KR100926109B1 - 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 액정패널을 제1 내지 제n이터 구동 양의 정수) 영역으로 구분하고 상기 제1 영역을 제외한 제2 내지 제n 영역 내의 강유전성 액정셀을 구동하기 위한 게이트 구동회로와 데이터 구동회로를 상기 액정패널에 형성하여 상기 제1 내지 제n 영역 각각에 서로 다른 전압을 인가하는 단계; 상기 제1 내지 제n 영역 각각의 광투과율을 측정하는 단계; 상기 제1 내지 제n 영역 중 상대적으로 광투과율이 높은 영역의 감마전압을 기준으로 나머지 영역들의 감마전압을 보정하는 단계; 및 상기 감마전압을 보정한 후에 상기 제1 영역 내의 강유전성 액정셀을 구동하기 위한 게이트 구동회로와 데이터 구동회로를 상기 액정패널에 형성하는 단계를 포함한다.

Description

액정표시장치의 구동방법{Driving Method of Liquid Crystal Display}

도 1은 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정의 전압 대 투과율 특성을 나타낸 그래프이다.

도 2는 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정의 상전이 과정을 나타내는 도면이다.

도 3은 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정에 전계배향여부에 따른 분자배열의 변화를 나타내는 도면이다.

도 4a 및 도 4b는 하프 브이 스위칭 모드의 전압 대 투과율특성을 나타내는 그래프이다.

도 5는 전계 배향시의 전기장과 구동시 인가되는 전기장에 반응하는 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정을 나타내는 도면이다.

도 6은 전계배향을 하지 않은 상태에서 하나의 액정셀 내에 존재하는 두개의 서브영역을 나타내는 도면이다.

도 7은 도 6에 도시된 두 개의 서브영역에서 외부 전계에 의해 반응하는 액정분자를 나타내는 도면이다.

도 8은 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정이 주입된 액정셀에 충전되는 전압과 그 전압에 대응하는 광투과율을 나타내는 그래프이다.

도 9a 및 도 9b는 종래 네마틱 액정셀과 강유전성 액정셀의 전압보존율을 설명하기 위한 파형도이다.

도 10은 강유전성 액정셀에 인가되는 외부 전압과 그 강유전성 액정셀의 실효전압의 차이를 보여 주는 그래프이다.

도 11은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다.

도 12a 내지 도 12d는 도 11에 도시된 화상표시부의 제1 내지 제4 영역에 위치하는 강유전성 액정셀에 인가되는 구동전압을 나타내는 파형도이다.

도 13은 도 12a 내지 도 12d에 도시된 화상표시부의 제1 내지 제4 영역에 위치하는 강유전성 액정셀에 인가되는 전압에 따른 광투과율을 나타내는 도면이다.

도 14a 내지 도 14d는 도 11에 도시된 화상표시부의 제1 내지 제4 영역에 위치하는 강유전성 액정셀에 인가되는 다른 구동전압을 나타내는 파형도이다.

도 15는 도 14a 내지 도 14d에 도시된 화상표시부의 제1 내지 제4 영역에 위치하는 강유전성 액정셀에 인가되는 전압에 따른 광투과율을 나타내는 도면이다.

도 16은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 나타내는 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50,60 : 테이프 캐리어 패키지 52 : 화상표시부

54,58 : 드라이브 IC 56 : 액정패널

62,64 : 패드부

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정셀에 인가되는 신호전압을 보정하여 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오 신호에 대응하여 액정에 전계를 인가하여 액정의 배열상태를 제어하여 광투과율을 비디오 신호에 따라 조절함으로써 화상을 표시한다.

액정표시장치 내에 주입되는 액정은 유동성과 탄성의 성질을 함께 가지는 액체와 고체의 중간상태이다. 현재까지 액정표시장치에서 가장 많이 적용되고 있는 액정은 트위스티드 네마틱 모드(Twisted Nematic Mode : 이하 "TN 모드"라 함)이다.

이러한 TN 모드는 응답속도가 늦고 시야각이 좁은 단점이 있다. 이에 비하여, 강유전성 액정(Ferroelectric Liquid Crystal ; FLC)은 응답속도가 빠르고 광시야각 특성을 가지므로 최근에 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이를 상세히 하면, 강유전성 액정은 전기적, 자기적 성질이 같은 영역이 층구조를 이루게 되며, 전계에 반응하여 가상의 콘(cone)을 따라 회전하면서 구동한다. 이러한 강유전성 액정은 외부 전기장이 없어도 영구적인 분극 즉, 자발분극(Spontaneous Polarization)을 가지므로 마치 자석과 자석의 상호작용과 같이 외부 전기장이 인 가되면 외부 전기장과 자발분극의 상호 작용에 의해 빠르게 회전하게 되므로 다른 모드의 액정에 비하여 응답속도가 수백배에서 수천배까지 빠르다. 또한, 강유전성 액정은 액정 자체가 면내 스위칭 특성(In Plane Swithching)을 가지므로 특별한 전극구조나 보상 필름이 필요없이 광시야각을 구현할 수 있다. 이러한 강유전성 액정에는 전기장의 극성에 응답하여 반응하는 특성에 따라 브이 스위칭 모드(V-Switching mode)와 하프 브이 스위칭 모드(Half V-switching mode)로 나뉘어진다.

브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀은 온도가 낮아지면서 등방상(isotropic) → 스멕틱 A상(Smectic A Phase : S_A) → 스멕틱 X상(Smectic X Phase : Sm X*) → 결정(Crystal)으로 열역학적인 상전이가 이루어진다. 여기서, 등방상은 액정분자들이 방향성과 위치질서가 없는 상태이며, 스멕틱 A 상은 액정분자들이 가상의 층으로 분리되며 그 가상의 층에 수직하게 정렬되고 위아래에서 대칭성을 가지게 된다. 그리고 스멕틱 X 상은 스멕틱 A 상과 결정상태의 중간상태이다. 스멕틱 X 상으로 액정분자가 상전이된 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀은 도 1과 같이 정극성의 외부 전압(+V)과 부극성의 외부 전압(-V)에 반응하여 배열상태가 변화됨으로써 입사광의 광투과율(NT)을 높이게 된다.

그런데 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀은 고속응답특성과 광시야각특성이 있지만 자발분극값이 크기 때문에 액정셀을 구동하기 위한 유효전력이 높고 데이터전압을 유지하기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capaciter)의 정전용량값이 그 만큼 커지는 단점이 있다. 따라서, 브이 스위칭 모드의 액정은 액정표시장치에 적용되면 그 액정표시장치의 소비전력을 크게 하고 보조 캐패시터의 전극면적을 크게 하므로 개구율의 저하를 초래하게 된다.

이에 비하여, 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀은 고속응답특성과 광시야각특성을 가질뿐 아니라 정전 용량값이 비교적 작기 때문에 동화상을 표시하기에 유리하고 액정표시장치의 구현에 더 적합하다. 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀은 도 2와 같이 등방상에서 네마틱상(Nematic phase: N*)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tni) 이하의 온도, 네마틱상(N*)에서 스멕틱 C상(Smectic C Phase : Sm C*)으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tsn), 스멕틱 C상(Sm C*)에서 결정으로 상전이를 유발하는 전이온도(Tcs)로 온도가 낮아지면서 등방상(isotropic) → 네마틱상(N*) → 스멕틱 C*상(Smectic C Phase : Sm C*) → 결정(Crystal)으로 열역학적인 상전이가 이루어진다.

이러한 강유전성 액정의 상전이 과정과 관련하여 하프 브이 스위칭 모드의 액정셀을 제작하는 방법을 도 3과 결부하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 방향성과 위치질서가 없는 등방상의 초기온도에서 평행 배향된 셀 내에 강유전성 액정이 주입된다. 이 등방상의 온도에서 소정 온도까지 낮아지게 되면 강유전성 액정이 러빙방향에 대하여 평행하게 배향되는 네마틱상(N*)이 된다. 네마틱상(N*)에서 서서히 온도를 더 내리면서 액정셀 내부에 충분한 전기장을 인가하면 네마틱상(N*)의 강유전성 액정은 스멕틱 C상(Sm C*)으로 상전이하면서 강유전성 액정의 자발분극 방향이 셀 내부에 형성된 전기장 방향과 일치하게 배열된다.

그 결과, 액정셀 내에서 강유전성 액정은 평행 배향 처리되었을 때의 가능한 두 가지 분자배열 방향 중에서 전계 배향시 인가한 전기장 방향과 자신의 자발분극 방향이 일치하게 되며 전체적으로 균일한 배향 상태를 가지게 된다.

도 4a 및 도 4b는 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀에서 전압에 따른 광투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 4a를 참조하면, 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀은 부극성의 전압(-V) 또는 부극성의 전기장에 의해 전계 배향된 경우에 정극성의 전압(+V)이 인가된 경우에만 입사광의 편광방향을 90°변환함으로써 입사광을 투과시키고 부극성의 전압(-V)이 인가되면 입사광의 편광방향을 유지시켜 입사광을 거의 차단하게 된다. 광투과율은 정극성의 전기장(E(+))의 세기에 비례하여 증가되고 전기장(E(+))의 세기가 소정의 문턱치 이상으로 커지면 최대 값으로 유지된다. 이와 반대로, 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀이 정극성의 전압(+V) 또는 정극성의 전기장에 의해 전계 배향되면 도 4b와 같이 부극성의 전압(-V)이 인가된 경우에만 입사광을 투과시키고 정극성의 전압(+V)이 인가되면 입사광을 거의 차단하게 된다.

이를 도 5와 결부하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 부극성 전기장을 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀에 인가하여 전계 배향할 때의 강유전성 액정 배열과 정극성 및 부극성의 외부 전기장이 인가될 때의 강유전성 액정 배열의 변화를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀이 부극성의 외부 전기장(E(-))에 의해 전계 배향되면 강유전성 액정의 자발분극방향(Ps)은 부극성의 외부 전기장(E(-))과 일치하는 방향으로 균일하게 배향된다. 이렇게 전계 배 향된 후에 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀에 정극성의 외부 전기장(E(+))이 인가되면 강유전성 액정의 배열이 바뀌어 그 자발분극방향(Ps)이 정극성의 외부 전기장(E(+))과 일치하게 된다. 이 때 액정표시장치의 하판으로부터 입사된 입사광의 편광방향은 배열이 바뀐 강유전성 액정에 의해 상판의 편광자의 편광방향으로 변환되고 입사광은 상판의 편광자를 통하여 투과된다. 이에 비하여 하프 브이 스위칭 모드의 강유전성 액정셀에 부극성의 외부 전기장(E(-))이 인가되거나 외부 전기장이 인가되지 않으면 강유전성 액정의 배열이 초기 배열 상태를 그대로 유지하여 입사광은 편광방향을 유지하여 상판의 편광자를 통과하지 못하게 된다.

한편, 전계배향과정이 없으면 네마틱상(N*)에서 스메틱C상(Sm C*)으로 상전이하면서 층이 랜덤하게 꺽인 두 가지 분자배열이 나타나게 된다. 이렇게 강유전성 액정의 분자배열이 랜덤한 쌍안정 상태(Random Bistable State)로 되면, 강유전성 액정이 균일하게 제어되기 어렵다. 이렇게 층이 다른 두 가지 분자배열이 랜덤하게 하나의 강유전성 액정셀 내에 존재하면 그 액정셀은 서로 다른 극성의 전계에 반응하여 분리 구동되는 이중화된 두 개의 영역으로 구분되어진다. 이를 상세히 설명하면, 동일한 강유전성 액정셀 내에 도 6에 도시된 바와 같이 층이 랜덤하게 꺽여진 두 개의 분자배열이 존재하면 두 개의 영역 내에서 강유전성 액정분자의 자발분극 (Ps)방향이 다르게 된다. 강유전성 액정분자는 초기 상태에서 그 장축방향이 러빙방향과 거의 일치되게끔 배열된다. 예컨대, 도 6에서 "⊙"가 정극성(+)의 전계방향과 동일한 강유전성 액정분자의 자발분극 방향이라 하고, "

"가 부극성(-)의 전계방향과 동일한 강유전성 액정분자의 자발분극 방향이라 가정한다. 이렇게 서로 다른 자발분극 방향(Ps)을 가지는 층이 다른 두 가지 분자배열을 포함하는 강유전성 액정셀에 부극성의 전계가 인가되면, 부극성의 전계방향(

)과 나란한 자발분극 방향(Ps)을 가지는 도 6의 우측 분자배열 영역내에 포함된 액정분자는 도 7과 같이 그 부극성 전계에 반응하지 않고 자발분극 방향을 그대로 유지하는 반면에, 도 6의 좌측 분자배열 영역 내에 포함된 액정분자는 도 7과 같이 그 부극성 전계에 반응하여 회전하면서 자발 분극 방향이 부극성 전계와 나란한 "

"의 방향으로 바뀌게 된다. 이 때, 입사광은 도 6의 좌측 영역의 액정층을 통과하면서 편광방향이 출사측 즉, 상판의 편광자의 편광방향으로 바뀌어 상판의 편광자를 통과하는 반면에, 도 6의 좌측 영역의 액정층에 입사된 입사광은 그 편광방향을 유지하여 상판의 편광자에 입사되므로 상판의 편광자를 투과하지 못한다.

따라서, 임의의 하나의 액정셀에는 도 8과 같이 60Hz의 데이터 즉, 한 프레임기간마다 극성이 반전되는 전기장이 인가되고 정극성의 전기장이 인가되는 기수 프레임기간(1Fr,3Fr,5Fr)에만 빛을 투과시키게 된다. 따라서, 하프 스위칭 모드의 강유전성 액정셀이 전 패널에 걸쳐 균일하게 전계 배향되고 인버젼 구동되면 관람자가 한 프레임기간마다 주기적으로 빛을 인지하게 되므로 표시화상의 휘도가 저하되고 깜박거리게 된다.

한편, 강유전성 액정표시장치는 강유전성 액정셀에 인가된 외부전압보다 강 유전성 액정셀의 실효전압이 낮기 때문에 계조를 정확히 표현하기가 어려우며 휘도가 낮은 단점이 있다. 이를 네마틱 액정셀과 강유전성 액정셀을 비교하여 상세히 설명하기로 한다.

네마틱 액정셀은 도 9a에 도시된 바와 같이 스캔펄스(SP)의 게이트 하이전압(Vgh)이 인가되는 동안 데이터전압을 충전한 후 스캔펄스(SP)의 게이트로우전압(Vgl)이 인가되는 나머지 프레임기간 동안 충전된 전압을 거의 100% 가까이 유지한다. 즉, 네마틱 액정셀의 전압보존율(Voltage Holding Ratio : VHR)은 100%에 가깝다.

이에 비하여, 강유전성 액정셀은 도 9b에 도시된 바와 같이 스캔펄스(SP)의 게이트하이전압(Vgh)이 인가되는 순간 데이터전압을 빠르게 충전한 후에 충전된 전압을 급격히 방전하여 스캔펄스(SP)의 게이트로우전압(Vgl)이 인가되는 나머지 프레임기간 동안 데이터전압 대비 대략 60% 정도만을 유지하게 된다. 도 8b에 있어서, 'ΔVHR'은 강유전성 액정셀(Clc)에 공급되는 데이터전압과 한 프레임 기간 동안 강유전성 액정셀에 충전되는 평균전압(Vavrg)의 차이를 나타낸다. 즉, 강유전성 액정셀의 전압보존율(Voltage Holding Ratio : VHR)은 대략 60% 이하 수준이다. 이 때문에 강유전성 액정셀의 실효전압은 외부로부터 인가되는 데이터전압에 비하여 매우 낮으므로 풍부한 계조표현이 어렵고 휘도가 낮을 수 밖에 없다. 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이 3V의 포화전압을 외부 데이터전압(Va)으로써 강유전성 액정셀에 인가하면, 그 강유전성 액정셀의 실효전압(Ve)은 대략 1.7V에 불과하다. 따라서, 3V의 대응하는 계조에 대하여 액정패널에 공급되는 실제 감마전압은 도 10 의 빗금친 부분으로 작아진다.

강유전성 액정셀의 실효전압이 낮은 이유는 전술한 바와 같이 강유전성 액정이 물성적으로 자발분극을 가지기 때문이다. 강유전성 액정의 자발분극값은 전기적으로 저항 역할을 하여 강유전성 액정셀에 인가되는 전압에 대하여 전압강하를 일으킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정셀에 인가되는 신호전압을 보정하여 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치의 구동방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 액정패널을 제1 내지 제n(n은 양의 정수) 영역으로 구분하고 상기 제1 영역을 제외한 제2 내지 제n 영역 내의 강유전성 액정셀을 구동하기 위한 게이트 구동회로와 데이터 구동회로를 상기 액정패널에 형성하여 상기 제1 내지 제n 영역 각각에 서로 다른 전압을 인가하는 단계; 상기 제1 내지 제n 영역 각각의 광투과율을 측정하는 단계; 상기 제1 내지 제n 영역 중 상대적으로 광투과율이 높은 영역의 감마전압을 기준으로 나머지 영역들의 감마전압을 보정하는 단계; 및 상기 감마전압을 보정한 후에 상기 제1 영역 내의 강유전성 액정셀을 구동하기 위한 게이트 구동회로와 데이터 구동회로를 상기 액정패널에 형성하는 단계를 포함한다.
상기 액정표시장치의 구동방법은 상기 액정패널의 제1 영역 내의 강유전성 액정셀에 직류 스캔신호와 직류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함한다.
상기 액정표시장치의 구동방법은 상기 액정패널의 제2 영역 내의 강유전성 액정셀에 직류 스캔신호와 교류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함한다.
상기 액정표시장치의 구동방법은 상기 액정패널의 제3 영역 내의 강유전성 액정셀에 교류 스캔신호와 직류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함한다.
상기 액정표시장치의 구동방법은 상기 액정패널의 제4 영역 내의 강유전성 액정셀에 교류 스캔신호와 교류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함한다.

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상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 들어나게 될 것이다.

이하, 도 11 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 강유전성 액정표시장치는 강유전성 액정이 주입된 액정패널(56)과, 액정패널(56)의 데이터라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 드라이브 IC(54)와, 액정패널(56)의 게이트라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 드라이브IC(60)를 구비한다.

데이터 드라이브 IC(54)는 소스 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; 이하 "TCP" 라 함)(50) 상에 실장된다. 소스 TCP(50)의 입력 배선은 소스 PCB(도시하지 않음)의 출력패드에 접속되고 소스 TCP(50)의 출력배선은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film : ACF)에 의해 액정패널(56)의 하부기판(56b) 상에 형성된 데이터 패드(62)에 접속된다. 데이터 드라이브 IC(54)는 타이밍 제어부(도시하지 않음)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터를 감마전 압발생부(도시하지 않음)로부터의 정극성 또는 부극성 아날로그 감마전압으로 변환하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 한편, 본 발명에 따른 데이터 드라이브 IC(54)는 액정표시모듈 작업시 액정패널(56)의 제1 영역(S1)을 제외한 액정패널(56)의 제2 내지 제4 영역(S2 내지 S4)과 대응되게 형성된다. 이러한 액정패널(56)의 제1 내지 제4 영역(S1 내지 S4)의 휘도차를 감지하여 상대적으로 휘도가 높은 제1 영역을 기준으로 제2 내지 제4 영역(S2 내지 S4)의 감마전압을 감마전압보상부(도시하지 않음)에서 보정하게 된다. 이 후, 액정패널(56)의 제1 영역(S1)에 위치하는 데이터라인(DL)에 화소전압신호를 공급하기 위해 제1 영역(S1)의 데이터라인(DL)과 접속되는 데이터 드라이브 IC(54)가 형성된다.

게이트 드라이브 IC(60)는 게이트 TCP(58) 상에 실장된다. 게이트 TCP(58)의 입력 배선은 게이트 PCB(도시하지 않음)의 출력패드에 접속되고 게이트 TCP(58)의 출력배선은 이방전 도전 필름(Anisotropic Conductive Film : ACF)에 의해 하부기판(50b) 상에 형성된 게이트 패드(64)에 접속된다. 게이트 드라이브 IC(60)은 타이밍제어부(도시하지 않음)로부터 공급되는 제어신호에 응답하여 스캔펄스를 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 한편, 본 발명에 따른 게이트 드라이브 IC(60)는 액정표시모듈 작업시 액정패널(50)의 제1 영역(S1)을 제외한 액정패널(56)의 제2 내지 제4 영역(S2 내지 S4)과 대응되게 형성된다. 이러한 액정패널(56)의 제1 내지 제4 영역(S1 내지 S4)의 휘도차를 감지하여 상대적으로 휘도가 높은 제1 영역(S1)을 기준으로 제2 내지 제4 영역(S2 내지 S4)의 감마전압을 감마전압보상부에서 보정하게 된다. 이 후, 액정패널의 제1 영역(S1)에 위치하는 게 이트라인(GL)에 스캔신호를 공급하기 위해 제1 영역(S1)의 게이트라인(GL)과 접속되는 게이트 드라이브 IC(60)가 형성된다.

액정패널(56)은 각종 신호라인들과 함께 박막트랜지스터 어레이가 형성된 하부기판(56b)과, 칼라필터 어레이가 형성된 상부기판(56a)과, 하부기판(56b)과 상부기판(56a) 사이에 주입된 강유전성 액정을 포함한다. 이러한 액정패널(56)에는 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)의 교차영역마다 마련되는 액정셀들로 구성되어 화상을 표시하는 화상표시부(52)가 마련된다. 화상표시부(52)의 외곽부에 위치하는 하부기판(56b) 외곽영역에는 데이터라인(DL)으로부터 신장되어진 데이터 패드들(62)과, 게이트라인(GL)로부터 신장되어진 게이트 패드들(64)이 위치하게 된다. 한편, 화상표시부(52)는 액정표시모듈작업시 서로 다른 스캔신호와 화소전압신호가 공급되는 제1 내지 제4 영역(S1 내지 S4)으로 구분된다.

도 12a 내지 도 12d는 본 발명에 따른 화상표시부의 제1 내지 제4 영역에 위치하는 강유전성 액정셀을 인가되는 전압을 나타내는 파형도이며, 도 13은 제1 내지 제4 영역의 위치하는 강유전성 액정셀이 부극성의 전압에 의해 전계배향된 경우의 광투과율을 나타내는 그래프이다. 도 12a 내지 도 12d에 있어서, 'Vgh'는 TFT의 문턱전압 이상으로 설정되어 소스/드레인전극간 채널을 형성하는 스캔펄스(SP)의 하이논리전압이며, 'Vgl'은 TFT의 문턱전압보다 낮은 전압으로 설정되는 스캔펄스(SP)의 로우논리전압이며, 'Vd'는 강유전성 액정셀에 공급되는 데이터전압이며, 'Vlc'는 강유전성 액정셀에 충전되는 전압이다. 도 13에 있어서, 세로축은 투과율이며, 가로축은 전압이다.

도 12a에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제1 영역(S1)의 게이트라인(GL)에는 하이논리상태의 스캔신호(Vg)가 공급되며, 이 스캔신호(Vg)는 항상 하이논리를 유지하고 있어 박막트랜지스터들은 항상 턴온상태를 유지하게 된다. 화상표시부의 제1 영역(S1)의 데이터라인(DL)에는 하이논리상태의 스캔신호에 응답하여 직류형태의 정극성의 화소신호(Vd)가 항상 공급된다. 이에 따라, 화상표시부의 제1 영역(S1)에 위치하는 강유전성 액정셀에는 직류형태의 전압(Vlc)이 충전/유지된다. 이 때, 제1 영역(S1)의 전압대 광투과율은 도 13에 도시된 바와 같은 곡선을 얻게 된다.

도 12b에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제2 영역(S2)의 게이트라인(GL)에는 하이논리상태의 스캔신호(Vg)가 공급되며, 이 스캔신호(Vg)에 의해 박막트랜지스터들은 항상 턴온상태를 유지하게 된다. 제2 영역(S2)의 데이터라인(DL)에는 소정주기, 예를 들어 한 프레임주기로 극성이 반전되는 화소전압신호(Vd)가 하이논리상태의 스캔신호(Vg)에 응답하여 교류형태의 화소전압신호(Vd)가 공급된다. 이에 따라, 화상표시부의 제2 영역(S2)에 위치하는 강유전성 액정셀에는 스캔신호(Vg)가 하이논리를 유지하는 기간 동안 공통전압(Vcom)을 기준으로 극성이 반전되는 화소전압신호(Vd)가 충전된다. 이 때, 화상표시부의 제2 영역(S2)의 휘도는 소정주기로 극성이 반전되는 화소전압신호(Vd)에 의해 전압강하가 발생되어 도 13에 도시된 바와 같이 제1 영역(S1)의 전압대 광투과율보다 낮은 광투과율을 얻게 된다.

도 12c에 도시된 바와 같이 화상표시부(52)의 제3 영역(S3)의 게이트라인(GL)에는 스캔신호(Vg)를 순차적으로 공급된다. 이 스캔신호(Vg)에 응 답하여 박막트랜지스터는 수평라인 단위로 구동된다. 스캔신호(Vg)가 하이논리를 유지하는 기간동안 액정셀은 전압을 충전한 후에 충전된 전압을 나머지 프레임기간동안 유지하게 된다. 제3 영역(S3)의 데이터라인(DL)에는 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 직류형태 정극성의 화소전압신호(Vd)가 공급된다. 이에 따라, 화상표시부의 제3 영역(S3)에 위치하는 강유전성 액정셀에는 스캔신호(Vg)가 하이논리를 유지하는 기간 동안 정극성의 화소전압신호에 대응하는 전압(Vlc)을 충전한 후에 충전된 전압(Vlc)을 나머지 프레임기간 동안 거의 일정하게 유지하게 된다. 이 때, 제3 영역(S3)의 휘도는 스캔신호(Vg)에 의해 전압강하가 발생되어 도 13에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 영역(S1,S2)의 전압 대 광투과율보다 낮은 광투과율을 얻게 된다.

도 12d에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제4 영역(S4)의 게이트라인(GL)에는 스캔신호(Vg)가 순차적으로 공급된다. 이 스캔신호에 응답하여 박막트랜지스터는 수평라인단위로 구동된다. 화상표시부의 제4 영역(S4)의 데이터라인(DL)에는 스캔신호(Vg)가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 교류형태의 화소신호(Vd)가 공급된다. 이에 따라, 화상표시부의 제4 영역(S4)에 위치하는 강유전성 액정셀에는 스캔신호(Vg)가 하이논리를 유지하는 기간 동안 정극성과 부극성의 화소전압신호(Vd)에 대응하는 전압(Vlc)을 충전한 후에 충전된 전압(Vlc)을 나머지 프레임기간 동안 거의 일정하게 유지하게 된다. 이 때, 화상표시부의 제4 영역(S4)의 휘도는 스캔신호(Vg)와 화소전압신호(Vd)에 의해 전압강하가 발생되어 도 13에 도시된 바와 같이 화상표시부(52)의 제1 내지 제3 영역(S1 내지 S3)의 전압 대 광투과율보다 낮은 광투과율을 얻게 된다.

도 14a 내지 도 14d는 본 발명에 따른 화상표시부의 제1 내지 제4 영역에 위치하는 강유전성 액정셀을 인가되는 전압을 나타내는 파형도이며, 도 15는 제1 내지 제4 영역의 위치하는 강유전성 액정셀이 정극성의 전압에 의해 전계배향된 경우의 광투과율을 나타내는 그래프이다.

도 14a에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제1 영역(S1)의 게이트라인(GL)에는 하이논리상태의 스캔신호(Vg)가 공급되며, 이 스캔신호(Vg)에 의해 박막트랜지스터들은 항상 턴온상태를 유지하게 된다. 화상표시부의 제1 영역(S1)의 데이터라인(DL)에는 하이논리상태의 스캔신호에 응답하여 직류형태의 부극성의 화소전압신호(Vd)가 항상 공급된다. 이 때, 제1 영역(S1)의 전압대 광투과율은 도 15에 도시된 바와 같은 곡선을 얻게 된다.

도 14b에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제2 영역(S2)의 게이트라인(GL)에는 하이논리상태의 스캔신호(Vg)가 공급되며, 이 스캔신호(Vg)에 의해 박막트랜지스터들은 항상 턴온상태를 유지하게 된다. 제2 영역(S2)의 데이터라인(DL)에는 소정주기, 예를 들어 한 프레임주기로 극성이 반전되는 화소전압신호(Vd)가 하이논리상태의 스캔신호(Vg)에 응답하여 교류형태의 화소전압신호(Vd)가 공급된다. 이 때, 화상표시부의 제2 영역(S2)의 휘도는 소정주기로 극성이 반전되는 화소전압신호(Vd)에 의해 전압강하가 발생되어 도 15에 도시된 바와 같이 제1 영역(S1)의 전압대 광투과율보다 낮은 광투과율을 얻게 된다.

도 14c에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제3 영역(S3)의 게이트라인(GL)에 는 스캔신호(Vg)를 순차적으로 공급된다. 이 스캔신호(Vg)에 응답하여 박막트랜지스터는 수평라인 단위로 구동된다. 제3 영역(S3)의 데이터라인(DL)에는 스캔신호(Vg)가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 직류형태의 부극성의 화소전압신호(Vd)가 공급된다. 이 때, 제3 영역(S3)의 휘도는 스캔신호(Vg)에 의해 전압강하가 발생되어 도 15에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 영역(S1,S2)의 전압대 광투과율보다 낮은 광투과율을 얻게 된다.

도 14d에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제4 영역(S4)의 게이트라인(GL)에는 스캔신호(Vg)가 순차적으로 공급된다. 이 스캔신호에 응답하여 박막트랜지스터는 수평라인단위로 구동된다. 화상표시부의 제4 영역(S4)의 데이터라인(DL)에는 스캔신호(Vg)가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 교류형태의 화소전압신호(Vd)가 공급된다. 이 때, 화상표시부의 제4 영역(S4)의 휘도는 스캔신호(Vg)와 화소신호(Vd)에 의해 전압강하가 발생되어 도 15에 도시된 바와 같이 화상표시부의 제1 내지 제3 영역(S1 내지 S3)의 전압 대 광투과율보다 낮은 광투과율을 얻게 된다.

이와 같이, 화상표시부(52)의 제2 영역(S2)은 한 수평라인단위로 순차적으로 공급되는 스캔신호(Vg)에 의해 강유전성 액정셀에 인가된 화소전압신호(Vd)보다 강유전성 액정셀의 실효전압(Vlc)이 낮으며, 제3 영역(S3)은 소정주기로 극성이 반전되는 에 화소전압신호(Vd)에 의해 강유전성 액정셀에 인가되는 화소전압신호보다 액정셀의 실효전압이 낮으며, 제4 영역(S4)은 스캔신호와 화소전압신호에 의해 액정셀에 인가되는 전압보다 액정셀의 실효전압이 상대적으로 낮다. 즉, 제1 내지 제4 영역(S1 내지 S4)의 전압 대 광투과율을 비교하면, 제1 영역(S1), 제2 영역(S2), 제3 영역(S3), 제4 영역(S4) 순으로 광투과율이 낮다. 광투과율이 상대적으로 높은 화상표시부(52)의 제1 영역(S1)의 특정휘도(M)를 기준으로 제2 내지 제4 영역(S2 내지 S4)의 감마전압의 차(a,b,c)를 보정하여 액정패널의 전체 휘도를 높힐 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 화상표시부의 제1 영역에 위치하는 액정셀에 제1 소정신호들을 인가함과 동시에 제2 내지 제4 영역 중 적어도 어느 하나(예를 들어 제3 영역)에 위치하는 액정셀에 제2 소정신호들을 인가한다.(S1,S2단계) 여기서, 제1 소정신호들은 게이트라인에 인가되는 하이논리상태의 스캔신호와, 데이터라인에 인가되는 직류형태의 화소전압신호이며, 제2 소정신호들은 게이트라인에 순차적으로 인가되는 하이논리상태의 스캔신호와, 데이터라인에 인가되는 교류형태의 화소전압신호이다.

이와 같이, 제1 및 제2 소정신호들이 각각 인가된 화상표시부의 제1 및 제3 영역의 휘도를 측정하게 된다.(S3,S4단계) 이 때, 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 제1 영역과 제3 영역의 투과 대 전압 특성이 측정된다. 측정된 제1 및 제3 영역의 휘도가 다를 경우, 휘도차의 원인이 스캔신호에 의한 것인지를 판단하게 된다.(S5단계) 스캔신호에 의해 휘도차가 발생된 경우, 상대적으로 광투과율이 높은 제1 영역을 기준으로 상대적으로 광투과율이 낮은 제3 영역의 화소전압신호의 감마전압을 감마전압보상부에서 보정하게 된다.(S6단계)

이러한 감마전압이 보정된 화소전압신호를 제3 영역에 인가하여 제1 영역과 제3 영역의 휘도를 측정하여 동일한지를 판단하게 된다.(S157,S158,S159단계) 측정된 제1 및 제3 영역의 휘도가 동일할 경우 드라이브 IC가 미부착된 제1 영역의 패드부에 게이트 드라이브 IC와 데이터 드라이브 IC를 각각 부착하게 된다.

이외에도 화상표시부의 제1 영역에 위치하는 강유전성 액정셀에 인가되는 전압에 따른 광투과율을 기준으로 제2 및 제4 영역에 위치하는 강유전성 액정셀에 인가되는 신호전압을 보정하여 액정패널의 화상을 개선할 수 있으며, 잔상을 제거할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 화상표시부를 제1 내지 제n(n은 양의 정수) 영역으로 나누고 각 영역 내의 강유전성 액정셀에 서로 다른 게이트신호 및 데이터신호를 공급하게 된다. 이러한 스캔신호 및 화소신호에 의해 구동되는 제1 내지 제n 영역의 광투과율을 비교하여 상대적으로 높은 광투과율을 갖는 영역을 기준으로 낮은 광투과율을 갖는 영역의 감마전압을 보정하게 된다. 이에 따라, 본 발명은 액정패널의 화상을 개선할 수 있으며, 잔상을 제거할 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.

Claims (10)

1. 액정패널을 제1 내지 제n(n은 양의 정수) 영역으로 구분하고 상기 제1 영역을 제외한 제2 내지 제n 영역 내의 강유전성 액정셀을 구동하기 위한 게이트 구동회로와 데이터 구동회로를 상기 액정패널에 형성하여 상기 제1 내지 제n 영역 각각에 서로 다른 전압을 인가하는 단계;

   상기 제1 내지 제n 영역 각각의 광투과율을 측정하는 단계;

   상기 제1 내지 제n 영역 중 상대적으로 광투과율이 높은 영역의 감마전압을 기준으로 나머지 영역들의 감마전압을 보정하는 단계; 및

   상기 감마전압을 보정한 후에 상기 제1 영역 내의 강유전성 액정셀을 구동하기 위한 게이트 구동회로와 데이터 구동회로를 상기 액정패널에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 액정패널의 제1 영역 내의 강유전성 액정셀에 직류 스캔신호와 직류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 액정패널의 제2 영역 내의 강유전성 액정셀에 직류 스캔신호와 교류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 액정패널의 제3 영역 내의 강유전성 액정셀에 교류 스캔신호와 직류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 액정패널의 제4 영역 내의 강유전성 액정셀에 교류 스캔신호와 교류 화소전압신호를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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