KR20090070324A

KR20090070324A - 액정표시장치와 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20090070324A
Application number: KR1020070138299A
Authority: KR
Inventors: 정지원; 김상호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-01

Abstract

본 발명은 데이터 구동회로의 출력 채널수를 줄임과 아울러 표시품위를 높일 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 m/3(m은 자연수) 개의 데이터라인들과 3n(n은 자연수) 개의 게이트라인들이 교차되고, 제1 수평라인에는 R 액정셀들이 인접하여 배치되고, 제2 수평라인에는 G 액정셀들이 인접하여 배치되며, 제3 수평라인에는 B 액정셀들이 인접하여 배치되는 수직 RGB 화소 구조를 갖는 액정표시패널; 상기 데이터라인들에 데이터전압들을 공급하기 위한 데이터 구동회로; 상기 데이터 구동회로의 m/6 개의 출력 채널들에 접속되는 소스 버스라인들과 상기 데이터라인들 사이에서 배치되어 상기 m/6 개의 소스 버스라인들을 통해 시분할 되어 입력되는 데이터전압들을 기수번째 데이터라인들과 우수번째 데이터라인들에 시분할하여 분배하는 샘플링 스위칭회로; 및 상기 샘플링 스위칭회로의 스위칭 타이밍을 제어하기 위해 일정 주기로 다른 순서로 공급되는 제어신호들을 발생하는 제어신호 발생부를 구비한다.

Description

액정표시장치와 그 구동 방법{LCD and driving method thereof}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 데이터 구동회로의 출력 채널수를 줄임과 아울러 표시품위를 높일 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널과 이 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로들을 구비한다.

액정표시패널에는 도 1에서 보는 바와 같이 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차되고 그 게이트라인(GL)과 데이터라인(GL)의 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트라인(GL)을 통해 공급되는 스캔펄스(SP)에 응답하여 데이터라인을 통해 공급되는 데이터전압(Vd)을 액정셀(Clc)의 화소전극(Ep)에 공급한다. 이를 위하여 TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라 인(DL)에 접속되며, 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극(Ep)에 접속된다. 액정셀(Clc)은 화소전극(Ep)에 공급되는 데이터전압(Vd)과 공통전극(Ec)에 공급되는 공통전압(Vcom)의 전위차로 충전된다. 이 전위차로 형성되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량이 조절되게 된다. 공통전극(Ec)은 액정셀(Clc)에 전계를 인가하는 방식에 따라 액정표시패널의 상부 유리기판 또는 하부 유리기판에 형성되며, 공통전극(Ec)과 액정셀(Clc) 화소전극(Ep) 사이에는 액정셀(Clc)의 충전 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor : Cst)가 형성된다.

액정표시장치의 구동회로들에는 입력되는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압으로 변환하여 액정표시패널의 데이터라인들에 공급하기 위한 데이터 구동회로와 스캔펄스를 액정표시패널의 게이트라인들에 공급하기 위한 게이트 구동회로가 포함된다.

종래, 데이터 구동회로의 출력 채널수를 줄여 데이터 구동회로를 간소화하기 위해, 상대적으로 적은 수의 출력 채널들로부터 공급되는 데이터전압들을 다수의 데이터라인들로 분배하는 샘플링 스위칭회로를 포함한 액정표시장치가 제안된 바 있다.

샘플링 스위칭회로(20)는 도 2와 같이 데이터 구동회로(30)의 출력 채널들에 접속되는 m/k(m,k는 자연수) 개의 소스 버스라인들과 액정표시패널(20)에 형성된 m 개의 데이터라인들 사이에 배치되어 데이터 구동회로(30)로부터의 데이터전압을 데이터라인들에 공급한다. 샘플링 스위치부(20)는 m/k 개의 소스 버스라인들로부터 의 데이터전압을 m 개의 데이터라인들에 공급함으로써 데이터 구동회로의 출력 채널들 수를 줄이게 된다. 이를 위해, 샘플링 스위칭회로(20)는 m/k 개의 소스 버스라인들 중 어느 한 라인과 k 개의 데이터라인들 사이에 각각 접속된 m/k 개의 디멀티플렉서(DEMUX)들을 포함하며, 디멀티플렉서 각각은 k 개의 MUX TFT들을 포함한다.

예를 들어, 도 3과 같이 샘플링 스위칭회로(20)가 m/6 개의 디멀티플렉서들(DMX1 내지 DMX(m/6))을 포함하고 있다면, 디멀티플렉서들(DMX1 내지 DMX(m/6)) 각각은 6 개의 MUX TFT들(MT1 내지 MT6)을 구비하게 된다. MUX TFT들(MT1 내지 MT6)은 도 4와 같이 1 수평기간(1 H) 동안 순차적으로 턴 온되는 제어신호들(φ1 내지 φ6)에 응답하여 각각 턴 온 됨으로써 m/6 개의 소스 버스라인들(S1 내지 S(m/6))로부터의 데이터전압들을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급하게 된다. 다시 말해, 제1 MUX TFT들(MT1)은 제1 제어신호(φ1)에 의해 턴 온 됨으로써 6a-5(1≤a≤m, a는 자연수)번째 데이터라인들을 통해 기수번째 R 데이터전압들(R1,R3,...R(m-1/3))을 해당 액정셀들에 공급한다. 제2 MUX TFT들(MT2)은 제2 제어신호(φ2)에 의해 턴 온 됨으로써 6a-4 번째 데이터라인들을 통해 기수번째 G 데이터전압들(G1,G3,...G(m-1/3))을 해당 액정셀들에 공급한다. 제3 MUX TFT들(MT3)은 제3 제어신호(φ3)에 의해 턴 온 됨으로써 6a-3 번째 데이터라인들을 통해 기수번째 B 데이터전압들(B1,B3,...B(m-1/3))을 해당 액정셀들에 공급한다. 제4 MUX TFT들(MT4)은 제4 제어신호(φ4)에 의해 턴 온 됨으로써 6a-2 번째 데이터라인들을 통해 우수번째 R 데이터전압들(R2,R4,...R(m/3))을 해당 액정셀들에 공급한 다. 제5 MUX TFT들(MT5)은 제5 제어신호(φ5)에 의해 턴 온 됨으로써 6a-1 번째 데이터라인들을 통해 우수번째 G 데이터전압들(G2,G4,...G(m/3))을 해당 액정셀들에 공급한다. 제6 MUX TFT들(MT6)은 제6 제어신호(φ6)에 의해 턴 온 됨으로써 6a 번째 데이터라인들을 통해 우수번째 B 데이터전압들(B2,B4,...B(m/3))을 해당 액정셀들에 공급한다.

그런데, 이러한 샘플링 스위칭회로를 이용하여 데이터 구동회로의 출력 채널수를 줄이는 액정표시장치에서는 일정 시간 간격으로 턴 온되는 MUX TFT들에 의해 액정셀들 간 충전 타이밍이 달라지게 되고, 이로 인해 선 충전된 액정셀들의 충전 전압 레벨이 이 액정셀들과 인접하여 후 충전되는 다른 액정셀들의 커플링(Coupling) 영향에 의해 변동하게 되는 문제점을 갖는다. 이는 액정셀의 화소전극과 인접 데이터라인 간, 또는 인접 화소전극들 간에는 기생 용량(Capacitance : C)이 존재하게 되고, 이 기생 용량(C)들에 의해 먼저 충전된 액정셀의 충전 전압 레벨이 왜곡되기 때문이다. 예를 들어, 도 3 및 도 5와 같이 제1 MUX TFT(MT1)에 의해 첫번째로 충전된 R3 액정셀의 충전 전압 레벨은 제2 MUX TFT(MT2)에 의해 두번째로 G3 액정셀이 충전될 때 제8 데이터라인(D8)에 공급된 G3 데이터전압의 커플링 영향(A)으로 한 번 변동되게 된다. 그리고, 제1 MUX TFT(MT1)에 의해 첫번째로 충전된 R3 액정셀의 충전 전압 레벨은 제6 MUX TFT(MT6)에 의해 여섯번째로 충전되는 B2 액정셀의 화소전극에 공급된 B2 데이터전압의 커플링 영향(B)으로 또 한 번 변동되게 된다. 제2 MUX TFT(MT2)에 의해 두번째로 충전된 G3 액정셀의 충전 전압 레벨은 제3 MUX TFT(MT3)에 의해 세번째로 B3 액정셀이 충전될 때 제9 데이터라 인(D9)에 공급된 B3 데이터전압의 커플링 영향(C)으로 한 번만 변동되게 된다. 반면, 제6 MUX TFT(MT6)에 의해 여섯번째로 충전되는 B2 액정셀은 가장 마지막으로 충전되기 때문에 커플링 영향으로부터 자유로워 그 충전 전압 레벨이 변동되지 않는다. 결과적으로, 제1 MUX TFT(MT1)에 의해 첫번째로 충전되는 기수번째 R 액정셀들은 두 번씩 커플링 영향을 받게 되고, 제2 MUX TFT(MT2)에 의해 두번째로 충전되는 기수번째 G 액정셀들은 한 번씩 커플링 영향을 받게 되고, 제3 MUX TFT(MT3)에 의해 세번째로 충전되는 기수번째 B 액정셀들은 한 번씩 커플링 영향을 받게 되고, 제4 MUX TFT(MT4)에 의해 네번째로 충전되는 우수번째 R 액정셀들은 한 번씩 커플링 영향을 받게 되며, 제5 MUX TFT(MT5)에 의해 다섯번째로 충전되는 우수번째 G 액정셀들은 한 번씩 커플링 영향을 받게 된다. 반면, 제6 MUX TFT(MT4)에 의해 마지막으로 충전되는 우수번째 B 액정셀들은 커플링 영향을 전혀 받지 않는다.

이러한 결과로, 종래 액정표시장치에서는 동일한 색을 표시하는 기수번째 R 액정셀들과 우수번째 R 액정셀들 간, 및 기수번째 B 액정셀들과 우수번째 B 액정셀들 간의 커플링 받는 횟수 차이로 인한 전압 변동량 차이가 발생되고, 동일한 계조의 비디오 신호가 공급되더라도 이 전압 변동량 차이만큼의 계조차가 발생되어 수직 딤(Dim) 현상이 발생하게 된다.

수평으로 인접한 R,G,B 액정셀들을 하나의 단위 화소로 구성하는 종래 일반적인 액정표시장치에서는 위에서 예로 설명한 1(입력) : 6(출력) 디멀티플렉서에서 뿐만 아니라, 1 : 4 이상의 디멀티플렉서들 모두에서 동일한 색을 표시하는 액정셀들의 커플링 받는 횟수 차이가 발생되고, 이로 인해 수직 딤 현상등이 동반되어 표 시품위가 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 데이터 구동회로의 출력 채널수를 줄이기 위한 액정표시장치에 있어서, 동일한 색을 표시하는 액정셀들의 커플링 받는 횟수 차이를 일정 기간을 주기로 용이하게 보상하여 표시품위를 높이도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 데이터 구동회로의 출력 채널수를 줄이기 위한 샘플링 스위칭 회로를 간소화시킬 수 있도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 m/3(m은 자연수) 개의 데이터라인들과 3n(n은 자연수) 개의 게이트라인들이 교차되고, 제1 수평라인에는 R 액정셀들이 인접하여 배치되고, 제2 수평라인에는 G 액정셀들이 인접하여 배치되며, 제3 수평라인에는 B 액정셀들이 인접하여 배치되는 수직 RGB 화소 구조를 갖는 액정표시패널; 상기 데이터라인들에 데이터전압들을 공급하기 위한 데이터 구동회로; 상기 데이터 구동회로의 m/6 개의 출력 채널들에 접속되는 소스 버스라인들과 상기 데이터라인들 사이에서 배치되어 상기 m/6 개의 소스 버스라인들을 통해 시분할 되어 입력되는 데이터전압들을 기수번째 데이터라인들과 우수번째 데이터라인들에 시분할하여 분배하는 샘플링 스위칭회로; 및 상기 샘플링 스위칭회로의 스위칭 타이밍을 제어하기 위해 일정 주기로 다른 순서로 공급되는 제어신호들을 발생하는 제어신호 발생부를 구비한다.

상기 샘플링 스위칭회로는, 서로 인접한 기수번째 데이터라인 및 우수번째 데이터라인과 상기 소스 버스라인들 중 어느 하나를 각각 전기적으로 접속시키는 m/6 개의 디멀티플렉서들을 구비하며; 상기 디멀티플렉서 각각은 상기 어느 하나의 소스 버스라인과 기수번째 데이터라인 사이의 전류 패스를 형성하는 제1 MUX TFT와, 상기 어느 하나의 소스 버스라인과 우수번째 데이터라인 사이의 전류 패스를 형성하는 제2 MUX TFT를 가진다.

상기 제어신호들에는 제1 제어신호와 제2 제어신호가 포함되며; 상기 제1 제어신호는 상기 제1 MUX TFT들의 게이트전극들에 공통으로 공급되고, 상기 제2 제어신호는 상기 제2 MUX TFT들의 게이트전극들에 공통으로 공급된다.

상기 제1 제어신호 및 제2 제어신호는 매 수평기간마다 대략 1/2 수평기간 동안 하이논리전압으로 발생되고 1 수평기간 동안 연속적으로 공급된다.

상기 제1 제어신호 및 제2 제어신호는 k(k는 자연수) 프레임 기간을 주기로 그 공급되는 순서가 역전된다.

k 프레임 기간 동안에는 상기 제1 제어신호가 먼저 공급된 후 상기 제2 제어신호가 공급되고, 그 다음 k 프레임 기간 동안에는 상기 제2 제어신호가 먼저 공급된 후 상기 제1 제어신호가 공급된다.

상기 k 프레임 기간 동안에는, 1 수평기간의 전반기 1/2 수평기간 동안 상기 제1 MUX TFT들의 턴 온에 의해 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 기수번째 액 정셀들이 충전되고; 후반기 1/2 수평기간 동안 상기 제2 MUX TFT들의 턴 온에 의해 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 우수번째 액정셀들이 충전된다.

상기 그 다음 k 프레임 기간 동안에는, 1 수평기간의 전반기 1/2 수평기간 동안 상기 제2 MUX TFT들의 턴 온에 의해 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 우수번째 액정셀들이 충전되고; 후반기 1/2 수평기간 동안 상기 제1 MUX TFT들의 턴 온에 의해 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 기수번째 액정셀들이 충전된다.

상기 3n 개의 게이트라인들에 공급되는 스캔펄스는 게이트 구동회로를 통해 발생되며; 상기 게이트 구동회로의 회로소자 일부는 상기 액정표시패널 상에 형성된다.

상기 구동회로들의 동작 타이밍은 타이밍 콘트롤러에 의해 제어되고;상기 제어신호 발생부는 상기 타이밍 콘트롤러에 내장될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 m/3 개의 데이터라인들과 3n 개의 게이트라인들이 교차되고, 제1 수평라인에는 R 액정셀들이 인접하여 배치되고, 제2 수평라인에는 G 액정셀들이 인접하여 배치되며, 제3 수평라인에는 B 액정셀들이 인접하여 배치되는 수직 RGB 화소 구조의 액정표시패널을 가지는 액정표시장치의 구동방법은, 상기 액정셀들을 구동하기 위한 데이터전압들을 발생하는 단계; 일정 주기로 다른 순서로 공급되는 제1 제어신호 및 제2 제어신호를 발생하는 단계; 및 m/6 개의 소스 버스라인들을 통해 시분할 되어 입력되는 데이터전압들을 상기 제1 제어신호 및 제2 제어신호에 응답하여 기수번째 데이터라인들과 우수번째 데이터라인들에 시분할하여 분배하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 액정표시패널의 화소들을 수직 RGB 구조로 형성하여 동일 해상도 구현시 종래 대비 데이터라인수를 1/3로 줄임으로써 샘플링 스위칭회로를 간소화시킬 수 있음은 물론이거니와, 이 샘플링 스위칭회로를 구동시키는 제어신호들 수를 감소시켜 제어신호 발생순서를 바꾸는 알고리즘이 크게 간소화시킬 수 있다.

이를 통해, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 동일한 색을 표시하는 액정셀들의 커플링 받는 횟수 차이를 일정 기간을 주기로 용이하게 보상하여 종래 수직 딤 현상등과 같은 사이드 이펙트를 방지하여 표시품위를 높일 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 m/3 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm/3)과 3n 개의 게이트라인들(G1 내지 G3n)이 교차되며 그 교차부에 화소 구동용 TFT가 형성된 액정표시패널(100)과, 데이터라인들(D1 내지 Dm/3)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로(110)와, 소스 버스라인들(S1 내지 Sm/6)과 데이터라인들(D1 내지 Dm/3) 사이에 배치되어 m/6 개의 소스 버스라인들을 통해 시분할 되어 입력되는 데이터전압들을 기수번째 데이터라인들과 우수번째 데이터라인들에 시분할하여 분배하는 샘플링 스위칭회로(105)와, 샘플링 스위칭회로(105)의 스위칭 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(φ1,φ2)을 발생하는 제어신호 발생부(140)와, 게이트라인들(G1 내지 G3n)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로(120)와, 구동회로들(110,120)과 제어신호 발생부(140)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(130)를 구비한다.

액정표시패널(100)은 두 장의 유리기판 사이에 개재된 액정을 포함한다. 이 액정표시패널(100)의 하부 유리기판 상에 형성된 데이터라인들(D1 내지 Dm/3)과 게이트라인들(G1 내지 G3n)은 상호 직교된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm/3)과 게이트라인들(G1 내지 G3n)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인들(G1 내지 G3n)로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dm/3) 상의 데이터전압을 액정셀들에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인들(G1 내지 G3n) 중 어느 하나에 접속되며, 소스전극은 데이터라인들(D1 내지 Dm/3) 중 어느 하나에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀의 화소전극에 접속된다. 액정셀은 화소전극에 공급되는 데이터전압과 공통전극에 공급되는 공통전압의 전위차로 충전된다. 이 전위차로 형성되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량이 조절되게 된다. 공통전극은 액정셀에 전계를 인가하는 방식에 따라 액정표시패널의 상부 유리기판 또는 하부 유리기판에 형성되며, 공통전극과 액정셀 의 화소전극 사이에는 액정셀의 충전 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터가 형성된다. 액정표시패널(100)의 상부 유리기판 상에는 도시하지 않은 블랙매트릭스, 컬러필터등이 형성된다. 블랙매트릭스는 하부 유리기판의 TFT, 게이트라인들 및 데이터라인들이 배치되는 영역과 대응되도록 형성되어 액정셀들 간 광간섭을 차단한다. 컬러필터는 하나의 수평 라인 단위로 스트라이프 형태로 형성된다. 이로 인해, 제1 수평라인에 배치된 제1 액정셀들은 모두 R 컬러필터를 구비하게 되고, 제1 수평라인에 수직하게 인접한 제2 수평라인에 배치된 제2 액정셀들은 모두 G 컬러필터 및 B 컬러필터 중 어느 하나를 구비하게 된다. 이렇게 R 액정셀, G 액정셀, 및 B 액정셀을 수직 방향으로 인접되게 배치하여 하나의 화소(Pixel)를 구성하고 한 개의 데이터라인을 이용하여 한 화소 내의 세 개의 액정셀들을 구동하는 경우, 데이터라인들 수는 종래 m 개 대비 m/3 개로 감소하게 된다. 데이터라인들 수가 m/3 개로 감소됨에 따라 데이터 구동회로(110)의 구성이 간소화될 뿐만 아니라 특히, 샘플링 스위칭회로(105)의 구성이 크게 간소화되게 된다. 다만, 종래와 동일한 해상도를 구현하기 위해 3배로 증가되어야 할 게이트라인들 수로 인해 게이트 구동회로(120)의 구성이 다소 복잡해 질 수 있으나, 게이트 구동회로(120)를 구성하는 회로소자들을 액정표시패널(100)의 다른 TFT들과 함께 액정표시패널(100)에 형성하는 GIP(Gate In Panel) 방식을 채용하는 경우에는 문제될 것이 없다.

액정표시패널(100)의 상부 유리기판의 광출사면과 하부 유리기판의 광입사면 상에는 광축이 직교하는 편광판이 각각 부착되고 하부 유리기판의 액정 대향면과 상부 유리기판의 액정 대향면 각각에는 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막 이 형성된다.

데이터 구동회로(110)는 디지털 비디오 데이터(R,G,B)를 아날로그 데이터전압으로 변환하고 1 수평 라인분의 데이터를 m/6 개의 소스 버스라인들(S1 내지 Sm/6)에 공급한다.

샘플링 스위칭회로(105)는 데이터 구동회로(110)의 출력 채널들에 접속되는 소스 버스라인들(S1 내지 Sm/6)과 데이터라인들(D1 내지 Dm/3) 사이에 배치되어 한 개의 소스 버스라인을 통해 시분할되어 입력되는 데이터전압들을 두 개의 데이터라인들에 분배하여 공급한다.

샘플링 스위치부(105)는 m/6 개의 소스 버스라인들(S1 내지 Sm/6)로부터의 데이터전압을 m/3 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm/3)에 공급함으로써 데이터 구동회로의 출력 채널들 수를 데이터라인들의 갯수에 비해 1/2로 줄인다. 이를 위해, 샘플링 스위칭회로(105)는 m/6 개의 소스 버스라인들(S1 내지 Sm/6) 중 어느 한 라인과 2 개의 데이터라인들 사이에 각각 접속된 m/6 개의 디멀티플렉서들(DMX1 내지 DMX(m/6))을 포함하며, 디멀티플렉서 각각은 2 개의 MUX TFT들(MT1,MT2)을 포함한다.

MUX TFT들(MT1,MT2)은 1 수평기간(1 H) 동안 순차적으로 턴 온되는 제어신호들(φ1,φ2)에 응답하여 각각 턴 온 됨으로써 m/6 개의 소스 버스라인들(S1 내지 S(m/6))로부터의 데이터전압들을 데이터라인들(D1 내지 Dm/3)에 공급하게 된다. 다시 말해, 제1 수평라인들에 배치된 액정셀들에 데이터전압이 공급되는 제1 수평기간 동안, 제1 MUX TFT들(MT1)은 제1 제어신호(φ1)에 의해 턴 온 됨으로써 기수 번째 데이터라인들(D1,D3,...D(m-1/3))을 통해 기수번째 R 데이터전압들(R1,R3,...R(m-1/3))을 해당 액정셀들에 공급하고, 제2 MUX TFT들(MT2)은 제2 제어신호(φ2)에 의해 턴 온 됨으로써 우수번째 데이터라인들을 통해 우수번째 R 데이터전압들(R2,R4,...R(m/3))을 해당 액정셀들에 공급한다. 그리고, 제2 수평라인들에 배치된 액정셀들에 데이터전압이 공급되는 제2 수평기간 동안, 제1 MUX TFT들(MT1)은 제1 제어신호(φ1)에 의해 턴 온 됨으로써 기수번째 데이터라인들(D1,D3,...D(m-1/3))을 통해 기수번째 G 데이터전압들(G1,G3,...G(m-1/3))을 해당 액정셀들에 공급하고, 제2 MUX TFT들(MT2)은 제2 제어신호(φ2)에 의해 턴 온 됨으로써 우수번째 데이터라인들을 통해 우수번째 G 데이터전압들(G2,G4,...G(m/3))을 해당 액정셀들에 공급한다. 그리고, 제3 수평라인들에 배치된 액정셀들에 데이터전압이 공급되는 제3 수평기간 동안, 제1 MUX TFT들(MT1)은 제1 제어신호(φ1)에 의해 턴 온 됨으로써 기수번째 데이터라인들(D1,D3,...D(m-1/3))을 통해 기수번째 B 데이터전압들(B1,B3,...B(m-1/3))을 해당 액정셀들에 공급하고, 제2 MUX TFT들(MT2)은 제2 제어신호(φ2)에 의해 턴 온 됨으로써 우수번째 데이터라인들을 통해 우수번째 B 데이터전압들(B2,B4,...B(m/3))을 해당 액정셀들에 공급한다.

제어신호 발생부(140)는 샘플링 스위칭회로(105)의 제1 및 제2 MUX TFT(MT1,MT2)를 제어하기 위한 제어신호들(φ1, φ2)을 발생한다.

제1 제어신호(φ1)는 제1 제어신호버스라인(BL1)을 통해 제1 MUX TFT(MT1)들의 게이트전극에 공급되고, 제2 제어신호(φ2)는 제2 제어신호버스라인(BL2)을 통 해 제2 MUX TFT(MT2)들의 게이트전극에 공급된다. 이러한 제어신호들(φ1, φ2) 각각은 매 수평기간마다 대략 1/2 수평기간 동안 게이트하이전압(Vgh)으로 발생된다. 특히, 제어신호들(φ1, φ2)은 하나의 디멀티플렉서(DMX)에 전기적으로 접속되는 기수번째 수직라인에 형성되는 액정셀들과 우수번째 수직라인에 형성되는 액정셀들 간의 커플링 받는 횟수 차이를 보상하기 위해, 제어신호 발생부(140)의 미리 설정된 알고리즘에 의해 일정 기간을 주기로 그 공급되는 순서가 바뀐다. 예를 들어, k(k는 자연수) 프레임 기간 동안 제1 제어신호(φ1)가 먼저 공급된 후 제2 제어신호(φ2)가 공급되었다면, 그 다음 k 프레임 기간 동안에는 제2 제어신호(φ2)가 먼저 공급된 후 제1 제어신호(φ1)가 공급된다. 본 발명은 종래(도 3 참조)와 동일한 소스 버스라인수(m/6 개)를 가지면서도 수직 RGB 화소 구조를 채용하여 제어신호들 수를 감소시킴으로써 제어신호 발생순서를 바꾸는 알고리즘을 크게 간소화 할 수 있다. 한편, 제1 및 제2 MUX TFT(MT1, MT2)와 화소 구동용 TFT는 동시에 액정표시패널(100)의 하부 유리기판 상에 형성될 수 있으며, 게이트하이전압(Vgh)과 게이트로우전압(Vgl) 사이에서 동일한 폭으로 스윙될 수 있다. 제어신호 발생부(140)는 타이밍 콘트롤러(130)에 내장될 수 있다.

게이트 구동회로(120)는 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 G3n)에 순차적으로 공급하여 데이터전압이 공급되는 액정표시패널(100)의 수평라인을 선택한다. 게이트 구동회로(120)는 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트시키기 위한 레벨 쉬프터 등으로 구성된다. 게이트 구동회로(120)는 GIP(Gate In Panel) 방식에 따라 설계됨 이 바람직하므로, 쉬프트 레지스터 회로는 액정표시패널(100)의 다른 TFT들과 함께 액정표시패널상에 형성되고, 레벨 쉬프터 회로는 타이밍 콘트롤러(130)와 함께 인쇄회로기판(미도시)에 실장될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(130)는 시스템(미도시)으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호(Vsync,Hsync)와 도트 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 구동회로(120)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동회로(110)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 게이트 제어신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다. 데이터 제어신호(DDC)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 출력 인이에블신호(Source Output Enable : SOE), 극성제어신호(Polarity : POL) 등을 포함한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러(130)는 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 액정표시패널(100)의 수직 RGB 화소 구조에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(110)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 제어신호 발생부(140)를 제어하여 제어신호가 공급되는 순서에 대한 역전 주기를 가변할 수 있다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 기수번째 수직라인에 형성되는 액정셀들과 우수번째 수직라인에 형성되는 액정셀들 간의 커플링 받는 횟수 차이를 보상하는 과정을 나타낸다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 제1 제어신호(φ1)와 제2 제어신호(φ2)의 공급 순서가 역전되는 주기를 1 프레임 기간으로 한 다.

n-1 번째 프레임 기간 동안, 제1 제어신호(φ1)는 도 7과 같이 제2 제어신호(φ2)보다 1/2 수평기간(1/2 H)만큼 먼저 발생되어 공급된다. 이에 의해, 도 8과 같이 제1 수평라인에 배치된 액정셀들이 충전되는 제1 수평기간의 전반기 1/2 수평기간(1/2 H) 동안 제1 MUX TFT(MT1)들의 턴 온에 의해 기수번째 액정셀들(R1,R3,...R(m-1/3))이 먼저 충전되고, 후반기 1/2 수평기간(1/2 H) 동안 제2 MUX TFT(MT2)들의 턴 온에 의해 우수번째 액정셀들(R2,R4,...R(m/3))이 이어서 충전되게 된다. 제2 수평라인들에 배치된 액정셀들이 충전되는 제2 수평기간도 제1 수평기간에서와 마찬가지로 기수번째 액정셀들(G1,G3,...G(m-1/3))이 먼저 충전되고, 우수번째 액정셀들(G2,G4,...G(m/3))이 이어서 충전되게 된다. 제3 수평라인들에 배치된 액정셀들이 충전되는 제3 수평기간도 제1 수평기간에서와 마찬가지로 기수번째 액정셀들(B1,B3,...B(m-1/3))이 먼저 충전되고, 우수번째 액정셀들(B2,B4,...B(m/3))이 이어서 충전되게 된다. 따라서, 선 충전된 기수번째 수직라인들에 배치된 액정셀들이 후 충전되는 인접 우수번째 수직라인들에 배치된 액정셀들의 영향에 의해 두 번 커플링 받는 데 반해, 우수번째 수직라인들에 배치된 액정셀들은 커플링 영향을 전혀 받지 않는다. 이는 동일한 색을 표시하는 기수번째 R 액정셀들과 우수번째 R 액정셀들 간, 기수번째 G 액정셀들과 우수번째 G 액정셀들 간, 및 기수번째 B 액정셀들과 우수번째 B 액정셀들 간의 전압 변동량 차이를 유발하게 된다.

이러한 액정셀들 간 전압 변동량 차이를 시간적으로 보상하기 위해, 도 9와 같이 n 번째 프레임 기간 동안에는 제2 제어신호(φ2)가 제1 제어신호(φ1)보다 1/2 수평기간(1/2 H)만큼 먼저 발생되어 공급되게 된다. 이에 의해, 도 10과 같이 우수번째 수직라인에 배치된 액정셀들이 기수번째 수직라인에 배치된 액정셀들에 비해 먼저 충전된다. 따라서, 우수번째 수직라인에 배치된 액정셀들은 커플링의 영향을 두 번 받고, 기수번째 수직라인들에 배치된 액정셀들은 커플링 영향을 전혀 받지 않는다. 결과적으로, 두 프레임 기간(n-1 Frame,n Frame) 동안 기수번째 수직라인들에 배치된 액정셀들과 우수번째 수직라인들에 배치된 액정셀들의 평균적인 전압 변동량은 동일하게 되어 수직 딤 현상등의 표시품위가 저하되는 것이 방지된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 액정표시패널의 화소들을 수직 RGB 구조로 형성하여 동일 해상도 구현시 종래 대비 데이터라인수를 1/3로 줄임으로써 샘플링 스위칭회로를 간소화시킬 수 있음은 물론이거니와, 이 샘플링 스위칭회로를 구동시키는 제어신호들 수를 감소시켜 제어신호 발생순서를 바꾸는 알고리즘을 크게 간소화시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 제어신호 발생의 역전 주기를 1 프레임 기간으로 설명하였지 만, 본 발명의 기술사상은 이에 한정되지 않고 2 프레임 이상의 기간에서도 적용됨은 물론이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 액정표시장치의 액정표시패널에 형성되는 서브 화소의 등가 회로도.

도 2는 데이터 구동회로의 출력 채널수를 줄이기 위한 샘플링 스위칭회로를 설명하기 위한 도면.

도 3은 종래 1(입력) : 6(출력) 디멀티플렉서들을 갖는 샘플링 스위칭회로를 예시한 도면.

도 4는 도 3의 샘플링 스위칭회로에 인가되는 제어신호들의 구동 파형도.

도 5는 인접한 액정셀들간 충전 순서 차이로 인한 커플링의 영향을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 블럭도.

도 7은 n-1 프레임 기간 동안에 있어서 제어신호들의 구동 파형도.

도 8은 n-1 프레임 기간 동안에 있어서 액정셀들의 충전순서 및 커플링 받는 횟수를 보여주는 도면.

도 9는 n 프레임 기간 동안에 있어서 제어신호들의 구동 파형도.

도 10은 n 프레임 기간 동안에 있어서 액정셀들의 충전순서 및 커플링 받는 횟수를 보여주는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 액정표시패널 105 : 샘플링 스위칭 회로

110 : 데이터 구동회로 120 : 게이트 구동회로

130 : 타이밍 콘트롤러 140 : 제어신호 발생부

Claims

m/3(m은 자연수) 개의 데이터라인들과 3n(n은 자연수) 개의 게이트라인들이 교차되고, 제1 수평라인에는 R 액정셀들이 인접하여 배치되고, 제2 수평라인에는 G 액정셀들이 인접하여 배치되며, 제3 수평라인에는 B 액정셀들이 인접하여 배치되는 수직 RGB 화소 구조를 갖는 액정표시패널;

상기 데이터라인들에 데이터전압들을 공급하기 위한 데이터 구동회로;

상기 데이터 구동회로의 m/6 개의 출력 채널들에 접속되는 소스 버스라인들과 상기 데이터라인들 사이에서 배치되어 상기 m/6 개의 소스 버스라인들을 통해 시분할 되어 입력되는 데이터전압들을 기수번째 데이터라인들과 우수번째 데이터라인들에 시분할하여 분배하는 샘플링 스위칭회로; 및

상기 샘플링 스위칭회로의 스위칭 타이밍을 제어하기 위해 일정 주기로 다른 순서로 공급되는 제어신호들을 발생하는 제어신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 샘플링 스위칭회로는,

서로 인접한 기수번째 데이터라인 및 우수번째 데이터라인과, 상기 소스 버스라인들 중 어느 하나를 각각 전기적으로 접속시키는 m/6 개의 디멀티플렉서들을 구비하며;

상기 디멀티플렉서 각각은 상기 어느 하나의 소스 버스라인과 기수번째 데이터라인 사이의 전류 패스를 형성하는 제1 MUX TFT와, 상기 어느 하나의 소스 버스라인과 우수번째 데이터라인 사이의 전류 패스를 형성하는 제2 MUX TFT를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어신호들에는 제1 제어신호와 제2 제어신호가 포함되며;

상기 제1 제어신호는 상기 제1 MUX TFT들의 게이트전극들에 공통으로 공급되고, 상기 제2 제어신호는 상기 제2 MUX TFT들의 게이트전극들에 공통으로 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제1 제어신호 및 제2 제어신호는 매 수평기간마다 대략 1/2 수평기간 동안 하이논리전압으로 발생되고 1 수평기간 동안 연속적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 제어신호 및 제2 제어신호는 k(k는 자연수) 프레임 기간을 주기로 그 공급되는 순서가 역전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

k 프레임 기간 동안에는 상기 제1 제어신호가 먼저 공급된 후 상기 제2 제어신호가 공급되고, 그 다음 k 프레임 기간 동안에는 상기 제2 제어신호가 먼저 공급된 후 상기 제1 제어신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 k 프레임 기간 동안에는,

1 수평기간의 전반기 1/2 수평기간 동안 상기 제1 MUX TFT들의 턴 온에 의해 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 기수번째 액정셀들이 충전되고;

후반기 1/2 수평기간 동안 상기 제2 MUX TFT들의 턴 온에 의해 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 우수번째 액정셀들이 충전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 그 다음 k 프레임 기간 동안에는,

1 수평기간의 전반기 1/2 수평기간 동안 상기 제2 MUX TFT들의 턴 온에 의해 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 우수번째 액정셀들이 충전되고;

후반기 1/2 수평기간 동안 상기 제1 MUX TFT들의 턴 온에 의해 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 기수번째 액정셀들이 충전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 3n 개의 게이트라인들에 공급되는 스캔펄스는 게이트 구동회로를 통해 발생되며;

상기 게이트 구동회로의 회로소자 일부는 상기 액정표시패널 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 9 항에 있어서,

상기 구동회로들의 동작 타이밍은 타이밍 콘트롤러에 의해 제어되고;

상기 제어신호 발생부는 상기 타이밍 콘트롤러에 내장될 수 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
m/3 개의 데이터라인들과 3n 개의 게이트라인들이 교차되고, 제1 수평라인에는 R 액정셀들이 인접하여 배치되고, 제2 수평라인에는 G 액정셀들이 인접하여 배치되며, 제3 수평라인에는 B 액정셀들이 인접하여 배치되는 수직 RGB 화소 구조의 액정표시패널을 가지는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

상기 액정셀들을 구동하기 위한 데이터전압들을 발생하는 단계;

일정 주기로 다른 순서로 공급되는 제1 제어신호 및 제2 제어신호를 발생하는 단계; 및

m/6 개의 소스 버스라인들을 통해 시분할 되어 입력되는 데이터전압들을 상 기 제1 제어신호 및 제2 제어신호에 응답하여 기수번째 데이터라인들과 우수번째 데이터라인들에 시분할하여 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제1 제어신호 및 제2 제어신호는 매 수평기간마다 대략 1/2 수평기간 동안 하이논리전압으로 발생되고 1 수평기간 동안 연속적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 제1 제어신호 및 제2 제어신호는 k(k는 자연수) 프레임 기간을 주기로 그 공급되는 순서가 역전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 13 항에 있어서,

k 프레임 기간 동안에는 상기 제1 제어신호가 먼저 공급된 후 상기 제2 제어신호가 공급되고, 그 다음 k 프레임 기간 동안에는 상기 제2 제어신호가 먼저 공급된 후 상기 제1 제어신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 14 항에 있어서,

상기 k 프레임 기간 동안에는,

1 수평기간의 전반기 1/2 수평기간 동안 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 기수번째 액정셀들이 충전되고;

후반기 1/2 수평기간 동안 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 우수번째 액정셀들이 충전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,

상기 그 다음 k 프레임 기간 동안에는,

1 수평기간의 전반기 1/2 수평기간 동안 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 우수번째 액정셀들이 충전되고;

후반기 1/2 수평기간 동안 상기 동일한 수평라인에 배치된 액정셀들 중 기수번째 액정셀들이 충전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.