KR20030037331A - 인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법 - Google Patents

인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법에 관한 것으로, 각각의 프레임 사이에서의 게이트 펄스 블랭크 구간에서 액정에 걸리는 전압을 방전시킴으로써 화면에 나타나는 잔상을 억제할 수 있는 효과가 있다. 이를 위한 본 발명에 의한 인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법은 첫번째 프레임에 전압을 충전시킨 다음 첫번째 프레임의 블랭크 구간에서 액정에 인가된 전압을 방전시키고, 그 후에 두번째 프레임에 전압을 충전시킨 다음 두번째 프레임의 블랭크 구간에서 액정에 인가된 전압을 방전시키는 순으로 n번째의 프레임까지 충전 및 방전을 교번하여 디스플레이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법{METHOD OF DRIVING FOR REDUCED IMAGE STICKING IN IN PLANE SWITCHING MODE PANEL}
본 발명은 인 프레인 스위칭(In Plane Switching: IPS) 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 각각의 프레임(frame) 사이의 블랭크(blank) 구간에 액정에 걸리는 전위를 방전하여 IPS 모드 패널에서의 잔상을 줄인 IPS 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 IPS-LCD(M.oh-e,Mohta,S.Aratani, and K.Kondo, Proceeding of the 15th International Display Research Conference(Society for Information Display and the intrinsic of Television Engineer of Japan, hamamatsu, Japan 1995) p577]는 TN(twist nematic)-LCD의 좁은 시야각 특성을 개선하기 위하여 제안된 모드이다.
즉, TN-LCD는 상부 기판에 형성된 카운터 전극과 하부 기판에 형성된 화소 전극 사이에서 기판에 수직인 전계가 형성되도록 하는데 반하여, IPS-LCD는 카운터 전극과 화소 전극이 모두 하부 기판상에 배치되므로, 기판에 대하여 수평한 전기장이 형성된다. 이때, 액정 분자들은 전계가 형성되기 이전, 기판과 장축이 평행하도록 배열되면서, 전계가 형성되면, 전계와 광축이 평행하도록 배열되어, TN-LCD보다 시야각이 크게 개선된다.
이러한 종래의 IPS-LCD는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판(10)의 상부에 다수개의 게이트 버스 라인이 제 1 방향, 즉 x 방향으로 서로 평행하게 배열되고, 다수개의 데이터 버스 라인이 제 2 방향, 즉 y 방향으로 서로 평행하게 배열되어, 매트릭스 배열을 이루고 있다. 이 매트릭스 배열은 각각 단위 화소 공간을 한정한다. 도 1은 LCD의 단위 셀을 보여주는 도면으로, 각각 한쌍의 게이트 버스 라인(11)과 한 쌍의 데이터 버스 라인(15)이 도시되어 있다. 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(15)은 게이트 절연막(도시되지 않음)을 사이에 두고 절연되어 있다.
카운터 전극(12)은 단위 화소 공간내에 예를들어, 사각틀 형태를 갖도록 각각 형성된다. 카운터 전극(12)은 게이트 버스 라인(11)과 같이 하부 기판(10)의 표면에 배치된다.
화소 전극(14)은 게이트 절연막(도시되지 않음)을 사이에 두고 카운터 전극(12)의 상부에 배열되어 있으며, 사각틀 형태의 카운터 전극(12)이 둘러싸고 있는 영역을 분할하도록 문자 "I"자의 형태로 배열된다. 화소 전극(14)은 카운터 전극(12)이 둘러싸는 영역을 분할하는 y 방향으로의 웹(web) 부분(14c)과, x 방향으로 카운터 전극(12)과 오버랩되는 제 1 플랜지 부분(14a) 및 제 2 플랜지 부분(14b)으로 이루어진다. 여기서, 제 1 플랜지 부분(14a)과 제 2 플랜지 부분(14b)은 서로 평행하게 배열되어 있다.
박막 트랜지스터(16)는 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(12)의 교차 부분에 설치된다. 이 박막 트랜지스터(15)는 게이트 버스 라인(11)으로부터 연장된 게이트 전극, 데이터 버스 라인(15)으로부터 연장되어 형성된 드레인 전극, 화소 전극(14)으로부터 연장된 소오스 전극 및 게이트 전극의 상부에 형성된 채널층(17)을 포함한다.
보조 용량 캐패시터(Cst)는 카운터 전극(12)과 화소 전극(14)이 오버랩되는 부분에서 형성된다.
그리고, 도 1에서는 도시되지 않았지만, 컬러 필터(도시되지 않음)를 구비한 상부 기판(도시되지 않음)은 하부 기판(10)상에 소정거리를 갖으며 대향, 배치된다.
또한, 하부 기판의 결과물 상에는 액정 분자들의 장축이 기판과 거의 평행하게 배열시키는 수평 배향막(도시되지 않음)이 형성되고, 도면에서 R 방향은 배향막의 러빙축 방향이다.
이와같이 구성된 하부 기판(10) 상에는 상부 기판(도시되지 않음)이 대향,배치되고, 하부 기판(10)과 상부 기판(도시되지 않음) 사이에는 액정 분자들을 포함하는 액정층이 개재되어, 액정 패널을 완성한다.
하부 기판(10)의 외측면에 편광자(도시되지 않음)가 부착되고, 상부 기판(도시되지 않음)의 외측면에 분해자(도시되지 않음)가 부착된다. 여기서, 편광자의 편광축은 도면에서 P 방향과 평행하도록 부착된다. 즉, 배향막의 러빙축 방향(R)과 편광축(P)이 일치되도록 부착된다.
이러한 IPS 모드의 액정 표시 장치는 게이트 버스 라인(11)중 어느 하나에 주사 신호가 인가되고, 데이터 버스 라인(15)에 디스플레이 신호가 인가되면, 신호가 인가된 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(15)의 교차부근에 위치하는 박막 트랜지스터(16)가 턴온된다. 그러면, 데이터 버스 라인(15)의 디스플레이 신호는 박막 트랜지스터(16)를 통하여 화소 전극(14)에 전달되고, 카운터 전극(12)에는 계속적으로 공통 신호가 인가된다. 따라서, 카운터 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에서는 소정의 전압차에 의하여 전계(E)가 발생한다. 이때, 전계(E)는 러빙 방향(R)과는 소정의 각도를 이루며, 기판 표면과 거의 평행하게 형성된다. 이에 따라, 액정 분자는 전계가 형성되기 전에는 기판 표면과 액정 분자의 장축이 평행하면서 러빙 방향과도 일치하도록 배열되다가, 전계가 형성되면, 액정 분자들의 광축이 전계(E)와 평행하게 배열되도록 틀어지게 되므로써, 빛을 누설하게 된다.
이때, 액정 분자는 전계에 따라 액정분자의 장축의 방향만이 변화되고, 액정 분자 자체는 기판 표면에 평행하게 배열되므로, 사용자는 어느 방향에서나 액정 분자의 장축을 보게 되어, 액정 표시 장치의 시야각이 개선된다.
그러나, 상기한 IPS-LCD는 다음과 같은 문제점이 발생된다.
상술한 바와 같이, IPS-LCD에서 액정 분자는 하부 기판 전역에서, 전계가 형성되기 이전에는 배향막의 상태에 의존하여 일률적으로 배열되다가, 전계가 형성되면, 전계와 그것의 광축이 평행하도록 일률적으로 방향이 틀어지게 된다. 이때, 액정 분자들은 공지된 바와 같이, 장축과 단축의 길이가 상이하므로, 장축과 단축에서의 굴절율이 상이하다.
이와같이 액정 분자들이 방향에 따라 굴절율 이방성을 갖고, 액정 분자들이 전계 형성 여부에 따라 일률적으로 배열되므로, 전계 형성시 화면은 소정의 색상을 띤다.
이를 식 1을 참조하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
T≒T0 sin2(2χ)·sin2(π·Δnd/λ)..............(식 1)
T: 투과율
T0 : 참조(reference)광에 대한 투과율
χ: 액정 분자의 광축과 편광자의 편광축이 이루는 각
Δn : 굴절율 이방성
d : 상하 기판사이의 거리 또는 갭(액정층의 두께)
λ: 입사되는 광 파장
상기 식 1에 의하면, Δnd가 변화되면, 최대 광투과율의 광파장(λ)이 변화되고, 이 Δnd가 변화됨에 따라, 화이트 상태에서 컬러 쉬프트가 발생된다. 즉, 액정 분자의 장축을 바라보는 방향(A)에서와, 액정 분자의 단축을 바라보는 방향(B)에서 Δn이 다르므로, 최대 투과율을 얻기 위한 광파장(λ) 변화되어, 변하여진 파장에 해당되는 색상이 발현되는 것이다.
도면에서 액정 분자의 장축을 바라보는 방향(A)에서는 Δn이 상대적으로 증대되므로, 최대 투과율에 이르기 위한 입사광의 파장 또한 상대적으로 길어진다. 이에 따라, 화이트의 파장보다 더 긴 파장을 갖는 노란색이 발현된다.
한편, 액정 분자의 단축을 바라보는 방향(B)에서는 Δn이 상대적으로 감소되므로, 최대 투과율에 이르기 위한 입사광의 파장 또한 상대적으로 짧아진다. 이에 따라, 화이트의 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 파란색이 발현된다.
이와같이 화이트 화면을 띠어야 할 때, 모든 방위각에서 노란색 또는 파란색의 색상을 발현하는 것을 컬러 쉬프트라고 하며, 이러한 컬러 쉬프트 현상은 화면의 화질을 감소시킨다.
또한, 광시야각의 구현을 위해 이용되는 IPS(In Plane Switching) 모드 패널은 구조적으로 선순차구동(line inversion)방식으로 구동하였을 경우, 액정에 강한 전계가 걸리되면 특정 부문, 예컨데 화소전극과 공통전극 사이에 집중적으로 전자가 분포하게 된다. 이는 일정한 화면을 장시간 구동시켰을 경우, 특정 부분에 집중되어 있는 전자가 액정내에 고착되어 다른 화면으로 전환하였을 때 고착되어 있는 전자로 인하여 액정 전위가 화면 변화에 대응하지 못하여 이전 화면의 영상이 남게 되는 잔상(Image Sticking)이 발생한다. 이러한 잔상으로 인해 액정패널의 화면품위가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 데이타 인에이블의 블랭크(blank) 구간에서 액정에 걸리는 전위를 방전시켜 연속적으로 액정에 인가되는 전계의 양을 줄임으로써(액정내에 전자가 고착되는 현상을 줄임으로써), 화면에 나타나는 잔상을 억제할 수 있는 인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 IPS-LCD의 평면도
도 2는 종래의 IPS 모드 패널의 동작 타이밍도
도 3은 본 발명에 의한 IPS 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법을 설명하기 위한 블록도
도 4는 도 2의 블랭크 구간을 이용한 액정패널의 잔상저감방법을 설명하기 위한 동작 타이밍도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 블랭크 구간
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법은 첫번째 프레임에 전압을 충전시킨 다음 첫번째 프레임의 블랭크 구간에서 액정에 인가된 전압을 방전시키고, 그 후에 두번째 프레임에 전압을 충전시킨 다음 두번째 프레임의 블랭크 구간에서 액정에 인가된 전압을 방전시키는 순으로 n번째의 프레임까지 충전 및 방전을 교번하여 디스플레이하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 인 프레인 스위칭 모드 채널의 잔상저감을 위한 구동방법은 첫번째 프레임을 디스플레이 한 다음 첫번째 프레임의 블랭크 구간에서 데이타를 출력하고, 그 후에 두번째 프레임을 디스플레이 한 다음 두번째 프레임의 블랭크 구간에서 데이타를 출력하는 순으로 n번째의 프레임까지 데이타의 입력 및 출력을 교번하여 디스플레이하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정패널의 잔상저감방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 액정패널의 잔상저감방법을 설명하기 위한 동작타이밍도이다.
본 발명의 실시예에서는 XGA(1024*768) 60Hz 베사(Vesa) 스탠다드 모니터 타이밍(Standard Monitor Timing)을 기준으로 하여 설명하겠다.
박막트랜지스터-액정표시장치(TFT-LCD)에서 일반적으로 널리 이용되는 선순차구동방식(line inversion)은 한 프레임내에서 첫번째의 TFT 트랜지스터를 턴 온시키고, 다음에 두번째의 TFT 트랜지스터를 턴-온시키고, 그 다음에 세번째의 TFT 트랜지스터를 턴-온시키고, 이렇게 순차적인 방식으로 n번째의 TFT 트랜지스터를 턴-온 시키게 된다. 이때, 턴-온되는 TFT 트랜지스터를 제외한 나머지 TFT 트랜지스터는 턴-오프시킨다.
이러한 선순차고동방식으로 일정한 화면(정지화면)을 출력하게 되면, 도 1에 도시된 바와같이 첫번째 프레임의 디스플레이 후(액정으로 보면 전압 충전 후), 첫번째 프레임의 블랭크(blank) 구간까지 첫번째 프레임 데이타(frame data)를 액정에 충전한다. 이어서, 두번째 프레임의 디스플레이 후(액정에 전압 충전 후), 두번째 프레임의 블랭크(blank) 구간까지 두번째 프레임 데이타를 액정에 충전한다. 이러한 방식으로 n 번째 프레임까지 데이타를 액정에 충전하게 된다.
액정에 인가되는 충전시간은 디스플레이 구간인 768H에 디스플레이 인에이블블랭킹(display enable blanking) 구간을 포함한 806H 구간까지 충전하게 된다. 이러한 충전은 IPS 모드 패널에서는 앞에서 설명한 대로 정지화면에서 화면 잔상으로 보이게 된다.
따라서, 본 발명의 IPS 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법은 데이타 인에이블의 블랭크(blank) 구간에서 액정에 걸리는 전위를 방전시켜 연속적으로 액정에 인가되는 전계의 양을 줄임으로써(액정내에 전자가 고착되는 현상을 줄임으로써), 화면에 나타나는 잔상을 억제할 수 있도록 구현하였다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 IPS 모드 패널의 잔상을 줄이기 위한 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, XGA 디스플레이는 수직 동기신호(VSYNC)의 구간에 806H 주기의 수평동기신호(HSYNC)가 대응되며, 상기한 806H 주기의 수평 동기신호(HSYNC)중에서 데이터 신호(DATA)의 유효 데이터 구간은 768H 주기이다. 따라서, 806H 주기의 수평 동기신호(HSYNC)의 구간에서 유효 데이터 구간인 768H 주기의 구간을 제외한 38H 주기의 구간이 무효 데이터 구간인 블랭크(blank) 구간(100)이 된다.
도 4를 참조하면, 첫번째 프레임을 디스플레이 한 후(액정에 전압 충전을 한 후), 첫번째 프레임의 블랭크 구간에서 전압을 방전시키고, 두번째 프레임을 디스플레이 한 후 두번째 프레임의 블랭크 구간에서 전압을 방전시키고, 이렇게 n번째 프레임까지 충전 및 방전을 교번하면서 디스플레이를 한다.
이러한 데이타 인에이블 블랭킹(Data Enable Blanking) 구간(100)에서 액정에 걸리는 전위를 방전시킴으로써, 화소전극과 공통전극 사이의 전자의 고착을 방지시켜 액정패널의 구조적 특징으로 인한 잔상을 저감할 수 있다.
한편, 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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 IPS 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법에 의하면, 제 1 프레임을 디스플레이 한 후 다음 프레임을 디스플레이 하기 전에 제 1 프레임의 게이트 펄스 블랭크(blank) 구간에서 액정에 인가된 전위를 방전하여 화소전극 및 공통전극 사이의 전자의 고착을 방지함으로써 화면의 품위를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 첫번째 프레임에 전압을 충전시킨 다음 첫번째 프레임의 블랭크 구간에서 액정에 인가된 전압을 방전시키고, 그 후에 두번째 프레임에 전압을 충전시킨 다음 두번째 프레임의 블랭크 구간에서 액정에 인가된 전압을 방전시키는 순으로 n번째의 프레임까지 충전 및 방전을 교번하여 디스플레이하도록 하는 것을 특징으로 하는 인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법.
  2. 첫번째 프레임을 디스플레이 한 다음 첫번째 프레임의 블랭크 구간에서 데이타를 출력하고, 그 후에 두번째 프레임을 디스플레이 한 다음 두번째 프레임의 블랭크 구간에서 데이타를 출력하는 순으로 n번째의 프레임까지 데이타의 입력 및 출력을 교번하여 디스플레이하도록 하는 것을 특징으로 하는 인 프레인 스위칭 모드 패널의 잔상저감을 위한 구동방법.
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