KR101970555B1 - 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 패널의 상단부와 하단부 간의 휘도 편차를 줄여 화질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인이 교차되는 액티브 영역을 포함하고, 상기 액티브 영역이 다수의 액티브 영역으로 구분되는 액정 패널과; 상기 다수의 액티브 영역에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하고, 상기 각 액티브 영역 내에서 상기 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급하는 게이트 구동부와; 상기 홀수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 1 극성의 데이터 전압을 공급하고, 상기 짝수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 2 극성의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부와; 상기 데이터 구동부로부터 상기 다수의 데이터 라인에 공급되는 상기 데이터 전압의 극성과 상반되도록 공통 전압을 생성하여 상기 액정 패널의 공통 전극에 공급하는 공통 전압 생성부; 및 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 구동부에 공급하고, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 및 그의 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 액정 패널의 상단부와 하단부 간의 휘도 편차를 줄여 화질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 디스플레이 소자 중 우수한 화질과, 경량, 박형, 저전력의 특징으로 인하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)가 가장 많이 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 화소 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 일반적인 액정 표시 장치는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차로 화소를 정의하며, 각 화소는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT)와, TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소 전극과, 화소 전극과 함께 액정에 전계를 인가하는 공통 전극을 포함한다. 여기서 공통 전극에는 공통 전압(Vcom)이 공급된다.
이러한 액정 표시 장치는 데이터 신호에 따라 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 화소 전압에 의해 액정을 구동하여 화상을 표시한다. 그런데, 화소 전압이 항상 동일한 극성(polarity) 즉, 정(+)의 값 또는 부(-)의 값만 가지게 되면 액정이 열화되는 문제가 발생한다. 이에 따라, 매 프레임마다 데이터 신호의 극성을 바꾸는 데이터 인버전(data inversion)방식이 소개되었다. 그리고 데이터 인버전시 데이터 신호의 구동 전압을 낮추기 위해 공통 전압(Vcom)의 극성을 매 프레임마다 바꾸는 공통 전압 교류 구동 방식이 소개되었다.
그런데, 공통 전압 교류 구동에 따라 공통 전압(Vcom)의 극성이 매 프레임마다 바뀌면 화소 전압이 같이 쉬프트 되며, 화소 전압이 쉬프트된 기간 동안 화소 전압이 원래의 전압 값을 유지하지 못하는 현상이 발생한다. 그러면, 화소 전압-공통 전압 간의 전압, 즉 액정에 인가되는 전압이 낮아지게 되며, 도 2에 도시한 바와 같이 액정 패널(100)의 상단부와 하단부에서 휘도 차이가 발생된다. 이와 같은, 액정 패널(100)의 휘도 편차는 상단부에서 하단부로 갈수록 더욱 심화되어 액정 패널(100)의 휘도 균일성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액정 패널의 상단부와 하단부 간의 휘도 편차를 줄여 화질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인이 교차되는 액티브 영역을 포함하고, 상기 액티브 영역이 다수의 액티브 영역으로 구분되는 액정 패널과; 상기 다수의 액티브 영역에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하고, 상기 각 액티브 영역 내에서 상기 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급하는 게이트 구동부와; 상기 홀수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 1 극성의 데이터 전압을 공급하고, 상기 짝수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 2 극성의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부와; 상기 데이터 구동부로부터 상기 다수의 데이터 라인에 공급되는 상기 데이터 전압의 극성과 상반되도록 공통 전압을 생성하여 상기 액정 패널의 공통 전극에 공급하는 공통 전압 생성부; 및 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 구동부에 공급하고, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 패널에 광을 조사하는 광원; 및 상기 광원을 블록 단위로 구동하는 광원 구동부를 더 포함하고; 상기 각 블록은 상기 이웃한 2 개의 액티브 영역마다 하나씩 대응되는 것을 특징으로 한다.
상기 광원은 상기 블록 단위로 순차적으로 구동되고, 상기 각 블록은 제 1 기간 내지 제 3 기간 순서로 구동되며, 상기 제 1 및 제 3 기간은 상기 광원이 온 되는 기간이고, 상기 제 2 기간은 상기 광원이 오프 되는 기간인 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 기간은 상기 각 블록에 대응되는 짝수 액티브 영역에 상기 스캔 펄스가 공급되는 시점부터 시작되어 20~40 %의 듀티 기간을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 액티브 영역은 k 개의 액티브 영역으로 구분되고, 상기 공통 전압은 상기 k 개의 액티브 영역에 대응하여 1 프레임 기간 동안 2k-1 번 극성이 반전되는 것을 특징으로 한다.
상기 액티브 영역은 적어도 4 개의 액티브 영역으로 구분되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 액티브 영역이 다수의 액티브 영역으로 구분되는 액정 패널과, 상기 액정 패널에 광을 조사하는 광원을 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 다수의 액티브 영역에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하되, 상기 각 액티브 영역 내에서 상기 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급하는 단계와; 상기 홀수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 다수의 데이터 라인에 제 1 극성의 데이터 전압을 공급하고, 상기 짝수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 2 극성의 데이터 전압을 공급하는 단계; 및 상기 다수의 데이터 라인에 공급되는 상기 데이터 전압의 극성과 상반되도록 공통 전압을 생성하여 상기 액정 패널의 공통 전극에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광원을 블록 단위로 구동하는 단계를 더 포함하고; 상기 각 블록은 상기 이웃한 2 개의 액티브 영역마다 하나씩 대응되는 것을 특징으로 한다.
상기 광원은 상기 블록 단위로 순차적으로 구동되고, 상기 각 블록은 제 1 기간 내지 제 3 기간 순서로 구동되며, 상기 제 1 및 제 3 기간은 상기 광원이 온 되는 기간이고, 상기 제 2 기간은 상기 광원이 오프 되는 기간인 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 기간은 상기 각 블록에 대응되는 짝수 액티브 영역에 상기 스캔 펄스가 공급되는 시점부터 시작되어 20~40 %의 듀티 기간을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 액티브 영역은 k 개의 액티브 영역으로 구분되고, 상기 공통 전압은 상기 k 개의 액티브 영역에 대응하여 1 프레임 기간 동안 2k-1 번 극성이 반전되는 것을 특징으로 한다.
상기 액티브 영역은 적어도 4 개의 액티브 영역으로 구분되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 라인 인버전 방식으로 데이터 전압의 극성을 반전시킴과 아울러 인터레이스(interrace) 구동 방식을 적용하여 데이터 전압의 극성 변화를 줄인다. 또한, 인터레이스 구동을 적용하되, 분할된 각 액티브 영역 단위로 인터레이스 구동을 적용하고, 그에 대응하여 공통 전압(Vcom)의 극성을 반전시킴으로써 액정 패널의 상단부와 하단부 간의 휘도 편차를 줄여 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예는 광원을 블록 단위로 순차 구동하고, 각 블록의 온 기간 사이에 오프 기간을 삽입하되, 오프 기간을 짝수 액티브 영역에 스캔 펄스가 공급되는 시점으로 설정함으로써 모션 블러가 특정 위치에 편중되지 않고 분산되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 화소 등가 회로도이다.
도 2는 공통 전압 교류 구동에 따른 액정 패널의 상/하단부 휘도 편차 문제점을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구성도이다.
도 4는 다수의 액티브 영역으로 분할된 액정 패널의 예를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 게이트 구동부(4)로부터 출력되는 스캔 펄스의 파형도이다.
도 7은 데이터 구동부(6)로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)과, 공통 전압 생성부(8)로부터 공통 전극에 공급되는 공통 전압(Vcom)을 설명한 도면이다.
도 8은 종래의 공통 전압 교류 구동 방식을 나타낸 파형도이다.
도 9는 공통 전압 스윙에 따른 커플링 기간의 편차를 나타낸 도면이다.
도 10은 블록화되어 구동되는 광원(12)을 설명한 도면이다.
도 11은 광원(12)의 각 블록의 온-오프 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 12는 모션 블러의 분산 효과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구성도이다. 그리고 도 4는 다수의 액티브 영역으로 분할된 액정 패널의 예를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 액정 표시 장치는 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 교차되는 액티브 영역(AA)을 포함하고, 액티브 영역(AA)이 다수의 액티브 영역(AA1~AA4; 도 4 참조)으로 구분되는 액정 패널(2)과; 다수의 액티브 영역(AA1~AA4)에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하고, 각 액티브 영역(AA1~AA4) 내에서 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급하는 게이트 구동부(4)와; 홀수 게이트 라인들에 공급되는 스캔 펄스에 동기하여 다수의 데이터 라인(DL)에 제 1 극성의 데이터 전압을 공급하고, 짝수 게이트 라인들에 공급되는 스캔 펄스에 동기하여 다수의 데이터 라인(DL)에 제 2 극성의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부(6)와; 데이터 구동부(6)로부터 다수의 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압의 극성과 상반되도록 공통 전압(Vcom)을 생성하여 액정 패널(2)의 공통 전극에 공급하는 공통 전압 생성부(8)와; 입력된 영상 데이터(RGB)를 정렬하여 데이터 구동부(6)에 공급하고, 게이트 구동부(4) 및 데이터 구동부(6)를 제어하는 타이밍 제어부(10)를 포함한다. 그리고 도 3에 도시된 액정 표시 장치는 액정 패널(2)에 광을 조사하는 광원(12)과, 광원(12)을 블록 단위로 구동하는 광원 구동부(14)를 더 포함한다.
실시 예는 라인 인버전 방식으로 데이터 전압의 극성을 반전시킴과 아울러 인터레이스(interrace) 구동 방식을 적용하여 데이터 전압의 극성 변화를 줄인다. 또한, 인터레이스 구동을 적용하되, 분할된 각 액티브 영역(AA1~AA4) 단위로 인터레이스 구동을 적용하고, 그에 대응하여 공통 전압(Vcom)의 극성을 반전시킴으로써 액정 패널(2)의 상단부와 하단부 간의 휘도 편차를 줄여 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시 예는 광원(12)을 블록 단위로 순차 구동하고, 각 블록의 온 기간 사이에 오프 기간을 삽입함으로써 모션 블러 저감과, 응답 속도 향상을 기대할 수 있다. 참고로, 인터레이스 구동 방식은 홀수 번째 화소 열에 제 1 극성의 데이터 전압을 인가한 후에, 짝수 번째 화소 열에 제 2 극성의 데이터 전압을 인가함으로써 데이터 구동부(6)에서의 소비 전력을 절감하는 기술이다.
타이밍 제어부(10)는 외부로부터 공급되는 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍 신호들을 이용하여 데이터 구동부(6)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)와, 게이트 구동부(4)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호(GCS)를 발생한다. 또한, 타이밍 제어부(10)는 외부로부터 공급되는 영상 데이터(RGB)를 액정 패널(2)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동부(6)에 공급한다. 여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 샘플링 클럭(SSC), 소스 출력 인에이블 신호(SOE), 및 극성 제어 신호(POL)등을 포함한다. 그리고 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE) 등을 포함한다.
액정 패널(2)의 액티브 영역(AA)은 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 교차되어 화소 영역을 정의한다. 각 화소 영역은 TFT와, TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소 전극과, 화소 전극과 함께 액정에 전계를 인가하는 공통 전극을 구비한다. TFT는 각 게이트 라인(GL)으로부터 공급되는 스캔 펄스에 응답하여 각 데이터 라인(DL)으로부터 공급되는 데이터 전압을 화소 전극에 공급한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소 전극에 공급된 데이터 전압과 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)와 병렬로 접속되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 화소 전압이 다음 데이터 전압이 공급될 때까지 유지되게 한다.
이러한 액정 패널(2)은 다수의 액티브 영역(AA1~AA4)으로 구분되어 구동되는데, 이하에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 4 개의 액티브 영역(AA1~AA4), 즉 제 1 내지 제 4 액티브 영역(AA1~AA4)으로 분할되어 구동되는 것으로 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6은 게이트 구동부(4)로부터 출력되는 스캔 펄스의 파형도이다.
게이트 구동부(4)는 타이밍 제어부(10)로부터 제공된 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 다수의 게이트 라인(GL)에 스캔 펄스를 공급한다.
게이트 구동부(4)는 도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 내지 제 4 액티브 영역(AA1~AA4)에 스캔 펄스를 순차적으로 공급한다. 즉, 게이트 구동부(4)는 제 1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 제 1 액티브 영역(AA1)에 해당된 게이트 라인들(GL)에 스캔 펄스를 공급한 후에, 제 2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 제 2 액티브 영역(AA2)에 해당된 게이트 라인들(GL)에 스캔 펄스를 공급한다. 이어서, 제 3 서브 프레임 기간(SF3) 동안 제 3 액티브 영역(AA3)에 해당된 게이트 라인들(GL)에 스캔 펄스를 공급한 후에, 제 4 서브 프레임 기간(SF4) 동안 제 4 액티브 영역(AA4)에 해당된 게이트 라인들(GL)에 스캔 펄스를 공급한다.
아울러, 게이트 구동부(4)는 도 6에 도시한 바와 같이, 각 액티브 영역(AA1~AA4) 내에서 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급한다. 예를 들어, 게이트 구동부(4)는 제 1 액티브 영역(AA1) 내에서 홀수 게이트 라인들(GL1, GL3, GL5, GL7, …)에 스캔 펄스(G1, G3, G5, G7,…)들을 순차적으로 공급한 후에, 짝수 게이트 라인들(GL2, GL4, GL6, GL8, …)에 스캔 펄스(G2, G4, G6, G8, …)들을 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(4)는 제 1 액티브 영역(AA1)에 이어서 제 2 내지 제 4 액티브 영역(AA2~AA4)에도 스캔 펄스를 순차적으로 공급하며, 상기와 마찬가지로 각 액티브 영역(AA2~AA4) 내에서 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급한다.
도 7은 데이터 구동부(6)로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)과, 공통 전압 생성부(8)로부터 공통 전극에 공급되는 공통 전압(Vcom)을 설명한 도면이다.
데이터 구동부(6)는 타이밍 제어부(10)로부터 제공된 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(10)로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 기준 감마 전압을 이용하여 데이터 전압(Vdata)으로 변환하고, 변환된 데이터 전압(Vdata)을 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
데이터 구동부(6)는 타이밍 제어부(10)로부터 제공되는 홀수 영상 데이터들을 기준 감마 전압을 이용하여 제 1 극성의 데이터 전압(Vdata)들로 변환하고, 변환된 제 1 극성의 데이터 전압(Vdata)들을 다수의 데이터 라인(DL)에 순차적으로 공급한다. 그리고 타이밍 제어부(10)로부터 제공되는 짝수 영상 데이터들을 기준 감마 전압을 이용하여 제 2 극성의 데이터 전압(Vdata)들로 변환하고, 변환된 제 2 극성의 데이터 전압(Vdata)들을 다수의 데이터 라인(DL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 홀수 영상 데이터는 액정 패널(2)의 홀수 수평 화소들에 해당된 영상 데이터이고, 짝수 영상 데이터는 액정 패널(2)의 짝수 수평 화소들에 해당된 영상 데이터이다. 그리고 제 1 극성 및 제 2 극성은 서로 상반된 극성을 갖는다. 이하, 제 1 극성의 데이터 전압(Vdata)은 정극성(+)의 데이터 전압인 것으로 하고, 제 2 극성의 데이터 전압(Vdata)은 부극성(-)의 데이터 전압인 것으로 설명한다.
데이터 구동부(6)는 게이트 구동부(4)로부터 홀수 게이트 라인들(GL1, GL3, GL5, GL7, …)에 공급되는 스캔 펄스(G1, G3, G5, G7,…)에 동기하여 정극성의 데이터 전압(Vdata)을 다수의 데이터 라인(DL)에 공급한다. 그리고 게이트 구동부(4)로부터 짝수 게이트 라인들(GL2, GL4, GL6, GL8, …)에 공급되는 스캔 펄스(G2, G4, G6, G8, …)에 동기하여 부극성의 데이터 전압(Vdata)을 다수의 데이터 라인(DL)에 공급한다. 즉, 데이터 구동부(6)는 각 서브 프레임 기간(SF1~SF4) 동안 홀수 영상 데이터로부터 변환된 정극성의 데이터 전압(Vdata)을 다수의 데이터 라인(DL)에 순차적으로 공급한 후에, 짝수 영상 데이터로부터 변환된 부극성의 데이터 전압(Vdata)을 다수의 데이터 라인(DL)에 순차적으로 공급한다.
공통 전압 생성부(8)는 고전위 공통전압(+Vcom) 또는 저전위 공통전압(-Vcom)을 생성하여 액정 패널(2)의 공통 전극에 공급한다. 공통 전압 생성부(8)는 데이터 구동부(6)로부터 다수의 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 극성과 상반되도록 공통 전압(Vcom)을 생성하여 공통 전극에 공급한다. 예를 들어, 공통 전압 생성부(8)는 다수의 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 정극성인 기간에 저전위 공통 전압(-Vcom)을 공통 전극에 공급하고, 다수의 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 부극성인 기간에 고전위 공통 전압(+Vcom)을 공통 전극에 공급한다.
공통 전압 생성부(8)는 액티브 영역(AA)이 4 개의 액티브 영역(AA1~AA4)으로 구분되고 데이터 전압(Vdata)의 극성이 1 프레임 기간 동안 7 번 반전되는 것에 대응하여, 공통 전압(Vcom)의 극성을 1 프레임 기간 동안 7 번 반전시켜 공통 전극에 공급한다. 즉, 공통 전압(Vcom)은 k 개의 액티브 영역에 대응하여 1 프레임 기간 동안 2k-1 번 극성이 반전된다. 이에 따라, 실시 예는 데이터 전압(Vdata)의 극성 변화를 줄여 데이터 구동부(6)에서의 소비 전력을 절감할 수 있다. 그리고 공통 전압(Vcom)을 1 수평 기간 주기로 스윙하는 방식에 비해 스윙 횟수를 줄일 수 있어 공통 전압 생성부(8)에서의 소비 전력을 절감할 수 있다.
한편, 공통 전압(Vcom)의 스윙은 액정 패널(2)의 상단부 및 하단부 간의 휘도 편차와 관련이 있다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 8은 종래의 공통 전압 교류 구동 방식을 나타낸 파형도이다.
도 8을 참조하면, 종래의 공통 전압 교류 구동 방식은 공통 전압(Vcom)의 극성이 프레임 주기로 반전된다. 여기서, 공통 전압(Vcom)은 전체 화소에 공통으로 공급되지만, 각 화소에 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 게이트 라인(GL)으로부터의 스캔 펄스에 따라 액정 패널(2)의 상단부부터 하단부까지 순차적으로 공급된다.
각 화소에 충전된 화소 전압(Vpxl)은 다음 데이터 전압(Vdata)이 공급될 때까지 유지되어야 한다. 그런데, 각 화소에 다음 데이터 전압(Vdata)이 공급되기 이전인, 매 프레임 초기에 공통 전압(Vcom)이 고전위(+)에서 저전위(-)로 또는 저전위(-)에서 고전위(+)로 스윙 됨으로 인해, 화소 전압(Vpxl)이 공통 전압(Vcom)을 따라 쉬프트 된다. 즉, 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 화소 전압(Pxl)은 공통 전압(Vcom)이 스윙 됨에 따라 상승 또는 하강하게 된다. 그런데, 화소 전압(Pxl)이 쉬프트 되면, 화소의 TFT의 드레인 전극에서 소스 전극으로 흐르는 오프 전류(off current)가 증가하게 되며, 공통 전극-화소 전극 간의 전압 즉, 액정에 걸리는 전압이 낮아지게 된다.
이와 같이, 공통 전압(Vcom)이 스윙하면 화소 전압(Vpxl)은 쉬프트 되며, 화소에 다음 데이터 전압(Vdata)이 공급될 때까지 액정에 걸리는 전압이 낮아지게 된다. 이 기간을 커플링 기간이라 정의한다.
그런데, 액정 패널(2)의 상단부 및 하단부 간의 휘도 편차는 액정 패널(2)의 위치별로 커플링 기간이 상이하기 때문에 발생한다. 즉, 액정 패널(2)의 상단부는 공통 전압(Vcom)이 스윙한 직후에 스캔 펄스가 공급됨으로써 다음 데이터 전압(Vdata)이 공급되므로 커플링 기간이 상대적으로 짧다. 이러한 커플링 기간은 액정 패널(2)의 하단부로 갈수록 점점 길어져서 액정 패널(2)의 하단부는 커플링 기간이 거의 1 프레임 기간에 이른다. 이러한 커플링 기간의 편차로 인해 액정 패널(2)의 상단부 및 하단부에 동일 데이터 전압(Vdata)이 인가되었을지라도 실제 화상은 휘도차가 발생한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 공통 전압 교류 구동에서의 상/하단부 휘도 편차는 전체 화소에 공통으로 공급되는 공통 전압(Vcom)이 매 프레임 초기에 스윙하기 때문에 발생한다. 실시 예는 라인 인버전 방식으로 데이터 전압(Vdata)의 극성을 반전시킴과 아울러 인터레이스 구동 방식을 분할된 액티브 영역(AA1~AA4) 단위로 적용하고, 그에 대응하여 공통 전압(Vcom)의 극성을 반전시킴으로써 액정 패널(2)의 상단부와 하단부 간의 커플링 기간 편차를 줄이고, 휘도 편차를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 액티브 영역(AA)을 4 개의 액티브 영역(AA1~AA4)으로 분할하고, 각 액티브 영역(AA1~AA4) 단위로 인터레이스 구동을 적용하고, 그에 대응하여 공통 전압(Vcom)의 극성을 1 프레임 기간 동안 7 번 반전시키면, 각 액티브 영역(AA1~AA4)에 인가된 화소 전압들은 모두 7/8 프레임의 커플링 기간을 갖게 된다. 한편, 제 4 액티브 영역(AA4)에서 마지막으로 인가되는 데이터 전압(Vdata)들은 6/8 프레임의 커플링 기간을 갖지만, 6/8 프레임과 7/8 프레임의 차이는 1/8 프레임으로서 무시할 수 있는 수준이다. 단, 이와 같은 마지막 액티브 영역(AA4)에서의 커플링 기간 편차는 1/2 프레임보다 짧아야 무시 가능하며, 이를 위해 액티브 영역은 적어도 4 개의 액티브 영역으로 구분되는 것이 바람직하다.
한편, 액정 표시 장치는 액정이 수직 또는 수평으로 배열되는데 필요한 응답 시간(motion picture response time)을 갖는다. 만약, 광원(12)이 상시 점등될 경우 응답 시간 지연에 의해 액정 패널(2)에서 표현되는 화상이 끌리는 듯한 잔상 즉, 모션 블러(motion blur)가 발생되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 광원(12)을 순차적으로 구동하는 스캐닝 백라이트 방식이 소개된 바 있다. 실시 예는 분할된 각 액티브 영역(AA1~AA4) 단위로 인터레이스 구동이 적용되므로, 스캐닝 백라이트도 최적화될 필요가 있다. 이를, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
광원 구동부(14)는 타이밍 제어부(10)로부터 제공된 PWM 신호(PWM)에 응답하여 광원(12)을 블록 단위로 구동한다. 구체적으로, 광원 구동부(14)는 PWM 신호(PWM)에 포함된 듀티비 정보에 따라 직류 입력 전원의 출력 시간 또는 출력 전압을 가변해서 광원(12)의 휘도 또는 온-오프를 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 생성하여 광원(12)에 공급한다.
도 10은 블록화되어 구동되는 광원(12)을 설명한 도면이다. 도 11은 광원(12)의 각 블록의 온-오프 타이밍을 나타낸 도면이다.
광원(12)은 램프로서 다수의 발광 다이오드(LED) 또는 다수의 형광 램프(CCFL 또는 EEFL)를 포함하며, 이들은 블록 단위로 구동된다. 각 블록에 구비된 다수의 램프는 광원 구동부(14)로부터 제공된 백라이트 제어 신호에 응답하여 동시에 온-오프 구동 된다.
도 10을 참조하면, 광원(12)의 각 블록(B1, B2)은 2 개의 액티브 영역마다 하나씩 대응되도록 설정된다. 예를 들어, 광원(12)은 4 개의 액티브 영역(AA1~AA4)에 대응하여 2 개의 블록(B1, B2)으로 나뉘어 구동된다. 즉, 광원(12)은 제 1 및 제 2 액티브 영역(AA1, AA2)에 대응하여 제 1 블록(B1)이 설정되고, 제 3 및 제 4 액티브 영역(AA3, AA4)에 대응하여 제 2 블록(B2)이 설정된다.
광원(12)의 각 블록(B1, B2)은 도 11에 도시한 바와 같이 순차적으로 구동되고, 각 블록(B1, B2)의 온 기간 사이에 오프 기간이 삽입된다. 예를 들어, 각 블록(B1, B2)은 제 1 기간 내지 제 3 기간(T1~T3) 순서로 구동되는데, 제 1 및 제 3 기간(T1, T3)은 해당 블록이 온 되는 기간이고, 제 2 기간(T2)은 해당 블록이 오프 되는 기간이다. 구체적으로, 각 블록(B1, B2)은 데이터 전압(Vdata)이 인가되면, 액정의 응답 시간을 고려한 소정 기간 뒤에 온 된다.(T1) 그리고 각 블록(B1, B2)은 해당된 짝수 액티브 영역(AA2, AA4)에 스캔 펄스가 공급되는 시점, 즉 제 2 서브 프레임(SF2) 또는 제 4 서브 프레임(SF4)의 시작 시점에 오프 된다.(T2) 이때, 각 블록(B1, B2)이 오프 되는 제 2 기간(T2)은 20~40 %의 듀티 기간을 갖는 것이 바람직하다. 각 블록(B1, B2)은 상기 듀티 기간이 지난 후 다시 온 된다.(T3)
이와 같이, 실시 예는 광원(12)을 블록(B1, B2) 단위로 순차 스캐닝 구동하되, 각 블록(B1, B2)의 온 기간(T1, T3) 사이에 오프 기간(T2)을 삽입한다. 그리고 광원(12)이 오프 되는 시점을 짝수 액티브 영역에 스캔 펄스가 공급되는 시점으로 설정함으로써 응답 시간 지연에 따른 모션 블러 현상이 액정 패널(2)의 특정 부위, 예를 들어 상단부 또는 중앙부 또는 하단부에 집중되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기와 같은 순차 스캐닝 구동에 따르면, 도 12에 도시한 바와 같이, 모션 블러 현상이 특정 위치에 편중되지 않고 분산되는 효과를 기대할 수 있으며, 화질이 향상된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
2: 액정 패널 4: 게이트 구동부
6: 데이터 구동부 8: 공통 전압 생성부
10: 타이밍 제어부 12: 광원
14: 광원 구동부

Claims (12)

  1. 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인이 교차되는 액티브 영역을 포함하고, 상기 액티브 영역이 다수의 액티브 영역으로 구분되는 액정 패널과;
    상기 다수의 액티브 영역에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하고, 각 상기 액티브 영역 내에서 상기 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급하는 게이트 구동부와;
    상기 홀수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 1 극성의 데이터 전압을 공급하고, 상기 짝수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 2 극성의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부와;
    상기 데이터 구동부로부터 상기 다수의 데이터 라인에 공급되는 상기 데이터 전압의 극성과 상반되도록 공통 전압을 생성하여 상기 액정 패널의 공통 전극에 공급하는 공통 전압 생성부;
    입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 구동부에 공급하고, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부;
    상기 액정 패널에 블록 단위로 광을 조사하는 광원; 및
    한 쌍의 액티브 영역을 하나의 블록 단위로 대응하여 상기 광원을 제 1 기간 내지 제 3 기간 순서로 순차적으로 구동하되, 제1 기간과 제3 기간 동안 온(ON)시키고, 제2 기간 동안 오프(OFF)시키는 광원 구동부를 포함하고,
    상기 광원은 각 블록에 대응되는 짝수 액티브 영역에 상기 스캔 펄스가 공급되는 시점부터 시작되어 20~40 %의 듀티 기간동안 오프 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 영역은 k 개의 액티브 영역으로 구분되고,
    상기 공통 전압은 상기 k 개의 액티브 영역에 대응하여 1 프레임 기간 동안 2k-1 번 극성이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액티브 영역은 적어도 4 개의 액티브 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 액티브 영역이 다수의 액티브 영역으로 구분되는 액정 패널과, 상기 액정 패널에 블록 단위로 광을 조사하는 광원을 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 다수의 액티브 영역에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하되, 각 상기 액티브 영역 내에서 상기 스캔 펄스를 홀수 게이트 라인들 및 짝수 게이트 라인들 순서로 공급하는 단계와;
    상기 홀수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 다수의 데이터 라인에 제 1 극성의 데이터 전압을 공급하고, 상기 짝수 게이트 라인들에 공급되는 상기 스캔 펄스에 동기하여 상기 다수의 데이터 라인에 제 2 극성의 데이터 전압을 공급하는 단계;
    상기 다수의 데이터 라인에 공급되는 상기 데이터 전압의 극성과 상반되도록 공통 전압을 생성하여 상기 액정 패널의 공통 전극에 공급하는 단계; 및
    한 쌍의 액티브 영역을 하나의 블록 단위로 대응하여 상기 광원을 제 1 기간 내지 제 3 기간 순서로 순차적으로 구동하되, 제1 기간과 제3 기간 동안 온(ON)시키고, 제2 기간 동안 오프(OFF)시키도록 구동하고, 각 블록에 대응되는 짝수 액티브 영역에 상기 스캔 펄스가 공급되는 시점부터 시작되어 20~40 %의 듀티 기간 동안 상기 광원이 오프 상태를 갖도록 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 액티브 영역은 k 개의 액티브 영역으로 구분되고,
    상기 공통 전압은 상기 k 개의 액티브 영역에 대응하여 1 프레임 기간 동안 2k-1 번 극성이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 액티브 영역은 적어도 4 개의 액티브 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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