KR100469349B1 - 액정표시장치 및 이를 이용한 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플리커를 개선할 수 있는 액정표시장치 및 이를 이용한 구동방법에 관한 것으로, 적, 녹 청의 화상 신호를 인가 받고, 동시에 기준 전압을 인가 받아 각각 상기 화상 신호에 대응되는 정(+) 극성용 및 부(-) 극성용 데이터 전압을 출력하는 제 1 디코더부 및 제 2 디코더부와, 게이트 라인의 스캔 방향으로 제어신호를 출력하는 제어부와, 각 게이트 라인의 수평 방향으로 2도트 전극과 1도트 전극을 구분하여, 상기 제어 신호에 의해 상기 2도트 전극에는 각각 동일한 극성을 갖도록 동일한 디코더부를 선택하고, 상기 1도트 전극에는 상기 2도트 전극과 반전된 극성을 갖도록 나머지 디코더부를 선택하는 스위칭부 및 상기 스위칭부에 의해 출력되는 데이터 전압을 다수의 데이터 라인에 인가하는 버퍼부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 이를 이용한 구동방법{Liquid Crystal Display Device and Method for Operating the Same}
본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플리커(flicker) 현상을 줄이기 위한 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 경량화, 박형화에 따라 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(CRT) 대신에 액정 표시 장치(LCD)와 같은 플랫 패널형 디스플레이가 개발되고 있으며, 다양한 분야에서 실용화되고 있다.
LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 이러한 LCD는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 장치 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.
일반적으로 LCD는 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 선과 이 게이트 선에 교차하여 형성되며 화상 데이터를 전달하는 데이터 선을 포함하며, 이들 게이트 선과 데이터 선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 게이트 선과 데이터 선과 스위칭 소자를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 화소를 포함한다.
이러한 LCD에서 각 화소에 화상 데이터를 인가하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 게이트 선들에 순차적으로 주사 신호인 게이트 온 신호를 인가하면 이 게이트 선에 연결된 스위칭 소자를 순차적으로 턴온시키고, 이와 동시에 게이트 선에 대응하는 화소 행에 인가할 화상 신호, 보다 구체적으로는 계조 전압을 각각 인가하여 액정패널을 구동시킨다.
일반적으로 액정 물질의 특성상 계속해서 같은 방향의 전계가 인가되면 액정 물질이 열화되는 문제점이 있기 때문에 공통전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시켜 구동할 필요가 있다. 즉, 어느 한 화소의 인가 전압의 극성이 정극성의 신호전압을 받았으면 그 다음 프레임에서는 반드시 부극성의 신호 전압을 받아야 한다.
이러한 이유로 인해 TFT-LCD를 반전 구동하기 위해 프레임 단위로 극성을 반전시키는 프레임 반전 구동법(FIM; FrameInversion Method), 라인 단위로 극성을 반전시키는 라인 반전 구동법(LIM; Line Inversion Method), 컬럼 단위로 극성을 반전시키는 컬럼 반전 구동법(CIM; Column Inversion Method), 화소 단위로 극성을 반전시키는 도트 반전 구동법(DIM; Dot Inversion Method) 등이 채택되어 생산에 적용되고 있다.
그러나 고해상도 경향에 따라 이러한 반전 구동법들이 한계를 보이고 있는데, 라인 반전 구동법은 수평 크로스토크, 컬럼반전 구동법에서는 수직 크로스토크 문제가 심각하다. 그리고 도트 반전 구동에서는 크로스토크 측면에서는 양호하나플리커 문제가 취약한데, 이는 TFT-LCD가 컴퓨터와 같이 그래픽 환경에서 주로 사용되므로 도트 화면 구성을 표시하는 경우가 많기 때문이다.
일반적으로 플리커 현상은 액정의 충전 극성을 정극성(+)과 부극성(-)을 주기적으로 반전시키는 과정에서 두 극성간의 투과율 차이가 발생할 때 나타나는 화질 특성으로서, 각 도트들이 면적적으로 분포하고, 또 각각의 도트들을 제어하기 위한 전압의 인가가 한쪽 방향으로만 이루어지므로 패널의 길이에 따라 RC 지연이 발생하여 각 도트에 동일한 전압을 인가할 수 없기 때문에 발생하는 현상이다.
이러한 액정의 열화를 막기 위한 반전 구동의 하나로 일반적인 PC사용 환경하에서 많이 나타나는 패턴인 1 도트 반전구동 방식이 도 1a 내지 도 1b에 도시되어 있다.
도 1a는 m번째 프레임을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 (m+1) 번째 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 1 도트 패턴시 종래의 액정 표시 장치에서는 매 프레임이 변환될 때마다 플리커(껌벅거림) 현상이 시각적으로 인지되어 표시 품질을 저하시키는 요인이다.
이러한 플리커 현상을 검사하기 위해 형성하는 플리커 패턴(pattern)은 사람 눈에 민감한 그린(green) 패턴에 프레임 별로 (+) 광량 또는 (-) 광량 한 가지씩 디스플레이한다. 따라서, (-), (+) 광량의 차이로 인한 플리커 현상을 사람의 시각으로 인지하여 각 프레임 사이의 휘도 차이에 의해 화면이 깜박거림이 줄어들도록 공통전압(Vcom)을 변경하여 플리커를 제거하였다.
그러나, 아무리 튜닝(Tunning)이 잘된 모듈이라 하더라도 구동 환경의 변화 및 장기간 사용시 플리커 불량의 정도가 점점 심해지는 경향이 있고, LCD 모듈 개발시 플리커 현상을 줄이기 위해 많은 노력과 비용을 사용하지만 완전히 제거되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 새로운 반전 방식을 액정표시장치 적용함으로써 플리커 개선의 효과를 이룰 수 있는 액정표시장치 및 이를 이용한 구동방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 액정표시장치의 반전 방식을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 구성도.
도 3은 도 2의 소스 구동회로부를 설명하기 위한 회로도.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 액정표시장치에 의한 반전 방식을 적용한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
11 : 액정패널 12 : 게이트 구동회로부
13 : 소스 구동회로부 14 : 감마 기준 전압 발생기
21 : 게이트 라인 22 : 데이터 라인
31 : 제 1 디코더부 32 : 제 2 디코더부
34 : 스위칭부 35 : 버퍼부
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치는, 적, 녹 청의 화상 신호를 인가 받고, 동시에 기준 전압을 인가 받아 각각 상기 화상 신호에 대응되는 정(+) 극성용 및 부(-) 극성용 데이터 전압을 출력하는 제 1 디코더부 및 제 2 디코더부와, 게이트 라인의 스캔 방향으로 제어신호를 출력하는 제어부와, 각 게이트 라인의 수평 방향으로 2도트 전극과 1도트 전극을 구분하여, 상기 제어 신호에 의해 상기 2도트 전극에는 각각 동일한 극성을 갖도록 동일한 디코더부를 선택하고, 상기 1도트 전극에는 상기 2도트 전극과 반전된 극성을 갖도록 나머지 디코더부를 선택하는 스위칭부 및 상기 스위칭부에 의해 출력되는 데이터 전압을 다수의 데이터 라인에 인가하는 버퍼부를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법은 주사 신호를 전송하는 다수개의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 교차하여 화상 신호를 전송하는 다수개의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인들의 교차부에 형성되는 다수개의 박막 트랜지스터와, 상기 다수개의 박막 트랜지스터 각각에 연결되어 상기 박막 트랜지스터들의 동작에 응답하는 다수개의 도트 전극을 구비한 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 각 게이트 라인상의 도트전극을 수평 방향으로 차례대로 2 도트 전극과 1 도트 전극으로 구분하여 상기 2 도트 전극에는 동일한 극성의 전압이 충전되며, 상기 1 도트 전극에는 상기 2 도트 전극과 반대의 극성의 전압이 충전되고, 이 때 각 상기 게이트 라인의 종 방향으로는 서로 인접한 도트 전극끼리 반전된 극성의 전압이 충전되도록 각각 2도트 전극과, 1도트 전극에 상응하는 데이터 라인에 서로 다른 극성용 데이터 전압을 인가하는 것에 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 도 2의 소스 구동회로부를 설명하기 위한 회로도이며, 도 4a 및 도 4b는 도 2의 액정표시장치에 의한 반전 방식을 적용한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 액정 패널(11), 게이트 구동회로부(12), 소스 구동회로부(13) 및 감마 기준전압 발생기(14)로 이루어져 있다.
상기 액정 패널(11)은 주사 신호를 전송하는 다수의 게이트 라인(21)과, 상기 게이트 라인(21)과 교차하여 화상 신호를 전송하는 다수의 데이터 라인(22)과, 상기 게이트 라인(21) 및 데이터 라인(22)에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 상기 각각의 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 박막 트랜지스터(T)와, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 박막 트랜지스터(T)의 동작에 응답하는 도트 전극(P)을 구비하고, 상기 도트 전극(P)의 각각은 R, G, B 중 어느 하나의 도트 전극을 나타내어 매트릭스 타입으로 R, G, B 도트 전극이 연속하여 배열되어 있다.
상기 게이트 구동회로부(12)는 액정 패널(11)의 도트 전극(P)들을 1열(line)씩 순차적으로 스캐닝하도록 각 게이트 라인(21)에 펄스 신호를 출력한다.
상기 소스 구동회로부(13)는 적(R), 녹(B), 청(G)의 신호에 의거하여 상기 감마 기준전압 발생기(14)에서 출력되는 기준전압에 대한 디지털/아날로그 변환을 수행하여 데이터 전압을 생성하며, 상기 생성된 데이터 전압을 매 스캐닝마다 상기 액정 패널의 데이터 라인에 인가한다. 상기 감마 기준전압 발생기(14)는 데이터 전압을 생성하는 데 기준이 되는 기준 전압을 생성한다.
여기서, 상기 소스 구동회로부(13)를 좀 더 살펴보면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 적, 녹 청의 화상 신호를 인가 받고, 동시에 정(+) 극성 및 부(-) 극성용 해당 기준 전압을 각각 인가 받아 상기 화상 신호에 대응되는 각각 정(+) 극성용, 부(-) 극성용 데이터 전압을 출력하는 제 1 디코더부(31) 및 제 2 디코더부(32)와, 상기 게이트 라인(21)의 스캔 방향으로 정(+) 극성 및 부(-) 극성으로 반전되는 제어신호(POL)에 의해 제 1 디코더부(31) 및 제 2 디코더부(32) 중 어느 하나를 교대로 선택하는 스위칭부(34) 및, 상기 스위칭부(34)에 의해 출력되는 데이터 전압을 다수의 데이터 라인(22)에 인가하는 버퍼부(35)를 포함한다.이 때, 상기 정(+) 극성용, 부(-) 극성용 데이터 전압은 그 자체가 양의 값, 음의 값을 띠는 것이 아니며, 그 자체는 모두 소정의 양의 값을 갖는 아날로그(analog) 전압이다. 실제로 데이터 전압이 각 도트 전극에 인가되는 공통 전압보다 높은 레벨에 있다면 정(+) 극성용 데이터 전압으로 보고, 반대로 각 도트 전극에 인가되는 공통 전압보다 낮은 레벨에 있다면 부(-) 극성용 데이터 전압으로 본다. 따라서, 각 도트 전극에 충전되는 전압의 극성은 해당 도트 전극에 연결된 데이터 라인에 인가되는 정극성용 또는 부극성용 데이터 전압과, 해당 도트 전극에 인가되는 공통 전압과의 차이에 해당되는 전압 값이 얼마인가에 따라 결정된다. 여기서, 데이터 전압을 정(+) 극성용 또는 부(-) 극성용 데이터 전압으로 명명한 것은, 해당 데이터 라인에 전압 인가시 도트 전극에 출력되는 전압이 어떤 극성 상태에 있는가의 관점에서이다.
여기서, 상기 제어신호(POL)는 도면에는 도시하지 않았지만, 게이트 구동회로부(12) 및 소스 구동회로부(13)에 필요한 신호들을 출력하는 타이밍 컨트롤러(제어부, 미도시)에서 생성된 것이다.
이 때, 본 발명의 실시예에서는 상기 스위칭부(34)를 제어하여 플리커(flicker)를 개선시킬 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
즉, 상기 스위칭부(34)는 상기 게이트 라인(21)의 수평 방향으로 반복적이며 차례대로 2 도트 전극과 1 도트 전극을 구분하여, 상기 2 도트 전극에 각각 동일한 극성의 전압이 충전되도록 해당 데이터 라인들 각각에 동일한 극성용 전압을 인가하는 동일한 디코더부(제 1 디코더부 또는 제 2 디코더부)를 선택하고, 상기 1 도트 전극에는 상기 2도트 전극과는 반전된 극성의 전압이 충전되도록 이전 데이터 라인들에 인가되는 데이터 전압과는 반대 극성용 데이터 전압을 해당 데이터 라인에 인가하는 상기 선택된 디코더부 이외의 디코더부(제 2 디코더부 또는 제 1 디코더부)를 선택하도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 소스 구동회로부(13)를 이용하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(미도시)에서 출력되는 여러 신호들 중 소스 구동회로부(13)로 극성을 제어하는 제어 신호(POL)를 게이트 라인마다 출력한다. 이러한 각 제어 신호(POL)는 1 분주 신호로서, 정(+)극성 및 부(-)극성이 번갈아 교대되는 신호이다.
먼저, m 번째 프레임에서, 도시된 도트 전극의 첫단과 같이 소정의 게이트 라인에 대하여 상기 제어 신호(POL)가 정(+)극성 레벨이면, 도 3의 소스 구동회로부(13)의 스위칭부(34)에 의해 게이트 라인(21)의 수평 방향으로 2 도트 전극과 1 도트 전극을 구분하여, 첫 단의 도트 전극들 중 첫번 째 및 두번 째 도트 전극에 각각 동일한 정(+) 극성의 전압이 충전되도록 해당 데이터 라인들에 각각 정(+) 극성용 데이터 전압을 인가하고, 상기 1 도트 전극에는 상기 2 도트 전극과 반대의 극성을 갖는 부(-) 극성의 전압이 충전되도록, 해당 데이터 라인에 부(-) 극성의 데이터 전압을 인가한다. 그리고, 그 옆 도트 전극들에도 마찬가지로, 소스 구동회로부(13)의 스위칭부(34)에 의해, 서로 인접되어 각각의 2 도트 전극 및 1 도트 전극으로 구분되고 차례대로 정(+), 부(-) 극성용 데이터 전압이 인가되어, 2도트 전극에는 정(+) 극성의 전압이 충전되며, 1도트 전극에는 부(-) 극성의 전압인 서로 반전된 전압이 충전된다.
도시된 도트 전극의 둘째단과 같이 소정의 게이트 라인에 대하여 상기 제어신호(POL)가 부(-) 극성 레벨이면, 둘째단의 첫번 째 및 두번 째 도트 전극에 각각 동일한 부(-) 극성의 전압이 충전되도록 해당 데이터 라인들에 각각 부(-) 극성용 데이터 전압을 인가하고, 상기 1 도트 전극에는 상기 2 도트 전극과 반대의 극성을 갖는 정(+) 극성의 전압이 충전되도록, 해당 데이터 라인에 정(+) 극성용 데이터 전압을 인가한다.
다음, 도 4b에 도시된 바와 같이, (m+1) 프레임에서는 상기 제어 신호(POL)가 극성이 바뀌면서, 상기 m 프레임에서의 각 도트 전극에 충전된 전압과 반전된 레벨의 전압이 충전되는 방식으로 해당 데이터 라인들 각각에 데이터 전압을 인가하여 액정 패널(10)을 구동시킨다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은, 게이트 라인(21)의 수평 방향으로 2 도트 전극과 1 도트 전극을 구분하여 상기 2 도트 전극에는 각각 동일한 극성의 전압의 충진되도록 해당 데이터 라인들에 소정 극성용 데이터 전압을 인가하고, 상기 1 도트 전극에는 상기 2 도트 전극과 반대의 극성의 전압의 충진되도록 해당 데이터 라인들에 반대 극성용 데이터 전압을 인가하며, 상기 게이트 라인의 종 방향으로는 서로 인접한 도트 전극끼리 정 극성 및 부 극성의 전압을 충전할 수 있는 서로 다른 레벨의 데이터 전압을 인가하여 상기 액정패널(10)을 구동시킴으로써, 종래의 1 도트 반전 구동 방식의 문제점인 플리커(flicker) 현상을 억제할 수 있다.
이어, 기존의 액정 패널의 횡방향으로 연속 배열된 각각의 인접하는 도트 극성을 정극성 및 부극성으로 서로 반전하여 데이터 전압을 출력하는 1 도트 반전 방식으로 구동하는 액정표시장치의 구동방법은, 특히 PC 환경의 윈도우 종료 모드와 로그 오프 모드에서 플리커가 문제시되므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 액정 패널의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시켜 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 방식으로 구동하면, 플리커 현상을 억제하는 데 도움이 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상술한 본 발명의 플리커 개선을 위한 액정표시장치 및 이에 따른 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다.
게이트 라인(21)의 수평 방향으로 2 도트 전극과 1 도트 전극을 구분하여 상기 2 도트 전극에는 각각 동일한 극성의 전압을 충전하도록 해당 데이터 라인들에 소정 레벨의 데이터 전압을 인가하고, 상기 1 도트 전극에는 상기 2 도트 전극과 반대의 극성을 갖는 전압을 충전하도록 이와 다른 레벨의 데이터 전압을 인가하며, 상기 게이트 라인의 종 방향으로는 서로 인접한 도트 전극끼리 정 극성 및 부 극성으로 반전된 극성의 전압을 충전할 수 있는 서로 다른 레벨의 데이터 전압을 인가하여 상기 액정패널(10)을 구동시킴으로써, 종래의 1 도트 반전 구동 방식의 문제점인 플리커(flicker) 현상을 억제할 수 있다
또한, 1 도트 반전 방식 구동시 플리커 패턴이 잘 나타나는 윈도우 종료 모드 또는 로그 오프 모드시에는 2 도트 반전 방식으로 변환하여 구동함으로써, 플리커 현상을 억제할 수 있다.
따라서, 상기 플리커 개선에 의한 화질 품위를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 적, 녹 청의 화상 신호를 인가 받고, 동시에 기준 전압을 인가 받아 각각 상기 화상 신호에 대응되는 정(+) 극성용 및 부(-) 극성용 데이터 전압을 출력하는 제 1 디코더부 및 제 2 디코더부;
    게이트 라인의 스캔 방향으로 제어신호를 출력하는 제어부;
    각 게이트 라인의 수평 방향으로 2도트 전극과 1도트 전극을 구분하여, 상기 제어 신호에 의해 상기 2도트 전극에는 각각 동일한 극성을 갖도록 동일한 디코더부를 선택하고, 상기 1도트 전극에는 상기 2도트 전극과 반전된 극성을 갖도록 나머지 디코더부를 선택하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부에 의해 출력되는 데이터 전압을 다수의 데이터 라인에 인가하는 버퍼부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 주사 신호를 전송하는 다수개의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 교차하여 화상 신호를 전송하는 다수개의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인들의 교차부에 형성되는 다수개의 박막 트랜지스터와, 상기 다수개의 박막 트랜지스터 각각에 연결되어 상기 박막 트랜지스터들의 동작에 응답하는 다수개의 도트 전극을 구비한 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 각 게이트 라인상의 도트전극을 수평 방향으로 차례대로 2 도트 전극과 1 도트 전극으로 구분하여 상기 2 도트 전극에는 동일한 극성의 전압이 충전되며, 상기 1 도트 전극에는 상기 2 도트 전극과 반대의 극성의 전압이 충전되고,
    이 때 각 상기 게이트 라인의 종 방향으로는 서로 인접한 도트 전극끼리 반전된 극성의 전압이 충전되도록 각각 2도트 전극과, 1도트 전극에 상응하는 데이터 라인에 서로 다른 극성용 데이터 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  3. 삭제
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