JP4653021B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関し、より詳しくは液晶表示パネルの画面の大きさまたは解像度の少なくとも一方の変化に効果的に対応することができる液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
最近の半導体技術の急速な進歩によって、各種の電子機器の低電圧化及び低電力化とともに、小型化、薄型化及び軽量化が図られている。従って、新しい環境に適した電子表示装置として、平板パネル型表示装置に対する急激なニーズが存在する。この傾向に合わせて、液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)、プラズマ表示装置(Plasma Display Panel;PDP)、有機EL表示装置(Organic Electro Luminiscent Display; OELD)などのような平板パネル型表示装置が開発されている。このような平板パネル型表示装置の中で、小型化、軽量化及び薄型化が容易で、低い消費電力及び低い駆動電圧を持つ液晶表示装置が特に注目されている。
図1は、従来の液晶表示装置を説明するための図である。
図1に示すように、従来の液晶表示装置は、画像が表示される液晶表示パネル110と、この液晶表示パネル110を駆動するためのゲート駆動部120及びデータ駆動部130とが設けられている。
液晶表示パネル110は、所定の間隔で合着された前面基板及び背面基板と、前面基板と背面基板の間に形成される液晶層とで構成される。前面基板は、カラーフィルター基板である。画素領域を除いた部分の光を遮断するためのブラックマトリックス層と、カラー色相を表現するための赤色(Red)、緑色(Green)及び青色(Blue)のカラーフィルター層と、画像を具現するための共通電極とが前面基板に形成される。背面基板は、薄膜トランジスターアレイ基板である。複数のゲートライン111と、ゲートライン111と交差する方向に配列される複数のデータライン112と、ゲートライン111とデータライン112が互いに交差する各ピクセルに形成された複数の画素電極と、データライン112のパルスを各画素電極へ伝達する複数の薄膜トランジスター(Thin Film Transistor;TFT)とが背面基板に形成される。
ゲート駆動部120は、複数のゲートライン111へゲートパルスを順次に供給し、データ駆動部130は、複数のデータライン112へ各ピクセルに割り当てられた映像データ電圧を持つデータパルスを供給する。データパルスは、データライン112と、ゲートパルスによってターンオン(turn−on)された薄膜トランジスターとを通じて各画素電極へ伝達される。画素電極と共通電極には異なる電位が印加され、液晶層の液晶物質の分子配列が変更される。変更された分子配列によって透明な液晶表示パネルを透過する光の量を調節することで画像が具現化される。
一方、液晶表示装置の活用範囲が広くなるに従って、多様な画面の大きさや、多様な解像度の液晶表示装置が要望される。しかしながら、画面の多様な大きさや解像度に従って液晶表示パネルに形成されるゲートライン111の数が変わり、対応するゲート駆動部のゲートチャンネル121の数が相異するようになる問題点が発生する。言い換えると、それぞれの液晶表示パネルによってゲート駆動部に形成されるゲートチャンネル121の数を異にするために設計時間及び製造単価が増加する問題点がある。
本発明の目的は、画面の大きさまたは解像度の少なくとも一方の変化に効果的に対応することができる液晶表示装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上述した液晶表示装置の駆動方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題は上記で言及した技術的課題に制限されず、言及しなかった他の技術的課題は以下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者が明確に理解できる。
本発明に係る液晶表示装置は、複数のゲートラインを有する液晶表示パネルと、前記ゲートラインの数と異なる数のゲートチャンネルを有するゲート駆動部と、前記ゲート駆動部へ少なくとも1つのダミーシフトクロックを含むゲートシフトクロック信号を供給するタイミングコントローラーとが設けられ、前記ダミーシフトクロックは、前記ゲートシフトクロック信号の1周期または複数周期ごとに発生され、前記ダミーシフトクロックの幅は、前記ゲートシフトクロック信号の1つ分の幅より小さく、前記タイミングコントローラーは、前記ゲートラインへのゲートパルスの供給を停止するようにゲート出力イネーブル信号を前記ゲート駆動部へ供給している間に、前記ダミーシフトクロックを供給する。
本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、ゲートラインの数及びゲートチャンネルの数の差分を演算するステップと、前記差分に基づいて少なくとも1つのダミーシフトクロックを含むゲートシフトクロック信号を生成するステップと、前記ゲートシフトクロック信号に従って前記ゲートラインへゲートパルスを供給するステップとを含み、前記ダミーシフトクロックは、前記ゲートシフトクロック信号の1周期または複数周期ごとに発生され、前記ダミーシフトクロックの幅は、前記ゲートシフトクロック信号の1つ分の幅より小さく、前記ダミーシフトクロックの供給期間は、前記ゲートラインへの前記ゲートパルスの供給を停止するゲート出力イネーブル信号の供給期間内に含まれる。
本発明に係る液晶表示装置及びその駆動方法は、画面の大きさまたは解像度の少なくとも一方の変化に効果的に対応することができ、異なる数のゲートラインとゲートチャンネルを効率的に駆動することができる効果がある。
本発明の利点及び特徴、そしてそれを達成する方法は添付される図面と共に詳細に説明されている実施の形態を参照すれば明確になる。明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を示す。
本発明に係る具体的な実施の形態について添付された図面を参照して説明する。
図2は、本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
図2に示すように、この発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置は、複数のデータライン211と複数のゲートライン212が交差され、その交差部に薄膜トランジスターが形成された液晶表示パネル210と、この液晶表示パネル210のデータライン211にデータパルスを入力するためのデータ駆動部220と、液晶表示パネル210のゲートライン212にゲートパルスを入力するためのゲート駆動部230と、液晶表示パネル210に光を照射するためのバックライトユニット240と、このバックライトユニット240のランプを駆動させるためのランプ駆動部250と、液晶表示パネル210のデータ駆動部220、ゲート駆動部230及びランプ駆動部250を制御するためのタイミングコントローラー260と、液晶表示パネル210及びバックライトユニット240に必要な電源を供給する電源発生部270とが設けられている。
液晶表示パネル210は、前面基板と背面基板の間に液晶が注入される。液晶表示パネル210のデータライン211とゲートライン212の交差部に形成された薄膜トランジスター(TFT)は、ゲート駆動部230からのゲートパルスに応答してデータライン211上のデータを液晶セルに入力する。薄膜トランジスターのソース電極はデータライン211に接続され、ドレーン電極は液晶セルの画素電極に接続される。そして、薄膜トランジスターのゲート電極はゲートライン212に接続される。
ここで、液晶表示パネル210は、使用用途と必要によって画面の大きさ又は解像度の少なくとも一方が多様に変更可能である。これにより、液晶表示パネル210によってゲートライン212の本数は変わる一方、ゲート駆動部230に対応するゲートチャンネルの個数は固定されている。従って、ゲートライン212の本数とゲートチャンネルの個数は一致しない。本発明の1つの実施の形態では、ゲートラインの本数と異なるゲートチャンネルの個数を持つゲート駆動部230は、タイミングコントローラー260からの制御信号が変更されることにより、制御されることができる。すなわち、液晶表示装置のハードウェアを変更することなしに、制御信号を利用してゲートラインとゲートチャンネルの数をマッチングさせることができる。
タイミングコントローラー260は、図示しないデジタルビデオカードから入力されるデジタルビデオデータを赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)別に再調整する。タイミングコントローラー260によって再調整されたデータは、タイミングコントローラー260の内部に赤色、緑色及び青色データ別に貯蔵される。貯蔵された赤色、緑色及び青色データは、データ駆動部220に供給される。
また、タイミングコントローラー260は、入力される水平及び垂直同期信号(H、V)とメインクロック信号(MCLK)を使用してデータ制御信号(Data Control Signal;DCS)を発生させてデータ駆動部220に供給する。タイミングコントローラー260は、さらに、ゲート制御信号(Gate Control Signal;GCS)を発生させてゲート駆動部230に供給する。データ制御信号(DCS)は、ドットクロック信号(Dclk)、ソースシフトクロック信号(Source Shift Clock signal;SSC)、ソース出力イネーブル信号(Source Out Enable signal;SOE)及び極性反転信号(POL)を含み、データ駆動部220に供給される。ゲート制御信号(GCS)は、ゲートシフトクロック信号(Gate Shift Clock signal;GSC)及びゲート出力イネーブル信号(Gate Out Enable signal;GOE)を含み、ゲート駆動部230に供給される。
タイミングコントローラー260は、ゲートシフトクロック信号(GSC)に少なくとも1つのダミーシフトクロック(Dummy Shift Clock;DSC)を含ませる。
すなわち、水平期間ごとに(Horizontal Time;1H)ゲートライン212へゲートパルスを順に供給するように、シフトすべきゲートライン212を制御するゲートシフトクロック信号にダミーシフトクロックを含ませる。従って、ダミーシフトクロックによって制御されるゲート駆動部230のゲートチャンネルは使用されない。これにより、次のゲートチャンネルに直ぐシフトされるによってゲートライン本数と使用さるゲートチャンネル個数を等しく合わせることができる。このことについては、図3〜図5を参照して後で詳細に説明する。
データ駆動部220は、タイミングコントローラー260からのデータ制御信号(DCS)によってデータをサンプリングした後に、サンプリングされたデータを水平期間ごとに1ライン分ずつラッチして、ラッチされたデータをデータライン211に供給する。また、データ駆動部220は、タイミングコントローラー260から供給されるデジタル画素データ(R、G、B)を、電源発生部270から印加されるガンマ電圧(GMA1〜6)を利用してアナログ画素信号へ変換してデータライン211に供給する。
ゲート駆動部230は、タイミングコントローラー260から供給されるゲート制御信号(GCS)に応答してゲートパルスを順に発生するシフトレジスターと、ゲートパルスの電圧を、液晶セルの駆動に適した電圧レベルへシフトするレベルシフターを含む。また、ゲート駆動部230は、ゲート制御信号(GCS)に応答してゲートライン212へゲート高電圧を順に供給する。
バックライトユニット240は、液晶表示パネル210に光を照射するための図示しないランプと、このランプを駆動させるランプインバーターを含む。このランプは、ランプインバーターからの駆動電圧を使用して光を発生する。ランプインバーターは、電源発生部270からのランプ駆動電圧(Vinv)を使用してランプを駆動する。電源発生部270は、液晶表示パネル210へ共通電極電圧(Vcom)、データ駆動部220へガンマ電圧(GMA1〜6)、ランプインバーターへランプ駆動電圧(Vinv)を供給する。
図3は、本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置のタイミングコントローラーの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図3に示すように、タイミングコントローラー260は、ゲートシフトクロック信号(GSC)及びゲート出力イネーブル信号(GOE)を含むゲート制御信号(GCS)を発生して、ゲート駆動部230へ供給する。ここで、ゲート出力(G−Out)は、ゲートシフトクロック信号(GSC)及びゲート出力イネーブル信号(GOE)によって実質的に選択されるゲートチャンネルとゲートチャンネルを通じて出力されるゲートパルスの期間を示す。
ゲートシフトクロック信号(GSC)は、1つのハイ信号(high)が発生されてから、次のハイ信号が発生される時までの期間をゲートシフトクロックの1周期とする。1周期のゲートシフトクロック信号は、1つの水平期間(1H)を設定し、1つの水平期間が終わる度に1つのゲートチャンネルをシフトする。この時、ゲートシフトクロック信号(GSC)は、少なくとも1つのダミーシフトクロック(DSC)を含む。
ゲート出力イネーブル信号(GOE)は、ゲート駆動部230から出力されるゲートパルスの幅を調節するための信号である。すなわち、ゲート駆動部230がゲートシフトクロック信号(GSC)に同期してゲートパルスを水平期間ごとに1つのゲートライン212へ供給する時、ゲート駆動部230は、ハイレベル(high)のゲート出力イネーブル信号(GOE)が印加されている間、ゲートパルスをゲートライン212に供給することを停止することで、各ゲートライン212に供給されるゲートパルスの重畳を防止する。
ここで、ゲートライン212の本数とゲートチャンネルの個数が異なる場合、本発明の1つの実施の形態では、ゲートライン212より個数が多いゲートチャンネルを持つゲート駆動部230を使用するのが望ましい。これはゲートライン212を駆動することができるゲートチャンネルが不足している場合、ゲートチャンネルに接続されていないゲートライン212を全く駆動することができないからである。このような点を考慮して、ゲートチャンネルの個数がゲートラインの本数より多いゲート駆動部230が使用される。ゲートライン212に接続されたゲートチャンネルは使用すべく制御され、ゲートライン212に接続されていないゲートチャンネルは使用されないように制御される。
これによって、タイミングコントローラー260は、実際に使用されるゲートチャンネルを駆動するように1周期のゲートシフトクロック信号(GSC)を発生する。また、タイミングコントローラー260は、使用されないゲートチャンネルを駆動するようにダミーシフトクロック(DSC)を選択的に発生できる。換言すると、ゲートシフトクロック信号(GSC)間にゲートシフトクロック信号(GSC)より幅の狭いダミーシフトクロック(DSC)が選択的に挿入させられてゲート駆動部230に供給される。このダミーシフトクロック(DSC)に対応するゲートチャンネルにはゲートパルスが出力されない。この時、ダミーシフトクロック(DSC)の個数は、使用されないゲートチャンネルの個数、すなわちゲートラインの本数とゲートチャンネルの個数の差分と等しくなる。
また、ゲートラインをシフトするようにゲートラインへのゲートパルスの供給は停止しなければならないので、ダミーシフトクロック(DSC)は、1つのゲート出力イネーブル信号(GOE)がハイレベル(high)の期間の間に発生させることが望ましい。
また、本発明の1つの実施の形態では、不使用のゲートチャンネルに従い任意のゲートシフトクロック(GSC)周期ごとにダミーシフトクロック(DSC)を発生させることができる。例えば、1周期または複数周期ごとに規則的にダミーシフトクロック(DSC)を発生させることが可能であり、不規則的にダミーシフトクロック(DSC)を発生させることもできる。
このようなタイミングコントローラー260の動作について、図3を参照しながら詳細に説明する。先ず、第4ゲートチャンネルが使用されないと仮定した時、第1ゲートシフトクロック信号(第1GSC)、第2ゲートシフトクロック信号(第2GSC)及び第3ゲートシフトクロック信号(第3GSC)が順に供給される。その後、第1ダミーシフトクロック(第1DSC)が供給され、これに続いて第5ゲートシフトクロック信号(第5GSC)が供給される。同時に、各ゲートシフトクロック信号(GSC)の周期の終わりでもあり、始まりでもある時点の前後で所定の期間の間に、ハイレベル(high)のゲート出力イネーブル信号(GOE)が供給され、ゲート駆動部230へのゲートパルスの供給を停止する。この時、前記所定の期間には第1ダミーシフトクロック(第1DSC)を供給する期間が含まれるようにする。ゲート出力(G−Out)では、それぞれの水平期間(1H)で第1ゲートチャンネルがターンオンされ(Ch1−on)、第2ゲートチャンネルがターンオンされ(Ch2−on)、第3ゲートチャンネルがターンオンされ(Ch3−on)、第5ゲートチャンネルがターンオンされる(Ch5−on)。
図4は、本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
図4に示すように、ゲートチャンネル410が200個であり、ゲートライン420が150本である場合、50(=200−150)個のゲートチャンネルが使用されない。つまり、200個のゲートチャンネルを4個毎に1つに束ねて50束にし、4個のゲートチャンネルの4番目を使用しないようにし、合計で50(=200÷4)個のゲートチャンネルが使用されない。すなわち、4個1束のゲートチャンネルにおいて、4番目のゲートチャンネル410はゲートライン420に接続されない。ゲート駆動部430には、3個の連続するゲートシフトクロック信号(GSC)が供給された後、1つのダミーシフトクロック(DSC)が供給される。言い換えると、4個のゲートチャンネルの内の1つに仮想の信号が供給されて1つのゲートチャンネルが強制的にシフトされた後、ゲートラインに必要なゲートパルスが供給される。
このために、本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法は、ゲートラインの本数とゲートチャンネルの個数の差分を演算するステップと、差分に基づいて少なくとも1つのダミーシフトクロック(DSC)を含むゲートシフトクロック信号(GSC)を生成するステップと、ゲートシフトクロック信号(GSC)に従ってゲートラインへゲートパルスを供給するステップとを含む。本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法についての詳細な説明は、図2及び図3を参照してあらかじめ説明した本発明の1つの実施の形態による液晶表示装置の動作の説明と同様であるので省略する。
上述したように、タイミング制御信号を変更することで、ハードウェア構成を変更しなくても、異なる数のゲートラインとゲートチャンネルを持つ液晶表示装置を駆動することができる。また、液晶表示パネルの画面の大きさまたは解像度の少なくとも一方の変化に対応して液晶表示装置を効率的に駆動することができる。
図5は、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
図5に示すように、ゲートチャンネル510が200個であり、ゲートライン520が159本である場合、41(=200−159)個のゲートチャンネルが使用されない。本発明の他の実施の形態では、ゲート駆動部530のゲートチャンネル510にダミーシフトクロック(DSC)を割り当てする方法を様々に変化させることができる。例えば、1つ以上のゲートシフトクロック信号(GSC)周期において、ダミーシフトクロック(DSC)を規則的に含ませて、ゲートチャンネル510に規則的にダミーシフトクロック(DSC)を割り当てることができる。また、1つ以上のゲートシフトクロック信号(GSC)周期において、ダミーシフトクロック(DSC)を不規則的に含ませて、不規則的に割り当てることも可能である。また、時間マージンが十分ならば、ダミーシフトクロック(DSC)を連続して含ませることができる。
ここで、ダミーシフトクロック(DSC)の数は、ゲートラインの本数とゲートチャンネルの個数の差分と等しくなければならならず、ダミーシフトクロック(DSC)の幅は、1つのゲートシフトクロック信号(GSC)の幅より小さくなければならない。また、ダミーシフトクロック(DSC)の供給期間は、ゲートラインへのゲートパルスの供給を停止するゲート出力イネーブル信号の供給期間内に含まれなければならない。
従来の液晶表示装置を説明するための図である。 本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置のタイミングコントローラーの動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の1つの実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
符号の説明
210 液晶表示パネル、211 データライン、212 ゲートライン、220 データ駆動部、230 ゲート駆動部、240 バックライトユニット、250 ランプ駆動部、260 タイミングコントローラー、270 電源発生部、410 ゲートチャンネル、420 ゲートライン、430 ゲート駆動部、510 ゲートチャンネル、520 ゲートライン、530 ゲート駆動部。

Claims (6)

  1. 複数のゲートラインを有する液晶表示パネルと、
    前記ゲートラインの数と異なる数のゲートチャンネルを有するゲート駆動部と、
    前記ゲート駆動部へ少なくとも1つのダミーシフトクロックを含むゲートシフトクロック信号を供給するタイミングコントローラーとを備え、
    前記ダミーシフトクロックは、前記ゲートシフトクロック信号の1周期または複数周期ごとに発生され
    前記ダミーシフトクロックの幅は、前記ゲートシフトクロック信号の1つ分の幅より小さく、
    前記タイミングコントローラーは、前記ゲートラインへのゲートパルスの供給を停止するようにゲート出力イネーブル信号を前記ゲート駆動部へ供給している間に、前記ダミーシフトクロックを供給する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記ゲートチャンネルの数は、前記ゲートラインの数より多い
    請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 前記ダミーシフトクロックの数は、前記ゲートラインの数と前記ゲートチャンネルの数の差分と同じである
    請求項1又は2記載の液晶表示装置。
  4. ゲートラインの数及びゲートチャンネルの数の差分を演算するステップと、
    前記差分に基づいて少なくとも1つのダミーシフトクロックを含むゲートシフトクロック信号を生成するステップと、
    前記ゲートシフトクロック信号に従って前記ゲートラインへゲートパルスを供給するステップとを含み、
    前記ダミーシフトクロックは、前記ゲートシフトクロック信号の1周期または複数周期ごとに発生され
    前記ダミーシフトクロックの幅は、前記ゲートシフトクロック信号の1つ分の幅より小さく、
    前記ダミーシフトクロックの供給期間は、前記ゲートラインへの前記ゲートパルスの供給を停止するゲート出力イネーブル信号の供給期間内に含まれる
    ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  5. 前記ゲートチャンネルの数は、前記ゲートラインの数より多い
    請求項記載の液晶表示装置の駆動方法。
  6. 前記ダミーシフトクロックの数は、前記差分と同じである
    請求項又は記載の液晶表示装置の駆動方法。
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