KR20050055159A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

저소비전류를 구현한 액정표시장치 및 그 구동방법이 개시된다.
본 발명은 게이트-소스간의 캐패시턴스에 의한 화소전압의 변동분을 감안하여 n프레임의 (+)필드시 화소전압의 변동분만큼 증가된 계조표시전압을 인가하고, n+1프레임의 (-)필드시 원래의 계조표시전압을 그대로 인가하여 화상을 표시한다. 이때, n프레임의 (+)필드시에 증가된 계조표시전압은 원래의 계조표시전압보다 화소전압의 변동분만큼 감소된 전압인 것이 바람직하다.
이에 따라, (+)필드마다 원래의 계조표시전압보다 적은 전압으로 동일한 계조를 표현할 수 있으므로, 전류소모가 적게 되어 전력소모를 현저하게 줄일 수 있다. 또한, 보다 정확한 계조 표현이 가능하다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid crystal display and driving method thereof}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 정확한 계조 표현과 저소비 전류를 구현할 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정셀들에 화상 정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.
따라서, 액정표시장치는 화소 단위를 이루는 액정셀들이 액티브(active) 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과, 상기 액정패널을 구동하기 위한 드라이버 직접회로를 구비한다.
이때, 액정패널은 서로 대향하는 컬러필터(color filter) 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판과, 그 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 이격 간격에 충진된 액정층을 포함하여 구성된다.
상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 내측면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성된다. 이때, 상기 공통전극에 소정의 공통전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호가 인가되면, 상기 화소전압과 상기 공통전압 간의 전위차에 의한 전계가 상기 다수의 액정셀에 인가되게 된다. 따라서, 상기 화소전극에 인가되는 서로 상이한 데이터신호에 의해 상기 다수의 액정셀들의 광투과율을 개별적으로 조절하여 원하는 화상을 표시할 수 있다.
상기 액정패널의 박막트랜지스터 어레이 기판 상에는 데이터드라이버로부터 공급된 데이터신호를 액정셀들로 전달하기 위한 데이터 배선들과, 게이트 드라이버로부터 공급된 주사신호를 액정셀들이 1개 라인씩 순차적으로 선택되도록 하고, 그 선택된 액정셀들에는 상기 데이터드라이버로부터 공급된 데이터신호가 공급된다.
상기 액정셀에는 스위칭소자로 사용되는 박막 트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor, 이하 TFT라 한다)가 형성되는데, 상기 게이트 배선들을 통하여 공급된 주사신호에 의해 상기 TFT가 턴-온되고, 이때 상기 데이터 배선들을 통해 공급된 데이터신호가 상기 TFT의 소스전극과 드레인전극을 통해 상기 화소전극으로 인가됨에 따라, 상기 공통전극에 인가된 공통전압과 상기 화소전극에 인가된 데이터신호 사이의 전계에 의해 상기 액정셀들의 광투과율이 조절된다.
상기와 같이 구성된 액정표시장치의 구동에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액정패널의 단위 액정셀에 대한 등가회로도이다. 도 2는 도 1에 있어서 일반적인 액정패널에 인가되는 전압 파형도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 공통전압(Vcom)이 공통전극에 인가되고, 데이터신호의 전압(Vdata)이 데이터배선(103)을 통해 TFT(100)의 소스전극에 인가되며, 주사신호(Vgl,Vgh)가 매 프레임 단위로 게이트 배선(101)을 통해 상기 TFT(100)의 게이트전극에 인가된다.
따라서, 먼저 제n 프레임의 고전위 주사신호(Vgh)가 인가되는 TFT(100)의 턴-온 구간에서는 정극성(positive)의 데이터신호의 전압(Vdata), 즉 (+)필드가 소스전극으로부터 드레인전극을 통해 화소전극에 공급되어 액정셀(102)이 구동하고, 상기 액정셀(102)의 캐피시터(Clc)(104)에 충전된다.
그리고, 상기 주사신호(Vgh)가 고전위에서 저전위로 천이되는 TFT(100)가 턴-오프되는 구간에는 상기 TFT(100)의 게이트전극과 드레인전극의 오버랩에 의한 기생용량(Cgs)(105)으로 인해 게이트전극의 전압변동이 드레인전극과 접속된 화소전극에 영향을 줌으로써, 상기 충전된 화소전압(Vp)으로부터 전압강하가 발생하는데, 이를 화소전압의 변동분(ΔVp)이라 지칭한다.
상기 화소전압의 변동분(ΔVp)은 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
여기서, Clc는 액정셀(102)의 캐패시턴스이고, Cst는 저장 용량(storage capacitoe)이고, Cgs는 게이트전극과 소스전극 사이의 캐패시턴스, 즉 기생용량이며, Vgh 및 Vgl은 각각 주사신호의 하이전압 및 로우전압을 나타낸다.
상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 게이트전극과 소스전극 사이의 캐패시턴스(Cgs)로 인해 소정의 화소전압의 변동분이 발생하게 된다.
따라서, 데이터신호의 전압(Vdata)이 화소전극에 인가되더라도, 상기 액정셀(102)에 실제로 인가되는 전압은 데이터신호의 전압에서 상기 화소전압의 변동분만큼 감소된 전압이 존재하게 된다.
한편, 상기 주사신호가 저전위로 인가되는 TFT(100)의 턴-오프 구간에서는 상기 액정셀(102)에 충전된 화소전압(Vp)이 화소전극에 지속적으로 공급되어 액정셀의 구동을 유지시키게 된다.
반면에, 제n+1 프레임에서는 상술한 반전구동방식이 적용되기 때문에 부극성(negative)의 데이터신호의 전압(Vdata)이 소스전극으로부터 드레인전극을 통해 화소전극에 공급되고, 상기 액정셀(102)의 캐패시턴스(Clc)에 충전되게 된다.
따라서, 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 이상적으로 공통전압(Vcom)을 기준으로 TFT(100)의 턴-온, 천이 그리고 턴-오프 구간에서 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 대칭되는 전압파형을 나타내어야 한다.
하지만, 상기 화소전압(Vp)은 앞서 설명한 바와 같이 화소전압의 변동분(ΔVp)에 의한 영향으로 데이터신호의 전압(Vdata)보다 낮아짐에 따라 실제적으로 제n 프레임과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 도2에 도시한 바와 같이 서로 대칭되지 않게 된다.
이와 같이 서로 대칭되지 않는 전압 파형은 간단히 공통전압(Vcom)을 가변시킴으로써, 대칭적으로 변환되도록 할 수 있는데, 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 도 1의 일반적인 액정표시장치에서 실제 액정셀에 인가되는 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 데이터신호의 전압(Vdata)은 감마값에 따른 계조표시전압으로 나타나게 된다. 도 3에는 감마값이 1부터 10까지 도시되어 있는데, 이러한 감마값은 외부로부터 입력되는 nbit의 표시 데이터에 따라 결정되게 된다. 각 감마값에는 그에 상응하는 계조표시전압이 설정되어 있다. 예를 들어, 감마 1은 10V이고, 감마 5는 6V이고, 감마 6은 4V이고, 감마 10은 0V일 수 있다. 여기서, 공통전압(Vcom)을 기준으로 이보다 큰 계조표시전압(4V 이상)이 인가되는 도 2에서 제n 프레임 구간은 (+)필드라고 하고, 공통전압(Vcom)보다 작은 계조표시전압(4V 이하)이 인가되는 제n+1 프레임 구간은 (-)필드라고 한다.
이때, 도 3에서 공통전압(Vcom)은 5V이고, 화소전압의 변동분(ΔVp)은 1V라고 한다. 물론, 화소전압의 변동분(ΔVp)은 계조값이나 (+)필드 또는 (-)필드에 따라 약간씩 달라질 수 있는데, 도 3에서는 설명의 편의를 위해 화소전압의 변동분(ΔVp)을 1V로 고정시켜 설명하기로 한다.
계조표시전압이 0V부터 10V까지 존재한다고 하면, 공통전압(Vcom)이 5V라고 할 때, 계조표시전압이 10V((+)필드인 경우)나 0V((-)필드인 경우)에서 최적의 블랙을 구현할 수 있다. 즉, (+)필드에서 계조표시전압이 10V인 경우, 상기 공통전압(Vcom)과의 차이값이 5V에 의해 최적의 블랙이 구현될 수 있다. 또한, (-)필드에서 계조표시전압이 0V인 경우, 상기 공통전압(Vcom)과의 차이값 5V에 의해 최적의 블랙이 구현될 수 있다. 이와 반대로, 상기 계조표시전압이 상기 공통전압에 근접할수록 화이트 특성이 강화될 수 있다.
한편, 이상적인 경우 상기와 같이 구동될 때 최적의 화상이 표시될 수 있지만, 수학식 1에 나타낸 바와 같이 Cgs에 의한 영향으로 화소전압의 변동분(ΔVp)이 발생되게 되어 실제로 액정셀에 인가되는 전압은 감소되게 된다.
예를 들어, (+) 필드, 즉 제n 프레임 구간에서 10V의 계조표시전압이 인가되게 되면, 10-1=9V의 화소전압(Vp)이 실제로 액정셀에 인가되게 되고, (-) 필드, 즉 제n+1 프레임 구간에서 0V의 계조표시전압이 인가되게 되면, 0-1=-1V의 화소전압이 실제로 액정셀에 인가되게 된다. 이러한 경우, 상기 공통전압(Vcom)과의 차이값은 (+) 필드에서는 9-5=4V인데 반해 (-)필드에서는 5-(-1)=6이 되어 그 차이값이 (+)필드와 (-)필드에서 서로 상이하여 지게 된다. 이에 따라, 동일한 계조를 표현하는데 있어서 (+)필드에서는 4V로 표현되고, (-)필드에서는 6V로 표현되어 정확한 계조가 표현되지 않게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 공통전압(Vcom)을 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 낮추어주게 되면, (+)필드와 (-)필드에서의 차이값이 동일하게 되어 동일한 계조에 대해 정확하게 표현될 수 있다.
즉, 예를 들어 공통전압(Vcom)을 4V로 낮추어주면, (+)필드에서는 9-4=5V가 실제 액정셀에 인가되게 되고, (-)필드에서는 4-(-1)=5V가 실제 액정셀에 인가되게 되어, (+)필드와 (-)필드에서 동일한 계조에 대해 동일한 차이값이 나타나게 되어 정확한 계조 표현이 가능하게 된다.
하지만, 액정표시장치에는 수백만 개의 화소들이 존재하게 되고, 이러한 각 화소들을 제어하기 위해 다수의 게이트 배선들 및 다수의 데이터 배선들을 통해 주사신호 및 데이터신호가 인가됨으로 해서 소비전력이 증가되게 되는 문제점이 있었다. 다시 말해, 다수의 게이트 배선들과 다수의 데이터 배선들을 통해 소비되는 전류가 크게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 정확한 계조 표현과 저소비 전류를 구현할 수 있는 데이터드라이버, 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따르면, 액정표시장치는, 매트릭스 형태로 다수의 화소가 배열되는 액정패널; 영상 데이터 및 동기신호를 이용하여 상기 액정패널을 구동시키기 위한 소정의 타이밍 제어어신호를 생성하는 타이밍 제어부; 감마값을 생성하기 위한 감마 발생부; 상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 영상 데이터를 상기 감마값에 따른 계조표시전압으로 변환하여 상기 액정패널에 공급하기 위한 데이터드라이버; 및 상기 타이밍 제어신호에 따라 주사신호를 공급하기 위한 게이트드라이버를 포함하고, 상기 데이터드라이버는 n프레임의 (+)필드시 화소전압의 변동분만큼 증가된 계조표시전압을 인가하고, n+1프레임의 (-)필드시 원래의 계조표시전압을 그대로 인가하고, 상기 계조표시전압의 공급 이전에 공통전압이 상기 액정패널에 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따르면, 액정표시장치의 구동방법은, 영상 데이터 및 동기신호를 이용하여 액정패널을 구동시키기 위한 소정의 타이밍 제어어신호를 생성하는 단계; 상기 타이밍 제어신호에 따라 주사신호를 공급하는 단계; 상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 영상 데이터를 이용하여 상기 감마값에 상응하는 계조표시전압을 생성하는 단계; 상기 감마값 및 상기 영상데이터를 이용하여 화소전압의 변동분을 생성하는 단계; 및 n프레임의 (+)필드시 또는 상기 n+1프레임의 (-)필드시인지에 따라 보정된 계조표시전압을 선택적으로 출력하는 단계를 포함한다.
상기 보정된 계조표시전압을 선택적으로 출력하는 단계는, 상기 n프레임의 (+)필드시 화소전압의 변동분만큼 증가된 계조표시전압을 출력하는 단계; 상기 n+1프레임의 (-)필드시 원래의 계조표시전압을 그대로 출력하는 단계; 및 상기 보정된 계조표시전압의 출력 이전에 공통전압을 상기 액정패널에 인가하는 단계를 포함하고, 상기 증가된 계조표시전압은 상기 n프레임의 (+)필드시의 원래의 계조표시전압에서 화소전압의 변동분만큼 감소된 전압이고, 상기 공통전압은 화소전압의 변동분만큼 가변될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 5는 도 4에서 데이터드라이버의 구성을 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 매트릭스 형태로 다수의 화소가 배열되는 액정패널(1)과, 외부의 비디오 카드 등으로부터 입력되는 영상 데이터 및 동기신호를 이용하여 상기 액정패널(1)을 구동시키기 위한 소정의 타이밍 제어어신호를 생성하는 타이밍 제어부(2), 상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 영상 데이터를 상기 액정패널(1)에 공급하기 위한 데이터드라이버(3)와, 상기 데이터드라이버(3)에 감마값을 공급하기 위한 감마 발생부(4)와, 상기 타이밍 제어신호에 따라 주사신호를 공급하기 위한 게이트드라이버(5)를 구비한다.
컴퓨터 등의 본체에 내장된 디지털 비디오 카드 등으로부터 공급되는 영상 데이터는 상기 액정표시장치의 타이밍 제어부(2)로 입력된다.
상기 타이밍 제어부(2)는 상기 영상 데이터로부터 소정의 동기신호, 예를 들어 수직동기신호(Vsync) 및 수평동기신호(Hsync)를 추출하고, 상기 추출된 수직동기신호 및 수평동기신호를 이용하여 상기 액정패널(1)을 구동시키기 위한 소정의 타이밍 제어신호를 출력시킨다. 이때, 상기 타이밍 제어신호에는 한 프레임의 데이터가 인가되는 시간, 즉 수직동기신호(Vsync)가 인가되는 한 주기 동안 화면의 첫 번째 게이트 라인을 온시켜주는 시점을 알려주는 게이트 시작 펄스(GSP : Gate Start Pulse, 이하 GSP라 한다), 상기 액정패널(1)의 TFT의 게이트전극이 온 또는 오프(On, Off)되는 시간을 결정하는 게이트 쉬프트 클럭(GSC : Gate Shift Clock, 이하 GSC라 한다), 상기 게이트드라이버(5)의 출력을 제어하는 게이트 출력 인에이블(GOE : Gate Output Enable, 이하 GOE라 한다), 1 수평동기신호(Hsync) 중에서 데이터의 시작점, 즉 첫 번째 데이터배선에 영상데이터가 인가되는 시점을 알려주는 소스 시작 펄스(SSP : Source Start Pulse, 이하 SSP라 한다), 상기 데이터드라이버(3)를 구동시키기 위한 시간을 알려주는 소스 쉬프트 클럭(SSC : Source Shift Clock), 상기 데이터드라이버(3)의 출력을 결정하는 소스 출력 인에이블(SOE : Source Output Enable)을 포함한다. 여기서, 상기 GSS, GSP 및 GOE 신호는 상기 게이트드라이버(5)로 공급되고, 상기 SSP, SSC 및 SOE 신호는 상기 데이터드라이버(3)로 공급될 수 있다. 또한, 상기 데이터드라이버(3)로는 상기 영상 데이터도 공급될 수 있다.
상기 게이트드라이버(5)는 GSC 신호에 의해 GSP 신호가 시프트되어 GOE 신호에 의해 순차적으로 주사신호가 생성되어 각 게이트라인들에 인가된다.
상기 데이터드라이버(3)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 데이터래치부(13), 시프트 레지스터(14), 라인래치부(15), 디지털-아날로그 변환부(16) 및 출력버퍼(17) 등과 같은 다양한 구성요소들로 이루어진다.
상기 데이터래치(data latch)부(13)는 상기 타이밍 제어부(2)로부터 공급된 nbit의 영상 데이터를 화소(pixel) 단위로 래치한다.
상기 시프트 레지스터(14)는 SSC 신호에 동기하여 상기 데이터래치부(13)에 래치된 영상 데이터를 라인래치부(15)에 저장시키기 위한 래치 인에이블신호를 순차적으로 발생시킨다. 이와 같이 발생된 래치 인에이블신호에 따라 상기 데이터래치부(13)에 저장된 영상 데이터가 상기 라인래치부(15)에 순차적으로 저장된다.
상기 라인래치부(15)는 적어도 각각 1라인 크기의 (여기서는 1개의 데이터드라이버(3)에 연결되는 데이터 배선수(384라인), 액정표시장치에는 384라인이 연결되는 데이터드라이버가 6개 구비됨) 제 1, 2 레지스터(미도시)를 구비한다. 상기 라인래치부(15)는 1라인분의 영상 데이터가 제1 레지스터에 저장되면, 동시에 제1 레지스터에 미리 저장된 1라인분의 영상 데이터를 제2 레지스터로 이동시킨다. 이후 상기 라인래치부(15)는 제1 레지스터에 다음 라인의 영상 데이터를 순차적으로 저장한다.
상기 디지털-아날로그 변환부(digital to analog converter)(16)는 상기 감마 발생부(4)로부터 공급되는 계조신호(감마값)에 따라 1라인분의 영상 데이터에 상응하는 아날로그신호인 계조표시전압으로 변환한다.
상기 출력버퍼(17)는 상기 디지털-아날로그 변환부(16)에 의해 변환된 계조표시전압을 증폭시켜 액정패널의 각 데이터 배선으로 출력한다.
이때, 상기 출력버퍼(17)로 출력되는 계조표시전압은 매 프레임마다 극성이 반전되어 출력되게 된다. 즉, 별도의 장치에서 생성된 극성제어신호(POL)에 의해 상기 출력되는 계조표시전압은 매 프레임마다 반전되게 된다. 예를 들어, n 프레임에 정극성의 계조표시전압이 출력되면, n+1 프레임에는 부극성의 계조표시전압이 출력되게 된다.
다시 도 4를 설명하면, 상기 액정패널(1)은 상기 게이트드라이버(5)로부터 공급되는 주사신호가 인가되기 위한 복수의 게이트 배선과 상기 데이터드라이버(3)로부터 공급되는 계조표시전압이 인가되기 위한 복수의 데이터 배선이 서로 교차되어 화소 영역이 정의되고, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차점에 TFT가 형성되어 있다.
따라서, 상기 게이트드라이버(5)로부터 공급되는 주사신호에 의해 TFT가 턴-온되고, 이때 상기 데이터드라이버(3)로부터 공급된 계조표시전압이 상기 TFT를 경유하여 화소전극으로 인가된다. 이때, 상기 게이트 배선들과 나란하게 배열된 공통전극으로 소정의 공통전압(Vcom)이 인가된다.
따라서, 상기 계조표시전압과 상기 공통전압 간의 전위차에 의한 전계가 액정셀에 인가되어 액정셀의 배열방향의 변경에 따른 광투과율이 제어되어 소정의 화상이 표시되게 된다. 이미 종래기술에서 설명한 바와 같이, 상기 액정셀에 인가된 전압은 주사신호가 고전위에서 저전위로 천이되는 TFT의 턴-오프 구간에서 수학식 1에 나타낸 바와 같이 Cgs의 의한 영향으로 화소전압의 변동분(ΔVp)가 발생된다. 이에 따라, 상기 액정셀에 인가되는 실제전압은 상기 계조표시전압에서 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 감소된 전압이 인가되게 된다.
이러한 경우, 상기 공통전압을 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 낮아지도록 조절함으로써, (+)필드와 (-)필드의 계조표시전압 파형을 대칭적으로 만들어 정확한 계조 표현을 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 구성된 액정표시장치에서 저소비전류를 구현하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 (+)필드에서는 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 줄어든 계조표시전압을 인가하고, (-)필드에서는 본래의 계조표시전압을 인가한다.
도 6은 도 4의 액정표시장치에서 실제 액정셀에 인가되는 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 감마 발생부에서 발생된 감마값에 따라 계조표시전압이 액정셀에 인가되게 된다.
이때, 공통전압이 5V라고 하고, 화소전압의 변동분(ΔVp)이 1V라고 한다.
감마값은 감마 1부터 감마 10까지 존재하고, 공통전압을 기준으로 감마1부터 감마 5까지와 감마 6부터 감마10까지로 구분된다. 여기서, 감마 1부터 감마 5까지는 (-)필드 구간에서 사용되고, 감마 6부터 감마 10까지는 (+)필드 구간에서 사용되게 된다. 물론, 이와 반대로 사용될 수도 있다. 또한, 상기 공통전압을 기준으로 양쪽으로 배열되는 감마값에 따른 계조표시전압은 서로 대칭이고, 동일한 계조를 표현할 수 있다. 즉, 1V의 계조표시전압과 10V의 계조표시전압은 동일한 계조를 표현하고, 또한, 3V의 계조표시전압과 7V의 계조표시전압은 동일한 계조를 표현한다. 또한, 공통전압과의 차이값이 큰 계조표시전압일수록 보다 블랙에 가까운 계조를 표현하여 줄 수 있다.
감마값에 따른 계조표시전압이 인가되면, 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 줄어든 전압이 실제 액정셀에 인가되게 된다. 즉, 1V의 계조표시전압의 경우, 실제 액정셀에 인가되는 전압은 -1V가 되고, 10V의 계조표시전압의 경우, 실제 액정셀에 인가되는 전압은 9V가 된다. 이상적인 경우, 감마 1과 감마 10에서 동일한 계조가 구현되어야 한다. 하지만, 화소전압의 변동분(ΔVp)에 의해 공통전압과 각 감마값에 따른 계조표시전압 간의 차이값은 비대칭이 되게 된다. 즉, 감마 1에 따른 변동된 계조표시전압(-1V)과 공통전압 간의 차이값은 6V인데 반해, 감마 10에 따른 변동된 계조표시전압(9V) 간의 차이값은 4V가 된다. 이와 같이 동일한 계조표현을 위해 (-)필드와 (+)필드에 각각 인가된 계조표시전압과 공통전압 간의 차이값이 서로 상이해짐에 따라 정확한 계조표현이 불가능하게 된다.
이를 위해, 공통전압을 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 낮아지도록 변경함으로써, 공통전압과 (+)필드와 (-)필드에 각각 인가된 계조표시전압 간의 차이값을 동일하게 하여 정확한 계조를 표현할 수 있다.
이때, (+)필드의 계조표시전압에 화소전압의 변동분(ΔVp)을 더해 인가시키는 한편, (-)필드의 계조표시전압에는 본래의 계조표시전압을 그대로 인가하여 준다.
즉, (-)필드의 1V의 계조표시전압은 그대로 인가되어, -1V가 실제로 액정셀에 인가되고, (+)필드의 9V의 계조표시전압에는 화소전압의 변동분(ΔVp)을 고려하여 상기 화소전압의 변동분(ΔVp)인 1V의 전압을 더한 10V의 전압이 인가되게 된다. 이에 따라, (+)필드에서 10V의 전압은 화소전극에 공급되고, 이때 Cgs에 의해 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 줄어들게 됨으로써, 최종적으로 9V의 전압이 실제로 액정셀에 인가되게 된다.
따라서, 공통전압이 4V이므로, (-)필드에서 계조표시전압(1V)과 공통전압과의 차이값과 (+)필드에서 계조표시전압(9V)과 공통전압과의 차이값은 모두 5V로 동일하여 동일한 계조를 표현할 수 있다.
이때, 종래에는 10V의 계조표시전압을 인가하는데 반해, 본 발명에서는 9V의 계조표시전압을 인가하여도 (-)필드와 (+)필드에서 동일한 계조를 표현할 수 있으므로, 대략 1V에 해당하는 만큼 소비전류가 줄어들게 된다. 이러한 소비전류는 하나의 액정셀이 아닌 모든 액정셀에 대해 모두 동일하게 적용되므로, 모든 액정셀에서 소비되는 전류는 현저하게 줄어들 수 있다.
상기와 같이 소비전류를 줄이면서 정확한 계조를 표현하기 위해 본 발명에서는 감마 발생부의 구성을 도 7과 같이 구성하였다.
도 7은 도5에서 디지털-아날로그 변환부를 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 상기 디지털 아날로그 변환부(16)는 도 4의 감마 발생부(4)로부터 공급된 감마값(계조신호)에 따라 nbit의 영상 데이터를 변환하여 소정의 계조표시전압을 생성하기 위한 디지털-아날로그 변환기(21)와, 상기 감마값 및 nbit의 영상데이터를 이용하여 화소전압의 변동분(ΔVp)을 생성하기 위한 보상전압 생성부(23)와, 상기 수직동기신호를 바탕으로 (+)필드 또는 (-)필드에 따라 보정된 계조표시전압을 선택하여 출력시키기 위한 선택부(25)로 이루어진다.
상기 디지털-아날로그 변환기(21)는 종전과 동일하게 상기 감마 발생부(4)로부터 공급된 감마값에 따라 영상 데이터를 변환하여 소정의 계조표시전압을 생성한다. 이때, 상기 디지털-아날로그 변환기(21)는 (+)필드와 (-)필드에 따라 서로 상이한 계조표시전압이 생성되게 된다. 즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 공통전압(Vcom)이 5V이고, 최대 및 최소 계조표시전압이 10V 및 0V인 경우, (+)필드에는 5~10V 사이의 계조표시전압이 생성될 수 있고, (-)필드에는 0~5V 사이의 계조표시전압이 생성될 수 있다.
상기 디지털-아날로그 변환기(21)에서 생성된 계조표시전압이 (-)필드와 (+)필드에 따라 순차적으로 액정패널로 공급되게 된다. 이때, (+)필드의 경우에 (-)필드의 동일 계조를 표현하기 위한 계조표시전압보다 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 적은 계조표시전압이 생성되는 것이 바람직하다.
예를 들어, (-)필드의 경우 1V의 계조표시전압과 (+)필드의 경우 10V의 계조표시전압이 동일한 계조를 표현하여 줄 수 있다면, (+)필드의 경우 1V의 계조표시전압과 동일한 계조를 표현하기 위해 9V의 계조표시전압이 생성될 수 있다.
이와 같이 9V의 계조표시전압이 생성되더라도 (+)필드의 경우 미리 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼이 더해진 보정된 계조표시전압이 인가되게 됨으로써, 액정패널의 특성, 즉 Cgs에 의한 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 계조표시전압이 줄어들게 되더라도, 9V의 계조표시전압이 그대로 실제 액정셀에 인가되게 된다.
따라서, 공통전압을 기준으로 (-)필드의 1V의 계조표시전압과 9V의 계조표시전압 각각의 차이값이 동일하게 되어 동일한 계조 표현이 가능하게 되고, 또한 종래에 비해 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 줄어든 계조표시전압이 인가되게 되어 결국 소비전류가 감소되게 되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 보상전압 생성부(23)는 감마값에 따라 nbit의 영상 데이터를 이용하여 화소전압의 변동분(ΔVp)을 생성한다.
상기 선택부(25)는 상기 디지털-아날로그 변환기(21)로부터 (-)필드 및 (+)필드에 따른 계조표시전압을 입력받고, 상기 보상 전압 생성부(23)로부터 화소전압의 변동분(ΔVp)을 입력받아, 수직동기신호를 바탕으로 출력시켜줄 계조표시전압이 (-)필드인지 또는 (+)필드인지를 구분하여 해당 필드에 따라 보정된 계조표시전압을 선택하여 출력시킨다.
즉, 상기 선택부(25)는 (-)필드인 경우에는 상기 디지털-아날로그 변환기(21)에서 생성된 계조표시전압을 그대로 출력시키고, 반면에 (+)필드인 경우에는 상기 디지털-아날로그 변환기(21)에서 생성된 계조표시전압에 상기 보상전압생성부(23)에서 생성된 화소전압의 변동분(ΔVp)을 더한 보정된 계조표시전압을 출력시키게 된다.
다시 말해, (+)필드의 경우에는 우선 상기 디지털-아날로그 변환기(21)에서 생성된 계조표시전압이 그대로 출력되어 데이터 배선을 통해 화소전극에 인가된다.
이때, 주사신호가 고전위에서 저전위로 천이되는 시점 이전의 소정 구간에서 상기 선택부(25)는 상기 디지털-아날로그 변환기(21)에서 생성된 계조표시전압에 상기 보상전압 생성부(23)로부터 생성된 화소전압의 변동분(ΔVp)을 더한 보정된 계조표시전압을 출력시키게 된다.
이와 같이 출력된 보정된 계조표시전압은 데이터 배선들을 통해 화소전압에 인가되게 되는데, 이때 Cgs의 영향으로 인해 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 계조표시전압이 줄어들게 된다.
이에 따라, (+)필드의 보정된 계조표시전압은 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 전압강하가 이루어져 상기 디지털-아날로그 변환기(21)에서 생성된 계조표시전압이 실제 액정셀로 인가되는데 반해, (-)필드의 계조표시전압은 화소전압의 변동분(ΔVp)이 더해지지 않았으므로 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 줄어든 계조표시전압이 실제 액정셀로 인가되게 된다.
지금까지 화소전압의 변동분(ΔVp)이 각 계조 및 (+)필드 또는 (-)필드에 관계없이 동일한 값으로 가정하고 설명하였지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 화소전압의 변동분(ΔVp)은 각 계조나 (+)필드 또는 (-)필드에 따라 서로 상이한 값으로 나타난다. 이러한 화소전압의 변동분(ΔVp)은 측정을 통해 확인될 수 있다.
일반적으로, 화소전압의 변동분(ΔVp)은 계조가 높을수록 그리고 (-)필드보다는 (+)필드에서 더 높게 나타나게 된다. 따라서, 이와 같이 계조나 (-)필드 또는 (+)필드에 따라 서로 상이하게 나타나는 화소전압의 변동분(ΔVp)이 반영되도록 상기 보상전압 생성부(23)에 회로 구성이 되어야 한다. 이러한 회로 구성은 종래의 방법으로 얼마든지 구현이 가능하므로 더 이상의 설명은 생략한다.
이에 따라, 종래에 비해 (+)필드에서 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 줄어든 계조표시전압이 인가됨으로 해서 소비전류를 줄일 수 있고, 또한 공통전압을 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 낮추어줌으로써, (+)필드와 (-)필드에서 동일한 계조를 표현할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, (+)필드에는 화소전압의 변동분(ΔVp)만큼 증가된 계조표시전압이 인가되도록 하고, (-)에는 본래의 계조표시전압을 그대로 인가하도록 함으로써, 종래에 비해 소비전류를 줄임으로써 전력 소모를 줄일 수 있다.
또한, 공통전압을 가변시킴으로써, (+)필드와 (-)필드에서 동일한 계조 표현이 가능하게 된다.
도 1은 일반적인 액정패널의 단위 액정셀에 대한 등가회로도.
도 2는 도 1에 있어서 일반적인 액정패널에 인가되는 전압 파형도.
도 3은 도 1의 일반적인 액정표시장치에서 실제 액정셀에 인가되는 전압을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 5는 도 4에서 데이터드라이버의 구성을 상세하게 나타낸 블록도.
도 6은 도 4의 액정표시장치에서 실제 액정셀에 인가되는 전압을 설명하기 위한 도면.
도 7은 도5에서 디지털-아날로그 변환부를 상세하게 나타낸 블록도.
도 8은 계조별이나 필드별로 상이하게 나타나는 화소전압의 변동분을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭>
21 : 디지털-아날로그 변환기 23 : 보상전압 생성부
25 : 선택부

Claims (10)

  1. 매트릭스 형태로 다수의 화소가 배열되는 액정패널;
    영상 데이터 및 동기신호를 이용하여 상기 액정패널을 구동시키기 위한 소정의 타이밍 제어어신호를 생성하는 타이밍 제어부;
    감마값을 생성하기 위한 감마 발생부;
    상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 영상 데이터를 상기 감마값에 따른 계조표시전압으로 변환하여 상기 액정패널에 공급하기 위한 데이터드라이버; 및
    상기 타이밍 제어신호에 따라 주사신호를 공급하기 위한 게이트드라이버
    를 포함하고,
    상기 데이터드라이버는 n프레임의 (+)필드시 화소전압의 변동분만큼 증가된 계조표시전압을 인가하고, n+1프레임의 (-)필드시 원래의 계조표시전압을 그대로 인가하고, 상기 계조표시전압의 공급 이전에 공통전압이 상기 액정패널에 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공통전압은 화소전압의 변동분만큼 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 데이터드라이버는,
    상기 영상 데이터를 래치하는 제1 래치부;
    상기 타이밍 제어신호에 따른 래치 인에이블 신호를 순차적으로 발생시키는 시프트 레지스터;
    상기 래치 인에이블 신호에 따라 상기 래치된 영상 데이터를 1라인분씩 래치시키는 제2 래치부;
    상기 감마값에 따라 상기 제2 래치부에 래치된 영상 데이터에 상응하는 계조표시전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환부; 및
    상기 계조표시전압을 증폭시켜 상기 액정패널로 출력하는 출력버퍼
    를 포함하고,
    상기 디지털-아날로그 변환부는,
    상기 영상 데이터를 이용하여 상기 감마값에 상응하는 계조표시전압을 생성하기 위한 디지털-아날로그 변환기;
    상기 감마값 및 상기 영상데이터를 이용하여 화소전압의 변동분을 생성하기 위한 보상전압 생성부; 및
    상기 n프레임의 (+)필드시 또는 상기 n+1프레임의 (-)필드시인지에 따라 보정된 계조표시전압을 선택하여 출력시키기 위한 선택부
    를 포함하는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 n프레임의 (+)필드시 또는 상기 n+1프레임의 (-)필드시인지에 따라 동일 계조 표현을 위한 계조표시전압이 생성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 n프레임의 (+)필드시의 원래의 계조표시전압에서 화소전압의 변동분만큼 감소된 전압을 생성하고, 상기 감소된 전압은 상기 n+1프레임의 (-)필드시의 계조표시전압과 동일한 계조로 표현되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 보상전압 생성부는 계조별 또는 필드별로 상이한 화소전압의 변동분이 생성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 영상 데이터 및 동기신호를 이용하여 액정패널을 구동시키기 위한 소정의 타이밍 제어어신호를 생성하는 단계;
    상기 타이밍 제어신호에 따라 주사신호를 공급하는 단계;
    상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 영상 데이터를 이용하여 감마값에 상응하는 계조표시전압을 생성하는 단계;
    상기 감마값 및 상기 영상데이터를 이용하여 화소전압의 변동분을 생성하는 단계; 및
    n프레임의 (+)필드시 또는 상기 n+1프레임의 (-)필드시인지에 따라 보정된 계조표시전압을 선택적으로 출력하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보정된 계조표시전압을 선택적으로 출력하는 단계는,
    상기 n프레임의 (+)필드시 화소전압의 변동분만큼 증가된 계조표시전압을 출력하는 단계;
    상기 n+1프레임의 (-)필드시 원래의 계조표시전압을 그대로 출력하는 단계; 및
    상기 보정된 계조표시전압의 출력 이전에 공통전압을 상기 액정패널에 인가하는 단계
    를 포함하고,
    상기 증가된 계조표시전압은 상기 n프레임의 (+)필드시의 원래의 계조표시전압에서 화소전압의 변동분만큼 감소된 전압이고, 상기 공통전압은 화소전압의 변동분만큼 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 감소된 전압은 상기 n+1프레임의 (-)필드시의 계조표시전압과 동일한 계조로 표현되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 화소전압의 변동분은 계조별 또는 필드별로 상이하게 생성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101365896B1 (ko) * 2006-12-29 2014-02-24 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그의 구동방법
KR101451740B1 (ko) * 2008-02-21 2014-10-16 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 구동 장치
CN106898327A (zh) * 2017-05-03 2017-06-27 深圳市华星光电技术有限公司 一种显示面板的mura现象补偿方法及显示面板

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101365896B1 (ko) * 2006-12-29 2014-02-24 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그의 구동방법
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US10497318B2 (en) 2017-05-03 2019-12-03 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Mura compensation method for display panel and display panel
US10825400B2 (en) 2017-05-03 2020-11-03 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Mura compensation method for display panel and display panel

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