KR20110073097A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

액정표시장치가 개시된다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인과 데이터라인들이 교차되어 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버와, 상기 다수의 게이트라인으로 게이트 신호를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버와, 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 구동 주파수에 대응되는 도트 클럭신호를 상기 타이밍 컨트롤러로부터 제공받아 상기 구동 주파수에 따라 상기 게이트 신호의 변조 구간을 상이하게 제어하는 게이트 신호 변조 제어신호를 출력하는 게이트 신호 변조 제어부 및 상기 게이트 신호 변조 제어신호의 폴링 타임에 동기되어 상기 게이트 신호를 변조하여 상기 변조된 게이트 신호를 상기 게이트 드라이버로 공급하는 게이트 신호 변조부를 포함한다.

게이트 펄스 변조(GPM), FLK 신호(게이트 펄스 변조 제어 신호), 주파수, 룩업 테이블

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 구동 주파수에 따라 게이트 펄스의 폭을 변조하여 구동 주파수에 따라 화소 전극에 충전되는 데이터의 차징 타임을 보상하여 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 기존의 표시장치인 음극선관(CRT)과 비교해서 소비 전력이 매우 작고, 발생시키는 고주파도 현저하게 낮으며, 또한 부피와 무게 면에서 매우 월등하게 경쟁력이 높은 장점이 있다. 더군다나 표시 장치들이 점차적으로 대형화되면서 기존의 CRT 모니터는 공간상의 제약을 받을 수밖에 없지만 액정표시장치는 이러한 문제가 해소된다는 점에서 그 수요가 점차 증가하고 있다.

액정표시장치가 직접적으로 이용되고 있는 제품으로 노트북, PDA와 같은 각종 휴대용 기기와 데스크 탑 컴퓨터 등을 들 수 있다.

노트북, PDA와 같은 휴대용 기기들은 제품의 소모 전력량을 최소화하는 것에 매우 큰 의의를 두고 있다. 이것은 휴대용 기기들이 휴대용이라는 점 때문에 배터리를 이용한 사용도가 높을 수밖에 없고 따라서 상기 배터리 사용시간을 최대로 늘리기 위해서는 소비전력량을 최소화해야하기 때문이다.

이러한 이유로 인해서 최근 휴대용 기기는 시스템의 사용환경에 따라서 액정표시장치의 프레임 주파수를 가변시키게 된다.

상기 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널을 구동하기 위한 구동부로 구분된다. 상기 구동부에는 상기 액정표시패널의 게이트라인으로 스캔 신호를 제공하는 게이트 드라이버와, 상기 액정표시패널의 데이터라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와, 상기 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 게이트 및 데이터 드라이버로 구동전압을 제공하는 전원 공급부 등을 포함한다.

상기 전원 공급부는 기준 전압을 기초로 하여, 상기 액정표시패널의 구동에 필요한 각종 구동전압 예를 들어, 게이트 신호(게이트 로우 전압 및 게이트 하이 전압)과, 감마전압(또는 계조 전압), 공통전압(Vcom)을 생성한다.

한편, 상기 구동부에서 생성되는 각각의 신호들(전압 및 제어신호)은 액정표시장치의 사용환경에 따라 조절된다. 특히 액정표시장치의 구동 주파수에 따라서 상기 구동부에서 생성되는 각각의 신호들(전압 및 제어신호)은 조절된다. 상기 각각의 신호들(전압 및 제어신호) 중 상기 스캔 신호의 폭을 조절하는 게이트 펄스 변조(GPM) 기능은 주파수 별로 적용이 불가능하다.

상기 게이트 펄스 변조(GPM) 기능은 60Hz의 구동 주파수에서 특정 패턴을 표시할 때 발생하는 플리커 현상을 개선하기 위해 박막트랜지스터(TFT)를 제어하는 ΔVg(VGH - VGL)을 낮추는 기능을 말한다.

이러한 게이트 펄스 변조(GPM) 기능을 75Hz의 구동 주파수에도 똑같이 적용 하게 되면, 75Hz의 구동 주파수의 경우가 60Hz의 구동 주파수에 비해 박막트랜지스터(TFT)를 턴-온(turn-on) 타임이 짧기 때문에 픽셀에 데이터가 차징되는 차징 타이밍이 감소하여 화질 왜곡이 발생하게 된다.

본 발명은 구동 주파수에 따라 상이하게 게이트 펄스 변조(GPM) 기능을 적용하여 화질 왜곡을 최소화하여 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인과 데이터라인들이 교차되어 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버와, 상기 다수의 게이트라인으로 게이트 신호를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버와, 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 구동 주파수에 대응되는 도트 클럭신호를 상기 타이밍 컨트롤러로부터 제공받아 상기 구동 주파수에 따라 상기 게이트 신호의 변조 구간을 상이하게 제어하는 게이트 신호 변조 제어신호를 출력하는 게이트 신호 변조 제어부 및 상기 게이트 신호 변조 제어신호의 폴링 타임에 동기되어 상기 게이트 신호를 변조하여 상기 변조된 게이트 신호를 상기 게이트 드라이버로 공급하는 게이트 신호 변조부를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 구동 주파수 별로 매칭된 게이트 펄스 변조(GPM) 제어 신호들을 할당한 룩업 테이블을 이용하여 구동 주파수에 따라 상이하게 게이트 펄스 변조(GPM) 기능을 적용하여 화질을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 액정표시패널(100)과, 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(110)와, 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(120)와, 상기 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(130)와, 상기 게이트 드라이버(110)와 데이터 드라이버(120) 및 액정표시패널(100)로 공통전압(Vcom)을 제공하는 공통전압 생성부(140)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 도트 클럭신호(CLK)를 이용하여 구동 주파수에 따라 게이트 신호의 변조를 제어하는 FLK 신호를 출력하는 FLK 출력부(150) 및 상기 액정표시패널(100)의 구동을 위한 각종 구동전압을 생성하는 전원 공급부(160)를 더 포함한다.

상기 액정표시패널(100)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 형성되며, 그 하부 유리기판 상에는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 상호 교차하도록 형성된다. 상기 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)의 교차부에 형성된 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL1 ~ GLn)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로부터의 데이터 신호를 액정셀(Clc)로 공급한다.

이를 위하여, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 접속되며, 소스 전극은 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 접속되며 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다.

또한, 상기 액정표시패널(100)의 하부 유리기판 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 전단 게이트라인 사이에 형성될 수도 있으며, 상기 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

상기 액정표시패널(100)의 상부 유리기판 상에는 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 각 화소 영역에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터와, 이들 각각을 테두리하여 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)과, 데이터라인(DL1 ~ DLm) 및 박막트랜지스터(TFT) 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.

상기 게이트 드라이버(110)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLm)에 다수의 게이트 신호들을 대응되게 공급한다. 이들 다수의 게이트 신호들은 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)이 순차적으로 1 수평동기신호의 기간씩 인에이블되게 한다.

상기 데이터 드라이버(120)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 데이터 제어신호(DCS)들에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn) 중 어느 하나가 인에이블 될 때마다 다수의 화소 데이터 전압을 발생하여 상기 액정표시패널(100) 상의 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 각각 공급한다.

상기 타이밍 컨트롤러(130)는 외부의 시스템(예를 들면, 컴퓨터의 시스템의 그래픽 모듈 또는 텔레비전 수신 시스템의 영상 복조 모듈, 도시하지 않음)으로부터 공급된 동기신호들(Vsync, Hsync)과, 데이터 인에이블(DE) 신호 및 클럭신호(CLK)를 이용하여 상기 게이트 드라이버(110)를 제어하는 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버(120)를 제어하는 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다.

또한, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 외부의 시스템으로부터 입력된 영상 데이터(V-data)를 정렬하여 정렬된 데이터(Data)를 상기 데이터 드라이버(120)로 공급한다.

상기 공통전압 생성부(140)는 상기 전원 공급부(160)로부터 제공된 전원 전압(Vdd)을 이용하여 일정한 DC 레벨의 공통전압(Vcom)을 생성하여 상기 액정표시패널(100)의 공통전극으로 상기 공통전압(Vcom)을 공급한다.

상기 FLK 출력부(150)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 제공되어 구동 주파수에 따라 상이한 펄스 폭 및 주기를 갖는 도트 클럭신호(CLK)에 대응하여 상기 게이트 펄스의 변조를 제어하는 게이트 펄스 변조 제어신호인 FLK 신호를 출력한다.

상기 FLK 출력부(150)에는 구동 주파수 별로 할당된 게이트 펄스의 변조 정도가 매핑된 룩업 테이블을 포함한다. 이때, 상기 FLK 출력부(150)는 EEPROM과 같은 메모리 소자를 이용해서 상기 타이밍 컨트롤러(130) 내부에 위치할 수 있다.

상기 룩업 테이블은 예를 들어 표 1에 도시된 바와 같이, 구동 주파수 별로 게이트 펄스의 변조 정도를 할당하고 있다.

구동 주파수	클럭수*α
60Hz	500*1
65Hz	500*1.1
70Hz	500*1.2
75Hz	500*1.3
80Hz	500*1.4
85Hz	500*1.5

상기 표 1에 나타낸 클럭수*α는 한 프레임 동안에 1 수평라인에 입력되는 데이터의 차징 타임을 제어하는 값을 의미한다.

구동 주파수가 60Hz인 경우 한 프레임 동안 1 수평라인에 입력되는 클럭수*α는 500개가 되고, 구동 주파수가 75Hz인 경우 한 프레임 동안 1 수평라인에 입력되는 클럭수*α는 650개가 된다. 따라서, 상기 한 프레임 동안 1 수평라인에 입력되는 클럭수는 구동 주파수가 60Hz인 경우가 75Hz에 비해 적으며 상기 클럭의 하이(High) 구간은 구동 주파수가 60Hz인 경우가 75Hz에 비해 넓다.

상기 룩업 테이블에 매핑된 값은 설계자에 의해 얼마든지 변경이 가능하다.

따라서, 상기 FLK 출력부(150)는 상기 구동 주파수에 대응되는 도트 클럭신호(CLK)가 입력되면 상기 구동 주파수에 해당하는 값을 룩업 테이블에서 선택하여 상기 선택된 값으로 적용된 게이트 펄스 변조 제어신호인 FLK 신호를 출력한다. 상기 FLK 출력부(150)에서 출력된 FLK 신호는 상기 전원 공급부(160)로 제공된다.

상기 전원 공급부(160)는 외부의 전원으로부터 입력된 입력전압을 이용하여 상기 액정표시패널(100)의 구동을 위한 구동전압을 생성하는 전원 생성부(180) 및 상기 FLK 출력부(150)로부터 출력된 FLK 신호에 의해 구동 주파수 별로 상이한 게이트 펄스를 변조하여 변조된 게이트 펄스를 상기 게이트 드라이버(110)로 제공하는 게이트 펄스 변조부(170)를 포함한다.

상기 게이트 펄스 변조부(170)는 상기 FLK 출력부(150)에서 출력된 FLK 신호에 따라 게이트 펄스를 변조한다. 구체적으로, 상기 게이트 펄스 변조부(170)는 상기 FLK 신호의 폴링 타임(falling time)에 동기되어 게이트 펄스를 변조한다. 구체적으로, 상기 게이트 펄스 변조부(170)는 게이트 펄스 신호 및 FLK 신호 모두 하이(High) 구간일 때 상기 FLK 신호의 폴링 타임(falling time)에 동기되어 상기 게이트 펄스를 변조한다.

상기 게이트 펄스 변조부(170)에서 이루어지는 게이트 펄스 변조는 플리커 등과 같은 화질 불량을 개선하기 위해 ΔVg(게이트 하이 전압(VGH)- 게이트 로우 전압(VGL)) 값을 감소시키는 것을 의미한다.

상기 게이트 펄스 변조부(170)에서 최종적으로 변조된 게이트 펄스는 상기 게이트 드라이버(110)로 제공되어 액정표시패널(100)의 박막트랜지스터(TFT)의 온(On) 타임을 제어한다.

도 2의 (a)는 종래 액정표시장치의 구동 주파수에 따른 FLK 신호와 게이트 펄스를 나타낸 파형도이고, (b)는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동 주파수에 따른 FLK 신호와 게이트 펄스를 나타낸 파형도이다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래의 액정표시장치에서 구동 주파수가 60Hz 및 75Hz 각각의 경우에 해당되는 하이(High) 구간 및 로우(Low) 구간을 갖는 제1 및 제2 FLK 신호(FLK_1, FLK_2)가 나타난다. 또한, 상기 제2 FLK 신호(FLK_2)의 폴링 타임(falling time)에 동기되어 변조된 게이트 펄스(Gate Pulse)가 나타난다. 이때, 종래의 액정표시장치에서 게이트 펄스를 변조하는 구간은 A로 1.5㎲ 정도가 된다.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치에서 구동 주파수가 60Hz 및 75Hz 각각의 경우에 해당되는 하이(High) 구간 및 로우(Low) 구간을 갖는 제1 및 제2 FLK 신호(FLK_1, FLK_2)가 나타난다. 이때, 상기 제1 FLK 신호(FLK_1)는 종래의 액정표시장치에서의 구동 주파수가 60Hz인 경우의 제1 FLK 신호(FLK_1)와 동일하다.

상기 제2 FLK 신호(FLK_2)는 종래의 액정표시장치에서의 구동 주파수가 75Hz인 경우의 제2 FLK 신호(FLK_2)와 상이하다. 구체적으로, 본 발명에 따른 제2 FLK 신호(FLK_2)의 하이(High) 구간이 종래의 제2 FLK 신호(FLK_2)의 하이(High) 구간보다 길다. 이는 본 발명의 제2 FLK 신호(FLK_2)가 한 프레임 동안 1 수평라인에 입력될 데이터의 차징 타이밍을 구동 주파수별로 상이하게 적용한 룩업 테이블에서 선택된 값으로 변조되기 때문이다.

이로 인해, 본 발명의 제2 FLK 신호(FLK_2)의 하이(High) 구간이 종래의 제2 FLK 신호(FLK_2)의 하이(High) 구간에 비해 길어진다.

게이트 펄스 변조부(도 1의 170)는 본 발명의 제2 FLK 신호(FLK_2)의 폴링 타임(falling time)에 동기되어 게이트 펄스(Gate pulse)를 변조한다. 이때, 상기 게이트 펄스 변조 구간은 B 구간으로 0.5㎲ 정도가 된다.

종래의 게이트 펄스와 본 발명의 게이트 펄스는 게이트 펄스 변조가 이루어지는 구간이 서로 상이하다. 이는 종래의 제2 FLK 신호(FLK_2)의 폴링 타임(falling time)과 본 발명의 제2 FLK 신호(FLK_2)의 폴링 타임(falling time)이 서로 상이하기 때문이다.

본 발명의 게이트 펄스에서 게이트 펄스 변조가 이루어지는 구간은 종래의 게이트 펄스에서 게이트 펄스 변조가 이루어지는 구간에 비해 짧기 때문에 본 발명의 경우, 75Hz의 구동 주파수에서도 충분히 데이터의 차징 타이밍을 확보할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 게이트 펄스 변조(GPM)를 제어하는 FLK 신호를 룩업 테이블을 이용하여 구동 주파수에 따라 상이하게 적용함으로써 한 프레임 동안 1 수평라인에 입력될 데이터의 차징 타이밍을 충분히 확보하여 화질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.

도 2의 (a)는 종래 액정표시장치의 구동 주파수에 따른 FLK 신호와 게이트 펄스를 나타낸 파형도이고, (b)는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동 주파수에 따른 FLK 신호와 게이트 펄스를 나타낸 파형도.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100:액정표시패널 110:게이트 드라이버

120:데이터 드라이버 130:타이밍 컨트롤러

140:공통전압 생성부 150:FLK 출력부

160:전원 공급부 170:게이트 펄스 변조부

180:전원 생성부

Claims (4)

1. 다수의 게이트라인과 데이터라인들이 교차되어 영상을 표시하는 액정표시패널;

   상기 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버;

   상기 다수의 게이트라인으로 게이트 신호를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버;

   상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러;

   구동 주파수에 대응되는 도트 클럭신호를 상기 타이밍 컨트롤러로부터 제공받아 상기 구동 주파수에 따라 상기 게이트 신호의 변조 구간을 상이하게 제어하는 게이트 신호 변조 제어신호를 출력하는 게이트 신호 변조 제어부; 및

   상기 게이트 신호 변조 제어신호의 폴링 타임에 동기되어 상기 게이트 신호를 변조하여 상기 변조된 게이트 신호를 상기 게이트 드라이버로 공급하는 게이트 신호 변조부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 게이트 신호 변조 제어부는 상기 구동 주파수 별로 할당된 게이트 신호의 변조 정도가 매핑된 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 게이트 신호 변조 제어부는 메모리 소자를 이용해서 상기 타이밍 컨트롤러 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 메모리 소자는 EEPROM인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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