KR20090028869A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로서, 특히 구동전압(Vdd)을 입력받아 다수개의 감마기준전압으로 분압하여 출력하는 감마기준전압생성부를 구비한 액정표시장치의 구동방법으로서, 상기 감마기준전압생성부로 입력되는 상기 구동전압(Vdd)을 매 시간구간마다 다르게 인가하는 것을 특징으로 하며, 화질에 영향을 주지 않는 범위 내에서 감마기준전압을 생성하기 위한 구동전압(Vdd)을 시간구간별로 변경된 DC전압으로 인가해 줌으로써 액정에 누적되는 DC성분을 저감시켜 화면 잔상 및 얼룩 등을 제거하여 보다 고품위의 표시 품질을 제공하는 장점이 있다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid crystal display device and driving method thereof}

본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로서, 특히 장시간 구동되는 액정에 발생되는 DC누적 현상을 개선하여 잔상 및 얼룩 등의 문제점을 개선할 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

디스플레이 장치 중 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.

이러한 액정표시장치는 공통전극과 화소전극으로 명칭되는 두 전극사이에 전계를 형성하여 액정의 회전각도를 제어함으로써 광 투과량을 조절하여 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

그런데 액정표시장치는 도 1을 참조하면, 임의의 화상을 표시하면서 상기 공통전극(50)과 화소전극(60)에 전계(E)를 형성하고 상기 임의의 영상을 지속적으로 표시하게 될 경우 상기 액정(LC)에 DC성분이 누적되는 현상이 발생한다.

도 2를 참조하여 좀 더 설명하면, 예를 들어 공통전극(50)에 화소전극보다 상대적으로 높은 전위가 인가되어 전계(E)가 형성되는 영상 패턴을 지속하고 있을 경우 상기 공통전극(50) 측에 인접한 액정(LC)은 점차로 음전하(-)가 누적되고 상기 화소전극(60) 측에 인접한 액정(LC)은 점차로 양전하(+)가 누적되는 현상이 발생한다.

이러한 상태에서 다른 영상으로의 전환을 위해 상기 두 전극(50, 60) 사이에 또다른 전계를 형성하게 되면 상기 액정(LC)에 누적되어 잔류된 DC성분에 의해 전환되는 새로운 영상과 더불어 이전 영상의 잔상 또는 얼룩이 표시되는 현상이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 액정의 DC성분 누적을 방지함으로써 잔상 또는 얼룩 등의 불량을 개선하여 액정표시장치의 표시품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 구동전압을 입력받아 다수개의 감마기준전압으로 분압하여 출력하는 감마기준전압생성부를 구비한 액정표시장치의 구동방법으로서, 상기 감마기준전압생성부로 입력되는 상기 구동전압을 매 시간구간마다 다르게 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법을 제공한다.

상기 시간구간은 2시간 간격인 것을 특징으로 한다.

상기 구동전압은 S(S는 양의 자연수)번째 시간구간까지는 점차 증가되고, 다음 S 번째 시간구간동안은 점차 감소되는 것을 특징으로 한다.

상기 S 번째 시간구간까지는 점차 증가되고 다음 S 번째 시간구간동안은 점차 감소되는 구동전압은 전체적인 형태가 사인파(sine wave) 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 구동전압의 극대값과 극소값 차이는 0.8V~1.2V 사이의 값 중 하나의 값인 것을 특징으로 한다.

상기 구동전압의 인접 시간구간의 증가폭과 감소폭은 0.08V~0.12V 사이의 값 중 하나의 값으로 동일하게 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 서로 교차하여 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터 배선과, 상기 각 화소마다 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 액정이 구성되어 영상을 디스플레이하는 액정패널과; 시간구간별로 전압레벨이 변화된 구동전압을 출력하는 구동전압생성부와; 상기 구동전압을 입력받아 다수의 감마기준전압을 생성하는 감 마기준전압생성부와; 상기 게이트배선에 순차적으로 박막트랜지스터의 구동신호를 인가하는 게이트드라이버와; 상기 다수의 감마기준전압 중 선택된 감마기준전압을 이용하여 다수의 계조전압을 생성하고, 상기 다수의 계조전압을 이용하여 디지털 영상데이터를 아날로그 영상데이터로 변환하여 상기 박막트랜지스터의 구동신호에 동기된 타이밍에 상기 액정패널에 공급하는 소스드라이버와; 상기 게이트드라이버와 소스드라이버의 동작을 제어하기 위한 다수의 제어신호를 생성하는 타이밍제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

상기 감마기준전압생성부는, 직렬 연결된 다수개의 저항으로 구성된 저항군을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 저항군은 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 구동전압은 S(S는 양의 자연수)번째 시간구간까지는 점차 증가되고, 다음 S 번째 시간구간동안은 점차 감소되는 것을 특징으로 한다.

상기 S 번째 시간구간까지는 점차 증가되고 다음 S 번째 시간구간동안은 점차 감소되는 구동전압은 전체적인 형태가 사인파(sine wave) 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 구동전압의 극대값과 극소값 차이는 0.8V~1.2V 사이의 값 중 하나의 값인 것을 특징으로 한다.

상기 구동전압의 인접 시간구간의 증가폭과 감소폭은 0.08V~0.12V 사이의 값 중 하나의 값으로 동일하게 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은, 화질에 영향을 주지 않는 범위 내에서 감마기준전압을 생성하기 위한 구동전압(Vdd)을 시간에 따라 변경된 DC전압으로 인가해 줌으로써 액정에 누적되는 DC성분을 저감시켜 화면 잔상 및 얼룩 등을 제거함으로써 보다 고품위의 표시 품질을 제공하는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 인가된 DC성분의 누적에 의해 목표된 전압이 아닌 다른 전압레벨에 의해 잔상 등의 화질불량이 발생되는 것을 방지하기 위해, 바람직하게는 매 시간구간마다 변화된 구동전압(Vdd)을 이용하여 생성된 감마기준전압(Gamma reference voltage)을 이용하여 액정표시장치를 구동하는 것을 주요 개념으로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 간략하게 도시한 구성도로서, 크게 액정패널(102)과 LCM구동회로부(100)로 구분된다.

구성을 보면, 인터페이스(110)는 퍼스널 컴퓨터등과 같은 구동시스템으로부터 LCM구동회로부(100)로 입력되는 데이터(RGB Data) 및 제어신호(입력 클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호 등)들을 입력받아 타이밍 컨트롤러(120)로 공급한다. 주로 구동 시스템으로부터 데이터 및 제어 신호전송을 위해서 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스와 TTL 인터페이스 등이 사용되 고 있다. 또한, 이러한 인터페이스 기능을 모아서 타이밍컨트롤러(120)와 함께 단일 칩(Chip)으로 집적시켜 사용하기도 한다.

액정패널(102)은 글라스를 이용한 기판 상에 다수의 데이터배선과 다수의 게이트배선이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정(LC)이 구성되어 화면을 표시한다. 또한 두개의 전극(화소전극 및 공통전극) 사이에 액정(LC)을 개제하여 상기 두 전극에 전압차를 인가함으로써 화상을 표시한다.

타이밍컨트롤러(120)는 인터페이스(110)를 통해 입력되는 제어신호를 이용하여 복수개의 드라이브 집적회로들로 구성된 소스드라이버(140)와 복수개의 게이트 드라이버 집적회로들로 구성된 게이트드라이버(150)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한 인터페이스(110)를 통해 입력되는 데이터들을 소스드라이버(140)로 전송한다.

감마기준전압생성부(130)는 소스드라이버(140)에서 사용되는 DAC(Digital To Analog Converter)의 기준전압들을 생성한다. 감마기준전압들은 패널의 투과율-전압특성을 기준으로 생산자에 의해서 설정된다. 이용하여 다수의 계조전압을 생성하고, 상기 다수의 계조전압을 이용하여 디지털 영상데이터를 아날로그 영상데이터로 변환하여

소스드라이버(140)는 타이밍컨트롤러(120)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 입력 데이터에 대응되는 감마기준전압들을 선택하여 계조전압을 생성하고, 상기 계조전압을 액정패널(102)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.

게이트드라이버(150)는 타이밍컨트롤러(120)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 액정패널(102)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프(on/off) 제어를 수행하는데, 액정패널(102) 상의 게이트라인(GL1~GLn)을 1 수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블(enable) 시킴으로써 액정패널(102) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1 라인 분씩 순차적으로 구동시켜 소스드라이버(140)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막트랜지스터(TFT)들에 접속된 액정으로 인가되도록 한다.

전원전압생성부(160)는 각 구성부들의 동작전원을 공급하고 액정패널(102)의 공통전극으로 공통전압(Common voltage)을 생성하여 공급한다.

구동전압생성부(170)는 상기 감마기준전압생성부(130)에서의 감마기준전압생성을 위한 구동전압(Vdd)을 제공하는데, 상기 제공되는 구동전압(Vdd)은 시간구간에 따라 전압 레벨이 변화된 DC전압으로써 후술될 도 5를 통해 상세하게 설명하기로 한다. 이때 상기 구동전압생성부(170)는 상기 전원전압생성부(160)에 포함되어 구성되어도 무방하다.

아울러 도시되지는 않았지만 하나 이상의 램프(lamp)를 구비하여 상기 액정패널(102)로 빛을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 더욱 포함한다.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면으로서, 상기 전술한 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성 중 감마기준전압생성부(130)에 해당하는 일 예시 회로도이며, 다수개의 저항이 직렬 연결되어 구동전압(Vdd)을 분압하는 방식의 회로도이다.

외부의 전원공급장치(미도시됨)로부터 고정된 전압레벨을 가지고 입력되는 구동전압(Vdd)을 분배하기 위하여 직렬로 연결된 다수의 저항(예를 들어, R1 내지 R5)으로 구성되어 감마기준전압(GMA1, ... , GMA5)을 출력한다. 물론 상기 다수의 저항을 하나의 '저항열'로 명칭할 경우 상기 저항열을 다수개 구비하는 감마기준전압생성부를 구성하는 것도 가능하다.

상기 도 4에서는 5개의 감마기준전압(GMA1, ... , GMA5)을 발생시키는 경우를 예시하였으며, 상기 직렬 연결된 저항의 개수를 증가시키면 더욱 많은 수의 감마기준전압을 발생시킬 수 있음은 당연하며, 상기 감마기준전압(GMA1, ... , GMA5)은 소스드라이버(도 3의 140)로 입력된다. 따라서 구동전압(Vdd)에 직렬로 연결된 각 저항의 저항값 및 개수를 조정함으로써 LCD 모듈의 동작전압, 즉 감마기준전압을 조정할 수 있는 회로이다.

본 발명은 이러한 감마기준전압생성부(130)에 공급되는 구동전압(Vdd)을 시간구간별로 변화시킴으로써 각각의 화소에 인가되는 전압의 변화를 통해 액정(LC)의 DC누적을 저감시키는 방안을 제시하며, 이러한 시간구간별로 변화되는 구동전압(Vdd)은 상기 구동전압생성부(170)로부터 제공된다.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성 중 구동전압생성부(170)에서 출력되는 구동전압(Vdd)의 파형도로서, 시간 또는 분 단위의 구간(A)마다 감마기준전압생성부(130)로 인가되는 구동전압(Vdd)을 높이거나 또는 낮추어 주는데, 이때 상기 구간(A)은 영상의 급격한 휘도 변화가 인지되지 않을 정도의 시간, 예를 들면 1시간 또는 2시간 등이 바람직하고 아울러 상기 변화되는 구동전압(Vdd)의 극대값과 극소값의 차이(B)도 수 볼트 이내, 바람직하게는 0.8V~1.2V 사이의 값을 가지는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 따르면, 상기 구동전압(Vdd)은 종래 방식에 따라 출력되는 기준구동전압(Vdd_ref)과 비교할 때 전체적인 파형 형태가 사인파(sine wave) 형태를 보이도록 1구간(A)마다 증가 또는 감소되며, 이때 1구간(A)마다의 증가 또는 감소폭(C)은 액정(LC)의 DC누적 개선효과와 시청자의 휘도변화 인지여부를 고려하여 10시간 또는 20시간 정도의 장시간에 걸친 변화를 도출할 수 있도록 0.08V~0.12V 중 하나로 선택되는 것이 바람직하다.

상기 설명한 바와 같이 감마기준전압의 생성을 위해 감마기준전압생성부(130)로 인가되는 구동전압(Vdd)을 매 구간(A)마다 변화를 주게 되면, 각각의 화소에 데이터로 인가되는 전압이 매 구간(A)마다 변화되어 결국 액정(LC)에 누적되는 DC성분을 저감시키면서도, 그 변화의 시간차가 1시간 또는 2시간 등으로 길며 또한 1구간(A)변화폭이 대략 0.1V 정도이므로 저항열에 의한 분배전압으로 생성되는 감마기준전압 전체의 변화폭 역시 미미하여 시청자는 이를 거의 인지하지 못하는 장점이 있다.

도 1은 액정표시장치에서의 DC누적에 의한 화면잔상을 설명하기 위한 도면

도 2는 액정표시장치에서의 DC누적에 의한 화면잔상을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 간략하게 도시한 구성도

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성 중 감마기준전압생성부(130)에 해당하는 일 예시 회로도

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성 중 구동전압생성부(170)에서 출력되는 구동전압(Vdd)의 파형도

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100 : LCM구동회로부 102 : 액정패널

110 : 인터페이스 120 : 타이밍컨트로러

130 : 감마기준전압생성부 140 : 소스드라이버

150 : 게이트드라이버 160 : 전원전압생성부

170 : 구동전압생성부 A : 구간

B : 구동전압(Vdd)의 극대값과 극소값의 차이

C : 1구간별 증가 또는 감소폭

Claims (13)

1. 구동전압을 입력받아 다수개의 감마기준전압으로 분압하여 출력하는 감마기준전압생성부를 구비한 액정표시장치의 구동방법으로서,

   상기 감마기준전압생성부로 입력되는 상기 구동전압을 매 시간구간마다 다르게 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
2. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 시간구간은 2시간 간격인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
3. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 구동전압은 S(S는 양의 자연수)번째 시간구간까지는 점차 증가되고, 다음 S 번째 시간구간동안은 점차 감소되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
4. 청구항 제 3 항에 있어서,

   상기 S 번째 시간구간까지는 점차 증가되고 다음 S 번째 시간구간동안은 점 차 감소되는 구동전압은 전체적인 형태가 사인파(sine wave) 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
5. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 구동전압의 극대값과 극소값 차이는 0.8V~1.2V 사이의 값 중 하나의 값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
6. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 구동전압의 인접 시간구간의 증가폭과 감소폭은 0.08V~0.12V 사이의 값 중 하나의 값으로 동일하게 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
7. 서로 교차하여 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터 배선과, 상기 각 화소마다 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 액정이 구성되어 영상을 디스플레이하는 액정패널과;

   시간구간별로 전압레벨이 변화된 구동전압을 출력하는 구동전압생성부와;

   상기 구동전압을 입력받아 다수의 감마기준전압을 생성하는 감마기준전압생성부와;

   상기 게이트배선에 순차적으로 박막트랜지스터의 구동신호를 인가하는 게이트드라이버와;

   상기 다수의 감마기준전압 중 선택된 감마기준전압을 이용하여 다수의 계조전압을 생성하고, 상기 다수의 계조전압을 이용하여 디지털 영상데이터를 아날로그 영상데이터로 변환하여 상기 박막트랜지스터의 구동신호에 동기된 타이밍에 상기 액정패널에 공급하는 소스드라이버와;

   상기 게이트드라이버와 소스드라이버의 동작을 제어하기 위한 다수의 제어신호를 생성하는 타이밍제어부

   를 포함하는 액정표시장치
8. 청구항 제 7 항에 있어서,

   상기 감마기준전압생성부는,

   직렬 연결된 다수개의 저항으로 구성된 저항군을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
9. 청구항 제 8 항에 있어서,

   상기 저항군은 하나 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
10. 청구항 제 7 항에 있어서,

    상기 구동전압은 S(S는 양의 자연수)번째 시간구간까지는 점차 증가되고, 다음 S 번째 시간구간동안은 점차 감소되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
11. 청구항 제 10 항에 있어서,

    상기 S 번째 시간구간까지는 점차 증가되고 다음 S 번째 시간구간동안은 점차 감소되는 구동전압은 전체적인 형태가 사인파(sine wave) 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
12. 청구항 제 7 항에 있어서,

    상기 구동전압의 극대값과 극소값 차이는 0.8V~1.2V 사이의 값 중 하나의 값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
13. 청구항 제 7 항에 있어서,

    상기 구동전압의 인접 시간구간의 증가폭과 감소폭은 0.08V~0.12V 사이의 값 중 하나의 값으로 동일하게 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치

Images