액정표시장치 및 데이터 구동회로 document_id A220623017967

본 발명은 액정표시장치 및 데이터 구동회로에 관한 것으로서, 더 자세하게는 종래에 타이밍 컨트롤러(Timing Controller) 내부에서 극성제어신호를 생성하던 블럭(block)을 대체하여, 그 대신 데이터 드라이버 IC 내에 D-FF(D-Flip Flop)을 형성하여 극성제어신호를 생성하려는 것에 관계된다. 일반적인 액정표시장치는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 기판과 그 사이에 들어있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정 층을 포함한다. 여기에서, 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가받으며, 공통 전극은 두 기판의 전면에 걸쳐 형성되어 공통전압을 인가받는다. 무엇보다 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이에 액정 층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다. 이러한 액정표시장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정 층에 전계를 형성하고, 이 전계를 형성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정 층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임(frame), 라인(line), 또는 도트(dot)별로 공통전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시키게 된다. 그러면 이와 관련해서는 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보고자 한다. 도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 구동 시스템을 나타낸다. 먼저, 인터페이스부(10)는 퍼스널 컴퓨터 등과 같은 구동시스템으로부터 입력되는 R, G, B 데이터 및 입력클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블신호와 같은 제어신호들을 입력받아 타이밍 컨트롤러(12)로 공급한다. 주로 그 구동시스템과의 데이터 및 제어신호전송을 위하여 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스와 TTL 인터페이스 등이 사용되고 있다. 또한 이러한 인터페이스 기능을 모아서 타이밍 컨트롤러(12)와 함께 단일 칩(Chip)으로 집적화시켜 사용하고 있다. 타이밍 컨트롤러(12)는 위의 인터페이스부(10)를 통해 입력되는 제어신호를 이용하여 도시되지 않은 복수 개의 드라이브 IC들로 구성된 데이터 드라이버(18)와, 도시되지 않은 복수 개의 게이트 드라이브 IC들로 구성된 게이트 드라이버(20)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한 인터페이스부(10)로부터 입력되는 데이터들을 데이터 드라이버(18)로 전송한다. 기준전압생성부(16)는 데이터 드라이버(18)에서 사용되는 DAC(Digital to Analog Converter)의 기준전압들을 생성하고, 패널의 투과율-전압 특성을 기준으로 생산자에 의하여 기준전압들이 설정된다. 데이터 드라이버(18)는 타이밍 컨트롤러(12)로부터 입력되는 제어신호들에 대응하여 입력 데이터에 따라 기준전압들을 선택하여 아날로그 영상신호로 변환하여 액정패널(22)로 공급한다. 게이트 드라이버(20)는 타이밍 컨트롤러(12)로부터 입력되는 제어신호들에 대응하여 액정패널(22)상에 배열된 박막 트랜지스터(TFT)들의 게이트 단자를 1라인씩 온/오프(ON/OFF) 제어하며, 상기 데이터 드라이버(18)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막 트랜지스터들에 접속된 각 픽셀들로 인가되도록 한다. 전원전압 생성부(14)는 각 구성부들의 동작전원을 공급하고 액정패널(22)의 공통전극 전압을 생성하여 공급한다. 이와 같은 구성에 있어서, 타이밍 컨트롤러(12)는 입력되는 제어신호들에 대응하여 액정표시장치의 구동을 위해 소정의 제어신호들을 생성한다. 다시 말해, 타이밍 컨트롤러(12)는 수평동기신호(Hsync) 또는 데이터 인에이블(Data Enable; DE)의 에지(Edge)를 기준으로 클럭을 카운팅하여 제어신호를 발생시킨다. 이러한 타이밍 컨트롤러(12)의 출력신호들은 데이터 드라이브 IC 및 게이트 드라이브 IC들의 종류에 의해 서로 차이를 보일 수 있다. 그러나 여기에서는 특수하게 필요로 하는 신호를 제외하고 공통적으로 사용되는 제어신호의 종류와 타이밍에 대하여 살펴본다. 먼저, 데이터 드라이버를 위해 필요한 제어신호들은 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SSC), 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE), 소스 시작 펄스(Source Start Pulse; SSP), 액정 극성 반전(Polarity reverse; POL), 데이터 극성 선택(Data Reverse; REV), 홀수/짝수 화소데이터(Odd/Even Data) 신호 등이 있다. SSC는 데이터 드라이버(18)에서 데이터를 래치시키기 위한 샘플링 클럭으로 사용되며, 데이터 드라이브 IC의 구동주파수를 결정한다. SOE는 SSC에 의해 래치된 데이터들을 액정패널로 전달하게 된다. SSP는 1 수평동기 기간 중에 데이터의 래치 또는 샘플링 시작을 알리는 신호이다. POL은 액정의 인버젼(inversion) 구동을 위해 액정을 정/부 극성으로 구동하기 위해 극성을 알려주는 신호이다. REV는 전송되는 데이터의 극성을 선택하는 신호이다. 홀수/짝수 화소 데이터는 홀수 번째 화소의 기수(odd) 데이터, 짝수 번째 화소의 우수(even) 데이터를 나타내는 신호이다. 도 2는 위와 같은 제어신호를 입력받은 데이터 드라이버의 동작을 나타낸다. 먼저 데이터 드라이버는 SSC의 상승 또는 하강 에지에서 SSP의 High 입력을 인식하면 SSC에 대응하여 입력되는 데이터를 래치한다. 이후 래치된 데이터를 SOE에 대응하여 아날로그 출력전압으로 디코딩하여 액정패널로 공급한다. 이때, POL이 "High" 상태일 때, 공통전극전압보다 포지티브 디코더(Positive Decoder)의 출력전압을 선택하고, "Low" 상태일 때, 공통전극전압보다 낮은 네거티브 디코더(Negative Decoder)의 출력전압을 선택하여 액정패널을 정/부극성으로 인버젼 구동하게 된다. 게이트 드라이버를 위해 필요한 제어신호들은 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable; GOE), 게이트 시작 펄스(Gate Start Pulse; GSP) 등이 있다. GSC는 박막 트랜지스터의 게이트가 온/오프되는 시간을 결정하는 신호이다. GOE는 게이트 드라이버의 출력을 제어하는 신호이다. GSP는 하나의 수직동기신호 중에서 화면의 첫번째 구동라인을 알려주는 신호이다. 도 3은 위와 같은 제어신호를 입력받은 게이트 드라이버의 동작을 나타낸다. 먼저 게이트 드라이버의 출력은 GSC의 상승 또는 하강 에지에서 GSP의 "High" 상태를 인식하여, GSC의 1주기 정도 "High"상태를 유지하는 게이트 신호를 출력한다. 이때 GOE와 게이트 신호출력을 조합하여 GOE의 "High" 폭만큼의 출력이 디스에이블(disable) 된다. 종래의 이러한 구성에 있어서, 액정패널은 액정의 열화를 방지하기 위하여 정/부극성으로 인버젼 구동을 하게 되는데, 다른 한편으로는 이러한 데이터 전압의 주기적인 극성 반전은 액정축전기의 화소 전압에 비대칭이 생겨 떨림 현상인 플리커(flicker) 현상이 심하게 나타나게 된다. 뿐만 아니라, 타이밍 컨트롤러는 앞서 기술한 바와 같이 다양한 제어신호의 생성 및 외부로부터의 데이터를 재배열하기 위해 타이밍 컨트롤러의 규모가 커지게 되고, 또한 타이밍컨트롤러와 복수 개의 드라이브 IC간 전달신호가 복잡해짐에 따라 그에 따르는 신호 라인도 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.