KR20120068673A

KR20120068673A - 액정표시장치와 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20120068673A
Application number: KR1020110071872A
Authority: KR
Inventors: 이경언
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2012-06-27
Also published as: KR101829460B1

Abstract

본 발명의 실시예는, 제1방향으로 배선된 데이터라인들; 데이터라인들과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들; 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 서브 픽셀들; 및 게이트라인들과 인접하여 제2방향으로 배선되고 게이트라인들마다 제1 및 제2공통전압라인이 교번하여 배치된 공통전압라인들을 포함하되, 제1공통전압라인에 공급되는 제1공통전압과 제2공통전압라인에 공급되는 제2공통전압은 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 제1공통전압과 제2공통전압의 공급 시점이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치와 이의 구동방법{Liquid Crystal Display Device and Driving Method thereof}

본 발명의 실시예는 액정표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다. 그 중 고해상도를 구현할 수 있고 소형화뿐만 아니라 대형화가 가능한 액정 표시장치가 널리 사용되고 있다.

액정표시장치는 트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 픽셀전극 등이 형성된 트랜지스터기판과 컬러필터 및 블랙매트릭스 등이 형성된 컬러필터기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 액정표시장치는 픽셀전극과 트랜지스터기판 또는 컬러필터기판에 형성된 공통전극에 형성되는 전계로 액정층의 배열 방향을 조절하여 백라이트유닛으로부터 입사된 광을 출사하는 방식으로 영상을 표시한다.

액정표시장치는 데이터구동부로부터 공급된 데이터전압과 전원부로부터 공급된 공통전압 간의 차이가 액정을 구동하는 전압으로 작용한다. 종래에는 액정패널에 동일한 레벨의 공통전압이 공급되고 공통전압 대비 낮은 데이터전압과 공통전압 대비 높은 데이터전압을 교번하여 공급함으로써 액정셀을 컬럼 인버전(column inversion) 방식으로 구동하였다.

그런데, 종래의 컬럼 인버전 구동방식은 패널에 동일한 공통전압이 있고 컬럼 단위로 공통전압 대비 낮은 데이터전압과 높은 데이터전압이 번갈아 가면서 충방전 된다. 종래의 컬럼 인버전 구동방식은 정극성의 전압을 충전할 때의 데이터전압의 범위가 부극성의 전압을 충전할 때의 전압 범위보다 높다. 소비전력이 되는 전력소모는 전압의 제곱에 비례하여 늘어나기 때문에 전압이 높아지게 면 전력소모 또한 높아지게 된다.

이와 달리, 종래의 라인 인버전 구동방식은 패널의 한 라인 전체를 동일한 정극성으로 충전하고, 다음 라인 전체를 부극성으로 충전한다. 따라서, 종래의 라인 인버전 구동방식은 밝은 화면을 구현하기 위한 전압의 진폭이 크고, 라인마다 충전 극성이 변경되기 때문에 전압 변동에 따른 주파수도 매우 크다.

위와 같이 종래의 컬럼 인버전 구동방식 및 라인 인버전 구동방식은 게이트라인의 수가 늘어나면 늘어날수록 소비전력이 증가하는 문제가 있다. 이와 같이 전력소모가 높아지는 원인은 일정한 공통전압을 사용하기 때문이다. 그러므로, 종래의 컬럼 인버전 구동방식 및 라인 인버전 구동방식은 소비전력을 개선하기 위한 방안이 요구된다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 주기적으로 교번되어 입력되는 정극성과 부극성 레벨의 공통전압에 의해 데이터전압의 스윙 범위를 줄일 수 있게 되므로 소비전력을 대폭 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 제1방향으로 배선된 데이터라인들; 데이터라인들과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들; 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 서브 픽셀들; 및 게이트라인들과 인접하여 제2방향으로 배선되고 게이트라인들마다 제1 및 제2공통전압라인이 교번하여 배치된 공통전압라인들을 포함하되, 제1공통전압라인에 공급되는 제1공통전압과 제2공통전압라인에 공급되는 제2공통전압은 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 제1공통전압과 제2공통전압의 공급 시점이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

제1공통전압이 공급되는 시점은 제2공통전압이 공급되는 시점보다 앞서고, 제2공통전압은 해당하는 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호에 동기될 수 있다.

제1공통전압은 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙되고, 제2공통전압은 정극성 레벨과 부극성 레벨 순으로 교번 스윙되며, 제1 및 제2공통전압은 프레임마다 교번 스윙될 수 있다.

제1공통전압은 기준전압 레벨을 기준으로 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙되고, 제2공통전압은 기준전압 레벨을 기준으로 정극성 레벨과 부극성 레벨 순으로 교번 스윙될 수 있다.

제1공통전압의 부극성 레벨과 정극성 레벨 및 제2공통전압의 정극성 레벨과 부극성 레벨은 각기 해당하는 라인에 배선된 게이트라인과 다음 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 두 개의 게이트신호가 공급되는 시점까지 공급된 후 기준전압 레벨로 유지될 수 있다.

공통전압라인들은 제I번째 게이트라인과 인접하여 제2방향으로 배선되고 홀수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제1공통전압라인과, 제J번째 게이트라인과 인접하여 제2방향으로 배선되고 짝수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제2공통전압라인을 포함할 수 있다.

서브 픽셀은, 픽셀전극과 공통전극이 박막 트랜지스터기판에 형성될 수 있다.

다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 제1방향으로 배선된 데이터라인들에 데이터신호들을 공급하는 데이터신호 공급단계; 데이터라인들과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들에 게이트신호들을 공급하는 게이트신호 공급단계; 및 게이트라인들과 인접하여 제2방향으로 배선되고 게이트라인들마다 교번하여 배치된 제1 및 제2공통전압라인을 포함하는 공통전압라인들에 서로 다른 전압 레벨을 가지는 제1공통전압과 제2공통전압을 공급하되, 제1공통전압과 제2공통전압의 공급 시점을 달리하는 공통전압 공급단계를 포함하는 액정표시장치의 구동방법을 제공한다.

공통전압 공급단계에서는 제2공통전압이 공급되는 시점보다 앞서도록 제1공통전압을 공급하고, 제2공통전압을 해당하는 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호에 동기시킬 수 있다.

공통전압 공급단계에서는 제1공통전압을 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙시키고, 제2공통전압을 정극성 레벨과 부극성 레벨 순으로 교번 스윙시키며, 제1 및 제2공통전압이 프레임마다 교번 스윙되도록 할 수 있다.

공통전압 공급단계에서는 제1공통전압을 기준전압 레벨을 기준으로 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙시키고, 제2공통전압을 기준전압 레벨을 기준으로 정극성 레벨과 부극성 레벨 순으로 교번 스윙시킬 수 있다.

공통전압 공급단계에서는 제1공통전압을 제I번째 게이트라인과 인접하여 제2방향으로 배선되고 홀수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제1공통전압라인에 공급하고, 제2공통전압을 제J번째 게이트라인과 인접하여 제2방향으로 배선되고 짝수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제2공통전압라인에 공급할 수 있다.

본 발명의 실시예는, 주기적으로 교번되어 입력되는 정극성과 부극성 레벨의 공통전압에 의해 데이터전압의 스윙 범위를 줄일 수 있게 되므로 소비전력을 대폭 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 데이터전압과 더불어 공통전압을 게이트신호에 동기하여 동시에 입력하므로 충전된 이후 공통전압 변화에 따른 픽셀전압의 변화를 억제하여 표시품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정패널의 구성도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 도 2에 도시된 서브 픽셀에 인가되는 신호의 파형도.
도 4 및 도 5는 픽셀전압과 공통전압에 의해 픽셀에 의한 충전 양상을 나타내기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정패널의 구성도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 도 6에 도시된 서브 픽셀에 인가되는 신호의 파형도.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라 도 6에 도시된 서브 픽셀에 인가되는 신호의 파형도.
도 9는 구동방법에 따른 데이터구동부의 소비전력을 설명하기 위한 도면.
도 10은 종래 구동방법과 본 발명의 구동방법에 따른 패널의 소비전력 시뮬레이션 결과표.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

<제1실시예>

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 블록도 이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에는 타이밍제어부(TCN), 전원부(PWR), 공통전압구동부(VcomG), 데이터구동부(DDRV), 게이트구동부(SDRV), 액정패널(PNL) 및 백라이트유닛(BLU)이 포함된다.

타이밍제어부(TCN)는 외부로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE) 및 데이터신호(DATA)를 공급받는다. 타이밍제어부(TCN)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE) 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터구동부(DDRV)와 게이트구동부(SDRV)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍제어부(TCN)는 1 수평기간의 데이터 인에이블 신호(DE)를 카운트하여 프레임기간을 판단할 수 있으므로 외부로부터 공급되는 수직 동기신호(Vsync)와 수평 동기신호(Hsync)는 생략될 수 있다. 타이밍제어부(TCN)에서 생성되는 대표적인 제어신호들에는 게이트구동부(SDRV)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터구동부(DDRV)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)가 포함된다. 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등이 포함된다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트신호가 발생하는 게이트 드라이브 IC(Integrated Circuit)에 공급된다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 시프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 드라이브 IC들의 출력을 제어한다. 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에는 소스 스타트 펄스(Source, Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등이 포함된다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터구동부(DDRV)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터구동부(DDRV) 내에서 데이터의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터구동부(DDRV)의 출력을 제어한다. 한편, 데이터구동부(DDRV)에 공급되는 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터전송 방식에 따라 생략될 수도 있다.

전원부(PWR)는 시스템보드로부터 공급되는 전압(Vin)을 조정하여 구동전압으로 생성하고 생성된 구동전압을 타이밍제어부(TCN), 데이터구동부(DDRV), 게이트 구동부(SDRV) 및 액정패널(PNL) 중 어느 하나 이상에 공급한다. 또한, 전원부(PWR)는 감마전압(GMA0~GMAn)을 생성하고 이를 데이터구동부(DDRV)와 액정패널(PNL)에 공급한다.

공통전압구동부(VcomG)는 상호 다른 전압 레벨로 스윙하는 제1공통전압과 제2공통전압을 생성하고 이를 공통전압라인들에 공급한다. 공통전압구동부(VcomG)는 액정패널(PNL) 상에 형성되거나 액정패널(PNL)의 외부에 형성된다.

액정패널(PNL)은 영상을 표시하는 장치이다. 액정패널(PNL)에는 박막트랜지스터기판(이하 TFT기판으로 약칭)과 컬러필터기판 사이에 위치하는 액정층이 포함된다. TFT기판에는 데이터라인들, 게이트라인들, 공통전압라인들, TFT들, 스토리지 커패시터들 등이 형성되고, 컬러필터기판에는 블랙매트릭스들, 컬러필터들 등이 형성된다. 액정패널(PNL)의 TFT기판과 컬러필터기판에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 액정패널(PNL)에는 상호 교차하는 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 서브 픽셀들이 포함된다. 하나의 서브 픽셀에는 게이트라인을 통해 공급된 게이트신호에 의해 구동하는 TFT, 데이터라인을 통해 공급된 데이터신호를 데이터전압으로 저장하는 스토리지 커패시터, 스토리지 커패시터에 저장된 전압이 전달되는 픽셀전극, 공통전압라인들을 통해 공급된 공통전압이 전달되는 공통전극 및 픽셀전극과 공통전극에 인가된 전압에 의해 구동하는 액정셀이 포함된다. 액정패널(PNL)은 IPS(In Plane Switching) 모드 및 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등으로 구동하여 백라이트유닛(BLU)으로부터 제공된 광을 기반으로 영상을 표시할 수 있다.

백라이트유닛(BLU)은 액정패널(PNL)에 광을 제공한다. 백라이트유닛(BLU)은 직류전원부, 발광부들, 트랜지스터들 및 구동제어부 등을 포함하는 광원회로부와 커버버텀, 도광판 및 광학시트 등을 포함하는 광학기구부를 포함한다. 백라이트유닛(BLU)은 엣지형(edge type), 듀얼형(dual type), 직하형(direct type) 등으로 다양하게 구성될 수 있다. 여기서, 엣지형은 액정패널(PNL)의 일측면에 발광다이오드들이 줄(또는 스트링) 형태로 배치된 것이다. 듀얼형은 액정패널(PNL)의 양측면에 발광다이오드들이 줄(또는 스트링) 형태로 배치된 것이다. 직하형은 액정패널(PNL)의 하부에 발광다이오드들이 블록 또는 매트릭스 형태로 배치된 것이다.

게이트구동부(SDRV)는 타이밍제어부(TCN)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 액정패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)의 TFT들이 동작 가능한 게이트 구동전압의 스윙폭으로 신호의 레벨을 시프트시키면서 게이트신호를 순차적으로 생성한다. 게이트구동부(SDRV)는 게이트라인들(GL)을 통해 생성된 게이트신호를 액정패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 공급한다.

데이터구동부(DDRV)는 타이밍제어부(TCN)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 타이밍제어부(TCN)로부터 공급되는 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치하여 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환한다. 데이터구동부(DDRV)는 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환할 때, 데이터신호(DATA)를 감마 기준전압으로 변환한다. 데이터구동부(DDRV)는 데이터라인들(DL)을 통해 변환된 데이터신호(DATA)를 액정패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 공급한다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에 대해 더욱 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정패널의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 도 2에 도시된 서브 픽셀에 인가되는 신호의 파형도이며, 도 4 및 도 5는 픽셀전압과 공통전압에 의해 픽셀에 의한 충전 양상을 나타내기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 액정패널(PNL)에는 제1방향으로 배선된 데이터라인들(D[i] ~ D[l])이 형성된다. 또한, 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들(G[i] ~ G[j])이 형성된다. 또한, 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 게이트라인들(G[i] ~ G[j])에 의해 정의된 서브 픽셀들(SPo, SPe)이 형성된다. 또한, 게이트라인들(G[i] ~ G[j])과 평행하도록 게이트라인마다 한 쌍의 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[i1], Vcom[i2])이 배치되고 서로 다른 전압 레벨의 공통전압을 전달하는 공통전압라인들(Vcom[i1] ~ Vcom[j2])이 포함된다.

여기서, 제I번째 게이트라인들(G[i])에는 한 쌍의 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[i1], Vcom[i2])이 배치되고, 제J번째 게이트라인들(G[j])에는 한 쌍의 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[j1], Vcom[j2])이 배치된다.

제1실시예에 따르면, 제I번째 게이트라인(G[i])과 같은 열에 위치하는 제1공통전압라인(Vcom[i1])은 제I번째열(ith ROW)에 위치하는 홀수 서브 픽셀들(SPo)에 연결되고, 제2공통전압라인(Vcom[i2])은 제I번째열(ith ROW)에 위치하는 짝수 서브 픽셀들(SPe)에 연결된다.

이에 따라, 서브 픽셀들(SPo, SPe)은 동일한 열에 위치하더라도 각기 다른 전압을 공급하는 공통전압라인을 통해 공통전압을 공급받게 된다. 여기서, Vcom과 Pixel은 서브 픽셀들(SPo, SPe)에 포함된 공통전극과 픽셀전극을 간략히 도시한 것이고, 이는 픽셀전극과 공통전극이 박막 트랜지스터기판에 형성된 IPS 모드 또는 FFS 모드로 동작하는 서브 픽셀의 예시일 뿐 이의 구조는 이에 한정되지 않는다.

제1실시예는 이와 같은 구조뿐만 아니라 제I번째 게이트라인(G[i])과 같은 열에 위치하는 제1공통전압라인(Vcom[i1])과 제2공통전압라인(Vcom[i2])은 제I번째열(ith ROW)에 위치하는 서브 픽셀들에 두 개나 세 개의 그룹에 교번되어 연결될 수도 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[i1], Vcom[i2])은 해당하는 게이트라인에 배선된 제I번째 게이트라인(G[i])에 공급되는 게이트신호(Vgate G[i])에 동기되어 서로 다른 전압 레벨의 제1공통전압(VCOM[i1])과 제2공통전압(VCOM[i2])을 전달한다. 제1공통전압(VCOM[i1])과 제2공통전압(VCOM[i2])은 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨로 스윙된다. 여기서, Vsync는 수직 동기신호이다.

제1공통전압(VCOM[i1])과 제2공통전압(VCOM[i2])은 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨로 스윙되어 프레임 주기로 교번한다. 따라서, 제N프레임(Frame[n]) 동안 제I번째 게이트신호(Vgate G[i])에 동기되어 제1공통전압라인(Vcom[i1])에 정극성(+)의 제1공통전압(VCOM[i1])이 인가된 경우, 제N+1프레임(Frame[n+1]) 동안에는 제I번째 게이트신호(Vgate G[i])에 동기되어 제1공통전압라인(Vcom[i1])에 부극성(-)의 제1공통전압(VCOM[i1])이 인가된다. 마찬가지로, 제N프레임(Frame[n]) 동안 제I번째 게이트신호(Vgate G[i])에 동기되어 제2공통전압라인(Vcom[i2])에 부극성(-)의 제2공통전압(VCOM[i2])이 인가된 경우, 제N+1프레임(Frame[n+1]) 동안에는 제I번째 게이트신호(Vgate G[i])에 게이트신호에 동기되어 제2공통전압라인(Vcom[i2])에 정극성(+)의 제2공통전압(VCOM[i2])이 인가된다.

도 3의 파형도에서 알 수 있듯이, 제1 및 제2공통전압(VCOM[i1], VCOM[i2])은 정극성(+)과 부극성(-)으로 스윙하되, 해당 라인에 공급되는 게이트신호(Vgate G[i])에 동기되어 동시에 입력된다. 이와 달리, 공통전압이 게이트신호에 동기되지 아니하고 프레임별로 스윙되면, 다음과 같은 문제점이 생길 수 있다.

픽셀의 전압은 게이트신호가 온(on)되어 Vp1의 값으로 충전된 후 게이트신호가 오프(off)되면 Vp1의 플로팅(floating) 전압 상태를 유지하며, 공통전압이 변하면 공통전압과 거의 동일한 전압차이를 유지하면서 공통전압의 변화를 따라서 새로운 픽셀의 전압 Vp1’으로 변하게 된다. 픽셀전극(Pixel)은 공통전극(Vcom) 이외에도 데이터라인이나 게이트라인과도 기생 커패시턴스(capacitace)를 이루기 때문에 공통전극의 전압의 변경폭보다는 미세하지만 작은 변경폭을 보인다. 따라서, 이러한 전압의 차이는 휘도의 차이로 나타날 수 있다. 더구나, 게이트라인의 온(on)에 의해 충전된 픽셀 전압의 Vp1의 유지 기간과 공통전극의 전압변화로 인하여 변화한 전압의 Vp1’의 유지 기간이 모든 게이트라인에 따라 다른 값을 가지게 될 수밖에 없다. 이것은 게이트라인별로 휘도가 달라지는 요인이 될 수 있다.

하지만, 제1실시예와 같이 데이터전압과 더불어 공통전압을 게이트신호에 동기시켜 동시에 인가하면 위와 같은 문제는 발생하지 않게 된다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 구동방법을 설명하면 다음과 같다.

제1방향으로 배선된 데이터라인들(D[i] ~ D[l])에 데이터신호들을 공급하는 데이터신호 공급단계를 실시한다. 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들(G[i] ~ G[j])에 게이트신호들을 공급하는 게이트신호 공급단계를 실시한다. 게이트라인들(G[i] ~ G[j])과 평행하도록 게이트라인마다 한 쌍의 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[i1], Vcom[i2])이 배치된 공통전압라인들(Vcom[i1] ~ Vcom[j2])에 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨로 스윙되는 제1공통전압(VCOM [i1])과 제2공통전압(VCOM [i2])을 공급하는 공통전압 공급단계를 실시한다.

공통전압 공급단계에서는 제1공통전압(VCOM[i1])과 제2공통전압(VCOM[i2])을 해당하는 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호에 동기시켜 공급한다. 공통전압 공급단계에서는 제1공통전압(VCOM[i1])과 제2공통전압(VCOM[i2])을 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨로 스윙하여 프레임별로 교번시킨다. 다만, 공통전압 공급단계에서는 제1공통전압(VCOM[i1])이 제I번째열(ith ROW)에 위치하는 홀수 번째 서브 픽셀(SPo)에 공급되고, 제2공통전압(VCOM[i2])이 제I번째열(ith ROW)에 위치하는 짝수 번째 서브 픽셀(SPe)에 공급되도록 한다.

앞서 설명한 바와 같은 방식으로, 픽셀전극(Pixel)에 그레이 레벨(gray level)에 따라 0V ~ 5V로 스윙되는 데이터전압이 공급되고 공통전극(Vcom)에 5V와 0V로 스윙되는 공통전압이 된다고 가정하고 화면에 풀 화이트를 표시하고자 하면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 충전 양상을 나타내게 된다. 다만, 도 4 및 도 5에서는 홀수 번째 서브 픽셀의 충전 양상만 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이 픽셀전극(Pixel)과 공통전극(Vcom)에 공급되는 데이터전압과 공통전압은 항시 게이트신호에 동기되어 입력되므로, 픽셀전극(Pixel)의 충전 시간은 각 게이트라인에 공급된 게이트신호에 동기되어 일어나게 된다.

단편적인 비교예로, 종래의 컬럼 인버전(Column inversion) 구동방식은 공통전압 5V, 정극성(+) 데이터전압은 5~10V, 부극성 데이터전압 0~5V를 사용한다. 반면, 제1실시예의 구동방식은 공통전압을 정극성(+) 및 부극성(-)의 두 가지 공통전압이 교번하여 스윙한다. 이 때문에, 데이터전압은 정극성(+) 및 부극성(-) 모두 0~5V로 설정할 수 있게 되므로, 종래 구동방식 대비 많은 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명의 제1실시예는 주기적으로 교번되어 입력되는 정극성과 부극성 레벨의 공통전압에 의해 데이터전압의 스윙 범위를 줄일 수 있게 되므로 소비전력을 대폭 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예는 데이터전압과 더불어 공통전압을 게이트신호에 동기하여 동시에 입력하므로 충전된 이후 공통전압 변화에 따른 픽셀전압의 변화를 억제하여 표시품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

<제2실시예>

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정패널의 구성도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 도 6에 도시된 서브 픽셀에 인가되는 신호의 파형도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 액정패널(PNL)에는 제1방향으로 배선된 데이터라인들(D[i] ~ D[l])이 형성된다. 또한, 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들(G[i] ~ G[l])이 형성된다. 또한, 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 게이트라인들(G[i] ~ G[l])에 의해 정의된 서브 픽셀들(SPo, SPe)이 형성된다. 또한, 게이트라인들(G[i] ~ G[l])과 인접하여 제2방향으로 배선되고 게이트라인들(G[i] ~ G[l])마다 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[i,k], Vcom[j,l])이 배치되고 서로 다른 레벨의 공통전압을 전달하는 공통전압라인들(Vcom[i,k], Vcom[j,l])이 포함된다.

여기서, 제i 및 제k번째 게이트라인들(G[i, k])에는 제1공통전압라인(Vcom[i, k])이 배치되고, 제j 및 제l번째 게이트라인들(G[j, l])에는 제2공통전압라인(Vcom[j, l])이 배치된다. 그리고 제1공통전압라인(Vcom[i, k])에 공급되는 제1공통전압의 공급 시점과 제2공통전압라인(Vcom[j, l])에 공급되는 제2공통전압의 공급 시점은 다르게 설정된다.

제2실시예에 따르면, 제I번째 게이트라인(G[i])과 같은 열에 위치하는 제1공통전압라인(Vcom[i])은 홀수라인에 위치하는 제I번째열(ith ROW)의 상측 서브 픽셀과 제J번째열(jth ROW)의 하측 서브 픽셀에 연결된다. 그리고 제J번째 게이트라인(G[j])과 같은 열에 위치하는 제2공통전압라인(Vcom[j])은 짝수라인에 위치하는 제I번째열(ith ROW)의 상측 서브 픽셀과 제k번째열(kth ROW)의 하측 서브 픽셀에 연결된다.

이에 따라, 서브 픽셀들(SPo, SPe)은 동일한 열에 위치하더라도 각기 다른 전압을 공급하는 공통전압라인을 통해 공통전압을 공급받게 된다. 여기서, Vcom과 Pixel은 서브 픽셀들(SPo, SPe)에 포함된 공통전극과 픽셀전극을 간략히 도시한 것일 뿐 이들의 구조는 이에 한정되지 않는다. 여기서, Vcom과 Pixel은 서브 픽셀들(SPo, SPe)에 포함된 공통전극과 픽셀전극을 간략히 도시한 것이고, 이는 픽셀전극과 공통전극이 박막 트랜지스터기판에 형성된 IPS 모드 또는 FFS 모드로 동작하는 서브 픽셀의 예시일 뿐 이의 구조는 이에 한정되지 않는다.

제2실시예는 이와 같은 구조뿐만 아니라 제I번째 게이트라인(G[i])과 같은 열에 위치하는 제1공통전압라인(Vcom[i])이 짝수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결되고, 제J번째 게이트라인(G[j])과 같은 열에 위치하는 제2공통전압라인(Vcom[j])이 홀수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결될 수도 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1공통전압라인(Vcom[i])과 제2공통전압라인(Vcom[j])은 서로 다른 레벨의 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])을 전달한다. 마찬가지로, 도 7에 도시되어 있진 않지만 제1공통전압라인(Vcom[k])과 제2공통전압라인(Vcom[l])은 제1공통전압(VCOM[i])에 대응되는 제1공통전압(VCOM[k])과 제2공통전압(VCOM[j])에 대응되는 제2공통전압(VCOM[l])을 전달한다. 제1공통전압(VCOM[i])은 부극성(-) 레벨과 정극성(+) 레벨 순으로 교번하여 스윙되고, 제2공통전압(VCOM[j])은 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨 순으로 교번하여 스윙된다. 여기서, Vsync는 수직 동기신호이다.

제1공통전압(VCOM[i])은 프레임마다 부극성(-) 레벨과 정극성(+) 레벨 순으로 교번하여 스윙되고, 제2공통전압(VCOM[j])은 프레임마다 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨 순으로 교번하여 스윙된다. 따라서, 제N프레임(Frame[n]) 동안 제J번째 게이트신호(Vgate G[j])에 동기되어 제2공통전압라인(Vcom[j])에 정극성(+) 레벨의 제2공통전압(VCOM[j])이 인가된 경우, 제N+1프레임(Frame[n+1]) 동안에는 제J번째 게이트신호(Vgate G[j])에 동기되어 제2공통전압라인(Vcom[j])에 부극성(-) 레벨의 제2공통전압(VCOM[j])이 인가된다. 마찬가지로, 제N프레임(Frame[n]) 동안 제I번째 게이트신호에 동기되어 제1공통전압라인(Vcom[i])에 부극성(-) 레벨의 제1공통전압(VCOM[i])이 인가된 경우, 제N+1프레임(Frame[n+1]) 동안에는 제I번째 게이트신호에 게이트신호에 동기되어 제1공통전압라인(Vcom[i])에 정극성(+) 레벨의 제1공통전압(VCOM[i])이 인가된다.

여기서, 제1공통전압라인(Vcom[i])은 제2공통전압라인(Vcom[j])보다 전단에 위치하는 라인이다. 그리고, 제1공통전압라인(Vcom[i])에 공급되는 제1공통전압(VCOM[i])의 공급 시점은 제2공통전압라인(Vcom[j])에 공급되는 제2공통전압(VCOM[j])의 공급 시점보다 앞선다. 이와 같이, 공통전압이 공급되는 시점을 달리하면, 공통전압구동부(VcomG)의 출력 로드를 줄일 수 있게 되므로 소비전력을 낮출 수 있게 된다.

도 7의 파형도에서도 알 수 있듯이, 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])은 부극성(-) 레벨과 정극성(+) 레벨 또는 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨로 교번하여 스윙하되, 해당 라인에 공급되는 게이트신호에 동기되어 각기 다른 시점을 두고 입력된다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 구동방법을 설명하면 다음과 같다.

제1방향으로 배선된 데이터라인들(D[i] ~ D[l])에 데이터신호들을 공급하는 데이터신호 공급단계를 실시한다. 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들(G[i] ~ G[j])에 게이트신호들을 공급하는 게이트신호 공급단계를 실시한다. 게이트라인들(G[i] ~ G[j])과 인접하여 제2방향으로 배선되고 게이트라인들(G[i] ~ G[j])마다 교번하여 배치된 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[i], Vcom[j])을 포함하는 공통전압라인들(Vcom[i], Vcom[j])에 서로 다른 전압 레벨을 가지는 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])을 공급하되, 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])의 공급 시점을 달리하는 공통전압 공급단계를 실시한다.

공통전압 공급단계에서는 제2공통전압(VCOM[j])이 공급되는 시점보다 앞서도록 제1공통전압(VCOM[i])을 공급하고, 제2공통전압(VCOM[j])을 해당하는 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호에 동기시켜 공급한다. 이때, 제1공통전압(VCOM[i]) 또한 해당하는 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호에 동기되어 공급될 수 있다.

공통전압 공급단계에서는 제1공통전압(VCOM[i])을 부극성(-) 레벨과 정극성(+) 레벨 순으로 교번 스윙시키고, 제2공통전압(VCOM[j])을 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨 순으로 교번 스윙시킨다. 그리고 제1 및 제2공통전압(VCOM[i], VCOM[j])이 프레임마다 교번 스윙되도록 한다.

다만, 공통전압 공급단계에서 제1공통전압(VCOM[i])은 홀수라인에 위치하는 제I번째열(ith ROW)의 상측 서브 픽셀과 제J번째열(jth ROW)의 하측 서브 픽셀에 연결된 제1공통전압라인(Vcom[i])에 공급되도록 한다. 그리고 제2공통전압(VCOM[j])은 짝수라인에 위치하는 제I번째열(ith ROW)의 상측 서브 픽셀과 제k번째열(kth ROW)의 하측 서브 픽셀에 연결된 제2공통전압라인(Vcom[j])에 공급되도록 한다.

따라서, 제2실시예의 구동방식은 공통전압을 정극성(+) 레벨 및 부극성(-) 레벨의 두 가지 공통전압이 프레임 단위로 교번하여 스윙한다. 이 때문에, 데이터전압은 정극성(+) 및 부극성(-) 모두 0~5V로 설정할 수 있고, 종래 구동방식 대비 많은 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명의 제2실시예는 주기적으로 교번되어 입력되는 정극성과 부극성 레벨의 공통전압에 의해 데이터전압의 스윙 범위를 줄일 수 있게 되므로 소비전력을 대폭 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예는 데이터전압과 더불어 공통전압을 게이트신호에 동기하여 동시에 입력하므로 충전된 이후 공통전압 변화에 따른 픽셀전압의 변화를 억제하여 표시품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예는 공통전압의 전압 변동 주기가 프레임 단위로 이루어지므로 데이터라인의 전압 변동주기가 급격히 줄어들게 되어 소비전력을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

<제3실시예>

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라 도 6에 도시된 서브 픽셀에 인가되는 신호의 파형도이다.

도 8의 제3실시예 또한 도 6의 제2실시예에 따른 액정패널의 구성도에 설명된 바와 같은 서브 픽셀 회로 구성을 이용한다.

따라서, 액정패널(PNL)에는 제1방향으로 배선된 데이터라인들(D[i] ~ D[l])이 형성된다. 또한, 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들(G[i] ~ G[l])이 형성된다. 또한, 데이터라인들(D[i] ~ D[l])과 게이트라인들(G[i] ~ G[l])에 의해 정의된 서브 픽셀들(SPo, SPe)이 형성된다. 또한, 게이트라인들(G[i] ~ G[l])과 인접하여 제2방향으로 배선되고 게이트라인들(G[i] ~ G[l])마다 제1 및 제2공통전압라인(Vcom[i,k], Vcom[j,l])이 배치되고 서로 다른 레벨의 공통전압을 전달하는 공통전압라인들(Vcom[i,k], Vcom[j,l])이 포함된다.

제I번째 게이트라인(G[i])과 같은 열에 위치하는 제1공통전압라인(Vcom[i])은 홀수라인에 위치하는 제I번째열(ith ROW)의 상측 서브 픽셀과 제J번째열(jth ROW)의 하측 서브 픽셀에 연결된다. 그리고 제J번째 게이트라인(G[j])과 같은 열에 위치하는 제2공통전압라인(Vcom[j])은 짝수라인에 위치하는 제I번째열(ith ROW)의 상측 서브 픽셀과 제k번째열(kth ROW)의 하측 서브 픽셀에 연결된다.

도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1공통전압라인(Vcom[i])과 제2공통전압라인(Vcom[j])은 서로 다른 레벨의 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])을 전달한다. 마찬가지로, 도 8에 도시되어 있진 않지만 제1공통전압라인(Vcom[k])과 제2공통전압라인(Vcom[l])은 제1공통전압(VCOM[i])에 대응되는 제1공통전압(VCOM[k])과 제2공통전압(VCOM[j])에 대응되는 제2공통전압(VCOM[l])을 전달한다. 제1공통전압(VCOM[i])은 기준전압 레벨(Va)을 기준으로 부극성(-) 레벨(V_low)과 정극성(+) 레벨(V_high) 순으로 교번 스윙된다. 그리고 제2공통전압(VCOM[j])은 기준전압 레벨(Va)을 기준으로 정극성(+) 레벨(V_high)과 부극성(-) 레벨(V_low) 순으로 교번 스윙된다. 여기서, Vsync는 수직 동기신호이다.

제2실시예는 프레임마다 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])의 전압 레벨(부극성, 정극성)을 달리하여 교번 스윙한다. 제3실시예 또한, 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])의 전압 레벨(부극성, 정극성)을 달리하지만, 이는 기준전압 레벨(Va)을 기준으로 교번 스윙시킨다. 그리고 각기 해당하는 라인에 배선된 게이트라인과 다음 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 두 개의 게이트신호가 공급되는 시점까지 공급된 후 기준전압 레벨(Va)로 유지되는 차이점이 있다. 이를 제2공통전압(VCOM[j])의 예로 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

제2공통전압(VCOM[j])은 제N프레임(Frame[n]) 동안 기준전압 레벨(Va)을 유지하며 공급된다. 그런데, 해당 게이트라인(G[j])에 게이트신호(Vgate G[j])가 공급되면 이와 동기되어 정극성(+) 레벨(V_high)로 공급된다. 이때, 정극성(+) 레벨(V_high)의 제2공통전압(VCOM[j])은 다음 게이트라인(G[k])의 게이트신호(Vgate G[k])가 공급되는 시점까지 유지된다. 그리고 그 다음 게이트라인(G[l])의 게이트신호(Vgate G[l])가 공급되면 기준전압 레벨(Va)로 유지된다.

이후, 제2공통전압(VCOM[j])은 제N+1프레임(Frame[n+1]) 동안 기준전압 레벨(Va)을 유지하며 공급된다. 그런데, 해당 게이트라인(G[j])에 게이트신호(Vgate G[j])가 공급되면 제2공통전압(VCOM[j])은 이와 동기되어 부극성(-) 레벨(V-low)로 공급된다. 이때, 부극성(-) 레벨(V-low)의 제2공통전압(VCOM[j])은 다음 게이트라인(G[k])의 게이트신호(Vgate G[k])가 공급되는 시점까지 유지된다. 그리고 그 다음 게이트라인(G[l])의 게이트신호(Vgate G[l])가 공급되면 제2공통전압(VCOM[j])은 다시 기준전압 레벨(Va)로 유지된다. 즉, 제2공통전압(VCOM[j])은 앞서 설명한 바와 같이 해당하는 라인에 배선된 게이트라인과 다음 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 두 개의 게이트신호(Vgate G[j], Vgate G[k])가 공급되는 시점까지 정극성(+) 레벨(V_high) 또는 부극성(-) 레벨(V-low)로 공급된다. 그리고 다다음 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호(Vgate G[l])가 공급되면 제2공통전압(VCOM[j])은 다시 기준전압 레벨(Va)로 유지된다.

이와 마찬가지로, 제1공통전압(VCOM[i])은 제N프레임(Frame[n]) 동안 기준전압 레벨(Va)을 유지하다 해당 게이트라인에 게이트신호가 공급되면 이와 동기되어 부극성(-) 레벨(V-low)로 공급된다. 이후, 제1공통전압(VCOM[i])은 제N+1프레임(Frame[n+1]) 동안 기준전압 레벨(Va)을 유지하다 해당 게이트라인에 게이트신호가 공급되면 이와 동기되어 정극성(+) 레벨(V_high)로 공급된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 서브 픽셀에 충전이 이루어진 후에 충전된 서브 픽셀은 플로팅(floating) 상태에 놓인다. 이때, 충전된 서브 픽셀은 공통전압이 바뀌더라도 픽셀 전압과 공통전압의 차이가 거의 변하지 않기 때문에 같은 밝기를 유지하게 된다. 이는 충전이 완료된 이후 공통전압이 변하더라도 거의 영향을 미치지 않는 것을 의미한다. 그리고 각기 해당라인에 공급되는 공통전압은 두 개의 게이트신호가 공급되는 시점까지 정극성(+) 레벨(V_high) 또는 부극성(-) 레벨(V-low)을 유지한다. 이는 각 공통전압라인이 상측과 하측에 연결된 서브 픽셀에 공급되는 공통전압을 유지해야 하기 때문이다.

도 8의 파형도에서도 알 수 있듯이, 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])은 부극성(-) 레벨과 정극성(+) 레벨 또는 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨로 교번하여 스윙하되, 해당 라인에 공급되는 게이트신호에 동기되어 각기 다른 시점을 두고 입력된다. 이때, 이들은 기준전압 레벨(Va)을 유지하다가 각기 해당 라인에 공급되는 게이트신호에 동기되어 부극성(-) 레벨 또는 정극성(+) 레벨로 공급되고, 두 개의 게이트신호가 공급되는 시점 이후 다시 기준전압 레벨(Va)을 유지하게 된다.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 구동방법을 설명하면 다음과 같다.

공통전압 공급단계에서는 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])이 기준전압 레벨(Va)을 기준으로 부극성(-) 레벨과 정극성(+) 레벨 순으로 그리고 정극성(+) 레벨과 부극성(-) 레벨 순으로 교번하도록 스윙시킨다. 이때, 제1공통전압(VCOM[i])과 제2공통전압(VCOM[j])의 전압 극성은 각기 해당하는 라인에 배선된 게이트라인과 다음 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 두 개의 게이트신호가 공급되는 시점까지 유지된 후 다시 기준전압 레벨로 유지된다.

따라서, 제3실시예의 구동방식은 공통전압을 정극성(+) 레벨 및 부극성(-) 레벨의 두 가지 공통전압을 기준전압 레벨(Va)을 기준으로 만들어 교번하여 스윙한다. 이 때문에, 데이터전압은 정극성(+) 및 부극성(-) 모두 0~5V로 설정할 수 있고, 종래 구동방식 대비 많은 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명의 제3실시예는 주기적으로 교번되어 입력되는 정극성과 부극성 레벨의 공통전압에 의해 데이터전압의 스윙 범위를 줄일 수 있게 되므로 소비전력을 대폭 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제3실시예는 데이터전압과 더불어 공통전압을 게이트신호에 동기하여 동시에 입력하므로 충전된 이후 공통전압 변화에 따른 픽셀전압의 변화를 억제하여 표시품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제3실시예는 공통전압의 전압 변동이 세 개의 게이트신호 주기로 이루어지므로 데이터라인의 전압 변동주기가 급격히 줄어들어 소비전력을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제3실시예는 인접 서브 픽셀의 공통전극이 대부분의 시간 동안 동일한 기준전압 레벨을 유지하기 때문에 서브 픽셀의 경계부분에서 좁은 폭의 블랙매트릭스를 사용하는 방식에 적용시 빛의 누설을 차단할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 구동방법과 소비전력 그리고 종래 구동방법과 본 발명의 구동방법에 따른 패널의 소비전력 시뮬레이션 결과에 대해 설명한다.

도 9는 구동방법에 따른 데이터구동부의 소비전력을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 종래 구동방법과 본 발명의 구동방법에 따른 패널의 소비전력 시뮬레이션 결과표이다.

도 9는 데이터구동부(DDRV)를 통해서 액정패널(PNL)을 충방전 시킬 때 소비되는 전력을 추정하기 위한 것이다. 커패시터(C)가 데이터구동부(DDRV)의 전압 출력 "Vp"에 의하여 주파수 f로 충방전을 반복한다고 가정하고, 출력 "Vp"는 데이터구동부(DDRV)의 입력전압 Vs로부터 생성된다고 가정한다. 그러면, 한 주기 동안에 Vs가 로드인 커패시터(C)를 구동하기 위하여 공급하는 전하량(Q)는 Q = C * Vp가 된다. 이를 전력(P)으로 환산하면 P = Q * Vs * f가 되고 이는 다시 C * Vs * Vp * f로 표현된다. 이는 이상적인 전압소스(Ideal Voltage Source)의 Vp에 의하여 로드인 커패시터(C)가 구동될 때 계산되는 소비전력(P') P' = C * (Vp)² * f와 상이하다. 이러한 차이가 나는 원인은 데이터구동부(DDRV)가 입력전압(Vs)으로부터 Vp 출력을 생성하는 전력효율이 100%가 아니기 때문이다.

하기, 표 1은 종래 라인 인버전 구동방식과 본 발명의 구동방식을 비교 설명하기 위한 소비전력 비교표이다.

	종래 라인 인버전 구동방식	본 발명의 구동방식
액정패널	69.6mW	1.8mW
주변회로부	11mW	14mW
데이터구동부	30mW	~30mW
소비전력 합계	110.6mW	45.8mW

표 1 및 도 10에서 종래 라인 인버전 구동방식과 본 발명의 구동방식을 비교하기 위해 사용된 패널의 스펙은 하기와 같다. LTPS 기반의 960 * 640 * RGB, 서브 픽셀의 크기 78㎛ * 78㎛, 유기 절연막의 두께 3㎛이다. 그리고 액정패널(PNL)에 표시된 색상은 화이트 패턴(white pattern)이다.

표 1 및 도 10에서 알 수 있듯이, 종래 라인 인버전 구동방식은 한 라인 전체를 동일한 정극성으로 충전하고, 다음 라인 전체를 부극성으로 충전하기 때문에 액정패널에서 일어나는 전력 손실이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 표 1의 소비전력 합계에서 보듯이 종래 라인 인버전 구동방식은 전력 손실 즉, 소비전력이 높게 나타났다.

반면, 본 발명의 구동방식은 동일한 라인이라도 정극성과 부극성 또는 부극성과 정극성으로 충전이 일어나기 때문에 액정패널에서 일어나는 전력 손실이 큰 폭으로 개선된 것으로 나타났다. 따라서, 표 1의 소비전력 합계에서 보듯이 본 발명의 구동방식은 전력 손실 즉, 소비전력이 종래 방식 대비 크게 개선된 것으로 나타났다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

TCN: 타이밍제어부 PWR: 전원부
DDRV: 데이터구동부 SDRV: 게이트구동부
PNL: 액정패널 BLU: 백라이트유닛
GL: 게이트라인들 DL: 데이터라인들
SPo: 홀수 번째 서브 픽셀 SPe: 짝수 번째 서브 픽셀
Vcom: 공통전극 Pixel: 픽셀전극

Claims

제1방향으로 배선된 데이터라인들;
상기 데이터라인들과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들;
상기 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 서브 픽셀들; 및
상기 게이트라인들과 인접하여 상기 제2방향으로 배선되고 상기 게이트라인들마다 제1 및 제2공통전압라인이 교번하여 배치된 공통전압라인들을 포함하되,
상기 제1공통전압라인에 공급되는 제1공통전압과 상기 제2공통전압라인에 공급되는 제2공통전압은 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 상기 제1공통전압과 상기 제2공통전압의 공급 시점이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1공통전압이 공급되는 시점은 상기 제2공통전압이 공급되는 시점보다 앞서고,
상기 제2공통전압은 해당하는 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호에 동기되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1공통전압은 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙되고,
상기 제2공통전압은 상기 정극성 레벨과 상기 부극성 레벨 순으로 교번 스윙되며,
상기 제1 및 제2공통전압은 프레임마다 교번 스윙되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1공통전압은 기준전압 레벨을 기준으로 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙되고,
상기 제2공통전압은 상기 기준전압 레벨을 기준으로 상기 정극성 레벨과 상기 부극성 레벨 순으로 교번 스윙되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서,
상기 제1공통전압의 상기 부극성 레벨과 상기 정극성 레벨 및 상기 제2공통전압의 상기 정극성 레벨과 상기 부극성 레벨은
각기 해당하는 라인에 배선된 게이트라인과 다음 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 두 개의 게이트신호가 공급되는 시점까지 공급된 후 상기 기준전압 레벨로 유지되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 공통전압라인들은 제I번째 게이트라인과 인접하여 상기 제2방향으로 배선되고 홀수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제1공통전압라인과, 제J번째 게이트라인과 인접하여 상기 제2방향으로 배선되고 짝수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제2공통전압라인을 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 서브 픽셀은,
픽셀전극과 공통전극이 박막 트랜지스터기판에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1방향으로 배선된 데이터라인들에 데이터신호들을 공급하는 데이터신호 공급단계;
상기 데이터라인들과 교차하도록 제2방향으로 배선된 게이트라인들에 게이트신호들을 공급하는 게이트신호 공급단계; 및
상기 게이트라인들과 인접하여 상기 제2방향으로 배선되고 상기 게이트라인들마다 교번하여 배치된 제1 및 제2공통전압라인을 포함하는 공통전압라인들에 서로 다른 전압 레벨을 가지는 제1공통전압과 제2공통전압을 공급하되, 상기 제1공통전압과 상기 제2공통전압의 공급 시점을 달리하는 공통전압 공급단계를 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
제8항에 있어서,
상기 공통전압 공급단계에서는
상기 제2공통전압이 공급되는 시점보다 앞서도록 상기 제1공통전압을 공급하고,
상기 제2공통전압을 해당하는 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 게이트신호에 동기시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제8항에 있어서,
상기 공통전압 공급단계에서는
상기 제1공통전압을 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙시키고,
상기 제2공통전압을 상기 정극성 레벨과 상기 부극성 레벨 순으로 교번 스윙시키며,
상기 제1 및 제2공통전압이 프레임마다 교번 스윙되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제8항에 있어서,
상기 공통전압 공급단계에서는
상기 제1공통전압을 기준전압 레벨을 기준으로 부극성 레벨과 정극성 레벨 순으로 교번 스윙시키고,
상기 제2공통전압을 상기 기준전압 레벨을 기준으로 상기 정극성 레벨과 상기 부극성 레벨 순으로 교번 스윙시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제11항에 있어서,
상기 제1공통전압의 상기 부극성 레벨과 상기 정극성 레벨 및 상기 제2공통전압의 상기 정극성 레벨과 상기 부극성 레벨은
각기 해당하는 라인에 배선된 게이트라인과 다음 라인에 배선된 게이트라인에 공급되는 두 개의 게이트신호가 공급되는 시점까지 공급된 후 상기 기준전압 레벨로 유지되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제8항에 있어서,
상기 공통전압 공급단계에서는
상기 제1공통전압을 제I번째 게이트라인과 인접하여 상기 제2방향으로 배선되고 홀수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제1공통전압라인에 공급하고,
상기 제2공통전압을 제J번째 게이트라인과 인접하여 상기 제2방향으로 배선되고 짝수라인에 위치하는 상측 서브 픽셀과 하측 서브 픽셀에 연결된 제2공통전압라인에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.