KR100717183B1 - 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 관한 것으로, 게이트 오프(off)시 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)(ΔVp)을 이용하여 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도를 동일하게 만듬으로써, 화면 품위 저하를 방지시킬 수 있는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 2라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법은 액정셀들이 두장의 투명기판을 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널과, 상기 액정 패널 상의 복수개의 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동 IC와, 복수개의 게이트라인을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동 IC를 포함한 액정표시장치의 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 있어서, 상기 게이트 구동 IC는 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인별로 게이트 온(on) 전압 파형을 다르게 인가하는 것을 특징으로 한다.

Description

2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법{METHOD OF DRIVING FOR LIQUID CRYSTAL PANEL FOR 2 LINE DOT INVERSION}
도 1은 종래의 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동장치의 블록구성도
도 2는 도 1에 도시된 각 데이터 라인에 공급되는 게이트 펄스 신호를 나타내는 파형도
도 3은 도 1에 도시된 액정 패널 구동장치에 의해 액정셀에 공급되는 데이터 신호들의 극성 펄스 및 게이트 스타트 펄스 신호를 나타내는 파형도
도 4는 도 3에 도시된 파형에 의해 액정셀들에 공급되는 데이터신호들의 극성 패턴을 도시한 도면
도 5는 종래의 1 라인 도트 인버젼 시 매 2라인마다 오프셋 바이어스를 인가하는 데이터신호들의 극성 패턴을 도시한 도면
도 6은 종래의 2 라인 도트 인버젼 시 매 2라인마다 오프셋 바이어스를 인가하는 데이터신호들의 극성 패턴을 도시한 도면
도 7은 종래의 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법의 문제점을 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명에 의한 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법을 설명하기 위한 도면
도 9는 본 발명에 의한 게이트 온 전압 인가 방법을 나타낸 도면
본 발명은 2라인 도트 인버젼(2 Line dot inversion) 방식의 액정 패널 구동 방법에 관한 것으로, 특히 게이트 오프(off)시 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)(ΔVp)을 이용하여 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도를 동일하게 만듬으로써, 화면 품위 저하를 방지시킨 2라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 관한 것이다.
통상의 액티브 매트릭스(Active metrix) 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 액정셀들이 두장의 투명기판을 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널(3)과, 액정 패널(3)상의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동 IC(1)(Data Drivng Integrated Circuit)와, 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동 IC(2)(Gate Drivng Integrated Circuit)를 구비한다.
상기 액정 패널(3)에는 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 데이터신호를 절환하는 박막트랜지스터들(Thin Film Transister, 이하 "TFT"라 함)이 설치되게 된다. 이 때, 다수의 액정셀들은 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하는 교차점에 각각 설치되고, 이와 더불어 박막 트랜지스터들도 상기한 교차점들에 각각 위치하게 된다.
상기 데이터 구동 IC(1)는 쉬프트레지스터와 래치를 포함하며, 데이터 쉬프트 클럭에 응답하여 데이터 비트를 쉬프트시키며 데이터 출력 인에이블신호에 응답하여 1라인분의 데이터를 데이터라인들에 동시에 공급한다.
상기 게이트 구동 IC(2)는 각 게이트라인들을 구동하기 위한 다수의 스테이지를 포함한 쉬프트 레지스터로 구성되어 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 게이트라인들을 순차 구동한다.
상기 게이트 스타트 펄스(GSP)가 게이트 구동 IC들에 공급되면 게이트 구동 IC들은 액정 패널 상의 n개의 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 구동 펄스(POL)를 공급함으로써 n개의 게이트라인들이 순차적으로 구동되게 한다(도 2 및 도 3 참조).
그러면 액정 패널 상의 TFT들은 1 게이트라인분씩 순차적으로 구동되어 1 게이트라인분씩의 액정셀들에 데이터신호들이 순차적으로 공급되게 한다. 데이터 출력 인에이블 신호가 데이터 구동 IC들에 공급되면 데이터 구동 IC들 각각은 게이트 구동 펄스가 발생될 때마다 n개의 데이터신호들을 n개의 데이터라인들에 각각 공급하게 된다.
데이터 구동 IC들 각각에서 발생되는 n개의 데이터신호들은 인접한 데이터라인들의 배치 순서에 따라 교번되는 극성을 가지게 된다. 또한, 데이터 구동 IC들(1) 각각에서 발생되는 n개의 데이터신호들은 프레임이 진행됨에 따라 교번적으로 변경되는 극성을 가진다(도 4 참조).
도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동방법은 액정 패널 상의 액정셀들 각각에 게이트라인으로 인접한 액정셀들과 데이터 라인 상에서 인접하는 액정셀들 모두와 상반된 극성의 데이터신호가 공급되게 함과 아울러 액정 패널 상의 모든 액정셀들에 공급되는 데이터신호들의 극성이 반전되게 한다. 다시 말하여, 도트 인버젼 방식에서는, 기수 번째 프레임의 비디오 신호가 표시될 경우에 좌측상단의 액정셀로부터 우측의 액정셀로 진행함에 따라 그리고 아래 측의 액정셀들로 진행함에 따라 정극성(+) 및 부극성(-)이 번갈아 나타나게끔 데이터신호들이 액정 패널 상의 액정셀들에 각각 공급되는 반면에 우수 번째 프레임의 비디오신호가 표시될 경우에는 좌측상단의 액정셀로부터 우측의 액정셀로 진행함에 따라 그리고 아래 측의 액정셀들로 진행함에 따라 정극성(+) 및 부극성(-)이 번갈아 나타나게끔 데이터신호들이 액정 패널 상의 액정셀들에 각각 공급된다. 이와 같이 도트 인버젼 방식은 수직 및 수평 방향들 쪽에서 인접하는 액정셀들에 공급되는 데이터신호들과 상반된 극성의 데이터신호가 임의의 액정셀에 공급되게 함으로써 뛰어난 화질의 화상을 제공하게 된다. 이러한 이점으로 인하여, 최근에는 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동방법이 주로 사용되고 있다.
종래의 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법은 테스트 패턴(test pattern)에서의 버티칼 딤(vertical dim) 현상(화면이 어두침침한 현상)을 줄이기 위하여 도 5에서와 같이 데이터 구동 IC내에서 매 1 라인 또는 2 라인별로 출력 오프셋(output offset)을 조정한다.
상기 버티칼 딤(vertical dim) 현상은 데이터 구동 IC의 각 채널의 출력특성의 차이에 기인하는 것으로, 화질을 개선시키기 위해서는 각각의 출력특성의 차이 를 오프셋으로 조정하여 출력특성의 차이를 상쇄시켜 주어야 한다.
예를 들어 도트 인버젼 구동의 경우, 도 5에서 N번째 채널의 출력에 있어서 (+)극성의 액정전압은 L과 L+2 라인에서 각각 오프셋을 (+)와 (-)를 번갈아 가지므로 오프셋이 상쇄된다. 그리고, N+1번째 채널에 있어서도 (+)극성의 액정전압이 L+1과 L+3 라인에서 각각 오프셋이 (+)와 (-)를 번갈아 가지므로 오프셋이 상쇄되어 전압이 편향적으로 치우치는 것을 막는다.
그러나, 종래의 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법은 데이터 구동 IC내에서 오프셋 바이어스를 인가하는 방식(매 1 라인 또는 매 2 라인)이 한가지 방식으로 한정되어 있어 타이밍 컨트롤러에서 기타 다른 구동방식(예를 들어, 2 도트 인버젼)을 지원할 때에는 특정 패턴(pattern)에서 상기 버티칼 딤(vertical dim) 현상이 나타날 수 있다(도 6 참조).
종래의 데이터 구동 IC에서 매 2 라인별로 출력 오프셋을 조정하였을 때 1 도트 인버젼 구동시에는 문제가 없으나 타이밍 컨트롤러에서 2 도트 인버젼 구동시에는 도 6에서 보는 바와 같이 상기 버티칼 딤(vertical dim) 현상이 나타날 수 있다.
부연적으로 설명하면, 상기 도 6에서 N번째 채널의 경우에 (+)극성의 액정전압은 L과 L+1 라인 모두 (+)방향으로 오프셋이 걸리게 되고, (-)극성의 액정전압은 L+2와 L+3 라인 모두 (-)방향으로 오프셋이 걸리게 된다. 또한, N+1번째 채널의 경우에 (+)극성의 액정전압은 L+2와 L+3 라인 모두 (-)방향으로 오프셋이 걸리게 되고, (-)극성의 액정전압은 L과 L+1 라인 모두 (+)방향으로 오프셋이 걸리게 된 다. 결국, N번째 채널과 N+1번째 채널의 오프셋이 상쇄가 되지 않아서 결국 △V만큼의 차이가 생김으로써, 상기 버티칼 딤(vertical dim) 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
도 7은 종래의 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 종래 기술은 2 라인 도트 인버젼 방식으로 LCD를 구동할 경우, n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 데이타 충전(charging)량이 다르게 된다. 게이트 온 구간동안 n번째 라인은 데이타가 라이징(rising)하면서 충전이 되는 반면, n+1번째 게이트 라인은 이미 제 레벨에 도달한 데이터가 충전되므로 픽셀(pixel) 전압의 차이가 발생한다. 따라서, n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인 간의 휘도차가 발생하여 화면품위를 저하시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래 기술은 n 번째 게이트 라인의 데이타 라이징(rising)을 빠르게 하여 충전량의 차이를 줄이는 방법을 사용하고 있으나, 이러한 구동 방법은 소비전류를 증가시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 게이트 오프(off)시 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)(ΔVp)을 이용하여 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도를 동일하게 만듬으로써, 화면 품위 저하를 방지시킨 2라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 n+1번째 게이트 라인의 오프(off)시 순간적으로 게이트 온(on)전압과 오프(off)전압의 차를 크게 하여 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)(ΔVp)량을 크게 함으로써, n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인이 동일한 휘도를 가지도록 함으로써, 화면 품위 저하를 방지시킨 2라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법은,
액정셀들이 두장의 투명기판을 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널과, 상기 액정 패널 상의 복수개의 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동 IC와, 복수개의 게이트라인을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동 IC를 포함한 액정표시장치의 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 있어서,
상기 게이트 구동 IC는,
n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인별로 게이트 온(on) 전압 파형을 다르게 인가하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다른 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법은,
액정셀들이 두장의 투명기판을 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널과, 상기 액정 패널 상의 복수개의 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동 IC와, 복수개의 게이트라인을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동 IC를 포 함한 액정표시장치의 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 있어서,
상기 게이트 구동 IC는,
게이트 오프(off)시 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)량(ΔVp)을 이용하여 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도를 동일하게 만들어 화면 품위 저하를 방지시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명에 의한 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명에 의한 게이트 온 전압 인가 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명에서는 액정셀들이 두장의 투명기판을 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널과, 상기 액정 패널 상의 복수개의 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동 IC와, 복수개의 게이트라인을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동 IC를 포함한 액정표시장치에서, 게이트 오프(off)시 발생하는 픽셀(pixel) 전압이 기생 캐패시턴스에 의해 드롭(drop)되는 전압량(ΔVp)을 이용하여 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 데이터 충전량을 동일하게 조절하여 화면 품위 저하를 방지시키도록 하였다.
상기 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)량(ΔVp)은 게이트 온(on)전압과 게이트 오프(off)전압의 차에 비례한다.
상기 게이트 구동 IC는 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인별로 게이트 온(on) 전압 파형을 다르게 인가한다. 즉, 상기 n+1번째 게이트 라인의 오프(off)시 순간적으로 게이트 온(on)전압과 게이트 오프(off)전압의 차를 크게 인가하여 n번째 게이트와 동일한 휘도를 갖도록 조절한다.
이 때, 상기 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)량(ΔVp)은 아래 수학식에 의해 구해진다.
ΔVp = (Cgd/Ctotal)*(Von-Voff)
여기서, Cgd는 TFT 박막트랜지스터의 게이트와 드레인간의 기생 캐패시턴스이고, Ctotal은 1 픽셀의 전체 캐패시턴스이고, Von은 게이트 온(on) 인가 전압이고, Voff는 게이트 오프(off) 인가전압이다.
상기 도 8을 참조하여 설명하면, n+1번째 라인의 게이트 오프시 순간적으로 인가하는 게이트 온 전압 파형의 펄스폭(W) 및 펄스높이(H)는 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도차가 나지 않는 범위 내에서 결정한다.
상기 도 9를 참조하여 설명하면, 상기 Von 전압은 게이트 구동 IC로 인가하는 전압으로 2H 주기를 가지며, VGH는 TFT 트랜지스터의 특성으로 결정되고, 상기 게이트 온 전압 파형의 펄스폭(W) 및 펄스높이(H)는 화면 특성을 보면서 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도차가 나지 않는 범위 내에서 결정하면 된다.
따라서, 본 발명에서는 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도를 동일하게 만들 수 있음으로써, 2 라인 도트 인버젼 구동을 사용하는 액정표시장치의 화면 품위 저하를 막을 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 의하면, 게이트 오프(off)시 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)(△Vp)을 이용하여 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도를 동일하게 만듬으로써, 화면 품위 저하를 방지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, n+1번째 게이트 라인의 오프(off)시 순간적으로 게이트 온(on)전압과 오프(off)전압의 차를 크게 하여 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)(△Vp)량을 크게 함으로써, n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인이 동일한 휘도를 가지도록 함으로써, 화면 품위 저하를 방지시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 액정셀들이 두장의 투명기판을 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널과, 상기 액정 패널 상의 복수개의 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동 IC와, 복수개의 게이트라인을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동 IC를 포함한 액정표시장치의 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 있어서,
    상기 게이트 구동 IC는,
    n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인별로 게이트 온(on) 전압 파형을 다르게 인가하되, 상기 n+1번째 게이트 라인의 오프(off)시 순간적으로 게이트 온(on)전압과 게이트 오프(off)전압의 차를 크게 인가하여 n번째 게이트와 동일한 휘도를 갖도록 조절하는 것을 특징으로 하는 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법.
  3. 액정셀들이 두장의 투명기판을 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널과, 상기 액정 패널 상의 복수개의 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동 IC와, 복수개의 게이트라인을 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동 IC를 포함한 액정표시장치의 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법에 있어서,
    상기 게이트 구동 IC는,
    게이트 오프(off)시 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)량(ΔVp)을 이용하여 n번째 게이트 라인과 n+1번째 게이트 라인의 휘도를 동일하게 만들어 화면 품위 저하를 방지시키는 것을 특징으로 하는 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기생 캐패시턴스에 의해 발생하는 상기 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)량(ΔVp)은 게이트 온(on)전압과 게이트 오프(off)전압의 차에 비례하는 것을 특징으로 하는 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 픽셀(pixel) 전압의 드롭(drop)량(ΔVp)은 아래 수학식
    ΔVp = (Cgd/Ctotal)*(Von-Voff)을 만족하며, 여기서, Cgd는 TFT 박막트랜지스터의 게이트와 드레인간의 기생 캐패시턴스이고, Ctotal은 1 픽셀의 전체 캐패시턴스이고, Von은 게이트 온(on) 인가 전압이고, Voff는 게이트 오프(off) 인가전압인 것을 특징으로 하는 2 라인 도트 인버젼 방식의 액정 패널 구동 방법.
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