KR100378757B1 - 액정표시패널의그레이쉐이드구동장치 - Google Patents

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Abstract

광학 응답의 변동이 억제되며, 그레이 쉐이드 디스플레이 구동이 다중 라인 선택방법으로 촉진되는 장치로서 각각의 선택기간동안 세트 순차 주사에 의해 한 프레임에 걸쳐 로우 전극 그룹에 한세트의 정규직교함수로 표시되는 복수의 로우신호를 인가하는 제 1수단, 상기 정규직교함수 세트와 한세트의 픽셀데이타 사이에서 도트적 연산을 순차로 실행하며, 연산결과에 대응하는 전압 레벨을 가지는 컬럼신호를 각각의 선택기간동안 세트 순차 주사와 동기하여 컬럼 전극 그룹 각각에 인가하는 제 2수단을 포함하는 장치가 구비된다.
상기 제 1수단은 로우 신호율을 배가하여 로우 전극 그룹에 로우신호를 인가하며, 전후 2개의 프레임 동안 동일세트의 순차주사를 반복하며, 상기 제 2수단은 각 비트의 유효도에 따라 각 프레임의 픽셀데이타를 유지, 분할하는 프레임 메모리(6) 및 각 비트이 유효도에 따라 홀드된 픽셀데이타 세트를 판독하며, 도트적 연산을 실행하여 각 비트의 유효도에 따라 컬럼 신호 성분을 발생하는 도트적 연산수단(8)을 포함하여, 수평구동기(5)는 유효비트 성분, 레스 유효비트 성분으로 상기 컬럼 신호성분을 분할하며, 상기 한 프레임에 한 성분을, 다음 프레임에 다른 성분을 분배하여 상기 컬럼 전극(3)그룹에 인가를 위한 컬럼 신호를 형성한다.

Description

액정 표시 패널의 그레이 쉐이드 구동장치
본 발명은 STN 액정 등을 사용하는 플레인 매트릭스 액정 표시 패널을 구동하기 위한 장치에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 본 발명은 다중라인 선택법에 적합한 구동장치, 특히 펄스폭 변조 및 프레임 티닝(tinning)변조에 의해 그레이 쉐이드 표시(하프-톤 표시)에 적합한 구동회로 구조에 관한 것이다.
플레인 매트릭스형 액정 표시 패널은 일그룹의 로우전극과 일그룹의 컬럼전극 사이에 삽입된 액정층으로 구성되어서 하나의 매트릭스에 픽셀들을 제공하게 된다. 통상, 그러한 액정 표시 패널은 전압 평균법에 의해 구동된다. 이 방법에서, 각각의 로우전극들은 하나씩 순차적으로 선택되어지며, ON/OFF 상태에 상응하는 데이터 신호들은 이의 타이밍과 동기화되어 전체 컬럼전극에 공급된다. 따라서, 각각의 픽셀은 모든 컬럼전극(N 개수)이 선택되는 1 프레임 주기내에서 1 타임 슬롯(시간간격의 1/N) 사이에 고 인가전압을 수신하고 잔존하는 시간간격(시간간격의 (N-1)/N)내에서는 일정한 바이어스 전압을 수신한다. 사용된 액정 재료가 느리게 응답할 경우에는, 1 프레임 주기시에 인가 전압 파형의 유효값에 상응하는 휘도가얻어질 수 있다. 그러나, 다중수가 증가함에 따라 프레임 주파수가 감소되는 경우, 1 프레임 주기와 액정 응답 시간사이의 차가 감소되어, 액정이 각 인가펄스에 응답하여 콘트라스트를 저하시키는 "프레임 응답"현상이라고 불리우는 휘도 플리커가 일어난다.
이러한 전압 평균법의 프레임 응답 현상의 문제점을 처리하는 수단으로서, 인가 전압의 펄스폭이 감소되는 "고 주파수법"이 제안되었다. 펄스폭이 감소함에 따라 프래임 주파수가 증가된다. 선택시의 전압 펄스가 단시간내에 인가되기 때문에, 다음 전압 펄스는 트랜스미턴스 강하이전에 인가되어, 전체의 트랜스미턴스를 증가시킨다. 그러나, 이와같은 고주파수법은 인가전압의 파형 응력의 증가로 인해 영상 균일도를 현저하게 감소시키기 때문에 제한되어 있다.
최근에는, 상술한 프레임 응답 현상의 문제점을 다룸에 있어서, 예를 들면 일본국 특개평 5-100642호의 공보에 개시된 것으로 훨씬 더 효과적인 수단으로서 "다중 라인 선택법"이 제안되어 있다. 이러한 다중 라인 선택법에 있어서, 각 로우전극은 통상적인 방법으로 하나씩 차례로 선택되지는 않으나, 다수의 로우전극이 동시에 선택되어 고 주파수 구동과 같은 효과가 달성되므로 상술한 프레임 응답 문제점을 해소시킨다. 단일 라인 선택법과는 달리, 다중 라인 선택법은 자유롭게 표시를 실현하는데 특수 기법을 요한다. 즉, 최초 픽셀 데이터를 산술적으로 처리하여 처리된 데이터를 컬럼전극에 공급하는 것이 필요하다. 실제로, 일련의 정규직교함수 세트에 의해 나타낸 다수의 로우신호는 각 선택주기시에 세트 순서대로 일단의 로우전극에 인가된다. 한편, 일련의 정규직교함수 세트와 일련의 선택된 픽셀 데이터 사이에 도트적 연산이 순차적으로 수행된 후 계산 결과치에 상응하는 전압 레벨을 지닌 컬럼신호가 각 선택주기시의 세트 순차적 주사와 동기화하여 컬럼전극 그룹에 인가된다.
상술한 다중 라인 선택법은 또한 그레이 쉐이드 표시장치와 함께 사용 확대될 수 있다. 그레이 쉐이드 표시를 나타내는 여러가지 방법이 있다. 예를 들면, 펄스 폭 변조법 및 프레임 티닝 변조법은 상술한 특개평 5-100642호의 공보에 개시된 다중 라인 선택법과 용이하게 결합될 수 있다. 이러한 방법에 있어서는, 소정의 픽셀 데이터는 다수의 비트를 지니고 그레이 쉐이드는 이것과 함께 표시된다. 일련의 정규직교함수 세트와 일련의 픽셀 데이터 사이에 도트적 연산이 행해지는 경우에는 일련의 픽셀 데이터는 비트로 나누어져서 각 비트의 유효도에 상응하는 컬럼신호성분을 생성한다. 또한, 각 비트의 유효도에 상응하는 컬럼신호 성분은 각 선택주기시에 차례로 배열되어 컬럼신호를 구성하는데, 이는 컬럼전극 그룹에 인가된다. 이때, 소정의 그레이 쉐이드 표시는 각 비트의 유효도에 따라 펄스폭 변조법 또는 프레임 티닝 변조법을 적용함으로써 이루어질 수 있다.
다중 라인 선택법에 있어서, 기본적으로 로우전극 그룹에 인가된 로우신호는 정규직교 파형을 지닐 수 있으나, 동시에 선택된 모든 로우전극은 일단 1 프레임내에서 동일한 편광도를 지닌 전압 펄스에 의해 주사되어야 한다. 한편, 각 컬럼전극에 인가된 컬럼신호파형은 상술한 바와 같이 일련의 픽셀 데이터와 일련의 정규직교 신호의 도트적 연산에 의해 얻어진다. 따라서, 픽셀 데이터가 임의의 그레이 쉐이드 화상 패턴을 나타내는 한, 바이어스 전압은 1 프레임내에서 비선택 주기시에 임의로 분배된다. 그러나, 화상 패턴이 전체 화이트 상태(모두 ON) 또는 전체 블랙상태(모두 OFF)로 변하는 경우에는, 비선택 주기시의 바이어스 전압은 동시에 선택된 모든 로우전극이 동일한 극성을 지닌 전압 펄스에 의해 주사되는 타임 슬롯에서 집중적으로 인가된다. 이 때문에, 광학 응답이 변동되어 픽셀 패턴에 따르는 콘트라스트 변화가 발생된다. 따라서, 본 발명의 목적은 그레이 쉐이드 픽쳐 패턴에 의한 광학 응답 변화를 제거하는데 있다.
상술한 종래의 문제점을 해결하고 본 발명의 목적을 달성하기 위해 하기의 측정법이 수행된다. 즉, 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치는 기본적으로 다수의 비트로 구성된 소정의 픽셀 데이터에 따라 액정층이 로우전극 그룹과 컬럼전극 그룹사이에 유지되어 픽셀을 매트릭스 형태로 제공하는 액정표시 패널을 구동시킨다.
그레이 쉐이드 구동장치는 각 선택주기동안 세트 순차 주사에 의해 1 프레임에 걸쳐 정규직교함수 세트로 나타낸 다수의 로우신호를 로우전극 그룹에 인가하는 제 1수단을 구비한다. 또한, 그레이 쉐이드 구동장치는 정규직교함수 세트와 일련의 선택된 픽셀 데이터사이에 도트적 연산을 행하여 계산결과에 의한 전압 레벨을 갖는 컬럼신호를 각 선택 주기시에 세트 순차 주사와 동기화하여 컬럼전극 그룹에 인가하는 제 2수단을 구비한다.
본 발명은 제 1수단이 다수의 로우신호를 발생하는 정규직교함수 발생 수단과, 그 신호율을 배가함으로써 로우신호를 로우전극 그룹에 인가하여 적어도 전후 2개의 프레임에 대해 동일한 세트 순차 주사를 반복실시하는 수직 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 한편, 제 2수단은 픽셀 데이터를 비트로 분할하여 각프레임에 픽셀 데이터를 보유하는 프레임 메모리와, 일련의 보유된 픽셀 데이터를 판독하여 상술한 도트적 연산을 행하여 각 비트의 유효도에 따라 로우신호 성분을 생성시키는 도트적 연산 수단을 포함한다.
그레이 쉐이드 구동장치는 또한 컬럼신호성분을 상위 비트 및 하위 비트 컬럼신호 성분으로 나누고, 한 성분을 앞 프레임에, 다른 성분을 다음 프레임에 분배시켜서 컬럼전극 그룹에 인가되는 컬럼신호를 구성하는 수평 구동 수단을 포함한다. 또는, 상위 비트 컬럼신호성분과 하위 비트 컬럼신호성분을 각각 절반부로 나누어서 상위 비트 및 하위 비트 컬럼신호성분으로부터 선택된 절반부를 앞 프레임에, 나머지 절반부를 다음 프레임에 분배시켜서, 컬럼전극 그룹에 인가되는 컬럼신호를 구성한다. 바람직하게는, 수평 구동장치는 상위 비트 성분에 대하여 펄스폭 변조에 의해 컬럼신호성분을 인가하는 동안에 펄스폭 변조 및 프레임 티닝 변조를 이용하여 컬럼신호성분을 하위 비트 성분에 인가한다.
본 발명에 따라, 로우신호 율은 배가되어 로우전극 그룹에 인가되며, 동일한 세트 순차 주사가 적어도 전후 2개의 프레임에 대해 반복 실시된다. 이렇게 하여, 프레임 주파수 율이 명백히 배가되어 프레임 응답 현상이 방지된다. 따라서, 광학 응답변화는 그레이 쉐이드 표시 패턴이 모두 ON 또는 모두 OFF인 경우에도 개선될 수 있다. 그런데, 프레임 주파수 율이 증가되는 경우 선택주기도 단축된다. 그레이 쉐이드 표시를 행하는 경우, 펄스폭 변조법을 이용하고 컬럼신호 파형은 상위 비트 성분 /하위 비트 성분에 대하여 상이한 펄스폭을 갖는 일련의 컬럼신호로 구성된다. 선택 주기가 로우신호속도를 배가함에 따라 단축되기 때문에, 컬럼신호의펄스폭도 감소된다. 컬럼신호가 이의 펄스폭 감소시에 인가되는 경우, 영상 균일도는 펄스 파형의 일그러짐에 의해 손상을 받는다.
또한, 본 발명에 따라, 컬럼신호는 컬럼신호 성분을 상위 비트 성분 및 하위 비트 성분으로 나누어서 한 성분을 앞 프레임에, 다른 성분을 다음 프레임에 분배시킴으로써 구성된다. 이렇게 하여, 각 컬럼신호성분의 펄스폭을 감소시키지 않고도 로우신호 율을 배가함에 따라 제공될 수 있게 된다. 즉, 각각 상위 비트 컬럼신호성분 및 하위 비트 컬럼신호성분을 절반으로 나누어서 상위 비트 성분과 하위 비트 성분으로부터 선택된 각 절반부를 앞 프레임에, 나머지 절반부를 다음 프레임에 분배시킴으로써 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
실시예
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제1도는 액정표시판의 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치를 도시한 개략적인 블럭도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치는 평탄한 매트릭스 타입의 액정표시판(1)에 연결되어 있다. 액정디스플레이패널(1)은 일군의 로우전극(2)과 일군의 컬럼전극(3)사이에 액정이 삽입되어 있는 평판구조를 가진다. 예를들면, 액정층으로서 STN 액정이 이용될 수 있다. 그레이 쉐이드 구동장치는 다수의 비트로 이루어진 픽셀 데이타에 따라서 펄스 폭 변조 및 프레임 티닝 변조법을 이용하여, 상기 구조의 액정디스플레이패널(1)을 점진적으로 구동시킨다.
그레이 쉐이드 구동장치에는 일군의 로우전극(2)을 구동시키기 위해서 이에연결되어 있는 수직 구동기(4)가 장치되어 있다. 또한, 상기 그레이 쉐이드 구동장치에는 일군의 컬럼전극(3)을 구동시키기 위해서 이에 연결되어 있는 수평 구동기(5)가 장치되어 있다. 또한, 그레이 쉐이드 구동장치는 프레임 메모리(6), 정규직교함수발생수단(7), 도트적 연산수단(8)을 가진다. 프레임 메모리(6)는 각 프레임에 입력된 픽셀 데이타를 저장한다. 픽셀 데이타는 일군의 로우전극(2)과 일군의 컬럼전극(3)의 교차부에 구비되어 있는 픽셀의 농도를 나타낸다. 픽셀 데이타는 본 발명에서 픽셀 농도가 그레이 세이딩으로 표시되도록 하는 다수의 비트로 구성되어 있다. 이와 관련하여, 프레임 메모리(6)는 각 비트의 유효도에 대응하는 비트 평면을 가진다.
직교함수발생수단(7)은 서로 수직인 다수의 직교함수를 발생하며, 상기 직교함수들을 적절한 세트 패턴으로 순차적으로 수직 구동기(4)에 공급한다. 수직 구동기(4)는 상기 세트의 직교함수들로 표현되는 다수의 로우 신호들을 각각의 선택주기동안에 한 세트 순차 주사에 의해 일군의 로우전극(2)에 인가한다. 이 때, 수직 구동기(4)는 상기 신호율을 2배로 함으로써 일군의 로우전극(2)에 상기 로우신호들을 인가하고, 적어도 전후 2개의 프레임에 대해 동일한 세트 순차 주사를 반복한다. 상기 표현에서 명백하게 알 수 있듯이, 정규직교함수발생수단(7) 및 수직 구동기(4)는 상기 제1수단에 해당한다.
그레이 쉐이드 구동장치는 제2수단으로서 프레임 메모리(6) 및 수평 구동기(5)이외에도 도트적 연산수단(8) 및 전압레벨회로(12)를 추가로 포함한다. 제2수단은 한 세트의 정규직교함수와 한 세트의 픽셀 데이타의 도트적 연산을 순차적으로 실행하고, 상기 연산 결과에 대응하는 전압레벨을 가지는 컬럼 신호를 세트 순차 주사와 동기하여 선택주기마다 일군의 컬럼전극(3)에 인가한다. 구체적으로, 도트적 연산수단(8)은 프레임 메모리(6)내에 저장되어 있는 한 세트의 픽셀 데이타를 순차적으로 판독함으로써 소정 도트적 연산을 행하고, 각각의 비트의 유효도에 대응하는 컬럼신호성분을 형성한다. 수평 구동기(5)는 펄스 폭 변조가 행해진 비트를 가진 컬럼신호성분과, 프레임 티닝 변조가 행해진 비트를 가진 컬럼신호성분을 적절히 배열함으로써 일군의 컬럼전극(3)에 가해지는 컬럼신호를 구성한다. 컬럼신호를 구성하는데에 필요한 전압레벨은 미리 전압레벨회로(12)로부터 공급된다. 전압레벨회로(12)는 수직 구동기(4)에도 소정의 전압레벨을 공급함에 유의한다. 수직구동기(4)는 정규직교함수에 따라서 전압레벨을 적절하게 선택하고 이를 로우신호로서 일군의 로우전극(2)에 공급한다.
그레이 쉐이드 구동장치는 프레임 메모리(6)내로의 픽셀 데이타의 판독을 제어하는 메모리 제어수단(10)을 포함한다. 즉, 이는 펄스 폭 변조가 행해진 비트에 대해 모든 프레임마다 기록을 행하고, 프레임 티닝 변조가 행해진 비트에 대해 프레임 티닝 변조에 응답하여 필요한 프레임마다 기록을 행한다. 그레이 쉐이드 구동장치는 메모리 제어수단(10)이외에도 동기화 회로(9) 및 구동제어수단(11)을 가진다.
동기화 회로(9)는 프레임 메모리(6)로부터의 픽셀 데이타 판독 타이밍과, 직교함수발생수단(7)로부터의 신호전송타이밍을 서로 동기화시킨다. 프레임 시간간격으로 세트 순차 스캐닝을 반복함으로써 소망 영상이 표시된다. 동기화 회로(9)는 메모리 제어수단(10)의 타이밍을 제어한다. 메모리 제어수단(10)은 상기한 바와 같은 각각의 비트 평면에 의해 프레임 메모리(6)로의 픽셀 데이타의 판독을 제어한다. 구동제어수단(11)은 동기화 회로(9)에 의해 제어되고, 상기한 바와 같이 로우 신호율를 2배로 하기 위해서 소정 클럭 신호를 수직 구동기(4)에 공급한다. 또한, 구동제어수단(11)은 로우 신호율의 2배증가에 응답하여 수평구동기(5)를 제어한다.
본 발명은 수직구동기(4)가 일군의 로우전극(2)에 인가되는 로우 신호율을 2배로 하고, 구동제어수단(11)의 제어하에서 이를 적어도 전후 2개의 프레임에 대해 같은 세트 순차 주사를 반복하는 것을 특징으로 한다. 대조적으로, 수평 구동기(5)는 컬럼신호성분을 상위 비트와 하위 비트 성분으로 나눈 후, 한 성분은 전의 프레임(이하, 제1절반 프레임이라 칭함)에 분배하고, 다른 성분은 다음 번의 프레임(이하, 제2절반 프레임이라 칭함)에 분배하여 일군의 컬럼전극(3)에 인가되는 컬럼신호를 구성한다. 또는 상위 비트 컬럼신호성분과 하위 비트 컬럼신호성분을 각각 절반으로 나누기 위해서 이를 배열하고, 상기 상위 비트와 하위 비트의 컬럼신호성분으로부터 선택된 각각의 절반을 상기 제1절반 프레임에 분배하고, 나머지 절반은 상기 제2절반 프레임에 분배함으로써 일군의 컬럼전극에 인가되는 컬럼신호를 구성하는 것이 가능하다. 이 때, 펄스 폭 변조는 상위 비트 컬럼신호성분에 인가되고, 프레임 티닝 변조는 하위 비트 컬럼신호성분에 인가된다.
이하, 제1도에 도시한 그레이 쉐이드 구동장치의 작동을 상세히 설명한다. 본 발명의 이해를 돕기 위해, 다중라인선택에 대해 4라인의 로우전극이 동시에 선택되는 경우를 예로들어 원리를 먼저 설명한다. 설명을 간단히 하기 위해, 컬럼신호의 그레이 세이딩 및 로우신호율의 2배화는 원리설명에서는 설명을 생략한다.
제2도는 4라인 동시구동의 파형도이다. F1(t) - F8(t)은 각각의 로우전극에 인가된 로우신호를 표시하고, G1(t) - G3(t)는 각각의 컬럼전극에 인가된 컬럼신호를 표시한다. 로우신호(F)는 (0,1)의 완전한 정규직교함수중의 하나인 왈스함수에 따라 설정된다. 주사 파형은 "0"에 대응하여 "-Vr"로 설정되고, 1에 대응하여 "+Vr"로 설정되며, 비선택주기에 대한 전압레벨(Vo)은 0 V로 설정된다. 4개의 라인은 각각의 세트가 상단에서부터 하단까지 순차적으로 스캐닝되도록 한 세트로 동시에 선택된다. 왈시함수의 한 주기에 해당하는 한 프레임은 4번의 세트 순차 스캐닝에 의해 완료된다. 다음 주기에, 세트 순차 스캐닝은 신호극성이 반전되면서 4번 행해지며, 이에 의해 DC성분이 제거된다. 극성의 반전은 매 2프레임마다 반복되어서 1사이클을 이룬다. 이 사이클 주파수는 예를들면 TV 표준에 따라서 30Hz로 설정된다. 따라서, 프레임 주파수는 60 Hz로 배가된다. 즉, 각각의 프레임은 1초에 60번 반복된다.
한편, 각각의 그룹의 컬럼전극에 인가된 컬럼신호는 소정 도트 곱 연산에 의해 처리된다. 상기 연산에서 각각의 픽셀 데이타는 Iij이다(여기서 i는 매트릭스의 로우번호를 표시하고, j는 매트릭스의 컬럼번호를 표시함.). 픽셀 데이타가 다수의 비트를 포함하지 않고 단일개의 비트를 포함하며, 픽셀이 ON인 경우 Iij는 -1로 설정되고, OFF인 경우에 Iij는 +1로 설정되는 경우를 가정하면, 각각의 컬럼전극에 인가된 컬럼 데이타 신호 Gj(t)는 다음 도트 곱 연산처리를 행함으로써 기본적으로 설정된다.
식 1)
상기 연산에서, 비선택주기에서 로우신호는 "0"레벨이 설정되어 있기 때문에 선택된 로우에 대해서만 상기 합 연산이 행해진다. 따라서, 4라인의 동시선택에서, 컬럼신호는 5개의 전압레벨을 취할 수 있다. 즉, 컬럼신호는 "동시선택라인 + 1"과 같은 소정갯수의 전압레벨을 필요로 한다. 이러한 전위 레벨은 상기한 바와 같이 제1도에 도시한 전압레벨회로(12)로부터 인기된다.
제3도는 왈스함수를 도시한 파형도이다. 예를 들면, 동시 4-라인 선택의 경우, 로우 신호의 파형을 형정하기 위해서 상단으로부터 4개의 왈스함수가 이용된다. 제2도와 제3도의 비교로부터 알 수 있듯이, 예를들면 로우신호 F1(t)는 제1왈시함수에 대응한다. 이 함수는 한 주기를 지나 하이 레벨을 가지므로, F1(t)의 4개의 펄스는 (1,1,1,1)의 순서로 배열된다. F2(t)는 제2왈시함수에 대응한다. 이 함수는 한 주기의 첫번째 절반에서는 하이 레벨을 가지며, 한 주기의 두번째 절반에서는 로우 레벨을 가진다. 따라서, F2(t)내에 포함된 펄스는 (1,1,0,0)의 순서로 배열된다. 마찬가지로, 신호 F3(t)는 제3왈시함수에 대응하므로, 상기 펄스는(1,0,0,1)의 순서로 배열된다. 또한, F4(t)는 제4왈시함수에 대응하므로, 펄스는 (1,0,1,0)의 순서로 배열된다.
상기 설명에서 알 수 있듯이, 한 세트의 로우 전극에 인가된 로우신호세트는 정규직교함수 관계에 의거하여 (1,1,1,1) (1,1,0,0) (1,0,0,1) 또는 (1,0,1,0)의 적절한 조합 패턴으로 표현된다.; 제2도의 경우, 제2세트는 같은 조합패턴을 따라 정규직교신호 F5(t)-F8(t)을 수용한다. 유사한 방식으로, 제3이후의 세트는 같은 조합 패턴에 대응하여 소정 로우신호를 수용하므로, 하나의 세트 순차 주사를 완료한다. 한 프레임은 4번씩 세트 순차 스캐닝을 반복함으로써 완료된다.
정규직교관계가 다중라인선택법으로 유지되는 한, 로우전극에 인가된 전압파형은 여러 조합 패턴을 가질 수 있다. 그런데, 제2도에 도시한 조합 패턴으로, 모든 동시선택라인은 한 프레임에 한 번씩 +Vr 또는 -Vr에 의해 주사된다. 예를들면, 제2도에 도시한 제1세트 순차 스캐닝에서 모든 동시선택 라인은 +Vr로 인가된다. 한편, 컬럼신호전극에 인가된 전압파형은 픽셀 데이타에 의거하여 소정 도트적 방정식에 따라 연산된다. 따라서, 매트릭스 픽셀 데이타가 랜덤 화상 패턴을 표시하면, 비선택주기에서의 바이어스 전압은 한 프레임내에 랜덤하게 인가된다. 그런데, 화상패턴이 모든 ON 상태에 있거나, 모든 OFF 상태에 있으면, 비선택주기의 바이어스 전압은 모든 동시선택라인이 +Vr 또는 -Vr에 의해 스캐닝되는 소정 주기내에 집중된다. 이에 대해, 광 응답은 변동됨으로써 화상 패턴에 의존하여 콘트라스트 변화를 야기한다.
제4도는 화상패턴에 의존하여 콘트라스트의 변화가 발생되는 방식을 도시한 도면이다. 이들 그래프는 4라인 동시선택모드에서 실제로 액정에 인가된 전압 파형 및 광 응답을 개략적으로 표현한다. 제4A도는 랜덤 패턴이 표현되는 경우를 도시한 개략도이고, 재4B도는 모든 ON 패턴이 표현되는 경우를 도시한 개략도이다. 이들 도면에서 알 수 있듯이, 바이어스 전압은 제1세트 순차 스캐닝 주기내에 집중됨으로써 모든 ON 패턴에서 콘트라스트 변동을 발생한다.
이하, 제5도를 참고하여 광 응답의 변동을 방지하기 위해 본 발명에서 채택한 로우신호 2배-비율 구동을 설명한다. 제5A도는 4라인 동시선택에서 비선택주기동안 전압레벨을 인가한 액정을 표시한 도면이다. 제1세트순차스캐닝에서, 모든 4개의 로우신호(F1내지 F4)는 +1레벨을 가진다. 모든 ON상태에서, 모든 픽셀 데이타 Iij는 -1레벨을 취한다. 따라서, 상기 도트 곱 연산이 행해진 때에, 로우신호는 절대값 4 레벨을 가지며, 이는 비선택주기동안 인가된다. 제2세트순차스캐닝에서 F1 및 F2는 +1 레벨을 취하고, F3 및 F4는 -1 레벨을 취한다. 따라서, 모든 ON 상태에서, 플러스부와 마이너스부는 상쇄되므로, 비선택주기동안 인가된 전압은 0 레벨이다. 유사하게, 제3 및 제4세트순차스캐닝에서도 비선택주기동안 인가된 전압은 0 레벨이다.
제 5C도는 상기 전압을 그래프로서 도시하는데, 제 1세트의 순차 주사에 있어서 비선택기간ΔT동안, 절대값 4의 레벨전압이 인가되며, 제2, 제3, 제4 세트의 순차 주사에 있어서, 절대값 0의 전압 레벨이 비선택기간ΔT동안 인가된다. 4회의 세트 순차 주사로 한 프레임이 종료된다. 전기와 같이 프레임 기간은 60Hz이며, 제 1세트의 순차 주사 기간에 상기 인가 전압이 집중되므로서 60Hz의 주파수 성분이 전체적으로 강화되며, 프레임 응답이 명확해진다.
상기 문제를 처리하는데 있어서 3라인 동시 선택이 유효하다. 제 5B도에 도시한 실시예에 있어서, F1을 제외하고 3로우 신호 F2내지 F4를 이용하여 3라인 동시 선택이 행해진다. 제 1세트 순차 주사에 있어서, 비선택기간동안 절대값 3의 전압레벨이 인가된다. 제 2세트의 순차주사에서는, 플러스, 마이너스 부간의 차만이 있어서 비선택기간동안 절대값 1의 전압 레벨이 인가된다. 유사하게, 절대값 1의 전압레벨이 제 3및 제 4세트의 순차 주사에서 비선택 기간동안 인가된다.
제 5D도에 도시한 파형도는 상기 전압 레벨을 도시하며, 제 1세트의 순차 주사에서 비선택기간 ΔT동안 절대값 3의 전압 레벨이 인가되며, 제2,3,4 세트의 순차 주사 동안 절대값 1의 전압 레벨이 인가된다. 제1, 제2 내지 제4 세트의 순차 주사에서 비선택기간동안 인가된 전압차가 상술한 바와같이 3라인 선택에서 절대값 2의 레벨로 감소되기 때문에, 60Hz 성분이 전체로 약화되어 프레임 응답이 뚜렷하지 않게 된다. 비선택 기간동안 인가된 전압은 각 세트의 순차주사으로 확산될 수 있기 때문에, 기수라인 동시 선택이 우수라인 동시 선택에 비해 보다 유효하다. 따라서, 본 발명은 기수라인 동시 선택법을 채용한다.
그리나, 기수라인 동시 선택에 있어서도, 제 5D도의 도시처럼 60Hz 성분이 아직 있으며, 로우신호율이 제 5E도와 같이 배가되어 본 발명의 로우전극에 인가된다.
즉, 최소한 전후 2개의 프레임에서 동일한 세트의 순차주사가 반복된다. 결론적으로, 프레임 주파수는 120Hz이며, 제 1절반 프레임 및 제2 절반프레임에서 전체적으로 동일한 구동이 반복된다. 그러나, 로우 신호율이 배가되기 때문에, 동일시간 동안 선택기간ΔT가 1/2로 감소된다. 전술한 신호율을 배가시키므로써, 60Hz 성분이 제거되며, 120Hz 성분이 나타낸다. 프레임 응답은 프레임 주파수율을 증가시키므로써 억제된다.
광학 응답의 변동을 처리키 위해서 수평 천이 구동법이 제시되며, 다중 라인 선택방법에 있어서, 각 그룹이 상부에서 하부로 디스플레이면을 주사하도록 순차적으로 선택된다. 동시에, 로우 전극에 인가된 주사 신호파형의 위상이 그 방금전에 선택된 로우신호 파형의 위상으로 천이된다. 이로써, 비선택기간동안 액정에 인가된 바이어스 전압이 모든 ON 및 OFF 디스플레이시 한 프레임 내에서 한 프레임 간격에 집중되지 않고 확산된다.
상기 위상차의 영향으로, 로우전극에 인가된 파형의 조합 패턴이 한 세트의 순차 주사기간내에서 적어도 한 기간만큼 위상천이 된다.
종래의 다중라인 선택에 있어서, 정규직교 함수의 조합패턴이 고정된 경우 전술한 바와 같이, 콘트라스트 변동이 야기되지만, 로우신호의 전압파형의 위상을 천이시키므로써 광학응답이 균열화되어 프레임 응답이 억제되어 모든 ON 또는 OFF 상태 동안 콘트라스트가 개선된다. 제 6도는 수평위상 구동 파형을 도시하는데, 4라인의 동시선택에 있어서, 로우신호의 전압 파형이 왈스(Walsh)함수에 따라 배열되어 4라인이 한세트로서 동시선택될 때마다 1위상이 천이 된다. 제6도에 있어서, F1(t)는 각 주사신호파형을 도시하며, 세트 순차방식으로 선택된 4라인의 각 세트가 상부에서 하부로 액정 디스플레이 패널을 주사한다. 제 1세트의 순차주사에 있어서, F1, F2, F3, F4가 각기 +Vr, +Vr, +Vr 및 +Vr로 세트되며, 다음 세트인 F5, F6, F7, F8은 선행세트로부터 한위상씩 천이된 +Vr, +Vr, -Vr, -Vr로 각각 세트된다. 유사한 방식으로, F8이후의 로우신호는 순차적으로 위상천이된 로우신호가 로우전극에 인가된다. 한편, 각각의 컬럼 신호 전극이 컬럼신호 G1(t), G2(t), G3(t)로서 인가되며, 전술한 도트적공식에 따라 연산된다. 제 2도 도시의 모든 OFF 상태에서의 G3(t) 및 모든 ON 상태에서의 G2(t)와 대조적으로, 제 1순차 주사기간에 집중된 컬럼전극에 인가된 전압이 4회의 선택시 한번 발생하며, 전체 한 프레임에 걸쳐서 균일하게 확산된다.
프레임 응답을 억제함에 있어서 수평천이 방법이 유효하지만, 모든 ON 상태 화상패턴이 수평방향에서 대조적으로 이동하는 비디오 영상의 경우에 있어서, 응답 속도가 동시 선택된 로우 전극의 그룹마다 상이하므로, 디스플레이 영상을 변형시키는 문제를 갖는다.
제 7도는 그것을 개략도시한다. 스크린(20)상에 디스플레이 된 모든 ON 상태 화상 패턴(21)이 수평방향에서 이동하지만, 선택라인 수의 한 단위에서 레벨차가 있어서, 영상의 균일도를 방해한다. 따라서, 어느 정도는 수평천이 방법이 유효하지만, 수직 방향에서 응답 속도의 불일치가 있는 것이 결점이다. 반면, 프레임응답이 억제될 수 있어서, 본 발명에 따라 로우신호의 율을 배가시키므로써 구동시키고, 기수라인 동시 선택방법을 이용하므로써, 한방향에서 응답속도의 불일치가 나타나지 않는다.
로우 신호 배가율 구동 및 컬럼신호 그레이 쉐이드 구동이 합해진 구동방법을 이하 설명한다. 그레이 쉐이드 디스플레이가 본 발명에 따라 행해진 경우, 각각의 픽셀데이타는 복수의 비트를 가지며, 이경우, 도트적 연산을 이하 설명한다.
제 8도는 예로서 3비트로 된 픽셀데이타를 입력하므로써 8등급 레벨 디스플레이가 행해진 것을 도시하는데, 도시처럼, 각 픽셀데이타는 상위비트에 해당하는 제 2비트, 하위비트에 해당하는 제 1비트, 최하위비트(LSB)에 해당하는 제로번째 비트를 가지며, 각 비트는 2진 0 또는 1을 취하며, 3비트가 모두 0일때, 가장 낮은 0번째 등급을 나타내며, 3비트가 모두 1일때, 가장 높은 7번째 등급을 나타낸다. 각 비트가 취하는 값에 따라 바람직한 1/2톤 디스플레이가 얻어진다. 상술한 도트적 연산은 비트의 유효성(위치)마다 구분하므로써 상기 3비트를 가지는 픽셀 데이타에 대해 행해진다. 즉, 첫째로 상기 세트의 정규직교함수로서 도트적 연산이 실행되어 상위비트에 대응하는 컬럼 신호성분을 발생한다. 다음으로, 제 1비트의 세트의 정규직교 함수 세트사이에 유사한 도트적 연산이 행해지어 하위비트에 대응하는 컬럼 신호 성분을 발생한다. 최종으로, 제로번째 비트세트와 정규직교함수의 세트사이에 유사한 도트적 연산이 행해지므로서 LSB에 대응하는 컬럼 신호성분을 발생한다.
제 9도는 상기한 바와 같이 발생된 컬럼 신호 성분이 평면적으로 배열되어 컬럼 신호를 형성하는 경우를 도시하는데, 이도면에서, 수평축은 경과시간, 수직축은 컬럼신호 G(t)의 전압 레벨을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 컬럼신호G(t)가 도트적 연산의 결과에 따르는 소정의 전압레벨을 가진다. 컬럼신호 G(t)는 한 선택기간Δt에서 픽셀 데이타에 포함된 3비트에 대응하는 컬럼신호 성분 g2, g1, g0를 포함한다. 상기 제1 컬럼 신호 성분 g2는 제8도의 제 2비트 세트를 이용하여 도트적 연산된 것을 나타내는데, 상기 상위비트에 해당한다. 다음 컬럼 신호성분 g1은 하위 비트에 해당하며, 최종 컬럼 신호성분 g0는 LSB에 해당한다.
본 발명에 있어서, 상기 상위비트 및 하위비트에 펄스폭변조가 행해지며, LSB에 프레임 티닝(frame thinning)변조가 행해진다. 이때문에, 상기 상위비트에 대응하는 컬럼신호 성분 g2의 펄스폭 P2가 가장크며, 하위비트에 해당하는 다음 컬럼신호 성분 g1의 펄스폭 P1이 P2의 1/2이며, LSB에 대응하는 컬럼신호 성분 g0에 있어서, 그 펄스폭 P0는 펄스폭 변조가 행해질때 P1의 1/2이다. 그러나, 프레임 티닝 변조가 본 명세서에서는 LSB에 행해지므로, 컬럼 신호성분 g0의 펄스폭 P0가 하나위의 하위비트의 컬럼신호 성분 g1의 펄스폭 P1과 동일하다. 상기 배열에서, 두 프레임마다 하나의 컬럼신호성분 g0을 출력하므로써, 그 유효펄스폭에 P0의 1/2이 되며, 1/2등급이 각 프레임마다 평균화되는 경우 실현된다. 펄스폭의 극단 감소가 방지되며, 전술한 바와 같이, 하위비트에 프레임 티닝 변조를 행하므로써, 회로를 설계함에 있어서, 버든(burden)이 감소될 수 있다. 본 발명은 단지 상기 배열에만 제한되지 않으며, 예를들면, 프레임 티닝 변조가 행해진 비트의 유효성이자유로이 선택될 수 있으며, 1/4등급, 1/2등급이 실현될 수 있다. 1/4등급에 있어서, 4회마다 한번 프레임 티닝이 행해진다.
로우신호율이 배가되는 경우, 선택기간Δt가 1/2로 되며, 따라서, 각 컬럼 신호성분의 펄스폭 P가 각기 1/2로 나누어진다. 제9도 도시의 컬럼신호가 그상태로 이용되는 경우, 래스 유효비트의 펄스폭이 극단으로 좁아져서, 회로 설계에 있어서, 버든을 증가시킨다. 로우신호율의 배가에 따라 컬럼신호가 적절히 처리되므로써, 펄스폭이 극단으로 감소되는 것을 방지한다. 이를 제 10도를 참조하여 설명한다. 제10A도는 선택기간Δt에서 취하는 각 컬럼 신호 성분의 펄스폭율을 도시하는데, P2는Δt의 1/2을 취한다. P1은Δt의 1/4을 취하며, P0는Δt의 1/4을 취한다. 따라서, P2가 P21 및 P22로 분할되면, 각 분할 부분은Δt의 1/4을 취한다. 다시말하면, P21, P22, P1 및 P0는 동일 펄스폭을 가진다. 펄스폭은 그것을 이용하여 분산된다.
제 10B도는 분산의 일예를 도시한다. 전술한 바와 같이, 로우신호율이 배가되면, 그것이 로우전극 그룹에 인가되며, 동일 세트의 순차주사가 제 1및 제2 절반 프레임동안 최소한 2회 반복된다. 제 1 1/2 프레임 및 제 2 1/2 프레임 모두의 선택기간이 원선택기간Δt의 1/2로 된다. 이 실시예에서, 원컬럼신호가 상위비트측(P2)과 하위비트측(P1,P0)로 분할되며, 한 성분(P2)이 제 1 1/2 프레임, 다른 성분 (P1,P0)이 제 2 1/2 프레임으로 분배되어, 컬럼 전극의 그룹에 인가되는 컬럼 신호를 형성한다. 이로써, 컬럼신호성분의 펄스폭의 감소없이 로우신호의 펄스폭을 감소시키지 않고 로우신호의 배율구동과 조화될 수 있다.
제 10C도는 다른 실시예를 도시한다. 이경우, 상위비트 컬럼 신호성분(P2)이 P21, 및 P22로 분할되며, 유사하게, 하위비트 컬럼신호성분(P1 및 P0)이 P0 및 P1으로 분할된다. 각 1/2성분(P21 및 P1)이 상위비트 성분 및 하위비트 성분으로 부터 선택되어, 제 1 1/2 프레임으로 분배되고, 나머지 각 1/2 성분 (P22 및 P0)가 제 2 1/2 프레임으로 분배되어 컬럼 전극 그룹에 인가되는 컬럼 신호를 형성한다. 이로써, 각 컬럼신호 성분의 펄스폭의 감소없이 로우신호의 배율 구동과 조화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 로우신호가 그 신호율을 배가시키므로써 로우전극 그룹에 인가되며, 동일 세트의 순차주사가 적어도 전후 2개의 프레임 동안 반복된다. 이로써, 프레임 주파수율이 증가될 수 있어서, 프레임 응답이 억제될 수 있다.
또한, 컬럼신호가 로우신호 율의 배가에 응답하여, 제 1 1/2 프레임 제 2 1/2 프레임으로 분배되며, 펄스폭을 감소시키지 않고 그레이 쉐이드 디스플레이를 행할수 있다.
제 1도는 본 발명의 액정 표시 패널 그레이 쉐이드(gray shade) 구동장치를 도시하는 개략적인 블록도.
제 2도는 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치의 동작을 설명하는 타이밍도.
제 3도는 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치의 동작을 설명하는 왈쉬(Walsh)기능의 파형도.
제 4A도 및 제 4B도는 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치의 동작을 설명하는 광학 응답도.
제 5A도 - 제 5E는 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치의 동작을 설명하는 배가율 파형도.
제 6도는 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치의 동작을 설명하는 타이밍도.
제 7도는 본 발명의 그레이 쉐이드 구동장치의 동작을 설명하는 약도.
제 8도는 본 발명의 그레이 쉐이드 표시장치의 동작을 설명하는 테이블.
제 9도는 본 발명의 그레이 쉐이드 표시장치의 동작을 설명하는 파형도.
제 10A도 - 제 10C도는 배가율 구동에 적합한 그레이 쉐이드 표시장치를 설명하는 개략도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 액정디스플레이패널 2 : 로우전극
3 : 컬럼전극 4 : 수직구동기
5 : 수평구동기 6 : 프레임메모리
8 : 도트적연산수단

Claims (3)

  1. 로우전극 그룹과 컬럼 전극 그룹 사이에 액정층을 배치하는 매트릭스로 된 픽셀을 가지는 액정디스플레이 패널을 복수의 비트로 된 픽셀 데이타에 따라 구동시키는 액정 디스플레이 패널 그레이 쉐이드 구동장치로서,
    각각의 선택 기간 동안 세트 순차 주사에 의해 한 프레임에 걸쳐 상기 로우전극 그룹에 한 세트의 정규직교 함수로서 표시되는 복수의 로우신호를 인가하는 제1수단 및,
    상기 세트의 정규직교 함수와 한세트의 픽셀 데이타 사이에 도트적연산을 순차로 행하며 연산결과에 대응하는 전압레벨을 가지는 컬럼신호를 각각의 선택기간동안 상기 순차주사와 동기하여 상기 각각의 컬럼전극그룹에 인가하는 제 2수단을 가지며,
    상기 제 1수단은 상기 복수의 로우 신호를 형성하는 정규직교함수 발생수단 및 상기 로우신호율을 배가시켜 상기 로우전극 그룹에 인가하고 적어도 전후 2개의 프레임 동안 동일 세트의 순차 주사를 반복하는 수직구동 수단을 가지며,
    상기 제 2수단은 각 비트의 유효도에 따라 각 프레임의 픽셀 데이타를 분할하여 유지하는 프레임 메모리, 각 비트의 유효도에 따라 홀드된 픽셀 데이타 세트를 판독하며, 도트적 연산을 실행하여 각 비트의 유효도에 대응하는 컬럼신호성분을 발생하는 도트적 연산수단 및, 상위비트 성분과 하위비트 성분으로 상기 컬럼 신호성분을 분할하며, 앞의 한 프레임에 한성분을, 뒤의 한 프레임에 디른 성분을분배하여 컬럼신호를 형성하고 상기 컬럼 전극 그룹에 인가하는 수평구동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 그레이 쉐이드 장치.
  2. 로우전극 그룹과 컬럼 전극 사이에 액정층을 배치하는 매트릭스로 된 픽셀을 가지는 액정디스플레이 패널을 복수의 비트로 된 픽셀 데이타에 따라 구동시키는 액정 디스플레이 패널 그레이 쉐이드 구동장치로서,
    각각의 선택 기간 동안 세트 순차 주사에 의해 한 프레임에 걸쳐 상기 로우전극 그룹에 한 세트의 정규직교 함수로서 표시되는 복수의 로우신호를 인가하는 제1수단 및,
    상기 세트의 정규직교 함수와 한세트의 픽셀 데이타 사이에 도트적연산을 순차로행하며 연산결과에 대응하는 전압레벨을 가지는 컬럼신호를 각각의 선택기간동안 상기 순차주사와 동기하여 상기 각각의 그룹에 인가하는 제 2수단을 가지며,
    상기 제 1수단은 상기 복수의 로우 신호를 형성하는 정규직교함수 발생수단 및 상기 로우신호율을 배가시켜 상기 로우전극 그룹에 인가하고 적어도 전후 2개의 프레임 동안 동일 세트의 순차 주사를 반복하는 수직구동 수단을 가지며,
    상기 제 2수단은 각 비트의 유효도에 따라 각 프레임의 픽셀 데이타를 분할하여 유지하는 프레임 메모리, 각 비트의 유효도에 따라 홀드된 픽셀 데이타 세트를 판독하며, 도트적 연산을 실행하여 각 비트의 유효도에 따라 컬럼신호성분을 발생하는 도트적 연산수단 및, 상기 상위비트 컬럼신호 성분 및 하위비트 컬럼 신호성분을 각기 절반으로 분할하며, 상기 상위비트 및 하위비트 성분으로부터 선택된각 절반을 앞의 한 프레임에, 나머지 절반을 뒤의 한 프레임에 분배하여 컬럼신호를 형성하고 상기 컬럼 전극에 인가하는 수평 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 그레이 쉐이드 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수평구동 수단은 펄스폭 변조 및 프레임 티닝 변조를 이용하여 상기 상위비트 성분과 관련하여 컬럼 신호성분을 인가하며, 상기 상위비트 성분과 관련하여 펄스폭 변조에 의해 상기 컬럼 신호성분을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 그레이 쉐이드 장치.
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