KR20030058140A - 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플리커 개선의 효과를 이룰 수 있는 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 주사 신호를 전송하는 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 교차하여 화상 신호를 전송하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 상기 각각의 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 상기 스위칭 소자의 동작에 응답하는 도트 전극을 구비하고, 상기 도트 전극의 각각은 R, G, B 중 어느 하나의 도트 전극을 나타내어 매트릭스 타입으로 상기 R, G, B 도트 전극이 연속하여 배열된 LCD 패널을 구동하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 LCD 패널의 횡방향으로 연속 배열된 각각의 인접하는 도트 극성을 정극성 및 부극성으로 서로 반전하여 데이터 전압을 출력하는 1 도트 반전 방식과, 상기 LCD 패널의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 방식을 혼재하여 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 구동방법{OPERATING METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플리커(flicker) 현상을 줄이기 위한 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 경량화, 박형화에 따라 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(CRT) 대신에 액정 표시 장치(LCD)와 같은 플랫 패널형 디스플레이가 개발되고 있으며, 다양한 분야에서 실용화되고 있다.
LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 이러한 LCD는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 장치 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.
일반적으로 LCD는 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 선과 이 게이트 선에 교차하여 형성되며 화상 데이터를 전달하는 데이터 선을 포함하며, 이들 게이트 선과 데이터 선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 게이트 선과 데이터 선과 스위칭 소자를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 화소를 포함한다.
이러한 LCD에서 각 화소에 화상 데이터를 인가하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 게이트 선들에 순차적으로 주사 신호인 게이트 온 신호를 인가하면 이 게이트 선에 연결된 스위칭 소자를 순차적으로 턴온시키고, 이와 동시에 게이트 선에 대응하는 화소 행에 인가할 화상 신호, 보다 구체적으로는 계조 전압을 각각 인가하여 액정패널을 구동시킨다.
일반적으로 액정 물질의 특성상 계속해서 같은 방향의 전계가 인가되면 액정 물질이 열화되는 문제점이 있기 때문에 공통전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시켜 구동할 필요가 있다. 즉, 어느 한 화소의 인가 전압의 극성이 정극성의 신호전압을 받았으면 그 다음 프레임에서는 반드시 부극성의 신호 전압을 받아야 한다.
이러한 이유로 인해 TFT-LCD를 반전 구동하기 위해 프레임 단위로 극성을 반전시키는 프레임 반전 구동법(FIM; FrameInversion Method), 라인 단위로 극성을 반전시키는 라인 반전 구동법(LIM; Line Inversion Method), 컬럼 단위로 극성을 반전시키는 컬럼 반전 구동법(CIM; Column Inversion Method), 화소 단위로 극성을 반전시키는 도트 반전 구동법(DIM; Dot Inversion Method) 등이 채택되어 생산에 적용되고 있다.
그러나 고해상도 경향에 따라 이러한 반전 구동법들이 한계를 보이고 있는데, 라인 반전 구동법은 수평 크로스토크, 컬럼반전 구동법에서는 수직 크로스토크 문제가 심각하다. 그리고 도트 반전 구동에서는 크로스토크 측면에서는 양호하나 플리커 문제가 취약한데, 이는 TFT-LCD가 컴퓨터와 같이 그래픽 환경에서 주로 사용되므로 도트 화면 구성을 표시하는 경우가 많기 때문이다.
일반적으로 플리커 현상은 액정의 충전 극성을 정극성(+)과 부극성(-)을 주기적으로 반전시키는 과정에서 두 극성간의 투과율 차이가 발생할 때 나타나는 화질 특성으로서, 각 도트들이 면적적으로 분포하고, 또 각각의 도트들을 제어하기 위한 전압의 인가가 한쪽 방향으로만 이루어지므로 패널의 길이에 따라 RC 지연이발생하여 각 도트에 동일한 전압을 인가할 수 없기 때문에 발생하는 현상이다.
이러한 액정의 열화를 막기 위한 반전 구동의 하나로 일반적인 PC사용 환경하에서 많이 나타나는 패턴인 1 도트 반전구동 방식이 도 1a 내지 도 1b에 도시되어 있다.
도 1a는 m번째 프레임을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 (m+1) 번째 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 1 도트 패턴시 종래의 액정 표시 장치에서는 매 프레임이 변환될 때마다 플리커(껌벅거림) 현상이 시각적으로 인지되어 표시 품질을 저하시키는 요인이다.
이러한 플리커 현상을 검사하기 위해 형성하는 플리커 패턴(pattern)은 사람 눈에 민감한 그린(green) 패턴에 프레임 별로 (+) 광량 또는 (-) 광량 한 가지씩 디스플레이한다. 따라서, (-), (+) 광량의 차이로 인한 플리커 현상을 사람의 시각으로 인지하여 각 프레임 사이의 휘도 차이에 의해 화면이 깜박거림이 줄어들도록 공통전압(Vcom)을 변경하여 플리커를 제거하였다.
그러나, 아무리 튜닝(Tunning)이 잘된 모듈이라 하더라도 구동 환경의 변화 및 장기간 사용시 플리커 불량의 정도가 점점 심해지는 경향이 있고, LCD 모듈 개발시 플리커 현상을 줄이기 위해 많은 노력과 비용을 사용하지만 완전히 제거되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 새로운 반전 방식을 액정표시장치 적용함으로써 플리커 개선의 효과를 이룰 수 있는 액정표시장치의 구동방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2의 LCD 패널을 구동하기 위한 일 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 LCD 패널을 구동하기 위한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 LCD 패널을 구동하기 위한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 : LVDS 13 : 타이밍 컨트롤러
15 : 메모리부 17 : LCD 패널
18 : 데이터 구동부 19 : 게이트 구동부
20 : 도트 전극
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치의 구동방법은, 주사 신호를 전송하는 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 교차하여 화상 신호를 전송하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 상기 각각의 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 상기 스위칭 소자의 동작에 응답하는 도트 전극을 구비하고, 상기 도트 전극의 각각은 R, G, B 중 어느 하나의 도트 전극을 나타내어 매트릭스 타입으로 상기 R, G, B 도트 전극이 연속하여 배열된 LCD 패널을 구동하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 LCD 패널의 횡방향으로 연속 배열된 각각의 인접하는 도트 극성을 정극성 및 부극성으로 서로 반전하여 데이터 전압을 출력하는 1 도트 반전 방식과, 상기 LCD 패널의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 방식을 혼재하여 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
이때, m 번째 프레임에서는 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (m+1) 번째 프레임에서는 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하여 매 프레임 별로 각각의 도트 반전 방식을 사용하거나, 또는 상기 m, (m+1) 번째 프레임에서는 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (m+2), (m+3)번째 프레임에서는 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하여 2 프레임 별로 각각의 도트 반전 방식을 사용하거나, 아울러 상기 게이트 라인의 증가에 따라 n 번째 게이트 라인은 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (n+1) 번째 게이트 라인은 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하는 다수의 반전된 프레임을 구성하여 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 LCD 패널을 구동하기 위한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2의 LCD 패널을 구동하기 위한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 LCD 패널을 구동하기 위한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, LCD 모듈로 입력되는 영상 데이터를 수신하여 데이터 인에이블 신호, 수직 수평 동기 신호 및 시스템 클럭을 출력하는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)(10)와, 상기 LVDS(10)에서 출력되는 데이터 인에이블 신호, 수평 수직 동기 신호, 그리고 시스템 클럭에 의해 LCD 모듈의 데이터 구동에 필요한 신호들과 게이트 구동에 필요한 신호들을 출력하는 타이밍컨트롤러부(13)와, 상기 타이밍컨트롤러부(13)의 데이터 구동에 필요한 신호들 및 LVDS(10)에서의 R, G, B 영상 데이터를 입력받아 데이터 구동에 필요한 신호를 짝수(Even)와 홀수(Odd)로 구분하여 출력하는 메모리부(15)와, 타이밍컨트롤러부(13)에서 출력되는 신호들과 메모리부(15)에서 출력되는 신호를 인가받아 LCD 패널(17)의 각각의 화소를 구동하는 데이터구동부(18)와, 상기 타이밍컨트롤러(13)에서 출력되는 게이트 구동에 필요한 신호들을 수신하여 LCD 패널(17)의 각 화소를 구동하는 게이트구동부(19)를 포함하여 이루어진다.
그리고, LCD 패널(17)은 주사 신호를 전송하는 다수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)과, 상기 게이트 라인과 교차하여 화상 신호를 전송하는 다수의 데이터 라인(D1 내지 Dn)과, 상기 게이트 라인(G1 내지 Gn) 및 데이터 라인(D1 내지 Dn)에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 상기 각각의 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자(TFT)와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 상기 스위칭 소자(TFT)의 동작에 응답하는 도트 전극(20)을 구비하고, 상기 도트 전극(20)의 각각은 R, G, B 중 어느 하나의 도트 전극을 나타내어 매트릭스 타입으로 상기 R, G, B 도트 전극이 연속하여 배열되어 있다.
여기서, 본 발명의 실시예인 액정표시장치는 LCD 패널(17)의 횡방향으로 연속 배열된 각각의 인접하는 도트 극성을 정극성(+) 및 부극성(-)으로 서로 반전하여 데이터 전압을 출력하는 1 도트 반전 방식과, 상기 LCD 패널(17)의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 방식을 혼재하여 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(13)에서 출력되는 여러 신호들 중 데이터 구동부(18)로 극성을 제어하는 POL 신호를 출력하는데, m 번째 프레임에서는 상기 POL 신호를 1 분주로 구동하여, 상기 POL 신호가 '하이' 레벨이면 게이트 라인(G1)의 첫번째 도트 전극에는 정극성(+) 전압이 인가되고, 그 옆 도트 전극에는 데이터 구동부(18)의 내부 구조에 의해 부극성(-)이 인가되며, 상기 POL 신호가 '로우' 레벨이면 게이트 라인(G2)의 첫번째 도트 전극에는 부극성(-) 전압이 인가되는 1 도트 반전 구동 방식을 사용하여 구동한다.
그 다음, (m+1) 번째 프레임에서는 상기 POL 신호가 극성이 바뀌면서 2분주로 구동함으로써, 상기 LCD 패널(17)의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 구동 방식을 사용한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은, 1 도트 반전 구동 방식과 2 도트 반전 구동 방식을 매 프레임 별로 번갈아 이용함으로써, 종래의 1 도트 반전 구동 방식의 문제점인 플리커(flicker) 현상을 억제할 수 있다.
그 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(13)에서 출력되는 여러 신호들 중 데이터 구동부(18)로 극성을 제어하는 POL 신호를 출력하는데, m 번째 프레임에서는 상기 POL 신호를 1 분주로 구동하여, 상기 POL 신호가 '하이' 레벨이면 게이트 라인(G1)의 첫번째 도트 전극에는 정극성(+) 전압이 인가되고, 그 옆 도트 전극에는 데이터 구동부(18)의 내부 구조에 의해 부극성(-)이 인가되며, 상기 POL 신호가 '로우' 레벨이면 게이트 라인(G2)의 첫번째 도트 전극에는 부극성(-) 전압이 인가되는 1 도트 반전 구동 방식을 사용하여 LCD 패널(17)을 구동한다.
그 다음, (m+1) 번째 프레임에서는 상기 POL 신호가 극성이 바뀌면서 m 번째프레임과 동일한 1 도트 반전 구동 방식을 사용하여 구동한다.
이어서, (m+2) 번째 프레임에서는 상기 POL 신호가 2분주로 구동하고, 상기 LCD 패널(17)의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 구동 방식을 사용하고, (m+3) 번째 프레임에서는 상기 POL 신호가 극성이 바뀌면서 (m+2) 번째 프레임과 동일한 2 도트 반전 구동 방식을 사용하여 LCD 패널(17)을 구동한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은, 상기 m, (m+1) 번째 프레임에서는 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (m+2), (m+3) 번째 프레임에서는 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하여 2 프레임 별로 1 도트 반전 방식 및 2 도트 반전 방식을 번갈아 사용함으로써, 종래의 1 도트 반전 구동 방식의 문제점인 플리커(flicker) 현상을 억제할 수 있다
그 다음, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 타이밍 컨트롤러(13)는 여러 신호들 중 데이터 구동부(18)로 극성을 제어하는 POL_1 신호 및 POL_2 신호를 출력한다.
이러한 POL_1 및 POL_2 신호를 이용하여 게이트 라인의 증가에 따라, 첫 번째 게이트 라인(G1)은 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, 두 번째 게이트 라인(G2)은 횡방향으로 LCD 패널(17)의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 상기 2 도트 반전 방식으로 LCD 패널(17)을 구동한다.
이를 구체적으로 살펴보면, 도 5a에 도시된 바와 같이, n 번째 프레임에서는 상기 POL_1 신호 및 POL_2 신호가 서로 상이한 전압 레벨을 가지면 다수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)의 횡방향으로 1 도트 반전 구동 방식이 적용되고, 상기 POL_1 신호 및 POL_2 신호가 서로 동일한 전압 레벨을 가지면, 다수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)의 횡방향으로 2 도트 반전 구동 방식이 적용된다.
즉, POL_1 신호가 '하이' 레벨이고, POL_2 신호가 '로우'레벨이면 첫번째 게이트 라인(G1)의 첫번째 도트 전극에 정극성(+) 전압이 인가되는 1 도트 반전 구동 방식이 적용되고, POL_1 신호가 '하이' 레벨이고, POL_2 신호가 '하이'레벨이면 두번째 게이트 라인(G2)의 첫번째 도트 전극에 정극성(+) 전압이 인가되면서 횡방향으로 2 도트씩 묶은 유니트를 반전하는 2 도트 반전 구동 방식이 적용된다.
또한, POL_1 신호가 '로우' 레벨이고, POL_2 신호가 '하이'레벨이면 세번째 게이트 라인(G3)의 첫번째 도트 전극에 부극성(-) 전압이 인가되는 1 도트 반전 구동 방식이 적용되고, POL_1 신호가 '로우' 레벨이고, POL_2 신호가 '로우'레벨이면 네번째 게이트 라인(G4)의 첫번째 도트 전극에 부극성(-) 전압이 인가되면서 횡방향으로 2 도트씩 묶은 유니트를 반전하는 2 도트 반전 구동 방식이 적용된다.
그 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, (n+1) 번째 프레임에서는 n 프레임에서의 POL_1 신호 및 POL_2 신호의 극성이 반전된 P0L_1 신호 및 P0L_2 신호를 이용하여 동일한 반전 구동 방식을 적용하여 LCD 패널(17)을 구동시킨다.
이와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법에 의하면, 게이트 라인의 증가에 따라 n 번째 게이트 라인은 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (n+1) 번째 게이트 라인은 횡방향으로 상기 유니트를 구성하여 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하는 다수의 반전된 프레임을 구성함으로써, 종래의 1 도트 반전 구동 방식의 문제점인 플리커(flicker) 현상을 억제할 수 있다
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.
상술한 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
상기 LCD 패널(17)의 횡방향으로 연속 배열된 각각의 인접하는 도트 극성을 정극성 및 부극성으로 서로 반전하여 데이터 전압을 출력하는 1 도트 반전 방식과, 상기 LCD 패널의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 방식을 혼재하여 화면을 디스플레이하여, 종래의 문제점이었던 플리커 현상을 개선함으로써, LCD 패널의 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 주사 신호를 전송하는 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 교차하여 화상 신호를 전송하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 상기 각각의 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 상기 스위칭 소자의 동작에 응답하는 도트 전극을 구비하고, 상기 도트 전극의 각각은 R, G, B 중 어느 하나의 도트 전극을 나타내어 매트릭스 타입으로 상기 R, G, B 도트 전극이 연속하여 배열된 LCD 패널을 구동하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 LCD 패널의 횡방향으로 연속 배열된 각각의 인접하는 도트 극성을 정극성 및 부극성으로 서로 반전하여 데이터 전압을 출력하는 1 도트 반전 방식과, 상기 LCD 패널의 연속 배열된 2 도트 극성을 하나의 유니트로 묶어 상기 유니트에 인접하는 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 2 도트 반전 방식을 혼재하여 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    m 번째 프레임에서는 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (m+1) 번째 프레임에서는 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하여 매 프레임 별로 각각의 도트 반전 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 m, (m+1) 번째 프레임에서는 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (m+2), (m+3) 번째 프레임에서는 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하여 2 프레임 별로 각각의 도트 반전 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 라인의 증가에 따라 n 번째 게이트 라인은 상기 1 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하고, (n+1) 번째 게이트 라인은 횡방향으로 상기 유니트를 구성하여 상기 2 도트 반전 방식으로 데이터 전압을 출력하는 다수의 반전된 프레임을 구성함으로써 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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