KR20090073262A - 액정표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직류화 잔상과 얼룩을 방지하여 표시품질을 높이도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.
이 액정표시장치는 다수의 데이터라인, 상기 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인, 및 다수의 액정셀들을 가지는 액정표시패널; 제1 극성제어신호 그룹과 제2 극성제어신호 그룹에 응답하여 상기 데이터라인들에 공급되는 데이터전압의 극성을 반전시키는 데이터 구동회로; 상기 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 및 상기 극성제어신호를 발생하고 상기 데이터 구동회로와 상기 게이트 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비한다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{Liquid Crystal Display and Driving Method thereof}
본 발명은 직류화 잔상과 얼룩을 방지하여 표시품질을 높이도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 빠르게 음극선관을 대체하고 있다.
액정표시장치는 도 1과 같이 액정셀(Clc)마다 형성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이용하여 액정셀들에 공급되는 데이터전압을 스위칭하여 데이터를 능동적으로 제어하므로 동화상의 표시품질을 높일 수 있다. 도 1에 있어서, 도면부호 "Cst"는 액정셀(Clc)에 충전된 데이터전압을 유지하기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst), 'DL'은 데이터전압이 공급되는 데이터라인, 그리고 'GL'은 스캔전압이 공급되는 게이트라인을 각각 의미한다.
이와 같은 액정표시장치는 직류 옵셋 성분을 감소시키고 액정의 열화를 줄이기 위하여, 이웃한 액정셀들 사이에서 극성이 반전되고 프레임기간 단위로 극성이 반전되는 인버젼 방식(Inversion)으로 구동되고 있다. 그런데 데이터전압의 두 극성 중에서 어느 한 극성이 장시간 우세적(dominant)으로 공급되면 잔상이 발생한다. 이러한 잔상을 액정셀에 동일 극성의 전압이 반복적으로 충전되므로 "직류화 잔상(DC Image sticking)"이라 한다. 이러한 예 중 하나는 액정표시장치에 인터레이스(Interlace) 방식의 데이터전압들이 공급되는 경우이다. 인터레이스 방식은 기수 프레임기간 동안 기수 수평라인의 액정셀들에 표시될 기수라인 데이터전압만을 포함하고, 우수 프레임기간 동안 우수 수평라인의 액정셀들에 표시될 데이터전압만을 포함한다.
도 2는 액정셀(Clc)에 공급되는 인터레이스방식의 데이터전압의 일예를 보여주는 파형도이다. 이 예는 도 2와 같은 데이터전압이 공급되는 액정셀(Clc)을 기수 수평라인에 배치된 액정셀들 중 어느 하나로 가정한다.
도 2를 참조하면, 액정셀(Clc)에는 기수 프레임기간 동안 정극성 전압이 공급되고 우수 프레임기간 동안 부극성 전압이 공급된다. 인터레이스 방식에서, 기수 수평라인에 배치된 액정셀(Clc)에는 기수 프레임기간 동안에만 높은 정극성 데이터전압이 공급되기 때문에, 4 개의 프레임기간 동안 박스 내의 파형과 같이 정극성 데이터전압이 부극성 데이터전압에 비하여 우세적으로 되어 직류화 잔상이 나타 나게 된다. 도 3은 인터레이스 데이터로 인하여 나타나는 직류화 잔상의 실험 결과를 보여주는 이미지이다. 도 3의 좌측 이미지와 같은 원 화상을 인터레이스방식으로 액정표시패널에 일정시간 동안 공급하면 극성이 프레임기간 단위로 변하는 데이터전압이 도 2와 같이 기수 프레임과 우수 프레임에서 현저히 달라지고, 그 결과 좌측 이미지와 같은 원 화상 후에 액정표시패널의 모든 액정셀들(Clc)에 중간계조 예를 들면 127 계조의 데이터전압을 공급하면 우측 이미지와 같이 원 화상의 패턴이 희미하게 보이는 직류화 잔상이 나타난다.
직류화 잔상의 다른 예로써, 동일한 화상을 일정한 속도로 이동 또는 스크롤(scroll)시키면 스크롤되는 그림의 크기와 스크롤 속도(이동속도)의 상관 관계에 따라 액정셀(Clc)에 동일 극성의 전압이 반복적으로 축적되어 직류화 잔상이 나타날 수 있다. 이러한 실예는 도 4와 같다. 도 4는 사선 패턴과 문자 패턴을 일정한 속도로 이동시킬 때 나타나는 직류화 잔상의 실험 결과를 보여주는 이미지이다.
액정표시장치는 표시화상에서 얼룩이 나타날 수 있다. 액정층에 동일 극성의 직류전압을 장시간 인가하면, 액정층 내의 불순물 이온들은 액정의 극성을 따라 나뉘어지게 되고, 액정셀 내에서 화소전극과 공통전극에서 서로 다른 극성의 이온들이 축적된다. 액정층에 직류전압이 장시간 인가되면, 이온들의 축적양이 증가하면서 배향막이 열화되며, 그 결과 액정의 배향특성이 열화된다. 이로 인하여, 액정표시장치에 직류전압이 장시간 인가되면 얼룩이 발생한다. 얼룩의 문제점을 개선하기 위하여, 유전율이 낮은 액정물질을 개발하거나 배향물질이나 배향방법을 개선하는 방법을 도모하고 있다. 그러나 이러한 방법은 재료 개발에 많은 시간과 비 용이 필요하며, 액정의 유전율을 낮게 하면 액정의 구동특성이 나빠지는 또 다른 문제점을 초래할 수 있다. 실험적으로 밝혀진 바에 의하면, 얼룩의 발현시점은 액정층 내에서 이온화되는 불순물이 많을수록, 그리고 가속 팩터가 클수록 빨라진다. 가속팩터는 온도, 시간, 액정의 직류화 등이다. 따라서, 얼룩은 온도가 높거나 동일 극성의 직류전압이 액정층에 인가되는 시간이 길수록 빨리 나타나고 그 정도도 심해진다. 얼룩은 같은 제조라인을 통해 제작된 패널들 사이에서도 불규칙한 형태로 나타나므로 새로운 재료 개발이나 공정의 개선 방법만으로 해결할 수 없고, 액정의 직류화를 억제하는 구동방법이 가장 효과적이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 직류화 잔상과 얼룩을 방지하여 표시품질을 높이도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 데이터라인, 상기 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인, 및 다수의 액정셀들을 가지는 액정표시패널; 제1 극성제어신호 그룹과 제2 극성제어신호 그룹에 응답하여 상기 데이터라인들에 공급되는 데이터전압의 극성을 반전시키는 데이터 구동회로; 상기 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 및 상기 극성제어신호를 발생하고 상기 데이터 구동회로와 상기 게이트 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 제1 극성제어신호 그룹과 제2 극성제어신호 그룹을 발생하는 단계; 상기 극성제어신호 그룹들에 응답하여 상기 데이터라인들에 공급되는 데이터전압의 극성을 반전시키는 단계; 및 상기 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 제1 및 제2 극성제어신호 그룹 각각은 위상이 서로 다른 다수의 극성제어신호들을 포함하고, 상기 제2 극성제어신호 그룹은 상기 제1 극성제어신호 그룹의 극성제어신호들 중 어느 하나를 제외한 극성제어신호들을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 N 프레임기간 주기로 일정한 규칙을 가지고 발생되는 다수의 극성제어신호들 중 어느 하나를 차단하는 대신, 그 이후에 발생될 극성제어신호를 발생하여 액정셀들을 제1 액정셀군과 제2 액정셀군으로 나누어 구동함으로써 직류화 잔상을 방지하고 N 프레임기간 주기로 모든 액정셀들을 제2 액정셀군만으로 동작시켜 액정의 유동성을 높여 얼룩을 방지할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정의 직류화를 억제하는 원리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5를 참조하면, 본 발명은 극성제어신호의 위상을 쉬프트시켜 제1 및 제2 액정셀군에 충전되는 데이터전압의 극성 반전시점을 어긋나게 제어한다. 본 발명의 액정표시장치는 2 프레임기간 동안 동일한 극성의 데이터전압이 공급되는 제1 액정셀군의 액정셀과, 2 프레임기간 동안 서로 다른 극성의 데이터전압들이 공급되는 제2 액정셀군의 액정셀이 이웃하게 된다. 제1 액정셀군의 액정셀과 제2 액정셀군의 액정셀의 위치는 매 프레임기간마다 바뀌되, M 개의 프레임기간 중에서 제N(N은 M 보다 작은 8 이상의 정수) 프레임기간에 모든 액정셀들이 제2 액정셀군으로 동작하여 이전 프레임에 충전하였던 데이터전압의 극성과는 상반된 극성의 데이터전압을 충전하다. 다시 말하여, 본 발명은 매 프레임마다 제1 액정셀군과 제2 액정셀군의 위치를 다르게 구동하고 N 프레임기간 주기로 모든 액정셀들에 충전되는 전압의 극성을 반전시켜 액정분자들의 유동성을 주기적으로 증가시킨다. 따라서, 본 발명은 입력 데이터가 장시간 동일한 영상 데이터로 유지되더라도 진류화 잔상을 방지할 있고 액정의 직류화를 억제하여 얼룩을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 액정셀에 기수 프레임기간 동안 높은 데이터전압이 공급되는 인터레이스 데이터를 액정표시장치에 표시한다고 할 때 본 발명은 제1 및 제2 액정셀군의 액정셀들에 2 프레임기간 주기로 극성이 반전되는 데이터전압을 공급한 다. 그러면, 박스 내의 파형과 같이 제N 프레임기간과 제N+1 프레임기간 동안 액정셀에 공급되는 정극성 데이터전압들과 제N+2 및 제N+3 프레임기간 동안 동일한 액정셀에 공급되는 부극성 데이터전압들이 중화되어 그 액정셀에 편향된 극성의 전압이 축적되지 않는다. 따라서, 본 발명의 액정표시장치는 인터레이스 데이터가 공급될 때 액정의 직류화를 억제하여 직류화 잔상과 얼룩을 방지할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(70), 타이밍 콘트롤러(71), 로직회로(72), 데이터 구동회로(73), 및 게이트 구동회로(74)를 구비한다.
액정표시패널(70)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널(70)의 하부 유리기판에는 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 n 개의 게이트라인들(G1 내지 Gn)이 교차된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 n 개의 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(70)에는 매트릭스 형태로 배치된 m×n 개의 액정셀들(Clc)을 포함한다. 액정셀들(Clc)은 제1 액정셀군과 제2 액정셀군을 포함한다. 액정표시패널(70)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(D1 내지 Dm), 게이트라인들(G1 내지 Gn), TFT, TFT에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다.
액정표시패널(70)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(70)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
타이밍 콘트롤러(71)는 디지털 비디오 데이터의 전송 주파수를 낮추기 위하여, 비디오 소스(75)로부터 입력되는 입력 디지털 비디오 데이터(RGB)를 기수 화소 데이터(RGBodd)와 우수 화소 데이터(RGBeven)로 분리하고 그 데이터들(RGBodd, RGBeven)을 6 개의 데이터버스를 통해 데이터 구동회로(73)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(71)는 비디오 소스(75)로부터 입력되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터 인에이블(Data Enable), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(73)와 게이트 구동회로(74) 및 로직회로(72)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 비디오 소스(75)는 시스템 보드 상에 실장되는 스케일러를 포함하여 외부 영상기기로로부 입력되는 비디오 데이터 또는 무선신호로 수신된 방송신호의 비디오 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 타이밍 콘트롤러(71)에 전송함과 동시에, 상기 타이밍신호들을 타이밍 콘트롤러(71)에 전송한다. 타이밍 콘트롤러(71)에 의해 생성되는 제어신호들은 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 소스 출력 인에이 블신호(Source Output Enable : SOE), 극성제어신호(Polarity : POL)를 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시한다. 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC)은 게이트 구동회로(74) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생된다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로(74)의 출력을 지시한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터가 표시될 1 수평라인에서 시작 화소를 지시한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(73) 내에서 데이터의 래치동작을 지시한다. 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable : SOE)는 데이터 구동회로(73)의 출력을 지시한다. 극성제어신호(POL)는 액정표시패널(70)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시한다. 극성제어신호(POL)는 1 수평기간 주기로 논리가 반전되는 1 도트 인버젼의 극성제어신호나 2 수평기간 주기로 논리가 반전되는 2 도트 인버젼의 극성제어신호 중 어느 한 형태로 발생된다. 이하의 실시예에서, 극성제어신호(POL)는 2 수평기간 주기로 논리가 반전되는 2 도트 인버젼의 극성제어신호로 발생된다.
로직회로(72)는 게이트 스타트 펄스(GSP)와 소스 출력 인에이블신호(SOE)를 입력받아 현재 표시되는 영상의 프레임과 라인을 판단하여 도 11, 도 13, 도 15, 및 도 17과 같이 4 프레임기간 동안 매 프레임마다 위상이 1 수평기간씩 쉬프트되는 극성제어신호그룹을 발생하고 그 극성제어신호그룹의 출력을 일정시간 반복한 후, 주기적으로 3 프레임기간 동안 그 전과 다른 극성제어신호그룹을 발생한다.
데이터 구동회로(73)는 타이밍 콘트롤러(71)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGBodd, RGBeven)를 래치하고 그 디지털 비디오 데이터(RGBodd, RGBeven)를 로직회로(72)로부터의 극성제어신호(POL)에 응답하여 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압을 발생하고 그 데이터전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다. 데이터 구동회로(73)는 로직회로(72)로부터의 극성제어신호(POL)에 응답하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다.
게이트 구동회로(74)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 이 게이트 구동회로(74)는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성되어 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 게이트펄스(또는 스캔펄스들)을 순차적으로 출력한다.
도 8 및 도 9는 로직회로(72)를 상세히 나타내는 회로도들이다.
도 8을 참조하면, 로직회로(72)는 프레임 카운터(81), 라인 카운터(82), 및 POL 발생회로(83)를 구비한다.
프레임 카운터(81)는 1 프레임기간 동안 1회 발생되고 1 프레임기간의 시작과 동시에 발생되는 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 액정표시패널(70)에 표시될 화상의 프레임 수를 지시하는 프레임 카운트 정보(Fcnt)를 출력한다.
라인 카운터(82)는 매 수평기간마다 데이터 구동회로(73)로부터 데이터전압의 출력시점을 지시하는 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 응답하여 액정표시패 널(70)에서 데이터가 표시될 행(또는 수평라인)을 지시하는 라인 카운트 정보(Lcnt)를 출력한다.
POL 발생회로(83)는 도 9와 같이 제1 POL 발생회로(91), 제2 POL 발생회로(92), 제1 및 제2 인버터(93, 94), 멀티플렉서(95), 및 프레임 콘트롤러(96)를 이용하여 도 11, 도 13, 도 15, 및 도 17과 같은 극성제어신호들을 발생한다.
제1 POL 발생회로(91)는 라인 카운터 정보(Lcnt)와 프레임 카운터 정보(Fcnt)에 따라 논리가 반전되는 제1 극성제어신호(POL#1)를 발생한다. 제1 극성제어신호(POL#1)는 수직으로 나란히 배치된 액정셀들이 수직 2 도트 인버젼 방식으로 극성이 반전되는 데이터전압을 충전하도록 2 수평기간 주기로 반전된다. 제1 인버터(93)는 제1 극성제어신호(POL#1)를 반전시켜 제1 극성제어신호(POL#1)의 역위상으로 제3 극성제어신호(POL#3)를 발생한다.
제2 POL 발생회로(92)는 라인 카운터 정보(Lcnt)와 프레임 카운터 정보(Fcnt)에 따라 논리가 반전되는 제2 극성제어신호(POL#2)를 발생한다. 제2 극성제어신호(POL#2)는 제1 극성제어신호(POL#1)의 위상이 대략 1 수평기간만큼 쉬프트된 위상으로 발생된다. 제2 인버터(94)는 제2 극성제어신호(POL#2)를 반전시켜 제2 극성제어신호(POL#2)의 역위상으로 제4 극성제어신호(POL#4)를 발생한다.
멀티플렉서(95)는 프레임 콘트롤러(96)의 제어 하에 4 프레임기간 동안 제1 극성제어신호(POL#1), 제2 극성제어신호(POL#2), 제3 극성제어신호(POL#3), 제4 극성제어신호(POL#4) 순으로 순차적으로 출력하되, 일정 시간이 경과한 후에 3 프레임기간 동안 4 개의 극성제어신호들 중 어느 하나의 출력을 차단하는 대신 그 이후 에 출력될 극성제어신호들을 미리 출력시킨다.
프레임 콘트롤러(96)는 라인 카운터 정보(Lcnt)와 프레임 카운터 정보(Fcnt)를 입력받아 현재 표시되는 영상의 프레임과 라인을 판단한다. 그리고 프레임 콘트롤러(96)는 프레임 및 라인의 판단결과 멀티플렉서(95)를 제어하기 위한 선택신호를 발생하여 멀티플렉서(95)를 제어한다. 이 프레임 콘트롤러(96)의 제어 하에 멀티플렉서(95)는 도 11, 도 13, 도 15 및 도 17과 같은 극성제어신호들을 발생한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 보여 주는 도면들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 액정셀들은 서로 이웃하게 배치된 제1 액정셀군의 액정셀과 제2 액정셀군의 액정셀을 포함한다. "+"는 정극성 데이터전압이 충전되는 액정셀들이며, "-"는 부극성 데이터전압의 액정셀들이다. 횡축은 프레임기간(시간)이고, 종축은 라인들(표시면)을 나타낸다.
로직회로(72)는 도 11과 같이 제1 극성제어신호 그룹(POL_FGDG1#1~FGDG1#4)을 순차적으로 출력한다. 제1 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG1#1)는 4 수평기간 동안 하이논리->하이논리->로우논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되며 이러한 논리반전 형태를 1 프레임기간 동안 반복한다. 제1 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG1#2)는 제1 극성제어신호(POL_FGDG1#1)에 비하여 1 수평기간만큼 위상차가 나도록 발생되며, 4 수평기간 동안 하이논리->로우논리->로우논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복한다. 제1 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG1#3)는 제1 극성제어신호(POL_FGDG1#1)의 역위상으로 발생되며, 4 수평기간 동안 로우논리->로우논리->하이논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복한다. 제1 극성제어신호 그룹의 제4 극성제어신호(POL_FGDG1#4)는 제2 극성제어신호(POL_FGDG1#2)의 역위상으로 발생되며, 4 수평기간 동안 로우논리->하이논리->하이논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복한다.
이어서, 로직회로(72)는 일정시간 동안 제1 극성제어신호 그룹(POL_FGDG1#1~FGDG1#4)의 출력을 반복한 후, 제N-3 내지 제N-1 프레임기간 동안 제1 극성제어신호 그룹(POL_FGDG1#1~FGDG1#4) 중에서 제4 극성제어신호(POL_FGDG1#4)가 없는 제2 극성제어신호 그룹(POL_FGDG2#1~FGDG2#3)을 순차적으로 출력한다. 제2 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG2#1)는 제1 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG1#1)와 동일한 위상으로 발생된다. 제2 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG2#2)는 제1 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG1#2)와 동일한 위상으로 발생된다. 제3 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG1#3)는 제1 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG1#3)와 동일한 위상으로 발생된다.
이어서, 로직회로(72)는 제N 내지 제2N-4 프레임기간 동안 제1 극성제어신호 그룹(POL_FGDG1#1~FGDG1#4)을 반복 출력한 후에, 제2N-3 내지 제2N-1 프레임기간 동안 제2 극성제어신호 그룹(POL_FGDG2#1~FGDG2#3)을 출력한다.
도 11과 같은 극성제어신호에 응답하여 데이터 구동회로(73)는 도 10과 같은 데이터전압을 출력한다. 그 결과, 액정셀들은 이전 프레임기간에 충전하였던 데이터전압과 동일한 데이터전압을 현재 프레임기간에 충전하는 제1 액정셀군과, 이전 프레임기간에 충전하였던 데이터전압과는 상반된 극성의 데이터전압을 충전하는 제2 액정셀군으로 나뉘어 동작한다. 제1 액정셀군과 제2 액정셀군의 N 프레임 주기로 나타나는 제N 및 제2N 프레임기간을 제외하면, 매 프레임마다 서로의 위치가 바뀌게 된다. 제N 및 제2N 프레임기간 동안 모든 액정셀들은 제2 액정셀군으로 동작한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 액정셀을 제1 및 제2 액정셀군으로 나누어 동작시켜 직류화 잔상을 줄일 수 있으며, N 프레임 주기로 모든 액정셀들에 공급되는 데이터전압의 극성을 반전시켜 액정분자들의 유동성을 증가시킴으로써 얼룩을 방지할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 보여 주는 도면들이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 로직회로(72)는 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)을 순차적으로 출력한다. 제3 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG3#1)는 4 수평기간 동안 하이논리->하이논리->로우논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되며 이를 1 프레임기간 동안 반복한다. 제3 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG3#2)는 제1 극성제어신호(POL_FGDG3#1)에 비하여 1 수평기간만큼 위상차가 나도록 발생되며, 4 수평기간 동안 로우논리->하 이논리->하이논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복한다. 제3 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG3#3)는 제1 극성제어신호(POL_FGDG3#1)의 역위상으로 발생되며, 4 수평기간 동안 로우논리->로우논리->하이논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복한다. 제3 극성제어신호 그룹의 제4 극성제어신호(POL_FGDG3#4)는 제2 극성제어신호(POL_FGDG3#2)의 역위상으로 발생되며, 4 수평기간 동안 하이논리->로우논리->로우논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복한다.
이어서, 로직회로(72)는 일정시간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)의 출력을 반복한 후, 제N-3 내지 제N-1 프레임기간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4) 중에서 제3 극성제어신호(POL_FGDG3#3)가 없는 제4 극성제어신호 그룹(POL_FGDG4#1~FGDG4#3)을 순차적으로 출력한다. 제4 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG4#1)는 제3 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG3#1)와 동일한 위상으로 발생된다. 제4 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG4#2)는 제3 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG3#2)와 동일한 위상으로 발생된다. 제4 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG4#3)는 제3 극성제어신호 그룹의 제4 극성제어신호(POL_FGDG3#4)와 동일한 위상으로 발생된다.
이어서, 로직회로(72)는 제N 내지 제2N-4 프레임기간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)을 반복 출력한 후에, 제2N-3 내지 제2N-1 프레임기간 동안 제4 극성제어신호 그룹(POL_FGDG4#1~FGDG4#3)을 출력한다.
도 13과 같은 극성제어신호에 응답하여 데이터 구동회로(73)는 도 12와 같은 데이터전압을 출력한다. 그 결과, 제1 액정셀군과 제2 액정셀군은 N 프레임 주기로 나타나는 제N-1 및 제2N-1 프레임기간을 제외하면, 매 프레임마다 서로의 위치가 바뀌게 된다. 제N-1 및 제2N-1 프레임기간 동안 모든 액정셀들은 제2 액정셀군으로 동작한다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 보여 주는 도면들이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 로직회로(72)는 전술한 제2 실시예와 같은 방법으로 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)을 순차적으로 출력한다.
이어서, 로직회로(72)는 일정시간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)의 출력을 반복한 후, 제N-3 내지 제N-1 프레임기간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4) 중에서 제2 극성제어신호(POL_FGDG3#2)가 없는 제5 극성제어신호 그룹(POL_FGDG5#1~FGDG5#3)을 순차적으로 출력한다. 제5 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG5#1)는 제3 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG3#1)와 동일한 위상으로 발생된다. 제5 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG5#2)는 제3 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG3#3)와 동일한 위상으로 발생된다. 제5 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG5#3)는 제3 극성제어신호 그룹의 제4 극성제어신호(POL_FGDG3#4)와 동일한 위상으로 발생된다.
이어서, 로직회로(72)는 제N 내지 제2N-4 프레임기간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)을 반복 출력한 후에, 제2N-3 내지 제2N-1 프레임기간 동안 제5 극성제어신호 그룹(POL_FGDG5#1~FGDG5#3)을 출력한다.
도 15와 같은 극성제어신호에 응답하여 데이터 구동회로(73)는 도 14와 같은 데이터전압을 출력한다. 그 결과, 제1 액정셀군과 제2 액정셀군은 N 프레임 주기로 나타나는 제N-2 및 제2N-2 프레임기간을 제외하면, 매 프레임마다 서로의 위치가 바뀌게 된다. 제N-2 및 제2N-2 프레임기간 동안 모든 액정셀들은 제2 액정셀군으로 동작한다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 보여 주는 도면들이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 로직회로(72)는 전술한 제2 및 제3 실시예와 같은 방법으로 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)을 순차적으로 출력한다.
이어서, 로직회로(72)는 일정시간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)의 출력을 반복한 후, 제N-3 내지 제N-1 프레임기간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4) 중에서 제1 극성제어신호(POL_FGDG3#1)가 없는 제6 극성제어신호 그룹(POL_FGDG6#1~FGDG6#3)을 순차적으로 출력한다. 제6 극성제어신호 그룹의 제1 극성제어신호(POL_FGDG6#1)는 제3 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG3#2)와 동일한 위상으로 발생된다. 제6 극성제어신호 그룹의 제2 극성제어신호(POL_FGDG6#2)는 제3 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG3#3)와 동일한 위상으로 발생된다. 제6 극성제어신호 그룹의 제3 극성제어신호(POL_FGDG5#3)는 제3 극성제어신호 그룹의 제4 극성제 어신호(POL_FGDG3#4)와 동일한 위상으로 발생된다.
이어서, 로직회로(72)는 제N 내지 제2N-4 프레임기간 동안 제3 극성제어신호 그룹(POL_FGDG3#1~FGDG3#4)을 반복 출력한 후에, 제2N-3 내지 제2N-1 프레임기간 동안 제6 극성제어신호 그룹(POL_FGDG6#1~FGDG6#3)을 출력한다.
도 17과 같은 극성제어신호에 응답하여 데이터 구동회로(73)는 도 16과 같은 데이터전압을 출력한다. 그 결과, 제1 액정셀군과 제2 액정셀군은 N 프레임 주기로 나타나는 제N-3 및 제2N-3 프레임기간을 제외하면, 매 프레임마다 서로의 위치가 바뀌게 된다. 제N-3 및 제2N-3 프레임기간 동안 모든 액정셀들은 제2 액정셀군으로 동작한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 액정표시장치의 액정셀을 보여 주는 등가 회로도.
도 2는 인터레이스 데이터의 일예를 보여 주는 파형도.
도 3은 인터레이스 데이터로 인한 직류화 잔상을 보여 주는 실험 결과 화면.
도 4는 스크롤 데이터로 인한 직류화 잔상을 보여 주는 실험 결과 화면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 적용할 때 스크롤 데이터에서 직류화잔상이 나타나지 않는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 6은 인터레이스 데이터에 대한 액정의 직류화 억제 효과를 보여 주는 파형도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도.
도 8은 도 7에 도시된 로직회로를 상세히 나타내는 블록도.
도 9는 도 8에 도시된 POL 발생회로를 상세히 나타내는 블록도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정셀들에 충전되는 데이터전압의 극성을 보여 주는 도면.
도 11은 도 10에 도시된 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 극성제어신호들을 보여 주는 파형도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정셀들에 충전되는 데이터전압의 극성을 보여 주는 도면.
도 13은 도 12에 도시된 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 극성제어신호들을 보여 주는 파형도.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정셀들에 충전되는 데이터전압의 극성을 보여 주는 도면.
도 15는 도 14에 도시된 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 극성제어신호들을 보여 주는 파형도.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정셀들에 충전되는 데이터전압의 극성을 보여 주는 도면.
도 17은 도 16에 도시된 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 극성제어신호들을 보여 주는 파형도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
70 : 액정표시패널 71 : 타이밍 콘트롤러
72 : 로직회로 73 : 데이터 구동회로
74 : 게이트 구동회로 81 : 프레임 카운터
82 : 라인 카운터 83, 91, 92 : POL 발생회로
93, 94 : 인버터
95 : 멀티플렉서

Claims (16)

  1. 다수의 데이터라인, 상기 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인, 및 다수의 액정셀들을 가지는 액정표시패널;
    제1 극성제어신호 그룹과 제2 극성제어신호 그룹에 응답하여 상기 데이터라인들에 공급되는 데이터전압의 극성을 반전시키는 데이터 구동회로;
    상기 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 및
    상기 극성제어신호를 발생하고 상기 데이터 구동회로와 상기 게이트 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비하고,
    상기 제1 및 제2 극성제어신호 그룹 각각은 위상이 서로 다른 다수의 극성제어신호들을 포함하고, 상기 제2 극성제어신호 그룹은 상기 제1 극성제어신호 그룹의 극성제어신호들 중 어느 하나를 제외한 극성제어신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정셀들은,
    이전 프레임기간에 충전하였던 데이터전압의 극성과 동일한 극성의 데이터전압을 충전하는 제1 액정셀군; 및
    상기 이전 프레임기간에 충전하였던 데이터전압의 극성과 반대 극성의 데이터전압을 충전하는 제2 액정셀군을 포함하고;
    상기 제1 및 제2 액정셀군은 일정 시간 동안 매 프레임기간 단위로 서로의 위치가 바뀌며 N 프레임기간 주기로 상기 액정셀들은 상기 제2 액정셀군만으로 동작하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 극성제어신호 그룹은,
    4 수평기간 동안 하이논리->하이논리->로우논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되며 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제1 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 하이논리->로우논리->로우논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제2 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->로우논리->하이논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제3 극성제어신호; 및
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->하이논리->하이논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제1 극성제어신호, 상기 제2 극성제어신호, 및 상기 제3 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 극성제어신호 그룹은,
    4 수평기간 동안 하이논리->하이논리->로우논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되며 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제1 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->하이논리->하이논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제2 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->로우논리->하이논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제3 극성제어신호; 및
    상기 4 수평기간 동안 하이논리->로우논리->로우논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제1 극성제어신호, 상기 제2 극성제어신호, 및 상기 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제1 극성제어신호, 상기 제3 극성제어신호, 및 상기 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제2 극성제어신호, 상기 제3 극성제어신호, 및 상기 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 다수의 데이터라인, 상기 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인, 및 다수의 액정셀들을 가지는 액정표시패널을 가지는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    제1 극성제어신호 그룹과 제2 극성제어신호 그룹을 발생하는 단계;
    상기 극성제어신호 그룹들에 응답하여 상기 데이터라인들에 공급되는 데이터전압의 극성을 반전시키는 단계; 및
    상기 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 극성제어신호 그룹 각각은 위상이 서로 다른 다수의 극성제어신호들을 포함하고, 상기 제2 극성제어신호 그룹은 상기 제1 극성제어신호 그룹의 극성제어신호들 중 어느 하나를 제외한 극성제어신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액정셀들은,
    이전 프레임기간에 충전하였던 데이터전압의 극성과 동일한 극성의 데이터전압을 충전하는 제1 액정셀군; 및
    상기 이전 프레임기간에 충전하였던 데이터전압의 극성과 반대 극성의 데이터전압을 충전하는 제2 액정셀군을 포함하고;
    상기 제1 및 제2 액정셀군은 일정 시간 동안 매 프레임기간 단위로 서로의 위치가 바뀌며 N 프레임기간 주기로 상기 액정셀들은 상기 제2 액정셀군만으로 동작하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 극성제어신호 그룹은,
    4 수평기간 동안 하이논리->하이논리->로우논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되며 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제1 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 하이논리->로우논리->로우논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제2 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->로우논리->하이논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제3 극성제어신호; 및
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->하이논리->하이논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제4 극성제어신호를 포함하는 것 을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제1 극성제어신호, 상기 제2 극성제어신호, 및 상기 제3 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 극성제어신호 그룹은,
    4 수평기간 동안 하이논리->하이논리->로우논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되며 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제1 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->하이논리->하이논리->로우논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제2 극성제어신호;
    상기 4 수평기간 동안 로우논리->로우논리->하이논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제3 극성제어신호; 및
    상기 4 수평기간 동안 하이논리->로우논리->로우논리->하이논리의 순서로 논리가 반전되고 이를 1 프레임기간 동안 반복하는 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제1 극성제어신호, 상기 제2 극성제어신호, 및 상기 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제1 극성제어신호, 상기 제3 극성제어신호, 및 상기 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 극성제어신호 그룹은,
    상기 제2 극성제어신호, 상기 제3 극성제어신호, 및 상기 제4 극성제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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