KR20050033731A

KR20050033731A - Liquid crystal display device and method for driving the same

Info

Publication number: KR20050033731A
Application number: KR1020030069577A
Authority: KR
Inventors: 김도영
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-13

Abstract

A liquid crystal display apparatus and a driving method are provided to improve contrast ratio by varying a gate pulse width. A liquid crystal module is comprised of a display panel, a gate driver, and a source driver for driving the display panel. A liquid crystal driving circuit drives the liquid crystal module. The liquid crystal driving circuit is comprised of a receiver, a timing controller which supplies a timing signal required for the gate and source drivers, a reference voltage generator, a gate driving voltage generator, a storage voltage generator which supplies a storage voltage to an auxiliary capacitor electrode, and a common voltage generator which supplies a common voltage to a pixel electrode. An interface circuit converts an input signal from analog into digital and controls resolution. The interface circuit is comprised of a multi scan circuit which generates vertical and horizontal synchronous signals and a transmitter for reducing electro-magnetic interference. A masking width determining unit(41) determines a masking width to be outputted according to luminance information(40). A logic(42) performs a logic operation on a masking signal from the masking width determining unit to generate a varied gate signal.

Description

Liquid crystal display and its driving method {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트 출력 폭을 가변하여 명암대비율(Contrast Ratio)을 개선시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a driving method thereof capable of improving contrast ratio by varying a gate output width.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점차 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다. As the information society develops, the demand for display devices is gradually increasing in various forms, and in recent years, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), electro luminescent displays (ELDs), and VFDs (Vacuum) Various flat panel display devices such as fluorescent display have been studied, and some are already used as display devices in various devices.

그 중에 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다. Among them, LCD is the most used as a substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display device because of the excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to mobile type such as notebook computer monitor, BACKGROUND ART Various developments have been made in televisions and computer monitors for receiving and displaying broadcast signals.

이와 같은 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시 장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시 장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 점이 많이 있다. Although various technical advances have been made in order for such a liquid crystal display device to serve as a screen display device in various fields, the task of improving the image quality as the screen display device is often arranged with the above characteristics and advantages.

따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다. Therefore, in order to use a liquid crystal display as a general screen display device in various parts, it is a matter of how high quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness and low power consumption. have.

이하, 첨부 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a general liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구동을 위한 구성블록도이다. 1 is a block diagram for driving a general liquid crystal display device.

일반적인 액정표시장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 액정모듈(10)과, 상기 액정모듈(10)을 구동하기 위한 액정구동회로(20)와, 아날로그 형태의 입력신호를 디지털 형태로 변환하고 해상도를 조정하기 위한 인터페이스 회로(30)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, a general liquid crystal display device converts a liquid crystal module 10, a liquid crystal driver circuit 20 for driving the liquid crystal module 10, and an analog input signal into a digital form and has a resolution. It consists of an interface circuit 30 for adjusting.

상기 액정모듈(10)은 표시패널(11)과 표시패널(11)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(12)와 소오스 드라이버(13)로 구성된다. The liquid crystal module 10 includes a display panel 11, a gate driver 12, and a source driver 13 for driving the display panel 11.

상기 표시패널(11)은 액정셀들이 두장의 유리기판(도시하지 않음) 사이에 매트릭스 형태로 배치되어진 화소 매트릭스로 구성되어 있고, 하부기판 상에는 복수개의 게이트라인과 복수개의 데이터라인이 매트릭스 형태로 수직 교차하여 설치되어 있고, 그 교차부분에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)와 화소전극이 각각 설치된 단위 픽셀 구조로 되어 있다. The display panel 11 includes a pixel matrix in which liquid crystal cells are arranged in a matrix form between two glass substrates (not shown), and a plurality of gate lines and a plurality of data lines are vertically arranged on a lower substrate. They are provided to cross each other, and have a unit pixel structure in which the thin film transistor (TFT) and the pixel electrode are respectively provided.

그리고 상기 게이트 드라이버(12)는 화소 매트릭스의 로우(ROW)라인들(게이트라인들)을 분할·구동하고, 소오스 드라이버(13)는 화소 매트릭스의 칼럼(Column)라인들(데이터라인들)에 화상데이터를 공급하게 된다. The gate driver 12 divides and drives the ROW lines (gate lines) of the pixel matrix, and the source driver 13 stores an image on the column lines (data lines) of the pixel matrix. Supply the data.

상기에서 액정구동회로(20)와 인터페이스 회로(30)는 각각 별도의 보드(또는 기판)에 실장되고 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit : 이하 "FPC"라 함)와 커넥터(Connector)등에 의해 전기적으로 접속된다. In the above, the liquid crystal driving circuit 20 and the interface circuit 30 are each mounted on a separate board (or board) and electrically connected to each other by a flexible printed circuit (FPC) and a connector. Is connected.

상기 인터페이스 회로(30)는 입력된 해상도 또는 다양한 주파수의 데이터를 표시패널(11)의 해상도(예를 들면, XGA(1024×768))로 표시할 수 있도록 수평 동기신호(Hsync) 및 수직 동기신호(Vsync)를 생성하기 위한 멀티스캔 회로(31)와, 화상데이터 공급라인을 줄임으로써 전자기적 간섭(Electro-magnetic Interface)을 줄이기 위한 트랜스미터(32)로 구성된다. The interface circuit 30 may display a horizontal sync signal Hsync and a vertical sync signal to display input resolution or data of various frequencies at a resolution of the display panel 11 (for example, XGA (1024 × 768)). A multi-scan circuit 31 for generating Vsync and a transmitter 32 for reducing electromagnetic interference by reducing image data supply lines.

그리고 액정구동회로(20)는 트랜스미터(32)로부터 공급되는 화상 데이터로부터 메인클럭(Clk)과 적녹청(R,G,B)의 3원색 데이터를 분리하기 위한 리시버(21)와, 게이트 드라이버(12)와 소오스 드라이버(13)에 필요한 타이밍 신호를 공급하기 위한 타이밍 콘트롤러(22)와, 화상 데이터를 아날로그 데이터로 변환하기 위한 기준전압을 발생하는 기준전압 발생부(23)와, 게이트 드라이버(12)의 구동전압을 발생하기 위한 게이트 구동전압 발생부(24)와, 보조 캐패시터 전극(14)에 스토리지(Storage) 전압(Vst)을 공급하기 위한 스토리지전압 발생부(25)와, 화소전극에 공통전압(Vcom)을 공급하기 위한 공통전압 발생부(26)로 구성된다. The liquid crystal drive circuit 20 includes a receiver 21 and a gate driver for separating three primary color data of the main clock Clk and the red cyan colors R, G, and B from the image data supplied from the transmitter 32. 12 and a timing controller 22 for supplying a timing signal necessary for the source driver 13, a reference voltage generator 23 for generating a reference voltage for converting image data into analog data, and a gate driver 12. Is common to the gate driving voltage generator 24 for generating a driving voltage of the N s, the storage voltage generator 25 for supplying the storage voltage Vst to the auxiliary capacitor electrode 14, and the pixel electrode. The common voltage generator 26 is configured to supply a voltage Vcom.

상기의 액정표시장치의 구성요소 중 표시패널은, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같은 단위 픽셀을 구비하고 있는데, 그 구성 및 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다. Among the components of the liquid crystal display device, the display panel includes unit pixels as shown in FIGS. 1 and 2. The configuration and operation thereof will be described below.

도 2는 일반적인 액정표시장치의 단위 픽셀의 등가 회로도로써, 각 화소의 단위 픽셀은, 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 라인으로 출력되는 선택 신호에 의해 박막 트랜지스터(TFT)가 온 상태가 되면 데이터 라인으로부터 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 표시 내용에 따른 데이터를 공급받는 액정 용량(Clc)과, 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 선택되어 데이터가 기입되고 나서 다음에 박막 트랜지스터(TFT)가 다시 선택되기까지의 기간동안 기입된 표시 데이터를 유지하기 위해서 액정 용량(Clc)과 병렬로 접속된 보조 용량(Cst)으로 구성되어 있다. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a unit pixel of a general liquid crystal display device, wherein a unit pixel of each pixel includes a thin film transistor TFT connected to a gate line and a data line, and a thin film transistor according to a selection signal output to the gate line. When the TFT is turned on, the liquid crystal capacitor Clc and the thin film transistor TFT that receive data according to the display contents from the data line through the thin film transistor TFT are selected and data is written, and then the thin film is next. The storage capacitor Cst is connected in parallel with the liquid crystal capacitor Clc in order to retain the display data written for the period until the transistor TFT is selected again.

상기의 단위 픽셀 구조를 갖는 액정표시장치는, 소오스(S)로 들어오는 아날로그(Analog) 전압을 게이트 신호에 의한 스위칭 온/오프(On/Off) 시간동안 액정에 의해 형성된 액정 용량 커패시터(Clc)와는 별도로 액정 용량 커패시터를 보강하기 위한 보조 용량 커패시터(Cst)에 충전시킨다. The liquid crystal display device having the unit pixel structure is different from the liquid crystal capacitor Clc formed by the liquid crystal during the switching on / off time by the gate signal. Separately, the second capacitor Cst is charged to reinforce the liquid crystal capacitor.

이때 충전된 전하에 의한 전계(Electric field)에 의해 액정의 트위스트(twist) 정도가 결정되고 이를 투과하는 광량이 조절되어 휘도차가 발생하게 된다. At this time, the degree of twist of the liquid crystal is determined by the electric field due to the charged charge, and the amount of light passing therethrough is adjusted to generate a luminance difference.

이와 같이 종래에는 휘도 성분이 소오스(S)로 들어오는 아날로그 전압에 의해서만 결정되고, 게이트(G)는 단순히 소오스(S)의 전하가 액정 용량 커패시터(Clc)과 보조 용량 커패시터(Cst)로 흘러 들어가게 하는 스위치 역할만을 하였다. Thus, the luminance component is conventionally determined only by the analog voltage coming into the source S, and the gate G simply causes the charge of the source S to flow into the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst. It only acted as a switch.

상기에서 충전된 전하량은 도 3에서 도시된 빗금친 부분만큼이다. The charge amount charged above is as much as the hatched portion shown in FIG.

즉, 도 3의 빗금친 부분은 게이트단(G)에 게이트 전압이 인가되고 있을 시간동안, 소오스단에 아날로그 전압이 인가되어 액정 용량 커패시터(Clc)와 보조 용량 커패시터에 충전되는 전하량을 나타낸 것이다. That is, the hatched portion of FIG. 3 shows the amount of charge charged to the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor by applying an analog voltage to the source terminal while the gate voltage is being applied to the gate terminal G.

상기와 같은 방법에 의해서 구동하는 종래의 액정표시장치는 특히, 노말리 블랙 모드로 구동할 때, 게이트 펄스 폭이 줄어들면 명암대비율(Contrast Ratio)이 작아지고, 게이트 펄스 폭이 늘어나면 명암대비율이 커지는 특성이 있다. In the conventional liquid crystal display device driven by the above method, in particular, when driving in the normally black mode, the contrast ratio decreases when the gate pulse width decreases, and the contrast band increases when the gate pulse width increases. There is a characteristic that the ratio increases.

즉, 디스플레이 될 화면은 화이트(White) 상태이어야 하는데, 게이트 펄스 폭이 충분이 길지 않으면 액정 용량 커패시터와 보조 용량 커패시터에 충전되는 전하가 충분하지 않기 때문에 명암대비율이 떨어지게 되는 문제가 발생한다. That is, the screen to be displayed should be a white state, but if the gate pulse width is not long enough, there is a problem that the contrast ratio is lowered because the charges charged in the liquid crystal capacitor and the auxiliary capacitor are insufficient.

또한, 디스플레이 될 화면은 블랙(Black) 상태이어야 하는데, 게이트 펄스 폭이 너무 길면, 액정 용량 커패시터와 보조 용량 커패시터에 충전되는 전하량이 너무 많아서 원하는 블랙 상태를 출력하지 못하게 되므로 명암대비율이 작아지게 되는 문제가 발생한다.In addition, the screen to be displayed should be a black state. If the gate pulse width is too long, the contrast ratio becomes small because the amount of charge charged in the liquid crystal capacitor and the auxiliary capacitor is too large to output the desired black state. A problem arises.

상기에서와 같이 종래의 액정표시장치는 액정 용량 커패시터와 보조 용량 커패시터에 충전되는 전하량 조절을 소오스단을 통하여 들어오는 아날로그 전압에만 의존해야 하므로, 명암대비율을 개선하는데 한계가 있다. As described above, the conventional liquid crystal display device has to limit the amount of charge charged in the liquid crystal capacitor and the auxiliary capacitor only on the analog voltage coming through the source terminal, thereby improving the contrast ratio.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 게이트 펄스 폭을 가변하여 명암대비율을 개선시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a driving method thereof, which can improve contrast ratio by varying a gate pulse width.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 디스플레이 될 화면(프레임)의 밝기(휘도) 정보에 따라 출력될 마스킹 폭을 결정하는 마스킹 폭 결정부와, 상기 마스킹 폭 결정부에서 출력되는 마스킹 신호와 기존의 게이트 출력 신호를 논리 연산하여 가변된 펄스 폭을 갖는 게이트 신호를 출력하는 논리연산기로 구성됨을 특징으로 한다. The liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object is a masking width determiner for determining the masking width to be output according to the brightness (luminance) information of the screen (frame) to be displayed, and is output from the masking width determiner And a logic operator configured to logically operate the masking signal and the existing gate output signal and output a gate signal having a variable pulse width.

상기 논리연산기는 출력된 마스킹 신호를 반전하여 입력시키고, 반전된 마스킹 신호와 상기 기존의 게이트 출력 신호를 논리곱(AND)하여 출력하도록 구성됨을 특징으로 한다. The logic operator may be configured to invert and input the output masking signal, and to logically AND the inverted masking signal and the existing gate output signal.

상기 액정표시장치는 노말리 블랙 모드로 구동하는 것을 특징으로 한다. The liquid crystal display device is driven in a normally black mode.

상기와 같이 구성된 액정표시장치의 구동방법은 디스플레이 될 프레임(화면)의 밝기(휘도) 정보를 읽는 단계; 상기 디스플레이 될 프레임(화면)의 밝기(휘도) 정보에 따라서 출력될 마스킹 신호의 폭을 결정하여 출력하는 단계; 상기 출력된 마스킹 신호와 기존의 게이트 신호를 논리 연산하여 가변된 펄스 폭을 갖는 게이트 신호를 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. A method of driving a liquid crystal display device configured as described above may include reading brightness (luminance) information of a frame (screen) to be displayed; Determining and outputting a width of a masking signal to be output according to brightness (luminance) information of the frame (screen) to be displayed; And outputting a gate signal having a variable pulse width by performing a logical operation on the output masking signal and an existing gate signal.

상기 디스플레이 될 화면이 화이트(White) 상태라면, 상기 마스킹 신호의 폭을 좁게하여서 상기 게이트 펄스 폭을 늘려주는 것을 특징으로 한다. If the screen to be displayed is in a white state, the width of the masking signal is narrowed to increase the gate pulse width.

상기 디스플레이 될 화면이 블랙(Black) 상태라면, 상기 마스킹 신호의 폭을 넓게하여서 상기 게이트 펄스 폭을 줄여주는 것을 특징으로 한다. If the screen to be displayed is in a black state, the gate pulse width may be reduced by widening the width of the masking signal.

상기 가변된 펄스 폭을 갖는 게이트 신호는, 상기 출력된 마스킹 신호를 반전시키고, 상기 반전된 마스킹 신호와 상기 기존의 게이트 출력 신호를 논리곱(AND)하여 출력하는 것을 특징으로 한다. The gate signal having the variable pulse width may invert the output masking signal, and output an AND by ANDing the inverted masking signal and the existing gate output signal.

상기 액정표시장치는 노말리 블랙 모드(Normally Black Mode)로 구동하는 것을 특징으로 한다. The liquid crystal display device is driven in a normally black mode.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 및 그의 구동방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a liquid crystal display and a driving method thereof according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다. 4 is a configuration diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 단위셀에서의 게이트전압과 소오스전압의 출력 파형도 및 그에 따른 충전 전하량을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 나타낸 흐름도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 타이밍도이다. FIG. 5 is a view illustrating output waveforms of gate voltages and source voltages and corresponding charge amounts in unit cells of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. 7 is a flowchart illustrating a method of driving an apparatus, and FIG. 7 is a driving timing diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 액정표시장치의 게이트 출력 폭을 조절하여 명암대비율(Contrast Ratio)을 개선시키는 것에 특징이 있다. The present invention is characterized by improving the contrast ratio by adjusting the gate output width of the liquid crystal display.

상기 특징을 갖는 본 발명을 적용하기 위한 액정표시장치는, 도 1에 도시한 액정표시장치와 동일한 구성을 갖는다. The liquid crystal display device for applying the present invention having the above characteristics has the same configuration as the liquid crystal display device shown in FIG.

즉, 액정모듈(10)과, 상기 액정모듈(10)을 구동하기 위한 액정구동회로(20)와, 아날로그 형태의 입력신호를 디지털 형태로 변환하고 해상도를 조정하기 위한 인터페이스 회로(30)로 구성되어 있다. That is, the liquid crystal module 10, a liquid crystal driving circuit 20 for driving the liquid crystal module 10, and an interface circuit 30 for converting an analog input signal into a digital form and adjusting the resolution It is.

상기 액정표시장치의 구성 요소 중, 표시패널(11)은 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과, 이 게이트 라인에 교차하여 형성되며 화상 데이터를 전달하는 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 게이트 라인 및 데이터 라인과 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 화소를 포함한다. Among the components of the liquid crystal display device, the display panel 11 includes a plurality of gate lines that transmit scan signals, data lines that cross the gate lines, and transmit image data, and the gate lines and data lines. And a plurality of pixels formed in a region surrounded by a matrix and connected to each other through a gate line, a data line, and a thin film transistor (TFT).

상기의 액정표시장치에서 각 화소에 화상 데이터를 인가하는 방법은, 먼저, 타이밍 콘트롤러가 화상 신호원(예를 들어, 컴퓨터, TV 등)으로부터 화상 데이터를 제공받은 다음에 일정한 타이밍에 맞추어 게이트 드라이버로 구동 신호를 출력하면서 화상 데이터를 소오스 드라이버로 출력한다. In the above liquid crystal display device, image data is applied to each pixel. First, the timing controller receives image data from an image signal source (for example, a computer, a TV, etc.), and then supplies the image data to a gate driver at a predetermined timing. The image data is output to the source driver while the drive signal is output.

이후에, 상기 게이트 드라이버는 게이트 라인으로 주사 신호인 게이트 온(On) 신호를 인가하여 이 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 순차적으로 턴온시키고, 이와 동시에 소오스 드라이버가 상기 게이트 라인에 대응하는 화소 행에 화상 데이터에 해당하는 아날로그 신호(보다 구체적으로 계조 전압)를 각 데이터 라인으로 공급한다. Thereafter, the gate driver sequentially turns on the switching element connected to the gate line by applying a gate-on signal, which is a scan signal, to the gate line, and at the same time, the source driver images the pixel row corresponding to the gate line. An analog signal (more specifically, a gray voltage) corresponding to data is supplied to each data line.

그러면, 데이터 라인에 공급된 화상 신호는 턴온된 스위칭 소자를 통해 각 화소에 인가된다. 이때, 한 프레임 주기 동안 모든 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 온 신호를 인가하여 모든 화소 행에 화상 데이터를 인가함으로써, 결국 하나의 프레임의 화상을 표시한다. Then, the image signal supplied to the data line is applied to each pixel through the turned-on switching element. At this time, by sequentially applying the gate-on signal to all the gate lines for one frame period and applying image data to all the pixel rows, an image of one frame is eventually displayed.

이러한 화상 표시시에, 별도의 게이트 구동 전압 발생 회로가 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 온/오프 시키기 위한 구동 전압을 생성하여 게이트 드라이버로 공급하며, 게이트 드라이버는 타이밍 콘트롤러로부터 인가되는 클락 신호에 동기하여 인가되는 구동 전압(게이트 구동 전압)을 해당 게이트 라인으로 공급하여 상기에 기술된 바와 같은 화상 표시가 이루어지도록 한다. When displaying such an image, a separate gate driving voltage generation circuit generates and supplies a driving voltage for turning on / off a switching element connected to the gate line to the gate driver, which is synchronized with a clock signal applied from a timing controller. An applied driving voltage (gate driving voltage) is supplied to the corresponding gate line so that image display as described above is performed.

상기와 같은 구동에 의해서 화상을 표시하는 액정표시장치의 상기 표시패널의 각 화소는, 도 2에 도시한 바와 같이, 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 스위칭 동작에 의해 데이터라인의 정보를 공급 받는 액정 용량 커패시터(Clc)와, 상기 액정 용량 커패시터(Clc)와 병렬로 접속된 보조 용량 커패시터(Cst)로 구성되어 있다. As illustrated in FIG. 2, each pixel of the display panel of the liquid crystal display device which displays an image by the above driving includes a thin film transistor TFT connected to a gate line and a data line, and the thin film transistor TFT. The liquid crystal capacitor Clc is supplied with the information of the data line by the switching operation of the C) and the storage capacitor Cst connected in parallel with the liquid crystal capacitor Clc.

상기에서 액정 용량 커패시터(Clc)는 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 온 상태가 되면 데이터 라인으로부터 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 전달되는 표시 내용에 따른 데이터를 공급받는 커패시터이고, 상기 보조 용량 커패시터(Cst)는 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 선택되어 데이터가 기입되고 나서 다음에 박막 트랜지스터(TFT)가 다시 선택되기까지의 기간동안 기입된 표시 데이터를 유지하기 위한 커패시터이다. The liquid crystal capacitor Clc is a capacitor that receives data according to the display contents transmitted from the data line through the thin film transistor TFT when the thin film transistor TFT is turned on, and the storage capacitor Cst. Is a capacitor for holding the written display data for a period from when the thin film transistor TFT is selected and data is written, and then the thin film transistor TFT is selected again.

상기의 단위 픽셀 구조를 갖는 액정표시장치는, 소오스(S)로 들어오는 아날로그(Analog) 전압을 게이트 신호에 의한 스위칭 온/오프(On/Off) 시간동안 액정에 의해 형성된 액정 용량 커패시터(Clc)와, Clc와는 별도로 액정 용량 커패시터를 보강하기 위한 보조 용량 커패시터(Cst)에 충전된다.The liquid crystal display having the unit pixel structure includes a liquid crystal capacitor Clc formed by the liquid crystal during the switching on / off time by the gate signal. , Apart from Clc The storage capacitor Cst is charged to reinforce the liquid crystal capacitor.

종래에는 상기 휘도 성분이 소오스(S)로 들어오는 아날로그 전압에 의해서만 결정되었고, 게이트(G)는 단순히 소오스(S)의 전하가 액정 용량 커패시터(Clc)과 보조 용량 커패시터(Cst)로 흘러 들어가게 하는 스위치 역할만을 하였다. Conventionally, the luminance component is determined only by the analog voltage coming into the source S, and the gate G simply switches the charge of the source S to flow into the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst. Role only.

본 발명은 종래와는 다르게 소오스(S)로 들어오는 아날로그 전압에 의해서만 액정 용량과 보조 용량이 결정되는 것이 아니라, 게이트 펄스 폭을 가변하여서 액정 용량 커패시터(Clc)과 보조 용량 커패시터(Cst)에 충전되는 전하량을 조절하여 명암대비율을 개선시키는 것이다. Unlike the conventional method, the liquid crystal capacitor and the storage capacitor are not determined only by the analog voltage coming into the source S, but are charged in the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst by varying the gate pulse width. The amount of charge is controlled to improve contrast ratio.

상기와 같은 효과를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 4에 도시한 바와 같이, 디스플레이 될 한 화면(프레임)의 밝기(휘도) 정보(40)에 따라 출력될 마스킹 폭을 결정하는 마스킹 폭 결정부(41)와, 상기 마스킹 폭 결정부(41)에서 출력되는 마스킹 신호와 기존의 게이트 출력 신호를 논리 연산하여 가변된 게이트 신호를 출력하는 논리연산기(42)로 구성된다. In the liquid crystal display according to the present invention for achieving the above effect, as shown in Figure 4, to determine the masking width to be output according to the brightness (luminance) information 40 of one screen (frame) to be displayed A masking width determiner 41 and a logic operator 42 for logically calculating a masking signal output from the masking width determiner 41 and an existing gate output signal to output a variable gate signal.

이때 논리연산기(42)는 출력된 마스킹 신호를 반전하여 입력받고, 반전된 마스킹 신호와 기존의 게이트 출력 신호를 논리연산(논리곱(AND))하여 출력하도록 구성되었다. At this time, the logic operator 42 is configured to receive the inverted masking signal by inputting it, and to perform a logical operation (AND) on the inverted masking signal and the existing gate output signal.

상기에서 마스킹 신호라는 것은 디스플레이 될 프레임(화면)의 휘도 성분을 미리 검출한 후, 기존에 출력된 게이트 펄스 폭을 가변하여 변형된 게이트 신호를 출력하기 위한 컨트롤 신호이다. In the above description, the masking signal is a control signal for detecting a luminance component of a frame (screen) to be displayed in advance and then outputting a modified gate signal by varying a gate pulse width previously output.

상기에서와 같이 본 발명은 게이트 펄스 폭을 가변하여 명암대비율을 개선하기 위해서 마스킹 신호를 사용하였다. As described above, the present invention uses a masking signal in order to improve the contrast ratio by varying the gate pulse width.

상기의 구성을 이용한 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은, 도 5와 6에 도시한 바와 같이, 디스플레이 될 프레임(화면)의 밝기(휘도) 정보를 읽는 단계(S60), 상기 디스플레이 될 프레임(화면)의 밝기(휘도) 정보에 따라서 출력될 마스킹 신호의 폭을 결정하는 단계(S61), 상기 출력된 마스킹 신호와 기존의 게이트 신호를 논리 연산하여 가변된 게이트 신호를 출력하는 단계(S62)를 포함한다. In the driving method of the liquid crystal display device according to the present invention using the above configuration, as shown in Figs. 5 and 6, the step of reading the brightness (luminance) information of the frame (screen) to be displayed (S60), the frame to be displayed Determining a width of a masking signal to be output according to brightness (luminance) information of (screen) (S61), and outputting a variable gate signal by performing a logic operation on the output masking signal and an existing gate signal (S62) It includes.

이하, 타이밍도를 참조하여 좀 더 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the timing diagram will be described in more detail.

설명에 앞서, 본 발명의 액정표시장치는 노말리 블랙 모드로 구동하는 액정표시장치에 적용하기 위한 것으로써, 노말리 블랙 모드로 구동하는 액정표시장치는 게이트 펄스 폭이 작으면 명암대비율(Contrast Ratio)이 줄어들고, 게이트 펄스 폭이 크면 명암대비율이 커지는 특성을 갖는다. Prior to the description, the liquid crystal display device of the present invention is intended to be applied to a liquid crystal display device driven in a normally black mode, and a liquid crystal display device driven in a normally black mode may have a contrast ratio when the gate pulse width is small. Ratio is reduced, and the contrast ratio is increased when the gate pulse width is large.

상기 특성을 이용하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 디스플레이 될 화면이 화이트(White) 상태라면, 게이트 펄스 폭을 늘려주어서 충전되는 전하량을 많게하여서 화면을 충분히 밝게 해주고(White 상태), 디스플레이 될 화면이 블랙(Black) 상태라면, 게이트 펄스 폭을 줄여주어서 충전되는 전하량을 적게하여서 화면을 어둡게(Black 상태) 해주면 된다. By using the above characteristics, as shown in FIG. 5, if the screen to be displayed is in a white state, the gate pulse width is increased to increase the amount of charge charged to make the screen sufficiently bright (white state), and the screen to be displayed. In this black state, the gate pulse width is reduced to decrease the amount of charge charged, thereby darkening the screen.

상기와 같이, 게이트 펄스 폭을 늘려줄 경우에는 TFT가 턴온되어 있는 동안 액정 용량 커패시터(Clc)와 보조 용량 커패시터(Cst)에 충전되는 전하량이 많아져서 휘도가 커지고, 게이트 펄스 폭을 줄여줄 경우에는 TFT가 턴온되어 있는 동안 액정 용량 커패시터(Clc)와 보조 용량 커패시터(Cst)에 충전되는 전하량이 적어져서 휘도가 감소된다. As described above, when the gate pulse width is increased, the amount of charges charged in the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst increases while the TFT is turned on, so that the luminance is increased, and when the gate pulse width is reduced, the TFT is increased. While is turned on, the amount of charges charged in the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst decreases, so that the brightness is reduced.

즉, 소오스로 들어오는 아날로그 데이터 뿐만 아니라, 게이트 펄스 폭의 가변에 의해서도 액정 용량 커패시터(Clc)와 보조 용량 커패시터(Cst)에 충전되는 전하량을 조절하여 화면의 휘도성분을 조절할 수 있다. That is, the luminance component of the screen may be controlled by controlling the amount of charge charged in the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst by not only the analog data coming into the source but also the variable gate pulse width.

도 5의 빗금친 부분은 게이트단(G)에 게이트 전압이 인가되고 있을 시간동안, 소오스단에 아날로그 전압이 인가되어 액정 용량 커패시터(Clc)와 보조 용량 커패시터에 충전되는 전하량을 나타낸 것이다. The hatched portion of FIG. 5 shows the amount of charge charged to the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor while the analog voltage is applied to the source terminal while the gate voltage is being applied to the gate terminal G. Referring to FIG.

상기에서와 같이 디스플레이 될 화면이 화이트와 블랙 상태인지를 판별하여 각각의 상태에 맞게 게이트 펄스 폭을 가변하여 출력시킬 수 있다. As described above, it is possible to determine whether the screen to be displayed is in a white state and a black state and output a variable gate pulse width according to each state.

도 7은 상술한 설명에 따른 화이트와 블랙 상태일 때의 본 발명에 따른 타이밍예시도로써, 도 7의 (a)는 한 프레임동안 출력된 기존 게이트 신호로써, 최대 출력될 수 있는 게이트 펄스 폭을 한정한다. FIG. 7 is a timing diagram according to the present invention in the white and black states according to the above description. FIG. 7 (a) shows an existing gate signal output for one frame and shows a maximum gate pulse width that can be output. It is limited.

상기와 같이 한 프레임동안 출력되는 기존 게이트 출력 신호가 도 7의 (a)에 도시된 폭을 갖고 출력되고, 디스플레이 될 화면이 화이트(White) 상태라고 판별되면, 화면을 충분히 밝게 해주기 위해서 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이 마스킹 신호는 적은 폭을 갖도록 출력하며, 상기 마스킹 신호(White)와 상기 기존 게이트 출력 신호를 도 4의 논리연산기(42)를 이용하여 논리 연산하므로써, 도 7의 (c)에서와 같이 가변된 게이트 신호를 출력시킨다. As described above, when the existing gate output signal output for one frame is output with the width shown in (a) of FIG. 7 and it is determined that the screen to be displayed is white, the screen of FIG. As shown in (b), the masking signal is output to have a small width, and the masking signal White and the existing gate output signal are logically operated by using the logic operator 42 of FIG. Outputs the gate signal which is varied as

다음에, 상기와 같이 한 프레임동안 출력되는 기존 게이트 신호가 도 7의 (a)에 도시된 폭을 갖고 출력되고, 디스플레이 될 화면이 블랙(Black) 상태라고 판별되면, 화면을 어둡게 해주기 위해서 도 7의 (d)에 나타낸 바와 같이 마스킹 신호는 도 7의 (b)보다 넓은 폭을 갖도록 출력하며, 상기 마스킹 신호(Black)와 상기 기존 게이트 출력 신호를 도 4의 논리연산기(42)를 이용하여 논리 연산하므로써, 도 7의 (e)에서와 같이 가변된 게이트 신호를 출력시킨다. Next, when the existing gate signal output for one frame as described above is output with the width shown in (a) of FIG. 7, and it is determined that the screen to be displayed is black, the screen is darkened in order to darken the screen. As shown in (d) of FIG. 7, the masking signal is output to have a wider width than that of FIG. 7 (b), and the masking signal Black and the existing gate output signal are logic by using the logic operator 42 of FIG. 4. By the calculation, the variable gate signal is output as shown in Fig. 7E.

이때, 도 7의 (c)와 도 7의 (e)에 나타난 게이트 신호를 비교하면, 도 7의 (c)에 나타난 게이트 신호가 도 7의 (e)에서 출력된 게이트 신호보다 그 펄스 폭이 넓은 것을 알 수 있다. At this time, if the gate signal shown in (c) of FIG. 7 and (e) of FIG. 7 is compared, the pulse width of the gate signal shown in (c) of FIG. It is wide.

상기 타이밍도에서와 같이 게이트 펄스 폭을 넓게 해주면 액정 용량 커패시터와 보조 용량 커패시터에 충전되는 전하량이 더 많아지므로 화이트(white)는 더 진한 화이트(white)로, 게이트 펄스 폭을 줄여주면 액정 용량 커패시터와 보조 용량 커패시터에 충전되는 전하량이 적어지므로 블랙은 더 진한 블랙으로 구현할 수 있다. 따라서 명암대비율을 크게 할 수 있다.As shown in the timing diagram, when the gate pulse width is widened, the amount of charges charged in the liquid crystal capacitor and the auxiliary capacitor capacitor increases, so the white color is darker white. Since the charge on the auxiliary capacitor is less, black can be realized as a darker black. Therefore, the contrast ratio can be increased.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the above embodiments, but should be defined by the claims.

상기와 같은 본 발명의 액정표시장치 및 그의 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다. As described above, the liquid crystal display and the driving method thereof according to the present invention have the following effects.

게이트 펄스 폭을 가변하여서 액정 용량 커패시터(Clc)과 보조 용량 커패시터(Cst)에 충전되는 전하량을 조절하여 명암대비율을 개선시킬 수 있다. The contrast ratio may be improved by controlling the amount of charge charged in the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst by varying the gate pulse width.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 회로 구성도 1 is a circuit diagram of a general liquid crystal display device

도 2는 일반적인 액정표시장치의 단위 픽셀을 나타낸 등가 회로도 2 is an equivalent circuit diagram illustrating a unit pixel of a general liquid crystal display device.

도 3은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 단위 픽셀에서의 게이트전압과 소오스전압의 출력 파형도 및 그에 따른 충전 전하량을 나타낸 도면3 is a view illustrating an output waveform diagram of a gate voltage and a source voltage in a unit pixel of a liquid crystal display according to the related art, and a corresponding charge amount thereof;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도 4 is a configuration diagram of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 단위셀에서의 게이트전압과 소오스전압의 출력 파형도 및 그에 따른 충전 전하량을 나타낸 도면 5 is a view illustrating an output waveform diagram of a gate voltage and a source voltage in a unit cell of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and a corresponding charge amount thereof;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 나타낸 흐름도 6 is a flowchart illustrating a method of driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 타이밍도 7 is a driving timing diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 액정모듈 11 : 표시패널 10 liquid crystal module 11 display panel

12 : 게이트 드라이버 13 : 소오스 드라이버 12: gate driver 13: source driver

14 : 보조 캐패시터 전극 20 : 액정구동회로 14: auxiliary capacitor electrode 20: liquid crystal drive circuit

21 : 리시버 22 : 타이밍 콘트롤러 21: Receiver 22: Timing Controller

23 : 기준전압 발생부 24 : 게이트 구동전압 발생부 23: reference voltage generator 24: gate driving voltage generator

25 : 스토리지 전압 발생부 26 : 공통전압 발생부 25: storage voltage generator 26: common voltage generator

30 : 인터페이스 회로 31 : 멀티 스캔 회로 30: interface circuit 31: multi-scan circuit

32 : 트랜스미터 40 : 프레임 밝기 정보32: transmitter 40: frame brightness information

41 : 마스킹 폭 결정부 42 : 논리연산기41: masking width determining unit 42: logic operator

Claims

A masking width determining unit which determines a masking width to be output according to brightness (luminance) information of a screen (frame) to be displayed;

And a logic operator configured to logically operate the masking signal output from the masking width determining unit and the existing gate output signal and output a gate signal having a variable pulse width.

The method of claim 1,

And the logic calculator is configured to invert and input the output masking signal, and to output the AND of the inverted masking signal and the existing gate output signal.

The method of claim 1,

And the liquid crystal display device is driven in a normally black mode.

Reading brightness (luminance) information of a frame (screen) to be displayed;

Determining and outputting a width of a masking signal to be output according to brightness (luminance) information of the frame (screen) to be displayed;

And outputting a gate signal having a variable pulse width by performing a logic operation on the output masking signal and an existing gate signal.

The method of claim 4, wherein

And if the screen to be displayed is in a white state, the gate pulse width is increased by narrowing the width of the masking signal.

The method of claim 4, wherein

And if the screen to be displayed is in a black state, reducing the gate pulse width by widening the width of the masking signal.

The method of claim 4, wherein

The gate signal having the variable pulse width,

And inverting the output masking signal and performing a logical AND on the inverted masking signal and the existing gate output signal.

The method of claim 4, wherein

And the liquid crystal display device is driven in a normally black mode.