KR20070077975A

KR20070077975A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20070077975A
Application number: KR1020060007918A
Authority: KR
Inventors: 김은경
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-07-30

Abstract

액정 표시 장치는 액정 패널에 표시되는 영상의 각 계조 레벨에 대응하여 플리커 현상이 발생되지 않는 최적의 공통전압을 룩업 테이블 형태로 저장한다. 액정 표시 장치는 룩업 테이블을 이용하여 액정 패널에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따라 플리커가 발생되지 않는 최적의 공통전압을 액정 패널에 인가하여, 액정 표시 장치의 플리커 현상 발생을 억제한다. 따라서, 액정 표시 장치는 향상된 표시 품질을 제공할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널의 한 픽셀 구조를 나타내는 등가 회로도이다.

도 2는 도 1에 도시된 기생 용량에 의해 화소 전극에 인가되는 왜곡된 전압을 보여주는 파형도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 4는 도 3에 도시된 공통전압 발생부가 제거된 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 5A와 도 5B는 도 4에 도시된 플리커 보상 공통전압 발생부에 저장되어 있는 룩업 테이블의 일 예를 보여주는 것이다.

도 6은 도 3에 도시된 액정 표시 장치의 룩업 테이블 생성 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 7은 도 4에 도시된 액정 표시 장치에서 영상의 계조 레벨에 따른 최적 공통전압을 인가하는 과정을 보여주는 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20: 액정 표시 장치 100: 액정 패널

200: 타이밍 컨트롤러 300: 데이터 구동부

400: 게이트 구동부 500: 공통전압 발생부

600: 플리커 보상 공통전압 발생부 610: 제어부

620: 저장부

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 구체적으로 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

음극선관(Cathode Ray Tube)을 이용한 표시 장치와 더불어 영상 표시 장치의 중요한 분야를 차지하고 있는 것 중에 하나가 액정 표시 장치이다. 액정 표시 장치는 일정한 공간을 갖고 합착된 두 개의 기판(유리 기판) 사이에 액정이 주입된 표시장치이다. 액정 표시 장치는 액정에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절함으로써 기판에 투과되는 빛의 양을 조절하는 것이 가능하다. 이러한 제어 방식으로 원하는 화상 신호가 표시된다.

액정 표시 장치의 화질 저하의 한 요인인 플리커(Flicker) 현상은 액정 패널의 한 픽셀에 포함되는 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 발생되는 기생 용량 때문이다. 기생 용량은 킥백 전압(Kick-Back Voltage) 발생시키고, 킥백 전압은 데이터 전압을 왜곡시켜 공통 전압을 기준으로 데이터 전압이 서로 비대칭하게 되어 플리커 현상이 발생된다. 따라서, 플리커 현상을 방지하기 위해서는 데이터 전압이 공통전압을 기준으로 서로 대칭이 되도록 공통전압을 조정해야 한다.

본 발명의 목적은 표시 품질을 향상할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널, 타이밍 컨트롤러, 구동부, 및 공통전압 발생부를 포함한다. 액정 패널은 공통전압과 구동 신호에 응답하여 영상을 표시하고, 타이밍 컨트롤러는 외부로부터 영상 데이터 신호를 입력받아 제어 신호 및 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 출력한다. 구동부는 상기 제어 신호 및 상기 데이터 신호에 응답하여 상기 액정 패널을 구동하는 상기 구동 신호를 출력하고, 공통전압 발생부는 상기 데이터 신호를 입력받고, 상기 데이터 신호의 계조 레벨에 대응하는 상기 공통전압을 출력한다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 다음과 같다. 먼저, 외부로부터 영상 데이터 신호를 입력받아 제어 신호 및 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 출력한다. 이후, 상기 제어 신호 및 상기 데이터 신호에 응답하여 구동 신호를 출력하고, 상기 데이터 신호의 계조 레벨에 대응하는 공통전압을 출력한다. 그리고, 상기 공통전압과 상기 구동 신호에 응답하여 상기 영상 데이터 신호 를 표시한다.

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 액정 패널에 포함되는 한 픽셀(PX)은 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)으로 둘러싸인 영역에 형성된다. 픽셀(PX)은 박막 트랜지스터(T), 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(GL)을 통해 인가되는 게이트 온/오프 전압에 의해 개폐되는 스위치 역할을 한다. 박막 트랜지스터(T)는 일정 주기로 열고 닫혀서 데이터 라인을 통해 인가되는 데이터 전압을 액정에 써넣는 역할을 한다.

예를 들어, 박막 트랜지스터(T)가 턴온되면 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압은 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 충분히 충전된다. 이어서, 박막 트랜지스터(T)가 턴오프되면, 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)는 박막 트랜지스터(T)가 다시 턴온될 때까지 충전된 전하를 유지한다. 이와 같이, 박막 트랜지스터(T)는 턴온과 턴오프 동작을 반복하면서 원하는 데이터 전압을 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)로 전달하고, 액정에 걸리는 전계가 액정의 전기 광학적 특성을 제어하여 액정 패널에 화상을 표시하게 된다.

액정 표시 장치의 제조 공정 중에서 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에는 오정렬(Mis-alignment) 등에 기인한 기생 용량(Cgd)이 생긴다. 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 발생되는 기생 용량(Cgd)은 화소 전극에 인가되는 전압을 왜곡시키는 원인이 된다. 이와 같이, 기생 용량(Cgd)으로 인해 왜곡된 전압을 킥백 전압(Kick-Back Voltage)이라고 한다.

도 2를 참조하면, 액정 표시 장치가 반전 구동 방식으로 구동하는 경우에는, 데이터 라인(DL)을 통하여 양의 데이터 전압(VDP)과 음의 데이터 전압(VDN)이 인가되어 액정 패널을 구동한다. 액정에 인가되는 전압의 실효치는 데이터 전압(VDP, VDN)과 공통 전압(VCOM: Common Voltage) 사이의 면적으로 정해지는데, 공통전압(VCOM)을 중심으로 액정에 인가되는 전압의 면적이 대칭이 되도록 공통전압(VCOM)을 조절할 필요가 있다.

만약, 공통전압(VCOM)을 중심으로 양의 데이터 전압(VDP)이 인가되는 액정 인가 전압의 면적과 음의 데이터 전압(VDN)이 인가되는 액정 인가 전압의 면적이 대칭이 되지 않으면, 각 픽셀에 충전되는 액정 인가 전압의 양이 프레임마다 차이가 발생하여 액정 인가 전압이 반전될 때 화면이 깜박이는 플리커(Flicker) 현상이 발생된다. 플리커 현상은 사용자의 피로감을 증대시키며, 액정 패널의 잔상을 유발시킨다.

기생 용량(Cgd)에 의해 발생되는 킥백 전압(Vkb)은 액정 인가 전압을 변화시켜, 액정 표시 장치의 플리커 현상을 유발하므로, 킥백 전압(Vkb)을 고려한 최적화된 공통 전압(VCOM_OP)을 액정 패널에 인가해야 한다. 또한, 액정 패널에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따라 발생되는 플리커 레벨은 차이가 나므로, 영상의 계조 레벨에 따른 최적 공통전압(VCOM_OP)을 액정 패널에 인가해야 한다.

도 3을 참조하면, 액정 표시 장치(10)는 액정 패널(100)에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따른 최적 공통전압(VCOM_OP)을 검출할 수 있다. 액정 표시 장치(10)는 영상을 표시하는 액정 패널(100), 제어 신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러(200), 데이터 라인 구동 신호를 출력하는 데이터 구동부(300), 게이트 라인 구동 신호를 출력하는 게이트 구동부(400), 공통전압을 발생하는 공통전압 발생부(500), 및 플리커 보상 공통전압 발생부(600)를 포함한다.

액정 패널(100)은 공통 전극을 가지는 기판과, 화소 전극을 가지는 기판으로 구성되며, 기판들 사이에는 액정이 주입된다. 화소 전극을 갖는 기판에는 다수의 게이트 라인과, 게이트 라인에 교차되어 구성된 다수의 데이터 라인이 일정 간격을 두고 배열된다. 또한, 액정 패널(100)은 데이터 라인과 게이트 라인으로 둘러싸이며, 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 포함한다. 액정 패널(100) 내의 각 픽셀(PX)은 도 1에 도시된 픽셀 구조를 갖는다.

타이밍 컨트롤러(200)는 외부의 그래픽 소스로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 클럭 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 영상 데이터 신호(R, G, B)를 입력받는다. 타이밍 컨트롤러(200)는 액정 패널(100)의 사양에 맞도록 데이터 포맷을 변환한 데이터 신호(DATA)와, 제 1 및 제 2 제어 신호(CNT1, CNT2)를 데이터 구동부(300) 및 게이트 구동부(400)로 각각 출력한다. 타이밍 컨트 롤러(200)에서 출력되는 데이터 신호(DATA)에는 액정 패널(100)에 표시될 영상에 대한 계조 레벨 정보가 포함된다.

데이터 구동부(300)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 제공되는 데이터 신호(DATA)와 제 1 제어 신호(CNT1)에 응답하여 액정 패널(100)의 데이터 라인(D1~Dn)을 통해 데이터 라인 구동 신호를 출력한다. 데이터 라인 구동 신호는 액정 패널(100)의 각 픽셀(PX)로 인가되는 데이터 전압이다. 타이밍 컨트롤러(200)로부터 데이터 구동부(300)로 인가되는 제 1 제어 신호(CNT1)에는 수평 동기 시작 신호(STH), 로드 신호(LOAD), 클럭 신호(HCLK) 등이 있다.

게이트 구동부(400)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 제공되는 제 2 제어 신호(CNT2)에 응답하여 액정 패널(100)의 게이트 라인(G1~Gm)을 통해 게이트 라인 구동 신호를 출력한다. 게이트 라인 구동 신호는 액정 패널(100)의 각 박막 트랜지스터(T)를 턴온 또는 턴오프시키는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압이다. 타이밍 컨트롤러(200)로부터 게이트 구동부(400)로 인가되는 제 2 제어 신호(CNT2)에는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 클럭 신호(CPV), 출력 인에이블 신호(OE) 등이 있다.

공통전압 발생부(500)는 외부로부터 전원 전압(VCC)을 입력받아, 공통전압(VCOM)을 생성하여 액정 패널(100)로 인가한다. 공통전압 발생부(500)는 작업자의 조작에 의해 공통전압(VCOM)을 조절하여, 액정 패널(100)에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따라 플리커 현상이 없는 최적 공통전압(VCOM_OP)을 검출한다. 작업자는 액정 패널(100)에 표시되는 영상의 플리커 정도를 눈이나 측정 장비로 확인하면서, 공통전압 발생부(500)에서 생성되는 공통전압(VCOM)을 조절한다.

플리커 보상 공통전압 발생부(600)는 제어부(610)와 저장부(620)를 포함한다. 플리커 보상 공통전압 발생부(600)는 액정 패널(100)에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따라 플리커 현상이 없는 최적 공통전압(VCOM_OP)을 룩업 테이블(LUT: Look-Up Table)로 저장한다.

플리커 보상 공통전압 발생부(600)의 제어부(610)는 타이밍 컨트롤러(200)에서 출력되는 데이터 신호(DATA) 중에서 액정 패널(100)에 표시될 영상에 대한 계조 레벨 정보를 추출하여 저장부(620)에 저장한다. 또한, 제어부(610)는 공통전압 발생부(500)로부터 액정 패널(100)에 표시된 영상의 계조 레벨에 해당하는 최적 공통전압(VCOM_OP)을 입력받아 저장부(620)에 저장한다.

플리커 보상 공통전압 발생부(600)의 저장부(620)에는 액정 패널(100)에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따른 최적 공통전압(VCOM_OP)이 룩업 테이블(LUT)로 저장된다. 저장부(620)의 룩업 테이블(LUT)이 액정 패널(100)에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따라 모두 완성되면, 이후, 공통전압 발생부(500)는 액정 표시 장치(10)에서 구비되지 않아도 된다.

도 4를 참조하면, 액정 표시 장치(20)는 도 3에 도시된 액정 표시 장치(10)와 공통전압 발생부(500)가 제거된 것을 제외하고는 동일한 구성을 가진다.

액정 표시 장치(20)의 액정 패널(100), 타이밍 컨트롤러(200), 데이터 구동 부(300), 및 게이트 구동부(400)는 도 3에 도시된 것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

플리커 보상 공통전압 발생부(600)의 제어부(610)는 타이밍 컨트롤러(200)에서 출력되는 데이터 신호(DATA) 중에서 액정 패널(100)에 표시될 영상에 대한 계조 레벨 정보를 추출한 후, 저장부(620)에 저장되어 있는 룩업 테이블(LUT)에서 계조 레벨에 해당하는 최적 공통전압(VCOM_OP)을 검출하여 액정 패널(100)로 인가한다.

도 5A를 참조하면, 액정 패널(100)에 표시될 영상의 계조 레벨이 총 64(G0~G63) 레벨일 경우, 저장부(620)에는 각 계조 레벨 별로 액정 패널(100)에 플리커가 없는 최적 공통전압(VCOM_OP)을 룩업 테이블(LUT)로 저장된다.

도 5B를 참조하면, 액정 패널(100)에 표시될 영상의 계조 레벨이 총 64(G0~G63) 레벨일 경우, 계조 레벨을 네 단계(G0~G15, G16~G31, G32~G47, G48~G63)로 구분한다. 저장부(620)의 룩업 테이블(LUT)에는 네 단계(G0~G15, G16~G31, G32~G47, G48~G63)에 각각 대응되는 최적 공통전압(VCOM_OP)이 저장된다.

도 5A와 도 5B에 도시된 룩업 테이블(LUT)은 액정 패널(100)에 표시될 영상의 계조 레벨이 총 64 레벨인 것을 일 예로 하였으나, 액정 표시 장치의 구동 능력에 따라 다양하게 변형되는 계조 레벨에 의해 룩업 테이블(LUT)의 구성도 변화될 수 있다.

도 6을 참조하면, 액정 표시 장치(10)의 플리커 보상 공통전압 발생부(600)는 타이밍 컨트롤러(200)에서 출력되는 데이터 신호(DATA) 중에서 액정 패널(100)에 표시될 영상에 대한 계조 레벨 정보를 추출하여 저장부(620)에 저장한다(S500). 이후, 공통전압 발생부(500)는 액정 패널(100)로 공통전압(VCOM)을 인가하고(S510), 작업자는 액정 패널(100)에 플리커가 발생되는지 유무를 판별한다(S520).

액정 패널(100)에 플리커가 발생되면 작업자는 공통전압 발생부(500)를 조작하여 공통전압(VCOM)을 조절하고(S530), 조절된 공통전압(VCOM)을 다시 액정 패널(100)로 인가하여, 플리커가 발생하지 않은 최적 공통전압(VCOM_OP)을 검출한다. 공통전압 발생부(500)에서 액정 패널(100)로 인가된 공통전압(VCOM)으로 인해 플리커 현상을 발생되지 않으면, 공통전압 발생부(500)는 액정 패널(100)로 인가된 공통전압(VCOM)을 최적 공통전압(VCOM_OP)으로 설정한다.

플리커 보상 공통전압 발생부(600)의 제어부(610)는 공통전압 발생부(500)로부터 액정 패널(100)에 표시된 영상의 계조 레벨에 해당하는 최적 공통전압(VCOM_OP)을 입력받아 저장부(620)에 룩업 테이블(LUT)로 저장한다(S540).

도 7을 참조하면, 플리커 보상 공통전압 발생부(600)의 제어부(610)는 타이밍 컨트롤러(200)에서 출력되는 데이터 신호(DATA) 중에서 액정 패널(100)에 표시될 영상에 대한 계조 레벨을 감지한다(S600). 이후, 제어부(610)는 저장부(620)에 저장되어 있는 룩업 테이블(LUT)에서 감지된 계조 레벨에 해당하는 최적 공통전압(VCOM_OP)을 검출하여(S610), 최적 공통전압(VCOM_OP)을 액정 패널(100)로 인가한다(S620).

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 액정 표시 장치는 룩업 테이블을 이용하여 액정 패널에 표시되는 영상의 계조 레벨에 따라 플리커가 발생되지 않는 최적의 공통전압을 액정 패널에 인가하여, 액정 표시 장치의 플리커 발생 현상을 억제한다. 따라서, 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킨다.

Claims

공통전압과 구동 신호에 응답하여 영상을 표시하는 액정 패널;

외부로부터 영상 데이터 신호를 입력받아 제어 신호 및 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러;

상기 제어 신호 및 상기 데이터 신호에 응답하여 상기 액정 패널을 구동하는 상기 구동 신호를 출력하는 구동부; 및

상기 데이터 신호를 입력받고, 상기 데이터 신호의 계조 레벨에 대응하는 상기 공통전압을 출력하는 공통전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공통전압 발생부는,

상기 데이터 신호의 계조 레벨에 대응하는 상기 공통전압을 저장하는 저장부; 및

상기 데이터 신호의 계조 레벨을 감지하고, 상기 저장부로부터 상기 감지된 계조 레벨에 대응하는 상기 공통전압을 검출하여 상기 액정 패널로 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 저장부는 EEPROM으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
외부로부터 영상 데이터 신호를 입력받아 제어 신호 및 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 출력하는 단계;

상기 제어 신호 및 상기 데이터 신호에 응답하여 구동 신호를 출력하는 단계;

상기 데이터 신호의 계조 레벨에 대응하는 공통전압을 출력하는 단계; 및

상기 공통전압과 상기 구동 신호에 응답하여 상기 영상 데이터 신호를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 공통전압 출력 단계는,

상기 데이터 신호의 계조 레벨을 감지하는 단계; 및

상기 감지된 데이터 신호의 계조 레벨에 대응하는 상기 공통전압을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 데이터 신호의 계조 레벨에 대응하는 상기 공통전압은 EEPROM에 저장되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.