KR20120082671A

KR20120082671A - 감마전압 생성장치, 이를 포함하는 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법

Info

Publication number: KR20120082671A
Application number: KR20110004089A
Authority: KR
Inventors: 박진오
Original assignee: 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-07-24
Also published as: US9123306B2; KR101798489B1; US20120182280A1

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법을 개시한다.
본 발명의 액정표시장치는, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 서로 교차하여 정의된 다수의 픽셀을 구비하는 표시패널과, 특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 생성하는 감마전압생성부와, 상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하고, 상기 아날로그 영상 데이터를 도트 인버젼 방식으로 상기 표시패널에 출력하는 소스드라이버를 포함한다.

Description

감마전압 생성장치, 이를 포함하는 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법{Device for generating gamma, LCD and Method for driving the LCD}

본 발명은 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 상세하게는, 잔상을 개선한 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, LCD)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 노트북 컴퓨터 또는 휴대용 텔레비젼 등의 표시장치로서 널리 사용되고 있다.

액정표시장치는 박막트랜지스터 어레이가 형성된 박막트랜지스터 기판과, 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러필터 기판이 액정층을 사이에 두고 합착되어 형성된다. 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판은 박막트랜지스터 기판의 외곽을 따라 실런트(Sealant)로 형성된 실라인에 의해 합착된다. 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판의 대향하는 표면에는 배향막이 형성되고, 러빙이 실시되어 상기 액정층의 액정이 일정한 방향으로 배열되도록 한다.

액정표시장치는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 구비된 액정의 유전율 이방성과 굴절률 이방성을 이용하여 액정에 전압을 인가함으로써 표시하고자 하는 정보를 디스플레이한다. 이때, 동일 영상을 장시간 디스플레이할 경우 다른 영상으로 변경하더라도 이전의 영상 패턴이 남는 잔상 현상으로 인해 화질이 저하된다. 이러한 잔상은 액정 층에 발생하는 잔류 직류전압(residual DC voltage)에 의해 발생된다.

도 1은 액정 패널의 잔상 현상을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1을 참조하면, 배향막이 연접한 액정층에 직류전압이 인가되면, 액정층의 불순물은 이온화되어 양이온 불순물은 음의 극성을 가진 배향막에 적층되고, 음이온 불순물은 양의 극성을 가진 배향막에 적층되어 시간이 지남에 따라 배향막에 흡착되므로, 액정분자들은 배향막에 흡착된 이온 때문에 자체적으로 직류전압을 보유하게 되는데, 이를 잔류 직류전압이라 한다. 이러한 잔류 직류전압은 액정분자들의 광학적 매개 변수인 프리틸트각(pretilt angle)을 변화시켜 분자의 배열방향을 변화시키게 되므로 외부에서 인가된 변화된 신호 전압에 액정분자들은 민감하게 반응하지 못하고, 따라서 동일 영상을 장시간 표시할 경우 표시화면이 바뀌어도 누적된 전하에 의하여 초기 화면의 흔적이 남게 된다.

본 발명은 액정의 잔류 DC 성분에 의해 액정에 인가되는 전압이 목표 전압이 아닌 다른 전압레벨의 전압으로 변경하여 잔상 등의 화질불량을 발생시키는 것을 방지할 수 있는 방법 및 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 서로 교차하여 정의된 다수의 픽셀을 구비하는 표시패널; 특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 생성하는 감마전압생성부; 및 상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하고, 상기 아날로그 영상 데이터를 도트 인버젼 방식으로 상기 표시패널에 출력하는 소스드라이버;를 포함할 수 있다.

상기 감마전압생성부는, 상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 정극성 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 부극성 감마 전압을 생성하는 제1감마전압생성부; 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 정극성 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 부극성 감마 전압을 생성하는 제2감마전압생성부;를 포함할 수 있다.

상기 액정표시장치는 상기 감마전압 생성부 및 상기 소스드라이버의 출력을 제어하는 타이밍컨트롤러;를 더 포함하고, 상기 소스드라이버는, 상기 타이밍컨트롤러로부터 수신한 선택 신호를 기초로, 상기 제1감마전압생성부 또는 상기 제2감마전압생성부를 선택할 수 있다.

상기 액정표시장치는 상기 감마전압 생성부 및 상기 소스드라이버의 출력을 제어하는 타이밍컨트롤러;를 더 포함하고, 상기 감마전압생성부는, 상기 타이밍컨트롤러로부터 수신한 선택 신호를 기초로, 상기 제1감마전압생성부 또는 상기 제2감마전압생성부의 감마 전압을 상기 소스드라이버로 출력할 수 있다.

상기 감마전압 생성부는, n 번째 프레임에서, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고, n+1 번째 프레임에서, 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고, n+2 번째 프레임에서, 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고, n+3 번째 프레임에서, 상기 n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력한다.

상기 제1 감마 전압 및 상기 제2 감마 전압의 레벨은 입력 데이터의 계조에 따라 상이할 수 있다.

상기 소스드라이버는, 상기 제1 감마 전압 및 상기 제2 감마 전압을 선택적으로 수신하고, 상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 상기 아날로그 영상 데이터를 생성하는 D/A 컨버터;를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법은, 특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압을 설정하는 단계; 상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압과 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 교대로 출력하는 단계; 상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하는 단계; 및 상기 아날로그 영상 데이터를 도트 인버젼 방식으로 상기 표시패널에 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 제1 감마 전압은 제1 정극성 감마 전압 및 제1 부극성 감마 전압을 포함하고, 상기 제2 감마 전압은 제2 정극성 감마 전압 및 제2 부극성 감마 전압을 포함할 수 있다.

상기 감마 전압을 교대로 출력하는 단계는, n 번째 프레임에서, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계; n+1 번째 프레임에서, 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계; n+2 번째 프레임에서, 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계; 및 n+3 번째 프레임에서, 상기 n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 액정표시장치는 액정을 동일 극성으로 장시간 구동시 발생하는 잔류 DC(또는 DC 오프셋) 성분에 의한 잔상 및 플리커 시인 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 액정 패널의 잔상 현상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 픽셀(PX)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀별 및 프레임별로 설정되는 감마 전압을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 공급되는 데이터 전압의 극성을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 드라이버의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 전압 선택 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감마 전압 선택 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법을 설명하는 흐름도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들이 이러한 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 픽셀(PX)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 액정 패널(110), 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130), 타이밍 컨트롤러(140) 및 감마 전압 생성부(150)를 포함할 수 있다.

액정 표시 장치(100)는 감마 전압 생성부(150)를 이용하여 복수의 감마 전압들(VG)을 소스 드라이버(130)에 제공하고, 소스 드라이버(130)를 이용하여 액정 패널(110)의 데이터 라인들(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가하며, 게이트 드라이버(120)를 이용하여 액정 패널(110)의 게이트 라인들(G1-Gn)에 게이트 전압을 인가함으로써 액정 패널(110)을 구동시킨다. 또한, 액정 표시 장치(100)는 타이밍 컨트롤러(140)를 이용하여 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2)를 각각 게이트 드라이버(120) 및 소스 드라이버(130)에 제공함으로써 게이트 드라이버(120)와 소스 드라이버(130)를 제어한다.

액정 패널(110)은 다수의 게이트 라인(G1-Gn), 다수의 데이터 라인(D1-Dm)) 및 다수의 픽셀(PX)을 포함한다. 다수의 게이트 라인(G1-Gn)은 일정하게 이격되어 행으로 배열되며 각각 게이트 전압을 전달한다. 다수의 데이터 라인(D1-Dm)은 일정하게 이격되어 열로 배열되며 각각 데이터 전압을 전달한다. 다수의 게이트 라인(G1-Gn)과 다수의 데이터 라인(D1-Dm)은 매트릭스 형태로 배열되며, 이때 그 교차부에는 하나의 픽셀(PX)이 형성된다.

도 3을 참조하여, 도 2의 픽셀(PX)을 설명하겠다. 액정 패널(110)은 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 액정층(미도시)을 구비함으로써 형성된다. 제1 기판(210)에는 다수의 게이트 라인들(G1 내지 Gn), 다수의 데이터 라인들(D1 내지 Dm), 픽셀 스위칭 소자(Qp) 및 픽셀 전극(PE)이 형성된다. 제2 기판(220)에는 컬러 필터(CF)와 공통 전극(CE)이 형성된다. 도 3과 달리, 컬러 필터(CF)는 제1 기판(210)의 픽셀 전극(PE)의 위 또는 아래에 구비될 수 있다.

예를 들어, i번째(i는 1 이상 n 이하의 자연수) 게이트 라인(Gi)과 j번째(j는 1 이상 m 이하의 자연수) 데이터 라인(Dj)에 연결된 픽셀(PX)은, 게이트 라인(Gi)에 연결된 게이트 전극, 데이터 라인(Dj)에 연결된 제1전극, 및 픽셀 전극(PE)에 연결된 제2전극을 구비하는 픽셀 스위칭 소자(Qp)와, 픽셀 스위칭 소자(Qp)의 제2전극에 픽셀 전극(PE)을 통해 커플링된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor, Clc) 및 스토리지 커패시터(storage capacitor, Cst)를 포함한다.

액정 커패시터(Clc)는 제1 기판(210)의 픽셀 전극(PE)과, 제2 기판(220)의 공통 전극(CE)을 두 전극으로 하여 형성되고, 두 전극 사이에 유전체로 기능하는 액정층을 구비한다. 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 인가된다. 픽셀 전극(PE)에 인가되는 전압에 따라 액정층의 광 투과율이 조절되어, 각 픽셀(PX)의 휘도가 조절된다.

픽셀 전극(PE)은 픽셀 스위칭 소자(Qp)를 통해 데이터 라인(Dj)과 커플링될 수 있다. 픽셀 스위칭 소자(Qp)는 게이트 라인(Gi)에 게이트 전극이 연결되어, 게이트 라인(Gi)에 게이트 온 전압이 인가되면 턴-온되어, 데이터 라인(Dj)을 통해 전달된 데이터 전압을 픽셀 전극(PE)에 인가한다.

스토리지 커패시터(Cst)는 픽셀 전극(PE)과 제1 기판(210)에 게이트 라인(Gi)과 평행하게 형성된 별개의 신호선(미도시), 예를 들어, 스토리지 라인이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다. 별개의 신호선에는 공통 전압 또는 스토리지 커패시터(Cst)를 위한 소정의 전압이 인가될 수 있다.

픽셀 스위칭 소자(Qp)는 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어진 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)일 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 게이트 드라이버(120)는 게이트 제어 신호(CONT1)에 응답하여 다수의 게이트 라인들(G1 내지 Gn, n은 자연수)을 순차적으로 구동한다. 게이트 드라이버(120)는 활성레벨의 게이트 온 전압과 비활성레벨의 게이트 오프 전압의 조합을 갖는 게이트 전압을 생성하여 다수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)을 통하여 액정 패널(110)에 순차적으로 공급할 수 있다.

소스 드라이버(130)는 데이터 제어 신호(CONT2)에 응답하여, 감마 전압(VG)을 이용하여 입력 영상 데이터(DATA)의 계조에 대응하는 데이터 전압을 생성하고, 이를 다수의 데이터 라인들(D1 내지 Dm, m은 자연수)을 통해 액정 패널(110)로 출력한다.

타이밍 컨트롤러(140)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 입력 영상 데이터(DATA) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 제공받는다. 입력 제어 신호에는 예를 들어 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클럭(MCLK)이 있다. 타이밍 컨트롤러(140)는 입력 영상 데이터(DATA)를 소스 드라이버(130)로 전달하고, 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2)를 생성하여 각각 게이트 드라이버(120) 및 소스 드라이버(130)로 전달한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 스캔 시작을 지시하는 스캔 시작 신호와 다수의 클럭 신호를 포함하며, 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 픽셀(PX)에 대한 입력 영상 데이터의 전달을 지시하는 수평 동기 시작 신호와 클럭 신호를 포함한다.

감마 전압 생성부(150)는 다수의 감마 전압들(VG)을 생성하고, 생성된 다수의 감마 전압들(VG)을 소스 드라이버(130)로 출력한다. 감마 전압들(VG)은 고전위 전원전압(VDD)과 저전위 전원전압(VSS) 사이에서 분배되는 정극성 감마 전압과 부극성 감마 전압을 포함한다. 감마 전압 생성부(150)는 타이밍 콘트롤러(140)의 제어 하에 픽셀별 및 프레임별로 데이터의 계조에 따라 상이한 감마 전압을 출력한다. 예를 들어, 감마 전압 생성부(150)는 특정 계조를 기초로 미리 설정된 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압을 생성하고, 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 생성한다. 제1 감마 전압은 제1 정극성 감마 전압 및 제1 부극성 감마 전압을 포함하고, 제2 감마 전압은 제2 정극성 감마 전압 및 제2 부극성 감마 전압을 포함한다.

한편, 소스 드라이버(130)는 제1 감마 전압 또는 제2 감마 전압을 이용하여 생성한 데이터 전압을 도트 인버젼 방식으로 액정 패널(110)로 출력한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀별 및 프레임별로 설정되는 감마 전압을 도시한다.

본 발명의 일 실시예는 액정 패널의 투과율-전압 특성을 기준으로 하여 특정 계조를 기초로 타겟 감마 전압을 설정한다. 그리고, 액정 패널의 잔상 방지를 위해 픽셀별로 타겟 감마 전압에 보정 전압(ΔV)을 감산 또는 가산하여 액정에 차등 AC가 인가되도록 하여 잔류 DC 성분을 제거한다.

즉, 본 발명의 실시예는 특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압(+VG, -VG)보다 높은 레벨의 제1 감마 전압 및 타겟 감마 전압(+VG, -VG)보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 생성한다.

상기 제1 감마 전압은 제 1 정극성 감마 전압(+VG1)과 제 1 부극성 감마 전압(-VG1)을 포함한다. 상기 제2 감마 전압은 제 2 정극성 감마 전압(+VG2)과 제 2 부극성 감마 전압(-VG2)을 포함한다.

상기 제 1 정극성 감마 전압(+VG1)은 정극성의 타겟 감마 전압(+VG)에 보정 전압(ΔV)이 가산되어 정극성의 타겟 감마 전압(+VG)보다 전압 레벨이 높다. 상기 제 1 부극성 감마 전압(-VG1)은 부극성의 타겟 감마 전압(-VG)에 보정 전압(ΔV)이 가산되어 부극성의 타겟 감마 전압(-VG)보다 전압 레벨이 높다.

상기 제 2 정극성 감마 전압(+VG2)은 정극성의 타겟 감마 전압(+VG)에 보정 전압(ΔV)이 감산되어 정극성의 타겟 감마 전압(+VG)보다 전압 레벨이 낮다. 상기 제 2 부극성 감마 전압(-VG2)은 부극성의 타겟 감마 전압(-VG)에 보정 전압(ΔV)이 감산되어 부극성의 타겟 감마 전압(-VG)보다 전압 레벨이 낮다.

예를 들어, 32계조(grey scale)에서 50%의 투과율을 고려하여 타겟 감마 전압을 ±2.5V로 설정하고, 보정 전압(ΔV)을 0.3V로 설정한 경우, 픽셀마다 제1 감마 전압(±2.8V) 또는 제2 감마 전압(±2.2V)이 선택될 수 있다.

이때 영상 데이터의 계조에 따라 보정 전압(ΔV)의 크기는 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 수직 방향으로 영상 데이터의 정극성 및 부극성 전압 레벨의 차이가 큰 블랙 또는 화이트 계조에서는 보정 전압(ΔV)을 크게 설정하고, 정극성 및 부극성 전압 레벨의 차이가 작은 중간 계조에서는 보정 전압(ΔV)을 작게 설정할 수 있다.

이하에서는, n 번째 프레임에서 n+3 번째 프레임 동안 픽셀들에 대해 설정되는 감마 전압을 예로서 설명하겠다. 여기서, n은 자연수이다.

도 4(a)를 참조하면, n 번째 프레임에서, 감마 전압 생성부(150)는 제 1 정극성 감마 전압(+VG1)과 제 2 부극성 감마 전압(-VG2)을 교대로 출력한다.

도 4(b)를 참조하면, n+1 번째 프레임에서, 감마 전압 생성부(150)는 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 제 1 부극성 감마 전압(-VG1)과 제 2 정극성 감마 전압(+VG2)을 교대로 출력한다.

도 4(c)를 참조하면, n+2 번째 프레임에서, 감마 전압 생성부(150)는 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 제 2 정극성 감마 전압(+VG2)과 제 1 부극성 감마 전압(-VG1)을 교대로 출력한다.

도 4(d)를 참조하면, n+3 번째 프레임에서, 감마 전압 생성부(150)는 상기 n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 제 2 부극성 감마 전압(-VG2)과 제 1 정극성 감마 전압(+VG1)을 교대로 출력한다.

이후, n+4 번째 프레임부터는 n 번째 프레임 내지 n+3 번째 프레임에서 출력되는 감마 전압이 반복된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 공급되는 데이터 전압의 극성을 도시한다.

도 5에서 (P+)는 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 정극성의 데이터 전압을 나타내고, (N+)는 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 부극성의 데이터 전압을 나타낸다. 그리고, (P-)는 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 정극성의 데이터 전압을 나타내고, (N-)는 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 부극성의 데이터 전압을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 액정 패널은 도트 인버젼 방식으로 구동된다. 도트 인버젼 방식은 픽셀들 각각에 수평 및 수직 방향으로 인접하는 픽셀들 모두와 상반된 극성의 데이터 전압이 공급되게 하고 프레임마다 그 데이터 전압의 극성이 반전되게 한다.

액정 패널은 n 번째 프레임의 영상 신호를 표시할 경우, 도 5(a)와 같이 좌측 상단의 픽셀로부터 우측의 픽셀로 진행함에 따라 그리고 아래측의 픽셀들로 진행함에 따라, 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 정극성의 데이터 전압(P+) 및 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 부극성의 데이터 전압(N-)이 번갈아 나타나도록 데이터 전압을 픽셀들 각각에 공급한다.

액정 패널은 n+1 번째 프레임의 영상 신호를 표시할 경우, 도 5(b)와 같이, 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 좌측 상단의 픽셀로부터 우측의 픽셀로 진행함에 따라 그리고 아래측의 픽셀들로 진행함에 따라, 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 부극성의 데이터 전압(N+) 및 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 정극성의 데이터 전압(P-)이 번갈아 나타나도록 데이터 전압을 픽셀들 각각에 공급한다.

액정 패널은 n+2 번째 프레임의 영상 신호를 표시할 경우, 도 5(c)와 같이, 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 좌측 상단의 픽셀로부터 우측의 픽셀로 진행함에 따라 그리고 아래측의 픽셀들로 진행함에 따라, 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 부극성의 데이터 전압(N+) 및 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 정극성의 데이터 전압(P-)이 번갈아 나타나도록 데이터 전압을 픽셀들 각각에 공급한다.

액정 패널은 n+3 번째 프레임의 영상 신호를 표시할 경우, 도 5(d)와 같이, n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 좌측 상단의 픽셀로부터 우측의 픽셀로 진행함에 따라 그리고 아래측의 픽셀들로 진행함에 따라, 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 정극성의 데이터 전압(P+) 및 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 감마 전압을 이용하여 출력된 부극성의 데이터 전압(N-)이 번갈아 나타나도록 데이터 전압을 픽셀들 각각에 공급한다.

이와 같이 한 쌍의 연속하는 프레임에서 각 픽셀은 제1 레벨의 감마 전압이 극성 반전하며 출력되고, 후속하는 한 쌍의 연속하는 프레임에서 각 픽셀은 제2 레벨의 감마 전압이 극성 반전하며 출력된다. 여기서, 제1 레벨은 타겟 감마 전압보다 높은 전압 레벨이고, 제2 레벨은 타겟 감마 전압보다 낮은 전압 레벨일 수 있다. 또한 이와 반대로, 제1 레벨은 타겟 감마 전압보다 낮은 전압 레벨이고, 제2 레벨은 타겟 감마 전압보다 높은 전압 레벨일 수 있다.

상기 실시예와 같이 프레임별 및 픽셀별 감마 전압을 설정함에 따라, 액정 패널은 동일 극성으로 장시간 구동시 잔류 DC(또는 DC 오프셋) 성분의 발생에 의한 잔상 및 플리커 시인 현상을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 드라이버의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소스 드라이버(130)는, 쉬프트 레지스터(310), 제1래치(330), 제2래치(350), DAC(Digital Analog Converter, 370) 및 출력 버퍼(390)를 포함한다.

쉬프트 레지스터(310)는 각 데이터 라인에 대응하여 구비되고, 순차 직렬 접속된 다수의 플립플럽을 포함한다. 쉬프트 레지스터(310)는 클럭 신호(CLK)에 동기하여 인접하는 플립플럽에 소스 스타트 펄스(SSP)를 순차적으로 쉬프트하여 쉬프트 펄스 신호(SHF)를 출력한다.

제1래치(330)는 디지털 RGB 데이터를 입력받고, 쉬프트 레지스터(310)의 각 플립플럽에서 출력된 쉬프트 펄스 신호(SHF)에 동기하여 디지털 RGB 데이터를 샘플링(SAM)하여 저장한 다음, 동시에 출력한다.

제2래치(350)는 래치 신호(LS)에 동기하여, 제1래치(330)로부터 입력되는 샘플링된 디지털 RGB 데이터를 홀딩(HLD)한다.

DAC(370)는 제2래치(350)로부터 출력되는 디지털 RGB 데이터를 감마 전압 생성부(150)에서 제공되는 감마 전압(VG)에 기초하여 아날로그 RGB 데이터(AL)로 변환하여 출력한다. 상기 감마 전압(VG)은 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 포함한다.

그리고, DAC(370)는 정극성의 감마 전압이 공급되는 P-디코더(미도시), 부극성의 감마 전압이 공급되는 N-디코더(미도시), 및 극성 제어신호(POL)에 응답하여 P-디코더의 출력과 N-디코더의 출력을 선택하는 멀티플렉서(미도시)를 포함할 수 있다.

출력 버퍼(390)는 DAC(370)로부터 출력되는 아날로그 RGB 데이터(AL)를 버퍼링하여 데이터 라인(D1 내지 Dm)으로 출력한다. 출력 버퍼(390)는 각 데이터 라인마다 구비된 연산 증폭 회로(OPC)를 포함하며, 이들 각 연산 증폭 회로(OPC)가 DAC(370)로부터의 아날로그 RGB 데이터(AL)를 임피던스 변환하여 각 데이터 라인으로 출력한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 전압 선택 방법을 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 감마 전압 생성부(150A)는 제 1 감마 전압 생성부(171) 및 제 2 감마 전압 생성부(175)를 포함한다.

제 1 감마 전압 생성부(171)는 고전위 전원전압(VDD)과 저전위 전원전압(VSS) 사이의 저항열(resistor string)을 이용하여 전압 분배를 통해 다수의 감마 전압들을 생성한다. 제 1 감마 전압 생성부(171)는 생성된 다수의 감마 전압들 중 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제 1 정극성 감마 전압(+VG1) 및 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제 2 부극성 감마 전압(-VG2)을 출력한다.

제 2 감마 전압 생성부(175)는 고전위 전원전압(VDD)과 저전위 전원전압(VSS) 사이의 저항열(resistor string)을 이용하여 전압 분배를 통해 다수의 감마 전압들을 생성한다. 제 2 감마 전압 생성부(175)는 생성된 다수의 감마 전압들 중 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제 2 정극성 감마 전압(+VG2) 및 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제 1 부극성 감마 전압(-VG1)을 출력한다.

제 1 감마 전압 생성부(171) 및 제 2 감마 전압 생성부(175)는 별개의 집적회로 칩으로 구성되거나, 단일 집적회로 칩으로 구성될 수 있다.

소스 드라이버(130)의 DAC(370)는 제2래치(350)로부터 디지털 RGB 데이터(HLD)를 수신한다. 그리고 DAC(370)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 감마 전압 선택 신호(S)를 수신한다. DAC(370)는 프레임마다 감마 전압 선택 신호(S)에 따라 제 1 감마 전압 생성부(171) 및 제 2 감마 전압 생성부(175) 중 하나를 선택한다. DAC(370)는 선택된 제 1 감마 전압 생성부(171) 또는 제 2 감마 전압 생성부(175)로부터 출력되는 감마 전압을 기초로 디지털 RGB 데이터들을 아날로그 RGB 데이터(AL)로 변환하여 출력한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감마 전압 선택 방법을 설명하는 도면이다.

도 8을 참조하면, 감마 전압 생성부(150B)는 제 1 감마 전압 생성부(181) 및 제 2 감마 전압 생성부(185)를 포함한다.

제 1 감마 전압 생성부(181)는 고전위 전원전압(VDD)과 저전위 전원전압(VSS) 사이의 저항열(resistor string)을 이용하여 전압 분배를 통해 다수의 감마 전압들을 생성한다. 제 1 감마 전압 생성부(181)는 생성된 다수의 감마 전압들 중 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제 1 정극성 감마 전압(+VG1) 및 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제 2 부극성 감마 전압(-VG2)을 출력한다.

제 2 감마 전압 생성부(185)는 고전위 전원전압(VDD)과 저전위 전원전압(VSS) 사이의 저항열(resistor string)을 이용하여 전압 분배를 통해 다수의 감마 전압들을 생성한다. 제 2 감마 전압 생성부(175)는 생성된 다수의 감마 전압들 중 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제 2 정극성 감마 전압(+VG2) 및 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제 1 부극성 감마 전압(-VG1)을 출력한다.

제 1 감마 전압 생성부(181) 및 제 2 감마 전압 생성부(185)는 별개의 집적회로 칩으로 구성되거나, 단일 집적회로 칩으로 구성될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(140)는 입력 영상 데이터에 대응하는 계조의 감마 전압을 설정한다. 그리고, 타이밍 컨트롤러(140)는 설정된 감마 전압을 생성하는 제 1 감마 전압 생성부(181) 또는 제 2 감마 전압 생성부(185)로 선택 신호(S)를 출력한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 1비트의 2진수를 이용한 선택 신호(S)에 의해 제 1 감마 전압 생성부(181) 또는 제 2 감마 전압 생성부(185)를 선택할 수 있다.

감마 전압 생성부(150B)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 감마 전압 선택 신호(S)를 수신한다. 제 1 감마 전압 생성부(181)는 현재 프레임에서 감마 전압 선택 신호(S)를 수신하면, 제 1 정극성 감마 전압(+VG1) 및 제 2 부극성 감마 전압(-VG2)을 교대로 출력한다. 그리고, 제 2 감마 전압 생성부(185)는 현재 프레임에서 감마 전압 선택 신호(S)를 수신하면, 제 2 정극성 감마 전압(+VG2) 및 제 1 부극성 감마 전압(-VG1)을 교대로 출력한다.

소스 드라이버(130)의 DAC(370)는 제2래치(350)로부터 디지털 RGB 데이터(HLD)를 수신한다. 그리고 DAC(370)는 프레임마다 감마 전압 생성부(150B)로부터 입력되는 제1 감마 전압 또는 제2 감마 전압을 기초로 디지털 RGB 데이터들을 아날로그 RGB 데이터(AL)로 변환하여 출력한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법을 설명하는 흐름도이다.

액정표시장치는 특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압을 설정한다(S910).

액정표시장치는 상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압과 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 교대로 출력한다(S930).

상기 제1 감마 전압은 제1 정극성 감마 전압 및 제1 부극성 감마 전압을 포함하고, 상기 제2 감마 전압은 제2 정극성 감마 전압 및 제2 부극성 감마 전압을 포함한다. 타겟 감마 전압과 제1 감마 전압 간의 레벨 차 및 타겟 감마 전압과 제2 감마 전압 간의 레벨 차인 보정 전압(ΔV)은 입력 데이터의 계조에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 즉, 제1 정극성 감마 전압, 제1 부극성 감마 전압, 제2 정극성 감마 전압 및 제2 부극성 감마 전압의 레벨은 입력 데이터의 계조에 따라 상이하다.

액정표시장치는 n 번째 프레임에서, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력한다. 그리고, 액정표시장치는 n+1 번째 프레임에서, 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력한다. 이어서, 액정표시장치는 n+2 번째 프레임에서, 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력한다. 다음으로, 액정표시장치는 n+3 번째 프레임에서, 상기 n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력한다.

액정표시장치는 상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환한다(S950).

액정표시장치는 상기 아날로그 영상 데이터를 도트 인버젼 방식으로 표시패널에 출력한다(S970).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100; 액정표시장치 110; 액정패널
120; 게이트 드라이버 130; 소스 드라이버
140; 타이밍 컨트롤러 150; 감마전압 생성부

Claims

다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 서로 교차하여 정의된 다수의 픽셀을 구비하는 표시패널;
특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 생성하는 감마전압생성부; 및
상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하고, 상기 아날로그 영상 데이터를 도트 인버젼 방식으로 상기 표시패널에 출력하는 소스드라이버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 감마전압생성부는,
상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 정극성 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 부극성 감마 전압을 생성하는 제1감마전압생성부; 및
상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 정극성 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 부극성 감마 전압을 생성하는 제2감마전압생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서,
상기 감마전압 생성부 및 상기 소스드라이버의 출력을 제어하는 타이밍컨트롤러;를 더 포함하고,
상기 소스드라이버는, 상기 타이밍컨트롤러로부터 수신한 선택 신호를 기초로, 상기 제1감마전압생성부 또는 상기 제2감마전압생성부를 선택하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서,
상기 감마전압 생성부 및 상기 소스드라이버의 출력을 제어하는 타이밍컨트롤러;를 더 포함하고,
상기 감마전압생성부는, 상기 타이밍컨트롤러로부터 수신한 선택 신호를 기초로, 상기 제1감마전압생성부 또는 상기 제2감마전압생성부의 감마 전압을 상기 소스드라이버로 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서, 상기 감마전압생성부는,
n 번째 프레임에서, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고,
n+1 번째 프레임에서, 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고,
n+2 번째 프레임에서, 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고,
n+3 번째 프레임에서, 상기 n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 감마 전압 및 상기 제2 감마 전압의 레벨은 입력 데이터의 계조에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 소스드라이버는,
상기 제1 감마 전압 및 상기 제2 감마 전압을 선택적으로 수신하고, 상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 상기 아날로그 영상 데이터를 생성하는 D/A 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 정극성 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 부극성 감마 전압을 생성하는 제1감마전압생성부; 및
상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 정극성 감마 전압 및 상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 부극성 감마 전압을 생성하는 제2감마전압생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성장치.
제8항에 있어서,
n 번째 프레임에서, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고,
n+1 번째 프레임에서, 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고,
n+2 번째 프레임에서, 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하고,
n+3 번째 프레임에서, 상기 n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성장치.
제9항에 있어서,
소스드라이버의 제어에 의해 상기 감마 전압의 출력이 선택되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성장치.
제9항에 있어서,
타이밍컨트롤러로부터 수신한 선택 신호를 기초로, 상기 감마 전압의 출력이 선택되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 정극성 및 부극성 감마 전압, 및 상기 제2 정극성 및 부극성 감마 전압의 레벨은 입력 데이터의 계조에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 감마전압 생성장치.
특정 계조를 기초로 미리 정해진 타겟 감마 전압을 설정하는 단계;
상기 타겟 감마 전압보다 높은 레벨의 제1 감마 전압과 상기 타겟 감마 전압보다 낮은 레벨의 제2 감마 전압을 교대로 출력하는 단계;
상기 제1 감마 전압과 상기 제2 감마 전압을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하는 단계; 및
상기 아날로그 영상 데이터를 도트 인버젼 방식으로 상기 표시패널에 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 감마 전압은 제1 정극성 감마 전압 및 제1 부극성 감마 전압을 포함하고, 상기 제2 감마 전압은 제2 정극성 감마 전압 및 제2 부극성 감마 전압을 포함하고,
상기 감마 전압을 교대로 출력하는 단계는,
n 번째 프레임에서, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계;
n+1 번째 프레임에서, 상기 n 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계;
n+2 번째 프레임에서, 상기 n+1 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제2 정극성 감마 전압 및 상기 제1 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계; 및
n+3 번째 프레임에서, 상기 n+2 번째 프레임과 반대 극성으로, 상기 제1 정극성 감마 전압 및 상기 제2 부극성 감마 전압을 교대로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 정극성 및 부극성 감마 전압, 및 상기 제2 정극성 및 부극성 감마 전압의 레벨은 입력 데이터의 계조에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.