KR20060029368A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20060029368A KR1020040078278A KR20040078278A KR20060029368A KR 20060029368 A KR20060029368 A KR 20060029368A KR 1020040078278 A KR1020040078278 A KR 1020040078278A KR 20040078278 A KR20040078278 A KR 20040078278A KR 20060029368 A KR20060029368 A KR 20060029368A
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민병찬
채종석
배민석
이건호
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치, 특히 카메라가 부착된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하는 표시판부, 외부의 MPU(mobile processing unit)로부터 입력되는 영상 데이터 및 입력 제어 신호를 기초로 제1 및 제2 스위칭 제어 신호 및 선택 제어 신호를 내보내는 신호 제어부, 상기 제1 및 제2 스위칭 제어 신호 및 상기 선택 제어 신호에 따라 공통 전압을 생성하는 공통 전압 생성부, 게이트 신호를 생성하여 상기 게이트선에 인가하는 게이트 구동부, 그리고 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함하며, 상기 공통 전압 생성부는 상기 영상 데이터가 동영상 데이터일 때 상기 신호 제어부로부터의 상기 선택 제어 신호에 따라 매 프레임마다 행별로 반전되는 공통 전압을 생성한다.
이러한 방식으로, 카메라에서 액정 표시 장치로 보내온 영상을 표시할 때 나타나는 노이즈를 제거할 수 있다.
액정표시장치, 표시판부, COG, 노이즈, 반전

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시한 공통 전압 생성부의 회로도의 일례이다.
도 5는 도 4에 도시한 스위칭 제어 신호 및 공통 전압의 파형도이다.
도 6은 도 4에 도시한 공통 전압 생성부에서 생성되는 공통 전압의 다른 일례를 나타내는 파형도이다.
도 7a 및 도 7b는 공통 전압의 반전 방식을 나타내는 파형도이다.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 카메라가 부착된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.
이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 형성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이 때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 또는 도트별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시키거나, 공통 전압과 데이터 전압을 모두 반전시킨다.
액정 표시 장치 중에서, 특히 핸드폰 등에 사용되는 중소형 표시 장치로서 디지털 카메라를 부착한 핸드폰, 일명 디카폰이 활발히 개발 중이다.
이러한 표시 장치는 카메라를 통해 얻은 영상 신호를 처리하여 화면을 표시한다. 이때, 카메라를 통해 얻은 영상 신호는 통상 8비트 신호이고, 핸드폰에서 중앙 처리 장치에 해당하는 일명 MPU(mobile processing unit)에서 다시 6비트 신호로 변환되어 액정 표시 장치에 제공된다.
이때, 이러한 2비트에 해당하는 영상 데이터의 손실은 액정 표시 장치에서 동영상의 경우에는 특히 색 번짐과 같은 노이즈로 나타난다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하는 표시판부, 외부의 MPU(mobile processing unit)로부터 입력되는 영상 데이터 및 입력 제어 신호를 기초로 제1 및 제2 스위칭 제어 신호 및 선택 제어 신호를 내보내는 신호 제어부, 상기 제1 및 제2 스위칭 제어 신호 및 상기 선택 제어 신호에 따라 공통 전압을 생성하는 공통 전압 생성부, 게이트 신호를 생성하여 상기 게이트선에 인가하는 게이트 구동부, 그리고 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함하며, 상기 공통 전압 생성부는 상기 영상 데이터가 동영상 데이터일 때 상기 신호 제어부로부터의 상기 선택 제어 신호에 따라 매 프레임마다 행별로 반전되는 공통 전압을 생성한다.
여기서, 상기 공통 전압 생성부는, 소정 전압과 영 전압 사이에 차례로 연결되어 있는 제1 전류원, 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자 및 제2 전류원, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 접점 사이와 영 전압 사이에 직렬로 연결되어 있는 저항 및 축전기, 상기 접점에 병렬로 연결되어 있는 제1 및 제2 레벨 전압 생성부, 그리고 상기 제1 레벨 전압 생성부와 상기 제2 레벨 전압 생성부에 선택적으로 연결될 수 있는 제3 스위칭 소자를 포함한다.
이때, 상기 제1 및 제2 스위칭 제어 신호는 하이 및 로우 레벨을 갖는 주기 신호이며, 상기 공통 전압의 주기는 상기 제1 및 제2 스위칭 제어 신호의 주기의 정수배인 것이 바람직하다.
한편, 상기 계조 전압 중 적어도 일부는 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있는데, 예를 들어 상기 신호 제어부에 입력되는 영상 데이터가 6비트 데이터일 때, 상기 계조 전압 생성부에서 생성되는 64계조 중 적어도 1 내지 10계조의 전압이 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 신호 제어부에 입력되는 상기 영상 데이터는 상기 MPU에 입력되는 영상 데이터에 비하여 전체 비트 수가 적을 수 있으며, 상기 MPU는 카메라에 연결되어 있을 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 회로 기판을 더 포함하며, 상기 회로 기판은 가요성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
이때, 액정 표시 장치는 상기 표시판부에 장착되어 있는 구동 회로 칩을 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 구동 회로 칩은 상기 신호 제어부, 상기 공통 전압 생성부 및 상기 계조 전압 생성부를 포함할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시판부(300), 표시판부(300)에 부착된 FPC(flexible printed circuit film)(650), 그리고 표시판부(300) 위에 장착된 통합 칩(700)을 포함한다.
FPC(650)는 표시판부(300)의 한 변 부근에 부착되어 있다. 또한, 조립 상태에서 FPC(650)를 접었을 때 표시판부(300)의 일부를 드러내는 개구부(690)를 가지고 있다. 개구부(690)의 아래쪽에는 외부로부터의 신호가 입력되는 입력부(660)가 구비되어 있으며 기타 입력부(660)와 통합 칩(700), 통합 칩(700)과 표시판부(300)의 전기적 연결을 위한 다수의 신호선(SL1, SL2)을 갖추고 있는데, 이들 신호선은 통합 칩(700)과 연결되는 지점 및 표시판부(300)와 부착되는 지점에서 대체적으로 폭이 넓어져 패드(도시하지 않음)를 이룬다. 이때, 신호선(SL1)은 외부의 카메라부(900)와 연결되어 통합 칩(700)으로 여러 신호를 전달한다.
표시판부(300)는 화면을 이루는 표시 영역(310)과 주변 영역(320)을 포함하고, 주변 영역(320)에는 빛을 차단하기 위한 차광층(도시하지 않음)(블랙 매트릭스)이 구비될 수 있다. FPC(650)는 이 차광 영역(320)에 각각 부착되어 있다.
도 2에 도시한 것처럼, 표시판부(300)는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함하는 복수의 표시 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소, 그리고 게이트선(G1-Gn)에 신호를 공급하는 게이트 구동부(400)를 포함하며, 화소와 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)의 대부분은 표시 영역(310) 내에 위치하고, 게이트 구동부(400)는 주변 영역(320)에 각각 위치한다. 게이트 구동부(400)가 위치한 쪽의 주변 영역(320)은 좀더 큰 폭을 갖는다.
상부 표시판(200)은 하부 표시판(100)보다 크기가 작아서 하부 표시판(100)의 일부 영역이 노출되며 이 영역으로 데이터선(D1-Dm)이 연장되어 데이터 구동부(500)와 연결된다. 게이트선(G1-Gn)은 또한 주변 영역(320)으로 가려진 영역으로 연장되어 게이트 구동부(400)와 연결된다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호(주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm )을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D 1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 표시 신호선(G1-Gn , D1-Dm)은 FPC(650)와 연결되는 지점에서 대체로 폭이 넓어져 패드(도시하지 않음)를 이루며, 표시판부(300)와 FPC(650)는 이들 패드의 전기적 접속을 위한 이방성 도전막(도시하지 않음)으로 부착되어 있다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(C ST)에 연결되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 표시판부(300)가 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이의 액정층(3)을 포함하며, 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm )과 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 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 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압 생성부(750)로부터 공통 전압 (Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.
유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 삼원색, 예를 들면 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 3에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
표시판부(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
게이트 구동부(400)는 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 스위칭 소자(Q)를 턴온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 스위칭 소자(Q)를 턴오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다. 게이트 구동부(400)는 화소의 스위칭 소자(Q)와 동일한 공정으로 형성되어 집적되어 있으며, 신호선(SL2)을 통하여 통합 칩(700)과 연결되어 있다.
통합 칩(700)은 연결부(660)와 FPC(650)에 구비된 신호선(SL1)을 통하여 외부의 신호를 입력받고 처리한 신호를 표시판부(300)의 주변 영역(320)에 구비된 배선을 통하여 표시판부(300)에 공급함으로써 이들을 제어하는데, 도 2에 도시한 공통 전압 생성부(750), 계조 전압 생성부(800), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600) 등을 포함한다.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 휘도와 관련된 한 벌 또는 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌이 있는 경우 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
데이터 구동부(500)는 표시판부(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
카메라(910)는 피사체(object)를 촬상하여 8비트의 영상 데이터(DAT1)로 변환하여 MPU(920)에 제공하고, MPU(920)는 다시 8비트의 영상 데이터(DAT1)를 6비트의 영상 데이터(DAT2)로 변환한 후 신호 제어부(600)에 영상 데이터(DAT2)와 함께 여러 입력 제어 신호(DE, Hsync, Vsync, MCLK)를 제공한다.
신호 제어부(600)는 MPU(920)로부터 입력 영상 신호(DAT2) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받아 입력 제어 신호 및 입력 영상 신호(DAT2)를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 스위칭 제어 신호(CONT3) 등을 생성하고 영상 신호(DAT2)를 표시판부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400M, 400S) 중 하나로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT3)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 또한, 스위칭 제어 신호(CONTSW) 및 선택 제어 신호(CONT3)는 공통 전압 생성부(750)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT3)의 입력 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
스위칭 제어 신호(CONTSW)는 스위칭 소자를 턴온 또는 턴오프시킬 수 있는 하이 및 로우 레벨을 갖는 신호이다. 선택 제어 신호(CONT3)는 공통 전압(Vcom)을 행별로 또는 프레임 단위로 반전시키기 위한 제어 신호이다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(DAT3)를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT3)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(DAT3)를 해당 데이터 전압으로 변환하고 이를 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G 1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 데이터선(D1-Dm)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.
화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다. 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기(또는 1H")[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 특히 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 열 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 행 반전, 점 반전).
그러면 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 4 내지 도 7b를 참고로 하여 좀더 상세히 설명한다.
도 4는 도 2에 도시한 공통 전압 생성부(750)의 회로도의 일례이고, 도 5는 도 4에 도시한 스위칭 제어 신호 및 공통 전압의 파형도이며, 도 6은 서로 다른 크기의 공통 전압을 나타내는 파형도이다. 도 7a 및 도 7b는 공통 전압의 반전 방식을 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 생성부(750)는 기준 전압(AVDD)과 접지 사이에 연결되어 있는 두 개의 전류원(Ip)과 한 쌍의 스위칭 소자(SW1, SW2), 두 스위칭 소자(SW1, SW2) 사이의 접점(N)과 접지 사이에 직렬로 연결되어 있는 저항(R) 및 축전기(C), 그리고 접점(N)에 병렬로 연결되어 있으며 하이 레벨 및 로우 레벨을 갖는 공통 전압(VcomH, VcomL)을 생성하는 하이 레벨 및 로우 레벨 전압 생성부(751, 752)와 둘 사이에 위치한 스위칭 소자(SW3)를 포함한다.
여기서, 하이 레벨 및 로우 레벨 전압 생성부(751, 752)와 스위칭 소자(SW3)를 제외한 나머지는 실질적으로 전하 펌프(charge pump) 회로로서 도면에는 그 일례를 나타내었다.
이때, 스위칭 제어 신호(CONTSW)는 스위칭 소자(SW1, SW2)에 인가되는 제1 및 제2 스위칭 제어 신호(CONTSW1, CONTSW2)를 포함하고, 선택 제어 신호(CONT3)는 스위칭 소자(SW3)에 인가된다.
스위칭 제어 신호(CONTSW1, CONTSW2)는 도 6에 도시한 것처럼 주기(T)에 하이 구간의 폭(TH), 즉 듀티비(duty ratio)를 갖는 신호로서, 이러한 듀티비와 펄스의 수효는 공통 전압의 하이 레벨 및 로우 레벨의 크기를 결정한다.
예를 들어, 스위칭 제어 신호(CONTSW1)의 하이이고 스위칭 제어 신호(CONTSW2)가 로우이면 스위칭 소자(SW1)는 턴온되고 스위칭 소자(SW2)는 턴오프된다. 스위칭 소자(SW1)가 턴온되면 전류(Ip)는 저항(R)과 축전기(C)로 흐르면서 접점(N)의 전압은 저항과 전류의 곱과 전류를 적분한 값의 합으로 나타난다. 이어, 스위칭 소자(SW1)가 턴오프되면 축전기(C)가 부유 상태가 되어 이전 전압을 유지한다.
다음, 스위칭 소자(SW1)가 다시 턴온되면 저항(R)과 축전기(C)에 전류가 흘러 접점(N)의 전압은 이전 전압에 현재 전압을 더한 값이 되어 점차 전압이 상승한다. 이때, 하이 레벨 전압 생성부(751)는 최종적으로 출력되는 전압을 유지하고 있다가 선택 제어 신호(CONT3)가 스위칭 소자(SW3)에 인가되어 스위칭 소자(SW3)에 연결되면 하이 레벨을 갖는 공통 전압(VcomH)을 출력한다.
이와는 달리, 스위칭 제어 신호(CONTSW1)는 로우 상태이고 스위칭 제어 신호(CONTSW2)가 하이가 되면 스위칭 소자(SW2)가 턴온되면서 전류(Ip)는 반대 방향으로 흐른다. 그러면 접점(N)의 전압은 이전 전압에서 현재 전압을 뺀 만큼 감소하기 시작한다. 이때, 로우 레벨 전압 생성부(752)는 최종 전압을 유지하고 있다가 선택 제어 신호(CONT3)에 따라 스위칭 소자(SW3)가 연결되면 로우 레벨을 갖는 공통 전압(VcomL)을 출력한다.
이러한 동작을 반복하면 도 5에 도시한 바와 같이 하이 레벨 전압(VcomH)과 로우 레벨 전압(VcomL)의 차인 크기(A)를 갖는 공통 전압(Vcom)이 출력된다.
앞서 말한 것처럼, 듀티비가 클수록 그리고 펄스의 수효가 많을수록 전압의 절대값, 즉 크기(A)가 커지며, 도 6에는 서로 다른 크기를 갖는 공통 전압을 나타내었다.
또한, 도 7a에는 한 행마다 공통 전압이 반전되는 1 라인 반전을 나타내었고, 도 7b에는 한 프레임마다 공통 전압이 반전되는 프레임 반전을 나타내었다.
여기서, 240*320의 QVGA급 액정 표시 장치를 일례로 설명한다. 또한, 도면 부호 'G1-G321'은 게이트선 또는 게이트 출력을 의미하며, 도면 부호 'G321'은 게이트 구동부(400)의 스테이지 중 마지막 더미 스테이지(dummy stage)에 연결된 게이트선 또는 게이트 출력을 나타낸다.
도 7a를 보면, 매 프레임마다 모든 화소 행에 대하여 공통 전압(Vcom)이 반전되는 것을 알 수 있으며 이에 맞추어 데이터 전압도 공통 전압의 반대 극성을 가지면서 반전된다. 이와는 달리, 도 7b에서는 한 프레임 단위로 공통 전압(Vcom)이 반전되는데, 예를 들어 첫 번째 프레임에서는 하이 레벨, 두 번째 프레임에서는 로우 레벨, 세 번째 프레임에서 다시 하이 레벨로 반전된다. 이때, 게이트 출력은 첫 번째 프레임에서는 G1, G4, G7,..이고, 두 번째 프레임에서는 G2, G5, G8,..이며, 세 번째 프레임에서는 G3, G6, G9,..이고, 네 번째 프레임에서는 다시 G1, G4, G7,..이다. 이러한 게이트 출력 방식을 3 라인 비월 주사 방식이라 한다. 그러므로, 하나의 화면을 만들기 위하여 세 개의 프레임이 필요하다.
한편, 이러한 프레임 반전에서 동영상을 표시할 때 노이즈가 감지될 수 있는데, 이 경우 1라인 반전으로 바꾸면 노이즈를 제거할 수 있다. 구체적으로는, 앞서 설명한 것처럼 프레임 반전에서는 세 프레임이 하나의 화면을 구성하고 라인 반전에서는 한 프레임이 한 화면을 구성한다. 동일한 조건에서 어느 한 프레임에 노이즈가 발생한 경우, 예를 들어 프레임 주파수가 60Hz라면 프레임 반전에서는 3/60초 동안 인간의 눈에 머물러 인식이 되는 반면 라인 반전에서는 1/60초 동안만 머물기 때문에 상대적으로 노이즈를 인식하기 어렵기 때문이다. 이러한 반전 방식의 변경은 앞서 설명한 선택 제어 신호(CONT3)를 제어함으로써 변경할 수 있다.
나아가, 이러한 라인 반전을 행할 때 스위칭 제어 신호(CONTSW1, CONTSW2)의 주기를 공통 전압(Vcom)의 정수배의 역수, 즉 주파수를 정수배로 하는 것이 노이즈 측면에서 유리함을 알 수 있었다. 예를 들면 도 5에 도시한 것처럼 공통 전압(Vcom)의 하이 레벨 및 로우 레벨의 구간이 각각 2T라면 스위칭 제어 신호(CONTSW1, CONTSW2)는 주기가 각각 T인 펄스를 2개를 인가하는 것이다.
또한, MPU(920)에서 영상 신호가 8비트에서 6비트 데이터 신호로 변환될 때 상위 2비트를 잘라내는데, 이로 인해 색 번짐 등의 노이즈가 나타날 수 있다. 이는 8비트로 표현 가능한 계조는 256가지이고 6비트로 표현 가능한 계조는 64가지인데 액정 표시 장치의 1 계조가 카메라의 1 내지 4 계조를 커버하는데서 발생한다.
이러한 색 번짐은 1에서 10계조까지 투과율이 그다지 크다 않은 계조에서 더욱 심하다. 따라서, 1에서 10계조까지는 실질적으로 동일한 색상을 표현하도록 감마 곡선(gamma curve)을 조정할 수 있는데, 이러한 감마 곡선의 조정은 공통 전압(Vcom)과 계조 전압의 조정으로 가능하다.
이와 더불어, 소비 전력이 문제되기는 하지만 프레임 주파수를 증가시키면 인간의 눈이 노이즈를 감지할 수 없도록 할 수 있다.
앞에서 설명한 것처럼, 프레임 반전을 1라인 반전으로 변경하거나 감마 곡선을 조정하거나 프레임 주파수를 조정함으로써, 또는 이 방식을 모두 적용함으로써 노이즈를 없앨 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 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하는 표시판부,
    외부의 MPU(mobile processing unit)로부터 입력되는 영상 데이터 및 입력 제어 신호를 기초로 제1 및 제2 스위칭 제어 신호 및 선택 제어 신호를 내보내는 신호 제어부,
    상기 제1 및 제2 스위칭 제어 신호 및 상기 선택 제어 신호에 따라 공통 전압을 생성하는 공통 전압 생성부,
    게이트 신호를 생성하여 상기 게이트선에 인가하는 게이트 구동부, 그리고
    복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부
    를 포함하며,
    상기 공통 전압 생성부는 상기 영상 데이터가 동영상 데이터일 때 상기 신호 제어부로부터의 상기 선택 제어 신호에 따라 매 프레임마다 행별로 반전되는 공통 전압을 생성하는
    액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 공통 전압 생성부는
    소정 전압과 영 전압 사이에 차례로 연결되어 있는 제1 전류원, 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자 및 제2 전류원,
    상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 접점 사이와 영 전압 사이에 직렬로 연결되어 있는 저항 및 축전기,
    상기 접점에 병렬로 연결되어 있는 제1 및 제2 레벨 전압 생성부, 그리고
    상기 제1 레벨 전압 생성부와 상기 제2 레벨 전압 생성부에 선택적으로 연결될 수 있는 제3 스위칭 소자
    를 포함하는
    액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 및 제2 스위칭 제어 신호는 하이 및 로우 레벨을 갖는 주기 신호이며,
    상기 공통 전압의 주기는 상기 제1 및 제2 스위칭 제어 신호의 주기의 정수배인
    액정 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 계조 전압 중 적어도 일부는 실질적으로 동일한 값을 갖는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 신호 제어부에 입력되는 영상 데이터가 6비트 데이터일 때, 상기 계조 전압 생성부에서 생성되는 64계조 중 적어도 1 내지 10계조의 전압이 실질적으로 동일한 값을 갖는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 신호 제어부에 입력되는 상기 영상 데이터는 상기 MPU에 입력되는 영상 데이터에 비하여 전체 비트 수가 적은 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 MPU는 카메라에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
    액정 표시 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
    상기 액정 표시 장치는 상기 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 회로 기판을 더 포함하며,
    상기 회로 기판은 가요성 인쇄 회로 기판인
    액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 표시판부에 장착되어 있는 구동 회로 칩을 더 포함하는 액정 표시 장 치.
  10. 제9항에서,
    상기 구동 회로 칩은 상기 신호 제어부, 상기 공통 전압 생성부 및 상기 계조 전압 생성부를 포함하는 액정 표시 장치.
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