KR20010026019A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3개의 화소전극과 적색, 녹색, 청색의 컬러필터로 이루어진 하나의 픽셀유닛을 주기로 계조전압의 극성을 반전시켜 각 픽셀들 간의 차징레벨(charging level)의 차이를 최소화하기 위한 것으로, 소스 드라이브 IC 중 버퍼에 형성된 익스크루시브 오어 회로에 하이레벨의 셀렉트 신호를 인가하고, 하나 또는 두 개의 게이트선을 주기로 리버스 신호를 로우 레벨과 하이레벨로 반전시키므로 픽셀 유닛 반전 방식에 의해 LCD 패널을 구동시킨다.
그러면, 싱크 뱅크 도트 반전에 비해서는 소비전력이 절감되고, 플리커가 1/3로 감소되며, 구동주파수가 낮아져 전자파의 간섭 및 잡음등을 최소화시킬 수 있다.
또한, 픽셀 도트 반전을 진행할 경우 듀얼 뱅크 도트 반전에 비해 픽셀 유닛들 간의 차징 레벨 차이가 거의 동일하므로 게이트선 방향으로 가는 줄무늬가 발생되는 것과 색이 변하는 것을 방지할 수 있어 화질이 향상된다.

Description

액정표시장치 및 그 구동 방법{Liquid crystal display and method for driving the same}
본 발명은 액정표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3개의 화소전극과 적색, 녹색, 청색의 컬러필터로 이루어진 하나의 픽셀유닛을 주기로 계조전압의 극성을 반전시켜 각 픽셀들 간의 차징레벨(charging level)의 차이를 최소화함으로써, 화질을 향상시킨 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적인 액정표시장치는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 구동신호를 전달하는 게이트선들(10)과 화상신호를 전달하는 데이터선(20) 및 구동신호에 따라 데이터선(20)에 인가된 화상신호를 화소전극(35)에 전달하는 박막트랜지스터들(30)을 포함하는 하부기판(1)과, 하부기판에 마주보도록 부착되며 대향전극과 적색, 녹색, 청색(이하, "RGB"라 함)의 칼라필터가 형성된 상부기판과, 하부기판 및 상부기판 사이에 주입되는 액정을 포함하는 장치로서, 내부에 주입된 액정의 전기 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시한다.
이러한, 액정표시장치의 화소전극들에 동일 극성의 계조전압을 계속적으로 인가할 경우, 액정의 특성상 액정물질내의 이온성 불순물이 침전되어 화소전극 및 대향전극에서 전기·화학적 변화가 일어나 휘도가 저하되거나 잔상이 남게 된다.
이것을 방지하기 위해서 화소전극에 인가되는 계조전압의 극성을 주기적을 반전시켜 주는데, 극성을 반전시키는 주기에 따라 프레임 반전(frame inversion), 라인 반전(line inversion) 및 도트 반전(dot inversion)으로 구분된다.
프레임 반전은 한 프레임마다 극성을 반전시키는 것으로, 초기에 주로 사용되었으나 플리커 현상이 나타날 가능성이 높아 현재에는 거의 사용되지 않고 있다.
또한, 라인반전은 각 게이트 라인을 주기로 극성을 반전시키는 것으로, 라인반전은 LCD 패널이 대형화될 경우 저항 및 용량의 증가에 기인하여 신호의 왜곡 및 인접한 화소전극들에서 크로스토크(crosstalk) 현상이 발생되어 화질이 저하되는 단점이 있다.
한편, 도트 반전은 화소전극을 주기로 극성을 서로 다르게 반전시키는 것으로, 프레임 반전과 라인반전에 비해 플리커 및 잔상을 억제하기 쉽다는 장점을 가지고 있다.
이러한, 도트 반전은 싱크 뱅크 도트 반전과 듀얼 뱅크 도트 반전으로 나눠지는데, 싱크 뱅크 도트 반전은 도 1에 도시된 바와 같이 게이트선(10)을 따라(이하, "행방향"이라 함) 및 데이터선(20)을 따라(이하, "열방향"이라 함)으로 하나의 화소전극(35)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되는 것이다.
그러나, 액정표시장치가 이러한 싱크 뱅크 도트 반전 방식으로 구동할 경우 잦은 스위칭 동작으로 인해 전력소비가 증가되고 구동주파수가 높아져 전자파 간섭 또는 잡음등의 문제가 발생된다.
이를 해결하기 위하여 듀얼 뱅크 도트 반전 방식이 개발되었는데, 듀얼 뱅크 도트 반전은 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 행방향으로는 하나의 화소전극(35)을 주기로 계조전압의 극성을 반전시키고, 열방향으로는 두 개의 화소전극(35)을 주기로 계조전압의 극성을 반전시키는 것으로, 싱크 뱅크 도트 반전 방식보다 소비전력 및 구동주파수가 저감되는 이점이 있다.
그러나, 듀얼 뱅크 도트 반전의 경우 데이터 라인과 화소전극 사이의 기생용량에 의하여 화소전극의 계조전압이 왜곡되는데, 이는 게이트 라인에서 극성이 갖는 부분의 기생캐패시터와 극성이 다른 부분의 기생캐패시터의 충전레벨이 다르기 때문으로 화소전극의 계조전압의 왜곡량도 달라지게 된다.
이로 인해 LCD 패널의 수평방향, 즉 게이트선을 따라 가는 줄무늬가 발생되고 표시하고자 하는 색이 변색되어 화질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 하나의 픽셀단위를 주기로 극성을 반전시켜 변색 및 줄무늬 현상이나 플리커현상이 발생되는 것을 방지하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.
도 1은 종래의 LCD 패널에서 싱크뱅크 도트 반전을 도시한 개념도.
도 2는 종래의 LCD 패널에서 듀얼뱅크 도트 반전을 도시한 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 디스플레이 유닛의 구조를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 소스 드라이브 IC의 상세 블록도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 소스 드라이브 IC의 버퍼 구조를 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 소스 드라이브 IC의 버퍼 구조를 나타낸 블록도.
도 8은 셀렉트 신호와 리버스 신호의 입력에 따라 각 스위치들이 데이터선들에 출력하는 계조전압의 극성을 나타낸 테이블.
도 9과 도 10은 본 발명에 의한 LCD 패널에서 픽셀 유닛 반전을 도시한 개념도.
이와 같은 목적을 달성하기 위해한 본 발명의 소스 드라이브 IC는 컨트롤러에서 전달된 RGB 데이터를 시프트시켜가며 저장하는 시프트 레지스트와, 시프트 레지스트에서 출력된 RGB 데이터를 엔코팅값에 해당되는 계조전압으로 바꾸어 출력하는 디지털/아날로그 컨버터 및 디지털/아날로그 컨버터에서 출력된 계조전압의 극성을 선택하여 하나의 픽셀 유닛을 주기로 계조전압의 극성이 반전되도록 LCD 패널로 소스 신호를 인가하는 버퍼를 포함한다.
일예로, 버퍼는 정극성의 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼와 부극성의 계조전압이 인가되는 부극성 버퍼가 하나의 쌍을 이루는 복수개의 버퍼부들, LCD 패널에 전기적으로 연결되고, 리버스 신호의 레벨에 따라 정극성 버퍼와 부극성 버퍼의 출력단 중 어느 하나에 접속되어 소스 신호를 상기 LCD 패널에 인가하며, 3개의 상기 버퍼부들을 주기로 정극성 버퍼들과 부극성 버퍼들의 출력단에 번갈아가며 접속되는 복수개의 스위치들로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
다른 예로, 버퍼는 정극성의 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼와 부극성의 계조전압이 인가되는 부극성 버퍼가 하나의 쌍을 이루는 복수개의 버퍼부들, 컨트롤러로부터 픽셀 유닛 반전 방식과 도트 반전 방식 중 어느 하나의 방식을 선택하는 셀렉트 신호와 계조전압의 극성을 선택하는 리버스 신호가 입력되는 익스크루시브 오어 회로, 익스크루시브 오어회로에서 출력된 출력신호와 리버스 신호에 따라 정극성 버퍼와 부극성 버퍼의 출력단 중 어느 하나의 출력단에 접속되어 소스 신호를 LCD 패널에 인가하는 복수개의 스위치들로 구성된다.
바람직하게, 스위치들은 초기상태에서 하나씩의 버퍼부를 주기로 정극성 버퍼와 부극성 버퍼의 출력단에 번갈아가며 연결되며, 스위치들 중 R 데이터와 B 데이터에 해당되는 계조전압이 각각 입력되는 버퍼부들의 출력을 선택하는 스위치들은 리버스 신호선에 전기적으로 연결되고, 스위치들 중 녹색 데이터에 해당되는 계조전압이 입력되는 버퍼부들의 출력단과 연결되는 스위치들은 익스크루시브 오어 회로의 출력선에 연결된다.
또한, 익스크루시브 오어 회로에 로우 레벨의 셀렉트 신호가 입력되면 LCD 패널은 하나의 화소전극을 주기로 계조전압의 극성이 반전되는 도트 반전 방식에 의해 구동된다.
그리고, 익스크루시브 오어 회로에 하이레벨의 셀렉트 신호가 입력되면 LCD 패널에서는 적색, 녹색, 청색의 컬러필터와, 적색, 녹색, 청색의 칼라필터에 대응되는 3개의 화소전극으로 이루어진 하나의 픽셀 유닛을 주기로 계조전압의 극성이 반전된다.
이하, 본 발명에 의한 액정표시장치의 구조를 첨부된 도면 도 3 내지 도 8을을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 액정표시장치(100)의 구동 시스템에서 소정 데이터와 컨트롤 신호가 컨트롤러(110)에 입력되고, 직류 전원은 전원 공급부(120)에 제공된다. 전원공급부(120)에 직류 전원이 인가되면 전원 공급부(120)는 컨트롤러(110)와 계조발생부(130) 및 게이트 전압 발생부(140)의 동작에 필요한 정전압을 공급하게 된다.
여기서, 컨트롤러(110)는 LCD 패널(160)과 전기적으로 연결된 소스 드라이브 파트(220)에 각종 컨트롤 신호들과 화소별 그레이 레벨을 결정하기 위한 데이터를 출력하고, 게이트 드라이브 파트(210)에도 각종 컨트롤 신호들을 출력하도록 구성된다.
또한, 계조전압 발생부(140)는 소스 드라이브 파트(220)에 계조전압을 공급하도록 구성되며, 게이트 전압발생부(140)는 게이트 드라이브 파트(210)에 턴온/턴오프 전압 발생을 위한 전압을 공급한다.
그리고, LCD 패널(250)과 전기적으로 연결된 게이트 및 소스 드라이브 파트(210,220)는 소스 신호와 게이트 신호를 생성하여 LCD 패널(250)에 인가시킨다.
여기서, LCD 패널(250)은 도 4에 도시된 바와 같이 하부기판(260)과, 하부기판에 부착되는 상부기판(290) 및 하부기판(260)과 상부기판(290) 사이에 주입되어 밀봉재로 밀봉된 액정(도시 안됨)으로 구성된다.
이들 중 하부기판(260)의 일면에는 도 4와 도 8에 도시된 바와 같이 복수개의 데이터선들(270)과 게이트선들(280)이 서로 수직 교차되도록 형성되며, 데이터선들(270)과 게이트선들(280)의 교차점에는 박막트랜지스터(273)들이 각 형성되며 교차 영역 내에는 화소전극들(275)이 각각 형성되어 이들 화소전극(275)은 매트릭스 형태로 배열된다.
한편, 하부기판(260)과 마주보는 상부기판(290)의 일면에는 데이터선들(270)과 게이트선들(280)에 대응하여 블랙매트릭스(도시 안됨)가 형성되고, 화소 전극들(275)과 대응되는 부분에는 적색, 녹색, 청색의 컬러필터 패턴들(도시 안됨)이 형성되며, 블랙매트릭스와 컬러필터 패턴이 형성된 상부기판(290)의 전면(全面)에는 공통전극(도시 안됨)이 형성된다.
여기서, 서로 인접한 3개의 화소전극(275)과, 3개의 화소전극(275)에 대응되는 서로 다른 색의 칼라필터, 즉 적,녹,청색의 칼라필터를 픽셀 유닛(276)이라 한다.
게이트 및 소스 드라이브 파트(210,220)는 도 4에 도시된 바와 같이 각종 신호 전송선들이 형성되고 컨트롤러 등과 같은 부품이 실장된 인쇄회로기판(150,160)과 LCD 패널(250)을 전기적으로 연결시키는 복수개의 게이트 및 소스 구동드라이 IC들(210,220)로 구성된 것이다.
여기서, 본 발명에 의한 각 소스 드라이브 IC(220)의 내부에는 시프트 레지스트(223), 디지털/아날로그 컨버터(225) 및 버퍼(230)가 형성된다.
시프트 레지스트(223)는 수평클럭신호의 라이징(rising) 시점에 맞추어 컨트롤러에서 전달된 RGB 데이터를 래치한 후 RGB 데이터를 시프트시켜가며 계속적으로 저장하고, 디지털/아날로그 컨버터(225)는 시프트 레지스트에서 전달된 RGB 데이터를 엔코팅값에 해당되는 계조전압으로 바꾸며, 버퍼(230)는 디지털/아날로그 컨버터(225)로부터 출력된 계조전압의 극성을 선택한 후 계조전압을 조절하여 LCD 패널(250)로 인가한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 버퍼(230)는 3개의 화소전극(275)과 RGB 컬러필터로 이루어진 하나의 픽셀 유닛(276)을 주기로 계조전압의 극성이 반전될 수 있도록 출력을 선택한 후 LCD 패널(250)에 인가하기 위한 것이다.
이와 같이 픽셀 유닛(276)을 주기로 극성을 반전시키는 버퍼(230)는 도 6에 도시된 바와 같이 정극성(+)의 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼(231)와 부극성(-)의 계조전압이 인가되는 부극성 버퍼(233)가 하나의 쌍을 이루는 버퍼부, 계조전압의 극성을 선택하는 리버스 신호(reverse signal)가 입력되는 리버스 신호선 및 리버스 신호선(239)에 연결되어 리버스 신호에 따라 정극성 버퍼(231)와 부극성 버퍼(233) 중 어느 하나의 출력을 선택하는 스위치(240)로 구성된다.
그리고, 하나의 데이터선(270)에는 하나의 버퍼부와 스위치(240)가 연결되며, 하나의 데이터선(270)에 연결된 정극성 버퍼(231)와 부극성 버퍼(233)에는 극성은 서로 다르지만 레벨은 동일한 계조전압이 각각 입력된다.
이하, 설명의 편의상 도 6에서는 6개의 버퍼부와 6개의 스위치를 예로 들어 설명하고, 도 9에서는 6개의 스위치와 각각 연결되는 6개의 데이터선들을 예로 들어 설명한다.
도 6에서 가장 외쪽에서부터 제 1, 제 2, 제 3, 제4, 제 5 및 제 6 스위치(241,242,243,244,245,246)라 하며, 이들 6개의 스위치(241,242,243,244,245,246)들은 도 9에서 데이터선 D1,D2,D3,D4,D5,D6과 각각 연결된다.
한편, 각 스위치들(240)은 초기에 하이레벨의 리버스 신호로 세팅되어 도 6에 도시된 바와 같이 제 1, 제 2 및 제 3 스위치들(241,242,243)은 초기에 정극성 버퍼(231a,231b,231c)의 출력측에 연결되고, 제 4, 제 5 및 제 6 스위치들(244,245,246)은 초기에 부극성 버퍼(233d,233e,233f)의 출력측에 연결된다.
이와 같이 구성된 제 1 실시예에 의한 소스 드라이브 IC의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
시프트 레지스트(223)에 시프트 신호(STH)가 입력되면, 시프트 레지스트(223)는 컨트롤러(110)에서 출력된 RGB 데이터를 동시에 입력하여 수평클럭신호(H_CLK)의 라이징 시점에 맞추어 RGB 데이터를 래치 한 후 래치된 RGB 데이터를 시프트시켜가며 계속적으로 저장하고, 첫 번째 소스 드라이브 IC 내에 RGB 데이터가 전부 채워지면 캐리 아웃(carry out)신호를 다음번 소스 드라이브 IC로 전송한다.
이와 같은 과정을 통해 복수개의 소스 드라이브 IC(220)에 데이터가 전부 채워지면, 시프트 레지스트(223)에 입력된 로드 신호(TP)가 라이징될 때 시프트 레지스트(223)에 저장된 모든 RGB 데이터를 한꺼번에 디지털/아날로그 컨버터(225) 쪽으로 출력된다.
한편, 디지털/아날로그 컨버터(225)는 시프트 레지스트(223)에서 출력된 RGB 데이터를 입력하여 RGB 데이터를 엔코팅값에 해당되는 계조전압으로 바꾸어 디지털/아날로그 컨버터(225)에 입력된 로드신호(TP)가 폴링될 때 버퍼(230) 쪽으로 출력시킨다.
이때, 하나의 쌍을 이루는 정극성 버퍼(231)와 부극성 버퍼(233)에는 극성은 서로 다르지만 레벨은 서로 동일한 계조전압이 각각 입력된다.
상술한 바와 같이 디지털/아날로그 컨버터(225)에서 출력된 계조전압이 정극성 버퍼들(231)과 부극성 버퍼들(233) 각각에 인가되면, 정극성 버퍼들(231)과 부극성 버퍼들(233)에 입력된 각 계조전압에 대한 극성을 선택하기 위한 리버스 신호가 리버스 신호선(239)에 입력된다.
여기서, 리버스 신호선(239)에 로우 레벨의 리버스 신호가 입력되면 초기에 하이레벨의 리버스 신호로 세팅되어 도 6과 같은 초기 세팅 상태를 유지하는 스위치들(240)이 초기 세팅 상태와 반대가 되도록 동작한다.
즉, 정극성 버퍼들(231a,231b,231c)의 출력단에 연결되어 있던 제 1, 제 2 및 제 3 스위치들(241,242,243)은 부극성 버퍼(233a,233b,233c)의 출력단에 연결되며, 초기에 부극성 버퍼들(233d,233e,233f)의 출력단에 연결되어 있던 제 4, 제 5 및 제 6 스위치들(244,245,246)은 정극성 버퍼의 출력단(231d,231e,231f)에 연결된다.
따라서, 로우 레벨의 리버스 신호가 리버스 신호선(239)에 입력되면 D1,D2,D3의 데이터선에는 부극성의 계조전압이 인가되고, D4,D5,D6의 데이터선에는 정극성의 계조전압이 인가된다.
그리고, 리버스 신호선(239)에 하이 레벨의 리버스 신호가 입력될 경우, 스위치들(240)은 초기 세팅상태를 그대로 유지하게 된다.
즉, 제 1, 제 2 및 제 3 스위치들(241,242,243)은 그대로 정극성 버퍼들(231a,231b,231c)의 출력단에 연결되어 정극성의 계조전압을 출력하게되고, 제 4, 제5 및 제 6 스위치들(244,245,246)은 부극성 버퍼들(233d,233e,233f)의 출력단에 그대로 연결되어 부극성 계조전압을 출력한다.
따라서, 로우 레벨의 리버스 신호가 리버스 신호선(239)에 입력되면 D1,D2,D3의 데이터선에는 정극성의 계조전압이 인가되고, D4,D5,D6의 데이터선에는 부극성의 계조전압이 인가된다.
세 개의 버퍼부를 주기로 스위치들이 정극성 버퍼와 부극성 버퍼의 출력단에 번갈아 가며 연결된 버퍼에 하나의 게이트선(G1,G2,G3,G4)을 주기로 리버스 신호를 로우 레벨과 하이레벨로 변환시켜 인가시킬 경우에 도 9에 도시된 바와 같이 LCD 패널(200)은 행방향으로 3개의 화소전극(275)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되고, 열방향으로 하나의 화소전극(275)을 주기로 극성이 반전되는 픽셀 유닛 반전으로 구동된다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 버퍼(230)는 화소전극(275)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되도록 출력을 선택할 수도 있고, 3개의 화소전극(275)으로 구성된 하나의 픽셀 유닛(276)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되도록 출력을 선택하여 LCD 패널(250)에 인가할 수도 있다.
이와 같은 도트 반전과 픽셀 유닛 반전을 선택적으로 수행하는 버퍼(230)는 도 7에 도시된 바와 같이 정극성(+)의 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼(231) 및 부극성(-)의 계조전압이 인가되는 부극성 버퍼(233)와, 도트 반전 또는 픽셀 유닛 반전을 선택하는 셀렉트 신호(select signal)와 계조전압의 극성을 선택하는 리버스 신호(reverse signal)가 입력되는 익스크루시브 오어(exclusive OR)회로(235) 및 익스크루시브 오어회로(235)의 출력선(237)과 리버스 신호선(239)에 연결되어 정극성 버퍼(231)와 부극성 버퍼(233) 중 어느 하나의 출력을 선택하는 스위치(240)로 구성된다.
여기서, 익스크루시브 오어회로(235)의 입력측에 동일한 레벨의 셀렉트 신호와 리버스 신호가 입력되면 익스크루시브 오어회로(235)는 로우레벨의 신호를 출력하게되고, 서로 다른 레벨의 셀렉트 신호와 리버스 신호가 입력되면 하이레벨의 신호를 출력한다.
한편, 하나의 데이터선(270)에는 하나의 정극성 버퍼(231)와 부극성 버퍼(233) 및 스위치(240)가 연결되며, 하나의 데이터선(270)에 연결된 정극성 버퍼(231)와 부극성 버퍼(233)에는 극성은 서로 다르지만 레벨은 동일한 계조전압이 각각 입력된다.
그리고, R 데이터와 B 데이터에 해당되는 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼(231a,231c)와 부극성 버퍼(233a,233c)의 출력을 선택하는 스위치(241,243,244,246)는 익스크루시브 오어회로(235)의 출력선(237)과 연결되고, G 데이터에 해당되는 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼(231b)와 부극성 버퍼(233b)들의 출력단을 선택하는 스위치(242,245)는 리버스 신호선(239)에 연결된다.
이하, 설명의 편의상 도 7에서는 쌍을 이루는 6개의 정극성 버퍼와 부극성 버퍼 및 스위치를 예로 들어 설명하고, 도 9에서는 6개의 스위치와 각각 연결되는 6개의 데이터선들을 예로 들어 설명한다.
도 7에서 R과 B 데이터에 해당되는 계조전압의 극성을 선택하는 스위치를 제 1, 제 3, 제 4 및 제 6 스위치(241,243,244,246)라 하며, 이들 스위치(241,243,244,246)는 도 9에서 데이터선 D1,D3,D4,D6과 연결된다.
그리고, G 데이터에 해당되는 계조전압의 극성을 선택하는 스위치를 제 2 및 제 5 스위치(242,245)라 하며, 이들 스위치(242,245)는 도 9에서 데이터선 D2와 D5에 연결된다.
이와 같이 구성된 소스 드라이브 IC의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
시프트 레지스트(223)에 시프트 신호(STH)가 입력되면, 시프트 레지스트(223)는 컨트롤러(110)에서 출력된 RGB 데이터를 동시에 입력하여 수평클럭신호(H_CLK)의 라이징 시점에 맞추어 RGB 데이터를 래치 한 후 래치된 RGB 데이터를 시프트시켜가며 계속적으로 저장하고, 첫 번째 소스 드라이브 IC 내에 RGB 데이터가 전부 채워지면 캐리 아웃(carry out)신호를 다음번 소스 드라이브 IC로 전송한다.
이와 같은 과정을 통해 복수개의 소스 드라이브 IC(220)에 데이터가 전부 채워지면, 시프트 레지스트(223)에 입력된 로드 신호(TP)가 라이징될 때 시프트 레지스트(223)에 저장된 모든 RGB 데이터를 한꺼번에 디지털/아날로그 컨버터(225) 쪽으로 출력된다.
한편, 디지털/아날로그 컨버터(225)는 시프트 레지스트(223)에서 출력된 RGB 데이터를 입력하여 RGB 데이터를 엔코팅값에 해당되는 계조전압으로 바꾸어 디지털/아날로그 컨버터(225)에 입력된 로드신호(TP)가 폴링될 때 버퍼(230) 쪽으로 출력시킨다.
이때, 하나의 쌍을 이루는 정극성 버퍼(231)와 부극성 버퍼(233)에는 극성은 서로 다르지만 레벨은 서로 동일한 계조전압이 각각 입력된다.
상술한 바와 같이 디지털/아날로그 컨버터(225)에서 출력된 계조전압이 정극성 버퍼들(231)과 부극성 버퍼들(233) 각각에 인가되면, 익스크루시브 오어 회로(235)에는 싱크 뱅크 도트반전 또는 픽셀 유닛 반전을 선택하기 위한 셀렉트 신호와 각 계조전압에 대한 극성을 선택하기 위한 리버스 신호가 입력되고, 리버스 신호선(239)에는 리버스 신호가 입력된다.
여기서, 도 8에 도시된 바와 같이 로우 레벨의 셀렉트 신호가 익스크루시브 오어 회로(235)에 입력되면, 리버스 신호의 레벨과는 상관없이 LCD 패널(200)에서는 도 1에 도시된 바와 같이 한 개의 화소전극(275)을 주기로 계조전압의 극성을 반전시키는 싱크 뱅크 도트 반전이 수행되고, 하이레벨의 셀렉트 신호가 익스크루시브 오어 회로(235)에 입력되면 LCD 패널(200)에서는 도 9에 도시된 바와 같이 한 개의 픽셀 유닛(276)을 주기로 극성을 반전시키는 픽셀 유닛 반전이 수행된다.
첫 번째로, 도 8에 도시된 바와 같이 버퍼(230)에 로우 레벨의 셀렉트 신호와 로우 레벨의 리버스 신호가 입력될 경우, 초기에 익스크루시브 오어 회로(235)에서 하이레벨로 출력된 신호와 하이레벨의 리버스 신호로 세팅되어 도 7과 같은 초기 세팅 상태를 유지하는 스위치들(240)이 초기 세팅 상태와 반대가 되도록 동작한다.
즉, 도 7에서 익스크루시브 오어 회로(235)의 출력선(237)에 연결된 2개의 스위치들 중 제 2 스위치(242)는 부극성 버퍼(233b)의 출력단에 연결되어 D2의 데이터선에 부극성의 계조전압을 인가하고, 제 5 스위치(245)는 정극성 버퍼(231e)의 출력단에 연결되어 D5 데이터선에 정극성의 계조전압을 인가한다.
또한, 리버스 신호선(239)과 연결된 제 1, 제 3, 제 4 및 제 6 스위치들(241)(213)(244)(246)도 초기 세팅 상태와 반대가 되도록 동작하는데, 정극성 버퍼(231a,231c)의 출력단에 연결되었던 제 1 스위치(241)와 제 3 스위치(243)는 로우 레벨의 리버스 신호에 의해 부극성 버퍼(231a,231c)의 출력단에 연결됨으로써 D1과 D3의 데이터선에 부극성의 계조전압을 인가하게 된다.
또한, 초기 세팅 상태에서 부극성 버퍼(233d,233f)의 출력단에 연결되었던 제 4 스위치(244)와 제 6 스위치(246)는 로우 레벨의 리버스 신호에 의해 정극성 버퍼(231d,231f)의 출력단과 연결되므로 D4와 D6의 데이터선에 정극성의 계조전압이 인가된다.
두 번째로, 도 8에 도시된 바와 같이 로우 레벨의 셀렉트 신호와 하이레벨의 리버스 신호가 버퍼에 각각 입력될 경우, 각 스위치들(240)에 하이 레벨의 신호가 입력되므로 각 스위치들(240)은 초기 세팅 상태를 그대로 유지하게 된다.
즉, 도 7에서 익스크루시브 오어 회로(235)의 출력선(237)에 연결된 2개의 스위치들 중 제 2 스위치(242)는 부극성 버퍼(233b)의 출력단에 연결되어 D2의 데이터선에 부극성의 계조전압을 인가하고, 제 5 스위치(245)는 정극성 버퍼(231e)의 출력단에 연결되어 D5 데이터선에 정극성의 계조전압을 인가한다.
또한, 도 7에서 리버스 신호선과 연결된 스위치들 중 제 1 스위치(241)와 제 3 스위치(243)는 정극성 버퍼(231a,231c)의 출력단에 연결되어 D1과 D3의 데이터선에 부정극성 계조전압을 인가하며, 제 4 스위치(244)와 제 6 스위치(246)는 부극성 버퍼(233d,233f)의 출력단에 연결됨으로써 D4와 D6의 데이터선에 부극성의 계조전압이 인가된다.
여기서, 첫 번째와 두 번째에서 설명한 것과 같이 셀렉트 신호를 로우 레벨로 고정시켜 익스크루시브 오어회로(235)에 입력시키고, 하나의 게이트선(G1,G2,G3,G4‥‥)을 주기로 리버스 신호를 로우 레벨과 하이레벨로 변환시켜 익스크루시브 오어 회로(235)와 리버스 신호선(239)에 각각 인가시키면, LCD 패널(200)에서는 도 1에 도시된 바와 같이 행방향과 열방향에서 하나의 화소전극(35)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되는 싱크 뱅크 도트 반전을 수행하게 된다.
그리고, 셀렉트 신호를 로우 레벨로 고정시켜 익스크루시브 오어회로(235)에 입력시키고, 두개의 게이트선(G1,G2,G3,G4‥‥)을 주기로 리버스 신호를 로우 레벨과 하이레벨로 변환시켜 익스크루시브 오어 회로(235)와 리버스 신호선(239)에 각각 인가시키면, LCD 패널(200)에서는 도 1에 도시된 바와 같이 행방향으로는 하나의 화소전극(35)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되고, 열방향으로는 두 개의 화소전극을 주기로 계조전압의 극성이 반전되는 듀얼 뱅크 도트 반전을 수행하게 된다.
이러한, 싱크 뱅크 도트 반전은 종래에서 설명한 바와 같이 사용되는 주파수가 높아 전자파 간섭 및 잡음이 발생되고, 하나의 화소전극을 주기로 계속적으로 계조전압의 극성이 반전되어 소비전력이 증가되고, 듀얼 뱅크 도트 반전은 색이 변하고 줄무늬 현상이 발생됨으로써, 본 발명에서는 주파수 및 소비전력을 낮추는 반면 화질은 향상시키기 위해서 3개의 화소전극을 주기로 극성을 반전시키는 픽셀 유닛반전으로 LCD 패널을 구동시킨다.
이와 같은 픽셀 유닛 반전을 행하기 위해서는 로우 레벨의 셀렉트 신호 대신 하이 레벨의 셀렉트 신호를 버퍼(230)에 인가하면 된다.
세 번째로, 도 8에 도시된 바와 같이 하이 레벨의 셀렉트 신호와 로우 레벨의 리버스 신호가 버퍼(230)에 각각 입력될 경우, 스위치들(240) 중에서 익스크루시브 오어 회로(235)의 출력선(237)에 연결된 스위치들(240)에는 하이 레벨의 신호가 입력되기 때문에 초기 세팅 상태를 그대로 유지하게 되고, 스위치들 중 리버스 신호선(239)에 연결된 스위치들(240)에는 로우 레벨의 신호가 입력되기 때문에 초기 세팅 상태와 반대가 되도록 동작된다.
이를 부연 설명하면, 도 7에서 익스크루시브 오어 회로(235)의 출력선(237)에 연결된 2개의 스위치들 중 제 2 스위치(242)는 그대로 부극성 버퍼(233b)의 출력단에 연결되고, 제 5 스위치(245)는 정극성 버퍼(231e)의 출력단에 연결된다.
또한, 도 7에서 리버스 신호선(239)과 연결된 스위치들(240)은 초기 세팅 상태와 반대가 되도록 동작되기 때문에 제 1 스위치(241)와 제 3 스위치(243)는 부극성 버퍼(233a,233c)의 출력단에 연결되고, 제 4 스위치(244)와 제 6 스위치(246)는 정극성 버퍼(231d,231f)의 출력단에 연결된다.
따라서, 버퍼(230)에 하이레벨의 셀렉트신호와 로우 레벨의 리버스 신호가 입력되면 D1,D2,D3의 데이터선에는 부극성의 계조전압이 인가되고, D4,D5,D6의 데이터선에는 정극성의 계조전압이 인가된다.
네 번째로, 도 8에 도시된 바와 같이 버퍼(230)에 하이레벨의 셀렉트 신호와 리버스 신호가 입력될 경우, 스위치들(240) 중에서 익스크루시브 오어회로(235)의 출력선(237)에 연결된 스위치들(240)에는 로우 레벨의 신호가 입력되기 때문에 초기 세팅 상태와 반대가 되도록 동작하고, 리버스 신호선(239)에 연결된 나머지 스위치들(240)에는 하이레벨의 신호가 입력되기 때문에 초기 세팅 상태를 그대로 유지한다.
즉, 도 7에서 익스크루시브 오어 회로(235)의 출력선에 연결된 2개의 스위치들 중 부극성 버퍼(233b)의 출력단에 연결되어 있던 제 2 스위치(242)는 정극성 버퍼(231b)의 출력단에 연결되고, 정극성 버퍼(231e)의 출력단에 연결되어 있던 제 5 스위치(245)는 부극성 버퍼(233e)의 출력단에 연결된다.
또한, 도 7에서 리버스 신호선(239)과 연결된 스위치들(240)은 초기 세팅 상태를 그대로 유지하기 때문에 제 1 스위치(241)와 제 3 스위치(243)는 그대로 정극성 버퍼(231a,231c)의 출력단에 연결되어 있고, 제 4 스위치(244)와 제 6 스위치(246)도 그대로 부극성 버퍼(233d,233f)의 출력단에 연결되어 있다.
따라서, 버퍼(230)에 하이레벨의 셀렉트신호와 하이레벨의 리버스 신호가 입력되면 D1,D2,D3의 데이터선에는 정극성의 계조전압이 인가되고, D4,D5,D6의 데이터선에는 부극성의 계조전압이 인가된다.
세 번째와 네 번째에서 싱크 뱅크 방식으로 픽셀 유닛을 반전시킬 경우, 셀렉트 신호를 하이레벨로 고정시켜 익스크루시브 오어회로(235)에 입력시키고, 하나의 게이트선(G1,G2,G3,G4)을 주기로 리버스 신호를 로우 레벨과 하이레벨로 변환시켜 익스크루시브 오어회로(235)와 리버스 신호선(239)에 각각 인가시킨다. 그러면, 도 9에 도시된 바와 같이 LCD 패널(200)은 행방향으로 3개의 화소전극(275)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되고, 열방향으로 하나의 화소전극(275)을 주기로 극성이 반전되는 픽셀 유닛 반전으로 구동된다.
또는, 세 번째와 네 번째에서 듀얼 뱅크 반전으로 픽셀 유닛을 반전시킬 경우, 셀렉트 신호는 하이레벨로 고정시켜 익스크루시브 오어회로(235)에 입력시키고, 2개의 게이트선(G1,G2)(G3,G4)을 주기로 리버스 신호를 로우 레벨과 하이레벨로 변환시켜 익스크루시브 오어회로(235)와 리버스 신호선(239)에 각각 인가시킨다. 그러면, 도 10에 도시된 바와 같이 LCD 패널(200)에서는 행방향으로 3개의 화소전극(275)을 주기로 계조전압의 극성이 반전되고, 열방향으로 두개의 화소전극(275)을 주기로 극성이 반전된다.
이와 같이 두 개의 게이트선을 주기로 리버스 신호의 레벨을 변환시킬 경우 하나의 게이트선을 주기로 리버스 신호의 레벨을 변경시킬 때 보다 적은 스위칭 동작을 하기 때문에 소비전력이 감소되고 전자파 및 잡음에 대한 성능이 좋다.
이상에서 설명한 바와 같이 익스크루시브 오어 회로에 입력되는 셀렉트 신호를 하이레벨로 고정시키고, 리버스 신호는 하나 또는 두 개의 게이트선을 주기로 로우 레벨과 하이레벨로 반전시켜 픽셀 유닛 반전을 진행할 경우, 싱크 뱅크 도트 반전에 비해서는 소비전력이 절감되고, 플리커가 1/3로 감소되며, 구동주파수가 낮아져 전자파의 간섭 및 잡음등을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 픽셀 도트 반전을 진행할 경우 듀얼 뱅크 도트 반전에 비해 픽셀 유닛들 간의 차징 레벨 차이가 거의 동일하므로 게이트선 방향으로 가는 줄무늬가 발생되는 것과 색이 변하는 것을 방지할 수 있어 LCD 패널의 화질이 향상된다.

Claims (13)

  1. 소정의 화상신호공급원으로부터 전송된 정보와 전원을 이용하여 컨트롤러와 계조 발생부 및 게이트 전압 발생부는 RGB 데이터, 제 1 컨트롤 신호들 및 계조전압을 포함하는 소스 구동용 신호와, 제 2 컨트롤 신호들 및 게이트 온/오프 전압을 포함하는 게이트 구동용 신호를 생성하여 각각의 소스 드라이브 IC들과 게이트 드라이브 IC들로 인가하는 단계;
    상기 소스 구동용 신호를 입력한 상기 소스 구동드라이브 IC들은 소스 신호를 생성하여 한 라인씩 래치한 후 3개의 화소전극과 적색, 녹색, 적색의 컬러필터로 이루어진 하나의 픽셀 유닛을 주기로 래치된 상기 소스 신호의 극성을 반전시켜 LCD 패널로 인가하는 단계;
    상기 게이트 구동용 신호를 입력한 상기 게이트 구동드라이브 IC들은 게이트 신호들을 생성하여 상기 LCD 패널에 순차적으로 인가하는 단계; 및
    상기 LCD 패널은 인가된 상기 소스 신호와 상기 게이트 신호에 의해 소정의 정보를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 LCD 패널에서 상기 소스 구동드라이브 IC들이 설치되는 행방향으로 하나의 픽셀 유닛을 주기로 상기 소스 신호의 극성이 반전되고, 상기 게이트 구동드라이브 IC가 설치되는 열방향으로 하나의 화소전극을 주기로 상기 소스 신호의 극성이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 LCD 패널에서 상기 소스 구동드라이브 IC들이 설치되는 행방향으로 하나의 픽셀 유닛을 주기로 상기 소스 신호의 극성이 반전되고, 상기 게이트 구동드라이브 IC들이 설치되는 열방향으로 두 개의 화소전극을 주기로 상기 소스 신호의 극성이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  4. 소정의 화상신호공급원으로부터 전송된 정보와 전원을 이용하여 컨트롤러와 계조 발생부 및 게이트 전압 발생부는 RGB 데이터, 제 1 컨트롤 신호들 및 계조전압을 포함하는 소스 구동용 신호와, 제 2 컨트롤 신호들 및 게이트 온/오프 전압을 포함하는 게이트 구동용 신호를 생성하여 각각의 소스 드라이브 IC들과 게이트 드라이브 IC들로 인가하는 단계;
    상기 소스 구동용 신호를 입력한 상기 소스 구동드라이브 IC들은 소스 신호를 생성하여 한 라인씩 래치한 후 3개의 화소전극과 적색, 녹색, 적색의 컬러필터로 이루어진 픽셀 유닛을 주기로 상기 소스 신호의 극성을 반전시키는 픽셀 유닛 반전 방식과 화소전극을 주기로 상기 소스 신호의 극성을 반전시키는 도트 반전 방식 중 어느 하나의 방식을 선택하여 상기 LCD 패널로 인가하는 단계;
    상기 게이트 구동용 신호를 입력한 상기 게이트 구동드라이브 IC들은 게이트 신호들을 생성하여 상기 LCD 패널에 순차적으로 인가하는 단계; 및
    상기 LCD 패널은 인가된 상기 소스 신호와 상기 게이트 신호에 의해 소정의 정보를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 컨트롤 신호들에는 상기 픽셀 유닛 반전 방식과 상기 도트 반전 방식을 선택하는 셀렉트 신호와 상기 소스 신호의 극성을 선택하는 리버스 신호가 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  6. 각 부에 필요로 하는 전압을 공급하는 전원공급부;
    소정 화면을 구현시키기 위해 RGB 데이터와 제 1 및 제 2 컨트롤 신호들을 출력하는 컨트롤러;
    상기 전원공급부로부터 인가된 전압을 이용하여 복수개의 계조전압을 발생시키는 계조 발생부;
    상기 전원공급부로부터 인가되는 전압을 이용하여 게이트 턴온/턴오프 전압을 출력하는 게이트 전압 발생부;
    상기 RGB 데이터, 상기 제 1 컨트롤 신호들 및 상기 계조전압이 입력되어 소스 신호를 출력하는 소스 드라이브 IC들;
    상기 제 2 컨트롤 신호들과 상기 게이트 턴온/턴오프 전압이 인가되어 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이브 IC들; 및
    상기 소스 신호와 상기 게이트 신호에 의해 소정의 화면을 표시하는 LCD 패널을 포함하며,
    상기 소스 드라이브 IC들은
    상기 제 1 컨트롤 신호들에 포함된 수평클럭신호에 동기하여 상기 RGB 데이터를 시프트시켜가며 저장하는 시프트 레지스트;
    상기 시프트 레지스트에서 출력된 RGB 데이터를 엔코팅값에 해당되는 계조전압으로 바꾸어 출력하는 디지털/아날로그 컨버터; 및
    상기 디지털/아날로그 컨버터에서 출력된 계조전압의 극성을 하나의 픽셀 유닛을 주기로 반전시키고 계조전압을 조절하여 상기 LCD 패널에 소스 신호를 인가하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 버퍼는
    정극성의 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼와 부극성의 계조전압이 인가되는 부극성 버퍼가 하나의 쌍을 이루는 복수개의 버퍼부들;
    상기 LCD 패널에 전기적으로 연결되고, 리버스 신호의 레벨에 따라 상기 정극성 버퍼와 상기 부극성 버퍼의 출력단 중 어느 하나에 접속되어 상기 소스 신호를 상기 LCD 패널에 인가하며, 3개의 상기 버퍼부들을 주기로 상기 정극성 버퍼들과 상기 부극성 버퍼들의 출력단에 번갈아가며 접속되는 복수개의 스위치들로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 각 부에 필요로 하는 전압을 공급하는 전원공급부;
    소정 화면을 구현시키기 위해 RGB 데이터와 제 1 및 제 2 컨트롤 신호들을 출력하는 컨트롤러;
    상기 전원공급부로부터 인가된 전압을 이용하여 복수개의 계조전압을 발생시키는 계조 발생부;
    상기 전원공급부로부터 인가되는 전압을 이용하여 게이트 턴온/턴오프 전압을 출력하는 게이트 전압 발생부;
    상기 RGB 데이터, 상기 제 1 컨트롤 신호들 및 상기 계조전압이 입력되어 소스 신호를 출력하는 소스 드라이브 IC들;
    상기 제 2 컨트롤 신호들과 상기 게이트 턴온/턴오프 전압이 인가되어 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이브 IC들; 및
    상기 소스 신호와 상기 게이트 신호에 의해 소정의 화면을 표시하는 LCD 패널을 포함하며,
    상기 소스 드라이브 IC들은
    상기 제 1 컨트롤 신호들에 포함된 수평클럭신호에 동기하여 상기 RGB 데이터를 시프트시켜가며 저장하는 시프트 레지스트;
    상기 시프트 레지스트에서 출력된 RGB 데이터를 엔코팅값에 해당되는 계조전압으로 바꾸어 출력하는 디지털/아날로그 컨버터; 및
    상기 디지털/아날로그 컨버터로부터 출력된 계조전압을 입력하고, 상기 제 1 컨트롤 신호들에 포함된 셀렉트 신호에 의해 3개의 화소전극과 적색, 녹색, 청색의 컬러필터로 이루어진 픽셀 유닛을 주기로 상기 계조전압의 극성이 반전되는 픽셀 유닛 반전 방식과 화소전극을 주기로 상기 계조전압의 극성이 반전되는 도트 반전 방식 중에서 어느 하나의 방식을 선택하여 상기 LCD 패널에 상기 소스 신호를 인가하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 버퍼는
    정극성의 계조전압이 인가되는 정극성 버퍼와 부극성의 계조전압이 인가되는 부극성 버퍼가 하나의 쌍을 이루는 복수개의 버퍼부들;
    상기 컨트롤러로부터 상기 픽셀 유닛 반전 방식과 상기 도트 반전 방식 중 어느 하나의 방식을 선택하는 상기 셀렉트 신호와 상기 계조전압의 극성을 선택하는 리버스 신호가 입력되는 익스크루시브 오어회로;
    상기 익스크루시브 오어회로에서 출력된 출력신호와 상기 리버스 신호에 따라 상기 정극성 버퍼와 상기 부극성 버퍼의 출력단 중 어느 하나의 출력단에 접속되어 소스 신호를 상기 LCD 패널에 인가하는 복수개의 스위치들로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 스위치들은 하나의 상기 버퍼부를 주기로 상기 정극성 버퍼와 상기 부극성 버퍼의 출력단에 번갈아가며 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 스위치들 중 R 데이터와 B 데이터에 해당되는 계조전압이 입력되는 버퍼부들에 연결되는 스위치들은 상기 리버스 신호의 레벨에 따라 상기 정극성 버퍼와 상기 부극성 버퍼 중 어느 하나의 출력단에 접속되고, 상기 스위치들 중 녹색 데이터에 해당되는 계조전압이 입력되는 버퍼부들에 연결되는 스위치들은 상기 출력신호의 레벨에 의해 상기 정극성 버퍼와 상기 부극성 버퍼 중 어느 하나의 츨력단에 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 익스크루시브 오어 회로에 로우 레벨의 셀렉트 신호가 입력되면 상기 LCD 패널은 도트 반전 방식에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 익스크루시브 오어 회로에 하이 레벨의 셀렉트 신호가 입력되면 상기 LCD 패널은 픽셀 유닛 반전 방식에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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