KR20060062645A - 킥백전압 보상방법과 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 킥백전압(Kickback Voltage)의 보상방법과 이를 이용하여 플리커 및 잔상을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.

이 킥백전압 보상방법은 다수의 액정셀을 각각 포함한 다수의 블록들을 설정하는 단계와; 상기 블록들 중 좌측단의 블록과 우측단의 블록 각각에서 킥백전압을 측정하는 단계와; 상기 좌측단의 블록과 상기 우측단의 블록 사이에 존재하는 블록들의 킥백전압을 상기 측정된 킥백전압을 이용한 근사화를 통해 계산하는 단계와; 상기 각 블록들의 킥백전압을 상기 액정셀의 액정화소전압과 공통전압 중 적어도 어느 하나에 가산하는 단계를 포함한다.

Description

킥백전압 보상방법과 이를 이용한 액정표시장치{METHOD OF COMPENSATING KICKBACK VOLTAGE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAVE}

도 1은 일반적인 액정표시장치의 단위 화소를 등가적으로 나타내는 회로도이다.

도 2는 킥백전압을 나타내는 파형도이다.

도 3은 액정표시패널의 각 위치에서 다르게 나타나는 킥백전압을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 킥백전압 보상방법의 제어수순을 단계적으로 나타내는 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 킥백전압 보상방법의 일예를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도이다.

도 7은 수직 및 수평 블록 지시신호를 나타내는 도면이다.

도 8은 도 6에 도시된 킥백전압 보상회로를 나타내는 회로도이다.

도 9는 킥백 보상전압으로 인한 액정화소전압의 변화를 나타내는 파형도이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도이다.

도 11은 도 10에 도시된 액정표시패널의 공통전극을 나타내는 도면이다.

도 12는 도 10에 도시된 킥백전압 보상회로를 상세히 나타내는 회로도이다.

도 13은 킥백 보상전압으로 인한 공통전압의 변화를 나타내는 파형도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 화소전극 12 : 공통전극

50, 90 : 타이밍 콘트롤러 51, 91 : 데이터 구동회로

52, 92 : 킥백전압 보상회로 53, 93 : 게이트 구동회로

54, 94 : 액정표시패널 55, 95 : 구동전압 발생기

71 : AND 게이트 72 : 스위치소자

73, 113 : 가산기 74, 114 : 버퍼

75, 115 : 킥백전압 발생기

본 발명은 킥백전압(Kickback Voltage)의 보상방법과 이를 이용하여 플리커 및 잔상을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.

통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화 상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널과, 이 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.

액정표시패널의 하부 유리기판에는 도 1과 같이 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차되고 그 게이트라인(GL)과 데이터라인(GL)의 교차부에 액정셀을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, "TFT"라 한다)가 형성된다. 또한, 액정표시패널에는 액정셀의 전압을 유지하기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor)가 형성된다. 도 1에 있어서, Clc는 액정셀의 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이며, Cst는 스토리지 키패시터(Storage Capacitor : Cst)를 등가적으로 나타낸 것이다.

액정셀은 화소전극(11)에 데이터전압이 인가되고 상부 유리기판에 형성된 공통전극(12)에 공통전압(Vcom)이 인가될 때 액정층에 인가되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량을 조절하거나 빛을 차단하게 된다. 데이터전압은 액정셀의 구동전압특성에 맞게 미리 설정된 감마전압으로 공급된다.

도 2는 게이트라인(GL)에 공급되는 스캔펄스(SCP)와 액정셀에 충전되는 전압(Vlc)을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 스캔펄스(SCP)는 TFT를 턴-온(Turn-on)시키기 위한 전압으로 설정된 게이트하이전압(Vgh)과, TFT를 턴-오프(Turn-off)시키기 위한 전압으로 설정된 게이트로우전압(Vgl) 사이에서 스윙된다. 이 스캔펄스(SCP)가 게이트하이전압(Vgh)을 유지하는 스캐닝기간 동안 액정셀(Vlc)은 감마전압으로 공급되는 데이 터전압(Vdata)을 충전하고 충전된 전압을 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압으로 일정시간 유지한다.

액정셀에 동일한 극성의 전압이 지속적으로 인가되면 액정과 표시화상이 열화된다. 이 때문에 액정표시장치는 극성이 주기적으로 반전되는 교류 데이터전압으로 액정셀을 구동한다. 이러한 데이터전압은 공통전극(12)에 인가되는 공통전압(Vcom)을 중심으로 한 프레임마다 극성이 반전된다.

그런데 TFT의 기생용량으로 인하여 발생되는 킥백전압 또는 피드쓰로우 전압(Feed Through Voltage)(△Vp)은 액정표시장치의 화질을 저해하는 주요인으로 작용한다. 킥백전압(△Vp)은 아래의 수학식 1로 정의된다.

여기서, 'Cgd'는 도 1에서 알 수 있는 바 게이트라인(GL)에 접속된 TFT의 게이트단자와 액정셀의 화소전극(11)에 접속된 TFT의 드레인단자 사이에 형성되는 기생용량이고, (Von-Voff)는 스캔펄스(SCP)의 게이트하이전압(Vgh)과 게이트로우전압(Vgl)의 차전압으로써, Von은 게이트하이전압(Vgh)에 대응하고 Voff는 게이트로우전압(Vgl)에 대응한다.

이러한 킥백전압으로 인하여 액정셀의 화소전극(11)에 인가되는 전압이 변동되어 표시화상에서 플리커와 잔상이 나타나는 문제점이 있다. 예를 들면, 60Hz로 데이터의 극성이 반전된다면 킥백전압으로 인하여 기수 프레임과 우수 프레임 사이 에 휘도차가 발생되어 30Hz 플리커가 표시화상에 나타나며, 이 상태로 장시간 액정표시장치가 동작하면 액정셀에 직류옵셋(DC offset)이 인가되어 액정셀의 전압 대 투과율 특성이 쉬프트되고 잔상(Image Sticking)이 나타나게 된다.

또한, 킥백전압을 보상하기 위하여 액정셀에서 킥백전압을 측정할 수 있으나, 그 킥백전압은 액정표시패널에 배치된 모든 액정셀들에서 동일하지 않기 때문에 최적화되기가 불가능하다. 이는 게이트라인(GL)의 배선 길이로 인한 RC 지연으로 인하여 게이트 구동회로로부터의 위치에 따라 TFT들에 인가되는 게이트하이전압(Vgh)이 달라지고, 데이터 구동회로로부터의 위치에 따라 액정셀들의 정전용량값이 달라지기 때문이다. 이렇게 액정표시패널의 위치에 따라 달라지는 킥백전압을 각 액정셀 별로 측정하기는 각 액정셀에 대응하여 테스트 패드를 추가해야 하고, 그를 위한 설계 마진이 없어 물리적으로 불가능하다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 액정표시패널의 위치에 따라 다른 킥백전압 각각을 보상하도록 한 킥백전압의 보상방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 킥백전압의 보상방법을 이용하여 플리커와 잔상을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 킥백전압 보상방법은 다수의 액정셀을 각각 포함한 다수의 블록들을 설정하는 단계와; 상기 블록들 중 좌측단의 블록과 우측단의 블록 각각에서 킥백전압을 측정하는 단계와; 상기 좌측단의 블록과 상기 우측단의 블록 사이에 존재하는 블록들의 킥백전압을 상기 측정된 킥백전압을 이용한 근사화를 통해 계산하는 단계와; 상기 각 블록들의 킥백전압을 상기 액정셀의 액정화소전압과 공통전압 중 적어도 어느 하나에 가산하는 단계를 포함한다.

상기 좌측단의 블록과 상기 우측단의 블록 각각에서 킥백전압을 측정하는 단계는 상기 좌측단의 블록 내에 존재하는 하나의 액정셀에서 킥백전압을 측정하는 단계와; 상기 우측단의 블록 내에 존재하는 하나의 액정셀에서 킥백전압을 측정하는 단계를 포함한다.

상기 킥백전압 보상방법은 상기 좌측단의 블록에서 측정된 킥백전압을 상기 좌측단에 존재하는 나머지 액정셀들의 킥백전압으로 대응시키는 단계와; 상기 우측단의 블록에서 측정된 킥백전압을 상기 우측단에 존재하는 나머지 액정셀들의 킥백전압으로 대응시키는 단계와; 상기 좌측단의 블록과 가까운 블록일수록 상기 좌측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 많게 하는 반면에 상기 우측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 상대적으로 작게 대응시키는 단계와; 상기 우측단의 블록과 가까운 블록일수록 상기 우측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 많게 하는 반면에 상기 좌측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 상대적으로 작게 대응시키는 단계와; 상기 각 블록들에서의 킥백전압을 행렬연산을 통한 평균값으로 산출하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 m×n(단, m 및 n은 정수) 개의 액정셀들과, 상기 액정셀들에 전계를 인가하기 위한 화소전극과 공통전극이 형성된 액정표시패널과; 상기 화소전극에 공급되는 액정화소전압을 공급하는 데이터 구동회로와; 상기 공통전극에 공통전압을 공급하기 위한 구동전압 발생회로와; j×k(단, j 및 k 각각은 상기 m 및 상기 n 보다 작은 정수) 개의 액정셀을 각각 포함한 다수의 블록들 중 좌측단의 블록과 우측단의 블록 각각에서 측정된 킥백전압을 이용한 근사화를 통해 상기 좌측단의 블록과 상기 우측단의 블록 사이에 존재하는 블록들의 킥백전압을 산출하여 각 블록들의 킥백 보상전압을 발생하는 킥백전압 발생회로와; 상기 킥백전압 발생회로로부터의 킥백 보상전압을 상기 액정화소전압과 상기 공통전압 중 적어도 어느 하나에 가산하는 킥백 보상회로를 구비한다.

상기 액정표시장치는 상기 블록의 크기를 지시하는 제어신호를 발생하는 제어신호 발생회로를 더 구비한다.

상기 킥백 보상회로는 상기 제어신호에 응답하여 동일한 블록 내에 존재하는 액정셀들에 공급되는 상기 액정화소전압들에 동일한 킥백전압을 가산한다.

상기 제어신호는 상기 블록의 가로방향 길이를 지시하는 수평 제어신호와; 상기 블록의 세로방향 길이를 지시하는 수직 제어신호를 포함한다.

상기 킥백 보상회로는 상기 수평 제어신호와 상기 수직 제어신호를 논리곱 연산하는 AND 게이트와; 상기 AND 게이트의 출력에 응답하여 상기 킥백전압을 출력하는 스위치소자와; 상기 스위치소자로부터의 킥백전압과 상기 액정화소전압을 가 산하는 가산기를 구비한다.

상기 공통전극은 다수로 분할된다.

상기 분할된 공통전극들 각각에는 서로 다른 킥백 보상전압이 가산된 공통전압이 공급된다.

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

수학식 1에서 액정셀의 정전용량(Clc)은 액정표시패널의 세로축 즉, Y축 상의 위치에 따라 다르게 나타나므로 Y축 변수로 대체 가능하며, TFT의 턴-온전압인 Von은 액정표시패널의 가로축 즉, X축 상의 위치에 따라 다르게 나타난다. 이는 세로 방향에서 데이터전압이 공급될 때 액정셀들은 데이터라인과 공통전극 사이에서 병렬로 접속되어 데이터 구동회로로부터 가까운 액정셀들은 상대적으로 그 정전용량값이 큰 반면에, 데이터 구동회로로부터 먼 액정셀들은 상대적으로 그 정전용량값이 작아지고, RC 지연으로 인하여 게이트 구동회로로부터 가까운 TFT에 비하여 게이트 구동회로로부터 먼 TFT에 인가되는 Von의 지연에 의해 Von이 작아지기 때문이다.

아래의 수학식 2는 액정표시패널 상에 m×n 개의 액정셀들이 매트릭스 타입으로 배치되고 데이터 구동회로가 액정표시패널의 상측에, 그리고 게이트 구동회로가 액정표시패널의 좌측에 설치된다고 가정할 때, 수학식 1에서 "Clc"를 Y축 변수 인 "Clc(x, n)"으로 치환하고, "Von"을 X축 변수인 "Von(m, y)로 치환한 식이다. 여기서, Clc(x, n)은 X축 상에서 임의의 n 번째 액정셀의 정전용량이며, Von(m, y)은 Y축 상에서 임의의 m 번째 액정셀에 접속된 TFT에 인가되는 게이트하이전압(Vgh)이다.

데이터 구동회로로부터 멀수록 액정셀들의 정전용량은 작아지므로 수학식 2에서 알 수 있는 바 킥백전압(Vk)은 도 3에서 액정표시패널에서 아래로 갈수록 커지며, 액정표시패널에서 좌측으로 갈수록 커진다. 따라서, 액정표시패널의 각 위치에서 킥백전압(Vk)을 측정하면, 중앙의 a 점을 기준으로 할 때 좌하단 액정셀의 킥백전압(Vk(x0, n)) > 좌상단 액정셀의 킥백전압(Vk(x0, y0)) > 우상단 액정셀의 킥백전압(Vk(m, y0)으로 액정표시패널의 각 위치에서 다르게 나타난다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 킥백전압 보상방법의 제어수순을 단계적으로 나타낸다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 킥백전압 보상방법은 j×k(단, j 및 k는 2 이상의 정수) 개의 액정셀들을 포함하는 블록을 설정하고 그 블록들로 액정표시패널에 형성된 m×n 개의 액정셀들을 가상적으로 구획한다.(S1) 이하, j 및 k를 "2"로 가정하고 도 5를 결부하여 본 발명에 따른 킥백전압 보상방법을 설명하기로 한다.

이어서, 본 발명에 따른 킥백전압 보상방법은 도 5에서 좌측단의 제1 블록(BL1)과 우측단의 제5 블록(BL5)의 좌상단에 존재하는 피측정 단위 액정셀들에서 킥백전압(Vk(0,0), Vk(9,0))을 각각 측정한다.(S1) 이러한 측정방법은 테스트 데이터전압을 단위 액정셀에 인가하고 TFT의 기생용량으로 낮아지는 액정셀의 전압과 인가 전압의 차로 구해지며, 공지의 어떠한 측정 방법도 가능하다.

본 발명에 따른 킥백전압 보상방법은 제1 블록(BL1)의 단위 액정셀에서 측정된 킥백전압(Vk1)을 제1 블록(BL1)에 포함된 다른 액정셀들의 킥백전압으로 치환하고, 제5 블록(BL5)의 단위 액정셀에서 측정된 킥백전압(Vk5)을 제5 블록(BL5)에 포함된 다른 액정셀들의 킥백전압으로 치환한 후에, 제1 블록(BL1)과 제5 블록(BL5)의 킥백전압(Vk1, V5)에 기초하여 제1 블록(BL1)과 제5 블록(BL5) 사이에 존재하는 제2 내지 제4 블록(BL2, BL3, BL4)의 킥백전압을 근사화한다.(S3) 제2 내지 제4 블록(BL2, BL3, BL4)의 근사화에 있어서, 먼저 제1 블록(BL1)과 가까운 블록일수록 제1 블록(BL1)의 킥백전압(VK1)의 인자수를 많게 하는 반면에 제5 블록(BL5)의 킥백전압(VK5)의 인자수를 상대적으로 작게 한다. 그리고 제5 블록(BL5)과 가까운 블록일수록 제5 블록(BL5)의 킥백전압(VK5)의 인자수를 많게 하는 반면에 제1 블록(BL1)의 킥백전압(VK1)의 인자수를 상대적으로 작게 한다. 따라서, 제2 블록(BL2)의 킥백전압(Vk2)은

의 행렬(Matrix)의 대표값 즉, (Vk5×Vk1)-(Vk1×Vk1)의 평균값으로, 제3 블록(BL3)의 킥백전압(Vk3)은

의 행렬의 대표 값 즉, (Vk5×Vk5)-(Vk1×Vk1)에 대한 평균값으로 산출된다. 그리고 제4 블록(BL4)의 킥백전압(Vk4)은

의 행렬의 대표값 즉, (Vk5×Vk5)-(Vk5×Vk1)에 대한 평균값이다.

본 발명에 따른 킥백전압 보상방법은 S1 내지 S3 단계를 액정표시패널 내의 모든 블록들에 대하여 반복하여 모든 블록의 킥백전압을 디더링(Dithering)을 이용한 행렬 연산으로 근사화한다. 그리고 본 발명에 따른 킥백전압 보상방법은 S1 내지 S3 단계에서 구해진 각 블록별 킥백전압을 킥백 보상전압으로써 액정셀의 화소전극에 공급되는 액정화소전압 즉, 아날로그 감마전압이나 액정셀의 공통전극에 공급되는 공통전압에 가산하여 킥백전압을 보상한다.(S4)

본 발명에 따른 킥백전압 보상장치는 S1 내지 S3 단계를 프로그램화하여 집적회로(IC)로 구현될 수 있으며, 또한 각 블록별 킥백 보상전압을 룩업 테이블에 저장하고 그 룩업 테이블과 가산기를 이용하여 각 블록에 공급되는 데이터에 각 블록별 킥백 보상전압을 동기시켜 킥백전압을 보상한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 m×n 개의 액정셀들이 매트릭스 타입으로 배열되고 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 n 개의 게이트라인들(G1 내지 Gn)이 교차되며 그 교차부에 TFT가 형성된 액정표시패널(54)과, 액정표시패널(54)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터로써 액정화소전압을 공급하기 위 한 데이터 구동회로(51)와, 미리 설정된 각 블록별 킥백보상전압을 액정화소전압에 가산하기 위한 킥백전압 보상회로(52)와, 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 구동회로(53)와, 액정표시패널(54)에 공급되는 구동 전압들을 발생하기 위한 구동전압 발생기(55)와, 데이터 구동회로(51)와 게이트 구동회로(53) 및 킥백전압 보상회로(52)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(50)를 구비한다.

액정표시패널(54)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 이 액정표시패널(54)의 하부 유리기판 상에 형성된 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)은 상호 교차된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dn) 상의 액정화소전압을 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 해당 게이트라인(G1 내지 Gn)에 접속되며, 소스전극은 해당 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정표시패널(54)의 상부 유리기판 상에는 도시하지 않은 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 그리고 액정표시패널(54)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 상에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내측 면 상에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트라인 사이에 형성되거나, 액정셀의 화소전극과 도시하지 않은 공통전극라인 사이에 형성되어 액정셀의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

데이터 구동회로(51)는 타이밍 콘트롤러(50)로부터의 데이터 제어신호(DDC) 에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 그 데이터의 계조값에 대응하는 아날로그 감마전압으로 변환하고 그 아날로그 감마전압을 액정화소전압으로써 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.

킥백전압 보상회로(52)는 타이밍 콘트롤러(50)로부터의 수평 및 수직 블록지시신호(De, Ge)에 응답하여 전술한 킥백전압 보상방법에 의해 구해진 액정표시패널의 각 블럭별 킥백보상전압을 데이터 구동회로(51)로부터의 액정화소전압에 가산하여 각 블록별로 킥백전압을 보상한다.

게이트 구동회로(53)는 타이밍 콘트롤러(50)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터가 공급되는 액정표시패널(54)의 수평라인을 선택한다.

구동전압 발생기(55)는 도시하지 않은 시스템으로부터 공급되는 VCC 전압을 승압 또는 감압하여 VDD 전압, VDD 전압의 분압으로 생성되는 감마전압(Vgamma1 내지 Vgamman), 게이트하이전압(Vgh), 게이트로우전압(Vgl) 및 공통전압(Vcom) 등 액정표시패널(54)에 공급되는 전압을 발생한다. VDD 전압과 감마전압(Vgamma1 내지 Vgamman)은 아날로그 감마전압으로써 데이터 구동회로(51)에 공급된다.

타이밍 콘트롤러(50)는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 게이트 구동회로(53)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동회로(51)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생함과 아울러, 킥백전압 보상회로(52)를 제어하기 위한 수평 및 수직 블록지시신호(De, Ge)를 발생한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(50)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 재정렬하여 데이터 구동회로(51)에 공 급한다. 수평 및 수직 블록지시신호(De, Ge)는 도 7과 같이 2×2 블록의 수평 및 수직 크기를 지시한다. 타이밍 콘트롤러(50)는 도시하지 않은 시스템으로부터 공급되는 메인 픽셀 클럭(Main Pixel CLK) 혹은 Tclk을 2 분주하여 수평 블록지시신호(De)를 발생하고, 시스템으로부터의 CPV 클럭(CLK Per Vertical : Tvclk)을 2 분주하여 1 수평기간(1H)의 수직 블록지시신호(Ge)를 발생한다.

도 8은 킥백전압 보상회로(52)를 상세히 나타낸다.

도 8을 참조하면, 킥백전압 보상회로(52)는 AND 게이트(71), AND 게이트(71)의 출력신호에 제어단자가 접속된 스위치소자(72), 액정화소전압(Vdata)와 스위치소자(72)의 출력을 가산하여 킥백 보상 데이터전압(CVdata)을 발생하는 가산기(73), 및 블럭별 킥백전압 발생기(75)를 구비한다. 가산기(73)의 출력단자에는 출력전압의 변동을 억제하기 위한 버퍼(74) 및 커패시터(C)가 접속된다.

AND 게이트(71)는 수평 및 수직 수평 및 수직 블록지시신호(De, Ge)를 논리곱 연산하여 2×2 크기의 블럭에서 하이논리의 출력을 발생한다.

스위치소자(72)는 AND 게이트(71)의 출력신호에 응답하여 턴-온됨으로써 동일 블럭 내에 존재하는 2×2 개의 액정셀들에 공급되는 액정화소전압들 각각에 동일한 킥백 보상전압(Vk)이 가산되도록 블럭단위로 블럭별 킥백 보상전압(Vk)을 출력한다.

가산기(73)는 스위치소자(72)로부터의 블럭별 킥백 보상전압(Vk)을 데이터 구동회로(51)로부터 공급되는 액정화소전압(Vdata)에 가산하여 킥백 보상 데이터전압(CVdata)을 출력한다. 이 킥백 보상 데이터전압(CVdata)은 버퍼(74)를 경유하여 데이터라인(DL)에 공급되고 각 블럭 내의 액정셀들에 충전된다. 이러한 킥백 보상 데이터전압(CVdata)은 도 9와 같이 액정셀 전압(Vdata)의 감소분 즉, 킥백전압을 역으로 보상한다.

킥백전압 발생기(75)는 도 4의 근사화에 의해 구해진 각 블럭별 킥백전압을 수직 및 수평 블럭지시신호(De, Ge)에 응답하여 선택적으로 출력한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 m×n 개의 액정셀들이 매트릭스 타입으로 배열되고 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 n 개의 게이트라인들(G1 내지 Gn)이 교차되며 그 교차부에 TFT가 형성된 액정표시패널(94)과, 액정표시패널(94)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터로써 액정화소전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로(91)와, 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 구동회로(93)와, 액정표시패널(94)에 공급되는 구동 전압들을 발생하기 위한 구동전압 발생기(95)와, 미리 설정된 각 블록별 킥백보상전압을 공통전압(Vcom)에 가산하기 위한 킥백전압 보상회로(92)와, 데이터 구동회로(91)와 게이트 구동회로(93)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(90)를 구비한다.

액정표시패널(94)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 이 액정표시패널(94)의 하부 유리기판 상에 형성된 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)은 상호 교차된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dn) 상의 액정화소전압을 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 해당 게이트라인(G1 내지 Gn)에 접속되며, 소스전극은 해당 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정표시패널(94)의 상부 유리기판 상에는 도시하지 않은 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 공통전극은 도 11과 같이 4 분할되어 4 개의 공통전극들(100A 내지 100D)을 포함하며 각 공통전극들(100A 내지 100D)은 킥백전압 보상회로(92)로부터의 킥백 보상전압이 가산된 서로 다른 공통전압(VcomA 내지 VcomD)이 인가된다. 그리고 액정표시패널(94)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 상에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내측 면 상에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트라인 사이에 형성되거나, 액정셀의 화소전극과 도시하지 않은 공통전극라인 사이에 형성되어 액정셀의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

데이터 구동회로(91)는 타이밍 콘트롤러(90)로부터의 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 그 데이터의 계조값에 대응하는 아날로그 감마전압으로 변환하고 그 아날로그 감마전압을 액정화소전압으로써 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.

게이트 구동회로(93)는 타이밍 콘트롤러(90)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터가 공급되는 액정표시패널(94)의 수평라인을 선택한다.

구동전압 발생기(95)는 도시하지 않은 시스템으로부터 공급되는 VCC 전압을 승압 또는 감압하여 VDD 전압, VDD 전압의 분압으로 생성되는 감마전압(Vgamma1 내지 Vgamman), 게이트하이전압(Vgh), 게이트로우전압(Vgl) 및 공통전압(Vcom)을 발생한다. VDD 전압과 감마전압(Vgamma1 내지 Vgammann)은 아날로그 감마전압으로써 데이터 구동회로(91)에 공급된다.

킥백전압 보상회로(92)는 4 분할된 공통전극들(100A 내지 100B)에 대응하여 액정표시패널(94)을 4 사분면으로 구획할 때 각 사분면 내에 존재하는 블록들의 킥백보상전압의 평균 값으로 서로 다른 4 개의 킥백보상 공통전압을 발생한다. 그리고 킥백전압 보상회로(92)는 4 개의 킥백보상 공통전압을 구동전압 발생기(95)로부터의 공통전압(Vcom)에 가산하여 액정표시패널(94)의 각 사분면에서 최적화된 공통전압들(VcomA 내지 VcomD)을 발생한다. 4 분할된 공통전극들(100A 내지 100D)에 비해 매우 작은 블록들 각각에서의 킥백 보상전압은 도 4 및 도 5의 근사화를 통하여 구해진다.

타이밍 콘트롤러(90)는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 게이트 구동회로(93)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동회로(91)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다.

도 12는 킥백전압 보상회로(92)를 상세히 나타낸다.

도 12를 참조하면, 킥백전압 보상회로(92)는 공통전압(Vcom)에 킥백전압(VkA 내지 VkD)을 가산하기 위한 가산기(113)와, 킥백전압 발생기(115)를 구비한다. 가산기(73)의 입출력단자에는 출력전압의 변동을 억제하기 위한 버퍼(74) 및 커패시 터(C1, C2)가 접속된다.

가산기(113)는 액정표시패널의 4 사분면에서 각 사분면에 최적화된 킥백 보상전압(Vk)을 구동전압 발생기(95)로부터의 공통전압(Vcom)에 가산하여 4 개의 킥백 보상 공통전압(VcomA 내지 VcomD)을 출력한다. 제1 킥백보상 공통전압(VcomA)은 도 11과 같이 은 도트(Ag dot)를 통해 1 사분면의 공통전극(100A)의 좌상단에 인가되고, 제2 킥백보상 공통전압(VcomB)은 은 도트를 통해 2 사분면의 공통전극(100B)의 우상단에 인가된다. 그리고 제3 킥백보상 공통전압(VcomC)은 도 11과 같이 은 도트를 통해 3 사분면의 공통전극(100C)의 좌하단에 공급되고, 제4 킥백보상 공통전압(VcomD)은 은 도트를 통해 4 사분면의 공통전극(100C)의 우하단에 공급된다. 이러한 킥백 보상 공통전압(VcomA 내지 VcomD)은 도 13과 같이 액정표시패널(94)의 각 사분면에서 서로 다른 킥백전압을 역으로 보상한다.

킥백전압 발생기(115)는 도 4의 근사화에 의해 구해진 각 블럭별 킥백전압에 기초하여 액정표시패널(94)의 각 사분면에서 최적화된 킥백전압(VkA 내지 VkD)을 발생한다.

본 발명에 따른 킥백전압 보상방법과 이를 이용한 액정표시장치는 게이트라인(GL)을 비저항이 낮은 금속으로 하여 게이트라인(GL)에서의 RC 지연을 줄일 수 있는 액정표시패널에 적용할 때 킥백전압 보상 효과를 더 크게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 킥백전압 보상방법은 액정표시패널의 액 정셀들을 일정 크기의 블록으로 구획하고 각 블록에서 디더링방법 또는 행렬연산을 통한 근사화 방법으로 킥백전압을 계산하며, 계산된 블록별 킥백전압을 액정화소전압이나 공통전압에 가산하여 액정표시패널의 위치에 따라 다른 킥백전압 각각을 최적으로 보상활 수 있다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 상기 킥백전압 보상방법을 이용하여 플리커와 잔상을 줄일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 공통전압 발생장치는 액정표시장치의 공통전압을 발생하는 회로로 설명되었지만 액정표시장치 이외의 다른 표시장치나 그 외의 전원장치에서 구성의 곤란성없이 필요한 전압을 온도에 따라 보상할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (10)

1. 다수의 액정셀을 각각 포함한 다수의 블록들을 설정하는 단계와;

   상기 블록들 중 좌측단의 블록과 우측단의 블록 각각에서 킥백전압을 측정하는 단계와;

   상기 좌측단의 블록과 상기 우측단의 블록 사이에 존재하는 블록들의 킥백전압을 상기 측정된 킥백전압을 이용한 근사화를 통해 계산하는 단계와;

   상기 각 블록들의 킥백전압을 상기 액정셀의 액정화소전압과 공통전압 중 적어도 어느 하나에 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 킥백전압 보상방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 좌측단의 블록과 상기 우측단의 블록 각각에서 킥백전압을 측정하는 단계는,

   상기 좌측단의 블록 내에 존재하는 하나의 액정셀에서 킥백전압을 측정하는 단계와;

   상기 우측단의 블록 내에 존재하는 하나의 액정셀에서 킥백전압을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 킥백전압 보상방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 좌측단의 블록에서 측정된 킥백전압을 상기 좌측단에 존재하는 나머지 액정셀들의 킥백전압으로 대응시키는 단계와;

   상기 우측단의 블록에서 측정된 킥백전압을 상기 우측단에 존재하는 나머지 액정셀들의 킥백전압으로 대응시키는 단계와;

   상기 좌측단의 블록과 가까운 블록일수록 상기 좌측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 많게 하는 반면에 상기 우측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 상대적으로 작게 대응시키는 단계와;

   상기 우측단의 블록과 가까운 블록일수록 상기 우측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 많게 하는 반면에 상기 좌측단의 블록에서 측정된 킥백전압의 인자수를 상대적으로 작게 대응시키는 단계와;

   상기 각 블록들에서의 킥백전압을 행렬연산을 통한 평균값으로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 킥백전압 보상방법.
4. m×n(단, m 및 n은 정수) 개의 액정셀들과, 상기 액정셀들에 전계를 인가하기 위한 화소전극과 공통전극이 형성된 액정표시패널과;

   상기 화소전극에 공급되는 액정화소전압을 공급하는 데이터 구동회로와;

   상기 공통전극에 공통전압을 공급하기 위한 구동전압 발생회로와;

   j×k(단, j 및 k 각각은 상기 m 및 상기 n 보다 작은 정수) 개의 액정셀을 각각 포함한 다수의 블록들 중 좌측단의 블록과 우측단의 블록 각각에서 측정된 킥백전압을 이용한 근사화를 통해 상기 좌측단의 블록과 상기 우측단의 블록 사이에 존재하는 블록들의 킥백전압을 산출하여 각 블록들의 킥백 보상전압을 발생하는 킥백전압 발생회로와;

   상기 킥백전압 발생회로로부터의 킥백 보상전압을 상기 액정화소전압과 상기 공통전압 중 적어도 어느 하나에 가산하는 킥백 보상회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 블록의 크기를 지시하는 제어신호를 발생하는 제어신호 발생회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 킥백 보상회로는,

   상기 제어신호에 응답하여 동일한 블록 내에 존재하는 액정셀들에 공급되는 상기 액정화소전압들에 동일한 킥백전압을 가산하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어신호는,

   상기 블록의 가로방향 길이를 지시하는 수평 제어신호와;

   상기 블록의 세로방향 길이를 지시하는 수직 제어신호를 포함하는 것을 특징 으로 하는 액정표시장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 킥백 보상회로는,

   상기 수평 제어신호와 상기 수직 제어신호를 논리곱 연산하는 AND 게이트와;

   상기 AND 게이트의 출력에 응답하여 상기 킥백전압을 출력하는 스위치소자와;

   상기 스위치소자로부터의 킥백전압과 상기 액정화소전압을 가산하는 가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 공통전극은,

   다수로 분할되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 분할된 공통전극들 각각에는 서로 다른 킥백 보상전압이 가산된 공통전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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