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KR20040104783A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

액정 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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KR20040104783A
KR20040104783A KR1020030036017A KR20030036017A KR20040104783A KR 20040104783 A KR20040104783 A KR 20040104783A KR 1020030036017 A KR1020030036017 A KR 1020030036017A KR 20030036017 A KR20030036017 A KR 20030036017A KR 20040104783 A KR20040104783 A KR 20040104783A
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KR
South Korea
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data
image data
bundle
liquid crystal
signal
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KR1020030036017A
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English (en)
Inventor
김태성
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 이 액정 표시 장치는 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 기억하고 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 외부로부터의 영상 데이터를 묶음별로 차례로 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부를 포함한다. 이 때, 데이터 구동부는 이전 영상 데이터 묶음과 동일한 영상 데이터 묶음은 수신하지 않는다. 그로 인해, 신호 전송을 최소화하여 신호 전송에 따른 전력 소모 및 EMI를 저감할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치는 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.
이러한 TFT-LCD를 구동하기 위한 영상 데이터는 대부분의 경우 컴퓨터 또는 그래픽 제어기에서 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 신호 또는 LVDS(low voltage differential signal) 형태로 액정 표시 장치의 신호 제어부로 전송되고, 신호 제어부에서 데이터 복원 또는 영상 처리 과정을 거친 후 CMOS 데이터 형태로 전환되어 TFT-LCD의 데이터 구동부로 전송된다. 행 단위로 전송된 영상 데이터는 액정 표시판에 부착된 데이터 구동 IC(integrated circuit)에서 아날로그 계조 전압으로 변환되어 표시판을 구동하는데, 통상적으로 한 행의 데이터가 데이터 구동 IC 안에 기억되어 동일한 시간에 표시판을 구동한다. 따라서 항상 한 행의 데이터가 샘플링되는 동안 이전 행의 데이터는 데이터 구동 IC 안에 기억되어 있다.
공간적으로나 시간적으로 끊임없이 변하는 동영상 화면을 제외하면 일반적으로 액정 표시 장치에 표시되는 화면은 OA(office automation) 프로그램이 실행된 화면 등과 같이 표시 패턴이 상당히 단순하여 화면의 상당 부분이 동일 색깔, 동일 밝기로 반복되는 성질을 가지고 있다. 또한 시간적인 측면에서도 프레임간에 변하는 데이터 양이 매우 적어 극히 일부분의 데이터만 프레임 별로 변할 뿐 나머지 부분은 계속해서 동일한 데이터를 전송한다.
그럼에도 불구하고, 매 행마다 또는 매 프레임마다 데이터를 새로 바꾸어주는 것은 전력의 낭비를 초래한다. 특히 노트북 PC용 액정 표시 장치의 경우를 포함하여, 액정 표시 장치를 저전력으로 구동하는 것은 필수적인데 여러 가지 방법으로 전력 소모를 낮추려는 노력들이 활발히 진행되고 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 신호 전송을 최소화하여 신호 전송에 따른 전력 소모 및 EMI를 저감하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 설명하기 위하여 도시한 예제 화면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시한 액정 표시 장치에서의 영상 데이터와 ES 신호의 파형도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시한 액정 표시 장치에서의 영상 데이터와 FES 신호의 파형도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시한 액정 표시 장치에서의 영상 데이터와 ES 신호의 파형도이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 게이트선과 복수의 데이터선 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 기억하고 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 외부로부터의 상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 전송하되 이전 영상 데이터와 동일한 영상 데이터는 전송하지 않는 신호 제어부를 포함한다.
상기 신호 제어부는 상기 영상 데이터를 이전 영상 데이터와 비교하여 해당하는 정보 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 전송하며, 상기 데이터 구동부는 상기 정보 신호에 따라 상기 영상 데이터를 선택적으로 수신하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 구동부는 상기 영상 데이터를 수신하지 않는 경우 상기 기억된 데이터 전압을 다시 상기 화소에 인가하는 것이 바람직하다.
상기 영상 데이터는 한 행 분량의 영상 데이터이고, 상기 데이터 구동부에 기억되어 있는 데이터 전압은 한 행 분량의 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 게이트선과 복수의 데이터선 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소군을 포함하는 액정 표시판 조립체, 각 영상 데이터군에 대응하는 데이터 전압군을 기억하고 해당하는 상기 화소군에 인가하는 복수의 데이터 구동 회로, 그리고 상기 데이터 구동 회로 각각과 개별적으로 연결되며, 외부로부터의 상기 각 영상 데이터군을 해당하는 상기 데이터 구동 회로에 전송하되 이전 영상 데이터군과 동일한 영상 데이터군은 전송하지 않는 신호 제어부를 포함한다.
상기 신호 제어부는 상기 각 영상 데이터군을 이전 영상 데이터군과 비교하여 해당하는 정보 신호를 생성하여 해당하는 상기 데이터 구동 회로에 전송하며, 상기 각 데이터 구동 회로는 상기 정보 신호에 따라 상기 영상 데이터군을 선택적으로 수신하는 것이 바람직하다.
상기 정보 신호는 상기 신호 제어부와 상기 각 데이터 구동 회로 사이의 데이터 전송 프로토콜 상에 포함되는 신호일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 게이트선과 복수의 데이터선 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 기억하고 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 영상 데이터를 묶음별로 차례로 외부로부터 수신하되 이전 영상 데이터묶음과 동일한 영상 데이터 묶음은 수신하지 않는 신호 제어부를 포함한다.
상기 신호 제어부가 상기 각 영상 데이터 묶음과 이전 영상 데이터 묶음의 동일 여부를 알려주는 외부로부터의 정보 신호에 따라 영상 데이터 묶음을 선택적으로 수신하는 것이 바람직하다.
상기 영상 데이터 묶음은 한 프레임 분량의 영상 데이터이고, 상기 영상 데이터 묶음을 기억하는 프레임 메모리를 더 포함할 수 있다.
상기 신호 제어부는 상기 영상 데이터 묶음을 수신하지 않는 경우 상기 프레임 메모리에 기억되어 있는 상기 영상 데이터 묶음을 다시 상기 데이터 구동부에 전송하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서, 제1 묶음의 데이터를 기억하는 단계, 상기 제1 묶음의 데이터를 해당 화소에 인가하는 단계, 그리고 제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터의 동일 여부에 따라 상기제2 묶음의 데이터를 선택적으로 송수신하는 단계를 포함한다.
상기 제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터가 다르면 상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하고, 상기 제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터가 같으면 상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하지 않는 것이 바람직하다.
상기 제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터를 비교하여 상기 동일 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하면 상기 제2 묶음의 데이터를 해당 화소에 인가하고, 상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하지 않으면 상기 제1 묶음의 데이터를 다시 해당 화소에 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 설명하기 위하여 도시한 예제 화면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storagecapacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.
유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가하며 도 3에 도시한 것처럼 복수의 게이트 구동 IC(440)로 이루어진다.
이러한 게이트 구동 IC(440)는 TCP(tape carrier package)(도시하지 않음)에 실장하여 TCP를 액정 표시판 조립체(300)에 부착할 수도 있고, TCP를 사용하지 않고 유리 기판 위에 게이트 구동 IC(440)를 직접 부착할 수도 있으며(chip on glass, COG 실장 방식), 게이트 구동 IC(440)와 같은 기능을 수행하는 회로를 액정 표시판 조립체(300)에 직접 실장할 수도 있다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에인가하며 도 3에 도시한 바와 같이 복수의 데이터 구동 IC(540)로 이루어진다.
게이트 구동 IC(440)의 실장 방식과 동일하게, 데이터 구동 IC(540)도 TCP에 실장하여 TCP를 액정 표시판 조립체(300)에 부착할 수도 있고, 데이터 구동 IC(540)를 유리 기판 위에 직접 부착할 수도 있으며(COG 실장 방식), 데이터 구동 IC(540)와 같은 기능을 수행하는 회로를 액정 표시판 조립체(300)에 직접 실장할 수도 있다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 신호의 하이 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.
하나의 게이트선(G1-Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴 온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D1-Dm)에 공급한다. 데이터선(D1-Dm)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").
한편 신호 제어부(600)는 인접한 두 화소 행에 대한 영상 데이터를 비교하고 이를 데이터 구동부(500)에 알려주는데 이에 대하여 도 3, 도 4a 및 4b를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시한 액정 표시 장치에서의 영상 데이터와 DES 신호의 파형도이다.
신호 제어부(600)는 한 화소 행에 대한 영상 데이터(이하 "행 데이터"라 함)를 기억할 수 있는 행 메모리(도시하지 않음)를 구비하고 있어 입력되는 행 데이터를 이 행 메모리에 기억한다. 임의의 행 데이터가 입력되면 신호 제어부(600)는 기억되어 있는 이전 행의 데이터를 읽어 내어 비교한 후, 그 동일 여부를 알려주는 데이터 동일 신호(data equality signal)(DES)를 생성한다. 그런 후 신호 제어부(600)는 데이터 동일 신호(DES)를 데이터 구동부(500)로 전송한다. 이 때 데이터 동일 신호(DES)에 따라 해당 영상 데이터(D_line)를 함께 전송하거나 해당 영상 데이터(D_line)를 전송하지 않는다.
이와 같은 데이터 동일 신호(DES)는 별도의 신호선을 추가하거나 프로토콜을 이용하여 전송할 수도 있고, 데이터 인에이블 신호(DE)와 같은 기존의 신호를 이용하여 전송할 수도 있는데, 도 4a는 신호 제어부(600)가 데이터 구동부(500)로 별도의 신호선을 통하여 데이터 동일 신호(DES)를 전송하는 경우를 나타내고, 도 4b는 신호 제어부(600)와 데이터 구동부(500)가 직렬 데이터 전송 방식에 의하여 데이터 전송을 하는 경우 프로토콜을 이용하여 전송 데이터 상의 한 비트를 DES 비트로 할당하여 데이터 동일 신호(DES)를 전송하는 경우를 도시한다.
도 4a 및 4b에 도시한 예에서는 어떤 행 데이터가 이전 행 데이터와 동일한 경우 데이터 동일 신호(DES)를 로우("L") 레벨로 하고 다르면 하이("H") 레벨로 한다.
신호 제어부(600)는 데이터 동일 신호(DES)에 따라 데이터 구동부(500)로 행 데이터를 선택적으로 전송한다. 즉, 신호 제어부(600)는 데이터 동일 신호(DES)가 "H" 레벨이면 행 데이터를 전송하고, "L" 레벨이면 행 데이터를 전송하지 않는다. 데이터 구동부(500)도 데이터 동일 신호(DES)에 따라 행 데이터를 선택적으로 입력받는다. 데이터 동일 신호(DES)가 "L" 레벨이면 데이터 구동부(500)는 디스에이블(disable)되고, 이에 따라 신호 제어부(600)로부터 행 데이터를 수신하지 않을 뿐만 아니라 데이터 샘플링, 디지털-아날로그 변환 등 데이터를 새로 수신했을 때의 동작을 수행하지 않는다. 그 대신 데이터 구동부(500)는 기억되어 있는 이전의 데이터 전압(D_stored)을 그 다음 행에 인가하여 이전 행과 그 다음 행에 동일한 영상을 표시한다.
도 3에 도시한 예제 화면은 A부터 E까지 5개의 영역으로 나뉘어 있으며 각 영역 내의 화소 행 각각은 서로 동일한 데이터를 표시한다.
이와 같은 경우 신호 제어부(600)는 A 영역의 첫 번째 화소 행에 대하여 데이터 동일 신호(DES)를 "H" 레벨로 한 후 행 데이터와 함께 데이터 구동부(500)로 전송한다. 데이터 구동부(500)가 "H" 레벨의 데이터 동일 신호(DES)를 수신하면 신호 제어부(600)로부터 행 데이터를 수신하고 수신된 행 데이터를 행 데이터 전압으로 변환하여 첫 번째 화소 행에 인가한다. A 영역의 두 번째 화소 행부터 A 영역의 마지막 화소 행까지에 대하여 신호 제어부(600)는 각 화소 행마다 데이터 동일 신호(DES)를 "L" 레벨로 하여 데이터 구동부(500)에 전송하고 행 데이터는 전송하지 않는다. 데이터 구동부(500)가 각 화소 행에 대하여 "L" 레벨의 데이터 동일 신호(DES)를 수신하면 신호 제어부(600)로부터 행 데이터를 수신하지 않고 데이터 구동부(500)에 기억되어 있는 A 영역의 첫 번째 행 데이터 전압을 계속하여 해당 화소 행에 인가한다.
신호 제어부(600)와 데이터 구동부(500)는 B 영역 내지 E 영역에 대하여도 A영역에서와 같은 동작을 반복한다. 즉, 신호 제어부(600)와 데이터 구동부(500)는 각 영역의 첫 번째 화소 행에 대해서만 해당 영상 데이터를 서로 송수신하고, 각 영역의 첫 번째 화소 행을 제외한 나머지 화소 행에 대해서는 영상 데이터를 송수신하지 않고 데이터 구동부(500)에 기억되어 있는 각 영역의 첫 번째 화소 행의 데이터 전압을 그대로 출력한다. 이와 같은 방식으로 하면 신호 제어부(600)와 데이터 구동부(500) 간에 5회의 데이터 송수신만으로 한 프레임 전체를 표시할 수 있다.
이와 같이 어떤 행 데이터가 이전 행 데이터와 동일하여 신호 제어부(600)와 데이터 구동부(500)가 해당 데이터를 송수신하지 않으면 데이터 송수신에 수반된 동작을 수행하지 않으므로 전력 소모가 준다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
본 실시예의 액정 표시 장치는 영상 데이터 처리를 위하여 한 프레임의 영상 데이터(이하 "프레임 데이터"라 함) 전부를 기억하는 프레임 메모리(650)를 구비하는데, 프레임 메모리(650)는 신호 제어부(600)에 포함될 수 있다.
인접한 프레임 데이터가 동일한지 여부를 알려주는 외부 장치로부터의 프레임 동일 신호(frame equality signal)(FES)에 따라 신호 제어부(600)는 외부 장치로부터의 프레임 데이터를 선택적으로 수신한다. 즉, 어떤 프레임 데이터가 이전 프레임 데이터와 동일하면 신호 제어부(600)는 그 프레임 데이터를 수신하지 않고, 다르면 수신한다. 프레임 데이터를 수신하지 않는 경우 신호 제어부(600)는 데이터 수신에 따른 여러 동작을 수행하지 않고 프레임 메모리(650)에 기억되어 있는프레임 데이터(D_stored)를 다시 사용한다.
일예로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 프레임 동일 신호(FES) 및 프레임 데이터(D_frame)를 신호 제어부(600)가 수신하는 중 제2 프레임 데이터와 동일한 제3 프레임 데이터 구간에서 프레임 동일 신호(FES)가 "L" 레벨이 되면, 신호 제어부(600)는 제3 프레임 데이터를 수신하지 않는다.
한편 위의 실시예에서는 전후 프레임 데이터 전체가 동일한 경우에 대하여 설명하였지만 전후 프레임 데이터 중 일부분만 다른 경우에도 적절한 신호 처리를 거쳐 프레임 데이터 중 변화된 부분만의 데이터를 신호 제어부(600)가 수신하는 방법으로 본 발명을 확장할 수 있다.
본 실시예에 의한 액정 표시 장치의 구동 방법과 앞선 실시예에 의한 액정 표시 장치의 구동 방법을 병행하여 적용한다면 더욱 큰 효과를 볼 수 있을 것이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 설명한다.
한편 도 7에 도시한 것과 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 신호 제어부(600)가 데이터 구동 IC(540) 각각에 개별적으로 연결되어 각 데이터 구동 IC(540)가 담당하는 화소의 데이터군을 각 데이터 구동 IC(540)에 직접 전송하는 데이터 구동 IC 개별 구동 방식(point-to-point 구동 방식)을 채용하고 있다.
개별 구동 방식에서는 신호 제어부(600)가 한 행 데이터(n-1)를 기억하여 각 데이터 구동 IC(540)가 담당하는 화소의 영상 데이터군을 각 데이터 구동 IC(540)에 1대1로 직접 전송할 수 있을 뿐만 아니라 각 데이터 구동 IC(540)에 동시에 전송할 수 있다. 이와 같이 각각의 데이터 구동 IC(540)에 각각의 데이터군을 동시에 전송하면 기존 병렬 전송 방식에 비하여 훨씬 긴 시간 동안 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우 데이터나 클럭의 주파수를 낮출 수 있고 그 결과 EMI 측면에서 유리하다.
도 8은 도 7에 도시한 액정 표시 장치에서의 영상 데이터와 ES 신호의 파형도이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 신호 제어부(600)는 행 메모리를 구비하고 있어 입력되는 행 데이터를 이 행 메모리에 기억한다. 임의의 행 데이터가 입력되면 신호 제어부(600)는 기억되어 있는 이전 행의 데이터를 읽어 내어 각 데이터 구동 IC(540)가 담당하는 화소군에 대한 영상 데이터군을 비교한 후, 그 동일 여부를 알려주는 데이터 동일 신호(DES)를 생성한다. 그런 후 신호 제어부(600)는 각각의 데이터 동일 신호(DES)를 해당 데이터 구동 IC(540)로 전송한다.
본 실시예에서는 신호 제어부(600)와 각 데이터 구동 IC(540)가 직렬 데이터 전송 방식에 의하여 데이터를 전송하므로 프로토콜을 이용하여 전송 데이터 상의 한 비트를 DES 비트로 할당하여 데이터 동일 신호(DES)를 전송한다.
도 8에 도시한 예에서는 어떤 영상 데이터군이 이전 영상 데이터군과 동일한 경우 데이터 동일 신호(DES)를 "L" 레벨로 하고, 다르면 "H" 레벨로 한다.
신호 제어부(600)는 각각의 데이터 동일 신호(DES)에 따라 해당 데이터 구동 IC(540)로 해당 영상 데이터군을 선택적으로 전송한다. 즉, 신호 제어부(600)는데이터 동일 신호(DES)가 "H" 레벨이면 해당 영상 데이터군을 전송하고, "L" 레벨이면 해당 영상 데이터군을 전송하지 않는다. 해당 데이터 구동 IC(540)도 데이터 동일 신호(DES)에 따라 해당 영상 데이터군을 선택적으로 수신한다. 데이터 동일 신호(DES)가 "L" 레벨이면 해당 데이터 구동 IC(540)는 신호 제어부(600)로부터 해당 영상 데이터군을 수신하지 않을 뿐만 아니라 데이터 샘플링, 디지털-아날로그 변환 등 데이터를 새로 수신했을 때의 동작을 수행하지 않는다. 그 대신 해당 데이터 구동 IC(540)는 기억되어 있는 이전의 데이터 전압군을 그 다음 화소군에 인가하여 이전 화소군과 그 다음 화소군에 동일한 영상을 표시한다.
일예로서, 신호 제어부(600)와 각 데이터 구동 IC(540)가 해당 데이터 동일 신호(DES) 및 해당 영상 데이터군을 송수신하는 중, 도 8에 도시한 것처럼 세 번째 영상 데이터군(D3')이 이전 영상 데이터군(D3')과 동일하면 신호 제어부(600)는 세 번째 데이터 구동 IC에 데이터 동일 신호(DES)를 "L" 레벨로 하여 전송하고 해당 영상 데이터군(D3')을 전송하지 않는다. 세 번째 데이터 구동 IC는 "L" 레벨의 데이터 동일 신호(DES)를 수신하면 해당 영상 데이터군을 수신하지 않고 데이터 수신에 따른 동작을 수행하지 않는다.
본 실시예처럼 개별 구동 방식을 이용하면 한 행 데이터 전체가 동일할 확률보다 각 데이터 구동 IC(540)별로 담당하는 화소의 데이터군이 동일할 확률이 높아서 각 데이터 구동 IC(540)가 해당 데이터군을 수신하지 않는 경우가 많으므로 전력 절감 효과나 EMI 감소 효과가 클 것으로 예상된다. 통상적으로 8개의 데이터 구동 IC(540)를 사용할 경우 데이터가 동일하게 될 확률은 최대 8배가 된다.
또한 본 실시예에서는 신호 제어부(600)와 각 데이터 구동 IC(540)가 직렬 데이터 전송 방식에 의하여 데이터를 전송하므로 프로토콜을 이용해서 전송 데이터 상의 한 비트를 DES 비트로 할당하여 데이터군 동일 여부를 판별할 수 있기 때문에 본 발명을 구현하는 것도 간단하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이, 액정 표시 장치에 표시되는 영상 데이터가 행 단위처럼 공간적으로 동일한 경우 신호 제어부와 데이터 구동부 사이에 영상 데이터의 송수신이 일어나지 않게 함으로써, 프레임 단위처럼 시간적으로 동일한 경우 외부 장치로부터 신호 제어부가 영상 데이터를 수신하지 않음으로써 전력 소모를 저감할 수 있으며 EMI 발생을 줄일 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체,
    영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 기억하고 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고
    외부로부터의 상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 전송하되 이전 영상 데이터와 동일한 영상 데이터는 전송하지 않는 신호 제어부
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 신호 제어부는 상기 영상 데이터를 이전 영상 데이터와 비교하여 해당하는 정보 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 전송하며,
    상기 데이터 구동부는 상기 정보 신호에 따라 상기 영상 데이터를 선택적으로 수신하는
    액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 데이터 구동부는 상기 영상 데이터를 수신하지 않는 경우 상기 기억된데이터 전압을 다시 상기 화소에 인가하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 영상 데이터는 한 행 분량의 영상 데이터이고, 상기 데이터 구동부에 기억되어 있는 데이터 전압은 한 행 분량의 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압인 액정 표시 장치.
  5. 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소군을 포함하는 액정 표시판 조립체,
    각 영상 데이터군에 대응하는 데이터 전압군을 기억하고 해당하는 상기 화소군에 인가하는 복수의 데이터 구동 회로, 그리고
    상기 데이터 구동 회로 각각과 개별적으로 연결되며, 외부로부터의 상기 각 영상 데이터군을 해당하는 상기 데이터 구동 회로에 전송하되 이전 영상 데이터군과 동일한 영상 데이터군은 전송하지 않는 신호 제어부
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 신호 제어부는 상기 각 영상 데이터군을 이전 영상 데이터군과 비교하여 해당하는 정보 신호를 생성하여 해당하는 상기 데이터 구동 회로에 전송하며,
    상기 각 데이터 구동 회로는 상기 정보 신호에 따라 상기 영상 데이터군을 선택적으로 수신하는
    액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 정보 신호는 상기 신호 제어부와 상기 각 데이터 구동 회로 사이의 데이터 전송 프로토콜 상에 포함되는 신호인 액정 표시 장치.
  8. 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체,
    영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 기억하고 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고
    상기 영상 데이터를 묶음별로 차례로 외부로부터 수신하되 이전 영상 데이터묶음과 동일한 영상 데이터 묶음은 수신하지 않는 신호 제어부
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 신호 제어부가 상기 각 영상 데이터 묶음과 이전 영상 데이터 묶음의 동일 여부를 알려주는 외부로부터의 정보 신호에 따라 영상 데이터 묶음을 선택적으로 수신하는 액정 표시 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 영상 데이터 묶음은 한 프레임 분량의 영상 데이터이고,
    상기 영상 데이터 묶음을 기억하는 프레임 메모리를 더 포함하는
    액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 신호 제어부는 상기 영상 데이터 묶음을 수신하지 않는 경우 상기 프레임 메모리에 기억되어 있는 상기 영상 데이터 묶음을 다시 상기 데이터 구동부에 전송하는 액정 표시 장치.
  12. 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서,
    제1 묶음의 데이터를 기억하는 단계,
    상기 제1 묶음의 데이터를 해당 화소에 인가하는 단계, 그리고
    제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터의 동일 여부에 따라 상기 제2 묶음의 데이터를 선택적으로 송수신하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터가 다르면 상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하고, 상기 제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터가 같으면 상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하지 않는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에서,
    상기 제2 묶음의 데이터와 상기 제1 묶음의 데이터를 비교하여 상기 동일 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하면 상기 제2 묶음의 데이터를 해당 화소에 인가하고, 상기 제2 묶음의 데이터를 송수신하지 않으면 상기 제1 묶음의 데이터를 다시 해당 화소에 인가하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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