KR20120020454A - 액정 표시장치 및 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 액정 패널의 전체 액티브 영역을 제1 액티브 영역과 제2 액티브 영역으로 구분하고, 1 프레임 기간 중 상기 제1 액티브 영역과 상기 제2 액티브 영역에 서로 다른 극성을 가지는 제1 공통전압과 제2 공통전압을 각각 공급하는 단계; 상기 제1 공통전압과 상기 제2 공통전압의 극성이 전환되는 시점을 기준으로 스캔신호에 따라 데이터 라인 별로 데이터 전압을 공급하는 단계; 상기 제1 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제1 광원 그룹 및 상기 제2 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제2 광원 그룹을 상기 1프레임 기간 중 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온(on) 시키는 단계; 및 상기 제1 공통전압의 극성이 전환되는 시점에 상기 제1 광원 그룹을 오프(off) 시키고, 상기 제2 공통전압의 극성이 전환되는 시점에 상기 제2 광원 그룹을 오프시키는 단계;를 포함한다.

Description

액정 표시장치 및 구동방법{APPARATUS AND METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 공통전압 스윙(Vcom swing) 구동을 통해 표시품질을 높이고, 제조비용을 절감시킬 수 있는 액정 표시장치와 그의 구동방법에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다. 평판 표시장치 중에서 액정 표시장치는 양산 기술의 발전, 구동수단의 용이성, 저전력 소비, 고화질 및 대화면 구현의 장점으로 적용 분야가 확대되고 있다.
액정 표시장치는 입력되는 영산 신호에 따라 화소(pixel) 별로 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위해, 액정 표시장치는 복수의 화소(액정셀)이 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널과, 상기 액정 패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛과, 상기 액정 패널 및 백라이트를 구동시키기 위한 구동 회로부를 포함하여 이루어진다.
상기 구동 회로부는 상기 액정 패널에 영상 데이터(데이터 전압)를 공급하는 데이터 드라이버(Data Driver); 상기 액정 패널에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버(Gate Driver); 외부로부터의 영상 신호를 프레임 단위로 정렬하여 디지털 영상 데이터(R, G, B)를 생성함과 아울러, 상기 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버의 구동 제어신호(DCS, GCS)를 생성하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 액정 패널에 광을 공급하는 백라이트를 구동시키는 백라이트 구동부;를 포함한다.
상기 게이트 드라이버는 각 화소에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 턴온 시키기 위한 스캔신호(게이트 구동신호)를 상기 복수의 게이트 라인들 각각에 순차적으로 공급한다. 이를 통해, 액정 패널의 화소들을 순차적으로 구동시키고, 상기 데이터 드라이버는 상기 스캔신호에 따라 상기 복수의 데이터 라인 각각에 데이터 신호를 공급한다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 1에서는 액정 패널에 형성된 복수의 게이트 라인에 순차적으로 공급되는 스캔신호 중 1개의 스캔신호를 도시하고 있으며, 상기 1개의 스캔신호에 따라 공급되는 데이터 전압 및 상기 데이터 전압과 공통전압(Vcom)에 의해 형성되는 픽셀전압(화소전압)을 도시하고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 액정 표시장치는 공통전압(Vcom)은 일정하게 유지시키고, 각 화소에 공급되는 스캔신호에 따라 상기 각 화소에 데이터 전압을 공급한다.
각 화소에 공급된 공통전압과 데이터 전압의 전압차에 의해 픽셀전압이 형성되고, 이 픽셀전압에 따른 액정의 배열을 통해 광 투과도를 조절하여 계조(gray)를 구현한다.
여기서, 상기 데이터 전압은 프레임(Frame) 단위로 서로 상반된 극성을 가지도록 교변적으로 즉, 프레임 인버전(frame inversion) 방식으로 각 화소에 공급될 될 수 있다.
이러한 프레임 인버전 방식을 통해 시간적, 공간적으로 각 화소에 공급되는 데이터 전압의 극성을 분배하여 복수의 프레임 상에서 데이터 전압이 하나의 극성으로 치우치지 않도록 구동된다.
데이터 전압은 스캔신호에 의해 각 화소의 TFT가 턴-온(turn-on)되는 시점 즉, 게이트 온 타임(gate on time)에 공급되며, 상기 게이트 온 타임에 공급된 데이터 전압과 공통전압의 차이에 따른 픽셀전압이 스토리지 커패시터(Cst)에 충전되어 게이트 오프 타임(gate off time) 기간 동안에 상기 픽셀전압이 유지되게 된다.
종래 기술에 액정 표시장치는 프레임 인버전 방식으로 구동하기 위해서 공통전압을 일정하기 유지시키고, 데이터 전압을 프레임 주기로 양극(+)과 음극(-)의 극성을 가지도록 공급하게 된다.
따라서, 데이터 드라이버는 양극의 데이터 전압(+V)과 음극의 데이터 전압(-V)을 공급하여야 함으로, 2V 만큼의 전압 구동 범위를 가져야 한다. 이로 인해, 높은 전압 구동 범위를 가지를 데이터 드라이버의 적용으로 인해 액정 표시장치의 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.
프레임 인버전 방식의 적용으로 인해 데이터 드라이버의 전압 구동 범위가 증가되는 문제점을 개선하기 위해 프레임 주기로 공통전압의 극성을 다르게 공급하는 방식 즉, 공통전압 스윙(Vcom swing) 방식이 제안된 바 있다.
종래 기술에 따른 액정 표시장치는 데이터 전압을 각 화소에 공급하고 공통전압을 프레임 주기로 양극(+) 및 음극(-)으로 스윙시켜 각 화소에 픽셀전압을 형성시킨다.
여기서, 공통전압은 전체 화소에 동시에 공급되지만, 각 화소에 공급되는 데이터 전압은 복수의 게이트 라인에 순차적으로 인가되는 스캔신호에 따라 순차적으로 공급되게 된다.
이때, 픽셀전압은 새로운 데이터 전압이 공급되기 이전까지 유지되어야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(TFT)가 오프(off) 상태에서 각 화소의 액정에 형성된 전압이 일정하게 유지되지 위해서는 공통전압과 데이터 전압 간의 픽셀전압이 일정하게 유지되어야 한다.
그러나, 새로운 데이터 전압이 공급되기 이전에 공통전압의 극성이 양극(+)에서 음극(-)으로 또는 음극(-)에서 양극(+)으로 반전되어 공급되는데 이로 인해 픽셀전압이 공통전압을 따라 변동되어 원래의 전압 값을 유지하지 못하게 된다. 즉, 공통전압(Vcom)이 하이(high)에서 로우(low)로 또는 로우(low)에서 하이(high)로 변환되면 스토리지 커패시터에 충전된 픽셀전압이 일정 전압 값을 유지되지 위해 픽셀전압이 변환된 공통전압을 따라 하강 또는 상승하게 된다.
박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전압과 픽셀전압(Vgate-pixel)의 상태가 오프 커런트(off current) 상태를 벗어나면서 박막 트랜지스터(TFT)에 백 커런트(back current)가 흐르게 된다. 이로 인해, 스토리지 커패시터의 Vcom-pixel 전압 즉, 액정에 걸리는 전압이 낮아지게 되어 도 3에 도시된 바와 같이, 액정 패널(10)의 상단부와 하단부에서 휘도 차이가 발생되는 문제점이 있다.
액정 패널(10)의 상단부와 하단부의 휘도 차이로 인해 액정 패널(10)의 휘도의 균일성(Uniformity)가 저하되는데, 이러한 휘도 편차는 액정 패널(10)의 상단부에서 하단부로 갈수록 더욱 심화되어 표시품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공통전압 스윙을 통해 프레임 인버전 방식을 적용하는 경우에 액정 패널의 상단부와 하단부 간의 휘도 편차 발생을 방지하여 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 데이터 드라이버의 구동 전압 범위를 낮춰 제조비용을 절감시킬 수 있는 액정 표시장치 및 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 액정 패널의 전체 액티브 영역을 제1 액티브 영역과 제2 액티브 영역으로 구분하고, 1 프레임 기간 중 상기 제1 액티브 영역과 상기 제2 액티브 영역에 서로 다른 극성을 가지는 제1 공통전압과 제2 공통전압을 각각 공급하는 단계; 상기 제1 공통전압과 상기 제2 공통전압의 극성이 전환되는 시점을 기준으로 스캔신호에 따라 데이터 라인 별로 데이터 전압을 공급하는 단계; 상기 제1 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제1 광원 그룹 및 상기 제2 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제2 광원 그룹을 상기 1프레임 기간 중 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온(on) 시키는 단계; 및 상기 제1 공통전압의 극성이 전환되는 시점에 상기 제1 광원 그룹을 오프(off) 시키고, 상기 제2 공통전압의 극성이 전환되는 시점에 상기 제2 광원 그룹을 오프시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 전체 액티브 영역이 복수의 액티브 영역으로 구분된 액정 패널; 광원들의 온-오프(on-off) 타임과 듀티 비(duty ratio)의 제어를 위한 백라이트 제어신호 및 상기 복수의 액티브 영역 각각에 공급되는 공통전압의 제어를 위한 공통전압 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러; 상기 공통전압 제어 신호에 기초하여 공통전압을 생성하고, 1 프레임 기간 중 인접한 액티브 영역에 서로 다른 극성의 공통전압을 공급하는 공통전압 공급부; 상기 서로 다른 극성의 공통전압 각각의 극성이 변환되는 시점을 기준으로 상기 복수의 액티브 영역의 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버; 및 상기 백라이트 제어신호에 기초하여 상기 서로 다른 극성의 공통전압 각각의 극성이 변환되는 시점을 기준으로 상기 광원들을 구동시키는 백라이트 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 따른 본 발명은 공통전압 스윙을 통해 프레임 인버전 방식을 적용하는 경우에 액정 패널의 상단부와 하단부 간의 휘도 편차 발생을 방지하여 액정 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 데이터 드라이버의 구동 전압 범위를 낮춰 액정 표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 모션 블러(motion blur)를 개선하여 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 공통전압 스윙 구동에 따른 상부와 하부 간에 휘도 차가 발생되는 문제점을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시장치의 광원 배치 구조를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시장치 및 구동방법을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치(100)는 영상 데이터에 따라 화상을 표시하는 액정 패널(110)과, 상기 액정 패널(110)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(150)과, 상기 액정 패널(110) 및 백라이트 유닛(150)의 광원을 구동시키기 위한 구동 회로부를 포함하여 구성된다.
액정 패널(110)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 상부 기판과 하부 기판을 포함하며, 화상을 표시하기 위한 화소(Pixel)들이 매트릭스 형태로 배열된다.
상기 상부 기판은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스; 상기 블랙 매트릭스에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 컬러필터; 및 상기 적색, 녹색, 청색 컬러필터와 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 형성되어 상부 기판을 평탄화 시키는 오버코트층을 포함한다.
상기 하부 기판은 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 게이트 라인(112)과 복수의 데이터 라인(114)을 포함하고, 상기 게이트 라인(112)과 데이터 라인(114)의 교차에 의해 복수의 화소가 정의된다.
상기 복수의 화소(pixel) 각각은 게이트 라인(112)과 데이터 라인(114)의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터(118, TFT) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터의 게이트 단자는 상기 게이트 라인과 접속되고, 소스 단자는 데이터 라인과 접속되면, 드레인 단자는 화소전극과 접속된다.
상기 액정 패널(110)은 제1 공통전압 공급부(170)로부터 제1 공통전압(Vcom1)이 공급되는 제1 공통전극과, 제2 공통전압 공급부(180)로부터 제2 공통전압(Vcom2)이 공급되는 제2 공통전극을 포함한다.
여기서, 상기 제1 공통전극은 액정 패널(110)의 전체 액티브 영역 중 액정 패널(110)의 중앙(center)을 기준으로 상단부와 대응되는 제1 액티브 영역에 형성된다. 그리고, 상기 제2 공통전극은 액정 패널(110)의 중앙을 기준으로 하단부와 대응되는 제2 액티브 영역에 형성된다.
이때, 상기 제1 공통전극에 공급되는 상기 제1 공통전압(Vcom1) 및 상기 제2 공통전극에 공급되는 제2 공통전압(Vcom2)은 프레임 주기로 스윙되어 극성이 전환된다. 이를 통해, 액정 패널(110)은 프레임 인버전 방식으로 구동되어 화상을 표시하게 된다.
또한, 상기 제1 공통전압(Vcom1)과 제2 공통전압(Vcom2)은 동일 프레임 내에서 서로 상반된 극성을 가지며, 서로 상반된 극성을 가지는 복수의 공통전압을 액정 패널(110)의 상단부와 하단부에 각각 공급하여 공통전압 스윙에 따른 수직 휘도 편차의 발생을 방지할 수 있다.
백라이트 유닛(140)은 상기 액정 패널(110)에 광을 공급하기 위한 것으로, 광을 발생시키는 복수의 광원과, 상기 광원에서 발생된 광을 상기 액정 패널(110) 방향으로 안내하는 확산판(엣지 타입인 경우 도광판) 및 상기 액정 패널(110)에 조사되는 광의 효율을 향상시키는 적어도 1매의 광학 시트(확산 시트(Diffuser Sheet), 프리즘 시트(Prism Sheet), DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 광원은 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 복수의 LED(Light Emitting Diode)가 적용될 수 있다. 도 5에서는 광원이 액정 패널(110)의 하부에 배치되는 직하형 타입을 나타내고 있다.
이때, 상기 복수의 광원은 상기 액정 패널(110)의 중앙을 기준으로 상단부에 대응되는 제1 액티브 영역 및 하단부에 대응되는 제2 액티브 영역에 대응되도록 복수의 광원이 복수의 광원 그룹으로 구성될 수 있다.
상기 복수의 광원 그룹 중에서 제1 광원 그룹(142)은 상기 제1 공통전압(Vcom1)이 공급되는 제1 액티브 영역과 대응되도록 배치되고, 백라이트 구동부(150)의 제어에 따라 구동된다.
구체적으로, 상기 제1 광원 그룹(142)은 상기 제1 공통전압(Vcom1)의 극성이 바뀌는 시점을 기준으로 온-오프(on-off) 타임이 제어되며, 설정된 듀티 비(duty ratio)에 따라 온(on) 상태를 유지된다.
일 예로서, 상기 제1 광원 그룹(142)은 일 프레임 기간 내에서 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온 상태를 유지한 후, 제1 공통전압(Vcom1)의 극성이 양(+)극에서 음(-)극으로 또는 음(-)극에서 양(+)극으로 변환되는 시점에 오프(off) 상태로 전환된다. 오프 상태 이후에 다음 번에 제1 공통전압(Vcom1)의 극성이 변환되는 시점에서부터 거꾸로 상기 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온 상태를 유지한다.
상기 복수의 광원 그룹 중에서 제2 광원 그룹(144)은 상기 제2 공통전압(Vcom2)이 공급되는 제2 액티브 영역과 대응되도록 배치되고, 백라이트 구동부(150)의 제어에 따라 구동된다.
상기 제2 광원 그룹(144)은 상기 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 바뀌는 시점을 기준으로 온-오프(on-off) 타임이 제어되며, 설정된 듀티 비(duty ratio)에 따른 점등(on) 상태를 유지된다.
일 예로서, 상기 제2 광원 그룹(144)은 일 프레임 기간 내에서 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온 상태를 유지한 후, 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 양(+)극에서 음(-)극으로 또는 음(-)극에서 양(+)극으로 변환되는 시점에 오프(off) 상태로 전환된다. 오프 상태 이후에 다음 번에 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 변환되는 시점에서부터 거꾸로 상기 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온 상태를 유지한다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 광원 그룹(142)은 상기 제1 공통전압(Vcom1)에 따라 온-오프 시점이 제어되고, 상기 제2 광원 그룹(144)은 상기 제2 공통전압(Vcom2)에 따라 온-오프 시점이 제어되므로 상기 제1 광원 그룹(142)과 상기 제2 광원 그룹(144)은 서로 다른 시점에 온-오프가 이루어질 수 있다.
상기 구동 회로부는 게이트 드라이버(120); 데이터 드라이버(130); 타이밍 컨트롤러(140); 백라이트 유닛(150)의 광원을 구동시키는 백라이트 구동부(150); 액정 패널(110)에 제1 공통전압(Vcom1)을 공급하는 제1 공통전압 공급부(170); 및 액정 패널(110)에 제2 공통전압(Vcom2)을 공급하는 제2 공통전압 공급부(180);를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 수직/수평 동기신호 및 클럭신호를 이용하여 게이트 드라이버(120)의 제어를 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하고, 생성된 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 드라이버(120)에 공급한다.
여기서, 상기 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 드라이버(130)의 제어를 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(130)에 공급한다.
여기서, 상기 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(SOE: Source Output Enable) 및 극성 제어신호(POL: Polarity) 등을 포함할 수 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 수직/수평 동기신호 및 클럭신호를 이용하여 복수의 광원을 구동시키기 위한 백라이트 제어신호(BCS: Backlight Control Signal)를 생성하고, 생성된 백라이트 제어신호를 백라이트 구동부(150)에 공급한다.
여기서, 상기 백라이트 제어신호는 복수의 광원 각각의 온-오프 타임, 휘도 및 듀티(duty)의 제어를 위한 신호를 포함한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 수직/수평 동기신호 및 클럭신호를 이용하여 액정 패널(110)에 공급되는 제1 공통전압(Vcom1) 및 제2 공통전압(Vcom2)의 생성을 위한 공통전압 제어 신호(Vcom control signal)를 생성하고, 생성된 공통전압 제어 신호를 제1 공통전압 공급부(170) 및 제2 공통전압 공급부(180)에 공급한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 외부로부터의 영상 신호를 정렬하여 프레임 단위의 디지털 영상 데이터(R, G, B)로 변환하고, 프레임 단위로 정렬된 영상 데이터를 데이터 드라이버(130)에 제공한다.
게이트 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 기초하여 액정 패널(110)의 화소 각각에 형성된 박막 트랜지스터(118)를 구동시키기 위한 스캔신호를 생성하고, 생성된 스캔신호를 복수의 게이트 라인(112)들에 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(130)는 상기 타이밍 컨트롤러(140)로부터 제공되는 디지털 영상 데이터(R, G, B)를 아날로그 데이터 전압으로 변환시킨다. 그리고, 변환된 데이터 전압을 타이밍 컨트롤러(140)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 기초하여 각 화소의 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온되는 시간에 맞춰 복수의 데이터 라인(114)들에 공급한다.
백라이트 구동부(150)는 상기 타이밍 컨트롤러(160)로부터 입력되는 백라이트 제어신호(BCS)에 따라 상기 제1 광원 그룹(142) 및 제2 광원 그룹(144)의 광원들을 구동시킨다.
이때, 상기 백라이트 구동부(150)는 상기 백라이트 제어신호(BCS)에 따라 일 프레임 기간 내에서 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 상기 제1 광원 그룹(142) 및 제2 광원 그룹(144)이 온(on) 상태를 유지하도록 구동시킨다.
또한, 상기 백라이트 구동부(150)는 제1 공통전압(Vcom1) 및 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 양(+)극에서 음(-)극으로 또는 음(-)극에서 양(+)극으로 변환되는 시점에 상기 제1 광원 그룹(142) 및 제2 광원 그룹(144)이 오프 되도록 구동시킨다.
상기 백라이트 구동부(150)는 제1 광원 그룹(142)과 상기 제2 광원 그룹(144)이 서로 다른 시점에 온-오프되도록 구동시킬 수 있으며, 액정 패널(110)에서 표시되는 영상이 명확히 표현될 수 있도록 광원의 듀티 비 및 휘도를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치(100)는 액정 패널(110)의 전체 액티브 영역을 복수의 액티브 영역으로 분할하고, 분할된 상기 복수의 액티브 영역에 서로 다른 공통전압(Vcom)을 각각 공급한다.
일 예로서, 1 프레임 내에서 서로 다른 극성을 가지는 제1 공통전압(Vcom1)과 제2 공통전압(Vcom2)을 복수의 액티브 영역에 구분하여 공급한다.
이를 위해, 서로 다른 복수의 공통전압 생성하여 공급하는 공통전압 공급부를 구비하며, 일 예로서 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 공통전압 공급부(170) 및 제2 공통전압 공급부(180)를 포함할 수 있다.
상기 제1 공통전압 공급부(170)는 타이밍 컨트롤러(160)로부터 공급되는 공통전압 제어 신호(Vcom control signal)에 따라 제1 공통전압(Vcom1)을 생성하고, 생성된 제1 공통전압(Vcom1)을 상기 복수의 액티브 영역 중 제1 액티브 영역에 공급한다. 여기서, 상기 제1 액티브 영역은 액정 패널(110)의 중앙(center)을 기준으로 액정 패널(110)의 상단부와 대응될 수 있다.
상기 제2 공통전압 공급부(180)는 타이밍 컨트롤러(160)로부터 공급되는 공통전압 제어 신호(Vcom control signal)에 따라 제2 공통전압(Vcom2)을 생성하고, 생성된 제2 공통전압(Vcom2)을 상기 복수의 액티브 영역 중 제2 액티브 영역에 공급한다. 여기서, 상기 제2 액티브 영역은 액정 패널(110)의 중앙(center)을 기준으로 액정 패널(110)의 하단부와 대응될 수 있다.
상기 제1 공통전압 공급부(170)에서 생성되어 상기 제1 액티브 영역에 공급되는 제1 공통전압(Vcom1)은 프레임 주기로 스윙되어 극성이 반전되어 공급된다.
상기 제2 공통전압 공급부(180)에서 생성되어 상기 제2 액티브 영역에 공급되는 제2 공통전압(Vcom2)도 프레임 주기로 스윙되어 극성이 반전되어 공급된다.
상기 제1 공통전압(Vcom1)과 상기 제2 공통전압(Vcom2)은 도 6에 도시된 바와 같이, 동일 프레임 내에서 서로 상반된 극성을 가진다. 이를 통해, 액정 패널(110)의 제1 액티브 영역과 제2 액티브 영역에는 서로 다른 극성의 공통전압(제1 공통전압(Vcom1), 제2 공통전압(Vcom2)이 공급된다.
상술한 설명에서는 상기 제1 액티브 영역에 상기 제1 공통전압(Vcom1)을 공급하는 제1 공통전압 공급부(170)와, 상기 제2 액티브 영역에 상기 제2 공통전압(Vcom2)을 공급하는 제2 공통전압 공급부(180)가 별도의 구성으로 구현되는 설명하였으나, 하나의 공통전압 공급부를 통해 1 프레임 내에서 서로 다른 극성을 가지는 복수의 공통전압을 생성하고, 생성된 각각의 공통전압을 복수의 액티브 영역 각각에 공급할 수도 있다.
도 7을 결부하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법을 설명하기로 한다.
N 번째 프레임에서 액정 패널(110)의 중앙을 기준으로 상단부에 양(+)의 극성을 가지는 공통전압이 공급되면, 하단부에는 음(-)의 극성을 가지는 공통전압이 공급된다.
이어서, N+1 번째 프레임에서 액정 패널(110)의 중앙을 기준으로 상단부에 음(-)의 극성을 가지는 공통전압이 공급되면, 하단부에는 양(+)의 극성을 가지는 공통전압이 공급된다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 공통전압(Vcom1)과 상기 제2 공통전압(Vcom2) 각각은 프레임 인버전 방식으로 구동되어 +Vcom과 -Vcom이 교번적으로 액정 패널(110)의 공통전극(제1 공통전극, 제2 공통전극)에 인가되고, 상기 제1 공통전압(Vcom1)과 상기 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 변환되는 시점은 차이가 있다. 즉, 상기 제1 공통전압(Vcom1)과 상기 제2 공통전압(Vcom2)은 서로 다른 시점에 극성이 변환된다.
이와 함께, 상기 스캔신호는 전체 게이트 라인에 순차적으로 즉, 첫번째 게이트 라인부터 마지막 게이트 라인까지 순차적으로 공급된다. 1 프레임 기간 중 제1 액티브 영역에 공급되는 제1 공통전압(Vcom1) 및 제2 액티브 영역에 공급되는 및 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 양(+)극에서 음(-)극으로 또는 음(-)극에서 양(+)극으로 변환된 시점을 기준으로 데이터 라인 별로 스캔신호에 따라 데이터 전압이 공급되어 각 화소에 픽셀전압이 형성된다.
여기서, 상기 제1 액티브 영역 및 제2 액티브 영역 각각에 공급되는 공통전압(Vcom1, Vcom2)은 1 프레임 기간 중 데이터 전압이 처음으로 공급되는 시점에 이전 프레임에서 공급된 극성과 상반된 극성으로 변환된다.
일 예로서, 1 프레임 기간에서 전체 액티브 영역 중 처음으로 데이터 전압이 공급되는 액티브 영역에 공급되는 제1 공통전압(Vcom1)의 극성이 전환되는 시점을 기준으로 데이터 라인 별로 데이터 전압이 공급되어 액정 패널(110)의 상단부에 위치한 액티브 영역(제1 액티브 영역)의 화소에 픽셀전압이 형성된다.
한편, 1 프레임 기간에서 전체 액티브 영역 중 마지막으로 데이터 전압이 공급되는 액티브 영역에 공급되는 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 전환되는 시점을 기준으로 데이터 라인 별로 데이터 전압이 공급되어 상기 액정 패널(110)의 하단부에 위치한 액티브 영역(제2 액티브 영역)의 화소에 픽셀전압이 형성된다.
이때, 제1 공통전압(Vcom1)이 공급되는 제1 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제1 광원 그룹(142)은 1 프레임 내에서 상기 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온 상태를 유지하다가 제1 공통전압(Vcom1)의 극성이 변환되는 시점에 오프 상태로 전환된다.
그리고, 제2 공통전압(Vcom2)이 공급되는 제2 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제2 광원 그룹(144)은 1 프레임 내에서 상기 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온 상태를 유지하다가 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 변환되는 시점에 오프 상태로 전환된다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 서로 다른 극성을 가지는 상기 제1 공통전압(Vcom1)과 상기 제2 공통전압(Vcom2)을 프레임 주기로 스윙시켜 액정 패널(110)의 중앙을 기준으로 상단부와 하단부 각각에 공급하여 프레임 인버전 방식으로 구동시킨다.
이를 통해, 공통전압 스윙에 따른 프레임 인버전 구동 시 발생되는 액정 패널의 상단부와 하단부 간의 수직 휘도 편차를 방지하여 표시품질을 향상시킬 수 있다. 아울러, 데이터 드라이버의 구동 전압 범위를 낮춰 액정 표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 제1 공통전압(Vcom1)과 상기 제2 공통전압(Vcom2)의 극성이 변환되는 시점을 기준으로 액정 패널(110)의 상단부와 하단부에 대응되도록 배치된 제1 광원 그룹(142)과 제2 광원 그룹(144)의 온-오프 타임 및 듀티 비를 제어한다. 이를 통해, 광원의 홀드 특성에 따른 모션 블러(motion blur)를 개선하여 표시품질을 향상시킬 수 있다.
상술한 설명에서는 백라이트 유닛(140)의 광원이 도 5에 도시된 바와 같이 직하형 타입으로 적용되는 것으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 일 예를 설명한 것이다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 상기 광원이 도 8에 도시된 바와 같이, 엣지형 타입으로 적용될 수 있다.
구체적으로, 도 8(a)에 도시된 바와 같이 액정 패널(110)의 일 측면에서 액정 패널(110)의 상단부 및 하단부에 대응되도록 제1 광원 그룹(142) 및 제2 광원 그룹(144)이 배치될 수 있다. 다른 예로서, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 액정 패널(110)의 양 측면에서 액정 패널(110)의 상단부 및 하단부에 대응되도록 제1 광원 그룹(142) 및 제2 광원 그룹(144)이 배치될 수 있다.
상술한 설명에서는 액정 패널(110)의 중앙을 기준으로 전체 액티브 영역을 2개의 액티브 영역으로 구분하고, 1 프레임 내에서 각각의 액티브 영역에 서로 다른 극성을 가지는 공통전압이 공급되는 것으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 일 예를 설명한 것이다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 전체 액티브 영역을 3개 이상의 액티브 영역으로 구분하고, 각각의 액티브 영역에 공통전압을 각각 공급할 수 있다. 이때, 1 프레임 기간 중 인접한 액티브 영역들에 공급되는 공통전압은 서로 다른 극성을 가질 수 있으며, 프레임 주기로 스윙되어 극성이 변환될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는 액정 패널의 전체 액티브 영역에 동일 공통전압을 프레임 주기로 스윙시켜 공급하고, 데이터 전압이 공급되는 시점을 기준으로 광원의 온-오프를 제어할 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 액정 표시장치 110: 액정 패널
112: 게이트 라인 114: 데이터 라인
120: 게이트 드라이버 130: 데이터 드라이버
140: 백라이트 유닛 160: 백라이트 구동부
160: 타이밍 컨트롤러 170: 제1 공통전압 공급부
180: 제2 공통전압 공급부

Claims (10)

  1. 액정 패널의 전체 액티브 영역을 제1 액티브 영역과 제2 액티브 영역으로 구분하고, 1 프레임 기간 중 상기 제1 액티브 영역과 상기 제2 액티브 영역에 서로 다른 극성을 가지는 제1 공통전압과 제2 공통전압을 각각 공급하는 단계;
    상기 제1 공통전압과 상기 제2 공통전압의 극성이 전환되는 시점을 기준으로 스캔신호에 따라 데이터 라인 별로 데이터 전압을 공급하는 단계;
    상기 제1 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제1 광원 그룹 및 상기 제2 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제2 광원 그룹을 상기 1프레임 기간 중 설정된 듀티 비(duty ratio) 만큼 온(on) 시키는 단계; 및
    상기 제1 공통전압의 극성이 전환되는 시점에 상기 제1 광원 그룹을 오프(off) 시키고, 상기 제2 공통전압의 극성이 전환되는 시점에 상기 제2 광원 그룹을 오프시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 공통전압과 상기 제2 공통전압은 프레임 주기로 스윙되어 극성이 전환되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 공통전압과 상기 제2 공통전압은 1 프레임 기간 중 서로 다른 시점에 극성이 전환되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    1 프레임 기간에서 전체 액티브 영역 중 처음으로 데이터 전압이 공급되는 액티브 영역에 공급되는 제1 공통전압의 극성이 전환되는 시점을 기준으로 상기 제1 광원 그룹의 온-오프 타임을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    1 프레임 기간에서 전체 액티브 영역 중 마지막으로 데이터 전압이 공급되는 액티브 영역에 공급되는 제2 공통전압의 극성이 전환되는 시점을 기준으로 상기 제2 광원 그룹의 온-오프 타임을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹의 온-오프 타임을 서로 다르게 구동시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  7. 전체 액티브 영역이 복수의 액티브 영역으로 구분된 액정 패널;
    광원들의 온-오프(on-off) 타임과 듀티 비(duty ratio)의 제어를 위한 백라이트 제어신호 및 상기 복수의 액티브 영역 각각에 공급되는 공통전압의 제어를 위한 공통전압 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
    상기 공통전압 제어 신호에 기초하여 공통전압을 생성하고, 1 프레임 기간 중 인접한 액티브 영역에 서로 다른 극성의 공통전압을 공급하는 공통전압 공급부;
    상기 서로 다른 극성의 공통전압 각각의 극성이 변환되는 시점을 기준으로 상기 복수의 액티브 영역의 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버; 및
    상기 백라이트 제어신호에 기초하여 상기 서로 다른 극성의 공통전압 각각의 극성이 변환되는 시점을 기준으로 상기 광원들을 구동시키는 백라이트 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 액티브 영역은
    상기 액정 패널의 중앙을 기준으로 상단부에 대응되는 제1 액티브 영역과 하단부에 대응되는 제2 액티브 영역인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광원들은 상기 제1 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제1 광원 그룹과 상기 제2 액티브 영역에 대응되도록 배치된 제2 광원 그룹으로 구성되고,
    상기 백라이트 구동부는 상기 제1 광원 그룹과 상기 제2 과원 그룹을 1 프레임 기간 중 서로 다른 시간에 온-오프시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 공통전압 공급부는
    1 프레임 기간 중 상기 인접한 액티브 영역에 공급되는 공통전압 각각의 극성을 서로 다른 시점에 전환시키고,
    상기 인접한 액티브 영역에 공급되는 공통전압 각각의 극성을 프레임 주기로 변환시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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