KR20050087478A - 액정표시장치 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정패널의 상측과 하측에서 발생하는 휘도와 색도의 불균일도를 해소하여 고해상도 및 고색재현성을 실현할 수 있는 액정표시장치의 구동방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 액정패널과, 상기 액정패널로 데이터신호를 인가하는 소오스 드라이버 IC와, 상기 액정패널로 게이트신호를 인가하는 게이트 드라이버 IC와, 상기 게이트 및 소오스 드라이버 IC로 각종 제어신호 및 데이터 신호를 인가하는 타이밍 컨트롤러와, RGB 칼라 구현을 위해 적, 녹, 청의 LED로 이루어진 배면광원을 포함하여 구성된 시분할순차구동방식의 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 액정패널로 데이터를 어드레싱함에 있어서, 홀수 프레임과 짝수 프레임에 따라 상기 홀수 프레임에서는 액정패널의 상측에서 하측으로 데이터를 어드레싱하고, 짝수 프레임에서는 액정패널의 하측에서 상측으로 데이터를 어드레싱하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 구동방법{METHOD FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, RGB 데이터를 순차적으로 액정패널에 인가하고, 배경광원으로서 RGB 각각의 LED를 데이터의 타이밍에 맞게 조절하여 고해상도와 고색재현성을 실현하는 휴대폰, 디지털 카메라, PDA 등의 제품에 적용할 수 있는 칼라액정표시장치 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 시분할순차구동방식(FSC: Field Sequential Color) 박막 트랜지스터 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 교차하는 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인을 구비하고, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차 부위에 박막 트랜지스터를 배열하여 액정을 구동하는 액정패널(100)과, 상기 액정패널(100)의 데이터 라인을 구동하기 위한 구동신호를 발생하는 소오스 드라이버 IC(200)와, 상기 액정패널(100)의 게이트 라인을 구동하기 위한 구동신호를 발생하는 게이트 드라이버 IC(300)와, 상기 게이트 드라이버 IC(300)를 구동하기 위한 구동신호 및 소오스 드라이버 IC(200)를 구동하기 위한 로드신호 및 데이터 신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러(500)를 구비한다.

또한, RGB칼라를 구현하기 위해 배면광원(400)으로서 다수의 적색 LED(401), 녹색 LED(402), 청색 LED(403)를 포함하고, 각 프레임 데이터를 저장하고 읽기 위한 메모리(600)를 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 소오스 드라이버 IC(200)와 게이트 드라이버 IC(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(500)로부터 캐리 신호 (Carry signal)와 캐리시프트 방향전환신호를 받아서 좌우(상하)로 캐리를 전달하게 된다(도면에는 소오스 캐리시프트 방향전환신호는 미도시).

이와 같은 시분할순차구동방식의 액정표시장치는 1 프레임의 데이터를 R 서브프레임, G 서브프레임, B 서브프레임으로 구성하고, 각 프레임은 메인 프레임의 1/3 시간을 가지게 된다.

또한, 순차적으로 소오스 드라이버 IC(200)에 데이터를 보내주기 위해서 메모리(600)를 사용하는데, 타이밍 컨트롤러(500)가 데이터를 메모리(600)에 저장하고, 순차적으로 R-G-B 프레임 데이터와 이를 제어하기 위한 제어신호를 만들어 준다.

이때, 각 서브프레임에 대한 영상표시방법은 다음과 같다.

타이밍 컨트롤러(500)로부터 게이트 클럭과 게이트 캐리(STV: Start vertical signal) 신호가 발생하면, 다음 게이트 클럭의 라이징 에지(Rising edge)에 첫 게이트가 열리게 되고, 첫 번째 라인의 데이터가 액정패널(100)로 로딩된다.

또한, 그 다음 클럭의 라이징 에지에 두 번째 게이트가 열리게 되고, 두 번째 라인의 데이터가 액정패널(100)에 로딩되며, 이와 같은 방법으로 마지막 번째(n번째)까지 1 서브프레임의 데이터가 패널상에 로딩된다.

이를 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이, 메인프레임은 3개의 서브프레임 즉, R 서브프레임(710), G 서브프레임(720), B 서브프레임(730)으로 구성되고, 각 서브프레임은 로딩타임(loading time)(T_L)과, 웨이팅 타임(waiting time)(T_W)과, 플래싱 타임(flashing time)(T_F)으로 구성되는데, 일 예로, R 서브프레임(710)에 대한 데이터를 로딩한 후에는 액정이 충분히 반응하기 위한 시간을 확보하기 위하여 웨이팅 시간(T_W)을 확보해 준다.

이후, 액정이 충분히 반응이 되었을 때, R색 LED(401)를 플레싱하는 방식을 사용한다.

상기 G 서브프레임(720)과 B 서브 프레임(730)도 상기 R 서브프레임(710)과 마찬가지로 각각의 프레임에 G색 LED(402)와 B색 LED(403)를 플래싱하게 된다. 따라서, 메인프레임에 대한 영상을 액정패널(100)에 디스플레이할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

한 프레임이 R, G, B 각각의 서브 프레임으로 구성되기 때문에, 실제 한 서브 프레임은 1/3프레임에 각 서브프레임을 수행하여야 한다.

예를 들어, 60Hz 구동시 메인 프레임은 16.7ms이고, 1 서브프레임의 시간은 16.7/3=5.56ms가 되는데, 이는 기존 TN(Twisted Nematic) 액정의 반응시간보다 훨씬 짧다는 것을 의미하므로, 1 프레임 내에서 액정이 충분히 반응할 시간을 확보하기 어렵게 되고, 따라서 액정이 충분히 반응하기 이전에 미리 플래싱하게 된다.

통상, 액정의 반응정도에 따라 그레이(gray) 패턴에서 사람의 눈에 인식되는 계조는 다르게 나타나게 되는데, 데이터 로딩 타임이 2ms이고, 웨이팅 타임이 2ms, 플래시 타임이 1.56ms인 경우를 예로 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상측 라인과 하측 라인 사이에 데이터 로딩 타임에 2ms의 차이가 발생하게 된다. 참고로, "A"는 첫 번째 게이트 라인의 액정 반응 프로파일을 나타내고, "B"는 마지막 번째 게이트 라인의 액정 반응 프로파일을 나타낸다.

따라서 첫 번째 라인의 액정은 첫 번째 라인 데이터가 로딩된 이후부터 반응을 시작하게 되고, 플래시하기까지 총 액정의 반응시간은 약 4ms가 도 lau, 마지막 라인의 액정 반응시간은 2ms가 되게 된다.

이러한 차이에 의해서 액정의 반응정도에 차이가 나타나게 되는데, 그 결과는 휘도와 색도의 차이를 유발하고, 상측과 하측에 불균일한 휘도와 색도를 나타내는 원인으로 작용한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로서, 상측과 하측에서 발생하는 휘도와 색도의 불균일도를 해소하여 고해상도 및 고색재현성을 실현할 수 있는 액정표시장치의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치 구동방법은 액정패널과, 상기 액정패널로 데이터신호를 인가하는 소오스 드라이버 IC와, 상기 액정패널로 게이트신호를 인가하는 게이트 드라이버 IC와, 상기 게이트 및 소오스 드라이버 IC로 각종 제어신호 및 데이터 신호를 인가하는 타이밍 컨트롤러와, RGB 칼라 구현을 위해 적, 녹, 청의 LED로 이루어진 배면광원을 포함하여 구성된 시분할순차구동방식의 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 액정패널로 데이터를 어드레싱함에 있어서, 홀수 프레임과 짝수 프레임에 따라 상기 홀수 프레임에서는 액정패널의 상측에서 하측으로 데이터를 어드레싱하고, 짝수 프레임에서는 액정패널의 하측에서 상측으로 데이터를 어드레싱하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 상기 홀수프레임에서는 첫 번째 라인에서부터 시작하여 마지막 번째 게이트라인으로 순차적으로 게이트 신호를 인가하고, 짝수프레임에서는 마지막 번째 라인에서부터 시작하여 첫 번째 게이트 라인으로 순차적으로 게이트 신호를 인가하고, 게이트의 캐리 전송방향에 있어서도 상기 홀수프레임에서는 상측에서 하측으로 세팅하고, 상기 짝수프레임에서는 하측에서 상측으로 전환하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징은 상기 홀수프레임에서는 R, G, B 서브프레임이 순차적으로 홀수, 짝수, 홀수 서브프레임이 되고, 상기 짝수프레임에서는 순차적으로 짝수, 홀수, 짝수 서브프레임이 되는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징은 상기 데이터 어드레싱 방향을 전환하기 위한 제어신호는 게이트 레프트/라이트 신호를 이용하고, 상기 게이트 레프트/라이트 신호는 서브프레임의 수직동기신호에 맞춰 교번하여 방향을 전환하는 것을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정표시장치 구동방법을 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 액정표시장치 구동방법은 데이터 로딩 방식을 짝수 프레임과 홀수 프레임에 따라 홀수 프레임에서는 상측에서부터 어드레싱을 수행하고, 짝수 프레임에서는 하측에서부터 어드레싱을 수행한다.

즉, 본 발명에 따르면, 도 4에 나타나듯이 V자 형태로 데이터를 로딩하여 상측과 하측에서의 휘도 및 색도의 불균일성을 최소화하는데, 실험에 의하면 액정의 반응은 도 5와 같이 나타나게 됨을 알 수 있었다.

이를 도 4 및 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 액정표시장치에 따른 액정패널은 하부에 RGB LED 배면광원을 가지고 있고, 하부기판에는 TFT 어레이가 구성되며, 상부기판에는 RGB 레진을 제거한 즉, 칼라필터는 제거된 공통배선과 블랙매트릭스가 형성된다.

이때, 상기 RGB LED로 이루어진 광원은 각각 R, G, B색의 광원을 발광하고, R, G, B LED를 순차적으로 플래시함으로써 액정패널을 통한 빛의 색이 백색광을 형성하도록 광원을 제어한다.

한 프레임을 R, G, B 각각에 대한 서브프레임으로 나누고, 각 서브프레임에 해당하는 LED를 플래시 타임에 순차적으로 플래시시킨다.

또한, 2 프레임의 메모리를 이용하여 데이터 로딩 순서를 R, G, B 순서로 한다.

도 4는 데이터 신호의 로딩 순서를 나타낸 도면으로, main odd frame에서는 순차적으로 R 서브프레임(R subframe)은 Odd subframe이 되고, G 서브프레임(G subframe)은 even subframe이 되며, B 서브프레임(B subframe)은 Odd subframe이 된다.

반대로, main even frame에서는 상기 R, G, B 서브프레임은 main odd subframe과 비교하여 Odd와 Even이 바뀌게 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, R 서브프레임을 예로 설명하면, 서브프레임이 odd이면, 데이터를 상측에서 하측방향으로 로딩시키고, 게이트의 캐리 전송 방향을 상에서 하로 세팅한다.

반대로, R 서브프레임이 even일 경우에는, 데이터를 하측에서 상측으로 로딩시키고, 게이트의 캐리 전송 방향 역시 하에서 상으로 전환한다.

이때, 게이트 신호의 전송방향은 도 6과 같이 수직 싱크(Vsync)가 타이밍 컨트롤러(500)에서 들어올 때 레프트(left)/라이트(right) 신호를 바꾸어준다. 또한, 데이터의 순서를 타이밍에 맞춰 메모리(600)로부터 프레임 데이터를 상측 또는 하측부터 읽어낸다.

참고로, 도 6은 게이트 드라이버 IC의 쉬프트방향 전환 신호를 나타낸 것으로서, 게이트 드라이버 IC의 레프트 라이트(L/R) 신호를 서브프레임의 수직싱크신호(Vsync)에 맞춰 교번하여 방향을 바꿔줌으로써 데이터의 로딩 방향을 전환하는 것을 보여준다.

한편, 도 5는 R 서브프레임에 대해서 홀수(Odd) 프레임과 짝수(Even) 프레임 사이에서 액정의 반응정도를 나타낸 것으로서, 홀수 프레임에서는 첫 번째 라인의 게이트 신호가 인가되고, 데이터가 액정에 충전되면서 첫 번째 라인의 액정은 반응하게 된다.

이후, 두 번째 라인의 게이트 신호가 인가되면 두 번째 라인의 액정이 반응하기 시작하며, 이와 같은 과정을 통해 마지막 라인의 게이트 신호가 인가되면 마지막 라인의 액정이 반응하기 시작한다.

마찬가지로, 짝수 프레임에서는 마지막 라인의 게이트 신호가 먼저 인가되고, 순차적으로 상측 라인의 게이트를 온(On)시킨다. 이때, 라인과 라인 사이의 데이터 로딩시간차로 인하여 LED 플래쉬 타임(T_F)에서 액정 반응에 차이가 발생하게 된다.

이에, 그 반응 정도를 홀수와 짝수 프레임에 대해 도시하면 도 5와 같이 나타나게 되는데, 휘도와 색도는 액정의 반응정도, 즉, 도 5에서 빗금친 부분의 면적에 비례하여 반응을 보이게 된다.

따라서, 상측과 하측 액정의 반응정도에 따른 면적은 상하 동일하게 되고, 색도와 휘도의 상하측의 불균일성을 완화시킬 수가 있게 되는 것이다.

참고로, 도 5의 "A"는 첫 번째 게이트 라인의 액정 반응 프로파일을 나타내고, "B"는 마지막 번째 게이트 라인이 액정 반응 프로파일을 나타낸다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시예들을 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치 구동방법은 액정패널로의 데이터 로딩 방식을 홀수 프레임과 짝수 프레임에 따라 상기 홀수 프레임에서는 액정패널의 상측에서 하측으로 데이터를 어드레싱하고, 짝수 프레임에서는 액정패널의 하측에서 상측으로 데이터를 어드레싱하는 것에 의해 시분할순차구동방식에서 액정의 반응속도가 느려서 발생할 수 있는 액정패널의 상측과 하측에서 나타나는 색도 및 휘도 불균일 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 시분할순차구동방식 액정표시장치의 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 데이터 어드레싱 방향을 설명하기 위한 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 첫 번째 라인과 마지막 라인에서의 액정반응의 차이를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 액정표시장치 구동방법에 따른 데이터 어드레싱 방향을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 액정표시장치 구동방법에 따른 첫 번째 라인과 마지막 라인에서의 액정반응의 차이를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 데이터 어드레싱 방향을 제어하기 위한 게이트 레프트/라이트 신호의 타이밍도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 액정패널 200 : 소오스 드라이버 IC

300 : 게이트 드라이버 IC 400 : 배면광원

500 : 타이밍 제어기

501 : 데이터, 소오스 클럭, 소오스 드라이브 IC 제어신호, 전원

502 : 게이트 클럭, 게이트 드라이브 IC 제어신호, 전원

503 : 게이트 시프트 방향 전환신호 504 : LED 제어신호

Claims (5)

1. 액정패널과, 상기 액정패널로 데이터신호를 인가하는 소오스 드라이버 IC와, 상기 액정패널로 게이트신호를 인가하는 게이트 드라이버 IC와, 상기 게이트 및 소오스 드라이버 IC로 각종 제어신호 및 데이터 신호를 인가하는 타이밍 컨트롤러와, RGB 칼라 구현을 위해 적, 녹, 청의 LED로 이루어진 배면광원을 포함하여 구성된 시분할순차구동방식의 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

   상기 액정패널로 데이터를 어드레싱함에 있어서, 홀수 프레임과 짝수 프레임에 따라 상기 홀수 프레임에서는 액정패널의 상측에서 하측으로 데이터를 어드레싱하고, 짝수 프레임에서는 액정패널의 하측에서 상측으로 데이터를 어드레싱하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀수프레임에서는 첫 번째 라인에서부터 시작하여 마지막 번째 게이트라인으로 순차적으로 게이트 신호를 인가하고, 짝수프레임에서는 마지막 번째 라인에서부터 시작하여 첫 번째 게이트 라인으로 순차적으로 게이트 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 홀수프레임에서는 게이트의 캐리 전송방향을 상측에서 하측으로 세팅하고, 상기 짝수프레임에서는 게이트의 캐리 전송방향을 하측에서 상측으로 전환하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 홀수프레임에서는 R, G, B 서브프레임이 순차적으로 홀수, 짝수, 홀수 서브프레임이 되고, 상기 짝수프레임에서는 순차적으로 짝수, 홀수, 짝수 서브프레임이 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 어드레싱 방향을 전환하기 위한 제어신호는 게이트 레프트/라이트 신호를 이용하고, 상기 게이트 레프트/라이트 신호는 서브프레임의 수직동기신호에 맞춰 교번하여 방향을 전환하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법.