KR101480002B1

KR101480002B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR101480002B1
Application number: KR20080015417A
Authority: KR
Inventors: 이준표; 조정환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: US20090207113A1; US8797244B2; KR20090090128A

Abstract

표시 장치에서, 복수의 제1 게이트선이 제1 프레임에서 제1 게이트 온 전압을 전달하고, 복수의 제2 게이트선이 제2 프레임에서 제2 게이트 온 전압을 전달하며, 복수의 데이터선이 영상을 나타내는 데이터 전압을 전달한다. 복수의 제1 화소는, 제1 게이트선으로부터의 제1 게이트 온 전압에 응답하여 데이터선으로부터의 데이터 전압을 저장하고, 제2 게이트선으로부터의 제2 게이트 온 전압에 응답하여 저장한 데이터 전압을 방전한다. 복수의 제2 화소는, 제2 게이트선으로부터의 제2 게이트 온 전압에 응답하여 데이터선으로부터의 데이터 전압을 저장하고, 제1 게이트선으로부터의 제1 게이트 온 전압에 응답하여 저장한 데이터 전압을 방전한다.

LCD, 블러, 검은색, 축전기, 방전

Description

표시 장치 및 그 구동 방법 {DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등의 표시 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소에서 한 행씩 데이터를 수신하여 저장하고 저장된 데이터로 영상을 표시하는 저장 방식(hold type) 표시 장치이다.

이러한 표시 장치 중 액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받으며, 공통 전극은 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 인가된 데이터 전압을 저장한다. 그리고 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

저장 방식 표시 장치의 각 화소는 저장되어 있는 현재 프레임의 데이터를 다음 프레임의 데이터를 수신할 때까지 표시한다. 이러한 방식에서는, 움직이는 물체를 화면에 표시하는 경우에 저장된 데이터에 의해 유지되는 영상에 의해 물체의 경계 부분이 뭉개져서 보이는 블러(blur) 현상이 발생하여 화질이 떨어진다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화면에서 블러 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치는, 제1 프레임에서 제1 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제1 게이트선, 제2 프레임에서 제2 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제2 게이트선, 영상을 나타내는 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 그리고 상기 제1 및 제2 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함한다. 상기 복수의 화소는, 상기 제1 게이트선으로부터의 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 데이터선으로부터의 데이터 전압을 저장하고, 상기 제2 게이트선으로부터의 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 저장한 데이터 전압을 방전하는 복수의 제1 화소, 그리고 상기 제2 게이트선으로부터의 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 데이터선으로부터의 데이터 전압을 저장하고, 상기 제1 게이트선으로부터의 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 저장한 데이터 전압을 방전하는 복수의 제2 화소를 포함한다.

상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선은 교대로 배치되어 있을 수 있다.

상기 제1 화소와 상기 제2 화소는 행 방향과 열 방향으로 교대로 배열되어 있을 수 있다.

상기 각 화소는, 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압 중 어느 하나에 응답하여 상기 데이터 전압을 전달하는 제1 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자로부터 전달되는 상기 데이터 전압을 저장하는 축전기, 그리고 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압 중 다른 하나에 응답하여 상기 축전기에 저장된 상기 데이터 전압을 방전하는 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다.

상기 축전기는, 상기 제1 스위칭 소자로부터의 상기 데이터 전압이 인가되는 화소 전극, 공통 전압이 인가되는 공통 전극, 그리고 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 액정층을 포함할 수 있다.

상기 제2 스위칭 소자의 제1 단자는 상기 화소 전극에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 공통 전압을 인가받을 수 있다.

상기 제2 스위칭 소자의 제1 단자는 상기 화소 전극에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 공통 전극에 연결되어 있을 수 있다.

상기 각 화소는 상기 화소 전극과 유지 축전기를 형성하는 신호선을 더 포함하며, 상기 제2 스위칭 소자의 제1 단자는 상기 화소 전극에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 신호선에 연결되어 있을 수 있다.

상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은 교대로 반복될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 제1 프레임에서 제1 게이트 온 전압을 전달하는 제1 게이트선, 제2 프레임에서 제2 게이트 온 전압을 전달하는 제2 게이트선, 영상을 나타내는 제1 데이터 전압을 전달하는 제1 데이터선, 영상을 나타내는 제2 데이터 전압을 전달하는 제2 데이터선, 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 데이터선으로부터의 제1 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제1 화소, 그리고 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 데이터선으로부터의 제2 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제2 화소를 포함한다.

상기 제1 화소는, 상기 제2 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제1 단자, 그리고 제2 단자를 가지는 제1 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자의 제2 단자에 연결되어 있는 제1 화소 전극, 공통 전압이 인가되는 제1 공통 전극, 그리고 상기 제1 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 화소 전극에 연결되어 있는 제2 단자 및 상기 공통 전압을 인가받는 제2 단자를 가지는 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 화소는, 상기 제1 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 데이터선에 연결되어 있는 제1 단자, 그리고 제2 단자를 가지는 제3 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자의 제2 단자에 연결되어 있는 제2 화소 전극, 상기 공통 전압이 인가되는 제2 공통 전극, 그리고 상기 제2 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 화소 전극에 연결되어 있는 제2 단자 및 상기 공통 전압을 인가받는 제2 단자를 가지는 제4 스위칭 소자를 포함할 수 있다.

상기 제2 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 제1 공통 전극에 연결되어 있으며, 상기 제4 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 제2 공통 전극에 연결되어 있을 수 있다.

상기 제1 화소는 상기 제1 화소 전극과 유지 축전기를 형성하는 제1 신호선을 더 포함하며, 상기 제2 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 신호선에 연결되어 있을 수 있다. 또한, 상기 제2 화소는 상기 제2 화소 전극과 유지 축전기를 형성하는 제2 신호선을 더 포함하며, 상기 제4 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 제2 신호선에 연결되어 있을 수 있다.

상기 표시 장치는, 상기 제1 프레임에서 제3 게이트 온 전압을 전달하는 제3 게이트선, 상기 제3 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 데이터선으로부터의 제1 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제3 화소, 그리고 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 데이터선으로부터의 제2 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제3 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제4 화소를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 게이트선은 상기 제1 및 제3 게이트선 사이에 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 제1 내지 제4 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법이 제공된다. 상기 표시 장치의 구동 방법은, 제1 프레임 동안 제1 게이트 온 전압을 차례로 출력하는 단계, 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 및 제3 화소에 데이터를 저장하는 단계, 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 및 제4 화소에 저장된 데이터를 방 전하는 단계, 상기 제2 및 제3 화소에 저장된 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 단계, 제2 프레임 동안 제2 게이트 온 전압을 차례로 출력하는 단계, 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 및 제4 화소에 데이터를 저장하는 단계, 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 및 제3 화소에 저장된 데이터를 방전하는 단계, 그리고 상기 제1 및 제4 화소에 저장된 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 단계를 포함한다.

상기 제1 화소와 상기 제3 화소는 열 방향으로 교대로 배열되어 있고, 상기 제2 화소와 상기 제4 화소는 열 방향으로 교대로 배열되어 있을 수 있다.

이때, 상기 제1 화소와 상기 제2 화소는 행 방향으로 교대로 배열되어 있고, 상기 제3 화소와 상기 제4 화소는 열 방향으로 교대로 배열되어 있을 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 한 프레임에서 인가된 데이터 전압에 따른 영상을 표시한 화소는 다음 프레임에서 저장한 데이터 전압을 방전하여 검은색 계조를 표현함으로써, 저장된 영상에 의해 발생하는 블러 현상을 제거할 수 있다.

그리고 수직 동기 신호의 주파수가 높은 경우에도 게이트 온 전압의 지속 시간을 충분히 길게 설정할 수 있다.

아래에서는 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 여기 에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 상세하게 설명하며, 본 발명의 한 실시예에서는 액정 표시 장치를 표시 장치의 한 예로 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 4개의 화소에 대한 회로도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(800) 및 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G₁-G_n+1, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 반면, 도 3에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G₁-G_n+1, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n+1)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n+1)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다. 데이터선(D₁-D_m)의 수효는 화소(PX) 열의 수효와 동일하지만, 게이트선(G₁-G_n+1)의 수효는 화소(PX) 행의 수효보다 하나 더 많다.

도 2를 참고하면, 각 화소(PX)는 인접한 두 게이트선(GL1, GL2) 및 하나의 데이터선(DL)에 연결되어 있는 두 개의 스위칭 소자(Q1, Q2)와 이에 연결된 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

두 개의 스위칭 소자(Q1, Q2)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 중 하나(Q1)는 데이터 전압을 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)에 전달하는 기입용 스위칭 소자이고, 다른 하나(Q2)는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)의 전압을 제거하는 소거용 스위칭 소자이다. 기입용 스위칭 소자(Q1)의 제어 단자는 게이트선(GL1)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다. 소거용 스위칭 소자(Q1)의 제어 단자는 게이트선(GL2)과 연결되어 있고, 입력 단자는 공통 전압(Vcom)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(PE)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 두 전극(PE, CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(PE)은 스위칭 소자(Q1, Q2)와 연결되며, 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(CE)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있다. 이때에는 두 전극(PE, CE) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있으며, 소거용 스위칭 소자(Q2)의 입력 단자가 공통 전극(270)에 연결되어 있을 수 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다. 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가되며, 소거용 스위칭 소자(Q2)의 입력 단자가 연결되어 있을 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(PE)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(CF)를 구비함을 보여주 고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(CF)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(PE) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)에는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 구비되어 있다.

화소(PX)의 두 개의 스위칭 소자(Q1, Q2)와 이에 인접한 두 게이트선(GL1, GL2) 및 데이터선(DL)의 연결 관계는 각 화소 열 내에서는 동일하지만 각 화소 행 내에서는 화소 별로 다르다. 예를 들면, 홀수 번째 열의 화소(PX)에서 기입용 스위칭 소자(Q1)는 아래쪽에 위치한 게이트선(앞으로 "후단 게이트선"이라 함) 및 데이터선과 연결되어 있고, 소거용 스위칭 소자(Q2)는 위쪽에 위치한 게이트선(앞으로 "전단 게이트선"이라 함) 및 데이터선과 연결되어 있다. 반대로, 짝수 번째 열의 화소(PX)에서 기입용 스위칭 소자(Q1)는 전단 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있고, 소거용 스위칭 소자(Q2)는 후단 게이트선과 연결되어 있다.

이에 대하여 도 3을 참고하여 상세하게 설명한다.

i번째(i=1, 2, …, n) 행, (2j-1)번째(j=1, 2, …, m/2) 열에 위치한 화소(PX1)의 기입용 스위칭 소자(Q11)는 후단 게이트선, 즉 (i+1)번째 게이트선(G_i+1)과 데이터선(D_2j-1)에 연결되어 있으며, 소거용 스위칭 소자(Q12)는 위쪽에 위치한 전단 게이트선, 즉 i번째 게이트선(G_i)에 연결되어 있다.

이와 마찬가지로, 화소(PX1)와 같은 열에 위치한 화소(PX3), 즉 (i+1)번째 행, (2j-1)번째 열에 위치한 화소(PX3)의 기입용 스위칭 소자(Q31)는 후단 게이트 선(G_i+2)과 데이터선(D_2j-1)에 연결되어 있으며, 소거용 스위칭 소자(Q32)는 전단 게이트선(G_i+1)에 연결되어 있다.

반면, 화소(PX1)와 같은 행, 즉 i번째 행, (2j)번째 열에 위치한 화소(PX2)의 기입용 스위칭 소자(Q21)는 전단 게이트선(G_i)과 데이터선(D_2j)에 연결되어 있으며, 소거용 스위칭 소자(Q2)가 후단 게이트선(G_i+1)에 연결되어 있다.

또한, (i+1)번째 행, (2j)번째 열에 위치한 화소(PX4)의 기입용 스위칭 소자(Q41)는 전단 게이트선(G_i+1)과 데이터선(D_2j)에 연결되어 있으며, 소거용 스위칭 소자(Q42)는 후단 게이트선(G_i+2)에 연결되어 있다.

도 3에서 Clcp, Cstp는 각각 화소(PXp)의 액정 축전기 및 유지 축전기를 나타낸다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n+1)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n+1)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 생성한다.

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+1, D₁-D_m) 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 4 내지 도 7을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 6은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 홀수 번째 및 짝수 번째 프레임에서의 게이트 신호의 파형도이며, 도 5 및 도 7은 각각 도 4 및 도 6에 도시한 게이트 신호에 따른 액정 표시 장치의 영상 표시 상태를 나타내는 도면이다.

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 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록 신호(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 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 이때 신호 제어부(600)는 한 화면에 해당하는 입력 영상 신호를 두 프레임(홀수 번째 프레임과 짝수 번째 프레임) 동안 전달한다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, …, G_n+1)에 대한 주 사 시작을 지시하는 주사 시작 신호, 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, …, G_n)에 대한 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호, 그리고 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 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH1)와 데이터선(D₁-D_m)에 아날로그 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 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

먼저, 홀수 번째 프레임에서의 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 도 4 내지 도 7을 참고하여 설명한다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 게이트 구동부(400)는 홀수 번째 프레임에서는 신 호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 가지는 게이트 신호(Vg₁, Vg₃, …, Vg_n+1)를 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, …, G_n+1)에 차례로 인가하여 이 게이트선(G₁, G₃, …, G_n+1)에 연결된 스위칭 소자(Q1, Q2)를 턴온시킨다. 그리고 게이트 구동부(400)는 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, …, G_n)에 전달하는 게이트 신호(Vg₂, Vg₄, …, Vg_n)를 게이트 오프 전압(Voff)으로 유지한다. 그러면, 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, …, G_n+1)에 제어 단자가 연결된 스위칭 소자(Q1)를 가지는 화소(PX), 즉 홀수 번째 행 및 짝수 번째 열의 화소(PX)와 짝수 번째 행 및 홀수 번째 열의 화소(PX)가 데이터선(D₁-D_m)을 통해 데이터 전압을 인가받는다.

화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)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 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다. 따라서 홀수 번째 행 및 짝수 번째 열의 화소(PX)와 짝수 번째 행 및 홀수 번째 열의 화소(PX)가 계조를 표현한다.

반면, 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, …, G_n)에 스위칭 소자(Q1)가 연결된 화소(PX), 즉 홀수 번째 행 및 홀수 번째 열의 화소(PX)와 짝수 번째 행 및 짝수 번 째 열의 화소(PX)에서는 스위칭 소자(Q2)가 턴온된다. 이에 따라 턴온된 스위칭 소자(Q2)를 통해 공통 전압(Vcom)에 한 단자가 연결된 두 축전기(Clc, Cst)의 다른 단자에 공통 전압(Vcom)이 인가된다. 그러면 액정 축전기(Clc)의 양단에 전압차가 발생하지 않아서 해당 화소(PX)는 빛을 투과하지 못하여 검은색 계조를 표현한다.

다음, 짝수 번째 프레임에서의 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 도 6 및 도 7을 참고하여 설명한다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 게이트 구동부(400)는 짝수 번째 프레임에서는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 가지는 게이트 신호(Vg₂, Vg₄, …, Vg_n)를 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, …, G_n)에 차례로 인가하여 이 게이트선(G₂, G₄, …, G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q1, Q2)를 턴온시킨다. 그리고 게이트 구동부(400)는 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, …, G_n+1)에 전달하는 게이트 신호(Vg₁, Vg₃, …, Vg_n+1)를 게이트 오프 전압(Voff)으로 유지한다. 그러면, 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, …, G_n)에 제어 단자가 연결된 스위칭 소자(Q1)가 턴온되어 데이터선(D₁-D_m)으로부터의 데이터 전압을 전달한다. 따라서 홀수 번째 행과 홀수 번째 열의 화소(PX)와 짝수 번째 행과 짝수 번째 열의 화소(PX)가 데이터 전압을 인가받아서 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.

반면, 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, …, G_n+1)에 스위칭 소자(Q1)가 연결된 화소(PX), 즉 홀수 번째 행과 짝수 번째 열의 화소(PX)와 짝수 번째 행과 홀수 번째 열의 화소(PX)에서는 스위칭 소자(Q2)가 턴온된다. 그러면 이들 화소(PX)는 빛을 투과하지 못하여 검은색 계조를 표현한다.

이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 홀수 번째 프레임에서 한 화면의 절반을 표시하고 짝수 번째 프레임에서 나머지 절반을 표시함으로써 전체 화면을 표시하므로, 수직 동기 신호의 주파수가 60Hz 이상, 예를 들면 120Hz 이상인 경우에도 게이트 온 전압의 지속 시간을 충분히 길게 설정할 수 있다. 그리고 한 프레임에서 인가된 데이터 전압에 따른 영상을 표시한 화소는 다음 프레임에서 저장한 데이터 전압을 방전하여 검은색 영상을 표시함으로써, 저장된 영상에 의해 발생하는 블러 현상을 제거할 수 있다.

다음, 도 8을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 4개의 화소에 대한 회로도이다.

도 8을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소(PX)는 모든 화소(PX)의 스위칭 소자(Q1)의 제어 단자가 인접한 두 게이트선(G_i, G_i+1) 중 후단 게이트선(G_i+1)에 연결된 점을 제외하면 도 2에 도시한 화소(PX)와 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이와 같이 하면, 홀수 번째 행에 위치한 화소(PX1, PX2)의 기입용 스위칭 소자(Q11, Q21)의 제어 단자는 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, …, G_n)에 연결되고, 짝수 번째 행에 위치한 화소(PX3, PX4)의 스위칭 소자(Q31, Q41)의 제어 단자는 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, …, G_n+1)에 연결된다.

그러면, 홀수 번째 프레임에서는 도 4에 도시한 게이트 신호에 의해 짝수 번째 행에 위치한 화소(PX3, PX4)의 스위칭 소자(Q31, Q41)가 턴온되고, 이 화소(PX3, PX4)는 데이터 전압을 인가받아서 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다. 반면, 홀수 번째 행에 위치한 화소(PX1, PX2)는 턴온된 스위칭 소자(Q12, Q22)에 의해 빛을 투과하지 못하여 검은색 계조를 표현한다.

짝수 번째 프레임에서는 도 6에 도시한 게이트 신호에 의해 홀수 번째 행에 위치한 화소(PX1, PX2)의 스위칭 소자(Q11, Q21)가 턴온되고, 이 화소(PX1, PX2)는 데이터 전압을 인가받아서 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다. 반면, 짝수 번째 행에 위치한 화소(PX3, PX4)는 턴온된 스위칭 소자(Q32, Q42)에 의해 빛을 투과하지 못하여 검은색 계조를 표현한다.

결국, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 한 프레임에서 인가된 데이터 전압에 따른 영상을 표시한 화소의 데이터 전압을 다음 프레임에서 방전하여 검은색 영상을 표시함으로써, 저장된 영상에 의해 발생하는 블러 현상을 제거할 수 있다.

앞에서 설명한 내용은 액정 표시 장치뿐 아니라 다른 표시 장치, 예를 들면 유기 발광 표시 장치에도 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 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.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 4개의 화소에 대한 회로도이다.

도 4 및 도 6은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 홀수 번째 및 짝수 번째 프레임에서의 게이트 신호의 파형도이다.

도 5 및 도 7은 각각 도 4 및 도 6에 도시한 게이트 신호에 따른 액정 표시 장치의 영상 표시 상태를 나타내는 도면이다.

<도면 부호에 대한 설명>

3: 액정층 100: 하부 표시판

200: 상부 표시판 300: 액정 표시판 조립체

400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부

600: 신호 제어부 800: 계조 전압 생성부

CF: 색필터 CE: 공통 전극

PE: 화소 전극 Vcom: 공통 전압

D₁-D_m, DL, D_2j-1, D_2j: 데이터선 G₁-G_n+1, G_i-G_i+2, GL1, GL2: 게이트선

Clc, Clc1-Clc4: 액정 축전기 Cst, Cst1-Cst4: 유지 축전기

Q1, Q2, Q11, Q12, Q21, Q22, Q31, Q32, Q41, Q42: 스위칭 소자

PX, PX1-PX4: 화소 Vg₁-Vg_n+1: 게이트 신호

Von: 게이트 온 전압 Voff: 게이트 오프 전압

R, G, B: 입력 영상 데이터 DE: 데이터 인에이블 신호

MCLK: 메인 클록 신호 Hsync: 수평 동기 신호

Vsync: 수직 동기 신호 DAT: 디지털 영상 신호

CONT1: 게이트 제어 신호 CONT2: 데이터 제어 신호

Claims

제1 프레임에서 제1 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제1 게이트선,

제2 프레임에서 제2 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제2 게이트선,

영상을 나타내는 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 그리고

상기 제1 및 제2 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열되어 있는 복수의 화소

를 포함하며,

상기 복수의 화소는,

상기 제1 게이트선으로부터의 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 데이터선으로부터의 데이터 전압을 저장하고, 상기 제2 게이트선으로부터의 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 저장한 데이터 전압을 방전하는 복수의 제1 화소, 그리고

상기 제2 게이트선으로부터의 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 데이터선으로부터의 데이터 전압을 저장하고, 상기 제1 게이트선으로부터의 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 저장한 데이터 전압을 방전하는 복수의 제2 화소

를 포함하고,

상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선은 교대로 배치되어 있고, 상기 제1 화소와 상기 제2 화소는 행 방향으로 교대로 배열되어 있는

표시 장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에서,

상기 각 화소는

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압 중 어느 하나에 응답하여 상기 데이터 전압을 전달하는 제1 스위칭 소자,

상기 제1 스위칭 소자로부터 전달되는 상기 데이터 전압을 저장하는 축전기, 그리고

상기 제1 및 제2 게이트 온 전압 중 다른 하나에 응답하여 상기 축전기에 저장된 상기 데이터 전압을 방전하는 제2 스위칭 소자

를 포함하는 표시 장치.
제5항에서,

상기 축전기는,

상기 제1 스위칭 소자로부터의 상기 데이터 전압이 인가되는 화소 전극,

공통 전압이 인가되는 공통 전극, 그리고

상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 액정층

을 포함하는 표시 장치.
제6항에서,

상기 제2 스위칭 소자의 제1 단자는 상기 화소 전극에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 공통 전압을 인가받는 표시 장치.
제6항에서,

상기 제2 스위칭 소자의 제1 단자는 상기 화소 전극에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 공통 전극에 연결되어 있는 표시 장치.
제6항에서,

상기 각 화소는 상기 화소 전극과 유지 축전기를 형성하는 신호선을 더 포함하며,

상기 제2 스위칭 소자의 제1 단자는 상기 화소 전극에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 신호선에 연결되어 있는 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은 교대로 반복되는 표시 장치.
제1 프레임에서 제1 게이트 온 전압을 전달하는 제1 게이트선,

제2 프레임에서 제2 게이트 온 전압을 전달하는 제2 게이트선,

상기 제1 프레임에서 제3 게이트 온 전압을 전달하는 제3 게이트선,

영상을 나타내는 제1 데이터 전압을 전달하는 제1 데이터선,

영상을 나타내는 제2 데이터 전압을 전달하는 제2 데이터선,

상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 데이터선으로부터의 제1 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제1 화소,

상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 데이터선으로부터의 제2 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제2 화소,

상기 제3 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 데이터선으로부터의 제1 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제3 화소, 그리고

상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 데이터선으로부터의 제2 데이터 전압에 대응하는 계조를 표현하며, 상기 제3 게이트 온 전압에 응답하여 검은색 계조를 표현하는 제4 화소

를 포함하는 표시 장치.
제11항에서,

상기 제1 화소는,

상기 제2 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제1 단자, 그리고 제2 단자를 가지는 제1 스위칭 소자,

상기 제1 스위칭 소자의 제2 단자에 연결되어 있는 제1 화소 전극,

공통 전압이 인가되는 제1 공통 전극, 그리고

상기 제1 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 화소 전극에 연결되어 있는 제2 단자 및 상기 공통 전압을 인가받는 제2 단자를 가지는 제2 스위칭 소자

를 포함하며,

상기 제2 화소는,

상기 제1 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 데이터선에 연결되어 있는 제1 단자, 그리고 제2 단자를 가지는 제3 스위칭 소자,

상기 제3 스위칭 소자의 제2 단자에 연결되어 있는 제2 화소 전극,

상기 공통 전압이 인가되는 제2 공통 전극, 그리고

상기 제2 게이트선에 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 화소 전극에 연결되어 있는 제2 단자 및 상기 공통 전압을 인가받는 제2 단자를 가지는 제4 스위칭 소자

를 포함하는 표시 장치.
제12항에서,

상기 제2 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 제1 공통 전극에 연결되어 있으며,

상기 제4 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 제2 공통 전극에 연결되어 있는

표시 장치.
제12항에서,

상기 제1 화소는 상기 제1 화소 전극과 유지 축전기를 형성하는 제1 신호선을 더 포함하며,

상기 제2 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 신호선에 연결되어 있으며,

상기 제2 화소는 상기 제2 화소 전극과 유지 축전기를 형성하는 제2 신호선을 더 포함하며,

상기 제4 스위칭 소자의 제2 단자는 상기 제2 신호선에 연결되어 있는

표시 장치.
삭제
제11항에서,

상기 제2 게이트선은 상기 제1 및 제3 게이트선 사이에 형성되어 있는 표시 장치.
제11항에서,

상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은 교대로 반복되는 표시 장치.
행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 제1 내지 제4 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,

제1 프레임 동안 제1 게이트 온 전압을 차례로 출력하는 단계,

상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 및 제3 화소에 데이터를 저장하는 단계,

상기 제1 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 및 제4 화소에 저장된 데이터를 방전하는 단계,

상기 제2 및 제3 화소에 저장된 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 단계,

제2 프레임 동안 제2 게이트 온 전압을 차례로 출력하는 단계,

상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제1 및 제4 화소에 데이터를 저장하는 단계,

상기 제2 게이트 온 전압에 응답하여 상기 제2 및 제3 화소에 저장된 데이터를 방전하는 단계, 그리고

상기 제1 및 제4 화소에 저장된 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 단계

를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제18항에서,

상기 제1 화소와 상기 제3 화소는 열 방향으로 교대로 배열되어 있으며,

상기 제2 화소와 상기 제4 화소는 열 방향으로 교대로 배열되어 있는

표시 장치의 구동 방법.
제19항에서,

상기 제1 화소와 상기 제2 화소는 행 방향으로 교대로 배열되어 있으며,

상기 제3 화소와 상기 제4 화소는 행 방향으로 교대로 배열되어 있는

표시 장치의 구동 방법.
제18항에서,

상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임은 교대로 반복되는 표시 장치의 구동 방법.