KR20020074303A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전단게이트의 영향에 의해 발생하는 플리커 현상을 제거함과 아울러 소비전력을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널의 데이터라인들과 게이트라인들간의 교차부에 배열되어진 박막트랜지스터와; 데이터라인에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트구동부와; 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터구동부와; 게이트구동부와 데이터구동부에 필요한 타이밍 신호를 공급하기 위한 타이밍 컨트롤러와; 데이터를 데이터구동부에 공급하고 소정의 주파수를 가지는 수평동기신호와 60Hz 보다 낮은 주파수를 가지는 수직동기신호를 타이밍 컨트롤러에 공급하여 데이터 구동부와 타이밍 컨트롤러를 제어하는 호스트제어부와; 액정패널 상에 형성되어 소정의 전압이 공급되는 보조라인과; 보조라인에 접속되어 앞단 주사라인의 주사기간에 보조라인으로부터의 전압을 충전하는 스토리지 캐패시터를 구비한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 액정표시장치는 50Hz 이하의 수직동기신호를 사용함과 아울러 스토리지 캐패시터를 스토리지 공통단자 및 인접화소들간에 연결함으로써 낮은 수직동기신호의 사용에도 불구하고 플리커를 제거하여 고해상도화를 달성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 낮은 수직동기신호를 사용하여 저전력화함으로써 소비전력을 줄일 수 있는 또 다른 특징이 있다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 전단게이트의 영향에 의해 발생하는 플리커 현상을 제거함과 아울러 소비전력을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.
통상의 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함)는 게이트라인들과 데이터라인들간의 교차부에 배열되어진 화소매트릭스를 이용하여 비디오신호에 대응하는 화상을 표시하게 된다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치는 비디오신호에 대응하는 화상을 표시하는 액정패널(12)과; 비디오신호(22R, 22G, 22B)와 60Hz이상의 수직동기신호(V)를 생성하는 수직동기신호 발진기(3)와, 수평동기신호(H)를 생성하는 수평동기신호발진기(5)를 포함하는 호스트 제어부(21)와; 액정패널(12)의 데이터라인들(DL)에 비디오신호를 공급하는 데이터 드라이브(8)와; 호스트 제어부(1)와 데이터 드라이브(8) 사이에 설치되어 호스트 제어부(1)로부터 공급되는 비디오신호(2R, 2G, 2B)를 데이터 드라이브(8)에 공급하는 데이터 컨트롤러(4)와; 액정패널(12)의 게이트라인들(GL)에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이브(10)와; 호스트 제어부(1)와 게이트 드라이브(10) 사이에 설치되어 호스트 제어부(1)로부터 공급되는 수직 및 수평동기신호(V, H)를 데이터 드라이브(8) 및 게이트 드라이브(10)에 공급하는 타이밍 컨트롤러(6)를 구비한다.
호스트 제어부(1)는 비디오램(도시하지 않음)에 있는 비디오신호(2R, 2G, 2B)를 데이터 컨트롤러(6)에 공급한다. 또한, 호스트 제어부(1)는 수직동기 신호발진기(3)로부터 60Hz이상의 수직동기신호(V)를 생성함과 아울러 수평동기신호 발진기(5)로부터 수평동기신호(H)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(4)에 공급한다.
데이터 컨트롤러(4)는 호스트 제어부(1)로부터 비디오신호(2R, 2G, 2B)를 공급받아 직렬전송에 의해 비디오신호(2R', 2G', 2B')를 데이터 드라이브(8)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(6)는 호스트 제어부(1)로부터 공급되는 수직동기신호(V) 및 수평동기신호(H) 중 수직동기신호(V)는 게이트 드라이브(10)에 공급함과 아울러 수평동기신호(H)는 데이터 드라이브(8)에 공급한다. 여기서, 수직동기신호(V)는 60Hz의 주파수로써 호스트 제어부(1)에 설치된 수직동기신호 발진기(3)에 의해 생성되며, 각 한 화면의 프레임 끝을 나타낸다.
수평동기신호(H)는 아래와 같은 수학식 1에 의해 수평동기신호 발진기(5)에서 생성되며, 화면 내의 각 라인의 끝을 나타낸다.
수평동기신호 = 수직해상도 * 수직동기신호(Refresh Rate) * 1.05
데이터 드라이브(8)는 타이밍 컨트롤러(6)로부터 공급되는 수평동기신호(H)에 동기되어 데이터 컨트롤러(4)로부터 공급받은 비디오신호(2R', 2G', 2B')를 액정패널(12)의 데이터라인(DL)에 1라인씩 공급한다. 이를 상세히 하면, 데이터 드라이브(8)는 타이밍 컨트롤러(6)에서 공급되는 수평동기신호(H)의 클럭에 맞추어 순차적으로 입력되는 R, G, B 각각의 데이터를 랫치하여 점순차방식(Dot at a Time Scanning)의 타이밍 체계를 선순차적방식(Line at a Time Scanning)으로 바꾼다. 그 다음으로 매 수평동기신호(H)의 주기마다 제1 랫치(도시하지 않음)에 저장된 데이터를 트랜스퍼 인에이블(Transfer Enable) 신호(도시하지 않음)에 맞추어 제2 랫치(도시하지 않음)에 전달한다. 제2 랫치에 저장된 데이터는 A/D 변환기(도시하지 않음)에서 아날로그 전압으로 전환되고, 이어 전류 버퍼(도시하지 않음)를 통하여 데이터 라인(DL)에 인가한다.
게이트 드라이브(10)는 타이밍 컨트롤러(6)로부터 공급되는 수직동기신호(V)에 동기되어 데이터라인(DL)으로부터 공급되는 비디오신호(2R', 2G', 2B')를 각각의 화소에 공급되도록 게이트 펄스를 순차적으로 생성하여 액정패널(12)의 게이트라인(GL)에 공급한다. 이를 상세히 하면, 게이트 드라이브(10)는 수직동기신호(V)의 로직 입력이 하이(High)인 데이터(Start Pulse) 값을 1 라인 시간 간격으로 순차이동하는 쉬프트 레지스터(도시하지 않음)와, 쉬프트 레지스터의 출력 로직레벨을 게이트 라인(GL)의 온/오프 전압으로 변환하는 레벨쉬프트(도시하지 않음)와, 게이트라인(GL)의 부하를 감안하여 전류를 증폭하는 전류버퍼(도시하지 않음)로 구성된다. 이러한 구성에 의해 온/오프 신호인 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 순차적으로 공급한다.
액정패널(2)은 화소전극(14)과, 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)간의 교차부에 배열되어 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor;이하 "TFT"라 함)를 구비한다.
화소전극(14)은 빛을 투과/차단하는 영역으로 액정층(도시하지 않음)에 신호전압을 인가하여 화상을 표시하게 된다.
TFT는 화소전극(14)에 신호전압을 걸어주고 차단하는 스위치로써 게이트단자에는 게이트라인(GL)이 연결되고, 소스단자에는 데이터라인(DL)이 연결된다. 또한 드레인단자에는 화소전극(14)이 연결된다.
TFT의 스위칭 작용에 의해 화소전극(14)에 화소전압을 공급하여 화상을 표시하게 되는데, 액정 인가전압의 유지 특성을 향상시키고 계조(Gray Scale)표시의 안정 및 화소의 비선택기간 동안에 화소정보를 유지하는 등을 위해 보조용량(Storage Capacitor; Cst)을 사용한다. 보조용량 즉, 스토리지 캐패시터(Cst)는 도 2와 같다.
도 2를 참조하면, 각 화소는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)의 교차부에 형성된 TFT(T1)와, 전단의 게이트라인(G#n-1)에 연결된 스토리지 캐패시터(Cst)와,TFT(T1)와 스토리지 캐패시터(Cst) 및 상판(도시하지 않음)의 공통전압(Vcom)에 연결된 액정셀(Clc)로 구성된다.
데이터 드라이브(8)의 쉬프트 레지스터(도시하지 않음)는 순차적으로 한 화소씩의 비디오신호를 인가받아 데이터 라인(DL)들에 해당되는 비디오신호를 저장한다. 이어서, 게이트 드라이브(10)는 게이트라인 선택신호(GL)를 출력하여 복수의 게이트라인(GL)중에서 하나의 게이트라인(GL)을 순차 선택한다.
선택된 게이트라인(GL)에 연결된 복수의 TFT(T1)가 턴-온되어 데이터 드라이브(8)의 쉬프트 레지스터에 저장된 비디오신호가 TFT(T1)의 소스단자에 인가됨으로써 비디오신호가 액정패널(12)에 표시된다. 이후, 상기와 같은 동작이 반복되어 비디오신호가 액정패널(10)에 표시된다.
이 때, 스토리지 캐패시터(Cst)는 게이트라인(G#n)이 주사될 때 전단게이트라인(G#n-1)으로 부터의 데이터전압을 도 3과 같이 충전하게 된다.
도 3은 스토리지 캐패시터에 의해 데이터전압이 충전되는 것에 대한 시간적 변동을 도시한 파형도이다.
도 3을 참조하면, 스캔펄스가 온(ON)되는 1H 동안 스토리지 캐패시터(Cst)는 정극성전압을 충전하게 된다. 이렇게 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압은 스캔펄스가 오프(OFF)된 후 1 프레임동안 유지된다.
그러나, 종래의 스토리지 캐패시터(Cst)를 이용한 액정표시장치의 구동방법은 게이트라인(G#n)에 대한 스토리지 캐패시터의 데이터 충전시 전단게이트라인(G#n-1)의 고전압이 스토리지 캐패시터(Cst)로 유기되는 유기전압이화소전압에 더해지는 문제점이 발생한다. 이러한, 유기전압은 시뮬레이션에 의해 상세히 하면 다음과 같이 게이트전압이 20V 일 때 유기전압(ΔV)은 약 10V로 매우 높은 전압이 화소에 인가됨이 입증된다.
따라서, 화소에 인가되는 전압(Vpixel)은 Vpixel = 충전전압 + 유기전압(ΔV)이 되므로 표시 데이터가 왜곡된다. 이렇게 유기된 큰 유기전압(ΔV)은 정상적인 화소에 인가되는 전압보다 3배 정도의 큰 전압으로 화소에 인가되기 때문에 급격한 액정변위를 초래한다.
이와 같은, 액정변위는 아래의 수학식 2에서의 상승시간(Rising Time)에 의해 액정변위를 일으킨다.
아래의 수학식 3은 충전전압이 5V인 경우에 있어서, 전단게이트(G#n-1)의 영향에 따라 상승시간의 변화를 나타낸 것으로, 수학식 3은 전단게이트(G#n-1)의 영향이 있는 경우(Vth =1.0V, ΔV= 10V)이다.
이와 같이, 전단게이트(G#n-1)의 영향으로 인하여 화소전압(Vpixel)은 충전전압 + 유기전압(ΔV)이 되므로 15V가 된다. 액정 응답속도는 화소전압의 제곱에 반비례함으로 상승시간이 빨라지게 되고, 전단게이트(G#n-1)의 영향에 의해 상승시간이 빨라짐으로써 액정변위가 발생한다. 이러한, 상승시간은 전압의 제곱에 반비례함으로 급격한 액정변위는 프레임 단위의 휘도변화를 일으킨다. 즉 휘도변화로 인하여 플리커가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전단게이트(G#n-1)의 영향에 의해 발생하는 플리커 현상을 제거함과 아울러 소비전력을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 화소(A)의 등가회로도.
도 3은 전단게이트의 영향에 따른 화소전압의 시간적 변동을 나타내는 파형도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예로써 액정표시장치를 나타내는 블록도.
도 5는 도 4에 도시된 화소(B)를 상세하게 나타내는 회로도.
도 6은 본 발명의 의한 화소전압의 시간적 변동을 나타내는 파형도.
도 7은 화소의 휘도 변화를 나타내는 파형도.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예로써 액정표시장치를 나타내는 블록도.
도 9는 도트 방식의 액정패널 구동방법에 의해 액정패널의 액정셀들에 공급되는 데이터신호들의 극성패턴을 나타내는 도면.
도 10은 2-도트 방식의 액정패널 구동방법에 의해 액정패널의 액정셀들에 공급되는 데이터신호들의 극성패턴을 나타내는 도면.
도 11a 및 도 11b는 2-도트 방식의 액정패널 구동방법에 의해 액정패널의 소스구동 드라이브에 공급되는 극성제어신호의 파형을 나타내는 파형도.
〈도면의 주요부부에 대한 부호의 설명〉
1, 21 : 호스트 시스템2R,2G,2B,22R,22G,22B : 데이터신호
3, 23 : 수직동기신호발진기4, 24 : 데이터 컨트롤로
5, 25 : 수평동기신호발진기6, 26 : 타이밍 컨트롤러
8, 28 : 데이터 드라이브10, 30 : 게이트 드라이브
12, 32 : 액정패널14, 34 : 화소
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널의 데이터라인들과 게이트라인들간의 교차부에 배열되어진 박막트랜지스터와; 데이터라인에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트구동부와; 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터구동부와; 게이트구동부와 데이터구동부에 필요한 타이밍 신호를 공급하기 위한 타이밍 컨트롤러와; 데이터를 데이터구동부에 공급하고 소정의 주파수를 가지는 수평동기신호와 60Hz 보다 낮은 주파수를 가지는 수직동기신호를 타이밍 컨트롤러에 공급하여 데이터 구동부와 타이밍 컨트롤러를 제어하는 호스트제어부와; 액정패널 상에 형성되어 소정의 전압이 공급되는 보조라인과; 보조라인에 접속되어 앞단 주사라인의 주사기간에 보조라인으로 부터의 전압을 충전하는 스토리지 캐패시터를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 스토리지 캐패시터는 수평으로 인접한 화소의 스토리지 캐패시터와 공통으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 호스트제어부는 데이터를 데이터구동부에 공급하기 위한 테이터 컨트롤로와, 수직동기신호를 생성하는 수직동기신호발진기와, 수평동기신호를 생성하는 수평동기신호발진기를 추가로 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 1-도트 인버젼 방식 및 2-도트 인버젼 방식으로 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 도시한 블로도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 비디오신호에 대응하는 화상을표시하는 액정패널(32)과; 비디오신호(22R, 22G, 22B)와 30Hz의 수직동기신호를 생성하는 수직동기신호발진기(23)와 설정된 방법에 의해 수평동기신호(H)를 생성하여 공급하는 수평동기신호발진기(25)를 포함하는 호스트제어부(21)와; 액정패널(32)의 데이터라인들(DL)에 비디오신호를 공급하는 데이터 드라이브(28)와; 호스트 제어부(21)와 데이터 드라이브(28) 사이에 설치되어 호스트 제어부(21)로부터 공급되는 비디오신호(22R, 22G, 22B)를 데이터 드라이브(28)에 공급하는 데이터 컨트롤러(24)와; 액정패널(32)의 게이트라인들(GL)에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이브(30)와; 호스트 제어부(21)와 게이트 드라이브(30) 사이에 설치되어 호스트 제어부(21)로부터 공급되는 수직 및 수평동기신호(V, H)를 데이터 드라이브(28) 및 게이트 드라이브(30)에 공급하는 타이밍 컨트롤러(26)를 구비한다.
호스트 제어부(21)는 비디오램(도시하지 않음)에 있는 비디오신호(22R, 22G, 22B)를 데이터 컨트롤러(24)에 공급한다. 또한, 수직동기신호발진기(23)로부터 생성된 30Hz의 수직동기신호(V)와 수직동기신호(V)와의 동기를 맞추기 위해 수평동기신호발진기(25)로부터 낮아진 수직동기신호 만큼의 비율로 증가된 수평동기신호(H)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(26)에 공급한다.
데이터 컨트롤러(24)는 호스트 제어부(21)로부터 비디오신호(22R, 22G, 22B)를 공급받아 직렬전송에 의해 비디오신호(22R', 22G', 22B')를 데이터 드라이브(28)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(26)는 호스트 제어부(21)로부터 공급되는 수직동기신호(V) 및 수평동기신호(H) 중 수직동기신호(V)는 게이트 드라이브(30)에 공급함과 아울러수평동기신호(H)는 데이터 드라이브(28)에 공급한다. 수직동기신호(V)는 30Hz의 주파수로써, 호스트제어부(21)에 설치된 수직동기신호발진기(23)에 의해 생성되며 각 한 화면의 프레임 끝을 나타낸다. 수평동기신호(H)는 수평동기신호발진기(25)로부터 낮아진 수직동기신호(V) 만큼의 비율로 증가되어 생성되며, 화면 내의 각 라인의 끝을 나타낸다.
데이터 드라이브(28)는 타이밍 컨트롤러(26)로부터 공급되는 수평동기신호(H)에 동기되어 데이터 컨트롤러(24)로부터 공급받은 비디오신호(22R', 22G', 22B')를 액정패널(32)의 데이터라인(DL)에 공급한다. 이를 상세히 하면, 데이터 드라이브(28)는 타이밍 컨트롤러(26)에서 공급되는 수평동기신호(H)의 클럭에 맞추어 순차적으로 입력되는 R, G, B 각각의 데이터를 랫치하여 점순차방식(Dot at a Time Scanning)의 타이밍 체계를 선순차적방식(Line at a Time Scanning)으로 바꾼다. 그 다음으로, 매 수평동기신호(H)의 주기마다 제1 랫치(도시하지 않음)에 저장된 데이터를 트랜스퍼 인에이블(Transfer Enable) 신호(도시하지 않음)에 맞추어 제2 랫치(도시하지 않음)에 전달한다. 제2 랫치에 저장된 데이터는 A/D 변환기(도시하지 않음)에서 아날로그 전압으로 전환되고, 이어 전류 버퍼(도시하지 않음)를 통하여 데이터 라인(DL)에 인가한다.
게이트 드라이브(30)는 타이밍 컨트롤러(26)로부터 공급되는 수직동기신호(V)에 동기되어 데이터라인(DL)으로부터 공급되는 비디오신호(22R', 22G', 22B')를 각각의 화소에 공급되도록 게이트 펄스를 순차적으로 생성하여 액정패널(32)의 게이트라인(GL)에 공급한다. 이를 상세히 하면, 게이트 드라이브(30)는 수직동기신호(V)의 로직 입력이 하이(High)인 데이터(Start Pulse) 값을 1 라인 시간 간격으로 순차이동하는 시프트 레지스터(도시하지 않음)와, 시프트 레지스터의 출력 로직레벨을 게이트 라인(GL)의 온/오프 전압으로 변환하는 레벨쉬프트(도시하지 않음)와, 게이트라인(GL)의 부하를 감안하여 전류를 증폭하는 전류버퍼(도시하지 않음)로 구성된다. 이러한 구성에 의해 온/오프 신호인 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 순차적으로 공급한다.
액정패널(22)은 화소전극(34)과, 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)간의 교차부에 배열되어 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor;이하 "TFT"라 함)를 구비한다.
화소전극(34)은 빛을 투과/차단하는 영역으로 액정층(도시하지 않음)에 신호전압을 인가하여 화상을 표시하게 된다.
TFT는 화소전극(34)에 신호전압을 걸어주고 차단하는 스위치로써, 게이트단자에는 게이트라인(GL)이 연결되고, 소스단자에는 데이터라인(DL)이 연결된다. 또한 드레인단자에는 화소전극(34)이 연결된다.
TFT의 스위칭 작용에 의해 화소전극(34)에 화소전압을 공급하여 화상을 표시하게 되는데, 액정 인가전압의 유지 특성을 향상시키고 계조(Gray Scale)표시의 안정 및 화소의 비선택기간 동안에 화소정보를 유지하는 등을 위해 보조용량(Storage Capacitor; Cst1)을 사용한다. 보조용량 즉, 스토리지 캐패시터(Cst1)는 도 5와 같다.
도 5를 참조하면, 화소(B)는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)의 교차부에 형성된 TFT(T2)와, TFT(T2)의 드레인단자와 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(Cst1) 및 액정셀 (Clc1)로 구성된다. 스토리지 캐패시터(Cst1)는 전단게이트 이외에 형성된 스토리지 공통단자(Cstcom)와 연결되며, 액정셀(Clc1)은 상판의 공통전압(Vcom)에 연결된다.
데이터 드라이브(28)의 쉬프트 레지스터(도시하지 않음)로부터 순차적으로 한 화소씩의 비디오신호를 인가 받아 데이터 라인(DL)들에 해당되는 비디오신호를 저장하게 되고, 게이트 드라이브(30)는 게이트라인 선택신호(GL)를 출력하여 복수의 게이트라인(GL)중에서 하나의 게이트라인(GL)을 순차 선택하게 된다. 선택된 게이트라인(GL)에 연결된 복수의 TFT(T2)가 턴-온되어 데이터 드라이브(28)의 쉬프트레지스터에 저장된 비디오신호가 소스단자에 인가됨으로써, 비디오신호가 액정패널(32)에 표시된다. 이 후, 상기와 같은 동작이 반복되어 비디오신호가 액정패널(30)에 표시된다.
이 때, 스토리지 캐패시터(Cst1)는 앞단의 주사라인이 주사될 때 TFT(T2)가 턴-온되어 데이터 드라이브(28)의 데이터전압이 도 6과 같이 스토리지 커패시터(Cst1)에 충전된다.
도 6을 참조하면, 스캔펄스가 온(ON)되는 1H 동안 스토리지 캐패시터(Cst1)는 정극성전압을 충전하게 된다. 이렇게 스토리지 캐패시터(Cst1)에 충전된 전압은스캔펄스가 오프(OFF)된 후 1 프레임동안 유지된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스토리지 캐패시터(Cst1)를 이용한 액정표시장치의 구동방법은 게이트라인(G#n)에 대한 스토리지 캐패시터의 데이터 충전시 전단게이트라인(G#n-1)의 고전압이 스토리지 캐패시터(Cst1)로 유기된 유기전압이 화소전압에 더해지는 문제점을 방지할 수 있다.
따라서, 스토리지 캐패시터(Cst1)에 충전된 전하를 1 프레임동안 유지하는데 있어서, 전단게이트(G#n-1)에 의해 유기되는 유기전압으로 부터의 영향을 받지 않으므로 스토리지 캐패시터(Cst1)에 충전된 전압을 1 프레임동안 안정된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이것을 종래의 전단게이트의 영향에 따른 액정변위를 일으키는 상승시간을 통해 비교해 보면 수학식 4와 같다.
수학식 4를 참조하면, 전단게이트(G#n-1)의 영향이 없는 경우(Vth =1.0V)로써 충전전압은 5V이다.
위의 수학식 4에서 보듯이 전단게이트의 영향에 의한 상승시간은 종래의 기술에서의 수학식 3에서 보듯이 전단게이트(G#n-1)의 영향이 있는 경우보다 분모에서의 화소전압에서 매우 큰 차이를 볼 수 있다. 이것은 동일한 조건(r1d2, ε0Δε)에서 비교해 보면, 본 발명의 응답속도는 종래의 기술 보다 9.3배 정도의 차이가 난다.
이와 같이, 상승시간은 전압의 제곱에 반비례함으로 급격한 액정변위는 프레임 단위의 휘도변화를 일으킨다. 즉 휘도변화로 인하여 플리커가 발생한다. 스토리지 캐패시터(Cst1)를 전단게이트(G#n-1)가 아닌 별도의 스토리지 공통단자(Cstcom)에 연결함으로써 전단게이트(G#n-1)의 영향에서 벗어나 도 7과 같은 안정된 상승시간으로 인하여 안정된 휘도를 갖는다. 다시 말하면, 스토리지 캐패시터(Cst1)는 게이트라인(G#n)에 대한 스토리지 캐패시터의 데이터 충전시 전단게이트라인(G#n-1)의 영향을 받지 않기 때문이다.
도 7을 참조하면, 수직 동기주파수(V)를 60Hz이상에서 30Hz로 낮춤에 따라 휘도변화는 큰 변화없이 동일하다. 그러나, 30Hz의 수직동기신호(V) 구동에 따른 인간의 시각특성(예를 들면; 밝은것과 어두운 것의 차이)의 저하에 의해 플리커가 나타나게 된다.
30Hz 수직동기신호(V)에 따른 인간의 시각특성의 저하는 상술한 바와 같이 스토리지 캐패시터(Cst1)를 전단게이트(G#n-1) 이외의 단자인 스토리지 공통단자(Cstcom)에 연결함으로써 전단게이트(G#n-1)의 영향을 받지 않으므로 플리커를 제거할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 액정패널에 배열되어진 화소들을 나타내는 회로도이다.
도 8을 참조하면, 화소(D)는 게이트라인(GL#1)과 데이터라인(DL#1)의 교차부에 형성된 TFT(T3)와, TFT(T3)의 드레인단자에는 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(Cst2)와 상판 공통단자(Vcom)에 연결된 액정셀(Clc2)가 연결된다.
또한, 화소(E)는 게이트라인(GL#1)과 데이터라인(DL#2)의 교차부에 형성된 TFT(T4)와, TFT(T4)의 드레인단자에는 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(Cst3)와 상판 공통단자(Vcom)에 연결된 액정셀(Clc3)가 연결된다.
화소(D)의 스토리지 캐패시터(Cst2)는 수평으로 인접한 화소(E)의 스토리지 캐패시터(Cst3)와 공통으로 연결된다.
이와 같이, 스토리지 캐패시터(Cst2, Cst3)를 수평으로 인접한 화소의 스토리지 캐패시터와 공통으로 연결함으로써 상술한 전단게이트로 부터의 영향을 받지 않게 된다. 따라서 전단게이트로부터의 영향에 의한 플리커가 발생하지 않는다.
나아가, 수직동기신호를 50Hz이하의 어떠한 수직동기신호에서도 스토리지 캐패시터를 상술한 바와 같이 스토리지 공통단자(Cstcom) 및 스토리지 캐패시터를 수평으로 인접한 화소의 스토리지 캐패시터와 공통으로 연결함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
예를 들어, OS로써 윈도우(Windows)를 사용하는 경우에 그 종료모드에 1-도트 인버젼 방식을 도 9와 같이 적용하게 되면 데이터라인(DL)의 게이트라인(GL)이 바뀔때와 프레임이 바뀔때마다 영상신호의 극성이 바뀌는 것에 의하여 정극성전압(+) 및 부극성전압(-) 사이의 전압(ΔVp)에 의해 플리커 현상이 매우 심하게 된다.
또한, 1-도트 인버젼 방식에 본 발명을 적용하게 되면 본 발명의 의한 낮은 수직동기신호에 의해 인간의 시각특성 즉, 밝고 어두운 것에 대한 인지특성의 저하로 인하여 플리커 현상을 느끼게 된다.
이러한, 인간의 시각특성에 의한 플리커를 제거하기 위하여 본 발명의 실시 예를 도 10과 같은 2-도트 인버젼 방식에 적용한다.
도 10을 참조하면, 2-도트 인버젼 방식은 게이트 라인을 따라서는 2개의 게이트 라인마다, 데이터라인을 따라서는 데이터라인마다 그리고 프레임에 따라 반전되게 된다. 다시 말하여, 2-도트 인버젼 방식에서는 액정 패널에 공급되는 데이터신호들의 극성이 액정패널상의 데이터 라인 및 2개의 게이트라인 마다 그리고 프레임마다 반전되게 된다. 이러한 2-도트 인버젼 방식의 액정패널 구동방법은 데이터 드라이버에 공급되는 극성제어신호가 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 2개의 수평동기기간마다 반전되게 된다. 또한, 극성제어신호는 프레임마다 반전되게 된다.
이와 같이, 2개의 수평동기기간마다 데이터신호의 극성을 반전 즉, 게이트 라인을 따라서는 2개의 게이트 라인마다, 데이터라인을 따라서는 데이터라인마다 그리고 프레임에 따라 반전시킴으로써 영상신호의 극성이 바뀌는 것에 의하여 정극성전압(+) 및 부극성전압(-) 사이의 전압(ΔVp)을 최소화하여 플리커의 발생을 제거할 수 있다.
그러나, 2-도트 인버젼방식에 본 발명의 실시 예인 30Hz의 수직동기신호를 사용할 경우 낮은 수직동기신호에 의해 인간의 시각특성 저하로 인하여 플리커 현상을 느끼게 된다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 의한 스토리지 캐패시터(Cst1)를 TFT의 드레인단자와 전단게이트라인이 아닌 스토리지 공통단자(Cstcom)에 연결함으로써 전단게이트라인에서의 데이터 충전시에 전압상승으로 인한 액정변위를 방지하게 된다. 또한, 스토리지 캐패시터(Cst1)를 수평으로 인접한 스토리지 캐패시터(Cst1)와 공통으로 연결함으로써 상술한 바와 같이 동일한 효과를 가져온다.
따라서, 전단게이트의 영향에 의한 전압상승을 제거함으로써 낮은 수직동기신호의 사용함에도 불구하고 화질 저하 및 플리커의 발생을 방지함은 물론이거니와 낮은 수직동기신호를 사용함으로써 저전력화하여 소비전력을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 수직동기신호를 50Hz 이하의 주파수를 사용함과 아울러 스토리지 캐패시터를 스토리지 공통단자 및 인접화소들간에 연결함으로써 낮은 수직동기신호의 사용에도 불구하고 플리커를 제거하여 고해상도화를 달성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 낮은 수직동기신호를 사용함으로써 저전력화로 인하여 소비전력을 줄일 수 있는 또 다른 특징이 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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 액정패널의 데이터라인들과 게이트라인들간의 교차부에 배열되어진 박막트랜지스터와;
    상기 데이터라인에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트구동부와;
    상기 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터구동부와;
    상기 게이트구동부와 데이터구동부에 필요한 타이밍 신호를 공급하기 위한 타이밍 컨트롤러와;
    데이터를 데이터구동부에 공급하고 소정의 주파수를 가지는 수평동기신호와 60Hz 보다 낮은 주파수를 가지는 수직동기신호를 상기 타이밍 컨트롤러에 공급하여 상기 데이터 구동부와 타이밍 컨트롤러를 제어하는 호스트제어부와;
    상기 액정패널 상에 형성되어 소정의 전압이 공급되는 보조라인과;
    상기 보조라인에 접속되어 앞단 주사라인의 주사기간에 상기 보조라인으로 부터의 전압을 충전하는 스토리지 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스토리지 캐패시터는 수평으로 인접한 화소의 스토리지 캐패시터와 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수직동기신호는 30Hz인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 호스트제어부는 데이터를 상기 데이터구동부에 공급하기 위한 테이터 컨트롤로와,
    상기 수직동기신호를 생성하는 수직동기신호발진기와,
    상기 수평동기신호를 생성하는 수평동기신호발진기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 1-도트 인버젼 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 2-도트 인버젼 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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