KR20050122450A - 액정 표시 장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 게이트 드라이버의 스캔 순서를 1라인, N 라인, 2라인, N-1라인,..,의 순서로 스캔이 이루어진다.

이렇게 함으로써, 패널 전체에 균일한 광량으로 디스플레이를 하여 화질을 향상시킨다.

Description

액정 표시 장치 및 그의 구동방법{A LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND A DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 필드 순차 구동방식의 액정표시 장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 경량, 박형화에 따라 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관 (cathode ray tube: CRT) 대신 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)와 같은 플랫 패널형 디스플레이가 개발되고 있다.

LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 외부의 광원(백 라이트)으로부터 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다.

이러한 LCD는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor: TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.

TFT-LCD에서 각 화소는 액정을 유전체로 가지는 커패시터 즉, 액정 커패시터로 모델링할 수 있는데, 이러한 LCD에서의 각 화소의 등가회로는 도1과 같다.

도1에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치의 각 화소는 데이터선(Dm)과 주사선(Sn)에 각각 소스 전극과 게이트 전극이 연결되는 TFT(10)와 TFT의 드레인 전극과 공통전압(Vcom) 사이에 연결되는 액정 커패시터(Cl)와 TFT의 드레인 전극에 연결되는 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.

도1에서, 주사선(Sn)에 주사신호가 인가되어 TFT(10)가 턴온되면, 데이터선에 공급된 데이터 전압(Vd)이 TFT를 통해 각 화소 전극(도시하지 않음)에 인가된다. 그러면, 화소 전극에 인가되는 화소 전압(Vp)과 공통 전압(Vcom)의 차이에 해당하는 전계가 액정(도1에서는 등가적으로 액정 커패시터로 나타내었음)에 인가되어 이 전계의 세기에 대응하는 투과율로 빛이 투과되도록 한다. 이때, 화소 전압(Vp)은 1 프레임 또는 1 필드 동안 유지되어야 하는데, 도1에서 스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극에 인가된 화소 전압(Vp)을 유지하기 위해 보조적으로 사용된다.

일반적으로 액정표시장치는 칼라 이미지를 표시하는 방식에 따라 칼라필터방식과 필드순차 구동방식의 2가지 방식으로 나눌 수 있다.

칼라필터방식의 액정표시장치는 두 기판 중 하나의 기판에 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 3원색으로 이루어진 칼라 필터 층을 형성하고, 이 칼라 필터 층에 투과되는 양을 조절함으로써 원하는 칼라를 디스플레이한다. 칼라필터방식의 LCD는 단일 광원으로부터 조사되는 빛을 R, G, B 컬러 필터층에 투과시키는데 있어서, R, G, B 컬러 필터층에 투과되는 빛의 양을 조절하여, R, G, B 색을 합성함으로써 원하는 칼라를 디스플레이한다.

이와 같이 단일 광원과 3색 컬러 필터 층을 이용하여 컬러를 디스플레이하는 액정표시장치에 있어서는, R, G, B 각 영역마다 각각 대응하는 단위화소가 필요하므로 흑백을 표시하는 경우보다 3배 많은 화소가 필요하게 된다. 따라서, 고해상도의 화상을 얻기 위해서는 액정 표시 장치 패널의 정교한 제조 기술이 요구된다.

또한, 액정 표시 장치 기판에 별도의 칼라 필터 층을 형성해야 하는 제조상의 번거로움이 있으며, 칼라 필터 자체의 광 투과율을 향상시켜야 하는 문제점이 있다.

필드순차 구동방식의 액정표시장치는 R, G, B 각 색의 독립된 광원을 순차 주기적으로 점등하고, 그 점등 주기에 동기하여 각 화소에 대응하는 색 신호를 가함으로써 풀(full) 칼라의 화상을 얻도록 한다. 즉, 필드순차 구동방식의 액정표시 장치에 따르면, 하나의 화소를 R, G, B 단위화소로 분할하지 않고, 하나의 화소에 R, G, B 백라이트로부터 출력되는 R, G, B 3원색의 광을 시분할적으로 순차 디스플레이함으로써 눈의 잔상효과를 이용하여 칼라이미지를 디스플레이한다.

이러한, 필드순차 구동방식은 아날로그 구동방식과 디지털 구동방식으로 구분할 수 있다.

아날로그 구동방식은 표시하고자 하는 계조 수에 대응하는 다수의 계조 전압을 설정하고, 상기 계조 전압 중 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조전압을 선택하여 선택된 계조 전압으로 액정패널을 구동함으로써, 인가된 계조 전압에 대응하는 투과광량으로 계조표시를 행한다.

한편, 이러한 액정표시장치를 구동할 때 스캔 순서는 첫 번째 라인부터 N번째 라인까지 순차적으로 구동하였다.

이러한 이유로 n 개의 스캔 라인을 갖는 디스플레이 화면을 구성시에, 첫 번째 라인 스캔 후 마지막 N번째 라인을 스캔할때까지의 시간차이가 생기고, 이러한 시간차이로 인해 각 라인을 통해 디스플레이되는 광량에 차이가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 모든 라인을 통해 광량이 골고루 나올수 있도록 하는 액정표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 액정표시장치의 구동방법은

다수의 주사선과, 상기 주사선과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 주사선 및 데이터선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 주사선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정표시장치의 구동방법으로서,

N 개의 주사선을 제1 그룹과 제2 그룹으로 나누어 교번하여 스캔하며, 상기 제1 그룹은 제1 방향으로 스캔되고, 상기 제2 그룹은 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 스캔되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 액정표시장치는

주사신호를 전달하는 N 개의 주사선과, 상기 주사선과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 주사선 및 데이터선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 주사선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치 패널;

상기 주사선에 주사신호를 공급하는 게이트 드라이버를 포함하며,

상기 게이트 드라이버는 상기 N 개의 주사선을 제1 그룹과 제2 그룹으로 나누어 교번하여 스캔하며, 상기 제1 그룹은 제1 방향으로 스캔하고, 상기 제2 그룹은 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 스캔하는 것을 특징으로 한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

다음에는 도 2을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 장치 패널(100), 주사 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 계조 전압 발생부(500), 타이밍 제어기(400), R, G, B 광원을 각각 출력하는 발광 다이오드(600a, 600b, 600c), 광원 제어기(700)를 포함한다.

액정 표시 장치 패널(100)에는 게이트 온 신호를 전달하기 위한 다수의 주사선이 형성되어 있으며, 상기 다수의 주사선과 절연되어 교차하며 계조 데이터에 해당하는 계조 데이터 전압 및 리셋 전압을 전달하기 위한 데이터선이 형성되어 있다. 행렬 형태로 배열된 다수의 화소(110)는 각각 주사선과 데이터선에 의해 둘러 쌓여 있다. 각 화소는 주사선과 데이터선에 각각 게이트 전극 및 소스 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(도시하지 않음)와 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 화소 커패시터(도시하지 않음)와 스토리지 커패시터(도시하지 않음)을 포함한다.

게이트 드라이버(200)는 주사선에 주사신호를 인가하여, 주사신호가 인가된 주사선에 게이트 전극이 연결되는 TFT를 턴온시킨다. 이때, 상기 게이트 드라이버(200)는 N 개의 라인을 상부그룹과 하부그룹으로 나누어 교번하여 스캔하되, 상부그룹은 첫번째 라인부터 순차적으로 스캔되고, 하부그룹은 N번째 라인부터 역순으로 스캔된다. 이를 도2애 도시하였다.

기존에는 1라인, 2라인, ...., N-1라인, N라인의 순서로 스캔이 이루어지지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 도3과 같이, S1라인, SN라인, S2라인, SN-1라인, .....의 순서로 스캔 동작이 이루어진다.

특히, N이 짝수일 경우, S1라인, SN 라인, S2라인, SN-1라인,......,..., , SN/2, SN/2+1 라인의 순서로 스캔이 이루어진다. 그리고, N이 홀수일 경우, S1라인, SN 라인, S2라인, SN-1라인,......,..., , S(N+3)/2, S(N+1)/2 라인의 순서로 스캔이 이루어진다.

필요에 따라서는 SN라인부터 스캔을 시작할 수도 있다.

이와 같은 스캔 순서로 스캔을 하게 되면, 전 패널에 걸쳐 스캔 시점의 평균이 골고루 분포되며, 따라서, 디스플레이 전체적으로 균등한 광량을 디스플레이할 수 있다.

타이밍 제어기(400)는 외부 또는 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 계조 데이터 신호(R, G, B DATA), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync)를 입력받아 필요한 제어신호(Sg, Sd, Sb)를 각각 주사 드라이버(200), 데이터 드라이버(300) 및 광원 제어기(700)에 공급하고, 계조 데이터(R, G, B DATA)를 계조 전압 발생부(500)에 공급한다.

계조 전압 발생부(500)는 계조 데이터에 해당하는 크기를 갖는 계조 전압을 생성하여 데이터 드라이버(300)에 공급한다. 데이터 드라이버(300)는 계조 전압 발생부(500)에 의해 출력되는 계조 전압을 계조 표현(grey bit) 기간에 해당 데이터선에 인가하고, 리셋 기간에 리셋을 시키기 위한 리셋 전압을 해당 데이터선에 인가한다.

발광 다이오드(600a, 600b, 600c)는 각각 R, G, B에 해당하는 광을 점등 기간에 LCD 패널(100)에 출력하며, 광원 제어기(700)는 발광 다이오드(600a, 600b, 600c)의 점등 시기를 제어한다.

이때, 데이터 드라이버(300)로부터 해당 계조 전압을 데이터선에 공급하거나 중단하는 시점과 광원 제어기(800)에 의해 R, G, B 발광 다이오드를 점등하는 시점은 타이밍 제어기(500)에 의해 제공되는 제어신호에 의해 동기될 수 있다.

상기 실시예에서는 필드 순차 구동방식의 액정표시장치를 예로 들었지만 이러한 본 발명의 실시예는 다양한 구동방식의 액정표시장치 및 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 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.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 패널의 모든 라인을 통해 광량이 골고루 나올수 있도록 하여 화질을 향상하는 액정표시장치 및 그의 구동방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 TFT-LCD의 화소를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동파형을 나타낸 도면이다.

Claims (6)

1. 다수의 주사선과, 상기 주사선과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 주사선 및 데이터선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 주사선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정표시장치의 구동방법으로서,

   N 개의 주사선을 제1 그룹과 제2 그룹으로 나누어 교번하여 스캔하며, 상기 제1 그룹은 제1 방향으로 스캔되고, 상기 제2 그룹은 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 스캔되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 그룹은 첫번째 주사선부터 하부 방향으로 스캔되고, 상기 제2 그룹은 N번째 주사선부터 상부 방향으로 스캔되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
3. 제1항에 있어서,

   N이 홀수일 경우 스캔 순서는 1라인, N라인, 2라인, N-1 라인, ....,(N+1)/2인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
4. 제1항에 있어서,

   N이 짝수일 경우 스캔 순서는 1라인, N라인, 2라인, N-1 라인, ....,(N+3)/2, N/2+1인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
5. 주사신호를 전달하는 N 개의 주사선과, 상기 주사선과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 주사선 및 데이터선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 주사선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치 패널;

   상기 주사선에 주사신호를 공급하는 게이트 드라이버를 포함하며,

   상기 게이트 드라이버는 상기 N 개의 주사선을 제1 그룹과 제2 그룹으로 나누어 교번하여 스캔하며, 상기 제1 그룹은 제1 방향으로 스캔하고, 상기 제2 그룹은 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 스캔하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 게이트 드라이버는 제1 그룹은 첫번째 주사선부터 하부 방향으로 스캔을 하며, 상기 제2 그룹은 N번째 주사선부터 상부 방향으로 스캔하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.