KR20070063638A - 액정 표시 패널의 구동 방법 및 장치 - Google Patents

액정 표시 패널의 구동 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직 2도트 인버젼 구동시 가로줄 현상을 방지할 수 있는 액정 패널의 구동 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 패널의 구동 방법은 온도에 따라 차등폭이 결정된 제1 및 제2 게이트 온 전압을 생성하는 단계와; 다수의 서브 화소로 이루어진 제1 및 제2 수평 라인이 교번적으로 배치된 액정 패널에서 상기 제1 수평 라인을 구동할 때 상기 제1 게이트 온 전압을 인가하는 단계와; 상기 제2 수평 라인을 구동할 때 상기 제2 게이트 온 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
수직 2도트 인버젼, 가로줄, 턴-온 전압, 차등 인가, 저온, 온도 보상 회로

Description

액정 표시 패널의 구동 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}
도 1a 및 도 1b는 종래의 수직 2도트 인버젼 방식으로 구동되는 액정 패널의 데이터 충전특성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 패널의 게이트 구동 파형도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 패널의 턴-온 전압 파형도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 패널의 구동 장치를 도시한 블록도.
도 5는 도 4에 도시된 스윙 턴-온 전압 생성부의 상세 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
40 : 타이밍 컨트롤러 42 : 전원부
44 : 감마 전압 생성부 46 : 데이터 드라이버
48 : 게이트 드라이버 50 : 액정 패널
52 : VON_SW 생성부 60 : 온도 보상부
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 수직 2도트 인버젼 구동으로 인한 가로줄 현상을 방지할 수 있는 액정 표시 패널의 구동 방법 및 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 구체적으로, 액정 표시 장치는 화소 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정 표시 패널(이하, 액정 패널)과, 액정 패널을 구동하는 구동 회로를 구비한다. 그리고 액정 표시 장치는 액정 패널이 비발광 소자이기 때문에 액정 패널의 후면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 구비한다. 액정 패널은 비디오 신호에 따라 각 서브 화소의 액정 배열 상태가 가변하여 백라이트 유닛에서 조사된 빛의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다. 이러한 액정 표시 장치는 이동 통신 단말기, 휴대용 컴퓨터, 액정 텔레비젼 등과 같이 소형 표시 장치부터 대형 표시 장치까지 널리 사용된다.
통상 액정 표시 장치는 액정 열화 방지 및 화질 향상을 위하여 서브 화소에 충전되는 전압의 극성을 주기적으로 반전시키는 인버젼 구동 방법을 이용한다. 특히, 액정 표시 장치는 다른 인버젼 방식 보다 뛰어난 화질을 제공하지만 전력 소모가 크고 특정 패턴에서 플리커를 유발하는 도트 인버젼 방식을 보완하고자 수직 2도트 인버젼 구동 방법을 이용한다.
수직 2도트 인버젼 구동 방법은 서브 화소의 극성이 수직 방향으로는 2도트 단위로 반전되고, 수평 방향으로는 도트 단위로 반전되도록 액정 패널을 구동한다. 이에 따라, 액정 패널에는 이전 라인과 극성이 상반된 수평 라인과, 이전 라인과 극성이 동일한 수평 라인이 반복된다. 이때 이전 라인과 극성이 상반된 수평 라인과, 이전 라인과 극성이 동일한 수평 라인의 충전량 차이로 휘도차가 발생하여 가로줄이 시인되는 문제점이 있다. 이러한 수평 라인간 충전량 차이는 첫째 도 1a와 같이 상하 화소 전극간 기생 캐패시터(Cpp)를 통한 신호 간섭이나, 둘째 도 1b와 같이 라인 저항으로 인한 데이터 신호의 지연 시간에 의해 발생한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 수직 2도트 인버젼 구동 방법에 의해 수직 방향으로 나란한 N-1번째 및 N번째 서브 화소에 정극성(Vcom 기준)의 데이터가 공급되어 정극성(+) 전압(Vp)이 충전되고, 그 다음 N+1번째 및 N+2번째 서브 화소에 부극성(Vcom 기준)의 데이터가 공급되어 부극성(-)의 전압(-Vp)이 충전된다.
첫째, 상하 화소 전극 사이의 간격이 좁아 기생 캐패시턴스가 큰 액정 패널인 경우 데이터 신호의 극성이 바뀌는 구간에서 상하 화소 전극간 기생 캐패시터(Cpp)를 통한 신호 간섭으로 극성이 반대인 이전 화소의 충전량이 감소한다. 예를 들면, 도 1a와 같이 N+1번째 서브 화소에 부극성의 데이터 전압이 공급될 때 N번째 및 N+1번째 화소 전극간 기생 캐패시터(Cpp)를 통한 스윙(AC) 전류의 커플링(Coupling)으로 정극성(+) 전압(Vp)이 충전된 N번째 서브 화소의 충전량이 감소하게 된다. 이에 따라, N-1번째 및 N번째 서브 화소간 충전량 차이가 발생되고 N+1번째 및 N+2번째 서브 화소간 충전량 차이가 발생됨으로써 수평 라인간 휘도차가 발생된다.
둘째, 데이터 라인의 라인 저항이 큰 액정 패널인 경우 데이터 신호의 극성이 달라지면 데이터 신호의 지연(상승 또는 하강) 시간이 증가함으로써 데이터 충전량이 감소한다. 예를 들면, 도 1b와 같이 N-1번째 및 N+1번째 서브 화소에는 이전 화소와 반대 극성의 데이터 신호가 충전되어 데이터 신호의 지연(상승 또는 하강) 시간이 길어짐으로써 데이터 충전량이 감소하게 된다. 이로 인하여, N-1번째 및 N번째 서브 화소간 충전량 차이가 발생되고 N+1번째 및 N+2번째 서브 화소간 충전량 차이가 발생됨으로써 수평 라인간 휘도차가 발생된다.
이 결과, N-1번째 및 N+1번째 수평 라인이 N번째 및 N+2번째 수평 라인 보다 밝거나 어둡게 보이는 가로줄 현상이 발생됨으로써 화질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 수직 2도트 인버젼 구동시 가로줄 현상을 방지할 수 있는 액정 패널의 구동 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 패널의 구동 방법은 온도에 따라 차등폭이 결정된 제1 및 제2 게이트 온 전압을 생성하는 단계와; 다수의 서브 화소로 이루어진 제1 및 제2 수평 라인이 교번적으로 배치된 액정 패널에서 상기 제1 수평 라인을 구동할 때 상기 제1 게이트 온 전압을 인가하는 단 계와; 상기 제2 수평 라인을 구동할 때 상기 제2 게이트 온 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
상기 제1 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 반대이면서 수평 방향으로 인접한 서브 화소와는 극성이 반대가 되도록 데이터 신호가 충전되고; 상기 제2 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 동일하도록 데이터 신호가 충전된다.
상기 제1 및 제2 게이트 온 전압의 차등폭은 상기 온도가 낮은 경우 감소하고, 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 생성하는 단계는 상기 제1 및 제2 수평 라인 각각이 구동되는 수평 기간 단위로 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 교번하는 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 단계는 상기 제1 게이트 온 전압을 유지하는 직류 게이트 온 전압을 생성하는 단계와; 제1 클럭 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 수평 라인이 구동되는 수평 기간의 주기를 갖는 제2 클럭 신호를 생성하는 단계와; 상기 온도에 따라 제2 클럭 신호의 스윙폭을 가변시켜 제3 클럭 신호를 생성하는 단계와; 상기 제3 클럭 신호를 상기 직류 게이트 온 전압에 가산하여 상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 제2 클럭 신호는 상기 온도에 따라 문턱 전압이 가변하는 다수의 반도체 소자를 경유하면서 상기 스윙폭이 가변된다.
그리고, 본 발명에 따른 액정 패널의 구동 장치는 다수의 서브 화소로 이루어진 제1 및 제2 수평 라인이 교번적으로 배치된 액정 패널과; 온도에 따라 차등폭이 결정된 제1 및 제2 게이트 온 전압을 생성하는 게이트 온 전압 생성부와; 상기 제1 수평 라인을 구동할 때는 상기 제1 게이트 온 전압을 인가하고, 상기 제2 수평 라인을 구동할 때 상기 제2 게이트 온 전압을 인가하는 패널 구동부를 구비한다.
상기 패널 구동부는 상기 액정 패널에 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압의 스캔 신호를 공급하는 게이트 드라이버와, 상기 스캔 신호가 공급될 때마다 상기 액정 패널에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버를 구비한다.
상기 데이터 드라이버는 상기 제1 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 반대이면서 수평 방향으로 인접한 서브 화소와는 극성이 반대가 되도록 상기 데이터 신호를 공급하고; 상기 제2 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 동일하도록 상기 데이터 신호를 공급한다.
상기 게이트 온 전압 생성부는 상기 온도가 낮은 경우 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압의 차등폭을 감소시킨다.
상기 게이트 온 전압 생성부는 상기 제1 및 제2 수평 라인 각각이 구동되는 수평 기간 단위로 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 교번하는 스윙 게이트 온 전압을 생성한다. 다시 말하여, 상기 게이트 온 전압 생성부는 상기 제1 게이트 온 전압을 유지하는 직류 게이트 온 전압을 생성하는 전원부와; 외부로부터의 클럭 신호와 상기 직류 게이트 온 전압을 이용하여 상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 스윙 게이트 온 전압 생성부를 구비한다.
상기 스윙 게이트 온 전압 생성부는 상기 제1 클럭 신호를 분주하여 상기 제1 및 제2 수평 라인이 구동되는 수평 기간의 주기를 갖는 제2 클럭 신호를 생성하는 주파수 분주기와; 상기 제2 클럭 신호의 스윙폭을 상기 온도에 따라 가변시키고 상기 직류 게이트 온 전압에 가산하여 상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 전압 가산부를 구비하고, 상기 전압 가산부는 상기 온도에 따라 문턱 전압이 가변되어 상기 제2 클럭 신호의 스윙폭을 가변시키는 반도체 소자로 이루어진 온도 보상부를 추가로 구비한다. 상기 온도 보상부는 직렬 접속된 다수의 다이오드를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 수직 2도트 인버젼 방식의 액정 패널에 공급되는 스캔 신호 파형을 도시한 것이다.
수직 2도트 인버젼 방식은 각 서브 화소의 극성이 수직 방향으로는 2도트 단위로 반전되고 수평 방향으로는 도트 단위로 반전되도록 액정 패널을 구동하므로, 액정 패널에는 이전 라인과 극성이 반대인 제1(즉, 오드) 수평 라인과, 이전 라인과 극성이 동일한 제2(즉, 이븐) 수평 라인이 교번적으로 존재하게 된다. 이때, 인접한 제1 및 제2 수평 라인간의 충전량 차이를 보상하기 위하여 제1 수평 라인들과 제2 수평 라인들에 게이트 온 전압(VON)을 차등적으로 인가한다. 다시 말하여, 제1 수평 라인의 박막 트랜지스터와 접속된 오드 게이트 라인(GL1, GL3, GL5, ...) 각각을 구동할 때에는 제1 게이트 온 전압(VON1)을 이용한 스캔 펄스가 공급되고, 제2 수평 라인의 박막 트랜지스터와 접속된 이븐 게이트 라인(GL2, GL4, GL6, ...) 각각을 구동할 때에는 제2 게이트 온 전압(VON2)을 이용한 스캔 펄스가 공급된다. 기생 캐패시터의 커플링으로 제1 수평 라인 보다 제2 수평 라인의 충전량이 감소한 경우 도 2와 같이 제2 게이트 온 전압(VON2)을 제1 게이트 온 전압(VON1) 보다 높게 인가하여 제1 및 제2 수평 라인간의 충전량 차이를 보상한다. 반대로, 라인 저항에 의한 데이터 신호의 지연으로 제2 수평 라인 보다 제1 수평 라인의 충전량이 감소한 경우 제1 게이트 온 전압(VON1)을 제2 게이트 온 전압(VON2) 보다 높게 인가하여 제1 및 제2 수평 라인간의 충전량 차이를 보상할 수 있게 된다.
이를 위하여, 액정 패널의 게이트 라인(GL1, GL2, GL3, ...)을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버에는 도 4a와 같이 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)이 교번하는 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)이 공급된다. 이때, 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)은 게이트 라인(GL1, GL2, GL3, ...)이 순차 구동되는 각 수평 기간과 동기하여 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)을 교번한다. 이에 따라, 게이트 드라이버는 내장된 쉬프트 레지스터에 의해 오드 게이트 라인(GL1, GL3, GL5, ...)이 구동될 때에는 제1 게이트 온 전압(VON1)을, 이븐 게이트 라인(GL2, GL4, GL6, ...)이 구동될 때에는 제2 게이트 온 전압(VON2)을 선택하여 공급하게 된다. 이에 따라, 수직 2도트 인버젼 방식으로 구동되는 액정 패널에서 수평 라인간의 충전량 차이로 인한 가로줄 발생을 방지할 수 있게 된다.
그런데, 저온인 경우 이온 커런트(Ion Current)가 저하되고 액정 패널과 구동 회로를 구성하는 박막 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)이 쉬프트함으로써 전술한 바와 같이 수평 라인간에 게이트 온 전압(VON1, VON2)을 차등 인가하는 경우 가로줄 현상이 심화될 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 발명은 도 4b에 도시된 바 와 같이 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2')의 차등폭, 즉 스윙폭이 감소된 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 생성하여 액정 패널의 게이트 드라이버에 공급한다. 다시 말하여, 본 발명은 온도에 따라 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)의 스윙폭을 가변하여 액정 패널의 게이트 드라이버에 공급한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 회로 블록도이다. 도 3에 도시된 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 패널(50)과, 액정 패널(50)을 구동하는 게이트 드라이버(48) 및 데이터 드라이버(46)와, 게이트 드라이버(48) 및 데이터 드라이버(46)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(40)와, 감마 전압을 생성하여 데이터 드라이버(46)로 공급하는 감마 전압 생성부(44)와, 다수의 구동 전압을 생성하여 각 회로 블록으로 공급하는 전원부(42)와, 전원부(42)와 접속되고 온도에 따라 스윙폭이 가변되는 스윙 게이트 온 전압(이하, VON_SW)을 생성하여 게이트 드라이버(48)로 공급하는 VON_SW 생성부(52)를 추가로 구비한다.
외부로부터 입력된 구동 전압(VDD)은 전원부(42)로 입력됨과 아울러 타이밍 컨트롤러(40), 게이드 드라이버(48), 데이터 드라이버(46), VON_SW 생성부(52)에 포함된 디지털 회로의 구동 전압(VDD)으로 공급된다. 그리고 전원부(42)는 입력된 구동 전압(VDD)를 이용하여 아날로그 구동 전압(AVDD), 공통 전압(VCOM), 게이트 온 전압(VON), 게이트 오프 전압(VOFF)을 생성하여 출력한다. 아날로그 구동 전압(AVDD)은 감마 전압 생성부(44) 및 데이터 드라이버(46)로, 공통 전압(VCOM)은 액정 패널(50)로, 게이트 온 전압(VON)은 VON_SW 생성부(52)로, 게이트 오프 전압(VOFF)은 게이트 드라이버(48)로 공급된다.
타이밍 컨트롤러(40)는 외부로부터 입력된 데이터 신호를 정렬하여 데이터 드라이버(46)로 공급한다. 그리고 타이밍 컨트롤러(40)는 외부로부터 데이터 신호와 함께 입력된 다수의 동기 신호들, 예를 들면 도트 클럭(DCLK), 데이터 이네이블 신호(DE), 수직 동기 신호(V), 수평 동기 신호(H) 등을 이용하여 게이트 드라이버(48)와 데이터 드라이버(46)의 구동 타이밍을 제어하는 다수의 제어 신호들을 생성하여 공급한다. 예를 들면 타이밍 컨트롤러(40)는 게이트 스타트 펄스(STV), 게이트 쉬프트 클럭(CPV) 등을 포함하는 게이트 제어 신호들을 생성하여 게이트 드라이버(48)로 공급하고, 여기서 게이트 스타트 펄스(STV)와 게이트 쉬프트 클럭(CPV)는 VON_SW 생성부(52)로도 공급된다. 또한 타이밍 컨트롤러(40)는 데이터 스타트 펄스(D_STV), 데이터 쉬프트 클럭(D_CPV), 극성 제어 신호(POL) 등을 포함하는 데이터 제어 신호들을 생성하여 데이터 드라이버(46)로 공급한다.
VON_SW 생성부(52)는 전원부(42)로부터의 직류 게이트 온 전압(VON)과 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 제어 신호를 이용하여 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 생성하고 게이트 드라이버(48)로 공급한다. 이때 VON_SW 생성부(52)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 스타트 펄스(STV) 및 게이트 쉬프트 클럭(CPV)을 이용하여 도 4a 또는 도 4b에 도시된 바와 같이 액정 패널(50)의 각 게이트 라인이 구동되는 수평 기간(H)과 동기하여 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)을 교번적으로 스윙하는, 즉 2H 주기의 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 생성한다. 또한 VON_SW 생성부(52)는 온도에 따라 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 스윙폭이 가변된 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 생성한다. 예를 들면 VON_SW 생성부 (52)는 상온(25℃ 정도)인 경우 도 4a와 같이 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 스윙폭이 상대적으로 큰 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 생성하여 출력하고, 저온(0℃ 정도)인 경우 도 4b와 같이 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 스윙폭이 감소된 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 생성하여 출력한다. 이와 같이, 온도에 따라 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)의 스윙폭을 가변시킬 수 있는 VON_SW 생성부(52)의 상세 구성은 후술하기로 한다.
게이트 드라이버(48)는 액정 패널(50)의 게이트 라인들을 순차적으로 구동한다. 이를 위하여, 게이트 드라이버(48)는 내장된 쉬프트 레지스터를 통해 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 스타트 펄스(STV)를 게이트 쉬프트 클럭(CPV)을 이용하여 순차적으로 쉬프트시키면서 스캔 신호를 발생한다. 이때, 게이트 드라이버(48)는 스캔 신호로 VON_SW 생성부(52)로부터의 스윙 게이트 온 전압(VON_SW) 중 어느 한 레벨의 게이트 온 전압(VON1 또는 VON2)을 선택하여 공급하고, 스캔 신호 이외의 나머지 기간에 공급되는 로우 전압으로는 전원부(42)로부터의 턴-오프 전압(VOFF)을 선택하여 공급한다. 구체적으로 게이트 드라이버(48)는 전술한 바와 같이 제1 수평 라인과 접속된 오드 게이트 라인을 구동할 때에는 제1 게이트 온 전압(VON1)을 선택하여 스캔 신호로 공급하고, 제2 수평 라인과 접속된 이븐 게이트 라인을 구동할 때에는 제2 게이트 온 전압(VON2)을 선택하여 스캔 신호로 공급한다. 특히, 저온인 경우 VON_SW 생성부(52)로부터 스윙폭이 감소된 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)이 생성되어 공급되므로 액정 패널에 공급된 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 차등폭도 감소된다.
감마 전압 생성부(44)는 전원부(42)로부터의 아날로그 구동 전압(AVDD)을 분압하여 계조별로 다른 레벨을 갖는 다수의 감마 전압을 생성하고 데이터 드라이버(46)로 공급한다. 감마 전압 생성부(44)는 전원부(42)로부터의 공통 전압을 기준으로 하는 다수의 정극성 감마 전압과, 다수의 부극성 감마 전압을 생성하여 데이터 브라이버(46)로 공급한다.
데이터 드라이버(46)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 제어 신호에 응답하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 액정 패널(50)의 게이트 라인에 턴-온 전압(VON1, VON2)이 공급될 때마다 데이터 라인으로 공급한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(46)는 쉬프트 레지스터, 래치부, 디지털-아날로그 변환부, 출력 버퍼부를 포함한다. 쉬프트 레지스터는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 데이터 스타트 펄스(D_STV)를 데이터 쉬프트 클럭(D_CPV)에 따라 순차적으로 쉬프트시키면서 샘플링 제어 신호를 발생한다. 래치부는 샘플링 제어 신호에 응답하여 타이밍 컨트롤러(40)로부터 입력되는 데이터를 순차적으로 래치하여 한 수평 라인분의 데이터가 래치되면 디지털-아날로그 변환부로 동시에 출력한다. 디지털-아날로그 변환부는 감마 전압 생성부(44)로부터의 다수의 감마 전압 중 래치부로부터의 데이터에 해당되는 감마 전압을 선택하여 아날로그 데이터 신호로 출력하고, 출력 버퍼부는 디지털-아날로그 변환부로부터의 데이터 신호를 완충하여 데이터 라인으로 공급한다. 이때, 디지털-아날로그 변환부는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 극성 제어 신호(POL)에 따라 정극성 또는 부극성 감마 전압을 선택하여 아날로그 데이터 신호로 출력한다. 특히 수직 2도트 인버젼 방식에 대응하는 극성 제어 신호(POL)에 응답 하여 디지털-아날로그 변환부는 좌우로 인접한 출력 채널에는 상반된 극성의 데이터 신호가 출력되게 하고, 그 출력 채널을 통해 공급되는 데이터 신호의 극성이 2 수평기간(2H) 단위로 반전되게 한다.
액정 패널(50)에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 화소는 게이트 드라이버(48)로부터 각 게이트 라인에 순차적으로 공급되는 스캔 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 구동되면서 데이터 드라이버(46)로부터의 데이터 신호를 충전한다. 데이터 드라이버(46)를 통해 수직 2도트 인버젼 방식으로 공급되는 데이터 신호에 의해 각 서브 화소의 극성이 수평 방향으로는 도트 단위로 반전되고 수직 방향으로는 2도트 단위로 반전되므로 액정 패널에는 이전 라인과 극성이 반대인 제1(즉, 오드) 수평 라인과, 이전 라인과 극성이 동일한 제2(즉, 이븐) 수평 라인이 교번적으로 존재하게 된다. 제1 수평 라인의 서브 화소는 제1 게이트 온 전압(VON1)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 신호를 충전하고, 제2 수평 라인의 서브 화소는 제2 게이트 온 전압(VON2)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 신호를 충전한다. 이에 따라 제1 및 제2 수평 라인간의 충전량 차이가 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 차등 인가로 보상됨으로써 가로줄을 방지할 수 있게 된다. 특히 저온인 경우 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 차등폭이 감소함으로써 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 차등폭으로 인한 가로줄도 방지할 수 있게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 VON_SW 생성부의 상세 회로를 도시한 것이다.
도 4에 도시된 VON_SW 생성부(52)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 쉬프트 클럭(CPV)을 2분주시키는 D 플립 플롭(D_FF)과, D 플립 플롭(D_FF)으로부터의 출력 클럭에 응답하여 전원부(42)로부터의 게이트 온 전압(VON)에 주기적으로 차등 전압을 가산하여 스윙 게이트 온-전압(VON_SW)을 출력하는 전압 가산부(62)를 구비한다.
D 플립 플롭(D_FF)의 클럭 단자(CLK)에는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 쉬프트 클럭(CPV)이 공급되고, 데이터 입력 단자(D)는 반전 출력 단자(/Q)와 접속된다. D 플립 플롭(D_FF)은 클리어 단자(CLR) 및 프리세트(PR) 단자가 하이(H)인 경우 게이트 쉬프트 클럭(CPV)이 하이로 상승할 때마다 출력 단자(Q)를 통해 공급되는 출력 신호를 반전시키게 되므로, 게이트 쉬프트 클럭(CPV)을 2분주시켜 전압 가산부(62)로 출력한다. 다시 말하여, D 플립 플롭(D_FF)은 1H 주기를 갖는 게이트 쉬프트 클럭(CPV), 즉 제1 클럭을 2분주하여 2H 주기를 갖는 제2 클럭을 전압 가산부(62)로 출력한다. 이러한 D 플립 플롭(D_FF)의 클리어 단자(CLR) 및 프리세트(PR) 단자는 게이트 스타트 펄스(STV)에 의해 제어되는 제1 트랜지스터(Q1)에 의해 프레임마다 리셋된다. 다시 말하여, 제1 트랜지스터(Q1)는 저항(R)을 경유하여 프레임마다 베이스 단자로 공급되는 게이트 스타트 펄스(STV)의 하이 전압에 의해 턴-온되어 클리어 단자(CLR) 및 프리세트(PR) 단자에 로우 전압(L)을 공급함으로써 D 플립 플롭(D_FF)이 리셋되게 한다. 이어서 게이트 스타트 펄스(STV)의 로우 전압에 의해 제1 트랜지스터(Q1)가 오프됨으로써 저항(R)을 통해 전압 강하된 구동 전압(VDD)이 클리어 단자(CLR) 및 프리세트(PR) 단자에 하이 전압(H)으로 공급됨으로써 D 플립 플롭(D_FF)은 게이트 쉬프트 클럭(CPV)을 2분주시켜 전압 가산부(62)로 출력하게 된다.
전압 가산부(62)는 D 플립 플롭(D_FF)의 출력 단자(Q)를 통해 공급된 제2 클럭에 응답하여 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용한 제3 클럭을 제1 노드(N1)로 출력하는 제2 트랜지스터(Q2)와, 제1 노드(N1)에 공급된 제3 클럭의 스윙폭을 온도에 따라 가변시켜 제2 노드(N2)로 제4 클럭을 출력하는 온도 보상부(60)와, 제2 노드(N2)에 공급된 제4 클럭을 제3 노드(N3)로 공급된 게이트 온 전압(VON)에 가산되게 하는 캐패시터(C)를 구비한다.
제2 트랜지스터(Q2)는 D 플립-플립(D_FF)의 출력 단자(Q)로부터 저항(R)을 통해 공급된 2H 주기의 제2 클럭에 응답하여 턴-온/턴-오프됨으로써 그의 콜렉터 단자와 접속된 제1 노드(N1)에 상기 제2 클럭과 동기하면서 저항(R)을 통해 전압 강하된 아날로그 구동 전압(AVDD)의 스윙폭을 갖는 제3 클럭이 발생되게 한다. 온도 보상부(60)는 제1 노드(N1)에 공급된 제3 클럭의 스윙폭을 온도에 따라 가변시켜 제2 노드(N2)로 제4 클럭을 출력한다. 이를 위하여, 온도 보상부(60)는 제1 및 제2 노드(N1, N2) 사이에 직렬 접속된 다수의 다이오드(D1, D2, D3)와, 제2 노드(N2)와 병렬 접속된 풀-다운 저항(R)을 구비한다. 다수의 다이오드(D1, D2, D3) 각각은 온도에 따라 문턱 전압(Vth)이 가변하여 저온인 경우 입출력 양단간의 전압차를 증가시키게 된다. 이에 따라, 저온인 경우 다수의 다이오드(D1, D2, D3)가 직렬 접속된 제1 및 제2 노드(N1, N2)간의 전압차가 커지게 되므로 제1 노드(N1)에 공급된 제2 클럭의 하이 전압이 감소하여, 즉 제1 노드(N2)의 제3 클록 보다 스윙폭이 감소된 제4 클럭이 제2 노드(N2)에 공급된다. 따라서, 제4 클럭 신호의 스윙폭은 제1 및 제2 노드(N1, N2)에 직렬 접속되는 다이오드의 개수로 결정된다. 캐 패시터(C)는 제2 노드(N2)에 공급된 제4 클럭의 스윙폭에 따라 전원부(42)로부터 제3 노드(N3)에 공급되는 게이트 온 전압(VON)이 스윙되게 함으로써 출력 노드인 제3 노드(N3)에 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 발생되게 한다. 다시 말하여, 제3 노드(N3)에는 전원부(42)로부터의 직류 게이트 온 전압(VON)에 캐패시터(C)를 통해 제2 노드(N2)로부터의 제4 클럭이 가산된 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)이 발생하게 된다. 그리고, 전원부(42)와 접속된 직류 게이트 온 전압(VON)의 공급 라인과 제3 노드(N3) 사이에는 역류를 방지하는 다이오드(D) 및 저항(R)이 병렬 접속되고, 제3 노드(N3)에는 테스트 포인트(TP)와 풀-다운 저항(R)이 병렬 접속되기도 한다.
이에 따라, VON_SW 생성부(52)는 도 4a에 도시된 바와 같이 제2 노드(N2)의 제4 클럭과 동기하여 2H 주기를 갖고, 제4 클럭의 스윙폭 만큼의 차등폭을 갖는 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)이 교번하는 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 게이트 드라이버(48)로 공급한다. 또한, VON_SW 생성부(52)는 저온인 경우 온도 보상부(60)에 의해 제4 클럭의 스윙폭이 감소함에 따라 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 게이트 온 전압(VON1, VON2)의 차등폭이 감소된 스윙 게이트 온 전압(VON_SW)을 게이트 드라이버(48)로 공급한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 패널의 구동 방법 및 장치는 수직 2도트 인버젼 구동으로 인한 수평 라인간의 충전량 차이를 게이트 온 전압의 차등 인가로 보상함으로써 가로줄 발생을 방지할 수 있게 된다. 나아가, 본 발명에 따 른 액정 패널의 구동 방법 및 장치는 게이트 온 전압의 차등폭을 온도에 따라 가변시킴으로써 저온인 경우 그 차등폭으로 이한 가로줄 발생을 방지할 수 있게 된다.
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 (15)

  1. 온도에 따라 차등폭이 결정된 제1 및 제2 게이트 온 전압을 생성하는 단계와;
    다수의 서브 화소로 이루어진 제1 및 제2 수평 라인이 교번적으로 배치된 액정 패널에서 상기 제1 수평 라인을 구동할 때 상기 제1 게이트 온 전압을 인가하는 단계와;
    상기 제2 수평 라인을 구동할 때 상기 제2 게이트 온 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 반대이면서 수평 방향으로 인접한 서브 화소와는 극성이 반대가 되도록 데이터 신호가 충전되고;
    상기 제2 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 동일하도록 데이터 신호가 충전되는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 게이트 온 전압의 차등폭은 상기 온도가 낮은 경우 감소하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 생성하는 단계는
    상기 제1 및 제2 수평 라인 각각이 구동되는 수평 기간 단위로 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 교번하는 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 단계는
    상기 제1 게이트 온 전압을 유지하는 직류 게이트 온 전압을 생성하는 단계와;
    제1 클럭 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 수평 라인이 구동되는 수평 기간의 주기를 갖는 제2 클럭 신호를 생성하는 단계와;
    상기 온도에 따라 제2 클럭 신호의 스윙폭을 가변시켜 제3 클럭 신호를 생성하는 단계와;
    상기 제3 클럭 신호를 상기 직류 게이트 온 전압에 가산하여 상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 클럭 신호는 상기 온도에 따라 문턱 전압이 가변하는 다수의 반도 체 소자를 경유하면서 상기 스윙폭이 가변되는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 방법.
  7. 다수의 서브 화소로 이루어진 제1 및 제2 수평 라인이 교번적으로 배치된 액정 패널과;
    온도에 따라 차등폭이 결정된 제1 및 제2 게이트 온 전압을 생성하는 게이트 온 전압 생성부와;
    상기 제1 수평 라인을 구동할 때는 상기 제1 게이트 온 전압을 인가하고, 상기 제2 수평 라인을 구동할 때 상기 제2 게이트 온 전압을 인가하는 패널 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패널 구동부는
    상기 액정 패널에 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압의 스캔 신호를 공급하는 게이트 드라이버와,
    상기 스캔 신호가 공급될 때마다 상기 액정 패널에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는
    상기 제1 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 반대이면서 수평 방향으로 인접한 서브 화소와는 극성이 반대가 되도록 상기 데이터 신호를 공급하고;
    상기 제2 수평 라인에는 이전 수평 라인과 극성이 동일하도록 상기 데이터 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 온 전압 생성부는
    상기 온도가 낮은 경우 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압의 차등폭을 감소시키는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 온 전압 생성부는
    상기 제1 및 제2 수평 라인 각각이 구동되는 수평 기간 단위로 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 교번하는 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 게이트 온 전압 생성부는
    상기 제1 게이트 온 전압을 유지하는 직류 게이트 온 전압을 생성하는 전원부와;
    외부로부터의 클럭 신호와 상기 직류 게이트 온 전압을 이용하여 상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 스윙 게이트 온 전압 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스윙 게이트 온 전압 생성부는
    상기 제1 클럭 신호를 분주하여 상기 제1 및 제2 수평 라인이 구동되는 수평 기간의 주기를 갖는 제2 클럭 신호를 생성하는 주파수 분주기와;
    상기 제2 클럭 신호의 스윙폭을 상기 온도에 따라 가변시키고 상기 직류 게이트 온 전압에 가산하여 상기 스윙 게이트 온 전압을 생성하는 전압 가산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 전압 가산부는
    상기 온도에 따라 문턱 전압이 가변되어 상기 제2 클럭 신호의 스윙폭을 가변시키는 반도체 소자로 이루어진 온도 보상부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 온도 보상부는 직렬 접속된 다수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동 장치.
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