KR20070059728A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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이준영
이창훈
이준우
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Abstract

액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공한다. 액정 표시 장치는 액정층을 개재하여 형성되어 있으며 다수개의 화소를 구비하는 제 1 기판 및 제 2 기판, 액정층과 접하고 있는 제 1 및 제 2 기판의 내측에 각각 구비되며, 서로 수직 방향으로 러빙되어 있는 제 1 및 제 2 배향막, 제 1 및 제 2 기판의 외측에 각각 구비되며, 투과축의 방향이 서로 동일한 제 1 및 제 2 편광판 및 계조 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 정상 데이터 신호와 블랙 데이터 신호를 번갈아 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
액정 표시 장치, TN, 임펄스 구동, 오버슈트

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{Liquid crystal display and method of driving the same}
도 1a는 일반적은 음극선관 장치에서 시간에 따른 광 밀도를 나타내는 그래프이고, 도 1b는 일반적인 TN 모드 액정 표시 장치에서 시간에 따른 광 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 사시도 이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동부의 상세 블록도이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동 IC와 액정 패널 간의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펄스 구동 방법에 따라 인가되는 게이트 신호와 데이터 신호에 대한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치가 화이트를 나타내도록 하는 데이터 신호에 대한 파형도(a)와 상기 임펄스 구동을 적용하여 화이트를 나타 내는 경우의 화이트 휘로 변화(b)를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 도 6의 구동 방법을 적용한 경우의 계조간 응답 시간 분포를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함되는 계조 신호 보정부의 블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
3: 액정층 190, 290: 제 1 및 제 2 편광판
520: 계조 신호 보정부 522: 프레임 메모리
524: 데이터 보정부 550: 신호 제어부
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TN 모드 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 후면의 광원에서 발산한 빛을 전면에 있는 액정 패널의 각 화소가 일종의 광스위치 역할을 하여 선택적으로 투과시킴으로 인하여 화상을 디스플레이하는 장치이다. 종래의 음극선관 장치(Cathode Ray Tube; CRT)는 주사되는 전자선의 세기를 제어하여 휘도를 조절하는데 반하여, 액정 표시 장치는 광원에서 발생하는 빛을 제어하여 화면의 휘도를 조절한다.
동화상 구현과 관련하여, 액정 표시 장치에서는 액정 분자로 구성된 액정층에 충전된 전압을 한 프레임 동안 유지한 후 다음 프레임에서 새로운 전압을 인가하게 되는데, 이때 하나의 프레임 주기보다 액정 분자의 응답 속도가 늦기 때문에 화면상에 끌림 현상이 발생한다.
도 1a는 일반적은 음극선관 장치에서 시간에 따른 광의 밀도를 나타내는 그래프이고, 도 1b는 일반적인 TN 모드(Twisted Nematic mode) 액정 표시 장치에서 시간에 따른 광의 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 음극선관 장치는 임펄스(impulse) 방식으로 구동되는 반면, 도 1a에 도시한 일반적인 TN 모드 액정 표시 장치는 홀드(hold) 방식으로 구동되어 동영상 구현시 화면의 끌림 현상이 발생한다.
액정 표시 장치에서 화면의 끌림 현상을 제거하기 위해, 한 프레임의 일정 구간에서는 데이터를 입력하고, 나머지 구간에서는 블랙 데이터를 입력하는 임펄스 구동 방식을 적용할 수 있다. 이러한 임펄스 구동 방식을 적용하기 위해서는 액정의 응답 시간이 빨라야 하고, 액정 패널 자체의 투과율이 높아야 하는데, 일반적인 TN 모드 액정 표시 장치의 경우, 액정 패널의 투과율은 높지만 액정의 응답 시간이 느려 임펄스 구동 적용에 의한 화면의 끌림 현상을 제거하는데 어려움이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화면 끌림 현상을 완화할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 바와 같은 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정층을 개재하여 형성되어 있으며 다수개의 화소를 구비하는 제 1 기판 및 제 2 기판, 상기 액정층과 접하고 있는 상기 제 1 및 제 2 기판의 내측에 각각 구비되며, 서로 수직 방향으로 러빙되어 있는 제 1 및 제 2 배향막, 상기 제 1 및 제 2 기판의 외측에 각각 구비되며 투과축의 방향이 서로 동일한 제 1 및 제 2 편광판 및 계조 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 정상 데이터 신호와 블랙 데이터 신호를 번갈아 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 상기한 바와 같은 액정 표시 장치의 화소에 정상 데이터 전압을 인가하는 제 1 데이터 전압 인가 단계 및 상기 화소에 블랙 데이터 전압을 인가하는 제 2 데이터 전압 인가 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발 명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 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. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도 2 내지 도 5b를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 사시도 이고, 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동부의 상세 블록도이며, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동 IC와 액정 패널 간의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널 (liquid crystal panel, 300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(gate driver, 420)와 데이터 구동부(data driver, 430), 게이트 구동부(420)에 연결된 구동 전압 생성부(driving voltage generator, 560)와 데이터 구동부(430)에 연결된 계조 전압 생성부(gray voltage generator, 570) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(signal controller, 550)를 포함하고 있다.
액정 패널(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결된 복수의 화소(pixel)를 포함하며, 각 화소는 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(switching element, Q)와 이에 연결된 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor, Cst)를 포함한다. 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호(scanning signal) 또는 게이트 신호(gate signal)를 전달하며 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 주사 신호선 또는 게이트선(G1-Gn)과 화상 신호(image signal) 또는 데이터 신호(data signal)를 전달하며 열 방향으로 뻗어 있는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 스위칭 소자(Q)는 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 있고 입력 단자는 데이터선(D1-Dm)에 연결되며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)의 한 단자에 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 스위칭 소자(Q)의 출력 단자와 공통 전압(common voltage, Vcom) 또는 기준 전압(reference voltage)에 연결되어 있다. 유지 축전기(Cst)의 다른 단자는 다른 전압, 예를 들면 기준 전압에 연결되어 있다. 그러나 유지 축전기(Cst)의 다른 단자는 바로 위의 게이트선(이하 '전단 게이트선(previous gate line)'이라 함)에 연결되어 있을 수도 있다.
한편, 액정 패널(300)을 구조적으로 보면 도 3 및 도 4에서와 같이 개략적으 로 나타낼 수 있다.
도 3 또는 도 4에 도시한 바와 같이, 액정 패널(300)은 안쪽에 각각 배향막(180, 280)이 형성되어 있고, 서로 마주 보는 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200) 사이에 액정층(3)이 개재되어 있다.
제 1 기판(100)에는 게이트선(Gi -1, Gi) 및 데이터선(Dj-1, Dj)과 스위칭 소자(Q) 및 유지 축전기(Cst)가 구비되어 있다. 액정 축전기(Clc)는 제 1 기판(100)의 화소 전극(170)과 제 2 기판(200)의 기준 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다.
본 발명의 일 실시예의 액정층(3)은 예를 들면 TN 모드의 액정 분자(31)로 구성될 수 있다. 이 경우 액정 분자의 제 1 기판(100)의 배향막(180) 측에 위치하는 액정 분자(31)의 배향 방향과 제 2 기판(200)의 배향막(280) 측에 위치하는 액정 분자(31)의 배향 방향은 서로 90°각을 이루며, 액정층(3)의 유전율 이방성(△ε)은 0보다 크다. 도 4에서 배향막(180, 280) 상에 도시된 화살표는 배향막(180, 280)의 러빙 방향을 의미한다.
여기서, 제 1 및 제 2 기판(100, 200) 사이에 형성된 액정층(3)의 액정 분자(31)들은 그 장축 방향이 제 1 및 제 2 기판(100, 200)에 평행하게 배열되어 있으며, 제 1 기판(100)에서 제 2 기판(200)에 이르기까지 액정 분자(31)의 배향 방향을 따라 나선상으로 비틀리게 배열된다.
이러한 TN 모드의 액정 분자(31)는 액정 표시 장치에 전압이 인가되어 액정 분자(31)의 배향이 전압 인가에 따른 전기장 생성 방향으로 배향되는데 소요되는 시간, 즉 상승 시간(rising time)이 전기장이 제거되어 다시 원래의 액정 분자(31)의 배향으로 돌아오는데 소요되는 시간, 즉 하강 시간(falling time)에 비해 상대적으로 빠르다.
화소 전극(170)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 기준 전극(270)은 제 2 기판(200)의 전면(全面)에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)이 인가된다. 여기에서 액정 분자들은 화소 전극(170)과 기준 전극(270)이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다.
이러한 편광의 변화는 액정층(3)을 사이에 두고 서로 대향하고 있는 제 1 및 제 2 기판(100, 200)을 포함하는 액정 패널(300)의 외측에 각각 부착되어 있는 제 1 및 제 2 편광판(190, 290)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다. 이때, 액정 패널(300)의 외측 각각에 부착되어 있는 제 1 및 제 2 편광판(190, 290)의 투과축의 방향은 도 4에 화살표로 나타낸 바와 같이 동일하다. 따라서, 액정 표시 장치에 전압이 인가되지 않은 오프 상태에서 제 1 기판(100) 측에 위치하는 제 1 편광판(190)을 통해 액정 패널(300)) 내부로 유입되는 빛은 액정 분자(31)의 배향 방향에 따라 나선상으로 비틀어지며, 제 2 기판(200) 측의 제 2 편광판(290)에 이르러서는 편광 방향이 90° 만큼 바뀌게 된다. 따라서, 제 2 편광판(190)을 통과하는 빛의 편광 방향은 제 2 기판(200) 측의 제 2 편광판(190)의 투과축 방향과 실질적으로 수직을 이루어 빛이 외부로 출사되지 않게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 TN 모드의 액정 분자(31)로 구성된 액정층(3)을 포함하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치의 전압 무인가 상태에서 액정 패널(300)의 외측에 각각 부착된 서로 동일한 방향의 투과축을 갖는 제 1 및 제 편광판(190, 290)에 의해 액정 패널(300) 밖으로 빛이 출사되지 못하게 되어 블랙을 나타내는 노멀리 블랙(Normally Black; NB) 모드가 된다.
화소 전극(170)은 또한 기준 전압을 인가받는 별개의 배선이 제 1 기판(100)에 구비되어 화소 전극(170)과 중첩됨으로써 유지 축전기(Cst)를 이룬다. 전단 게이트 방식의 경우 화소 전극(170)은 절연체를 매개로 전단 게이트선(Gi-1)과 중첩됨으로써 전단 게이트선(Gi-1)과 함께 유지 축전기(Cst)의 두 단자를 이룬다.
도 3은 스위칭 소자(Q)의 예로 모스(MOS) 트랜지스터를 보여주고 있으며, 모스 트랜지스터는 실제 공정에서 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(polysilicon)를 채널층으로 하는 박막 트랜지스터로 구현된다.
도 3에서와는 달리 기준 전극(270)이 제 1 기판(100)에 구비될 수도 있으며 이때에는 두 전극(170, 270)이 모두 선형으로 만들어진다.
한편, 컬러 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 컬러를 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(170)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터(color filter, 230)를 구비함으로써 가능하다. 컬러 필터(230)는 도 2에서 도시한 바와 같이 주로 제 2 기판(200)의 해당 영역에 형성되지만 제 1 기판(100)의 화소 전극(170) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
다시 도 2를 참조하면, 게이트 구동부(420) 및 데이터 구동부(430)는 각각 스캔 구동부(scan driver) 및 소오스 구동부(source driver)라고도 하며 복수의 게이트 구동 IC(integrated circuit) 및 데이터 구동 IC로 이루어지는 것이 일반적이다.
각 IC는 액정 패널(300)의 외부에 따로 존재하거나 액정 패널(300) 위에 장착될 수도 있고, 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터(Q)와 동일한 공정으로 액정 패널(300) 위에 형성될 수도 있다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 게이트 구동부(420)는 네 개의 게이트 구동 IC(421-424)를 포함하고 있고, 이 게이트 구동 IC(421-424)는 칩 형태로 가요성 회로 기판 위에 장착되어 있다. 또한, 게이트 구동 IC(421-424) 각각은 도 5b에 도시한 바와 같이, 복수의 배선(500)을 통하여 액정 패널(300)의 복수의 게이트선에 연결되어, 결국 네 개의 게이트 구동 IC(412, 422, 423, 424)는 복수의 배선(500)을 통해 모든 게이트선(G1-Gn)에 연결된다.
게이트 구동부(420)의 각 게이트 구동 IC(412, 422, 423, 424)는 액정 패널(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 구동 전압 생성부(560)로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 게이트 신호는 게이트 구동부(420)의 게이트 구동 IC(412, 422, 423, 424)에 연결된 게이트선(G1-Gn)을 통해 인가된다. 본 명세서에서는 게이트 구동부(420)가 네 개의 게이트 구동 IC(412, 422, 423, 424)로 이루어진 경우를 예시하여 설명하고 있으나, 이들 게이트 구동 IC의 개수 또한 변경될 수 있다. 또한, 하나의 영역을 하나의 게이트 구동 IC에 대응하게 나누었으나, 이에 한정되지 않고 두 개 이상의 게이트 IC에 대응하게 나눌 수도 있다.
데이터 구동부(430)는 액정 패널(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며 계조 전압 생성부(570)로부터의 계조 전압(gray voltage)을 선택하여 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
이러한 게이트 구동부(420)와 데이터 구동부(430), 구동 전압 생성부(560) 등의 동작은 액정 패널(300)의 외부에 존재하며 이들에 연결된 신호 제어부(550)에 의하여 제어되는데 이에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(550)는 외부의 그래픽 제어기(graphic controller, 도시하지 않음)로부터 RGB 데이터 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 제어 입력 신호(input control signal), 예를 들면 수직 동기 신호(vertical synchronizing signal, V sync)와 수평 동기 신호(horizontal synchronizing signal, H sync), 메인 클록(main clock, CLK), 데이터 인에이블 신호(data enable signal, DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(550)는 제어 입력 신호를 기초로 게이트 제어 신호 및 데이터 제어 신호를 생성하고 계조 신호(R, G, B)를 액정 패널(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(420)와 구동 전압 생성부 (560)로 내보내고 데이터 제어 신호와 처리한 계조 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(430)로 내보낸다.
게이트 제어 신호는 게이트 온 펄스(게이트 신호의 하이 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(vertical synchronization start signal, STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(gate clock signal, CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 게이트 온 인에이블 신호(gate on enable signal, OE) 등을 포함한다. 이 중에서 게이트 온 인에이블 신호(OE)와 게이트 클록 신호(CPV)는 구동 전압 생성부(560)에 공급된다.
데이터 제어 신호는 계조 신호의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(horizontal synchronization start signal, STH)와 데이터선에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(load signal, LOAD 또는 TP), 데이터 전압의 극성을 반전시키는 반전 제어 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(data clock signal, HCLK) 등을 포함한다.
게이트 구동부(420)는 신호 제어부(550)로부터의 게이트 제어 신호에 따라 게이트 온 펄스를 차례로 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 이와 동시에 데이터 구동부(430)는 신호 제어부(550)로부터의 데이터 제어 신호에 따라 턴온된 스위칭 소자(Q)가 위치한 화소 행에 계조 신호(R', G', B')에 대응하는 계조 전압 생성부(570)로부터의 아날로그 전압을 데이터 신호로서 해당 데이터선(D1-Dm)에 공급한다. 데이터선(D1-Dm)에 공급 된 데이터 신호는 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 펄스를 인가하여 모든 화소 행에 데이터 신호를 인가한다. 이때 한 프레임에 해당하는 모든 행의 화소에 데이터 신호가 인가된 후 반전 제어 신호(RVS)가 공급되면, 다음 프레임에 해당하는 모든 행의 데이터 신호의 극성이 바뀐다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 각 화소에 정상 데이터 신호(N)와 블랙 데이터 신호(B)를 번갈아 인가한다.
계속해서, 도 6 내지 도 8을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 임펄스 구동 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펄스 구동 방법에 따라 인가되는 게이트 신호와 데이터 신호에 대한 파형도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치가 화이트를 나타내도록 하는 데이터 신호에 대한 파형도(a)와 상기 임펄스 구동을 적용하여 화이트를 나타내는 경우의 화이트 휘도 변화(b)를 도시한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 도 6의 구동 방법을 적용한 경우의 계조간 응답 시간 분포를 도시한 그래프이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임펄스 구동 방법은 한 프레임 중 소정 시간 동안은 정상 데이터 주사 동작을 실시하고, 한 프레임의 나머지 시간 동안은 블랙 데이터 주사 동작을 실시한다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 제 1 프레임 중 1/2 프레임 동안 제 1 게이트선(G1)에서부터 마지막 게이트선(Gn)으로 게이트 온 전압(Von)을 차례로 인가한다. 이때, 상기 1/2 프레임에 해당하는 시간 동안은 계조 신호(R', G', B')에 해당하는 정상적인 데이터 신호(N)를 화소에 인가한다. 또한, 나머지 1/2 프레임 동안 다시 제 1 게이트선(G1)에서부터 마지막 게이트선(Gn)으로 게이트 온 전압(Von)을 차례로 인가하고, 상기 나머지 1/2 프레임에 해당하는 시간 동안은 블랙 데이터 신호(B)를 화소에 인가한다. 이러한 주사 동작을 n 프레임까지 반복한다. 본 명세서에서는 정상적인 데이터 신호(N)와 블랙 데이터 신호(B)가 각각 1/2 프레임 동안, 즉 1:1의 시간비로 화소에 인가하는 경우를 예시하여 설명하였지만, 이는 액정 표시 장치의 특성에 따라 1:2, 1:3이나 2:1, 3:1 등과 같이 다양하게 변화될 수 있다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치가 임펄스 구동에 의해 화이트 화면을 나타내도록 하는 경우의 휘도 변화를 설명하면, 블랙에서 화이트로 전환하기 위한 전압 인가 단계의 경우(도 7(a)의 ①), 화면의 휘도 변화를 보면 블랙(black)에서 화이트(white)로 전환되고, 그 속도가 상대적으로 빠름을 알 수 있다(도 7(b)). 또한, 화이트에서 블랙으로 전환하기 위한 전압 인가 단계의 경우(도 7(a)의 ②), 화면의 휘도 변화를 보면 화이트에서 그레이(gray)로 전환되고, 그 속도가 상대적으로 느림을 알 수 있다(도 7(b)). 또한, 블랙에서 화이트로 전환하기 위한 전압 인가 단계의 경우(도 7(a)의 ③), 화면의 휘도 변화를 보면 그레이에서 화이트로 전환되고, 그 속도가 상대적으로 빠름을 알 수 있다(도 7(b)).
상기한 바로부터, TN 모드의 액정 분자의 상승 시간이 하강 시간보다 상대적으로 빠르다는 것을 이용하여, 액정 표시 장치의 화면이 블랙에서 화이트로 전환되는 시간을 빠르게 함으로써, TN 모드 액정 분자로 구성된 액정층을 포함하는 노멀리 화이트(Normally White; NW) 모드의 액정 표시 장치에서 적용하기 어려운 임펄스 구동을 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 적용하는 것이 가능함을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임펄스 구동 방법에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 구동하는 경우에는, 액정 표시 장치 자체의 투과율에 더하여 액정 표시 장치에 블랙 데이터 신호(B)를 화소에 인가하는 동안에는 휘도가 블랙에 도달하는 대신 그레이가 지속되기 때문에, 그레이 화면이 휘도에 기여하여 휘도 특성이 향상된다.
다만, 도 8에 도시한 바와 같이 블랙에서 화이트간의 계조간 응답 시간에 비해 중간 계조의 계조간 응답 시간이 상대적으로 길기 때문에, 이점을 개선하기 위하여 이전 프레임의 화상 데이터와 현 프레임의 화상 데이터의 조합에 따라 미리 결정된 현 프레임의 화상 데이터에 대한 계조 전압보다 높은 구동 전압을 액정 패널에 공급하는 오버슈트(over shoot) 구동을 적용할 수 있다.
오버슈트 구동을 적용하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 계조 신호 보정부를 더 포함할 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 계조 신호 보정부의 블록도이다. 도 9에서는 계조 신호 보정부만을 도시하였으나, 계조 신호 보정부는 신호 제어부에 포함될 수도 있고, 그 일부만이 신호 제 어부에 포함될 수 있으며, 신호 제어부와 분리하여 별도로 존재할 수도 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 계조 신호 보정부(520)는 프레임 메모리(522) 및 데이터 보정부(524)를 포함하며, 이러한 계조 신호 보정부(520)에서 이전 프레임의 계조 신호(CGn-1)과 현재 프레임의 계조 신호(CGn)를 고려하여 보정 계조 신호(Gn')를 데이터 구동부(도 2의 430)에 출력한다.
구체적으로, 프레임 메모리(522)는 입력되는 한 프레임만큼의 계조 신호(CGn)를 저장한다. 프레임 메모리(522)는 예를 들어 현재 프레임의 계조 신호(CGn)가 입력됨에 따라, 기저장된 이전 프레임의 계조 신호(CGn -1)를 출력하고, 상기 현재 프레임의 계조 신호(CGn)를 저장하는 SDRAM이다.
데이터 보정부(522)는 이전 프레임의 계조 신호(CGn -1)와 현재 프레임의 계조 신호(CGn)가 동일한 경우에는 보정하지 않으나, 이전 프레임의 계조 신호(CGn -1)가 블랙에 대응하고, 현재 프레임의 계조 신호(CGn)가 그레이 또는 화이트에 대응하는 계조라면 상기 블랙보다는 높은 계조가 형성될 수 있도록 보정 계조 데이터(G'n)를 출력한다.
즉, 현재 프레임의 계조 신호(CGn)와 이전 프레임의 계조 신호(CGn -1)와의 비교를 통해 오버슈트 파형 형성을 위한 보정 계조 데이터(G'n)를 출력한다.
상기한 바와 같이 계조 데이터를 보정하여 화소에 인가함으로써 화소 전압이 바로 목표 전압 레벨에 도달할 수 있도록 한다. 따라서, 중간 계조간의 변화의 경우에도 액정이 빠른 응답 속도를 가지도록 하여, 계조간 응답 시간을 단축할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술일 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 TN 모드의 액정 분자를 포함하는 노멀리 블랙 모드의 액정 표시 장치로서 임펄스 구동을 이에 적용하여 동화상 구현시 화면 끌림 현상을 억제할 수 있다.
또한, 오버슈트 구동을 적용하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 블랙에서 화이트간의 계조간 응답 시간뿐만 아니라 중간 계조의 응답 시간도 짧게 하여 동화상 구현시 보다 나은 화면을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 액정층을 개재하여 형성되어 있으며, 다수개의 화소를 구비하는 제 1 기판 및 제 2 기판;
    상기 액정층과 접하고 있는 상기 제 1 및 제 2 기판의 내측에 각각 구비되며, 서로 수직 방향으로 러빙되어 있는 제 1 및 제 2 배향막;
    상기 제 1 및 제 2 기판의 외측에 각각 구비되며, 투과축의 방향이 서로 동일한 제 1 및 제 2 편광판; 및
    계조 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 정상 데이터 신호와 블랙 데이터 신호를 번갈아 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정은 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드인 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계조 신호와 상기 계조 신호를 제어하는 입력 신호를 상기 데이터 구동 부에 공급하는 신호 제어부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이전 프레임의 계조 신호와 현재 프레임의 계조 신호를 비교하여 오버슈트 파형 형성을 위한 보정된 계조 신호를 출력하는 계조 신호 보정부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 계조 신호 보정부는 프레임 메모리부 및 데이터 보정부를 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 계조 신호 보정부는 상기 신호 제어부 내에 포함되는 액정 표시 장치.
  8. 액정층을 개재하여 형성되어 있으며 다수개의 화소를 구비하는 제 1 기판과 제 2 기판, 상기 액정층과 접하고 있는 상기 제 1 및 제 2 기판의 내측에 각각 구비되며 서로 수직 방향으로 러빙되어 있는 제 1 및 제 2 배향막, 상기 제 1 및 제 2 기판의 외측에 각각 구비되며 투과축의 방향이 서로 동일한 제 1 및 제 2 편광판을 구비하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 화소에 정상 데이터 전압을 인가하는 제 1 데이터 전압 인가 단계; 및
    상기 화소에 블랙 데이터 전압을 인가하는 제 2 데이터 전압 인가 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 정상 데이터 전압 인가 시간과 상기 블랙 데이터 전압 인가 시간의 비가 1:1인 액정 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    이전 프레임의 계조 신호, 현재 프레임의 계조 신호와 다음 프레임의 계조 신호를 고려하여 오버슈트 파형 형성을 위한 보정된 계조 신호를 생성하여 상기 화소에 인가하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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