KR101623187B1

KR101623187B1 - 액정표시장치 구동방법

Info

Publication number: KR101623187B1
Application number: KR1020090011858A
Authority: KR
Inventors: 조혁력
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2016-05-20
Also published as: KR20100092638A

Abstract

본 발명은 액정표시장치 구동방법에 관한 것으로서, 액정패널로 영상데이터와 블랙데이터를 순차 출력하는 단계와; 상기 영상데이터와 블랙데이터를 상기 액정패널에 기입하기 위한 게이트구동신호를 1 수평주기(1H)의 N배수(N은 자연수)동안 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제안하며, 블랙데이터 삽입 구동시 나타나는 고스트 이미지에 의한 이상 영상 표시 현상을 개선하여 보다 고품위의 영상표시품질을 제공하며, 이를 통한 경쟁력 제고의 효과가 있다.

Description

액정표시장치 구동방법{Driving method for liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치 구동방법에 관한 것으로서, 특히 게이트 오버랩 구동을 수행하는 액정표시장치에서 이전 게이트구동신호와 이번 게이트구동신호간 오버랩으로 인해 발생되는 고스트 이미지를 개선한 액정표시장치 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 기본 구성을 도시한 블록구성도로서, 크게 액정패널(2)과 LCM구동회로부(26)로 구분된다.

각 구성을 보면, 인터페이스(10)는 TV시스템 또는 퍼스널컴퓨터등과 같은 외부구동시스템으로부터 LCM구동회로부(26)로 입력되는 데이터(RGB Data) 및 제어신 호(입력 클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호 등)들을 입력받아 타이밍제어부(12)로 공급한다. 주로 외부구동시스템으로부터 데이터 및 제어 신호전송을 위해서 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스와 TTL 인터페이스 등이 사용되고 있다. 또한, 이러한 인터페이스 기능을 모아서 타이밍제어부(12)와 함께 단일 칩(Chip)으로 집적시켜 사용하기도 한다.

액정패널(2)은 도 2와 같이, 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 입력된 데이터에 의해 영상을 표시한다.

타이밍제어부(12)는 통상 타이밍컨트롤러(Timing controller)로 명칭되며, 그래픽카드와 같은 외부구동시스템으로부터 입력된 제어신호를 이용하여 복수개의 소스 드라이브 집적회로들로 구성된 소스구동부(18)와 복수개의 게이트 드라이버 집적회로들로 구성된 게이트구동부(20)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한 상기 인터페이스(10)를 통해 입력되는 데이터들을 소스구동부(18)로 전송한다.

기준전압생성부(16)는 상기 소스구동부(18)에서 사용되는 DAC(Digital To Analog Converter)에 적용될 다수의 감마기준전압(Gamma reference voltage)들을 생성한다. 감마기준전압들은 패널의 투과율-전압특성을 기준으로 생산자에 의해서 설정된다.

상기 소스구동부(18)는 상기 타이밍제어부(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 입력 데이터의 감마기준전압들을 선택하고, 선택된 감마기준전압을 액정 패널(2)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.

상기 게이트구동부(20)는 상기 타이밍제어부(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 액정패널(2)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프(on/off) 제어를 위한 게이트구동신호(Vg)를 출력하는데, 액정패널(2) 상의 게이트배선(GL1~GLn)을 1 수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블(enable) 시킴으로써 액정패널(2) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1 라인 분씩 순차적으로 구동시켜 소스구동부(18)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막트랜지스터(TFT)들에 접속된 픽셀들로 인가되도록 한다.

전원전압생성부(14)는 각 구성부들의 동작전원을 공급하고 액정패널(2)의 공통전극 전압을 생성하여 공급한다.

또한 도시되지는 않았지만 하나 이상의 램프(lamp)를 구비하여 상기 액정패널(2)로 광(light)을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 더욱 포함한다.

이러한 기본 구성으로 영상을 표시하는 액정표시장치는 최근 들어 표시영상의 화질 및 시감 특성을 개선하기 위한 다양한 구동방법이 제안되고 있는데, 그 중에서는 블랙데이터 삽입(Black-data insertion : BDI) 구동이 그 중 하나이다.

도 3은 종래 기술에 따른 블랙데이터 삽입 구동을 설명하기 위한 도면으로서, 시간에 따른 데이터입력 순서 및 그에 따른 게이트구동신호(Vg)와의 관계를 나타내었다.

현재 적용중인 블랙데이터 삽입 구동방식에서는 액정패널에 화상을 표시하기 위한 영상데이터(Image data:이하 ID)와 블랙데이터(Black data:이하 BD)가 1H(1Horizontal) 시간을 적절히 분할하여 교번되게 출력되도록 하는 방식을 취하고 있다. 즉, 1수평주기는 영상데이터 기입시간(T_ID) 및 블랙데이터 기입시간(T_BD)으로 구성된다.

이때 상기 각 데이터(ID,BD)의 입력을 위한 스위칭 신호로서 액정패널에 출력되는 각 게이트구동신호{Vg(m), Vg(n)}의 인가시간(Ton)은 도시된 바와 같이 1화면을 표시하는 시간인 1수평주기(1 Horizontal time:이하 1H) 이상의 시간을 가지도록 인가되는데, 이러한 구동을 게이트 오버랩(gate overlap) 구동이라 한다.

그런데, 상기와 같이 각 게이트구동신호{Vg(m), Vg(n)}의 인가시간(Ton)의 활용 비율을 보면, 상기 영상데이터 기입시간(T_ID)과 상기 블랙데이터 기입시간(T_BD)의 구성비가 동일하지 않다. 즉, 도 3에서 영상데이터(ID)와 블랙데이터(BD)의 입력을 위한 게이트구동신호{Vg(m), Vg(n)}를 각각 참조하면, 해당 게이트구동신호가 인가되는 시간동안 완전한 일 데이터의 충전에 필요한 시간이 타 데이터에 비해 적게 할당된 것을 볼 수 있다. 이는 곧 게이트구동신호(Vg)가 인가되는 동안 액정패널에 인가되는 상기 영상데이터(ID)와 블랙데이터(BD) 중 일 데이터의 기입시간이 부족함을 뜻한다.

이에 불충분한 데이터 충전 시간에 의해 이번 데이터의 기입시간 동안에는 이전에 기입된 데이터를 완전히 제거하지 못하고 잔류되어 불완전한 이미지, 즉 고스트 이미지(ghost image)로 불리는 이상 영상 표시 현상이 발생된다.

물론 인버젼(inversion) 구동에 의해 데이터 극성 반전시에도 상기한 고스트 이미지가 발생됨은 물론이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 블랙데이터 삽입 구동시 나타나는 고스트 이미지에 의한 이상 영상 표시 현상을 개선하여 고품위 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 액정패널로 영상데이터와 블랙데이터를 순차 출력하는 단계와; 상기 영상데이터와 블랙데이터를 상기 액정패널에 기입하기 위한 게이트구동신호를 1 수평주기(1H)의 N배수(N은 자연수)동안 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제안한다.

상기 구동방법에서, 상기 영상데이터와 블랙데이터는 1 수평주기(1H)를 분할하여 상기 액정패널로 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 구동방법에서, 상기 영상데이터와 블랙데이터는 매 프레임마다 극성이 반전되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 액정패널로 영상데이터와 블랙데이터를 순차 출력하는 단계와; 상기 영상데이터와 블랙데이터를 상기 액정패널에 기입하기 위한 게이트구동신호를 상기 액정패널로 출력하되, 상기 영상데이터가 상기 액정패널로 출력되는 시 간(T_ID)과 상기 블랙데이터가 상기 액정패널로 출력되는 시간(T_BD)에 대해 상기 게이트구동신호의 인가시간(Ton)을 {(1H*N)-(T_ID/2)} < Ton < {(1H*N)+(T_ID/2)}(N은 자연수) 사이에서 선택하여 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제안한다.

상기한 특징에 따른 본 발명의 액정표시장치 구동방법은, 블랙데이터 삽입 구동시 나타나는 고스트 이미지에 의한 이상 영상 표시 현상을 개선하여 보다 고품위의 영상표시품질을 제공하며, 이를 통한 경쟁력 제고의 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 성세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법을 설명하기 위한 도면으로서, 시간에 따른 데이터입력 순서 및 그에 따른 게이트구동신호{Vg(m),Vg(n)}와의 관계를 나타내었다.

본 발명에서 제안하는 액정표시장치 구동방법은, 액정패널로 화상을 표시하기 위한 영상데이터(Image data:이하 ID)가 출력되는 도중에 블랙데이터(Black data:이하 BD)가 삽입되어 출력되는 타이밍을 갖는 블랙데이터 삽입 구동방식에서 나타나는 고스트 이미지(ghost image)를 개선하기 위해 적용되는 게이트 오버랩 방식이다.

이에 도 4를 참조하면, 본 발명이 적용되는 상기 블랙데이터 삽입 구동방식은 영상데이터(ID)가 액정패널에 기입되는 시간(T_ID)과 상기 블랙데이터(BD)가 액정패널에 기입되는 시간(T_BD)을 각각 포함하여 1 수평주기(1H)를 형성하도록 구성되며, 이때 매 프레임마다 그 데이터의 극성이 반전되는 인버젼(inversion) 구동을 수행하는 것이 바람직하다. 이때 1 수평주기(1H) 내에서의 상기 영상데이터 기입시간(T_ID)과 상기 블랙데이터 기입시간(T_BD)의 구성 비율은 응용에 따라 달라질 수 있다.

이처럼 영상데이터(ID)와 블랙데이터(BD)가 액정패널로 순차 출력되는 블랙데이터 삽입 구동에서 상기 각 데이터(ID, BD)가 상기 액정패널에 기입되도록 하기위해 인가되는 각각의 게이트구동신호{Vg(m),Vg(n)}를 2 수평주기(2H) 동안 인가한다. 다시 말해, 상기 각 게이트구동신호{Vg(m),Vg(n)}의 인가시간(Ton)을 상기 영상데이터 기입시간(T_ID)과 상기 블랙데이터 기입시간(T_BD)의 구성비가 동일하게끔 설정하는 것이며, 필요에 따라 상기 각 게이트구동신호{Vg(m),Vg(n)}의 인가시간(Ton)을 최소 1 수평주기(1H)로 설정해도 무방하다.

이에 각각의 데이터 입력을 위한 게이트구동신호{Vg(m),Vg(n)}에서 각 데이터(ID, BD)에 주어지는 데이터 기입시간이 동일하게 주어지며, 이전 게이트구동신호에 의해 액정패널에 인가된 영상데이터(ID)는 이번 순차의 게이트구동신호 인가시 최초 입력되는 데이터에 충분히 주어진 데이터 기입시간으로 인해 충분히 제거되어 고스트 이미지(ghost image)로 불리는 이상 영상 표시 현상이 개선된다.

도 5와 도 6은 각각 상기 설명한 고스트 이미지 제거에 따른 개념을 확대 적용한 응용방법을 설명하기 위한 도면으로서, 이전 순차의 게이트구동신호에 의해 기입된 영상데이터(ID)의 제거를 위해 이번 순차의 게이트구동신호에 의해 최초 기입되는 데이터에 대해 적절히 충분한 시간을 제공할 경우 상기 도 4에서 설명한 바와 같은 이상 영상 표시 현상을 개선하는 효과를 볼 수 있는 시간 범위를 설정할 수 있다.

이에 도 5 내지 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 게이트구동신호(Vg)의 인가시간(Ton)을 2H-(T_ID/2) < Ton < 2H+(T_ID/2) 사이에서 선택할 경우 상기 도 4에서 설명한 바와 같은 이상 영상 표시 현상을 개선하는 효과를 볼 수 있음은 물론이고, 덧붙여 2 수평주기(2H) 마다 데이터의 극성이 반전되는 구동에서는 4H-(T_ID/2) < Ton < 4H+(T_ID/2) 와 같이 선택될 수 있어, 결국 1 수평주기(1H)의 N배수(N은 자연수)에 해당하는 게이트구동신호(Vg)의 인가시간(Ton)을 기준으로 설정하여 {(1H*N)-(T_ID/2)} < Ton < {(1H*N)+(T_ID/2)}(N은 자연수)를 만족하는 범위 내에서 선택 가능한데, 이는 일 데이터의 극성이 반전되어 입력되는 인버젼 구동에서 정극 성(+) 데이터와 부극성(-) 데이터의 극성 반전에 따른 입력 시간이 균형을 이루는 범위라면 모두 가능하다.

아래 <표 1>은 도 3을 통해 설명한 종래기술과 도 4를 통해 설명한 본 발명의 효과를 입증하는 실험데이터로서, 게이트구동신호의 전압 변경에 따른 블랙 바탕(0 계조)에서 화이트로 나타나는 고스트 이미지에 대한 개선 효과를 보여주는 표이다.

하기 <표 1>을 보면, 게이트구동신호(Vg)의 전압(즉, 상기 인가시간(Ton)에서의 전압)을 각각 변경하면서 구현한 블랙 영역에서, 특히 상기 게이트구동신호(Vg)의 전압을 11V 및 12V로 조정하여 블랙 바탕을 구현한 경우를 예를 들면, 도 3에서 예시한 종래기술에 의한 구동에서 블랙 바탕(0 계조)에 대해 나타난 고스트 이미지의 휘도가 각각 10.36 및 3.51 만큼 나타남을 볼 수 있고 반면 본 발명에 따르면 각각 10.2 및 2.91 로 감소되어 나타나는 것을 볼 수 있다.

게이트구동신호(V)	종래기술			본 발명
게이트구동신호(V)	0계조	고스트(255계조)	차이	0계조	고스트(255계조)	차이
25	0.81	0.81	0	0.85	0.85	0
16	0.8	0.8	0	-	-	0
15	0.8	0.8	0	0.83	0.83	0
14	0.88	0.8	-0.08	0.91	0.81	-0.1
13	1.52	0.83	-0.69	1.58	0.84	-0.74
12	5.13	1.62	-3.51	4.53	1.62	-2.91
11	19.94	9.58	-10.36	19.8	9.6	-10.2
10	50.82	41.93	-8.89	50.6	42	-8.6
9	64.7	65.24	0.54	65.1	66.5	1.4
8	63.56	69.05	5.49	64.2	70.8	6.6
7	56.11	66.16	10.05	56.7	68.1	11.4

<표 1>

즉, 게이트구동신호(Vg)의 전압이 11V 및 12V로 인가되는 구동에서 보듯이 본 발명의 구동방법은 고스트 이미지가 종래 기술의 구동방법에 비해 덜 인식됨으로서 보다 개선된 효과를 제공하는 것을 의미한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 기본 구성을 도시한 블록구성도

도 2는 도 1의 구성 중 액정패널의 구성을 간략히 도시한 도면

도 3은 종래 기술에 따른 블랙데이터 삽입 구동을 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법을 설명하기 위한 도면

도 5와 도 6은 각각 본 발명의 액정표시장치 구동방법에 따른 고스트 이미지 개선에 따른 개념을 확대 적용한 응용방법을 설명하기 위한 도면

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

T_ID: 영상데이터 기입시간 T_BD: 블랙데이터 기입시간

ID : 영상데이터 BD : 블랙데이터

Ton : 게이트구동신호 인가시간

Claims

삭제
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삭제
액정패널로 각 영상데이터와 각 블랙데이터를 교대로 순차 출력하는 단계와;

상기 각 영상데이터와 각 블랙데이터 각각을 상기 액정패널에 기입하기 위한 제1 및 2게이트구동신호 각각을 상기 액정패널로 출력하되, 상기 각 영상데이터가 상기 액정패널로 출력되는 시간(T_ID)과 상기 각 블랙데이터가 상기 액정패널로 출력되는 시간(T_BD)에 대해 상기 제1 및 2게이트구동신호 각각의 인가시간(Ton)을 {(1H*N)-(T_ID/2)} < Ton < {(1H*N)+(T_ID/2)}(N은 자연수) 사이에서 선택하여 출력하는 단계를 포함하고,

상기 제1 및 2게이트구동신호는 오버랩(overlap)되는

액정표시장치 구동방법
청구항 제 4 항에 있어서,

상기 각 영상데이터와 각 블랙데이터는 1 수평주기(1H)를 분할하여 상기 액정패널로 출력되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 각 영상데이터와 각 블랙데이터는 매 프레임마다 극성이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법