KR20110053015A

KR20110053015A - 액정표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20110053015A
Application number: KR1020090109800A
Authority: KR
Inventors: 유용수
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2011-05-19
Also published as: KR101601092B1

Abstract

본발명은, 액정패널에 형성되고, 행라인을 따라 연장된 게이트배선과, 상기 게이트배선과 교차하여 화소를 정의하는 데이터배선과; 게이트클럭신호를 생성하는 게이트클럭신호발생부와; 상기 게이트클럭신호의 게이트펄스에 응답하여 상기 게이트배선에 스캔펄스를 출력하는 게이트구동부를 포함하고, 상기 게이트펄스의 게이트하이전압의 값은, 대응되는 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 따라 적응적으로 조절되는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid crystal display device and method of driving the same}

본발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기발광소자 (OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.

이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.

액정표시장치로서는, 매트릭스형태로 배치된 화소 각각에 스위칭트랜지스터가 형성된 액티브매트릭스 타입(active matrix type)의 액정표시장치가 현재 보편 적으로 사용되고 있다.

이와 같은 액티브매트릭스 타입의 액정표시장치에서는, 게이트배선이 스캔되면, 스캔펄스가 인가되어 스위칭트랜지스터가 턴온된다. 이에 동기하여, 데이터전압이 데이터배선을 통해 전달되어 해당 화소에 인가된다. 이에 따라, 해당 화소의 화소전극에 데이터전압이 인가되어, 이에 대응되는 빛이 발광된다.

한편, 최근에는, 게이트배선에 스캔펄스를 출력하는 게이트구동부가 액정패널에 직접 형성되는 추세에 있다. 이와 같이 게이트구동부를 액정패널에 직접 실장하는 방식은, 소위 GIP(gate in panel) 방식이라고 불리운다.

GIP 방식에서는, 게이트클럭신호가 게이트클럭배선을 통해 게이트구동부에 전달된다. 이와 같은 게이트클럭신호의 게이트펄스에 응답하여, 스캔펄스가 해당 게이트배선에 출력된다. 여기서, 스캔펄스의 전압 스윙폭은, 실질적으로 게이트펄스의 전압 스윙폭과 동일하다.

스캔펄스의 턴온전압, 예를 들면 화소의 스위칭트랜지스터를 턴온시키는 하이전압은, 스위칭트랜지스터의 데이터전압 충전 능력을 고려하여 결정된다. 이와 관련하여, 화소에 인가되는 데이터전압의 범위는, TN 액정을 사용하는 경우에, 대략 0.5V~10V 정도의 범위를 갖는다. 이와 같은 데이터전압 범위에는, 영상데이터의 계조들 각각에 대응되는 계조전압들이 분포되어 있다. 이에 따라, 입력되는 영상데이터의 계조에 대응되는 계조전압이 데이터전압으로 출력된다.

이와 같은 경우에, 최대 전압인 10V의 데이터전압을 충전시키는 경우가, 스위칭트랜지스터의 충전 능력 측면에서는 가장 열악한 경우에 해당될 것이다. 따라 서, 이와 같은 가장 열악한 경우를 고려하여, 스캔펄스의 하이전압을 충분히 크게 설정할 필요가 있다. 이에 따라, 스캔펄스의 하이전압으로서, 예를 들면 25V의 전압이 사용될 수 있다. 한편, 스캔펄스의 턴오프전압 즉 로우전압으로서는, 예를 들면 -5V가 사용될 수 있다.

이처럼, 데이터전압의 충전을 고려하여, 스캔펄스는 대략 30V 정도의 큰 전압 스윙폭을 갖게 된다. 이에 따라, 게이트클럭신호(GCLK)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 게이트펄스가 대략 30V의 고정된 전압 스윙폭을 갖도록, 생성된다.

그런데, 이처럼 게이트클럭신호의 전압 스윙폭이 큰 값으로 고정되어 출력되어야 하고, 또한 게이트클럭신호를 전달하는 게이트클럭배선은 큰 RC부하를 갖고 있다. 이는, 게이트클럭신호 출력에 따른 소비전력의 증가를 초래하게 된다.

본발명은, 소비전력을 개선할 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 액정패널에 형성되고, 행라인을 따라 연장된 게이트배선과, 상기 게이트배선과 교차하여 화소를 정의하는 데이터배선과; 게이트클럭신호를 생성하는 게이트클럭신호발생부와; 상기 게이트클 럭신호의 게이트펄스에 응답하여 상기 게이트배선에 스캔펄스를 출력하는 게이트구동부를 포함하고, 상기 게이트펄스의 게이트하이전압의 값은, 대응되는 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 따라 적응적으로 조절되는 액정표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 게이트클럭신호발생부는, 다수의 게이트하이전압들 중 하나를 선택하는 선택스위치와; 게이트로우전압과 상기 선택된 게이트하이전압을 사용하여, 상기 게이트클럭신호를 생성하는 레벨쉬프터를 포함할 수 있다.

상기 행라인의 영상데이터를 분석하여, 상기 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 대응되는 계조를 검출하고, 상기 검출된 계조가, 상기 다수의 게이트하이전압들 각각에 대응되는 다수의 계조범위 중 어디에 속하게 되는지 판단하는 영상분석부를 더욱 포함하고, 상기 영상분석부의 판단결과에 따라, 상기 선택스위치는 상기 검출된 계조가 속하는 계조범위에 대응되는 게이트하이전압을 선택하도록 제어될 수 있다.

상기 게이트구동부는, 상기 화소의 스위칭트랜지스터가 형성된 상기 액정패널의 어레이기판에 형성될 수 있다.

상기 다수의 게이트하이전압들을 공급하는 전원공급부를 더욱 포함하고, 상기 전원공급부는, 상기 다수의 게이트하이전압들 각각을 생성하는 다수의 차지펌핑부를 포함하며, 상기 다수의 차지펌핑부는 캐스케이드 방식으로 연결될 수 있다.

다른 측면에서, 본발명은, 액정패널에 형성되고, 행라인을 따라 연장된 게이트배선과 상기 게이트배선과 교차하여 화소를 정의하는 데이터배선을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 게이트클럭신호발생부에서, 게이트클럭신호를 생 성하는 단계와; 상기 게이트클럭신호의 게이트펄스에 응답하여, 게이트구동부에서 상기 게이트배선에 스캔펄스를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 게이트클럭신호를 생성하는 단계는, 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 따라, 대응되는 상기 게이트펄스의 게이트하이전압의 값을 적응적으로 조절하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제공한다.

여기서, 상기 게이트클럭신호를 생성하는 단계는, 다수의 게이트하이전압들 중 하나를 선택하는 단계와; 게이트로우전압과 상기 선택된 게이트하이전압을 사용하여, 레벨쉬프터에서 상기 게이트클럭신호를 생성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.

상기 다수의 게이트하이전압들 중 하나를 선택하는 단계는, 상기 행라인의 영상데이터를 분석하여, 상기 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 대응되는 계조를 검출하는 단계와; 상기 검출된 계조가, 상기 다수의 게이트하이전압들 각각에 대응되는 다수의 계조범위 중 어디에 속하게 되는지 판단하는 단계와; 상기 판단결과에 따라, 상기 검출된 계조가 속하는 계조범위에 대응되는 게이트하이전압을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

전원공급부의 다수의 차지펌핑부 각각을 통해, 상기 다수의 게이트하이전압을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 차지펌핑부는 캐스케이드 방식으로 연결될 수 있다.

본발명에서는, 게이트클럭신호의 게이트하이전압은, 행라인의 최대 데이터전압의 값에 따라, 적응적으로 조절될 수 있다. 따라서, 데이터전압의 값에 관계없이 고정된 전압 스윙폭을 갖는 게이트클럭신호를 사용하는 종래에 비해, 소비전력을 개선할 수 있게 된다.

더욱이, 본발명의 실시예에서는, 게이트클럭신호의 게이트하이전압 조절을 위해, 전원공급부는 다수의 차지펌핑부를 구비하여 다수의 게이트하이전압을 생성하게 된다. 이처럼, 별도의 전원소자를 추가하지 않고, 차지펌핑부를 추가하는 구성을 통해 다수의 게이트하이전압(VGH1, VGH2)을 생성할 수 있게 됨으로써, 별도의 전원소자를 추가함으로써 발생할 수 있는 비용상승을 절감할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본발명의 실시예에 따른 화소의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본발명의 실시예에 따른 전원공급부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본발명의 실시예에 따른 게이트클럭신호발생부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(200)과, 구동부와, 백라이트(600)를 포함한다. 구동부는, 타이밍제어부(310)와, 게이트구동부(320)와, 데이터구동부(330)와, 감마기준전압발생부(340)와, 게이트클럭신호발생부(400)와, 전원공급부(500)를 포함할 수 있다.

액정패널(200)은, 서로 마주하는 두개의 기판, 예를 들면 어레이기판과 대향기판과 이들 두 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다.

액정패널(200)의 어레이기판에는, 제 1 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선(GL)과, 제 2 방향을 따라 연장된 다수의 데이터배선(DL)이 교차하여, 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 화소(P)가 정의된다.

도 3을 참조하면, 각 화소(P)에는, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결된 스위칭트랜지스터(TS)가 형성되어 있다. 스위칭트랜지스터(TS)는 화소전극과 연결되어 있다. 한편, 화소전극에 대응하여 공통전극이 형성되며, 이들 화소전극과 공통전극 사이에 전계가 형성되어 액정을 구동하게 된다. 화소전극과 공통전극 그리고 이들 전극 사이에 위치하는 액정은 액정커패시터(Clc)를 구성하게 된다. 한편, 각 화소(P)에는, 스토리지커패시터(Cst)가 더욱 구성되며, 이는 화소전극에 인가된 데이터전압을 다음 프레임까지 저장하는 역할을 하게 된다.

타이밍제어부(310)는 TV시스템이나 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 제어신호와, 영상데이터(Data)를 입력받게 된다.

타이밍제어부(310)는 입력된 제어신호를 사용하여, 게이트구동부(320)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터구동부(330)를 제어하기 위한 데이터제 어신호(DCS)를 생성한다.

감마기준전압발생부(340)는, 고전위전압과 저전위전압을 분압하여 다수의 감마기준전압(Vgamma)을 생성하고, 이를 데이터구동부(330)에 공급한다.

게이트구동부(320)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트배선(GL)에 스캔펄스를 순차적으로 인가할 수 있다. 예를 들면, 매 프레임 동안 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 선택하고, 선택된 게이트배선(GL)에 대해 스캔펄스를 출력하게 된다. 이에 따라, 스캔펄스의 게이트하이전압에 의해, 해당 행라인에 위치하는 스위칭트랜지스터(T)는 턴온된다. 한편, 다음 프레임의 스캔시까지는 게이트배선(GL)에 게이트로우전압이 공급된다.

위와 같은 스캔펄스는, 게이트클럭신호공급부(400)로부터 전달되는, 게이트클럭신호(GCLK)의 게이트펄스와 실질적으로 동일하다. 이에 대해서는, 이후에 보다 상세하게 설명한다.

여기서, 본발명의 실시예에 따른 게이트구동부(320)는, GIP 방식의 게이트구동부(320)에 해당될 수 있다. 즉, 게이트구동부(320)는, 어레이기판의 어레이소자들 예를 들면 스위칭트랜지스터(TS)와 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)을 형성하는 과정에서, 형성될 수 있다.

데이터구동부(330)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)에 응답하여, 데이터전압을 다수의 데이터배선(DL)에 공급하게 된다. 예를 들면, 입력된 감마기준전압들(Vgamma)에 대해, 분압회로를 통해 분압하 여, 계조전압들을 생성하게 된다. 이와 같은 계조전압들은, 영상데이터(Data)가 가질 수 있는 계조들 각각에 대응된다.

이와 관련하여 예를 들면, 영상데이터(Data)가 n-bit인 경우에 2ⁿ개의 계조들(즉, 제 0 내지 2^n-1 계조들)이 표현될 수 있고, 이에 따라 2ⁿ개의 계조전압들이 생성될 것이다. 따라서, 데이터구동부(330)는, 입력된 영상데이터(Data)의 계조에 대응되는 계조전압을 데이터전압으로 하여 해당 데이터배선(DL)에 출력하게 된다. 이와 데이터전압은, 게이트배선(GL)의 스캔에 동기하여 출력되고, 스캔된 행라인에 위치한 해당 화소(P)에 입력된다. 여기서, 영상데이터(Data)가 표현할 수 있는 계조범위는, 설명의 편의를 위해 가용계조범위라고 칭할 수 있다.

백라이트(600)는, 빛을 액정패널(200)에 공급하는 역할을 하게 된다. 백라이트(600)로서, 냉음극관형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp: EEFL), 발광다이오드(light emitting diode: LED) 등이 사용될 수 있다.

전원공급부(500)는 전원소자로서, 액정표시장치(100)의 구성요소들을 구동하기 위한 구동전압들(VDD, VGH1, VGH2, VGL)을 생성하여 공급하게 된다.

예를 들면, 본발명의 실시예에 따른 게이트클럭신호(GCLK)를 생성하기 위해, 게이트로우전압(VGL)과 다수의 게이트하이전압(VGH1, VGH2)을 생성하여 게이트클럭신호발생부(400)에 공급하게 된다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 다수의 게이트하이전압(VGH1, VGH2)으로서, 2개의 서로 다른 전압레벨을 갖는 제 1 및 2 게이트하 이전압(VGH1, VGH2)이 생성되어 공급되는 것을 예로 들었다. 한편, 전원공급부(500)는, 데이터구동부(330)를 구동하기 위한 구동전압(VDD)과, 감마기준전압들(Vgamma)을 생성하기 위한 고전위전압과 저전위전압을 생성하게 된다. 이처럼, 전원공급부(500)는, 액정표시장치(100)의 구성요소들을 구동하기 위한 구동전압들을 생성하여 해당 구성요소에 공급할 수 있다.

여기서, 전원공급부(500)가 제 1 및 2 게이트하이전압(VGH1, VGH2)을 생성하는 방법의 일예로서, 도 4를 더욱 참조하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 전원공급부(500)는, 파워집적소자(510)와, 다수의 차지펌핑(charge-pumping)부(511a, 511b)를 포함할 수 있다. 파워집적소자(510)는, 입력전압(VIN)을 입력받아 구동전압(VDD)을 생성하게 된다. 예를 들면, 파워집적소자(510)를 통해 출력된 전압은, 다이오드(D3)를 통과하여, 구동전압(VDD)으로서 출력된다.

다수의 차지펌핑부(511a, 511b) 예를 들면 제 1 및 2 차지펌핑부(511a, 511b)는 캐스케이드(cascade) 방식으로 연결되어 있다. 이와 같은 차치펌핑부들(511a, 511b)은, 인덕터(L)의 출력 전압과 구동전압(VDD)에 대해, 차징펌핑 동작을 수행하여, 제 1 및 2 게이트하이전압(VGH1, VGH2)을 생성하게 된다. 이와 같은 차지펌핑 동작을 수행하기 위해, 제 1 및 2 차지펌핑부(511a, 511b) 각각은, 다이오드들(D1_1, D1_2 및 D2_1, D2_2)와 커패시터들(C1_1, C1_2 및 C2_1, C2_2)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 및 2 차지펌핑부(511a, 511b)의 커패시터들(C1_2, C2_2)는 차지펌핑 커패시터로서의 기능을 하게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 제 1 및 2 차지펌핑부(511a, 511b) 각각은, 출력단에서 제 1 및 2 게이트하이전압(VGH1, VGH2)를 출력할 수 있게 된다. 여기서, 제 1 차지펌핑부(511a)는 캐스케이드 연결에서 후단에 위치하는 바, 제 2차지펌핑부(511b)의 출력 전압(VGH2)에 비해, 높은 출력 전압(VGH1)을 출력할 수 있게 된다.

이처럼, 본발명의 실시예에서는, 별도의 전원소자를 추가하지 않고, 차지펌핑부를 추가하는 구성을 통해 다수의 게이트하이전압(VGH1, VGH2)을 생성할 수 있게 된다. 이에 따라, 별도의 전원소자를 추가함으로써 발생할 수 있는 비용상승을 절감할 수 있게 된다.

게이트클럭신호발생부(400)는, 적어도 하나의 게이트클럭신호(GCLK)를 생성하여 게이트구동회로(320)에 공급하게 된다. 본발명의 실시예에서는, 영상분석부(311)에서 행라인의 영상에 대한 분석을 통해, 게이트펄스의 게이트하이전압을 적응적으로 조절하는 과정이 수행되는데, 이에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 5를 더욱 참조하면, 게이트클럭신호발생부(400)는, 적어도 하나의 레벨쉬프터부(410)를 포함할 수 있다. 레벨쉬프터부(410)는 게이트클럭신호(GCLK)를 생성하는 구성으로서, 레벨쉬프터(411)와 선택스위치(412)를 포함할 수 있다.

레벨쉬프터(411)는, 입력단에 입력된 입력클럭신호(CLK_IN)의 레벨을 쉬프트하여 게이트클럭신호(GCLK)를 출력하게 된다. 이와 같은 레벨쉬프트 동작을 수행하 기 위해, 레벨쉬프터(411)은 제 1 전원입력단에서 게이트하이전압(VGH1, VGH2)을 인가받으며, 제 2 전원입력단에서 게이트로우전압(VGL)을 인가받게 된다.

입력단에 입력되는 입력클럭신호(CLK_IN)는 로우전압과 하이전압이 교번하는 형태를 갖게 된다.

이와 같은 입력클럭신호(CLK_IN)에 대해, 레벨쉬프터(410)는, 입력클럭신호(CLK_IN)의 로우전압을 게이트로우전압(VGL)으로 레벨쉬프트하게 된다.

한편, 입력클럭신호(CLK_IN)의 하이전압에 대해서는, 다수의 게이트하이전압 예를 들면 제 1 및 2 게이트하이전압(VGH1, VGH2) 중 하나로 레벨쉬프트하게 된다. 여기서, 제 1 및 2 게이트하이전압(VGH1, VGH2) 중 하나를 선택하는 과정은, 영상분석을 통해 수행된다.

이와 같은 게이트하이전압 선택에 대해 도 6 및 7을 더욱 참조하여 설명한다. 도 6 및 7은 본발명의 실시예에 따른 게이트클럭신호의 게이트하이전압을 조절하는 방법의 일예를 도시한 도면이다.

설명의 편의를 위해, 노멀리 화이트(normally white) 모드로 구동되는 액정표시장치가 사용된다고 가정한다. 노멀리 화이트 모드의 액정표시장치에서는, 최대계조인 화이트계조에 대응되는 계조전압의 전압레벨이 가장 낮으며, 최소계조인 블랙계조에 대응되는 계조전압의 전압레벨이 가장 높다. 그리고, 설명의 편의를 위해, 가용계조범위는 다수의 계조범위로 구분될 수 있는데, 예를 들면 제 1 계조 범위(GR1)와 제 2 계조범위(GR2)로 구분된다고 가정한다. 여기서, 제 1 계조범위(GR1)는 상대적으로 고계조 범위이며, 제 2 계조범위(GR2)는 상대적으로 저계조 범위에 해당된다고 가정한다.

도 7을 참조하면, 영상을 표시하는 화면(S)의 전체 영역 중, A영역은 전체가 화이트를 표시하게 된다. 그리고, B영역은, 일부에서 블랙을 표시하게 된다. 따라서, A영역에 속하는 행라인들의 화소들에는 화이트계조의 데이터전압이 입력되며, B영역에 속하는 행라인들의 화소들 중 일부에는 블랙계조의 데이터전압이 입력된다.

이와 같은 경우에, A영역에 속하는 각 행라인의 최대 데이터전압은 화이트계조를 표현하는 계조전압이며, B영역에 속하는 각 행라인의 최대 데이터전압은 블랙계조를 표현하는 계조전압이다.

여기서, 블랙 계조를 표현하는 계조전압은 전압값이 상대적으로 높으므로, 데이터전압의 충전 능력을 고려하여, 해당 행라인에 인가되는 스캔펄스의 게이트하이전압 또한 상대적으로 높은 값을 갖도록 하는 것이 바람직할 것이다. 한편, 화이트 계조를 표현하는 계조전압은 전압값이 상대적으로 낮으므로, 해당 행라인에 인가되는 스캔펄스의 게이트하이전압은 상대적으로 낮은 값을 갖도록 하여도, 데이터전압의 충전에 커다란 무리가 없을 것이다.

따라서, 본발명의 실시예에서는, 상대적으로 높은 데이터전압이 인가되는 행라인에 대해서는, 상대적으로 높은 게이트하이전압 예를 들면 제 1 게이트하이전압(VGH1)을 갖는 스캔펄스가 인가되도록 할 수 있다. 한편, 상대적으 로 낮은 데이터전압이 인가되는 행라인에 대해서는, 상대적으로 낮은 게이트하이전압 예를 들면 제 2 게이트하이전압(VGH2)을 갖는 스캔펄스가 인가되도록 할 수 있다.

이와 같은 스캔펄스의 게이트하이전압의 적응적인 조절은, 스캔펄스를 결정하는 게이트클럭신호(GCLK)의 게이트펄스의 게이트하이전압을 조절함으로써 수행될 수 있다.

이를 위해, 영상분석부(311)는, 각 행라인의 최대 데이터전압에 대응되는 계조를 검출하고, 이와 같이 검출된 계조가 어느 계조범위 예를 들면 제 1 및 2 계조범위(GR1, GR2) 중 어디에 속하는지 판단한다. 판단결과, 제 1 계조범위(GR1)에 속한다고 판단되면, 이에 대응되는 선택제어신호(SEL)가 예를 들면 타이밍제어부(310)로부터 출력되어, 선택스위치(412)가 제 1 게이트하이전압(VGH1)을 선택하도록 한다. 한편, 판단결과, 제 2 계조범위(GR2)에 속한다고 판단되면, 이에 대응되는 선택제어신호(SEL)가 출력되어, 선택스위치(412)가 제 2 게이트하이전압(VGH2)을 선택하도록 한다.

이에 따라, A영역에 대응되는 게이트펄스는 제 2 게이트하이전압(VGH2)을 갖게 될 것이고, B영역에 대응되는 게이트펄스는 제 1 게이트하이전압(VGH1)을 갖게 될 것이다.

즉, 영상분석부(311)는, A영역의 행라인들 각각에 대한 영상데이터를 분석하여, 각 행라인의 최대 데이터전압이 화이트계조임을 검출할 수 있을 것이다. 그리고, 이와 같은 화이트계조는 제 2 계조범위(GR2)에 속하게 됨을 판단할 수 있을 것 이다.

이와 같은 영상분석부(311)의 분석결과에 따라, 타이밍제어부(310)는 대응되는 선택제어신호(SEL)를 출력하게 될 것이다. 이에 따라, 선택스위치(412)는 제 2 게이트하이전압(VGH2)을 선택하게 될 것이다. 이로 인해, 출력되는 게이트펄스는, 게이트하이전압으로서 제 2 게이트하이전압(VGH2)을 갖게 될 것이다. 따라서, A영역의 행라인들에 대해, 제 2 게이트하이전압(VGH2)을 갖는 스캔펄스가 출력될 것이다.

한편, B영역에 대해서는, 영상분석부(311)는, 해당 행라인들 각각에 대한 영상데이터를 분석하여, 각 행라인의 최대 데이터전압이 블랙계조임을 검출할 수 있을 것이다. 그리고, 이와 같은 블랙계조는 제 1 계조범위(GR1)에 속하게 됨을 판단할 수 있을 것이다.

이와 같은 영상분석부(311)의 분석결과에 따라, 타이밍제어부(310)는 대응되는 선택제어신호(SEL)를 출력하게 될 것이다. 이에 따라, 선택스위치(412)는 제 1 게이트하이전압(VGH1)을 선택하게 될 것이다. 이로 인해, 출력되는 게이트펄스는 제 1 게이트하이전압(VGH1)을 갖게 될 것이다. 따라서, B영역의 행라인들에 대해, 제 1 게이트하이전압(VGH1)을 갖는 스캔펄스가 출력될 것이다.

전술한 바와 같이, 각 행라인의 영상데이터를 분석하여, 해당 행라인의 최대 데이터전압에 해당되는 계조가 속하는 계조범위에 대응되는 게이트하이전압을 선택할 수 있게 된다. 이에 따라, 각 행라인에 대응되는 게이트펄스는 선택된 게이트하 이전압을 갖게 되며, 이로 인해 선택된 게이트하이전압을 갖는 스캔펄스가 해당 행라인에 출력될 수 있게 된다. 여기서, 선택된 게이트하이전압은, 해당 행라인의 최대 데이터전압이 해당 화소에 충분히 충전될 수 있도록 설정된 전압에 해당된다.

이와 같이, 게이트클럭신호의 게이트하이전압은, 행라인의 최대 데이터전압의 값에 따라, 적응적으로 조절될 수 있다. 즉, 게이트펄스의 전압 스윙폭은, 해당 행라인의 데이터전압의 값에 따라, 적응적으로 조절될 수 있다. 따라서, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 데이터전압의 값에 관계없이 고정된 전압 스윙폭을 갖는 게이트클럭신호를 사용하는 종래에 비해, 소비전력을 개선할 수 있게 된다.

이하, 도 8을 더욱 참조하여, 본발명의 실시예에 따른 게이트클럭신호를 사용하여 스캔펄스를 게이트배선들에 출력하는 방법의 일예를 설명한다.

도 8은 본발명의 실시예에 따른 게이트구동부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 게이트구동부(320)는 쉬프트레지스터부(321)를 포함할 수 있다. 그리고, 쉬프트레지스터부(321)는, 다수의 게이트배선들(GL1 내지 GL4) 각각 에 대응하는 쉬프트레지스터단(SR1 내지 SR4)을 포함할 수 있다.

이와 같은 경우에, 게이트제어신호(GCS) 예를 들면, 게이트스타트펄스(GST)에 응답하여 제 1 쉬프트레지스터단(SR1)은 스캔펄스를 제 1 게이트배선(GL)에 출력하게 된다. 이후에는, 전단에 위치한 쉬프트레지스터단(SR1 내지 SR3)의 출력에 응답하여 후단에 위치한 쉬프트레지스터단(SR2 내지 SR4)이 스캔펄스를 출력하게 된다. 이와 같은 방식으로, 쉬프트레지스터단들(SR1 내지 SR4)은 순차적으로 스캔펄스를 게이트배선들(GL1 내지 GL4)에 출력할 수 있다.

이와 같이 스캔펄스를 출력함에 있어, n상의 게이트클럭신호 예를 들면 2상의 게이트클럭신호 즉 제 1 및 2 게이트클럭신호(GCLK1, GCLK2)가 사용될 수 있다.

이와 같은 경우에, 제 1 및 2 게이트클럭신호(GCLK1, GCLK2)는 서로 반대되는 위상을 갖게 될 것이다. 예를 들면, 제 1 게이트클럭신호(GCLK1)가 하이상태이면, 제 2 게이트클럭신호(GCLK)는 로우상태를 갖게 될 것이다.

이에 따라, 제 1 게이트클럭신호(GCLK1)가 입력되는 쉬프트레지스터단들(SR1, SR3)은, 제 1 게이트클럭신호(GCLK1)의 게이트펄스에 응답하여, 게이트펄스와 실질적으로 동일한 스캔펄스를 게이트배선들(GL1, GL3)에 출력하게 될 것이다. 그리고, 제 2 게이트클럭신호(GCLK2)가 입력되는 쉬프트레지스터단들(SR2, SR4)은, 제 2 게이트클럭신호(GCLK)의 게이트펄스에 응답하여, 스캔펄스를 게이트배선들(GL2, GL4)에 출력하게 될 것이다.

여기서, 제 1 및 2 게이트클럭신호(GCLK1, GCLK2)의 게이트펄스들의 게이트하이전압은, 앞서 설명한 바와 같이, 대응되는 행라인의 데이터하이전압 중 최대값 에 따라, 적응적으로 조절될 수 있을 것이다. 그리고, 제 1 및 2 게이트클럭신호(GCLK1, GCLK2)를 생성함에 있어, 게이트클럭신호발생부(400)는 예를 들면, 2개의 레벨쉬프터부(410)를 구비할 수 있을 것이다.

한편, 게이트구동부(320)이 액정패널(200)에 직접 형성되는 경우 즉 GIP 방식인 경우에, 쉬프트레지스터단(SR1 내지 SR4)에 구비된 트랜지스터들은, 화소(P)의 스위칭트랜지스터(TS)를 형성과는 과정에서 형성될 수 있다. 예를 들면, 스위칭트랜지스터(TS)를 비정질실리콘(a-Si)을 사용하여 형성하는 경우에, 쉬프트레지스터단(SR1 내지 SR4)의 트랜지스터들 또한 비정질실리콘을 사용하여 형성될 수 있다. 물론, 이들 트랜지스터들을 형성함에 있어, 결정질실리콘(poly-Si)이 사용될 수도 있다.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

도 1은 종래의 게이트클럭신호롤 도시한 도면.

도 2는 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본발명의 실시예에 따른 화소의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본발명의 실시예에 따른 전원공급부를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 본발명의 실시예에 따른 게이트클럭신호발생부를 개략적으로 도시한 도면.

도 6 및 7은 본발명의 실시예에 따른 게이트클럭신호의 게이트하이전압을 조절하는 방법의 일예를 도시한 도면.

도 8은 본발명의 실시예에 따른 게이트구동부를 개략적으로 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

400 : 게이트클럭신호발생부 410 : 레벨쉬프터부

411 : 레벨쉬프터 412 : 선택스위치

VGH1 : 제 1 게이트하이전압 VGH2 : 제 2 게이트하이전압

VGL : 게이트로우전압 CLK_IN : 입력클럭신호

GCLK : 게이트클럭신호

Claims

액정패널에 형성되고, 행라인을 따라 연장된 게이트배선과, 상기 게이트배선과 교차하여 화소를 정의하는 데이터배선과;

게이트클럭신호를 생성하는 게이트클럭신호발생부와;

상기 게이트클럭신호의 게이트펄스에 응답하여 상기 게이트배선에 스캔펄스를 출력하는 게이트구동부를 포함하고,

상기 게이트펄스의 게이트하이전압의 값은, 대응되는 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 따라 적응적으로 조절되는

액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 게이트클럭신호발생부는,

다수의 게이트하이전압들 중 하나를 선택하는 선택스위치와;

게이트로우전압과 상기 선택된 게이트하이전압을 사용하여, 상기 게이트클럭신호를 생성하는 레벨쉬프터

를 포함하는

액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 행라인의 영상데이터를 분석하여, 상기 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 대응되는 계조를 검출하고,

상기 검출된 계조가, 상기 다수의 게이트하이전압들 각각에 대응되는 다수의 계조범위 중 어디에 속하게 되는지 판단하는

영상분석부를 더욱 포함하고,

상기 영상분석부의 판단결과에 따라, 상기 선택스위치는 상기 검출된 계조가 속하는 계조범위에 대응되는 게이트하이전압을 선택하도록 제어되는

액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 게이트구동부는, 상기 화소의 스위칭트랜지스터가 형성된 상기 액정패널의 어레이기판에 형성된

액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 다수의 게이트하이전압들을 공급하는 전원공급부를 더욱 포함하고,

상기 전원공급부는, 상기 다수의 게이트하이전압들 각각을 생성하는 다수의 차지펌핑부를 포함하며,

상기 다수의 차지펌핑부는 캐스케이드 방식으로 연결된

액정표시장치.
액정패널에 형성되고, 행라인을 따라 연장된 게이트배선과 상기 게이트배선과 교차하여 화소를 정의하는 데이터배선을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

게이트클럭신호발생부에서, 게이트클럭신호를 생성하는 단계와;

상기 게이트클럭신호의 게이트펄스에 응답하여, 게이트구동부에서 상기 게이트배선에 스캔펄스를 출력하는 단계를 포함하고,

상기 게이트클럭신호를 생성하는 단계는,

행라인의 데이터전압들 중 최대값에 따라, 대응되는 상기 게이트펄스의 게이트하이전압의 값을 적응적으로 조절하는 단계를 포함하는

액정표시장치 구동방법.
제 6 항에 있어서,

상기 게이트클럭신호를 생성하는 단계는,

다수의 게이트하이전압들 중 하나를 선택하는 단계와;

게이트로우전압과 상기 선택된 게이트하이전압을 사용하여, 레벨쉬프터에서 상기 게이트클럭신호를 생성하는 단계를 더욱 포함하는

액정표시장치 구동방법.
제 7 항에 있어서,

상기 다수의 게이트하이전압들 중 하나를 선택하는 단계는,

상기 행라인의 영상데이터를 분석하여, 상기 행라인의 데이터전압들 중 최대값에 대응되는 계조를 검출하는 단계와;

상기 검출된 계조가, 상기 다수의 게이트하이전압들 각각에 대응되는 다수의 계조범위 중 어디에 속하게 되는지 판단하는 단계와;

상기 판단결과에 따라, 상기 검출된 계조가 속하는 계조범위에 대응되는 게이트하이전압을 선택하는 단계를 포함하는

액정표시장치 구동방법.
제 6 항에 있어서,

상기 게이트구동부는, 상기 화소의 스위칭트랜지스터가 형성된 상기 액정패널의 어레이기판에 형성된

액정표시장치 구동방법.
제 7 항에 있어서,

전원공급부의 다수의 차지펌핑부 각각을 통해, 상기 다수의 게이트하이전압을 생성하는 단계를 포함하고,

상기 다수의 차지펌핑부는 캐스케이드 방식으로 연결된

액정표시장치 구동방법.