KR20120073793A

KR20120073793A - 액정표시장치와 그 구동방법

Info

Publication number: KR20120073793A
Application number: KR1020100135665A
Authority: KR
Inventors: 심다혜; 조영직
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-05
Also published as: KR101773611B1

Abstract

본 발명은 소비전력을 줄임과 아울러 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 동일한 데이터라인에 접속된 TFT들이 컬럼 방향을 따라 지그 재그로 배열된 액정표시패널; 상기 게이트라인들 중 기수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급한 후 우수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 및 상기 스캔펄스에 동기하여 컬럼 라인 단위로 극성이 반전되는 데이터를 상기 데이터라인들에 공급하는 데이터 구동회로를 구비한다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 표시품질을 높임과 아울러 소비전력을 줄이도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 각각의 액정셀마다 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 패씨브 매트릭스(Passive Matrix) 타입의 액정표시장치에 비하여 동영상을 표시할 때 더 선명한 화질로 영상을 표시할 수 있다.

이와 같은 액정표시장치는 직류 옵셋 성분을 감소시키고 액정의 열화를 줄이기 위하여, 도트 인버젼(dot inversion) 구동방식을 채용하여 수평 및 수직으로 이웃한 액정셀들 단위로 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터전압의 극성은 공통전압을 기준으로 결정된다. 정극성(+) 데이터전압은 공통전압보다 높은 범위 내에서 선택되며, 부극성(-) 데이터전압은 공통전압보다 낮은 범위 내에서 선택된다. 그런데, 이러한 도트 인버젼 구동방식에 의하는 경우, 동일 데이터라인에 인가되는 데이터전압이 매 수평기간마다 정극성(+)과 부극성(-) 사이에서 스윙되어야 하므로, 데이터 구동회로의 구동 주파수가 높아지고 소비전력이 높아지는 단점이 있다.

데이터 구동회로의 구동 주파수와 소비전력을 줄이기 위하여, 제트-인버젼 (z-inversion) 구동방식이 제안된 바 있다. 제트-인버젼 구동방식에서는, 도 1과 같이 각 TFT를 통해 데이터라인에 접속되는 액정셀들이 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에서는 그 데이터라인의 우측에 배치되고 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에서는 그 데이터라인의 좌측에 배치된다. 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에 위치하는 액정셀들은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 데이터라인들(D1 내지 D6)로부터 공급되는 데이터를 도 2와 같이 순차적으로 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 충전하게 되고, 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에 위치하는 액정셀들은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 데이터라인들(DL2 내지 D7)로부터 공급되는 데이터를 도 2와 같이 순차적으로 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 충전하게 된다. 기수 데이터라인들(D1,D3,D5,D7)에는 한 프레임 동안 계속해서 부극성(-) 데이터가 인가되고, 우수 데이터라인들(D2,D4,D6)에는 한 프레임 동안 계속해서 정극성(+) 데이터가 인가된다. 이러한 제트-인버젼 구동방식은 동일 데이터라인에 인가되는 데이터전압의 극성을 매 수평기간마다 스윙시키지 않으면서도 도트 인버젼 형태로 액정셀들의 극성을 제어할 수 있다.

제트-인버젼 구동방식은 같은 데이터라인에 인가되는 데이터전압의 극성을 한 프레임동안 일정하게 유지시키므로, 데이터 구동회로의 구동 주파수와 소비전력을 크게 줄일 수 있게 된다. 하지만, 제트-인버젼 구동방식은 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta)와 같은 혼색 구현시 충전 불량으로 인한 미세 가로선이 발생되는 치명적인 문제점을 가진다.

도 1과 같이 적색(R) 액정셀들 및 녹색(G) 액정셀들을 점등시키고 청색(B) 액정셀들을 소등시켜 옐로우(yellow)를 구현하는 경우를 일 예로 하여 혼색 미세 가로선이 발생되는 것을 설명하면 다음과 같다. 여기서, '액정셀들을 점등' 시킨다는 것은 액정셀들을 화이트 계조의 데이터전압으로 충전한다는 의미이고, '액정셀들을 소등' 시킨다는 것은 액정셀들을 블랙 계조의 데이터전압으로 충전한다는 의미이다.

옐로우(yellow) 구현시, 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에서는 녹색(G) 액정셀들이 강충전 되는데 반해 적색(R) 액정셀들이 약충전되고, 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에서는 적색(R) 액정셀들이 강충전되는 데 반해 녹색(G) 액정셀들이 약충전된다.

자신과 함께 동일 데이터라인에 접속되며 자신보다 바로 앞서서 충전되는 상부 이웃한 액정셀이 화이트 계조의 데이터전압으로 충전될 때, 적색(R) 액정셀(또는, 녹색(G) 액정셀)은 강충전된다. 예컨대, 제2 데이터라인(D2)에 지그 재그(zig zag)로 접속된 적색(R) 액정셀과 녹색(G) 액정셀은 순차 스캐닝 방식에 맞춰 1 수평기간 단위로 화이트 계조의 정극성(+) 데이터전압을 순차적으로 충전한다. 이때, 제2 데이터라인(D2)에는 순차 스캐닝 방식에 맞춰 화이트 계조의 정극성(+) 데이터전압이 연속해서 인가된다. 따라서, 제2 데이터라인(D2) 상의 충전 전위 변동은 매우 작으며, 그 결과 제2 데이터라인(D2)에 지그 재그(zig zag)로 접속된 적색(R) 액정셀과 녹색(G) 액정셀은 강하게 충전될 수 있는 것이다.

반면, 자신과 함께 동일 데이터라인에 접속되며 자신보다 바로 앞서서 충전되는 상부 이웃한 액정셀이 블랙 계조의 데이터전압으로 충전될 때, 적색(R) 액정셀(또는, 녹색(G) 액정셀)은 약충전된다.

예컨대, 제3 데이터라인(D3)에 지그 재그(zig zag)로 접속된 청색(B) 액정셀과 녹색(G) 액정셀은, 순차 스캐닝 방식에 맞춰 1 수평기간 단위로 청색(B) 액정셀이 블랙 계조의 부극성(-) 데이터전압을, 녹색(G) 액정셀이 화이트 계조의 부극성(-) 데이터전압을 순차적으로 충전한다. 이때, 제3 데이터라인(D3)에는 순차 스캐닝 방식에 맞춰 블랙 계조의 부극성(-) 데이터전압과 화이트 계조의 부극성(-) 데이터전압이 교번적으로 인가된다. 교번적으로 인가되는 블랙 및 화이트 계조의 데이터전압으로 인해 제3 데이터라인(D3) 상의 충전 전위 변동은 상대적으로 크다. 이 때문에, 청색(B) 액정셀에 뒤이어 녹색(G) 액정셀을 충전시키기 위해 제3 데이터라인(D3)에 화이트 계조의 데이터전압이 인가될 때, 제3 데이터라인(D3)에 충전 딜레이가 발생된다. 이러한 충전 딜레이로 인해 녹색(G) 액정셀은 약충전되게 된다.

또한, 제4 데이터라인(D4)에 지그 재그(zig zag)로 접속된 적색(R) 액정셀과 청색(B) 액정셀은, 순차 스캐닝 방식에 맞춰 1 수평기간 단위로 적색(R) 액정셀이 화이트 계조의 정극성(+) 데이터전압을, 청색(B) 액정셀이 블랙 계조의 정극성(+) 데이터전압을 순차적으로 충전한다. 이때, 제4 데이터라인(D4)에는 순차 스캐닝 방식에 맞춰 화이트 계조의 정극성(+) 데이터전압과 블랙 계조의 정극성(+) 데이터전압이 교번적으로 인가된다. 교번적으로 인가되는 화이트 및 블랙 계조의 데이터전압으로 인해 제4 데이터라인(D4) 상의 충전 전위 변동은 상대적으로 크다. 이 때문에, 청색(B) 액정셀에 뒤이어 적색(R) 액정셀을 충전시키기 위해 제4 데이터라인(D4)에 화이트 계조의 데이터전압이 인가될 때, 제4 데이터라인(D4)에 충전 딜레이가 발생된다. 이러한 충전 딜레이로 인해 적색(R) 액정셀은 약충전되게 된다.

기수 수평라인에서 약충전되는 액정셀과 우수 수평라인에서 약충전되는 액정셀이 달라지면, 수평라인 단위로 옐로우(yellow) 색에 차이가 발생된다. 이러한 차이는 도 3과 같이 미세 가로선 형태로 인지되어 표시품질을 저하시키는 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 데이터 구동회로의 구동 주파수와 소비전력을 줄이면서도 표시품질을 높일 수 있도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 동일한 데이터라인에 접속된 TFT들이 컬럼 방향을 따라 지그 재그로 배열된 액정표시패널; 상기 게이트라인들 중 기수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급한 후 우수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 및 상기 스캔펄스에 동기하여 컬럼 라인 단위로 극성이 반전되는 데이터를 상기 데이터라인들에 공급하는 데이터 구동회로를 구비한다.

상기 TFT들을 통해 상기 데이터라인에 접속되는 액정셀들은, 기수 수평라인에서 상기 데이터라인의 우측에 배치되고, 우수 수평라인에서 상기 데이터라인의 좌측에 배치된다.

상기 액정표시패널에서, 수평 및 수직으로 이웃한 액정셀들 간에는 데이터의 충전 극성이 서로 반전된다.

상기 게이트 구동회로는, 상기 게이트라인들에 의해 정의되는 스캔 영역을 n(n은 2이상의 양의 정수)개로 분할하고, 각 스캔 영역에서의 스캔 동작을 1/n 프레임 내에서 완성한다.

상기 스캔 영역이 2개로 분할되는 경우 상기 게이트 구동회로는, 1/2 프레임 내에서 제1 스캔 영역의 기수 게이트라인들을 순차 구동한 후 상기 제1 스캔 영역의 우수 게이트라인들을 순차 구동하고; 상기 제1 스캔 영역의 우수 게이트라인들에 대한 순차 구동에 이어, 2/2 프레임 내에서 제2 스캔 영역의 기수 게이트라인들을 순차 구동한 후 상기 제2 스캔 영역의 우수 게이트라인들을 순차 구동한다.

본 발명의 실시예에 따라 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 동일한 데이터라인에 접속된 TFT들이 컬럼 방향을 따라 지그 재그로 배열된 액정표시패널을 포함한 액정표시장치의 구동방법은, 상기 게이트라인들 중 기수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급한 후 우수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급하는 단계; 및 상기 스캔펄스에 동기하여 컬럼 라인 단위로 극성이 반전되는 데이터를 상기 데이터라인들에 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 제트 인버젼 구동방식과 인터레이스 스캔방식을 동시에 채용하여 데이터 구동회로의 구동 주파수와 소비전력을 줄이면서도, 제트 인버젼 구동방식에서의 특유 문제점인 혼색 미세 가로선을 인터레이스 스캔방식으로 해결하고, 인터레이스 스캔방식에서의 특유 문제점을 제트 인버젼 구동방식으로 해결함으로써 표시품질을 획기적으로 높일 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 제트 인버젼 구동방식을 설명하기 위한 도면들.
도 3은 혼색 미세 가로선의 일 예를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 도면.
도 5는 데이터 구동회로의 구동 주파수와 소비전력을 줄이기 위해 제트-인버젼 방식으로 구동되는 액정셀들을 보여주는 도면.
도 6은 혼색 미세 가로선을 제거하기 위해 인터레이스 방식으로 공급되는 스캔펄스를 보여주는 도면.
도 7은 스캔 영역을 다수로 분할하고 인터레이스 방식의 스캔펄스를 순차 공급하는 예를 보여주는 도면.
도 8 내지 도 10은 인터레이스 스캔방식 특유의 라인 딤을 설명하기 위한 도면.

이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 타이밍 콘트롤러(11), 데이터 구동회로(12), 및 게이트 구동회로(13)를 구비한다.

액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판과, 이들 사이에 형성된 액정층을 구비한다. 이 액정표시패널(10)에는 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차 구조로 마련된 화소 영역마다 매트릭스 형태로 다수의 액정셀들(Clc)이 배치된다.

액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL), 다수의 게이트라인들(GL), TFT들, TFT들 각각에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극들(1), 화소전극들(1)과 대향하는 공통전극(2) 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다. 액정표시패널(10)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(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

타이밍 콘트롤러(11)는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터 인에이블신호(DE), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(DDC,GDC)을 발생한다.

데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)는 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(12) 내에서 데이터의 래치동작을 제어하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 데이터 구동회로(12)의 출력을 제어하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정표시패널(10)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 제어하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다.

게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 구동회로(13) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생되는 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 및 게이트 구동회로(13)의 출력을 제어하는 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다.

타이밍 콘트롤러(11)는 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 액정표시패널(10)의 해상도에 맞게 정렬하여 데이터 구동회로(12)에 공급한다.

데이터 구동회로(12)는 다수의 데이터 드라이브 IC들을 포함한다. 데이터 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다.

데이터 구동회로(12)는 데이터 제어신호(DDC)를 참조하여 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 기수 수평기간에 입력 그대로 유지하고 우수 수평기간에 우측으로 한 채널씩 쉬프트시킨다. 그리고 데이터 구동회로(12)는 유지 및 쉬프트되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치하고 이 래치된 데이터를 극성제어신호(POL)를 참조로 정극성 데이터전압 또는 부극성 데이터전압으로 변환한다. 데이터 구동회로(12)는 데이터라인들(DL)에 공급되는 데이터전압의 극성을 컬럼 라인 단위로 반전시킴과 아울러 프레임 단위로 반전시킨다. 데이터 구동회로(12)에 의해 극성이 반전된 데이터전압은 스캔펄스에 동기되어 데이터라인들(DL)에 순차적으로 공급된다.

게이트 구동회로(13)는 다수의 게이트 드라이브 IC들을 포함한다. 게이트 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 출력 버퍼등을 구비한다. 게이트 구동회로(13)는 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 스캔펄스들을 도 6과 같이 인터레이스(interlace) 방식으로 게이트라인들(GL)에 공급하여 데이터전압이 인가될 수평라인을 선택한다.

도 5는 데이터 구동회로(12)의 구동 주파수와 소비전력을 줄이기 위해 제트-인버젼 방식으로 구동되는 액정셀들을 보여준다. 도 6은 혼색 미세 가로선을 제거하기 위해 인터레이스 방식으로 공급되는 스캔펄스를 보여준다. 도 7은 스캔 영역을 다수로 분할하고 인터레이스 방식의 스캔펄스를 순차 공급하는 예를 보여준다.

도 5를 참조하면, 본 발명은 컬럼 라인 단위로 반전되는 데이터 구동회로(12)의 출력을 이용하여 도트 인버젼 형태로 액정셀들의 극성을 제어하기 위해 제트-인버젼 구동방식을 채용한다.

도 5를 참조하면, 각 TFT를 통해 데이터라인에 접속되는 액정셀들이 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에서는 그 데이터라인의 우측에 배치되고 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에서는 그 데이터라인의 좌측에 배치된다. TFT들은 스캔펄스에 응답하여 턴-온 됨으로써 데이터라인들(D1 내지 D7) 상의 데이터를 액정셀에 공급하게 된다. 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에서 TFT들은 액정셀의 좌측 데이터라인(D1 내지 D6)과 기수 게이트라인들(G1,G3,G5)의 교차부에 위치하며, 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에서 TFT들은 액정셀의 우측 데이터라인(D2 내지 D7)과 우수 게이트라인들(G2,G4,G6)의 교차부에 위치한다. TFT들의 게이트전극은 게이트라인들(G1 내지 G6)에 접속된다. 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에 위치한 TFT들의 소스전극들은 좌측 데이터라인들(D1 내지 D6)에 접속되고, 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에 위치한 TFT들의 소스전극들은 우측 데이터라인들(D2 내지 D7)에 접속된다. 그리고 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 액정셀들의 화소전극들에 접속되고, 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 액정셀들의 화소전극들에 접속된다. 결과적으로, 동일한 데이터라인에 접속된 TFT들은 컬럼 방향을 따라 지그재그(zig-zag)로 배열된다. 또한, 동일한 컬럼 라인에 포함된 TFT들은 좌우로 인접한 두 개의 데이터라인들 사이에서 지그재그로 배열된다.

따라서, 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에 위치하는 액정셀들은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 데이터라인들(D1 내지 D6)로부터 공급되는 데이터를 도 6과 같이 인터레이스 방식으로 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 충전하게 되고, 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에 위치하는 액정셀들은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 데이터라인들(D2 내지 D7)로부터 공급되는 데이터를 도 6과 같이 인터레이스 방식으로 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 충전하게 된다.

기수 데이터라인들(D1,D3,D5,D7)에는 한 프레임 동안 계속해서 부극성(-) 데이터가 인가되고, 우수 데이터라인들(D2,D4,D6)에는 한 프레임 동안 계속해서 정극성(+) 데이터가 인가된다. 이러한 제트-인버젼 구동방식은 동일 데이터라인에 인가되는 데이터전압의 극성을 매 수평기간마다 스윙시키지 않으면서도 도트 인버젼 형태로 액정셀들의 극성을 제어할 수 있다. 데이터 구동회로에서 동일 출력 채널을 통해 출력되는 데이터전압의 극성은 한 프레임 동안 일정하게 유지되므로, 데이터 구동회로의 구동 주파수와 소비전력을 크게 줄어든다.

본 발명은 상기와 같은 제트-인버젼 구동방식에서 혼색 구현시 충전 불량으로 인한 미세 가로선이 발생되는 문제점을 해결하기 위해, 인터레이스 스캔방식으로 게이트라인들(G1 내지 G6)을 구동한다. 이를 위해, 게이트 구동회로는 도 6과 같이 기수 게이트라인들(G1,G3,G5)에 순차적으로 스캔펄스(SP)를 공급한 후에, 우수 게이트라인들(G2,G4,G6)에 순차적으로 스캔펄스(SP)를 공급한다.

혼색은, 적색(R) 데이터와 녹색(G) 데이터로 구현되는 옐로우(yellow), 녹색(G) 데이터와 청색(B) 데이터로 구현되는 시안(cyan), 적색(R) 데이터와 청색(B) 데이터로 구현되는 마젠타(magenta)를 들 수 있다. 이 중, 도 5와 같이 적색(R) 액정셀들 및 녹색(G) 액정셀들을 점등시키고 청색(B) 액정셀들을 소등시켜 옐로우(yellow)를 구현하는 경우를 일 예로 하여 혼색 미세 가로선이 방지되는 것을 설명하면 다음과 같다. 여기서, '액정셀들을 점등' 시킨다는 것은 액정셀들을 화이트 계조의 데이터전압으로 충전한다는 의미이고, '액정셀들을 소등' 시킨다는 것은 액정셀들을 블랙 계조의 데이터전압으로 충전한다는 의미이다.

종래 기술에서 설명했듯이, 옐로우(yellow) 구현시의 미세 가로선은 기수 수평라인(HL#1,HL#3,HL#5)에서 적색(R) 액정셀들이 약충전되고, 우수 수평라인(HL#2,HL#4,HL#6)에서 녹색(G) 액정셀들이 약충전되었기 때문에 발생하였다. 일부 액정셀들이 약충전되는 가장 근본적인 이유는 블랙 계조의 데이터전압과 화이트 계조의 데이터전압이 1 수평기간을 주기로 교번적으로 공급되게 하는 순차 스캐닝 방식에 있다. 예컨대, 순차 스캐닝 방식에 동기하여 데이터를 공급하면, 제3 데이터라인(D3)에 접속된 녹색(G) 액정셀들은 제3 데이터라인(D3)의 충전 딜레이로 인해 약충전될 수밖에 없다. 충전 딜레이는 제3 데이터라인(D3)의 충전 전위가 직전 수평 기간의 블랙 계조 레벨에서 현재 수평 기간의 화이트 계조 레벨로 빠르게 변화되지 못하여 발생된다. 마찬가지로 순차 스캐닝 방식에 동기하여 데이터를 공급하면, 제4 데이터라인(D4)에 접속된 적색(R) 액정셀들은 제4 데이터라인(D4)의 충전 딜레이로 인해 약충전될 수밖에 없다. 충전 딜레이는 제4 데이터라인(D4)의 충전 전위가 직전 수평 기간의 블랙 계조 레벨에서 현재 수평 기간의 화이트 계조 레벨로 빠르게 변화되지 못하여 발생된다.

본 발명과 같은 인터레이스 스캔방식에 의하면, 블랙 계조의 데이터전압이 모두 공급되고 난 후 화이트 계조의 데이터전압이 공급되거나 또는, 화이트 계조의 데이터전압이 모두 공급되고 난 후 블랙 계조의 데이터전압이 공급되기 때문에, 상기와 같은 데이터라인 상에서의 충전 딜레이 현상은 획기적으로 줄어든다. 예컨대, 제3 데이터라인(D3)에 접속된 액정셀들 중에서, 청색(B) 액정셀들이 기수 게이트라인들(G1,G3,G5)에 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 순차적으로 블랙 계조의 데이터전압으로 먼저 충전된 이후에, 녹색(G) 액정셀들이 우수 게이트라인들(G2,G4,G6)에 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 순차적으로 화이트 계조의 데이터전압으로 충전된다. 또한, 제4 데이터라인(D4)에 접속된 액정셀들 중에서, 청색(B) 액정셀들이 우수 게이트라인들(G2,G4,G6)에 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 순차적으로 블랙 계조의 데이터전압으로 충전되기에 앞서, 적색(R) 액정셀들이 기수 게이트라인들(G1,G3,G5)에 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 순차적으로 화이트 계조의 데이터전압으로 먼저 충전된다.

한편, 인터레이스 스캔방식에서는, 액정표시패널의 해상도가 증가할수록(즉, 게이트라인의 개수가 많아질수록) 기수 또는 우수 게이트라인의 구동 주기가 길어지게 된다. 그런데, 상기 구동 주기가 길어질수록 인접한 게이트라인들 간 충전시간 차로 인해 MPRT(moving picture response time) 특성이 나빠지게 된다. 따라서, 본 발명은 도 7과 같이 게이트라인들에 의해 정의되는 스캔 영역을 n(n은 2이상의 양의 정수)개로 분할하고, 각 스캔 영역에서의 스캔 동작을 1/n 프레임 내에서 완성한다. 예를 들어, 도 7과 같이 스캔 영역(G1 내지 G1080)을 4개의 영역(AR#1 내지 AR#4)으로 분할한 경우, 게이트 구동회로는 1/4 프레임 내에서 제1 영역(AR#1)의 기수 게이트라인들을 순차 구동(이하, 기수 스캔)한 후 제1 영역(AR#1)의 우수 게이트라인들을 순차 구동(이하, 우수 스캔)한다. 게이트 구동회로는 제1 영역(AR#1)에 대한 우수 스캔에 이어 2/4 프레임 내에서 제2 영역(AR#2)을 기수 스캔한 후 우수 스캔한다. 게이트 구동회로는 제2 영역(AR#2)에 대한 우수 스캔에 이어 3/4 프레임 내에서 제3 영역(AR#3)을 기수 스캔한 후 우수 스캔한다. 게이트 구동회로는 제3 영역(AR#3)에 대한 우수 스캔에 이어 4/4 프레임 내에서 제4 영역(AR#4)을 기수 스캔한 후 우수 스캔한다.

한편, 본 발명과 같이 제트 인버젼 구동방식에 인터레이스 스캔방식을 적용하면, 도 8 내지 도 10에서 보여지는 인터레이스 스캔방식 특유의 라인 딤(line dim)을 제거할 수 있는 부수적인 효과가 있다.

도 8과 같이 도트 인버젼 방식으로 구동되는 노멀한 액정셀 접속 구성에 도 9와 같은 인터레이스 스캔방식을 적용하면, 도 10과 같이 기수 스캔이 완료된 이후에 우수 스캔이 시작되는 수평라인(HL#2)에서 극성 변화로 인한 충전 불량이 발생된다.

즉, 제1, 제3 및 제5 데이터라인(D1,D3,D5)은 각각, 제1, 제3 및 제5 게이트라인(G1,G3,G5)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 부극성(-)의 데이터전압을 충전한 후, 제2, 제4 및 제6 게이트라인(G2,G4,G6)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 정극성(+)의 데이터전압을 충전한다. 따라서, 제2 게이트라인(G2)으로부터의 스캔펄스(SP)에 동기하여 데이터전압의 극성이 바뀌는 시점에서 제1, 제3 및 제5 데이터라인(D1,D3,D5)에 충전 딜레이가 발생된다. 그 결과, 제2 게이트라인(G2)과 제1, 제3 및 제5 데이터라인(D1,D3,D5) 사이에 접속된 제2 수평라인(HL#2)의 액정셀들은 약충전되게 된다.

또한, 제2, 제4 및 제6 데이터라인(D2,D4,D6)은 각각, 제1, 제3 및 제5 게이트라인(G1,G3,G5)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 정극성(+)의 데이터전압을 충전한 후, 제2, 제4 및 제6 게이트라인(G2,G4,G6)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 부극성(-)의 데이터전압을 충전한다. 따라서, 제2 게이트라인(G2)으로부터의 스캔펄스(SP)에 동기하여 데이터전압의 극성이 바뀌는 시점에서 제2, 제4 및 제6 데이터라인(D2,D4,D6)에 충전 딜레이가 발생된다. 그 결과, 제2 게이트라인(G2)과 제2, 제4 및 제6 데이터라인(D2,D4,D6) 사이에 접속된 제2 수평라인(HL#2)의 액정셀들은 약충전되게 된다.

하지만, 본 발명에 따르면 도 5에 도시된 것처럼, 동일한 데이터라인을 기준으로 기수 스캔시의 데이터 극성과 우수 스캔시의 데이터 극성이 동일하게 되므로, 상기와 같이 우수 스캔이 시작되는 수평라인에서의 충전 불량은 미연에 방지되게 된다.

즉, 제1, 제3 및 제5 데이터라인(D1,D3,D5)은 각각, 제1, 제3 및 제5 게이트라인(G1,G3,G5)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 부극성(-)의 데이터전압을 충전한 후, 제2, 제4 및 제6 게이트라인(G2,G4,G6)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 여전히 부극성(-)의 데이터전압을 충전한다. 따라서, 제1, 제3 및 제5 데이터라인(D1,D3,D5)에는 충전 딜레이가 발생되지 않으며 그 결과, 제2 게이트라인(G2)과 제1, 제3 및 제5 데이터라인(D1,D3,D5) 사이에 접속된 제2 수평라인(HL#2)의 액정셀들이 약충전되는 일은 없다.

또한, 제2, 제4 및 제6 데이터라인(D2,D4,D6)은 각각, 제1, 제3 및 제5 게이트라인(G1,G3,G5)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 정극성(+)의 데이터전압을 충전한 후, 제2, 제4 및 제6 게이트라인(G2,G4,G6)으로부터 인가되는 스캔펄스(SP)에 동기하여 여전히 정극성(+)의 데이터전압을 충전한다. 따라서, 제2, 제4 및 제6 데이터라인(D2,D4,D6)에 충전 딜레이가 발생되지 않으며 그 결과, 제2 게이트라인(G2)과 제2, 제4 및 제6 데이터라인(D2,D4,D6) 사이에 접속된 제2 수평라인(HL#2)의 액정셀들이 약충전되는 일은 없다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 제트 인버젼 구동방식과 인터레이스 스캔방식을 동시에 채용하여 데이터 구동회로의 구동 주파수와 소비전력을 줄이면서도, 제트 인버젼 구동방식에서의 특유 문제점인 혼색 미세 가로선을 인터레이스 스캔방식으로 해결하고, 인터레이스 스캔방식에서의 특유 문제점을 제트 인버젼 구동방식으로 해결함으로써 표시품질을 획기적으로 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 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.

10 : 액정표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로

Claims

데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 동일한 데이터라인에 접속된 TFT들이 컬럼 방향을 따라 지그 재그로 배열된 액정표시패널;
상기 게이트라인들 중 기수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급한 후 우수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 및
상기 스캔펄스에 동기하여 컬럼 라인 단위로 극성이 반전되는 데이터를 상기 데이터라인들에 공급하는 데이터 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 TFT들을 통해 상기 데이터라인에 접속되는 액정셀들은, 기수 수평라인에서 상기 데이터라인의 우측에 배치되고, 우수 수평라인에서 상기 데이터라인의 좌측에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액정표시패널에서, 수평 및 수직으로 이웃한 액정셀들 간에는 데이터의 충전 극성이 서로 반전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트 구동회로는,
상기 게이트라인들에 의해 정의되는 스캔 영역을 n(n은 2이상의 양의 정수)개로 분할하고, 각 스캔 영역에서의 스캔 동작을 1/n 프레임 내에서 완성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 스캔 영역이 2개로 분할되는 경우 상기 게이트 구동회로는,
1/2 프레임 내에서 제1 스캔 영역의 기수 게이트라인들을 순차 구동한 후 상기 제1 스캔 영역의 우수 게이트라인들을 순차 구동하고;
상기 제1 스캔 영역의 우수 게이트라인들에 대한 순차 구동에 이어, 2/2 프레임 내에서 제2 스캔 영역의 기수 게이트라인들을 순차 구동한 후 상기 제2 스캔 영역의 우수 게이트라인들을 순차 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 동일한 데이터라인에 접속된 TFT들이 컬럼 방향을 따라 지그 재그로 배열된 액정표시패널을 포함한 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
상기 게이트라인들 중 기수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급한 후 우수 게이트라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급하는 단계; 및
상기 스캔펄스에 동기하여 컬럼 라인 단위로 극성이 반전되는 데이터를 상기 데이터라인들에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 6 항에 있어서,
상기 액정표시패널에서, 수평 및 수직으로 이웃한 액정셀들 간에는 데이터의 충전 극성이 서로 반전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 6 항에 있어서,
상기 스캔펄스를 공급하는 단계는,
상기 게이트라인들에 의해 정의되는 스캔 영역을 n(n은 2이상의 양의 정수)개로 분할하고, 각 스캔 영역에서의 스캔 동작을 1/n 프레임 내에서 완성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 8 항에 있어서,
상기 스캔 영역이 2개로 분할되는 경우 상기 스캔펄스를 공급하는 단계는,
1/2 프레임 내에서 제1 스캔 영역의 기수 게이트라인들을 순차 구동한 후 상기 제1 스캔 영역의 우수 게이트라인들을 순차 구동하는 단계; 및
상기 제1 스캔 영역의 우수 게이트라인들에 대한 순차 구동에 이어, 2/2 프레임 내에서 제2 스캔 영역의 기수 게이트라인들을 순차 구동한 후 상기 제2 스캔 영역의 우수 게이트라인들을 순차 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.