KR20060132122A

KR20060132122A - 액정 표시 장치와 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20060132122A
Application number: KR1020050052270A
Authority: KR
Inventors: 이요한
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-12-21

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 화소 열의 수보다 하나가 더 많은 데이터선을 가지며, 일측에 형성되어 있는 데이터선과 연결된 화소와 타측에 형성되어 있는 데이터선과 연결된 화소가 교대로 배치되어 있으며, 한 프레임에서 데이터선에 인가하는 아날로그 데이터 전압의 극성이 동일하도록 하여 열 반전의 장점과 점 반전의 장점을 모두 가지며, 데이터선의 전압 변동을 줄이는 것이다.

리플, 점 반전, 열 반전, 액정 표시 장치

Description

액정 표시 장치와 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 게이트선, 데이터선 및 화소의 연결 관계를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 게이트선, 데이터선 및 화소의 연결 관계를 도시한 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 신호 제어부에서 데이터 구동부로 전송되는 영상 신호를 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 7은 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 데이터 구동부의 한 예를 도시한 도면이다.

<도면 부호의 설명>

3: 액정층 100: 액정 표시 장치

191: 화소 전극 200: 공통 전극 표시판

230: 색필터 270: 공통 전극

300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부

500, 550: 데이터 구동부 552: 데이터 처리부

554: 스위칭부 600: 신호 제어부

800: 계조 전압 생성부

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어있는 액정층을 포함하며, 전계 생성 전극에 데이터 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상이나 플리커(flickering) 등을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 열별로, 또는 화소별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.

이러한 데이터 전압의 반전 방식 중에서, 일정 수의 행과 일정 수의 열마다 데이터 전압의 극성을 반전시킬 경우(앞으로 "점 반전(dot inversion)"이라 함), 킥백 전압(kickback voltage)으로 인한 수직 플리커 현상이나 수직 크로스 토크(vertical crosstalk) 현상 등이 줄어들어 화질이 향상된다. 하지만 하나의 데이터선에 인가하는 데이터 전압의 극성을 자주 바꾸어야 하므로 구동 회로의 동작이 복잡할 뿐 아니라, 신호 지연으로 인하여 화소 전극의 전압 충전 시간이 모자랄 수 있다. 특히 데이터선을 흐르는 신호의 변화 폭이 커서 소비 전류가 증가하고, 다른 신호도 함께 변동폭이 커지는 문제점이 있다.

반면에, 행과 관계없이 일정 수의 열마다 데이터 전압의 극성을 반전시킬 경우(앞으로 "열 반전"이라 함), 신호 지연 문제는 줄어들지만, 플리커나 크로스토크 등을 방지하는 점 반전의 장점을 유지하지 못하므로 화질이 악화된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열 반전의 장점과 점 반전의 장점을 모두 가지며, 데이터선의 전압 변동을 줄이는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 화소 열의 수보다 하나가 더 많은 데이터선을 가지며, 일측에 형성되어 있는 데이터선과 연결된 화소와 타측에 형성되어 있는 데이터선과 연결된 화소가 교대로 배치되어 있으며, 한 프레임에서 데이터선에 인가하는 데이터 전압의 극성이 동일하도록 한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 행렬의 형태로 배열되어 있으며, 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소, 상기 스위칭 소자와 연결되어 있으 며 상기 스위칭 소자를 턴 온시키는 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 게이트선, 그리고 상기 스위칭 소자와 연결되어 있으며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선을 포함하고, 상기 화소 행렬은 복수의 제1 화소행과 복수의 제2 화소행을 포함하고, 상기 데이터선의 수효는 화소열의 수효보다 하나 더 많고, 상기 데이터선은 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제1 데이터선, 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제2 데이터선, 상기 제1 화소행의 화소 및 상기 제2 화소행의 화소와 모두 연결된 복수의 제3 데이터선을 포함한다.

상기 데이터선은 상기 화소열의 사이에 배치되어 있고, 상기 제1 화소행의 스위칭 소자는 해당 화소의 한 쪽에 위치한 데이터선과 연결되어 있으며, 상기 제2 화소행의 스위칭 소자는 해당 화소의 다른 쪽에 위치한 데이터선과 연결될 수 있다.

상기 제1 화소행과 상기 제2 화소행은 하나씩 번갈아 배열될 수 있다.

상기 제1 화소행과 상기 제2 화소행은 2개씩 번갈아 배열될 수 있다.

상기 제1 화소행이 첫 번째 행에 배치되어 있고, 두 번째 행부터는 상기 제2 화소행과 상기 제1 화소행이 2개씩 번갈아 배열될 수 있다.

영상 데이터를 제공하는 신호 제어부, 그리고 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 각 데이터선에 인가된 상기 아날로그 데이터 전압의 극성 반전은 열 반 전이고 상기 화소의 극성 반전은 점 반전일 수 있다.

각 화소행에 대응하는 하나의 영상 데이터 집합은 해당 화소행의 각 화소에 대응하는 정규 영상 데이터와 어느 화소에도 대응하지 않는 하나의 더미 영상 데이터를 포함할 수 있다.

상기 정규 영상 데이터는 정규 아날로그 데이터 전압으로 변환되고, 상기 더미 영상 데이터는 더미 아날로그 데이터 전압으로 변환되며 상기 더미 아날로그 데이터 전압은 상기 제1 데이터선 또는 상기 제2 데이터선에 인가될 수 있다.

상기 데이터 구동부는 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 출력하는 데이터 처리부, 그리고 상기 아날로그 데이터 전압을 상기 제1 데이터선 및 상기 제3 데이터선을 포함하는 제1 데이터선 집합과 상기 제2 데이터선 및 상기 제3 데이터선을 포함하는 제2 데이터선 집합 중 어느 하나에 선택적으로 인가하는 스위칭부를 포함할 수 있다.

상기 데이터 처리부의 출력 전압의 극성 반전은 점 반전일 수 있다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 스위칭 소자를 포함하는 복수의 제1 및 제2 화소행, 상기 제1 및 제2 화소행의 스위칭 소자와 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 게이트선, 그리고 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제1 데이터선, 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제2 데이터선, 상기 제1 화소행의 화소 및 상기 제2 화소행의 화소와 모두 연결된 복수의 제3 데이터선을 포함하는 복수의 데이터선을 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 방법으 로서, 복수의 제1 데이터 전압을 생성하는 단계, 상기 제1 및 제3 데이터선에 상기 제1 데이터 전압을 인가하는 단계, 상기 제1 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하여 상기 제1 화소행의 스위칭 소자를 턴온시킴으로써 상기 제1 화소행에 상기 제1 데이터 전압을 공급하는 단계, 복수의 제2 데이터 전압을 생성하는 단계, 상기 제2 및 제3 데이터선에 상기 제2 데이터 전압을 인가하는 단계, 그리고 상기 제2 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하여 상기 제2 화소행의 스위칭 소자를 턴온시킴으로써 상기 제2 화소행에 상기 제2 데이터 전압을 공급하는 단계를 포함한다.

상기 제1 데이터 전압 생성 단계에서 제1 더미 데이터 전압을 생성하고, 상기 제1 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제1 더미 데이터 전압을 상기 제2 데이터선에 인가하고, 상기 제2 데이터 전압 생성 단계에서 제2 더미 데이터 전압을 생성하며, 상기 제2 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제2 더미 데이터 전압을 상기 제1 데이터선에 인가할 수 있다.

외부로부터 상기 제1 및 제2 화소행에 각각 대응하는 제1 및 제2 입력 영상 신호를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 데이터 전압 생성 단계는, 상기 제1 입력 영상 신호를 제1 정규 영상 데이터와 제1 더미 영상 데이터를 포함하는 제1 출력 영상 신호로 변환하는 단계, 그리고 상기 제1 정규 영상 데이터 및 상기 제1 더미 영상 데이터를 상기 제1 데이터 전압 및 상기 제1 더미 데이터 전압으로 각각 변환하는 단계를 포함하며, 상기 제2 데이터 전압 생성 단계는, 상기 제2 입력 영상 신호를 제2 정규 영상 데이터와 제2 더미 영상 데이터를 포함하는 제2 출력 영상 신호로 변환하는 단계, 그리고 상기 제2 정규 영상 데이터 및 상기 제2 더 미 영상 데이터를 상기 제2 데이터 전압 및 상기 제2 더미 데이터 전압으로 각각 변환하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제2 데이터선에는 아무런 전압도 인가하지 않고, 상기 제2 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제1 데이터선에는 아무런 전압도 인가하지 않을 수 있다.

상기 데이터선에 인가되는 상기 제1 및 제2 데이터 전압의 극성 반전은 열 반전이고 상기 화소의 극성 반전은 도트 반전일 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m+1)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다. 또한 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주 보는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 둘 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G₁-G_n, D₁-D_m+1)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m+1)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m+1)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 데이터선(D₁-D_m+1)의 수효는 화소 열의 수효(m)보다 하나 더 많다.

각 화소, 예를 들면 i번째(i=1, 2, ..., n) 게이트선(G_i)과 j번째(j=1, 2, ..., m, m+1) 데이터선(D_j)으로 정의되는 화소는 게이트선(G_i) 및 데이터선(D_j)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등으로 이루어지며, 게이트선(G_i)에 연결되어 있는 제어 단자, 데이터선(D_j)에 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 삼단자 소자이다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(C_LC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색을 들 수 있다.

도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

그러면, 도 3 및 도 4를 참고하여 화소와 신호선의 연결 관계에 대하여 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화소와 데이터선의 연결 관계를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 각 화소행의 화소들은 그 좌우에 위치한 데이터선(D₁-D_m+1) 중에서 왼쪽에 모두 연결되거나 오른쪽에 모두 연결되어 있다. 그러므로 각 화소행은 가장 왼쪽 데이터선(D₁)과 연결되지 않거나 가장 오른쪽 데이터선(D_m+1)과 연결되지 않는다. 화소들이 왼쪽 데이터선(D₁-D_m)에 연결된 화소행을 "좌연결(左連結) 화소행"이라 하고 오른쪽 데이터선(D₂-D_m+1)에 연결된 화소행을 "우 연결(右連結) 화소행"이라 하자. 그러면 가장 왼쪽 데이터선(D₁)은 좌연결 화소행과는 연결되어 있으나 우연결 화소행과는 연결되지 않고, 가장 오른쪽 데이터선(D_m+1)은 우연결 화소행과는 연결되어 있으나 좌연결 화소행과는 연결되지 않는다.

도 3에서는 좌연결 화소행과 우연결 화소행이 두 개씩 번갈아 배치되어 있으며, 도 4에서는 좌연결 화소행과 우연결 화소행이 하나씩 번갈아 배치되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m+1)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 데이터선(D₁-D_m+1)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 전압을 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m+1) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 도 5a 및 도 5b를 참고하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 데이터(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 디지털 영상 신호의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m+1)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 포함한다.

도 5a 및 도 5b를 참고하면, 신호 제어부(600)가 데이터 구동부(500)에 내보내는 한 묶음의 영상 신호(DAT)는 하나의 화소행, 예를 들면 i번째 화소행의 화소에 대한 정규 영상 데이터(d_i1, d_i2, ..., d_i,m-2, d_im)와 하나의 더미 영상 데이터(dd)를 포함한다. 더미 영상 데이터(dd)는 임의의 고정된 계조를 가질 수도 있다. 이 한 묶음의 영상 신호(DAT)는 차례대로 데이터 구동부(500)에 도달하는데, i번째 화소행이 좌연결 화소행인 경우 가장 오른쪽 데이터선(Dm+1)에는 아무 화소도 연결되어 있지 않으므로 더미 영상 데이터(dd)를 가장 나중에 내보내고(도 5a), 반대로 우연결 화소행인 경우에는 더미 영상 데이터(dd)를 가장 먼저 내보낸다(도 5b).

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 정규 영상 데이터(d_i1-d_im) 및 더미 영상 데이터(dd)를 수신하고, 이를 정규 아날로그 데이터 전압과 더미 아날로그 데이터 전압으로 각각 변환한다. 정규 아날로그 데이터 전압은 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중에서 선택하고, 더미 아날로그 데이터 전압은 계조 전압 중에서 선택된 고정 값을 가질 수도 있고 임의의 고정된 전압값을 가질 수도 있다. 이어 데이터 구동부(500)는 정규 데이터 전압과 더미 데이터 전압을 해당하는 데이터선(D₁-D_m+1)에 인가한다. 정규 데이터 전압은 해당 화소행의 해당 화소에 연결되어 있는 데이터선에 인가하고 더미 데이터 전압은 해당 화소행과 연결되어 있지 않은 데이터선에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면 데이터선(D₁-D_m+1)에 인가된 정규 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 각 화소는 해당 휘도를 나타낸다.

1 수평 주기(또는 "1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성은 소정 프레임마다 극성이 반전되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전").

이러한 프레임 반전 외에도 데이터 구동부(500)는 인접한 데이터선(D₁-D_m+1)을 타고 내려가는 데이터 전압의 극성을 반대로 하되 각 데이터선(D₁-D_m+1)을 타고 내려가는 데이터 전압의 극성은 일정하게 하는 이른바 "열 반전"을 수행한다. 그런데 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 화소와 데이터선(D₁-D_m+1)의 연결에 따라 데이터선(D₁-D_m+1)의 극성 반전 형태와 액정 표시판 조립체(300)의 화면에 나타나는 화소 전압의 극성 반전 형태가 다르게 나타난다. 앞으로는 데이터선(D₁-D_m+1)의 반전 을 "데이터선 반전(data-line inversion)"이라고 하고, 화면에 나타나는 반전을 "겉보기 반전(apparent inversion)"이라 한다.

도 3의 경우에는 좌연결 화소행인 첫 번째 화소행을 제외하면, 우연결 화소행 두 개와 좌연결 화소행 두 개가 번갈아 배치되어 있으므로 겉보기 반전이 2×1 점 반전이 된다. 단, 마지막 화소행(n번째 화소행)도 마지막 바로 전 화소행[(n-1)번째 화소행]과 다른 연결 관계를 가질 수 있다.

도 4의 경우에는 좌연결 화소행과 우연결 화소행이 하나씩 번갈아 배치되어 있으므로 겉보기 반전이 1×1 점 반전이 된다.

이와 같이 액정 표시 장치의 겉보기 반전으로 2×1 또는 1×1 점 반전이라도 데이터선 반전은 열 반전이므로, 점 반전의 장점과 열 반전의 장점을 모두 취할 수 있다.

그러면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 6 및 도 7을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 7은 도 6에 도시한 액정 표시 장치에서 데이터 구동부의 블록도이다.

도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 5에 도시한 액정 표시 장치와 마찬가지로 액정 표시판 조립체(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(550), 신호 제어부(600) 및 계조 전압 생성부(800)를 포함하며, 이들의 연결 관계 및 동작 또한 도 1에 도시한 액정 표시 장치와 유사하다. 특히, 액정 표시판 조립체(300)는 화소열의 수효(m)보다 하나 더 많은 데이터선(D₁-D_m+1)을 포함하며, 화소행은 왼쪽 데이터선(D₁-D_m)에 연결된 좌연결 화소행과 오른쪽 데이터선(D2-D_m+1)에 연결된 우연결 화소행을 포함한다.

그러나 도 1 내지 도 5에 도시한 액정 표시 장치와 달리, 도 6 및 도 7에 도시한 액정 표시 장치의 데이터 구동부(550)는 데이터 처리부(552) 및 데이터 처리부(552)와 데이터선(D₁-D_m+1)에 연결된 스위칭부(554)를 포함한다. 데이터 처리부(552)는 각 화소행의 화소수(m)와 동일한 수효의 출력(l₁-l_m)을 가지며, 스위칭부(554)는 데이터선(D₁-D_m+1)의 수(m+1)와 동일한 수효의 출력을 가진다.

이러한 액정 표시 장치에서 신호 제어부(600)는 더미 데이터(dd)를 생성하지 않고 각 화소행의 화소에 해당하는 정규 영상 데이터만을 포함하는 한 묶음의 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)에 전송한다. 그 대신 데이터 구동부(550)의 스위칭부(554)를 제어하는 스위칭 신호(SW)를 생성하여 데이터 구동부(550)로 출력한다.

데이터 구동부(550)의 데이터 처리부(552)는 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 이를 정규 아날로그 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 출력한다.

스위칭부(554)는 데이터 처리부(552)로부터 정규 데이터 전압을 받는 동시에 신호 제어부(600)로부터 스위칭 신호(SW)를 수신한다. 스위칭부(554)는 스위칭 신 호(SW)에 따라 m개의 정규 데이터 전압을 첫 번째 데이터선(D₁)부터 m번째 데이터선(D_m)까지 인가하거나 두 번째 데이터선(D₂)부터 (m+1)번째 데이터선(D_m+1)까지 인가한다. 구체적으로 스위칭 신호(SW)는, 데이터 구동부(500)에 입력된 한 묶음의 영상 데이터(DAT)가 좌연결 화소행에 대한 영상 데이터인 경우에는 해당하는 정규 데이터 전압을 첫 번째 데이터선(D₁)부터 m번째 데이터선(D_m)까지 인가하도록 하고, 우연결 화소행에 대한 영상 데이터인 경우에는 정규 데이터 전압을 두 번째 데이터선(D₂)부터 (m+1)번째 데이터선(D_m+1)까지 인가하도록 한다.

그런데 데이터선 반전이 열 반전이 되려면, 즉, 각 데이터선(D₁-D_m+1)에 동일한 극성의 데이터 전압을 인가하기 위해서는 스위칭부(554)의 스위칭 주기에 따라 데이터 처리부(550)가 출력하는 데이터 전압의 극성도 변화하여야 한다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 겉보기 반전이 2×1 점 반전이 되게 하려면 스위칭부(554)는 두 화소행마다 스위칭을 해야 하고, 데이터 처리부(550) 또한 두 화소행마다 데이터 전압의 극성을 바꾸어야 한다. 이와 마찬가지로, 도 4에 도시한 바와 같이 겉보기 반전이 1×1 점 반전이 되게 하려면 스위칭부(554)는 매 화소행마다 스위칭을 해야 하고, 데이터 처리부(550) 또한 두 화소행마다 데이터 전압의 극성을 바꾸어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 화소 열의 수보다 하나가 더 많은 데이터선을 가지며, 일측에 형성되어 있는 데이터선과 연결된 화소와 타측에 형성되어 있는 데이터선과 연결된 화소가 교대로 배치되어 있으며, 한 프레임에서 데이터선에 인가하는 아날로그 데이터 전압의 극성이 동일하도록 하여 구동부 반전이 열 반전으로 이루어져도 겉보기 반전은 점 반전이 이루어진다. 또한, 데이터선에 흐르는 아날로그 데이터 전압의 변동이 줄어들어 소비 전류를 줄이고, 주요 전원단 및 공통 전압에 리플(ripple)이 줄어들도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

행렬의 형태로 배열되어 있으며, 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소,

상기 스위칭 소자와 연결되어 있으며 상기 스위칭 소자를 턴 온시키는 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 게이트선, 그리고

상기 스위칭 소자와 연결되어 있으며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선

을 포함하고,

상기 화소 행렬은 복수의 제1 화소행과 복수의 제2 화소행을 포함하고,

상기 데이터선의 수효는 화소열의 수효보다 하나 더 많고,

상기 데이터선은 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제1 데이터선, 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제2 데이터선, 상기 제1 화소행의 화소 및 상기 제2 화소행의 화소와 모두 연결된 복수의 제3 데이터선을 포함하는

액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 데이터선은 상기 화소열의 사이에 배치되어 있고,

상기 제1 화소행의 스위칭 소자는 해당 화소의 한 쪽에 위치한 데이터선과 연결되어 있으며,

상기 제2 화소행의 스위칭 소자는 해당 화소의 다른 쪽에 위치한 데이터선과 연결되어 있는

액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 화소행과 상기 제2 화소행은 하나씩 번갈아 배열되어 있는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 화소행과 상기 제2 화소행은 2개씩 번갈아 배열되어 있는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 화소행이 첫 번째 행에 배치되어 있고, 두 번째 행부터는 상기 제2 화소행과 상기 제1 화소행이 2개씩 번갈아 배열되어 있는 액정 표시 장치.
제2항에서,

영상 데이터를 제공하는 신호 제어부, 그리고

상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부

를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 각 데이터선에 인가된 상기 아날로그 데이터 전압의 극성 반전은 열 반전이고 상기 화소의 극성 반전은 점 반전인 액정 표시 장치.
제6항 또는 제7항에서,

각 화소행에 대응하는 하나의 영상 데이터 집합은 해당 화소행의 각 화소에 대응하는 정규 영상 데이터와 어느 화소에도 대응하지 않는 하나의 더미 영상 데이터를 포함하는 액정 표시 장치.
제8항에서,

상기 정규 영상 데이터는 정규 아날로그 데이터 전압으로 변환되고, 상기 더미 영상 데이터는 더미 아날로그 데이터 전압으로 변환되며

상기 더미 아날로그 데이터 전압은 상기 제1 데이터선 또는 상기 제2 데이터선에 인가되는

액정 표시 장치.
제6항 또는 제7항에서,

상기 데이터 구동부는

상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 출력하는 데이터 처리부, 그리고

상기 아날로그 데이터 전압을 상기 제1 데이터선 및 상기 제3 데이터선을 포함하는 제1 데이터선 집합과 상기 제2 데이터선 및 상기 제3 데이터선을 포함하는 제2 데이터선 집합 중 어느 하나에 선택적으로 인가하는 스위칭부

를 포함하는

액정 표시 장치.
제9항에서,

상기 데이터 처리부의 출력 전압의 극성 반전은 점 반전인 액정 표시 장치.
스위칭 소자를 포함하는 복수의 제1 및 제2 화소행, 상기 제1 및 제2 화소행의 스위칭 소자와 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 게이트선, 그리고 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제1 데이터선, 상기 제2 화소행의 화소와는 연결되어 있고 상기 제1 화소행의 화소와는 연결되지 않은 제2 데이터선, 상기 제1 화소행의 화소 및 상기 제2 화소행의 화소와 모두 연결된 복수의 제3 데이터선을 포함하는 복수의 데이터선을 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 방법으로서,

복수의 제1 데이터 전압을 생성하는 단계,

상기 제1 및 제3 데이터선에 상기 제1 데이터 전압을 인가하는 단계,

상기 제1 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하여 상기 제1 화소행의 스위칭 소자를 턴온시킴으로써 상기 제1 화소행에 상기 제1 데이터 전압을 공급하는 단계,

복수의 제2 데이터 전압을 생성하는 단계,

상기 제2 및 제3 데이터선에 상기 제2 데이터 전압을 인가하는 단계, 그리고

상기 제2 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하여 상기 제2 화소행의 스위칭 소자를 턴온시킴으로써 상기 제2 화소행에 상기 제2 데이터 전압을 공급하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제12항에서,

상기 제1 데이터 전압 생성 단계에서 제1 더미 데이터 전압을 생성하고,

상기 제1 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제1 더미 데이터 전압을 상기 제2 데이터선에 인가하고,

상기 제2 데이터 전압 생성 단계에서 제2 더미 데이터 전압을 생성하며,

상기 제2 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제2 더미 데이터 전압을 상기 제1 데이터선에 인가하는

액정 표시 장치의 구동 방법.
제13항에서,

외부로부터 상기 제1 및 제2 화소행에 각각 대응하는 제1 및 제2 입력 영상 신호를 수신하는 단계

를 더 포함하며,

상기 제1 데이터 전압 생성 단계는,

상기 제1 입력 영상 신호를 제1 정규 영상 데이터와 제1 더미 영상 데이터를 포함하는 제1 출력 영상 신호로 변환하는 단계, 그리고

상기 제1 정규 영상 데이터 및 상기 제1 더미 영상 데이터를 상기 제1 데이터 전압 및 상기 제1 더미 데이터 전압으로 각각 변환하는 단계

를 포함하며,

상기 제2 데이터 전압 생성 단계는,

상기 제2 입력 영상 신호를 제2 정규 영상 데이터와 제2 더미 영상 데이터를 포함하는 제2 출력 영상 신호로 변환하는 단계, 그리고

상기 제2 정규 영상 데이터 및 상기 제2 더미 영상 데이터를 상기 제2 데이터 전압 및 상기 제2 더미 데이터 전압으로 각각 변환하는 단계

를 포함하는

액정 표시 장치의 구동 방법.
제12항에서,

상기 제1 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제2 데이터선에는 아무런 전압도 인가하지 않고, 상기 제2 데이터 전압 인가 단계에서 상기 제1 데이터선에는 아무런 전압도 인가하지 않는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제12항에서,

상기 데이터선에 인가되는 상기 제1 및 제2 데이터 전압의 극성 반전은 열 반전이고 상기 화소의 극성 반전은 도트 반전인 액정 표시 장치의 구동 방법.