KR102323565B1 - 표시 장치 및 그것의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

표시 장치는 게이트 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받아 영상을 표시하는 복수의 화소들, 영상 신호들 중 블랙 패턴을 표시하는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하고, 기준 온도보다 낮은 온도에서 기준 계조보다 작거나 같은 계조를 표시하는 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 타이밍 컨트롤러, 및 상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 상기 영상 신호들을 상기 데이터 전압들로 변환하여 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그것의 구동 방법{DISPLAY APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 표시 장치 및 그것의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잔상을 개선할 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정층을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치이다. 액정층의 액정 분자들은 소정의 방향으로 배향된다. 액정 분자들을 전기장이 인가되지 않은 상태에서 소정의 방향으로 배향시키기 위한 방법으로 UV광을 사용하여 배향막에 배향 처리를 하는 광 배향 방법이 있다.

액정 표시 장치 중, PLS(Plane to Line Switching) 모드의 액정 표시 장치는 액정 분자를 기판과 평행하게 배향하고, 액정 분자를 기판과 거의 평행하게 회전시켜 구동시킨다. 따라서, PLS 모드의 액정 표시 장치는 액정 분자가 프리틸트(pre-tilt) 각을 가질 필요가 없기 때문에, UV광을 사용하는 광 배향 방법이 PLS 모드의 액정 표시 장치에 적용될 수 있다.

광 배향 방식은 러빙 방식에 비해 높은 명암비를 구현할 수 있다. 그러나, 광 배향 방식이 사용될 경우, 러빙 배향 방식에 비해 낮은 배향력 및 배향막의 소성 변형으로 인해 AC 잔상이 발생되거나, DC 전압이 인가됐을때 액정층 내에 존재하는 이온 입자들이 화소 전극에 축적되어 DC 잔상이 발생될 수 있다.

특정 패턴이 장시간 표시된 후 다른 화면으로 전환될 때, AC 잔상 및 DC 잔상에 의해 이전에 표시됐던 영상이 잔상으로 보일 수 있다. 잔상 현상은 고 계조에서는 시인되지 않으나, 저계조에서 시인될 수 있다.

본 발명의 목적은 잔상을 개선할 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 게이트 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받아 영상을 표시하는 복수의 화소들, 영상 신호들 중 블랙 패턴을 표시하는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하고, 기준 온도보다 낮은 온도에서 기준 계조보다 작거나 같은 계조를 표시하는 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 타이밍 컨트롤러, 및 상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 상기 영상 신호들을 상기 데이터 전압들로 변환하여 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동부를 포함한다.

상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하고, 주변 온도가 상기 기준 온도보다 높거나 같은 제1 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않고, 상기 주변 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 제2 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 데이터 처리부를 포함한다.

상기 데이터 처리부는, 상기 온도를 측정하여 온도 정보로서 출력하는 온도 측정부 및 상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하고, 상기 온도 정보가 상기 제1 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않고, 상기 온도 정보가 상기 제2 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 데이터 값 변환부를 포함한다.

상기 블랙 패턴 영상 신호들에 대응하는 데이터 전압들은 500mV보다 작은 크기를 갖는다.

상기 기준 계조는 풀 화이트가 64 계조일 경우, 32계조이다.

상기 기준 온도는 40℃이다.

상기 데이터 처리부는 상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 정극성으로 치우치도록 변환한다.

상기 데이터 처리부는 상기 제2 온도에서 상기 저계조 영상 신호들의 데이터값을 상기 공통 전압을 기준으로 부극성으로 치우치도록 변환한다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 영상 신호들 중 블랙 패턴을 표시하는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하는 단계, 주변 온도가 상기 기준 온도보다 높거나 같은 제1 온도일 경우, 기준 계조보다 작거나 같은 계조를 표시하는 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않고, 상기 주변 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 제2 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 단계, 상기 출력되는 영상 신호들을 데이터 전압들로 변환하는 단계, 및 게이트 신호들에 응답하여 상기 데이터 전압들을 화소들에 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 표시 장치 및 그것의 구동 방법은 잔상을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하나의 화소의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 4는 PLS 모드 액정 표시 장치에서 발생할 수 있는 잔상 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 저계조를 표시하는 제1 화소 및 제2 화소의 휘도 그래프를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c 및 도 7a 내지 도 7c는 DC 축적 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에서, 블랙 패턴에 인가되는 블랙 데이터 전압을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에서, 제1 온도에서 구동되고 저계조를 표시하기 위한 화소들의 화소 전극들의 전압 레벨을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 화소 전극의 전압 레벨에 따른 화소들의 휘도 곡선을 도시한 도면이다.
도 11는 도 8에 도시된 블랙 데이터 전압이 제2 화소들에 인가된 후, 제2 온도에서 구동되고 저계조를 표시하는 화소들의 휘도 곡선을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에서, 제2 온도에서 구동되고 저계조를 표시하기 위한 화소들에 인가되는 데이터 전압을 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 데이터 전압들에 따른 화소들의 휘도 곡선을 도시한 도면이다.
도 14는 도 1에 도시된 데이터 처리부의 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 게이트 구동부(130), 및 데이터 구동부(140)를 포함한다.

표시 패널(110)은 복수의 게이트 라인들(GL1~GLm), 복수의 데이터 라인들(DL1~DLn), 및 복수의 화소들(PX11~PXmn)을 포함한다. 게이트 라인들(GL1~GLm)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 게이트 구동부(130)에 연결된다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되어 데이터 구동부(140)에 연결된다. m 및 n은 자연수이다.

화소들(PX11~PXmn)은 서로 교차하는 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)에 의해 구획된 영역들에 배치된다. 따라서, 화소들(PX11~PXmn)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 화소들(PX11~PXmn)은 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)에 연결된다.

타이밍 컨트롤러(120)는 외부(예를 들어, 시스템 보드)로부터 영상 신호들(RGB) 및 제어 신호(CS)를 수신한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 저계조에서 잔상을 개선하기 위해 영상 신호들의 데이터 값(또는 계조 데이터 값)을 보상하여 출력한다. 풀 화이트가 64계조일 경우, 저계조는 기준 계조로 정의되는 32계조보다 작거나 같은 계조로 정의될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(120)는 저계조에서 잔상을 개선하기 위해 영상 신호들의 데이터 값을 보상하기 위한 데이터 처리부(121)를 포함한다. 데이터 처리부(121)는 영상 신호들(RGB) 중 블랙 패턴을 표시하는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 어느 한 극성으로 치우치도록 변환한다.

또한, 데이터 처리부(121)는 주변 온도가 기준 온도보다 높거나 같고 영상 신호들(RGB)이 저계조를 표시하는 저계조 영상 신호들일 경우, 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않는다. 데이터 처리부(121)는 주변 온도가 기준 온도보다 낮고 영상 신호들(RGB)이 저계조 영상 신호들일 경우, 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 어느 한 극성으로 치우치도록 변환한다. 이러한 동작은 이하 상세히 설명될 것이다.

타이밍 컨트롤러(120)는 데이터 구동부(140)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 데이터 포맷이 변환된 영상 데이터들(DATAs)을 데이터 구동부(140)에 제공한다.

타이밍 컨트롤러(120)는 제어 신호(CS)에 응답하여 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호이다. 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호이다.

타이밍 컨트롤러(120)는 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동부(130)에 제공하고, 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(140)에 제공한다.

게이트 구동부(130)는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 신호들을 생성하여 출력한다. 게이트 구동부(130)는 게이트 신호들을 순차적으로 출력할 수 있다. 게이트 신호들은 게이트 라인들(GL1~GLm)을 통해 행 단위로 화소들(PX11~PXmn)에 제공된다.

데이터 구동부(140)는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여 영상 데이터들(DATAs)에 대응하는 아날로그 형태의 데이터 전압들을 생성하여 출력한다. 데이터 전압들은 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 화소들(PX11~PXmn)에 제공된다.

화소들(PX11~PXmn)은 게이트 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받는다. 화소들(PX11~PXmn)은 데이터 전압들에 대응하는 계조를 표시함으로써, 영상이 표시될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(120)는 집적 회로 칩의 형태로 인쇄 회로 기판(미 도시됨)상에 실장되어 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)에 연결될 수 있다.

게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)는 복수의 구동 칩들로 형성되어 가요성 인쇄 회로 기판(미 도시됨)상에 실장되고, 테이프 캐리어 패키지(TCP: Tape Carrier Package) 방식으로 표시 패널(110)에 연결될 수 있다.

그러나, 이에 한정되지 않고, 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)는 복수의 구동 칩들로 형성되어 표시 패널(110)에 칩 온 글래스(COG: Chip on Glass) 방식으로 실장될 수 있다. 또한, 게이트 구동부(130)는 화소들(PX11~PXmn)의 트랜지스터들과 함께 동시에 형성되어 ASG(Amorphous Silicon TFT Gate driver circuit) 형태로 표시 패널(110)에 실장될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 하나의 화소의 평면도이다.

도 2에는 하나의 화소(PXij)가 도시되었으나, 도 1에 도시된 다른 화소들 역시 동일한 구성을 가질 것이다. 이하, 설명의 편의를 위해 하나의 화소(PXij)의 구성이 설명될 것이다.

도 2을 참조하면, 화소(PXij)의 평면상의 영역은 화소 영역(PA) 및 화소 영역(PA) 주변의 비화소 영역(NPA)을 포함한다. 화소 영역(PA)은 영상이 표시되는 영역으로 정의되고, 비화소 영역(NPA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로 정의될 수 있다.

게이트 라인들(GLi-1,GLi) 및 데이터 라인들(DLj-1,DLj)은 비화소 영역(NPA)에 배치된다. 게이트 라인들(GLi-1,GLi)은 제1 방향(DR1)으로 연장된다. 데이터 라인들(DLj-1,DLj)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 게이트 라인들(GLi-1,GLi)과 절연되어 교차한다. i는 0보다 크고 m보다 작거나 같은 정수이다. j는 0보다 크고 n보다 작거나 같은 정수이다.

화소(PXij)는 비화소 영역(NPA)에 배치된 트랜지스터(TR) 및 화소 영역(PA)에 배치되어 트랜지스터(TR)에 연결된 화소 전극(PE)을 포함한다. 트랜지스터(TR)는 게이트 라인들(GLi-1,GLi) 중 대응하는 게이트 라인(GLi) 및 데이터 라인들(DLj-1,DLj) 중 대응하는 데이터 라인(DLj)에 연결된다.

트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)에 연결된 게이트 전극(GE), 데이터 라인(DLj)에 연결된 소스 전극(SE), 및 화소 전극(PE)에 연결된 드레인 전극(DE)을 포함한다.

게이트 전극(GE)은 게이트 라인(GLi)으로부터 분기되어 형성된다. 소스 전극(SE)은 게이트 전극(GE)과 오버랩되는 데이터 라인(DLj)의 일 부분으로 정의된다. 드레인 전극(DE)은 게이트 전극(GE)과 오버랩되고 소스 전극(SE)과 이격되어 배치된다. 드레인 전극(DE)은 연장되어 컨택홀(CH)을 통해 화소 전극(PE)에 전기적으로 연결된다.

화소 전극(PE)은 비화소 영역(NPA)으로 연장되어 컨택홀(CH)을 통해 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)에 연결된다. 구체적으로, 화소 전극(PE)으로부터 분기된 분기 전극(BE)이 컨택홀(CH)을 통해 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)에 연결된다. 분기 전극(BE)은 비화소 영역(NPA)에 배치된다.

화소 전극(PE)은 복수의 가지부들(PE1), 제1 연결부(PE2), 및 제2 연결부(PE3)를 포함한다. 가지부들(PE1)은 제2 방향(D2)으로 연장되고, 제1 방향(D1)으로 서로 동일한 간격을 두고 배치된다. 제1 및 제2 연결부들(PE2,PE3)은 제1 방향(DR1)으로 연장된다. 제1 연결부(PE2)은 제2 방향(DR2)에서 가지부들(PE1)의 일측을 서로 연결한다. 제2 연결부(PE3)는 제2 방향(DR2)에서 가지부들(PE1)의 타측을 서로 연결한다.

도 2에 도시되지 않았으나, 공통 전극이 화소(PXij)에 배치될 수 있다. 공통 전극은 개구부(OP)를 포함한다. 개구부(OP)의 평면상의 크기는 컨택홀(CH)보다 크게 형성된다. 이러한 구성은 이하 상세히 설명될 것이다.

도 3은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 표시 패널(110)은 제1 기판(111), 제1 기판(111)과 마주보도록 배치된 제2 기판(112), 및 제1 기판(111)과 제2 기판(112) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다. 제1 기판(111)에 복수의 화소들(PX11~PXnm)이 배치될 수 있다.

제1 기판(111)은 제1 베이스 기판(SUB1), 트랜지스터(TR), 제1 내지 제4 절연막들(INS1~INS4), 공통 전극(CE), 화소 전극(PE), 및 제1 배향막(ALN1)을 포함한다. 제1 베이스 기판(SUB1)의 평면상의 영역은 화소 영역들(PA) 및 화소 영역들(PA) 주변의 비화소 영역(NPA)을 포함한다.

비화소 영역(NPA)의 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 게이트 라인(GLi)으로부터 분기된 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(GE)이 배치된다. 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 게이트 전극(GE)을 덮도록 제1 절연막(INS1)이 배치된다. 제1 절연막(INS1)은 무기 물질을 포함하는 게이트 절연막일 수 있다.

비화소 영역(NPA)에서 제1 절연막(INS1) 상에 트랜지스터(TR)의 반도체 층(SM)이 배치된다. 반도체 층(SM)의 소정의 영역은 게이트 전극(GE)과 오버랩되도록 배치된다. 도시하지 않았으나, 반도체 층(SM)은 각각 액티브 층 및 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.

반도체 층(SM) 상에 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 서로 이격되어 배치된다. 반도체 층(SM)은 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 사이에서 전도채널(conductive channel)을 형성한다.

소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 및 데이터 라인(DLj-1)을 덮도록 제1 절연막(INS1) 상에 제2 절연막(INS2)이 배치된다. 제2 절연막(INS2)은 무기 물질을 포함하는 패시베이션막으로 정의될 수 있다. 제2 절연막(INS2)은 노출된 반도체층(SM)의 상부를 커버 한다.

제2 절연막(INS2) 상에 유기 물질을 포함하는 제3 절연막(INS3)이 배치된다. 제3 절연막(INS3)은 트랜지스터(TR)의 상부를 평탄화시키는 역할을 할 수 있다.

제3 절연막(INS3) 상에 공통 전극(CE)이 배치된다. 공통 전극(CE)은 공통 전극(CE)이 형성되지 않은 개구부(OP)를 포함한다. 개구부(OP)는 비화소 영역(NPA)에 배치된다.

공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 공통 전극(CE)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 투명 도전성 금속 산화물을 포함한다. 공통 전극(CE)을 덮도록 제3 절연막(INS3) 상에 무기 물질을 포함하는 제4 절연막(INS4)이 배치된다.

제4 절연막(INS4), 제3 절연막(INS3), 및 제2 절연막(INS2)을 관통하여 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)의 소정의 영역을 노출시키는 컨택홀(CH)이 형성된다. 컨택홀(CH)은 공통 전극(CE)의 개구부(OP)에 오버랩되도록 배치된다. 컨택홀(CH)의 평면상의 면적은 개구부(OP)의 평면상의 면적보다 작게 형성된다.

화소 영역(PA)에서 제4 절연막(INS4) 상에 화소 전극(PE)이 배치된다. 제4 절연막(INS4)은 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE)을 전기적으로 절연시킨다. 화소 전극(PE)으로부터 분기된 분기 전극(BE)은 컨택홀(CH)을 통해 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)에 전기적으로 연결된다.

공통 전극(CE)의 개구부(OP)는 컨택홀(CH)의 평면상의 면적보다 크게 형성되므로, 화소 전극(PE)으로부터 분기된 분기 전극(BE)이 컨택홀(CH)을 통해 드레인 전극(DE)에 연결되더라도, 공통 전극(CE)과 단락되지 않을 수 있다.

화소 전극(PE) 및 분기 전극(BE)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 전극(PE) 및 분기 전극(BE)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 투명 도전성 금속 산화물을 포함한다.

화소 전극(PE)을 덮도록 제4 절연막(INS4) 상에 제1 배향막(ALN1)이 배치된다. 제1 배향막(ALN1)은 광 배향 방법에 의해 소정의 방향으로 배향될 수 있다.

제2 기판(112)은 제2 베이스 기판(SUB2), 블랙 매트릭스(BM), 및 복수의 컬러 필터들(CF)을 포함한다. 제2 베이스 기판(SUB2)은 제1 베이스 기판(SUB1)과 마주보도록 배치된다.

비화소 영역(NPA)에서 블랙 매트릭스(BM)는 제2 베이스 기판(SUB2)의 하부에 배치된다. 컬러 필터들(CF)은 각각 화소들(PX11~PXnm)에 대응하도록 제2 베이스 기판(SUB2)의 하부에 배치된다. 컬러 필터들(CF)은 블랙 매트릭스(BM)를 덮도록 배치될 수 있다.

각 컬러 필터(CF)는 화소들 중 대응하는 화소를 투과하는 광에 색을 제공한다. 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터 중 어느 하나일 수 있다.

블랙 매트릭스(BM)는 영상을 구현함에 있어 불필요한 광을 차단한다. 블랙 매트릭스(BM)는 화소 영역(PA)의 가장 자리에서 발생할 수 있는 액정 분자들의 이상 거동에 의한 빛 샘이나, 컬러 필터(CF)의 가장자리에서 나타날 수 있는 혼색을 차단할 수 있다.

컬러 필터들(CF)의 하부에 제2 배향막(ALN2)이 배치된다. 제2 배향막(ALN2)은 제1 배향막(ALN1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제2 배향막(ALN2)은 제1 배향막(ALN1)과 같은 공정으로 배향될 수 있다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)이 배치된 표시 장치(100)는 PLS(Plane to Line Switching) 모드 액정 표시 장치로 정의될 수 있다.

트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)으로부터 수신된 게이트 신호에 응답하여 턴 온된다. 턴 온된 트랜지스터(TR)는 데이터 라인(DLj)으로부터 데이터 전압을 수신하여 화소 전극(PE)에 제공한다. 공통 전극(CE)은 공통 전압을 인가받는다.

데이터 전압이 인가된 화소 전극(PE)과 공통 전압이 인가된 공통 전극(CE)에 의해 프린지(fringe) 전계가 형성된다. 액정층(LC)의 액정 분자들은 프린지 전계에 의해 구동된다. 프린지 전계에 의해 구동된 액정 분자들에 의해 광 투과율이 조절되어 영상이 표시된다.

도 4는 PLS 모드 액정 표시 장치에서 발생할 수 있는 잔상 현상을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 저계조를 표시하는 제1 화소들 및 제2 화소들의 휘도 그래프를 도시한 도면이다.

도 4에는 설명의 편의를 위해 4개의 행 및 4개의 열들로 배열된 화소들(PX)이 도시되었다. 도 5에 도시된 휘도 그래프는 60℃에서 측정된 화소들(PX)의 휘도 그래프이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 화소들(PX)은 복수의 제1 화소들(PX1) 및 복수의 제2 화소들(PX2)을 포함한다. 제1 화소들(PX1) 및 제2 화소들(PX2)은 행 방향 및 행 방향과 교차하는 열 방향으로 교대로 배치된다.

제1 화소들(PX1)에 화이트 계조를 갖는 데이터 전압들이 인가되고, 제2 화소들(PX2)에 블랙 계조를 갖는 데이터 전압들이 인가되어, 화소들(PX)이 체커 패턴(checker pattern)을 표시할 수 있다. 이러한 체커 패턴이 장시간 표시된 후, 화소들(PX)이 저계조를 표시할 수 있다.

도 5에 도시된 제1 화이트 곡선(W1)은 체커 패턴의 화이트 계조를 표시했던 제1 화소(PX1)가 이후 저계조를 표시할 경우, 제1 화소(PX1)의 휘도 곡선을 나타낸다. 도 5에 도시된 제1 블랙 곡선(B1)은 체커 패턴의 블랙 계조를 표시했던 제2 화소(PX2)가 이후 저계조를 표시할 경우, 제2 화소(PX2)의 휘도 곡선을 나타낸다.

도 5에서 최적 공통 전압(OVC)은 데이터 구동부(140)에서 출력되는 정극성의 데이터 전압과 부극성의 데이터 전압의 중간레벨로 정의될 수 있다. 공통 전압(VC)은 공통 전극(CE)에 인가되는 전압이다. 공통 전압(VC)을 기준으로 정극성의 데이터 전압과 부극성의 데이터 전압의 크기가 동일할 경우, 최적 공통 전압(OVC)과 공통 전압(VC)은 동일한 레벨을 가질 수 있다.

도 5에 도시된 휘도 그래프에서 사용자가 영상을 시인하는 위치는 공통 전압(VC) 레벨의 지점이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 공통 전압(VC) 레벨의 지점에서 제1 화이트 곡선(W1)으로 나타낸 제1 화소들(PX1)의 휘도와 제1 블랙 곡선(B1)으로 나타낸 제2 화소들(PX2)의 휘도 사이에 휘도차(△L)가 생긴다. 이러한 경우, 제1 화소들(PX1)과 제2 화소들(PX2)의 휘도차(△L)가 시인될 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 체커 패턴을 표시한 후 저계조를 표시할 때, 이전 화상인 체커 패턴이 저계조를 표시하는 영상에서 시인될 수 있다. 이러한 잔상은 소정의 시간동안 유지될 수 있다. 이러한 잔상을 해결하기 위해서는 제1 화소들(PX1)와 제2 화소들(PX2)의 휘도차가 없어야 한다.

도 6a 내지 도 6c 및 도 7a 내지 도 7c는 DC 축적 현상을 설명하기 위한 도면이다.

설명의 편의를 위해 도 6b 및 도 7b는 도 2에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면에서 제1 배향막(ALN1), 화소 전극(PE), 및 공통 전극(CE)을 도시하였다.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 도 6a에 도시된 정극성을 갖는 데이터 전압(+VD)이 화소 전극(PE)에 인가될 수 있다. 따라서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 화소 전극(PE)의 전압은 정극성이다.

액정층(LC)의 이온 입자들(또는 이온 불순불) 중 부극성의 이온 입자들과 화소 전극(PE) 사이에 인력이 작용한다. 액정층(LC)의 부극성의 이온 입자들은 화소 전극(PE) 상에 배치된 제1 배향막(ALN1) 상에 축적될 수 있다.

이러한 이온 입자들은 제1 배향막(ALN1) 표면에 잔류 직류 전압으로 축적된다. 제1 배향막(ALN1)에 축적된 부극성의 이온 입자들은 화소 전극(PE)의 전압 레벨에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 부극성의 이온 입자들은 정극성의 전압 레벨을 다운 시킬 수 있다.

도 6c에 도시된 바와 같이, 제1 배향막(ALN1)에 축적된 부극성의 이온 입자들에 의해 화소 전극(PE)의 전압 레벨은 정극성의 데이터 전압(+VD)보다 낮은 레벨을 갖는 정극성의 다운 데이터 전압(+VDN)으로 다운될 수 있다.

도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 정극성의 데이터 전압(+VD)이 화소 전극(PE)에 인가된 후, 도 7a에 도시된 부극성을 갖는 데이터 전압(-VD)이 화소 전극(PE)에 인가될 수 있다. 따라서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 화소 전극(PE)의 전압은 부극성이다.

정극성의 데이터 전압(+VD)이 화소 전극(PE)에 인가될 때 제1 배향막(ALN1)에 축적된 부극성의 이온 입자들은, 부극성을 갖는 데이터 전압(-VD)이 화소 전극(PE)에 인가되더라도 소정의 시간동안 축적된 상태를 유지할 수 있다.

즉, 부극성의 데이터 전압(-VD)이 화소 전극(PE)에 인가되더라도 바로 정극성의 이온 입자들이 제1 배향막(ALN1)에 축적되지 않고, 이미 제1 배향막(ALN1)에 축전된 부극성의 이온 입자들이 축적된 상태를 유지할 수 있다.

도 7c에 도시된 바와 같이, 제1 배향막(ALN1)에 축적된 부극성의 이온 입자들에 의해 화소 전극(PE)의 전압 레벨은 부극성의 데이터 전압(-VD)보다 낮은 레벨을 갖는 부극성의 다운 데이터 전압(-VDN)으로 다운될 수 있다.

이온 입자들이 축적되어 화소 전극(PE)의 전압 레벨이 변화되는 현상은 DC 축적 현상으로 정의될 수 있다. 동일한 크기를 갖는 정극성 및 부극성의 데이터 전압들(+VD,-VD)이 화소 전극(PE)에 인가되더라도, 부극성의 DC 축적 현상에 의해 화소 전극(PE)의 전압 레벨이 변경된다. 그 결과, 정극성의 다운 데이터 전압(+VDN)의 크기는 부극성의 다운 데이터 전압(-VDN)의 크기보다 작을 수 있다.

도시하지 않았으나, 부극성 및 정극성의 데이터 전압들이 화소 전극(PE)에 인가될 경우, 도 6a 내지 도 6c 및 도 7a 내지 도 7c와 반대로 정극성의 DC 축적 현상에 의해 화소 전극(PE)의 데이터 전압의 레벨이 변경될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에서, 블랙 패턴에 인가되는 블랙 데이터 전압을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 영상 신호들 중 블랙 패턴을 표시하기 위한 블랙 패턴 영상 신호들에 대응하는 블랙 데이터 전압(VDB)은 정극성의 블랙 데이터 전압(+VDB) 및 부극성의 블랙 데이터 전압(-VDB)을 포함한다. 예시적으로, 블랙 패턴 영상 신호들에 대응하는 블랙 데이터 전압(VDB)은 도 4에 도시된 체커 패턴에서 블랙 패턴이 표시되는 제2 화소들(PX2)에 인가되기 위한 전압일 수 있다.

데이터 처리부(121)는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 공통 전압(VC)을 기준으로 정극성으로 치우치도록 변환한다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 블랙 패턴 영상 신호들에 대응하는 블랙 데이터 전압(VDB)에서, 공통 전압을 기준으로 정극성의 블랙 데이터 전압(+VDB)의 크기는 부극성의 블랙 데이터 전압(-VDB)의 크기보다 크다.

블랙 데이터 전압(VDB)은 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동되기 위한 문턱 전압보다 작다. 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동되기 위한 문턱 전압은 500mV일 수 있다. 정극성의 블랙 데이터 전압(+VDB)의 크기 및 부극성의 블랙 데이터 전압(-VDB)의 크기는 500mV보다 작다. 따라서, 블랙 데이터 전압(VDB)이 정극성으로 치우치도록 변환되더라도 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동되지 않으므로, 휘도 변화가 발생되지 않는다.

정극성의 블랙 데이터 전압(+VDB)의 크기가 부극성의 블랙 데이터 전압(-VDB)의 크기보다 크므로, 부극성의 이온 입자들이 보다 더 화소 전극(PE) 상에 배치된 제1 배향막(ALN1) 상에 축적될 수 있다. 즉, 부극성의 DC 축적이 제2 화소들(PX2)에 형성되고, 부극성의 DC 축적 현상이 가속화될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에서, 제1 온도에서 구동되고 저계조를 표시하기 위한 화소들의 화소 전극들의 전압 레벨을 도시한 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 화소 전극들의 전압 레벨에 따른 화소들의 휘도 곡선을 도시한 도면이다.

제1 온도는 기준 온도보다 크거나 같은 온도일 수 있다. 기준 온도는 40℃일 수 있다. 예시적으로 도 10에 도시된 휘도 곡선은 60도씨에서 구동되는 화소들(PX)에서 측정된 휘도 그래프이다.

이하, 예시적으로, 도 4에 도시된 체커 패턴에 도 8에 도시된 블랙 데이터 전압(VDB)이 인가되고, 이후, 화소들(PX)이 저계조를 표시할 경우, 화소들(PX)의 휘도가 설명될 것이다. 또한, 설명의 편의를 위해 도 4에 도시된 제1 화소들(PX1) 및 제2 화소들(PX2)을 이용하여 화소들(PX)의 휘도가 설명될 것이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 온도에서 화소들(PX)이 구동될 경우, 데이터 구동부(140)는 저계조를 표시하기 위한 제1 데이터 전압(VD1)을 화소들(PX)에 제공한다. 제1 데이터 전압(VD1)은 저계조 중 22계조를 표시하기 위한 데이터 전압일 수 있다.

제1 데이터 전압(VD)은 정극성을 갖는 제1 데이터 전압(+VD1) 및 부극성을 갖는 제1 데이터 전압(-VD1)을 포함한다. 제1 온도에서 영상 신호들(RGB)이 저계조 영상 신호들일 경우, 데이터 처리부(121)는 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변경하지 않는다. 이러한 경우, 공통 전압(VC)을 기준으로 데이터 구동부(140)에서 출력되는 정극성의 제1 데이터 전압(+VD1)과 부극성의 제1 데이터 전압(-VD1)은 동일한 크기를 갖는다.

전술한 바와 같이, 공통 전압(VC)를 기준으로 정극성의 제1 데이터 전압(+VD1)과 부극성의 제1 데이터 전압(-VD1)은 동일한 크기를 가지므로, 최적 공통 전압(OVC)와 공통 전압(VC)은 동일한 레벨을 갖는다.

정극성 및 부극성의 제1 데이터 전압들(+VD1,-VD1)이 각 화소(PX)의 화소 전극(PE)에 인가된다. 전술한 바와 같이, 블랙 데이터 전압(VDB)에 의해 화소 전극(PE) 상에 배치된 제1 배향막(ALN1) 상에 부극성의 이온 입자들이 축적되어 있다. 제1 배향막(ALN1) 상에 축적된 부극성의 이온 입자들은 화소들(PX)이 저계조를 표시하더라도, 소정의 시간동안 축적된 상태를 유지한다. 이러한 경우, 전술한 부극성의 DC 축적 현상에 의해 화소 전극(PE)의 전압 레벨이 변경될 수 있다.

제1 배향막(ALN1)에 축적된 부극성의 이온 입자들에 의해 정극성의 제1 데이터 전압(+VD1)을 인가받은 화소 전극(PE)의 전압 레벨은 정극성의 제1 데이터 전압(+VD1)보다 낮은 레벨을 갖는 정극성의 제1 다운 데이터 전압(+VDN1)으로 다운될 수 있다. 또한, 부극성의 제1 데이터 전압(-VD1)을 인가받은 화소 전극(PE)의 전압 레벨은 부극성의 제1 데이터 전압(-VD1)보다 낮은 레벨을 갖는 부극성의 제1 다운 데이터 전압(-VDN1)으로 다운될 수 있다.

공통 전압(VCOM)을 기준으로, 정극성의 제1 다운 데이터 전압(+VDN1)의 크기(△VD1)는 부극성의 제1 다운 데이터 전압(-VDN1)의 크기(△VD2)보다 작다.

도 10에 도시된 제2 블랙 곡선(B2)은, 체커 패턴의 블랙 계조를 표시하는 제2 화소(PX2)에 도 8에 도시된 블랙 데이터 전압이 인가된 후, 제2 화소(PX2)가 저계조를 표시할 경우, 제2 화소(PX2)의 휘도 곡선을 나타낸다.

정극성의 제1 다운 데이터 전압(+VDN1)과 부극성의 제1 다운 데이터 전압(-VDN1)의 중간 레벨 전압(MLV)을 기준으로 정극성의 제1 다운 데이터 전압(+VDN1)의 크기(△VD)는 부극성의 제1 다운 데이터 전압(-VDN1)의 크기(△VD)와 동일하다.

정극성의 제1 다운 데이터 전압(+VDN1)의 크기(△VD)와 부극성의 제1 다운 데이터 전압(-VDN1)의 크기(△VD)가 동일해지는 중간 레벨 전압(MLV)의 지점에서 휘도의 합은 0이 된다. 중간 레벨 전압(MLV)은 공통 전압(VC)보다 제1 오프셋 전압(△VOS1)만큼 낮은 레벨을 갖는다.

따라서, 휘도가 0인 지점인 중간 레벨 전압(MLV)으로 제2 블랙 곡선(B2)의 최 저점이 배치된다. 즉, 제2 블랙 곡선(B2)의 최 저점은 휘도가 0인 지점이다. 그 결과, 체커 패턴의 블랙 계조를 표시한 후 저계조를 표시하는 제2 화소들(PX2)의 휘도 곡선이 도 10에 도시된 바와 같이 제1 블랙 곡선(B1)에서 제2 블랙 곡선(B2)으로 이동된다.

제1 화이트 곡선(W1)과 제2 블랙 곡선(B2)이 만나는 지점과 사용자가 영상을 바라보는 공통 전압(VC) 지점이 일치된다. 따라서, 제1 화이트 곡선(W1)과 제2 블랙 곡선(B2)이 만나는 지점에서 제1 화소들(PX1)의 휘도와 제2 화소들(PX2)의 휘도가 동일하여, 휘도차가 발생되지 않는다.

저계조를 표시하는 제1 화소들(PX1)의 휘도와 제2 화소들(PX2)의 휘도가 동일하므로, 휘도차가 사용자에게 시인되지 않는다. 저계조에서 휘도차가 시인되지 않으므로, 체커 패턴을 표시한후, 제1 온도에서 저계조의 영상이 표시되더라도 잔상이 시인되지 않는다.

즉, 본 발명의 실시 예에서, 데이터 처리부(121)는 블랙 패턴을 표시 하기 위한 블랙 데이터 전압의 레벨을 정극성으로 치우치도록 변경하여, 제1 온도에서 제1 화소들(PX1)의 휘도와 제2 화소들(PX2)의 휘도차가 발생하지 않도록 부극성의 DC축적을 발생시킨다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 제1 온도에서 DC축적을 이용하여 잔상을 개선할 수 있다.

예시적으로 제2 블랙 곡선(B2)이 제1 블랙 곡선(B1)보다 좌측으로 이동되도록 설명되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전술한 설명과 반대로, 블랙 데이터 전압(VDB)의 레벨을 부극성으로 치우치도록 변경하여 정극성의 DC축적을 발생시킴으로, 중간 레벨 전압(MLV)이 공통 전압(VC)보다 높도록 설정될 수 있다. 이러한 경우, 제2 블랙 곡선(B2)이 제1 블랙 곡선(B1)보다 우측으로 이동하고, 공통 전압(VC)을 기준으로 휘도차가 발생하지 않을 수 있다.

도 11는 도 8에 도시된 블랙 데이터 전압이 제2 화소들에 인가된 후, 제2 온도에서 구동되고 저계조를 표시하는 화소들의 휘도 곡선을 도시한 도면이다.

제2 온도는 기준 온도보다 작은 온도일 수 있다. 예시적으로 도 11에 도시된 휘도 곡선은 30도씨에서 구동되는 화소들(PX)에서 측정된 휘도 그래프이다.

도 11을 참조하면, 제2 온도에서 구동되고, 저계조를 표시하는 화소들(PX)의 휘도 곡선은 도 10에 도시된 휘도 곡선과 다르다. 즉, 온도에 따라서, 휘도 곡선이 변할 수 있다.

블랙 데이터 전압(VDB)을 변경하여 DC 잔상을 이용할 경우, 제1 온도에서 잔상이 개선될 수 있다. 그러나, DC 잔상을 이용하더라도 온도가 제2 온도로 변경될 경우, 제1 화이트 곡선(W1)과 제2 블랙 곡선(B2)이 도 11에 도시된 바와 같이 변경된다. 따라서, 공통 전압(VC) 지점에서 휘도차가 발생될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에서, 제2 온도에서 구동되고 저계조를 표시하기 위한 화소들에 인가되는 데이터 전압을 도시한 도면이다. 도 13은 도 12에 도시된 데이터 전압에 따른 화소들의 휘도 곡선을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 제2 온도에서 화소들(PX)이 구동될 경우, 데이터 구동부(140)는 저계조를 표시하기 위한 제2 데이터 전압(VD2)을 화소들(PX)에 제공한다. 예시적으로 제2 데이터 전압(VD2)은 8계조를 표시하기 위한 데이터 전압일 수 있다. 제2 데이터 전압(VD2)은 정극성의 제2 데이터 전압(+VD2) 및 부극성의 제2 데이터 전압(-VD2)을 포함한다.

데이터 처리부(121)는 제2 온도에서 저계조를 표시하기 위한 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 공통 전압(VC)을 기준으로 부극성으로 치우치도록 변경한다. 이러한 경우, 공통 전압(VC)을 기준으로 데이터 구동부(140)에서 생성된 정극성의 제2 데이터 전압(+VD2)의 크기는 부극성의 제2 데이터 전압(-VD2)의 크기보다 작다.

데이터 구동부(140)에서 출력되는 정극성의 제2 데이터 전압(+VD2)과 부극성의 제2 데이터 전압(-VD2)의 중간 레벨인 최적 공통 전압(OVC)은 공통 전압(VC)보다 낮다. 즉, 데이터 구동부(140)에서 출력되는 정극성의 데이터 전압과 부극성의 데이터 전압이 서로 다른 크기를 가질 경우, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 최적 공통 전압(OVC)과 공통 전압(VC)은 다른 레벨을 가질 수 있다.

실질적으로 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압(VC)의 절대값 레벨은 변경되지 않으나, 제2 데이터 전압(VD2)이 부극성으로 치우침으로써 상대적으로 공통 전압(VC)의 레벨이 최적 공통 전압(OVC)보다 상승되는 효과가 발생된다.

즉, 공통 전압(VC)은 최적 공통 전압(OVC)보다 제2 오프셋 전압(△VOS2)만큼 높은 레벨을 갖는다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 공통 전압(VC)의 지점은 최적 공통 전압(OVC)으로부터 제2 오프셋 전압(△VOS2)만큼 우측으로 이동된다.

영상을 바라보는 시점은 공통 전압(VC)의 지점이다. 제1 화이트 곡선(W1)과 제2 블랙 곡선(B2)이 만나는 지점과 공통 전압(VC)의 지점이 일치된다. 제1 화이트 곡선(W1)과 제2 블랙 곡선(B2)이 만나는 지점에서 제1 화소들(PX1)의 휘도와 제2 화소들(PX2)의 휘도가 동일하여, 휘도차가 발생하지 않는다. 따라서, 휘도차가 사용자에게 시인되지 않는다. 저계조에서 휘도차가 시인되지 않으므로, 체커 패턴을 표시한후, 저계조의 영상이 표시되더라도 잔상이 시인되지 않는다.

즉, 본 발명의 실시 예에서, 데이터 처리부(121)는 2 온도에서 제1 화이트 곡선(W1)과 제2 블랙 곡선(B2)이 만나는 지점에 공통 전압(VC)의 지점이 일치되도록 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변경한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 제2 온도에서 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변경하여 잔상을 개선할 수 있다.

예시적으로 공통 전압(VC)의 레벨이 최적 공통 전압(OVC)보다 상대적으로 높아지도록 설명되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 블랙 곡선(B2)이 제1 블랙 곡선(B1)보다 우측으로 이동될 경우, 제2 온도에서 공통 전압(VC)의 레벨이 최적 공통 전압(OVC)보다 상대적으로 낮아지도록, 저계조 영상 신호들의 데이터 값이 공통 전압(VC)을 기준으로 정극성으로 치우치도록 변경될 수 있다.

AC 잔상은 온도에 상관없이 휘도에 영향을 미칠 수 있으나, DC 잔상이 휘도에 미치는 영향은 온도가 낮을 수록 작아진다. 화소들(PX)이 제1 온도보다 작은 제2 온도에서 구동되므로, 제2 데이터 전압(VD)의 레벨이 어느 한 극성으로 치우치도록 변경되더라도, DC 축적에 따라 발생하는 DC 잔상의 영향은 무시할 수 있는 수준일 것이다.

이하, 전술한 저계조 영상 표시 시의 잔상 개선 동작을 수행하는 데이터 처리부(121)의 구성이 설명될 것이다.

도 14는 도 1에 도시된 데이터 처리부의 구성을 보여주는 도면이다.

도 14를 참조하면, 데이터 처리부(121)는 온도 측정부(1211) 및 데이터 값 변환부(1212)를 포함한다.

온도 측정부(1211)는 주변 온도를 측정하여 데이터 값 변환부(1212)에 온도 정보로서 제공한다. 온도 측정부(1211)에서 측정되는 주변 온도는 표시 장치(100)의 온도일 수 있다.

데이터 값 변환부(1212)는 영상 신호들(RGB) 중 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 변환한다. 예를 들어, 도 8에서 설명된 바와 같이, 데이터 값 변환부(1212)는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값이 공통 전압(VC)을 기준으로 정극성으로 치우치도록 변경할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 DC축적 현상이 발생될 수 있다.

데이터 값 변환부(1212)는 저계조의 영상 신호들(RGB)을 수신할 경우, 온도 정보에 따라서, 영상 신호들의 데이터 값의 변환 여부를 판단한다.

온도 정보가 제1 온도일 경우, 데이터 값 변환부(1212)는 도 9 및 도 10에서 설명된 바와 같이, 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않고 출력한다. 따라서, 데이터 구동부(140)는 정극성과 부극성의 크기가 동일한 제1 데이터 전압(VD1)을 화소들(PX)에 제공할 수 있다. 이러한 경우, 잔상이 개선되는 설명은 앞서 도 9 및 도 10에서 상세히 설명되었으므로, 생략한다.

온도 정보가 제2 온도일 경우, 데이터 값 변환부(1212)는 도 12 및 도 13에서 설명된 바와 같이, 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하여 출력한다. 예를 들어, 저계조 영상 신호들의 데이터 값이 공통 전압(VC)을 기준으로 부극성으로 치우치도록 변환한다. 따라서, 데이터 구동부(140)는 정극성의 제2 데이터 전압(+VD2) 및 정극성의 제2 데이터 전압(+VD2)보다 큰 크기를 갖는 부극성의 제2 데이터 전압(-VD2)을 화소들(PX)에 제공할 수 있다. 이러한 경우, 잔상이 개선되는 설명은 앞서 도 12 및 도 13에서 상세히 설명되었으므로, 생략한다.

데이터 값 변환부(1212)에 출력된 영상 신호들(R'G'B')은 데이터 포맷이 변환되어 데이터 구동부(140)에 제공된다.

결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 DC 축적을 이용하고 온도에 따라서 영상 신호들(RGB)의 데이터 값을 변경하여 잔상을 개선할 수 있다.

이상 실시 예를 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. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 타이밍 컨트롤러 130: 게이트 구동부
140: 데이터 구동부 121: 데이터 처리부
1211: 온도 측정부 1212: 데이터 값 변환부
111,112: 제1 및 제2 기판 VC: 공통 전압
OVC: 최적 공통 전압 W1: 제1 화이트 곡선
B1,B2: 제1 및 제2 블랙 곡선 SUB1,SUB2: 제1 및 제2 베이스 기판
INS1~INS4: 제1 내지 제4 절연막
ALN1,ALN2: 제1 및 제2 배향막 LC: 액정층

Claims (19)

1. 게이트 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받아 영상을 표시하는 복수의 화소들;
   영상 신호들 중 블랙 패턴을 표시하는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하고, 기준 온도보다 낮은 온도에서 기준 계조보다 작거나 같은 계조를 표시하는 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및
   상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 상기 영상 신호들을 상기 데이터 전압들로 변환하여 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하고, 주변 온도가 상기 기준 온도보다 높거나 같은 제1 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않고, 상기 주변 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 제2 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 데이터 처리부를 포함하는 표시 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 데이터 처리부는,
   상기 온도를 측정하여 온도 정보로서 출력하는 온도 측정부; 및
   상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하고, 상기 온도 정보가 상기 제1 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않고, 상기 온도 정보가 상기 제2 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 데이터 값 변환부를 포함하는 표시 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 블랙 패턴 영상 신호들에 대응하는 데이터 전압들은 500mV보다 작은 크기를 갖는 표시 장치.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 기준 계조는 풀 화이트가 64 계조일 경우, 32계조인 표시 장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 기준 온도는 40℃인 표시 장치.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 데이터 처리부는 상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 정극성으로 치우치도록 변환하는 표시 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 데이터 처리부는 상기 제2 온도에서 상기 저계조 영상 신호들의 데이터값을 상기 공통 전압을 기준으로 부극성으로 치우치도록 변환하는 표시 장치.
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 데이터 처리부는 상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 부극성으로 치우치도록 변환하는 표시 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는 상기 제2 온도에서 상기 저계조 영상 신호들의 데이터값을 상기 공통 전압을 기준으로 정극성으로 치우치도록 변환하는 표시 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 화소는,
    서로 마주보도록 배치된 제1 및 제2 기판들; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고,
    상기 제1 기판은,
    상기 게이트 신호들 중 대응하는 게이트 신호에 응답하여 상기 데이터 전압들 중 대응하는 데이터 전압을 수신하는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터를 통해 상기 데이터 전압을 인가받는 화소 전극; 및
    상기 화소 전극과 절연되어 배치되는 공통 전극을 포함하고,
    상기 화소 전극은,
    제1 방향에서 서로 동일한 간격을 두고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 가지부들;
    상기 제2 방향에서 상기 가지부들의 일측을 연결하는 제1 연결부; 및
    상기 제2 방향에서 상기 가지부들의 타측을 연결하는 제2 연결부를 포함하는 표시 장치.
12. 영상 신호들 중 블랙 패턴을 표시하는 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값을 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하는 단계;
    주변 온도가 기준 온도보다 높거나 같은 제1 온도일 경우, 기준 계조보다 작거나 같은 계조를 표시하는 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 변환하지 않고, 상기 주변 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 제2 온도일 경우, 상기 저계조 영상 신호들의 데이터 값을 상기 공통 전압을 기준으로 어느 한 극성으로 치우치도록 변환하여 출력하는 단계;
    상기 출력되는 영상 신호들을 데이터 전압들로 변환하는 단계; 및
    게이트 신호들에 응답하여 상기 데이터 전압들을 화소들에 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 주변 온도를 측정하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 블랙 패턴 영상 신호들에 대응하는 데이터 전압들은 500mV보다 작은 크기를 갖는 표시 장치의 구동 방법.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 계조는 풀 화이트가 64 계조일 경우, 32계조인 표시 장치의 구동 방법.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 온도는 40℃인 표시 장치의 구동 방법.
17. 제 12 항에 있어서,
    상기 블랙 패턴 영상 신호들의 데이터 값은 상기 공통 전압을 기준으로 정극성으로 치우치도록 변환되는 표시 장치의 구동 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 온도에서 상기 저계조 영상 신호들의 데이터값은 상기 공통 전압을 기준으로 부극성으로 치우치도록 변환하는 표시 장치의 구동 방법.
19. 제 12 항에 있어서,
    상기 각 화소는,
    서로 마주보도록 배치된 제1 및 제2 기판들; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고,
    상기 제1 기판은,
    상기 게이트 신호들 중 대응하는 게이트 신호에 응답하여 상기 데이터 전압들 중 대응하는 데이터 전압을 수신하는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터를 통해 상기 데이터 전압을 인가받는 화소 전극; 및
    상기 화소 전극과 절연되어 배치되는 공통 전극을 포함하고,
    상기 화소 전극은,
    제1 방향에서 서로 동일한 간격을 두고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 가지부들;
    상기 제2 방향에서 상기 가지부들의 일측을 연결하는 제1 연결부; 및
    상기 제2 방향에서 상기 가지부들의 타측을 연결하는 제2 연결부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
    
    

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