JP2003099017A - 広視野角モード用液晶表示装置とその駆動方法 - Google Patents

広視野角モード用液晶表示装置とその駆動方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリッカーの発生を低減させて下側階調反転
の問題を解決するための広視野角モード用液晶表示装置
とその駆動方法を提供することである。 【解決手段】タイミング制御部１００は、階調データに
対応して輝度レベルを光学的に平均化するための一つ以
上の階調補正値を所定のメモリに保存し、外部から特定
階調データが入力されることによってこれに連動して階
調補正値を反映した平均階調データＧｎ’を出力する。
ゲートドライバー２００は、所定の走査信号を液晶パネ
ルのゲートラインに順次に出力し、データドライバー３
００は、平均階調データＧｎ’の入力を受けて所定のデ
ータ電圧に変換して液晶パネル４００に出力する。その
結果、一つの階調を表現するために二つ以上の電圧によ
って表示される輝度を反転法や各フレーム別輝度パター
ンを最適化して時間的に平均化し、下側階調反転を低減
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置とその
駆動方法に関し、より詳しくは、下側階調反転の発生を
減らすための広視野角モード用液晶表示装置とその駆動
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＴＮ（Twisted Nematic）型Ｌ
ＣＤで下側階調反転が起こる理由は次の通りである。説
明の便宜上、ＥＣＢ（Electrical Controlled Birefrin
gence）モードを利用して説明する。ここで、ＥＣＢ型
ＬＣＤは、上下配向膜のラビング方向が同一であるか反
対であり、ねじれ角は０゜であり、偏光板と検光板との
透過軸が互いに垂直であり、ラビング方向に対して偏光
板の透過軸は４５゜である。
【０００３】もし、液晶セルにＶ１<Ｖ２<Ｖ３の各々の
電圧を印加する時、液晶方向子は図１のように配列され
る。
【０００４】図１は一般に液晶セルに印加される電圧対
比の液晶方向子の配列を説明するための図面である。
【０００５】図１に図示したように、光が液晶セル配列
平面に対して垂直に入射すれば、液晶による位相遅延
（phase retardation）は印加電圧が大きくなるほど減
少するため、液晶セルの上下に偏光板を互いに垂直にお
けば、徐々に光が通過しなくなる。つまり、電圧が大き
くなれば透過率が低くなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光が液晶セル
配列平面に対して特定の角度に傾斜して入射すれば、印
加電圧がＶ１からＶ２になる時には位相遅延が徐々に減
少して透過率が低くなるが、Ｖ２からＶ３になる時には
反対に位相遅延が徐々に増加して透過率が高くなる。
【０００７】つまり、一定の角度以上では、より高い電
圧を印加した場合がより低い電圧を印加した場合より透
過率が高くなり、これが階調反転（Gray level inversi
on）であり、これを添付する図２を参照して説明する。
【０００８】図２は従来の視野角による階調表示を説明
するための図面である。
【０００９】図２を参照すると、液晶パネルを正面から
見る時には正常な階調レベルが確認できるが、正面より
下側におりて行く程、正常な階調レベルでない非正常な
階調レベルが確認できる。つまり、パネルを下側の一定
の角度以上で観察する時、ホワイト階調はブラック階調
に、ブラック階調はホワイト階調に反転すると認識され
る下側階調反転の問題点が発生する。
【００１０】このような下側階調反転は、液晶表示装置
の視野角を狭めて狭視野角の問題を起こす。
【００１１】このように液晶表示装置の狭視野角の問題
を解決するための一つの方法として、補償フィルムを利
用することができるが、このような補償フィルムを利用
した方法は、明暗対比率（CR;Contrast Ratio）の改善
効果は優れているが、階調反転の特性は大きく改善され
ない問題点がある。
【００１２】また、液晶表示装置の狭視野角の問題を解
決するための方法として、ＩＰＳモードや垂直配向（Ｖ
Ａ）モードなどを利用することができるが、このような
モードの採用は、複雑な工程を要求しており、不良率が
高いという問題点がある。
【００１３】一方、液晶表示装置には、共通電極電圧の
揺れ、または液晶の応答時間差を理由にしてフリッカー
が発生するが、このようなフリッカーの原因を添付する
図３Ａ及び図３Ｂ、図４を参照して各々説明する。
【００１４】まず、図３Ａ及び図３Ｂは従来の液晶表示
装置で発生する共通電極電圧の揺れによって発生するフ
リッカーを説明するための図面であって、特に、ピクセ
ルに電圧を印加しない状態でホワイト階調を、電圧を印
加することによってブラック階調を示すノーマリーホワ
イトモードを備えた液晶表示装置を一例として説明す
る。
【００１５】より詳しくは、図３Ａは第１乃至第４ピク
セルに各々フレーム別に印加されるピクセル電圧を図示
する。
【００１６】図３Ａを参照すると、理想的な共通電極電
圧（Idea Vcom）を中心にピクセル電圧が印加されなけ
ればならないが、実際の駆動時には共通電極電圧（実際
Ｖｃｏｍ）が一定のレベルシフトされて位置するので第
１フレームで印加されるピクセル電圧の大きさと第２フ
レームで印加されるピクセル電圧の大きさとが異なって
フリッカーが発生する。
【００１７】図３Ｂは前記図３Ａで空間的に配置された
第１乃至第４ピクセルにフレーム別に印加され、ピクセ
ルが実際に感じるピクセル電圧を図示する。
【００１８】図３Ｂを参照すると、第２及び第３フレー
ムでは画面全体で（Ｌ−）と（Ｈ´+）程度の輝度を示
し、第１及び第４フレームでは（Ｈ−）と（Ｌ´−）程
度の輝度を示すので、この二つの輝度差が１５Ｈｚ成分
でフリッカーとして現れる。
【００１９】図４は、従来の液晶表示装置で発生する液
晶の応答時間差によって発生するフリッカーを説明する
ための図面であって、特に、（ａ）は特定ピクセルにフ
レーム別（７フレームまで図示）に印加される電圧とこ
れに応答する輝度レベルとを説明するための図面であ
り、（ｂ）は前記ピクセルに隣接するピクセルにフレー
ム別に印加される電圧とこれに応答する輝度レベルとを
説明するための図面である。
【００２０】図４を参照すると、ロー電圧からハイ電圧
へ行く時と、ハイ電圧からロー電圧へ行く時との応答時
間の差ために、左右二つの波形を有するピクセルの平均
で駆動する場合、画面全体で円で表示した部分でフリッ
カーが発生する。
【００２１】本発明の技術と課題は、このような従来の
問題点を解決するためのものであって、本発明の目的
は、二つ以上の階調電圧によって表示される輝度を反転
法や各フレーム別輝度パターンを最適化して時間的に平
均化させる方法によって一つの階調を表現することによ
って、フリッカーの発生を低減させて下側階調反転の問
題を解決するための広視野角モード用液晶表示装置を提
供することにある。
【００２２】また、本発明の他の目的は、前記広視野角
モード用液晶表示装置の駆動方法を提供することにあ
る。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記本発明の目的を実現
するための一つの特徴による広視野角モード用液晶表示
装置は、階調データに対応して輝度レベルを光学的に平
均化するための一つ以上の階調補正値を所定のメモリに
保存し、外部から特定階調データが入力されることによ
ってこれに連動して前記階調補正値を反映した平均階調
データを出力するタイミング制御部;所定の走査信号を
順次に出力するゲートドライバー;前記平均階調データ
の入力を受けて所定のデータ電圧に変換して出力するデ
ータドライバー;及び前記走査信号の入力によって前記
データ電圧による画像をディスプレイする液晶パネル;
を含んで構成される。
【００２４】ここで、前記タイミング制御部は、外部か
らＲＧＢ各々のサブピクセルに対応する階調データが印
加されることによって、前記一つ以上の階調補正値に基
づいて前記ＲＧＢ各々のサブピクセルのうちの一つ以上
のサブピクセルに対応する階調データを平均化して平均
階調データを出力するのが好ましい。
【００２５】この時、前記タイミング制御部は、前記デ
ータドライバーに入力される第１制御信号と前記ゲート
ドライバーに入力される第２制御信号と駆動電圧発生部
に入力される第３制御信号とを生成して出力する信号処
理部;及び外部から入力される画像データの階調を平均
化した平均階調データを出力する階調平均化部;を含む
のが好ましい。
【００２６】また、前記本発明の他の目的を実現するた
めの一つの特徴による広視野角モード用液晶表示装置の
駆動方法は、多数のゲートラインと、前記ゲートライン
に垂直に交差するデータラインと、前記ゲートラインと
前記データラインとの間の一定の領域に形成されたピク
セル電極と、前記ゲートラインと前記データラインと前
記ピクセル電極とに各々連結されたスイッチング素子と
を含む液晶表示装置の駆動方法において、 （ａ）外部の画像信号ソースから画像ディスプレイのた
めの階調データの入力を受ける段階; （ｂ）前記階調データに対応する階調補正値を反映した
平均階調データを生成する段階; （ｃ）前記平均階調データをデータ電圧に変換する段
階; （ｄ）前記データ電圧を前記データラインに印加する段
階;及び （ｅ）前記データ電圧の出力のための走査信号を前記ゲ
ートラインに順次に印加する段階;を含んで構成され
る。
【００２７】ここで、前記段階（ｂ）は、（ｂ−１）前
記階調データに対応する第１階調補正値と第２階調補正
値とを所定のメモリから抽出する段階;及び（ｂ−２）
前記第１階調補正値と前記第２階調補正値とを反映した
平均階調データを生成する段階;を含むのが好ましい。
【００２８】この時、前記第１階調補正値は前記階調デ
ータより低いレベルで前記ピクセル電極を駆動するため
の電圧であり、前記第２階調補正値は前記階調データよ
り高いレベルで前記ピクセル電極を駆動するための電圧
であるのが好ましい。
【００２９】また、前記段階（ｂ−２）の平均階調デー
タは、前記階調データから前記第１階調補正値を減算し
て第１生成し、前記第１生成された平均階調データは奇
数または偶数番目のフレーム駆動時に印加され、前記階
調データに前記第２階調補正値を合算して第２生成し、
前記第２生成された平均階調データは偶数または奇数番
目のフレーム駆動時に印加されることを一つの特徴と
し、前記段階（ｂ−２）の平均階調データは、奇数番目
のフレーム駆動時に前記階調データに対応する前記第１
階調補正値であり、偶数番目のフレーム駆動時に前記階
調データに対応する前記第２階調補正値であることを他
の特徴とする。
【００３０】このような広視野角モード用液晶表示装置
及びその駆動方法によれば、一つの階調を表現するため
に二つ以上の電圧によって表示される輝度を反転法や各
フレーム別輝度パターンを最適化して時間的に平均化さ
せる方法によってＴＮモードで問題となる下側階調反転
の問題を解決することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、通常の知識を持つ者が本発
明を容易に実施することができるように実施例について
説明する。
【００３２】まず、本発明による駆動方法を利用した二
つ以上の階調（Gray）を平均化する方法における前提条
件は下記の通りである。
【００３３】第１番目に、階調電圧平均化以前のガンマ
曲線と同一に測定されるように各階調別に平均させる階
調が計算されること。
【００３４】第２番目に、一つのピクセルで一定の時間
の間正極性及び負極性の電圧の大きさが対称であるＤＣ
フリーであること。
【００３５】第３番目に、一つのピクセルで一定の時間
周期で輝度平均が一定であること。
【００３６】第４番目に、共通電極電圧の揺れによる画
面全体の輝度変化がないこと。
【００３７】第５番目に、液晶の応答時間差による画面
輝度が他のピクセルが適切に平均化されて観察者の目に
見えないこと。
【００３８】図５は、本発明の実施例による広視野角モ
ード用液晶表示装置を説明するための図面である。
【００３９】図５を参照すると、本発明の実施例による
広視野角モード用液晶表示装置は、階調平均化部１１０
を含むタイミング制御部１００、ゲートドライバー２０
０、データドライバー３００及び液晶パネル４００を含
む。
【００４０】タイミング制御部１００は、外部から階調
データ（Ｇｎ）が入力されることによって平均化された
階調データ（Ｇｎ´）をデータドライバー３００に出力
する。
【００４１】より詳しくは、タイミング制御部１００
は、反転法や各フレーム別輝度パターンを最適化して時
間的に平均化する方法を利用して、階調データに対応す
る輝度レベルを光学的に平均化するための第１階調補正
値と第２階調補正値とを所定のメモリに保存し、外部か
ら特定階調データ（Ｇｎ）が入力されることによってこ
れに連動して前記第１階調補正値または第２階調補正値
を反映した平均階調データ（Ｇｎ´）を出力する。
【００４２】ゲートドライバー２００は、タイミング制
御部１００から入力されるタイミング信号（図示せず）
に基づいて走査信号（またはゲートオン電圧）を液晶パ
ネル４００に印加し、ゲートオン電圧が印加されたゲー
トラインにゲート電極が連結されるＴＦＴをターンオン
させる。
【００４３】データドライバー３００は、タイミング制
御部１００から入力される平均階調データ（Ｇｎ´）を
データ電圧に変換し、階調平均化されたデータ電圧を液
晶パネル４００に出力する。
【００４４】液晶パネル４００には、ゲートオン信号を
伝達するための多数のゲートライン（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３、．．．、Ｓｎ）が形成されており、階調平均化され
たデータ電圧を伝達するためのデータライン（Ｄ１、Ｄ
２、．．．、Ｄｍ）が形成されている。この時、ゲート
ラインとデータラインとによって囲まれた領域は各々画
素をなし、各画素は、ゲートライン及びデータラインに
各々ゲート電極及びソース電極が連結される薄膜トラン
ジスタ１１０と薄膜トランジスタ１１０のドレーン電極
に並列連結される液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）とストレー
ジキャパシタ（Ｃｓｔ）とを含む。ゲートラインには、
データ電圧を出力するするための走査信号が順次に印加
される。
【００４５】以上で、階調平均化部がタイミング制御部
に含まれたものをその一例として説明したが、階調平均
化部をタイミング制御部とは別途に具現したスタンドア
ローン（Stand alone）方式にしても本発明の要旨を逸
脱しない。
【００４６】以下、前記階調平均化部を含むタイミング
制御部を添付する図面を参照にしてより詳細に説明す
る。
【００４７】図６は、前記図５のタイミング制御部をよ
り詳細に説明するための図面である。
【００４８】図６を参照すると、本発明によるタイミン
グ制御部は、階調平均化部１１０、入力処理部１２０、
クロック処理部１３０及び信号処理部１４０を含む。
【００４９】階調平均化部１１０は、データ処理部１１
２とルックアップテーブル１１４とからなり、外部のグ
ラフィックコントローラー（図示せず）から入力された
データをゲートドライバー２００とデータドライバー３
００とで要求するタイミングに合うようにデータを分周
したりデータを押すという一般に公知された機能と共
に、前記入力される画像データの階調を平均化する機能
も行う。
【００５０】より詳しくは、前記ルックアップテーブル
１１４には、二つ以上の電圧によって表示される輝度を
反転法や各フレーム別輝度パターンを最適化して時間的
に平均化させる方法によって生成した第１階調補正値と
第２階調補正値とを保存する。もちろん、第１及び第２
階調補正値は液晶表示装置の設計者が液晶パネルに最適
なように各補正値を設計して保存するのが好ましい。
【００５１】データ処理部１１２は、外部からＲＧＢ各
々の階調データ（Ｇｎ）が入力されることによって前記
ルックアップテーブル１１４から第１階調補正値または
第２階調補正値を抽出し、抽出された補正値を反映した
平均階調データ（Ｇｎ´またはＲ´Ｇ´Ｂ´）をデータ
ドライバー３００に出力する。この時、データ処理部１
１２により出力される平均階調データは、垂直同期信号
（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データ
イネーブル信号（ＤＥ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）
に応答するのが好ましい。
【００５２】ここで、平均階調データ（Ｇｎ´）は特定
階調データに前記第１階調補正値や第２階調補正値を減
算または加算する動作によって出力することもでき、前
記第１階調補正値や第２階調補正値を平均階調データ
（Ｇｎ´）として直接出力することができる。この時、
平均階調データの出力は特定階調データに応答して信号
処理部から出力されるライン反転信号（ＲＶＳまたは/
ＲＶＳ）に同期するのが好ましい。
【００５３】入力処理部１２０は、外部のグラフィック
コントローラ（図示せず）から入力される信号が多少可
変的であるので、この信号を一定に処理してデータ処理
部１１２と信号処理部１４０とでの作業を容易にする。
つまり、不規則な入力信号などの変化、例えば、１フレ
ーム周期内の垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）の個数の変
化、モードによるライン当りのリセット周期の変化、１
Ｈ周期内のクロック個数の変化などを規則的にしたり、
不規則な変化と関係なく一定に出力できるように処理す
る部分である。
【００５４】クロック処理部１３０はクロックを調節す
るが、データドライバー３００内にデータとクロックと
が適切なタイミングで入るようにクロックを調節する部
分で、タイミングの誤差を最も減らさなければならない
部分である。
【００５５】信号処理部１４０はほとんどカウンターと
デコーダーとからなり、ゲートドライバー２００とデー
タドライバー３００と駆動電圧発生部（図示せず）とに
各々入力される制御信号を生成する。
【００５６】つまり、信号処理部１４０は、外部のグラ
フィックコントローラーから入力されるフレーム区別信
号である垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、ライン区別信号
である水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データが出力され
る区間の間だけハイレべルの信号を出力するデータイネ
ーブル信号（ＤＥ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）の入
力を受けてゲートドライバー２００とデータドライバー
３００と駆動電圧発生部とで要求する各種制御信号、例
えば水平同期開始信号（ＳＴＨ）、ロード信号、ゲート
クロック、垂直同期開始信号（ＳＴＶ）、ライン反転信
号（ＲＶＳまたは/ＲＶＳ）、ゲートオンイネーブル信
号（ＣＰＶ）などの信号を直接作る。
【００５７】特に、前記ライン反転信号（ＲＶＳまたは
/ＲＶＳ）は、ゲートドライバー２００が出力するゲー
トオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）と
を生成して出力する駆動電圧発生部に印加されると共
に、階調平均化部１１０のデータ処理部１１２に印加さ
れる。
【００５８】ここで、駆動電圧発生部は、１Ｈ周期で０
乃至５ボルトでスイングするＲＶＳとＲＶＳＢとの入力
を受けて同位上で反転する共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）と
反転共通電極電圧（/Ｖｃｏｍ）とを生成し、同位上で
反転するゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフ電圧
（Ｖｏｆｆ）とを生成する。
【００５９】以上の実施例では階調補正値を保存するル
ックアップテーブルをタイミング制御部に内蔵したもの
を説明したが、ルックアップテーブルがタイミング制御
部とは離隔したスタンドアローン方式にも具現できる。
このようなスタンドアローン方式は液晶パネルが他の液
晶パネルに交換されてもより容易にルックアップテーブ
ルを交換するためである。
【００６０】図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施例に
よる二つの階調の平均駆動法を説明するための図面であ
って、特に、二つの階調の１対１平均駆動法を説明す
る。より詳しくは、図７Ａは本発明の一実施例による二
つの階調の１対１平均駆動法を採用するのに最適な液晶
パネルのパターンを図示し、図７Ｂは前記図７Ａに印加
される階調電圧のフレーム別印加パターンを図示する。
【００６１】図７Ａに図示したように、本発明の一実施
例による二つの階調の平均駆動法によれば、空間的に配
置されたピクセルである１２＊４ピクセルを一つのユニ
ット（ＵＮＩＴ）として、図７Ｂに図示したように、時
間的なフレーム別に、例えば、４フレームを一つのユニ
ットとして階調電圧を印加する。極性を反転させて駆動
させる場合、正極性に対して少なくとも２つの階調電圧
が存在するときにのみ平均値が存在し、負極性に対して
少なくとも２つの階調電圧が存在するときにのみ平均値
が存在する。そのため、正極性に対して少なくとも２つ
のフレーム、負極性に対して少なくとも２つのフレーム
が必要であり、少なくとも４フレームを１つのユニット
として階調電圧を印加する必要がある。１つのユニット
としては、４フレームに限られず、６フレーム、８フレ
ームまたはそれ以外のフレームでもあり得る。この時、
ピクセルはＲ、Ｇ、Ｂ各々のピクセルでも、ＲＧＢを一
つのユニットにくくったピクセルユニットでもあり得
る。
【００６２】動作する時、第１データラインの第１ゲー
トラインに印加される階調電圧（Ａ）は、第１及び第２
フレームを駆動する時には正常な階調電圧（点線表示）
より低い階調電圧を印加し、第３及び第４フレームを駆
動する時には正常な階調電圧（点線表示）より高い階調
電圧を印加する方式を繰り返す。
【００６３】ここで、前記低い階調電圧は、外部から入
力される階調データ（ｎ）から第１階調補正値を減算し
た階調データに対応する電圧でも、階調データに対応す
る第１階調補正値に対応する電圧でもあり得る。
【００６４】また、前記高い階調電圧は、外部から入力
される階調データ（ｎ）に第２階調補正値を合算した階
調データに対応する電圧でも、階調データに対応する第
２階調補正値に対応する電圧でもあり得る。
【００６５】以上の一実施例ではＲＧＢの各サブピクセ
ルの全てを二つの電圧の平均で階調を表現する例を説明
したが、ＲＧＢのうちの一つまたは二つのサブピクセル
だけを電圧差などを印加する方式を通じても可能であ
る。
【００６６】以下、本発明の一実施例による二つの階調
の１対１平均駆動法を具現するために外部から入力され
る階調データに対応してルックアップテーブルに保存さ
れる第１階調補正値（ｍ）と第２階調補正値（ｍ´）と
の演算過程を添付した図８を参照して説明する。
【００６７】図８は、前記図７Ａ及び図７Ｂで説明した
広視野角モード用液晶表示装置によるガンマ曲線上で特
定ｎに対するｍとｍ´との演算を説明するための図面で
ある。この時、ガンマ曲線は各階調と光透過率との間の
関係を示し、ｍは第１階調補正値、ｍ´は第２階調補正
値である。
【００６８】図８を参照すると、液晶表示装置の設計者
側では特定階調Ｇ（ｎ）の光透過率Ｉ（ｎ）に対してΔ
Ｉだけ差のあるＧ（ｎ−ｍ）とＧ（ｎ+ｍ´）とを探し
てｍ値とｍ´値とを得る。ここで、ΔＩ値の大きさを調
節しながら視覚的に深刻な影響を与えない範囲内で階調
反転が起こらないΔＩ値を求めればよい。
【００６９】しかし、フル階調を６４階調と仮定する
時、ホワイト及びブラックに近い階調では（Ｉ（ｎ）+
ΔＩ）>Ｉ（６４）の条件を満たしたり、（Ｉ（ｎ）+Δ
Ｉ）<Ｉ（１）の条件を満たす。この時は、各々（Ｉ
（ｎ）+ΔＩ）=Ｉ（６４）の条件や（Ｉ（ｎ）+ΔＩ）=
Ｉ（１）の条件を満たすｍとｍ’とを使用する。当然、
この領域ではΔＩが中間領域とは異なる値を有する。
【００７０】以上のｎ、ｍ、ｍ’の関係は以下の数式１
より表される。
【数式１】
【００７１】ここで、液晶表示装置のフル（Full）階調
を６４階調と仮定する時、ｎはホワイト階調が６４、ブ
ラック階調が１であり、ｍは第１階調補正値、ｍ´は第
２階調補正値であり、ｍ+ｍ´は最小で２０以上である
と視覚的に深刻な影響を与えず好ましい。
【００７２】図９（ａ）乃至図９（ｄ）は、本発明によ
って定義されるｍ値とこれに対応するビューイング角度
による下側階調反転の光特性グラフである。特に図９
（ａ）はｍ値を０とした時、下側階調反転が３６度で、
図９（ｂ）はｍ値を１０とした時、下側階調反転が３８
度で、図９（ｃ）はｍ値を３０とした時、下側階調反転
が５６度で、図９（ｄ）はｍ値を５０とした時、下側階
調反転が８０度以上で発生した時の各々の光特性グラフ
である。
【００７３】図９（ａ）乃至図９（ｄ）を参照すると、
ｍ値が増加する程、下側階調反転が発生する角度が増加
することが確認できる。
【００７４】図１０は、本発明による階調表示を説明す
るための図面である。
【００７５】図１０を参照すると、一般的な液晶表示装
置の階調レベルに対応する階調値（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）
では円形表示した部分で階調反転が発生するが、本発明
による階調平均化動作を通じた階調値（Ｇ１´、Ｇ２
´）では階調反転が発生しないことが確認できる。
【００７６】以上で説明したように、本発明の一実施例
によると、階調電圧平均化以前のガンマ曲線と同一に測
定されるように各階調別に平均させる階調を計算するこ
とができ、一つのピクセルで一定の時間の間正極性及び
負極性の電圧の大きさが対称であるＤＣフリー条件を満
たして一つのピクセルで一定の時間周期で輝度平均が一
定であることが確認できる。
【００７７】また、共通電極電圧の揺れによる画面全体
の輝度変化がないので、共通電極電圧の揺れによって発
生するフリッカーの原因を除去することができ、応答時
間差による画面輝度が異なるピクセルが適切に平均化さ
れて目に見えないので、液晶の応答時間差によって発生
するフリッカーの原因を除去することができる。
【００７８】図１１Ａ及び図１１Ｂは本発明の他の実施
例による二つの階調の平均駆動法を説明するための図面
であって、特に二つの階調の２対１平均駆動法を説明す
る。より詳しくは、図１１Ａは本発明の他の実施例によ
る二つの階調の２対１平均駆動法を採用するのに適した
液晶パネルのパターンを図示し、図１１Ｂは前記図１１
Ａに印加される階調電圧のフレーム別印加パターンを図
示する。
【００７９】図１１Ａに図示したように、本発明の他の
実施例による二つの階調の平均駆動法によれば、空間的
に配置されたピクセルである５４＊３ピクセルを一つの
ユニットとして、図１１Ｂに図示したように、時間的な
フレーム別に、例えば６フレームを一つのユニットとし
て階調電圧を印加する。この時、ピクセルはＲ、Ｇ、Ｂ
各々のピクセルでも、ＲＧＢを一つのユニットにくくっ
たピクセルユニットでもあり得る。
【００８０】特に、図１１Ａに図示したように、図面上
では１/２ユニットといえる２７＊３ピクセルだけを図
示しており、他の１/２ユニットではＡ１<−>Ａ２、Ｂ
１<−>Ｂ２、Ｃ１<−>Ｃ２の関係（つまり、フレーム別
に反転関係）に変更しながらフレーム別に印加される。
【００８１】例えば、第１データラインの第１ゲートラ
インに印加される階調電圧（Ａ１）は、第１フレームを
駆動する時には正常な階調電圧より低い階調電圧を印加
し、第２及び第３フレームを駆動する時には正常な階調
電圧より高い階調電圧を印加し、第４フレームを駆動す
る時には正常な階調電圧より低い階調電圧を印加し、第
５及び第６フレームを駆動する時には正常な階調電圧よ
り高い階調電圧を印加する方式を繰り返す。また、他の
例としては、奇数番目のフレームを駆動する時には正常
な階調電圧より低い階調電圧を印加し、偶数番目のフレ
ームを駆動する時には正常な階調電圧より高い階調電圧
を印加する方式を繰り返す。逆に、偶数番目のフレーム
を駆動する時には正常な階調電圧より低い階調電圧を印
加し、奇数番目のフレームを駆動する時には正常な階調
電圧より高い階調電圧を印加する方式を繰り返す。
【００８２】ここで、前記低い階調電圧は、外部から入
力される階調データ（ｎ）から第１階調補正値（ｍ）を
減算した階調データ（ｎ−ｍ）に対応する電圧でも、階
調データに対応する第１階調補正値（ｍ）に対応する電
圧でもあり得る。また、前記高い階調電圧は、外部から
入力される階調データ（ｎ）に第２階調補正値（ｍ´）
を加算した階調データ（ｎ＋ｍ´）に対応する電圧で
も、階調データに対応する第２階調補正値（ｍ´）に対
応する電圧でもあり得る。
【００８３】以下、本発明の他の実施例による二つの階
調の２対１平均駆動法を具現するために外部から入力さ
れる階調データに対応してルックアップテーブルに保存
される第１階調補正値（ｍ）と第２階調補正値（ｍ´）
との演算過程を添付した図１２を参照して説明する。
【００８４】図１２は、前記図１１Ａ及び図１１Ｂのガ
ンマ曲線上で特定ｎに対するｍとｍ´との演算を説明す
るための図面である。
【００８５】図１２を参照すると、まず、特定階調が指
定されることによってＬＣＤ設計者は任意のｍ値とｍ´
値とを設定しながら視覚的に深刻な影響を与えない範囲
内で階調反転が起こらないΔＩ１値とΔＩ２値とを演算
し、演算されたΔＩ１値とΔＩ２値とに各々対応するｍ
値とｍ´値とを得る。この時、階調ごとにΔＩ値は相異
するが、特定階調に対しては同一なΔＩ値を有する。
【００８６】前記図１２のように、ｍ´を調節しながら
視覚的に深刻な影響を与えない範囲内で階調反転が起こ
らないｍ´値を求めればよい。
【００８７】液晶表示装置のフル階調を６４階調と仮定
する時、ホワイト及びブラックに近い階調では（ｎ+
ｍ）>６４であるか（ｎ−ｍ´）<０であるが、この時に
は、各々（ｎ+ｍ）=６４であるか（ｎ−ｍ´）=１にな
るようにする。
【００８８】以上のｎ、ｍ、ｍ’の関係は以下の数式２
より表される。
【数式２】
【００８９】ここで、液晶表示装置のフル階調を６４階
調と仮定する時、ｎはホワイト階調が６４、ブラック階
調が１であり、ｍは第１階調補正値、ｍ´は第２階調補
正値であり、ｍ+ｍ´は最小で２０以上であると視覚的
に深刻な影響を与えず好ましい。
【００９０】以上で説明した本発明の一実施例と他の実
施例とでは、前記二つ以上の階調を平均化して第１及び
第２階調補正値を各々メモリに保存するために、時間的
に変動する特定フレームで空間的に配置される特定ピク
セルとこれに隣接するピクセルとに印加される階調を平
均化する過程を通じて演算することをその一例として各
々説明したが、空間的に配置される特定ピクセルで時間
的に変動する以前のフレームと現在のフレームとに印加
される階調データを平均化することもできる。
【００９１】前記では、本発明の好ましい実施例を参照
して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は、特
許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸
脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させるこ
とができるであろう。
【００９２】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明によっ
て、二つ以上の階調を平均化するための第１及び第２階
調補正値を所定のメモリに保存し、外部から階調データ
が入力されることによってメモリに保存された第１及び
第２階調補正値を反映して平均階調データを出力するこ
とによって下側階調反転を改善することができ、ＴＮモ
ードでの問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一般に液晶セルに印加される電圧対比の液晶
方向子の配列を説明するための図面である。
【図２】 従来の視野角による階調表示を説明するため
の図面である。
【図３Ａ】 第１乃至第４ピクセルに各々フレーム別に
印加されるピクセル電圧を示す図面である。
【図３Ｂ】 図３Ａで空間的に配置された第１乃至第４
ピクセルにフレーム別に印加され、ピクセルが実際に感
じるピクセル電圧を示す図面である。
【図４】（ａ）従来の液晶表示装置で発生する液晶の応
答時間差によって発生するフリッカーを説明するための
図面であり、特定ピクセルにフレーム別（７フレームま
で図示）に印加される電圧とこれに応答する輝度レベル
とを説明するための図面である。 （ｂ）（ａ）のピクセルに隣接するピクセルにフレーム
別に印加される電圧とこれに応答する輝度レベルとを説
明するための図面である。
【図５】 本発明の実施例による広視野角モード用液晶
表示装置を説明するための図面である。
【図６】 前記図５のタイミング制御部をより詳細に説
明するための図面である。
【図７Ａ】 本発明の一実施例による二つの階調の平均
法を説明するための図面である。
【図７Ｂ】 本発明の一実施例による二つの階調の平均
法を説明するための図面である。
【図８】 前記図７Ａ及び図７Ｂのガンマ曲線上で特定
ｎに対するｍとｍ´との演算を説明するための図面であ
る。
【図９】（ａ）本発明によって定義されるｍ値とこれに
対応するビューイング角度による下側階調反転の光特性
グラフである。 （ｂ）本発明によって定義されるｍ値とこれに対応する
ビューイング角度による下側階調反転の光特性グラフで
ある。 （ｃ）本発明によって定義されるｍ値とこれに対応する
ビューイング角度による下側階調反転の光特性グラフで
ある。 （ｄ）本発明によって定義されるｍ値とこれに対応する
ビューイング角度による下側階調反転の光特性グラフで
ある。
【図１０】 本発明による階調表示を説明するための図
面である。
【図１１Ａ】本発明の他の実施例による二つの階調の平
均法を説明するための図面である。
【図１１Ｂ】 本発明の他の実施例による二つの階調の
平均法を説明するための図面である。
【図１２】 前記図１１Ａ及び図１１Ｂのガンマ曲線上
で特定ｎに対するｍとｍ´との演算を説明するための図
面である。
【符号の説明】
１００ タイミング制御部 １１０ 階調平均化部 １１２ データ処理部 １１４ ルックアップテーブル １２０ 入力処理部 １３０ クロック処理部 １４０ 信号処理部 ２００ ゲートドライバー ３００ データドライバー ４００ 液晶パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｐ (72)発明者 梁 英 ▲チョル▼ 大韓民国京畿道軍浦市衿井同住公アパート ２団地220棟1201号 Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA32 NA43 NA53 NA55 NC09 NC13 NC34 NC49 ND06 ND10 ND13 ND35 ND58 NF05 NF09 5C006 AA22 AC21 AC27 AF13 AF42 AF44 AF46 BB16 BC12 FA23 FA55 5C080 AA10 BB05 CC03 DD06 EE28 FF11 GG12 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】階調データに対応して輝度レベルを光学的
    に平均化するための一つ以上の階調補正値を所定のメモ
    リに保存し、外部から特定階調データが入力されること
    によってこれに連動して前記階調補正値を反映した平均
    階調データを出力するタイミング制御部と、 所定の走査信号を順次に出力するゲートドライバーと、 前記平均階調データの入力を受けて所定のデータ電圧に
    変換して出力するデータドライバーと、 前記走査信号の入力によって前記データ電圧による画像
    をディスプレイする液晶パネルと、 を含む広視野角モード用液晶表示装置。
  2. 【請求項２】前記タイミング制御部は、 外部からＲＧＢ各々のサブピクセルに対応する階調デー
    タが印加されることによって、前記一つ以上の階調補正
    値に基づいて前記ＲＧＢ各々のサブピクセルのうちの一
    つ以上のサブピクセルに対応する階調データを平均化し
    て平均階調データを出力する、請求項１に記載の広視野
    角モード用液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記タイミング制御部は、 前記データドライバーに入力される第１制御信号と前記
    ゲートドライバーに入力される第２制御信号と駆動電圧
    発生部に入力される第３制御信号とを生成して出力する
    信号処理部と、 外部から入力される画像データの階調を平均化した平均
    階調データを出力する階調平均化部と、 を含む、請求項１に記載の広視野角モード用液晶表示装
    置。
  4. 【請求項４】前記階調平均化部は、 前記第３制御信号に含まれるライン反転信号（ＲＶＳ）
    に同期して前記平均階調データを出力する、請求項３に
    記載の広視野角モード用液晶表示装置。
  5. 【請求項５】前記階調平均化部は、 第１階調補正値と第２階調補正値とを保存するメモリ
    と、 外部からＲＧＢ各々の階調データが入力されることによ
    って前記メモリから第１階調補正値または第２階調補正
    値を抽出し、前記第１階調補正値または第２階調補正値
    を反映した平均階調データを前記データドライバーに出
    力するデータ処理部と、 を含む、請求項３に記載の広視野角モード用液晶表示装
    置。
  6. 【請求項６】前記データ処理部は、 一つ以上のフレーム別に前記第１階調補正値を反映した
    平均階調データまたは第２階調補正値を反映した平均階
    調データを出力する、請求項５に記載の広視野角モード
    用液晶表示装置。
  7. 【請求項７】前記メモリは、二つ以上の電圧によって表
    示される輝度を反転法によって生成した第１階調補正値
    と第２階調補正値とを保存する、請求項５に記載の広視
    野角モード用液晶表示装置。
  8. 【請求項８】前記メモリは、各フレーム別輝度パターン
    を最適化して時間的に平均化する方法によって生成した
    第１階調補正値と第２階調補正値とを保存する、請求項
    ５に記載の広視野角モード用液晶表示装置。
  9. 【請求項９】前記第１階調補正値は前記階調データより
    低いレベルで前記液晶パネルのピクセル電極を駆動する
    ための電圧であり、 前記第２階調補正値は前記階調データより高いレベルで
    前記液晶パネルのピクセル電極を駆動するための電圧で
    ある、請求項１に記載の広視野角モード用液晶表示装
    置。
  10. 【請求項１０】前記液晶パネルは、ＴＮモードの液晶を
    備える、請求項１に記載の広視野角モード用液晶表示装
    置。
  11. 【請求項１１】前記液晶パネルは、増加した下側階調反
    転の発生角度を有する、請求項１に記載の広視野角モー
    ド用液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】多数のゲートラインと、前記ゲートライ
    ンに垂直に交差するデータラインと、前記ゲートライン
    と前記データラインとの間の一定の領域に形成されたピ
    クセル電極と、前記ゲートラインと前記データラインと
    前記ピクセル電極とに各々連結されたスイッチング素子
    とを含む液晶表示装置の駆動方法において、 （ａ）外部の画像信号ソースから画像ディスプレイのた
    めの階調データの入力を受ける段階と、 （ｂ）前記階調データに対応する階調補正値を反映した
    平均階調データを生成する段階と、 （ｃ）前記平均階調データをデータ電圧に変換する段階
    と、 （ｄ）前記データ電圧を前記データラインに印加する段
    階と、 （ｅ）前記データ電圧の出力のための走査信号を前記ゲ
    ートラインに順次に印加する段階と、 を含む広視野角モード用液晶表示装置の駆動方法。
  13. 【請求項１３】前記段階（ｂ）は、 （ｂ−１）前記階調データに対応する第１階調補正値と
    第２階調補正値とを所定のメモリから抽出する段階と、 （ｂ−２）前記第１階調補正値と前記第２階調補正値と
    を反映した平均階調データを生成する段階と、 を含む、請求項１２に記載の広視野角モード用液晶表示
    装置の駆動方法。
  14. 【請求項１４】前記第１階調補正値は前記階調データよ
    り低いレベルで前記ピクセル電極を駆動するための電圧
    であり、 前記第２階調補正値は前記階調データより高いレベルで
    前記ピクセル電極を駆動するための電圧である、請求項
    １３に記載の広視野角モード用液晶表示装置の駆動方
    法。
  15. 【請求項１５】前記段階（ｂ−２）の平均階調データ
    は、 前記階調データから前記第１階調補正値を減算して第１
    生成し、前記第１生成された平均階調データは奇数また
    は偶数番目のフレーム駆動時に印加され、 前記階調データに前記第２階調補正値を合算して第２生
    成し、前記第２生成された平均階調データは偶数または
    奇数番目のフレーム駆動時に印加される、請求項１３に
    記載の広視野角モード用液晶表示装置の駆動方法。
  16. 【請求項１６】前記段階（ｂ−２）の平均階調データ
    は、 奇数番目のフレーム駆動時に前記階調データに対応する
    前記第１階調補正値であり、 偶数番目のフレーム駆動時に前記階調データに対応する
    前記第２階調補正値である、請求項１３に記載の広視野
    角モード用液晶表示装置の駆動方法。
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