KR20090087656A - 액정표시장치와 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치와 그의 구동방법에 관한 것으로, 특히 액정패널을 구성하는 복수의 화소셀을 복수의 프레임 기간에 분할하여 구동시킴으로써 소비전력을 줄일 수 있는 액정표시장치와 그의 구동방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소셀을 포함하는 액정패널과, 상기 복수의 게이트 라인들에 스캔 신호를 순차 또는 비 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버와, 상기 스캔 신호에 동기 되도록 상기 복수의 데이터 라인들에 영상 데이터를 공급하는 데이터 드라이버와, 외부로부터 입력되는 소스 영상 데이터를 프레임 단위로 변환 및 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버의 구동을 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 타이밍 컨트롤러에 의해 프레임 단위로 정렬된 복수의 프레임 영상 데이터를 비교함과 아울러, 상기 복수의 프레임 영상 데이터들의 비교결과에 따라 상기 복수의 프레임 영상 데이터를 변환하도록 상기 타이밍 컨트롤러에 제어 신호를 공급하는 영상 데이터 판별부를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소셀에 프레임 단위의 영상 데이터를 공급하여 영상을 표현하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 연속적으로 입력되는 영상 데이터를 프레임 단위로 변환 및 정렬하는 단계와, 상기 프레임 단위로 정렬된 복수의 제 1 영상 데이터들을 비교하는 단계와, 상기 제 1 영상 데이터를 복수의 프레임 기간으로 분할하여 상기 복수의 화소셀에 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 고가의 데이터 드라이브 IC의 수를 줄여 액정표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 액정패널의 화소셀에 공급되는 영상 데이터를 복수의 프레임 기간에 분할하여 공급함으로써 액정패널의 구동시 소요되는 소비전력을 줄일 수 있다.

액정표시장치, 프레임 분할 구동

Description

액정표시장치와 그의 구동방법{lquid crystal display apparatus and driving method thereof}

본 발명은 액정표시장치와 그의 구동방법에 관한 것으로, 특히 액정패널을 구성하는 복수의 화소셀을 복수의 프레임 기간에 분할하여 구동시킴으로써 소비전력을 줄일 수 있는 액정표시장치와 그의 구동방법에 관한 것이다.

최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다.

평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence : EL), OLED (Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.

이러한 평판표시소장 중에서 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오 디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있으며 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.

통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는 비디오신호에 따라 화소셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 이와 같은 액정표시장치는 크게 두 장의 유리기판의 사이에 화소셀들이 매트릭스 형태로 배열되어져 영상을 표시하는 액정패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 이 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)과, 액정패널을 구동시키기 위한 구동신호를 공급하는 구동장치로 구성되게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에서는 액정표시장치의 구성중 백라이트 유닛의 도시가 생략되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 액정표시장치(1)는 복수의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)과 복수의 데이터 라인(DL1 ∼ DLn)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소영역을 포함하는 액정패널(10)과, 복수의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 게이트 스캔 신호를 순차적으로 공급하는 다수의 게이트 드라이버 IC(32)를 포함하여 구성되는 게이트 드라이버(30)와, 입력되는 영상 데이터(Red, Green, Blue)를 게이트 제어 신호(GCS)에 동기 되도록 복수의 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn)에 공급하는 데이터 드라이버 IC(22)를 포함하여 구성되는 데이터 드라이버(20)와, 외부로부터의 영상 데이터(R, G, B)를 변환 및 정렬하여 데이터 드라이버(20)에 공급함과 아울러, 게이트 드라이버(30) 및 데이터 드라이버(20)의 구동을 제어하는 타이밍 컨트롤러(40)를 포함하여 구성된다.

또한, 도시되지 않았지만 액정패널(10)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛에 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터와, 기준 감마전압을 발생하여 데이터 드라이버(20)에 공급하기 위한 기준 감마전압 발생부와, 각각의 장치를 구동시키기 위한 구동전압 및 액정패널(10)의 공통전극에 공통전압(Vcom)을 공급하는 전압 발생부를 추가로 포함한다.

액정패널(10)은 서로 대향 하여 합착된 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 어레이 기판과, 두 어레이 기판 사이에 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 공간에 채워진 액정을 포함한다.

이러한 액정패널(10)은 m개의 게이트 라인(GL1∼GLm)과 n개의 데이터 라인(DL1∼DLn)에 의해 정의되는 화소영역(픽셀)에 형성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)와, TFT에 접속되는 화소셀을 포함한다.

TFT는 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)로부터의 게이트 스캔 신호에 응답하여, 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn)로부터의 아날로그 영상 데이터 신호를 화소셀로 공급한다.

화소셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 TFT에 접속된 화소전극을 포함하여 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 이러한 화소셀은 액정 커패시터(Clc)에 충전된 아날로그 영상 데이터 신호를 다음 아날로그 영상 데이터 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시티(Cst)를 포함한다. 이러한 화소셀의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.

TFT는 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 접속된 게이트 전극과, 데이터 라인(DL1 ∼ DLn)에 접속된 소스 전극과, 화소전극에 접속된 드레인 전극을 포함하여 구성된다.

이러한 액정패널(10)의 컬러필터 어레이 기판에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 필터들이 수직 배열(vertical stripe)되어 매트릭스 형태로 형성된다.

타이밍 컨트롤러(40)는 디지털 비디오 카드로부터 입력되는 영상 데이터(R, G, B)를 프레임 단위로 정렬하고, 정렬된 프레임 단위의 영상 데이터를 데이터 드라이버(20)에 공급한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(40)는 외부로부터 입력되는 도트클럭(DLCK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하여 데이터 드라이버(20)와 게이트 드라이버(30) 각각의 구동 타이밍을 제어한다.

여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 극성 제어 신호(Polarity : POL) 및 소스 출력신호(Source Output Enable : SOE) 등을 포함하고, 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC) 및 게이트 출력 신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다.

게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 스캔 신호를 순차적으로 발생시키는 쉬프트 레지스터를 포함한다.

이러한, 게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터 입력되는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 도 2에 도시된 바와 같이, m개의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 게이트 스캔 신호를 순차적으로 인가하여 각각의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 접속된 TFT를 턴-온(Turn-On) 시키게 된다. 이때, 게이트 드라이버(30)는 입력되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 게이트 스캔 신호의 하이레벨 전압과 로우레벨 전압을 결정한다. 도 2에서는 도시의 편의를 위하여 m개의 게이트 라인(GL1 ∼ GLm) 중에서 일부의 게이트 라인에 스캔 신호가 공급되는 것을 도시하였다.

데이터 드라이버(20)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트 스캔 신호가 공급되는 주기마다 그에 해당하는 라인 분의 아날로그 영상 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(20)는 극성 제어 신호(POL)에 응답하여 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn)에 공급되는 아날로그 영상 데이터 신호의 극성을 반전시킨다. 도 3에서는 도시의 편의를 위하여 n개의 게이트 라인(DL1 ∼ DLn) 중에서 일부의 데이터 라인에 영상 데이터 신호가 공급되는 것을 도시하였다.

이러한 구성 및 구동방법에 의하여 도 4에 도시된 바와 같이, 액정패널의 화소셀에 해당 영상 데이터가 공급되어 영상을 표시하게 된다.

종래의 일반적인 액정표시장치는 액정패널에 형성되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 필터들이 수직 배열(vertical stripe)되어 수평 방향으로 인접한 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3개 컬러 픽셀들이 조합되어 하나의 단위 화소를 구성 하게 된다. 그러므로, 액정표시장치가 (m×n)의 해상도를 나타내기 위해서는 3×n 개의 데이터 라인(DL)과 1×m 개의 게이트 라인을 필요로 한다.

이러한 3×n 개의 데이터 라인(DL)에 영상 데이터를 공급하기 위해서는 많은 수의 데이터 드라이브 IC가 필요하게 된다. 그러나, 데이터 드라이브 IC는 고가이므로 이에 따라 액정표시장치의 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 매 프레임마다 액정패널(10)의 모든 화소셀에 스캔 신호를 공급하고, 이 스캔 신호에 동기되도록 데이터 라인에 영상 데이터를 공급하여 액정패널을 구동시키게 된다. 이러한 구동방법으로 인해 입력되는 영상 데이터의 변화가 없거나 또는 미세한 영상 데이터의 변화에도 매 프레임마다 액정패널의 모든 화소셀에 영상 데이터 신호를 공급함으로 인해 많은 소비전력이 소요되는 단점이 있다.

이러한 문제점들로 인해 제조비용을 절감시킴과 아울러, 구동시 소비전력을 절감시킬 수 있는 액정표시장치와 구동방법이 요구되고 있다.

종래의 일반적인 액정표시장치는 데이터 라인(DL)에 영상 데이터를 공급하기 위해서는 많은 수의 데이터 드라이브 IC가 필요하게 된다. 데이터 라인을 통해 화소셀에 영상 데이터를 공급하는 데이터 드라이브 IC는 고가이므로 이에 따라 액정표시장치의 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 매 프레임마다 액정패널의 모든 화소셀에 스캔 신호를 공급하고, 이 스캔 신호에 동기되도록 데이터 라인에 영상 데이터를 공급하여 액정패널을 구동시키게 된다. 이러한 구동방법으로 인해 입력되는 영상 데이터의 변화가 없거나 또는 미세한 영상 데이터의 변화에도 매 프레임마다 액정패널의 모든 화소셀에 영상 데이터 신호를 공급함으로 인해 많은 소비전력이 소요되는 단점이 있다.

이러한 문제점들로 인해 제조비용을 절감시킴과 아울러, 구동시 소비전력을 절감시킬 수 있는 액정표시장치와 구동방법이 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 데이터 드라이브 IC의 수를 줄여 제조비용을 절감시킴과 아울러, 액정표시장치의 구동시 소비전력을 절감시킬 수 있는 액정표시장치와 그의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소셀을 포함하는 액정패널과, 상기 복수의 게이트 라인들에 스캔 신호를 순차 또 는 비 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버와, 상기 스캔 신호에 동기 되도록 상기 복수의 데이터 라인들에 영상 데이터를 공급하는 데이터 드라이버와, 외부로부터 입력되는 소스 영상 데이터를 프레임 단위로 변환 및 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버의 구동을 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 타이밍 컨트롤러에 의해 프레임 단위로 정렬된 복수의 프레임 영상 데이터를 비교함과 아울러, 상기 복수의 프레임 영상 데이터들의 비교결과에 따라 상기 복수의 프레임 영상 데이터를 변환하도록 상기 타이밍 컨트롤러에 제어 신호를 공급하는 영상 데이터 판별부를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소셀에 프레임 단위의 영상 데이터를 공급하여 영상을 표현하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 연속적으로 입력되는 영상 데이터를 프레임 단위로 변환 및 정렬하는 단계와, 상기 프레임 단위로 정렬된 복수의 제 1 영상 데이터들을 비교하는 단계와, 상기 제 1 영상 데이터를 복수의 프레임 기간으로 분할하여 상기 복수의 화소셀에 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 고가의 데이터 드라이브 IC의 수를 줄여 액정표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 액정패널의 화소셀에 공급되는 영상 데이터를 복수의 프레임 기간에 분할하여 공급함으로써 액정패널의 구동시 소요되는 소비전력을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 본 발명을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5에서는 도시의 편의를 위하여 전체 화소영역 중에서 일부만을 도시하였다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 복수의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)과 복수의 데이터 라인(DL1 ∼ DLn)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소영역을 포함하는 액정패널(110)과, 복수의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 게이트 스캔 신호를 순차 또는 비 순차적으로 공급하는 다수의 게이트 드라이버 IC(132)를 포함하여 구성되는 게이트 드라이버(130)와, 입력되는 영상 데이터(Red, Green, Blue)를 게이트 제어 신호(GCS)에 동기 되도록 복수의 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn)에 공급하는 데이터 드라이버 IC(122)를 포함하여 구성되는 데이터 드라이버(120)와, 외부로부터의 영상 데이터(R, G, B)를 변환 및 정렬하여 데이터 드라이버(120)에 공급함과 아울러, 게이트 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(120)의 구동을 제어하는 타이밍 컨트롤러(140)를 포함하여 구성된다.

또한, 도시되지 않았지만 액정패널(110)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛에 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터와, 기준 감마전압을 발생하여 데이터 드라이버(120)에 공급하기 위한 기준 감마전압 발생부와, 각각의 장치를 구동시키기 위한 구동전압 및 액정패널(110)의 공통전극에 공통전압(Vcom)을 공급하는 전압 발생부를 추가로 포함한다.

액정패널(110)은 서로 대향 하여 합착된 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 어레이 기판과, 두 어레이 기판 사이에 셀 갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 공간에 채워진 액정을 포함한다.

이러한, 액정패널(110)은 m개의 게이트 라인(GL1∼GLm)과 n개의 데이터 라인(DL1∼DLn)에 의해 정의되는 화소영역(픽셀)에 형성된 "TFT"와, TFT에 접속되는 화소셀을 포함한다.

TFT는 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)로부터의 게이트 스캔 신호에 응답하여, 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn)로부터의 아날로그 영상 데이터 신호를 화소셀로 공급한다.

화소셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 TFT에 접속된 화소전극을 포함하여 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 이러한 화소셀은 액정 커패시터(Clc)에 충전된 아날로그 영상 데이터 신호를 다음 아날로그 영상 데이터 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시티(Cst)를 포함한다. 이러한 화소셀의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.

TFT는 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 접속된 게이트 전극과, 데이터 라인(DL1 ∼ DLn)에 접속된 소스 전극과, 화소전극에 접속된 드레인 전극을 포함하여 구성된다.

이러한 액정패널(110)의 컬러필터 어레이 기판에는 적색(R), 녹색(G), 청 색(B) 컬러 필터들이 수직 배열(vertical stripe)되어 매트릭스 형태로 형성된다.

타이밍 컨트롤러(140)는 디지털 비디오 카드로부터 입력되는 영상 데이터(R, G, B)를 프레임 단위로 정렬하고, 정렬된 프레임 단위의 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)로 공급한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 외부로부터 입력되는 도트클럭(DLCK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하여 데이터 드라이버(120)와 게이트 드라이버(130) 각각의 구동 타이밍을 제어한다.

여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 극성 제어 신호(Polarity : POL) 및 소스 출력신호(Source Output Enable : SOE) 등을 포함하고, 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC) 및 게이트 출력 신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 매 프레임마다 액정패널의 전체 화소셀에 영상 데이터를 공급하는 종래 기술에 따른 액정표시장치와 달리, 액정패널(110)의 구동시 소비전력을 줄이기 위하여 제 1 프레임 기간에 액정패널(110)의 전체 화소셀 중에서 일부의 화소셀(바람직하게는 전체 화소셀 중에서 50% 화소셀)에 영상 데이터를 공급하고, 제 2 프레임 기간에는 제 1 프레임 기간에 영상 데이터가 공급되지 않았던 나머지 화소셀(전체 화소셀 중에서 50% 화소셀)에 영상 데이터를 공급하여 영상을 표시하게 된다.

이를 위하여, 타이밍 컨트롤러(140)는 프레임 단위로 정렬된 제 1 영상 데이터를 판별함과 아울러, 프레임 단위로 정렬된 복수의 제 1 영상 데이터들 간에 차이가 일을 경우, 제 1 영상 데이터를 제 2 영상 데이터로 변환시키도록 타이밍 컨트롤러에 제어 신호를 공급하는 영상 데이터 판별부(150)를 포함하여 구성된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 영상 데이터 판별부를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 프레임 단위 정렬되어 입력되는 복수의 제 1 영상 데이터들을 서로 비교하는 영상 데이터 비교기(154)와, 영상 데이터 비교기(154)의 비교 결과에 따라 제 1 영상 데이터를 변환시키도록 타이밍 컨트롤러(140)에 제어 신호를 공급하는 제어부(156)를 포함하여 구성된다. 여기서, 타이밍 컨트롤러(140)는 제어부(156)의 제어 신호에 따라 외부로부터 입력되어 프레임 단위로 저장된 제 1 영상 데이터를 제 2 영상 데이터로 변환하여 데이터 드라이버(120)로 공급하게 된다. 여기서, 영상 데이터 비교기(154)에는 프레임 단위로 정렬되어 입력되는 영상 데이터를 저장하기 위한 프레임 메모리가 포함될 수 있다.

게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터의 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 스캔 신호를 순차적으로 발생시키는 쉬프트 레지스터를 포함한다.

이러한, 게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 입력되는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 m개의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 게이트 스캔 신 호를 순차 또는 비순차적으로 인가하여 각각의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 접속된 TFT를 턴-온(Turn-On) 시키게 된다.

여기서, 게이트 드라이버(130)는 m개의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 스캔 신호를 인가함에 있어, 매 프레임마다 전체 게이트 라인들에 스캔 신호를 순차적으로 인가하는 종래 기술과 달리, m개의 게이트 라인들(GL1 ∼ GLm)에 인가되는 스캔 신호를 복수의 프레임 기간에서 나누어 인가하게 된다.

즉, 제 1 프레임 기간에는 도 8에 도시된 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 입력되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 임의의 게이트 라인들에 스캔 신호가 인가되고, 제 2 프레임 기간에는 도 11에 도시된 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 입력되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 제 1 프레임 기간에 스캔 신호가 인가되지 않았던 나머지 게이트 라인에 스캔 신호가 인가되게 된다.

이러한, 게이트 드라이버(130)의 구동은 앞에서 설명한 바와 같이, 액정패널(110)의 구동시 소비전력을 줄이기 위하여 제 1 프레임 기간에 액정패널(110)의 전체 화소셀 중에서 일부의 화소셀에 영상 데이터를 공급하고, 제 2 프레임 기간에는 제 1 프레임 기간에 영상 데이터가 공급되지 않았던 나머지 화소셀(전체 화소셀 중에서 50% 화소셀)에 영상 데이터를 공급하기 위함이다.

이에 대한 실시 예 및 상세한 설명은 이후에 설명되는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법에 대한 설명에서 도 7 내지 도 15를 결부하여 설명하기로 한다.

한편, 게이트 드라이버(130)는 입력되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로 우전압(VGL)에 따라 게이트 스캔 신호의 하이레벨 전압과 로우레벨 전압을 결정한다. 도 7 및 도 10에서는 도시의 편의를 위하여 m개의 게이트 라인(GL1 ∼ GLm) 중에서 일부의 게이트 라인에 스캔 신호가 공급되는 것을 도시하였다.

데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여, 도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이, 해당 프레임에서 스캔 신호가 공급되는 주기마다 그에 해당하는 라인 분의 아날로그 영상 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn) 각각에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(120)는 극성 제어 신호(POL)에 응답하여 데이터 라인들(DL1 ∼ DLn)에 공급되는 아날로그 영상 데이터 신호의 극성을 반전시킬 수 있다. 도 8 및 도 11에서는 도시의 편의를 위하여 n개의 게이트 라인(DL1 ∼ DLn) 중에서 일부의 데이터 라인에 영상 데이터 신호가 공급되는 것을 도시하였다.

본 발명은 액정표시장치의 구성 및 구동방법을 개선하여 크게 두 가지의 목적을 달성하고자 한다. 첫째, 고가의 데이터 드라이브 IC(122)의 수를 줄여 액정표시장치의 제조비용을 절감시키고, 둘째, 액정패널의 화소셀에 공급되는 영상 데이터를 복수의 프레임 기간에 분할하여 공급함으로써, 액정패널의 구동시 소요되는 소비전력을 줄이고자 한다.

도 5의 도시 및 이어질 발명의 상세한 설명에서는 액정패널의 화소셀의 배치가 수직 스트라이프 구조로 형성되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 수직 스트라이프 구조뿐만 아니라, 수평 스트라이프 구조에서도 본 발명의 구성 및 구동방법을 적용할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치(100)의 액정패널(110)은 복수의 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 화소셀들이 매트릭스(matrix) 형태로 배치되며, 수직 라인 상에 동일 색상을 표현하는 화소셀이 배치되는 수직 스트라이프(vertical stripe) 구조로 형성되어 있다.

또한, 수평 라인 상에서 서로 다른 컬러를 표현하는 인접한 복수의 화소셀들이 하나의 데이터 라인에 공통으로 접속되어 있다. 이를 보다 자세히 설명하면, 액정패널(110)에는 수직 방향으로 동일 컬러의 화소셀(R, G, B)이 배치되고, 수평 방향으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 화소셀들이 교번적으로 배치된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 도 5에서는 도시의 편의를 위하여 전체 액정패널(110) 중에서 일부만을 도시하였다.

먼저, 제 1 수직 라인 상에 배치되는 복수의 적색 화소셀(R11 내지 R51)과 제 2 수직 라인 상에 배치되는 복수의 녹색 화소셀(G11 내지 G51)은 제 1 데이터 라인(DL1)에 공통으로 접속된다. 즉, 수평 라인 상에서 서로 다른 컬러를 표현하는 인접한 적색(R) 및 녹색(G)의 화소셀들이 하나의 데이터 라인(DL1)에 공통으로 접속된다. 여기서, 복수의 적색 화소셀(R11 내지 R51)과 복수의 녹색 화소셀(G11 내지 G51) 각각은 서로 다른 게이트 라인(GL1 ∼ G10)에 접속되어 구동된다.

도 5의 도시 및 앞의 설명에서는 제 1 수직 라인 상에 복수의 적색 화소셀(R11 내지 R51)이 배치되고, 제 2 수직 라인 상에 복수의 녹색 화소셀(G11 내지 G51)이 배치되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이것은 하나의 실시 예로써 적색(R) 화소셀과 녹색(G) 화소셀의 위치가 서로 바뀌어 배치되는 구성도 실현 가능 하다.

한편, 제 3 수직 라인 상에 배치되는 복수의 청색 화소셀(B11 내지 B51)과 제 4 수직 라인 상에 배치되는 복수의 적색 화소셀(R12 내지 R52)은 제 2 데이터 라인(DL2)에 공통으로 접속된다. 즉, 수평 라인 상에서 서로 다른 컬러를 표현하는 인접한 청색(B) 및 적색(R)의 화소셀들이 하나의 데이터 라인(DL2)에 공통으로 접속된다. 여기서, 복수의 청색 화소셀(B11 내지 B51)과 복수의 적색 화소셀(R12 내지 R52) 각각은 서로 다른 게이트 라인(GL1 ∼ G10)에 접속되어 구동된다.

도 5의 도시 및 앞의 설명에서는 제 3 수직 라인 상에 복수의 청색 화소셀(G11 내지 G51)이 배치되고, 제 4 수직 라인 상에 복수의 적색 화소셀(R12 내지 R52)이 배치되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이것은 하나의 실시 예로써 청색색(B) 화소셀과 적색(R) 화소셀의 위치가 서로 바뀌어 배치되는 구성도 실현 가능하다.

한편, 제 5 수직 라인 상에 배치되는 복수의 녹색 화소셀(G12 내지 G52)과 제 6 수직 라인 상에 배치되는 복수의 청색 화소셀(B12 내지 B52)은 제 3 데이터 라인(DL3)에 공통으로 접속된다. 즉, 수평 라인 상에서 서로 다른 컬러를 표현하는 인접한 녹색(G) 및 청색(B)의 화소셀들이 하나의 데이터 라인(DL3)에 공통으로 접속된다. 여기서, 복수의 녹색 화소셀(G12 내지 G52)과 복수의 청색 화소셀(B12 내지 B52) 각각은 서로 다른 게이트 라인(GL1 ∼ G10)에 접속되어 구동된다.

도 5의 도시 및 앞의 설명에서는 제 5 수직 라인 상에 복수의 녹색 화소셀(G12 내지 G52)이 배치되고, 제 6 수직 라인 상에 복수의 청색 화소셀(B12 내지 B52)이 배치되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이것은 하나의 실시 예로써 녹색(G) 화소셀과 청색(B) 화소셀의 위치가 서로 바뀌어 배치되는 구성도 실현 가능하다.

도 5의 도면에서는 생략되어 있지만, 이후 배열되는 화소셀들도 앞에서 설명한 바와 같이, 수평 라인 상에서 서로 다른 컬러를 표현하는 인접한 화소셀들이 하나의 데이터 라인에 의해 공통으로 접속되는 구성을 가지며, 동일한 데이터 라인에 공통으로 접속된 각각의 화소셀들은 서로 다른 게이트 라인(GL1 ∼ GLm)에 접속되어 구동된다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 앞에서 설명한 바와 같이, 수평 라인 상에서 서로 다른 컬러를 표현하는 인접한 화소셀들이 하나의 데이터 라인에 공통으로 접속되는 구성을 가진다.

이를 통해, 액정패널(510)의 복수의 화소셀(R, G, B)에 영상 데이터를 인가하는 데이터 드라이브 IC(122)의 수를 종래대비 ½로 줄임으로써, 액정표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다.

통상적으로 액정표시장치는 60㎐ ∼120㎐로 구동되어 영상을 표시하게 된다. 60㎐를 기준으로 볼 때, 1초에 60 프레임의 정지화상을 연속적으로 표현하여 동영상을 표현하게 된다. 이를 위해, 액정패널의 전체 화소셀에 1/60초 마다 새로운 영상 데이터를 공급하여야 한다.

시청자는 움직이고 있는 영상을 시청하고 있지만, 실제로는 1초 동안에 60 프레임의 정지 화상 연속적으로 보게 됨으로써 동영상을 시청하게 된다. 연속적으 로 표현되는 60 프레임의 영상 데이터를 분석해보면 많은 프레임에서 영상 데이터의 변화 즉, 화소셀의 계조 변화가 없거나, 화소셀의 계조 변화가 있더라도 시청자가 시각적으로 인식되지 않는 수준의 작은 변화(예를 들면, 10 계조 이하의 변화)인 경우가 있다.

종래 기술에 따른 액정표시장치는 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터와 동일하거나, 영상 데이터의 변화가 극히 미미할 할지라도 매 프레임 마다 액정패널의 전체 화소셀에 새로운 영상 데이터를 공급함으로 인해 소비전력이 높은 단점이 있다.

본 발명은 액정표시장치의 구동시 소비전력을 절감시킬 수 있는 구동방법을 제공할 수 있다. 이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 프레임 인버젼 구동 방식(Frame Inversion System), 라인 인버젼 구동 방식(Line Inversion System), 컬럼 인버젼 구동 방식(Column Inversion System), 도트 인버젼 구동 방식(Dot Inversion System)이 모두 적용가능하며, 이어질 발명의 상세한 설명에서는 크로스 토크 및 플리커 현상을 방지함과 아울러, 구동시 소비되는 전력을 절감시키기 위하여 도 7에 도시된 바와 같이, 액정패널(110)에 충전되는 영상 신호의 극성이 시간적으로는 2프레임 단위로, 공간적으로는 수직 및 수평 방향으로 2도트 단위로 반전되는 구동방식을 적용하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 프레임 기간에 액정패널을 구성하는 전체 화소셀 중에서 일부의 화소셀에 새로운 영상 데이터를 공급하고, 나머지 화소셀은 이전 프레임 기간에 공급받은 영상 데이터를 유지하여 구동하게 된다.

도 7을 참조하여 이를 보다 자세히 설명하면, 먼저 연속적으로 구현되는 복수의 프레임 기간에 공급되는 영상 데이터를 서로 비교한다. 예를 들면, 임의의 n 번째 프레임을 기준으로 n-5 내지 n 번째 프레임 또는, n 번째 내지 n+5 번째 프레임 기간에 공급되는 영상 데이터를 서로 비교한다. 여기서, 연속적으로 구현되는 2개 이상의 프레임 기간에 액정패널에 공급될 영상 데이터가 동일하거나, 영상 데이터에 차이가 있지만 시정차가 시각적으로 인식할 수 없을 정도로 미미한 수준의 차이인 경우에는 다음과 같이 액정패널의 화소셀에 영상 데이터를 공급하여 영상을 표현하게 된다.

도 7은 n 번째 프레임을 기준으로 n-1 번재 프레임부터 n+3 번째 프레임까지 액정패널에 공급될 영상 데이터가 동일한 경우를 일 예로 도시하고 있다.

먼저, n-1 번째 프레임 기간에 액정패널에 공급된 영상 데이터와 n 번째 프레임 기간에 액정패널에 공급될 영상 데이터가 동일하므로, n 번째 frame(제 1 프레임) 기간에는 액정패널의 전체 화소셀 중에서 50% 화소셀에 해당하는 제 1 화소셀군에 새로운 영상 데이터를 공급한다. 이때, 제 1 화소셀군을 제외한 나머지 제 2 화소셀군은 이전 프레임(n-1 번째 프레임) 기간에 공급받은 영상데이터를 유지하게 된다.

이어서, n+1 번째 프레임(제 2 프레임) 기간에는 액정패널의 전체 화소셀 중 에서 n 번째 프레임(제 1 프레임) 기간에 영상 데이터가 공급되지 않았던 제 2 화소셀군에 새로운 영상 데이터를 공급한다. 이때, n 번째 프레임(제 1 프레임) 기간에 새로운 영상 데이터가 공급되었던 제 1 화소셀군은 n 번째 프레임(제 1 프레임) 기간에 공급된 영상 데이터를 유지한다.

여기서, n+1 번째 프레임(제 2 프레임) 기간에 제 2 화소셀군 각각의 화소셀에 공급되는 영상 데이터의 극성은 n 번째 프레임(제 1 프레임) 기간에 유지되었던 영상 데이터의 극성과 동일한 극성의 영상 데이터가 공급된다.

이로써, n+1 번째 프레임(제 2 프레임) 기간에 제 2 화소셀군 각각의 화소셀에는 수평방향으로 자신과 인접한 일측의 화소셀에 공급되었던 영상 데이터의 극성과 동일하고, 타측의 화소셀에 공급되었던 영상 데이터의 극성과 다른 극성의 영상 데이터가 공급된다.

이어서, n+2 번째 프레임(제 3 프레임) 기간에는 액정패널의 전체 화소셀 중에서 n+1 번째 프레임(제 2 프레임) 기간에 영상 데이터가 공급되지 않았던 제 1 화소셀군에 새로운 영상 데이터를 공급한다. 이때, n+1 번째 프레임(제 2 프레임) 기간에 새로운 영상 데이터가 공급되었던 제 2 화소셀군은 n+1 번째 프레임(제 2 프레임) 기간에 공급되었던 영상 데이터를 유지한다.

여기서, n+2 번째 프레임(제 3 프레임) 기간에 제 1 화소셀군 각각의 화소셀에 공급되는 영상 데이터의 극성은 n+1 번째 프레임(제 2 프레임) 기간에 유지되었던 영상 데이터의 극성과 다른 극성이 공급된다.

이로써, n+2 번째 프레임(제 3 프레임) 기간에 제 1 화소셀군 각각의 화소셀 에는 수평방향으로 자신과 인접한 일측의 화소셀에 공급되었던 영상 데이터의 극성과 동일하고, 타측의 화소셀에 공급되었던 영상 데이터의 극성과 다른 극성의 영상 데이터가 공급된다.

이어서, n+3 번째 프레임(제 4 프레임) 기간에는 액정패널의 전체 화소셀 중에서 n+2 번째 프레임(제 3 프레임) 기간에 영상 데이터가 공급되지 않았던 제 2 화소셀군에 새로운 영상 데이터를 공급한다. 이때, n+2 번째 프레임(제 3 프레임) 기간에 새로운 영상 데이터가 공급되었던 제 1 화소셀군은 n+2 번째 프레임(제 3 프레임) 기간에 공급되었던 영상 데이터를 유지한다.

여기서, n+3 번째 프레임(제 4 프레임) 기간에 제 2 화소셀군 각각의 화소셀에 공급되는 영상 데이터의 극성은 n+2 번째 프레임(제 3 프레임) 기간에 유지되었던 영상 데이터의 극성과 동일한 극성의 영상 데이터가 공급된다.

이로써, n+3 번째 프레임(제 4 프레임) 기간에 제 2 화소셀군 각각의 화소셀에는 수평방향으로 자신과 인접한 일측의 화소셀에 공급되었던 영상 데이터의 극성과 동일하고, 타측의 화소셀에 공급되었던 영상 데이터의 극성과 다른 극성의 영상 데이터가 공급된다.

도 8은 제 1 프레임 기간에 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호를 나타내는 파형도이고, 도 9는 제 1 프레임 기간에 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터를 나타내는 도면이고, 도 10은 제 1 프레임 기간에 액정패널을 구성하는 다수의 픽셀 중에서 일부 픽셀에 영상 데이터가 충전되는 것을 나타내는 도면이다.

도 5 및 도8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장 치(100)의 구동방법은 하나의 프레임 기간에 액정패널의 전체 화소셀 중에서 일부의 화소셀에 영상 데이터를 공급하기 위하여 도 8에 도시된 바와 같이, 전체의 게이트 라인 중에서 일부의 게이트 라인에 순차 또는 비 순차적으로 스캔 신호를 공급하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 프레임 기간에 제 1 게이트 라인(GL1), 제 4 게이트 라인(GL4), 제 5 게이트 라인(GL5), 제 8 게이트 라인(GL8) 및 제 9 게이트 라인(GL9)에 스캔 신호가 순차적으로 인가된다. 스캔 신호가 순차적으로 인가되면, 스캔 신호가 인가된 각각의 게이트 라인(GL1, GL4, GL5, GL8, GL9)에 접속된 TFT가 턴-온 된다.

이를 보다 자세히 설명하면, 제 1 프레임 기간에 제 1 수평 라인 상에서 제 1 게이트 라인(GL1)에 접속된 각각의 화소셀(R11, B11, G12, R13, ‥‥)이 턴-온 되고, 제 2 수평 라인 상에서 제 4 게이트 라인(GL4)에 접속된 각각의 화소셀(G21, R22, B22, ‥‥)이 턴-온 된다.

또한, 제 3 수평 라인 상에서 제 5 게이트 라인(GL5)에 접속된 각각의 화소셀(R31, B31, G32, R33, ‥‥)이 턴-온 되고, 제 4 수평 라인 상에서 제 8 게이트 라인(GL8)에 접속된 각각의 화소셀(G41, R42, B42, ‥‥) 및 제 5 수평 라인 상에서 제 9 게이트 라인(GL9)에 접속된 각각의 화소셀(R51, B51, G32, R53, ‥‥)이 턴-온 된다. 이때, 각각의 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호와 동기되어 도 9에 도시된 바와 같이, 영상 데이터가 각각의 데이터 라인(DL1 ∼ DLn)에 순차적으로 인가되어 해당 화소셀에 순차적으로 영상 데이터가 공급된다.

이러한 구동방법을 통해, 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 게이트 라인을 통해 스캔 신호가 공급된 화소셀 각각에는 자신과 접속된 데이터 라인을 통해 새로운 영상 데이터가 순차적으로 공급되고, 스캔 신호가 공급되지 않은 각각의 화소셀은 이전 프레임에 공급되었던 영상 데이터를 유지하게 된다.

즉, 제 1 프레임 기간에 액정패널의 전체 화소셀 중에서 50%의 화소셀에 새로운 영상 데이터가 공급되고, 나머지 화소셀은 이전 프레임에 공급되었던 영상 데이터를 유지하여 한 프레임 기간에 해당하는 영상을 표현하게 된다.

여기서, 액정패널의 전체 화소셀 중에서 50%에 해당하는 화소셀에만 영상 데이터가 공급되고, 나머지 화소셀에는 이전 프레임 기간에 공급되었던 영상 데이터를 유지함으로 구동시 소요되는 소비전력을 줄일 수 있게 된다.

도 11은 제 2 프레임 기간에 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호를 나타내는 파형도이고, 도 12는 제 2 프레임 기간에 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터를 나타내는 도면이고, 도 13은 제 2 프레임 기간에 액정패널을 구성하는 다수의 픽셀 중에서 일부 픽셀에 영상 데이터가 충전되는 것을 나타내는 도면이다.

도 5 및 도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 하나의 프레임 기간에 액정패널의 전체 화소셀 중에서 일부의 화소셀에 영상 데이터를 공급하기 위하여, 제 2 프레임 기간에는 이전 프레임(제 1 프레임) 기간에 스캔 신호가 공급되지 않았던 게이트 라인(GL)에 순차 또는 비 순차적으로 스캔 신호를 공급하게 된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 프레임 기간에 제 2 게이트 라인(GL2), 제 3 게이트 라인(GL3), 제 6 게이트 라인(GL6), 제 7 게이트 라인(GL7) 및 제 10 게이트 라인(GL10)에 스캔 신호가 순차적으로 인가된다. 스캔 신호가 순차작으로 인가되면, 각각의 게이트 라인(GL2, GL3, GL6, GL7, GL10)에 접속된 TFT가 턴-온 된다.

이를 보다 자세히 설명하면, 제 2 프레임 기간에 제 1 수평 라인 상에서 제 2 게이트 라인(GL2)에 접속된 각각의 화소셀(G11, R12, B12, ‥‥)이 턴-온 되고, 제 2 수평 라인 상에서 제 3 게이트 라인(GL3)에 접속된 각각의 화소셀(R21, B21, G22, R23, ‥‥)이 턴-온 된다.

또한, 제 3 수평 라인 상에서 제 6 게이트 라인(GL6)에 접속된 각각의 화소셀(G31, R32, B32, ‥‥)이 턴-온 되고, 제 4 수평 라인 상에서 제 7 게이트 라인(GL7)에 접속된 각각의 화소셀(R41, B41, G42, R43, ‥‥) 및 제 5 수평 라인 상에서 제 10 게이트 라인(GL10)에 접속된 각각의 화소셀(G51, R52, B52, ‥‥)이 턴-온 된다. 이때, 각각의 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호와 동기되어 도 12에 도시된 바와 같이, 영상 데이터가 각각의 데이터 라인(DL1 ∼ DLn)에 순차적으로 인가되어 해당 화소셀에 순차적으로 영상 데이터가 공급된다.

이러한 구동방법을 통해, 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 게이트 라인을 통해 스캔 신호가 공급된 화소셀 각각에는 자신과 접속된 데이터 라인을 통해 새로운 영상 데이터가 순차적으로 공급되고, 스캔 신호가 공급되지 않은 각각의 화소셀은 이전 프레임(제 1 프레임)에 공급되었던 영상 데이터를 유지하게 된다.

즉, 제 2 프레임 기간에 액정패널의 전체 화소셀 중에서 50%의 화소셀에 새 로운 영상 데이터가 공급되고, 나머지 화소셀은 이전 프레임(제 1 프레임)에 공급되었던 영상 데이터를 유지하여 한 프레임 기간에 해당하는 영상을 표현하게 된다.

여기서, 액정패널의 전체 화소셀 중에서 50%에 해당하는 화소셀에만 영상 데이터가 공급되고, 나머지 화소셀에는 이전 프레임 기간에 공급되었던 영상 데이터를 유지함으로 구동시 소요되는 소비전력을 줄일 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 앞에서 설명한 바와 같이, 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 프레임 단위로 정렬시키고, 프레임 단위로 정렬된 복수의 영상 데이터들을 서로 비교하게 된다. 이러한 프레임 단위의 영상 데이터의 비교를 통해서 복수의 프레임 기간에서 영상 데이터의 변화가 없을 경우, 제 1 프레임 기간에 액정 패널의 전체 화소셀 중에서 50%에 해당하는 제 1 화소셀군에 새로운 영상 데이터를 공급하고, 나머지 제 2 화소셀군은 이전 프레임 기간에 공급되었던 영상 데이터를 유지하게 된다.

한편, 제 2 프레임 기간에는 이전 프레임 기간인 제 1 프레임 기간에 영상 데이터가 공급되지 않았던 제 2 화소셀군에 새로운 영상 데이터를 공급하고, 제 1 프레임 기간에 새로운 영상 데이터가 공급되었던 제 1 화소셀군은 이미 공급된 영상 데이터를 유지하게 된다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치와 구동방법을 이용하여 액정패널을 구동하였을 경우의 소비전력 측정치를 나타낸 것이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 구동방법으로 액정표시장치를 구동시켰을 경우, 0.6A가 소비되었던 전류가 본 발명의 실시 예에 따른 구동방법을 적용하여 2개의 화소셀 단위로 영상 데이터를 공급하였을 경우에는 0.44A로 감소되어, 소비전류를 종래 대비 26.7% 줄일 수 있음을 알 수 있다. 이를 통해, 액정표시장치의 구동시 소요되는 소비전력을 줄일 수 있다.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 구동방법을 적용하여 2개의 수평 라인 단위로 영상 데이터를 공급하였을 경우에는 0.6A가 소비되었던 전류가 0.45A로 감소되어, 소비전류를 종래 대비 25.0% 줄일 수 있음을 알 수 있다. 이를 통해, 액정표시장치의 구동시 소요되는 소비전력을 줄일 수 있다.

또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 구동방법을 적용하여 1개의 수평 라인 단위로 영상 데이터를 공급하였을 경우에는 0.6A가 소비되었던 전류가 0.54A로 감소되어, 소비전류를 종래 대비 10.0% 줄일 수 있음을 알 수 있다. 이를 통해, 액정표시장치의 구동시 소요되는 소비전력을 줄일 수 있다.

앞에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법에서는 연속적으로 구현되는 2개 이상의 프레임 기간에 액정패널에 공급 될 영상 데이터가 동일하거나, 영상 데이터에 차이가 있지만 시정차가 시각적으로 인식할 수 없을 정도로 미미한 수준의 차이인 경우에 액정패널의 화소셀에 공급되는 영상 데이터를 50%씩 나누어서 두 개의 프레임 기간에 분할하여 공급하는 방법을 설명하였다.

도 8 내지 도 13을 참조하여 앞에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 구동시 소요되는 소비전력을 줄이기 위하여 제 1 프레임 기간에 화소셀에 새롭게 입력된 영상 데이터를 제 2 프레임 기간에 유지하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 이러한 구동방법을 제 1 프레임 기간과 제 2 프레임 기간에 임의의 화소셀에 입력되는 영상 데이터가 위와 같이 상이할 경우에 그대로 적용하는 것은 소비전력을 줄일 수 있으나, 화질의 저하를 발생시킬 수 있는 단점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 다른 구동방법은 앞에서 설명한 구동방법에서 나아가 복수의 프레임 기간에 액정패널의 화소셀에 공급되는 영상 데이터에 일정부분 차이가 있을 경우에 2개 프레임 기간에 화소셀에 공급될 각각의 영상 데이터를 변환시키고, 변환된 영상 데이터를 2개 프레임 기간에 나누어 공급함으로써, 구동시 소요되는 전류를 줄이고자 한다.

이하, 도 5, 도 6, 도 17 및 도 18을 결부하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 다른 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 타이밍 컨트롤러(140)를 통해 외부로부터 연속적으로 입력되는 영상 데이터를 프레임 단위로 정렬시키고, 정렬된 복수의 프레임 단위의 영상 데이터를 도 6에 도시된 영상 데이터 비교기(154)를 통해 분석하게 된다.

영상 데이터 비교기(154)는 먼저 복수의 프레임 기간에 액정패널의 전체 화소셀에 입력될 영상 데이터 간에 차이가 있는지를 검출한다.

프레임 단위의 영상 데이터를 분석한 결과 도 17에 도시된 바와 같이, n-1 번째 프레임 기간과 n 번째 프레임 기간에 복수의 화소셀에 입력될 영상 데이터 중에서 제 1 화소셀(R1)에 입력될 영상 데이터에 차이가 있음이 검출되면, 제 1 화소셀에 입력될 영상 데이터를 변환시키고 변환된 영상 데이터가 n-1 번째 프레임 기간에 입력되도록 타이밍 컨트롤러(140)를 제어한다.

타이밍 컨트롤러(140)는 제어부(156)로부터 입력된 제어 신호에 따라서 외부로부터 입력된 소스 영상 데이터 중에서 n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀에 입력될 영상 데이터의 값을 보정하여 데이터 드라이버(120)로 출력시키고, 데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 입력되는 프레임 단위의 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하여 데이터 라인을 통해 해당 화소셀로 공급하게 된다.

도 18을 참조하여 n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀에 입력되어 n 번째 프레임 기간까지 유지될 영상 데이터 값의 보정방법을 설명하기로 한다.

n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀(R1)에 200 계조(grade)에 해당하는 제 1 영상 데이터가 공급되고, n 프레임 기간에 상기 제 1 화소셀(R1)에 150 계조에 해당하는 제 2 영상 데이터가 공급되는 경우, 두 개의 프레임 기간 동안 동일한 화소셀(R1)에 입력되는 영상 데이터에 50 계조의 차이가 있게 된다.

종래 기술에 따른 액정표시장치의 구동방법은 매 프레임마다 모든 화소셀에 새로운 영상 데이터를 공급함으로 위와 같이 영상 데이터의 차이가 있어도 구동에 문제가 없다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀에 입력되는 영상 데이터 즉, n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀에서 표현되는 영상의 계조를 n 번째 프레임 기간까지 유지시켜야 함으로 두 프레임 기간에 제 1 화소셀에서 표현되는 영상의 계조에 많은 차이가 있는 경우 화질의 저하가 발생될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 구동시 소비전력을 줄 이면서도 화질의 저하를 방지하고자 한다. 이를 위해, 외부로부터 입력되는 소스 영상 데이터에서 n-1 번째 프레임 기간과 n 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀에서 표현되는 영상의 계조에 차이가 있을 경우 영상 데이터를 변환시키게 된다.

도 18에 도시된 바와 같이, 두 프레임 기간에 제 1 화소셀에서 표현될 영상 계조의 평균값을 구하고, 소스 영상 데이터를 앞에서 구해진 두 프레임 기간의 평균 계조값에 대응되는 영상 데이터로 변환하여 n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀에 변환된 영상 데이터를 공급한다. 이후, n 번재 프레임 기간까지 입력된 영상 데이터를 유지하여 두 개의 프레임 기간동안 제 1 화소셀에서 동일한 계조를 표현하게 된다.

예를 들어, 외부로부터 입력된 영상 데이터가 n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀(R1)이 200 계조를 표현하고 n 번째 프레임 기간에 150 계조를 표현하는 경우, n-1 번째 프레임 기간에 제 1 화소셀에 공급될 영상 데이터를 200 계조와 150 계조의 평균값인 175 계조에 대응되도록 변환시킨다. 이후, 변환된 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)를 통해 제 1 화소셀로 공급하여 두 프레임 기간 동안 175 계조의 영상을 표현하도록 구동시킨다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 다른 구동방법은 복수의 프레임 기간에 임의의 화소셀에 공급되는 영상 데이터에 일정부분 차이가 있을 경우에 복수의 프레임 기간에 임의의 화소셀에서 표현되는 영상의 평균 계조값을 구하고, 구해진 평균 계조값에 대응되도록 영상 데이터를 변환시켜 화소셀에 공급한다. 임의의 화소셀에 입력된 영상 데이터를 복수의 프레임 기간 동안 유지하여 액정패널의 화소셀에 영상 데이터를 공급함으로써 소요되는 소비전력을 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 종래 기술에 따른 액정표시장치에서 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호를 나타내는 파형도.

도 3은 도 1의 종래 기술에 따른 액정표시장치에서 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터를 나타내는 도면.

도 4는 도 2의 스캔 신호와 도 3의 영상 데이터를 통해 액정패널에 충전되는 영상 데이터를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 영상 데이터 판별부를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 나타내는 도면.

도 8은 제 1 프레임 기간에 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호를 나타내는 파형도.

도 9는 제 1 프레임 기간에 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터를 나타내는 도면.

도 10은 제 1 프레임 기간에 액정패널을 구성하는 다수의 픽셀 중에서 일부 픽셀에 영상 데이터가 충전되는 것을 나타내는 도면.

도 11은 제 2 프레임 기간에 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호를 나타내는 파형도.

도 12는 제 2 프레임 기간에 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터를 나타내는 도면.

도 13은 제 2 프레임 기간에 액정패널을 구성하는 다수의 픽셀 중에서 일부 픽셀에 영상 데이터가 충전되는 것을 나타내는 도면.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치와 구동방법을 이용하여 액정패널을 구동하였을 경우의 소비전력 측정치를 나타내는 도면.

도 17 및 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 다른 구동방법을 나타내는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 100 : 액정표시장치 10, 110 : 액정패널

20, 120 : 데이터 드라이버 22, 122 : 데이터 드라이브 IC

30, 130 : 게이트 드라이버 32, 132 : 게이트 드라이브 IC

40, 140 : 타이밍 컨트롤러 150 : 영상 데이터 판별부

154 : 영상 데이터 비교기 156 : 제어부

Claims (18)

1. 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소셀을 포함하는 액정패널과,

   상기 복수의 게이트 라인들에 스캔 신호를 순차 또는 비 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버와,

   상기 스캔 신호에 동기 되도록 상기 복수의 데이터 라인들에 영상 데이터를 공급하는 데이터 드라이버와,

   외부로부터 입력되는 소스 영상 데이터를 프레임 단위로 변환 및 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러, 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버의 구동을 제어하는 타이밍 컨트롤러와,

   상기 타이밍 컨트롤러에 의해 프레임 단위로 정렬된 복수의 프레임 영상 데이터를 비교함과 아울러, 상기 복수의 프레임 영상 데이터들의 비교결과에 따라 상기 복수의 프레임 영상 데이터를 변환하도록 상기 타이밍 컨트롤러에 제어 신호를 공급하는 영상 데이터 판별부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 액정패널은 상기 게이트 라인 방향으로 적색(R), 녹색(B), 청색(B)의 화소셀들이 교번적으로 형성됨과 아울러, 상기 데이터 라인 방향으로 동일 색상의 화소셀들이 형성되고,

   수평 방향으로 인접한 복수의 화소셀은 동일한 데이터 라인에 공통으로 접속되고,

   상기 동일한 데이터 라인에 공통으로 접속된 복수의 화소셀은 서로 다른 게이트 라인에 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 액정패널은 상기 데이터 라인 방향으로 적색(R), 녹색(B), 청색(B)의 화소셀들이 교번적으로 형성됨과 아울러, 상기 게이트 라인 방향으로 동일 색상의 화소셀들이 형성되고,

   수평 방향으로 인접한 복수의 화소셀은 동일한 데이터 라인에 공통으로 접속되고,

   상기 동일한 데이터 라인에 공통으로 접속된 복수의 화소셀은 서로 다른 게이트 라인에 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 영상 데이터 판별부는

   프레임 단위로 정렬되어 입력되는 복수의 프레임 단위의 영상 데이터들을 서로 비교하는 영상 데이터 비교기와,

   상기 영상 데이터 비교기의 비교 결과에 따라 상기 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버의 구동을 제어하도록 상기 타이밍 컨트롤러에 제어 신호를 공급하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 복수의 프레임 단위의 영상 데이터들이 동일하거나, 영상 데이터들 간에 차이가 시청자가 시각적으로 인식되지 않는 정도의 차이인 경우 제 1 제어 신호를 발생시켜 상기 타이밍 컨트롤러로 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 복수의 프레임 단위의 영상 데이터들 간에 차이가 있는 경우 제 2 제어 신호를 발생시켜 상기 타이밍 컨트롤러로 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 5항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제어부로부터 상기 제 1 제어 신호 또는 상기 제 2 제어 신호가 인가되면

   복수의 프레임 기간 동안에 상기 복수의 게이트 라인을 분할하여 상기 스캔 신호를 인가하도록 상기 게이트 드라이버를 제어하고,

   상기 데이터 드라이버를 제어하여 복수의 프레임 기간 동안에 상기 스캔 신 호에 동기 되도록 상기 복수의 데이터 라인들에 영상 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 게이트 드라이버는

   상기 복수의 프레임 기간 중에서 제 1 프레임 기간에 상기 복수의 게이트 라인 중에서 일부에 해당하는 제 1 게이트 라인군에 제 1 스캔 신호를 공급하고,

   상기 복수의 프레임 기간 중에서 제 2 프레임 기간에 상기 제 1 프레임 기간에 스캔 신호가 공급되지 않은 제 2 게이트 라인군에 제 2 스캔 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 데이터 드라이버는

   상기 제 1 프레임 기간에 상기 제 1 스캔 신호가 공급된 화소셀에 영상 데이터를 공급하고,

   상기 제 2 프레임 기간에 상기 제 2 스캔 신호가 공급된 화소셀에 영상 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제어부로부터의 제 2 제어 신호에 따라 외부로 부터 입력되어 프레임 단위로 정렬된 제 1 영상 데이터를 제 2 영상 데이터로 변환하여 상기 데이터 드라이버로 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소셀에 프레임 단위의 영상 데이터를 공급하여 영상을 표현하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

    연속적으로 입력되는 영상 데이터를 프레임 단위로 변환 및 정렬하는 단계와,

    상기 프레임 단위로 정렬된 복수의 제 1 영상 데이터들을 비교하는 단계와,

    상기 제 1 영상 데이터를 복수의 프레임 기간으로 분할하여 상기 복수의 화소셀에 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장의 구동방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 영상 데이터를 복수의 프레임 기간으로 분할하여 상기 복수의 화소셀에 공급하는 단계에 있어서,

    상기 복수의 제 1 영상 데이터들이 동일하거나, 상기 복수의 제 1 영상 데이터들 간에 차이가 시청자가 시각적으로 인식되지 않는 정도의 차이인 경우

    상기 복수의 프레임 기간 중에서 제 1 프레임 기간에 상기 복수의 화소셀 중에서 제 1 화소셀군에 상기 제 1 영상 데이터를 공급함과 아울러, 상기 제 1 화소 셀군을 제외한 나머지 제 2 화소셀군은 상기 제 1 프레임 기간 이전에 공급된 영상 데이터를 유지하는 단계와,

    제 2 프레임 기간에 상기 제 1 화소셀군을 제외한 제 2 화소셀군에 상기 제 1 영상 데이터를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 프레임 기간에 상기 제 1 화소셀군에 공급된 상기 제 1 영상 데이터를 상기 제 2 프레임 기간까지 유지시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    제 3 프레임 기간에 상기 제 2 화소셀군을 제외한 상기 제 1 화소셀군에 상기 제 1 영상 데이터를 공급시킴과 아울러, 상기 제 2 프레임 기간에 상기 제 2 화소셀군에 공급된 제 1 영상 데이터를 유지시키는 단계를 포함하여 이루어지는 지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 프레임 기간과 상기 제 3 프레임 기간에 상기 제 1 화소셀에 공급되는 제 1 영상 데이터는 서로 다른 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장 치의 구동방법.
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 영상 데이터를 복수의 프레임 기간으로 분할하여 상기 복수의 화소셀에 공급하는 단계에 있어서,

    상기 복수의 제 1 영상 데이터들 간의 차이가 시청자가 시각적으로 인식되는 정도의 차이인 경우

    복수의 프레임 기간에서 상기 복수의 화소셀에 공급될 복수의 제 1 영상 데이터에 해당하는 평균 계조값을 구하는 단계와,

    상기 평균 계조값에 대응되도록 상기 제 1 영상 데이터를 제 2 영상 데이터로 변환하는 단계와,

    상기 제 2 영상 데이터를 복수의 프레임 기간에 분할하여 상기 복수의 화소셀에 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 복수의 프레임 기간 중에서 제 1 프레임 기간에 상기 복수의 화소셀 중에서 제 1 화소셀군에 상기 제 2 영상 데이터를 공급함과 아룰러, 상기 제 1 화소셀군을 제외한 나머지 제 2 화소셀군은 상기 제 1 프레임 기간 이전에 공급된 영상 데이터를 유지하는 단계와,

    제 2 프레임 기간에 상기 제 1 화소셀군을 제외한 제 2 화소셀군에 상기 제 2 영상 데이터를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 제 1 프레임 기간에 상기 제 1 화소셀군에 공급된 상기 제 2 영상 데이터를 상기 제 2 프레임 기간까지 유지시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.

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