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KR101965258B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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KR101965258B1
KR101965258B1 KR1020120016471A KR20120016471A KR101965258B1 KR 101965258 B1 KR101965258 B1 KR 101965258B1 KR 1020120016471 A KR1020120016471 A KR 1020120016471A KR 20120016471 A KR20120016471 A KR 20120016471A KR 101965258 B1 KR101965258 B1 KR 101965258B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 화소들을 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 복수의 화소들 각각은, 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하고, 화소 전극과 제2 공통 전압 전극 사이에 연결된 저장 커패시터를 포함하고, 상기 표시 장치의 구동 방법은, 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단하는 단계; 상기 영상 데이터가 변화된 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 저장 커패시터에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨을 저장하는 단계; 및 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 제2 공통 전압 전극에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계를 포함하는, 표시 장치 구동 방법이 제공된다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{Displaying apparatus and method for driving the same}
본 발명의 실시예들은 표시 장치 및 표시 장치 구동 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 화소들을 포함하고, 복수의 화소들에서 영상 데이터에 대응하는 휘도의 빛을 방출하여 영상 데이터를 표시한다. 복수의 화소들은 각 화소에 인가되는 전압 또는 전류의 크기에 따라 방출되는 빛의 휘도를 조절한다. 복수의 화소들에는 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호가 인가되는데, 데이터 신호를 생성하고 구동하기 위해 상당한 전력이 소모된다.
한편, 복수의 화소들 각각에는 데이터 신호의 레벨을 저장하는 저장 커패시터가 구비될 수 있다. 저장 커패시터는 데이터 신호가 인가되고 다음 데이터 신호가 인가되기 전까지 데이터 신호의 레벨을 저장한다. 저장 커패시터는 데이터 신호가 인가되는 타이밍 이외에는 스위칭 소자에 의해 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인으로부터 차단된다. 그런데 스위칭 소자를 통해 누설 전류가 발생하는 경우, 저장 커패시터에 저장된 전하가 누설되어, 화질이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 데이터 신호를 구동하기 위한 전력 소모를 감소시키면서, 저장 커패시터로부터의 누설 전류로 인한 화질 저하를 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 복수의 화소들을 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 복수의 화소들 각각은, 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하고, 화소 전극과 제2 공통 전압 전극 사이에 연결된 저장 커패시터를 포함하고, 상기 표시 장치의 구동 방법은, 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단하는 단계; 상기 영상 데이터가 변화된 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 저장 커패시터에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨을 저장하는 단계; 및 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 제2 공통 전압 전극에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계를 포함하는, 표시 장치 구동 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 현재 프레임의 영상 데이터를 복수의 화소들의 상기 화소 전극에 기입하지 않을 수 있다.
또한, 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계는, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 화소들은 각각, 상기 화소 전극과 제1 공통 전압 전극 사이에 연결된 액정 셀을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 표시 장치 구동 방법은, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 액정 셀에 인가되는 전압의 극성을 반전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 표시 장치 구동 방법은, 상기 복수의 화소들 각각의 저장 커패시터에 전압 레벨을 저장한 이후, 기준 시간을 경과하면, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 표시 장치 구동 방법은, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계는, 상기 화소 전극의 전압 레벨이 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨과 기준값 이상 차이가 나는 경우, 상기 차이 만큼 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시켜 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계는, 일정 시간마다 설정 전압값씩 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 전기 영동 영상 표시 장치 또는 유기 전계 발광 표시 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 따르면, 복수의 화소들을 포함하는 화소부; 상기 복수의 화소들에 제2 공통 전압을 공급하는 공통 전압 구동부; 및 보상 제어부를 포함하고, 상기 복수의 화소들 각각은, 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하고, 화소 전극과 제2 공통 전압 전극 사이에 연결된 저장 커패시터를 포함하고, 상기 보상 제어부는, 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터가 변화된 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 저장 커패시터에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨을 저장하도록 제어하고, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 제2 공통 전압 전극에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키도록 상기 공통 전압 구동부를 제어하는, 표시 장치가 제공된다.
상기 보상 제어부는, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 현재 프레임의 영상 데이터를 복수의 화소들의 상기 화소 전극에 기입하지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 보상 제어부는, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 화소들 각각은, 상기 화소 전극과 제1 공통 전압 전극 사이에 연결된 액정 셀; 및 주사 신호를 전달하는 게이트 라인에 연결된 게이트 전극, 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인에 연결된 제1 전극, 및 상기 화소 전극에 연결된 제2 전극을 포함하는 제1 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보상 제어부는, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 액정 셀에 인가되는 전압의 극성을 반전시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보상 제어부는, 상기 복수의 화소들 각각의 저장 커패시터에 전압 레벨을 저장한 이후, 기준 시간을 경과하면, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨을 저장하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 레벨을 측정하는 전압 측정부를 더 포함하고, 상기 보상 제어부는, 상기 화소 전극의 전압 레벨이 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨과 기준값 이상 차이가 나는 경우, 상기 차이 만큼 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시켜 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보상 제어부는, 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시킬 때, 일정 시간마다 설정 전압값씩 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 전기 영동 영상 표시 장치 또는 유기 전계 발광 표시 장치일 수 있다.
또한, 상기 표시 장치는, 상기 복수의 화소들 각각에 주사 신호를 출력하는 주사 구동부; 상기 복수의 화소들 각각에 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부; 및 상기 주사 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 데이터 신호를 구동하기 위한 전력 소모를 감소시키면서, 저장 커패시터로부터의 누설 전류로 인한 화질 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반전 구동 방식을 나타낸 타이밍도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(100a)의 구조를 나타낸 도면이다.
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에서는 액정 표시 장치를 예로 들어 본 발명의 일 실시예에 다른 표시 장치(100)의 구조 및 동작을 설명한다. 그러나 이는 예시적인 것이고, 본 발명의 실시예는 액정 표시 장치로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(100)는 유기 전계 발광 표시 장치, 전기 영동 영상 표시 장치 등으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 타이밍 제어부(110), 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 화소부(140), 보상 제어부(150), 공통 전압 구동부(160), 백라이트 구동부(170), 및 백라이트 유닛(180)을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(110)는 영상 데이터를 입력받고, 외부 장치(미도시) 또는 제어 블록(미도시)으로부터 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 및 클럭신호 등을 수신하여, 영상 데이터 신호, 데이터 구동 제어신호, 및 게이트 구동 제어신호 등을 생성한다.
타이밍 제어부(110)는 수평 동기 신호, 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호 등의 입력 제어 신호를 입력받아 데이터 구동 제어신호를 출력한다. 여기서 데이터 구동 제어신호는 데이터 구동부(130)의 동작을 제어하는 신호로서, 소스쉬프트클럭, 소스스타트펄스, 극성제어신호 및 소스출력인에이블신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(110)는 수직 동기 신호, 클럭 신호 등을 입력받아 게이트 구동 제어신호를 출력한다. 게이트 구동 제어신호는 주사 구동부(120)의 동작을 제어하는 신호로서, 게이트스타트펄스 및 게이트출력인에이블신호 등을 포함할 수 있다.
주사 구동부(120)는 타이밍 제어부(110)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호에 대응하여 행 순서에 따라 스캔 펄스를 순차적으로 갖는 게이트 신호를 발생시키고, 이를 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 공급한다. 이때, 주사 구동부(120)는 DC/DC 컨버터(미도시) 등으로부터 생성되어 제공된 게이트 하이전압과 게이트 로우전압에 따라 각각 스캔 펄스의 전압 레벨을 결정한다. 스캔 펄스의 전압 레벨은 화소(PX)에 구비된 스위칭 소자의 종류에 따라 달라질 수 있다. 즉, 스위칭 소자가 n형 트랜지스터로 구현된 경우, 스캔 펄스는 활성화되는 구간동안 게이트 하이전압을 갖고, 스위칭 소자가 p형 트랜지스터로 구현된 경우, 스캔 펄스는 활성화되는 구간동안 게이트 로우전압을 갖는다.
데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(110)로부터 공급되는 영상 데이터 신호 및 데이터 구동 제어신호에 대응하여 데이터 신호를 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다. 보다 구체적으로, 데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(110)로부터 공급되는 영상 데이터 신호를 샘플링하여 래치한 다음, 감마전압 생성회로(미도시)로부터 공급되는 감마 전압을 이용하여 화소부(140)의 화소(PX)들에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 신호로 변환시킨다.
화소부(140)는 데이터 라인들(D1 내지 Dm) 및 게이트 라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에 위치된 복수의 화소(PX)들을 포함한다. 각 화소(PX)들은 적어도 하나의 데이터 라인(Di), 적어도 하나의 게이트 라인(Gj)에 연결된다. 게이트 라인들(G1 내지 Gn)은 행 방향으로 연장되어 나란하게 배치되고, 데이터 라인들(D1 내지 Dm)은 열 방향으로 연장되어 서로 나란하게 배치된다. 게이트 라인들(G1 내지 Gn)이 열 방향으로 연장되고, 데이터 라인들(D1 내지 Dm)이 행 방향으로 연장된 실시예도 물론 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 구조는 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)는 제1 트랜지스터(M1), 액정 셀(LC), 및 저장 커패시터(Cst)를 포함한다. 제1 트랜지스터(M1)는 게이트 라인(Gj)에 연결된 게이트 전극, 데이터 라인(Di)에 연결된 제1 전극, 및 제1 노드(N1)에 연결된 제2 전극을 구비한다. 제1 트랜지스터(M1)는 스위칭 소자의 역할을 하며, 박막 트랜지스터(TFT, Thin film transistor)로 구현될 수 있다. 제1 노드(N1)는 화소 전극과 전기적으로 등가인 노드이다. 액정 셀(LC)은 제1 노드(N1)와 제1 공통 전압 전극(Vcom1) 사이에 구비된다. 제1 공통 전압 전극(Vcom1)에는 제1 공통 전압이 인가된다. 액정 셀(LC)은 화소 전극 및 제1 공통 전압 전극(Vocm1)과, 이들 사이에 개재된 액정 분자들을 등가적으로 나타낸 것이다.
저장 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와, 제2 공통 전압 전극(Vcom2) 사이에 연결된다. 제2 공통 전압 전극(Vcom2)에는 제2 공통 전압이 인가된다.
게이트 라인(Gj)으로 스캔 펄스가 입력되면, 제1 트랜지스터(M1)가 턴 온 되어, 데이터 라인(Di)을 통해 입력된 데이터 신호가 제1 노드(N1)에 인가된다. 데이터 신호에 의해 저장 커패시터(Cst)에 데이터 신호에 대응되는 전압 레벨이 저장된다. 액정 셀(LC)의 액정 분자들은 제1 노드(N1)의 전압에 따라, 그 배향이 변화되어, 빛 투과도가 변한다.
공통 전압 구동부(160)는 제1 공통 전압 및 제2 공통 전압을 생성하여, 복수의 화소들(PX)에 각각 인가한다. 제1 공통 전압은 액정 셀(LC)의 일단에 인가되는 전압이고, 제2 공통 전압은 저장 커패시터(Cst)의 일단에 인가되는 전압이다. 제1 공통 전압 전극(Vcom1) 및 제2 공통 전압 전극(Vcom2)의 구조는 표시 장치(100)의 반전 구동 방식에 따라 달라질 수 있다.
표시 장치(100)가 프레임 반전 구동 방식을 취하는 경우, 제1 공통 전압 전극(Vcom1)이 복수의 화소들(PX)에 공통으로 연결되고, 제2 공통 전압 전극(Vcom2)도 복수의 화소들(PX)에 공통으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 공통 전압 구동부(160)는 하나의 제1 공통 전압 및 하나의 제2 공통 전압 전극을 생성하여 출력한다.
표시 장치(100)가 라인 반전 방식 또는 도트 반전 방식을 취하는 경우, 제1 공통 전압 전극(Vcom1)과 제2 공통 전압 전극(Vcom2)은 동일한 극성을 가지는 화소들(PX) 사이에 공통으로 연결될 수 있다. 즉, 라인 반전 방식인 경우, 제1 공통 전압 전극(Vcom1)과 제2 공통 전압 전극(Vcom2)은 행 단위로 걸러서, 또는 열 단위로 걸러서 공통으로 연결될 수 있다. 도트 반전 방식을 취하는 경우, 제1 공통 전압 전극(Vcom1)과 제2 공통 전압 전극(Vcom2)은 도트 단위로 걸러서 공통으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 공통 전압 구동부(160)는 서로 다른 레벨의 두 개의 제1 공통 전압과, 서로 다른 레벨의 두 개의 제2 공통 전압을 생성하여 출력한다.
보상 제어부(150)는 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단하고, 영상 데이터가 변화된 경우, 복수의 화소들(PX) 각각의 저장 커패시터(Cst)에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨을 저장하고, 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 복수의 화소들(PX) 각각의 제2 공통 전압 전극(Vcom2)에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키도록 타이밍 제어부(11) 및 공통 전압 구동부(160)를 제어한다. 보상 제어부(150)의 상세한 동작은 아래에서 다시 설명한다.
백라이트 유닛(180)은 화소부(140)의 후면에 배치되어, 백라이트 구동부(170)로부터 공급되는 백라이트 구동신호(BLC)에 의해 발광되어, 광을 화소부(140)의 화소(PX)들로 조사한다. 백라이트 구동부(170)는 타이밍 제어부(110)의 제어에 따라, 백라이트 구동신호(BLC)를 생성하고 백라이트 유닛(180)으로 출력하여, 백라이트 유닛(180)의 발광을 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법은 프레임이 전환되어 영상 데이터가 입력되면(S302), 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단한다(S304).
영상 데이터가 변화되면, 보상 제어부(150)는 화소들(PX)의 화소 전극에 데이터 신호를 인가하여, 저장 커패시터(Cst)에 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하도록 타이밍 제어부(110)를 제어한다(S305). 이러한 경우, 타이밍 제어부(110)가 주사 구동부(120)와 데이터 구동부(130)를 제어하여, 데이터 구동부(130)는 입력된 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 생성하여 각 화소들(PX)로 출력하고, 주사 구동부(120)는 행 단위로 화소들(PX)을 스캔하여, 화소들(PX)의 저장 커패시터(Cst)에 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장한다.
영상 데이터가 변화되지 않으면, 보상 제어부(150)는 제2 공통 전압을 변화시켜, 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록, 공통 전압 구동부(160)를 제어한다(S306). 이러한 경우, 프레임이 전환되더라도, 주사 구동부(120) 및 데이터 구동부(130)는 화소들(PX)에 데이터 신호를 기입하지 않는다.
본 실시예는 프레임이 전환되어도 영상 데이터에 변화가 없는 경우, 화소들(PX)에 데이터 신호를 기입하지 않음으로 인해, 데이터 신호 구동으로 인한 소비 전력을 절약하는 효과가 있다. 그런데 이러한 경우, 화소들(PX) 각각의 제1 트랜지스터(M1)가 턴 오프 상태임에도 불구하고, 제1 트랜지스터(M1)를 통한 누설 전류가 발생하여, 화소 전극의 전압 레벨이 떨어질 수 있다. 실질적으로 제1 트랜지스터(M1)의 누설 전류를 완전히 제거하기는 어렵다. 본 발명의 실시예들은 프레임이 전환되어도 영상 데이터에 변화가 없는 경우, 화소들(PX)에 데이터 신호를 기입하지 않으면서, 화소들(PX) 각각의 저장 커패시터(Cst)에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 변화시켜, 화소 전극의 전압 강하로 인한 화질 저하를 방지한다. 따라서 이러한 구성에 의해, 본 발명의 실시예들은 표시 장치(100)의 전력 소모를 감소시킴과 동시에 화질 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
보상 제어부(150)가 제2 공통 전압을 변화시키는 방식은 예를 들면, 화소들(PX)의 화소 전극의 전압 강하를 측정하여, 전압 강하 레벨에 따라 제2 공통 전압을 변화시키는 방식, 소정의 주기마다 소정의 레벨만큼 제2 공통 전압을 변화시키는 방식 등이 가능하다.
제2 공통 전압이 변화되면, 복수의 화소들(PX)의 화소 전극의 전압이 저장 커패시터(Cst)를 통해 부스팅되어, 전압 강하가 보상된다.
도 3의 S302, S304, S305, S306 단계들은 표시 장치의 구동이 종료될 때까지, 즉 영상 데이터의 입력이 종료될 때까지 반복된다(S308).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다. 여기서 G1은 첫 번째 행의 게이트 라인(G1)의 신호 레벨, Gn은 n번째 행의 게이트 라인(Gn)의 신호 레벨, Cst는 복수의 화소들(PX) 중 제1 행의 어느 화소의 저장 커패시터(Cst)의 전압 레벨, Vpx는 상기 제1 행의 어느 화소의 화소 전극의 전압 레벨, Vcom2는 상기 제1 행의 어느 화소의 제2 공통 전압 전극의 전압 레벨을 나타낸다. 이하에서는 상기 제1 행의 어느 화소는 설명의 편의상 제1 화소로 지칭한다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 화소에 데이터 신호가 인가된 시점(T1) 이후에 제2 구동 전압의 전압 레벨이 증가하여 화소 전극의 전압 레벨(Vpx)이 일정하게 유지될 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 제1 화소의 저장 커패시터(Cst)의 전압 레벨은 누설 전류로 인해 서서히 감소하는데, 저장 커패시터(Cst) 양단에 걸리는 전압이 감소하더라도, 제2 구동 전압이 증가하면서 저장 커패시터(Cst)를 통해 화소 전극의 전압 레벨(Vpx)을 부스팅시켜, 화소 전극의 전압 레벨(Vpx)을 일정하게 유지한다.
도 4에서 T2 시점은 영상 데이터가 변화되어 화소 전극에 데이터 신호가 인가되는 시점을 의미한다. 따라서 본 실시예에 따르면, 영상 데이터의 변화가 없는 T1 시점과 T2 시점 사이의 P1 구간 동안, 화소 전극의 전압 레벨(Vpx)이 일정하게 유지될 수 있다.
도 4에서는 제2 공통 전압 전극의 전압 레벨(Vcom2)이 P1 구간동안 계속적으로 증가하는 실시예를 도시하였지만, 제2 공통 전압 전극의 전압 레벨(Vcom2)이 비연속적으로 증가하는 실시예도 가능하다. 예를 들면, 제2 공통 전압은 계단식으로 증가할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에 따르면, 영상 데이터가 변화되지 않는 동안, 소정의 주기마다, 화소 전극의 전압을 다시 기입한다.
우선 본 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법은, 프레임이 전환되어 영상 데이터가 입력되면(S602), 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단한다(S604).
영상 데이터가 변화되었으면, 보상 제어부(150)는 화소들(PX)의 화소 전극에 데이터 신호를 인가하여, 저장 커패시터(Cst)에 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하도록 타이밍 제어부(110)를 제어한다(S605).
영상 데이터가 변화되지 않으면, 보상 제어부(150)는 제2 공통 전압을 변화시켜, 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록, 공통 전압 구동부(160)를 제어한다(S606). 이러한 경우, 프레임이 전환되더라도, 주사 구동부(120) 및 데이터 구동부(130)는 화소들(PX)에 데이터 신호를 기입하지 않는다.
또한, 본 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법은, 화소들(PX)에 데이터 신호가 기입된 시점부터 기준 시간이 경과하였는지 여부를 판단한다(S608). 데이터 신호가 기입된 시점은 예를 들면 첫 번째 행의 화소들(PX)에 데이터 신호가 인가된 시점 또는 모든 화소들(PX)에 데이터 신호의 기입이 완료된 시점, 영상 데이터가 변화되었음을 검출한 후의 소정의 기준 시점 등일 수 있다. 또한 화소들(PX)에 데이터 신호가 기입된 시점으로부터 기준 시간이 경과하였는지 여부를 판단하기 위해, 데이터 신호가 기입된 시점으로부터 시간을 카운팅하는 타이머(미도시)가 이용될 수 있다.
화소들(PX)에 데이터 신호가 기입된 시점부터 기준 시간이 경과한 경우, 복수의 화소들(PX)에 현재의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호가 인가되어 리프레쉬된다(S610).
S602, S604, S605, S606, S608, 및 S610 단계들은 표시 장치의 구동이 종료될 때까지, 즉 영상 데이터의 입력이 종료될 때까지 반복된다(S612).
본 실시예에 따르면, 제2 공통 전압을 통한 화소 전극의 전압 레벨 보상 방식에 의해 표시 장치(100)에서 표시되는 영상이 왜곡되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 기준 시간은 예를 들면, 표시 장치(100)의 수평 주기의 정수배의 시간일 수 있다.
다른 예로서, 상기 기준 시간은 표시 장치(100)의 최저 계조에 해당하는 데이터 신호가 저장 커패시터(Cst)에 저장되었을 때, 저장 커패시터(Cst)가 누설 전류에 의해 제2 공통 전압 레벨까지 완전히 방전되는 시간일 수 있다. 이러한 경우, 상기 기준 시간은 상기 제2 공통 전압이 변화되는 것을 고려하여 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
앞서 도 5를 인용하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 영상 데이터 변화가 없는 경우, 화소들(PX)의 화소 전극의 전압 레벨은 기준 시간마다 리프레쉬된다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, T3 시점에 복수의 화소들(PX)에 데이터 신호가 인가되고, 기준 시간(Pref)이 경과될 때까지 영상 데이터의 변화가 없어 화소들(PX)에 데이터 신호가 다시 인가되지 않은 경우, 데이터 신호가 인가된 T3 시점으로부터 기준 시간(Pref)만큼 경과한 T4 시점에 상기 제1 화소의 화소 전극에 현재 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호가 인가된다. 이 때, 제2 공통 전압(Vcom2)은 T4 시점까지 증가 또는 감소하다가, T4 시점에 다시 초기 레벨로 변화된다. 여기서 초기 레벨은 제2 공통 전압(Vcom2)이 변화되기 이전의 레벨, 즉 T3 시점 이전의 레벨일 수 있다.
이후 T5 시점에 영상 데이터의 변화가 검출된 경우, 화소들(PX)의 화소 전극에 입력된 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호가 인가된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반전 구동 방식을 취하면서, 프레임 전환시 영상 데이터의 변화가 있는 경우에만 반전 구동을 하고, 영상 데이터의 변화가 없는 경우에는 반전 구동을 수행하지 않는다.
우선 본 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법은, 프레임이 전환되어 영상 데이터가 입력되면(S802), 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단한다(S804).
영상 데이터가 변화되었으면, 보상 제어부(150)는 화소들(PX)의 화소 전극에 데이터 신호를 인가하여, 저장 커패시터(Cst)에 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하도록 타이밍 제어부(110)를 제어한다. 이 때, 저장 커패시터(Cst) 및 액정 셀(LC)에 인가되는 전압의 극성이 반전되는 반전 구동이 수행된다(S806). 본 실시예에 따른 반전 구동은, 프레임 반전 방식, 행 반전 방식, 열 반전 방식, 도트 반전 방식 중 어느 하나일 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반전 구동 방식을 나타낸 타이밍도이다.
반전 구동 방식은 도 8에 도시된 바와 같이, 프레임이 전환될 때마다, 저장 커패시터(Cst) 및 액정 셀(LC)에 걸리는 전압의 극성이 반전된다. 도 8은 프레임이 전환될 때마다 영상 데이터가 변화되는 예를 도시하였다. 본 실시예에 따르면, 프레임이 전환될 때 영상 데이터가 변화되지 않는 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이 화소 전극에 데이터 신호가 인가되지 않고, 제2 공통 전압(Vcom2)이 변화하여 화소 전극의 전압 강하가 보상된다.
반전 구동 방식에서는, 현재 프레임에서 저장 커패시터(Cst)와 액정 셀(LC)에 걸리는 전압의 극성에 따라, 화소 전극의 전압 강하를 보상하기 위해 제2 공통 전압(Vcom2)을 변화시키는 방향이 달라진다. 제2 공통 전압(Vcom2)을 기준으로 화소 전극에 음의 극성의 전압이 인가된 경우, 제2 공통 전압(Vcom2)은 화소 전극의 전압 강하를 보상하기 위해 감소하는 방향으로 변화된다. 제2 공통 전압(Vcom2)을 기준으로 화소 전극에 양의 극성의 전압이 인가된 경우, 제2 공통 전압(Vcom2)은 화소 전극의 전압 강하를 보상하기 위해 증가하는 방향으로 변화된다.
다시 도 7을 참조하면, 영상 데이터가 변화되지 않으면, 보상 제어부(150)는 제2 공통 전압을 변화시켜, 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록, 공통 전압 구동부(160)를 제어한다(S808). 이러한 경우, 프레임이 전환되더라도, 주사 구동부(120) 및 데이터 구동부(130)는 화소들(PX)에 데이터 신호를 기입하지 않는다.
S802, S804, S806, 및 S808 단계들은 표시 장치의 구동이 종료될 때까지, 즉 영상 데이터의 입력이 종료될 때까지 반복된다(S810).
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(100a)의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(100a)는 타이밍 제어부(110), 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 화소부(140), 보상 제어부(150), 공통 전압 구동부(160), 백라이트 구동부(170), 백라이트 유닛(180), 및 전압 측정부(190)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 보상 제어부(150)는 프레임 전환 시, 영상 데이터의 변화가 없는 경우, 화소들(PX)의 화소 전극의 전압을 측정하면서, 화소 전극에서 기준값 이상의 전압 강하가 발생한 경우, 제2 공통 전압(Vcom2)의 레벨을 전압 강하 량만큼 변화시켜 화소들(PX)의 화소 전극의 전압 강하를 보상한다. 이를 위해 전압 측정부(190)는 복수의 화소들(PX) 중 일부 또는 전부의 화소 전극의 전압을 측정할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 실제로 전압 강하가 발생한 양만큼 화소 전극의 전압 강하를 보상해주기 때문에, 보다 정확한 화소 전극의 전압 강하 보상이 가능하다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100, 100a 표시 장치 110 타이밍 제어부
120 주사 구동부 130 데이터 구동부
140 화소부 PX 화소
150 보상 제어부 160 공통 전압 구동부
170 백라이트 구동부 180 백라이트 유닛
M1 제1 트랜지스터 LC 액정 셀
Cst 저장 커패시터 Vcom1 제1 공통 전압
Vcom2 제2 공통 전압 190 전압 측정부

Claims (19)

  1. 복수의 화소들을 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 복수의 화소들 각각은, 화소 전극과 제1 공통 전압 전극 사이에 연결된 액정 셀 및 상기 화소 전극과 제2 공통 전압 전극 사이에 연결된 저장 커패시터를 포함하고, 상기 표시 장치의 구동 방법은,
    현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 영상 데이터가 변화된 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 인가하여, 상기 복수의 화소들 각각의 저장 커패시터에 상기 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하는 단계;
    상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 인가하지 않고, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 제2 공통 전압 전극에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계; 및
    상기 영상 데이터가 변화되지 않은 시간이 기준 시간을 경과한 때, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 제2 공통 전압 전극에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 상기 제2 공통 전압의 레벨이 변화되기 이전의 레벨로 변화시키는 단계;를 포함하는, 표시 장치 구동 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계는, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는, 표시 장치 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 각각, 상기 화소 전극과 제1 공통 전압 전극 사이에 연결된 액정 셀을 포함하는, 표시 장치 구동 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영상 데이터가 변화된 경우, 상기 액정 셀에 인가되는 전압의 극성을 반전시키는 단계를 더 포함하는, 표시 장치 구동 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상 데이터가 변화되지 않은 시간이 기준 시간을 경과한 때, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 구동 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치 구동 방법은, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계는, 상기 화소 전극의 전압 레벨이 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨과 기준값 이상 차이가 나는 경우, 상기 차이 만큼 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시켜 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상하는, 표시 장치 구동 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키는 단계는, 일정 시간마다 설정 전압값씩 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시키는, 표시 장치 구동 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 전기 영동 영상 표시 장치 또는 유기 전계 발광 표시 장치인, 표시 장치 구동 방법.
  10. 복수의 화소들을 포함하는 화소부;
    상기 복수의 화소들 각각에 주사 신호를 출력하는 주사 구동부;
    상기 복수의 화소들 각각에 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부;
    상기 주사 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부;
    상기 복수의 화소들에 제2 공통 전압을 공급하는 공통 전압 구동부; 및
    보상 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 화소들 각각은, 화소 전극과 제1 공통 전압 전극 사이에 연결된 액정 셀 및 상기 화소 전극과 제2 공통 전압 전극 사이에 연결된 저장 커패시터를 포함하고,
    상기 보상 제어부는, 현재 프레임의 영상 데이터가 이전 프레임의 영상 데이터로부터 변화되었는지 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터가 변화된 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 인가하도록 상기 타이밍 제어부를 제어하고, 상기 복수의 화소들 각각의 저장 커패시터에 상기 데이터 신호에 대응하는 전압 레벨을 저장하도록 제어하고, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 인가하지 않도록 상기 타이밍 제어부를 제어하고, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 제2 공통 전압 전극에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키도록 상기 공통 전압 구동부를 제어하고,
    상기 보상 제어부는 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 시간이 기준 시간을 경과한 때, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 제2 공통 전압 전극에 인가되는 제2 공통 전압의 레벨을 상기 제2 공통 전압의 레벨이 변화되기 이전의 레벨로 변화시키는, 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보상 제어부는, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 경우, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시키도록 제어하는, 표시 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 화소들 각각은,
    상기 화소 전극과 제1 공통 전압 전극 사이에 연결된 액정 셀; 및
    주사 신호를 전달하는 게이트 라인에 연결된 게이트 전극, 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인에 연결된 제1 전극, 및 상기 화소 전극에 연결된 제2 전극을 포함하는 제1 트랜지스터를 더 포함하는, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보상 제어부는, 상기 영상 데이터가 변화된 경우, 상기 액정 셀에 인가되는 전압의 극성을 반전시키도록 제어하는, 표시 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 보상 제어부는, 상기 영상 데이터가 변화되지 않은 시간이 기준 시간을 경과한 때, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극에 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 인가하도록 제어하는, 표시 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 상기 복수의 화소들 각각의 상기 화소 전극의 전압 레벨을 측정하는 전압 측정부를 더 포함하고,
    상기 보상 제어부는, 상기 화소 전극의 전압 레벨이 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 대응하는 전압 레벨과 기준값 이상 차이가 나는 경우, 상기 차이 만큼 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시켜 상기 화소 전극의 전압 강하를 보상하도록 제어하는, 표시 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 보상 제어부는, 상기 제2 공통 전압의 레벨을 변화시킬 때, 일정 시간마다 설정 전압값씩 상기 제2 공통 전압 레벨을 변화시키도록 제어하는, 표시 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 전기 영동 영상 표시 장치 또는 유기 전계 발광 표시 장치인, 표시 장치.
  19. 삭제
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