KR20070097172A - 액정패널 구동모드제어회로와 이를 구비한 액정표시장치 및그 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정패널로부터 패널공통전압을 피드백 받으며, 상기 피드백받은 패널공통전압의 전압레벨을 설정된 시간 간격으로 측정하는 레벨감지부와; 상기 측정된 패널공통전압의 전압레벨과 기준공통전압 전압레벨의 전압차를 구하고, 상기 전압차에 따라 서로 구별되는 제1신호 또는 제2신호를 출력하는 비교부를 포함하는 액정패널 구동모드제어회로와, 상기 구동모드 제어회로를 구비한 액정표시장치를 제공하며, 공통전압의 변동이 발생할 경우 영상의 표시와 병행되면서 액정표시패널의 구동모드를 변경할 수 있어 크로스토크(Crosstalk) 등에 의한 화질불량에 유동적으로 대처하여 개선된 화질을 제공하는 효과를 제공한다.

Description

액정패널 구동모드제어회로와 이를 구비한 액정표시장치 및 그 액정표시장치의 구동방법{LCD panel driving mode control circuit and driving method thereof}
도 1은 종래의 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 도시한 도면
도 2는 종래의 액정표시장치 패널의 구성을 분해 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 액정패널 구동모드제어회로의 구성을 도시한 블록구성도
도 4는 본 발명에 따른 액정패널 구동모드제어회로의 동작을 설명하기 위한 흐름도
도 5는 타이밍제어부에 컴퓨터 프로그램을 내장하여 소프트웨어적으로 액정패널의 구동 방식을 변경하는 방식으로 구현된 액정표시장치를 통해 본 발명에 따른 구동모드제어회로의 효용을 설명하는 도면
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 액정패널 110 : 소스드라이버
120 :게이트드라이버 130 : 타이밍제어부
200 : 구동모드 제어회로 210 : 레벨감지부
220 : 비교부 S1, S2 : 제1, 제2신호
Vcom : 패널공통전압 Vcom_f : 측정공통전압
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공통전압의 변동에 따라 액정표시패널의 구동모드를 변경함으로써 크로스토크(Crosstalk) 등에 의한 화질불량을 개선하는 효과를 제공하는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써, 원하는 영상을 얻는 표시장치이다.
이러한 TFT-LCD의 기판 위에는 서로 평행한 복수의 게이트라인과 이 게이트라인에 절연되어 교차하는 복수의 데이터라인이 형성되며, 이들 게이트라인과 데이터라인에 의해 둘러싸인 영역이 하나의 화소를 규정한다. 각 화소의 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에는 TFT가 형성된다.
도 1은 통상의 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 예시한 도면으로서, 액정 화소들이 두장의 투명기판들 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(2)과, 액정패널(2)의 게이트라인들(GL1 내지 GLm)에 접속되어진 게이트 드라이버(6)와, 액정패널(2)의 데이터라인들(DL1 내지 DLn)에 접속되어진 데이터 드라이버(4) 및 데이터 드라이버(4)에 접속되어진 감마전압발생부(8)를 구비한다. 상기 감마전압발생부(8)는 통상 상기 데이터드라이버(4)에 포함되어 구성되기도 한다.
이러한 액정표시장치에서 액정패널은 제1기판에 박막 트랜지스터(TFT) 어레이와 화소전극을 형성하고, 또한 별도의 제2기판에 컬러필터와 공통전극을 형성한 다음 두 개의 기판을 합착하여 구성되는데, 도 2는 이러한 액정표시장치 패널의 일반적인 구성을 분해 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치 패널(2)은 액정(13)을 사이에 둔 두개의 투명기판(15)(17)으로 구성되며, 이러한 액정패널(2)의 제1기판(15)에는 컬러필터(21)와 공통전극(19)이 적층되고, 상기 제1기판(15)과 간격을 두고 합착되는 제2기판(17)에는 복수개의 화소(P)와 각 화소에 대응하여 구성되는 스위칭소자인 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 또한, 상기 박막트랜지스터(T)를 구성하는 게이트전극(미도시)과 소스전극(미도시)에 각각 연결되는 게이트라인(29)과 데이터라인(31)이 서로 교차하여 형성된다.
상기 제1기판(15)과 제2기판(17)의 각 외면에는 상부 편광판(polarizer)(23)과 하부편광판(25)이 구성된다.
상기한 일반적인 구성을 가지는 액정표시장치는, 액정에 전압을 인가하면 액정의 배열이 변하게 되고 이러한 상태의 액정에 광을 투과시켜 회절을 발생시킨 후 편광시켜 원하는 영상을 얻는 원리이다.
상기와 같은 구성을 가지는 액정표시장치의 구동을 위해 상기 액정패널(2)의 공통전극(19)으로 공급되는 공통전압은 인쇄회로기판(PCB)으로 구성된 구동회로부(미도시)를 통해 그 전압을 인가 받는다.
그런데, 상기와 같이 인쇄회로기판(PCB)을 통해 액정패널(2)로 입력되는 최초 공통전압과 상기 액정패널(2)에 입력된 후 상기 인가된 공통전압이 가장 늦게 전달되는 공통전극 지점에서의 패널 공통전압을 비교해 보면 전압차이 또는 노이즈성 신호리플이 발생하게 된다.
이러한 공통전압의 차이 또는 노이즈성 신호의 유입은 상기 액정패널(2)을 통해 구현되는 화상에 따라 공통전압의 AC성분 및 DC성분의 변동과 공통전극 자체의 내부 저항 및 커패시턴스 성분에 의해 발생되며, 크로스토크, 그리니쉬, 플리커 및 화면잔상 등의 문제점을 발생시키는데, 특히 TV 모델에서와 같은 대면적 액정패널의 경우 영상의 종류에 따라 상기한 문제점에 의한 화질 불량이 더욱 확연하게 나타나기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공통전압의 변동량에 따라 액정패널의 구동방법을 변화시켜 주어 패널 상에서 인식되는 화질 불량을 최소화함으로써 고품위의 액정표시장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 액정패널로부터 패널공통전압을 피드백 받으며, 상기 피드백받은 패널공통전압의 전압레벨을 설정된 시간 간격으로 측정하는 레벨감지부와; 상기 측정된 패널공통전압의 전압레벨과 기준공통전압 전압레벨의 전압차를 구하고, 상기 전압차에 따라 서로 구별되는 제1신호 또는 제2신호를 출력하는 비교부를 포함하는 액정패널 구동모드제어회로를 제공한다.
상기 비교부는 비교기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 비교부는 상기 전압차가 설정된 전압값보다 높을 경우 상기 제1신호를 출력하고, 상기 전압차가 설정된 전압값보다 낮을 경우 상기 제2신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 비교부는 상기 전압차가 설정된 전압값보다 높을 경우 상기 제2신호를 출력하고, 상기 전압차가 설정된 전압값보다 낮을 경우 상기 제1신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 설정된 전압값은 50mV 이상 2V 이하의 일 전압값인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 액정화소가 구성된 액정패널과; 상기 액정패널로부터 패널공통전압을 피드백 받으며, 상기 피드백받은 패널공통전압의 전압레벨을 설정된 시간 간격으로 측정하는 레벨감지부와; 상기 측정된 패널공통전압의 전압레벨과 기준공통전압 전압레벨의 전압차를 구하고, 상기 전압차에 따라 서로 구별되는 제1신호 또는 제2신호를 출력하는 비교부를 포함하는 액정패널 구동모드제어회로와; 상기 제1신호 또는 제2신호를 입력받아 상기 액정패널의 구동모드를 변경하는 타이밍제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
상기 비교부는 비교기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 타이밍제어부는 상기 제1신호 또는 제2신호를 입력받아 1-도트 인버젼과 2-도트 인버젼 중 하나의 구동방법으로 상기 액정패널을 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 타이밍제어부는 상기 제1신호와 제2신호를 구별하고, 상기 구별된 신호에 따라 1-도트-인버젼 구동용 제어신호 또는 2-도트 인버젼 구동용 제어신호를 출력하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 한다.
상기 2-도트 인버젼은 수직 2-도트 인버젼 또는 수평 2-도트 인버젼 구동방법인 것을 특징으로 한다.
상기 구동모드 제어회로는 상기 타이밍제어부에 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은, 액정패널로부터 공통전압을 피드백하는 제1단계와; 상기 피드백된 공통전압의 전압레벨을 설정된 시간간격으로 측정하는 제2단계와; 상기 측정된 패널공통전압의 전압레벨과 기준공통전압 전압레벨의 전압차를 구하는 제3단계와; 상기 전압차에 따라 상기 액정패널의 구동방법을 선택하여 구동하는 제4단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제공한다.
상기 제4단계에서, 선택되는 액정패널 구동방법은 1-도트 인버전 방식과 2-도트 인버전 방식 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 제1단계 내지 제4단계는 반복되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 액정패널 구동모드제어회로(200)의 구성을 도시한 블록구성도이다.
액정패널(100)은 다수의 액정화소가 구성되고 상기 각 액정화소로 패널공통전압(Vcom)이 공급되며, 본 발명에 따른 구동모드제어회로(200)는 상기 액정패널(100)의 일 지점(PT)으로부터 상기 패널공통전압(Vcom)을 피드백 받아 동작을 수행한다.
레벨감지부(210)는 상기 액정패널(100)의 일 지점(PT)으로부터 공통전압(Vcom)을 피드백(feedback) 받는데, 시간 간격을 두고 정기적으로 상기 피드백된 패널공통전압(Vcom)의 전압레벨을 측정하고 상기 측정된 전압레벨을 출력한다.
이때 상기 패널공통전압(Vcom)의 전압레벨을 정기적으로 측정하는 이유는, 상기 패널공통전압(Vcom)은 상기 액정패널(100)에 구성된 데이터배선 또는 게이트배선(미도시됨) 등을 통해 노이즈성 신호가 유입되는데, 상기 노이즈성 신호는 시간이 지남에 따라 그 유입량이 가변되는 특성을 가지고 있다. 이에 상기 노이즈성 신호의 유입량의 변동에 즉시 대응할 수 있도록 상기 패널공통전압(Vcom)의 전압레벨을 정기적으로 측정하는 것이다.
비교부(220)는, 바람직하게는 비교기(comparator)를 이용해 구성되며, 상기 레벨감지부(220)로부터 정기적으로 측정된 공통전압(이하 측정공통전압:Vcom_f)을 제공받으며, 또한 외부회로부(미도시됨)로부터 기준공통전압(Vcom_ref)을 제공받아 상기 두 공통전압(Vcom_f, Vcom_ref)의 전압레벨을 비교하여 전압차를 구한 후 그 전압차에 따라 구분된 제1신호 또는 제2신호(S1 또는 S2)를 출력한다. 이때 상기 기준공통전압(Vcom_ref)은 지속적으로 공급되는 상태이기 때문에 시간간격을 두고 정기적으로 입력되는 상기 측정공통전압(Vcom_f)과의 비교는 상기 측정공통전압(Vcom_f)이 입력될 때마다 수행되며, 마찬가지로 상기 두 공통전압(Vcom_f, Vcom_ref)의 전압레벨이 비교될 때마다 그 결과에 따른 제1신호 또는 제2신호(S1 또는 S2)가 출력된다. 또한 상기 제1신호(S1)와 제2신호(S2)가 선택되는 상기 전압차의 기준레벨은 액정표시장치의 크기 등에 따라 다르나 바람직하게는 50mv~2V 사이의 일 전압으로 선택된다.
상기 비교부(220)에서 상기 두 공통전압(Vcom_f, Vcom_ref)의 전압차를 구하고 이에 따라 선택 출력되는 상기 제1 및 제2신호(S1, S2)는 상기 액정패널(100)의 화상 표시 구동방식을 선택하기 위한 신호로서, 화상 표시 구동방식(1-도트 인버젼 또는 2-도트 인버젼 등)의 전환을 수행할 수 있는 회로부(미도시됨)로 입력되며 정기적으로 측정된 공통전압의 전압레벨에 따라 액정패널 구동방식을 변경하는데 사용된다.
상기와 같이 구성을 설명한 본 발명에 따른 액정패널 구동모드제어회로의 동작을 도 4의 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 액정패널(100)의 일 지점(PT)으로부터 분기된 패널공통전압(Vcom)은 레벨감지부(210)로 입력된다.(ST1)
상기 레벨감지부(210)는 상기 액정패널(100)로부터 입력된 패널공통전 압(Vcom)에 대해 설정된 시간 주기로 전압레벨을 측정한다.(ST2)
상기 레벨감지부(210)에서 전압레벨이 측정된 측정공통전압(Vcom_f)은 상기 비교부(220)로 입력되고, 상기 비교부(220)에서는 상기 레벨감지부(210)로부터 전송된 측정공통전압(Vcom_f)과 별도로 입력되는 기준공통전압(Vcom_ref)과의 전압차를 구한다.(ST3)
이후 상기 비교부(220)에서는 상기 레벨감지부(210)로부터 전송된 측정공통전압(Vcom_f)과 상기 기준공통전압(Vcom_ref)과의 전압차에 따라 제1신호(S1) 또는 제2신호(S2)를 출력한다.(ST4) 예를 들면, 제1신호(S1)와 제2신호(S2)의 선택기준을 100mv로 설정할 경우, 상기 측정공통전압(Vcom_f)과 상기 기준공통전압(Vcom_ref)과의 전압차가 100mV 이상일 경우 상기 제1신호를 출력하고, 상기 측정공통전압(Vcom_f)과 상기 기준공통전압(Vcom_ref)과의 전압차가 100mV 미만일 경우 상기 제2신호를 출력하는 것이다.
이하 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액정패널 구동모드제어회로의 응용예를 설명한다.
액정표시장치 중 특정 모델, 예를 들어 TV용 액정표시장치의 구동회로부는 필요에 따라 액정패널의 구동 방식을 변경할 수 있도록 하는 회로적 방법 또는 컴퓨터 프로그램으로 구현된 소프트웨어적 방법의 실현이 가능하다. 일반적으로 상기 회로적 방법은 소스 드라이버IC 또는 인쇄회로기판(PCB) 상에 저항(resistor) 등의 소자를 이용하여 구성되며, 상기 소프트웨어적 방법은 타이밍제어부(timing controller) 등에 컴퓨터 프로그램으로 내장되어 구현되는데 보다 구현에 용이한 소프트웨어적 방법을 이용하여 본 발명의 효용에 대해 설명한다.
도 5는 액정표시장치의 타이밍제어부에 컴퓨터 프로그램이 내장되어 소프트웨어적으로 액정패널의 구동 방식을 변경하는 방식을 통해 본 발명에 따른 구동모드제어회로의 효용을 설명하기 위한 도면이다.
이미 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 구동모드 제어회로(200)는 액정패널(100)의 일 지점(PT)으로부터 피드백된 패널공통전압(Vcom)과 기준공통전압(Vcom_ref)과의 전압차에 따라 구별되는 제1신호(S1) 또는 제2신호(S2)를 출력한다.
타이밍제어부(130)는 소스드라이버(110)로 영상 데이터를 전송하고 또한 상기 소스드라이버(110)와 게이트드라이버(120)의 구동제어를 위한 제어신호들을 출력하여 상기 영상데이터가 액정패널(100)로 입력되어 화상을 표시할 수 있도록 제어한다. 또한 상기 타이밍제어부(130)는 외부신호에 의해 상기 액정패널(100)의 구동 방식을 1-도트 인버젼 또는 2-도트 인버젼 방식으로 구동방식을 변경할 수 있는 컴퓨터 프로그램(미도시됨)을 내장하고 있는데, 상기 컴퓨터 프로그램은 설계자에 의해 다양하게 프로그래밍 가능하며, 본 응용예에서는 본 발명에 따른 구동회로 제어회로(200)의 제1신호(S1) 또는 제2신호(S2)의 입력에 따라 상기 타이밍제어부(130)가 1-도트 인버젼 또는 2-도트 인버젼 방식으로 전환하여 구동할 수 있도록 프로그래밍되어 있다. 또한, 상기 2-도트 인버젼 구동방식은 수직 2-도트 인버젼 또는 수평 2-도트 인버젼 중 하나이며, 상기 수직 및 수평 2-도트 인버젼 구동방식의 선택은 설계자에 의해 결정된다.
여기서 상기 구동모드 제어회로(200)는 그 구성의 일부 또는 전체가 필요와 응용에 따라 상기 타이밍제어부(130)또는 소스드라이버(110)에 포함되어 구성될 수 있음은 당연하다.
이러한 구성에서 상기 구동모드 제어회로(200)는 상기 액정패널(100)로부터 패널공통전압(Vcom)을 피드백 받으며, 상기 피드백된 패널공통전압(Vcom)과 기준공통전압(도 3의 Vcom_ref)을 이용해 구한 전압차에 따라 제1신호(S1) 또는 제2신호(S2)를 출력한다. 이때, 상기 제1신호(S1) 또는 제2신호(S2)는 상기 피드백된 패널공통전압(Vcom)과 상기 기준공통전압(Vcom_ref)과의 전압차 비교가 수행될 때마다 출력되며, 상기 타이밍제어부(130)는 상기 구동모드 제어회로(200)로부터 제1신호(S1) 또는 제2신호(S2)가 입력될 때마다 프로그래밍된 로직에 따라 1-도트 인버젼 또는 2-도트 인버젼 방식을 선택하고 상기 소스 및 게이트드라이버(110, 120)의 구동에 적절한 제어신호를 생성하여 출력한다.
상기와 같이 액정패널(100)에서의 공통전압 변동에 따라 1-도트 인버젼과 2-도트 인버젼 방식을 혼용, 전환하면서 사용하게 되면, 예를 들어 1-도트 인버젼 구동 중 공통전압에 노이즈 신호가 유입에 의한 그리니쉬(greenish) 현상이 심하게 발생할 경우 이를 감지하여 그리니쉬 현상이 덜 발생하는 구동방식인 2-도트 인버젼 구동으로 전환하여 화상을 표시할 수 있어 보다 향상된 화질을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 액정패널 구동모드제어회로와 이를 구비한 액정표시장치는 액정패널을 통해 영상을 지속적으로 표시하면서 화질 이상의 문제가 실시간으로 개선되는 효과가 있으며, 특히 공통전압의 변동에 의해 발생하는 크로스토크 및 그리니쉬 등의 화질불량에 대한 대응이 유동적으로 이루어진다는 측면에서 타 제품에 비해 높은 경쟁력 제고의 장점이 있다.

Claims (14)

  1. 액정패널로부터 패널공통전압을 피드백 받으며, 상기 피드백받은 패널공통전압의 전압레벨을 설정된 시간 간격으로 측정하는 레벨감지부와;
    상기 측정된 패널공통전압의 전압레벨과 기준공통전압 전압레벨의 전압차를 구하고, 상기 전압차에 따라 서로 구별되는 제1신호 또는 제2신호를 출력하는 비교부
    를 포함하는 액정패널 구동모드제어회로
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 비교부는 비교기로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정패널 구동모드제어회로
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 비교부는 상기 전압차가 설정된 전압값보다 높을 경우 상기 제1신호를 출력하고, 상기 전압차가 설정된 전압값보다 낮을 경우 상기 제2신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정패널 구동모드제어회로
  4. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 비교부는 상기 전압차가 설정된 전압값보다 높을 경우 상기 제2신호를 출력하고, 상기 전압차가 설정된 전압값보다 낮을 경우 상기 제1신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정패널 구동모드제어회로
  5. 청구항 제 3 항 또는 제 4 항중 일 항에 있어서,
    상기 설정된 전압값은 50mV 이상 2V 이하의 일 전압값인 것을 특징으로 하는 액정패널 구동모드제어회로
  6. 액정화소가 구성된 액정패널과;
    상기 액정패널로부터 패널공통전압을 피드백 받으며 상기 피드백받은 패널공통전압의 전압레벨을 설정된 시간 간격으로 측정하는 레벨감지부와, 상기 측정된 패널공통전압의 전압레벨과 기준공통전압 전압레벨의 전압차를 구하고 상기 전압차에 따라 서로 구별되는 제1신호 또는 제2신호를 출력하는 비교부를 포함하는 액정패널 구동모드제어회로와;
    상기 제1신호 또는 제2신호를 입력받아 상기 액정패널의 구동모드를 변경하는 타이밍제어부
    를 포함하는 액정표시장치
  7. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 비교부는 비교기로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  8. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 타이밍제어부는 상기 제1신호 또는 제2신호를 입력받아 1-도트 인버젼과 2-도트 인버젼 중 하나의 구동방법으로 상기 액정패널을 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  9. 청구항 제 8 항에 있어서,
    상기 타이밍제어부는 상기 제1신호와 제2신호를 구별하고, 상기 구별된 신호에 따라 1-도트-인버젼 구동용 제어신호 또는 2-도트 인버젼 구동용 제어신호를 출력하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  10. 청구항 제 8 항에 있어서,
    상기 2-도트 인버젼은 수직 2-도트 인버젼 또는 수평 2-도트 인버젼 구동방법인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  11. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 구동모드 제어회로는 상기 타이밍제어부에 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  12. 액정패널로부터 공통전압을 피드백하는 제1단계와;
    상기 피드백된 공통전압의 전압레벨을 설정된 시간간격으로 측정하는 제2단계와;
    상기 측정된 패널공통전압의 전압레벨과 기준공통전압 전압레벨의 전압차를 구하는 제3단계와;
    상기 전압차에 따라 상기 액정패널의 구동방법을 선택하여 구동하는 제4단계
    를 포함하는 액정표시장치 구동방법
  13. 청구항 제 12 항에 있어서,
    상기 제4단계에서, 선택되는 액정패널 구동방법은 1-도트 인버전 방식과 2- 도트 인버전 방식 중 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  14. 청구항 제 12 항에 있어서,
    상기 제1단계 내지 제4단계는 반복되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
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