KR20080010799A - 액정표시장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

동영상 표시 품질을 향상시키기 위한 액정표시장치 및 이의 구동 방법이 개시된다. 액정표시장치는 액정표시패널, 소스 구동부 및 광원부를 포함한다. 액정표시패널은 서로 교차하는 소스 배선들 및 게이트 배선들이 형성된다. 소스 구동부는 프레임 구간의 제1 구간 동안 프레임의 데이터신호를 소스 배선들에 출력한다. 광원부는 제1 구간 후, 제1 구간 보다 긴 프레임 구간의 제2 구간 동안 액정표시패널에 광을 제공한다. 이에 따라, 순간 잔상 현상을 제거하여 동영상 표시 품질을 향상시킬 수 있고, 또한, 소비전력을 감소시킬 수 있다.
액정표시장치, 순간 잔상 현상, 소비전력

Description

액정표시장치 및 이의 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동부에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정표시패널 113 : 게이트 구동부
200 : 구동부 210 : 제어부
220 : 메모리 230 : 전압 발생부
240 : 소스 구동부 250 : 게이트 제어부
본 발명은 액정표시장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동영상 표시 품질을 향상시키기 위한 액정표시장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 서로 마주하는 어레이 기판 및 대향 기판과, 기판들 사이에 액정층이 개재된 액정표시패널과 액정표시패널에 광을 제공하는 백라이트를 포함한다. 액정표시장치는 임펄스 방식으로 영상을 표시하는 음극선관과는 달리 홀드(Hold) 방식으로 영상을 표시한다. 이에 따라서, 고화질의 동영상을 표시할 때, 순간 잔상 현상이 발생하는 문제점을 갖는다. 순간 잔상 현상이란, 예를 들면 화이트 바탕에 블랙 패턴이 표시된 화면에서 전체가 화이트인 화이트 화면을 표시할 경우, 화이트 화면에 이전에 표시된 블랙 패턴의 잔상이 시인되는 현상이다.
예컨대, 백라이트로 형광램프(CCFL)를 사용하는 대형표시장치의 액정표시패널은 형광램프로부터 발생된 열에 의해 상온보다 높은 온도에서 액정이 구동됨에 고속 응답 특성을 갖는다. 이에 대형표시장치는 고화질 영상을 표시하는 것이 용이하다.
그러나, 백라이트로 발광 다이오드(LED)를 사용하는 소형표시장치의 액정표시패널은 상온에서 액정이 구동됨에 따라서 동영상 표시시 상기 순간 잔상 현상이 발생하여 표시 품질이 저하되는 문제점을 갖는다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 동영상 표시품질을 향상시키기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정표시장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널, 소스 구동부 및 광원부를 포함한다. 상기 액정표시패널은 서로 교차하는 소스 배선들 및 게이트 배선들이 형성된다. 상기 소스 구동부는 프레임 구간의 제1 구간 동안 상기 프레임의 데이터신호를 상기 소스 배선들에 출력한다. 상기 광원부는 상기 제1 구간 후, 상기 제1 구간 보다 긴 상기 프레임 구간의 제2 구간 동안 상기 액정표시패널에 광을 제공한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 서로 교차하는 소스 배선들 및 게이트 배선들이 형성된 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 발광 다이오드를 포함하는 액정표시장치의 구동 방법은 프레임 구간의 초기 제1 구간 동안 상기 프레임에 해당하는 데이터신호를 상기 소스 배선들에 출력하는 단계 및 상기 제1 구간 후, 상기 제1 구간 보다 긴 상기 프레임 구간의 제2 구간 동안 상기 발광 다이오드를 점등시켜 상기 액정표시패널에 광을 출사하는 단계를 포함한다.
이러한 액정표시장치 및 이의 구동 방법에 의하면, 순간 잔상 현상을 제거하여 동영상 표시 품질을 향상시킬 수 있고, 또한, 소비전력을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치는 액정표시패널(100), 구동부(200), 제1 연 성인쇄회로기판(300) 및 광원부(400)를 포함한다.
액정표시패널(100)은 어레이 기판(110), 대향 기판(120) 및 기판들(110, 120) 사이에 개재된 액정층(130)을 포함한다. 어레이 기판(110)은 영상을 표시하는 표시영역(DA)과, 표시영역(DA)을 둘러싸는 제1 및 제2 주변영역(PA1, PA2)으로 이루어진다. 표시영역(DA)에는 서로 교차하는 소스 배선들(DL1,..,DLm)과 게이트 배선들(GL1,..,GLn)이 형성되고, 소스 배선들(DL1,..,DLm) 및 게이트 배선들(GL1,..,GLn)에 의해 m×n 개의 화소부들이 정의된다. 각 화소부는 스위칭 소자(TFT), 스토리지 캐패시터(CST) 및 액정 캐패시터(CLC)의 제1 전극인 화소 전극(미도시)을 포함한다.
제1 주변영역(PA1)에는 구동부(200)가 칩 형태로 실장된다. 구동부(200)는 외부로부터 원시데이터신호 및 제어신호를 수신하고, 수신된 원시데이터신호를 아날로그 형태의 데이터신호로 변환하여 소스 배선들(DL1,..,DLm)에 출력한다. 구동부(200)는 게이트 구동부(113) 및 광원부(400)의 구동을 제어한다.
원시데이터신호는 1초에 30개의 프레임들을 표시하는 동영상 신호이며, 구동부(200)는 원시데이터신호를 1초에 30개의 프레임을 표시하도록 액정표시패널(100)을 구동시킨다.
구동부(200)는 프레임 구간(1FRAME) 중 초기 제1 구간(LI) 동안 고속으로 프레임의 데이터신호를 소스 배선들(DL1,..,DLm)에 출력한다. 예컨대, 프레임 구간은 1/30sec이고, 제1 구간은 1/120sec 이다.
구동부(200)는 액정표시패널(100)의 액정분자들이 데이터신호에 응답하여 배열각이 변하는 구간(LI)에는 광원부(400)를 소등시키고, 액정표시패널(100)의 액정분자들이 데이터신호에 응답하여 재배열된 구간(DI ; LI<DI<1FRAME)에서는 광원부(400)를 점등시키도록 광원부(400)를 제어한다.
제2 주변영역(PA2)에는 게이트 구동부(113)가 집적되거나 칩 형태로 실장된다. 게이트 구동부(113)는 구동부(200)의 제어에 따라서 게이트 배선들(GL1,..,GLn)에 게이트 신호들을 순차적으로 출력한다.
대향 기판(120)은 어레이 기판(110)과 결합하여 액정층(130)을 수용하고, 화소 전극과 대향하는 액정 캐패시터(CLC)의 제2 전극인 공통 전극(미도시)이 형성된다.
제1 연성인쇄회로기판(300)은 구동부(200)와 전기적으로 연결되어 원시데이터신호 및 제어신호를 구동부(200)에 전달한다. 제1 연성인쇄회로기판(300)은 광원부(400)와 전기적으로 연결된다.
광원부(400)는 제1 연성인쇄회로기판(300)에 실장된 광원 구동부(410)와, 광원(420)을 포함한다. 광원(420)은 발광 다이오드(421)와 발광 다이오드(421)가 실장된 제2 연성인쇄회로기판(422)을 포함한다. 광원 구동부(410)는 구동부(200)로부터 제공되는 점등제어신호 및 구동신호에 기초하여 발광 다이오드(421)의 점등을 제어한다.
광원부(400)는 액정표시패널(100)의 액정분자들이 데이터신호에 응답하여 배열각이 변하는 구간에는 구동부(200)의 제어에 따라서 소등하고, 액정표시패널(100)의 액정분자들이 데이터신호에 응답하여 재배열된 구간에서는 구동부(200)의 제어에 따라서 점등시킨다. 이에 의해 액정표시패널(100)에 발생되는 순간 잔상 현상을 제거한다.
도 2는 도 1에 도시된 구동부에 대한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 구동부(200)는 제어부(210), 메모리(220), 전압 발생부(230), 소스 구동부(240) 및 게이트 제어부(250)를 포함한다.
제어부(210)는 외부장치로부터 수신된 원시제어신호에 기초하여 구동부(200)의 구동을 전반적으로 제어한다.
메모리(220)는 외부장치로부터 수신된 원시데이터신호를 제어부(210)의 제어에 따라서 소정단위로 저장하고 제어부(210)의 제어에 따라 원시데이터신호를 독출한다. 예를 들면, 원시데이터신호는 NTSC 방식의 동영상 신호이다. 원시데이터신호는 비월 주사 방식으로 한 프레임을 홀수 필드 및 짝수 필드로 나누어 수신된다. 여기서, 필드 주파수는 60Hz이고, 프레임 주파수는 30Hz이다. 메모리(220)에는 한 프레임의 원시데이터신호가 저장된다.
전압 발생부(230)는 외부전원을 이용하여 구동전압들을 생성한다. 구동전압들은 게이트 제어부(250)에 제공되는 게이트 전압(VSS)과, 소스 구동부(240)에 제공되는 기준감마전압(VREF)과, 액정표시패널(100)의 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST)에 제공되는 공통 전압(VCOM)과, 광원 구동부(410)에 제공되는 광원전압(LV)을 포함한다.
소스 구동부(240)는 메모리(220)로부터 독출된 원시데이터신호를 액정표시패널(100)을 구동시키는 데이터신호로 변환하여 소스 배선들(DL1,..,DLm)에 출력한다. 소스 구동부(240)는 표시 기판(110)의 제1 주변영역(PA1)에 집적되어 형성될 수 있다.
소스 구동부(240)는 프레임 구간(1 FRAME) 중 초기 제1 구간(LI) 동안 고속으로 소스 배선들(DL1,..,DLm)에 데이터신호를 출력하고, 나머지 구간 동안 소스 구동부(240)의 구동을 홀드시킨다. 제1 구간(LI) 동안 m개의 수평라인에 대응하는 데이터신호를 출력한다.
예컨대, 프레임 주파수가 30Hz 임에 따라서 한 프레임 구간은 1/30sec이고, 제1 구간(LI)은 대략 1/300 sec 내지 1/100sec 정도로 설정한다. 상기와 같이 고속으로 구동하기 위해서는 소스 구동부(240)는 저온 다결정 실리콘((Low Temperature Poly Silicon)박막 트랜지스터로 형성된다.
게이트 제어부(250)는 제어부(210)로부터 제공되는 게이트 제어신호들과, 게이트 전압(VSS)을 게이트 구동부(113)에 출력한다. 게이트 제어신호들은 수직개시신호(STV), 제1 클럭신호(CK), 제2 클럭신호(CKB)를 포함한다. 게이트 구동부(113)는 게이트 제어신호들에 기초하여 n개의 게이트신호들을 순차적으로 출력한다.
게이트 구동부(113)는 소스 구동부(240)로부터 데이터신호가 출력되는 구간, 초기 제1 구간(LI) 동안 고속으로 n개의 게이트신호들을 순차적으로 출력하고, 나머지 구간 동안 게이트 구동부(113)의 구동을 홀드시킨다. 상기와 같이 고속으로 구동하기 위해서는 게이트 구동부(113)는 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터로 형성된다.
n×m 개의 화소부들 각각의 액정층(130)은 n개 게이트 배선들(GL1,..,GLn)이 활성화됨에 따라서 m개의 소스 배선들(DL1,..,DLm)을 통해 인가된 데이터신호에 응답하여 배열각이 변한다. 변화된 액정분자의 배열각에 의해 영상의 계조가 표시된다.
광원 구동부(410)는 전압발생부(230)로부터 제공된 광원전압(LV) 및 제어부(210)로부터 제공되는 점등제어신호에 기초하여 펄스 폭 변조된 전원신호를 광원(420)에 인가한다. 광원(420)은 제2 연성인쇄회로기판(422)에 실장된 발광 다이오드(421)를 포함하고, 전원신호는 제2 연성인쇄회로기판(422)을 통해 발광 다이오드(421)에 인가된다. 광원 구동부(410)는 발광 다이오드(421)의 점등 및 소등을 제어한다.
광원 구동부(410)는 소스 구동부(240) 및 게이트 구동부(113)로부터 각각 데이터신호 및 게이트신호가 초기 제1 구간(LI) 동안 출력된 이후, 후기 제2 구간(DI) 동안 발광 다이오드(421)를 점등시킨다. 제2 구간(DI)이 실질적으로 액정표시패널(100)에 영상이 표시되는 구간이 된다. 제2 구간(DI)은 한 프레임 구간(1 FRAME) 보다 짧고 제1 구간(LI) 보다 길다. 바람직하게는 제2 구간(DI)은 제1 구간(LI)후 일정구간(t) 이격된 시점(LI+t)부터 프레임의 블랭킹 구간전까지이다. 여기서, 일정구간(t)은 데이터신호에 액정분자가 충분히 응답하는데 걸리는 시간이 다.
예컨대, 제2 구간(DI)은 대략 1/120sec 내지 3/120sec 이다.
액정표시패널(100)의 액정분자들이 데이터신호에 응답하여 배열각이 변하는 제1 구간(LI)에는 발광 다이오드(421)를 소등시키고, 액정표시패널(100)의 액정분자들이 데이터신호에 응답하여 재배열된 제2 구간(DI)에는 발광 다이오드(421)를 점등시킨다. 따라서, 액정표시패널(100)의 순간 잔상 현상을 제거할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 수신된 원시데이터신호의 프레임 주파수(30Hz)와 동일한 주파수로 액정표시패널(100)에 프레임 영상을 표시한다.
구체적으로, 소스 구동부(240)는 첫 번째 프레임 구간(1st FRAME=1/30sec) 중 초기 제1 구간(LI=1/120sec) 동안 고속으로 제1 프레임의 데이터신호(1F-Data)를 액정표시패널(100)의 소스 배선들(DL1,..,DLm)에 출력한다.
게이트 구동부(113)는 소스 구동부(240)의 구동에 대응하여, 제1 구간(LI)동안 고속으로 n개의 게이트 배선들(GL1,..,GLn)에 n개의 게이트신호들(G1,..,Gn)을 순차적으로 출력한다.
한편, 광원 구동부(410)는 제1 구간(LI) 동안 발광 다이오드(421)를 소등시키고, 일정구간(t) 이후 첫 번째 프레임 구간(1st FRAME) 중 후기 제2 구간(DI) 동안 발광 다이오드(421)를 점등시킨다. 제2 구간은 대략 1/120sec 내지 3/120sec 이 다. 일정구간(t)은 소스 구동부(240)로부터 데이터신호(1F-Data)가 출력된 이후 잔상이 발생되는 구간으로, 액정분자가 데이터신호에 응답하는데 걸리는 시간이다.
도시된 바와 같이, 액정표시패널(100)의 투과율을 볼 때, 투과율이 가장 우수한 제2 구간(DI) 동안 발광 다이오드(421)를 점등시키고, 투과율이 낮은 제1 구간(LI) 동안에는 발광 다이오드(421)를 소등시킨다.
이와 같이, 한 프레임 구간(1FRAME) 중 초기 제1 구간(LI)에는 액정표시패널(100)에 제1 프레임의 데이터신호(1F-Data) 및 n개의 게이트신호들을 각각 출력하고, 프레임 구간(1FRAME) 중 후기 제2 구간(DI)에는 발광 다이오드(421)를 점등시켜 제2 구간(DI) 동안 실질적으로 한 프레임의 영상을 표시한다. 제2 구간(DI) 동안 상기 소스 구동부(240) 및 게이트 구동부(113)는 홀드 상태로 출력신호를 출력하지 않는다.
이와 같은 방법으로 매 프레임 영상을 액정표시패널(100)에 표시한다.
따라서, 제1 프레임의 데이터신호(1F-Data)에 응답하여 액정분자들이 완전히 재배열된 상태에서 발광 다이오드(421)를 점등시킴으로써 액정분자가 충분히 응답되지 않은 상태에서 발생하는 순간 잔상을 제거할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 액정표시장치는 액정표시패널의 액정분자가 응답하는 제1 구간에는 광원부를 소등하고, 액정분자가 재배열된 제2 구간에는 광원부를 점등시킴으로써 순간 잔상을 제거하여 동영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 액정표시장치에서 가장 소비 전력이 큰 광원부를 항상 점등시키지 않음에 따라서 소비전력을 저감시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 서로 교차하는 소스 배선들 및 게이트 배선들이 형성된 액정표시패널;
    프레임 구간의 제1 구간 동안 상기 프레임의 데이터신호를 상기 소스 배선들에 출력하는 소스 구동부; 및
    상기 제1 구간 후, 상기 제1 구간 보다 긴 상기 프레임 구간의 제2 구간 동안 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 광원부를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 구간동안 상기 게이트 배선들에 게이트신호를 출력하는 게이트 구동부를 더 포함하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 소스 구동부 및 상기 게이트 구동부는 저온 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 포함하는 것을 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광원부는 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 프레임 구간은 1/30sec 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 구간은 1/300sec 내지 1/100sec 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간 사이에는 일정구간이 존재하며,
    상기 일정구간은 상기 데이터신호에 액정분자가 응답하는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 서로 교차하는 소스 배선들 및 게이트 배선들이 형성된 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 발광 다이오드를 포함하는 액정표시장치의 구동 방법에서,
    프레임 구간의 제1 구간 동안 상기 프레임에 해당하는 데이터신호를 상기 소스 배선들에 출력하는 단계; 및
    상기 제1 구간 후, 상기 제1 구간 보다 긴 상기 프레임 구간의 제2 구간 동안 상기 발광 다이오드를 점등시켜 상기 액정표시패널에 광을 출사하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 구동 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프레임 구간은 1/30sec 이고,
    상기 제1 구간은 1/300sec 내지 1/100sec 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
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