KR20060011352A - 액정표시장치의 구동부 및 이의 구동방법 - Google Patents

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KR20060011352A
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Abstract

본 발명은 모든 계조에 대하여 플리커 현상을 방지할 수 있는 액정표시장치의 구동부 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 액정패널을 구동하기 위한 데이터 신호, 공통전압신호 및 상기 데이터 신호의 휘도를 나타내는 휘도전압신호를 출력하는 아날로그 디코더부; 및 상기 휘도전압신호에 근거하여, 상기 공통전압신호의 크기를 변조시키고, 상기 변조된 공통전압신호를 액정패널의 공통전극에 공급하는 공통전압 변조부를 포함하는 것이다.
액정표시장치, 공통전압신호, 라인 인버젼, 플리커, 킥백전압

Description

액정표시장치의 구동부 및 이의 구동방법{A driving circuit of a liquid crystal device and a method for driving the same}
도 1은 종래의 액정표시장치의 블록 구성도
도 2는 도 1의 공통전압 증폭부의 회로도
도 3은 데이터 신호가 라인 인버젼방식으로 공급된 종래의 액정패널의 평면도
도 4는 도 3의 액정패널을 라인 인버젼방식으로 구동하기 위한 종래의 블랙 계조의 데이터 신호 및 공통전압신호의 파형도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동부에 대한 블록 구성도
도 6은 도 5의 공통전압 변조부의 회로도
도 7은 데이터 신호가 라인 인버젼방식으로 공급된 본 발명의 액정패널의 평면도
도 8은 도 7의 액정패널을 라인 인버젼방식으로 구동하기 위한 본 발명의 블랙 계조의 데이터 신호 및 공통전압신호의 파형도
도 9는 도 5의 공통전압 변조부에 대한 또 다른 회로도
＊도면의 주요부에 대한 부호 설명
511 : 액정패널 511a : 게이트 드라이버
511b : 데이터 드라이버 520 : 아날로그 디코더부
521 : 구동 시스템 522 : 직류-직류 변환부
523 : 공통전압 변조부 524 : 타이밍 콘트롤러
GL : 게이트 라인 DL : 데이터 라인
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 모든 계조에 대하여 플리커를 방지할 수 있는 액정표시장치의 구동부 및 이의 구동방법에 대한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 크게 영상신호를 표시하는 액정패널과 외부에서 상기 액정패널에 구동신호를 인가하는 구동부로 구분할 수 있다.
상기 액정패널은, 도면에는 도시되지 않았지만, 일정한 공간을 갖고 합착된 두 개의 투명 기판(유리 기판)과, 상기 두 개의 투명 기판 사이에 형성된 액정층을 구비한 표시장치이다. 상기 두 개의 투명 기판 중 하나의 기판에는 일정 간격으로 배열된 복수개의 게이트 라인들과, 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들에 의해 정의된 각 화소영역에 형성된 화소전극과, 상기 게이트 라인들에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인들과, 상기 각 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차하는 부분에 형성되어 상기 게이트 라인의 스캔신호에 따라 스위칭되어 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 각 화소전극에 전달하는 박막트랜지스터가 구비된다. 그리고, 다른 하나의 기판에는 상기 화소영역을 제외한 부 분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 상기 각 화소영역에 색상을 구현하기 위한 컬러필터층과, 상기 화소전극에 대향하여 전계를 인가시키기 위한 공통전극이 구비된다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1의 공통전압 증폭부의 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 액정표시장치는 크게 영상신호를 표시하는 액정패널(111)과 외부에서 상기 액정패널(111)에 구동신호를 인가하는 구동부로 구분할 수 있다.
상기 액정패널(111)은, 상술한 바와 같이, 일정한 공간을 갖고 합착된 두 개의 투명 기판(유리 기판) 사이에 액정이 주입된 표시장치로서, 상기 두 개의 투명 기판 중 하나에는 일정 간격으로 배열된 복수개의 게이트 라인들(GL)과, 상기 게이트 라인들(GL)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인들(DL)과, 상기 각 게이트 라인들(GL)과 상기 각 데이터 라인들(DL)에 의해 정의된 매트릭스 형태의 각 화소영역에 형성된 복수개의 박막트랜지스터가 상기 각 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)이 교차하는 부분에 형성된다.
따라서, 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 턴 온 신호를 인가하면 그 때마다 상기 게이트 라인들에 대응하는 화소전극에 데이터 신호가 인가되므로 영상이 표시된다.
여기서, 상기 구동부는, 전원으로부터 전원전압을 인가받아 승압 및 감압하여 직류레벨의 공통전압신호, 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동펄스 에 필요한 게이트 고전압신호 및 게이트 저전압신호 그리고, 액정표시장치의 각부에 필요한 각종 구동전압을 출력하는 직류-직류 변환부(122)와, 구동 시스템(121)으로부터 출력되는 데이터 신호(R, G, B) 및 동기신호(Csync)로 이루어진 아날로그 방식의 화상신호 그리고, 상기 직류-직류 변환부(122)로부터 출력된 상기 직류레벨의 공통전압신호를 인가받아, 일정 주기마다 상기 데이터 신호의 계조를 반전시키고, 상기 일정 주기마다 정극성의 피크치 및 부극성의 피크치를 갖도록 상기 공통전압신호를 교류레벨로 변환하여 출력하며, 상기 동기신호(Csync)를 출력하는 아날로그 디코더부(120)와, 상기 아날로그 디코더부(120)로부터 출력된 교류레벨인 공통전압신호를 증폭하여 출력하는 공통전압 증폭부(123)와, 상기 아날로그 디코더부(120)로부터 출력된 데이터 신호를 인가받아 상기 액정패널(111)의 데이터 라인들(DL)에 공급하는 데이터 드라이버(111b)와, 상기 게이트 저전압신호 및 게이트 고전압신호를 인가받아 상기 게이트 라인들(GL)에 게이트 구동펄스를 공급하는 게이트 드라이버(111a)와, 상기 아날로그 디코더부(120)로부터 출력된 상기 동기신호(Csync)를 입력받아 타이밍 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 타이밍 제어신호를 상기 게이트 드라이버(111a) 및 상기 데이터 드라이버(111b)에 출력하여, 상기 게이트 드라이버(111a) 및 데이터 드라이버(111b)가 상기 게이트 구동펄스 및 상기 데이터 신호를 상기 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)에 적절한 타이밍으로 공급하도록 제어하는 타이밍 콘트롤러(124)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 일정 주기는 상기 데이터 신호가 상기 액정패널(111)의 한 수평라인에 인가되는 수평시간(1H)에 해당한다. 그리고, 상기 구동 시스템(121)으로부터 출력되는 화상신호 는 CVBS(Composite Video Broadcasting Signal)이며, 상기 화상신호에 포함된 동기신호(Csync)는 수평동기신호(Hsync)와 수직동기신호(Vsync)가 조합된 신호이다. 여기서, 상기 아날로그 디코더부(120)에 입력된 데이터 신호는 시간에 대하여 그의 계조 크기가 계단형으로 증가하는 신호로서, 상기 아날로그 디코더부(120)는 상기 입력된 데이터 신호의 계조를 1H마다 반전시켜 출력한다. 따라서, 상기 아날로그 디코더부(120)로부터 출력된 데이터 신호의 계조는 1H마다 시간에 대하여 선형적인 증가 및 선형적인 감소를 반복하게 된다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 공통전압 증폭부(123)는 정극성 전압전원과 부극성 전압전원 사이에 직렬로 연결된 다수개의 저항들(R1)로 이루어진 전압분배회로(250)와; 상기 저항들(R1) 사이의 임의의 노드(P)에 연결되며, 상기 아날로그 디코더부(120)로부터 출력된 공통전압신호가 입력되는 입력단자(201)와; 상기 입력단자(201)와 상기 노드(P) 사이에 연결된 제 1 커패시터(C1)와; 출력단자(202), 상기 노드(P)에 연결된 비반전단자(+) 및 접지단자에 연결된 반전단자(-)로 이루어지는 증폭기(200)와; 상기 증폭기(200)의 반전단자(-)와 접지단자 사이에 연결된 저항(R2)과; 상기 증폭기(200)의 상기 출력단자(202)와 상기 반전단자(-) 사이에 접속된 저항(R3)과; 상기 반전단자(-)와 상기 접지단자 사이에, 상기 저항(R2)과 병렬로 연결된 제 2 커패시터(C2)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 액정표시장치의 구동부의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 구동 시스템(121)으로부터 출력된 화상신호(데이터 신호 및 동기신호 (Csync)로 이루어진 CVBS) 및 직류-직류 변환부(122)로부터 출력된 직류레벨의 공통전압신호가 아날로그 디코더부(120)에 입력되면, 상기 아날로그 디코더부(120)는 상기 화상신호로부터 데이터 신호와 동기신호(Csync)를 분리하고, 상기 동기신호(Csync)를 타이밍 콘트롤러(124)로 출력한다. 또한, 상기 데이터 신호를 R,G,B 별로 분리하고, 상기 분리된 각각의 데이터 신호의 계조를 1H마다 반전시켜 데이터 드라이버(111b)로 출력하며, 상기 1H마다 정극성의 전압과 부극성의 전압을 교번하여 갖도록 상기 직류레벨의 공통전압신호를 교류레벨로 변환시켜 상기 공통전압 증폭부(123)로 출력한다. 또한, 상기 아날로그 디코더부(120)는 상기 입력된 데이터 신호의 휘도를 나타내는 휘도전압신호를 출력하고, 이를 다시 피드백시켜 입력받으며, 상기 피드백된 휘도전압신호에 근거하여 상기 데이터 신호를 변조한다. 구체적으로, 상기 아날로그 디코더부(120)는 상기 데이터 신호가 화이트 또는 블랙에 해당하는 최저전압 또는 최고전압을 나타낼 때, 화면이 너무 밝아지거나 어두워지는 것을 방지하기 위해, 상기 휘도전압신호를 이용하여 상기 데이터 신호의 계조를 더 낮게 또는 더 높게 변조하여 출력한다. 상기 아날로그 디코더부(120)로부터 출력된 공통전압신호는 상기 공통전압 증폭부(123)의 입력단자(201)를 통해 제 1 커패시터(C1)에 입력된다. 그러면, 상기 공통전압신호의 중심레벨(상기 공통전압신호의 피크대 피크의 중심전압)이 제거되며, 상기 중심레벨이 제거된 공통전압신호는 노드(P)에 인가된다. 그러면, 상기 전압분배회로(250)는 정극성 전압(VDD) 및 부극성 전압(VEE)을 상기 저항(R1)을 통해 분압하고, 상기 분압된 전압을 상기 노드(P)에 인가된 공통전압신호의 중심레벨로 재설정하게 된다. 상기 중심레벨이 재설정된 공 통전압신호는 증폭기(200)에 입력되어 증폭된다. 상기 증폭기(200)로부터 출력된 공통전압신호는, 일반적으로, 1H마다 -1V와 4V를 교번하여 갖는 교류레벨이다.
한편, 상기 직류-직류 변환부(122)는 게이트 저전압신호 및 게이트 고전압신호를 생성하여 게이트 드라이버(111a)에 출력하며, 상기 게이트 드라이버(111a)는 상기 게이트 저전압신호 및 게이트 고전압신호를 조합하여 게이트 구동펄스를 생성한다. 그리고, 상기 타이밍 콘트롤러(124)는 상기 동기신호(Csync)를 사용하여 상기 게이트 드라이버(111a) 및 상기 데이터 드라이버(111b)의 출력 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호를 생성한다. 상기 타이밍 콘트롤러(124)로부터 출력된 상기 타이밍 제어신호가 상기 게이트 드라이버(111a) 및 데이터 드라이버(111b)에 입력되면, 상기 게이트 드라이버(111a)는 상기 게이트 구동펄스를 액정패널(111)의 게이트 라인(GL)들에 순차적으로 공급하며, 이때, 상기 데이터 드라이버(111b)로부터 출력된 상기 데이터 신호가 상기 게이트 구동펄스에 동기되어 1H동안 1 수평라인분씩 상기 데이터 라인들(DL)에 공급된다. 그리고, 상기 공통전압 증폭부(123)는 상기 공통전압신호를 출력하여 상기 액정패널(111)의 공통전극에 공급한다.
상술한 바와 같이, 상기 공통전압 증폭부(123)에서 출력된 공통전압신호는 교류신호로서 상기 1H마다 정극성의 피크치와 부극성의 피크치를 교번하여 가지게 된다. 따라서, 상기 데이터 신호는 상기 공통전압신호를 기준으로하여 1H마다 정극성 및 부극성을 교번하여 가지게 되어, 상기 액정패널(511)은 액정셀들이 각 수평라인별로 반전된 극성의 데이터 신호를 가지는 라인 인버젼방식으로 구동된다. 여기서, 상기 액정패널(111)에 인가된 데이터 신호 및 상기 공통전압신호에 의해서 상기 액정셀에 실제로 인가되는 실효전압을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 데이터 신호가 라인 인버젼방식으로 공급된 액정패널의 평면도이고, 도 4는 도 3의 액정패널을 라인 인버젼방식으로 구동하기 위한 블랙 계조의 데이터 신호 및 공통전압신호의 파형도이다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 노멀리 화이트 모드의 액정패널(111)을 라인 인버젼방식으로 구동하고, 상기 액정패널(111)의 표시부에 블랙 계조를 표시하기 위해 도 4에 도시된 바와 같은 데이터 신호(Vd)와 공통전압신호(Vcom)를 상기 액정패널(111)의 액정셀들(300)에 인가하기로 하자.
그러면, 상기 액정패널(111)의 첫 번째 수평라인(HL1)을 따라 배열된 액정셀들(300)은 데이터 신호(Vd)와 공통전압신호(Vcom)의 부극성 피크치간의 전압차에 해당하는 정극성의 실효전압을 가지게 되고, 두 번째 수평라인(HL2)을 따라 배열된 액정셀들(300)은 데이터 신호(Vd)와 공통전압신호(Vcom)의 정극성 피크치간의 전압차에 해당하는 부극성의 실효전압을 가지게 된다. 즉, 상기 첫 번째 수평라인(HL1)을 포함한 홀수번째 수평라인의 액정셀들(300)은 정극성의 실효전압을 가지게 되며, 상기 두 번째 수평라인(HL2)을 포함한 짝수번째 수평라인의 액정셀들(300)은 부극성의 실효전압을 가지게 된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 화소전극간의 기생커패시턴스에 의해 상기 홀수번째 수평라인의 액정셀들(300)에 인가된 실효전압은 킥백전압(ΔVp)만큼 떨어지고, 상기 짝수번째 수평라인의 액정셀들(300)에 인가된 실효전압도 상기 킥백전압(ΔVp)만큼 떨어지게 된다. 따라서, 상기 홀수번 째 수평라인의 액정셀들(300)에 인가된 실효전압의 절대치와 상기 짝수번째 수평라인의 액정셀들(300)에 인가된 실효전압의 절대치간에 전압차가 발생하여, 같은 블랙이더라도, 상기 홀수번째 수평라인의 액정셀들(300)은 상기 짝수번째 수평라인의 액정셀들(300)보다 덜 어두운 블랙을 나타낸다. 즉, 종래의 액정표시장치는 상기 홀수번째 수평라인의 액정셀들(300)과 상기 짝수번째 수평라인의 액정셀들(300)간의 휘도차이가 발생하고, 이러한 휘도차이에 의해서 화면이 깜박이는 플리커 현상이 발생한다. 이러한 플리커 현상을 방지하기 위해서, 상기 공통전압신호(Vcom)의 크기를 조절하게 되는데, 상기 데이터 신호(Vd)의 각 계조별 킥백전압(ΔVp)의 크기가 서로 다른 이유로 인해, 종래에는 어느 하나의 계조의 킥백전압(ΔVp)만을 고려하여 상기 공통전압신호(Vcom)의 크기를 조절하였다. 일반적으로 중간 계조의 데이터 신호(Vd)의 킥백전압(ΔVp)을 기준으로 하여 상기 공통전압신호(Vcom)의 크기를 조절하게 된다. 따라서, 종래에는 상기 중간 계조의 데이터 신호(Vd)를 제외한 나머지 계조의 데이터 신호(Vd)에 대해서는 플리커 현상을 방지하기가 어려웠다. 특히, 상기 플리커 현상은 최고전압 또는 최저전압을 나타내는 블랙 계조 및 화이트 계조에서 더욱 심해진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 데이터 신호의 계조에 따라 휘도전압신호를 생성하고, 상기 휘도전압신호에 따라 공통전압신호의 중심레벨(상기 공통전압신호의 피크대 피크 전압의 중심값)를 조절함으로써, 모든 계조에 대하여 최적화된 크기의 공통전압신호를 출력할 수 있는 액정표시장치 의 구동부 및 이의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동부는, 액정패널을 구동하기 위한 데이터 신호, 공통전압신호 및 상기 데이터 신호의 휘도를 나타내는 휘도전압신호를 출력하는 아날로그 디코더부; 및 상기 휘도전압신호에 근거하여, 상기 공통전압신호의 크기를 변조시키고, 상기 변조된 공통전압신호를 액정패널의 공통전극에 공급하는 공통전압 변조부를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동부의 구동방법은, 액정패널을 구동하기 위한 데이터 신호에 대응하는 휘도전압신호를 출력하는 단계; 상기 휘도전압신호에 근거하여 공통전압신호의 크기를 변조하는 단계; 및 상기 변조된 공통전압신호를 액정패널의 공통전극에 인가하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동부에 대한 블록 구성도이고, 도 6은 도 5의 공통전압 변조부의 회로도이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동부는, 도 5에 도시된 바와 같이, 전원으로부터 전원전압을 인가받아 승압 및 감압하여 직류레벨의 공통전압신호, 게이트 고전압신호 및 게이트 저전압신호 그리고, 액정표시장치의 각부에 필요 한 각종 구동전압을 출력하는 직류-직류 변환부(522)와, 구동 시스템(521)으로부터 입력되는 데이터 신호(R, G, B) 및 동기신호(Csync)로 이루어진 아날로그 형태의 화상신호와, 상기 직류-직류 변환부(522)로부터 출력된 상기 직류레벨의 공통전압신호를 인가받아, 일정 주기마다 상기 데이터 신호의 계조를 반전시키고, 상기 일정 주기마다 정극성과 부극성의 피크치를 교번하여 갖도록 상기 직류레벨의 공통전압신호를 교류레벨로 변환하여 출력하며 그리고, 상기 입력된 데이터 신호의 휘도를 나타내는 휘도전압신호 및 상기 동기신호(Csync)를 출력하는 아날로그 디코더부(520)와, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 교류레벨의 공통전압신호와 상기 휘도전압신호를 입력받아, 상기 휘도전압신호에 따라 상기 교류레벨의 공통전압신호의 피크값을 변조 및 증폭하여 상기 액정패널(511)의 공통전극에 공급하는 공통전압 변조부(523)와, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 데이터 신호를 인가받아 상기 액정패널(511)의 데이터 라인들(DL)에 공급하는 데이터 드라이버(511b)와, 상기 직류-직류 변환부(522)로부터 출력된 상기 게이트 저전압신호 및 게이트 고전압신호를 인가받아 상기 액정패널(511)의 게이트 라인(GL)에 게이트 구동펄스를 공급하는 게이트 드라이버(511a)와, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 상기 동기신호(Csync)를 입력받아 타이밍 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 타이밍 제어신호를 상기 게이트 드라이버(511a) 및 상기 데이터 드라이버(511b)에 공급하여 상기 게이트 드라이버(511a) 및 상기 데이터 드라이버(511b)가 상기 게이트 구동펄스 및 상기 데이터 신호를 상기 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)에 적절한 타이밍으로 공급하도록 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러(524)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 일정 주기는 상기 데이터 신호가 상기 액정패널(511)의 한 수평라인에 인가되는 수평시간(1H)에 해당한다. 그리고, 상기 구동 시스템(521)으로부터 출력되는 화상신호는 CVBS(Composite Video Broadcasting Signal)이며, 상기 화상신호에 포함된 동기신호(Csync)는 수평동기신호(Hsync)와 수직동기신호(Vsync)가 조합된 신호이다. 여기서, 상기 아날로그 디코더부(520)에 입력된 데이터 신호는 시간에 대하여 그의 계조가 계단형으로 증가하는 신호로서, 상기 아날로그 디코더부(520)는 상기 입력된 데이터 신호의 계조를 1H마다 반전시켜 출력한다. 따라서, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 데이터 신호의 계조는 1H마다 시간에 대하여 선형적인 증가 및 선형적인 감소를 반복하게 된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공통전압 변조부(523)는 정극성 전압전원과 부극성 전압전원 사이에 직렬로 연결된 다수개의 저항들(R1)로 이루어진 전압분배회로(650)와; 상기 저항들(R1) 사이의 임의의 노드(P)에 연결되며, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 공통전압신호가 입력되는 제 1 입력단자(601)와; 상기 제 1 입력단자(601)와 상기 노드(P) 사이에 직렬 연결된 제 1 커패시터(C1)와; 상기 노드(P)에 연결되며, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 휘도전압신호가 입력되는 제 2 입력단자(602)와; 상기 제 2 입력단자(602)와 상기 노드(P) 사이에 연결된 다수개의 저항들(R2)과; 상기 노드(P)에 연결된 비반전단자(+) 및 접지단자에 연결된 반전단자(-)를 갖는 증폭기(600)와; 상기 증폭기(600)의 반전단자(-)와 접지단자 사이에 연결된 저항(R3)과; 상기 증폭기(600)의 출력단자(603)와 상기 반전단자(-) 사이에 접속된 저항(R4)과; 상기 반전단자(-)와 상기 접 지단자 사이에, 상기 저항(R3)과 병렬로 연결된 제 2 커패시터(C2)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 증폭기(600)는 상기 두 개의 저항(R3, R4)에 의해서 그의 증폭비율이 결정된다. 그리고, 상기 제 2 커패시터(C2)는 상기 공통전압신호의 중심레벨을 안정화시키는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동부의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 구동 시스템(521)으로부터 출력된 화상신호(데이터 신호 및 동기신호(Csync)로 이루어진 CVBS) 및 직류-직류 변환부(522)로부터 출력된 직류레벨의 공통전압신호가 아날로그 디코더부(520)에 입력되면, 상기 아날로그 디코더부(520)는 상기 화상신호로부터 데이터 신호와 동기신호(Csync)를 분리하고, 상기 동기신호(Csync)를 타이밍 콘트롤러(524)로 출력하며, 상기 데이터 신호의 휘도를 나타내는 휘도전압신호를 생성하여 공통전압 변조부(523)로 출력한다. 또한, 상기 데이터 신호를 R,G,B 별로 분리하고, 상기 분리된 각각의 데이터 신호의 계조를 1H마다 반전시켜 데이터 드라이버(511b)로 출력한다. 또한, 상기 1H마다 정극성의 전압과 부극성의 전압을 교번하여 갖도록 상기 직류레벨의 공통전압신호를 교류레벨로 변환시켜 상기 공통전압 변조부(523)로 출력한다. 또한, 상기 아날로그 디코더부(520)는 상기 휘도전압신호를 다시 피드백시켜 입력받아 상기 데이터 신호를 변조한다. 구체적으로, 상기 아날로그 디코더부(520)는 상기 데이터 신호가 화이트 또는 블랙에 해당하는 최저전압 또는 최고전압을 나타낼 때, 화면이 너무 밝아지거나 어두워지는 것을 방지하기 위해, 상기 휘도전압신호를 이용하여 상기 데이터 신호를 더 높 은 계조 또는 더 낮은 계조로 변조하여 출력한다.
상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 공통전압신호는 상기 공통전압 변조부(523)의 제 1 입력단자(601)를 통해 제 1 커패시터(C1)에 인가되어 그의 중심레벨(상기 교류인 공통전압신호의 피크대 피크전압의 중심에 해당하는 직류전압)이 제거된다. 그리고, 상기 중심레벨이 제거된 공통전압신호는 상기 노드(P)에 인가된다. 한편, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 휘도전압신호는 제 2 입력단자(602) 및 저항들(R2)을 통해 상기 노드(P)에 인가된다. 그러면, 상기 전압분배회로(650)는 상기 노드(P)에 인가된 상기 정극성 전압(VDD), 상기 부극성 전압(VEE) 및 상기 휘도전압신호를 상기 저항(R1)을 통해 분압하고, 상기 분압된 전압값으로 상기 공통전압신호의 중심레벨을 재설정하게 된다. 여기서, 상기 정극성 전압 및 부극성 전압은 고정된 전압이며, 상기 휘도전압신호는 상기 입력되는 데이터 신호에 따라 변화하는 전압신호이므로, 상기 노드(P)의 전압은 상기 휘도전압신호에 의해 그의 크기가 좌우된다. 여기서, 상기 휘도전압신호는 상기 데이터 신호의 휘도를 나타내는 직류레벨의 신호로서, 상기 데이터 신호의 크기가 증가할수록 상기 휘도전압신호의 크기는 감소한다. 즉, 상기 데이터 신호의 크기와 상기 휘도전압신호의 크기는 서로 반비례한다.
한편, 상기 중심레벨의 크기가 재설정된 공통전압신호는 증폭기(600)에 입력되어 증폭된다. 여기서, 상기 공통전압 변조부(523)로부터 출력되는 공통전압신호들의 정극성의 피크치 및 부극성의 피크치는 상기 데이터 신호의 계조에 따라 모두 다르지만, 피크대 피크 전압크기는 모두 동일하다.
일반적으로, 액정에 걸리는 실효전압을 변동시키는 킥백전압은, 노멀리 화이트 모드인 경우, 상기 데이터 신호의 휘도가 화이트에 가까울수록 더 증가하게 되며, 블랙 쪽에 가까울수록 더 감소하게 된다. 따라서, 상기 킥백전압에 의한 액정패널(511)의 각 수평라인간의 휘도차를 보상하기 위해서는, 상기 액정패널(511)에 표현하고자 하는 영상의 밝기가 화이트에 가까울수록 상기 공통전압신호의 크기를 감소시키고, 상기 액정패널(511)에 표현하고자 하는 영상의 밝기가 블랙에 가까울수록 상기 공통전압신호의 크기를 증가시켜야 한다. 이를 위해서, 상기 공통전압 변조부(523)는 현재 입력되는 데이터 신호가 화이트에 해당할 경우, 상기 데이터 신호에 대응하는 휘도전압신호에 응답하여 종래의 공통전압신호(중간 계조에 해당하는 데이터 신호에서의 킥백전압이 제거될 수 있도록 중심레벨이 조절된 공통전압신호; 즉, 상기 중간 계조에 해당하는 데이터 신호에서 발생하는 킥백전압의 크기만을 고려하여 결정된 공통전압신호)보다 중심레벨이 더 감소된 공통전압신호를 출력하고, 상기 데이터 신호가 블랙에 해당할 경우, 상기 데이터 신호에 대응하는 휘도전압신호에 응답하여 상기 종래의 공통전압신호보다 중심레벨이 더 증가된 공통전압신호를 출력한다.
한편, 상기 직류-직류 변환부(522)는 게이트 저전압신호 및 게이트 고전압신호를 생성하여 게이트 드라이버(511a)에 출력하며, 상기 게이트 드라이버(511a)는 상기 게이트 저전압신호 및 게이트 고전압신호를 조합하여 게이트 구동펄스를 생성한다. 그리고, 상기 타이밍 콘트롤러(524)는 상기 동기신호(Csync)를 사용하여 상기 게이트 드라이버(511a) 및 상기 데이터 드라이버(511b)의 출력 타이밍을 제어하 기 위한 타이밍 제어신호를 생성한다. 상기 타이밍 콘트롤러(524)로부터 출력된 상기 타이밍 제어신호가 상기 게이트 드라이버(511a) 및 데이터 드라이버(511b)에 입력되면, 상기 게이트 드라이버(511a)는 상기 게이트 구동펄스를 액정패널(511)의 게이트 라인들(GL)들에 순차적으로 공급하며, 이때, 상기 데이터 드라이버(511b)로부터 출력된 상기 데이터 신호가 상기 게이트 구동펄스에 동기되어 1H동안 1 수평라인분씩 상기 데이터 라인들(DL)에 공급된다. 그리고, 상기 공통전압 변조부(523)는 상기 공통전압신호를 출력하여 상기 액정패널(511)의 공통전극에 공급한다.
여기서, 상기 공통전압 변조부(523)로부터 출력된 공통전압신호는 교류신호로서 상기 1H마다 정극성의 피크치와 부극성의 피크치를 교번하여 가지게 된다. 따라서, 상기 데이터 신호는 상기 공통전압신호를 기준으로하여 1H마다 정극성 및 부극성을 교번하여 가지게 되어, 상기 액정패널(511)은 액정셀들이 각 수평라인별로 반전된 극성의 데이터 신호를 가지는 라인 인버젼방식으로 구동된다. 여기서, 상기 액정패널(511)에 인가된 데이터 신호 및 상기 공통전압신호에 의해서 상기 액정셀에 실제로 인가되는 실효전압을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 7은 데이터 신호가 라인 인버젼방식으로 공급된 본 발명의 액정패널의 평면도이고, 도 8은 도 7의 액정패널을 라인 인버젼방식으로 구동하기 위한 본 발명의 블랙 계조의 데이터 신호 및 공통전압신호의 파형도이다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 노멀리 화이트 모드의 액정패널(511)을 라인 인버젼방식으로 구동하고, 상기 액정패널(511)의 표시부에 블랙 계조를 표시하기 위해 도 8에 도시된 바와 같은 데이터 신호(Vd)와 공통전압신호(Vcom)를 상기 액정 패널(511)의 액정셀들(700)에 인가하기로 하자.
그러면, 상기 액정패널(511)의 첫 번째 수평라인(HL1)을 따라 배열된 액정셀들(700)은 데이터 신호(Vd)와 상기 공통전압신호(Vcom)의 부극성의 피크치간의 전압차에 해당하는 정극성의 실효전압을 가지게 되고, 두 번째 수평라인(HL2)을 따라 배열된 액정셀들(700)은 데이터 신호(Vd)와 상기 공통전압신호(Vcom)의 정극성의 피크치간의 전압차에 해당하는 부극성의 실효전압을 가지게 된다. 즉, 상기 첫 번째 수평라인(HL1)을 포함한 홀수번째 수평라인의 액정셀들(700)은 부극성의 실효전압을 가지게 되며, 상기 두 번째 수평라인(HL2)을 포함한 짝수번째 수평라인의 액정셀들(700)은 정극성의 실효전압을 가지게 된다. 이때, 상술한 바와 같이 상기 게이트 라인들(GL)과 화소전극간의 기생커패시턴스에 의한 킥백전압을 최소화하기 위해, 중간 계조에 해당하는 데이터 신호에서의 킥백전압의 크기에 맞추어 공통전압신호(Vcom)의 크기를 증가시켜 Vcom`와 같은 상태로 만든다. 한편, 상기 공통전압신호(Vcom`)는 단지 중간 계조에 해당하는 데이터 신호에서의 킥백전압만을 고려하였기 때문에, 상기와 같이 조절된 공통전압신호(Vcom`)는 상기 중간 계조의 데이터 신호를 제외한 나머지 계조의 데이터 신호에서의 킥백전압에 의해 발생되는 플리커현상을 방지하지 못한다. 그러나, 본 발명의 공통전압 변조부(523)는 현재 입력되는 데이터 신호의 계조에 따라 상기 서로 다른 중심레벨을 갖는 공통전압신호를 출력한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공통전압 변조부(523)는 상기 블랙 계조의 데이터 신호(Vd)에 대응하는 휘도전압신호에 응답하여, 상기 공통전압신호(Vcom`)보다 더 높은 중심레벨을 갖는 공통전압신호(Vcom``)를 공급한다. 따라서, 상기 블랙 계조의 데이터 신호(Vd)에 대한 킥백전압(△Vp)을 제거할 수 있다. 즉, 상기 공통전압신호(Vcom``)가 상기 킥백전압(△Vp)의 크기만큼 감소한 중심레벨을 가지게 되어, 상기 공통전압신호(Vcom``)의 부극성 피크치와 상기 데이터 신호(Vd)간의 전압차가 상대적으로 상기 킥백전압(△Vp)만큼 더 증가하게 되고, 상기 공통전압신호(Vcom``)의 정극성 피크치와 상기 데이터 신호(Vd)간의 전압차가 상대적으로 상기 킥백전압(△Vp)만큼 감소하게 된다. 따라서, 상기 정극성의 실효전압과 부극성의 실효전압의 크기는 같아지게 된다. 또한, 도면에 도시하지 않았지만, 상기 공통전압 변조부(523)는 화이트 계조의 데이터 신호에 대응하는 휘도전압신호에 응답하여, 상기 공통전압신호(Vcom`)보다 더 낮은 중심레벨을 갖는 공통전압신호를 공급한다. 이와 동일한 방식으로 상기 공통전압 변조부(523)는 다른 계조의 데이터 신호에 대해서도 다른 크기의 공통전압신호를 공급함으로써, 모든 계조에 대하여 플리커 현상을 방지하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 휘도전압신호의 크기는 상기 데이터 신호의 크기와 반비례하지만, 상기 아날로그 디코더부(520)의 특성에 따라, 상기 데이터 신호와 상기 휘도전압신호의 크기는 비례할 수도 있다. 이때는, 상기 데이터 신호의 크기가 증가할수록(즉, 노멀리 화이트 모드에서, 상기 데이터 신호의 계조가 화이트에서 블랙으로 변동할수록) 상기 휘도전압신호가 커지게 되어, 상기 공통전압신호의 중심레벨을 증가시키게 된다. 결국, 상기 데이터 신호의 크기가 증가할수록 상기 공통전압신호의 크기가 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 공통전압 변조부(523)를 다음과 같이 구성할 수 있다.
도 9는 도 5의 공통전압 변조부에 대한 또 다른 회로도이다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 공통전압 변조부(523)는 정극성 전압전원과 부극성 전압전원 사이에 직렬로 연결된 다수개의 저항들(R1)로 이루어진 전압분배회로(950)와; 상기 저항들(R1) 사이의 임의의 노드(P)에 연결되며, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 공통전압신호가 입력되는 제 1 입력단자(901)와; 상기 제 1 입력단자(901)와 상기 노드(P) 사이에 연결된 제 1 커패시터(C1)와; 상기 노드(P)에 연결되며, 상기 아날로그 디코더부(520)로부터 출력된 휘도전압신호가 입력되는 제 2 입력단자(902)와; 상기 제 2 입력단자(902)에 연결되는 베이스, 상기 노드(P) 및 상기 정극성의 전압전원에 연결된 컬렉터 및 상기 접지단자에 연결된 에미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터(BJT)와; 상기 제 2 입력단자(902)와 상기 베이스 사이에 연결된 다수개의 저항들(R2)과; 출력단자(903), 상기 노드(P)에 연결된 비반전단자(+) 및 접지단자에 연결된 반전단자(-)를 갖는 증폭기(900)와; 상기 증폭기(900)의 반전단자(-)와 상기 접지단자 사이에 연결된 저항(R3)과; 상기 증폭기(900)의 출력단자(903)와 상기 반전단자(-) 사이에 접속된 저항(R4)과; 상기 반전단자(-)와 상기 접지단자 사이에, 상기 저항(R3)과 병렬로 연결된 제 2 커패시터(C2)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)는 상기 제 2 입력단자(902)를 통해 베이스에 입력되는 휘도전압신호에 의해 턴-온되며, 상기 노드(P)에 충전된 전압은 상기 턴-온된 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 에미터를 통해 접지단자로 빠져나가게 된다. 이때, 상기 휘도전압신호가 증가할수록(즉, 노멀리 화이트 모드에서, 상기 데이터 신호의 크기가 감소할수록) 상기 노드(P)로부터 상기 접지단자로 빠져나가는 전압이 더 증가하게 되므로, 상기 노드(P)에 걸리는 전압은 더 작아지게 된다. 즉, 휘도전압신호의 크기가 증가할수록 상기 노드(P)에 걸리는 전압이 작아지게 되며, 이에 의해 상기 공통전압신호의 크기도 감소된다. 따라서, 상기 데이터 신호의 크기와 상기 공통전압신호의 크기가 서로 반비례하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동부 및 이의 구동방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동부는 휘도전압신호에 따라 공통전압신호의 크기를 제어함으로써, 데이터 신호의 계조에 따른 가장 적합한 크기의 공통전압신호를 출력하게 된다. 따라서, 라인 인버젼 구동시 액정패널의 각 수평라인간의 휘도차를 최소화할 수 있다.

Claims (4)

  1. 액정패널을 구동하기 위한 데이터 신호, 공통전압신호 및 상기 데이터 신호의 휘도를 나타내는 휘도전압신호를 출력하는 아날로그 디코더부; 및
    상기 휘도전압신호에 근거하여, 상기 공통전압신호의 크기를 변조시키고, 상기 변조된 공통전압신호를 액정패널의 공통전극에 공급하는 공통전압 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통전압 변조부는 입력되는 전압을 분압하여 출력하는 전압분배회로;
    상기 전압분배회로에 상기 아날로그 디코더로부터 출력된 공통전압신호를 입력하는 제 1 입력단자;
    상기 제 1 입력단자와 상기 전압분배회로 사이에 연결된 커패시터;
    상기 전압분배회로에 상기 아날로그 디코더부로부터 출력된 휘도전압신호를 입력하는 제 2 입력단자; 및
    상기 전압분배회로로부터 출력된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통전압 변조부는 입력되는 전압을 분압하여 출력하는 전압분배회로;
    상기 전압분배회로에 상기 아날로그 디코더부로부터 출력된 공통전압신호를 입력하는 제 1 입력단자;
    상기 제 1 입력단자와 상기 전압분배회로 사이에 연결된 커패시터;
    상기 전압분배회로에 상기 아날로그 디코더부로부터 출력된 휘도전압신호를 입력하는 제 2 입력단자;
    상기 제 2 입력단자와 상기 전압분배회로 사이에 접속된 바이폴라 트랜지스터; 및
    상기 전압분배회로로부터 출력된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
  4. 액정패널을 구동하기 위한 데이터 신호에 대응하는 휘도전압신호를 출력하는 단계;
    상기 휘도전압신호에 근거하여 공통전압신호의 크기를 변조하는 단계; 및
    상기 변조된 공통전압신호를 액정패널의 공통전극에 인가하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부의 구동방법.
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