액정표시장치와 그 구동방법 document_id A220623029308

본 발명은 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 타이밍 콘트롤러를 제어하여 라인 휘도차를 보상함으로써 표시품질을 높이도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. 액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시한다. 이 중 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 액정셀마다 스위칭소자가 형성되어 동영상을 표시하기에 유리하다. 도 1은 일반적인 액정표시장치의 블록구성도이다. 도 1을 참조하면, 먼저 인터페이스부(10)는 퍼스널 컴퓨터등과 같은 구동시스템으로부터 입력되는 디지털 데이터신호(RGB Data) 및 제어신호(예를 들면 입력클럭(CLK), 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync), 데이터 인에이블신호(DE))들을 타이밍 콘트롤러(12)로 공급한다. 인터페이스부(10)에는 주로 구동시스템과의 신호전송을 위해서 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스와 TTL 인터페이스 등이 사용된다. 이 인터페이스부(10)는 타이밍 콘트롤러(12)와 함께 단일 칩(Chip)으로 집적될 수도 있다. 타이밍 콘트롤러(12)는 인터페이스부(10)를 통해 입력되는 제어신호를 이용하여 데이터 구동회로(18)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동회로(20)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어신호(GDC)를 생성한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(12)는 인터페이스부(10)로부터 입력되는 디지털 데이터신호(RGB)를 데이터 구동회로(18)로 전송한다. 게이트 구동회로(20)는 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 생성한 후 액정패널(22)의 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 기준전압 생성회로(16)는 패널의 투과율-전압 특성을 기준으로 설정된 다양한 감마 기준전압들(GMA)을 생성하여 데이터 구동회로(18)로 공급한다. 데이터 구동회로(18)는 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 감마 기준전압들(GMA)을 기준으로 디지털 데이터신호(RGB)를 아날로그 데이터신호(이하, "데이터전압"이라 함)로 변환한다. 그리고, 데이터 구동회로(18)는 데이터전압을 스캔펄스가 공급될 때마다 액정패널(22)의 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 액정패널(22)에는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차되고 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트라인(GL)을 통해 공급되는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인(DL)을 통해 공급되는 데이터전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이를 위하여 TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정셀(Clc)은 데이터전압과 공통전압(Vcom)의 전위차로 충전되며, 이 전위차로 형성되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량을 조절하거나 빛을 차단하게 된다. 도시된 스토리지 커패시터(Storage Capacitor : Cst)는 액정셀(Clc)의 충전 전압을 한 프레임 동안 유지시키는 역할을 한다. 이러한 구성의 액정표시장치에서 타이밍컨트롤러(12)는 상술했듯이 입력되는 제어신호들에 응답하여 액정표시장치의 구동을 위한 소정의 제어신호들(DDC,GDC)을 생성한다. 일반적으로 타이밍 콘트롤러(12)는 데이터 인에이블신호(DE)의 에지(Edge)를 기준으로 클럭(CLK)을 카운팅하여 데이터 제어신호(DDC) 및 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다. 타이밍 콘트롤러(12)로부터 발생되는 제어신호들은 데이터 구동회로(18) 및 게이트 구동회로(20)의 종류에 따라 차이를 보일 수 있다. 여기서는 특수하게 필요로 하는 신호를 제외하고 공통적으로 사용되는 제어신호들의 종류와 타이밍에 대하여 설명한다. 데이터 제어신호(DDC)에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 샘플링 클럭(SSC),소스 출력 인에이블신호(SOE), 극성신호(POL)등이 있다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 1 수평기간 중에 디지털 데이터의 래치 또는 샘플링시작을 알리는 신호이다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 데이터 구동회로(18)에서 디지털 데이터를 래치시키기 위한 샘플링 클럭으로 사용되며, 데이터 구동회로(18)의 구동주파수를 결정한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 소스 샘플링 클럭(SSC)에 의해 래치된 디지털 데이터들이 액정패널(22)로 공급되는 출력시점을 지시한다. 극성신호(POL)는 인버전(Inversion) 구동을 위해 액정을 정·부 극성으로 구동하는 신호이다. 데이터 구동회로(18)는 소스 샘플링 클럭(SSC)의 상승에지에서 소스 스타트 펄스(SSP)의 "High" 입력을 인식하면 소스 샘플링 클럭(SSC)에 응답하여 입력되는 디지털 데이터신호를 래치 한다. 래치 된 디지털 데이터신호는 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 따라 데이터전압으로 디코딩된 후 액정패널로 공급된다. 이때, 극성신호(POL)에 따라 공통전압보다 높은 포지티브 디코더(Positive Decoder)의 출력전압 또는 공통전압보다 낮은 네가티브 디코더(Negative Decoder)의 출력전압이 선택됨으로써 액정셀(Clc)이 정/부극성으로 인버젼 구동되게 된다. 게이트 제어신호(GDC)에는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블신호(GOE)등이 있다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 하나의 수직기간 중에서 화면의 첫 번째 구동 라인을 알려주는 신호이다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 TFT가 온/오프(on/off)되는 시간을 결정하는 신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로(20)의 출력을 제어하는 신호이다. 이러한 게이트 제어신호(GDC)에 따른 액정표시장치의 동작을 살펴보면, 도 2 및 도 3과 같다. 도 2를 참조하면, 게이트 구동회로(18)는 게이트 쉬프트 클럭(GSC)의 상승 에지에서 게이트 스타트 펄스(GSP)의 "High" 상태를 인식하여, 게이트 쉬프트 클럭(GSC)의 약 1 주기 정도의 "High" 상태를 유지하는 스캔펄스(SP)를 출력한다. 스캔펄스(SP)는 게이트 출력 인에이블신호(GOE)의 "High" 상태의 폭만큼 출력이 마스킹된다. 이 스캔펄스(SP)는 도 3에 도시된 바와 같이 TFT를 턴-온시키기 위한 전압으로 설정되는 게이트하이전압(Vgh)과 TFT를 턴-오프시키기 위한 전압으로 설정되는 게이트로우전압(Vgl) 사이에서 스윙된다. 스캔펄스(SP)가 게이트하이전압(Vgh)을 유지하는 스캐닝기간 동안 액정셀(Clc)은 데이터전압(Vd)을 충전하고, 스캔펄스(SP)가 게이트로우전압(Vgl)을 유지하는 비스캐닝기간 동안 액정셀(Clc)은 이 충전된 데이터전압(Vd)을 한 프레임 동안 유지한다. 그런데, 이러한 액정표시장치는 여러 가지 요인 예를 들어, 기생용량, 셀갭, 액정의 물성, 구동방식 등의 차이에 따라 특정 수평라인에 배치되는 액정셀들과 다른 수평라인에 배치되는 액정셀들 사이에 액정의 특성차를 보인다. 액정셀의 충전능력은 액정의 특성에 크게 영향을 받으므로, 동일한 데이터전압(Vd)과 동일한 폭의 게이트하이전압(Vgh)을 인가하더라도 다른 수평라인에 배치되는 액정셀들의 충전량(도 3의 (a))과 특정 수평라인에 배치되는 액정셀의 충전량(도 3의 (b))은 차이를 보이게 된다. 도 4는 수평라인 별 충전량 차이에 의한 라인 딤(Line Dim) 현상을 보여준다. 특정 수평라인에서의 충전량 저하는 정상적인 충전량을 갖는 다른 수평라인들과의 사이에서 휘도차를 발생시켜 라인 딤 현상을 야기한다. 예를 들어, 노멀리 블랙 모드에서 충전량이 적은 수평라인들은 정상적인 충전량을 갖는 다른 수평라인들에 비해 더 어둡게 된다. 이러한, 수평 라인별 휘도차는 액정표시장치의 표시품질을 떨어뜨리는 요인이 된다.