KR20060131036A

KR20060131036A - 액정 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법

Info

Publication number: KR20060131036A
Application number: KR1020050050878A
Authority: KR
Inventors: 최남곤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2006-12-20
Also published as: US20060279506A1

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것으로서, 특히 가로줄 불량을 해결할 수 있는 반전 구동을 행하는 액정 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다.

행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치는, 입력 영상 데이터를 수신하는 수신부, 상기 수신부로부터의 출력 영상 데이터를 처리하는 데이터 처리부, 그리고 상기 데이터 처리부에 연결되어 있는 메모리 및 송신부를 포함하며, 상기 데이터 처리부는 상기 출력 영상 데이터 중 일부에 대한 극성 데이터를 선택하고, 상기 선택된 일부 극성 데이터와 동일한 복수의 극성 데이터를 생성하여 한 프레임에 대한 극성 데이터를 생성한다.

이러한 방식으로, 반전 단위를 이루는 화소쌍의 극성 데이터가 순차적으로 극성이 변화하여 각 화소 별로 임의의 반전이 이루어진다. 따라서, 아래 위로 인접한 2개의 화소 행 단위로 이루어지는 기존의 2 도트 반전 구동 방식에서 생기는 충전량 편차로 인한 가로줄 무늬를 방지하는 한편, 매 프레임마다 극성의 반전으로 생길 수 있는 플리커를 감소시킬 수 있다.

액정표시장치, 반전단위, 도트, 가로줄, 기본행렬, 수신부, 송신부, 처리부

Description

액정 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법 {DRIVING APPARATUS AND METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명함으로써 본 발명을 분명하게 하고자 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 도 1에 도시한 신호 제어부의 개략적인 블록도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에서 샘플링 단계를 설명하기 위한 도면이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 한 실시예에 따른 반전 구동 방식에서 반전 단위와 이에 해당하는 부호를 나타내는 표이다.

도 6c 내지 도 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반전 단위 및 기본 행렬을 선택하는 예들이다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 반전 구동 방식의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 한 실시예에 따른 반전 구동 방식의 예를 나타낸다.

도 9a 내지 도 9d는 각각 도 8a 내지 도 8d에 나타낸 예들을 정극성과 부극성으로 나타낸 도면이다.

<도면 부호에 대한 설명>

3: 액정층 100: 하부 표시판

190: 화소 전극 200: 상부 표시판

230: 색 필터 270: 공통 전극

300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부

500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부

610: 수신부 620: 데이터 처리부

630: 송신부

650: 메모리 800: 계조 전압 생성부

IU1, IU2: 반전 단위 BMX: 기본 행렬

R,G,B: 입력 영상 데이터 DE: 데이터 인에이블 신호

MCLK: 메인 클록 Hsync: 수평 동기 신호

Vsync: 수직 동기 신호 CONT1: 게이트 제어 신호

CONT2: 데이터 제어 신호 DAT2: 디지털 영상 신호

C_LC: 액정 축전기 C_ST: 유지 축전기

Q: 스위칭 소자

일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으 로써 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 또는 화소별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.

이 때, 데이터 전압의 극성을 반전시키는 방식은 여러 가지가 있는데, 그 중에서 아래 위로 인접한 홀수 행과 짝수 행을 하나의 반전 단위로 하는 이른바 2×1 도트 반전 구동 방식(이하에서는 '2 도트 반전 구동 방식'이라 한다)이 개발되고 있다. 즉, 반전 단위를 이루는 홀수 행과 짝수 행은 동일한 극성을 갖는다.

이 때, 화면의 아래쪽에 위치한 화소에는 데이터선의 저항과 기생 용량의 곱으로 이루어지는 RC 지연(delay)으로 인하여 홀수 행과 짝수 행에 위치한 각 화소에 충전되는 화소 전압의 차이가 생길 수 있다. 이로 인해, 홀수 행과 짝수 행의 휘도 차이가 생겨 마치 가로줄이 생기는 것처럼 보인다. 또한, 2 도트 패턴과 같은 특정 패턴으로 정지 화면을 표시할 때 킥백 전압으로 인한 충전량 편차 때문에 플리커가 생길 수 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가로줄 불량 또는 플리커를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법을 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따라 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치는, 입력 영상 데이터를 수신하는 수신부, 상기 수신부로부터의 출력 영상 데이터를 처리하는 데이터 처리부, 그리고 상기 데이터 처리부에 연결되어 있는 메모리 및 송신부를 포 함하며,

상기 데이터 처리부는 상기 출력 영상 데이터 중 일부의 극성을 선택하고, 상기 선택된 일부 극성 데이터와 동일한 복수의 극성 데이터를 생성하여 한 프레임에 대한 극성 데이터를 생성한다.

상기 데이터 처리부는 적어도 하나의 화소를 각각 포함하는 제1 및 제2 반전 단위를 기초로 기본 행렬을 생성하고, 상기 기본 행렬과 동일한 복수의 행렬을 생성하여 상기 한 프레임에 대한 극성 데이터를 생성할 수 있다.

상기 데이터 처리부는 상기 출력 영상 데이터 중 행 방향 또는 열 방향으로 인접한 적어도 2개의 화소를 각각 포함하는 제1 및 제2 화소군의 극성 데이터를 상기 제1 및 제2 반전 단위로 선택할 수 있다.

상기 기본 행렬은 상기 제1 반전 단위와 상기 제2 반전 단위를 각각 열 방향또는 행 방향으로 적어도 한 번 반복하여 얻어질 수 있다.

상기 제1 및 제2 화소군은 첫 번째 및 두 번째 열 또는 첫 번째 및 두 번째 행에 위치할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 반전 단위는 한 행 간격 또는 한 열 간격으로 위치할 수 있다.

상기 메모리는 상기 제1 및 제2 반전 단위 또는 상기 기본 행렬을 기억할 수 있다.

상기 기본 행렬은 N×M(여기서, N은 4 이상의 자연수, M은 2 이상의 자연수) 행렬 또는 M×N 행렬일 수 있다.

상기 데이터 처리부는 상기 제1 및 제2 반전 단위에 대한 현재 프레임의 극 성 데이터를 기초로 상기 제1 및 제2 반전 단위에 대한 다음 프레임의 극성 데이터를 생성할 수 있으며, 상기 다음 프레임의 극성 데이터는 상기 현재 프레임의 극성 데이터에 1을 더한 비트값일 수 있고, 상기 제1 및 제2 반전 단위의 극성은 적어도 4 프레임 단위로 반복될 수 있다.

한편, 상기 수신부는 LVDS(low voltage differential signaling) 방식으로 입력되는 상기 입력 영상 데이터를 TTL(transistor-transistor logic) 방식으로 상기 데이터 처리부에 출력할 수 있다.

상기 액정 표시 장치의 구동 장치는 상기 화소에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 더 포함하고, 상기 송신부는 상기 데이터 처리부로부터의 출력 영상 데이터를 RSDS(reduced swing differential signaling) 방식으로 상기 데이터 구동부에 출력할 수 있다.

본 발명의 한 특징에 따라 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법은, 제1 및 제2 반전 단위를 선택하는 단계, 상기 제1 및 제2 반전 단위를 기억시키는 단계, 상기 제1 및 제2 반전 단위를 기초로 기본 행렬을 생성하는 단계, 그리고 상기 기본 행렬을 확대하여 상기 화소에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.

상기 제1 및 제2 반전 단위를 선택하는 단계는 행 방향 또는 열 방향으로 인접한 적어도 2개의 화소를 각각 포함하는 제1 및 제2 화소군의 극성 데이터를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 화소군과 상기 제2 화소군은 한 행 간격 또는 한 열 간격으로 위치 할 수 있다.

상기 기본 행렬을 생성하는 단계는 상기 제1 화소군과 상기 제2 화소군을 각각 열 방향 또는 행 방향으로 반복하여 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 기본 행렬은 N×M(여기서, N은 4 이상의 자연수, M은 2 이상의 자연수) 행렬 또는 M×N 행렬일 수 있다.

상기 화소에 대한 극성 데이터를 기초로 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계는, 상기 제1 및 제2 반전 단위의 극성을 순차적으로 하나씩 변화시켜 기본 행렬을 생성하는 단계, 그리고 상기 기본 행렬과 동일한 복수의 행렬을 생성하여 상기 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 반전 단위는 적어도 4 프레임 단위로 반복될 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

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 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

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

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(G_i)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(G_i D_j)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 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G_i)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D_j)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)와 연결되어 있다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(C_LC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

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

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT2)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT2)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT2)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT2)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법에 대하여 도 3 내지 도 9를 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 3은 도 1에 도시한 신호 제어부의 개략적인 블록도이며, 도 4a 내지 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 반전 구동 방식의 원리를 설명하기 위한 표이다. 이하에서는, 홀수행 또는 짝수행에 위치한 화소 전압의 극성을 간단히 줄여서 홀수행 또는 짝수행의 극성이라 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호 제어부(600)는 수신부(610)와 이에 연결되어 있는 처리부(620), 처리부(620)에 각각 연결되어 있는 메모리(650) 및 송신부(630)를 포함한다.

수신부(610)는 그래픽 제어기로부터 LVDS(low voltage differential signaling) 방식으로 전송되는 입력 영상 신호(R, G, B)를 수신한 후, TTL(transistor-transistor logic) 방식으로 영상 신호(R', G', B')를 처리부(620)로 전달한다.

처리부(620)는 TTL 방식으로 전달된 영상 신호(R', G', B')를 샘플링하고 처리하며, 처리된 데이터(DAT1)를 송신부(DAT2)로 내보낸다.

송신부(630)는 처리된 데이터(DAT1)를 수신하여 RSDS(reduced swing differential signaling) 방식으로 영상 신호(DAT2)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

처리부(620)의 동작에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 처리부(620)는 영상 신호(R', G', B')가 입력되면(S41), 제1 및 제2 반전 단위(IU1, IU2)를 샘플링한다(S42).

한편, 도 5에는 한 프레임에 해당하는 영상 신호(R', G', B')를 나타내었으며, 아래에는 그 중 일부를 확대하여 나타내었다. 여기서, D(x,y)는 (x+1) 번째 행과 (y+1)번째 열에 위치한 화소의 데이터값을 나타낸다. 예를 들어, D(0,0)은 첫 번째 행의 첫 번째 열에 위치한 화소의 데이터값을 나타낸다.

이 때, 반전 단위(IU1, IU2)의 샘플링은 도 5에 도시한 것처럼, 한 프레임의 영상 신호(R', G', B') 중에서 첫 번째 행의 첫 번째 열과 두 번째 열에 위치한두 화소의 데이터값[D(0,0), D(0,1)]을 제1 반전 단위(IU1)로 선택하고, 이어 세 번째 행의 첫 번째 열과 두 번째 열에 위치한 두 화소의 데이터값[D(2,0), D(2,1)]을 제2 반전 단위(IU2)로 선택함으로써 이루어진다. 여기서, 반전 단위(IU1, IU2)의 샘플링은 그 데이터가 갖는 극성에 대한 샘플링이다.

이어 샘플링한 반전 단위(IU1, IU2)를 메모리(650)에 저장하고(S43), 반전 단위(IU1, IU2)를 이용하여 기본 행렬(BMX)을 생성한다(S44). 다음, 이 기본 행렬(BMX)을 이용하여 한 프레임 전체에 대한 극성 데이터를 생성한다(S45). 이 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴본다.

본 발명의 한 실시예에 따른 반전 구동 방식은 앞서 설명한 2 도트 반전 구동 방식을 기본으로 하며, 도 6a에 도시한 것처럼, 인접하는 홀수행과 짝수행은 동일한 극성을 갖는다. 예를 들어, 첫 번째 열의 첫 번째 행과 두 번째 행은 정극성 (+)을 가지며, 두 번째 열의 두 행은 부극성(-)을 가지며, 이러한 배열이 행 방향으로 교대로 반복된다. 또한, 첫 번째 열의 세 번째 행과 네 번째 행은 부극성(-)을 가지고, 두 번째 열의 두 행은 정극성(+)을 가지며, 이러한 배열이 행 방향으로 교대로 반복된다.

이는 도 6a에 나타낸 제1 반전 단위(IU1)와 제2 반전 단위(IU2)가 계속하여 두 행마다 반복되는 것으로 볼 수 있다. 즉, 제1 반전 단위(IU1)의 경우, 아래 위로 인접한 화소행의 극성이 동일하므로 행 방향으로 두 열마다 제1 반전 단위(IU1)가 반복되고, 또한, 열 방향으로 다섯 번째 행과 여섯 번째 행, 그리고 아홉 번째 행과 열 번째 행에서 동일한 패턴이 반복된다. 즉, IU1 = 4K+1, 4K+2 (K = 0, 1, 2, 3,...)이다.

또한, 제2 반전 단위(IU2)의 경우에도 행 방향으로 두 열마다 반전 단위(IU2)가 반복되고, 도시하지 않았지만 열 방향으로 일곱 번째 행과 여덟 번째 행, 그리고 열한 번째 행과 열 두 번째 행에서 동일한 패턴이 반복된다. 즉, IU2 = 4(K+1)-1, 4(K+1) (K = 0, 1, 2, 3,...)이다.

따라서, 도 6a에 빗금으로 나타낸 것처럼, 제1 반전 단위(IU1)가 아래 위로 2개, 제2 반전 단위(IU2)가 아래 위로 2개 인접한 4×2 행렬로 이루어지는 행렬을 기본 행렬(BMX)로 설정한다(S44). 이에 따라, 어느 프레임에 대한 전체적인 반전 패턴은 기본 행렬(BMX)을 그대로 확대시키면 얻을 수 있다(S45).

한편, 이러한 반전 단위(IU1, IU2)는 앞서 설명한 두 개의 화소에 대한 극성데이터는 물론 그 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6c 및 도 6d에 나타낸 것처럼, 반전 단위(IU1, IU2)를 이루는 화소의 수효는 세개, 네 개 또는 그 이상이 될 수 있다. 또한, 반전 단위(IU1, IU2)는 도 6a에 나타낸 것처럼 1×2 행렬로서 행 방향으로 반복되는 것뿐만 아니라, 도 6e에 나타낸 것처럼 2×1 행렬로서 열 방향으로도 반복될 수 있다. 이 경우에는 앞서 설명한 행렬을 전치시킨(transpose) 형태가 되며, 이 경우, 기본 행렬(BMX)은 2×4 행렬이 된다. 아래에서는 설명의 편의를 위하여 반전 단위(IU1, IU2) 및 기본 행렬(BMX)이 각각 1×2 및 2×4 행렬인 경우에 대하여 설명한다.

이어, 처리부(620)는 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 데(S4), 이에 대하여 설명한다.

화소 전압이 나타낼 수 있는 극성은 정극성(+)과 부극성(-)의 두 가지이므로, 이를 도 6b에 나타낸 것처럼 이진수(binary)로 나타낼 수 있다. 도 6b에서는 예를 들어 정극성(+)을 1로, 부극성(-)을 0으로 나타내었다.

이 때, 도 6b에 나타낸 각 반전 단위(IU1, IU2)를 2비트로 보면 이진수 '01'을 각 경우에 더할 수 있으며, 2비트로 나타낼 수 있는 네 가지 경우의 수에 대한 것을 도 7의 (a) 내지 (d)에 나타내었다.

본 발명의 한 실시예에 따른 반전 구동 방식은 매 프레임마다 이진수 '01'을 더하여 다음 프레임에 대한 극성을 얻으며, 이에 대하여 도 8a 내지 도 8d를 참조로 하여 설명한다.

도 8a에는 임의의 k번째 프레임에 대한 각 화소의 극성을 0과 1로 나타낸 패턴이 도시되어 있다. 이 때, 제1 및 제2 반전 단위(IU1, IU2)는 각각 '10'과 '01' 이며, 여기에 이진수 '01'을 더하면, 도 7의 (c) 및 (b)에 나타낸 것처럼 '11'과 '10'이 되며, 이는 다음 프레임인 (k+1)번째 프레임에 대한 새로운 반전 단위가 되고, 이를 앞서 설명한 것처럼 확대시키면 도 8b와 같은 패턴을 얻을 수 있다. 마찬가지로, 도 8b에 나타낸 패턴의 경우, 반전 단위(IU1, IU2)인 '11'과 '10'에 이진수 '01'을 더하면 도 7의 (d) 및 (c)에 나타낸 것처럼 새로운 반전 단위인 '00'과 '11'이 되며, 이를 확대시키면 도 8c와 같은 패턴을 얻을 수 있다. 동일한 방식으로, 도 8d에 나타낸 것과 같은 패턴을 얻을 수 있으며, 다시 '01'을 더하면 도 8a에 나타낸 것과 패턴을 얻을 수 있다. 즉, 네 프레임 단위로 동일한 패턴이 반복된다.

이 때, 도 9a 내지 도 9d는 각각 도 8a 내지 도 8d에 도시한 패턴을 각각의 극성으로 대체한 것이다.

정리하면, 신호 제어부(600)는 메모리(650)를 포함하여 첫 번째 프레임에 대한 반전 단위(IU1, IU2)를 메모리(650)에 기억시키는 한편 반전 단위(IU1, IU2)를 정해진 규칙에 따라 확대시켜 한 프레임의 극성 데이터를 얻는다. 이어, 반전 단위(IU1, IU2)를 인출하여 앞서 설명한 연산을 행하여 얻어진 새로운 반전 단위(IU1, IU2)를 확대시켜 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 얻고 새로운 반전 단위(IU1, IU2)를 메모리(650)에 기억시키고, 다음 프레임에도 이와 같은 동작을 반복한다.

이 때, 신호 제어부(600)는 앞서 설명한 반전 제어 신호(RVS)를 제어하여 극성을 반전시킨다.

이와 같이, 반전 단위(IU1, IU2)를 이루는 화소쌍이 순차적으로 극성이 변화하여 각 화소 별로 임의의 반전이 이루어진다. 따라서, 아래 위로 인접한 2개의 화소 행 단위로 이루어지는 기존의 2 도트 반전 구동 방식에서 생기는 충전량 편차로 인한 가로줄 무늬를 방지할 수 있다. 또한, 2 도트 패턴과 같은 특정 패턴에서 매 프레임마다 정극성과 부극성의 데이터 전압이 인가됨으로써 생기는 플리커 현상도 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 9a 내지 도 9d에 도시한 것처럼, 첫 번째 행의 극성은 홀수 열의 경우에는 두 프레임 단위로 바뀌고 짝수 열의 극성은 매 프레임마다 바뀐다. 따라서, 매 프레임마다 극성이 바뀌는 화소가 절반으로 줄어들어 플리커도 그만큼 줄어들며, 2도트 패턴의 경우에는 모든 화소가 최대 계조인 화이트 계조 전압을 나타내는 것이 아니라 일부의 화소만 나타나므로 플리커는 더욱 감소한다.

앞서 설명한 것처럼, 화소 별로 임의의 반전을 행하고 4 프레임 단위로 극성을 반전시킴으로써 가로줄 불량 또는 플리커를 방지하거나 줄일 수 있다.

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.

Claims

행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치로서,

입력 영상 데이터를 수신하는 수신부,

상기 수신부로부터의 출력 영상 데이터를 처리하는 데이터 처리부, 그리고

상기 데이터 처리부에 연결되어 있는 메모리 및 송신부

를 포함하며,

상기 데이터 처리부는 상기 출력 영상 데이터 중 일부의 극성을 선택하고, 상기 선택된 일부 극성 데이터와 동일한 복수의 극성 데이터를 생성하여 한 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는

액정 표시 장치의 구동 장치.
제1항에서,

상기 데이터 처리부는 적어도 하나의 화소를 각각 포함하는 제1 및 제2 반전 단위를 기초로 기본 행렬을 생성하고, 상기 기본 행렬과 동일한 복수의 행렬을 생성하여 상기 한 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제2항에서,

상기 데이터 처리부는 상기 출력 영상 데이터 중 행 방향 또는 열 방향으로 인접한 적어도 2개의 화소를 각각 포함하는 제1 및 제2 화소군의 극성 데이터를 상기 제1 및 제2 반전 단위로 선택하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제3항에서,

상기 기본 행렬은 상기 제1 반전 단위와 상기 제2 반전 단위를 각각 열 방향또는 행 방향으로 적어도 한 번 반복하여 얻어지는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제4항에서,

상기 제1 및 제2 화소군은 첫 번째 및 두 번째 열 또는 첫 번째 및 두 번째 행에 위치하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제5항에서,

상기 제1 및 제2 반전 단위는 한 행 간격 또는 한 열 간격으로 위치하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제6항에서,

상기 메모리는 상기 제1 및 제2 반전 단위 또는 상기 기본 행렬을 기억하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제7항에서,

상기 기본 행렬은 N×M(여기서, N은 4 이상의 자연수, M은 2 이상의 자연수) 행렬 또는 M×N 행렬인 액정 표시 장치의 구동 장치.
제8항에서,

상기 데이터 처리부는 상기 제1 및 제2 반전 단위에 대한 현재 프레임의 극성 데이터를 기초로 상기 제1 및 제2 반전 단위에 대한 다음 프레임의 극성 데이터를 생성하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제9항에서,

상기 다음 프레임의 극성 데이터는 상기 현재 프레임의 극성 데이터에 1을 더한 비트값인 액정 표시 장치의 구동 장치.
제10항에서,

상기 제1 및 제2 반전 단위의 극성은 적어도 4 프레임 단위로 반복되는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제2항에서,

상기 데이터 처리부는 상기 제1 및 제2 반전 단위에 대한 현재 프레임의 극성 데이터를 기초로 상기 제1 및 제2 반전 단위에 대한 다음 프레임의 극성 데이터 를 생성하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제12항에서,

상기 다음 프레임의 극성 데이터는 상기 현재 프레임의 극성 데이터에 1을 더한 비트값인 액정 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서,

상기 제1 및 제2 반전 단위의 극성은 적어도 4 프레임 단위로 반복되는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제1항에서,

상기 수신부는 LVDS(low voltage differential signaling) 방식으로 입력되는 상기 입력 영상 데이터를 TTL(transistor-transistor logic) 방식으로 상기 데이터 처리부에 출력하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제15항에서,

상기 화소에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 더 포함하고,

상기 송신부는 상기 데이터 처리부로부터의 출력 영상 데이터를 RSDS(reduced swing differential signaling) 방식으로 상기 데이터 구동부에 출력하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서,

제1 및 제2 반전 단위를 선택하는 단계,

상기 제1 및 제2 반전 단위를 기억시키는 단계,

상기 제1 및 제2 반전 단위를 기초로 기본 행렬을 생성하는 단계, 그리고

상기 기본 행렬을 확대하여 상기 화소에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제17항에서,

상기 제1 및 제2 반전 단위를 선택하는 단계는 행 방향 또는 열 방향으로 인접한 적어도 2개의 화소를 각각 포함하는 제1 및 제2 화소군의 극성 데이터를 선택하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제18항에서,

상기 제1 화소군과 상기 제2 화소군은 한 행 간격 또는 한 열 간격으로 위치하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제19항에서,

상기 기본 행렬을 생성하는 단계는 상기 제1 화소군과 상기 제2 화소군을 각 각 열 방향 또는 행 방향으로 반복하여 생성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제20항에서,

상기 기본 행렬은 N×M(여기서, N은 4 이상의 자연수, M은 2 이상의 자연수) 행렬 또는 M×N 행렬인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제21항에서,

상기 화소에 대한 극성 데이터를 기초로 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제22항에서,

상기 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계는

상기 제1 및 제2 반전 단위의 극성을 순차적으로 하나씩 변화시켜 기본 행렬을 생성하는 단계, 그리고

상기 기본 행렬과 동일한 복수의 행렬을 생성하여 상기 다음 프레임에 대한 극성 데이터를 생성하는 단계

를 포함하는

액정 표시 장치의 구동 방법.
제22항에서,

상기 제1 및 제2 반전 단위는 적어도 4 프레임 단위로 반복되는 액정 표시 장치의 구동 방법.