KR20100018322A - 액정 표시 장치 및 그것의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정 표시 장치는 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호와 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라서 동작 전압을 제어하며, 복수의 계조 전압들을 발생하되, 상기 동작 전압에 따라서 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절한다.

Description

액정 표시 장치 및 그것의 제어 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND CONTROL MEHTOD OF THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터를 스위칭에 이용하는 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다. 박막 트랜랜지스터에 인가되는 전압에 의해 액정의 배열이 달라지고, 액정의 배열에 따라 빛의 투과율이 달라진다.
액정은 인가되는 전압에 반응하여 소정의 목표 전압까지 충전되기까지 어느 정도의 시간이 소요된다. 전압에 반응하여 배열이 달라지는 액정의 응답 속도가 느릴 경우, 끌림 현상으로 인하여 동화상을 구현하기 어려운 단점이 있다. 액정의 느린 응답 속도를 개선하기 위한 방법으로, 설정되어 있는 계조 전압보다 높은 계조에 해당하는 전압을 액정에 인가하는 DCC(dynamic capacitance compensation) 방식이 제안되었다.
그러나 DCC 구동방식이 사용되어도 최종 목표 전압 레벨이 구동 가능한 최고치를 갖는다면 보정된 보다 높은 계조 데이터는 존재하지 않는다. 예를 들어, 8비트 디지털-아날로그 변환기(DAC)의 구조를 갖는 데이터 드라이버는 28(즉,256)-계조에 대해서는 256 계조보다 더 이상 높은 계조로 보정을 해줄 수 없다. 따라서 액정의 응답 속도는 고속화되지 않는다.
또한, 풀-블랙 계조에서 풀-화이트 계조로 즉, 0 계조에서 255 계조로 계조 변경이 이루어질 때 액정의 응답 속도는 고속화되지 않는다.
본 발명의 목적은 계조 변경 폭이 클 때 응답 속도가 향상된 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 액정 표시 장치의 제어 방법은: 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호와 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라서 동작 전압을 제어하는 단계, 그리고 복수의 계조 전압들을 발생하되, 상기 동작 전압에 따라서 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 동작 전압 제어 단계는, 상기 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-블랙 계조이고, 상기 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-화이 트일 때 상기 동작 전압을 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 동작 전압 제어 단계는, 상기 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-블랙 계조이고, 상기 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-화이트일 때 오버슈트 신호를 활성화화는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 오버슈트 신호가 활성 상태일 때 상기 계조 전압 간극 조절 단계는, 최고 계조 전압과 최저 계조 전압의 레벨을 조절하는 단계, 그리고 상기 최고 계조 전압과 상기 최저 계조 전압 사이의 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 동작 전압은 스토리지 전압이다.
이 실시예에 있어서, 제어 방법은 매 프레임마다 번갈아 활성화/비활성화되는 반전 신호를 발생하는 단계를 더 포함하며, 상기 오버슈트 신호가 활성 상태일 때 상기 반전 신호에 응답해서 상기 스토리지 전압을 상승/하강 시킨다.
이 실시예에 있어서, 상기 동작 전압은 구동 전원 전압이다.
본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치는, 액정 패널, 구동 회로, 타이밍 컨트롤러, 전압 발생회로 그리고 계조전압 발생 회로를 포함한다. 액정 패널은 복수의 데이터 라인들 및 복수의 게이트 라인들을 포함한다. 구동 회로는 상기 복수의 데이터 라인들 및 상기 복수의 게이트 라인들을 구동한다. 타이밍 컨트롤러는 픽셀 데이터 신호, 데이터 인에이블 신호 및 클럭 신호를 입력받고, 상기 구동 회로를 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하며, 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호와 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라서 오버슈트 신호를 발생한다. 전압 발생 회로는 상기 오버슈트 신호에 응답해서 동작 전압을 발생한다. 계조전압 발생회로는 복수의 계조 전압들을 발생하되, 상기 오버슈트 신호에 응답해서 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-블랙 계조이고, 상기 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-화이트일 때 상기 오버슈트 신호를 활성화한다.
이 실시예에 있어서, 상기 동작 전압은 구동 전원 전압이다.
이 실시예에 있어서, 상기 계조 전압 발생기는, 상기 구동 전원 전압과 접지 전압 사이에 적렬로 순차적으로 연결된 복수의 저항들과, 상기 저항들에 각각 대응하는 복수의 보조 저항들을 포함하고, 상기 오버슈트 신호에 응답해서 상기 저항들 각각의 양단에 대응하는 보조 저항을 병렬로 연결하는 저항 조절 회로와, 상기 저항들의 연결 노드들의 전압들을 입력받고, 상기 오버슈트 신호에 응답해서 복수의 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 계조 전압 발생기는, 상기 오버슈트 신호에 응답해서 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절하기 위한 룩-업 테이블을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 저항들의 연결 노드들의 상기 전압들은 최고 계조 전압 및 최저 계조 전압이며, 상기 계조 전압 발생기는 상기 최고 계조 전압과 상기 최저 계조 전압 사이의 상기 복수의 계조 전압들을 발생한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전원 발생 회로는, 전원 전압을 입력받고, 제1 노 드로 제1 전압을 발생하는 DC/DC 컨버터와, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 저항과, 상기 저항과 병렬로 연결되고, 상기 제1 노드와 상기 제2 사이에 직렬로 연결된 스위치 및 제2 저항을 포함한다. 상기 스위치는 상기 오버슈트 신호에 응답해서 동작하고, 상기 제2 노드의 전압은 상기 구동 전원 전압이다.
이 실시예에 있어서, 상기 동작 전압은 스토리지 전압이다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 매 프레임마다 번갈아 활성화/비활성화되는 반전 신호를 발생하고, 상기 전압 발생 회로는, 상기 오버슈트 신호가 활성 상태일 때 상기 반전 신호에 응답해서 상기 스토리지 전압을 상승/하강 시킨다.
이와 같은 본 발명에 의하면 액정 표시 장치의 응답 속도가 향상된다. 특히, 풀-블랙 계조에서 풀-화이트 계조로 즉, 0 계조에서 255 계조로 계조 변경이 이루어질 때 액정의 응답 속도가 현저히 향상된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치는 액정 패널(110), 게이트 드라이버(110), 데이터 드라이버(120), 구동전압 발생회로(130), 계조전압 발생회로(140), 타이밍 컨트롤러(150) 그리고 메모리(160)를 포함한다. 게이트 드라이버(110), 데이터 드라이버(120), 구동전압 발생회로(130), 계조전압 발생회로(140) 및 타이밍 컨트롤러(150)는 그래픽 컨트롤러와 같은 외부의 호스트로부터 제공되는 영상 신호를 액정 패널(100)에 표시될 수 있는 신호로 변환하여 출력하는 구동 장치로서 동작한다.
액정 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(G1-Gn)과, 게이트 라인들에 교차하는 복수의 데이터 라인들(R1-Rm, G1-Gm, B1-Bm)과, 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의된 영역에 각각 배열된 픽셀들을 포함한다. 각 픽셀은 게이트 라인과 데이터 라인에 게이트 전극 및 소스 전극이 각각 연결되는 박막 트랜지스터(T1)와, 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극에 연결되는 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다. 이러한 픽셀 구조에서는, 게이트 드라이버(110)에 의해서 게이트 라인들이 순차적으로 선택되고, 선택된 게이트 라인에 게이트 온 전압이 펄스 형태로 인가되면, 게이트 라인에 연결된 픽셀의 박막 트랜지스터(T1)가 턴 온되고, 이어서 데이터 구동회로(120)에 의해 각 데이터 라인에 픽셀 정보를 포함하는 전압이 인가된다. 이 전압은 해당 픽셀의 박막 트랜지스터를 거쳐 액정 커패시터(CLC)와 스토리지 커패시터(CST)에 인가되며, 액정 및 스토리지 커패시터들(CLC, CST)이 구동됨으로써 소정의 표시 동작이 이루어진다.
한편, 액정은 이방성 유전율을 갖기 때문에 액정의 방향에 따라 유전율이 다른 특성이 있다. 즉, 전압이 인가됨에 따라 액정의 방향자가 변하면 유전율도 따 라서 변하고, 이에 따라 액정 커패시터의 커패시턴스(이하 액정 커패시턴스)도 변하게 된다. 일단 박막 트랜지스터(T1)가 온되는 구간동안 액정 커패시터에 전하를 공급한 후, 박막 트랜지스터(T1)가 오프 상태로 되는데, Q=CV이므로 액정 커패시턴스가 변하면 액정에 걸리는 화소 전압 또한 변하게 된다.
게이트 드라이버(110)는 게이트 라인들(G1-Gn)에 순차적으로 게이트 온 전압을 인가하여 게이트 온 전압이 인가된 게이트 라인과 연결된 박막 트랜지스터들을 턴 온시킨다. 데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 수신되는 픽셀 데이터(RGB')에 대응하는 계조 전압으로 데이터 라인들(D1-Dm)을 구동한다.
메모리(160)는 적어도 한 프레임의 픽셀 데이터를 저장할 수 있는 크기를 갖는다. 타이밍 컨트롤러(150)는 픽셀 데이터 신호(RGB), 데이터 인에이블 신호(DE), 동기 신호들(H_sync, V_sync) 및 클럭 신호(MCLK)를 입력받고, 데이터 드라이버(120)를 제어하기 위한 제어 신호들(CTRL1)과 픽셀 데이터 신호(RGB'), 게이트 드라이버(110)를 제어하기 위한 신호들(CTRL2) 그리고 오버슈트 신호(OS)를 출력한다. 데이터 드라이버(120)를 제어하기 위한 제어 신호들(CTRL1)은 래치 신호(TP), 수평 동기 시작 신호(STH, start horizontal), 클럭 신호(HCLK), 반전 구동 신호(POL)를 포함한다. 게이트 드라이버(110)를 제어하기 위한 제어 신호들(CTRL2)는 수직 동기 시작 신호(start vertical, STV), 게이트 클럭 신호(CPV), 및 출력 인에이블 신호(OE)를 포함한다.
게이트 드라이버(110)를 이루는 게이트 구동 IC들을 액정 패널(100)의 일측에 탑재할 수 없는 경우 액정 패널(100)의 양측에 구동 IC들을 나누어 배치하는 듀 얼 뱅크(dual bank) 구조에서는 타이밍 컨트롤러(110)가 두 개의 게이트 클럭 신호들(CPV1, CPV2)을 게이트 드라이버(110)로 제공할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(150)는 외부로부터 입력되는 현재 프레임의 픽셀 데이터(RGB)를 메모리(160)에 저장하고, 메모리(160)에 저장된 이전 프레임의 픽셀 데이터(RGBk-1)와 현재 프레임의 픽셀 데이터(RGB)를 비교해서 오버슈트 신호(OS)를 선택적으로 활성화한다.
구동전압 발생회로(130)는 액정 표시 장치의 동작에 필요한 다양한 전압들 예를 들면, 구동 전원 전압(AVDD), 디지털 구동 전압(DVDD), 게이트 온 전압(VON), 게이트 오프 전압(VOFF), 공통 전극 전압(VCOM) 그리고 스토리지 전압(Vst)을 발생한다. 이 실시에에서 구동 전압 발생회로(130)는 오버슈트 신호(OS)에 응답해서 구동 전원 전압(AVDD)을 노말 레벨보다 높은 레벨로 출력한다. 계조전압 발생회로(140)는 오버슈트 신호(OS)에 응답해서 복수의 계조 전압들의 간극을 조절해서 출력한다.
도 2는 k-1번째 프레임의 계조와 k번째 프레임의 계조 변화에 따른 응답속도 변화를 예시적으로 보여준다.
도 2를 참조하면, 이전 프레임 즉, k-1번째 프레임이 풀-블랙에 대응하는 0계조이고, 현재 프레임 즉, k번째 프레임이 풀-화이트에 대응하는 255계조일 때 응답 속도가 가장 느림을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 풀-블랙에서 풀-화이트로의 색상 변화시 응답 속도를 향상시키기 위하여 데이터 라인 구동 전압(VD)을 노말 레 벨보다 높은 레벨로 발생한다. 이하 설명에서는 풀-블랙에서 풀-화이트로의 색상 변화시 응답 속도를 향상시키기 위한 구성 및 동작이 설명되나, 본 발명은 풀-블랙에서 풀-화이트로의 색상 변화뿐만 아니라 풀-블랙에 가까운 블랙(예를 들면, 1~63계조)에서 풀-화이트에 가까운 풀-화이트로의 색상 변화시에도 적용될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 구동전압 발생회로에서 발생되는 데이터 라인 구동 전압(VD)의 변화를 보여준다.
예컨대, 메모리(160)에 저장된 이전 프레임의 픽셀 데이터(RGBk-1)가 0계조에 대응하는 풀-블랙이고, 현재 프레임의 픽셀 데이터(RGB)가 255 계조에 대응하는 풀-화이트이면, 타이밍 컨트롤러(150)는 오버슈트 신호(OS)를 하이 레벨로 활성화한다. 구동전압 발생회로(130)는 활성화된 오버슈트 신호(OS)에 응답해서 구동 전원 전압(AVDD)을 한 프레임동안 노말 레벨보다 높은 레벨로 발생한다. 이와 같이 구동 전원 전압(AVDD)을 상승시키면 계조 전압(AVDD)의 풀-화이트에 대응하는 계조 전압이 상승하게 되고, 그 결과 데이터 라인 구동 전압(VD)이 상승된다. 그러므로 풀-블랙에서 풀-화이트로의 색상 변환시 응답 속도가 향상될 수 있다. 상승된 구동 전원 전압(AVDD)은 한 프레임동안 유지될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 구동전압 발생회로의 바람직한 실시예에 따른 구성을 보여준다.
도 4를 참조하면, 구동전압 발생회로(130)는 DC/DC 컨터버(131), 저항들(132, 134) 그리고 스위치(133)를 포함한다. DC/DC 컨버터(131)는 전원 전 압(VDD)을 입력받고, 전압(N_AVDD)을 출력한다. DC/DC 컨버터(131)의 전압(N_AVDD) 출력 단자와 구동 전원 전압(AVDD) 출력 단자 사이에는 저항(132)이 연결된다. 저항(132)의 양단에는 스위치(131)와 저항(134)이 연결된다. 스위치(131)는 오버슈트 신호(OS)에 의해서 제어된다.
노말 동작동안, 오버슈트 신호(OS)는 로우 레벨이고, 스위치(133)는 오프 상태이다. 그러므로, DC/DC 컨버터(131)의 전압(N_AVDD) 출력 단자와 구동 전원 전압(AVDD) 출력 단자 사이에는 저항(132)만이 연결된다. 오버슈트 신호(OS)가 하이 레벨로 되면, 스위치(133)는 온되고, C/DC 컨버터(131)의 전압(N_AVDD) 출력 단자와 구동 전원 전압(AVDD) 출력 단자 사이에는 저항들(132, 134)이 병렬로 연결된다. 그러므로, 저항(134)의 저항값에 따라서 도 1에 도시된 계조 전압 발생기(140)로 공급되는 구동 전원 전압(AVDD)은 상승한다.
도 4에 도시된 DC/DC 컨버터(131)는 전압(N_AVDD) 뿐만 아니라 액정 표시 장치의 동작에 필요한 다양한 전압들(예를 들면, 게이트 온 전압, 게이트 오프 전압, 공통 전극 전압)을 더 발생할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 계조전압 발생회로(140)를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 계조전압 발생회로(150)는 저항들(R11-R15, R21-R25), 스위칭 회로(141) 그리고 계조전압 발생기(142)를 포함한다. 저항들(R11-R15)은 직렬로 순차적으로 연결된다. 저항들(R21-R25)은 구동 전원 전압(AVDD)과 접지 전압 사이에 직렬로 순차적으로 연결된다. 저항들(R11-R15)과 저항들(R21-R25)은 서로 일대일 대응한다.
스위칭 회로(141)는 오버슈트 신호(OS)에 응답해서 저항들(R11-R15)과 대응하는 저항들(R21-R25)을 각각 병렬로 연결한다. 예컨대, 오버슈트 신호(OS)가 하이 레벨로 활성화되면 저항(R21)과 저항(R11)은 병렬로 연결되고, 저항(R25)과 저항(R15)은 병렬로 연결된다.
액정 표시 장치는 액정의 열화를 방지하기 위하여 데이터 라인 구동 신호를 공통 전극(Vcom)에 대해 양, 음 반복되도록 구동하며, 이와 같은 구동 방식을 반전 구동 방식이라고 한다. 계조전압 발생기(142)는 반전 구동을 위해서 공통 전압(Vcom)보다 높은 양의 계조 전압들(VG1-VG7)과 공통 전압(Vcom)보다 낮은 음의 계조 전압들(VG11-VG17)을 발생한다. 저항들(R21-R25) 사이의 연결 노드의 전압들(VUH, VUL, VLH, VLL) 각각은 계조 전압 발생기(142)에서 발생될 양의 계조 전압들(VG1-VG7)의 최고 계조 전압 및 최저 계조 전압 그리고 음의 계조 전압들(VG11-VG17)의 최고 계조 전압 및 최저 계조 전압이다.
즉, 계조 전압 발생기(142)는 최고 계조 전압(VUH)과 최저 계조 전압(VUL) 사이에서 양의 계조 전압들(VG1-VG7)을 발생하고, 최고 계조 전압(VLH)과 최저 계조 전압(VLL) 사이에서 음의 계조 전압들(VG11-VG17)을 발생한다.
오버슈트 신호(OS)가 하이 레벨일 때 구동 전원 전압(AVDD)이 상승하고, 그에 따라 양의 최고 계조 전압(VUH)과 최저 계조 전압(VUL) 그리고 음의 최고 계조 전압(VLH)과 최저 계조 전압(VLL)의 레벨이 변화한다. 따라서 저항들(R21-R25) 각각의 양단에 저항들(R11-R15)을 병렬로 연결함으로써 양의 최고 계조 전압(VUH)과 최저 계조 전압(VUL) 그리고 음의 최고 계조 전압(VLH)과 최저 계조 전압(VLL)의 레벨을 조절할 수 있다. 예컨대, 양의 최고 계조 전압(VUH)은 상승시키고, 음의 최저 계조 전압(VLL)은 낮추며, 양의 최저 계조 전압(VUL) 및 음의 최고 계조 전압(VLH)은 그대로 유지한다.
그러므로 계조전압 발생기(142)는 오버슈트 신호(OS)가 활성화될 때 상승된 양의 최고 계조 전압(VUH)만큼 상승한 계조 전압들(GV1-VG7)을 발생하고, 낮아진 음의 최저 계조 전압(VLL)만큼 낮아진 음의 계조 전압들(VG11-VG17)을 발생할 수 있다.
픽셀 데이터 신호가 이전 프레임에서 풀-블랙이고, 현재 프레임에서 풀-화이트일 때 오버슈트 신호(OS)가 활성화되고 그에 따라서 구동 전원 전압(AVDD)가 노말 레벨보다 상승한다. 이 경우, 풀-블랙에서 풀-화이트로 변경된 픽셀 데이터 신호에 대응하는 픽셀은 응답 속도가 향상되나, 중간 계조 전압에 대응하는 픽셀 데이터 신호가 표시되는 픽셀들은 구동 전원 전압(AVDD)의 상승에 의해서 원하지 않은 높은 계조 전압이 인가될 수 있다.
따라서 본 발명의 계조전압 발생기(142)는 오버슈트 신호(OS)가 활성화될 때 구동 전원 전압(AVDD)의 상승에 의해서 고계조에 대응하는 계조 전압들만 상승하도록 하고, 저계조에 대응하는 계조 전압들은 영향을 받지 않도록 룩-업 테이블(look-up table, LUT)(143)을 참조하여 계조 전압들(VG1-VG7, VG11-VG17)을 발생한다.
도 6은 도 5에 도시된 계조전압 발생기(142) 내 룩-업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 6을 참조하면, 계조전압 발생기(142)는 설정되어 있는 계조 전압보다 높은 계조에 해당하는 전압을 액정에 인가하기 위하여 DCC(dynamic capacitance compensation) 방식으로 계조전압들을 발생한다. 이 실시예에서 픽셀 데이터 신호는 0계조부터 255계조까지 표시 가능하다. 예컨대, 오버슈트 신호(OS)가 로우 레벨일 때 양의 계조 전압들(VG1-VG7) 각각은 57부터 248까지의 계조들에 각각 대응하고, 음의 계조 전압들(VG11-VG17) 각각은 198부터 7까지의 계조들에 각각 대응한다. 오버슈트 신호(OS)가 하이 레벨로 활성화되면 양의 계조 전압들(VG1-VG7) 각각은 37부터 248까지의 계조들에 각각 대응하고, 음의 계조 전압들(VG11-VG17) 각각은 198부터 37까지의 계조들에 각각 대응한다. 이 때, 고계조에 대응하는 양의 계조 전압들(VG6, VG7)의 계조 차는 68로서, 오버슈트 신호(OS)가 로우 레벨일 때의 48보다 계조 차가 더 크다. 마찬가지로 고계조에 대응하는 음의 계조 전압들(VG16, VG17)의 계조 차는 68로서, 오버슈트 신호(OS)가 로우 레벨일 때의 48보다 계조 차가 더 크다. 오버슈트 신호(OS)가 하이 레벨일 때 계조 전압(VG7)은 오버슈트 신호(OS)가 로우 레벨일 때와 동일하게 248 계조에 대응하나, 오버슈트 신호(OS)가 하이 레벨일 때 구동 전원 전압(AVDD)의 상승으로 인하여 실제 액정에 인가되는 전압은 오버슈트 신호(OS)가 로우 레벨일 때보다 높다. 나머지 계조 전압들(VG1-VG6, VG11-VG16)간의 계조 차는 오버슈트 신호(OS)가 로우 레벨일 때와 하이 레벨일 때 동일하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 풀-블랙 계조에서 풀-화이트 계조로 계조 변경이 이루어질 때 구동 전원 전압(AVDD)을 상승시키는 것에 의해서 액정의 응답 속도 가 고속화된다. 또한 구동 전원 전압(AVDD)의 상승에 의해서 중간 계조 변화시의 오동작을 방지할 수 있다. 본 발명은 0계조에서 256계조로의 변화 뿐만 아니라 도 2에 도시된 바와 같이, 이전 프레임에서 31계조이고, 현재 프레임에서 255 계조로의 변화와 같이 풀-블랙 계조에서 풀-화이트 계조로의 계조 변화가 클 때에도 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오버슈팅 구동을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 액정 표시 장치는 오버슈트 신호가 활성화되면 스토리지 전압(Vst)을 조절하여 데이터 라인으로 인가되는 계조 전압(VD)과 스토리지 전압(Vst)의 전압차(ΔV)를 증가시킨다. 그 결과 앞서 도 3에서 설명한 구동 전원 전압(AVDD)의 오버슈트 구동과 동일한 효과가 발생한다.
도 1을 다시 참조하면, 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통 전극과 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극을 포함하는 액정 용량 커패시터(Clc)로 등가적으로 표시될 수 있다. 그리고 액정셀 내에는 액정 용량 커패시터(Clc)에 충전된 데이터 전압을 다음 데이터 전압이 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다. 스토리지 커패시터(Cst)의 일단에는 전압 발생 회로(130)에서 발생된 스토리지 전압(Vst)이 인가된다.
도 8은 도 1에 도시된 전압 발생 회로의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 전압 발생 회로(200)는 DC/DC 컨버터(210)와 스토리지 전압 발생부(220)를 포함한다. DC/DC 컨버터(210)는 전원 전압(VDD)을 입력받고, 액 정 표시 장치의 동작에 필요한 다양한 전압들(AVDD, VDD, VON, VOFF, VCOM)을 발생한다. 스토리지 전압 발생부(220)는 전원 전압(VDD)과 타이밍 컨트롤러(150)로부터의 반전 신호(POL) 및 오버슈트 신호(OS)를 입력받고, 스토리지 전압(Vst)을 발생한다.
도 9 및 도 10은 스토리지 전압의 변화를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
앞서 설명한 바와 같이, 액정 표시 장치는 액정의 열화를 방지하기 위하여 데이터 라인으로 인가되는 데이터 신호를 공통 전극(Vcom)에 대해 양, 음 반복되도록 반전 구동된다. 그러므로, 데이터 라인으로 인가되는 데이터 신호가 오버슈트 구동되도록 하기 위해서는 데이터 라인의 반전 구동에 동기해서 스토리지 전압(Vst)을 상승/하강시키는 제어가 필요하다.
이 실시예에서는 데이터 드라이버(120)로 인가되는 반전 신호(POL)에 응답해서 스토리지 전압(Vst)을 상승/하강시킨다.
도 9에 도시된 바와 같이, 반전 신호(POL)가 하이 레벨이면, 데이터 라인들은 공통 전압(Vcom)보다 높은 레벨의 계조 전압들(GV1-VG7)로 구동되고, 이 때 스토리지 전압(Vst)은 소정 레벨 낮아진다. 그러므로, 데이터 라인에 인가된 계조 전압(GV1-VG7)과 스토리지 전압(Vst) 간의 차(ΔV)가 커진다.
도 10에 도시된 바와 같이, 반전 신호(POL)가 로우 레벨이면, 데이터 라인들은 공통 전압(Vcom)보다 낮은 레벨의 계조 전압들(GV11-VG17)로 구동되고, 이 때 스토리지 전압(Vst)은 소정 레벨 높아진다. 그러므로, 데이터 라인에 인가된 계조 전압(GV11-VG17)과 스토리지 전압(Vst) 간의 차(ΔV)가 커진다.
따라서 풀-블랙 계조에서 풀-화이트 계조로 즉, 0 계조에서 255 계조로 계조 변경이 이루어질 때 액정의 응답 속도가 현저히 향상된다.
도 11은 본 발명의 액정 표시 장치의 동작을 보여주는 플로우차트이다.
도 11을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(150)는 외부로부터 입력되는 현재 프레임의 픽셀 데이터와 이전 프레임의 픽셀 데이터를 입력받는다. 즉, 타이밍 컨트롤러(1500는 메모리(160)로부터 k-1번째 프레임의 픽셀 데이터와 외부로부터 k번째 프레임의 픽셀 데이터를 입력받는다(300).
타이밍 컨트롤러(150)는 k-1번째 프레임의 픽셀 데이터가 풀-블랙이고, k번째 프레임의 픽셀 데이터가 풀-화이트이면(310) 동작 전압이 조절되도록 구동전압 발생 회로(130)를 제어한다(320). 여기서, 동작 전압은 구동 전원 전압(AVDD)이거나 또는 스토리지 전압(Vst) 중 어느 하나이다.
계조전압 발생회로(140)는 동작 전압이 제어될 때 타이밍 컨트롤러(150)의 제어에 응답해서 계조 전압들 간극 조절을 조절한다(330).
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 k-1번째 프레임의 계조와 k번째 프레임의 계조 변화에 따른 응답속도 변화를 예시적으로 보여준다.
도 3은 도 1에 도시된 구동전압 발생회로에서 발생되는 데이터 라인 구동 전압(VD)의 변화를 보여준다.
도 4는 도 1에 도시된 구동전압 발생회로의 바람직한 실시예에 따른 구성을 보여준다.
도 5는 도 1에 도시된 계조전압 발생회로를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 계조전압 발생기 내 룩-업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오버슈팅 구동을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 전압 발생 회로의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10은 스토리지 전압의 변화를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 액정 표시 장치의 동작을 보여주는 플로우차트이다.

Claims (16)

  1. 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호와 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라서 동작 전압을 제어하는 단계; 그리고
    복수의 계조 전압들을 발생하되, 상기 동작 전압에 따라서 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동작 전압 제어 단계는,
    상기 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-블랙 계조이고, 상기 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-화이트일 때 상기 동작 전압을 변경하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동작 전압 제어 단계는,
    상기 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-블랙 계조이고, 상기 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-화이트일 때 오버슈트 신호를 활성화화는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오버슈트 신호가 활성 상태일 때 상기 계조 전압 간극 조절 단계는,
    최고 계조 전압과 최저 계조 전압의 레벨을 조절하는 단계; 그리고
    상기 최고 계조 전압과 상기 최저 계조 전압 사이의 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 동작 전압은 스토리지 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    매 프레임마다 번갈아 활성화/비활성화되는 반전 신호를 발생하는 단계를 더 포함하며;
    상기 오버슈트 신호가 활성 상태일 때 상기 반전 신호에 응답해서 상기 스토리지 전압을 상승/하강 시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 동작 전압은 구동 전원 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제어 방법.
  8. 복수의 데이터 라인들 및 복수의 게이트 라인들을 포함하는 액정 패널과;
    상기 복수의 데이터 라인들 및 상기 복수의 게이트 라인들을 구동하기 위한 구동 회로와;
    픽셀 데이터 신호, 데이터 인에이블 신호 및 클럭 신호를 입력받고, 상기 구동 회로를 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하며, 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호와 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라서 오버슈트 신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러와;
    상기 오버슈트 신호에 응답해서 동작 전압을 발생하는 전압 발생 회로; 그리고
    복수의 계조 전압들을 발생하되, 상기 오버슈트 신호에 응답해서 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절하는 계조 전압 발생 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 이전 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-블랙 계조이고, 상기 현재 프레임의 픽셀 데이터 신호가 풀-화이트일 때 상기 오버슈트 신호를 활성화화는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 동작 전압은 구동 전원 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 계조 전압 발생기는,
    상기 구동 전원 전압과 접지 전압 사이에 적렬로 순차적으로 연결된 복수의 저항들과;
    상기 저항들에 각각 대응하는 복수의 보조 저항들을 포함하고, 상기 오버슈트 신호에 응답해서 상기 저항들 각각의 양단에 대응하는 보조 저항을 병렬로 연결하는 저항 조절 회로와;
    상기 저항들의 연결 노드들의 전압들을 입력받고, 상기 오버슈트 신호에 응답해서 복수의 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 계조 전압 발생기는,
    상기 오버슈트 신호에 응답해서 상기 복수의 계조 전압들 사이의 간극을 조절하기 위한 룩-업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 저항들의 연결 노드들의 상기 전압들은 최고 계조 전압 및 최저 계조 전압이며, 상기 계조 전압 발생기는 상기 최고 계조 전압과 상기 최저 계조 전압 사이의 상기 복수의 계조 전압들을 발생하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 전원 발생 회로는,
    전원 전압을 입력받고, 제1 노드로 제1 전압을 발생하는 DC/DC 컨버터와;
    상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 저항과;
    상기 저항과 병렬로 연결되고, 상기 제1 노드와 상기 제2 사이에 직렬로 연결된 스위치 및 제2 저항을 포함하되;
    상기 스위치는 상기 오버슈트 신호에 응답해서 동작하고, 상기 제2 노드의 전압은 상기 구동 전원 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 동작 전압은 스토리지 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 매 프레임마다 번갈아 활성화/비활성화되는 반전 신호를 발생하고;
    상기 전압 발생 회로는, 상기 오버슈트 신호가 활성 상태일 때 상기 반전 신 호에 응답해서 상기 스토리지 전압을 상승/하강 시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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