KR20030054934A - 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필드 인버젼시 발생되는 수직 크로스 토크를 감소시킬 수 있도록 한 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
본 발명은 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널과, 상기 액정패널에 비디오 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버와, 상기 액정패널에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버와, 상기 액정패널에 공통전압을 공급하기 위한 공통전압원을 구비하고, 상기 데이터 드라이버는 1수평기간마다 상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압을 시분할하여 공급하는 선택수단을 구비한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명은 데이터라인에 충전된 전압의 왜곡을 공통전압으로 보상하여 인접한 데이터라인들 간의 간섭을 최소화한다. 이에 따라, 수직크로스 토크가 개선된다.

Description

액정표시장치의 구동장치 및 구동방법{APPARATUS AND METHOD OF DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 특히 필드 인버젼시 발생되는 수직 크로스 토크를 감소시킬 수 있도록 한 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
통상의 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함)는 게이트라인들과 데이터라인들간의 교차부에 배열되어진 화소매트릭스를 이용하여 비디오신호에 대응하는 화상을 표시하게 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, LCD는 화소에 데이터를 인가하기 위한 데이터 라인(DL)과, 데이터라인(DL)으로부터 액정셀(LC)에 공급될 비디오신호를 절환하기 위한 박막 트랜지스터(이하 "TFT"라 함)(13)와, 데이터라인(DL)으로부터 공급되는 비디오신호가 액정셀(LC)으로 공급될 수 있도록 게이트 구동신호를 공급하는 게이트라인(GL)을 구비한다. 또한, 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)이 교차하여 한정하는 화소영역에는 화소전극(10)이 형성되고, 화소 전극(10)은 TFT(13)의 드레인전극에 연결된다. 이러한, 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 구동신호를 공급하기 위한 도시되지 않은 게이트 및 데이터 구동IC(Integrated Circuit)들이 마련되어 있다.
이러한, LCD는 액정셀(LC)를 구동시키기 위해 게이트라인(GL)을 통하여 인가된 신호가 TFT(13)를 턴온시키면, 데이터라인(DL)을 통하여 인가되는 데이터 신호에 의해 TFT(13)의 드레인전극에 연결된 액정 캐패시터(LC)에 전압이 인가되어 화상을 나타내게 된다.
이와 같은, LCD에서는 액정패널 상의 액정셀(LC)들을 구동하기 위하여 필드 인버젼 방식(Frame Inversion Method), 라인 인버젼 방식(Line Inversion Method) 및 도트 인버젼 방식(Dot Inversion Method)의 세 가지 구동방법이 주로 사용되고 있다.
필드 인버젼 방식의 LCD 구동방법은 필드가 변경될 때마다 액정셀들에 공급되는 데이터신호의 극성을 반전시킨다. 라인 인버젼 방식의 액정 패널 구동방법에서는 액정 패널 상의 라인, 즉 게이트 라인에 따라 액정셀들에 공급되는 데이터신호들의 극성이 반전되게 된다. 또한, 도트 인버젼 방식은 인접된 액정셀들에 상반된 극성의 데이터신호가 공급되게 함과 아울러 필드마다 액정셀들에 공급되는 데이터 신호들의 극성이 반전된다.
이와 같은 세 가지 LCD의 구동방법들 중 필드 인버젼 방식의 구동방법은 액정패널(10)의 데이터라인(DL)을 통해 액정셀(LC)에 흐르는 전압(Vp)이 시간적으로 계속 흐르게 된다. 이 때, 액정패널(10)의 모든 TFT 소자에는 오프전류(Off Current) 및 기생 캐패시터(15, 16)가 존재한다. 이 오프 전류는 TFT의 소스전극 및 드레인전극 간의(20, 30) 전압차가 크면 클수록 증가하게 되고, 기생 캐패시터(15, 16)도 발생한다. 이러한, 오프 전류와 기생 캐패시터(15, 16)가 액정패널에 화질에 영향을 주어 액정패널 구동시 수직으로 인접한 액정셀 간에 크로스 토크가 발생하게 된다.
도 3은 LCD의 필드 인버젼 구동방식에 따른 액정패널 상의 수직 크로스토크 현상을 도시한 것이다.
도 3을 도 4와 결부하여 설명하면, 제 1 필드에서 LCD의 데이터라인(DL)을 통해 수직 크로스토크 패턴신호(Data)가 인가되면, 패널의 1지점 및 제 3 지점에서는 화이트신호가 표시되고, 패널의 2지점에서는 블랙신호가 나타난다. 즉, 패널 상에 진폭이 큰 구간(2)만이 블랙신호가 표시되고 나머지 구간에서는 화이트신호가 표시되어야 하지만 기생 캐패시턴스로 인해 패널의 1지점 및 2지점에서는 화이트신호가 표시되지 않고 색이 나타나 수직 크로스토크가 발생한다.
이를 상세히 하면, 먼저 패널의 1지점은 정극성(+)의 수직 크로스토크 패턴신호(Data)가 공급되어 31그레이(Gray)의 전하량이 정상적으로 액정셀(LC)에 충전된 후 TFT는 오프(OFF)되고, 액정셀(LC)에 충전된 전압을 그대로 유지해야 하지만패널 2지점 및 패널 3지점에 공급되는 전압 즉, A구간에 공급되는 전압에 영향을 받아 패널 1지점에 충전된 액정셀(LC)의 전압이 오프전류와 기생 캐패시터(15, 16)에 의해 블랙방향으로 쉬프트(공통전압원(Vcom) 대비 멀어짐)되어 31그레이 보다 어둡게 나타난다.
반대로 패널 3 지점의 경우 2 필드의 B구간 동안에 공급되는 부극성(-) 크로스 토크 패턴신호(Data)의 전압에 영향을 받아 액정셀(LC)에는 31그레이보다 낮은 전압(Vcom) 대비 가까워짐)으로 충전되어 31그레이 보다 밝게 나타난다.
이러한, 패널의 1 내지 3 지점의 밝기 차이로 인해 액정패널 상에서는 수직 크로스 토크가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 필드 인버젼시 발생되는 수직 크로스 토크를 감소시킬 수 있도록 한 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 액정패널을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치의 액정패널을 나타내는 회로도.
도 3은 액정패널 상에 발생하는 수직 크로스토크 현상을 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 액정패널에 공급되는 데이터신호를 나타내는 파형도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치를 나타내는 블록도.
도 6은 도 5에 도시된 제 1 멀티플렉서 및 출력버퍼부를 나타내는 회로도.
도 7은 도 5에 도시된 데이터라인에 공급되는 데이터신호를 나타내는 파형도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 구동방법에 의해 수직 크로스토크 현상이 개선된 것을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 화소전극13 : TFT
15, 16 : 기생캐패시터41 : 인터페이스부
42 : 타이밍 컨트롤러43 : 데이터 드라이버
45 : 게이트 드라이버46 : 액정패널
48 : 공통전압원52 : 쉬프트 레지스터
54 : 라인랫치56 : 디지털-아날로그변환기
58 : P-디코더부60 : N-디코더부
62, 64 : 제 1 및 제 2 멀티플렉서66 : 출력버퍼부
78 : 전압 추종기
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동장치는 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널과, 상기 액정패널에 비디오 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버와, 상기 액정패널에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버와, 상기 액정패널에 공통전압을 공급하기 위한 공통전압원을 구비하고, 상기 데이터 드라이버는 1수평기간마다 상기 비디오 데이터신호와 상기공통전압을 시분할하여 공급하는 선택수단을 구비한다.
상기 선택수단은 상기 비디오 데이터신호가 공급되는 제 1 단자와, 상기 공통전압이 공급되는 제 2 단자와, 선택제어신호가 입력되는 제 3 단자를 구비한다.
상기 선택수단은 상기 선택제어신호에 따라 상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압을 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 선택제어신호는 소스출력인에이블 신호인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 비디오 데이터신호를 공급하는 단계와, 공통전압을 공급하는 단계와, 1수평기간마다 상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압을 시분할하여 액정패널에 공급하는 단계를 포함한다.
상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압은 입력 선택신호에 따라 선택적으로 상기 액정패널에 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 입력 선택신호는 소스출력인에이블 신호인 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동장치는 인터페이스부(41)로부터 입력되는 비디오 데이터를 액정패널(46)에 공급하기 위한 데이터 드라이버(43)와, 상기 액정패널(46)상의 박막트랜지스터의 스위칭동작을 제어하는 스캐닝신호를 공급하는 게이트 드라이버(45)와, 상기 데이터 드라이버(43)와 게이트 드라이버(45)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(42)를 구비한다.
인터페이스부(41)는 퍼스널 컴퓨터등과 같은 구동시스템으로부터 입력되는 비디오 데이터(RGB Data) 및 제어신호(예를 들면 입력클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블신호)들을 입력받아 타이밍 컨트롤러(42)로 공급한다.
타이밍 컨트롤러(42)는 상기 인터페이스부(41)를 통해 입력되는 제어신호를 이용하여 복수개의 드라이브 IC들로 구성된 데이터 드라이버(43)와, 복수개의 게이트 드라이브 IC들로 구성된 게이트 드라이버(45)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한, 인터페이스부(41)로부터 입력되는 비디오 데이터들을 데이터 드라이버(43)로 전송한다.
게이트 드라이버(45)는 타이밍 컨트롤러(42)로부터 입력되는 제어신호들에 대응하여 액정패널(46)상에 배열된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : "TFT")들의 게이트단자를 1라인씩 온/오프(on/off) 제어하며, 상기 데이터 드라이버(43)로부터 공급되는 아날로그 비디오 데이터들이 각 박막트랜지스터들에 접속된 각 픽셀들로 인가되도록 한다.
데이터 드라이버(43)는 타이밍 컨트롤러(42)로부터 입력되는 제어신호들에 대응하여 입력 데이터에 따라 기준전압들을 선택하여 아날로그 비디오 데이터로 변환하여 액정패널(46)로 공급한다. 이를 상세히 하면, 데이터 드라이버(43)의 데이터 랫치(도시되지 않음)는 외부로부터 입력되는 비디오 데이터를 픽셀단위로 래치한다.
쉬프트 레지스터(52)는 입력되는 외부클럭신호에 동기하여 비디오 데이터를라인랫치(54)에 저장시키기 위한 랫치 인에이블신호를 순차적으로 발생시킨다. 라인랫치(54)는 상기 랫치 인에이블신호에 동기하여 입력되는 비디오 데이터를 순차적으로 저장한다. 상기 라인랫치(54)는 적어도 각각 1라인 크기의 (여기서는 1개의 컬럼드라이버에 연결되는 소스 라인수; 일례로 384 x 8bit) 제 1 및 2 레지스터(도시되지 않음)를 구비한다.
라인랫치(54)는 1라인분의 비디오 데이터가 제1 레지스터에 저장되면, 동시에 제1 레지스터에 저장된 1라인분의 비디오 데이터를 제2 레지스터로 이동시킨다. 이후 상기 라인랫치(54)는 제 1 레지스터에 다음 라인의 비디오 데이터를 순차적으로 저장한다.
디지털-아날로그 변환기(56 ; Digital-To-Analog Converter)는 감마전압회로(도시되지 않음)으로부터 복수개의 기준전압신호를 인가받는다. 또한, 라인랫치(54)의 제 2 레지스터로부터 각각 공급되는 기수 데이터 및 우수 데이터 중 기수 비디오 데이터는 P-디코더부(60)에 공급되고, 우수 비디오 데이터는 N-디코더(58)에 공급된다.
P-디코더부(60)에 포함되는 다수의 P 디코더들은 라인랫치(54)로부터 동시에 입력되는 다수의 화소데이터들을 감마전압회로로부터의 정극성 감마전압들을 이용하여 정극성 화소전압신호로 변환하게 된다. N-디코더부(58)에 포함되는 다수의 N 디코더들은 라인랫치(54)로부터 동시에 입력되는 다수의 화소데이터들을 감마 전압회로로부터의 부극성 감마전압들을 이용하여 부극성 화소전압신호로 변환하게 된다. 이와 같이, P-디코더부(60) 및 N-디코더부(58)는 입력되는 다수개의 화소데이터들을 아날로그 비디오 데이터로 디코딩하여 제 1 멀티플렉서(62)에 공급한다.
제 1 멀티플렉서(62)는 타이밍 컨트롤러(42)로부터 공급되는 극성제어신호에 따라 P-디코더부(60) 및 N-디코더부(58)로부터 공급되는 정극성 및 부극성의 아날로그 비디오 데이터 중 어느 하나를 선택하게 된다. 제 1 멀티플렉서(62)에 의해 선택된 비디오 데이터신호는 제 2 멀티플렉서(64)에 공급된다.
도 6을 참조하면, 제 2 멀티플렉서(64)의 제 1 입력단자(70)에는 제 1 멀티플렉서(62)로부터 출력되는 정극성 및 부극성의 아날로그 비디오 데이터(Vmux1)가 입력되고, 제 2 입력단자(72)에는 공통전압원(Vcom)으로부터 공통전압이 공급된다. 또한, 제 2 멀티플렉서(64)의 제어단자(74)에는 타이밍 컨트롤러(42)로부터 공급되는 소스출력인에이블신호(SOE)가 공급된다. 이 때, 공통전압원(Vcom)은 정극성의 데이터일 경우에는 로우(Low)상태의 공통전압을 제 2 멀티플렉서(64)의 제 2 입력단자(72)에 공급하고, 부극성의 데이터일 경우에는 하이(High)상태의 공통전압을 제 2 멀티플렉서(64)의 제 2 입력단자(72)에 공급한다.
이와 같이, 제 2 멀티플렉서(64)는 입력되는 정극성 및 부극성의 아날로그 비디오 데이터(Vmux1)와 공통전압(Vcom)을 1수평기간마다 시분할하여 출력한다. 즉, 제 2 멀티플렉서(64)는 제어단자(74)로부터 입력되는 선택제어신호에 따라 1수평기간마다 정극성 및 부극성의 아날로그 비디오 데이터(Vmux1)와 공통전압(Vcom)을 선택적으로 출력한다.
도 7을 참조하면, 필드 인버젼에서 제 2 멀티플렉서(64)에 정극성의 데이터가 공급될 경우에 있어서, 제 2 멀티플렉서(64)의 제어단자(74)에 하이(High)상태의 소스출력인에이블신호(SOE)가 입력될 때 제 2 입력단자(72)에 공급되는 로우(Low)상태의 공통전압(Vcom)을 선택하여 출력버퍼(66)에 공급한다.(a구간)
또한, 제 2 멀티플렉서(64)의 제어단자(74)에 로우(Low)상태의 소스출력인에이블신호(SOE)가 입력될 때 제 1 입력단자(70)에 공급되는 정극성의 아날로그 비디오 데이터를 선택하여 출력버퍼(66)에 공급한다.(b구간)
반면에, 제 2 멀티플렉서(64)에 부극성의 데이터가 공급될 경우에 있어서, 제 2 멀티플렉서(64)의 제어단자(74)에 하이(High)상태의 소스출력인에이블신호(SOE)가 입력될 때 제 2 입력단자(72)에 공급되는 하이(High)상태의 공통전압(Vcom)을 선택하여 출력버퍼(66)에 공급한다.(c구간)
또한, 제 2 멀티플렉서(64)의 제어단자(74)에 로우(Low)상태의 소스출력인에이블신호(SOE)가 입력될 때 제 2 멀티플렉서(64)의 제 1 입력단자(70)에 공급되는 부극성의 아날로그 비디오 데이터를 선택하여 출력버퍼(66)에 공급한다.(d구간)
출력버퍼부(66)에 포함되는 n개의 출력버퍼들은 n개의 데이터라인들(DL)에 직렬로 각각 접속되어진 전압추종기(Voltage follower;78) 등으로 구성된다. 이러한 출력버퍼들은 제 2 멀티플렉서(64)로부터 공급되는 신호들을 완충하여 데이터라인들(DL)에 공급하게 된다.
이와 같이 정극성의 데이터가 공급되는 1수평동기 구간을 시분할하여 하이(High) 상태의 소스출력인에이블신호(SOE)가 입력될 경우에는 로우(Vcom_L) 상태의 공통전압을 데이터라인에 공급한 후, 나머지 1수평동기 구간에 정극성의 데이터를 데이터라인에 공급한다.
또한, 부극성의 데이터가 공급되는 1수평동기 구간을 시분할하여 하이(High) 상태의 소스출력인에이블신호(SOE)가 입력될 경우에는 하이(Vcom_H) 상태의 공통전압을 데이터라인에 공급한 후, 나머지 1수평동기 구간에 부극성의 데이터를 데이터라인에 공급한다. 즉, 1수평동기 구간을 시분할하여 정극성의 데이터가 충전된 데이터라인의 전압의 왜곡을 로우(Low)상태의 공통전압으로 보상하고, 부극성의 데이터가 충전된 데이터라인의 전압의 왜곡을 하이(Low)상태의 공통전압으로 보상함으로써 도 8에 도시된 바와 같이 수직크로스 토크가 개선된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법은 데이터라인에 충전된 전압의 왜곡을 공통전압으로 보상하여 인접한 데이터라인들 간의 간섭을 최소화한다. 이에 따라, 수직크로스 토크가 개선된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (7)

  1. 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널과,
    상기 액정패널에 비디오 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버와,
    상기 액정패널에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버와,
    상기 액정패널에 공통전압을 공급하기 위한 공통전압원을 구비하고,
    상기 데이터 드라이버는 1수평기간마다 상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압을 시분할하여 공급하는 선택수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택수단은,
    상기 비디오 데이터신호가 공급되는 제 1 단자와,
    상기 공통전압이 공급되는 제 2 단자와,
    선택제어신호가 입력되는 제 3 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 선택수단은 상기 선택제어신호에 따라 상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압을 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 선택제어신호는 소스출력인에이블 신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  5. 비디오 데이터신호를 공급하는 단계와,
    공통전압을 공급하는 단계와,
    1수평기간마다 상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압을 시분할하여 액정패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비디오 데이터신호와 상기 공통전압은 입력 선택신호에 따라 선택적으로 상기 액정패널에 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 입력 선택신호는 소스출력인에이블 신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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