KR20070041845A - 액정표시장치와, 이의 구동 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 품질을 향상시키기 위한 임펄시브 구동 방식을 갖는 액정표시장치, 이의 구동 장치 및 방법가 개시된다. 액정표시장치는 액정표시패널, 타이밍 제어부 및 공통전압 변환부를 포함한다. 액정표시패널은 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터가 형성된 화소부를 포함한다. 타이밍 제어부는 임펄시브 구동모드에 따른 모드선택신호에 응답하여 상기 임펄시브 구동모드에 대응하는 제1 공통전압을 출력한다. 공통전압 변환부는 상기 제1 공통전압을 아날로그 형태의 제2 공통전압으로 변환하여 상기 액정 캐패시터에 출력한다. 이에 따라, 임펄시브 구동모드에 대응하여 선택적으로 공통전압을 인가시킴으로써 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
임펄시브, 공통전압, 구동모드, 표시 품질 향상

Description

액정표시장치와, 이의 구동 장치 및 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY, APPARATUS AND METHOD DRIVING THEREOF}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단위 화소에 대한 등가회로도이다.
도 2는 계조 전압과 액정 캐패시터의 정전용량과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대한 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 타이밍 제어부에 대한 상세한 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 액정표시장치의 구동 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 3에 도시된 액정표시장치의 전체적인 구동 방식을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따라 임펄시브 구동 모드들을 설명하기 위한 개념도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 타이밍 제어부 120 : 구동전압발생부
130 : 공통전압변환부 140 : 기준감마전압발생부
150 : 소스 구동부 160 : 게이트 구동부
170 : 액정표시패널 111 : 제어부
113 : 제어신호생성부 115 : 제1 저장부
117 : 제2 저장부
본 발명은 액정표시장치, 이의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시키기 위한 임펄시브 구동 방식을 갖는 액정표시장치, 이의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 액정표시장치는 대형화 및 성능향상으로 용도가 확대되어 텔레비전 시장에 진출하면서, CRT, PDP 등과 같은 다른 표시 장치들과의 경쟁이 가속화되고 있다. 이에 따라 상기 액정표시장치는 시야각, 색 재현성 및 동영상 표시 특성 등에 대해 고성능이 요구되고 있다. 특히, 동영상 표시 특성이 CRT에 비해 현저하게 떨어짐에 따라 동영상 표시 특성을 향상시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.
그 중 하나의 기술로, 정상 화면에 이어 블랙 화면을 삽입하는 임펄시브 구동방식이 채용되고 있다. 상기 임펄시브 구동 방식은 한 프레임 구간 동안 정상 화면과 블랙 화면을 표시해야 하므로, 고속 구동이 필수적으로 채용된다. 예를 들면, 액정표시장치는 60Hz 구동시 1초에 60장의 프레임 화면을 표시한다. 이에 임펄시브 구동시의 액정표시장치는 프레임 화면 중간에 블랙 화면을 삽입해야 하므로 1초에 120장의 프레임 화면을 표시해야 한다. 따라서, 액정표시장치는 120Hz 이상의 고속 구동이 필수적으로 채용되어야 한다.
이와 같은 임펄시브 구동에서 한 프레임 화면에 표시되는 정상 화면과 블랙 화면의 비율에 따라서 화면의 휘도 및 동화상 특성이 변하게 된다. 일 례로서 킥백전압(Kickback Voltage)에 의한 플리커(Flicker) 현상 및 잔상 현상이 발생하는 문제점을 갖는다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단위 화소에 대한 등가회로도이다.
도 1을 참조하면, 상기 단위 화소(P)는 스위칭 소자(TFT), 액정 캐패시터(CLC), 스토리지 캐패시터(CST)를 포함한다. 상기 스위칭 소자(TFT)는 게이트 배선에 연결된 게이트 전극과, 소스 배선에 연결된 소스 전극과 상기 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST)에 연결된 드레인 전극을 포함한다.
상기 게이트 전극에는 게이트 전압(Vgate)이 인가되고, 상기 소스 전극에는 소스 전압(Vsource), 즉 데이터 전압이 인가된다. 상기 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST)에는 상기 드레인 전극을 통해 상기 소스 전압(Vsource)에 대응하는 화소 전압이 인가된다. 상기 게이트 전극과 드레인 전극 사이에는 기생캐패시터에 의한 기생커패시턴스(Cgd)가 존재한다. 상기 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST) 각각의 공통전극에는 공통전압(VCOM)이 인가된다.
상기 단위 화소(P)에 따른 상기 킥백 전압(Kickback Voltage:Vk)의 크기는 다음의 수학식1과 같이 정의된다.
Figure 112005058414472-PAT00001
여기서, Von은 게이트 전압(Vgate)의 하이레벨이고, Voff은 게이트 전압(Vgate)의 로우레벨이다. Clc는 액정 캐패시터(CLC)의 정전 용량이고, Cst는 스토리지 캐패시터의 정전 용량이다.
상기 단위 화소(P)의 액정 캐패시터(CLC)에 인가되는 소스 전압(Vsource)이 계조에 따라 다르며, 이에 따라 킥백 전압(Vk) 역시 소스 전압(Vsource), 즉 계조 전압에 따라서 다르다.
도 2는 계조 전압과 액정 캐패시터의 정전용량과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2 및 수학식 1을 참조하면, 액정 캐패시터(CLC)의 정전 용량(Clc)은 계조 전압(Vgamma)에 따라 다르다. 즉, 계조 전압이 커질수록 액정 캐패시터의 정전 용량이 점점 증가한다. 상기 액정 캐패시터의 정전 용량이 증가함에 따라 수학식 1에 의해 킥백 전압(Vk)도 역시 점점 증가한다. 즉, 63 그레이에 해당하는 계조 전압에서의 킥백 전압 Vk(63)과, 32 그레이에 해당하는 계조 전압에서의 킥백 전압 Vk(32) 및 0 그레이에 해당하는 계조 전압에서의 킥백 전압 Vk(0)은 Vk(63) < Vk(32) < Vk(0)의 관계를 갖는다.
이와 같이 계조 전압에 따라 킥백 전압(Vk)이 다르기 때문에 액정표시장치는 플리커 현상 및 잔상 현상 등과 같은 표시 품질이 저하되는 문제점을 갖는다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 표시 품질을 향상시키기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정표시장치의 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 액정표시장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널, 타이밍 제어부 및 공통전압 변환부를 포함한다. 상기 액정표시패널은 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터가 형성된 화소부를 포함한다. 상기 타이밍 제어부는 임펄시브 구동모드에 따른 모드선택신호에 응답하여 상기 임펄시브 구동모드에 대응하는 제1 공통전압을 출력한다. 상기 공통전압 변환부는 상기 제1 공통전압을 아날로그 형태의 제2 공통전압으로 변환하여 상기 액정 캐패시터에 출력한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터가 형성된 화소부를 포함하는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치의 구동 장치는 제1 저장부, 제어부 및 공통전압 변환부를 포함한다. 상기 제1 저장부는 다양한 임펄시브 구동모드들에 대응하는 제1 공통전압들이 기저장된다. 상기 제어부는 입력된 임 펄시브 구동모드에 대한 모드선택신호에 응답하여 제1 공통전압을 출력한다. 상기 공통전압 변환부는 상기 제1 공통전압을 아날로그 형태의 제2 공통전압으로 변환하여 상기 액정 캐패시터에 출력한다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터가 형성된 화소부를 포함하는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치의 구동 방법은 임펄시브 구동모드에 대한 모드선택신호를 수신하는 단계와, 상기 모드선택신호에 응답하여 선택된 임펄시브 구동모드에 해당하는 제1 공통전압을 출력하는 단계와, 상기 제1 공통전압을 아날로그 형태의 제2 공통전압으로 변환하는 단계 및 상기 액정 캐패시터에 상기 제2 공통전압을 출력하는 단계를 포함한다.
이러한 액정표시장치, 이의 구동 장치 및 방법에 의하면, 임펄시브 구동 모드에 대응하여 선택적으로 공통전압을 인가시킴으로써 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 액정표시장치는 타이밍 제어부(110), 구동전압 발생부(120), 공통전압 변환부(130), 기준감마전압발생부(140), 소스 구동부(150), 게이트 구동부(160) 및 액정표시패널(170)을 포함한다.
상기 타이밍 제어부(110)는 외부 장치로부터 입력된 제어신호(101a)에 기초 하여 제1 내지 제3 제어신호들(110a, 110b, 110c)을 생성하여 상기 액정표시장치의 구동을 제어한다. 상기 제1 제어신호(110a)는 상기 소스 구동부(150)에 제공되고, 상기 제2 제어신호(110b)는 상기 게이트 구동부(160)에 제공되며, 상기 제3 제어신호(110c)는 상기 구동전압 발생부(120)에 각각 제공되어, 각각의 구동을 제어한다.
상기 타이밍 제어부(110)는 상기 외부 장치로부터 입력된 모드선택신호(101b)에 기초하여 상기 제2 제어신호(110c)를 생성한다. 상기 모드선택신호(101b)는 임펄시브 구동시 한 프레임 화면에 표시되는 정상데이터(normal)와 비정상데이터(abnormal)의 표시 비율을 결정하는 신호이다. 예를 들면, 제1 동작 모드는 상기 표시 비율이 1 : 1인 것이고, 제2 동작 모드는 상기 표시 비율이 2 : 1 이다. 상기 모드선택신호(101b)는 다양한 표시 비율들 중 사용자에 의해 선택된 임의의 표시 비율에 대한 선택신호이다.
상기 제2 제어신호(110b)는 게이트 신호의 출력을 제어하는 두 개 이상의 출력인에이블신호들을 포함한다. 상기 출력인에이블신호들은 상기 모드선택신호(101b)에 기초하여 생성된다.
상기 타이밍 제어부(110)는 상기 모드선택신호(101b)에 대응하는 디지털 형태의 공통전압(110d)을 상기 공통전압 변환부(130)에 출력한다. 예를 들면, 상기 제1 동작 모드의 경우 제1 공통전압(VCOM_d1)을 상기 공통전압 변환부(130)에 출력하고, 상기 제2 동작 모드의 경우 제2 공통전압(VCOM_d2)을 상기 공통전압 변환부(130)에 출력한다. 같은 방식으로 상기 모드선택신호(101b)에 기초하여 해당하는 디지털 형태의 공통전압(110d)을 상기 공통전압 변환부(130)에 출력한다.
상기 타이밍 제어부(110)는 상기 외부 장치로부터 입력된 데이터신호(101c)를 신호처리하여 상기 소스 구동부(150)에 출력한다. 구체적으로, 임펄시브 구동시 상기 타이밍 제어부(110)는 제1 구동주파수에 기초하여 입력된 상기 데이터신호(101c)를 2배 체배된 제2 구동주파수에 기초하여 상기 소스 구동부(150)에 출력한다.
상기 구동전압 발생부(120)는 외부로부터 제공된 외부전원(101d)을 이용하여 상기 액정표시장치를 구동하기 위한 구동전압들을 발생한다. 구체적으로, 상기 기준감마전압발생부(140)에는 아날로그 구동전압(AVDD)(120a)을 출력하고, 상기 게이트 구동부(160)에는 게이트 전압들(120b)을 출력하고, 상기 공통전압 변환부(130)에는 아날로그 형태의 공통전압을 발생하기 위한 전원전압(120c)을 출력한다.
상기 공통전압 변환부(130)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 디지털 형태의 공통전압(110e)을 아날로그 형태의 공통전압(130a)으로 변환하여 상기 액정표시패널(170)에 출력한다. 예를 들면, 상기 공통전압 변환부(130)는 디지털 형태의 공통전압을 아날로그 형태의 공통전압으로 변환하여 출력한다. 같은 방식으로 상기 타이밍 제어부(110)로부터 출력되는 디지털 형태의 공통전압(110e)을 아날로그 형태의 공통전압(130a)으로 변환하여 상기 액정표시패널(170)에 출력한다.
상기 기준감마전압발생부(140)는 상기 구동전압 발생부(120)로부터 제공된 아날로그 구동전압(AVDD)(120a)을 이용하여 10개 내지 20개의 기준감마전압들(140a)을 상기 소스 구동부(150)에 출력한다.
상기 소스 구동부(150)는 데이터신호(101c)를 상기 기준감마전압들(140a)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 상기 액정표시패널(170)에 출력한다.
구체적으로 임펄시브 구동시, 상기 소스 구동부(150)는 초기 1/2 H 구간 동안 수평 라인에 해당하는 정상데이터전압을 상기 액정표시패널(170)에 출력하고, 후기 1/2 H 구간 동안 수평 라인에 해당하는 비정상데이터전압을 상기 액정표시패널(170)에 출력한다. 물론, 초기 1/2 H 구간 동안 비정상데이터전압을 출력하고 후기 1/2 H 구간 동안 정상데이터전압을 출력할 수도 있다.
상기 비정상데이터전압은 정상데이터전압에 비해 높은 전압(노멀리 화이트모드의 경우), 즉 저계조의 데이터전압이다. 예컨대, 전체 계조 레벨이 256 계조인 경우, 200 이상의 계조를 표시하는 데이터 전압이다. 바람직하게는 블랙 계조 또는 그레이 계조를 나타내는 전압이다.
상기 게이트 구동부(160)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 제2 제어신호(110b) 및 상기 구동전압 발생부(120)로부터 제공된 게이트 전압들(120b)을 이용하여 게이트 신호들을 생성하고, 생성된 게이트 신호들을 상기 액정표시패널(170)에 출력한다. 상기 제2 제어신호(110b)는 적어도 두 개 이상의 출력인에이블신호들을 포함한다.
상기 게이트 구동부(160)는 상기 출력인에이블신호들을 이용하여 복수의 게이트 신호들을 순차적으로 출력한다. 각 출력인에이블신호는 제1 제어구간과 제2 제어구간을 가지며, 상기 게이트 구동부(160)는 상기 제1 제어구간에 대응하여 제1 게이트 펄스를 출력하고 상기 제2 제어구간에 대응하여 제2 게이트 펄스를 출력한 다. 이에 의해 각 게이트 신호는 제1 게이트 펄스와 제2 게이트 펄스를 포함한다.
상기 제1 게이트 펄스는 상기 정상데이터전압을 상기 액정표시패널(170)에 충전시키는 제어신호이며, 상기 제2 게이트 펄스는 상기 비정상데이터전압을 상기 액정표시패널(170)에 충전시키는 제어신호이다. 상기 제1 게이트 펄스와 상기 제2 게이트 펄스 간의 시간차 한 프레임 화면에 표시되는 정상데이터와 비정상데이터의 표시 비율에 대응한다.
상기 액정표시패널(170)은 복수의 게이트 배선들(GL1,..,GLn)과 복수의 소스 배선들(DL1,..,DLm)에 의해 정의된 복수의 화소부(P)들이 형성된다. 각 화소부(P)에는 스위칭 소자(TFT), 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST)가 형성된다. 상기 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST)의 각각 일단에는 공통전압들(Vcom, Vst)이 인가된다. 상기 공통전압들(Vcom, Vst)은 실질적으로 동일한 전위의 전압으로, 이하에서는 공통전압(VCOM)으로 명칭한다.
도 4는 도 3에 도시된 타이밍 제어부에 대한 상세한 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 타이밍 제어부는 제어부(111), 제어신호 생성부(113), 제1 저장부(115) 및 제2 저장부(117)를 포함한다.
상기 제어부(111)는 상기 타이밍 제어부의 전반적인 구동을 제어한다.
상기 제어신호 생성부(113)는 상기 제어부(111)의 제어에 따라서 입력된 제어신호(101a)에 기초하여 제1 내지 제3 제어신호들(110a, 110b, 110c)을 생성한다. 상기 제어부(111)는 입력된 모드선택신호(101b)에 기초하여 상기 제어신호 생성부(113)를 제어한다. 구체적으로, 상기 제어부(111)는 임펄시브 구동시 상기 소스 구 동부(150)를 고속 구동하기 위한 제1 제어신호(110a)를 생성하여 출력한다. 또한, 상기 모드선택신호(101b)에 따라서 상기 제2 제어신호(110b)를 출력한다.
상기 제어신호(101a)는 메인클럭신호(MCLK), 수평동기신호(HSYNC), 수직동기신호(VSYNC) 및 데이터인에이블신호(DE)를 포함한다. 상기 제1 제어신호(110a)는 수평시작신호(STH) 및 로드 신호(TP)를 포함한다. 상기 제2 제어신호(110b)는 스캔개시신호(STV), 스캔클럭신호(CPV) 및 두 개 이상의 출력인에이블신호들(OE1, OE2)을 포함한다. 상기 제3 제어신호(110c)는 메인클럭신호(MCLK)를 포함한다.
상기 제1 저장부(115)는 상기 원시데이터(101b)를 소정의 단위, 바람직하게는 수평 라인 단위로 저장된다. 상기 제어부(111)는 상기 원시데이터(101b)를 상기 제1 저장부(115)에 저장하고, 저장된 원시데이터(101b)를 수평 라인 단위로 독출하여 상기 소스 구동부(150)에 출력한다.
예를 들면, 임펄시브 구동시에는 상기 제어부(111)는 제1 구동주파수로 입력되는 원시데이터(101b)를 저장하고, 제1 구동주파수에 2배 체배된 제2 구동주파수로 저장된 데이터신호(101c)를 독출하여 상기 소스 구동부(150)에 출력한다. 이에 따라서, 상기 소스 구동부(150)는 1H 구간동안 상기 액정표시패널(170)에 수평 라인에 해당하는 정상데이터전압과 비정상데이터전압을 각각 출력한다.
상기 제2 저장부(117)에는 다양한 임펄시브 동작 모드들에 대응하는 공통전압들이 저장된다. 상기 동작 모드는 한 프레임 화면에 표시되는 정상데이터 대 비정상데이터의 표시 비율로 결정된다.
상기 제어부(111)는 입력된 모드선택신호(101b)에 해당하는 공통전압(110e) 을 독출하여 상기 공통전압 변환부(130)에 출력한다. 즉, 상기 제2 저장부(117)에 저장된 동작 모드 별로 저장된 공통전압들은 디지털 형태의 데이터이다. 바람직하게 상기 제어부(111)와 상기 공통전압 변환부(130)는 I2C방식으로 통신하여 상기 모드선택신호(101b)에 대응하는 디지털의 공통전압(110e)을 송수신한다.
도 5는 도 3에 도시된 액정표시장치의 구동 방식을 설명하기 위한 흐름도이다. 다음의 [표 1]은 도 5의 구동 방식을 설명하기 위한 데이터 구조를 예시한 것이다.
도 3 내지 도 5 및 [표 1]을 참조하면, 상기 제어부(111)는 외부 장치로부터 모드선택신호(101b)를 수신한다(단계 S110). 예를 들면, 상기 모드선택신호(101b)가 '2'가 입력되는 경우, 상기 제어부(111)는 수신된 모드선택신호(101b)를 이용하여 현재 액정표시장치의 동작 모드를 판단한다(단계 S120). 예를 들면, 상기 제어부(111)는 모드선택신호 '2'에 해당하는 동작 모드가 정상데이터(NOR) 대 비정상데이터(ABN) 표시 비율이 2 : 1인 것을 판단한다.
상기 제어부(111)는 판단된 동작 모드에 대응하는 공통전압을 상기 제2 저장부(117)로부터 독출한다(단계 S130). 예를 들면, NOR : ABN 이 2 : 1인 동작 모드에 대응하는 디지털 형태의 공통전압(VCOM_d2)을 상기 제2 저장부(117)에서 독출한다.
상기 제어부(111)는 독출된 디지털 형태의 공통전압을 상기 공통전압 변환부(130)에 출력한다. 상기 공통전압 변환부(130)는 상기 디지털 형태의 공통전압을 아날로그 형태의 공통전압으로 변환한다(단계 S140).
상기 공통전압 변환부(130)는 상기 아날로그 형태의 공통전압을 상기 액정표시패널(170)에 출력한다(단계 S150).
예를 들면, 상기 제어부(111)는 NOR : ABN 이 2 : 1인 동작 모드에 대응하는 디지털 형태의 공통전압(VCOM_d2)을 상기 공통전압 변환부(130)에 출력한다. 이때, 상기 제어부(111)와 상기 공통전압 변환부(130)는 I2C 통신 방식을 이용하여 상기 디지털 형태의 공통전압(VCOM_d2)을 송수신한다. 상기 공통전압 변환부(130)는 상기 디지털 형태의 공통전압(VCOM_d2)을 아날로그 형태의 공통전압(VCOM_a2)으로 변환한다. 상기 공통전압 변환부(130)는 아날로그 형태의 공통전압(VCOM_a2)을 상기 액정표시패널(170)에 출력한다.
NOR_D : ABN_D 모드선택신호 디지털 공통전압 아날로그 공통전압
1 : 1 1 VCOM_d1 VCOM_a1
2 : 1 2 VCOM_d2 VCOM_a2
3 : 1 3 VCOM_d3 VCOM_a3
4 : 1 4 VCOM_d4 VCOM_a4
5 : 1 5 VCOM_d5 VCOM_a5
도 6은 도 3에 도시된 액정표시장치의 전체적인 구동 방식을 설명하기 위한 타이밍도이다. 이하에서는 정상데이터 대 비정상데이터의 표시 비율이 1 : 1인 임펄시브 구동 모드를 예로 하여 설명한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 타이밍 제어부(110)는 외부로부터 제공된 제어신호(101a) 및 모드선택신호(101b)에 기초하여 상기 구동전압 발생부(120), 소스 구동부(150) 및 게이트 구동부(160)를 제어하기 위한 제1 내지 제3 제어신호들(110a, 110b, 110c)을 출력한다.
상기 모드선택신호(101b)에 기초하여 상기 타이밍 제어부(110)는 제1 제어신호(110a)와 제2 제어신호(110b)를 출력한다. 상기 타이밍 제어부(110)는 제1 저장부(115)에 저장된 수평 라인의 데이터신호(101c)를 H/2 구간동안 상기 소스 구동부(150)에 출력한다. 상기 소스 구동부(150)는 상기 제1 제어신호(110a)에 기초하여 초기 H/2 구간동안에 상기 액정표시패널(170)의 소스 배선들(DL1,..DLm)에 정상데이터전압을 출력하고, 후기 H/2 구간동안에 상기 소스 배선들(DL1,..DLm)에 비정상데이터전압을 출력한다.
한편, 상기 게이트 구동부(160)는 상기 제2 제어신호(110b)에 기초하여 n개의 게이트 신호들(G1,G2, G3,..)을 상기 액정표시패널(170)의 게이트 배선들(GL1,..GLn)에 출력한다.
구체적으로 상기 제2 제어신호(110b)는 스캔개시신호(STV) 및 제1 내지 제3 출력인에이블신호(OE1, OE2, OE3)를 포함한다. 제1 출력인에이블신호(OE1)에 기초하여 3k-2 번째 게이트 신호들(G1, G4,..)이 출력되고, 제2 출력인에이블신호(OE2)에 기초하여 3k-1 번째 게이트 신호들(G2, G5,..)이 출력되고, 제3 출력인에이블신호(OE3)에 기초하여 3k 번째 게이트 신호들(G3, G6,..)이 출력된다. 여기서, k는 1,2,3..의 자연수이다.
상기 제1 내지 제3 출력인에이블신호(OE1, OE2, OE3)는 제1 제어구간(C1k, k는 1,2,3,..)과 제2 제어구간(C2k, k는 1,2,3,..)을 포함한다. 상기 제1 제어구간(C1k)과 제2 제어구간(C2k)은 n/2 게이트 배선들이 활성화되는 시간만큼의 시간차를 갖는다.
상기 제1 제어구간(C1k)은 상기 소스 구동부(150)에서 정상데이터전압(NOR_D)이 출력되는 구간에 대응하며, 상기 게이트 구동부(160)에서 출력되는 게이트 신호의 제1 게이트 펄스(Gdk, k는 1,2,3,..)에 해당한다. 상기 제2 제어구간(C2k)은 상기 소스 구동부(150)에서 비정상데이터전압(ABN_D)이 출력되는 구간에 대응하며, 상기 게이트 신호의 제2 게이트 펄스(Gbk, k는 1,2,3,..)에 해당한다.
예컨대, 상기 첫 번째 게이트 신호(G1)는 제1 게이트 펄스(Gd1)와 제2 게이트 펄스(Gb1)를 가지며, 상기 제1 게이트 펄스(Gd1)에 의해 첫 번째 수평 라인(1st)에 정상데이터전압이 충전되고, 제2 게이트 펄스(Gb1)에 의해 (n/2)+1 번째 수평 라인(((n/2)+1)th)에 비정상데이터전압이 충전된다.
상기 게이트 신호들(G1,G2, G3,..)은 제1 게이트 펄스들(Gdk)에 의해 정상데이터전압을 액정표시패널에 충전시키고, 제2 게이트 펄스들(Gbk)에 의해 비정상데이터전압을 상기 액정표시패널(170)에 충전시킨다. 이에 의해 상기 액정표시패널(170)에 표시되는 정상데이터 대 비정상데이터의 표시 비율은 1 : 1이 된다.
한편, 상기 타이밍 제어부(110)는 상기 모드선택신호(101b)에 기초하여 현재 임펄시브 구동모드를 판단하여 해당하는 디지털 형태의 공통전압(VCOM_d1)을 상기 제2 저장부(117)에서 독출한다. 상기 타이밍 제어부(110)는 상기 공통전압 변환부(130)에 상기 독출된 디지털 형태의 공통전압(VCOM_d1)을 아날로그 형태의 공통전압(VCOM_a1)으로 변환하여 상기 액정표시패널(170)에 출력한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따라 임펄시브 구동 방식을 설명하기 위한 개념도들이다. 이하 한 프레임 구간이 16.7 ms 인 경우를 예로 한다.
도 6, 도 7a 및 [표 1]을 참조하면, 상기 출력인에이블신호의 제1 제어구간과 제2 제어구간의 이격시간, 또는 게이트 신호의 제1 게이트 펄스와 제2 게이트 펄스의 이격시간이 1/2 프레임 구간인 경우이다.
이 경우 도시된 바와 같이, 소스 구동부는 액정표시패널에 1/2 프레임 구간(≒8.35ms) 동안 정상데이터전압을 출력하고, 나머지 1/2 프레임 구간(≒8.35ms) 동안 비정상데이터전압을 출력한다. 결과적으로 한 프레임 화면에서 정상영상이 표시되는 구간과 비정상영상이 표시되는 구간의 표시 비율이 1 : 1 인 경우로서, 이와 같은 경우에는 제1 공통전압(VCOM_a1)이 상기 액정표시패널에 출력된다.
도 7b는 상기 출력인에이블신호의 제1 제어구간과 제2 제어구간의 이격시간, 또는 게이트 신호의 제1 게이트 펄스와 제2 게이트 펄스의 이격시간이 2/3 프레임 구간인 경우이다. 이 경우 도시된 바와 같이, 소스 구동부는 액정표시패널에 2/3 프레임 구간(≒12.52ms)동안 정상데이터전압을 출력하고, 1/3 프레임 구간(≒4.18ms) 동안 비정상데이터전압을 출력한다. 결과적으로 한 프레임 화면에서 정상영상이 표시되는 구간과 비정상영상이 표시되는 구간의 표시 비율이 2 : 1 인 경우로서, 이와 같은 경우에는 제2 공통전압(VCOM_a2)이 상기 액정표시패널에 출력된다.
도 7c는 상기 출력인에이블신호의 제1 제어구간과 제2 제어구간의 이격시간, 또는 게이트 신호의 제1 게이트 펄스와 제2 게이트 펄스의 이격시간이 4/5 프레임 구간인 경우이다. 이 경우 도시된 바와 같이, 소스 구동부는 액정표시패널에 4/5 프레임 구간(≒13.36ms)동안 정상데이터전압을 출력하고, 1/5 프레임 구간(≒3.34ms) 동안 비정상데이터전압을 출력한다. 결과적으로 한 프레임 화면에서 정상영상이 표시되는 구간과 비정상영상이 표시되는 구간의 표시 비율이 4 : 1 인 경우로서, 이와 같은 경우에는 제4 공통전압(VCOM_a4)이 상기 액정표시패널에 출력된다.
다음의 [표 2] 및 [표 3]은 본 발명의 실시예에 따라 액정표시장치의 휘도 특성이 향상되는 것을 실험한 데이터이다.
[표 2]는 최적의 공통전압(VCOM)을 인가한 상태에서 다양한 임펄시브 구동 모드를 동작했을 경우의 각 모드에서의 블랙 휘도 특성을 나타낸 데이터이다.
NOR_D : ABN_D 1 : 1 2 : 1 3 : 1 4 : 1 5 :1
블 랙 휘 도 2.18 2.11 2.07 2.05 2.03
[표 2]를 참조하면, 최적의 공통전압을 각각의 동작 모드에 동일하게 적용할 경우에는 플리커 현상에 의해 비정상영상의 표시 비율이 높아질수록 블랙 휘도가 상승하는 결과를 얻었다. 이에 따라서 CR 감소 및 DC 충전에 의한 잔상 문제 등의 문제점이 발생하였다.
한편, [표 3]은 각각의 임펄시브 동작 모드 별로 서로 다른 최적의 공통전압을 인가하였을 경우의 각 동작 모드에서의 블랙 휘도 특성을 나타낸 데이터이다.
NOR_D : ABN_D 1 : 1 2 : 1 3 : 1 4 : 1 5 :1
블 랙 휘 도 2.06 2.05 2.04 2.05 2.03
[표 3]를 참조하면, 각각의 동작 모드 별로 최적의 공통전압을 적용할 경우 비정상영상의 표시 비율이 높아지더라도 블랙 휘도가 상승하지 않았다. 즉, 다양한 임펄시브 동작 모드들에 대해 균일한 휘도 분포를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 상기 임펄시브 구동 방식에 따라서 최적의 공통전압들을 기저장하고, 상기 기저장된 공통전압들 중 현재 임펄시브 구동 모드에 대응하는 공통전압을 선택적으로 적용함으로써 임펄시브 구동시 표시 품질을 월등히 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 임펄시브 구동 방식에 따라 최적의 공통전압을 선택적으로 적용하여 구동시킴으로써 액정표시장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터가 형성된 화소부를 포함하는 액정표시패널;
    임펄시브 구동모드에 따른 모드선택신호에 응답하여 상기 임펄시브 구동모드에 대응하는 제1 공통전압을 출력하는 타이밍 제어부; 및
    상기 제1 공통전압을 아날로그 형태의 제2 공통전압으로 변환하여 상기 액정 캐패시터에 출력하는 공통전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화소부는 상기 액정 캐패시터에 연결된 스토리지 캐패시터를 더 포함하며,
    상기 공통전압 변환부는 상기 제2 공통전압을 상기 스토리지 캐패시터에 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는
    다양한 임펄시브 구동모드들에 대응하는 제1 공통전압들이 기저장된 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 제1 공통전압들 중 상기 모드선택신호에 대응하는 상기 제1 공통전압을 독출하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장 치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 외부로부터 입력된 제어신호에 기초하여 제1 및 제2 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 제어신호에 기초하여 제1 구간 동안 비정상데이터신호를 상기 액정표시패널에 출력하고, 제2 구간 동안 정상데이터신호를 상기 액정표시패널에 각각 출력하는 소스 구동부; 및
    상기 제2 제어신호에 기초하여 상기 제2 구간에는 제1 게이트 펄스를 출력하고 상기 제1 구간에는 제2 게이트 펄스를 갖는 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 구간 각각은 H/2(H는 수평 구간)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 모드선택신호에 기초하여 상기 제1 게이트 펄스와 상기 제2 게이트 펄스 간의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 비정상데이터신호는 상기 정상데이터신호보다 저계조의 데이터신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터가 형성된 화소부를 포함하는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치의 구동 장치에서,
    다양한 임펄시브 구동모드들에 대응하는 제1 공통전압들이 기저장된 제1 저장부;
    임펄시브 구동모드에 따른 모드선택신호에 응답하여 상기 임펄시브 구동모드에 대응하는 제1 공통전압을 출력하는 제어부; 및
    상기 제1 공통전압을 아날로그 형태의 제2 공통전압으로 변환하여 상기 액정 캐패시터에 출력하는 공통전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 화소부는 상기 액정 캐패시터에 연결된 스토리지 캐패시터를 더 포함하며,
    상기 공통전압 변환부는 상기 제2 공통전압을 상기 스토리지 캐패시터에 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 모드선택신호에 기초하여 입력된 제어신호를 제1 및 제2 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;
    상기 제1 제어신호에 기초하여 제1 구간 동안 비정상데이터전압을 상기 액정표시패널에 출력하고, 제2 구간 동안 정상데이터전압을 상기 액정표시패널에 각각 출력하는 소스 구동부; 및
    상기 제2 제어신호에 기초하여 상기 제2 구간에는 제1 게이트 펄스를 출력하고 상기 제1 구간에는 제2 게이트 펄스를 갖는 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어신호 생성부는 상기 모드선택신호에 기초하여 상기 게이트 신호의 제1 게이트 펄스와 제2 게이트 펄스를 이격시키도록 상기 게이트 구동부를 제어하는 제2 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
  13. 제11항에 있어서, 입력된 정상데이터신호를 저장하는 제2 저장부를 더 포함하며,
    상기 제어신호 생성부는 상기 모드선택신호에 기초하여 상기 제2 저장부에 저장된 수평 라인 단위의 정상데이터신호를 H/2 동안 상기 소스 구동부에 출력시키도록 상기 소스 구동부를 제어하는 제1 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 소스 구동부는
    1H 구간 중 상기 H/2 동안 상기 정상데이터신호를 아날로그의 정상데이터전압으로 변환하여 상기 액정표시패널에 출력하고,
    상기 1H 구간 중 나머지 H/2 동안 비정상데이터전압을 상기 액정표시패널에 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 비정상데이터전압을 블랙 계조의 데이터전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 장치.
  16. 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터가 형성된 화소부를 포함하는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치의 구동 방법에서,
    임펄시브 구동모드에 따른 모드선택신호를 수신하는 단계;
    상기 모드선택신호에 응답하여 상기 임펄시브 구동모드에 대응하는 제1 공통전압을 출력하는 단계;
    상기 제1 공통전압을 아날로그 형태의 제2 공통전압으로 변환하는 단계; 및
    상기 액정 캐패시터에 상기 제2 공통전압을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 모드선택신호에 기초하여 입력된 제어신호를 제1 및 제2 제어신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 제어신호에 기초하여 제1 구간 동안 비정상데이터전압을 상기 액정표시패널에 출력하고, 제2 구간 동안 정상데이터전압을 상기 액정표시패널에 각각 출력하는 단계; 및
    상기 제2 제어신호에 기초하여 상기 제1 구간에는 제2 게이트 펄스와 상기 제2 구간에는 제1 게이트 펄스를 갖는 게이트 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 모드선택신호에 기초하여 상기 게이트 신호의 제1 게이트 펄스와 제2 게이트 펄스 간의 이격 거리가 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 게이트 신호의 제1 게이트 펄스에 의해 상기 정상데이터전압이 상기 액정 캐패시터에 충전되고, 상기 게이트 신호의 제2 게이트 펄스에 의해 상기 비정상데이터전압이 상기 액정 캐패시터에 충전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 구간 각각은 H/2 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
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