KR20030092311A - 액정 표시 장치의 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것으로, 미리 정해져 있는 모드의 선택에 따라 상태가 변화하는 적어도 하나의 모드 선택 신호를 생성하는 모드 선택부, 상기 모드 선택 신호에 기초하여 외부로부터의 계조 신호의 상태를 변경하고, 상기 계조 신호 및 상기 계조 신호를 제어하는 제어 입력 신호를 공급하는 신호 제어부, 그리고 상기 제어 입력 신호에 따라 상기 신호 제어부로부터의 상기 계조 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함한다. 이 모드는 상기 액정 표시 장치의 주변 환경에 따라 정해지며, 밝기에 따라서도 달라지는 것이 바람직하다. 따라서 액정 표시 장치의 주변 환경에 맞게 감마 보정하여 화면의 표시 상태를 최적으로 변화시킬 수 있으므로, 주변 환경에 가장 적합한 표시 상태를 유지한다.

Description

액정 표시 장치의 구동 장치 {APPARATUS OF DRIVING A LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)의 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 장치의 주변 환경에 따라 감마를 보정하는 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 두 표시판 사이에 주입되어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는 표시 장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.
이러한 액정 표시 장치의 색상을 표시할 때 휘도 상태를 제어하는 감마 곡선은 액정 표시판의 물리적인 특성 등에 의하여 정해진다. 그러나 액정 표시 장치를 사용하는 개인 휴대 단말기(PDA)나 모바일 기기 또는 휴대 전화기 등은 주변의 광원이나 외부 환경이 수시로 변하기 때문에, 표시 상태를 주변 환경에 맞게 바꿀 필요가 있다.
그래서 OSD(on-screen display)나 디스플레이 등록 정보 등을 이용하여 사용자가 밝기나 대비 등을 수동으로 변경하고 있다.
그러나 감마 곡선에 대한 지식이 부족한 일반 사용자가 시각적으로 보이는 화면에만 기초하여 현재의 주변 환경에 맞는 최적의 표시 상태를 찾아내기에는 한계가 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주변 환경에 따른 감마 보정을 사용자가 용이하게 설정할 수 있도록 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체적인 개념도이다.
도 2는 한 화소에 대한 등가 회로도이다
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 장치이다. 이 액정 표시 장치의 구동 장치는,
미리 정해져 있는 모드의 선택에 따라 상태가 변화하는 적어도 하나의 모드 선택 신호를 생성하는 모드 선택부,
상기 모드 선택 신호에 기초하여 외부로부터의 계조 신호의 상태를 변경하고, 상기 계조 신호 및 상기 계조 신호를 제어하는 제어 입력 신호를 공급하는 신호 제어부, 그리고
상기 제어 입력 신호에 따라 상기 신호 제어부로부터의 상기 계조 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
이 모드는 상기 액정 표시 장치의 주변 환경에 따라 정해지며, 밝기에 따라서도 달라지는 것이 바람직하다.
바람직하게, 액정 표시 장치의 구동 장치는 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 추가로 포함한다.
이 계조 전압 생성부는 모드 선택부로부터의 모드 선택 신호에 따라 적절한 계조 전압을 생성하는 것이 바람직하다.
액정 표시 장치는 화소에 빛을 공급하는 백라이트부를 포함하며, 구동 장치는 신호 제어부의 제어에 따라 백라이트부를 제어하는 백라이트 제어부를 추가로 포함하고 있다.
또한 신호 제어부는 모드 선택 신호의 상태에 따라 백라이트 제어부로 인가되는 신호 상태를 변화시켜 백라이트부의 밝기 및 점멸 시기를 제어하는 것이 바람직하다.
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.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치에 대하여 도면을참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly, 이하 줄여서 "액정 표시판"이라 한다)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(gate driver)(420)와 데이터 구동부(data driver)(430), 게이트 구동부(420)에 연결된 구동 전압 생성부(driving voltage generator)(560)와 데이터 구동부(430)에 연결된 계조 전압 생성부(gray voltage generator)(570), 액정 표시판 조립체(300) 하부 또는 측면에 장착되어 액정 표시판 조립체(300)로 빛을 조사하는 백라이트부(600), 이 백라이트부(600)를 제어하는 백라이트 제어부(700), 이들을 제어하는 신호 제어부(signal controller)(550), 그리고 사용자가 선택한 주변 환경에 따라 해당하는 신호를 신호 제어부(550)로 공급하는 모드 선택부(800)를 포함하고 있다.
액정 표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결된 복수의 화소(pixel)를 포함하며, 각 화소는 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(switching element)(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호(scanning signal) 또는 게이트 신호(gate signal)를 전달하며 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 주사 신호선 또는 게이트선(G1-Gn)과 화상 신호(image signal) 또는 데이터 신호(data signal)를 전달하며 열 방향으로 뻗어 있는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 스위칭 소자(Q)는 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 있고 입력 단자는 데이터선(D1-Dm)에 연결되며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)의 한 단자에 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 스위칭 소자(Q)의 출력 단자와 공통 전압(common voltage, Vcom) 또는 기준 전압(reference voltage)에 연결되어 있다. 유지 축전기(Cst)의 다른 단자는 다른 전압, 예를 들면 기준 전압에 연결되어 있다. 그러나 유지 축전기(Cst)의 다른 단자는 바로 위의 게이트선[이하 "전단 게이트선(previous gate line)"이라 함]에 연결되어 있을 수 있다. 전자의 연결 방식을 독립 배선 방식(separate wire type)이라고 하며, 후자의 연결 방식을 전단 게이트 방식(previous gate type)이라고 한다.
한편, 액정 표시판 조립체(300)를 구조적으로 보면 도 2에서와 같이 개략적으로 나타낼 수 있다. 편의상 도 2에는 하나의 화소만을 나타내었다.
도 2에 도시한 것처럼, 조립체(300)는 서로 마주 보는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 둘 사이의 액정층(3)을 포함한다. 하부 표시판(100)에는 게이트선(Gi-1, Gi) 및 데이터선(Dj)과 스위칭 소자(Q) 및 유지 축전기(Cst)가 구비되어있다. 액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 기준 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다.
화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 기준 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면(全面)에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)에 연결된다.
여기에서 액정 분자들은 화소 전극(190)과 기준 전극(270)이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
화소 전극(190)은 또한 기준 전압을 인가 받는 별개의 배선이 하부 표시판(100)에 구비되어 화소 전극(190)과 중첩됨으로써 유지 축전기(Cst)를 이룬다. 전단 게이트 방식의 경우 화소 전극(190)은 절연체를 매개로 전단 게이트선(Gi-1)과 중첩됨으로써 전단 게이트선(Gi-1)과 함께 유지 축전기(Cst)의 두 단자를 이룬다.
도 2는 스위칭 소자(Q)의 예로 모스(MOS) 트랜지스터를 보여주고 있으며, 이 모스 트랜지스터는 실제 공정에서 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(polysilicon)를 채널층으로 하는 박막 트랜지스터로 구현된다.
도 2에서와는 달리 기준 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형으로 만들어진다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(color filter)(230)를 구비함으로써 가능하다. 색 필터(230)는 도 2에서처럼 주로 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되지만 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
다시 도 1을 참고하면, 게이트 구동부(420) 및 데이터 구동부(430)는 각각 스캔 구동부(scan driver) 및 소스 구동부(source driver)라고도 하며 복수의 게이트 구동 IC(integrated circuit) 및 데이터 구동 IC로 이루어지는 것이 일반적이다. 각 IC는 액정 표시판 조립체(300)의 외부에 따로 존재하거나 조립체(300) 위에 장착될 수도 있고, 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터(Q)와 동일한 공정으로 조립체(300) 위에 형성될 수도 있다.
게이트 구동부(420)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 구동 전압 생성부(560)로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(430)는 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며 계조 전압 생성부(570)로부터의 계조 전압(gray voltage)을 선택하여 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
또한 모드 선택부(800)는 사용자가 주변 환경에 따라 선택한 모드에 해당하는 모드 선택 신호(MS1, MS2)를 신호 제어부(550) 및/또는 계조 전압 생성부(570)로 공급한다. 모드 선택부(800)는 모니터 또는 TV의 OSD나 디스플레이 등록 정보 등에 구비될 수 있으며, 신호 제어부(550)의 일부를 이루거나 이와 별개로 구비될 수 있다.
계조 전압 생성부(570)는 모드 선택부(800)로부터의 모드 선택 신호(MS2)에 따라 적정한 계조 전압을 생성하여 데이터 구동부(430)에 공급한다.
이러한 게이트 구동부(420)와 데이터 구동부(430), 구동 전압 생성부(560), 백라이트 제어부(700) 등의 동작은 액정 표시판 조립체(300)의 외부에 존재하며 이들에 연결된 신호 제어부(550)에 의하여 제어되는데 이에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(550)는 모드 선택부(800)로부터 인가되는 모드 선택 신호(MS1), 외부의 그래픽 제어기(graphic controller)(도시하지 않음)로부터 RGB 계조 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 제어 입력 신호(input control signal), 예를 들면 수직 동기 신호(vertical synchronizing signal, Vsync)와 수평 동기 신호(horizontal synchronizing signal, Hsync), 메인 클록(main clock, CLK), 데이터 인에이블 신호(data enable signal, DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(550)는 제어 입력 신호를 기초로 게이트 제어 신호 및 데이터 제어 신호를 생성하고, 모드 선택 신호(MS1)와 제어 입력 신호에 따라 계조 신호(R, G, B)를 액정 표시판(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한다. 그런 후, 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(420)와 구동 전압 생성부(560)로 내보내고 데이터 제어 신호와 처리한 계조 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(430)로 내보낸다. 또한 신호 제어부(550)는 백라이트부(600)를 제어하는 백라이트 제어 신호(BC)를 백라이트 제어부(700)로 보낸다.
게이트 제어 신호는 게이트 온 펄스(게이트 신호의 하이 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(vertical synchronization start signal, STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(gate clock signal, CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 게이트 온 인에이블 신호(gate on enable signal, OE) 등을 포함한다. 이중에서 게이트 온 인에이블 신호(OE)와 게이트 클록 신호(CPV)는 구동 전압 생성부(560)에 공급된다. 데이터 제어 신호는 계조 신호의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(horizontal synchronization start signal, STH)와 데이터선에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(load signal, LOAD 또는 TP) 및 데이터 클록 신호(data clock signal, HCLK) 등을 포함한다. 또한 백라이트 제어 신호(BC)는 수직 동기 신호(Vsync) 등에 따라 백라이트부(600)의 램프, 예를 들면 발광 다이오드나 냉음극관 등으로 이루어진 광원을 해당하는 시기에 점멸시키거나 휘도를 변화시키는 신호이다.
게이트 구동부(420)는 신호 제어부(550)로부터의 게이트 제어 신호에 따라 게이트 온 펄스를 차례로 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 이와 동시에 데이터 구동부(430)는 신호제어부(550)로부터의 데이터 제어 신호에 따라 턴온된 스위칭 소자(Q)가 위치한 화소 행에 계조 신호(R', G', B')에 대응하는 계조 전압 생성부(570)로부터의 아날로그 전압을 데이터 신호로서 해당 데이터선(D1-Dm)에 공급한다. 데이터선(D1-Dm)에 공급된 데이터 신호는 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 펄스를 인가하여 모든 화소 행에 데이터 신호를 인가한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 모드 선택부(800)를 통해 공급되는 모드 선택 신호(MS1)에 따라 신호 제어부(550)가 외부로부터의 계조 신호(R, G, B)를 처리하여 보정된 계조 신호(R', G', B')로서 출력하거나 백라이트부(600)를 제어한다. 또한 모드 선택 신호(MS2)에 따라 계조 전압 생성부(570)가 계조 전압을 변경한다. 이와 같은 동작들은 동시에 또는 일부만 수행될 수 있으며 이에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 사용자는 모드 선택부(800)를 이용하여 현재 자신의 주변 환경에 맞는 모드를 선택한다. 이 모드는 모드 선택부(800)에 내장되어 있는 것들로서, 예를 들면, 자연광이 있는 야외, 백색 형광등이 켜져 있는 곳, 황색등이 켜져 있는 터널안, 파란색이 주류를 이루는 바다, 또는 붉은 계통의 조명이 켜져 있는 곳 등일 수 있다. 또는 이 모드는 밝기까지 포함할 수 있다. 이 모드에 따라 대응하는 감마 보정이 미리 정해져 있으며, 해당 감마 보정을 행하기 위해서는 계조 전압 자체를 바꾸거나, 계조 신호를 바꾸거나 백라이트부의 밝기 또는 점멸을 조절할 수 있으며, 이들 동작을 모두 행할 수도 있지만, 이들 중 일부, 예를 들면 계조 전압만을 바꿀 수도 있다.
모드 선택부(800)는 사용자가 선택한 모드에 해당하는 모드 선택 신호(MS1, MS2)를 신호 제어부(550) 및/또는 계조 신호 생성부(570)로 공급한다.
신호 제어부(550)는 이 모드 선택 신호(MS1)에 응답하여 입력 계조 신호(R, G, B)를 처리하고 이를 보정 계조 신호(R', G', B')로서 데이터 구동부(450)에 공급한다.
또한 신호 제어부(550)는 모드 선택 신호(MS1)에 응답하여, 백라이트 제어부(700)로 백라이트 제어 신호(BC)를 공급하여 백라이트부(600)의 휘도 및/또는 점멸 시기를 조정한다.
한편 계조 전압 생성부(570)는 모드 선택 신호(MS2)에 응답하여, 대응하는 적정한 계조 전압을 생성한다.
그러면 데이터 구동부(430)는 보정된 계조 신호(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 계조 전압 생성부(570)로부터 선택하여, 액정판 조립체(300)로 인가한다.
또한 본 발명의 실시예에서는, 인터넷 등과 같은 통신 수단을 이용하여 구매 고객이 선택 모드를 추가하거나 변경할 수 있게 한다. 즉, 선택할 수 있는 모드를 변경 또는 추가할 때마다 페치(fetch) 파일 등을 제조업체의 홈페이지 등에 등록시켜 놓는다. 고객들이 이 페치 파일을 액정 표시 장치가 장착된 개인용 휴대 컴퓨터 등의 단말기에 설치하면 자동으로 모드 선택부(800)의 모드 선택 상태가 변경된다.
이와 같이 본 발명은 액정 표시 장치의 주변 환경에 맞게 감마 보정하여 화면의 표시 상태를 최적으로 변화시킬 수 있으므로, 주변 환경에 가장 적합한 표시 상태를 유지한다.
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.

Claims (5)

  1. 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 장치로서,
    미리 정해져 있는 모드의 선택에 따라 상태가 변화하는 적어도 하나의 모드 선택 신호를 생성하는 모드 선택부,
    상기 모드 선택 신호에 기초하여 외부로부터의 계조 신호의 상태를 변경하고, 상기 계조 신호 및 상기 계조 신호를 제어하는 제어 입력 신호를 공급하는 신호 제어부, 그리고
    상기 제어 입력 신호에 따라 상기 신호 제어부로부터의 상기 계조 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부
    를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 모드는 상기 액정 표시 장치의 주변 환경에 따라 정해지는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 모드는 밝기에 따라서도 달라지는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 추가로 포함하고,
    상기 계조 전압 생성부는 상기 모드 선택부로부터의 상기 모드 선택 신호에 따라 적절한 계조 전압을 생성하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 액정 표시 장치는 상기 화소에 빛을 공급하는 백라이트부를 포함하며,
    상기 구동 장치는 상기 신호 제어부의 제어에 따라 상기 백라이트부를 제어하는 백라이트 제어부를 추가로 포함하고,
    상기 신호 제어부는 상기 모드 선택 신호의 상태에 따라 상기 백라이트 제어부로 인가되는 신호 상태를 변화시켜 상기 백라이트부의 밝기 및 점멸 시기를 제어하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
KR1020020029937A 2002-05-29 2002-05-29 액정 표시 장치의 구동 장치 KR100859518B1 (ko)

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