KR20130044573A

KR20130044573A - 표시 장치

Info

Publication number: KR20130044573A
Application number: KR1020110108700A
Authority: KR
Inventors: 이홍우; 백주현; 성재민; 이종환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2013-05-03
Also published as: US9030454B2; US20130100102A1; KR101905779B1

Abstract

본 발명은 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 제1 방향으로 뻗어 있으며, 제1 그룹 게이트선과 제2 그룹 게이트선을 포함하는 복수의 게이트선; 상기 복수의 게이트선과 절연되어 교차하는 복수의 데이터선; 상기 복수의 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부; 상기 복수의 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 제1 그룹 게이트선 중의 적어도 하나는 상기 제2 그룹 게이트선들의 사이에 배치되어 있고, 상기 게이트 구동부는 하나의 프레임의 전반에는 상기 제1 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하고, 후반에는 상기 제2 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하는 표시 장치를 제공하고, 이를 통하여 표시 장치의 소비 전력을 줄일 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소비 전력을 줄일 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.

오늘날 널리 이용되는 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 휴대폰 등에는 표시 장치가 필요하다. 표시 장치에는 음극선관 표시 장치, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 등이 있다.

이러한 표시 장치는 그래픽 처리 장치(GPU, Graphic Processing Unit), 표시 패널, 및 신호 제어부를 포함한다. 그래픽 처리 장치는 표시 패널에 표시할 화면의 영상 데이터를 신호 제어부로 전송하고, 신호 제어부는 표시 패널을 구동하기 위한 제어 신호를 생성하여 영상 데이터와 함께 표시 패널로 전송하여 표시 장치를 구동한다.

근래 들어, 휴대용 컴퓨터인 태블릿(Tablet) PC와 스마트 폰 등이 새로운 시장을 열고 있다. 태블릿 PC나 스마트폰은 휴대용 기기의 특성상 소비 전력을 낮추는 것이 요구되고 있다.

표시 장치에서 소비 전력을 줄일 수 있는 방법 중 하나로써 데이터 전압의 극성 변화를 적게 하는 것이 있고, 그 대표적인 것이 열(column) 반전 구동 방법이다. 그러나 일반적인 열 반전 구동 방법을 사용할 경우, 세로줄 얼룩이 시인되는 등 화질 불량 문제가 유발된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 화질 불량을 유발하지 않고 소비 전력을 줄일 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 제1 방향으로 뻗어 있으며, 제1 그룹 게이트선과 제2 그룹 게이트선을 포함하는 복수의 게이트선; 상기 복수의 게이트선과 절연되어 교차하는 복수의 데이터선; 상기 복수의 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부; 상기 복수의 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 제1 그룹 게이트선 중의 적어도 하나는 상기 제2 그룹 게이트선들의 사이에 배치되어 있고, 상기 게이트 구동부는 하나의 프레임의 전반에는 상기 제1 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하고, 후반에는 상기 제2 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 제1 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선; 상기 복수의 게이트선과 절연되어 교차하는 복수의 데이터선; 상기 복수의 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부; 상기 복수의 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 구동부는 3개 이상의 수평 주기보다 길거나 같고, 하나의 프레임보다 짧은 시간마다 상기 데이터 전압을 반전시킨다.

상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 게이트선을 두 개의 그룹으로 나누어 각 그룹에 순차적으로 게이트 온 전압을 인가하고, 3개의 수평 주기보다 길고 하나의 프레임보다 짧은 기간(예를 들어, 반 프레임)마다 데이터 전압을 반전하여 인가함으로써 화질 불량을 유발하지 않고 표시 장치의 소비 전력을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 게이트 구동부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때의 각종 신호의 파형도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때, 홀수 프레임에서의 각 화소 전압의 극성을 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때, 짝수 프레임에서의 각 화소 전압의 극성을 보여주는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 게이트 구동부의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때의 각종 신호의 파형도이다.

이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용 이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 본 발명은 액정 표시 장치, 유기 발과 표시 장치 등 다양한 표시 장치에 적용될 수 있으나, 이하에서는 액정 표시 장치를 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다. 신호 제어부(600)는 순차로 입력되는 영상 신호의 순서를 변경하기 위하여 일시 저장하는 프레임 메모리(601)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G_1-G_2n, D_1-D_2m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(Px)를 포함한다.

표시 신호선(G_1-G_n, D_1-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G_1-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D_1-D_m)을 포함한다. 게이트선(G_1-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 대략 평행하고 데이터선(D_1-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 대략 평행하다.

도 2를 참조하면, 각 화소는 표시 신호선(G_1-G_n, D_1-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_lc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_st)를 포함한다. 유지 축전기(C_st)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G_1-G_n) 및 데이터선(D_1-D_m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(C_lc) 및 유지 축전기(C_st)에 연결되어 있다.

액정 축전기(C_lc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며, 두 전극(190, 270)사이의 액정층(3)은 유전체로서 포함한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.

유지 축전기(C_st)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_st)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200)중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 좌측에 배치되고 게이트선(G_1-G_n)에 연결되어 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G_1-G_n)에 인가한다. 여기서, 게이트 구동부(400)는 게이트선(G_1-G_n)을 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₄, G₇, G₈…)과 제2 그룹 게이트선(G₂, G₅, G₆, G₉, G₁₀…)으로 분류하고, 하나의 프레임의 전반 동안은 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₄, G₇, G₈…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하고, 프레임의 후반 동안은 제2 그룹 게이트선(G₂, G₅, G₆, G₉, G₁₀…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D_1-D_m)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 두 벌의 계조 전압 중에서 해당 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다. 여기서, 데이터 구동부(500)는 공통 전압(V_com)에 대하여 서로 극성이 반대인 상태에서 양과 음으로 스윙하는 두 종류의 데이터 전압(Data 1, Data 2)을 생성한다. 이중, 데이터 전압(Data 1)은 홀수 번째 데이터선에 인가하고, 데이터 전압(Data 2)은 짝수 번째 데이터선에 인가한다. 이때, 각 데이터선(D_1-D_m)에 인가되는 데이터 전압은 반 프레임마다 데이터 전압의 극성이 달라지도록 선택된다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다. 이 때, 신호 제어부(600)는 두 개의 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)를 게이트 구동부(400)에 제공한다. 두 개의 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)는 한 프레임(frame)을 주기로 하여 반복되는 시작 전압 펄스를 가지며, 두 개의 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)가 가지는 시작 전압 펄스 사이에는 서로 반 프레임의 간격이 있다. 또한 신호 제어부(600)는 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력되는 RGB 영상 신호를 프레임 메모리(601)에 일시 저장하였다가 제1 그룹 화소용 데이터 전압이 앞서고 제2 그룹 화소용 데이터 전압이 뒤따르도록 순서를 변경하여 데이터 구동부(500)에 제공한다. 여기서 제1 그룹 화소용 데이터 전압이란 제1 그룹 게이트선과 연결되어 있는 화소에 인가될 데이터 전압을 의미하고, 제2 그룹 화소용 데이터 전압이란 제2 그룹 게이트선과 연결되어 있는 화소에 인가될 데이터 전압을 의미한다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 여기서, 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하는 내용에는 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력되는 RGB 영상 신호를 프레임 메모리(601)에 일시 저장하였다가 제1 그룹 화소용 데이터 전압이 앞서고 제2 그룹 화소용 데이터 전압이 뒤따르도록 순서를 변경하는 동작도 포함된다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CK1, CK2) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D_1-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G_1-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G_1-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.

여기서, 게이트 구동부(400)는 게이트선(G_1-G_n)을 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₄, G₇, G₈…)과 제2 그룹 게이트선(G₂, G₅, G₆, G₉, G₁₀…)으로 분류하고, 하나의 프레임의 전반 동안은 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₄, G₇, G₈…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하고, 프레임의 후반 동안은 제2 그룹 게이트선(G₂, G₅, G₆, G₉, G₁₀…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가한다. 본 실시예에서는 첫 번째 게이트선(G₁)과 두 번째 게이트선(G₂)을 제외하고는 연달아 배치되어 있는 두 개의 게이트선씩 묶어 동일한 그룹으로 분류해 놓았다. 그러나 게이트선의 그룹 분류는 이외에도 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 홀수 게이트선을 제1 그룹으로 분류하고, 짝수 게이트선을 제2 그룹으로 분류할 수도 있고, 첫 번째 게이트선부터 두 개씩 묶어서 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류할 수도 있다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.

여기서, 데이터 구동부(500)는 공통 전압(V_com)에 대하여 서로 극성이 반대인 상태에서 양과 음으로 스윙하는 두 종류의 데이터 전압(Data 1, Data 2)을 생성한다. 이중, 데이터 전압(Data 1)은 홀수 번째 데이터선에 인가하고, 데이터 전압(Data 2)은 짝수 번째 데이터선에 인가한다. 이때, 각 데이터선(D_1-D_m)에 인가되는 데이터 전압(Data 1, Data 2)은 반 프레임마다 데이터 전압(Data 1, Data 2)의 극성이 달라지도록 선택된다. 또한 동일한 시간에 서로 이웃하는 두 개의 데이터선에 인가되는 데이터 전압(Data 1, Data 2)의 극성은 서로 반대가 되도록 선택된다.

하나의 게이트선(G_1-G_n)에 게이트 온 전압(V_on)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴온되어 있는 동안 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압(Data 1, Data 2)을 해당 데이터선(D_1-D_m)에 공급한다. 데이터선(D_1-D_m)에 공급된 데이터 전압(Data 1, Data 2)은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다. 여기서, 일반적으로 한 행의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"라고 한다.

본 실시예에서는 각 데이터선(D_1-D_m)에 인가되는 데이터 전압(Data 1, Data 2)이 반 프레임마다 데이터 전압(Data 1, Data 2)의 극성이 달라지도록 선택되나, 이와 다른 주기로 데이터 전압(Data 1, Data 2)의 극성이 달라지도록 할 수도 있다. 예를 들어, 3H 이상 한 프레임 미만의 시간을 주기로 하여 데이터 전압을 반전시키는 것도 가능하다.

한 프레임 중 전반 동안 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₄, G₇, G₈…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하고, 후반 동안은 제2 그룹 게이트선(G₂, G₅, G₆, G₉, G₁₀…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여, 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구조와 동작에 대하여 도 3 내지 도 6을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 게이트 구동부의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때의 각종 신호의 파형도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때, 홀수 프레임에서의 각 화소 전압의 극성을 보여주는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때, 짝수 프레임에서의 각 화소 전압의 극성을 보여주는 개념도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 게이트 구동부(400)는 일렬로 배열된 복수의 시프트 레지스터(ASG1, ASG2 …)를 포함한다.

여기서, 시프트 레지스터(ASG1, ASG2 …)는 화소의 스위칭 소자가 형성될 때 함께 형성되어 동일한 기판 위에 집적될 수 있다. 다시 말하면, 별도의 게이트 구동 IC를 구비하여 기판에 탑재하여 사용하는 것이 아니라 액정 표시판 조립체(300)를 형성하면서 같이 형성할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)에 따라 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작하여 일렬로 배열된 게이트선(G_1-G_n)에 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가한다.

게이트 구동부(400)의 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)는 수직 동기 시작 신호(STVP1)와 클록 신호(CK1)에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작하고, 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)의 출력 전압은 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)를 건너 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)에 제공된다. 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)는 클록 신호(CK2)와 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)의 출력 전압에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다. 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)의 출력 전압은 네 번째 시프트 레지스터(ASG4)에 제공되고, 네 번째 시프트 레지스터(ASG4)는 클록 신호(CK1)와 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)의 출력 전압에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다. 네 번째 시프트 레지스터(ASG4)의 출력은 다섯 번째 시프트 레지스터(ASG5)와 여섯 번째 시프트 레지스터(ASG6)를 건너 일곱 번째 시프트 레지스터(ASG7)에 제공되고, 일곱 번째 시프트 레지스터(ASG7)는 클록 신호(CK2)와 네 번째 시프트 레지스터(ASG4)의 출력에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다.

한편, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)는 수직 동기 시작 신호(STVP2)와 클록 신호(CK1)에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작하고, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)의 출력은 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)와 네 번째 시프트 레지스터(ASG4)를 건너 다섯 번째 시프트 레지스터(ASG5)에 제공되고, 다섯 번째 시프트 레지스터(ASG5)는 클록 신호(CK2)와 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)의 출력에 동기하여 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다. 다섯 번째 시프트 레지스터(ASG5)의 출력은 여섯 번째 시프트 레지스터(ASG6)에 제공되고, 여섯 번째 시프트 레지스터(ASG6)는 클록 신호(CK1)와 다섯 번째 시프트 레지스터(ASG5)의 출력에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다. 여섯 번째 시프트 레지스터(ASG6)의 출력은 일곱 번째 시프트 레지스터(ASG7)와 여덟 번째 시프트 레지스터(ASG8)를 건너 아홉 번째 시프트 레지스터(ASG9)에 제공되고, 아홉 번째 시프트 레지스터(ASG9)는 클록 신호(CK2)와 여섯 번째 시프트 레지스터(ASG6)의 출력에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다.

이상과 같이, 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)는 수직 동기 시작 신호(STVP1)의 시작 전압 펄스에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작하고, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)는 수직 동기 시작 신호(STVP2)에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작한다. 따라서 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)와 여기에 연결되어 출력 신호를 받는 시프트 레지스터(ASG3, ASG4, ASG7, ASG8, …) 그룹(이하 "제1 시프트 레지스터 그룹"이라 한다)은 수직 동기 시작 신호(STVP1)를 기점으로 하여 연달아 게이트 온 전압(V_on)을 출력하고, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)와 여기에 연결되어 출력 신호를 받는 시프트 레지스터(ASG5, ASG6, ASG9, ASG10, …) 그룹(이하 "제2 시프트 레지스터 그룹"이라 한다)은 수직 동기 시작 신호(STVP2)를 기점으로 하여 연달아 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다. 따라서 두 개의 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)의 인가 시기를 조절함으로써, 제1 시프트 레지스터 그룹과 제2 시프트 레지스터 그룹의 게이트 온 전압(V_on) 출력 시기를 제어할 수 있다. 본 발명에서는 제1 시프트 레지스터 그룹의 게이트 온 전압(V_on) 출력이 마무리된 이후에 제2 시프트 레지스터 그룹의 게이트 온 전압(V_on) 출력이 시작된다.

수직 동기 시작 신호(STVP2)를 두는 대신, 제1 시프트 레지스터 그룹의 마지막 시프트 레지스터의 출력을 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)에 수직 동기 시작 신호로써 제공할 수도 있다.

데이터 구동부(500)는 게이트 구동부(400)가 출력하는 게이트 온 전압(V_on)에 맞춰 각 게이트선에 연결되어 있는 화소에 충전할 데이터 전압을 출력한다. 여기서, 데이터 구동부(500)는 공통 전압(V_com)에 대하여 서로 극성이 반대인 상태에서 양과 음으로 스윙하는 두 종류의 데이터 전압(Data 1, Data 2)을 생성한다. 이중, 데이터 전압(Data 1)은 홀수 번째 데이터선에 인가하고, 데이터 전압(Data 2)은 짝수 번째 데이터선에 인가한다. 이때, 각 데이터선(D_1-D_m)에 인가되는 데이터 전압(Data 1, Data 2)은 반 프레임마다 데이터 전압(Data 1, Data 2)의 극성이 달라지도록 선택된다. 또한 동일한 시간에 서로 이웃하는 두 개의 데이터선에 인가되는 데이터 전압(Data 1, Data 2)의 극성은 서로 반대가 되도록 선택된다.

이상과 같이, 게이트 온 전압(V_on)과 데이터 전압(Data 1, Data 2)을 인가하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 1+2x1 점 반전 구동(가장 위쪽의 두 줄만 1점 반전이고, 나머지는 열 방향 2점 반전인 구동)이 된다.

이러한 액정 표시 장치의 구동에 대하여 도 4를 참고로 하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때의 각종 신호의 파형도이다.

도 4에는 게이트 구동부(400)에 인가되는 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2) 및 클록 신호(CK1, CK2)의 파형과 함께 데이터 전압의 극성을 나타내는 파형(Data1, Data2) 그리고 게이트 신호의 파형(G1, G2, G3……)을 도시하였다.

도 4에 도시한 바와 같이, 신호 제어부(600)는 먼저 수직 동기 시작 신호(STVP1)와 클록 신호(CK1, CK2)를 게이트 구동부(400)에 입력하여 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₄, G₇, G₈…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)이 인가되도록 하고, 반 프레임이 지난 다음 수직 동기 시작 신호(STVP2)를 게이트 구동부(400)에 클록 신호(CK1, CK2)와 함께 입력하여, 제2 그룹 게이트선(G₂, G₅, G₆, G₉, G₁₀…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)이 인가되도록 한다. 이와 같이, 두 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)를 반 프레임의 기간을 두고 인가함으로써 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₄, G₇, G₈…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가한 이후에, 제2 그룹 게이트선(G₂, G₅, G₆, G₉, G₁₀…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가한다.

한편, 데이터 구동부(500)는 데이터선(D_1-D_m)을 통해 화소에 데이터 전압(Data1, Data2)을 인가하는데, 데이터 전압(Data1)은 홀수 번째 데이터선(D₁, D₃, … )에 인가되고, 데이터 전압(Data2)은 짝수 번째 데이터선(D₂, D₄, … )에 인가된다. 두 데이터 전압(Data1, Data2)은 반 프레임마다 극성이 바뀌며, 서로 반대의 극성을 가진다.

이상과 같이, 액정 표시 장치를 구동할 경우, 데이터 전압(Data1, Data2)의 극성 변화가 반 프레임마다 일어나므로 수평 주기 1개 또는 2개마다 극성 변화가 일어나던 종래의 점 반전 또는 2점 반전 구조에 비하여 소비 전력을 절감할 수 있다. 아울러, 1+2x1 점 반전 구동이 구현되므로 열 반전 구동에서 나타나는 세로줄 얼룩과 같은 화질 불량도 발생하지 않는다. 이러한 효과에 대하여 도 5 및 도 6을 참고로 하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때, 홀수 프레임에서의 각 화소 전압의 극성을 보여주는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때, 짝수 프레임에서의 각 화소 전압의 극성을 보여주는 개념도이다.

연속되는 프레임들 중에서 홀수 프레임의 전반에는 제1 그룹 게이트선과 연결되어 있는 화소들(가장 위의 화소 행과 가장 아래의 화소 행)만 이전 프레임에서 반전된 데이터 전압을 인가받게 되므로, 도 5의 좌측과 같이, 동일한 화소 열의 화소들은 모두 동일한 극성으로 충전되어 열 반전의 형태가 된다. 이어지는 홀수 프레임의 후반에는 제2 그룹 게이트선과 연결되어 있는 화소들(가운데 2개의 화소 행)이 이전 프레임에서 반전된 데이터 전압을 인가받게 되므로, 도 5의 우측과 같이, 2점 반전의 형태가 된다.

이어지는 짝수 프레임에서도 전반에는 제1 그룹 게이트선과 연결되어 있는 화소들(가장 위의 화소 행과 가장 아래의 화소 행)만 이전 프레임에서 반전된 데이터 전압을 인가받게 되므로, 도 6의 좌측과 같이, 동일한 화소 열의 화소들은 모두 동일한 극성으로 충전되어 열 반전의 형태가 된다. 이어지는 홀수 프레임의 후반에는 제2 그룹 게이트선과 연결되어 있는 화소들(가운데 2개의 화소 행)이 이전 프레임에서 반전된 데이터 전압을 인가받게 되므로, 도 6의 우측과 같이, 2점 반전의 형태가 된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 프레임의 전반에는 열 반전 구동의 전압 배치가 되고, 프레임의 후반에는 2점 반전 구동의 전압 배치가 된다. 따라서 사용자에게는 이들 두 가지 반전 구동이 혼합되어 시인되므로 프레임별 휘도 편차가 인지되지 않는다.

이상에서는 첫 번째 게이트선(G₁)과 두 번째 게이트선(G₂)을 제외하고는 연달아 배치되어 있는 두 개의 게이트선씩 묶어 동일한 그룹으로 분류해 놓았다. 그러나 게이트선의 그룹 분류는 이외에도 다양하게 변형될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 게이트 구동부의 블록도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때의 각종 신호의 파형도이다.

표시 장치의 대부분의 구조는 도 1 내지 도 4에 도시된 앞서의 실시예와 같다.

도 1 내지 도 4의 실시예에서는 첫 번째 게이트선(G₁)과 두 번째 게이트선(G₂)을 제외하고는 연달아 배치되어 있는 두 개의 게이트선씩 묶어 동일한 그룹으로 분류해 놓았으나, 도 7의 실시예에서는 홀수 게이트선을 제1 그룹으로 분류하고, 짝수 게이트선을 제2 그룹으로 분류하였다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 게이트 구동부(400)의 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)는 수직 동기 시작 신호(STVP1)와 클록 신호(CK1)에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작하고, 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)의 출력 전압은 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)를 건너 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)에 제공된다. 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)는 클록 신호(CK2)와 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)의 출력 전압에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)을 출력하고, 이 출력 전압은 다섯 번째 시프트 레지스터(ASG5)에 제공된다.

한편, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)는 수직 동기 시작 신호(STVP2)와 클록 신호(CK1)에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작하고, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)의 출력은 세 번째 시프트 레지스터(ASG3)를 건너 네 번째 시프트 레지스터(ASG4)에 제공된다. 네 번째 시프트 레지스터(ASG4)는 클록 신호(CK2)와 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)의 출력 전압에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)을 출력하고, 이 출력 전압은 여섯 번째 시프트 레지스터(ASG6)에 제공된다.

이상과 같이, 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)는 수직 동기 시작 신호(STVP1)의 시작 전압 펄스에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작하고, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)는 수직 동기 시작 신호(STVP2)에 동기되어 게이트 온 전압(V_on)의 출력을 시작한다. 따라서 첫 번째 시프트 레지스터(ASG1)를 비롯한 홀수 번째 시프트 레지스터(ASG3, ASG5, ASG7, ASG9, …) 그룹은 수직 동기 시작 신호(STVP1)를 기점으로 하여 연달아 게이트 온 전압(V_on)을 출력하고, 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)를 비롯한 짝수 번째 시프트 레지스터(ASG4, ASG6, ASG8, ASG10, …) 그룹은 수직 동기 시작 신호(STVP2)를 기점으로 하여 연달아 게이트 온 전압(V_on)을 출력한다. 따라서 두 개의 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)의 인가 시기를 조절함으로써, 홀수 번째 시프트 레지스터 그룹과 짝수 번째 시프트 레지스터 그룹의 게이트 온 전압(V_on) 출력 시기를 제어할 수 있다. 본 발명에서는 홀수 번째 시프트 레지스터 그룹의 게이트 온 전압(V_on) 출력이 마무리된 이후에 짝수 번째 시프트 레지스터 그룹의 게이트 온 전압(V_on) 출력이 시작된다.

수직 동기 시작 신호(STVP2)를 두는 대신, 홀수 번째 시프트 레지스터 그룹의 마지막 시프트 레지스터의 출력을 두 번째 시프트 레지스터(ASG2)에 수직 동기 시작 신호로써 제공할 수도 있다.

이상과 같이, 게이트 온 전압(V_on)과 데이터 전압(Data 1, Data 2)을 인가하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 1점 반전 구동이 된다.

이러한 액정 표시 장치의 구동에 대하여 도 8을 참고로 하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 구동할 때의 각종 신호의 파형도이다.

도 8에는 게이트 구동부(400)에 인가되는 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2) 및 클록 신호(CK1, CK2)의 파형과 함께 데이터 전압의 극성을 나타내는 파형(Data1, Data2) 그리고 게이트 신호의 파형(G1, G2, G3……)을 도시하였다.

도 8에 도시한 바와 같이, 신호 제어부(600)는 먼저 수직 동기 시작 신호(STVP1)와 클록 신호(CK1, CK2)를 게이트 구동부(400)에 입력하여 홀수 번째 게이트선들로 이루어진 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₅, G₇, G₉…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)이 인가되도록 하고, 반 프레임이 지난 다음 수직 동기 시작 신호(STVP2)를 게이트 구동부(400)에 클록 신호(CK1, CK2)와 함께 입력하여, 짝수 번째 게이트선들로 이루어진 제2 그룹 게이트선(G₂, G₄, G₆, G₈, G₁₀…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)이 인가되도록 한다. 이와 같이, 두 수직 동기 시작 신호(STVP1, STVP2)를 반 프레임의 기간을 두고 인가함으로써 제1 그룹 게이트선(G₁, G₃, G₅, G₇, G₉…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가한 이후에, 제2 그룹 게이트선(G₂, G₄, G₆, G₈, G₁₀…)에 순차적으로 게이트 온 전압(V_on)을 인가한다.

이상과 같이, 액정 표시 장치를 구동할 경우, 데이터 전압(Data1, Data2)의 극성 변화가 반 프레임마다 일어나므로 수평 주기 1개 또는 2개마다 극성 변화가 일어나던 종래의 점 반전 또는 2점 반전 구조에 비하여 소비 전력을 절감할 수 있다. 아울러, 1점 반전 구동이 구현되므로 열 반전 구동에서 나타나는 세로줄 얼룩과 같은 화질 불량도 발생하지 않는다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

300: 표시 패널 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
601: 프레임 메모리 800: 계조 전압 생성부

Claims

절연 기판;
상기 절연 기판 위에 제1 방향으로 뻗어 있으며, 제1 그룹 게이트선과 제2 그룹 게이트선을 포함하는 복수의 게이트선;
상기 복수의 게이트선과 절연되어 교차하는 복수의 데이터선;
상기 복수의 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부;
상기 복수의 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부
를 포함하고, 상기 제1 그룹 게이트선 중의 적어도 하나는 상기 제2 그룹 게이트선들의 사이에 배치되어 있고, 상기 게이트 구동부는 하나의 프레임의 전반에는 상기 제1 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하고, 후반에는 상기 제2 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하는 표시 장치.
제1항에서,
상기 제1 그룹 게이트선과 상기 제2 그룹 게이트선은 1개 이상의 게이트선을 단위로 하여 번갈아 나타나도록 배치되어 있는 표시 장치.
제2항에서,
상기 제1 그룹 게이트선과 상기 제2 그룹 게이트선이 번갈아 나타나는 단위는 2개의 게이트선인 표시 장치.
제3항에서,
상기 게이트선 중 가장 가장자리에 배치되고, 상기 제1 그룹 게이트선과 함께 상기 하나의 프레임의 전반에 상기 게이트 온 전압이 인가되는 제1 가장자리 게이트선 및
상기 제1 가장자리 게이트선 다음으로 가장자리에 배치되고, 상기 제2 그룹 게이트선과 함께 상기 하나의 프레임의 후반에 상기 게이트 온 전압이 인가되는 제2 가장자리 게이트선을 더 포함하는 표시 장치.
제2항에서,
상기 복수의 게이트선 중, 홀수 번째 게이트선이 상기 제1 그룹 게이트선이고, 짝수 번째 게이트선이 상기 제2 그룹 게이트선인 표시 장치.
제1항에서,
상기 데이터 구동부는 반 프레임마다 데이터 전압을 반전시키는 표시 장치.
제6항에서,
상기 제1 그룹 게이트선과 연결되어 있는 제1 그룹 화소와 상기 제2 그룹 게이트선과 연결되어 있는 제2 그룹 화소를 더 포함하고,
상기 데이터 구동부는 상기 제1 그룹 화소용 데이터 전압은 상기 하나의 프레임의 전반에 상기 데이터선에 인가하고, 상기 제2 그룹 화소용 데이터 전압은 상기 하나의 프레임의 후반에 상기 데이터선에 인가하는 표시 장치.
제7항에서,
상기 게이트 구동부와 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고,
상기 신호 제어부는 외부로부터 입력되는 화상 데이터를 제1 그룹 화소용 데이터와 제2 그룹 화소용 데이터로 분류하여, 상기 제1 그룹 화소용 데이터가 선행하고, 상기 제2 그룹 화소용 데이터가 후행하도록 데이터의 순서를 재배치하여 상기 데이터 구동부에 공급하는 표시 장치.
제8항에서,
상기 화상 데이터를 일시 저장하는 프레임 메모리를 더 포함하는 표시 장치.
제1항에서,
상기 게이트 구동부는 상기 절연 기판 위에 집적되어 있는 표시 장치.
절연 기판;
상기 절연 기판 위에 제1 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선;
상기 복수의 게이트선과 절연되어 교차하는 복수의 데이터선;
상기 복수의 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부;
상기 복수의 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부
를 포함하고, 상기 데이터 구동부는 3개 이상의 수평 주기보다 길거나 같고, 하나의 프레임보다 짧은 시간마다 상기 데이터 전압을 반전시키는 표시 장치.
제11항에서,
상기 데이터 구동부는 반프레임마다 데이터 전압을 반전시키는 표시 장치.
제11항에서,
상기 복수의 게이트선은 제1 그룹 게이트선과 제2 그룹 게이트선을 포함하고,
상기 게이트 구동부는 하나의 프레임의 전반에는 상기 제1 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하고, 후반에는 상기 제2 그룹 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하는 표시 장치.
제13항에서,
상기 제1 그룹 게이트선과 상기 제2 그룹 게이트선은 1개 이상의 게이트선을 단위로 하여 번갈아 배치되어 있는 표시 장치.
제14항에서,
상기 제1 그룹 게이트선과 상기 제2 그룹 게이트선이 번갈아 배치되는 단위는 2개의 게이트선인 표시 장치.
제15항에서,
상기 게이트선 중 가장 가장자리에 배치되고, 상기 제1 그룹 게이트선과 함께 상기 하나의 프레임의 전반에 상기 게이트 온 전압이 인가되는 제1 가장자리 게이트선 및
상기 제1 가장자리 게이트선 다음으로 가장자리에 배치되고, 상기 제2 그룹 게이트선과 함께 상기 하나의 프레임의 후반에 상기 게이트 온 전압이 인가되는 제2 가장자리 게이트선을 더 포함하는 표시 장치.
제14항에서,
상기 복수의 게이트선 중, 홀수 번째 게이트선이 상기 제1 그룹 게이트선이고, 짝수 번째 게이트선이 상기 제2 그룹 게이트선인 표시 장치.