 킥백 전압 보상 회로를 추가하거나 액정 표시 장치에 어떤 물리적 변경을 가하지 않고, 단지 두 개의 룩업 테이블을 추가하고 그 사용 조건을 설정함으로써 킥백 전압을 능동적으로 보상할 수 있다.

한편, 도 5에 도시되지 않았지만, 색상 보정 룩업 테이블이 적용된 후 오버슈트(overshoot) 및 언더슈트(undershoot)를 이용하는 DCC(dynamic capacitance compensation) 관련 룩업 테이블인 응답 속도(response time) 개선 룩업 테이블이 사용될 수 있다.

도 6의 실시예는 도 5의 실시예와 달리 양의 및 음의 보상 룩업 테이블을 색상 보정 룩업 테이블과 함께 작성한 경우이다. 즉, 도 5의 실시예에서는 입력 영상 신호(R, G, B)에 양의 보상 룩업 테이블과 음의 룩업 테이블을 사용하여 양의 보정 데이터(Data+)와 음의 보정 데이터(Data-)를 생성한 후, 각각의 생성된 보상 데이터에 색상 보정 룩업 테이블을 사용하여 양의 보정 영상 데이터(DAT+)와 음의 보정 영상 데이터(DAT-)를 생성한다. 반면, 도 6의 실시예는 보상 룩업 테이블을 따로 마련하지 않고, 색상 보정 룩업 테이블 자체를 킥백 전압에 의한 영향을 사전에 보상할 수 있도록 극성별로 작성하고 (즉, 양의 보상 및 색상 보정 룩업 테이블과 음의 보상 및 색상 보정 룩업 테이블), 이것들을 사용하여 입력 영상 신호(R, G, B)를 양의 보정 영상 데이터(DAT+) 및 음의 보정 영상 데이터(DAT-)로 변환한다. 이후 단계는 도 5의 실시예와 동일할 수 있다. 즉, 신호 제어부(600)는 반전 신호(REV)에 따라 화소에 인가되어야 할 데이터 전압의 극성을 판단하고, 해당 화소의 극성에 따라 양의 보정 영상 데이터(DAT+) 또는 음의 보정 영상 데이터(DAT-)를 출력한다. 데이터 구동부(500)는 화소의 극성에 맞는 극성의 보정 영상 데이터를 수신하여 해당 극성의 데이터 전압으로 변환하고 화소에 인가한다.

도 6의 실시예는 룩업 테이블의 개수와 단계가 줄어들 수 있는 이점이 있는 반면, 킥백 전압 보상과 색상 보정을 동시에 고려해야 하므로 룩업 테이블의 작성이 복잡해질 수 있다.

도 7은 하나의 액정 표시 패널에서 영역별 차이가 나는 킥백 전압을 보상하는 방안과 관련된 도면이다.

액정 표시 패널은 그 제작 공정에 따라 고유의 패널 특성 특히, 감마 특성이 결정되는데, 계조와 휘도의 관계인 감마값은 기판의 위치에 따라 다르게 나타날 수 있고, 그 결과 기판의 위치에 따라 킥백 전압이 차이가 날 수 있다. 따라서 하나의 액정 표시 패널을 복수의 영역으로 구분하여, 영역별로 다른 보상 룩업 테이블들을 적용하면 보다 균질한 화질 특성을 구현할 수 있다.

도 7에 도시된 큰 사각형이 전체 패널 영역이라고 한다면, 예컨대 감마 편차가 소정 값 이상으로 나타날 수 있는 영역을 A1, A2 등과 같이 블록 단위로 구분하고, 각 영역의 감마 특성을 고려하여 각 영역마다 다르게 작성된 양의 및 음의 보상 룩업 테이블을 해당 영역에 사용하여 킥백 전압을 사전에 보상할 수 있다. 이 경우 구분된 영역의 개수만큼 양의 및 음의 보상 룩업 테이블이 필요하다.

도 8은 액정 표시 패널 간 차이가 나는 킥백 전압을 보상하는 방안과 관련된 도면이다.

한 라인에서 액정 표시 패널이 제조되더라도 패널마다 감마 특성에 있어 산포가 존재하므로, 패널마다 킥백 전압 특성이 다를 수 있다. 따라서 패널마다 양의 및 음의 보상 룩업 테이블을 다르게 적용할 수 있다. 예컨대, 제조된 액정 표시 패널 중 감마 특성이 공정치의 중간에 있는 액정 표시 패널(P1)에 대하여 킥백 전압 보상에 최적화된 양의 및 음의 보상 룩업 테이블을 작성하고, 패널 간 감마 특성의 편차를 고려하여 상기 최적화된 양의 및 음의 보상 룩업 테이블을 조정한 복수의 양의 및 음의 보상 룩업 테이블들을 마련한다. 그 다음, 각 패널(P1, P2, P3, …, Pn)에 적합한 보상 룩업 테이블들을 사용하여 킥백 전압을 사전 보상함으로써 최적의 화질을 구현할 수 있다.

한편, 동일한 액정 표시 패널에 대해서도 복수의 보상 룩업 테이블이 사용될 수 있다. 예컨대, 액정 표시 패널을 장시간 구동하게 되면 패널 특성이 달라지고 그에 따라 킥백 전압 특성도 달라질 수 있다. 따라서 일정 구동 시간이 경과하면 처음에 사용된 보상 룩업 테이블 대신, 변경된 패널 특성에 적합한 보상 룩업 테이블을 사용함으로써, 액정 표시 장치의 사용에 따라 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

전술한 보상 룩업 테이블들은 EEPROM 같은 신호 제어부 외부에 위치한 메모리에 저장되고, 조건에 따라 신호 제어부가 선택하여 사용할 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 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

1: 액정 표시 장치 100: 하부 패널
200: 상부 패널 300: 액정 표시 패널
400 게이트 구동부 500: 데이터 구동부
600: 제어부 DAT: 영상 데이터
DAT+, DAT-: 보정 영상 데이터 Data+, Data-: 보정 데이터

Claims

복수의 게이트 라인, 복수의 데이터 라인 및 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널;
상기 복수의 게이트 라인에 연결되어 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부;
상기 복수의 데이터 라인에 연결되어 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부; 및
영상 신호를 수신하고, 상기 게이트 구동부와 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부;
를 포함하며,
상기 신호 제어부는 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 영상 신호마다 두 개의 보정 영상 데이터를 생성하고 상기 두 개의 보정 영상 데이터 중 하나를 출력하고, 상기 데이터 구동부는 상기 출력된 하나의 보정 영상 데이터에 기초하여 데이터 전압을 인가하고,
상기 두 개의 보상 룩업 테이블은 동일한 계조에 대하여 양의 화소 전압과 음의 화소 전압의 절대값이 실질적으로 동일해지도록 하는 룩업 테이블인 액정 표시 장치.
제1항에서,
각각의 보상 룩업 테이블은 영상 신호의 전체 계조에 대한 보정 영상 데이터를 생성하기 위한 룩업 테이블인 액정 표시 장치.
제2항에서,
상기 신호 제어부는 각각의 보상 룩업 테이블을 사용하여 양의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 보정 영상 데이터와 음의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 보정 영상 데이터를 생성하는 액정 표시 장치.
제3항에서,
상기 신호 제어부는 색상 보정 룩업 테이블을 더 사용하여 상기 두 개의 보정 영상 데이터를 생성하는 액정 표시 장치.
제4항에서,
상기 신호 제어부는 화소에 인가될 데이터 전압의 극성을 판단하고, 상기 두 개의 보정 영상 데이터 중 해당 화소의 극성에 적용되도록 생성된 보정 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하는 액정 표시 장치.
제2항에서,
상기 액정 표시 패널은 복수의 영역으로 나뉘고,
상기 신호 제어부는 상기 복수의 영역에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 포함하고, 영역별로 해당 영역에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 보정 영상 데이터를 생성하는 액정 표시 장치.
제2항에서,
상기 신호 제어부는 복수의 액정 표시 패널에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 포함하고, 해당 액정 표시 패널에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 보정 영상 데이터를 생성하는 액정 표시 장치.
제1항에서,
상기 두 개의 보상 룩업 테이블은 두 개의 색상 보정 룩업 테이블에 각각 통합된 액정 표시 장치.
신호 제어부가 영상 신호를 수신하는 단계;
상기 신호 제어부가 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 영상 신호마다 두 개의 보정 영상 데이터를 생성하고 상기 두 개의 보정 영상 데이터 중 하나를 출력하는 단계; 및
데이터 구동부가 상기 출력된 하나의 보정 영상 데이터에 기초하여 데이터 전압을 인가하는 단계;
를 포함하며,
상기 두 개의 보상 룩업 테이블은 동일한 계조에 대하여 양의 화소 전압과 음의 화소 전압의 절대값이 실질적으로 동일해지도록 하는 룩업 테이블인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제9항에서,
각각의 보상 룩업 테이블은 영상 신호의 전체 계조에 대한 보정 영상 데이터를 생성하기 위한 룩업 테이블인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제10항에서,
상기 신호 제어부는 각각의 보상 룩업 테이블을 사용하여 양의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 보정 영상 데이터와 음의 데이터 전압이 인가될 화소에 적용되는 보정 영상 데이터를 생성하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제11항에서,
두 개의 보정 영상 데이터를 생성하는 단계는 상기 신호 제어부가 색상 보정 룩업 테이블을 더 사용하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제12항에서,
상기 두 개의 보정 영상 데이터를 생성하는 단계 후, 상기 신호 제어부가 화소에 인가될 데이터 전압의 극성을 판단하고, 상기 두 개의 보정 영상 데이터 중 해당 화소의 극성에 적용되도록 생성된 보정 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제10항에서,
액정 표시 패널은 복수의 영역으로 나뉘고,
상기 신호 제어부는 상기 복수의 영역에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블 중 영역별로 해당 영역에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 보정 영상 데이터를 생성하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제10항에서,
상기 신호 제어부는 복수의 액정 표시 패널에 대하여 다르게 설정된 복수의 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블 중 해당 액정 표시 패널에 적합한 한 세트의 두 개의 보상 룩업 테이블을 사용하여 보정 영상 데이터를 생성하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제9항에서,
상기 두 개의 보상 룩업 테이블이 두 개의 색상 보정 룩업 테이블에 각각 통합되어 있는 액정 표시 장치의 구동 방법.