KR20110010426A

KR20110010426A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20110010426A
Application number: KR1020090067989A
Authority: KR
Inventors: 신동수; 이재균; 오재영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-02-01
Also published as: KR101577830B1

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 그 교차부에 형성된 TFT들과 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 가지는 액정표시패널; 디지털 비디오 데이터들을 정극성/부극성 데이터전압들로 변환하고 8 도트 이상의 길이를 가지는 수평 극성패턴에 따라 상기 데이터라인들에 동시에 공급되는 데이터전압들의 극성을 반전시키는 데이터 구동회로; 및 상기 게이트라인들에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동회로를 구비한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 수평 극성패턴을 8 도트 이상으로 확장한 액정표시장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 음극선관을 빠르게 대체하고 있다.

액정표시장치는 직류 잔상을 줄이고 액정의 열화를 방지하기 위하여 이웃하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압의 극성을 서로 상반되게 하고 데이터전압의 극성을 주기적으로 반전시키는 인버젼 방식으로 구동되고 있다. 대부분의 액정표시장치에는 도 1과 같은 수평 및 수직 1 도트 인버젼 방식이나 도 2와 같은 수평 1 도트 및 수직 2 도트 인버젼 방식이 적용되고 있다.

도 1은 수평 1 도트 및 수직 1 도트 인버젼 인버젼 방식의 극성패턴을 보여 주는 도면이다. 수평 1 도트 및 수직 1 도트 인버젼 방식은 수평 및 수직으로 이웃하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성을 1 도트(또는 1 액정셀) 단위로 반전시킨다.

도 2는 수평 1 도트 및 수직 2 도트 인버젼 방식의 극성패턴을 보여 주는 도면이다. 수평 1 도트 및 수직 2 도트 인버젼 방식은 수평으로 이웃하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성을 1 도트 단위로 반전시키고 수직으로 이웃하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성을 2 도트 단위로 반전시킨다. 도 1 및 도 2와 같은 인버젼 방식에서 데이터전압들의 극성은 매 프레임마다 반전된다.

도 1 및 도 2에 도시된 극성 부호 '+/-'에서 알 수 있는 바와 같이 동일한 게이트펄스에 따라 동시에 턴-온(turn-on)되는 TFT들을 통해 1 수평라인의 액정셀들에 동시에 충전되는 데이터전압들의 수평 극성 패턴은 "+ - + -" 또는 "- + + -" 패턴이 반복되는 패턴들을 포함한다.

도 1 및 도 2와 같은 인버젼 방식으로 구동되는 액정표시장치에 화이트 계조 데이터와 블랙 계조 데이터가 규칙적으로 반복되는 특수패턴의 데이터를 입력하면 액정셀들에 동시에 충전되는 데이터전압들의 극성이 어느 한 극성으로 편향될 수 있다.

도 3 및 도 4는 특수 패턴의 예들을 보여 주는 도면이다.

도 3은 1 화소 반전 패턴의 예이다.

도 3을 참조하면, 1 화소는 RGB 서브화소들을 포함한다. 1 화소 반전 패턴 은 수평 및 수직 방향에서 이웃하는 화소들에 충전되는 데이터전압들이 화이트 계조와 블랙 계조로 교번하는 패턴이다. 1 화소 반전 패턴이 입력되는 액정표시장치가 도 2와 같은 수평 1 도트 및 수직 2 도트 인버젼 방식으로 구동된다면, 도 3과 같이 수평 라인들 각각에서 화이트 계조 데이터전압이 충전되는 화소들의 극성 편향이 크고, R 서브화소, G 서브화소 및 B 서브화소 각각에서 볼 때에서 극성 편향이 커진다. 또한, R+B 서브화소들, R+G 서브화소들, G+B 서브화소들 각각의 극성 편향이 커진다. 예를 들어, 도 3에서 제1 게이트펄스에 의해 동시에 데이터전압들을 충전하는 제1 라인(LINE#1)의 화소들 중에서 화이트 계조 전압을 충전하는 화소들의 극성은 "+R, -G, +B"로 모두 동일하여 정극성(+)으로 편향된다. 또한, 제1 라인(LINE#1)에서 화이트 계조 데이터전압을 충전하는 화소들 중에서 R 서브화소, B 서브화소, R+B 서브화소들 각각은 정극성 화이트 계조 전압만을 충전하며, G 서브화소들은 부극성 화이트 계조 전압만을 충전한다.

도 4는 스메어(smear) 패턴의 예이다.

도 4를 참조하면, 스메어 패턴은 이웃하는 서브화소들에 충전되는 데이터전압들이 화이트 계조와 블랙 계조로 교번하고 동일한 색의 서브화소들에 동일한 데이터전압들의 계조가 동일한 패턴이다. 스메어 패턴이 입력되는 액정표시장치가 도 2와 같은 수평 1 도트 및 수직 2 도트 인버젼 방식으로 구동된다면, 도 4와 같이 수평 라인들 각각에서 화이트 계조 데이터전압이 충전되는 서브 화소들은 어느 한 극성의 데이터전압들만을 충전하여 그 극성 편향이 심하게 된다.

도시하지 않았지만 수평 2 도트 및 수직 2 도트 인버젼 방식으로 구동되는 액정표시장치에 도 3 및 도 4와 같은 특수 패턴의 데이터를 입력하면 동일한 게이트펄스에 의해 동시에 데이터전압들을 충전하는 화소들(또는 서브화소들)의 극성편향이 심하게 나타난다.

이상 설명한 바와 같이, 동일한 게이트 펄스에 의해 동시에 데이터전압들을 충전하는 화소들(또는 서브화소들)의 극성이 어느 한 극성으로 치우치면, 화소전극과 공통전극의 커플링에 의해 공통전극에 인가되는 공통전압이 데이터전압 극성 편향방향으로 변한다. 데이터전압의 극성 편향으로 변하는 공통전압으로 인하여, 극성 편향된 데이터전압들을 동시에 충전하는 수평라인 방향의 액정셀들은 데이터전압의 충전양이 낮아져 휘도가 저하되고 색왜곡이 나타난다.

또한, 도 1 및 도 2와 같은 인버젼 방식으로 구동되는 액정표시장치에 도 5와 같은 크로스토크 패턴 데이터를 입력하면 수평 크로스토크가 관찰된다. 크로스토크 패턴은 블랙 배경의 중앙부분에 배치되는 화이트 사각 패턴을 포함한다. 크로스 패턴의 데이터 극성을 도 1 및 도 2와 같은 인버젼 방식으로 반전시키면, 화이트 사각 패턴이 없는 상단과 하단 라인들에서는 극성 편향이 크게 발생하여 휘도가 낮아지는 반면에 화이트 사각패턴으로 인하여 화이트 사각패턴을 포함하는 중앙부 라인들에서는 극성 편향 정도가 작아 상단과 하단 라인들에 비하여 상대적으로 더 밝게 보인다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들의 극성 편향을 방지하여 화이트 계조와 블랙 계조가 규칙적으로 교번하는 데이터 패턴에서 표시품질이 저하되지 않는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 그 교차부에 형성된 TFT들과 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 가지는 액정표시패널; 디지털 비디오 데이터들을 정극성/부극성 데이터전압들로 변환하고 8 도트 이상의 길이를 가지는 수평 극성패턴에 따라 상기 데이터라인들에 동시에 공급되는 데이터전압들의 극성을 반전시키는 데이터 구동회로; 및 상기 게이트라인들에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동회로를 구비한다.

본 발명은 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성을 8 도트 이상의 길이를 갖는 수평 극성패턴으로 제어함으로써 화이트 계조와 블랙 계조가 교번하는 특수 패턴의 데이터 또는 크로스토크 패턴의 데이터가 입력될 때 극성 편향을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 데이터전압의 극성 편향으로 인한 공통전압의 변동을 방지하여 어떠한 데이터에서도 표시품질이 저하 되지 않는 액정표시장치를 구현할 수 있다.

이하의 실시예에서, 수평 극성패턴을 동일한 동시에 데이터를 어드레싱하느 액정셀들에 충전되는 데이터 전압들의 극성 패턴으로 정의하기로 한다. 이 수평 극성패턴은 8 도트 이상의 길이를 가지며 동시에 액정표시패널의 1 라인에서 반복된다. 수평 극성패턴의 길이가 8 도트이면, 수평 극성패턴은 데이터 구동회로에서 이웃하는 8 개의 출력 채널들을 통해 이웃하는 8 개의 데이터라인들에 동시에 공급되는 데이터전압들의 정극성, 부극성 패턴 조합을 포함한다. 1 도트는 1 서브화소 또는 1 액정셀과 동일한 의미이다. 수평 극성패턴은 미리 정해진 규칙에 따라 정극성과 부극성이 교번되는 극성패턴들을 포함한다. 이하의 실시예서, 수평 극성패턴은 좌측으로부터 우측으로 갈수록 '+ - - + - + + -" 또는 " - + + - + - - + " 등의 극성 패턴으로 예시되었지만 그 길이와 극성 패턴은 다양하게 선택될 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(100), 타이밍 콘트롤러(101), 데이터 구동회로(102), 및 게이트 구동회로(103)를 구비한다. 데이터 구동회로(102)는 다수의 소스 드라이브 IC들을 포함한다. 게이트 구동회로(103)는 다수의 게이트 드라이브 IC들을 포함한다.

액정표시패널(100)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널은 데이터라인들(105)과 게이트라인들(106)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들(Clc)을 포함한다.

액정표시패널(100)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(105), 게이트라인들(106), TFT들, 및 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다. 액정셀들(Clc)은 TFT에 접속되어 화소전극들(1)과 공통전극(2) 사이의 전계에 의해 구동된다. 액정표시패널(100)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다.

액정표시패널(100)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 공통전극(2)은 액정표시패널(100)의 화소 어레이가 도 7과 같이 구현될 때 상부 유리기판 상에 형성될 수 있고, 액정표시패널(100)의 화소 어레이가 도 8과 같이 구현될 때 데이터라인들 사이에서 데이터라인과 나란한 방향의 패턴으로 하부 유리기판 상에 형성될 수 있다.

본 발명에서 적용 가능한 액정표시패널(100)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(101)는 시스템 보드(104)로부터 입력된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(102)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(101)는 시스템 보드(104)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(102)와 게이트 구동회로(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 제어신호들은 게이트 구동회로(103)의 동작 타임을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호, 데이터 구동회로(102)의 동작 타이밍과 데이터전압의 수직 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다.

게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트펄스를 발생화는 게이트 드라이브 IC에 인가되어 첫 번째 게이트펄스가 발생되도록 그 게이트 드라이브 IC를 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 드라이브 IC들의 출력을 제어한다.

데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소 스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity : POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로(102) 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로(102)로부터 출력되는 데이터전압의 극성 반전 타이밍을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로(102)의 출력 타이밍을 제어한다. 데이터 구동회로(102)에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다.

데이터 구동회로(102)의 소스 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터, 래치, 디지털-아날로그 변환기, 출력 버퍼 등을 포함한다. 데이터 구동회로(102)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치한다. 그리고 데이터 구동회로(102)는 극성제어신호(POL)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시키고, 8 도트 길이 이상의 수평 극성패턴의 반복 패턴으로 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동회로(102)는 게이트라인들(G1~Gn)에 게이트펄스가 공급될 때 마다 8 도트 길이 이상의 수평 극성패턴의 반복 패턴으로 극성이 변환된 데이터전압들을 데이터라인들(105)에 동시에 공급한다.

게이트 구동회로(103)는 게이트 타이밍 제어신호들에 응답하여 게이트펄스를 게이트라인들(106)에 순차적으로 공급한다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 어레이의 일부를 보여 주는 등가 회로도이다.

도 7의 화소 어레이는 데이터라인들(D1~D8)과 게이트라인들(G1~G4)이 교차된다. 이 화소 어레이에서 적색 서브화소(R)의 액정셀들, 녹색 서브화소(G)의 액정셀들 및 청색 서브화소(B)의 액정셀들 각각은 컬럼 방향을 따라 배치된다. TFT 각각은 게이트라인(G1~G5)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 데이터라인(D1~D8)으로부터의 데이터전압을 데이터라인(D1~D8)의 좌측(또는 우측)에 배치된 액정셀의 화소전극에 공급한다. 도 4에 도시된 화소 어레이에서 1 화소는 컬럼 방향과 직교하는 로우 방향(또는 라인 방향)을 따라 이웃하는 적색 서브화소(R), 녹색 서브화소(G) 및 청색 서브화소(B)을 포함한다. 도 4에 도시된 화소 어레이의 해상도가 m × n 일 때, m × 3(여기서, 3은 RGB) 개의 데이터라인들과 n 개의 게이트라인들이 필요하다. 이 화소 어레이의 게이트라인들(G1~G5)에는 데이터전압과 동기되는 게이트펄스가 순차적으로 공급되며, 그 게이트펄스는 대략 1 수평기간의 펄스폭으로 발생된다. 게이트라인들(G1~G5)에 게이트펄스가 인가될 때마다 데이터 구동회로(102)는 8 도트 이상의 길이를 갖는 수평 극성패턴으로 극성이 반전되는 데이터전압들을 동시에 출력하고 매 프레임마다 데이터전압들의 극성을 반전시킨다. 따라서, 동일한 라인(LINE#1~LINE#4)에서 수평으로 나란하게 배치된 액정셀들은 8 도트 이상의 길이를 갖는 수평 극성패턴으로 극성이 반전되는 데이터전압들을 충전한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화소 어레이의 일부를 보여 주는 등가 회로도이다.

도 8의 화소 어레이는 해상도가 m × n 일 때, m2/3 × 3 개의 데이터라인들과 n2/3 개의 게이트라인들이 필요하다. 따라서, 도 8의 화소 어레이는 도 7의 화소 어레이에 비하여 데이터라인들과 게이트라인들의 개수를 줄일 수 있다. 도 8에 도시된 화소 어레이에서 적색 서브화소(R)의 액정셀들, 녹색 서브화소(G)의 액정셀들 및 청색 서브화소(B)의 액정셀들 각각은 컬럼 방향을 따라 배치된다. 이 화소 어레이에서 1 화소는 컬럼 방향과 직교하는 라인방향을 따라 이웃하는 적색 서브화소(R), 녹색 서브화소(G) 및 청색 서브화소(B)를 포함한다. 이 화소 어레이에서 2 개의 라인들은 세 개의 게이트라인들에 공급되는 게이트펄스들에 따라 선택된다. 게이트펄스의 펄스폭은 대략 2/3 수평기간이다. 공통전압이 공급되는 공통라인은 소정의 간격으로 데이터라인들(D1~D8) 사이에 형성되며, 데이터라인들(D1~D8)과 나란한 방향으로 형성된다. 예를 들어, 제2 데이터라인(D2)과 제3 데이터라인(D3) 사이에, 제4 데이터라인(D4)과 제5 데이터라인(D5) 사이에, 제6 데이터라인(D6)과 제7 데이터라인(D7) 사이에, 각각 공통라인이 형성될 수 있다. 기수 라인들(LINE#1, LINE#3)의 액정셀들은 제3i(i는 양의 정수)+1 게이트라인(G1, G4)과 제3i+2 게이트라인(G2, G5)으로부터 공급되는 게이트펄스들에 따라 데이터 전압을 충전한다. 우수 라인들(LINE#2, LINE#4)의 액정셀들은 제3i+2 게이트라인(G2, G5)과 제3i+3 게이트라인(G3, G6)으로부터 공급되는 게이트펄스들에 따라 데이터 전압을 충전한다. 제3i+3 게이트라인(G3)과 제3i+1 게이트라인(G4) 사이에는 액정셀들이 배치되지 않는다. 제3i+1 게이트라인(G1, G4)과 제3i+3 게이트라인(G3, G6)에 게이트펄스가 인가될 때, 데이터 구동회로(102)는 8 도트 이상의 길이를 갖는 수평 극성패턴으로 극성이 반전되는 R 데이터전압과 B 데이터전압을 데이터라인들(D1~D8)에 공급한다. 제3i+2 게이트라인(G2, G5)에 게이트펄스가 인가될 때, 데이터 구동회로(102)는 8 도트 이상의 길이를 갖는 수평 극성패턴으로 극성이 반전되는 G 데이터전압들을 데이터라인들(D1~D8)에 공급한다. 이를 상세히 하면, 게이트 구동회로(103)는 제1 게이트펄스를 제1 게이트라인(G1)에 인가한 후, 제2 게이트펄스를 제2 게이트라인(G2)에 인가한다. 데이터 구동회로(102)는 도 18 및 도 19와 같이 제1 게이트펄스에 동기되는 R 데이터전압과 B 데이터전압을 데이터라인들(D1~D8)에 공급한 후에, 제2 게이트펄스에 동기되는 G 데이터전압을 데이터라인들(D1~D8)에 공급한다. 이어서, 게이트 구동회로(103)가 제3 게이트펄스를 제3 게이트라인(G3)에 인가할 때, 데이터 구동회로(102)는 제3 게이트펄스에 동기되는 R 데이터전압과 B 데이터전압을 데이터라인들(D1~D8)에 공급한다.

도 8에 도시된 화소 어레이에서, TFT들의 접속관계는 다음과 같다. 제1 TFT(T1)는 제1 게이트펄스에 따라 턴-온되어 제1 데이터라인(D1)으로부터의 R 데이터전압을 제1 라인(LINE#1)의 제1 화소전극(PE1)에 공급한다. 이 제1 TFT(T1)의 드레인전극은 제1 데이터라인(D1)에 접속되고, 소스전극은 제1 화소전극(PE1)에 접속된다. 제1 TFT(T1)의 게이트전극은 제1 게이트라인(G1)에 접속된다. 제2 TFT(T2)는 제2 게이트펄스에 따라 턴-온되어 제2 데이터라인(D2)으로부터의 G 데이터전압을 제1 라인(LINE#1)의 제2 화소전극(PE2)에 공급한다. 이 제2 TFT(T2)의 드레인전극은 제2 데이터라인(D2)에 접속되고, 소스전극은 제2 화소전극(PE2)에 접속된다. 제2 TFT(T2)의 게이트전극은 제2 게이트라인(G2)에 접속된다. 제3 TFT(T3)는 제1 게이트펄스에 따라 턴-온되어 제2 데이터라인(D2)으로부터의 B 데이터전압을 제1 라인(LINE#1)의 제3 화소전극(PE3)에 공급한다. 이 제3 TFT(T3)의 드레인전극은 제2 데이터라인(D2)에 접속되고, 소스전극은 제3 화소전극(PE3)에 접속된다. 제3 TFT(T3)의 게이트전극은 제1 게이트라인(G1)에 접속된다. 제4 TFT(T4)는 제3 게이트펄스에 따라 턴-온되어 제1 데이터라인(D1)으로부터의 R 데이터전압을 제2 라인(LINE#2)의 제4 화소전극(PE4)에 공급한다. 이 제4 TFT(T4)의 드레인전극은 제1 데이터라인(D1)에 접속되고, 소스전극은 제4 화소전극(PE4)에 접속된다. 제4 TFT(T4)의 게이트전극은 제3 게이트라인(G3)에 접속된다. 제5 TFT(T5)는 제2 게이트펄스에 따라 턴-온되어 제1 데이터라인(D1)으로부터의 G 데이터전압을 제2 라인(LINE#2)의 제5 화소전극(PE5)에 공급한다. 이 제5 TFT(T5)의 드레인전극은 제1 데이터라인(D1)에 접속되고, 소스전극은 제5 화소전극(PE5)에 접속된다. 제5 TFT(T5)의 게이트전극은 제2 게이트라인(G2)에 접속된다. 제6 TFT(T6)는 제3 게이트펄스에 따라 턴-온되어 제2 데이터라인(D2)으로부터의 B 데이터전압을 제2 라인(LINE#2)의 제6 화소전극(PE6)에 공급한다. 이 제6 TFT(T6)의 드레인전극은 제2 데이터라인(D2)에 접속되고, 소스전극은 제6 화소전극(PE6)에 접속된다. 제6 TFT(T6)의 게이트전극은 제3 게이트라인(G3)에 접속된다.

도 9는 수평 극성패턴(HPP1)의 일예를 보여주는 도면이다. 도 9에 있어서, '+'는 정극성 데이터전압을 의미하며, '-'는 부극성 데이터전압을 의미한다.

도 9를 참조하면, 수평 극성패턴(HPP1)은 8 도트 길이를 가지며 '+ - - + - + + -" 또는 " - + + - + - - + "의 형태로 데이터전압들의 극성을 결정한다. 이 수평 극성패턴(HPP1)은 대부분의 데이터 패턴에서 극성 편향을 방지할 수 있다.

수평 극성패턴(HPP1)으로 인한 작용 효과는 도 10 내지 도 12에서 명확히 알 수 있다. 도 10과 같이 1 화소 단위로 화이트 계조와 블랙 계조가 교번하는 데이터 패턴이 액정표시장치에 입력될 때, 데이터 구동회로(102)는 데이터전압의 극성을 수평 극성패턴(HPP1)에 따라 반전시킨다. 데이터 구동회로(102)로부터 동시에 출력되는 데이터전압들은 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 '+ - - + - + + -" 또는 " - + + - + - - + "이 반복되는 극성으로 반전된다. 이러한 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들은 화소 단위로 또는 서브화소에서 극성이 편중되지 않는다. 도 10의 제1 라인(LINE#1)에서, 화이트 계조의 RGB 데이터전압 극성은 '+ - -'과 '- + +'이 교번하며 또한 '+ - +'과 '- + -'가 교번된다. 도 10과 같이 1 서브화소 단위로 화이트 계조와 블랙 계조가 교번하는 데이터 패턴이 액정표시장치에 입력되면, 데이터 구동회로(102)는 그 데이터전압의 극성을 수평 극성패턴(HPP1)에 따라 반전시킨다. 데이터 구동회로(102)로부터 동시에 출력되는 데이터전압들은 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 '+ - - + - + + -" 또는 " - + + - + - - + "이 반복되는 극성으로 반전된다. 이러한 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들은 화소 단위로 또는 서브화소에서 극성이 편중되지 않는다. 도 10의 제1 라인(LINE#1)에서, 화이트 계조의 RGB 데이터전압 극성은 '+ - -'과 '- + +'이 교번하며 또한 '+ - +'과 '- + -'가 교번된다. 따라서, 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성은 어느 한 극성으로 편향되지 않고 공통전압이 변동되지 않는다. 도 3과 도 10을 비교하면, 8 도트 길이를 갖는 수평 극성패턴(HPP1)으로 인한 극성 편향 방지효과를 쉽게 이해할 수 있다.

도 11과 같이 1 서브화소 단위로 화이트 계조와 블랙 계조가 교번하는 데이터 패턴이 액정표시장치에 입력될 때, 데이터 구동회로(102)는 데이터전압의 극성을 수평 극성패턴(HPP1)에 따라 반전시킨다. 데이터 구동회로(102)로부터 동시에 출력되는 데이터전압들은 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 '+ - - + - + + -" 또는 " - + + - + - - + "이 반복되는 극성으로 반전된다. 이러한 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들은 화소 단위로 또는 서브화소에서 극성이 편중되지 않는다. 도 11의 라인(LINE#1~LINE#8) 각각에서 데이터전압의 극성을 살펴 보면, 화이트 계조의 데이터 중에서 정극성 데이터 전압(+)의 개수와 부극성 데이터 전압(-)의 개수는 동일하다. 따라서, 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성은 어느 한 극성으로 편향되지 않고 공통전압이 변동되지 않는다.

도 12와 같이 2 서브화소 단위로 화이트 계조와 블랙 계조가 교번하는 데이터 패턴이 액정표시장치에 입력될 때, 데이터 구동회로(102)는 데이터전압의 극성을 수평 극성패턴(HPP1)에 따라 반전시킨다. 데이터 구동회로(102)로부터 동시에 출력되는 데이터전압들은 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 '+ - - + - + + -" 또는 " - + + - + - - + "이 반복되는 극성으로 반전된다. 이러한 수평 극성패턴(HPP1)에 의해 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들은 화소 단위로 또는 서브화소에서 극성이 편중되지 않는다. 도 11의 각 라인들(제1 라인(LINE#1)을 살펴 보면, 화이트 계조의 데이터 중에서 정극성 데이터 전압(+)의 개수와 부극성 데이터 전압(-)의 개수는 동일하다. 도 11의 라인(LINE#1~LINE#8) 각각에서 데이터전압의 극성을 살펴 보면, 화이트 계조의 데이터 중에서 정극성 데이터 전압(+)의 개수와 부극성 데이터 전압(-)의 개수는 동일하다. 따라서, 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성은 어느 한 극성으로 편향되지 않고 공통전압이 변동되지 않는다.

수평 극성패턴 길이가 4 도트 이하이면, 종래 기술 설명에서 설명한 바와 같이 특수 패턴에서 극성 편향이 발생될 수 있다. 일예로 도 13과 같이 '+ - - +' 형태의 4 도트 길이를 갖는 수평 극성패턴(HPP2)에 따라 데이터전압들의 극성을 반전시키고 도 14와 같이 화이트 계조와 블랙 계조가 규칙적으로 교번하는 데이터 패턴을 액정표시장치에 표시한다면, 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성이 서브화소 단위로 편향된다. 예를 들어, 도 14의 제1 라인(LINE#1)에서 R 데이터전압은 모두 정극성(+)이고, B 데이터전압은 모두 부극성(-)이다.

도 15는 도 8과 같은 화소 어레이에서 도 13과 같은 4 도트 길이의 수평 극성패턴(HPP2)으로 데이터전압들의 극성을 반전시킬 때 액정셀들 각각에 충전되는 데이터전압들의 극성을 보여 주는 도면이다. 도 16은 4 도트 길이의 수평 극성패턴(HPP2)에 따라 극성이 반전되는 데이터전압들과 게이트펄스를 보여 주는 파형도 이다. '+ - - +' 또는 '- + + -'가 반복되는 수평 극성패턴(HPP2)으로 극성이 반전되는 데이터전압들을 도 8과 같은 화소 어레이의 데이터라인들(D1~D8)에 공급하면, TFT들의 배치에 의해 제1 라인(LINE#1)의 액정셀들은 '+ + - - - + "이 반복되는 극성 패턴의 데이터전압들을 충전한다. 이러한 극성 패턴으로 인버젼 구동되는 액정표시장치에 화이트 계조와 블랙 계조가 규칙적으로 반복되는 데이터 패턴이 입력되면 도 17과 같이 화소 단위와 서브 화소 단위로 볼 때 극성 편향이 발생된다.

도 18은 도 8과 같은 화소 어레이에서 도 9와 같은 8 도트 길이의 수평 극성패턴(HPP1)으로 데이터전압들의 극성을 반전시킬 때 액정셀들 각각에 충전되는 데이터전압들의 극성을 보여 주는 도면이다. 도 19는 8 도트 길이의 수평 극성패턴(HPP1)에 따라 극성이 반전되는 데이터전압들과 게이트펄스를 보여 주는 파형도이다. '+ - - + - + + -' 또는 '- + + - + - - +'이 반복되는 수평 극성패턴(HPP1)으로 극성이 반전되는 데이터전압들을 도 8과 같은 화소 어레이의 데이터라인들(D1~D8)에 공급하면, TFT들의 배치에 의해 제1 라인(LINE#1)의 액정셀들은 '+ + - - - + - - + + + -"가 반복되는 극성 패턴의 데이터전압들을 충전한다. 이러한 극성 패턴으로 인버젼 구동되는 액정표시장치에 화이트 계조와 블랙 계조가 규칙적으로 반복되는 데이터 패턴이 입력될 때, 도 18 및 도 20에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들을 화소 단위 또는 서브 화소 단위로 볼 때 정극성 데이터 전압(+)의 개수와 부극성 데이터 전압(-)의 개수는 동일하다. 따라서, 도 8과 같은 화소 어레이로 구현된 액정표시장치에 화이트 계조와 블랙 계조가 교번되는 데이터 패턴이 입력될 때 도 9와 같은 수평 극성패턴 으로 데이터전압들의 극성을 반전시키면, 동시에 데이터를 어드레싱하는 액정셀들에 충전되는 데이터전압들의 극성은 어느 한 극성으로 편향되지 않고 공통전압이 변동되지 않는다.

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 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 수평 1 도트 및 수직 1 도트 인버젼 인버젼 방식의 극성패턴을 보여 주는 도면이다.

도 2는 수평 1 도트 및 수직 2 도트 인버젼 방식의 극성패턴을 보여 주는 도면이다.

도 3 및 도 4는 특수 패턴의 예들을 보여 주는 도면이다.

도 5는 크로스토크 패턴의 일예를 보여 주는 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도이다.

도 9는 본 발명의 수평 극성패턴의 일예를 보여 주는 도면이다.

도 10 내지 도 12는 도 9에 도시된 수평 극성패턴으로 인한 극성 편향 방지효과를 보여 주는 도면들이다.

도 13은 4 도트 길이를 갖는 수평 극성패턴의 일예를 보여 주는 도면이다.

도 14는 도 13에 도시된 수평 극성패턴으로 인한 극성 편향을 보여 주는 도면이다.

도 15는 도 8과 같은 화소 어레이에서 도 13과 같은 4 도트 길이의 수평 극성패턴으로 데이터전압들의 극성을 반전시킬 때 액정셀들 각각에 충전되는 데이터 전압들의 극성을 보여 주는 도면이다.

도 16은 4 도트 길이의 수평 극성패턴에 따라 극성이 반전되는 데이터전압들과 게이트펄스를 보여 주는 파형도이다.

도 17은 4 도트 길이의 수평 극성패턴에 따라 극성이 반전되는 데이터전압들을 도 8과 같은 화소 어레이에 공급할 때 나타나는 극성 편향의 일예를 보여 주는 도면이다.

도 18은 도 8과 같은 화소 어레이에서 도 9와 같은 8 도트 길이의 수평 극성패턴으로 데이터전압들의 극성을 반전시킬 때 액정셀들 각각에 충전되는 데이터전압들의 극성을 보여 주는 도면이다.

도 19는 8 도트 길이의 수평 극성패턴에 따라 극성이 반전되는 데이터전압들과 게이트펄스를 보여 주는 파형도이다.

도 18은 도 8과 같은 화소 어레이에서 도 9와 같은 8 도트 길이의 수평 극성패턴으로 데이터전압들의 극성을 반전시킬 때 액정셀들 각각에 충전되는 데이터전압들의 극성 편향 방지 효과를 보여 주는 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 액정표시패널 101 : 타이밍 콘트롤러

102 : 데이터 구동회로 103 : 게이트 구동회로

Claims

데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 그 교차부에 형성된 TFT들과 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 가지는 액정표시패널;

디지털 비디오 데이터들을 정극성/부극성 데이터전압들로 변환하고 8 도트 이상의 길이를 가지는 수평 극성패턴에 따라 상기 데이터라인들에 동시에 공급되는 데이터전압들의 극성을 반전시키는 데이터 구동회로; 및

상기 게이트라인들에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 수평 극성패턴은,

정극성을 '+'로, 부극성을 '-'로 표현할 때 '+ - - + - + + -' 또는 '- + + - + - - +'의 극성패턴을 포함하고,

수평 라인 방향의 상기 액정셀들에 동시에 충전되는 상기 데이터전압들의 극성 패턴은 상기 수평 극성패턴이 반복되는 극성 패턴과 같은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액정표시패널은,

해상도가 m × n(m과 n은 양의 정수) 일 때, m2/3 × 3 개의 상기 데이터라인들과 n2/3 개의 상기 게이트라인들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 TFT들은

제1 데이터라인에 접속된 드레인전극, 제1 화소전극에 접속된 소스전극 및 제1 게이트라인에 접속된 게이트전극을 가지는 제1 TFT;

제2 데이터라인에 접속된 드레인전극, 제2 화소전극에 접속된 소스전극 및 제2 게이트라인에 접속된 게이트전극을 가지는 제2 TFT;

상기 제2 데이터라인에 접속된 드레인전극, 제3 화소전극에 접속된 소스전극, 및 상기 제1 게이트라인에 접속된 게이트전극을 가지는 제3 TFT;

상기 제1 데이터라인에 접속된 드레인전극, 제4 화소전극에 접속된 소스전극, 및 제3 게이트라인에 접속된 게이트전극을 가지는 제4 TFT;

상기 제1 데이터라인에 접속된 드레인전극, 제5 화소전극에 접속된 소스전극, 및 상기 제2 게이트라인에 접속된 게이트전극을 가지는 제5 TFT; 및

상기 제2 데이터라인에 접속된 드레인전극, 제6 화소전극에 접속된 소스전극, 및 상기 제3 게이트라인에 접속된 제6 TFT를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.