KR20080034633A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 일측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 1 단위 화소 및 타측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 2 단위 화소를 포함하는 액정 표시 패널과, 상기 제 1 단위 화소 및 상기 제 2 단위 화소에 게이트 신호를 순차적으로 인가하기 위한 복수의 구동칩을 포함하고, 상기 복수의 구동칩 각각은 양측으로 대응 화상을 표시하는 제 1 단위 화소 및 제 2 단위 화소에 연결된 한 쌍의 게이트 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공한다.
이와 같은, 본 발명은 전면 방향으로 화상을 표시하는 단위 화소 및 배면 방향으로 화상을 표시하는 단위 화소로 구성되는 한 쌍의 단위 화소에 동시에 게이트 신호가 인가되므로, 전반적인 동작 클럭을 낮출 수 있으며, 이로 인해 시스템 전체의 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 게이트 신호의 동작 클럭이 낮아짐에 따라 데이터 신호의 충전 시간이 충분히 확보되므로, 액정층을 원할하게 제어할 수 있다.
동작 클럭, 전력 소모, 액정 표시 장치, 양방향 액정 표시 장치.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널의 동작을 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널의 게이트 구동부를 나타낸 회로도.
도 4는 본 발명의 비교예 및 실험예에 따른 액정 표시 장치에서 게이트 신호를 나타낸 파형도.
<도면의 주요 부분에 대한 보호의 설명>
100: 액정 표시 패널 210: 신호 제어부
220: 게이트 구동부 221: 쉬프트 레지스터
230: 데이터 구동부 240: 제 1 전압 발생부
250: 제 2 전압 발생부
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일 화상을 양측으로 표시하는 한 쌍의 대응 화소들에 대해서 게이트 신호를 동시에 인가하여 양방향의 화상을 동시에 제어하는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 액정 분자의 광학적 이방성 및 편광 필름의 편광 특성을 이용하여 광원에서 입사되는 빛의 투과량을 조절하여 화상을 구현하는 디스플레이 소자로서, 경량박형, 고해상도, 대화면화를 실현할 수 있고, 소비 전력이 작아 최근 그 응용 범위가 급속도로 확대되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는, 일측으로 형성된 복수의 게이트 라인과, 타측으로 형성된 복수의 데이터 라인 및 그 교차 영역에 형성되는 복수의 단위 화소를 포함하는 액정 표시 패널 및 각각의 단위 화소를 제어하기 위한 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함하는 액정 구동 회로로 구성된다. 또한, 상기 액정 표시 패널의 표시 화상을 시각적으로 인식할 수 있도록 화상 표시용 광을 제공하는 백라이트 유닛(backlight unit)이 상기 액정 표시 패널의 배면에 배치된다.
이러한 액정 표시 장치 중에서, 양방향 액정 표시 장치는 단위 화소를 분할하여 일부를 투과 모드로 동작시키고, 일부는 반사 모드로 동작시킴에 따라 양측 방향으로 화상을 표시할 수 있다. 따라서, 각각의 단위 화소에 게이트 신호를 전달하기 위한 게이트 라인은 투과 모드의 단위 화소에 연결되는 복수의 제 1 게이트 라인 및 반사 모드의 단위 화소에 연결되는 복수의 제 2 게이트 라인으로 구분될 수 있다. 이처럼, 양방향 액정 표시 장치는 양측으로 화면을 표시하게 되므로, 단방향 액정 표시 장치에 비하여 더 많은 개수의 게이트 라인을 필요로 하는데, 해상 도가 높아짐에 따라 그 개수가 더욱 늘어나게 된다.
그러나, 게이트 라인의 개수가 늘어나면, 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 인가하기 위한 게이트 구동부의 동작 속도 즉, 동작 클럭이 높아지게 되므로 전력 소모가 많아질 뿐만 아니라, 게이트 신호에 대응하여 전달되는 데이터 신호의 충전 시간이 짧아지게 되므로, 단위 화소에서 액정층을 정확하게 제어하기 곤란한 문제점이 생긴다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 동일 화상을 양측으로 표시하는 한 쌍의 대응 화소들에 대해서 게이트 신호를 동시에 인가함으로써, 구동 회로의 동작 클럭을 낮출 수 있고, 이로 인해 전력 소모를 줄일 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 일측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 1 단위 화소 및 타측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 2 단위 화소를 포함하는 액정 표시 패널과, 상기 제 1 단위 화소 및 상기 제 2 단위 화소에 게이트 신호를 순차적으로 인가하기 위한 복수의 구동칩을 포함하고, 상기 복수의 구동칩 각각은 양측으로 대응 화상을 표시하는 제 1 단위 화소 및 제 2 단위 화소에 연결된 한 쌍의 게이트 라인에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 단위 화소는 홀수 번째 게이트 라인에 연결되고, 상기 제 2 단위 화소는 짝수 번째 게이트 라인에 연결되는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 일측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 1 단위 화소 및 타측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 2 단위 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 양측으로 대응 화상을 표시하는 제 1 단위 화소 및 제 2 단위 화소에 연결된 한 쌍의 게이트 라인에는 게이트 신호를 동시에 인가하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널의 동작을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100), 게이트 구동부(220), 데이터 구동부(230), 제 1 전압 발생부(250), 제 2 전압 발생부(260) 및 이들을 제어하는 신호 제어부(210)를 포함한다.
액정 표시 패널(100)은 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 단위 화소를 포함한다. 상기 단위 화소는 가로 세로 방향으로 형성된 다수의 게이트 라인(G1 ~ Gn) 및 다수의 데이터 라인(D1 ~ Dm)의 교차 영역에 의해 한정되며, 스위칭 소자(Q) 및 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor; Clc)와, 유지 커패시터(storage capacitor; Cst)를 포함한다. 도시하지는 않았지만, 이러한 액정 표시 패널은 스위칭 소자(Q), 게이트 라인(G), 데이터 라인(D) 및 화소 전극이 배열된 하부 기판과, 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 공통 전극이 배열된 상부 기판 및 두 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 구성된다.
상기 액정 표시 패널(100)은 단위 화소의 일부가 투과 모드로 구동되고, 일부가 반사 모드로 구동되어 양쪽 방향으로 화상을 표시하는 양방향 액정 표시 패널이다. 즉, 도 2의 (a)와 같이, 홀수 번째 게이트 라인(G1,G3,..,G2n -1)에 연결되는 단위 화소는 투과 모드로 구동되어 배면에서 입사된 광은 액정 표시 패널(100)을 투과하여 전면 방향으로 화상을 표시하고, 도 2의 (b)와 같이, 짝수 번째 게이트 라인(G2,G4,..,G2n)에 연결되는 단위 화소는 반사 모드로 구동되어 배면에서 입사된 광은 액정 표시 패널(100)에서 반사되어 배면 방향으로 화상을 표시한다.
제 1 전압 발생부(250)는 시스템으로 입력된 전원 전압(PVDD)을 변환하여 액정 표시 패널(100)의 구동에 필요한 아날로그 형태의 기본 전압(AVDD)를 생성한다. 이러한 제 1 전압 발생부는 DC/DC 컨버터(DC TO DC Converter)를 포함하여 구성할 수 있다.
제 2 전압 발생부(260)는 제 1 전압 발생부(250)로부터 입력된 전원 전압(AVDD)을 기초로 하여, 액정 표시 패널(100)의 구동에 필요한 각종 구동 전압을 생성 및 출력한다. 예를 들어, 스위칭 소자(Q)를 턴온(turn-on) 시키는 게이트 온 전압(Von), 스위칭 소자(Q)를 턴오프(turn-off) 시키는 게이트 오프 전압(Voff) 등을 생성하여 이를 게이트 구동부(220)로 출력하고, 화소 전극(미도시)에 인가되는 감마 전압(VGMA) 및 공통 전극(미도시)에 인가되는 공통 전압(Vcom) 등을 생성하여 이를 데이터 구동부(230)로 출력한다. 물론, 상기 제 1, 제 2 전압부(250,260)는 일체형으로 구성될 수도 있다.
게이트 구동부(220)는 액정 표시 패널(100)의 각 게이트 라인(G0 ~ Gn)에 연결되고, 제 2 전압 발생부(260)로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)을 포함하는 아날로그 신호들을 게이트 신호로서 각 게이트 라인(G1 ~ Gn)에 순차적으로 인가한다. 이러한 게이트 구동부(220)는 게이트 신호를 순차적으로 인가하기 위한 복수의 구동칩 예를 들어, 쉬프트 레지스터(shift resistor)를 포함하고, 상기 복수의 쉬프트 레지스터 각각의 출력 단자는 투과 모드의 단위 화소를 구동하기 위한 홀수 번째 게이트 라인(G1,G3,..,G2n -1) 및 반사 모드의 단위 화소를 구동하기 위한 짝수 번째 게이트 라인(G2,G4,..,G2n)에 각각 연결되어, 한 쌍의 게이트 라인(G1-G2,G3-G4,..,G2n-1-G2n)에 게이트 신호를 동시에 인가한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널의 게이트 구동부를 나타낸 회로도이다.
도 3을 참조하면, 각각의 쉬프트 레지스터들(221)은 제 1 출력 단자(Gout), 제 2 출력 단자(Sout), 입력 단자(IN), 제어 단자(CT), 클럭 신호 입력 단자(CK), 접지 전압 단자(VSS), 구동 전압 단자(VDD)를 포함한다.
상기 제 1 출력 단자(Gout)는 투과 모드의 단위 화소 및 반사 모드의 단위 화소에 연결된 한 쌍의 게이트 라인(G1-G2,G3-G4,..,G2n -1-G2n)에 각각 연결되고, 상기 제 2 출력 단자(Sout)는 다음 쉬프트 레지스터의 입력 단자(IN)에 연결됨과 동시에 이전 쉬프트 레지스터의 제어 단자(CT)에 연결된다. 상기 제어 단자(CT)에 입력되는 제어 신호는 이전 쉬프트 레지스터의 출력 신호를 로우(low) 상태로 다운시키기 위해 사용된다.
클럭 신호 입력 단자(CK)에는 소정의 클럭 신호가 인가되는데, 홀수 번째 쉬프트 레지스터에는 클럭 신호(CKV)가 제공되고, 짝수 번째 쉬프트 레지스터에는 반전 클럭 신호(CKVB)가 제공된다. 이때, 클럭 신호(CKV)와 반전 클럭 신호(CKVB)는 서로 반대되는 위상을 갖는 신호이다.
이러한 구성을 갖는 게이트 구동부(220)는, 첫 번째 쉬프트 레지스터의 입력 단자(IN)에 개시 신호(STV)가 입력되면, 각 쉬프트 레지스터의 출력 신호들이 순차적으로 하이(high) 상태가 됨으로써, 각 출력 신호의 하이 상태에서 각 쉬프트 레지스터에 연결된 각 게이트 라인(G1-G2,G3-G4,..,G2n -1-G2n)에 순차적으로 게이트 신호를 인가한다.
데이터 구동부(230)는 액정 표시 패널(100)의 각 데이터 라인(D1 ~ Dm)에 연결되고, 제 2 전압 발생부(260)로부터 인가된 감마 전압(VGMA)을 영상 신호(R',G',B')에 적합하게 변조하여 이를 데이터 신호로서 각 데이터 라인(D1 ~ Dm)에 순차적으로 인가한다.
신호 제어부(210)는 외부의 그래픽 제어부(미도시)로부터 입력되는 영상 신호(R,G,B) 및 이의 제어 신호 예를 들어, 수직 동기 신호 (Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭 신호(MCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등에 응답하여 상기 영상 신호 및 제어 신호를 액정 표시 패널(100)의 동작 조건에 적합하게 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 전압부 제어 신호(CONT3)를 생성 및 출력한다.
다음으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
신호 제어부(210)는 외부의 그래픽 제어부(미도시)로부터 입력되는 영상 신호(R,G,B) 및 이의 제어 신호 등에 응답하며, 게이트 제어 신호(CONT1)를 생성하여 이를 게이트 제어부(220)로 전송하고, 데이터 제어 신호(CONT2)를 생성하여 이를 데이터 구동부(230)로 전송한다.
데이터 구동부(230)는 계조 전압(VGMA)을 포함하는 데이터 신호를 각각의 데 이터 라인(D1 ~ Dm)에 순차적으로 인가하고, 게이트 구동부(120)는 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 포함하는 게이트 신호를 각각의 쌍을 이루는 게이트 라인(G1-G2,G3-G4,..,G2n -1-G2n)에 순차적으로 인가한다.
도 4는 본 발명의 비교예 및 실험예에 따른 액정 표시 장치에서 게이트 신호를 나타낸 파형도이다. 여기서, 홀수 번째 게이트 라인(G1,G3,..,G2n -1)은 투과 모드로 구동되는 단위 화소에 연결되고, 짝수 번째 게이트 라인(G2,G4,..,G2n)은 반사 모드로 구동되는 단위 화소에 연결된다. 그리고, S1 및 S2 는 게이트 신호가 인가되는 시점에서 단위 화소에 인가되는 데이터 신호의 충전 시간을 나타낸다.
도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 액정 표시 장치는 투과 모드의 단위 화소에 연결된 게이트 라인(G1)에 게이트 신호를 인가하고, 이어 반사 모드의 단위 화소에 연결된 게이트 라인(G2)에 게이트 신호를 인가하는 방식으로 모든 게이트 라인(G1 ~ G4)에 순차적으로 게이트 신호를 인가한다. 이에 비하여, 도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 투과 모드의 단위 화소 및 반사 모드의 단위 화소에 각각 연결된 한 쌍의 게이트 라인(G1-G2)에 동시에 게이트 신호를 인가하는 방식으로 모든 게이트 라인(G1 ~ G4)에 순차적으로 게이트 신호를 인가한다. 이로 인하여, 쉬프트 레지스터(221)의 동작 클럭을 낮출 수 있고, 동작 클럭이 낮아짐에 따라 이에 대응하는 데이터 신호의 충전 시간(S1 및 S2) 이 충분히 확보되므로, 액정층을 정확하게 제어할 수 있다.
한편, 특정 게이트 라인(G)에 게이트 신호를 인가하고, 특정 데이터 라인(D)에 데이터 신호를 인가하면, 그 교차 영역에 해당하는 특정 화소가 선택된다. 이때, 선택된 화소의 스위칭 소자(Q)가 턴온(turn-on)되어 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성되고, 이로 인해 액정층의 분자 배열이 변화되어 배면에서 입사된 광의 투과율이 변경된다. 이후, 액정층을 투과한 빛은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 필터에 의해 채색되어 전면으로 출사되고, 각 화소에서 출사된 빛이 혼색되어 컬러 화상을 구현한다.
이와 같은, 액정 표시 장치의 구동 방법은 전면 방향으로 화상을 표시하는 단위 화소 및 배면 방향으로 화상을 표시하는 단위 화소에 동시에 게이트 신호를 인가하므로, 게이트 구동부(220)의 동작 클럭을 절반으로 낮출 수 있고, 이에 대응하는 데이터 구동부(230)의 동작 클럭 또한 절반으로 낮출 수 있다. 그 결과 전반적인 동작 클럭이 낮아져 시스템 전체의 전력 소모가 줄어든다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전면 방향으로 화상을 표시하는 단위 화소 및 배면 방향으로 화상을 표시하는 단위 화소로 구성되는 한 쌍의 단위 화소에 동시에 게이트 신호가 인가되므로, 전반적인 동작 클럭을 낮출 수 있으며, 이로 인해 시스템 전체의 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 게이트 신호의 동작 클럭이 낮아짐에 따라 데이터 신호의 충전 시간이 충분히 확보되므로, 액정층을 원할하게 제어할 수 있다.

Claims (6)

  1. 일측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 1 단위 화소 및 타측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 2 단위 화소를 포함하는 액정 표시 패널과,
    상기 제 1 단위 화소 및 상기 제 2 단위 화소에 게이트 신호를 순차적으로 인가하기 위한 복수의 구동칩을 포함하고,
    상기 복수의 구동칩 각각은 양측으로 대응 화상을 표시하는 제 1 단위 화소 및 제 2 단위 화소에 연결된 한 쌍의 게이트 라인에 연결되는 것을 특징으로 액정 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 단위 화소는 홀수 번째 게이트 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 단위 화소는 짝수 번째 게이트 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 일측 방향으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 1 단위 화소 및 타측 방향 으로 화상을 표시하는 적어도 하나의 제 2 단위 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    양측으로 대응 화상을 표시하는 제 1 단위 화소 및 제 2 단위 화소에 연결된 한 쌍의 게이트 라인에는 게이트 신호를 동시에 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 단위 화소에는 홀수 번째 게이트 라인을 통하여 게이트 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 단위 화소에는 짝수 번째 게이트 라인을 통하여 게이트 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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US9111506B2 (en) 2011-03-28 2015-08-18 Samsung Display Co., Ltd. Display device having a gate driver responsive to multiple scan start signals

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