JP2008139891A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は表示装置及びその駆動方法に係り、特に、側面視認性を改善しながら動画像の視認性も同時に改善する表示装置及びその駆動方法に関する。
【解決手段】本発明による表示装置は、マトリクッス形状に配置されたゲートラインとデータラインとを有し、画像を表示する表示パネルと、ゲートラインを駆動するゲート駆動部と、データラインに低階調画像信号、高階調画像信号、及びブラックインパルシブ信号を一つのフレーム内に供給するデータ駆動部と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は表示装置及びその駆動方法に係り、特に、側面視認性を改善しながら動画像視認性も同時に改善する表示装置及びその駆動方法に関する。
液晶表示装置は、薄膜トランジスタが形成されている薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ層が形成されているカラーフィルタ基板とこれらの基板間に配置されている液晶層とを含む液晶表示パネルを含む。液晶表示パネルは、不発光素子であるので薄膜トランジスタ基板の後面には光を供給するためのバックライトユニットが具備される。バックライトユニットから供給された光の透過率は、液晶層の配列状態によって調節される。
このような液晶表示装置は、特定の方向に液晶層を配列させるために配向膜を具備してもよく、この場合、配向膜は一定の方向にラビングされる。
しがしながら、このようにラビング過程を経る液晶表示装置には、ラビング方向と一致する方向から見る側面画像とラビング方向と垂直な方向から見る側面画像とが一致せず相異するという現象が発生する。これを側面視認性非対称現象というが、ラビング過程を経る液晶表示装置ではこれを解決しなければならない。
また、液晶表示装置はＣＲＴに比べて動画像視認性が劣るという問題点がある。このような問題点は、テレビ市場で市場占有率を拡大するために液晶表示装置が解決すべき問題である。
本発明が達成しようとする技術的課題は、側面視認性特性と動画像視認性特性とを同時に改善することができる表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
前述した本発明の課題を達成するための本発明の一実施形態による表示装置は、マトリクッス形状で配置されたゲートライン及びデータラインを有し、画像を表示する表示パネルと、ゲートラインを駆動するゲート駆動部と、データラインに低階調画像信号、高階調画像信号、及びブラックインパルシブ信号（ｂｌａｃｋ ｉｍｐｕｌｓｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ）を一つのフレーム（期間）内に供給するデータ駆動部と、を含む。
特に、データ駆動部は、一つのフレームを第１、２、３サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に低階調画像信号、高階調画像信号、ブラックインパルシブ信号のうちいずれか一つを互いに異なるように選択してデータラインに供給することを特徴とする。
ここで、データ駆動部は、第１、２、３サブフレームのうち最後のフレームにブラックインパルシブ信号を供給することを特徴とする。
また、低階調画像信号と高階調画像信号との平均値は、正常階調画像信号と同一であることを特徴とする。
また、低階調画像信号は、階調全体のうち中間階調より低い階調であるグレイ輝度値を有することを特徴とする。
一方、ブラックインパルシブ信号は、階調全体がブラック階調電圧値を有することを特徴とする。
また、データ駆動部は、一つのフレームを第１、２、３、４サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に低階調画像信号、高階調画像信号、ブラックインパルシブ信号、及びブラックインパルシブ信号に対応する補償信号のうちいずれか一つを互いに異なるように選択してデータラインに供給することを特徴とする。
ここで、補償信号とブラックインパルシブ信号との平均値は正常階調画像信号と同一であることを特徴とする。
また、前述した技術的課題を達成するための本発明の他の実施形態による表示装置は、マトリクッス形状に配置されたゲートライン及びデータラインを有し、画像を表示する表示パネルと、表示パネルに光を供給するバックライトユニットと、ゲートラインを駆動するゲート駆動部と、データラインに低階調画像信号、高階調画像信号を一つのフレーム内に供給するデータ駆動部と、一つのフレーム内で一定時間の間バックライトユニットをオフさせるバックライト駆動部と、を含む。
ここで、データ駆動部は、一つのフレームを第１、２サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に低階調画像信号と高階調画像信号とのうち選択されるいずれか一つを互いに異なるように印加することを特徴とする。
また、バックライト駆動部は、一つフレームのスタート時点からブラックインパルシブ時点までバックライトユニットをオンさせ、ブラックインパルシブ時点から一つのフレームの終了時点までバックライトユニットをオフさせることを特徴とする。
この際、ブラックインパルシブ時点は、一つのフレームの中間時点以上の時点であることを特徴とする。
また、前述した技術的課題を達成するための本発明による表示装置の駆動方法は、画素に画素電圧を充電する一つのフレームを複数個のサブフレームに分割し、複数個のサブフレームのうち選択された１群のサブフレームにはグレイインパルシブ信号（ｇｒａｙ ｉｍｐｕｌｓｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ）を印加し、第１群のサブフレームと異なる第２群のサブフレームにはブラックインパルシブ信号を印加すること、を含む。
また、グレイインパルシブ信号は、低階調画像信号と高階調画像信号とを含み、低階調画像信号と高階調画像信号との平均値は正常階調画像信号と同一であることを特徴とする。
一方、前述した技術的課題を達成するための本発明の他の実施形態による表示装置の駆動方法は、画素に画素電圧を充電する一つのフレームを第１、２サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に低階調画像信号と高階調画像信号とのうち選択されるいずれか一つを互いに異なるようにして供給し、一つのフレーム毎に特定時間の間バックライトユニットをオフさせること、を含む。
ここで、バックライトユニットをオフさせることにおいては、一つのフレームのスタート時点からブラックインパルシブ時点まではバックライトユニットをオンさせ、ブラックインパルシブ時点から一つのフレームの終了時点まではバックライトユニットをオフさせることを特徴とする。
本発明によると、ラビング過程によって発生する側面視認性非対称問題と動画像視認性問題とを同時に解決できる。
以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を図１乃至図８を参照してより詳細に説明する。
まず、図１を参照して本発明の一実施形態による表示装置を説明する。図１は、本発明の一実施形態による表示装置のブロック図である。
本実施形態による表示装置は図１に示されたように、表示パネル１０、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０、電源部４０、ガンマ電圧生成部５０、タイミングコントローラ６０を含む。
まず、表示パネル１０には液晶表示パネル（アクティブマトリクッス型表示パネルなど）、有機発光表示パネルなどが可能であるが、本実施形態においては液晶表示パネルを例にして説明する。従って、表示パネル１０は互いに対向する薄膜トランジスタ基板、カラーフィルタ基板、及び２つの基板の間に位置する液晶層を含む。
そして、薄膜トランジスタ基板において、絶縁基板上にゲートライン１２が形成される。このゲートライン１２は、金属単一層または金属多重層であってもよい。ゲートライン１２にはゲート電極が接続される。そして、ストレージラインがゲートラインと平行に配置されてもよい。
また、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などからなるゲート絶縁膜が基板上のゲートライン及びゲート電極を覆っている。ゲート電極をオーバーラップするゲート絶縁膜上部にはアモルファスシリコンなどの半導体からなる半導体層が形成され、半導体層の上部には、シリサイドまたはｎ型不純物がドープされたｎ＋水素化アモルファスシリコンなどの物質からなるオーミックコンタクト層が形成される。このオーミックコンタクト層はゲート電極を中心に２つの部分に分けられている。
オーミックコンタクト層及びゲート絶縁膜上には、ソース電極、ドレイン電極、及びデータライン１４が形成される。ソース電極、ドレイン電極、及びデータライン１４は金属層からなるが、単一層または多重層であってもよい。そして、データライン１４は縦方向に形成され、ゲートライン１２と交差して画素を形成する。一方、ソース電極は、その一端がデータライン１４と接続され、その他端がオーミックコンタクト層上に形成される。また、ドレイン電極は、ソース電極と対向されるように配置され、その一端がオーミックコンタクト層上に形成される。この際、ソース電極の一端が形成されるオーミックコンタクト層とドレイン電極の一端が形成されるオーミックコンタクト層とは互いに離隔されている。
ソース電極、ドレイン電極及びデータラインの上部には保護膜が形成される。保護膜は、有機保護膜または無機保護膜からなってもよく、無機保護膜上に有機保護膜が形成される二重膜からなってもよい。
保護膜上部には画素電極が形成され、この画素電極の一部は保護膜を貫通してドレイン電極と接続される。一般的に、画素電極は透明な絶縁物質であるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）などからなる。この画素電極は、視野角を改善するために切開パターンを有するなど多様なパターンで形成されてもよい。
一方、カラーフィルタ基板の絶縁基板上には、ブラックマトリクッスが形成される。ブラックマトリクッスは、一般的に赤色、緑色及び青色カラーフィルタの間を区分し、薄膜トランジスタ基板に位置する薄膜トランジスタへの直接的な光照射を遮断する役割をする。従って、ブラックマトリクッスは、黒色顔料の添加された感光性有機物からなってもよい。この際、黒色顔料としてはカーボンブラックや酸化チタンなどが使用される。
また、カラーフィルタはブラックマトリクッスを境界として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）フィルタが反復されて形成される。カラーフィルタは、バックライトユニットから照射されて液晶層を通過した光に色相を付与する。カラーフィルタは、感光性有機物質からなってもよい。一方、カラーフィルタは、薄膜トランジスタ基板上に形成されてもよい。即ち、ゲートライン１２とデータライン１４との交差によって形成される画素領域上にカラーフィルタが形成される。
カラーフィルタ及びカラーフィルタ層に覆われていないブラックマトリクッス上部には、オーバーコート膜がさらに形成される。オーバーコート膜は、カラーフィルタを平坦化しながらカラーフィルタを保護する。オーバーコート膜には、アクリル系エポキシ材料が多く使用される。
オーバーコート膜の上部には共通電極が形成される。共通電極は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなる。共通電極は、薄膜トランジスタ基板の画素電極と共に液晶層に直接電圧を印加する。共通電極にも視野角改善のために切開パターンなどのパターンが形成されてもよい。一方、共通電極は、薄膜トランジスタ基板上に形成されてもよい。垂直電界ではなく水平電界を形成する液晶表示装置においては、共通電極が画素電極と同一の基板に形成され、水平電界を形成する。
薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板との間には液晶層が配置される。液晶層の液晶としては、ＯＣＢ（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｂａｎｄ）モード、ＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）モードなど多様なモードの液晶が使用されてもよい。
電源部４０は、薄膜トランジスタをオンさせるゲートオン電圧（Ｖｏｎ）、オフさせるゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）、及び共通電極に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）を生成する。ここで、ゲートオン電圧は正極性ゲートオン電圧（Ｖｏｎ＋）と、正極性ゲートオン電圧（Ｖｏｎ＋）よりも低い負極性ゲートオン電圧（Ｖｏｎ-）とを含む。
また、ガンマ電圧発生部５０は、液晶表示装置の輝度と関連する複数の階調電圧を生成する。ガンマ電圧発生部５０により生成される階調電圧は、表示パネルによって決定される一つのガンマ曲線に沿って生成される。このような正常ガンマ曲線によって生成される階調電圧を正常階調電圧という。
ゲート駆動部２０は、スキャン駆動部ともいい、ゲートライン１２に接続され、電源部からのゲートオン電圧及びゲートオフ電圧を含むゲート信号をゲートライン１２に印加する。
データ駆動部３０は、ソース駆動部ともいい、ガンマ電圧生成部５０から階調電圧の印加を受け、タイミングコントローラ６０の制御に応じて階調電圧を選択して、データライン１４にデータ電圧Ｖｄを印加する。
タイミングコントローラ６０は、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０、電源部４０及びガンマ電圧生成部５０などの動作を制御する制御信号を生成し、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０、電源部４０及びガンマ電圧生成部５０などにそれぞれ供給する。
以下では、本実施形態による液晶表示装置の動作及び駆動方法について詳細に説明する。
まず、タイミングコントローラ６０は、外部のグラフィックコントローラからＲＧＢ階調信号及びその表示を制御する制御入力信号の提供を受ける。この制御入力信号は、例えば、垂直同期信号、水平同期信号、メインクロック、及びデータイネイブル信号などを含む。
タイミングコントローラ６０は、制御入力信号に基づいてゲート制御信号、データ制御信号、及び電圧選択制御信号ＶＳＣを生成し、外部からの階調信号を液晶表示パネルの動作条件に合わせて適切に変換する。そして、ゲート制御信号をゲート駆動部２０と電源部４０とに送り、データ制御信号と処理した階調信号とをデータ駆動部３０に送る。また、電圧選択制御信号ＶＳＣをガンマ電圧生成部５０に送る。
ここで、ゲート制御信号は、ゲートオンパルス（ゲート信号のハイ区間）の出力スタートを指示する垂直同期スタート信号ＳＴＶ、ゲートオンパルスの出力スタートのタイミングを制御するゲートクロック信号、及びゲートオンパルスの幅を限定するゲートオンイネイブル信号ＯＥなどを含む。
また、データ制御信号は、階調信号の入力スタートを指示する水平同期スタート信号ＳＴＨ、データライン１４に該当データ電圧Ｖｄを印加するロード信号ＬＯＡＤ、データ電圧の極性を反転させる反転制御信号ＲＶＳ、及びデータクロック信号ＨＣＬＫなどを含む。
ガンマ電圧生成部５０は、電圧選択制御信号ＶＳＣによって決定された電圧値を有する階調電圧をデータ駆動部３０に供給する。本実施形態においては、ガンマ階調生成部５０は階調電圧を生成するとき、一つの階調電圧を生成するのではなく、多様な階調電圧を生成する。
本実施形態によるガンマ電圧生成部５０で生成する階調電圧及びデータ駆動部３０で生成される画像信号について、２つの例を挙げて説明する。
まず、図２に示されたように、ガンマ電圧生成部５０は、高階調電圧ＧＨ、低階調電圧ＧＬ、ブラックインパルシブ電圧ＢＩの３種類の階調電圧を生成する。図２は本発明の一実施形態によるガンマ電圧生成部５０で生成されるガンマ電圧の一例を示すグラフである。高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとは、正常階調電圧ＧＥを境に、正常階調電圧ＧＥより高い階調電圧と、正常階調電圧ＧＥより低い階調電圧とに分けたそれぞれの電圧をいう。即ち、正常階調電圧ＧＥより高いものを高階調電圧ＧＨと称し、正常階調電圧ＧＥより低いものを低階調電圧ＧＬと称する。高階調電圧と低階調電圧との平均値は正常階調電圧ＧＥと同一である。ここで、正常階調電圧とは、タイミングコントローラ６０から印加される電圧選択制御信号ＶＳＣによって正常ガンマ曲線に従って生成される一般的な階調電圧をいう。
本実施形態によるガンマ電圧生成部５０は、正常階調電圧ＧＥを生成せず、この正常階調電圧ＧＥに対応する高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとを生成する。このように、高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとを生成するのは、液晶層を多様に駆動することにより、側面視認性非対称問題を解決するためである。このようにガンマ電圧生成部５０で生成された高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとは、データ駆動部３０における画像信号の決定に使用される。
また、高階調電圧ＧＬと高階調電圧ＧＨとは両者の平均値が正常階調電圧ＧＥと同一の範囲内であれば自由に生成されてもよいが、図２に示されるように、低階調電圧ＧＬが階調全体のうち、中間階調ＧＭより低い階調でグレイ輝度値を有することが望ましい。ここで、グレイ輝度値とは、ブラックでなくグレイ（灰色）を示す電圧値をいう。低階調電圧ＧＬができるだけブラック輝度値を有しないことが輝度を向上させることができるからである。
また、本実施形態によるガンマ電圧生成部５０は、ブラックインパルシブ電圧ＢＩを生成する。図２に示されたように、このブラックインパルシブ電圧は、階調全体でブラック輝度値を有する。従って、このブラックインパルシブ電圧ＢＩに従って生成される画像信号により、ブラックが常に表示され、結局、画像は表示されない。ブラックインパルシブ電圧ＢＩは、動画像視認性改善のために生成される。
このようにして生成された３種類の階調電圧は、データ駆動部３０に供給される。データ駆動部３０は、タイミングコントローラ６０から供給された階調信号に応じて階調電圧から特定の値を選択し、選択された値を画像信号としてデータライン１４に供給する。
本実施形態においては、一つのフレームを３種類のサブフレームに分割して各サブフレームに相異した画像信号を印加する。説明の便宜のために３個のサブフレームを時間順に従って第１、第２、第３サブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３と称する。
データ駆動部３０は、高階調電圧ＧＨで選択され、タイミングコントローラ６０から供給された階調信号に対応する高階調画像信号ＧＨＳを生成する。また、データ駆動回路３０は、低階調電圧ＧＬで選択され、階調信号に対応する低階調画像信号ＧＬＳも生成する。従って、高階調画像信号ＧＨＳと低階調画像信号ＧＬＳとは同一の階調信号から生成され、両者を平均すると正常階調電圧ＧＥから生成される正常階調画像信号ＧＥＳと同一となる。さらに、このデータ駆動部３０は、ブラックインパルシブ電圧ＢＩによってブラックインパルシブ信号ＢＩＳを生成する。
このように生成された高階調画像信号ＧＨＳ、低階調画像信号ＧＬＳ、ブラックインパルシブ信号ＢＩＳは、前述した第１、第２、第３サブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３毎にそれぞれ一つずつ印加される。例えば、図３に示されるように、第１サブフレームＳＦ１に高階調画像信号ＧＨＳが印加され、第２サブフレームＳＦ２に低階調画像信号ＧＬＳが印加され、第３サブフレームＳＦ３にブラックインパルシブ信号ＢＩＳが印加される。図３は本発明の一実施形態による画像信号構成図である。
この際、ブラックインパルシブ信号ＢＩＳは、３種のサブフレームのうち最後のサブフレームである第３サブフレームＳＦ３に印加されると、動画像視認性を効果的に改善することができて好ましい。動画像視認性改善のためには、新しい画像を表示する前に、直前に表示されていた画像を一時的にオフさせブラックを表示する暗転（ｂｌａｃｋｏｕｔ）が必要である。従って、新しいフレームが始まる直前である第３サブフレームＳＦ３にブラックインパルシブ信号ＢＩＳを印加して画像を表示しない暗転を新しいフレームがスタートされる前に遂行することが望ましい。
このように、正常階調画像信号ＧＥＳを高階調画像信号ＧＨＳと低階調画像信号ＧＬＳとに分けて一つのフレームで同一の時間の間に分けて表示すると、正常階調画像信号ＧＥＳと同一の画像信号を表示しながら側面視認性非対称問題を解決することができる。一方、最後のサブフレームにブラックインパルシブ信号ＢＩＳを印加することにより、動画像視認性も同時に改善することが可能である。
以下、二番目の例を説明する。図４に示されるように、ガンマ電圧生成部５０は、低階調電圧ＧＬ、高階調電圧ＧＨ、ブラックインパルシブ電圧ＢＩ、補償階調電圧ＧＣの４種類の階調電圧を生成する。図４は、本発明の一実施形態によるガンマ電圧生成部５０で生成されるガンマ電圧を示すグラフである。
ここで、低階調電圧ＧＬ及び高階調電圧ＧＨは前述したものと同一であるので反復して説明しない。即ち、この低階調電圧ＧＬ及び高階調電圧ＧＨは、側面視認性改善のために正常階調電圧ＧＥを２つの相異した階調電圧に分けたものである。
また、ブラックインパルシブ電圧ＢＩは、動画像視認性改善のために生成されるものであり、図４に示されるように、全体的にブラック輝度値を有し、中間階調より高い階調でブラック輝度値ではなくグレイ輝度値を有する。従って、このブラックインパルシブ電圧ＢＩは、大部分においてブラックを表示し、高い階調でのみ画像を表示する。このようにして、ブラックインパルシブ電圧ＢＩが階調全体でブラック輝度値を有さずに、高い階調でグレイ輝度値を有すると、動画像視認性を改善しながら透過率減少を最小化することができるという長所がある。
また、ガンマ電圧生成部５０は、補償階調電圧ＧＣも生成するが、この補償階調電圧ＧＣは、ブラックインパルシブ電圧ＢＩの生成を補償するためものである。即ち、高階調電圧ＧＨと対応する低階調電圧ＧＬとの平均値が正常階調電圧ＧＥとなり、補償階調電圧ＧＣと対応するブラックインパルシブ電圧ＢＩとの平均値が正常階調電圧となる。このように補償階調電圧ＧＣを生成する理由は、データ駆動部３０が、データライン１４に印加される本来の階調信号と同一の信号値を一つのフレーム内に印加するためである。
このようにして形成された４種類の階調電圧は、データ駆動部３０に供給される。データ駆動部３０は、タイミングコントローラ６０から伝達された階調信号に応じて階調電圧から特定の値を選択し、それを画像信号としてデータライン１４に供給する。
この際、本実施形態においては、一つのフレームを４個のサブフレームに分割して各サブフレームに相異した画像信号を印加する。説明の便宜のために４個のサブフレームを時間順に従って第１、第２、第３、第４サブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４と称する。
データ駆動部３０は、高階調電圧ＧＨで選択され、タイミングコントローラ６０から供給された階調信号に対応する高階調画像信号ＧＨＳを生成する。また、低階調電圧ＧＬで選択され、階調信号に対応する低階調画像信号ＧＬＳも生成する。従って、同一の階調信号から生成された高階調画像信号ＧＨＳと低階調画像信号ＧＬＳとを平均すると、正常階調電圧ＧＥによって生成される正常階調画像信号ＧＥＳと同一になる。
また、データ駆動部３０は、ブラックインパルシブ電圧ＢＩによってブラックインパルシブ信号ＢＩＳも生成する。さらに、補償階調電圧ＧＣによって補償信号ＧＣＳも生成する。従って、データ駆動部３０は、一つのフレームに印加される互いに異なる４種類の画像信号を生成する。
このようにして生成された高階調画像信号ＧＨＳ、低階調画像信号ＧＬＳ、ブラックインパルシブ信号ＢＩＳ及び補償信号ＧＣＳは前述した第１、第２、第３、第４サブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４毎にそれぞれ一つずつ印加される。例えば、図５に示されるように、第１サブフレームＳＦ１に高階調画像信号ＧＨＳが印加され、第２サブフレームＳＦ２に低階調画像信号ＧＬＳが印加され、第３サブフレームＳＦ３に補償信号ＧＣＳが印加され、第４サブフレームＳＦ４にブラックインパルシブ信号ＢＩＳが印加される。図５は本発明の一実施形態による画像信号構成図である。
この際、ブラックインパルシブ信号ＢＩＳは４種類サブフレームのうち最後のサブフレームである第４サブフレームＳＦ４に印加されると、動画像視認性を効果的に改善することができて好ましい。動画像視認性改善のためには、新しい画像を表示する前に直前に表示されていた画像を一時的にオフさせブラックを表示する暗転が必要である。従って、新しいフレームが始まる直前である第４サブフレームＳＦ４にブラックインパルシブ信号ＢＩＳを印加して、新しいフレームのスタートの前に画像を表示しない暗転を遂行することが望ましい。
次に、本発明の別の実施形態による表示装置を以下に説明する。本実施形態による表示装置は、図６に示されるように、表示パネル１０、バックライトユニット７０、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０、電源部４０、ガンマ電圧生成部５０、タイミングコントローラ６０及びバックライト駆動部８０を含む。図６は、本発明の一実施形態による表示装置のブロック図である。
ここで、表示パネル１０、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０、電源部４０及びタイミングコントローラ６０は前述の実施形態と同一であるのでここでは反復して説明しない。
バックライトユニット７０は、表示パネル１０に光を供給する構成要素として、一般的に表示パネル１０の後面に配置され、表示パネル１０の方向に光を照射する。このバックライトユニット７０は光を生成する光源として、ＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）、ＥＥＦＬ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）、ＦＦＬ（ｆｌａｔ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）などの多様な光源を使用することができる。さらに、バックライトユニット７０は、光源から生成された光を均等に分散し、輝度を向上させるために拡散フィルム、プリズムフィルム、保護フィルムなど多様な光学フィルムを具備してもよい。
本実施形態においては、バックライトユニット７０に具備される光源は、非常に短い時間の間、オン、オフが可能である。画像を表示する一つのフレームである１/６０秒の短い時間内で特定の時間の間はオン状態を維持し、残りの時間はオフ状態を維持することが可能である。
また、バックライト駆動部８０は、一つのフレーム内で一定の時間の間はバックライトユニット７０をオン状態に維持し、残りの時間の間はバックライトユニット７０をオフ状態に維持する。バックライト駆動部８０は、別途で具備されても、タイミングコントローラ６０に共に具備されてもよい。
以下、本実施形態による表示装置の駆動方法を説明する。
タイミングコントローラ６０、ゲート駆動部２０、電源部４０の駆動方法は前述した実施形態と実質的に同一であるので、ここで、反復して説明せず、ガンマ電圧生成部５０及びデータ駆動部３０を主にして説明する。
まず、ガンマ電圧生成部５０は、図７に示されるように、高階調電圧ＧＨ、低階調電圧ＧＬの２種類の階調電圧を生成する。図７は本発明の一実施形態によるガンマ電圧生成部で生成されるガンマ電圧を示すグラフである。高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとは、正常階調電圧ＧＥを境に、この正常階調電圧ＧＥより高い階調電圧と、正常階調電圧ＧＥより低い階調電圧とに分けたそれぞれの電圧をいう。即ち、正常階調電圧ＧＥより高いものを高階調電圧ＧＨと称し、正常階調電圧ＧＥより低いものを低階調電圧ＧＬと称し、高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとの平均値は正常階調電圧ＧＥと同一である。ここで、正常階調電圧ＧＥとは、タイミングコントローラ６０から印加される電圧選択制御信号に応じて生成される一般的な階調電圧をいう。
本実施形態によるガンマ電圧生成部５０は、正常階調電圧ＧＥを生成するのではなく、正常階調電圧ＧＥに対応する高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとを生成する。このように高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとを生成するのは、液晶層を多様に駆動して側面視認性非対称問題を解決するためである。また、ガンマ電圧生成部５０で生成された高階調電圧ＧＨと低階調電圧ＧＬとは、データ駆動部３０において画像信号の決定に使用される。
このように形成された２種類の階調電圧は、データ駆動部３０に供給される。データ駆動部３０は、タイミングコントローラ６０から供給された階調信号に応じて階調電圧から特定の値を選択し、それを画像信号としてデータライン１４に供給する。
本実施形態においては、一つのフレームを２つのサブフレームに分割し、各サブフレームに相異した画像信号を印加する。説明の便宜のために２つのサブフレームを時間順に従って、第１、第２サブフレームＳＦ１、ＳＦ２と称する。
データ駆動部３０は、高階調電圧で選択され、タイミングコントローラ６０から供給されたデータ信号に対応する高階調画像信号ＧＨＳを生成する。また、低階調電圧ＧＬで選択され、階調信号に対応する低階調画像信号ＧＬＳも生成する。従って、同一の階調信号から生成された高階調画像信号ＧＨＳと低階調画像信号ＧＬＳとを平均すると、正常階調電圧ＧＥによって生成される正常階調画像信号ＧＥＳと同一となる。
このように、生成された高階調画像信号ＧＨＳと低階調画像信号ＧＬＳは、前述した第１、第２サブフレームＳＦ１、ＳＦ２毎にそれぞれ一つずつ印加される。例えば、図８に示されるように、第１サブフレームＳＦ１に高階調画像信号ＧＨＳが印加され、第２サブフレームＳＦ２に低階調画像信号ＧＬＳが印加される。図８は本発明の一実施形態による画像信号及びバックライト駆動部で生成されるバックライト駆動信号の構成図である。一つのフレームを二つのサブフレームに分割し、各サブフレームに高階調画像信号ＧＨＳと低階調画像信号ＧＬＳとをそれぞれ印加することで、側面視認性非対称問題を改善する。
一方、本実施形態においては、ブラックインパルシブ信号を印加しない代わりにバックライトユニット７０を駆動を駆動することにより動画像視認性を改善する。前述したように、動画像視認性を改善するためには、現在表示されている画像と次に表示される画像との間に暗転が必要である。前述した実施形態では、画像信号自体に暗転のためのブラックインパルシブ信号を印加して暗転を行ったが、本実施形態においては、バックライトユニット７０を一つのフレーム中の一定の時間の間オフさせて暗転を行う。
具体的に、図８に示されるように、バックライト駆動部８０は、一つのフレームのスタート時点からブラックインパルシブ時点Ｔｃまではバックライトユニット駆動信号ＢＤＳを生成してバックライトユニット７０をオンさせ、ブラックインパルシブ時点Ｔｃから一つのフレームの終了の時点まではバックライトユニットをオフさせる。そうすると、表示パネル１０の画素でいかなる画像を表示するにせよバックライトユニット７０の光の供給が中断されるので、暗転が行われるのである。
この際、ブラックインパルシブ時点Ｔｃは、一つのフレームの中間時点以上であることが望ましい。ブラックインパルシブ時点Ｔｃからはバックライトユニット７０がオフされるので、画像が全く表示されない。従って、バックライトユニット７０がオフされる時間が長ければ長いほど表示パネルの画面は暗くなる。即ち、ブラックインパルシブ時点Ｔｃをフレームの終了時点の近くにしてバックライトユニット７０がオフされる時間を減少させることが全体的な表示パネルの輝度を向上させることになる。
本発明によると、高階調画像信号と低階調画像信号とを一つのフレーム内で印加することにより、側面視認性非対称問題を改善し、また、一つのフレーム内でブラックインパルシブ信号を印加するか特定時間の間バックライトユニットをオフさせることにより、動画像視認性を改善する。
従って、本発明には、ラビング過程によって発生する側面視認性非対称問題と動画像視認性問題とを同時に解決できるという長所がある。
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
本発明の一実施形態による表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態によるガンマ電圧生成部で生成されるガンマ電圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態による画像信号構成図である。 本発明の一実施形態によるガンマ電圧生成部で生成されるガンマ電圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態による画像信号構成図である。 本発明の一実施形態による表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態によるガンマ電圧生成部で生成されるガンマ電圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態による画像信号及びバックライト駆動信号の構成図である。
符号の説明
１０ 表示パネル
２０ ゲート駆動部
３０ データ駆動部
４０ 電源部
５０ ガンマ電圧生成部
６０ タイミングコントローラ
７０ バックライトユニット
８０ バックライト駆動部
ＧＨ 高階調電圧
ＧＬ 低階調電圧
ＧＥ 正常階調電圧
ＢＩ ブラックインパルシブ電圧
ＧＨＳ 高階調画像信号
ＧＬＳ 低階調画像信号
ＢＩＳ ブラックインパルシブ信号

Claims (31)

  1. マトリクッス形状で配置されたゲートラインとデータラインとを有し、画像を表示する表示パネルと、
    前記ゲートラインを駆動するゲート駆動部と、
    前記データラインに低階調画像信号と高階調画像信号とブラックインパルシブ信号とを一つのフレーム内に供給するデータ駆動部と、
    を含むことを特徴とする表示装置。
  2. 前記データ駆動部は、一つのフレームを第１、第２、第３サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に前記低階調画像信号、高階調画像信号、ブラックインパルシブ信号のうちいずれか一つを互いに異なるように選択し、前記データラインに供給することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
  3. 前記データ駆動部は、前記第１、第２、第３サブフレームのうち最後のフレームに前記ブラックインパルシブ信号を供給することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
  4. 前記低階調画像信号と前記高階調画像信号との平均値は、正常階調画像信号と同一であることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
  5. 前記低階調画像信号は、階調全体のうち中間階調より低い階調でグレイ輝度値を有することを特徴とする請求項４記載の表示装置。
  6. 前記ブラックインパルシブ信号は、階調全体でブラック階調電圧値を有することを特徴とする請求項４記載の表示装置。
  7. 前記データ駆動部は、一つのフレームを第１、第２、第３、第４サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に前記低階調画像信号、高階調画像信号、ブラックインパルシブ信号、ブラックインパルシブ信号に対応する補償信号のうちいずれか一つを互いに異なるように選択し、前記データラインに供給することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
  8. 前記ブラックインパルシブ信号は、階調全体のうち中間階調より高い階調でグレイ輝度値を有することを特徴とする請求項７記載の表示装置。
  9. 前記低階調画像信号と前記高階調画像信号との平均値は、正常階調画像信号と同一であることを特徴とする請求項８記載の表示装置。
  10. 前記低階調画像信号は、階調全体のうち中間階調より低い階調でグレイ輝度値を有することを特徴とする請求項９記載の表示装置。
  11. 前記データ駆動部は、前記第１、第２、第３、第４サブフレームのうち最後のサブフレームに前記ブラックインパルシブ信号を供給することを特徴とする請求項１０記載の表示装置。
  12. 前記補償信号と前記ブラックインパルシブ信号との平均値は、正常階調画像信号と同一であることを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
  13. マトリクッス形状に配置されたゲートラインとデータラインとを有し、画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルに光を供給するバックライトユニットと、
    前記ゲートラインを駆動するゲート駆動部と、
    前記データラインに低階調画像信号と高階調画像信号とを一つのフレーム内に供給するデータ駆動部と、
    一つのフレーム内で一定時間の間前記バックライトユニットをオフさせるバックライト駆動部と、
    を含むことを特徴とする表示装置。
  14. 前記データ駆動部は、一つのフレームを第１、第２サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に前記低階調画像信号と高階調画像信号とのうち選択されるいずれか一つを互いに異なるようにして印加することを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
  15. 前記低階調画像信号と高階調画像信号との平均値は、正常階調画像信号と同一であることを特徴とする請求項１４記載の表示装置。
  16. 前記低階調画像信号は、階調全体のうち中間階調より低い階調でグレイ輝度値を有することを特徴とする請求項１５記載の表示装置。
  17. 前記バックライト駆動部は、一つフレームのスタート時点からブラックインパルシブ時点までは前記バックライトユニットをオンさせ、前記ブラックインパルシブ時点から一つのフレームの終了時点までは前記バックライトユニットをオフさせることを特徴とする請求項１５記載の表示装置。
  18. 前記ブラックインパルシブ時点は、一つのフレームの中間時点以上の時点であることを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
  19. 画素に画素電圧を充電する一つのフレームを複数個のサブフレームに分割し、
    前記複数個のサブフレームのうち選択される１群のサブフレームにグレイインパルシブ信号を印加し、
    前記第１群のサブフレームと異なる第２群のサブフレームにブラックインパルシブ信号を印加すること、
    を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  20. 前記グレイインパルシブ信号は、低階調画像信号と高階調画像信号とを含み、前記低階調画像信号と前記高階調画像信号との平均値は正常階調画像信号と同一であることを特徴とする請求項１９記載の表示装置の駆動方法。
  21. 前記低階調画像信号は、階調全体のうち中間階調より低い階調でグレイ輝度値を有することを特徴とする請求項２０記載の表示装置の駆動方法。
  22. 前記ブラックインパルシブ信号は、階調全体でブラック輝度値を有することを特徴とする請求項２１記載の表示装置の駆動方法。
  23. 前記第２群のサブフレームは、一つのフレームにおける後順位サブフレームであることを特徴とする請求項２２記載の表示装置の駆動方法。
  24. 前記ブラックインパルシブ信号は、ブラック駆動信号と補償信号とを含むことを特徴とする請求項２１記載の表示装置の駆動方法。
  25. 前記ブラック駆動信号は、階調全体のうち中間階調より高い階調でグレイ輝度値を有することを特徴とする請求項２４記載の表示装置の駆動方法。
  26. 前記補償信号と前記ブラック駆動信号との平均値は、正常階調画像信号と同一であることを特徴とする請求項２５記載の表示装置の駆動方法。
  27. 画素に画素電圧を充電する一つのフレームを第１、第２サブフレームに分割し、
    各サブフレーム毎に低階調画像信号と高階調画像信号とのうち選択されるいずれか一つを互いに異なるようにして供給し、
    一つのフレーム毎に特定時間の間バックライトユニットをオフさせること、
    を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  28. 前記低階調画像信号と前記高階調画像信号との平均値は、正常階調画像信号と同一であることを特徴とする請求項２７記載の表示装置の駆動方法。
  29. 前記低階調画像信号は、階調全体のうち中間階調より低い階調でグレイ輝度値を有することを特徴とする請求項２８記載の表示装置の駆動方法。
  30. バックライトユニットをオフさせることにおいては、一つのフレームのスタート時点からブラックインパルシブ時点までは前記バックライトユニットをオンさせ、前記ブラックインパルシブ時点から一つのフレームの終了時点までは前記バックライトユニットをオフさせることを特徴とする請求項２８記載の表示装置の駆動方法。
  31. 前記ブラックインパルシブ時点は、一つのフレームの中間時点以上の時点であることを特徴とする請求項３０記載の表示装置の駆動方法。
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