KR101317419B1 - 액정표시장치 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 구동방법에 관한 것으로서, 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하며 특히 영상데이터와 블랙데이터 기입에 별도의 게이트구동신호를 제공하는 액정표시장치의 표시패널 전영역에서 휘도 편차 없는 안정된 표시영상을 제공하는 장점이 있다.

Description

액정표시장치 구동방법{Driving method for liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치 구동방법에 관한 것으로서, 특히 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동시 발생하는 패널 상부와 중/하부간 휘도 편차를 개선한 액정표시장치 구동방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 최근 들어 표시영상의 화질 및 시감 특성을 개선하기 위한 다양한 구동방법이 제안되고 있는데, 블랙 데이터 삽입(Black-data insertion : BDI) 구동이 그 중 하나이다.
도 1은 종래 기술에 따른 블랙 데이터 삽입 구동을 위한 액정표시장치의 구성을 간략히 도시한 구성도로서, 액정패널(10)과, 타이밍제어부(20)와, 소스구동부(30) 및 게이트구동부(40)를 대표로 도시하였다.
상기 액정패널(10)은, 도 2를 참조하면, 글라스를 이용한 기판 상에 다수의 데이터배선(DL1~DLm)과 다수의 게이트배선(GL1~GLn)이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정(LC)이 구성되어 입력 된 데이터에 의해 영상을 표시한다.
상기 타이밍제어부(20)는 통상 타이밍컨트롤러(Timing controller)로 명칭되며, TV 또는 그래픽카드와 같은 외부구동시스템으로부터 입력된 제어신호 및 클럭신호(CLK)를 이용하여 복수개의 소스 드라이브 집적회로들로 구성된 소스구동부(30)와 복수개의 게이트 드라이버 집적회로들로 구성된 게이트구동부(40)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한 상기 외부구동시스템으로부터 입력되는 RGB 영상데이터를 소스구동부(30)로 전송한다.
상기 소스구동부(30)는 상기 타이밍제어부(20)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 별도로 제공되는 다수의 감마기준전압들에서 상기 영상데이터에 대응되는 감마기준전압들을 선택하고, 선택된 감마기준전압에 의해 생성된 데이터전압(Vdata)을 액정패널(2)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
상기 게이트구동부(40)는 상기 타이밍제어부(20)로부터 입력되는 클럭신호(CLKs) 및 제어신호들에 응답하여 액정패널(10)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프(on/off) 제어를 위한 게이트구동신호(Vg)를 출력하는데, 상기 액정패널(10) 상의 게이트배선(GL1~GLn)을 순차적으로 인에이블(enable) 시킴으로써 액정패널(10) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1 라인 분씩 순차적으로 구동시켜 소스구동부(30)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막트랜지스터(TFT)들에 접속된 픽셀들로 기입되도록 한다.
이때, 상기 게이트구동부(40)에서 출력되는 상기 게이트구동신호(Vg)는, 바람직하게는 상기 영상데이터의 기입을 위한 영상데이터용 게이트구동신호(Vg_D)와 블랙데이터의 기입을 위한 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B)로 각각 구분되어 출력되며, 이를 위해 통상 상기 게이트구동부(40)는 영상데이터용 게이트구동부와 블랙데이터용 게이트구동부로 각각 구별되어 구성된다.
이러한 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동은, 도 3을 참조하여 간략히 설명하면, 1 표시화면의 소정 영역에 블랙데이터를 기입한 블랙영역(BA)이 구성되고, 이러한 블랙영역(BA)은 프레임마다 표시화면 내에서 이동되는 형태로 구성됨으로써 표시영상의 화질 및 시감 특성을 개선하는 방식이다.
도 4는 종래 기술에 따른 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 설명하기 위해 예시한 데이터 입력타이밍도로서, 연속한 n-1 번째 프레임과 n 번째 프레임에서의 영상데이터(ID)와 블랙데이터(BD) 입력 타이밍을 각각 도시하였다.
먼저, 영상데이터(ID)의 경우 n-1 번째 프레임에서 정극성(+)으로 입력되었을 경우 후속하는 n 번째 프레임에서는 극성 반전이 수행되어 부극성(-)으로 인가되며, 블랙데이터(BD)의 경우 n-1 번째 프레임에서 부극성(-)으로 입력되었을 경우 후속하는 n 번째 프레임에서는 극성 반전이 수행되어 정극성(+)으로 인가된다.
이때 도 4의 ①, ②, ③은 각각 영상데이터용 게이트구동신호(Vg_D) 블랭크 구간(①), 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B) 블랭크 구간(②), 극성반전신호(POL) 패턴 변화 타이밍(③)이다.
이러한 데이터 입력 타이밍도는 n-1 번째 프레임의 후반부에서 표시패널의 상단부(구간 ④에 해당)에 부극성(-)의 블랙데이터(BD)가 먼저 기입된 상태에서 n 번째 프레임에서 부극성(-)의 영상데이터가 표시패널의 상단부로부터 순차 기입되 는 형태이다.
그런데, 이러한 동작에서는 상기 n 번째 프레임에서의 영상데이터(ID) 기입시 표시패널의 상단부, 즉 상기 ④구간에 대응되는 표시패널 영역인 ⑥ 구간의 표시패널 영역은 n-1 번째 프레임에서 부극성(-)의 블랙데이터(BD)가 기입된 상태에서 역시 부극성(-)의 영상데이터(ID)가 기입되는 형태이므로 화소에 충전되는 데이터 극성이 동일하여 (강)충전 조건을 가지는 반면에, 이후 연속된 동작에 의해 정극성(+) 블랙데이터(BD) 기입 구간인 ⑤구간에 대응되는 표시패널에서는 부극성(-) 영상데이터(ID)가 구간⑦에서 기입되는 순서이므로 데이터 극성이 상이하여 (약)충전 조건을 가지게 된다.
정리하면, n 번째 프레임에서 영상데이터(ID)가 기입될 시 표시패널의 상단부는 동일 극성 블랙데이터(BD)의 선기입으로 인해 (강)충전 조건이며, 그 외 표시패널의 중/하단부에서 선기입된 블랙데이터(BD)와는 상반된 극성의 영상데이터(ID) 기입으로 인해 (약)충전 조건을 가지게 되어 결국 표시패널의 상단부와 중/하단부간 표시영상의 휘도 편차를 나타내게 된다.
이러한 휘도 편차는 상기 소스구동부(도 1의 30)로 제공되어 인버젼(Inversion) 구동을 수행토록 지시하는 상기 극성반전신호(POL)의 신호레벨 변화에 기인하는 것인데, 도 5의 극성반전신호(POL) 신호레벨 패턴을 참조하면, n-1 번째 프레임에서의 극성반전신호(POL) 패턴은 n 번째 프레임에서 인버젼 구동을 위해 그 신호레벨이 역전되는데, 이러한 극성반전신호(POL)의 패턴 변경 시점(③)이 상기 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B)가 출력되는 중간에 위치함으로써 순차 기입 되는 영상데이터(ID)와 블랙데이터(BD)의 극성이 표시패널의 중/하단부에서 서로 상이하게 나타나 결국 영상데이터(ID)의 (약)충전으로 인한 휘도 편차를 유발하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동시 발생하는 표시패널 영역별 휘도 편차를 개선하여 표시패널의 전 영역에서 휘도 편차가 없는 고품위의 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 매 프레임마다 액정패널로 영상데이터를 제공하는 단계와; 상기 액정패널로 영상데이터용 게이트구동신호를 제공하여 상기 영상데이터를 상기 액정패널에 기입하는 단계와; 상기 액정패널로 블랙데이터를 제공하는 단계와; 상기 액정패널로 블랙데이터용 게이트구동신호를 제공하여 상기 블랙데이터를 상기 액정패널에 기입하는 단계와; 상기 각 프레임의 시작시 상기 블랙데이터용 게이트구동신호를 지연시켜 제공하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제안한다.
상기 구동방법에서, 상기 영상데이터용 게이트구동신호와 상기 블랙데이터용 게이트구동신호는 서로 다른 시점에 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법은, 상기 매 프레임마다 극성반전신호를 제공하여 상기 영상데이터와 블랙데이터의 극성을 프레임마다 반전시키는 단계를 더욱 포함한다.
상기 구동방법에서, 상기 극성반전신호는 매 프레임마다 신호레벨이 반전되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법에서, 상기 블랙데이터용 게이트구동신호는 각 프레임의 시작시 1 게이트구동신호 인가시간 또는 2 게이트구동신호 인가시간만큼 지연되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법에서, 상기 액정패널의 각 화소는 후기입될 영상데이터와 동일한 극성의 블랙데이터를 선기입하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 특징을 가지는 본 발명에 따르면, 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하며 특히 영상데이터와 블랙데이터 기입을 위해 별도의 게이트구동신호를 제공하는 액정표시장치의 표시패널 전영역에서 휘도 편차 없이 안정된 표시영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법이 목적하는 바를 설명하기 위 해 예시한 데이터 입력타이밍도로서, 영상데이터(ID)와 블랙데이터(BD) 기입에 별도의 게이트구동신호를 제공하여 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하는 액정표시장치에서 연속한 n-1 번째 프레임과 n 번째 프레임에 대해 액정패널로 제공되는 영상데이터(ID)와 블랙데이터(BD) 입력 타이밍을 각각 도시하였다.
설명하면, 영상데이터(ID)의 경우 n-1 번째 프레임에서 정극성(+)으로 입력되었을 경우 후속하는 n 번째 프레임에서는 극성 반전이 수행되어 부극성(-)으로 인가되며, 블랙데이터(BD)의 경우 n-1 번째 프레임(구간 ④)에서 부극성(-)으로 선기입되었으나 후속하는 n 번째 프레임(구간 ⑤)에서도 후기입되는 영상데이터에 (강)충전 조건을 만들어 주기 위해 동일한 부극성(-)으로 인가되는 특징이 있다.
다시 말해, 액정패널 전체 영역에서 휘도 편차를 없애기 위해 영상데이터(ID)의 충전 조건을 모두 동일하도록 하는데 이를 위해 상기 액정패널의 각 화소는 후기입될 영상데이터(ID)와 동일한 극성의 블랙데이터(BD)를 선기입함으로써 액정패널 전체 화소에서 영상데이터(ID)의 (강)충전 조건을 가지도록 하는 것이 특징이다.
이때 도 6의 ①, ②, ③은 각각 영상데이터용 게이트구동신호(Vg_D) 블랭크 구간(①), 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B) 블랭크 구간(②), 극성반전신호(POL) 패턴 변화 타이밍(③)이다.
이에 상기 도 6과 같이 제시되는 본 발명의 구동방법을 실현하기 위해 본 발명은, 액정표시장치에서의 인버젼(inversion) 구동을 위해 제공되는 극성반전신호(POL, 도 5 참조)의 매 프레임별 신호 레벨 반전 특성을 고려하여 상기 블랙데이 터(BD)의 액정패널 기입을 제어한다.
즉, 액정표시장치는 액정패널 상의 각 화소에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프(on/off) 제어를 위한 게이트구동신호(Vg)를 출력하는데, 특히 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하는 액정표시장치는 영상데이터의 기입을 위한 상기 영상데이터용 게이트구동신호(Vg_D)와는 별도로 블랙데이터의 기입을 위한 상기 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B)를 제공하며, 이때 표시패널 상에서의 상기 블랙데이터(BD)의 인가 위치는 MPRT(Motion picture response time) 특성을 위해 조정가능하기 때문에 상기 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B)와 상기 영상데이터용 게이트구동신호(Vg_D)의 인가 시작 시점은 통상 서로 다른 시점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같이영상데이터용 게이트구동신호(Vg_D)와는 별도로 제공되는 한 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B)만을 간단히 조정함으로써 도 6에서 예시한 바와 같은 데이터 입력을 실현할 수 있는 방안을 제시한다.
이에 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 도시한 신호파형도로서, 특히 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동에서의 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B) 파형도이다.
도면을 보면, 블랙데이터(BD)의 기입을 위해 n-1 번째 프레임(도 6의 구간 ④에 해당)에서 순차 출력되는 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B)는 n 번째 프레임(도 6의 구간 ⑤에 해당)에서 1 게이트구동신호 인가시간(Tg) 만큼 지연되어 출력된다.
이는 n 번째 프레임에서 극성반전신호(POL)의 신호레벨이 역전되는 것을 이 용한 것으로서, 상기와 같이 블랙데이터(BD)의 기입을 1 게이트구동신호 인가시간(Tg) 만큼 지연시킨 후 다시 수행하게 되면 n 번째 프레임에서 기입되는 블랙데이터(BD)의 극성은 상기 극성반전신호(POL)에도 불구하고 n-1 번째 프레임에서 기입된 것과 같은 극성의 블랙데이터(BD)가 제공되는 것이다.
다시 말해, 도 8을 참조하면, n 번째 프레임이 시작될 때 종래의 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B_OLD)에 의하면 정극성(+)의 제3블랙데이터(BD3)가 기입될 차례이나 본 발명의 구동에 따라 1 게이트구동신호 인가시간(Tg)만큼 지연시켜 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B_NEW)를 인가할 경우 부극성(-)의 제4블랙데이터(BD4)가 기입되는 것이다.
따라서 극성반전신호(POL)의 패턴 변화에도 불구하고 n-1 번째 프레임에서와 동일한 극성의 블랙데이터(BD)가 n 번째 프레임에서도 제공될 수 있으며, 이에 도 6을 다시 참조하면, n 번째 프레임에서 부극성(-)으로 기입되는 영상데이터(ID) 전체에 대해 (강)충전 조건을 제공하게 되어 종래의 문제점인 표시패널 상부와 중/하부간 휘도 편차는 발생하지 않는다.
아울러 상기 도 7 내지 도 8에서 예시한 블랙데이터용 게이트구동신호(Vg_B)의 지연시간은 1 게이트구동신호 인가시간(Tg)이나 이는 1-도트 인버젼 구동의 경우에 적절하며, 예를 들어 2-도트 인버젼 구동의 경우 2 게이트구동신호 인가시간(2Tg) 동안 지연되는 등 그 지연시간의 응용은 필요에 따라 자유롭게 설정할 수 있을 것이다. 또한 이러한 게이트구동신호 지연 출력은 타이밍제어부(도 1의 20 참조) 등에서 게이트구동신호의 생성을 위해 게이트구동부(도 1의 40 참조)로 제공하 는 GSC(Gate shift clock) 신호를 조절하여 제공하거나 또는 GIP(gate in panel) 모델의 경우 게이트구동신호의 생성을 위해 상기 게이트구동부(도 1의 40)로 제공되는 클럭신호(CLKs)를 조절하는 등의 방법으로 충분히 실현할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 위한 액정표시장치의 구성을 간략히 도시한 구성도
도 2는 도 1의 구성 중 액정패널의 구성을 간략히 도시한 도면
도 3은 종래 기술에 따른 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동방법의 설명을 위한 도면
도 4는 종래 기술에 따른 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 설명하기 위해 예시한 데이터 입력타이밍도
도 5는 종래 기술에 따른 극성반전신호(POL)의 변화 패턴을 설명하기 위한 신호파형도
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법이 목적하는 바를 설명하기 위해 예시한 데이터 입력타이밍도
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 블랙데이터용 게이트구동신호의 신호파형도
도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법에서 블랙데이터용 게이트구동신호의 지연 효과를 설명하기 위한 도면
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
ID : 영상데이터 BD : 블랙데이터

Claims (6)

  1. 매 프레임마다, m개(m은 자연수)의 게이트 배선을 포함하는 액정패널로 영상데이터를 제공하는 단계와;
    상기 액정패널로 영상데이터용 게이트구동신호를 제공하여 상기 영상데이터를 상기 액정패널에 기입하는 단계와;
    상기 액정패널로 블랙데이터를 제공하는 단계와;
    상기 액정패널로 블랙데이터용 게이트구동신호를 제공하여 상기 블랙데이터를 상기 액정패널에 기입하는 단계와;
    상기 각 프레임의 시작시 상기 블랙데이터용 게이트구동신호를 지연시켜 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 액정패널은 n개(n은 자연수)의 화소마다 극성이 반전되는 n-도트 인버젼 방법으로 구동되며, 상기 블랙데이터용 게이트구동신호는 n 게이트구동신호 인가시간만큼 지연되고, 일 프레임에서 m번째 게이트 배선에 인가되는 상기 블랙데이터용 게이트구동신호와 다음 프레임에서 첫 번째 게이트 배선에 인가되는 상기 블랙데이터용 게이트구동신호 사이에는 상기 n 게이트구동신호 인가시간의 시간차가 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 영상데이터용 게이트구동신호와 상기 블랙데이터용 게이트구동신호는 서로 다른 시점에 제공되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 매 프레임마다 극성반전신호를 제공하여 상기 영상데이터와 블랙데이터 의 극성을 프레임마다 반전시키는 단계
    를 더욱 포함하는 액정표시장치 구동방법
  4. 청구항 제 3 항에 있어서,
    상기 극성반전신호는 매 프레임마다 신호레벨이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  5. 청구항 제 4 항에 있어서,
    상기 블랙데이터용 게이트구동신호는 각 프레임의 시작시 1 게이트구동신호 인가시간 또는 2 게이트구동신호 인가시간만큼 지연되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  6. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널의 각 화소는 후기입될 영상데이터와 동일한 극성의 블랙데이터를 선기입하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
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