KR20070032121A - 구동회로와 그 구동방법 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

구동회로와 그 구동방법 및 이를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막트랜지스터의 방전 특성을 향상시킴으로써 비정상적 디스플레이 현상을 감소시켜 고품질의 화상을 표시할 수 있도록 하는 액정표시장치용 구동회로와 그 구동방법에 관한 것이다.
이를 위해 상기 액정표시장치의 전원이 오프되는 순간 동작신호를 출력하는 하나 이상의 동작신호발생부와; 상기 동작신호를 입력받아 동작되고, 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압을 기준전압과 비교하여 그 결과에 따라 동일 데이터라인으로 선출력된 영상신호 전압중 하나를 선택하여 출력하는 하나 이상의 방전회로부 를 포함하는 액정표시장치용 소스구동회로를 제공한다.
이러한 본 발명은 액정표시장치의 전원이 오프되면 도트-인버전 구동을 수행하는 액정표시패널 각 화소가 모두 동일한 방전 시간을 가지도록 하여 전원 오프시 발생하는 비정상적인 화면 디스플레이(예를 들어 줄무늬 잔상) 발생을 저감시켜 주는 효과가 있다.

Description

구동회로와 그 구동방법 및 이를 구비한 액정표시장치{LCD and driving unit and driving method thereof}
도 1은 종래의 액정표시장치의 구성을 도시한 블록구성도
도 2는 액정표시패널 화소에 충전된 전하(Q)들이 박막트랜지스터(TFT)를 경유하는 방전 경로를 도시한 도면
도 3은 2 도트-인버전 구동의 액정표시패널의 화소 구동 극성을 도시한 도면
도 4는 도 3에 도시한 정극성 및 부극성의 화소에 충전된 전압을 예시한 도면
도 5는 도 4에 도시한 구동 화소의 충전전압에 의해 발생되는 화면 줄무늬 잔상을 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치용 소스구동회로의 구성을 도시한 블록구성도
도 7은 본 발명에 따른 소스구동회로의 동작신호발생부 응용 회로를 도시한 도면
도 8은 본 발명에 따른 소스구동회로의 방전회로부 응용 회로를 도시한 도면
도 9는 본 발명에 따른 소스구동회로의 동작을 설명하기 위한 순서도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 소스구동회로 110 : 제1MUX부
120 : 래치부 130 : P/N 디코더부
140 : 제2MUX부 150 : 동작신호발생부
160 : 방전회로부 POL : 극성반전신호
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시패널 오프시 박막트랜지스터의 방전 특성을 향상시킴으로써 비정상적 디스플레이 현상을 감소시켜 고품질의 화상을 표시할 수 있도록 하는 액정표시장치용 구동회로와 그 구동방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중 특히 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 구성을 도시한 블록구성도로서, 액정패널(2)과 소스구동회로(D) 및 스캔구동회로(S)를 도시하고 있다.
액정패널(2)은 글라스(glass)를 이용한 기판 상에 다수의 데이터라인(DL1~DLm)과 다수의 스캔라인(GL1~GLn)이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정(Clc) 및 저장커패시터(Cst)가 구성되어 화면을 표시한다.
상기 소스구동회로(D)는 IC(integrated chip)타입이며, 제어신호를 입력받아 영상신호들의 기준전압들을 선택하고, 선택된 기준전압을 상기 액정패널(2)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
상기 스캔구동회로(S) 역시 IC 타입으로서, 제어신호를 입력받아 상기 액정패널(2)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프(on/off) 제어를 수행하는데, 액정패널(2) 상의 스캔라인(GL1~GLn)을 1 수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블(enable) 시킴으로써 액정패널(2) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1 라인 분씩 순차적으로 구동시켜 소스구동회로(D)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막트랜지스터(TFT)들에 접속된 액정(Clc)으로 인가되도록 한다.
상기한 구성을 가지는 액정표시장치 각각의 화소는 전원이 오프(off)될 때, 도 2에 점선 도시한 바와 같이 각각의 화소에 충전된 전하(Q)들이 박막트랜지스터(TFT)를 경유한 후 데이터라인(DL1~DLm)과 소스구동회로(D)로 전달되는 방전 경로를 형성하게 된다.
그런데 전원의 오프(off)에 따라 박막트랜지스터(TFT)의 채널 역시 닫히기 때문에 충전된 전하(Q)는 서서히 방전되는데, 특히 도트-인버젼 방식에서는 공통전압(Vcom)을 기준으로 나뉘는 정극성(+ 필드) 구동의 화소와 부극성(- 필드) 구동의 화소간 입력 전압의 레벨이 서로 상이하여 방전에 소요되는 시간 역시 화소의 극성간 상이하게 나타난다.
특히 도 3에 도시된 바와 같은 2-도트 인버전 구동의 액정표시장치에서는 도 4의 화소 충전전압 예시도와 같이 정극성 및 부극성의 화소간 상이한 입력 전압 레벨에 의해 방전 시간 역시 상이하게 나타나는 바, 이는 곧 도 5와 같이 화면에 서로 다른 레벨의 음영을 잔상시켜 결국 화면 줄무늬로 인식되게 하는 문제점이 있다.
이러한 줄무늬는 도트-인버젼 구동의 액정표시장치 중 2X2 도트-인버젼 구동의 액정표시장치에서 더욱 확연히 인식된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 액정표시장치의 전원 오프시 인접 화소간 서로 다른 영상신호 전압레벨에 의해 상이하게 나타나는 화소별 방전 시간을 모두 동일하게 맞추는데 목적이 있다. 이를 통해 액정표시장치의 전원 오프시 발생되는 화면 줄무늬를 제거하여 고품위의 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수개의 데이터라인과 복수개의 스캔라인이 형성되고, 공통전압보다 높은 전압레벨을 가지는 제1영상신호가 입력되는 정극성 표시화소와 공통전압보다 낮은 전압레벨을 가지는 제2영상신호가 입력되는 부극성 표시화소로 구분되며, 상기 각 표시화소로 입력되는 영상신호의 극성은 매 프레임마다 반전되는 액정표시패널 구비한 액정표시장치의 구동회로로서, 상기 액정표시장치의 전원이 오프되는 순간 동작신호를 출력하는 하나 이상의 동작신호발생부와; 상기 동작신호를 입력받아 동작되고, 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압을 기준전압과 비교하여 그 결과에 따라 동일 데이터라인으로 선출력된 영상신호 전압중 하나를 선택하여 출력하는 하나 이상의 방전회로부를 포함하는 액정표시장치용 소스구동회로를 제공한다.
상기 액정표시패널은 도트 인버젼 구동이 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 동작신호발생부는 인버터인 것을 특징으로 한다.
상기 방전회로부는 비교기이고, 상기 기준전압은 상기 공통전압인 것을 특징으로 한다.
상기 방전회로부는, 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제1영상신호를 출력하고, 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 높을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제2영상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 디지털 영상데이터와 복수개의 제어신호를 출력하는 타이밍제어부와; 복수개의 데이터라인과 복수개의 스캔라인이 서로 교차되는 영역에 복수개의 액정화소가 형성되고, 상기 복수개의 액정화소는 정극성 표시화소와 부극성 표시화소로 구분되는 액정표시패널과; 상기 제어신호에 따라 상기 복수개의 스캔라 인에 순차적으로 스캔신호를 출력하는 게이트구동부와; 상기 스캔신호에 동기하여 상기 복수개의 데이터라인으로 아날로그 영상신호를 출력하고, 전원이 오프되면 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압을 기준전압과 비교하여 그 결과에 따라 동일 데이터라인으로 선출력된 영상신호 전압중 하나를 선택하여 출력하는 소스구동부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
상기 영상신호는 RGB데이터인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시패널은 인버젼 구동이 수행되는 표시패널인 것을 특징으로 한다.
상기 소스구동부는, 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제1영상신호를 출력하고, 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 높을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제2영상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은, 액정표시장치로 공급되는 전원의 오프 여부를 감지하는 단계와; 상기 전원이 오프될 경우 동작되어, 출력된 영상신호와 기준전압을 비교하여 그 결과에 따라 선출력된 영상신호중 하나를 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 소스구동회로의 구동방법을 제공한다.
상기 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우 선출력된 영상신호 중 상기 기준전압보다 높은 전압레벨의 영상신호를 출력하고, 상기 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 높을 경우 선출력된 영상신호중 상기 기준전압보다 낮은 전압레벨의 영상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치용 소스구동회로(100)의 구성을 도시한 블록구성도이다.
구성을 보면, 디지털 RGB데이터를 입력받아 극성반전신호(POL)에 따른 극성변환 후 액정표시패널(미도시됨) 측으로 아날로그 RGB데이터를 출력하는 기존의 소스구동회로 구성에 동작신호발생부(150)와 방전회로부(160)를 더욱 포함하여 구성된다.
제1MUX부(110)는 복수개의 MUX회로를 구비하여 외부회로(예를 들어 타이밍제어부)로부터 디지털 RGB 데이터를 입력받으며 이때 입력되는 디지털 RGB데이터는 상기 극성반전신호(POL)에 따라 선택된 MUX회로로 입력된다.
래치부(120)는 복수개의 래치회로를 구비하며, 상기 제1MUX부(110)에서 출력되는 RGB데이터를 입력받아 래치한 후 출력한다.
P/N디코더부(130)는 상기 래치부(120)에서 출력되는 디지털 RGB데이터를 입력받아 아날로그 RGB데이터로 디코딩하며, 도트-인버젼 구동을 위해 출력데이터의 극성을 결정한다. 이때, 데이터의 극성은 액정표시패널의 공통전압(Vcom)을 기준으로 결정되는데 공통전압(Vcom)보다 높을 경우 정극성(+ 필드)이고 낮을 경우 부극성(- 필드)이다.
제2MUX부(140)는 복수개의 MUX회로로 구성되고, 상기 P/N 디코더부(130)에 의해 디코딩된 RGB데이터를 입력받아 액정표시패널 측으로 출력한다.
동작신호발생부(150)는 액정표시패널(또는 액정표시장치)로 공급되는 구동전 압(Vcc)이 오프(off)될 경우 설정된 신호(이하 동작신호(DS))를 출력하는 회로부로서, 예를 들어 도 7과 같이 상기 구동전압(Vcc)을 입력받는 인버터(즉 NOT 게이트)를 이용하여 상기 구동전압(Vcc)이 오프(off)될 경우 "하이레벨" 또는 논리"1"의 동작신호(DS)를 출력하도록 한다. 상기 인버터 회로는 상기 소스구동회로(100)의 각 출력단(미도시)에 각각 구성될 수 있고 또한 하나만 구성될 수도 있다.
방전회로부(160)는 액정표시패널이 오프될 경우 상기 동작신호발생부(150)로부터 동작신호(DS)를 입력받아 동작되는 회로이며, 액정표시패널 각 데이터라인으로 출력된 데이터전압(Vi)의 전압레벨에 따라 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 정극성(+ 필드) 데이터(이하 제1전압(+E)) 또는 상기 부극성(- 필드) 데이터(이하 제2전압(-E))을 선택하여 각 데이터라인으로 출력한다.
도 8을 참조하여 상기 방전회로부(150)에 대해 보다 상세히 설명하면, 상기 방전회로부(160)로 응용되는 소자는 바람직하게는 포화 비교기(comparator)이며, 상기 동작신호(DS)를 입력받아 그 구동을 시작한다.
상기 방전회로부(160)의 출력(Vout) 전압으로는 상기 제1전압(+E) 또는 제2전압(-E)이 되며, 기준전압(Verf)이 입력되는 비반전단자(+)로는 액정표시패널의 각 화소에 공급되는 공통전압(Vcom)이 입력되고 반전단자(-)로는 액정표시패널로 출력된 데이터전압(Vi)이 입력된다. 이때 상기 데이터전압(Vi)이 부극성(-) 데이터인 경우 상기 제1전압(+E)이 액정표시패널로 출력되고, 상기 데이터전압(Vi)이 정극성(+) 데이터인 경우 상기 제2전압(-E)이 액정표시패널로 출력된다. 상기한 구동을 수행하는 방전회로부(160)는 액정표시패널의 모든 구동화소에 그 동작에 따른 영향을 미칠 수 있도록 하기 위해 상기 소스구동회로(100)의 각 출력단에 구성된다. 즉, 데이터가 전달되는 데이터라인 개수만큼 소스구동회로(100)의 각 출력단에 구성된다.
이하 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 소스구동회로의 동작에 대해 도 9의 순서도를 참조하여 설명한다.
상기 본 발명에 따른 소스구동회로(100)로 디지털 RGB데이터와 극성반전신호(POL)가 입력되고, 상기 극성반전신호(POL)에 의해 상기 디지털 RGB데이터는 도트-인버전에 따른 극성반전을 위해 제1MUX부(110)에 구성된 복수개의 MUX회로 및 래치부(120)에 구성된 복수개의 래치회로로의 전달 경로가 선택되며, 이후 상기 제1MUX부(110)와 상기 래치부(120)를 경유하여 출력된 디지털 RGB데이터는 상기 P/N디코더부(130)로 입력되어 아날로그 RGB데이터로 변환되어 상기 제2MUX부(140)를 통해 액정표시패널로 출력된다.(S1)
상기한 구동을 수행하던 중 상기 액정표시장치의 전원이 오프(off)되면 상기 액정표시장치 구동전압(Vcc)이 떨어지게 되고, 이에 상기 동작신호발생부(150)의 인버터(NOT 게이트)는 동작신호(DS) 즉, 하이레벨 신호 또는 "1"논리 신호를 출력한다.(S2)
상기 동작신호(DS)를 입력받은 상기 방전회로부(160)는 구동되며, 상기 방전회로부(160)로 구성된 비교기는 액정표시패널로 출력된 소스구동회로(100)의 데이터전압(Vi)을 입력받아 기준전압(Vref)인 공통전압(Vcom)과 비교하고(S3), 그 결과 상기 데이터전압(Vi)이 상기 공통전압(Vcom)보다 높을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 부극성 데이터인 상기 제2전압(-E)을 출력하고, 상기 데이터전압(Vi)이 상기 공통전압(Vcom)보다 낮을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 정극성 데이터인 상기 제1전압(+E)을 출력한다.(S4) 즉, 액정표시패널의 화소 구동을 위한 공통전압(Vcom)이 3V이고 M번째 데이터라인으로 선출력된 상기 제1전압(+E)이 5V, 상기 제2전압(-E)이 1V일 경우, 이번에 출력되는 데이터전압(Vi)이 2V일 경우에는 상기 제1전압인 5V를 동일 M번째 데이터라인으로 출력하고 이번에 출력되는 데이터전압(Vi)이 4V일 경우에는 상기 제2전압인 1V를 동일한 M번째 데이터라인으로 출력한다.
상기한 구동은 소스구동회로(100) 각 출력단에서 각각 수행되며, 상기 전원(Vcc)의 오프 이후에도 소정 시간동안 스캔신호 출력 및 데이터 출력에 의해 구동되는 액정표시장치에서, 전원(Vcc) 오프후 출력되는 데이터전압(Vi)의 레벨에 따라 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제1전압(+E) 또는 제2전압(-E)이 상기 스캔신호 출력 주기에 맞추어 각 화소에 입력되도록 하며, 이에 각 데이터라인은 정극성 화소의 전압과 부극성 화소의 전압이 극성별로 모드 동일해 지므로 정극성(+) 구동 화소와 부극성(-) 구동 화소간의 방전 시간이 동일해짐은 물론이고 이에 전원 오프시 화면상에 줄무늬가 인식되지 않는다.
상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소스구동회로와 그 구동방법은, 액정표시장치의 전원이 오프되면 도트-인버전 구동을 수행하는 액정표시패널 각 화소가 모두 동일한 방전 시간을 가지도록 하여 전원 오프시 발생하는 비정상적인 화면 디스플레이(예를 들어 줄무늬 잔상) 발생을 저감시켜 주는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 복수개의 데이터라인과 복수개의 스캔라인이 형성되고, 공통전압보다 높은 전압레벨을 가지는 제1영상신호가 입력되는 정극성 표시화소와 공통전압보다 낮은 전압레벨을 가지는 제2영상신호가 입력되는 부극성 표시화소로 구분되며, 상기 각 표시화소로 입력되는 영상신호의 극성은 매 프레임마다 반전되는 액정표시패널 구비한 액정표시장치의 구동회로로서,
    상기 액정표시장치의 전원이 오프되는 순간 동작신호를 출력하는 하나 이상의 동작신호발생부와;
    상기 동작신호를 입력받아 동작되고, 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압을 기준전압과 비교하여 그 결과에 따라 동일 데이터라인으로 선출력된 영상신호 전압중 하나를 선택하여 출력하는 하나 이상의 방전회로부
    를 포함하는 액정표시장치용 소스구동회로
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널은 도트 인버젼 구동이 수행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소스구동회로
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 동작신호발생부는 인버터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소스구동회로
  4. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 방전회로부는 비교기이고, 상기 기준전압은 상기 공통전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소스구동회로
  5. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 방전회로부는, 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제1영상신호를 출력하고, 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 높을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제2영상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소스구동회로
  6. 디지털 영상데이터와 복수개의 제어신호를 출력하는 타이밍제어부와;
    복수개의 데이터라인과 복수개의 스캔라인이 서로 교차되는 영역에 복수개의 액정화소가 형성되고, 상기 복수개의 액정화소는 정극성 표시화소와 부극성 표시화소로 구분되는 액정표시패널과;
    상기 제어신호에 따라 상기 복수개의 스캔라인에 순차적으로 스캔신호를 출력하는 게이트구동부와;
    상기 스캔신호에 동기하여 상기 복수개의 데이터라인으로 아날로그 영상신호를 출력하고, 전원이 오프되면 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압을 기준전압과 비교하여 그 결과에 따라 동일 데이터라인으로 선출력된 영상신호 전압중 하나를 선택하여 출력하는 소스구동부
    를 포함하는 액정표시장치
  7. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 영상신호는 RGB데이터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  8. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 액정표시패널은 인버젼 구동이 수행되는 표시패널인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  9. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 소스구동부는, 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제1영상신호를 출력하고, 상기 각 데이터라인으로 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 높을 경우 동일 데이터라인으로 선출력된 상기 제2영상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  10. 액정표시장치로 공급되는 전원의 오프 여부를 감지하는 단계와;
    상기 전원이 오프될 경우 동작되어, 출력된 영상신호와 기준전압을 비교하여 그 결과에 따라 선출력된 영상신호중 하나를 출력하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 소스구동회로의 구동방법
  11. 청구항 제 10 항에 있어서,
    상기 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우 선출력된 영상신호 중 상기 기준전압보다 높은 전압레벨의 영상신호를 출력하고, 상기 출력되는 영상신호 전압이 상기 기준전압보다 높을 경우 선출력된 영상신호중 상기 기준전압보다 낮은 전압레벨의 영상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소 스구동회로의 구동방법
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