液晶表示装置とその駆動方法
【課題】データ駆動回路の発熱及び消費電力を減らして、脆弱パターンのデータで表示品質の低下を予防する液晶表示装置とその駆動方法を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は液晶表示パネルと、入力デジタルビデオデータの階調とデータラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点とデータ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、入力デジタルビデオデータでホワイト階調とブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して脆弱パターンが入力される時データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える。
【解決手段】液晶表示装置は液晶表示パネルと、入力デジタルビデオデータの階調とデータラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点とデータ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、入力デジタルビデオデータでホワイト階調とブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して脆弱パターンが入力される時データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶表示装置に関し、より詳くはデータ駆動回路の発熱及び消費電力を減らして、脆弱パターンのデータで表示品質の低下を予防するようにした液晶表示装置とその駆動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置はビデオ信号によって液晶セルの光透過率を調節して画像を表示する。アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置は図1のように液晶セル(Clc)ごとに形成された薄膜トランジスター(TFT)を利用して液晶セルに供給されるデータ電圧をスイチングしてデータを能動的に制御するので動画像の表示品質を高めることができる。
【0003】
図1において、図面符号“Cst”は液晶セル(Clc)に充電されたデータ電圧を維持するためのストレージ キャパシター (Cst)、‘D1’はデータ電圧が供給されるデータライン、そして‘G1’はスキャン電圧が供給されるゲートラインをそれぞれ意味する。
【0004】
このような液晶表示装置は直流オフセット成分を減少させて液晶の劣化を減らすために、隣り合う液晶セルの間で極性が反転されてフレーム期間単位で極性が反転されるインバージョン方式に駆動されている。ところでデータ電圧の極性が変わる度にデータラインに供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなってデータ駆動回路で多くの電流が発生してデータ駆動回路の発熱温度が高くなって消費電力が急増する問題点がある。
【0005】
データラインに供給されるデータ電圧のスイング幅を減らしてデータ駆動回路の発熱温度及び消費電力を減らすために、データ駆動回路にチャージシェア回路(Charge Share Circuit)やプリチャージ回路(Precharging Circuit)を採用しているがその効果が満足する水準に到逹することができない。
【0006】
また、インバージョン方式でデータ電圧の極性が反転されれば正極性データ電圧を充電する液晶セルの充電量と負極性データ電圧を充電する液晶セルの充電量が異なるであるから表示品質が低下される問題点がある。例えば、図1のように液晶セルが正極性データ電圧を充電した後その正極性データ電圧と同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電したら、液晶セルは正極性データ電圧を充電した後TFTの寄生容量などによってΔVp位絶対値電圧が低い電圧(Vp(+))を維持する。そして液晶セルは負極性データ電圧を充電した後TFTの寄生容量などによってΔVp位絶対値電圧が高い電圧(Vp(−)))を維持する。
【0007】
したがって、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置の液晶セルは正極性データ電圧よりそれと同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電する時さらに高い光透過率で光を透過させる。ノーマリーブラックモードで、液晶セルの光透過率はその液晶セルに充電される電圧が高いほど高くなる。
【0008】
また、ノーマリーホワイトモードの液晶表示装置の液晶セルは正極性データ電圧よりそれと同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電する時さらに低い光透過率で光を透過させる。ノーマリーホワイトモードで、液晶セルの光透過率はその液晶セルに充電される電圧が高いほど低くなる。
【0009】
また、液晶表示装置は液晶セルに充電されるデータ電圧の極性パターンとデータの階調の相関関係によって特定映像のデータパターンで表示品質が落ちる。表示品質の低下要因では表示画面で緑色調 (greenish)が現われる現象と周期的に画面の輝度が変動されるフリッカーが代表的である。
【0010】
例えば、1フレーム期間内で、垂直2ドット(または2液晶セル) 単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転されて水平1ドット(または1液晶セル)単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転される垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)で液晶表示装置が駆動されて、図3のように奇数ピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調であり偶数ピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調である時、表示画像で緑色調が現われる。すなわち、第1、第2、第5、第6ライン(L1、L2)から赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のデータの内で輝度に一番多い影響を与える緑データ(G)皆のデータ電圧が負極性データ電圧であるのでそのラインで緑色調が現われる。このような緑色調現象は緑データがある一極性に偏向されるからである。
【0011】
このような緑色調現状の他の例は図4のようである。図4を参照すると、垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)で液晶表示装置が駆動されて、奇数サブピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調で偶数サブピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調である時、表示画像で緑色調が現われる。
【0012】
1フレーム期間内で、垂直及び水平方向で隣り合う液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転されるように垂直1ドット及び水平1ドット単位でデータ電圧の極性が反転される垂直1ドット及び水平1ドットドットインバージョン方式(V1H1)で液晶表示装置が駆動されて、そのデータ電圧が図5のように1サブピクセル単位に交互に配置されるホワイト階調のデータ電圧とブラック階調のデータ電圧を含めば、1フレーム期間単位で表示画像の輝度が変動されるフリッカー現象が現われる。
【0013】
すなわち、1フレーム期間内でホワイト階調のデータ電圧皆は正極性データ電圧であり、その次のフレームでホワイト階調のデータ電圧は皆正極性データ電圧である。
したがって、1フレーム期間単位で表示画像の輝度が変動する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は前記従来技術の問題点を解決しようと案出された発明としてデータ駆動回路の発熱及び消費電力を減らして、脆弱パターンのデータで表示品質の低下を予防するようにした液晶表示装置とその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
前記目的を果たすために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネルと、入力デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、 前記入力デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、前記タイミングコントローラからのデジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給して前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、前記タイミングコントローラの制御の下に前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える。
【0016】
前記タイミングコントローラはゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御して、ソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御して、前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直N(Nは2以上の整数)ドットインバージョン形態に反転されるようにN水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする。
【0017】
前記タイミングコントローラは前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1チャージシェア信号を発生するデータチェック部と、前記ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第2チャージシェア信号を発生する極性チェック部と、前記第1チャージシェア信号と前記第2チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生するダイナミックチャージシェア制御信号発生部と、前記入力デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生して前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生するドット反転制御信号発生部を備える。
【0018】
前記データチェック部は1ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビートに根拠して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で優勢な階調を所定のしきい値(%)と比べて1ラインデータの代表階調を前記データ電圧の階調と判断する。
【0019】
前記データ駆動回路は前記ドット反転信号がロー論理である時水平1ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給して、前記ドット反転信号がハイ論理である時水平N(Nは2以上の整数)ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する。
【0020】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法はデジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断する段階と、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階と、前記デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化する段階と、前記デジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給する段階と、前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げる段階を含む。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係る液晶表示装置とその駆動方法はデータの階調をチェックして同一極性のデータ電圧でホワイト階調からブラック階調に変わる時と、データ電圧の極性が反転される時点でばかりチャージシェアリングを実施することでデータ駆動回路の発熱量と消費電力を減らすことができる。
【0022】
また、本発明に係る液晶表示装置とその駆動方法はホワイト階調とブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンのデータが入力される時水平Nドットインバージョンで駆動方式を切り替えて脆弱パターン以外の他のデータで水平1ドットインバージョンに駆動することでどんなデータパターンでも表示品質の低下を予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、図6乃至図17を参照して本発明の望ましい実施形態に対して説明する。
【0024】
図6を参照すると、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は液晶表示パネル20、タイミングコントローラ21、データ駆動回路22、及びゲート駆動回路23を備える。
【0025】
液晶表示パネル20は二枚のガラス基板の間に液晶分子が注入される。この液晶表示パネル20の下部ガラス基板にはm個のデータライン(D1乃至Dm)とn個のゲートライン(G1乃至Gn)が交差される。データライン(D1乃至Dm)とn個のゲートライン(G1乃至Gn)の交差構造によって液晶表示パネル20にはマトリックス形態に配置されたm×n個の液晶セル(Clc)を含む。
【0026】
液晶表示パネル20の下部ガラス基板にはデータライン(D1乃至Dm)、ゲートライン(G1乃至Gn)、TFT、TFTに接続された液晶セル(Clc)の画素電極1、及びストレージ(storage)キャパシター(Cst)などが形成される。
【0027】
液晶表示パネル20の上部ガラス基板上にはブラックマットリックス、カラーフィルター及び共通電極2が形成される。共通電極2はTN(Twisted Nematic)モードとVA(Vertical Alignment)モードのような垂直電界駆動方式で上部ガラス基板上に形成されて、IPS(In Plane Switching)モードとFFS(Fringe Field Switching)モードのような水平電界駆動方式で画素電極1と共に下部ガラス基板上に形成される。
【0028】
液晶表示パネル20の上部ガラス基板と下部ガラス基板それぞれには光軸が直交する偏光板が附着して液晶と接する内面に液晶のフリーチルト角を設定するための配向膜が形成される。
【0029】
タイミングコントローラ21は垂直/水平同期信号(Vsync、 Hsync)、データイネーブル(Data Enable)、クロック信号(CLK)などのタイミング信号を入力受けてデータ駆動回路22とゲート駆動回路23の動作タイミングを制御するための制御信号を発生する。
【0030】
このような制御信号はゲートスタートパルス(GSP)、ゲートシフトクロック信号(GSC)、ゲート出力イネーブル信号(GOE)、ソーススタートパルス(SSP)、ソースサンプリングクロック(SSC)、ソース出力イネーブル信号(SOE)、極性制御信号(POL)を含む。
【0031】
ゲートスタートパルス(GSP)は一画面が表示される1垂直期間の内でスキャンが開始される開始水平ラインを指示する。ゲートシフトクロック信号(GSC)はゲート駆動回路23内のシフトレジスターに入力されてゲートスタートパルス(GSP)を順次にシフトさせるためのタイミング制御信号としてTFTのオン(ON)期間に対応するパルス幅に発生される。ゲート出力イネーブル信号(GOE)はゲート駆動回路23の出力を指示する。
【0032】
ソーススタートパルス(SSP)はデータが表示される1水平ラインで開始画素を指示する。ソースサンプリングクロック(SSC)はライジング(Rising)またはフォーリング(Falling)エッジを基準としてデータ駆動回路22内でデータのラッチ動作を指示する。ソース出力イネーブル信号(SOE)はデータ駆動回路22の出力を指示する。極性制御信号(POL)は液晶表示パネル20の液晶セル(Clc)に供給されるデータ電圧の極性を指示する。
【0033】
また、タイミングコントローラ21はデータの階調を分析して2 水平期間の間ホワイト階調からブラック階調でデータの階調値が変わる時点をチェックして、データ電圧の極性が反転される時点をチェックする。このようなデータ及び極性のチェック結果に基礎してタイミングコントローラ21はデータ駆動回路22の発熱量と消費電力を低めるためのダイナミックチャージシェアリング信号(以下、 「DCS」という)を発生する。
【0034】
また、タイミングコントローラ21は入力デジタルビデオデータ(RGB)をチェックして緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちることができるデータパターンを検出して、そのデータパターンで垂直1ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V1H2)、または垂直2ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V2H2)にデータ電圧の極性を変換させるためのドット反転制御信号(DINV)をハイ論理で発生する。
【0035】
これに比べて、タイミングコントローラ21は入力デジタルビデオデータ(RGB)をチェックして緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちるデータパターン以外の他のデータが入力される時垂直1ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V1H2)、または垂直2ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V2H2)に比べて表示品質がさらに良い垂直1ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V1H1)、または垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)にデータ電圧の極性を変換させるためにドット反転制御信号(DINV)をロー論理で発生する。
【0036】
ドット反転制御信号(DINV)がハイ論理である時データ駆動回路22は水平2ドットインバージョン方式でデータ電圧の極性を反転させる一方、ドット反転制御信号(DINV)がロー論理である時データ駆動回路22は水平1ドットインバージョン方式でデータ電圧の極性を反転させる。
【0037】
データ駆動回路22はタイミングコントローラ21の制御の下にデジタルビデオデータ(RGBodd、RGBevne)をラッチしてそのデジタルビデオデータをアナログ正極性/負極性ガンマ補償電圧で変換して正極性/負極性データ電圧を発生してそのデータ電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。
【0038】
ここで、データ電圧極性の垂直反転周期は極性制御信号(POL)によって決まって、データ電圧極性の水平反転周期はドット反転制御信号(DINV)によって決まる。垂直反転周期はデータラインそれぞれに連続的に供給されるデータ電圧の極性反転週期として垂直で隣り合う液晶セルの極性反転週期であり、水平反転周期はデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧の極性反転週期として水平で隣り合う液晶セルの極性反転週期である。
【0039】
また、データ駆動回路22はソース出力イネーブル信号(SOE)とDCSに応答してデータの階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時そして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけチャージシェアリングを実施して共通電圧(Vcom)またはチャージシェア電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。共通電圧(Vcom)は正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の中間電圧である。チャージシェア電圧は正極性データ電圧が供給されるデータラインと負極性データ電圧が供給されるデータラインをショートさせる時発生される平均電圧である。
【0040】
一方、既存のチャージシェアリング駆動はデータとデータの間で無条件チャージシェアリングを実施する。この場合に、データライン(D1乃至Dm)に供給されるすべてのデータ電圧が共通電圧(Vcom)やチャージシェアリング電圧から上昇するからデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなってデータ電圧のライジングエッジ回数が多くなる。
【0041】
したがって、データ駆動回路22の発熱量が多くなって消費電力が高くなってしまう。これに対して、本発明はデータの階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時、そして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけチャージシェアリングを実施してデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧のスイング幅を減らして、ライジングエッジ回数を減らすことができる。
【0042】
ゲート駆動回路23はシフトレジスター、シフトレジスターの出力信号を液晶セルのTFT駆動に相応しいスイング幅で変換するためのレベルシフト及びレベルシフトとゲートライン(G1乃至Gn) の間に接続される出力バッファーをそれぞれ含む複数のゲートドライブ集積回路で構成されておおよそ1水平期間のパルス幅を持つスキャンパルスを順次に出力する。
【0043】
図7はタイミングコントローラ21に内蔵したDCS発生回路を示す。
【0044】
図7を参照すると、タイミングコントローラ21はデータチェック部31、極性チェック部32、DCS発生部33、及びドット反転制御信号発生部34を備える。
【0045】
データチェック部31はデジタルビデオデータ(RGB)の階調値を分析して連続的に入力される二つのデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを判断する。
【0046】
ここで、階調はデータそれぞれに対する階調または1ラインの代表階調である。このようなデータ分析結果、データチェック部31はデジタルビデオデータ(RGB)がホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1DCS信号(DCS1)を発生する。
【0047】
極性チェック部32はゲートシフトクロック(GSC)をカウントして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、その極性反転時点を指示する第2DCS信号(DCS2)を発生する。例えば、データ電圧が液晶表示パネル20に垂直2ドットインバージョン形態に供給されたら、極性チェック部32はゲートシフトクロック(GSC)をカウントしてそのカウント値を2で分けて残りが0になる時をデータの極性が反転される時点と判断する。
【0048】
DCS発生部33は第1DCS信号(DCS1)と第2DCS信号(DCS2)を論理積演算(AND)して最終DCSを発生する。
このDCS発生部33から発生されるDCSはホワイト階調からブラック階調に変わる時そして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけデータ駆動回路22のチャージシェアリング駆動を許容する。一方、DCSは上の場合以外の他の場合にデータ駆動回路22のチャージシェアリング駆動を遮断させる。
【0049】
ドット反転制御信号発生部34は入力デジタルビデオデータ(RGB)をチェックして図3乃至図5のようにホワイト階調とブラック階調が規則的に配列されて緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちることができるデータパターンを検出する。そしてドット反転制御信号発生部34は緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちるデータパターンが入力される時ドット反転制御信号(DINV)をハイ論理で発生して、その以外の他のデータパターンが入力される時ドット反転制御信号(DINV)をロー論理で発生する。
【0050】
図8及び図9はデータチェック部31で処理されるデータチェックの一例を説明するための図である。図8は5個のラインに配置された液晶セルに供給されるデータの階調を示す一例であり、図9はデジタルビデオデータの階調を示す。
【0051】
データチェック部31は1ラインに含まれたデータそれぞれの階調を判断して代表階調を判断する。例えば、1ラインのデータの1366個のデータであり、そのうち50%以上のデータすなわち、 683個のデータがホワイト階調(W)であると、データチェック部31は図8のようにそのライン(L1、L3)の代表階調をホワイト階調(W)と判断する。1ラインのデータの1366個のデータであり、
そのうち50%以上のデータがグレー階調(G)であると、データチェック部31は図8のようにそのライン(L5)の代表階調をグレー階調(G)と判断する。
【0052】
また、1ラインのデータが1366個のデータで、そのうち50%以上のデータがブラック階調(B)からあると、データチェック部31は図8のようにそのライン(L2、L3)の代表階調をブラック階調(B)と判断する。
【0053】
ここで、代表階調の判断基準である50%は液晶パネルの駆動特性によって変わることができる。
【0054】
データの階調は図9のようにデジタルビデオデータの最上位2ビート(MSB)だけと判断される。一つのデータが8bitsデータであると、192〜255階調範囲に属した上位階調の最上位ビート(MSB)は「11」であり、64〜191階調範囲に属した中位階調の最上位ビート(MSB)は「10」または「01」であり、0〜63階調範囲に属した下位階調の最上位ビート(MSB)は「00」である。したがって、データチェック部31はデジタルビデオデータ(RGB)の最上位2ビートが「11」であるとそのデータの階調をホワイト階調(W)と判断して、デジタルビデオデータ(RGB)の最上位2ビートが「10」または「01」であるとそのデータの階調をグレー階調(G)と判断する。そしてデジタルビデオデータ(RGB)の最上位2ビートが「00」であるとそのデータの階調をブラック階調(B)と判断する。
【0055】
図10A乃至図10Cは本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリング動作例を示す波形図である。
【0056】
ここで、図10A乃至図10Cは本発明の実施形態に係る液晶表示装置が垂直2ドットインバージョン方式(V2H2)に駆動される時の波形図である 。
【0057】
データ駆動回路22は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータの階調、または隣り合う二つのラインに供給されるデータの代表階調が図10Aのようにホワイト階調(W)からブラック階調(B)に変わる間の非スキャン期間の間チャージシェアリングを実施する。
【0058】
また、データ駆動回路22は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータ電圧の極性が変わる間の非スキャン期間の間チャージシェアリングを実施する。これに対して、データ駆動回路22は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータの階調または、隣り合う二つのラインに供給されるデータの代表階調がブラック階調(B)からホワイト階調(W)、ブラック階調(B)からグレー階調(G)、または図10Bのようにホワイト階調(W)からホワイト階調(W)に変わる時や、図10Cのようにブラック階調(B)からブラック階調(B)に変わる時にチャージシェアリングを遮断してデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧のスイング幅とライジング回数を減らしてデータ駆動回路22の発熱量と消費電力を減らす。
【0059】
データ駆動回路22は図6A乃至図6CのようにDCSがロー論理でありソース出力イネーブル信号(SOE)がハイ論理期間の時チァジシェアリングを実施する。一方、データ駆動回路22はソース出力イネーブル信号(SOE)がハイ論理期間だとしてもDCSがハイ論理であると、チァージシェアリングを実施しないでデータ電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。また、データ駆動回路22はソース出力イネーブル信号(SOE)がロー論理であると、DCSの論理にかかわらずデータ電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。
【0060】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法は毎ラインごとに入力映像のデータをチェックする。データチェック方法は図11のように毎ラインごとにタイミングコントローラ21にデータが入力される時点から液晶表示パネル20にデータの供給を開始する時点(以下、「パネルロード時点」という)までの期間の間二つのラインデータの階調情報を判断する。このようなデータ分析方法はタイミングコントローラ21のデータ送信タイミングからデータ駆動回路22の動作タイミング及びパネルロード時点までの時間を考慮して二つラインデータの階調情報を判断するから既存のタイミングコントローラとメモリー内にメモリーを追加する必要がなく、タイミングコントローラ20とデータ駆動回路22のデータ流れの変更なしに毎ラインごとにデータの階調情報を判断することができる。
【0061】
図12はデータ駆動回路22を詳しく示す。
【0062】
図12を参照すると、データ駆動回路22はそれぞれk(kはmより小さい整数)個のデータライン(D1乃至Dk)を駆動する複数の集積回路(IC)を含む。
集積回路それぞれはシフトレジスター121、データレジスター122、第1ラッチ123、第2ラッチ124、デジタル/アナログ変換器(以下、「DAC」という)125、出力回路126、及びチャージシェア回路127を含む。
【0063】
シフトレジスター121はタイミングコントローラ101からのソーススタートパルス(SSP)をソースサンプリングクロック(SSC)によってシフトさせてサンプリング信号を発生するようになる。
【0064】
また、シフトレジスター121はソーススタートパルス(SSP)をシフトさせて次の段の集積回路のシフトレジスター121にキャリー信号(CAR)を伝達するようになる。データレジスター122はタイミングコントローラ101からのデジタルビデオデータ(RGB)を一時貯蔵して貯蔵されたデータ(RGB)を第1ラッチ123に供給する。第1ラッチ123はシフトレジスター121から順次に入力されるサンプリング信号に応答してデータレジスター122からのデジタルビデオデータ(RGB)をサンプリングして、そのデータ(RGB)をラッチした後、そのデータを同時に出力する。第2ラッチ124は第1ラッチ123から入力されるデータをラッチした後、ソース出力イネーブル信号(SOE)のロー論理期間の間他の集積回路の第2ラッチ124と同時にラッチされたデジタルビデオデータを出力する。
【0065】
DAC125は図13のような回路で構成される。このDAC125は極性制御信号(POL)とドット反転制御信号(DINV)に応答して第2ラッチ124からのデジタルビデオデータを正極性ガンマ補償電圧(GH)または負極性ガンマ補償電圧(GL)に変換してアナログ正極性/負極性データ電圧に変換する。極性制御信号(POL)は垂直で隣り合う液晶セルの極性を決めて、ドット反転制御信号(DINV)は水平で隣り合う液晶セルの極性を決める。
【0066】
したがって、垂直ドットインバージョン方式の極性反転周期は極性制御信号(POL)の反転周期によって決まって、水平ドットインバージョン方式の極性反転周期はドット反転制御信号(DINV)によって決まる。
【0067】
出力回路126はバッファーを含みデータライン(D1乃至Dk)に供給されるアナログデータ電圧の信号減衰を最小化する。
【0068】
チャージシェア回路127はDCSがロー論理である時ソース出力イネーブル信号(SOE)のハイ論理期間の間チャージシェア電圧や共通電圧(Vcom)をデータライン(D1乃至Dk)に供給する。
【0069】
図13はDAC125を詳しく示す回路図である。
【0070】
図13を参照すると、本発明の実施形態に係るDAC125は正極性ガンマ補償電圧(GH)が供給されるP−デコーダー(PDEC)131、負極性ガンマ補償電圧(GL)が供給されるN−デコーダー(NDEC)132、極性制御信号(POL)とドット反転制御信号(DINV)に応答してP−デコーダー131の出力とN−デコーダー132の出力を選択するマルチフレクサー(133a乃至133d)を備える。
【0071】
また、DAC125はドット反転制御信号(DINV)に応答してマルチフレクサー123の制御端子に供給される選択制御信号の論理を反転させる水平出力反転回路134をさらに備える。
【0072】
P−デコーダー131は第2ラッチ124から入力されるデジタルビデオデータをデコードしてそのデータの階調値にあたる正極性ガンマ補償電圧を出力して、N−デコーダー132は第2ラッチ124から入力されるデジタルビデオデータをデコードしてそのデータの階調値にあたる負極性ガンマ補償電圧を出力する。
【0073】
マルチフレクサー133は極性制御信号(POL)によって直接制御される第4i+1及び第4i+2マルチフレクサー(133a、 133b)と、水平出力反転回路133の出力によって制御される第4i+3及び第4i+4マルチフレクサー(133c、133d)を備える。
【0074】
第4i+1マルチフレクサー133aは自身の非反転制御端子に入力される極性制御信号(POL)に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。第4i+2マルチフレクサー133bは自身の反転制御端子に入力される極性制御信号(POL)に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。
【0075】
第4i+3マルチフレクサー133cは自身の非反転制御端子に入力される水平出力反転回路133の出力に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。第4i+4マルチフレクサー133dは自身の反転制御端子に入力される水平出力反転回路133の出力に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。
【0076】
水平出力反転回路133はスイッチ素子(S1、S2)、及びインバーター135を備える。この水平出力反転回路133はドット反転制御信号(DINV)に応答して第4i+3マルチフレクサー133cと第4i+4マルチフレクサー133dの制御端子に供給される選択制御信号の論理値を制御する。インバーター135は第2スイッチ素子(S2)の出力端子と、第4i+3または第4i+4マルチフレクサー(133c、133d)の反転/非反転制御端子に接続される。
【0077】
ドット反転制御信号(DINV)がハイ論理であると、第2スイッチ素子(S2)はターンオンされて第1スイッチ素子(S1)はターンオフされる。それでは第4i+3マルチフレクサー133cの非反転制御端子には反転された極性制御信号(POL)が入力される。また、第4i+4マルチフレクサー133dの反転制御端子には反転された極性制御信号(POL)が入力される。
【0078】
ドット反転制御信号(DINV)がロー論理であると、第1スイッチ素子(S1)はターンオンされて第2スイッチ素子(S2)はターンオフされる。それでは第4i+3マルチフレクサー133cの非反転制御端子には極性制御信号(POL)がそのまま入力される。
【0079】
また、第4i+4マルチフレクサー133dの反転制御端子には極性制御信号(POL)がそのまま入力される。
【0080】
極性制御信号(POL)が垂直2ドットインバージョン形態に反転されてドット反転制御信号(DINV)がロー論理(L)であると、データラインに供給されるデータの奇数ライン水平極性パターンは図14の左側図面のようにN番目フレーム期間の間“+ − + −”で、N+1番目フレーム期間の間“− + + −”に変わるようになる。
【0081】
したがって、ドット反転制御信号(DINV)がロー論理(L)であると液晶表示装置は垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)に駆動される。
【0082】
これに対して、極性制御信号(POL)が垂直2ドットインバージョン形態に反転されてドット反転制御信号(DINV)がハイ論理(H)であると、データラインに供給されるデータの奇数ライン水平極性パターンは図14の右側図面のようにN番目フレーム期間の間“+ − − +”で、N+1番目フレーム期間の間“− + + −”に変わるようになる。
【0083】
したがって、ドット反転制御信号(DINV)がハイ論理(H)であると液晶表示装置は垂直2ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V2H2)に駆動される。
【0084】
図14で分かるように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は図3乃至5のようにホワイト階調のデータとブラック階調のデータが規則的に配置されて表示画像で緑色調現象またはフリッカー現象をもたらすことができる脆弱パターンのデータが入力される時にだけドット反転制御信号(DINV)を活性化させる。
【0085】
したがって、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は脆弱パターンのデータ以外のデータパターンで画質が高い水平1ドットインバージョンに駆動される一方、脆弱パターンのデータが入力されるときこれを検出して脆弱パターンで緑色調現象やフリッカーを予防することができる水平2ドットインバージョンに駆動される。
【0086】
一方、水平2ドットインバージョンは水平N(Nは2以上の整数) ドットインバージョンでも可能である。同様に、垂直2ドットインバージョンは垂直N(Nは2以上の整数)ドットインバージョンでも可能である。
【0087】
図15乃至図17は本発明の実施形態に係る液晶表示装置で図3 乃至図5のような脆弱パターンのデータが入力される時に選択される水平2ドットインバージョン方式の例を示す図である。
【0088】
図3または図4のような脆弱パターンのデータが入力される時本発明の実施形態に係る液晶表示装置はその脆弱パターンのデータを検出して水平2ドットインバージョンに変わるようになる。その結果、図3または図4のような脆弱パターンを表示しても図15及び図16のように同一ラインに存在するホワイト階調のお互いに異なる緑液晶セルにお互いに異なる極性のデータ電圧が充電されるので表示画像で緑色調が現われない。
【0089】
また、図5のような脆弱パターンのデータが入力される時本発明の実施形態に係る液晶表示装置はその脆弱パターンのデータを検出して水平2ドットインバージョンに変わるようになる。その結果、 図5のような脆弱パターンを表示しても図17とホワイト階調の液晶セルに正極性データ電圧と負極性データ電圧が充電されるので表示画像でフリッカーが現われない。
【0090】
以上説明した内容を通じて当業者であると本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であるはずである。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲によって決められなければならないはずである。
【図面の簡単な説明】
【0091】
【図1】液晶表示装置の液晶セルを示す等価回路図。
【図2】液晶セルに充電される同一階調の正極性データ電圧と負極性データ電圧を示す波形図。
【図3】垂直2ドット及び水平1ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にホワイト階調のデータが奇数ピクセルに供給されてブラック階調のデータが偶数ピクセルに供給される時現われる表示画像の緑色調現象を説明するための図。
【図4】垂直2ドット及び水平1ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にホワイト階調のデータが奇数サブピクセルに供給されてブラック階調のデータが偶数サブピクセルに供給される時現われる表示画像の緑色調現象を説明するための図。
【図5】垂直1ドット及び水平1ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にサブドットフリッカーパターンのデータが入力される時現われる表示画像のフリッカー現象を説明するための図。
【図6】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図。
【図7】タイミングコントローラに内蔵したDCS発生回路とドット反転制御信号発生回路を示すブロック図。
【図8】図7に示されたデータチェック部31のデータチェック例を説明するための図。
【図9】図7に示されたデータチェック部31のデータチェック例を説明するための図。
【図10A】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。
【図10B】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。
【図10C】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。
【図11】タイミングコントローラのデータチェックと、タイミングコントローラとデータ駆動回路間のデータ流れを示す波形図。
【図12】図6に示されたデータ駆動回路を詳しく示す回路図。
【図13】図12に示されたDACを詳しく示す回路図。
【図14】本発明の実施形態に係る液晶表示装置でデータパターンによって自動選択される水平1ドットインバージョンと水平2ドットインバージョンを示す図。
【図15】図3のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平2ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。
【図16】図4のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平2ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。
【図17】図5のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平2ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶表示装置に関し、より詳くはデータ駆動回路の発熱及び消費電力を減らして、脆弱パターンのデータで表示品質の低下を予防するようにした液晶表示装置とその駆動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置はビデオ信号によって液晶セルの光透過率を調節して画像を表示する。アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置は図1のように液晶セル(Clc)ごとに形成された薄膜トランジスター(TFT)を利用して液晶セルに供給されるデータ電圧をスイチングしてデータを能動的に制御するので動画像の表示品質を高めることができる。
【0003】
図1において、図面符号“Cst”は液晶セル(Clc)に充電されたデータ電圧を維持するためのストレージ キャパシター (Cst)、‘D1’はデータ電圧が供給されるデータライン、そして‘G1’はスキャン電圧が供給されるゲートラインをそれぞれ意味する。
【0004】
このような液晶表示装置は直流オフセット成分を減少させて液晶の劣化を減らすために、隣り合う液晶セルの間で極性が反転されてフレーム期間単位で極性が反転されるインバージョン方式に駆動されている。ところでデータ電圧の極性が変わる度にデータラインに供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなってデータ駆動回路で多くの電流が発生してデータ駆動回路の発熱温度が高くなって消費電力が急増する問題点がある。
【0005】
データラインに供給されるデータ電圧のスイング幅を減らしてデータ駆動回路の発熱温度及び消費電力を減らすために、データ駆動回路にチャージシェア回路(Charge Share Circuit)やプリチャージ回路(Precharging Circuit)を採用しているがその効果が満足する水準に到逹することができない。
【0006】
また、インバージョン方式でデータ電圧の極性が反転されれば正極性データ電圧を充電する液晶セルの充電量と負極性データ電圧を充電する液晶セルの充電量が異なるであるから表示品質が低下される問題点がある。例えば、図1のように液晶セルが正極性データ電圧を充電した後その正極性データ電圧と同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電したら、液晶セルは正極性データ電圧を充電した後TFTの寄生容量などによってΔVp位絶対値電圧が低い電圧(Vp(+))を維持する。そして液晶セルは負極性データ電圧を充電した後TFTの寄生容量などによってΔVp位絶対値電圧が高い電圧(Vp(−)))を維持する。
【0007】
したがって、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置の液晶セルは正極性データ電圧よりそれと同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電する時さらに高い光透過率で光を透過させる。ノーマリーブラックモードで、液晶セルの光透過率はその液晶セルに充電される電圧が高いほど高くなる。
【0008】
また、ノーマリーホワイトモードの液晶表示装置の液晶セルは正極性データ電圧よりそれと同一な階調を表現するための負極性データ電圧を充電する時さらに低い光透過率で光を透過させる。ノーマリーホワイトモードで、液晶セルの光透過率はその液晶セルに充電される電圧が高いほど低くなる。
【0009】
また、液晶表示装置は液晶セルに充電されるデータ電圧の極性パターンとデータの階調の相関関係によって特定映像のデータパターンで表示品質が落ちる。表示品質の低下要因では表示画面で緑色調 (greenish)が現われる現象と周期的に画面の輝度が変動されるフリッカーが代表的である。
【0010】
例えば、1フレーム期間内で、垂直2ドット(または2液晶セル) 単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転されて水平1ドット(または1液晶セル)単位で液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転される垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)で液晶表示装置が駆動されて、図3のように奇数ピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調であり偶数ピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調である時、表示画像で緑色調が現われる。すなわち、第1、第2、第5、第6ライン(L1、L2)から赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のデータの内で輝度に一番多い影響を与える緑データ(G)皆のデータ電圧が負極性データ電圧であるのでそのラインで緑色調が現われる。このような緑色調現象は緑データがある一極性に偏向されるからである。
【0011】
このような緑色調現状の他の例は図4のようである。図4を参照すると、垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)で液晶表示装置が駆動されて、奇数サブピクセルに供給されるデータの階調がホワイト階調で偶数サブピクセルに供給されるデータの階調がブラック階調である時、表示画像で緑色調が現われる。
【0012】
1フレーム期間内で、垂直及び水平方向で隣り合う液晶セルに充電されるデータ電圧の極性が反転されるように垂直1ドット及び水平1ドット単位でデータ電圧の極性が反転される垂直1ドット及び水平1ドットドットインバージョン方式(V1H1)で液晶表示装置が駆動されて、そのデータ電圧が図5のように1サブピクセル単位に交互に配置されるホワイト階調のデータ電圧とブラック階調のデータ電圧を含めば、1フレーム期間単位で表示画像の輝度が変動されるフリッカー現象が現われる。
【0013】
すなわち、1フレーム期間内でホワイト階調のデータ電圧皆は正極性データ電圧であり、その次のフレームでホワイト階調のデータ電圧は皆正極性データ電圧である。
したがって、1フレーム期間単位で表示画像の輝度が変動する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は前記従来技術の問題点を解決しようと案出された発明としてデータ駆動回路の発熱及び消費電力を減らして、脆弱パターンのデータで表示品質の低下を予防するようにした液晶表示装置とその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
前記目的を果たすために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネルと、入力デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、 前記入力デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、前記タイミングコントローラからのデジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給して前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、前記タイミングコントローラの制御の下に前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える。
【0016】
前記タイミングコントローラはゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御して、ソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御して、前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直N(Nは2以上の整数)ドットインバージョン形態に反転されるようにN水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする。
【0017】
前記タイミングコントローラは前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1チャージシェア信号を発生するデータチェック部と、前記ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第2チャージシェア信号を発生する極性チェック部と、前記第1チャージシェア信号と前記第2チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生するダイナミックチャージシェア制御信号発生部と、前記入力デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生して前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生するドット反転制御信号発生部を備える。
【0018】
前記データチェック部は1ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビートに根拠して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で優勢な階調を所定のしきい値(%)と比べて1ラインデータの代表階調を前記データ電圧の階調と判断する。
【0019】
前記データ駆動回路は前記ドット反転信号がロー論理である時水平1ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給して、前記ドット反転信号がハイ論理である時水平N(Nは2以上の整数)ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する。
【0020】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法はデジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断する段階と、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階と、前記デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化する段階と、前記デジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給する段階と、前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げる段階を含む。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係る液晶表示装置とその駆動方法はデータの階調をチェックして同一極性のデータ電圧でホワイト階調からブラック階調に変わる時と、データ電圧の極性が反転される時点でばかりチャージシェアリングを実施することでデータ駆動回路の発熱量と消費電力を減らすことができる。
【0022】
また、本発明に係る液晶表示装置とその駆動方法はホワイト階調とブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンのデータが入力される時水平Nドットインバージョンで駆動方式を切り替えて脆弱パターン以外の他のデータで水平1ドットインバージョンに駆動することでどんなデータパターンでも表示品質の低下を予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、図6乃至図17を参照して本発明の望ましい実施形態に対して説明する。
【0024】
図6を参照すると、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は液晶表示パネル20、タイミングコントローラ21、データ駆動回路22、及びゲート駆動回路23を備える。
【0025】
液晶表示パネル20は二枚のガラス基板の間に液晶分子が注入される。この液晶表示パネル20の下部ガラス基板にはm個のデータライン(D1乃至Dm)とn個のゲートライン(G1乃至Gn)が交差される。データライン(D1乃至Dm)とn個のゲートライン(G1乃至Gn)の交差構造によって液晶表示パネル20にはマトリックス形態に配置されたm×n個の液晶セル(Clc)を含む。
【0026】
液晶表示パネル20の下部ガラス基板にはデータライン(D1乃至Dm)、ゲートライン(G1乃至Gn)、TFT、TFTに接続された液晶セル(Clc)の画素電極1、及びストレージ(storage)キャパシター(Cst)などが形成される。
【0027】
液晶表示パネル20の上部ガラス基板上にはブラックマットリックス、カラーフィルター及び共通電極2が形成される。共通電極2はTN(Twisted Nematic)モードとVA(Vertical Alignment)モードのような垂直電界駆動方式で上部ガラス基板上に形成されて、IPS(In Plane Switching)モードとFFS(Fringe Field Switching)モードのような水平電界駆動方式で画素電極1と共に下部ガラス基板上に形成される。
【0028】
液晶表示パネル20の上部ガラス基板と下部ガラス基板それぞれには光軸が直交する偏光板が附着して液晶と接する内面に液晶のフリーチルト角を設定するための配向膜が形成される。
【0029】
タイミングコントローラ21は垂直/水平同期信号(Vsync、 Hsync)、データイネーブル(Data Enable)、クロック信号(CLK)などのタイミング信号を入力受けてデータ駆動回路22とゲート駆動回路23の動作タイミングを制御するための制御信号を発生する。
【0030】
このような制御信号はゲートスタートパルス(GSP)、ゲートシフトクロック信号(GSC)、ゲート出力イネーブル信号(GOE)、ソーススタートパルス(SSP)、ソースサンプリングクロック(SSC)、ソース出力イネーブル信号(SOE)、極性制御信号(POL)を含む。
【0031】
ゲートスタートパルス(GSP)は一画面が表示される1垂直期間の内でスキャンが開始される開始水平ラインを指示する。ゲートシフトクロック信号(GSC)はゲート駆動回路23内のシフトレジスターに入力されてゲートスタートパルス(GSP)を順次にシフトさせるためのタイミング制御信号としてTFTのオン(ON)期間に対応するパルス幅に発生される。ゲート出力イネーブル信号(GOE)はゲート駆動回路23の出力を指示する。
【0032】
ソーススタートパルス(SSP)はデータが表示される1水平ラインで開始画素を指示する。ソースサンプリングクロック(SSC)はライジング(Rising)またはフォーリング(Falling)エッジを基準としてデータ駆動回路22内でデータのラッチ動作を指示する。ソース出力イネーブル信号(SOE)はデータ駆動回路22の出力を指示する。極性制御信号(POL)は液晶表示パネル20の液晶セル(Clc)に供給されるデータ電圧の極性を指示する。
【0033】
また、タイミングコントローラ21はデータの階調を分析して2 水平期間の間ホワイト階調からブラック階調でデータの階調値が変わる時点をチェックして、データ電圧の極性が反転される時点をチェックする。このようなデータ及び極性のチェック結果に基礎してタイミングコントローラ21はデータ駆動回路22の発熱量と消費電力を低めるためのダイナミックチャージシェアリング信号(以下、 「DCS」という)を発生する。
【0034】
また、タイミングコントローラ21は入力デジタルビデオデータ(RGB)をチェックして緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちることができるデータパターンを検出して、そのデータパターンで垂直1ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V1H2)、または垂直2ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V2H2)にデータ電圧の極性を変換させるためのドット反転制御信号(DINV)をハイ論理で発生する。
【0035】
これに比べて、タイミングコントローラ21は入力デジタルビデオデータ(RGB)をチェックして緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちるデータパターン以外の他のデータが入力される時垂直1ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V1H2)、または垂直2ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V2H2)に比べて表示品質がさらに良い垂直1ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V1H1)、または垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)にデータ電圧の極性を変換させるためにドット反転制御信号(DINV)をロー論理で発生する。
【0036】
ドット反転制御信号(DINV)がハイ論理である時データ駆動回路22は水平2ドットインバージョン方式でデータ電圧の極性を反転させる一方、ドット反転制御信号(DINV)がロー論理である時データ駆動回路22は水平1ドットインバージョン方式でデータ電圧の極性を反転させる。
【0037】
データ駆動回路22はタイミングコントローラ21の制御の下にデジタルビデオデータ(RGBodd、RGBevne)をラッチしてそのデジタルビデオデータをアナログ正極性/負極性ガンマ補償電圧で変換して正極性/負極性データ電圧を発生してそのデータ電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。
【0038】
ここで、データ電圧極性の垂直反転周期は極性制御信号(POL)によって決まって、データ電圧極性の水平反転周期はドット反転制御信号(DINV)によって決まる。垂直反転周期はデータラインそれぞれに連続的に供給されるデータ電圧の極性反転週期として垂直で隣り合う液晶セルの極性反転週期であり、水平反転周期はデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧の極性反転週期として水平で隣り合う液晶セルの極性反転週期である。
【0039】
また、データ駆動回路22はソース出力イネーブル信号(SOE)とDCSに応答してデータの階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時そして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけチャージシェアリングを実施して共通電圧(Vcom)またはチャージシェア電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。共通電圧(Vcom)は正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の中間電圧である。チャージシェア電圧は正極性データ電圧が供給されるデータラインと負極性データ電圧が供給されるデータラインをショートさせる時発生される平均電圧である。
【0040】
一方、既存のチャージシェアリング駆動はデータとデータの間で無条件チャージシェアリングを実施する。この場合に、データライン(D1乃至Dm)に供給されるすべてのデータ電圧が共通電圧(Vcom)やチャージシェアリング電圧から上昇するからデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧のスイング幅が大きくなってデータ電圧のライジングエッジ回数が多くなる。
【0041】
したがって、データ駆動回路22の発熱量が多くなって消費電力が高くなってしまう。これに対して、本発明はデータの階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時、そして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけチャージシェアリングを実施してデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧のスイング幅を減らして、ライジングエッジ回数を減らすことができる。
【0042】
ゲート駆動回路23はシフトレジスター、シフトレジスターの出力信号を液晶セルのTFT駆動に相応しいスイング幅で変換するためのレベルシフト及びレベルシフトとゲートライン(G1乃至Gn) の間に接続される出力バッファーをそれぞれ含む複数のゲートドライブ集積回路で構成されておおよそ1水平期間のパルス幅を持つスキャンパルスを順次に出力する。
【0043】
図7はタイミングコントローラ21に内蔵したDCS発生回路を示す。
【0044】
図7を参照すると、タイミングコントローラ21はデータチェック部31、極性チェック部32、DCS発生部33、及びドット反転制御信号発生部34を備える。
【0045】
データチェック部31はデジタルビデオデータ(RGB)の階調値を分析して連続的に入力される二つのデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを判断する。
【0046】
ここで、階調はデータそれぞれに対する階調または1ラインの代表階調である。このようなデータ分析結果、データチェック部31はデジタルビデオデータ(RGB)がホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1DCS信号(DCS1)を発生する。
【0047】
極性チェック部32はゲートシフトクロック(GSC)をカウントして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、その極性反転時点を指示する第2DCS信号(DCS2)を発生する。例えば、データ電圧が液晶表示パネル20に垂直2ドットインバージョン形態に供給されたら、極性チェック部32はゲートシフトクロック(GSC)をカウントしてそのカウント値を2で分けて残りが0になる時をデータの極性が反転される時点と判断する。
【0048】
DCS発生部33は第1DCS信号(DCS1)と第2DCS信号(DCS2)を論理積演算(AND)して最終DCSを発生する。
このDCS発生部33から発生されるDCSはホワイト階調からブラック階調に変わる時そして液晶表示パネル20に供給されるデータ電圧の極性が反転される時にだけデータ駆動回路22のチャージシェアリング駆動を許容する。一方、DCSは上の場合以外の他の場合にデータ駆動回路22のチャージシェアリング駆動を遮断させる。
【0049】
ドット反転制御信号発生部34は入力デジタルビデオデータ(RGB)をチェックして図3乃至図5のようにホワイト階調とブラック階調が規則的に配列されて緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちることができるデータパターンを検出する。そしてドット反転制御信号発生部34は緑色調またはフリッカーなどの表示品質が落ちるデータパターンが入力される時ドット反転制御信号(DINV)をハイ論理で発生して、その以外の他のデータパターンが入力される時ドット反転制御信号(DINV)をロー論理で発生する。
【0050】
図8及び図9はデータチェック部31で処理されるデータチェックの一例を説明するための図である。図8は5個のラインに配置された液晶セルに供給されるデータの階調を示す一例であり、図9はデジタルビデオデータの階調を示す。
【0051】
データチェック部31は1ラインに含まれたデータそれぞれの階調を判断して代表階調を判断する。例えば、1ラインのデータの1366個のデータであり、そのうち50%以上のデータすなわち、 683個のデータがホワイト階調(W)であると、データチェック部31は図8のようにそのライン(L1、L3)の代表階調をホワイト階調(W)と判断する。1ラインのデータの1366個のデータであり、
そのうち50%以上のデータがグレー階調(G)であると、データチェック部31は図8のようにそのライン(L5)の代表階調をグレー階調(G)と判断する。
【0052】
また、1ラインのデータが1366個のデータで、そのうち50%以上のデータがブラック階調(B)からあると、データチェック部31は図8のようにそのライン(L2、L3)の代表階調をブラック階調(B)と判断する。
【0053】
ここで、代表階調の判断基準である50%は液晶パネルの駆動特性によって変わることができる。
【0054】
データの階調は図9のようにデジタルビデオデータの最上位2ビート(MSB)だけと判断される。一つのデータが8bitsデータであると、192〜255階調範囲に属した上位階調の最上位ビート(MSB)は「11」であり、64〜191階調範囲に属した中位階調の最上位ビート(MSB)は「10」または「01」であり、0〜63階調範囲に属した下位階調の最上位ビート(MSB)は「00」である。したがって、データチェック部31はデジタルビデオデータ(RGB)の最上位2ビートが「11」であるとそのデータの階調をホワイト階調(W)と判断して、デジタルビデオデータ(RGB)の最上位2ビートが「10」または「01」であるとそのデータの階調をグレー階調(G)と判断する。そしてデジタルビデオデータ(RGB)の最上位2ビートが「00」であるとそのデータの階調をブラック階調(B)と判断する。
【0055】
図10A乃至図10Cは本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリング動作例を示す波形図である。
【0056】
ここで、図10A乃至図10Cは本発明の実施形態に係る液晶表示装置が垂直2ドットインバージョン方式(V2H2)に駆動される時の波形図である 。
【0057】
データ駆動回路22は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータの階調、または隣り合う二つのラインに供給されるデータの代表階調が図10Aのようにホワイト階調(W)からブラック階調(B)に変わる間の非スキャン期間の間チャージシェアリングを実施する。
【0058】
また、データ駆動回路22は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータ電圧の極性が変わる間の非スキャン期間の間チャージシェアリングを実施する。これに対して、データ駆動回路22は垂直で隣り合う二つの液晶セルに供給される二つのデータの階調または、隣り合う二つのラインに供給されるデータの代表階調がブラック階調(B)からホワイト階調(W)、ブラック階調(B)からグレー階調(G)、または図10Bのようにホワイト階調(W)からホワイト階調(W)に変わる時や、図10Cのようにブラック階調(B)からブラック階調(B)に変わる時にチャージシェアリングを遮断してデータライン(D1乃至Dm)に供給されるデータ電圧のスイング幅とライジング回数を減らしてデータ駆動回路22の発熱量と消費電力を減らす。
【0059】
データ駆動回路22は図6A乃至図6CのようにDCSがロー論理でありソース出力イネーブル信号(SOE)がハイ論理期間の時チァジシェアリングを実施する。一方、データ駆動回路22はソース出力イネーブル信号(SOE)がハイ論理期間だとしてもDCSがハイ論理であると、チァージシェアリングを実施しないでデータ電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。また、データ駆動回路22はソース出力イネーブル信号(SOE)がロー論理であると、DCSの論理にかかわらずデータ電圧をデータライン(D1乃至Dm)に供給する。
【0060】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法は毎ラインごとに入力映像のデータをチェックする。データチェック方法は図11のように毎ラインごとにタイミングコントローラ21にデータが入力される時点から液晶表示パネル20にデータの供給を開始する時点(以下、「パネルロード時点」という)までの期間の間二つのラインデータの階調情報を判断する。このようなデータ分析方法はタイミングコントローラ21のデータ送信タイミングからデータ駆動回路22の動作タイミング及びパネルロード時点までの時間を考慮して二つラインデータの階調情報を判断するから既存のタイミングコントローラとメモリー内にメモリーを追加する必要がなく、タイミングコントローラ20とデータ駆動回路22のデータ流れの変更なしに毎ラインごとにデータの階調情報を判断することができる。
【0061】
図12はデータ駆動回路22を詳しく示す。
【0062】
図12を参照すると、データ駆動回路22はそれぞれk(kはmより小さい整数)個のデータライン(D1乃至Dk)を駆動する複数の集積回路(IC)を含む。
集積回路それぞれはシフトレジスター121、データレジスター122、第1ラッチ123、第2ラッチ124、デジタル/アナログ変換器(以下、「DAC」という)125、出力回路126、及びチャージシェア回路127を含む。
【0063】
シフトレジスター121はタイミングコントローラ101からのソーススタートパルス(SSP)をソースサンプリングクロック(SSC)によってシフトさせてサンプリング信号を発生するようになる。
【0064】
また、シフトレジスター121はソーススタートパルス(SSP)をシフトさせて次の段の集積回路のシフトレジスター121にキャリー信号(CAR)を伝達するようになる。データレジスター122はタイミングコントローラ101からのデジタルビデオデータ(RGB)を一時貯蔵して貯蔵されたデータ(RGB)を第1ラッチ123に供給する。第1ラッチ123はシフトレジスター121から順次に入力されるサンプリング信号に応答してデータレジスター122からのデジタルビデオデータ(RGB)をサンプリングして、そのデータ(RGB)をラッチした後、そのデータを同時に出力する。第2ラッチ124は第1ラッチ123から入力されるデータをラッチした後、ソース出力イネーブル信号(SOE)のロー論理期間の間他の集積回路の第2ラッチ124と同時にラッチされたデジタルビデオデータを出力する。
【0065】
DAC125は図13のような回路で構成される。このDAC125は極性制御信号(POL)とドット反転制御信号(DINV)に応答して第2ラッチ124からのデジタルビデオデータを正極性ガンマ補償電圧(GH)または負極性ガンマ補償電圧(GL)に変換してアナログ正極性/負極性データ電圧に変換する。極性制御信号(POL)は垂直で隣り合う液晶セルの極性を決めて、ドット反転制御信号(DINV)は水平で隣り合う液晶セルの極性を決める。
【0066】
したがって、垂直ドットインバージョン方式の極性反転周期は極性制御信号(POL)の反転周期によって決まって、水平ドットインバージョン方式の極性反転周期はドット反転制御信号(DINV)によって決まる。
【0067】
出力回路126はバッファーを含みデータライン(D1乃至Dk)に供給されるアナログデータ電圧の信号減衰を最小化する。
【0068】
チャージシェア回路127はDCSがロー論理である時ソース出力イネーブル信号(SOE)のハイ論理期間の間チャージシェア電圧や共通電圧(Vcom)をデータライン(D1乃至Dk)に供給する。
【0069】
図13はDAC125を詳しく示す回路図である。
【0070】
図13を参照すると、本発明の実施形態に係るDAC125は正極性ガンマ補償電圧(GH)が供給されるP−デコーダー(PDEC)131、負極性ガンマ補償電圧(GL)が供給されるN−デコーダー(NDEC)132、極性制御信号(POL)とドット反転制御信号(DINV)に応答してP−デコーダー131の出力とN−デコーダー132の出力を選択するマルチフレクサー(133a乃至133d)を備える。
【0071】
また、DAC125はドット反転制御信号(DINV)に応答してマルチフレクサー123の制御端子に供給される選択制御信号の論理を反転させる水平出力反転回路134をさらに備える。
【0072】
P−デコーダー131は第2ラッチ124から入力されるデジタルビデオデータをデコードしてそのデータの階調値にあたる正極性ガンマ補償電圧を出力して、N−デコーダー132は第2ラッチ124から入力されるデジタルビデオデータをデコードしてそのデータの階調値にあたる負極性ガンマ補償電圧を出力する。
【0073】
マルチフレクサー133は極性制御信号(POL)によって直接制御される第4i+1及び第4i+2マルチフレクサー(133a、 133b)と、水平出力反転回路133の出力によって制御される第4i+3及び第4i+4マルチフレクサー(133c、133d)を備える。
【0074】
第4i+1マルチフレクサー133aは自身の非反転制御端子に入力される極性制御信号(POL)に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。第4i+2マルチフレクサー133bは自身の反転制御端子に入力される極性制御信号(POL)に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。
【0075】
第4i+3マルチフレクサー133cは自身の非反転制御端子に入力される水平出力反転回路133の出力に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。第4i+4マルチフレクサー133dは自身の反転制御端子に入力される水平出力反転回路133の出力に応答して極性制御信号(POL)の反転周期単位で正極性のガンマ補償電圧と負極性のガンマ補償電圧を交互に選択して選択された正極性/負極性ガンマ補償電圧をアナログデータ電圧に出力する。
【0076】
水平出力反転回路133はスイッチ素子(S1、S2)、及びインバーター135を備える。この水平出力反転回路133はドット反転制御信号(DINV)に応答して第4i+3マルチフレクサー133cと第4i+4マルチフレクサー133dの制御端子に供給される選択制御信号の論理値を制御する。インバーター135は第2スイッチ素子(S2)の出力端子と、第4i+3または第4i+4マルチフレクサー(133c、133d)の反転/非反転制御端子に接続される。
【0077】
ドット反転制御信号(DINV)がハイ論理であると、第2スイッチ素子(S2)はターンオンされて第1スイッチ素子(S1)はターンオフされる。それでは第4i+3マルチフレクサー133cの非反転制御端子には反転された極性制御信号(POL)が入力される。また、第4i+4マルチフレクサー133dの反転制御端子には反転された極性制御信号(POL)が入力される。
【0078】
ドット反転制御信号(DINV)がロー論理であると、第1スイッチ素子(S1)はターンオンされて第2スイッチ素子(S2)はターンオフされる。それでは第4i+3マルチフレクサー133cの非反転制御端子には極性制御信号(POL)がそのまま入力される。
【0079】
また、第4i+4マルチフレクサー133dの反転制御端子には極性制御信号(POL)がそのまま入力される。
【0080】
極性制御信号(POL)が垂直2ドットインバージョン形態に反転されてドット反転制御信号(DINV)がロー論理(L)であると、データラインに供給されるデータの奇数ライン水平極性パターンは図14の左側図面のようにN番目フレーム期間の間“+ − + −”で、N+1番目フレーム期間の間“− + + −”に変わるようになる。
【0081】
したがって、ドット反転制御信号(DINV)がロー論理(L)であると液晶表示装置は垂直2ドット及び水平1ドットインバージョン方式(V2H1)に駆動される。
【0082】
これに対して、極性制御信号(POL)が垂直2ドットインバージョン形態に反転されてドット反転制御信号(DINV)がハイ論理(H)であると、データラインに供給されるデータの奇数ライン水平極性パターンは図14の右側図面のようにN番目フレーム期間の間“+ − − +”で、N+1番目フレーム期間の間“− + + −”に変わるようになる。
【0083】
したがって、ドット反転制御信号(DINV)がハイ論理(H)であると液晶表示装置は垂直2ドット及び水平2ドットインバージョン方式(V2H2)に駆動される。
【0084】
図14で分かるように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は図3乃至5のようにホワイト階調のデータとブラック階調のデータが規則的に配置されて表示画像で緑色調現象またはフリッカー現象をもたらすことができる脆弱パターンのデータが入力される時にだけドット反転制御信号(DINV)を活性化させる。
【0085】
したがって、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は脆弱パターンのデータ以外のデータパターンで画質が高い水平1ドットインバージョンに駆動される一方、脆弱パターンのデータが入力されるときこれを検出して脆弱パターンで緑色調現象やフリッカーを予防することができる水平2ドットインバージョンに駆動される。
【0086】
一方、水平2ドットインバージョンは水平N(Nは2以上の整数) ドットインバージョンでも可能である。同様に、垂直2ドットインバージョンは垂直N(Nは2以上の整数)ドットインバージョンでも可能である。
【0087】
図15乃至図17は本発明の実施形態に係る液晶表示装置で図3 乃至図5のような脆弱パターンのデータが入力される時に選択される水平2ドットインバージョン方式の例を示す図である。
【0088】
図3または図4のような脆弱パターンのデータが入力される時本発明の実施形態に係る液晶表示装置はその脆弱パターンのデータを検出して水平2ドットインバージョンに変わるようになる。その結果、図3または図4のような脆弱パターンを表示しても図15及び図16のように同一ラインに存在するホワイト階調のお互いに異なる緑液晶セルにお互いに異なる極性のデータ電圧が充電されるので表示画像で緑色調が現われない。
【0089】
また、図5のような脆弱パターンのデータが入力される時本発明の実施形態に係る液晶表示装置はその脆弱パターンのデータを検出して水平2ドットインバージョンに変わるようになる。その結果、 図5のような脆弱パターンを表示しても図17とホワイト階調の液晶セルに正極性データ電圧と負極性データ電圧が充電されるので表示画像でフリッカーが現われない。
【0090】
以上説明した内容を通じて当業者であると本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であるはずである。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲によって決められなければならないはずである。
【図面の簡単な説明】
【0091】
【図1】液晶表示装置の液晶セルを示す等価回路図。
【図2】液晶セルに充電される同一階調の正極性データ電圧と負極性データ電圧を示す波形図。
【図3】垂直2ドット及び水平1ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にホワイト階調のデータが奇数ピクセルに供給されてブラック階調のデータが偶数ピクセルに供給される時現われる表示画像の緑色調現象を説明するための図。
【図4】垂直2ドット及び水平1ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にホワイト階調のデータが奇数サブピクセルに供給されてブラック階調のデータが偶数サブピクセルに供給される時現われる表示画像の緑色調現象を説明するための図。
【図5】垂直1ドット及び水平1ドットインバージョンに駆動される液晶表示装置にサブドットフリッカーパターンのデータが入力される時現われる表示画像のフリッカー現象を説明するための図。
【図6】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図。
【図7】タイミングコントローラに内蔵したDCS発生回路とドット反転制御信号発生回路を示すブロック図。
【図8】図7に示されたデータチェック部31のデータチェック例を説明するための図。
【図9】図7に示されたデータチェック部31のデータチェック例を説明するための図。
【図10A】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。
【図10B】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。
【図10C】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のダイナミックチャージシェアリングを示す波形図。
【図11】タイミングコントローラのデータチェックと、タイミングコントローラとデータ駆動回路間のデータ流れを示す波形図。
【図12】図6に示されたデータ駆動回路を詳しく示す回路図。
【図13】図12に示されたDACを詳しく示す回路図。
【図14】本発明の実施形態に係る液晶表示装置でデータパターンによって自動選択される水平1ドットインバージョンと水平2ドットインバージョンを示す図。
【図15】図3のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平2ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。
【図16】図4のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平2ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。
【図17】図5のような脆弱パターンのデータを表示する時適応的に選択される水平2ドットインバージョン駆動方式の一例を示す図。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネルと、
入力デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、前記入力デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、
前記タイミングコントローラからのデジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給して前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、
前記タイミングコントローラの制御の下に前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記タイミングコントローラが、
ゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御して、
ソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御して、
前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直N(Nは2以上の整数)ドットインバージョン形態に反転されるようにN水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記タイミングコントローラが、
前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1チャージシェア信号を発生するデータチェック部と、
前記ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第2チャージシェア信号を発生する極性チェック部と、
前記第1チャージシェア信号と前記第2チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生するダイナミックチャージシェア制御信号発生部と、
前記入力デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生して前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生するドット反転制御信号発生部を備えることを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記データチェック部が、
1ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビートに根拠して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で優勢な階調を所定のしきい値(%)と比べて1ラインデータの代表階調を前記データ電圧の階調と判断することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記データ駆動回路が、
前記ドット反転信号がロー論理である時水平1ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給して、前記ドット反転信号がハイ論理である時水平N(Nは2以上の定数)ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。
【請求項6】
複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネル、デジタルビデオデータを前記データラインに供給されるデータ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換するデータ駆動回路、及び前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える液晶表示装置の駆動方法において、
デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断する段階と、
前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階と、
前記デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化する段階と、
前記デジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給する段階と、
前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げる段階を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項7】
前記タイミングコントローラでゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御する段階と、
前記タイミングコントローラでソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御する段階をさらに含み、
前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直N(Nは2以上の定数)ドットインバージョン形態に反転されるようにN水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項8】
前記ダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階が、
前記タイミングコントローラで前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1チャージシェア信号を発生する段階と、
前記タイミングコントローラで前記ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第2チャージシェア信号を発生する段階と、
前記タイミングコントローラで前記第1チャージシェア信号と前記第2チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生する段階を含むことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項9】
前記ドット反転制御信号を活性化する段階が、
前記タイミングコントローラで前記デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生する段階と、
前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生する段階を含むことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項10】
前記第1チャージシェア信号を発生する段階が、
1ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビートに根拠して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で優勢な階調を所定のしきい値(%)と比べて1ラインデータの代表階調を前記データ電圧の階調と判断することを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項11】
前記データ駆動回路で前記ドット反転信号がロー論理である時水平1ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する段階と、
前記データ駆動回路で前記ドット反転信号がハイ論理である時水平N(Nは2以上の定数)ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する段階をさらに含むことを特徴とする請求項9記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項1】
複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネルと、
入力デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断して、前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化して、前記入力デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化するタイミングコントローラと、
前記タイミングコントローラからのデジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給して前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げるデータ駆動回路と、
前記タイミングコントローラの制御の下に前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記タイミングコントローラが、
ゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御して、
ソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御して、
前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直N(Nは2以上の整数)ドットインバージョン形態に反転されるようにN水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記タイミングコントローラが、
前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1チャージシェア信号を発生するデータチェック部と、
前記ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第2チャージシェア信号を発生する極性チェック部と、
前記第1チャージシェア信号と前記第2チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生するダイナミックチャージシェア制御信号発生部と、
前記入力デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生して前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生するドット反転制御信号発生部を備えることを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記データチェック部が、
1ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビートに根拠して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で優勢な階調を所定のしきい値(%)と比べて1ラインデータの代表階調を前記データ電圧の階調と判断することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記データ駆動回路が、
前記ドット反転信号がロー論理である時水平1ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給して、前記ドット反転信号がハイ論理である時水平N(Nは2以上の定数)ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。
【請求項6】
複数のデータラインと複数のゲートラインが交差されて複数の液晶セルを持つ液晶表示パネル、デジタルビデオデータを前記データラインに供給されるデータ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換するデータ駆動回路、及び前記ゲートラインにスキャンパルスを順次に供給するゲート駆動回路を備える液晶表示装置の駆動方法において、
デジタルビデオデータの階調と前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を判断する段階と、
前記データ電圧の階調がホワイト階調からブラック階調に変わる時点と前記データ電圧の極性が反転される時点を指示するダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階と、
前記デジタルビデオデータで前記ホワイト階調と前記ブラック階調のデータが規則的に配列される脆弱パターンを検出して前記脆弱パターンが入力される時前記データラインに供給されるデータ電圧の水平極性反転周期を広げるためのドット反転制御信号を活性化する段階と、
前記デジタルビデオデータを前記データ電圧に変換して前記データ電圧の極性を変換して、前記ダイナミックチャージシェア制御信号に応答して正極性データ電圧と負極性データ電圧の間の共通電圧及びチャージシェア電圧の内で何れか一つを前記データラインに供給する段階と、
前記ドット反転制御信号に応答して前記データ電圧の水平極性反転周期を広げる段階を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項7】
前記タイミングコントローラでゲートスタートパルス、ゲートシフトクロック信号、及びゲート出力イネーブル信号を含むゲートタイミング信号をさらに発生して前記ゲート駆動回路の動作タイミングを制御する段階と、
前記タイミングコントローラでソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、ソース出力イネーブル信号、及び極性制御信号を含むデータタイミング信号をさらに発生して前記データ駆動回路の動作タイミングを制御する段階をさらに含み、
前記極性制御信号は前記データラインに供給されるデータ電圧の極性が垂直N(Nは2以上の定数)ドットインバージョン形態に反転されるようにN水平期間単位で論理が反転されることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項8】
前記ダイナミックチャージシェア制御信号を活性化する段階が、
前記タイミングコントローラで前記デジタルビデオデータの階調を分析して連続的に入力される二つのデジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わるかどうかを分析して前記デジタルビデオデータがホワイト階調からブラック階調に変わる時点を指示する第1チャージシェア信号を発生する段階と、
前記タイミングコントローラで前記ゲートシフトクロックをカウントして前記データラインに供給されるデータ電圧の極性反転時点を分析して、その極性反転時点を指示する第2チャージシェア信号を発生する段階と、
前記タイミングコントローラで前記第1チャージシェア信号と前記第2チャージシェア信号を利用して前記ダイナミックチャージシェア制御信号を発生する段階を含むことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項9】
前記ドット反転制御信号を活性化する段階が、
前記タイミングコントローラで前記デジタルビデオデータをチェックして前記脆弱パターンが入力される時前記ドット反転制御信号をハイ論理で発生する段階と、
前記脆弱パターン以外の他のデータが入力される時前記ドット反転制御信号をロー論理で発生する段階を含むことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項10】
前記第1チャージシェア信号を発生する段階が、
1ラインに含まれた前記デジタルビデオデータそれぞれの最上位ビートに根拠して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータそれぞれの階調を判断して前記1ラインに含まれたデジタルビデオデータの内で優勢な階調を所定のしきい値(%)と比べて1ラインデータの代表階調を前記データ電圧の階調と判断することを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項11】
前記データ駆動回路で前記ドット反転信号がロー論理である時水平1ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する段階と、
前記データ駆動回路で前記ドット反転信号がハイ論理である時水平N(Nは2以上の定数)ドットインバージョン形態の極性で前記データ電圧を前記データラインに供給する段階をさらに含むことを特徴とする請求項9記載の液晶表示装置の駆動方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2009−9087(P2009−9087A)
【公開日】平成21年1月15日(2009.1.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−339684(P2007−339684)
【出願日】平成19年12月28日(2007.12.28)
【出願人】(501426046)エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年1月15日(2009.1.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年12月28日(2007.12.28)
【出願人】(501426046)エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Fターム(参考)】
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