KR20120096777A

KR20120096777A - 액정표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20120096777A
Application number: KR1020110016081A
Authority: KR
Inventors: 이신우; 문성준
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-08-31

Abstract

본발명은, 행방향으로 연장되는 다수의 게이트배선과 열방향으로 연장되는 다수의 데이터배선을 포함하는 액정패널과; 복수의 계조전압을 이용하여 영상데이터에 대응하는 데이터전압을 생성하고, 상기 데이터전압을 상기 액정패널에 출력하는 데이터구동부와; 상기 다수의 데이터배선을 차지쉐어링 하는 차지쉐어링부와; 상기 영상데이터의 패턴에 대응하여 영상모드신호를 생성하는 타이밍제어부와; 상기 영상모드신호 및 상기 데이터전압의 극성에 대응하여 상기 차지쉐어링부를 제어하는 차지쉐어링제어부를 포함하고, 상기 영상데이터의 패턴은 상기 열방향으로 제 1 영상과 제 2 영상이 교번하여 나타나는 패턴이고, 상기 영상모드신호는 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상에 대응하여 생성되고, 상기 차지쉐어링부는, 상기 제 2 영상을 차지쉐어링 구동하고, 상기 제 1 영상을 비-차지쉐어링 구동하는 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), 유기전계발광소자 (OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러 가지 액정표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.

이들 액정표시장치에 표시되는 영상데이터는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 화이트스트라이프(white strip)와 블랙스트라이프(black strip)가 교번하여 나타나는 패턴(pattern)을 가질 수 있다.

도 1a은 수평방향의 화이트스트라이프와 블랙스트라이프가 하나의 행라인 마다 교번하여 나타나는 영상데이터 패턴이고, 도 1b는 수평방향의 화이트스트라이프와 블랙스트라이프가 두 개의 행라인 마다 교번하여 나타나는 영상데이터의 패턴을 일예로서 도시한 도면이다.

이때, 화이트스트라이프는 예를 들면, 노멀리 블랙 모드(normally black mode)의 경우, 데이터전압과 공통전압의 차이의 절대값(|데이터전압 공통전압|) 가장 작은 값일 수 있으며, 블랙스트라이프는 가장 높은 값을 가질 수 있다.

이 경우, 화이트스트라이프와 블랙스트라이프로 서로 교번됨에 따라서 전압의 급격한 변동이 발생하고, 화이트스트라이프와 블랙스트라이프를 표시하기 위한 소비전류 역시 급격하게 변동된다. 이에 따라, 액정패널에 부하(load)를 증가시키게 되는 문제점이 있다.

또한, 액정패널 부하가 증가됨에 따라 액정패널에 사용되는 커패시터(capacitor)에서 사운드 노이즈(sound noise)가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 커패시터에서 발생되는 사운드 노이즈를 줄이기 위하여, 고가의 커패시터를 사용하게 됨으로써, 생산비용이 증가되는 문제점이 있다.

수평방향으로 화이트스트라이프와 블랙스트라이프가 교번하여 표시되는 영상데이터 패턴을 표현할 시, 화이트스트라이프와 블랙스트라이프의 급격한 전압 변동으로 발생하는 소비전류의 급격한 변동에 의한 액정패널의 부하를 줄임으로써 커패시터에서 발생하는 사운드 노이즈를 개선하는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 행방향으로 연장되는 다수의 게이트배선과 열방향으로 연장되는 다수의 데이터배선을 포함하는 액정패널과; 복수의 계조전압을 이용하여 영상데이터에 대응하는 데이터전압을 생성하고, 상기 데이터전압을 상기 액정패널에 출력하는 데이터구동부와; 상기 다수의 데이터배선을 차지쉐어링 하는 차지쉐어링부와; 상기 영상데이터의 패턴에 대응하여 영상모드신호를 생성하는 타이밍제어부와; 상기 영상모드신호 및 상기 데이터전압의 극성에 대응하여 상기 차지쉐어링부를 제어하는 차지쉐어링제어부를 포함하고, 상기 영상데이터의 패턴은 상기 열방향으로 제 1 영상과 제 2 영상이 교번하여 나타나는 패턴이고, 상기 영상모드신호는 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상에 대응하여 생성되고, 상기 차지쉐어링부는, 상기 제 2 영상을 차지쉐어링 구동하고, 상기 제 1 영상을 비-차지쉐어링 구동하는 액정표시장치를 제공한다.

상기 차지쉐어링제어부는, 상기 영상모드신호가 상기 제 2 영상에 대응하는 경우에는 상기 제 2 영상에 대응하는 상기 데이터전압의 극성과 관계없이 상기 차지쉐어링부에서 차지쉐어링을 하도록 제어한다.

상기 차지쉐어링제어부는, 상기 영상모드신호가 상기 제 1 영상에서 상기 제 2 영상으로 변경되는 경우나 또는 제 2 영상에서 상기 제 1 영상으로 변경되는 신호인 경우 상기 차지쉐어링부에서 차지쉐어링을 하도록 제어한다.

상기 제 1 영상은 상기 복수의 계조전압 중 가장 높은 계조전압에 대응되고, 상기 제 2 영상은 상기 복수의 계조전압 중 가장 낮은 계조전압에 대응된다.

상기 데이터구동부는 수직2도트 인버젼 구동방식으로 데이터전압을 생성한다.

행방향으로 연장되는 다수의 게이트배선과 열방향으로 연장되는 다수의 데이터배선을 포함하고, 복수의 감마전압을 이용하여 영상데이터에 대응하는 데이터전압을 생성하는 액정표시장치 구동방법에 있어서, 상기 영상데이터의 패턴에 대응하는 영상모드신호를 생성하는 단계와; 상기 영상모드신호와 상기 데이터전압의 극성에 대응하여 상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 영상데이터의 패턴은 상기 열방향으로 제 1 영상과 제 2 영상이 교번하여 나타나는 패턴이고, 상기 영상모드신호는 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상에 대응하여 생성되고, 상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계는, 상기 영상모드신호가 상기 제 1 영상에 대응하고, 상기 제 1 영상에 대응하는 상기 데이터전압의 극성이 동일하게 유지되는 경우에는 비-차지쉐어링을 구동하는 액정표시장치 구동방법을 제공한다.

상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계는, 상기 영상모드신호가 상기 제 2 영상에 대응하는 경우에는 상기 제 2 영상에 대응하는 상기 데이터전압의 극성과 관계없이 차지쉐어링을 하도록 제어한다.

상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계는, 상기 영상모드신호가 상기 제 1 영상에서 상기 제 2 영상으로 변경되는 경우나 또는 제 2 영상에서 상기 제 1 영상으로 변경되는 신호인 경우 차지쉐어링을 하도록 제어한다.

상기 데이터전압은 수직2도트 인버젼 구동방식으로 생성된다.

수평방향으로 화이트스트라이프와 블랙스트라이프를 교번하여 나타나는 영상데이터 패턴을 표현 할 시, 화이트스트라이프와 블랙스트라이프의 소비전류 차이를 줄임으로써 액정패널의 부하를 감소시키는 효과를 제공한다.

이에 따라, 커패시터의 사운드 노이즈를 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 고가의 커패시터를 사용하지 않아도 되는 바, 생상비용을 절감하는 효과가 있다.

도 1은 수직방향으로 행라인을 따라 화이트스트라이프와 블랙스트라이프가 교번하여 나타나는 영상데이터 패턴의 일예를 도시한 도면.
도 2는 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 본발명의 실시예에 따른 화소의 등가회로도.
도 4는 4개의 행라인 마다 화이트스트라이프와 블랙스트라이프가 교번하여 나타나는 영상데이터 패턴의 일예를 도시한 도면.
도 5는 본발명의 실시예에 따른 화이트스트라이프와 블랙스트라이프의 데이터전압 및 데이터전압의 극성을 나타낸 파형도.
도 6은 수직2도트 인버젼 구동방식을 나타낸 도면.
도 7는 본발명의 실시예에 따른 차지쉐어링부를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 8은 일반적인 차지쉐어링 방식을 나타난 파형도.

이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본발명의 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다.

도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 액정패널(200)과 구동회로부(D)와, 백라이트(900)를 포함한다.

액정패널(200)에는, 제 1 방향 예를 들면 행방향으로 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)이 연장되어 있다. 그리고, 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향 예를 들면 열 방향으로 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)이 연장되어 있다. 이와 같이 서로 교차하는 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)과 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)은 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 화소(P)를 정의한다.

도 3을 참조하면, 각 화소(P)는, 박막트랜지스터(T)와, 액정커패시터(Clc)와, 스토리지커패시터(Cst)를 포함한다.

박막트랜지스터(T)는 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)의 교차부에 형성된다. 화소전극(미도시)은 박막트랜지스터(T)와 연결되어 있다. 한편, 화소전극에 대응하여 공통전극(미도시)이 형성된다. 화소전극에 데이터전압이 인가되고, 공통전극에 공통전압이 인가되면, 이들 사이에 전기장이 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.

각 화소(P)는, 예를 들면, 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)을 표시하는 R, G, B 부화소로 구성될 수 있다. 즉, 서로 이웃하는 R, G, B 부화소는, 영상표시의 단위인 화소(P)를 구성하게 된다.

다시 도 2를 참조하면, 백라이트(900)는, 빛을 액정패널(200)에 공급하는 역할을 하게 된다. 백라이트(900)의 광원으로, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL), 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등이 사용될 수 있다.

구동회로부(D)는, 타이밍제어부(300)와, 게이트구동부(400)와, 데이터구동부(500)와, 차지쉐어링제어부(600)와, 차지쉐어링부(610)와, 감마전압공급부(700)와, 전원발생부(800)를 포함할 수 있다.

먼저, 타이밍제어부(300)는, 제어신호생성부(310)와, 데이터정렬부(320)와, 패턴인식부(330)를 포함할 수 있다.

여기서, 타이밍제어부(300)는, TV시스템이나 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 영상데이터(RGB)와, 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)와 클럭신호(CLK)와 데이터인에이블신호(DE) 등의 제어신호(TCS)를 입력 받게 된다. 한편, 도시하지는 않았지만, 이와 같은 신호들은, 타이밍제어부(300)에 구성된 인터페이스(interface)를 통해 입력될 수 있다.

타이밍제어부(300)의 제어신호생성부(310)는, 입력된 제어신호(TCS)를 사용하여, 게이트구동부(400)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터구동부(500)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성한다.

게이트제어신호(GCS)는, 게이트스타트펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트쉬프트클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트출력인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다.

데이터제어신호(DCS)는 소스스타트펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스샘플링클럭(Source Sampling Clock : SSC), 소스출력인에이블신호(Source Output Enable : SOE), 극성신호(Polarity : POL) 등을 포함할 수 있다.

게이트스타트펄스(GSP)는 1수직(vertical) 기간 중에서 화면의 시작 라인 즉, 첫 번째 라인을 알려주는 역할을 하고, 게이트쉬프트클럭(GSC)은 액정패널(200)의 화소(P)에 구성된 박막트랜지스터(도 3의 T)가 온(on) 되는 시간을 지정해준다. 또한, 게이트출력인에이블신호(GOE)는 게이트구동부(400)의 출력을 제어하는 역할을 한다.

그리고, 소스스타트펄스(SSP)는 1수평(horizontal) 기간 중에서 데이터의 시작점 즉, 첫 번째 화소(P)를 알려주는 역할을 하고, 소스샘플링클럭(SSC)은 상승, 하강 에지에 기준하여 데이터를 래치(latch)하는 역할을 한다. 또한, 소스출력인에블신호(SOE)는 데이터구동부(500)의 출력을 제어하는 역할을 하며, 극성신호(POL)는 액정패널(200)의 데이터전압을 정극성(+) 또는 부극성(-)으로 구동하기 위해 극성을 알려주는 신호이다.

또한, 타이밍제어부(300)의 데이터정렬부(320)는, 외부의 시스템으로부터 영상데이터(RGB)를 전달받고, 이를 정렬하여 데이터구동부(500)에 전달하게 된다.

또한, 타이밍제어부(300)의 패턴인식부(330)는, 영상데이터(RGB)의 패턴(pattern)에 대응하여 영상모드신호(DMS)를 생성하고, 이를 차지쉐어링제어부(600)에 전달한다.

도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 4는, 8개의 행라인으로 구성되고, 수직방향으로 4개의 행라인 마다 화이트스트라이프와 블랙스트라이프가 교번하여 표시되는 영상데이터(RGB)의 패턴을 일예로서 도시한 도면이고, 도 5는 하나의 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 인가되는 화이트스트라이프와 블랙스트라이프에 대응하는 데이터전압 및 데이터전압의 극성을 일예로서 도시한 도면이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 영상데이터(RGB)는 행라인으로 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)가 교번하여 표시되는 패턴을 가질 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여, 전술한 바와 같은 영상데이터(RGB)의 패턴을 수평스트라이프 패턴이라고 칭한다.

구체적으로 예를 들면, 제 1 행 내지 제 4 행(1행 내지 4행)에는 화이트스트라이프(W)가 표시되고, 제 5 행 내지 제 8행(5행 내지 8행)에는 블랙스트라이프(B)가 표시된다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어, TN(twisted nematic)모드에서노멀리 블랙모드로 데이터전압(Vdata)이 생성될 경우, 예를 들면, 화이트스트라이프(W)에 대응하는 데이터전압(Vdata)과 공통전압(Vcom)의 차이의 절대값(|데이터전압(Vdata) 공통전압(Vcom)|)은, 블랙스트라이프(B)에 대응하는 데이터전압(Vdata)과 공통전압(Vcom)의 차이의 절대값보다 낮은 값을 가진다. 구체적으로 설명하면, 노멀리 블랙모드는 더 높은 전압이 인가됨에 따라, 액정층은 더욱 비틀어지게 되어 빛이 차단된다. 이에 따라, 어두운 영상에 가까울수록 높은 전압에 대응된다.

즉, TN모드에서의 화이트스트라이프(W)의 데이터전압(Vdata)은 복수의 계조전압(Vgamma) 중 가장 낮은 전압의 계조전압(Vgamma)을 이용하여 생성되고, 블랙스트라이프(B)의 데이터전압(Vdata)은 복수의 계조전압(Vgamma) 중 가장 높은 전압의 계조전압(Vgamma)을 이용하여 생성된다.

따라서, 화이트스트라이프(W)에 대응되는 데이터전압(Vdata)의 절대값은 블랙스트라이프(B)에 대응되는 데이터전압(Vdata)의 절대값보다 낮은 전압을 갖게 된다.

여기서, 예를 들어, 노멀리 화이트모드(normally white mode)로 데이터전압(Vdata)이 생성될 경우, 예를 들면, 절대값이 가장 높은 데이터전압에 대응하는 영상은 화이트스트라이프가 되고, 절대값이 가장 낮은 데이터전압에 대응하는 영상은 블랙스트라이프가 될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

다시 도 4를 참조하면, 패턴인식부(330)는, 영상데이터(RGB)의 패턴에 대응하여 영상모드신호(DMS)를 생성하는데, 구체적으로 설명하면, 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)를 포함하는 수평스트라이프패턴을 인식하고, 화이트스트라이프(W) 및 블랙스트라이프(B)에 대응하여 영상모드신호(DMS)를 생성한다.

예를 들면, 제 1 행 내지 제 4 행(1행 내지 4행)에는 화이트스트라이프(W)가 표시되는 바, 화이트스트라이프(W)에 대응하는 영상모드신호(DMS)를 생성한다. 반면에, 제 5 행 내지 제 8 행(5행 내지 8행)에는 블랙스트라이프(B)가 표시되는 바, 블랙스트라이프(B)에 대응하는 영상모드신호(DMS)를 생성한다.

다시 말하면, 패턴인식부(330)는, 예를 들면 행라인 별로 데이터전압에 대응하여 영상모드신호(DMS)를 생성한다. 구체적으로 예를 들면, 제 1 행 내지 제 4 행(1행 내지 제 4 행)에 인가되는 낮은 데이터전압, 예를 들면 화이트스트라이프(W)에 각각 대응하는 영상모드신호(DMS)를 생성한다. 반면에, 제 5 행 내지 제 8 행(5행 내지 8행)에 인가되는 높은 데이터전압, 예를 들면 블랙스트라이프(B)에 각각 대응하여 영상모드신호(DMS)를 생성한다.

또한, 패턴인식부(330)는, 생성된 영상모드신호(DMS)를 차지쉐어링제어부(600)에 전달한다. 이때, 패턴인식부(330)는, 예를 들면 매 행라인 마다 영상모드신호(DMS)를 차지쉐어링제어부(600)에 전달하거나, 매 프레임 마다 각 행의 패턴에 대한 정보를 포함하는 영상모드신호(DMS)를 차지쉐어링제어부(600)에 전달할 수 있다. 이를 위하여, 패턴인식부(600)는 각 행라인에 대한 영상모드신호(DMS)를 저장하기 위한 라인 메모리(line memory) 또는 프레임 메모리(frame memory) 등의 저장매체를 더욱 포함할 수 있으며, 저장매체로서 EEPROM이 사용될 수 있다.

즉, 전술한 바와 같이, 영상모드신호(DMS)는 영상데이터(RGB)의 패턴에 대응하여 생성되는 신호로서, 구체적으로 예를 들면 화이트스트라이프(W)와 블랙스트라이프(B)에 대응하여 생성되는 신호이다.

다시 도 2를 참조하면, 감마전압공급부(700)는, 전원발생부(800)로부터 발생되는 고전위전압과 저전위전압을 분압하여 감마전압(Vgamma)을 생성하고, 이를 데이터구동부(500)에 공급한다.

전원발생부(800)는, 액정표시장치(100)를 구동함에 있어 필요한 다양한 구동전압들을 생성하게 된다. 예를 들면, 타이밍제어부(300)와 데이터구동부(500)와 게이트구동부(400)에 공급되는 전원전압과, 게이트구동부(400)에 공급되는 게이트하이전압과 게이트로우전압 등을 생성하게 된다.

게이트구동부(400)는, 타이밍제어부(300)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 스캔(scan)한다. 예를 들면, 매 프레임(frame) 동안 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 선택하고, 선택된 게이트배선(GL)에 대해 게이트전압을 출력하게 된다. 게이트전압에 의해, 해당 행라인에 위치하는 박막트랜지스터(T)는 턴온(turn on)된다. 한편, 다음 프레임의 스캔시까지는 게이트배선(GL)에 턴오프(turn off) 전압이 공급되어, 박막트랜지스터(도 3의 T)는 턴오프 상태를 유지하게 된다.

데이터구동부(500)는, 타이밍제어부(300)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)와 영상데이터(RGB)에 응답하여, 데이터전압을 다수의 데이터배선(DL)에 공급하게 된다. 즉, 감마전압(Vgamma)을 사용하여, 영상데이터(RGB)에 대응되는 데이터전압을 생성하고, 생성된 데이터전압을 데이터배선(DL)에 출력하게 된다.

여기서, 데이터구동부(500)는, 인버젼(inversion) 구동방식으로 데이터전압을 생성하고, 데이터배선(DL)에 출력하게 된다.

인버젼 구동방식은, 액정패널(200)을 구동할 때 발생하는 내부 액정의 열화를 방지하고, 화상의 표시 품질을 향상시키기 위하여 일정한 단위로 데이터전압의 극성을 반전하여 구동하는 방식을 말한다. 이러한 인버젼 구동방식은 극성이 반전되는 단위에 따라 프레임 인버젼(frame inversion) 방식, 컬럼 인버젼(column inversion) 방식, 도트 인버젼(dot inversion) 방식 등으로 구분된다.

도 6a 및 도 6b를 참조하여 구체적으로 예를 든다. 도 6a 및 도 6b는, 수직2도트 인버젼 구동방식으로서, 본발명의 인버젼 구동방식의 일예를 도시한 도면이다.

수직2도트 인버젼 구동방식은, 첫 번째 프레임(도 6a)에서, 제 1 방향 예를 들면, 수평 방향의 화소(도 2의 P)에는 매 화소(P)마다 상반된 극성의 데이터전압을 인가한다. 또한, 제 2 방향 예를 들면, 수직 방향의 화소(P)에는 두 개의 화소(P)마다 상반된 극성의 데이터전압을 인가한다.

두 번째 프레임(도 6b)에서는, 첫 번째 프레임(도 6a)에 인가된 데이터전압의 극성이 반전된 데이터전압을 각 화소(P)에 인가한다.

즉, 각 화소(P)에 인가되는 데이터전압은, 매 프레임 마다 극성이 반전되고, 수평 방향으로는 매 화소(P)마다 극성이 반전되고, 수직 방향으로는 2개의 화소(P)마다 극성이 반전된다.

데이터구동부(500)는, 수직2도트 인버젼 구동 방식을 위하여, 2 수평동기신호(Hsync)의 기간 마다 반전되는 극성신호(POL)를 타이밍제어부(300)의 제어신호생성부(310)로부터 전달 받는다. 또한, 데이터구동부(500)는 극성신호(POL)에 응답하여 수평 방향으로는 매 화소(P)마다 상반된 극성을 가짐과 아울러 수직 방향으로는 두 개의 화소(P)마다 상반된 극성을 가지는 데이터전압을 출력한다.

다시 도 5를 참조하여 구체적으로 예를 들면, 극성신호(POL)는, 1 프레임 중 제 1 및 제 2 수평동기신호 기간(1H, 2H) 동안에 하이(high) 논리를 가진다면, 제 3 및 제 4 수평동기신호 기간(3H, 4H)에는 로우(low) 논리를 가진다.

극성신호(POL)가 하이 논리를 유지하는 제 1 및 제 2 수평동기신호 기간(즉, 제 1 및 제 2 게이트배선(도 2의 GL1, GL2)이 인에이블(enable) 되는 기간)에, 데이터구동부(500)는 홀수 번째 데이터배선(도 2의 DL1, DL3,…) 각각에 정극성(+)의 데이터전압을 출력하고, 짝수 번째 데이터배선(도 2의 DL2, DL4,…) 각각에 부극성(-)의 데이터전압을 출력한다.

반면에, 제 3 및 제 4 수평동기신호 기간(즉, 제 3 및 제 4 게이트배선(도3의 GL3, GL4)이 인에이블 되는 기간)에, 데이터구동부(500)는 홀수 번째 데이터배선(도 2의 DL1, DL3,…) 각각에 부극성(-)의 데이터전압을 출력하고, 짝수 번째 데이터배선(도 2의 DL2, DL4,…) 각각에 정극성(+)의 데이터전압을 출력한다.

즉, 전술한 바와 같이, 극성신호(POL)의 논리 값이 2수평동기신호(Hsync) 기간마다 반전 됨에 따라, 수직2도트 인버젼 구동방식이 이루어진다.

차지쉐어링부(610)는, 차지제어신호(CCS)에 응답하여, 차지쉐어링(charge sharing function)을 수행한다.

차지쉐어링은 인버젼 구동 방식 예를 들면 수직2도트 구동방식에서 데이터배선(도 2의 DL1 내지 DLm)의 전압 변동폭이 크지 않도록 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 공급되는 전압을 제어하는 것을 말한다. 예를 들면, 데이터배선(DL1 내지 DLm)의 평균 공통 전하(charge)를 나누어 가지는 방식으로 데이터전압을 예를 들면 공통전압(Vcom) 수준까지 상승(하강)시켜 데이터구동부(500)의 부담을 줄여주는 것을 말한다.

보다 구체적으로 설명하면, 차징쉐어링부(610)는 데이터전압이 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 공급되지 않는 기간(예를 들면, 수평동기신호(Hsync)의 수평 블랭킹(blanking) 기간)에 데이터배선(DL1 내지 DLm)을 서로 연결시켜 데이터배선(DL1 내지 DLm)이 전하를 공유하도록 한다.

이에 따라, 홀수 번째 데이터배선(도 2의 DL1, DL3,..) 상의 정극성(+)(또는, 부극성(-))의 데이터전압과 짝수 번째 데이터배선(도 2의 DL2, DL4,…) 상의 부극성(-)(또는, 정극성(+))의 데이터전압의 중간 레벨의 전압으로 선충전 된다. 이에 따라, 데이터구동부(500)의 로드(load)가 줄어들어 발열문제를 해결하고, 소비전력을 절감하게 된다. 이때, 영상데이터(RGB)의 패턴이 수평스트라이프 패턴의 경우, 차지쉐어링에 의해서 소비전류가 더욱 증가 할 수 있다. 이는 소비전류는 전압 변동시에 크게 발생하게 되는데, 행라인 마다 교번되는 화이트스트라이프(W)와 블랙스트라이프(B)의 급격한 전압 변동에 의해 소비 전류가 증가된다.

이하, 도 7을 참조하여, 차지쉐어링부(610)에 대해서 보다 상세하게 설명한다.

도 7은 본발명의 실시예에 따른 차지쉐어링부(610)를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 차징쉐어링부(610)는, 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm) 연결되는 다수의 출력 버퍼(BF1 내지 BFm)와, 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)과 다수의 출력 버퍼(BF1 내지 BFm) 사이에 접속되는 다수의 제 1 스위치(SW1-1 내지 SW1-m)와, 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm) 사이에 접속된 다수의 제 2 스위치(SW2-1 내지 SW2-m-1)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 스위치(SW2-1 내지 SW2-m-1)는 데이터배선(DL1 내지 DLm)의 수보다 한 개가 적게 구성될 수 있다.

출력버퍼(BF1 내지 BFm)는 데이터전압을 대응하는 제 1 스위치(SW1-1 내지 SW1-m)를 경유하여 대응하는 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

제 1 스위치(SW1-1 내지 SW1-m) 및 제 2 스위치(SW2-1 내지 SW2-m-1)는 타이밍제어부(300)로부터 공급되는 소스출력인에이블신호(SOE)에 동기하여 상호보완적으로 턴-온 된다.

구체적으로 설명하면, 소스출력인에이블신호(SOE)가 예를 들면, 하이 논리를 가질 때, 제 1 스위치(SW1-1 내지 SW1-m)는 턴-온 되는 반면에, 제 2 스위치(SW2-1 내지 SW2-m-1)는 턴-오프 된다.

예를 들면, 제 1 게이트배선(도2의 GL1)에 스캔신호가 공급되어 대응하는 박막트랜지스터(도 2의 T)가 턴-온되고, 소스출력인에이블신호(SOE)가 하이인 경우, 출력버퍼(BF1 내지 BFm)는 데이터전압을 제 1 스위치(SW1-1 내지 SW1-m)를 경유하여 대응하는 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

반대로, 소스출력인에이블신호(SOE)가 로우 논리를 가질 때, 제 1 스위치(SW1-1 내지 SW1-m)는 오프되고 대신 제 2 스위치(SW2-1 내지 SW2-m-1)가 턴-온되어 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)은 서로 연결된다. 이에 따라, 인접한 데이터배선(DL1 내지 DLm)과는 반전된 극성의 데이터전압으로 충전된 데이터배선(DL1 내지 DLm) 사이에서 전압의 충방전이 동시에 수행되게 된다.

구체적으로 예를 들면, 홀수 번째 데이터배선(도 2의 DL1, DL3,…)에 부극성(-)의 데이터전압이 충전되어 있고, 짝수 번째 데이터배선(도 2의 DL2, DL4,…)에 정극성(+)의 데이터전압이 충전되어 있는 경우, 홀수 번째 데이터배선(도 2의 DL1, DL3,…)은 인접한 짝수 번째 데이터배선(도 2의 DL2, DL4,…)으로부터의 전압을 충전한다. 반면에, 짝수 번째 데이터배선(도 2의 DL2, DL4,…)은 충전된 정극성(+)의 데이터전압을 인접한 홀수 번째 데이터배선(도 1의 DL1, DL3,…) 쪽으로 방전한다.

이에 따라, 데이터배선(DL1 내지 DLm)은 정극성(+)의 데이터전압과 부극성(-)의 데이터전압의 중간 레벨 전압 예를 들면, 공통전압(Vcom)으로 선-충전(pre-charge)되게 하는 전하 공유가 일어난다.

이하, 도 8을 참조하여 일반적인 차지쉐어링 방식에 대해서 살펴본다. 도 8은 차지쉐어링을 설명하기 위한 데이터전압 및 극성신호를 도시하는 파형도의 일예이다.

도 8의 파형도1과 같이, 차지쉐어링은 극성신호(POL)와 무관하게 매 게이트배선(도 2의 GL1 내지 GLn) 마다, 즉 매 수평동기신호(Hsync) 마다 수행될 수 있다. 또는 파형도2와 같이, 극성신호(POL)의 에지(edge) 마다 즉, 2 수평동기신호(Hsync) 마다 수행될 수 있다.

본발명의 실시예에서는 행라인 마다 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)이 교번하여 나타나는 패턴의 경우 도 5에 도시된 바와 같이 차제쉐어링이 행해 질 수있다. 이에 대해서는 차후에 보다 상세하게 설명한다.

차지쉐어링제어부(600)는 영상모드신호(DMS)와, 영상데이터(RGB)의 극성에 대응하여 차지쉐어링부(610)가 선택적으로 동작하도록 차지제어신호(CCS)를 생성하고, 이를 차징쉐어링부(610)에 전달한다.

즉, 차지쉐어링제어부(600)는, 영상모드신호(DMS)와, 영상데이터(RGB)의 극성에 대응하여 차지쉐어링부(610)가 선택적으로 동작하도록 제어한다.

다시 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 먼저, 영상모드신호(DMS)가 낮은 데이터전압 예를 들면 화이트스트라이프(W)에 대응하는 경우에는, 영상데이터(RGB)의 극성 변화에 무관하게 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 차지제어신호(CCS)를 생성한다.

반면에, 영상모드신호(DMS)가 높은 데이터전압 예를 들면 블랙스트라이프(B)에 대응하는 경우에는, 영상데이터(RGB)의 극성이 반전되는 경우에 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 차지제어신호(CCS)를 생성한다.

또한, 영상모드신호(DMS)가 화이트스트라이프(W)에서 블랙스트라이프(B) 또는 그 역으로 대응하는 신호로 바뀌는 경우에 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 차지제어신호(CCS)를 생성한다.

여기서, 영상모드신호(DMS)가 낮은 데이터전압(예를 들면, 화이트스트라이프(W))에서 높은 데이터전압(예를 들면, 블랙스트라이프(B)) 또는 높은 데이터전압에서 낮은 데이터전압에 대응하는 신호로 반전되는 경우에는 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 차지제어신호(CCS)를 생성한다.

즉, 차지쉐어링제어부(600)는, 영상모드신호(DMS)가 높은 데이터전압에 대응하고 동일한 극성을 유지하는 경우에는 차지쉐어링부(610)가 동작하지 않도록 차지제어신호(CCS)를 생성한다.

여기서, 도시하지는 않았으나, 차지쉐어링제어부(600)는 영상데이터(RGB)의 극성을 판단하기 위하여, 타이밍제어부(300)로부터 수평동기신호(Hsync)와 극성신호(POL)를 입력 받을 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 영상데이터(RGB)의 극성은 수평동기신호(Hsync)에 대응하여 극성신호(POL)을 반전시킴으로써, 정극성(+) 또는 부극성(-)으로 되기 때문이다.

이하, 본발명의 실시예에 따른 차지쉐어링제어부(600)에 대해서 보다 구체적으로 예를 든다.

전술한 바와 같이, 도 5는 4수평동기 기간마다 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)가 교번하여 나타나는 패턴에 대한 것으로서, 수직2도트 인버젼 방식으로 구동되는 액정패널(도 2의 200)의 데이터배선(도 2의 DL1 내지 DLm)에 인가되는 데이터전압의 극성을 일예로 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 화이트스트라이프(W)의 데이터전압(Vdata)은 예를 들면 복수의 감마전압(도2의 Vgamma) 중 가장 낮은 계조전압(Vgamma)에 대응하고, 블랙스트라이프(B)의 데이터전압(Vdata)은 가장 높은 계조전압(Vgamma) 대응될 수 있다.

여기서, 수직2도트 인버젼로 구동되는 바, 화이트스트라이프(W)이 출력되는 제 1 내지 제4 수평동기 기간(1H 내지 4H) 중, 제 1 및 제 2 수평동기 기간(1H, 2H)에는, 화이트스트라이프(W)은 정극성(+)의 데이터전압(Vdata)을 갖는다. 반면에, 제 3 및 제 4 수평동기 기간(3H, 4H)에는, 화이트스트라이프(W)은 부극성(-)의 데이터전압(Vdata)을 갖는다.

마찬가지로, 블랙스트라이프(B)이 출력되는 제 5 내지 제8 수평동기 기간(5H 내지 8H) 중, 제 5 및 제 6 수평동기 기간(5H, 6H)에는, 블랙스트라이프(B)은 정극성(+)의 데이터전압(Vdata)을 갖는다. 반면에, 제 7 및 제 8 수평동기 기간(7H, 8H)에는, 블랙스트라이프(B)은 부극성(-)의 데이터전압(Vdata)을 갖는다.

여기서, 차지쉐어링제어부(600)는, 영상모드신호(DMS)가 낮은 데이터전압 즉 화이트스트라이프(W)에 대응하는 경우는, 데이터전압의 극성의 변화에 관계없이 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 제어한다. 구체적으로 예를 들면, 제 1 및 제 2 수평동기(1H, 2H) 기간에는 화이트스트라이프(W) 데이터전압의 극성이 동일하게 정극성(+)이더라도, 제 1 및 제 2 수평동기(1H, 2H)사이에 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 하여, 차지쉐어링이 이루어진다.

또한, 제 2 및 제 3 수평기간(2H, 3H)에는 화이트스트라이프(W) 데이터전압의 극성이 정극성(+)에서 부극성(-)으로 반전되어도, 제 2 및 제 3 수평기간(2H, 3H) 사이에 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 제어함으로써 차지쉐어링이 이루어진다.

이에 따라, 화이트스트라이프(W)에 대응하여 차지쉐어링이 행해지는 바, 차지쉐어링에 의하여, 화이트스트라이프(W)에 대응하는 소비전류는 증가하게 된다.

반면에, 차지쉐어링제어부(600)는, 영상모드신호(DMS)가 높은 데이터전압 즉 블랙스트라이프(B)인 경우는, 데이터전압 극성의 반전에 대응하여 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 제어한다. 구체적으로 예를 들면, 제 5 및 제 6 수평동기(5H, 6H)에는 블랙스트라이프(B) 데이터전압의 극성이 동일하므로, 차지쉐어링부(610)가 동작하지 않는다. 즉, 제 5 및 제 6 수평동기(5H, 6H)기간 사이에는 차지쉐어링이 되지 않는다. 반면에, 제 6 및 제 7 수평기간(6H, 7H)에는 블랙스트라이프(B)의 데이터전압의 극성이 정극성(+)에서 부극성(-)으로 반전되는 바, 제 6 및 제 7 수평기간(6H, 7H) 사이에는 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 제어함으로써 차지쉐어링이 이루어진다.

이에 따라, 블랙스트라이프(B)에 대응하여 동일한 극성을 유지하는 경우에 차지쉐어링이 행해지지 않는 바, 차지쉐어링에 의한 증가하는 소비전류가 없어, 블랙스트라이프(B)에 대응하는 소비전류는 원래의 블랙스트라이프(B)를 표시할 때 발생하는 값으로 유지된다. 따라서, 화이트스트라이프(W)에서 블랙스트라이프(B)로 변화되거나 또는 그 역으로 변화될 때, 소비전류의 차이가 줄어든다.

또한, 전술한 바와 같이, 화이트스트라이프(W)에서 블랙스트라이프(B)으로 바뀌거나, 그 역으로 바뀌는 경우에도 차지쉐어링부(610)가 동작하도록 제어함으로써 차지쉐어링이 이루어지도록 한다.

즉, 본발명의 실시예에 따른 차지쉐어링제어부(600)는, 가장 높은 데이터전압에 대응하는 영상(예를 들면, 블랙스트라이프(B))을 표시하고, 현재의 데이터전압의 극성이 이전 행라인의 데이터전압의 극성과 동일하게 유지되는 경우에는 차지쉐어링부(600)가 동작하지 않도록 제어하게 된다.

이하, [표1]을 참조하여 본발명의 실시예에 따른 효과를 살펴본다. 표1은, 차지쉐어링 구동 여부에 따라 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)의 소비전류를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

먼저, 차지쉐어링을 수행하게 될 경우, 전반적으로 소비전류는 증가하게 된다. 이를 이용하여, 낮은 데이터전압을 갖는 예를 들면, 화이트스트라이프(W)의 경우에는 차지쉐어링을 구동하여 상대적으로 큰 소비전류로 구동하고, 높은 데이터전압을 갖는 예를 들면 블랙스트라이프(B)의 경우에는 차지쉐어링을 하지 않음으로써 상대적으로 낮은 소비전류로 구동한다.

이에 따라, 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)이 행라인 별로 교번하여 나타나는 영상데이터(RGB)의 패턴의 경우, 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)의 소비전류 차이를 줄임으로써, 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)의 교번시 발생하는 액정패널(200)의 부하를 줄일 수 있다. 또한, 액정패널(200)의 부하가 높음으로써 발생하는 커패시터의 사운드 노이즈를 감소 시킬 수 있다.

즉, 표1에 보는 바와 같이, 입력전압이 4.5V인 경우, 차지쉐어링을 구동할 경우, 화이트스트라이프(W)의 소비전류는 1022mA이고, 블랙스트라이프(B)의 소비전류는 1381mA이다. 이에 따라, 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)의 소비전류 차이는 359mA가 된다.

반면에, 차지쉐어링을 구동하지 않는 경우에는, 화이트스트라이프(W)의 소비전류는 920mA이고, 블랙스트라이프(B)의 소비전류는 1192mA이다. 이에 따라, 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)의 소비전류 차이값은 272mA가 된다.

그러나, 본발명의 실시예에 따라, 화이트스트라이프(W)의 경우 차지쉐어링을 구동하고, 블랙스트라이프(B)의 경우 차지쉐어링을 구동하지 않을 경우, 화이트스트라이프(W)의 소비전류는 1022mA이고 블랙스트라이프(B)의 소비전류는 1192mA가 되어 소비전류 차이는 170mA가 된다. 이에 따라, 수평방향으로 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)이 교번하여 나타나는 영상데이터(RGB) 패턴의 경우, 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)의 소비전류 차이를 감소시킴으로써 액정패널(200)의 부하를 줄이게 된다.

따라서, 수평방향으로 화이트스트라이프(W)과 블랙스트라이프(B)이 교번하여 표시될 때 발생하는 커패시터 사운드 노이즈가 감소하게 된다.

또한, 커패시터의 사운드 노이즈를 제거하기 위하여 고가의 커패시터(예를 들면, MLCC)를 사용하지 않게 되는 바, 액정표시장치의 생산비용을 절감할 수 있다.

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

100 : 액정표시장치 200 : 액정패널
310 : 제어신호생성부 320: 데이터정렬부 330 : 패턴인식부
600 : 차지쉐어링제어부 610 : 차지쉐어링부

Claims

행방향으로 연장되는 다수의 게이트배선과 열방향으로 연장되는 다수의 데이터배선을 포함하는 액정패널과;
복수의 계조전압을 이용하여 영상데이터에 대응하는 데이터전압을 생성하고, 상기 데이터전압을 상기 액정패널에 출력하는 데이터구동부와;
상기 다수의 데이터배선을 차지쉐어링 하는 차지쉐어링부와;
상기 영상데이터의 패턴에 대응하여 영상모드신호를 생성하는 타이밍제어부와;
상기 영상모드신호 및 상기 데이터전압의 극성에 대응하여 상기 차지쉐어링부를 제어하는 차지쉐어링제어부를 포함하고,
상기 영상데이터의 패턴은 상기 열방향으로 제 1 영상과 제 2 영상이 교번하여 나타나는 패턴이고,
상기 영상모드신호는 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상에 대응하여 생성되고,
상기 차지쉐어링부는, 상기 제 2 영상을 차지쉐어링 구동하고, 상기 제 1 영상을 비-차지쉐어링 구동하는
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차지쉐어링제어부는,
상기 영상모드신호가 상기 제 2 영상에 대응하는 경우에는 상기 제 2 영상에 대응하는 상기 데이터전압의 극성과 관계없이 상기 차지쉐어링부에서 차지쉐어링을 하도록 제어하는
액정표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 차지쉐어링제어부는,
상기 영상모드신호가 상기 제 1 영상에서 상기 제 2 영상으로 변경되는 경우나 또는 제 2 영상에서 상기 제 1 영상으로 변경되는 신호인 경우 상기 차지쉐어링부에서 차지쉐어링을 하도록 제어하는
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 영상은 상기 복수의 계조전압 중 가장 높은 계조전압에 대응되고, 상기 제 2 영상은 상기 복수의 계조전압 중 가장 낮은 계조전압에 대응되는
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 데이터구동부는 수직2도트 인버젼 구동방식으로 데이터전압을 생성하는
액정표시장치.
행방향으로 연장되는 다수의 게이트배선과 열방향으로 연장되는 다수의 데이터배선을 포함하고, 복수의 감마전압을 이용하여 영상데이터에 대응하는 데이터전압을 생성하는 액정표시장치 구동방법에 있어서,
상기 영상데이터의 패턴에 대응하는 영상모드신호를 생성하는 단계와;
상기 영상모드신호와 상기 데이터전압의 극성에 대응하여 상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 영상데이터의 패턴은 상기 열방향으로 제 1 영상과 제 2 영상이 교번하여 나타나는 패턴이고,
상기 영상모드신호는 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상에 대응하여 생성되고,
상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계는,
상기 영상모드신호가 상기 제 1 영상에 대응하고, 상기 제 1 영상에 대응하는 상기 데이터전압의 극성이 동일하게 유지되는 경우에는 비-차지쉐어링을 구동하는
액정표시장치 구동방법.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계는,
상기 영상모드신호가 상기 제 2 영상에 대응하는 경우에는 상기 제 2 영상에 대응하는 상기 데이터전압의 극성과 관계없이 차지쉐어링을 하도록 제어하는
액정표시장치 구동방법.
제 7 항에 있어서,
상기 다수의 데이터배선의 차지쉐어링을 제어하는 단계는,
상기 영상모드신호가 상기 제 1 영상에서 상기 제 2 영상으로 변경되는 경우나 또는 제 2 영상에서 상기 제 1 영상으로 변경되는 신호인 경우 차지쉐어링을 하도록 제어하는
액정표시장치 구동방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 영상은 상기 복수의 계조전압 중 가장 높은 계조전압에 대응되고, 상기 제 2 영상은 상기 복수의 계조전압 중 가장 낮은 계조전압에 대응되는
액정표시장치 구동방법.
제 6 항에 있어서,
상기 데이터전압은 수직2도트 인버젼 구동방식으로 생성되는
액정표시장치 구동방법.