KR20060116069A - 액정표시장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는, 저항 제어 신호에 따라 복수의 저항값을 출력하는 가변저항부를 가지며 상기 복수의 저항값을 이용하여 소정의 기준전압을 분배하여 상이한 복수의 감마전압을 생성하는 디지털 가변저항칩을 갖는 감마전압생성부와; 상기 감마전압생성부에 의해 생성된 상기 복수의 감마전압을 이용하여 액정패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 드라이버를 포함한다. 이로 인해 간단한 구조로 용이하게 감마전압을 생성할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치 및 그 제어방법{LIQUID CRYTAL DISPLAY AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 배치도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마전압발생부의 제어블럭도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제어흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 액정패널 200 : 구동전압생성부

300 : 게이트 드라이버 400 : 감마전압생성부

410 : 가변저항부 421 : 전원공급단

422 : 기준전원 입력단 423 : 제어신호입력단

424 : 접지단 425 : 감마전압 출력단

500 : 데이터 드라이버 600 : 타이밍 제어부

본 발명은 액정표시장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감마전압을 용이하게 생성할 수 있는 액정표시장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터 기판으로 구성된 액정패널을 포함하며, 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 위치하고 있다.

박막트랜지스터에 인가되는 전압에 의해 액정의 배열이 달라지고, 액정의 배열에 따라 빛의 투과율이 달라진다. 즉, 액정표시장치는 액정의 배열을 통해, 빛의 투과율을 제어하고, 투과된 빛의 양을 조절함으로써 원하는 영상을 표시하게 된다. 액정 고유의 특성으로 인해 액정에 인가된 전압에 대한 광투과율의 변화는 선형적이지 않다. 액정표시장치가 전압을 인가하지 않을 때 화이트가 표시되는 NW (normally white) 모드인 경우, 최대의 투과율 상태에서 점차 인가전압을 증가시키면 투과율은 비선형적으로 감소하지만, 중간정도의 전압에서는 투과율은 비례적으로 다소 크게 변화한다. 이후 다시 높은 전압이 인가되어 최저의 투과율에 도달하면 전압이 변화해도 투과율의 변화는 거의 없는 특성을 가진다. 이처럼, 전압과 광투과율의 특성에는 비선형적인 구간이 있기 때문에 선형 특성의 계조(gray scale)를 표시하기 위해서는 각 계조별 특성이 직선성을 가지도록 액정의 광투과율을 제어할 필요가 있다. 따라서, 액정표시장치는 계조에 따라 투과율을 조정하기 위한 표준 전압인 감마전압을 생성하는데, 인간의 시각특성을 고려한 계조별 투과율의 직선성의 조절이 필요하다, 이러한 일련의 조정과정을 감마보정(γ-correction)이라고 한다.

현재 감마전압을 조정하기 위하여 저항열(resistor string)로 구성되는 감마회로를 직접 튜닝하는 간이장비 등을 이용되고 있다. 이는 감마전압을 생성하는 저 항값을 직접 구하여 이에 따른 계조 별 휘도를 측정하는 불편함이 있고, 저항값을 조절하기 위한 정확한 방정식(equation)이 없기 때문에 튜닝에 상당한 시간이 소요된다. 또한, 감마회로에 사용되는 다수의 저항으로 인하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 용이하게 감마전압을 생성할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 저항 제어 신호에 따라 복수의 저항값을 출력하는 가변저항부를 가지며, 상기 복수의 저항값을 이용하여 소정의 기준전압을 분배하여 상이한 복수의 감마전압을 생성하는 디지털 가변저항칩을 갖는 감마전압생성부와; 상기 감마전압생성부에 의해 생성된 상기 복수의 감마전압을 이용하여 액정패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 드라이버에 의해 달성된다.

상기 감마전압생성부는, 상기 감마전압생성부를 구동시키기 위한 전원이 공급되는 전원 공급단과; 상기 기준전압이 입력되는 기준전압 입력단과; 상기 저항 제어 신호가 입력되는 제어 신호 입력단과; 상기 복수의 감마전압이 출력되는 복수의 감마전압 출력단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이처럼 하나의 칩으로 감마전압을 생성하면, 액정패널의 종류 및 크기에 관계없이 감마발생회로에 본 발명을 적용할 수 있는 장점이 있고, 복수의 저항을 사용하지 않으므로 제조 비용 또한 감소한다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 저항 제어 신호를 입력받는 단계와; 상기 저항 제어 신호에 따라 소정의 기준전압을 분배하여 상이한 복수의 감마전압을 생성하는 단계와; 상기 복수의 감마전압을 복수의 표준감마전압과 비교하는 단계와; 비교 결과 상기 소정의 감마전압과 상기 표준감마전압의 오차가 소정의 범위 내에 있는 경우 상기 복수의 감마전압을 복수의 감마전압 출력단으로 출력하는 단계를 포함하는 것에 의해서도 달성될 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이다. 도시된 바와 같이 액정표시장치는 액정패널(100) 및 이에 연결된 게이트 드라이버(300)와 데이터 드라이버(500), 게이트 드라이버(300)에 연결된 구동전압 생성부(200)와 데이터 드라이버(500)에 연결된 감마전압생성부(400), 그리고 이들을 제어하는 타이밍 제어부(600)를 포함한다.

액정패널(100)은 복수의 데이터선(110) 및 게이트선(120)과 이에 연결된 복수의 화소를 포함한다. 각 화소는 데이터선(110)과 게이트선(120)에 연결된 스위칭소자(Q)와 이에 연결된 액정축전기(Clc) 및 유지축전기(Cst)를 포함한다. 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선(120)은 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하며, 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 데이터선(110)은 화상 데이터 신호 등을 전달한다. 스위칭 소자(Q)는 삼단자 소자로서, 그 제어단자는 게이트선(120)에 연결되어 있고 입력단자는 데이터선(110)에 연결되며, 출력단자는 액정축전기(Clc) 및 유지축전기(Cst)의 한 단자에 연결되어 있다.

이러한 구조로 이루어지는 액정패널(100)에서, 게이트선(120)에 게이트 온 전압이 인가되어 스위칭소자(Q)가 온되면, 데이터선(110)에 공급된 감마 전압이 스위칭 소자(Q)를 통하여 화소 전극에 인가된다. 그러면, 화소전극에 걸리는 화소전압과 공통전압의 차이에 해당하는 전계가 액정에 인가되어 이 전계의 세기에 대응하는 투과율로 빛이 투과된다.

한편, 구동전압 생성부(200)는 스위칭 소자(Q)를 온시키는 게이트 온 전압(Von)과 스위칭 소자(Q)를 오프시키는 게이트 오프 전압(Voff), 그리고 공통전압(Vcom) 등을 생성한다.

게이트 드라이버(300)는 스캔 드라이버라고도 하며, 액정패널(100)의 게이트선(120)에 연결되어 있고, 구동전압 생성부(200)로부터 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(120)에 인가한다.

감마전압생성부(400)는 다단계 계조 표시에 필요한 표준전압인 감마전압을 생성하여 데이터 드라이버(500)에 제공한다. 본 실시예에 따른 감마전압생성부(400)는 디지털 가변저항칩으로 종래의 저항열(resistor string)을 이용한 감마회로부와는 달리 저항을 가변시킬 수 있는 트랜지스터 로직(transistor logic)을 하나의 칩안에 설계한 것이다. 감마전압생성부(400)는 외부 제어 신호에 의해 복수의 저항값을 설정하고, 설정된 저항값을 이용하여 소정의 기준전압을 분배한다. 분배된 상이한 복수의 감마전압은 중간계조를 표현하기 위한 표준전압의 역할을 한다.

감마전압생성부(400)인 디지털 가변저항칩의 내부에는 외부로부터 입력된 제어신호에 따라 저항값을 출력하고, 출력된 저항값에 따른 기설정된 레벨로 기준전압을 분배, 출력하기 위한 로직이 프로그램되어 있는 것이 바람직하다. 외부의 제어 신호는 저항값을 설정하기 위한 신호와, 입력되는 저항 제어 신호에 따라 분배된 감마전압이 지정된 출력단으로 출력되도록 하는 신호를 포함할 수 있다. 이와는 달리 출력단은 칩 내부에 미리 설정되어 있고, 입력되는 저항 제어신호에 따라 분배된 감마전압이 순차적으로 출력되도록 제어할 수도 있다.

사용자에 의해 입력된 저항 제어 신호를 감마전압생성부(400)에 입력시키고, 생성된 감마전압을 원하는 기준 감마전압과 비교하기 위한 제어부는 액정표시장치의 외부에 구비되는 컴퓨터인 것이 일반적이다.

이처럼 감마전압생성부(400)에 외부의 제어신호에 따라 출력값을 조절할 수 있는 칩을 사용함으로써 용이하게 원하는 감마전압을 생성할 수 있고, 또한 저항값에 대한 제어 신호를 변화시키면서 감마전압을 보정할 수 있다. 따라서, 이러한 디지털 가변저항칩만 액정표시장치에 구비한다면 액정패널의 종류 및 크기에 관계없이 용이하게 감마전압을 제어할 수 있고, 다수의 저항과 감마보정을 위해 추가되었던 캐패시터와 같은 부품수가 감소하게 되어 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

또한, 초기에 적절한 감마전압을 설정해 놓으면 감마전압과 관계된 공정의 변화가 발생하지 않는 한 초기설정값이 변하지 않는 장점이 있다.

데이터 드라이버(500)는 소스 드라이버라고도 하며, 감마전압 생성부(400)에서 생성된 감마 전압을 이용하여 중간계조를 나타내기 위한 계조전압을 생성한다. 이러한 계조전압은 영상신호에 따라 선택되어 최종적인 데이터 전압으로 액정패널(100)의 데이터선(110)에 인가된다. 예컨대, 데이터 드라이버(500)의 디지털 동작 비트(bit) 수가 6비트라고 할 경우, 10개의 감마전압이 입력되면 데이터 드라이버(500)는 64개(2⁶)의 계조전압을 생성하여 이를 선택적으로 출력한다.

타이밍 제어부(600)는 게이트 드라이버(300), 데이터 드라이버(500), 그리고 구동전압 생성부(200), 감마전압생성부(400)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하며, 각 해당하는 제어신호를 게이트 드라이버(300), 데이터 드라이버(500), 그리고 구동전압 생성부(200)에 공급한다.

타이밍 제어부(600)에서 게이트 드라이버(300)로 공급하는 제어 신호에는, 게이트선(120)에 게이트 온 전압이 인가되도록 하기 위한 수직시작신호(STV), 게이트 온 전압을 각각의 게이트선(120)에 순차적으로 인가하기 위한 수직클락신호(CPV) 그리고 게이트 드라이버(300)의 출력을 인에이블(enable)시키는 인에이블 신호(OE) 등이 있다.

타이밍 제어부(600)에서 데이터 드라이버(500)로 공급하는 제어 신호에는, 외부의 화상공급원(예를 들어, 그래픽 제어기)으로부터 넘어오는 화상 데이터 신호 (DATA)를 데이터 드라이버(500)에 입력하라고 명령하는 수평시작신호(STH), 데이터 드라이버(300) 내에서 아날로그로 변환된 화상 데이터 신호를 패널에 인가할 것을 명령하는 로드신호(LOAD) 및 데이터 드라이버(500)내 데이터 시프트를 하기 위한 수평클락신호(HCLK) 등이 있다.

이러한 구성의 액정표시장치를 이용하여 게이트 드라이버(300)의 주사신호가 첫번째 게이트선(G1)으로부터 순차적으로 마지막 게이트선(Gm)까지 인가되면, 액정패널(100)에는 한 프레임의 화상이 완성된다. 이러한 방식으로 프레임의 형성을 반복하며 화상을 형성한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마전압생성부(400)의 제어블럭도이며, 도시된 바와 같이 감마전압생성부(400)는 저항 제어 신호에 따라 복수의 저항값을 출력하는 가변저항부(410) 및 여러 가지 신호가 입출력 되는 복수의 단자(421~425)를 포함한다.

가변저항부(410)는 제어 신호 입력단(423)으로부터 입력되는 저항 제어 신호에 따라 저항값을 가변시키고, 필요한 수만큼의 저항값을 출력한다. 즉, 10개의 계조 레벨을 갖는 감마전압을 생성하기 위하여 10개의 저항값이 필요하므로 가변저항부(410)는 10개의 저항값을 출력한다. 가변저항부(410)에서 출력된 저항값들은 기준전압을 분배하는데 이용되며, 분배된 각각의 감마전압은 기설정된 복수의 감마전압 출력단(425)으로 출력된다.

전원 공급단(Vdd; 421)은 감마전압생성부(400)인 디지털 가변저항칩을 구동시키기 위한 전원이 공급되는 단자이고, 기준전압 입력단(AVDD; 422)은 저항값에 따라 분배되기 위한 기준전압이 입력되는 단자이며, 제어 신호 입력단(CTL; 423)은 저항값을 가변시키기 위한 저항 제어 신호가 입력되는 단이다.

감마전압생성부(400)는 이 외에 그라운드 전압이 인가되는 접지단(GND;424) 및 기준전압에서 분배된 10개의 감마전압이 출력되는 감마전압 출력단(425)을 더 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제어흐름도이며, 감마전압을 생성하고 보정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.

우선, 사용자는 액정표시장치와 별도로 구비된 컴퓨터 또는 제어부를 통해 원하는 저항값을 입력한다. 감마전압발생부는 제어 신호 입력단을 통해 사용자가 입력한 저항값에 대한 저항 제어 신호를 수신하고(S10), 기설정된 기준 전압을 분배하여 중간계조를 표현하는데 기준이 되는 복수의 감마전압을 생성한다(S20).

다음으로, 인간의 시각특성을 고려하여 이미 설정되어 있는 표준감마전압과 생성된 감마전압을 비교한다(S30). 감마전압과 표준감마전압의 차이를 구하여 오차범위를 구하고(S40), 이러한 오차범위가 소정의 범위 내에 있는 경우 생성된 감마전압을 데이터 드라이버로 출력한다(S50). 오차에 대한 연산 및 오차범위에 대한 것은 제어부에 프로그램 되어 있는 것이 일반적이다. 만약, 표준감마전압과 생성된 감마전압이 일치하지 않아 원하는 투과율 곡선을 얻을 수 없는 경우, 다시 저항 제어 신호를 수신하는 단계로 돌아가 감마전압을 보정하는 과정을 반복하게 된다.

감마전압과 표준감마전압을 비교하는 것은 표준감마전압에 대한 투과율을 나타낸 곡선과 생성된 감마전압에 따라 계조를 표현하였을 때 형성되는 투과율 곡선을 비교하는 것으로 이루어질 수도 있다. 감마전압에 대한 투과율 곡선은 그래픽 프로그램 등을 통해 구현되며, 사용자가 효과적으로 저항 제어 신호를 조정할 수 있도록 시각적 자료를 제공한다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 제어신호에 따라 감마전압을 생성할 수 있는 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 간단한 구조로 용이하게 감마전압을 생성할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.

Claims (3)

1. 저항 제어 신호에 따라 복수의 저항값을 출력하는 가변저항부를 가지며 상기 복수의 저항값을 이용하여 소정의 기준전압을 분배하여 상이한 복수의 감마전압을 생성하는 디지털 가변저항칩을 갖는 감마전압생성부와;

   상기 감마전압생성부에 의해 생성된 상기 복수의 감마전압을 이용하여 액정패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 드라이버를 포함하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 감마전압생성부는,

   상기 감마전압생성부를 구동시키기 위한 전원이 공급되는 전원 공급단과;

   상기 기준전압이 입력되는 기준전압 입력단과;

   상기 저항 제어 신호가 입력되는 제어 신호 입력단과;

   상기 복수의 감마전압이 출력되는 복수의 감마전압 출력단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 저항 제어 신호를 입력받는 단계와;

   상기 저항 제어 신호에 따라 소정의 기준전압을 분배하여 상이한 복수의 감마전압을 생성하는 단계와;

   상기 감마전압을 표준감마전압과 비교하는 단계와;

   비교 결과 상기 소정의 감마전압과 상기 표준감마전압의 오차가 소정의 범위 내에 있는 경우 상기 복수의 감마전압을 복수의 감마전압 출력단으로 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제어방법.

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