KR100514080B1 - 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

액정의 고속 응답을 위한 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법이 개시된다. 데이터 계조 신호 보정부는 데이터 계조 소스로부터 계조 신호를 수신하고, 이전 프레임의 계조 신호와 현재 프레임의 계조 신호와 다음 프레임의 계조 신호를 비교하여 현재 프레임에 대응하는 보정 계조 신호를 출력하며, 데이터 드라이버는 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압으로 바꾸어 화상 신호를 액정 표시 패널의 데이터 라인에 출력하고, 게이트 드라이버는 스캔 신호를 순차적으로 액정 표시 장치의 게이트 라인에 공급한다. 이에 따라, 현재 프레임의 계조 신호가 인가됨에 따라 이전 프레임의 계조 신호와 다음 프레임의 계조 신호를 비교하여 보정된 계조 신호를 현재 프레임에 인가하므로써 액정의 응답 속도를 고속화시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정의 고속 응답을 위한 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(LCD)는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고 상기 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 스위칭 소자로 이용한 액정 표시 장치가 주로 이용되고 있다.
최근에는 액정 표시 장치가 컴퓨터용 모니터뿐만 아니라 텔레비전까지 그 영역을 확대하여 사용됨에 따라 동화상을 구현할 필요가 증가하게 되었다. 그러나, 종전의 액정 표시 장치는 응답속도가 느리기 때문에 동화상을 구현하기 어렵다는 단점이 있었다. 이러한 응답속도 문제를 개선하기 위해 종래에는 OCB(Optically Compensated Band) 모드를 사용하거나, 강유전성 액정(FLC; Ferro-Electric Liquid Crystal) 물질을 사용하는 액정 표시 장치를 사용하였다.
그러나, 이와 같은 OCB 모드나 FLC를 사용하기 위해서는 액정 표시 장치의 패널 구조를 바꾸어야 하는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술과 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보상된 데이터 전압을 인가하여 액정의 응답 속도를 고속화하기 위한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 액정 표시 장치의 구동 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치는, 데이터 계조 소스로부터 원시 계조 신호를 매 프레임마다 순차적으로 수신하며, (n-2)번째 프레임에 수신된 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호와 (n-1)번째 프레임에 수신된 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호 및 n번째 프레임에 수신된 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임에 수신된 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부와, 상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버와, 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버, 및 상기 게이트 드라이버로부터 상기 스캔 신호을 수신하여 상기 스캔 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과 상기 데이터 드라이버로 부터 상기 화상신호를 수신하여 상기 화상 신호를 전달하는 다수의 데이터 라인과 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 구비하는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 제 1 기판, 상기 제 1기판과 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 및 2 기판 사이에 개재된 액정층을 갖는 액정 표시 패널을 포함하여 이루어진다.또한 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 표시장치는 데이터 계조 소스로부터 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 수신하고, 상기 수신된 n번째 프레임의 상기 원시 계조 신호와 저장된 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호를 비교하여 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부와, 상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버와 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버, 및 상기 게이트 드라이버로부터 상기 스캔 신호을 수신하여 상기 스캔 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과, 상기 데이터 드라이버로 부터 상기 화상신호를 수신하여 상기 화상 신호를 전달하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 구비하는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 제 1 기판, 상기 제 1기판과 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 및 2 기판 사이에 개재된 액정층을 갖는 액정 표시 패널을 포함하여 이루어진다.또한, 상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치로서, 데이터 계조 소스로부터 원시 계조 신호를 매 프레임마다 순차적으로 수신하며, (n-2)번째 프레임에 수신된 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호와 (n-1)번째 프레임에 수신된 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호 및 n번째 프레임에 수신된 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임에 수신된 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부와, 상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버, 및 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버를 포함하여 이루어진다.또한, 상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 또다른 액정 표시 장치의 구동 장치는, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치로서,데이터 계조 소스로부터 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 수신하고, 상기 수신된 n번째 프레임의 상기 원시 계조 신호와 저장된 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호를 비교하여 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부와, 상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버, 및 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버를 포함하여 구성된다.또한, 상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 게이트 라인에 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계와, 화상 신호 소스로부터 원시 화상 신호를 순차적으로 수신하고, (n-2)번째 프레임에 수신된 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호와 (n-1)번째 프레임에 수신된 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호 및 n번째 프레임에 수신된 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임에 수신된 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 출력하는 단계, 및 생성된 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함한다.또한, 상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 게이트 라인에 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계와, 데이터 계조 소스로부터 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 수신하고, 상기 수신된 n번째 프레임의 상기 원시 계조 신호와 저장된 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호를 비교하여 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호를 출력하는 단계와, 상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제2 보정 계조 신호와 동일한 n번째 프레임의 제1 보정계조 신호를 수신하여 저장하는 단계, 및 생성된 보정 화상 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함한다.
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이러한 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법에 의하면, 현재 프레임의 계조 신호가 인가됨에 따라 이전 프레임의 계조 신호와 다음 프레임의 계조 신호를 비교하여 보정된 계조 신호를 현재 프레임에 인가하므로써 액정의 응답 속도를 고속화시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
일반적으로 액정 표시 장치는 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과 이 게이트 라인에 교차하여 형성되며 데이터 전압을 전달하는 데이터 라인을 포함한다. 또한 액정 표시 장치는 이들 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 게이트 라인 및 데이터 라인과 스위칭 소자를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 화소를 포함한다.
상기 액정 표시 장치에서 각 화소는 액정을 유전체로서 갖는 캐패시터 즉, 액정 캐패시터로 모델링할 수 있는데, 이러한 액정 표시 장치에서의 각 화소의 등가회로는 도 1과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치의 각 화소는 데이터 라인(Dp)과 게이트 라인(Gg)에 각각 소스 전극과 게이트 전극이 연결되는 TFT(10)와 TFT의 드레인 전극과 공통전압(Vcom) 사이에 연결되는 액정 캐패시터(Cl)와 TFT의 드레인 전극에 연결되는 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.
동작시, 게이트 라인(Gg)에 게이트 온 신호가 인가되어 TFT(10)가 턴-온되면, 데이터 라인에 공급된 데이터 전압(Vd)이 TFT(10)를 통해 각 화소 전극(도시하지 않음)에 인가된다. 그러면, 화소 전극에 인가되는 화소 전압(Vp)과 공통 전압(Vcom)의 차이에 해당하는 전계가 액정(도 1에서는 등가적으로 액정 캐패시터로 나타내었음)에 인가되어 이 전계의 세기에 대응하는 투과율로 빛이 투과되도록 한다. 이때, 화소 전압(Vp)은 1 프레임 동안 유지되어야 하는데, 도 1에서 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소 전극에 인가된 화소 전압(Vp)을 유지하기 위해 보조적으로 사용된다.
한편, 액정은 이방성 유전율을 갖기 때문에, 액정의 방향에 따라 유전율이 다른 특성이 있다. 즉, 전압이 인가됨에 따라 액정의 방향자가 변하면 유전율도 따라서 변하고 이에 따라 액정 캐패시터의 커패시턴스(이하에서는 이를 액정 커패시턴스라 한다.)도 변하게 된다. 일단 TFT가 온되는 구간동안 액정 캐패시터에 전하를 공급한 후, TFT가 오프 상태로 되는데, Q=CV이므로 상기 액정 커패시턴스가 변하면 액정에 걸리는 화소 전압(Vp)도 또한 변하게 된다.
노멀리 화이트 모드(Normally white mode) TN(twisted Nematics) 액정 표시 장치를 예를 들면, 화소에 공급되는 화소 전압이 0V인 경우에는 액정 분자가 기판에 평행한 방향으로 배열되어 있으므로 액정 커패시턴스는 C(0V)=ε┴ A/d가 된다. 여기서, ε┴는 액정 분자가 기판에 평행한 방향으로 배열된 경우 즉, 액정 분자가 빛의 방향과 수직한 방향으로 배열된 경우의 유전율을 나타내며, A와 d는 각각 액정 표시 장치 기판의 면적과 기판 사이의 거리를 나타낸다. 풀-블랙(full black)을 구현하기 위한 전압이 5V라 하면 액정에 5V가 인가되는 경우 액정 분자가 기판에 수직한 방향으로 배열되므로 액정 커패시턴스는 C(5V)= ε┴ A/d가 된다. TN 모드에 사용되는 액정의 경우에는 ε∥- ε┴ 〉0 이므로 액정에 인가되는 화소 전압이 높아질수록 액정 커패시턴스가 더 커지게 된다.
n 번째 프레임에서 풀-블랙을 만들기 위해 TFT가 충전시켜야 하는 전하량은 C(5V)×V이다. 그러나, 바로 전 프레임인 n-1 번째 프레임에서 풀-화이트(Vn-1= 0V)였다고 가정하면 TFT의 턴-온 시간 동안에는 액정이 미처 응답하기 전이므로 액정 커패시턴스는 C(0V)가 된다. 따라서, 풀-블랙을 만들기 위해 n 번째 프레임에서 5V의 데이터 전압(Vd)을 인가하더라도 실제 화소에 충전되는 전하량은 C(0V)×5V가 되고, C(0V)〈 C(5V)이므로 액정에 실제 공급되는 화소 전압(Vp)은 5V에 못 미치게 되는 화소 전압(예를 들어 3.5V)이 인가되어 풀-블랙이 구현되지 않는다.
또한, 다음 프레임인 n+1 번째 프레임에서 풀-블랙을 구현하기 위해 데이터 전압(Vd)을 5V로 인가한 경우에는 액정에 충전되는 전하량은 C(3.5V)×5V가 되고, 결국 액정에 공급되는 전압(Vp)은 3.5V와 5V 사이가 된다. 이와 같은 과정을 되풀이하면 결국 몇 프레임 후에 화소 전압(Vp)이 원하는 전압에 도달하게 된다.
이를 계조의 관점에서 설명하면, 임의의 화소에 인가되는 신호(화소전압)가 낮은 계조에서 높은 계조로(또는 높은 계조에서 낮은 계조로) 바뀌는 경우, 현재 프레임의 계조는 이전 프레임의 계조의 영향을 받기 때문에 바로 원하는 계조에 도달하지 못하고, 몇 프레임이 경과된 후에야 비로소 원하는 계조에 도달하게 된다. 마찬가지로, 현재 프레임의 화소의 투과율은 이전 프레임의 화소의 투과율의 영향을 받아 몇 프레임의 경과된 후에야 원하는 투과율을 얻을 수 있다.
한편, n-1 프레임이 풀-블랙이고 즉, 화소 전압(Vp)이 5V이고, n 프레임에서 풀-블랙을 구현하기 위해 5V의 데이터 전압이 인가되었다고 하면, 액정 커패시턴스는 C(5V)이므로 화소에는 C(5V)×5V에 해당하는 전하량이 충전되고 이에 따라 액정의 화소 전압(Vp)은 5V가 된다.
이와 같이, 액정에 실제 공급되는 화소 전압(Vp)은 현재 프레임에 공급되는 데이터 전압뿐만 아니라 이전 프레임의 화소 전압(Vp)에 의해서도 결정된다.
도 2는 종래의 구동방식으로 인가되는 경우의 데이터 전압 및 화소 전압을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래에는 이전 프레임의 화소 전압(Vp)을 비교하지 않고, 목표 화소 전압(Vw)에 해당하는 데이터 전압(Vd)을 매 프레임마다 인가하였다. 따라서, 실제 액정에 인가되는 화소 전압(Vp)은 앞서 설명한 바와 같이, 이전 프레임의 화소 전압에 대응하는 액정 커패시턴스에 의해 목표 화소 전압 보다 낮게 또는 높게 된다. 따라서, 몇 프레임이 지난 후에야 비로소 목표 화소 전압에 도달하게 된다.
도 3은 이와 같은 종래의 구동 방법에 따른 액정 표시 장치의 투과율을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 종래에는 앞서 설명한 바와 같이 실제 화소 전압이 목표 화소 전압 보다 낮게 되기 때문에 액정의 응답시간이 1프레임 이내인 경우에도 몇 프레임이 지난 후에야 비로소 목표 투과율에 도달하게 된다.
하지만, 본 발명에서는 현재 프레임의 화상 신호(Pn)가 입력됨에 따라 이전 프레임의 화상 신호(Pn-1)와 다음 프레임의 화상 신호(Pn+1)와의 비교를 통해 다음과 같은 보정 신호(Pn')를 생성한 후, 보정된 화상 신호(Pn')를 각 화소에 인가한다. 여기서, 화상 신호(Pn)는 액정 표시 장치가 아날로그 구동 방식을 채용하는 경우에는 데이터 전압을 의미하나, 디지털 구동 방식을 채용하는 경우에는 상기 데이터 전압을 제어하기 위하여 이진화된 계조 신호(또는 계조 데이터)를 사용하므로 실제 화소에 인가되는 전압의 보정은 상기 계조 신호의 보정을 통해서 이루어진다.
첫째, 현재 프레임의 화상 신호(데이터 전압 또는 계조 신호)가 이전 프레임의 화상 신호와 같거나 유사하면 보정을 행하지 않는다.
둘째, 현재 프레임의 계조 신호가 이전 프레임의 계조 신호보다 높은 경우에는 현재 프레임의 계조 신호보다 더 높은 보정된 계조 신호를 출력하고, 현재 프레임의 계조 신호가 이전 프레임의 계조 신호보다 낮은 경우에는 현재 프레임의 계조 신호 보다 더 낮은 보정된 계조 신호를 출력한다. 이때, 보정이 이루어지는 정도는 현재 프레임의 계조 신호와 이전 프레임의 계조 신호와 다음 프레임의 계조 신호의 차에 비례한다.
이하에서는 일반적인 데이터 전압 보정 방법을 개략적으로 설명한다.
도 4는 액정 표시 장치의 전압-유전율간의 관계를 간단하게 모델링한 도면이다.
도 4에서, 가로축은 화소 전압이며, 세로 축은 특정 화소 전압에서의 유전율(ε(v))과 액정이 기판에 평행한 방향으로 배열된 경우 즉, 액정이 빛의 투과 방향과 수직한 경우의 유전율(ε┴)의 비를 나타낸다.
도 4에서는, ε(v)/ε┴의 최대값 즉, ε(v)/ε┴을 3이라 가정하였고, Vth와 Vmax를 각각 1V, 4V로 가정하였다. 여기서, Vth와 Vmax는 각각 풀-화이트 및 풀-블랙(또는 그 반대)에 해당하는 화소 전압을 나타낸다.
스토리지 캐패시터의 커패시턴스(이하에서는 이를 스토리지 커패시턴스라 한다.)가 액정 커패시턴스의 평균값〈Cl〉와 같다고 하고, 화소전극의 넓이 및 화소전극과 공통전극 사이의 거리를 각각 A와 d라 하면, 스토리지 커패시턴스 Cst는 다음의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
여기서, Co = εㅗ A/d 이다.
도 4로부터, ε(v)/εㅗ는 다음의 수학식 2로 나타낼 수 있다.
화소의 총 커패시턴스 C(V)는 액정 커패시턴스와 스토리지 커패시턴스의 합이므로, 화소의 커패시턴스는 C(V)는 수학식 1 및 2로부터 다음의 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
화소에 인가되는 전하량 Q는 보존되므로, 다음의 수학식 4가 성립한다.
여기서, Vn은 현재 프레임에 인가될 데이터 전압(반전 구동식의 경우에는 데이터 전압의 절대값)을 나타내며, C(Vn-1)는 이전 프레임(n-1 프레임)의 화소 전압에 대응하는 커패시턴스를 나타내며, C(Vf)는 현재 프레임(n 프레임)의 실제 화소 전압(Vf)에 대응하는 커패시턴스를 나타낸다.
수학식 3 및 수학식 4로부터 다음의 수학식 5가 유도될 수 있다.
따라서, 실제 화소 전압 Vf는 다음의 수학식 6으로 나타낼 수 있다.
상기한 수학식 6으로부터 명확히 알 수 있듯이, 실제 화소 전압 Vf는 현재 프레임에 인가된 데이터 전압(Vn)과 이전 프레임에 인가된 화소 전압(Vn-1)에 의해서 결정된다.
한편, n 프레임에서 화소 전압이 목표 화소 전압(Vn)에 도달하도록 하기 위해 인가되는 데이터 전압을 Vn'라고 하면, Vn'는 수학식 5로부터 하기하는 수학식 7로 나타낼 수 있다.
따라서, Vn'는 하기하는 수학식 8로 나타낼 수 있다.
이와 같이, 현재 프레임의 목표 화소 전압(Vn)과 이전 프레임의 화소 전압(Vn-1)을 비교하여 상기 수학식 8에 의해 구해지는 데이터 전압(Vn')을 인가하면, 목표로 하는 화소 전압(Vn)에 바로 도달할 수 있다.
위의 수학식 8은 도 4에 도시한 도면 및 몇몇 기본 가정으로부터 유도된 식이며, 일반적인 액정 표시 장치에서 적용되는 데이터 전압 Vn'는 다음의 수학식 9로 나타낼 수 있다.
| V_n '| =| V_n | +f(| V_n |-| V_n-1 |)
여기서, 함수 f는 액정 표시 장치의 특성에 의해 결정되며, 기본적으로 다음의 성질을 갖는다. 즉, Vn의 절대값과 Vn-1의 절대값이 같은 경우에 상기 f는 0이 되며, Vn의 절대값이 Vn-1의 절대값보다 큰 경우 상기 f는 0 보다 크고, Vn의 절대값이 Vn-1의 절대값보다 작은 경우 상기 f는 0 보다 작다.
상기한 기술들을 근거로 하여, 액정의 응답 속도를 고속화하기 위해 현재 프레임의 목표 화소 전압과 이전 프레임의 화소 전압을 비교하여 보정 데이터 전압을 인가하므로써, 화소 전압이 바로 목표 전압에 도달하도록 한다. 구체적으로, 현재 프레임의 목표 전압과 이전 프레임의 화소 전압이 다른 경우에는 현재 프레임의 목표 전압보다 더 높은 전압을 보정된 데이터 전압으로서 인가하여 첫 번째 프레임에서 바로 목표 전압 레벨에 도달하도록 한 후 이후의 프레임에서는 목표 전압을 데이터 전압으로 인가하는 방식을 통해 액정의 응답 속도를 개선할 수 있다. 이때, 보정 데이터 전압(즉, 전하량)은 이전 프레임의 화소 전압에 의해 결정되는 액정 캐패시턴스를 비교하여 결정한다. 즉, 이전 프레임의 화소 전압 레벨을 비교하여 전하량을 공급하므로써 첫 번째 프레임에서 바로 목표 화소 전압 레벨에 도달하도록 한다.
하지만, 통상적으로 수직 배향 모드의 액정을 채용하는 액정 표시 장치에서는 계조가 변화할 때 목표치 전압보다 높은 전압을 한 프레임 동안 인가하여 액정을 강제로 빠르게 구동하더라도 블랙 계조에서 화이트 계조로 변할 때의 액정의 응답 속도를 고속화하는데 한계가 있다.
특히, 화소 전극(또는 투명 전극)에 개구 패턴을 형성하고, 프린지 필드(fringe field)를 형성하여 액정의 기우는 방향을 4방향으로 고르게 분산시켜 광시야각을 확보할 수 있는 패턴화된 수직 배향(Patterned Vertical Alignment, 이하 PVA) 모드를 채용하는 액정 표시 장치의 경우에는 응답 속도를 고속화하는데 한계가 있다.
하기하는 표 1은 32인치의 해상도와 상기 수직 배향 모드의 일례인 PVA 모드를 채용하는 액정 표시 장치에서 측정한 데이터로서, 각 계조간 응답 속도를 나타낸다.
변화후 계조
0[%] 25[%] 50[%] 75[%] 100[%]
변화전계조 0[%] - 11.8[msec] 10.8[msec] 9.2[msec] 15.6[msec]
25[%] 5.8[msec] - 10.4[msec] 8.2[msec] 9.0[msec]
50[%] 5.8[msec] 9.6[msec] - 7.2[msec] 7.6[msec]
75[%] 6.2[msec] 9.4[msec] 8.6[msec] - 4.6[msec]
100[%] 7.0[msec] 9.6[msec] 9.0[msec] 7.0[msec] -
상기한 표 1에서 보는 바와 같이, 대부분의 계조 변환시 10[msec] 이하의 양호한 응답 속도를 나타내는 반면, 0%에서 100%의 계조로 변환시, 즉 블랙 계조에서 화이트 계조로 변할 때의 응답속도는 15.6[msec]임을 확인할 수 있다.
이처럼, PVA 모드의 액정을 채용하는 액정 표시 장치에서 블랙 계조에서 화이트 계조로 화소를 턴-온시킬 때 응답 속도가 느린 이유는 다음과 같다.
통상적으로 상기 PVA 모드에서는 블랙 계조에서 액정, 구체적으로 액정의 장축이 모두 수직으로 서 있다. 만일 블랙 상태에서 화이트 상태로 급변하도록 제어하는 강한 전압이 인가되면, 액정 표시 장치에 구비되는 컬러 필터 기판이나 어레이 기판에 형성된 ITO 패턴이나 돌기 등에 의해 특정 방향으로 액정이 눕는다. 이때 도메인 경계로부터 먼 부분에 위치하는 액정은 정확히 제방향을 못 찾고, 원치않는 다른 방향으로 눕게 된다. 이러한 이유로 인해 다시 액정이 제자리를 찾는데 시간이 소요되므로 응답속도가 느리다.
도 5a는 액정 동작시 시간에 따른 투과율 특성을 나타낸 도면이고, 도 5b는 PVA 모드에서 블랙 전압에 따른 액정 온 시간(Ton)과 액정 오프 시간(Toff)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기한 PVA 모드에서 블랙 계조에 대응하는 전압(이하 블랙 전압)이 높아질수록 폴링 시간(Toff, Falling Time)은 느려지지만, 라이징 시간(Ton, Rising Time)은 빨라진다. 그 이유는 상기 블랙 전압이 높아지면 액정이 수직 상태가 아닌 조금씩 누워 ITO 패턴이 유도하는 방향으로 선경사각을 가진 경사 배열 상태가 되기 때문이다. 이때 화이트 계조에 대응하는 전압(이하, 화이트 전압)이 인가되면 액정은 빠르게 제방향으로 누우면서 응답속도가 빨라진다.
이것을 이용하여 응답 속도를 빠르게 하는 것이 본 발명에 따른 액정의 고속 응답을 위한 구동 방법이다. 그러나 상기 블랙 전압을 무작정 높일 수 없다. 왜냐하면, 상기 블랙 전압을 높이면 액정 오프 시간(Toff)이 느려질 뿐 아니라, 시야각이 좁아지고, 콘트라스트 비율도 감소하기 때문이다.
본 발명에 따른 액정의 고속 응답을 위한 구동 방법은 하기하는 도 6과 같이 블랙 계조에서 화이트 계조로 변할 때, 변화하기 전 한 프레임 전에 미리 일정 레벨의 전압, 예를들어, 2 내지 3.5볼트 내외의 전압을 인가하여 액정을 프리틸트(pretilt)시킨 후 다음 프레임에서 화이트 계조로 변하면 블랙 계조에서 화이트 계조로 가는 응답 속도는 빨라지게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 데이터 전압 인가방법을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 n번째 프레임의 목표 화소 전압과 (n-1)번째 프레임의 화소 전압(또는 데이터 전압) 및 (n+1)번째 프레임의 화소 전압을 비교한후, 그 결과에 따라 보정된 보정 데이터 전압(Vn')을 인가하여, 현재 프레임의 화소 전압(Vp)이 바로 목표 전압에 도달하도록 한다.
보다 상세히 설명하면, n번째 프레임에서 블랙 계조에서 화이트 계조로 변할 때, 화이트 계조로 변환하기 한 프레임 전, 즉 (n-1)번째 프레임에 상기 블랙 계조보다는 높은 프리틸트 전압을 인가하여 미리 액정을 프리틸트시킨다. 예컨데, 블랙 전압은 0.5 내지 1.5V인 경우, 상기 프리틸트 전압은 대략 2 내지 3.5V인 것이 바람직하다. 또한, 풀-계조가 256 계조인 경우, 0 내지 50 그레이에 해당되면 상기 블랙 계조에 대응되고, 200 내지 255 그레이에 해당되면 상기 화이트 계조에 대응된다. 물론 설계자에 의해 상기한 블랙 계조나 화이트 계조의 범위는 임의로 설정이 가능하다. 또한, 상기 프리틸트시키는 전압 역시, 그레이와는 무관하게 설정된 블랙 계조에 일괄적으로 대응되도록 설정될 수도 있고, 각각의 그레이에 대응하도록 서로 다른 값을 갖도록 설정될 수도 있다.
즉 n번째 프레임에서 화이트 계조로 변하면 블랙 계조에서 화이트 계조로 변환하는 응답 속도를 고속화시킬 수 있다.
구체적으로, (n-2)번째 프레임이 블랙 계조이고, n번째 프레임이 화이트 계조 혹은 밝은 계조이면, (n-1)번재 프레임에 대응하는 신호가 블랙 계조이더라도 (n-1)번째 프레임에는 블랙 계조가 아닌 블랙 계조보다 높은 프리틸트 신호를 인가한다. 그리고나서 n번째 프레임에는 실제 화소전압(Vp)보다 높은 보정 계조 전압(Vd)를 인가하여, 보다 신속하게 화이트 계조에 도달할 수 있다.
이처럼, 계조 신호가 블랙 계조에서 화이트 계조로 변화할 때 프리틸트 발생을 위한 보정 계조 신호(즉, 프리틸트 신호)와 오버슈트 발생을 위한 보정 계조 신호(Vd)를 출력하므로써 액정의 응답 속도를 고속화시킬 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면으로, 특히 디지털 구동 방법을 갖는 액정 표시 장치를 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300) 및 데이터 계조 신호 보정부(400)를 포함한다. 여기서, 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300) 및 데이터 계조 신호 보정부(400)는 그래픽 콘트롤러와 같은 외부의 호스트로부터 제공되는 화상 신호를 액정 표시 패널(100)에 적응하도록 변환하여 출력하는 액정 표시 장치의 구동 장치로서 동작을 수행한다.
액정 표시 패널(100)에는 게이트 온 신호를 전달하기 위한 다수의 게이트 라인(주사 라인 또는 스캔 라인)이 형성되어 있으며, 보정된 데이터 전압을 전달하기 위한 데이터 라인(또는 소오스 라인)이 형성되어 있다. 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역은 각각 화소를 이루며, 각 화소는 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 각각 게이트 전극 및 소스 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(110)와, 상기 박막 트랜지스터(110)의 드레인 전극에 연결되는 액정 캐패시터(Cl)와, 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.
특히, 액정 표시 패널은 수직 배향(VA, Vertical Alignment) 모드를 채용할 수도 있고, 패턴화된 수직 배향(PVA, Patterned Vertical Alignment) 모드를 채용할 수도 있으며, 혼재된 수직 배향(MVA, Mixed Vertical Alignment) 모드를 채용할 수도 있다.
게이트 드라이버(200)는 상기 게이트 라인에 순차적으로 게이트 온 전압(S1, S2, S3, ..., Sn)을 인가하여, 상기 게이트 온 전압이 인가된 게이트 라인에 게이트 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(110)를 턴-온시킨다.
데이터 드라이버(300)는 데이터 계조 신호 보정부(400)로부터 수신된 보정 계조 신호(Gn'-1)를 해당 계조 전압(데이터 전압)으로 변경한 데이터 신호(D1, D2, ..., Dm)를 각각 데이터 라인에 인가한다.
데이터 계조 신호 보정부(400)는 데이터 계조 신호 소스, 예를들어 그래픽 콘트롤러(미도시)로부터 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)를 수신한 후, 앞서 설명한 바와 같이 (n-1)번째 프레임, (n-2)번째 프레임 및 n번째 프레임의 데이터 계조 신호를 비교하여 보정 데이터 계조 신호(Gn'-1)을 출력한다.
예를들어 설명하면, (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2), (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1) 및 새로이 수신된 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 동일한 경우에 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 보정되지 않는다. (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 및 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)가 블랙 계조에 대응하고, n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 화이트 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 액정들이 예비적으로 프리틸트 될 수 있도록 약간 높은 전압인 프리틸트 전압으로 보정된다. (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 가 블랙 계조에 대응하고, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1) 및 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 화이트 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 상기 화이트 계조전압보다 높은 오버슈트 전압으로 보정된다. 추가적으로, (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 및 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1)가 화이트 계조에 대응하고, n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 블랙 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 액정들이 예비적으로 프리틸트 될 수 있도록 약간 낮은 전압인 프리틸트 전압으로 보정될 수 있다. 또한 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신소(Gn-2)가 화이트 계조에 대응하고, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1) 및 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 블랙 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 상기 블랙 계조보다 낮은 언더슈트 전압으로 보정될 수 있다. 이 경우, n번째 프레임에 대응하는 화상 신호를 입력받아서 (n-1)번째 프레임에 대응하는 화상신호를 출력하게 된다. 그러나 하나의 프레임은 매우 짧은 시간이므로 인식되지 않는다.
한편, 도면상에서는 데이터 계조 신호 보정부(400)가 스탠드 얼론(Stand-alone) 유닛으로 존재하는 것을 도시하였으나, 그래픽 카드나 액정 표시 모듈, 타이밍 콘트롤러, 데이터 드라이버 등에 통합되도록 구현할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 데이터 전압을 보정하고, 보정된 데이터 전압을 화소에 인가함으로써 화소 전압이 바로 목표 전압 레벨에 도달할 수 있도록 한다. 따라서, 액정 표시 패널의 구조를 변경하거나, 액정의 물성을 변경하지 않더라도 액정의 응답 속도를 개선시킬 수 있어 동화상 등을 유용하게 디스플레이할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 계조 신호 보정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 계조 신호 보정부(400)는 합성기(410), 제1 프레임 메모리(412), 제2 프레임 메모리(414), 컨트롤러(416), 데이터 계조 신호 변환기(418) 및 분리기(420)를 포함하여, n번째 프레임의 원시 계조 신호(Gn)를 제공받아 (n-1)번째 프레임에 대응하는 보정 계조 신호(G'n-1)를 출력한다.
합성기(410)는 데이터 계조 신호 소스(미도시)로부터 전송되는 n번째 프레임의 원시 계조 신호(Gn)를 수신하여, 데이터 계조 신호 보정부(400)가 처리할 수 있는 속도로 데이터 스트림의 주파수를 변환한다. 예컨대, 상기 데이터 계조 신호 소스로부터 24 비트의 데이터가 65[MHz] 주파수에 동기하여 수신되고, 데이터 계조 신호 보정부(400)의 구성 요소들의 처리 속도가 50[MHz]가 한계라고 하면, 합성기(410)는 24 비트의 원시 계조 신호를 2개씩 묶어 48 비트의 계조 신호(Gn)로 합성하여 제1 프레임 메모리(412) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)로 전송한다.
제1 프레임 메모리(412)는 콘트롤러(416)로부터 제공되는 어드레스 클럭(A) 및 리드 클럭(R)에 응답하여 기저장된 (n-1)번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)를 데이터 계조 신호 변환기(418) 및 제2 프레임 메모리(414)에 출력하고, 콘트롤러(416)로부터 제공되는 어드레스 클럭(A) 및 라이트 클럭(W)에 응답하여 합성기(410)로부터 제공되는 n번째 프레임의 계조 신호(Gn)를 저장한다.
제2 프레임 메모리(414)는 콘트롤러(416)로부터 제공되는 어드레스 클럭(A) 및 리드 클럭(R)에 응답하여 소정 어드레스에 저장되어 있는 (n-2)번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)를 데이터 계조 신호 변환기(418)에 출력하고, 콘트롤러(416)로부터 제공되는 어드레스 클럭(A) 및 라이트 클럭(W)에 응답하여 제1 프레임 메모리(412)로부터 제공되는 (n-1)번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)를 저장한다.
데이터 계조 신호 변환기(418)는 콘트롤러(416)로부터 제공되는 리드 클럭(R)에 응답하여 합성기(410)로부터 출력되는 n번째 프레임의 계조 신호(Gn)와, 제1 프레임 메모리(412)로부터 출력되는 (n-1)번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)와, 제2 프레임 메모리(414)로부터 출력되는 (n-2)번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)를 각각 수신하고, n번째 프레임의 계조 신호(Gn)와 (n-1)번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)와 (n-2)번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)를 비교하여 보정 계조 신호(G'n-1)를 생성한다. 따라서, n번째 프레임의 계조 신호(Gn)가 입력될때, (n-1)번째 프레임의 계조신호(Gn-1)이 보정되어 출력되므로 1프레임씩 지연되어 출력되게 된다. 데이터 계조 신호 변환기(418)는 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2), (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1) 및 새로이 수신된 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 동일한 경우에 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)를 보정없이 분리기(420)에 인가한다. 또한, 데이터 계조 신호 변환기(418)는 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 및 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)가 블랙 계조에 대응하고, n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 화이트 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 액정들이 예비적으로 프리틸트 될 수 있도록 약간 높은 전압인 프리틸트 전압으로 보정하여 분리기(420)에 인가한다. 또한, 데이터 계조 신호 변환기(418)는 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 가 블랙 계조에 대응하고, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1) 및 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 화이트 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 상기 화이트 계조전압보다 높은 오버슈트 전압으로 보정하여 분리기(420)에 인가한다. 선택적으로, 또한, 데이터 계조 신호 변환기(418)는 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 및 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1)가 화이트 계조에 대응하고, n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 블랙 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 액정들이 예비적으로 프리틸트 될 수 있도록 약간 낮은 전압인 프리틸트 전압으로 보정하여 분리기(420)에 인가할 수 있다. 또한 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신소(Gn-2)가 화이트 계조에 대응하고, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1) 및 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 블랙 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 상기 블랙 계조보다 낮은 언더슈트 전압으로 보정하여 분리기(420)에 인가할 수 있다. 오버슈트(또는 언더슈트) 전압의 크기는 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 예컨데, 오버슈트(또는 언더슈트) 전압의 크기는 목표 전압치에 소정의 비율을 곱해서 결정될 수 있고, 소정의 전압을 더하거나 빼서 결정될 수도 있다.
분리기(420)는 데이터 계조 신호 변환기(418)로부터 출력되는 보정 계조 신호(G'n-1)를 분리하고, 분리된 계조 신호(G'n-1)를 데이터 드라이버(300)에 출력한다. 예를들어, 보정된 데이터 계조 신호(G'n-1)가 48비트를 갖는다면 분리된 계조 신호(G'n-1)는 24 비트를 갖는다.
이상에서는 상기 데이터 계조 신호에 동기하는 클록 주파수가 제1 및 제2 프레임 메모리(412, 414)를 액세스하는 클록 주파수와 상이하기 때문에, 상기 데이터 계조 신호를 합성 및 분리하는 합성기(410) 및 분리기(420)가 필요하였다. 하지만, 상기 데이터 계조 신호에 동기하는 클록 주파수와 제1 및 제2 프레임 메모리(412, 414)를 액세스하는 클록 주파수가 동일한 경우에는 상기한 합성기와 분리기는 불필요하다.
한편, 상기한 데이터 계조 신호 변환기(418)는 앞서 설명한 수학식 9를 만족하는 디지털 회로를 직접 제조하여 사용할 수 있고, 룩업 테이블(Look-up table)을 작성하여 ROM(Read Only Memory)에 저장한 후 액세스하여 계조 신호를 보정할 수도 있다. 실제로 보정 데이터 전압(Vn')는 단순히 이전 프레임의 데이터 전압(Vn-1)과 현재 프레임의 데이터 전압(Vn)의 차에만 비례하는 것이 아니고 상술한 바와 같이 각각의 절대값에도 의존하는 복잡한 함수이므로 상기한 룩업 테이블을 구성하면 연산처리에 의존하는 것보다 회로가 훨씬 간단하게 된다는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따라 데이터 전압을 보정하기 위해서는 실제로 쓰이는 그레이 스케일 범위보다 더 넓은 다이내믹 레인지를 가져야 하는데, 아날로그 회로에서는 고전압 IC(integrated circuit)를 사용함으로써 해결할 수 있지만 디지털 방식에서는 나눌 수 있는 계조 수가 한정되어 있다. 예를들어, 6비트 계조의 경우 64개의 계조 레벨 중 일부분은 실제의 계조 표시가 아닌 변조된 전압을 위해 할당하여야 한다. 즉, 일부의 계조 레벨은 전압 보정용으로 할당해야 한다. 따라서, 표현해야 하는 계조의 수가 줄어들게 된다.
상기한 계조 수의 감소를 막기 위해서는 다음과 같은 트렁케이션(truncation)의 개념이 도입될 수도 있다. 예를들어, 액정이 1V에서 4V 사이에서 구동하고 보정 전압을 비교하였을 때 전압이 0V에서 8V까지 필요한 경우를 가정하자. 이때, 보정을 충실히 하기 위해 0V에서 8V까지를 64개의 단계로 나누면 실제 표현할 수 있는 계조는 30개 정도에 불과하게 된다. 따라서, 전압 폭을 1 내지 4V로 낮추고 계산상 교정된 전압(Vn')이 4V를 넘어가는 경우에는 모두 보정 전압을 4V로 트렁케이트하면 계조수의 감소를 줄일 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 상기한 도 8의 데이터 계조 신호 보정부의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9a를 참조하면, n-2번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)가 제1 프레임 메모리(412) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공됨에 따라, 제1 프레임 메모리(412)에 저장된 n-3번째 프레임의 계조 신호(Gn-3)는 제2 프레임 메모리(414) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공되고, 제2 프레임 메모리(414)에 저장된 n-4번째 프레임의 계조 신호(Gn-4)는 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공된다. 이때 데이터 계조 신호 변환기(418)는 제공된 n-2번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)와, n-3번째 프레임의 계조 신호(Gn-3)와, n-4번째 프레임의 계조 신호(Gn-4)를 비교하고, 비교 결과에 따라 n-3번째 프레임의 계조 신호(Gn-3)를 액정의 고속 응답을 위해 보정하고, n-3번째 프레임의 보정 계조 신호(G'n-3)를 출력한다.
한편, 도 9b를 참조하면, n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)가 제1 프레임 메모리(412) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공됨에 따라, 제1 프레임 메모리(412)에 저장된 n-2번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)는 제2 프레임 메모리(414) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공되고, 제2 프레임 메모리(414)에 저장된 n-3번째 프레임의 계조 신호(Gn-3)는 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공된다. 이때 데이터 계조 신호 변환기(418)는 제공된 n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)와, n-2번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)와, n-3번째 프레임의 계조 신호(Gn-3)를 비교하고, 비교결과에 따라 n-2번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)를 액정의 고속 응답을 위해 보정하고, n-2번째 프레임의 보정 계조 신호(G'n-2)를 출력한다.
한편, 도 9c를 참조하면, n번째 프레임의 계조 신호(Gn)가 제1 프레임 메모리(412) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공됨에 따라, 제1 프레임 메모리(412)에 저장된 n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)는 제2 프레임 메모리(414) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공되고, 제2 프레임 메모리(414)에 저장된 n-2번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)는 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공된다. 이때 데이터 계조 신호 변환기(418)는 제공된 n번째 프레임의 계조 신호(Gn)와, n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)와, n-2번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)를 비교하고, 비교결과에 따라 n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)를 액정의 고속 응답을 위해 보정하고, n-1번째 프레임의 보정 계조 신호(G'n-1)를 출력한다.
한편, 도 9d를 참조하면, n+1번째 프레임의 계조 신호(Gn+1)가 제1 프레임 메모리(412) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공됨에 따라, 제1 프레임 메모리(412)에 저장된 n번째 프레임의 계조 신호(Gn)는 제2 프레임 메모리(414) 및 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공되고, 제2 프레임 메모리(414)에 저장된 n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)는 데이터 계조 신호 변환기(418)에 제공된다. 이때 데이터 계조 신호 변환기(418)는 제공된 n+1번째 프레임의 계조 신호(Gn+1)와, n번째 프레임의 계조 신호(Gn)와, n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)를 비교하고, 비교결과에 따라 n번째 프레임의 계조 신호(Gn)를 액정의 고속 응답을 위해 보정하고, n번째 프레임의 보정 계조 신호(G'n)를 출력한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 입력 계조 신호 대비 출력 보정 계조 신호를 나타낸 파형도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, (n-1)번째 프레임 동안에 1볼트에 대응하고, n번째와 (n+1)번째 프레임 동안에 5볼트에 대응하며, (n+2)번째 프레임 이후에는 3볼트에 대응하는 원시 계조 신호가 입력되면, 본 발명의 일실시예에 따른 보정 계조 신호는 다음과 같이 출력된다.
즉, n번째 프레임 동안에는 액정을 프리틸트시키기 위한 형성 신호로서 상기 1볼트보다는 높은 1.5볼트에 대응하는 보정 계조 신호가 출력되고, (n+1)번째 프레임 동안에 상기 5볼트보다 높은 6볼트에 대응하는 보정 계조 신호가 출력된 후, (n+2)번째 프레임 동안에 5볼트에 대응하는 보정 계조 신호가 출력된다.
이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 보정 계조 신호는 원시 계조 신호 대비 한 프레임씩 지연되어 출력되며, 특히 저전압이 요구되는 블랙 계조에서 고전압이 요구되는 화이트 계조로 급변할 때 먼저 액정을 프리틸트시키기 위한 프리틸트 형성 신호를 출력한 후, 그 다음 프레임에 목표 화소 전압보다 높은 고계조의 신호가 입력되므로 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 반대로, 고전압에 대응하는 화이트 계조에서 저전압에 대응하는 블랙 계조로 급변하는 경우 언더슈트 전압을 인가하여 액정의 응답 속도를 보다 향상 시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 계조 신호 보정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 계조 신호 보정부(400)는 합성기(450), 프레임 메모리(452), 컨트롤러(454), 데이터 계조 신호 변환기(456) 및 분리기(458)를 포함하여, n번째 프레임의 원시 계조 신호(Gn)를 제공받아 이전 프레임에 대응하는 보정 계조 신호(G'n-1)를 출력한다.
합성기(450)는 데이터 계조 신호 소스(미도시)로부터 전송되는 n번째 프레임의 원시 계조 신호(Gn)를 수신하여, 데이터 계조 신호 보정부(400)가 처리할 수 있는 속도로 데이터 스트림의 주파수를 변환한 후 변환된 n번째 프레임의 계조 신호를 데이터 계조 신호 변환기(456)에 제공한다.
프레임 메모리(452)는 콘트롤러(454)로부터 제공되는 어드레스 클럭(A) 및 리드 클럭(R)에 응답하여 기저장된 이전 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-1)를 데이터 계조 신호 변환기(456)에 출력하고, 콘트롤러(454)로부터 제공되는 어드레스 클럭(A) 및 라이트 클럭(W)에 응답하여 데이터 계조 신호 변환기(456)로부터 제공되는 현재 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n)를 저장한다.
데이터 계조 신호 변환기(456)는 콘트롤러(454)로부터 제공되는 리드 클럭(R)에 응답하여 합성기(450)로부터 출력되는 n번째 프레임의 계조 신호(Gn)와, 프레임 메모리(452)로부터 출력되는 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-1)를 비교하여 이전 프레임의 제2 보정 계조 신호(G"n-1)를 생성한 후 분리기(458)에 제공하고, n번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n)를 프레임 메모리(452)에 저장한다. 다시말해, 데이터 계조 신호 변환기(456)는 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호와 n번째 프레임의 원시 계조 신호가 상이한 경우에, n번째 프레임 구동시 n번째 프레임의 목표 전압보다 높은 오버 슈트 파형이 인가되도록 제2 보정 계조 신호(G"n-1)를 출력하고, (n-1)번째 프레임의 계조 신호가 블랙 계조일 때, n번째 프레임이 밝은 계조 또는 화이트 계조이면 (n-1)번째 프레임에는 상기 블랙 계조보다는 높은 계조 신호를 인가하여 액정을 프리틸트시키기 위한 제2 보정 계조 신호(G"n-1)를 출력한다.
분리기(458)는 제2 보정 계조 신호(G"n-1)를 분리하고, 분리된 계조 신호를 보정 계조 신호(G'n-1)로 정의하여 데이터 드라이버(300)에 출력한다. 예를들어, 상기 제2 보정 계조 신호(G"n-1)가 48비트를 갖는다면 상기 보정 계조 신호(G'n-1)는 24 비트를 갖는다.
이처럼, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 데이터 계조 신호 보정부에 하나의 프레임 메모리만을 구비하더라도 이전 프레임의 계조 신호와 현재 프레임의 계조 신호와 다음 프레임의 계조 신호를 비교하여 상기 현재 프레임에 대응하는 보정 계조 신호를 출력할 수 있다. 또한 데이터 계조 신호 보정부는 계조 신호에 대응하는 디지털 계조 데이터를 병렬 변환하기 위한 병렬 변환부 및 상기 보정 계조 신호에 대응하는 디지털 데이터를 직렬 변환하여 상기 데이터 드라이버에 출력하기 위한 직렬 변환부를 더 포함한다. 이는 당업자에 자명한 사항이므로 도시하지 아니한다.
도 12a 내지 도 12d는 상기한 도 11의 데이터 계조 신호 보정부의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12a에 도시한 바와 같이, (n-2)번째 프레임의 계조 신호(Gn-2)가 데이터 계조 신호 변환기(456)에 제공됨에 따라, 데이터 계조 신호 변환기(456)는 (n-2)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-2)를 메모리(452)에 제공한다.
한편, 도 12b에 도시한 바와 같이, (n-1)번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)가 데이터 계조 신호 변환기(456)에 제공됨에 따라, 데이터 계조 신호 변환기(456)는 콘트롤러(454)로부터 제공되는 리드 클럭(R)에 응답하여 메모리(452)로부터 (n-2)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-2)를 추출하고, (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-1)를 메모리(452)에 제공하며, 상기 (n-2)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-2)와 상기 n-1번째 프레임의 계조 신호(Gn-1)를 비교하여 (n-2)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호(G"n-2)를 출력한다. 상기 (n-2)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호(G"n-2)는 상기 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-1)와 동일한 신호이지만 기호 사용의 편의를 위해서 달리 표시한다.
한편, 도 12c에 도시한 바와 같이, n번째 프레임의 계조 신호(Gn)가 데이터 계조 신호 변환기(456)에 제공됨에 따라, 데이터 계조 신호 변환기(456)는 콘트롤러(454)로부터 제공되는 리드 클럭(R)에 응답하여 메모리(452)로부터 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-1)를 추출하고, n번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n)를 메모리(452)에 제공하며, 상기 n-1번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n-1)와 상기 n번째 프레임의 계조 신호(Gn)를 비교하여 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호(G"n-1)를 출력한다. 상기 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호(G"n-1)는 상기 n번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n)와 동일한 신호이지만 기호 사용의 편의를 위해서 달리 표시한다.
한편, 도 12d에 도시한 바와 같이, (n+1)번째 프레임의 계조 신호(Gn+1)가 데이터 계조 신호 변환기(456)에 제공됨에 따라, 데이터 계조 신호 변환기(456)는 콘트롤러(454)로부터 제공되는 리드 클럭(R)에 응답하여 메모리(452)로부터 n번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n)를 추출하고, (n+1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n+1)를 메모리(452)에 제공하며, 상기 n번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n)와 상기 n+1번째 프레임의 계조 신호(Gn+1)를 비교하여 n번째 프레임의 제2 보정 계조 신호(G"n)를 출력한다. 상기 n번째 프레임의 제2 보정 계조 신호(G"n)는 상기 (n+1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호(G'n+1)와 동일한 신호이지만 기호 사용의 편의를 위해서 달리 표시한다.
이처럼, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보정 계조 신호는 원시 계조 신호 대비 한 프레임씩 지연되어 출력되며, 특히 저전압이 요구되는 블랙 계조에서 고전압이 요구되는 화이트 계조로 급변할 때 먼저 액정을 프리틸트시키기 위한 프리틸트 형성 신호를 출력한 후, 그 다음에 높은 고계조의 신호가 입력되므로 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 계조 신호 대비 출력 보정 계조 신호를 나타낸 파형도로, 특히 상기한 본 발명의 일실시예에 따른 입력 계조 신호 대비 출력 보정 계조 신호 파형도를 함께 도시한다.
도 13에 도시한 바와 같이, n-1번째 프레임 동안에 1볼트에 대응하고, n번째와 (n+1)번째 프레임 동안에 5볼트에 대응하며, (n+2)번째 프레임 이후에는 3볼트에 대응하는 원시 계조 신호가 입력되면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보정 계조 신호는 다음과 같이 출력된다.
즉, (n-1)번째 프레임 동안에 1볼트에 대응하는 계조 신호를 유지하다가, n번째 프레임 동안에는 액정을 프리틸트시키기 위한 형성 신호로서 상기 1볼트보다는 높은 대략 1.5볼트에 대응하고, (n+1)번째 프레임 동안에 상기 5볼트보다 높은 6볼트에 대응하며, (n+2)번째 프레임 동안에 5볼트보다 작은 대략 4.8볼트에 대응하고, n+3번째 프레임 동안에 3볼트보다는 낮은 대략 2.5볼트에 대응하며, n+4번째 프레임 동안에는 3볼트보다는 약간 높은 3.2볼트에 대응하고, n+5번째 프레임부터 비로소 3볼트에 대응하는 보정 계조 신호가 출력된다.
이처럼, 본 발명의 다른 실시예에서는 하나의 프레임 메모리를 사용한다. 이때 상기 프레임 메모리에는 현재 프레임의 계조 신호가 저장되는 것이 아니라, 데이터 계조신호 변환기에서 이전 프레임의 계조 신호와 이이전 프레임의 계조 신호를 근거로 변환된 제1 보정 계조 신호가 저장된다. 그리고 출력되는 것은 기저장된 제1 보정 계조 신호와 현재 프레임의 계조 신호를 비교하여 액정을 프리틸트 시켜줄 필요가 있는 경우에 또 한번의 변환을 거쳐 제2 보정 계조 신호를 출력한다.
상기한 본 발명의 일실시예에서는 (n-1)번째 프레임의 계조 신호와 (n-2)번째 프레임의 계조 신호를 저장하였다가 n번째 프레임의 계조 신호와 함께 3개 프레임의 계조신호를 비교하지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 이전 프레임의 계조 신호와 이이전 프레임의 계조 신호가 비교된 데이터인 제1 보정 계조 신호가 저장되고, 제1 보정 계조 신호와 현재 프레임의 계조 신호를 비교하는 것이다. 상기한 방법에서는 메모리를 줄임으로써 발생하는 정보 손실분이 있다.
상기한 본 발명의 다른 실시예를 적용하면 상기한 도 13과 같이 n+1번째와 n+4번째 프레임에서 2번의 오버 슈트 파형 또는 언더 슈트 파형이 그 폭을 줄여가며 반복된다. 즉, 데이터 계조 신호 변환기에서 현재 프레임의 계조 신호와 이전 프레임의 계조 신호를 비교하는 것이 아니라, 현재 프레임의 계조 신호와 제1 보정 계조 신호를 비교하기 때문이다. 그러나, 두 번째 발생되는 오버슈트 파형, 즉 n+4번째 프레임에서 발생되는 오버슈트 파형의 크기는 첫 번째 오버슈트 파형에 비해 그 크기가 현저히 줄어들기 때문에 액정의 응답 속도 차이는 거의 발생하지 않는다.
이상에서는 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 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2), (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1) 및 새로이 수신된 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 동일한 경우에 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 보정되지 않는다. (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 및 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)가 블랙 계조에 대응하고, n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 화이트 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 액정들이 예비적으로 프리틸트 될 수 있도록 약간 높은 전압인 프리틸트 전압으로 보정된다. (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 가 블랙 계조에 대응하고, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1) 및 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 화이트 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 상기 화이트 계조전압보다 높은 오버슈트 전압으로 보정된다. 추가적으로, (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn-2) 및 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1)가 화이트 계조에 대응하고, n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 블랙 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 액정들이 예비적으로 프리틸트 될 수 있도록 약간 낮은 전압인 프리틸트 전압으로 보정될 수 있다. 또한 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신소(Gn-2)가 화이트 계조에 대응하고, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 (Gn-1) 및 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호(Gn)가 블랙 계조에 대응하는 경우, (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호(Gn-1)는 상기 블랙 계조보다 낮은 언더슈트 전압으로 보정될 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치의 응답 속도가 향상된다.
또한, 액정 표시 패널의 구조를 변경하거나, 액정의 물성을 변경하지 않더라도 액정의 응답 속도를 개선시킬 수 있어 동화상 등을 유용하게 디스플레이할 수 있다.
도 1은 액정 표시 장치에서 각 화소의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 구동 방식으로 인가되는 데이터 전압 및 화소 전압을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 구동 방식에 따른 액정 표시 장치의 투과율을 나타내는 도면이다.
도 4는 액정 표시 장치의 전압-유전율간의 관계를 모델링한 도면이다.
도 5a는 액정 동작시 시간에 따른 투과율 특성을 나타낸 도면이고, 도 5b는 PVA 모드에서 블랙 전압에 따른 액정 온 시간과 액정 오프 시간을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 데이터 전압 인가방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 계조 신호 보정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 상기한 도 8의 데이터 계조 신호 보정부의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 입력 신호 대비 출력 파형을 나타낸 파형도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 계조 신호 보정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 12d는 상기한 도 11의 데이터 계조 신호 보정부의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 신호 대비 출력 파형을 나타낸 파형도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정 표시 패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 데이터 계조 신호 보정부
410, 450 : 합성기 412, 414, 452 : 프레임 메모리
416, 454 : 컨트롤러 418, 456 : 데이터 계조 신호 변환기
420, 458 : 분리기

Claims (33)

  1. 데이터 계조 소스로부터 원시 계조 신호를 매 프레임마다 순차적으로 수신하며, (n-2)번째 프레임에 수신된 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호와 (n-1)번째 프레임에 수신된 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호 및 n번째 프레임에 수신된 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임에 수신된 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부;
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버;
    스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버; 및
    상기 게이트 드라이버로부터 상기 스캔 신호을 수신하여 상기 스캔 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과, 상기 데이터 드라이버로 부터 상기 화상신호를 수신하여 상기 화상 신호를 전달하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 구비하는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 제 1 기판, 상기 제 1기판과 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 및 2 기판 사이에 개재된 액정층을 갖는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는 상기 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 수신한 후, 상기 (n-1)번째 프레임의 보정 계조 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 동일한 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (n-2)번째 프레임에 수신된 원시 데이터 계조 신호 및상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호가 제1 레벨이고, 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호는 상기 제 1 레벨과 상이한 제2 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 제 1 레벨과 상기 제2 레벨 사이의 제3레벨을 갖는것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제 2 레벨은 상기 제1 레벨보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 레벨은 블랙 계조에 대응하고 상기 제2 레벨은 화이트 계조에 대응하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제3 레벨을 갖는 상기 보정 계조 신호는 액정을 프리틸트시키기 위한 프리틸트 형성 신호인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 블랙 계조에 대응하는 전압은 상기 액정 표시 패널에 구비되는 컬러 필터 기판의 공통 전극 전압을 기준으로 0.5 내지 1.5볼트의 전압이고, 상기 프리틸트 형성 신호는 2 내지 3.5볼트의 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 제1 레벨이고, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호는 상기 제 1 레벨보다 높은 제2 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 상기 제2 레벨보다 높은 제3레벨을 갖는 오버 슈트 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 제1 레벨이고, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호는 상기 제 1 레벨보다 낮은 제2 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 상기 제2 레벨보다 낮은 제3레벨을 갖는 언더 슈트 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 원시 계조 신호 및 상기 보정 계조 신호는 디지털 계조 데이터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는,
    상기 계조 신호에 대응하는 디지털 계조 데이터를 병렬 변환하기 위한 병렬 변환부; 및
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 디지털 데이터를 직렬 변환하여 상기 데이터 드라이버에 출력하기 위한 직렬 변환부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 계조 신호는 아날로그 계조 신호이고, 상기 보정 계조 신호는 아날로그 계조 신호인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는,
    상기 계조 신호에 대응하는 아날로그 계조 신호를 처리 가능한 데이터 스트림의 주파수로 변환하기 위한 합성기; 및
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 아날로그 계조 신호를 분리하여 상기 데이터 드라이버에 출력하기 위한 분리기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는,
    상기 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호와 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 비교하여 상기 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 변환기;
    상기 (n-1)번째 프레임에 입력되어 저장된 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호를 상기 데이터 계조 신호 변환기에 제공하고, 상기 n번째 프레임에 입력된 상기 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 저장하는 제1 프레임 메모리;
    상기 (n-2)번째 프레임에 입력되어 저장된 원시 계조 신호를 상기 데이터 계조 신호 변환기에 제공하고, 상기 제 1 프레임 메모리로부터 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호를 입력받아 저장하는 제2 프레임 메모리; 및
    상기 제1 및 제2 프레임 메모리의 계조 신호의 기록 및 판독을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 소스로부터 공급되는 계조 신호에 동기되는 클록 주파수는 상기 컨트롤러가 동기되는 클록 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 소스로부터 공급되는 계조 신호에 동기되는 클록 주파수는 상기 컨트롤러가 동기되는 클록 주파수와 상이한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는,
    상기 계조 신호에 대응하는 아날로그 계조 신호를 처리 가능한 데이터 스트림의 주파수로 변환하기 위한 합성기; 및
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 아날로그 계조 신호를 분리하여 상기 데이터 드라이버에 출력하기 위한 분리기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 패널은 수직 배향(VA) 모드, 패턴화된 수직 배향 (PVA) 모드 및 혼재된 수직 배향 (MVA) 중 어느 하나를 채용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 데이터 계조 소스로부터 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 수신하고, 상기 수신된 n번째 프레임의 상기 원시 계조 신호와 저장된 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호를 비교하여 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부;
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버;
    스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버; 및
    상기 게이트 드라이버로부터 상기 스캔 신호을 수신하여 상기 스캔 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과, 상기 데이터 드라이버로 부터 상기 화상신호를 수신하여 상기 화상 신호를 전달하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 구비하는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 제 1 기판, 상기 제 1기판과 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 및 2 기판 사이에 개재된 액정층을 갖는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는,
    상기 n번째 프레임에 수신된 상기 원시 계조 신호와 상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제1 보정계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제2 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 변환기;
    상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제1 보정 계조 신호를 상기 데이터 계조 신호 변환기에 제공하고, 상기 데이터 계조 신호 변환기로부터 n번째 프레임의 제1 보정계조 신호를 수신하여 저장하는 프레임 메모리; 및
    상기 프레임 메모리의 계조 신호의 기록 및 판독을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제2 보정 계조 신호와 상기 n번째 프레임의 상기 제1 보정계조 신호는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 소스로부터 공급되는 계조 신호에 동기되는 클록 주파수는 상기 컨트롤러가 동기되는 클록 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 소스로부터 공급되는 계조 신호에 동기되는 클록 주파수는 상기 컨트롤러가 동기되는 클록 주파수와 상이한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는,
    상기 계조 신호에 대응하는 아날로그 계조 신호를 처리 가능한 데이터 스트림의 주파수로 변환하기 위한 합성기; 및
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 아날로그 계조 신호를 분리하여 상기 데이터 드라이버에 출력하기 위한 분리기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  26. 제20항에 있어서, 상기 액정 표시 패널은 수직 배향(VA) 모드, 패턴화된 수직 배향 (PVA) 모드 및 혼재된 수직 배향 (MVA) 중 어느 하나를 채용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  27. 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치에 있어서,
    데이터 계조 소스로부터 원시 계조 신호를 매 프레임마다 순차적으로 수신하며, (n-2)번째 프레임에 수신된 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호와 (n-1)번째 프레임에 수신된 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호 및 n번째 프레임에 수신된 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임에 수신된 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부;
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버; 및
    스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 동일한 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호와 동일하고,
    상기 (n-2)번째 프레임에 수신된 원시 데이터 계조 신호 및상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호가 제1 레벨이고, 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호는 상기 제 1 레벨과 상이한 제2 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 제 1 레벨과 상기 제2 레벨 사이의 제3레벨을 갖는 프리틸트 전압이고,
    상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 저 레벨이고, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 고 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 상기 고 레벨보다 더 높은 오버 슈트 전압이고,
    상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 고 레벨이고, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 저 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 상기 저 레벨보다 더 낮은 언더 슈트 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  29. 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치에 있어서,
    데이터 계조 소스로부터 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 수신하고, 상기 수신된 n번째 프레임의 상기 원시 계조 신호와 저장된 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호를 비교하여 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 보정부;
    상기 보정 계조 신호에 대응하는 화상 신호를 출력하는 데이터 드라이버; 및
    스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 데이터 계조 신호 보정부는,
    상기 n번째 프레임에 수신된 상기 원시 계조 신호와 상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제1 보정계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제2 보정 계조 신호를 출력하는 데이터 계조 신호 변환기;
    상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제1 보정 계조 신호를 상기 데이터 계조 신호 변환기에 제공하고, 상기 데이터 계조 신호 변환기로부터 상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제2 보정 계조 신호와 동일한 n번째 프레임의 제1 보정계조 신호를 수신하여 저장하는 프레임 메모리; 및
    상기 프레임 메모리의 계조 신호의 기록 및 판독을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동장치.
  31. 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 게이트 라인에 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계;
    화상 신호 소스로부터 원시 화상 신호를 순차적으로 수신하고, (n-2)번째 프레임에 수신된 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호와 (n-1)번째 프레임에 수신된 (n-1)번째 프레임의 원시 계조 신호 및 n번째 프레임에 수신된 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 비교하여 상기 (n-1)번째 프레임에 수신된 상기 (n-2)번째 프레임의 원시 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 출력하는 단계; 및
    생성된 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 동일한 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호와 동일하고,
    상기 (n-2)번째 프레임에 수신된 원시 데이터 계조 신호 및상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호가 제1 레벨이고, 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호는 상기 제 1 레벨과 상이한 제2 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 제 1 레벨과 상기 제2 레벨 사이의 제3레벨을 갖는 프리틸트 전압이고,
    상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 저 레벨이고, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 고 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 상기 고 레벨보다 더 높은 오버 슈트 전압이고,
    상기 (n-2)번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 고 레벨이고, 상기 (n-1)번째 프레임의 원시 데이터 계조신호 및 상기 n번째 프레임의 원시 데이터 계조 신호가 저 레벨인 경우에는, 상기 보정 계조 신호는 상기 상기 저 레벨보다 더 낮은 언더 슈트 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  33. 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자를 갖고서 매트릭스 타입으로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 게이트 라인에 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계;
    데이터 계조 소스로부터 n번째 프레임의 원시 계조 신호를 수신하고, 상기 수신된 n번째 프레임의 상기 원시 계조 신호와 저장된 (n-1)번째 프레임의 제1 보정 계조 신호를 비교하여 (n-1)번째 프레임의 제2 보정 계조 신호를 출력하는 단계;
    상기 (n-1)번째 프레임의 상기 제2 보정 계조 신호와 동일한 n번째 프레임의 제1 보정계조 신호를 수신하여 저장하는 단계; 및
    생성된 보정 화상 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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