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KR101543320B1 - 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

액정표시장치의 구동방법 Download PDF

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KR101543320B1
KR101543320B1 KR1020080069988A KR20080069988A KR101543320B1 KR 101543320 B1 KR101543320 B1 KR 101543320B1 KR 1020080069988 A KR1020080069988 A KR 1020080069988A KR 20080069988 A KR20080069988 A KR 20080069988A KR 101543320 B1 KR101543320 B1 KR 101543320B1
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로서, 특히 컬럼-인버젼 또는 Z-인버젼 구동과 같이 일 데이터라인으로 인가되는 데이터신호의 극성이 프레임 단위로 반전되는 구동을 채용하는 액정표시장치에서의 첫 수평라인에서의 밝음 불량 현상을 개선하는 장점을 제공한다.

Description

액정표시장치의 구동방법{Driving method of liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로서, 특히 영상표시용 데이터신호의 프리-차징이 원활하게 수행되도록 함으로써 표시 영상에서의 불량, 예를 들어 첫 라인 밝음 불량 등의 현상을 개선하는 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중 특히 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.
도 1은 일반적인 액정표시장치(100)를 도시한 블록구성도로서, 설명의 편의를 위해 액정표시패널(110)과 다수의 소스구동부(SD1~SD4)와 다수의 게이트구동 부(GD1~GD4)만을 도시하였다.
상기 액정표시패널(110)은 다수개의 데이터라인(DL1~DLm)과 다수개의 게이트라인(GL1~GLn)이 서로 교차되게 형성되고, 상기 교차되는 영역에 박막트랜지스터(TFT)와 액정커패시터(Clc)와 저장커패시터(Cst)를 구비하여 액정화소(LC pixel:P1,P2)로 정의한다.
상기 액정화소는 상기 다수개의 데이터라인(DL1~DLm)과 다수개의 게이트라인(GL1~GLn)이 서로 교차되는 영역마다 형성되어 매트릭스 형태로 배치되며, 상기 다수의 액정화소에 영상표시를 위한 데이터신호(D)가 기입되어 영상을 표시하는 영역을 액티브영역(Active area, A/A)이라 한다.
상기 다수의 소스구동부(SD1~SD4)는 표시영상에 대응되는 데이터신호(D)를 상기 다수개의 데이터라인(DL1~Dlm)으로 출력하여 상기 액정표시패널(110)로 제공하며, 이에 상기 다수의 게이트구동부(GD1~GD4)는 각각의 게이트라인(GL1~GLn)으로 게이트구동신호(Vg)를 순차 출력하여 각각의 화소에 구성된 박막트랜지스터(TFT)의 스위칭을 제어함으로써 상기 데이터신호(D)가 액정화소에 기입되어 영상을 표시하도록 한다.
물론 일반적인 액정표시장치는 상기한 구성 이외에, 상기 다수의 소스구동부(SD1~SD4)로 상기 데이터신호(D)와 상기 데이터신호(D)의 출력타이밍을 제어하는 소스출력인에이블(SOE) 신호를 포함한 다수의 소스구동부 제어신호를 제공하고, 또한 상기 다수의 게이트구동부(GD1~GD4)로 상기 게이트구동신호(Vg)의 출력을 지시하는 게이트출력인에이블(GOE)신호를 포함한 다수의 게이트구동부 제어신호를 제공 하는 타이밍제어부와, 상기 액정표시패널(110)로 빛을 공급하는 백라이트 유닛부, 상기 각 구성부의 동작전압을 제공하는 전원공급부를 더욱 포함한다.
이러한 구성을 통해 영상을 표시하는 액정표시장치는 일반적으로 액정의 열화 방지 및 화질 향상을 위해 인버젼(inversion) 구동을 수행하며, 이러한 인버젼 구동 중 컬럼-인버젼(column inversion) 또는 Z-인버젼(Z-inversion) 구동을 채용하는 액정표시장치(예를 들어, DRD(Double rate driving) 모델 또는 TRD(Triple rate driving) 모델)에서 특정 화질 불량 현상이 발생하기도 하는데 첫 라인 밝음 불량 등이 그 일예이다.
상기 첫 라인 밝음 불량 현상은, 일 데이터라인으로 인가되는 데이터신호의 극성이 프레임 단위로 반전되는 구동에서 프레임 전환시 극성변환에 따른 급격한 데이터신호의 전압변동으로 인한 데이터신호 충전 불량으로 발생되는 현상으로, 도 2를 예를 들어 참조하면, 공통전압(Vcom) 보다 높은 전압영역의 양극성(+) 데이터신호가 입력되는 제1프레임 이후 공통전압(Vcom)보다 낮은 전압영역의 음극성(-) 데이터신호가 입력되는 제2프레임으로의 전환시 첫 데이터신호가 입력되는 액정화소들은 급격한 전압변동(Vmax)에 따른 데이터신호의 충전시간 부족으로 비정상적인 데이터신호가 충전되며, 이에 액정표시패널의 첫 수평화소열이 주변 영역과 달라지는 현상이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 일부 액정표시장치에서 발생될 수 있는 첫 라인 밝음 불량 현상을 개선하여 보다 고품위의 액정표시장치를 제공할 수 있도록 하는 액정표시장치 구동방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 일 데이터라인으로 인가되는 데이터신호의 극성을 프레임 단위로 반전시켜 액정표시패널로 출력하며, 상기 액정표시패널에 구비된 액정화소의 가로 및 세로 해상도가 m*n 인 액정표시장치의 구동방법으로서,
기수 번째 프레임에, 제1극성을 가진 차징데이터신호 및 n 개의 데이터신호를 상기 액정표시패널로 순차 출력하는 단계와; 상기 n 개의 데이터신호를 상기 n 해상도에 대응되는 각 액정화소에 순차 기입하는 단계와;
우수 번째 프레임에, 제2극성을 가진 차징데이터신호 및 n 개의 데이터신호를 상기 액정표시패널로 순차 출력하는 단계와; 상기 n 개의 데이터신호를 상기 n 해상도에 대응되는 각 액정화소에 순차 기입하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 구동방법을 제안한다.
상기 액정표시장치의 구동방법에서, 상기 제1극성과 제2극성은 서로 다른 극성인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치의 구동방법에서, 상기 극성은 상기 액정화소에 제공되는 공통전압과의 전압레벨 비교에 따라 양극성(+) 또는 음극성(-)으로 구분되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치의 구동방법에서, 상기 차징데이터신호는 전압신호인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치의 구동방법에서, 상기 액정표시패널은 컬럼 인버젼 구동을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시장치 구동방법에 따르면, 별도의 회로구성 추가 없이도 컬럼-인버젼 또는 Z-인버젼 구동과 같이 일 데이터라인으로 인가되는 데이터신호의 극성이 프레임 단위로 반전되는 구동을 채용하는 액정표시장치에서의 첫 수평라인에서의 밝음 불량 현상을 개선하는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면으로서, m*n 해상도의 액정표시패널에서 임의의 일 수직화소열에 대한 데이터신호 입력개념을 도시한 도면이다.
먼저, 본 발명은 전술한 도 1과 같이, 데이터라인과 게이트라인 및 액정과 박막트랜지스터(TFT)를 포함한 액정화소가 구성된 액정표시패널과, 상기 데이터라 인으로 표시영상에 대응되는 데이터신호를 출력하는 소스구동부와, 상기 게이트라인으로 상기 박막트랜지스터의 스위칭을 제어하기 위한 게이트구동신호(이하 Vg)를 출력하는 게이트구동부와, 상기 소스구동부와 상기 게이트구동부로 영상데이터 및 다수의 제어신호를 선택적으로 제공하는 타이밍제어부를 포함하는 기본 구성을 가진 통상의 액정표시장치에 적용될 수 있다.
이에 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법의 개념은, 예를 들어 컬럼 인버젼 방식과 같이, 일 데이터라인에 대해 기수 번째(또는 우수 번째) 프레임마다 공통전압(Vcom) 보다 높은 전압영역의 양극성(+) 데이터신호가 입력되고, 우수 번째(또는 기수 번째) 프레임에서는 공통전압(Vcom)보다 낮은 전압영역의 음극성(-) 데이터신호가 입력되는 컬럼 인버젼 구동과 같이, 데이터신호의 급격한 전압변동에 따른 데이터신호 충전 불량을 개선하기 위해 매 프레임이 시작될 때마다 임의의 데이터신호(Dch: 이하 차징데이터신호)를 미리 임의의 시간(S: 이하 차징데이터신호 출력시간) 동안 데이터라인으로 인가하여 데이터라인 또는 액정화소를 프리-차징(pre-charging)하는 방법을 제안한다.
이때 상기 차징데이터신호(Dch)는 데이터라인 또는 액정화소의 프리-차징을 위한 전압신호이며, 따라서 상기 차징데이터신호(Dch)가 인가되는 상기 차징데이터신호 출력시간(S) 동안은 액정표시패널로 어떠한 게이트구동신호(Vg)도 인가되지 않도록 하여 데이터라인만을 충전하거나 또는 상기 게이트구동신호(Vg)를 인가하여 액정화소에 미리 기입되도록 하는 두 가지 방법 모두 가능하다.
따라서 또한 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 차징데이터신호 출력시간(S) 이 후 최초 게이트라인으로의 제1게이트구동신호(Vg1) 인가를 시작으로 상기 액정표시패널에 구성된 다수의 게이트라인에 순차적으로 게이트구동신호(Vg1 내지 Vgn)를 인가하여 상기 임의의 일 수직화소열에 포함된 n 개의 액정화소(1 내지 n)들 각각에 영상표시를 위한 n 개의 데이터신호를 순차 기입하거나, 또는 도 4와 같이, 제1게이트구동신호(Vg1) 인가 타이밍을 조절하여 상기 차징데이터신호(Dch)를 액정화소에 프리-차징시킨 후 제1데이터신호(1)를 후순 기입하는 방법 중 선택할 수 있다.
이때 상기 차징데이터신호(Dch)는 상기 n 개의 데이터신호 중 최초로 입력되는 데이터신호와 동일한 신호일 수 있다.
이러한 본 발명의 구동방법은, 컬럼-인버젼 또는 Z-인버젼 등과 같이 일 데이터라인으로 입력되는 다수의 데이터신호의 극성이 프레임 단위로 전환되는 액정표시장치에 적용될 수 있으며, 이에 각 데이터라인은 동일 극성의 데이터신호가 인가되는 기수 번째 프레임 또는 우수 번째 프레임에서 대해 각각 해당 극성의 차징데이터신호(Dch)를 미리 인가하여 데이터라인 또는 액정화소를 프리-차징 시킴으로써 프레임 전환시 극성 전환에 따른 급격한 전압변동에 기인하는 문제점, 다시 말해 데이터신호의 충전 불량으로 인한 액정표시패널 첫 수평화소열에서의 밝음 불량 현상을 개선할 수 있다.
이때 상기 차징데이터신호(Dch)가 인가되는 차징데이터신호 출력시간(S)은 필요와 응용에 따라 제한 없이 다양하게 변경될 수 있는데, 예를 들어 일 액정화소에 1H(Horizontal time)의 시간이 할당될 경우 상기 S 는 0.1H≤S≤10H 사이에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한 상기 차징데이터신호 출력시간(S)은 액정표시장치의 소스구동부(도 1의 SD1 내지 SD4 참조)로 제공되어 신호출력 타이밍을 제어하는 신호인 소스출력인에이블(SOE) 신호를 변경하여 구성할 수 있으며, 또한 상기 차징데이터신호(Dch)는 최초 액정화소에 기입되는 데이터신호를 이용하거나 또는 별도의 데이터가 저장된 메모리 소자를 이용하여 제공받도록 구성할 수 있을 것이다.
따라서 상기 n 해상도에 대응되어 n 개의 액정화소가 포함된 일 수직화소열 전체에 대해서 기존에 일 액정화소에 1H[즉, 1/(프레임수*n)]의 시간이 할당되었다고 하면, 예를 들어 도 3 또는 도 4에서, 차징데이터신호(Dch)와 제1데이터신호(1) 내지 제n데이터신호(n)의 인가에 모두 동일한 시간이 할당된다고 하면 1프레임시간(Tfrm) 내에 제공되는 유효데이터 개수는 (n+1)이 되어 실질적인 1H 시간은 1/{프레임수*(n+1)} 이 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 액정표시장치 구동방법에 따르면, 컬럼-인버젼 또는 Z-인버젼 구동과 같이 일 데이터라인으로 인가되는 데이터신호의 극성이 프레임 단위로 반전되는 구동을 채용하는 액정표시장치, 예를 들어 DRD(Double rate driving) 모델 또는 TRD(Triple rate driving) 모델 등에 적용될 수 있으며, 첫 수평라인에서의 밝음 불량 현상의 개선에 매우 유용하다.
도 1은 일반적인 액정표시장치(100)를 도시한 블록구성도
도 2는 특정 모드로 구동되는 액정표시장치에서의 데이터신호 충전 불량 현상을 설명하기 위한 데이터신호 입력 파형도
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 데이터신호 입력 개념도
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 또다른 구동방법을 설명하기 위한 데이터신호 입력 개념도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
S : 차징데이터신호 출력시간 Dch : 차징데이터신호
Tfrm : 1프레임시간

Claims (9)

  1. 액정표시패널을 포함하되, 상기 액정표시패널에 구비된 액정화소의 가로 및 세로 해상도는 m*n(m, n은 자연수)이며, 상기 액정표시패널의 일 데이터라인으로 인가되는 n개의 데이터신호의 극성이 프레임 단위로 반전되는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 일 데이터라인으로 차징데이터신호를 인가하는 단계; 및
    상기 차징데이터신호 인가 후, 상기 일 데이터라인으로 상기 n개의 데이터 신호를 순차로 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 차징데이터신호는, 상기 n개의 데이터신호의 극성과 동일하며, 상기 n개의 데이터신호 중 첫 번째 데이터신호의 전압 레벨과 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
  2. 삭제
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 극성은 상기 액정화소에 제공되는 공통전압과의 전압레벨 비교에 따라 양극성(+) 또는 음극성(-)으로 구분되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
  4. 삭제
  5. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널은 컬럼 인버젼 구동을 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법
  6. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 일 데이터라인과 연결된 상기 액정화소에 상기 n개의 데이터신호가 1H(Horizontal time) 동안 각각 인가되는 액정표시장치의 구동방법
  7. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 차징데이터신호의 인가시간은 0.1H(Horizontal time) 이상이고, 10H(Horizontal time) 이하인 액정표시장치의 구동방법
  8. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 일 데이터라인으로 1프레임 동안 인가되는 유효데이터 개수는 (n+1)인 액정표시장치의 구동방법
  9. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 차징데이터신호는 게이트구동신호의 인가 타이밍에 따라 상기 일 데이터라인에만 충전되거나, 상기 일 데이터라인과 연결된 상기 액정화소에 기입되는 액정표시장치의 구동방법
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