KR100501030B1 - 단순 매트릭스형 el 패널의 구동방법 및 단순 매트릭스형 el 표시장치 - Google Patents

단순 매트릭스형 el 패널의 구동방법 및 단순 매트릭스형 el 표시장치 Download PDF

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Abstract

액정표시 패널에 복수의 주사 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트(MLS) 구동법을 적용하는 경우에 있어서, 프레임 속도, 회로 규모를 증대시키지 않고 표시 가능한 계조수를 증가시키는 FRC 계조 표시방법을 제공하기 위해서, 각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴을 기억하는 계조 레지스터와, 상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 시프트 연산 처리하는 계조 제어회로와, 각각의 신호 전극에 설치된 계조 선택회로를 구비하고, 또한, 상기 계조 제어회로로써, 상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 수직동기신호에 동기시켜서 프레임마다 시프트 연산 처리하고, 또한, 수평동기신호에 동기시켜서 라인마다 시프트 연산 처리함과 동시에, 상기 매 서브 프레임마다 시프트 연산 처리해서 계조 표시를 실행한다.

Description

단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법 및 단순 매트릭스형 EL 표시장치{METHOD FOR DRIVING SIMPLE MATRIX TYPE EL PANEL AND SIMPLE MATRIX TYPE EL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 주로 단순 매트릭스형 액정표시 패널에 있어서, 복수의 주사(走査) 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트(MLS; multi-line select) 구동법에 관한 것이고, 주로 깜박임(flicker)이 없는 계조(階調) 표시방식을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
단순 매트릭스형의 액정표시 패널에서는 동화상 표시에 대응하기 위해서 응답 속도가 빠른(100msec 이하) 액정재료를 채용하는 것이 바람직하다. 그러나, 액정의 응답 속도를 빠르게 하면, 소위 프레임을 응답이라고 하는 현상이 발생하여, 깜박임이나 콘트라스트의 저하 등의 문제를 초래한다. 이러한 문제를 해결하는 수단으로서, 복수(L개)의 주사 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트(MLS) 구동법이라고 하는 종래기술이 공지되어 있다. 4개 동시 선택 MLS 구동법(이하, MLS4라고 생략한다)의 개요를 이하에 나타낸다.
MLS 구동에 있어서는 도 10에 나타내는 바와 같이, 직교함수 생성부(213)에 의해 전개된 직교함수(215)는 입력 신호(211)와 연산기(212)에 의해서, H×S의 행렬 연산이 실행되어, 세그먼트 신호선(214)에 출력된다. 4행 동시 선택의 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 직교함수(215)는 4행 4열의 종함수(種函數)를 주사 전극수(예에서는 168개)로 전개한다. 따라서, 열수(列數)는 주사 전극선의 수이고, 주사 전극 선택시에는 1 또는 -1의 값을 가지며, 비선택시에는 0의 값을 갖는다. 이 때의 주사 전극의 구동파형을 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 주사선은 4개가 동시에 선택되므로, 1프레임(168개)은 제1로부터 제4의 서브 프레임으로써 구성되어 있다. 제1로부터 제4의 서브 프레임 사이에서는 입력 신호(211)는 변화하지 않는 것으로 하여, 직교함수(215)와 행렬 연산이 실행된다. 이하에 MLS 구동법의 원리를 설명하고, 온(ON)과 오프(OFF)의 실효치 전압을 구한다.
MLS 구동법은 직교변환에 근거한 액정 패널의 구동법이다.
지금, 패널의 주사선 개수를 N, 신호선 개수를 M, MLS 구동의 동시 선택 개수를 L로 한다. 주사선의 구동 신호는 1, 0, -1의 3값으로 구성되는 N행 N열의 직교함수 행렬 H={hki}로써 표시된다.
(수식 1)
여기서, 열번호 i는 주사선 번호를 나타내고, 행번호 k는 시간을 나타낸다.
또한, hki는 1, O, -1 중 어느 하나의 값을 취하고, 1은 정(正)의 선택 전압(+aV)을 0은 비선택 전압을 -1은 부(負)의 선택 전압(-aV)을 나타낸다. 단, Ⅴ는 기준전압을 a는 바이어스비를 나타낸다. 각각의 행 벡터에는 1과 -1의 총 개수가, 주사선의 동시 선택 개수 L과 일치한다. 예를 들면, 시간 k=1일 때, 행 벡터가
(수식 2)
이라고 하는 값으로 하면, 시각 k=1에서의 각각의 주사선의 구동 신호는 다음과 같이 된다.
주사선 1 : +aV(정의 선택 신호)
주사선 2 : -aV(부의 선택 신호)
주사선 3 : +aV(정의 선택 신호)
주사선 4 : +aV(정의 선택 신호)
주사선 5 : 0(비선택 신호)
주사선 6 : 0(비선택 신호)
···
주사선 N : 0(비선택 신호)
이 경우, 주사선(1∼4)이 동시 선택되고 기타의 것은 선택되지 않은 것을 나타내고 있다.
이어서, 액정 패널의 각각의 화소의 온ㆍ오프를 나타내는 화상 데이터는 N행 M열의 화상 데이터 행렬 D={dij}로서 표시된다.
(수식 3)
여기서, 행번호 i는 주사선 번호를 나타내고, 열번호 j는 신호선 번호를 나타낸다. 또한, dij는 1, -1 중 어느 하나의 값을 취하고, 1은 화소가 OFF인 것을 나타내고, -1은 화소가 ON인 것을 나타낸다.
신호선의 구동 신호는 주사선 구동 행렬인 직교함수 행렬 H={hki}과 화상 데이터 행렬 D={dij}의 적(積)인 N행 M열의 신호선 구동 행렬 Y={ykj}로서 표시된다.
즉, H×D=Y이므로
(수식 4)
상기 식의 연산 결과에 따라서 취득되는 ykj는 시간 k에 있어서의 신호선 번호 j의 구동 전압을 나타내고 있고, 연산 결과 ykj에 기준 전압 Ⅴ의 반(Ⅴ/2)을 곱한 값을 인가한다. 여기서, 주사선 구동 행렬 H의 행 벡터는 1 또는 -1이 L개가 있고, 기타는 모두 0으로 구성되어 있으며, 화상 패턴 행렬 D의 열 벡터는 1 또는 -1만으로 구성되어 있으므로, ykj는 주사선의 동시 선택 개수 L에 따라서, 취할 수 있는 값이 결정되어 있어서, -L, -(L-2), -(L-4),···, 0,···, L-4, L-2, L의 (L+1)과 같다. 따라서, 신호선 구동 전압은 동시 선택 개수 L에 따라서, -LV/2, -(L-2)Ⅴ/2, -(L-4)Ⅴ/2, ···, 0,···, (L-4)Ⅴ/2, (L-2)Ⅴ/2, LV/2의 전압을 취할 수 있다. L = 2, 4, 8의 경우의 구체예를 이하에 나타낸다.
연산 결과(ykj) 신호측 구동 전압
L=2 0, ±2 0, ±V
L=4 0, ±2, ±4 0, ±V, ±2V
L=8 0, ±2, ±4, ±6, ±8 0, ±V, ±2V, ±V, ±2V
이상의 정보를 바탕으로, 액정 패널의 주사선 번호 i, 신호선 번호 j의 화소 (i, j)에 인가되는 전압의 실효치 Vij를 구한다. 시간 k에 있어서의 주사선 구동 전압을 (Vcol)ki, 신호선 구동 전압을 (Vrow)kj로 하면, 실효치 전압 Vij는 시각 k=1, 2, …, N의 양자의 차의 2승의 합의 시간 평균이므로,
(수식 5)
으로 주어진다.
주사선 구동 전압은 직교함수(hki)에 기준 전압 Ⅴ와 바이어스비 a를 곱한 전압이므로,
(수식 6)
신호선 구동 전압은 연산 결과(ykj)에 기준전압 Ⅴ의 반(Ⅴ/2)을 곱한 전압이므로,
(수식 7)
로 표시된다. 따라서, 실효치 전압(수식 5)은
(수식 8)
여기서, 주사선의 동시 선택 개수는 L이므로, 직교함수 행렬 H의 행 벡터에는 hki=1 또는 -1인 항이 L개 있고, 다른 항은 모두 0이다. 따라서, (수식 8)의 우변 제1항은
(수식 9)
또한, H ×D=Y를 역변환하면, (수식 8)의 우변 제2항은
(수식 10)
여기서, 직교함수 행렬의 특성인 H-1= (1/L)tH의 관계를 사용하였다. 또한, (수식 8)의 우변 제3항은
(수식 11)
(수식 9)∼(수식 11)을 (수식 8)에 대입하면,
(수식 12)
(수식 12)는 주사선 개수가 N이고 L개를 동시 선택하는 MLS 구동에 있어서의 화소 데이터 dij에 인가되는 실효치 전압을 나타내는 일반식이고, 종함수 hki에는 따르지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 주사선을 L개 동시 선택하고 있음에도 불구하고, 화소 데이터 dij에 인가되는 실효치는 dij만으로 결정되고, 열 표시 패턴의 기타의 요소(화상 데이터 행렬의 열 벡터의 기타 요소)에는 의존하지 않는 것을 알 수 있다.
(수식 12)로부터, 온(dij=-1)과 오프(dij=1)의 실효치 전압은 각각,
(수식 13)
이 된다.
이어서, 이러한 MLS 구동법에 있어서의 계조 표시에 대해서 설명한다. 계조 표시 방식의 하나로서, 복수의 프레임을 이용해서 프레임마다 온ㆍ오프를 제어함으로써, 계조 표시를 실행하는 프레임 변조 방식(FRC)이 있다. 도 13에 8계조 표시의 경우의 프레임 변조 방식의 예를 나타낸다. 8계조의 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이 7프레임의 온ㆍ오프를 이용하여, 0/7로부터 7/7까지의 8종류의 계조 패턴으로 계조를 표시한다. 7프레임의 계조 패턴으로써 계조 표시를 실행하므로, 7FRC라고 한다.
그러나, 일반적으로 이 프레임 변조 방식으로써 다계조화(多階調化)하면, 깜박임(flicker)이 발생하는 문제가 있다. 그래서, 화소마다 온과 오프의 타이밍을 변경하여 시간적으로 분산시키고, 또한 공간적으로도 온 화소와 오프 화소의 비(比)를 계조수에 맞춤으로써, 깜박임을 억제하는 방법이 있다.
온ㆍ오프를 시간적으로 분산시키는 방법으로서, 계조 패턴을 수직 동기신호에 동기시켜서 프레임마다 시프트(shift) 연산 처리하여, 시간적으로 온ㆍ오프 상태를 분산시키는 방법이 있다. 이것을 프레임 시프트라고 한다. 도 14에, 1/7계조의 프레임 시프트의 상태를 나타낸다. 1/7계조의 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, 계조 패턴은 1개의 온과 6개의 오프로 구성되고, 프레임마다 온의 위치가 오른쪽으로 시프트하여, 시간적으로 분산되고 있는 것을 알 수 있다.
공간적으로 온ㆍ오프를 분산시키는 방법으로서, 계조 패턴을 수평동기신호에 동기시켜서 라인마다 시프트 연산 처리하여, 공간적으로 온ㆍ오프 상태를 분산시키는 방법이 있다. 이것을 라인 시프트라고 한다. 도 15에, 1/7계조의 라인 시프트의 상태를 나타낸다. 1/7계조의 경우, 도 15에 나타내는 바와 같이, 계조 패턴은 1개의 온과 6개의 오프로 구성되고, 라인마다 온의 위치가 오른쪽으로 시프트하여, 공간적으로 분산되고 있는 것을 알 수 있다.
MLS 구동법으로써 프레임 변조 방식에 의한 계조 표시를 실현하기 위해서는 예를 들면 1/7계조 표시의 경우, 프레임 시프트에 관해서는 도 16(B)에 나타내는 바와 같이, 제1서브 프레임으로부터 제4서브 프레임에서, 도 16(A)에 나타내는 동일한 계조 패턴을 이용해서 계조 표시한다. 또한, 라인 시프트에 관해서는 도 17에 나타내는 바와 같이, 4행 동시 선택의 경우, 4행마다 계조 패턴을 시프트시킨다.
프레임 변조 방식(FRC)으로써 계조 표시를 실행하는 경우에 있어서, 표시 계조수가 증가하면 온의 횟수(回數)와 오프의 횟수의 비가 작아지는 계조가 발생하므로, 깜박임이 발생하기 쉽게 된다. 프레임 속도를 증가시켜서, 깜박임을 저감시키는 방법이 있지만, 소비 전력이 증가한다. 예를 들면 256색 표시에서는 7프레임으로써 계조를 표시할 수 있는 것에 대하여, 4096색 표시에서는 15프레임이 필요하며, 단순하게는 깜박임 레벨을 동일하게 하기 위해서는 프레임 속도를 약 2배로 하지 않으면 안된다. 한편으로, 휴대전화를 비롯한 이동체 단말에서는 소비 전력이 한정되어 있어서, 소비 전력을 저감하는 것이 요구되고 있다. 또한, 표시장치의 소형화, 비용 삭감의 요구때문에 깜박임 대책 회로는 간단해야 할 필요가 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 기능 블록도.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 계조 패턴의 일례(MLS4 구동의 1/7계조 패턴)의 시프트의 설명도.
도 3(A)와 도 3(B)는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의, 각각, MLS4 구동의 1/7계조 패턴과 2/7계조 패턴의 일례의 시프트의 설명도.
도 4(A)와 도 4(B)는 본 발명의 실시형태 3에 있어서의, 각각, 프레임마다의 시프트량이 일정값 2인 경우와 가변인 경우의 시프트의 설명도.
도 5(A)와 도 5(B)는 본 발명의 실시형태 3에 있어서의, 각각, 라인마다의 시프트량이 일정값 1인 경우와 가변인 경우의 시프트의 설명도.
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 서브 프레임마다의 시프트량이 가변인 경우의 시프트의 설명도.
도 7은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 RED, GREEN, BLUE의 시프트 패턴을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시형태 8에 있어서의 계조 패턴을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 실시형태 10에 있어서의 라인마다의 최적의 시프트량을 설정하기 위한 표시 패턴을 나타내는 도면.
도 10은 종래의 MLS 구동법을 나타내는 블록도.
도 11은 종래의 MLS 구동법에 있어서의 직교함수의 일례를 나타내는 도면.
도 12는 종래의 MLS 구동법에 있어서의 주사 전극의 구동 파형을 나타내는 도면.
도 13은 종래의 MLS 구동법에 있어서의 8계조 표시의 경우의 프레임 변조 방식의 설명도.
도 14는 도 13의 프레임 변조 방식에서의 프레임 시프트의 설명도.
도 15는 도 13의 프레임 변조 방식에서의 라인 시프트의 설명도.
도 16은 종래의 MLS 구동법에 있어서의 프레임 시프트의 설명도.
도 17은 종래의 MLS 구동법에 있어서의 라인 시프트의 설명도.
본 발명은 이러한 점을 감안해서 이루어진 것이며, 주로 동화상 표시에 적합하다고 하는 복수의 주사 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트(MLS) 구동법에 있어서, 프레임 속도, 회로 규모를 증대시키지 않고 표시 가능한 계조수를 증가시키는 FRC 계조 표시방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 표시장치는 표시면 내에서 프레임마다, 라인마다 온 오프 패턴을 변화시킬 뿐만 아니라, MLS 특유의 매 서브 프레임에도 온과 오프를 될수 있는 한 랜덤(random)하게 분산시켜서 깜박임을 저감시키는 구성을 구비하고 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
(실시형태 1)
본 발명의 실시형태 1은 복수(L개)의 주사 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트(MLS) 구동법으로써, 1프레임이 L개의 서브 프레임으로 구성되어 있는 주로 단순 매트릭스형 액정표시 패널을 구동하는 구동법에 관한 것이다. 특히, 계조 표시 방식으로서 프레임 변조 방식으로써 제어하는 구동방법이다. 각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴을 기억하는 계조 레지스터(register)와, 상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 시프트 연산 처리하는 계조제어회로와, 각각의 신호 전극에 설치된 계조선택회로를 구비하고, 상기 계조제어회로로써, 상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 수직 동기신호에 동기시켜서 프레임마다 시프트 연산 처리하고, 또한, 수평동기신호에 동기시켜서 라인마다 시프트 연산 처리함과 동시에, 상기의 매 서브 프레임마다 시프트 연산 처리해서 계조 표시를 실행하는 것을 특징으로 한다.
도 1에, 본 발명의 기능 블록도를 나타낸다. 본 발명은 FRC의 데이터를 출력하기 위한 계조 레지스터 회로(192)와 계조 레지스터를 수평동기신호(193) 또는 수직동기신호(194) 또는 서브 프레임 동기신호(195)마다 시프트시키는 계조 제어부(191) 및 계조 레지스터 출력을 입력 영상 신호(197)에 따라서 선택하는 계조선택회로(196)로써 이루어져 있다.
도 2(B)는 본 발명에 의한 계조 패턴의 일례(MLS4 구동의 1/7계조)를 나타내고 있다. 종래 예(도 16(B))와 달리, MLS 구동 특유의 서브 프레임마다 도 2(A)의 계조 패턴을 시프트시키고 있으므로, 계조 패턴의 시간적인 분산이 커지고, 깜박임이 없는 계조 표시를 실현할 수 있다.
16계조 표시에 있어서, 종래의 프레임 시프트와 라인 시프트만으로는 프레임 주파수를 120Hz까지 높이지 않으면 깜박임을 없앨 수 없었던 것이, 서브 프레임마다 시프트를 실행함으로써, 프레임 주파수 100Hz에서 깜박임을 없앨 수 있었다.
(실시형태 2)
본 발명의 실시형태 2는 실시형태 1에 있어서, 주사선의 동시 선택수가 L개의 경우, 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 동일한 값으로 설정한 것을 특징으로 하고 있다. 도 3에, 본 발명의 계조 패턴의 일례를 나타낸다. 도 3에서는 동시 선택수가 4개의 경우에서, 서브 프레임은 4개가 있고, 8계조 표시에서 이용되는 0/7계조로부터 7/7계조 중, 1/7계조와 2/7계조의 계조 패턴을 나타내고 있다.
도 3(A)에 나타내는 1/7계조의 경우, 제1서브 프레임을 기준으로 생각하면, 제2서브 프레임의 시프트량은 2, 제3서브 프레임의 시프트량은 1, 제4서브 프레임의 시프트량은 4가 되고, 서브 프레임마다의 시프트량은 (2, 1, 4)이다. 마찬가지로, 도 3(B)에 나타내는 2/7계조의 계조 패턴도, 서브 프레임마다의 시프트량은 (2, 1, 4)이다. 이와 같이, 본 발명은 예를 들면 8계조 표시에서 이용되는 0/7계조로부터 7/7계조의 모든 계조 패턴의 서브 프레임마다의 시프트량을 동일한 값으로 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 주사선의 동시 선택수가 L개의 경우, 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 동일한 값으로 설정하면, 가령 서브 프레임간에 계조 패턴이 변화되어도, 액정에 인가되는 실효치 전압이 변동하여 표시 얼룩이 발생하는 일없이, 깜박임을 억제할 수 있는 것을 알았다.
간단히 하기 위해서, 주사선 개수 N=4, 동시 선택 개수 L=4로서, 표 1에 나타내는 직교함수의 경우를 고려한다.
(표 1)
어떤 신호선의 주사선 1(COMl)∼주사선 4(COM4)의 화소의 계조 데이터가 각각, 1/5계조, 1/3계조, 7/15계조, 14/15계조인 것으로 한다. 이 경우, 각각의 주사선의 계조 패턴은 표 2와 같이 된다.
(표 2)
표 2에 있어서, 행은 서브 프레임(SF; subframe) 번호를 열은 프레임(FR; frame) 번호를 나타낸다. 또한, 수치 1은 온을 수치 0은 오프를 나타낸다. 표 2의 계조 패턴은 서브 프레임간의 시프트가 없는 경우를 나타내고 있다. 바이어스비 a=6, 기준전압 Ⅴ=1로 하여, MLS 구동법의 행렬 이론에 따라서, 각각의 주사선의 15프레임의 평균 실효치 전압을 구하면, 표 3과 같이 된다. 이 이유를 이하에 나타낸다.
(표 3)
온, 오프의 실효치 전압은 일반적으로 (수식 13)으로써 주어지는 것을 나타내었다. (수식 13)에, 조건 N=4, L=4, a=6, Ⅴ=1을 대입하면,
온 실효치 전압 : Ⅴon = 43
오프 실효치 전압 : Ⅴoff = 31
를 얻을 수 있다. 1/5계조는 5프레임 중, 온이 1회, 오프가 4회 있으므로, 그 실효치 전압은
1/5계조의 실효치 전압 = (43+31×4)/5 = 33.4
마찬가지로,
1/3계조의 실효치 전압 = (43+31×2)/3 = 35.0
7/15계조의 실효치 전압 =(43×7+31×8)/15 = 36.6
14/15계조의 실효치 전압 = (43×14+31)/3= 42.2
즉, 표 3의 값과 일치한다.
지금, 표 4에 나타내는 바와 같이, 1/5계조의 계조 패턴만, 서브 프레임간에 시프트를 넣은 것으로 한다.
(표 4)
즉, 제1서브 프레임에 대하여, 제2서브 프레임은 2, 제3서브 프레임은 0, 제4서브 프레임은 1만큼, 계조 패턴을 오른쪽으로 시프트시킨 것으로 한다. 이 경우, MLS 구동법의 행렬 이론에 따라서, 각각의 주사선의 실효치 전압을 구하면, 표 5와 같이 되고, 서브 프레임간의 시프트가 없는 표 3의 결과와 상이하다.
(표 5)
즉, 서브 프레임간의 시프트를 도입하면, 실효치 전압이 변동하여 계조 흐트러짐이 발생한다.
그러나, 표 6에 나타내는 바와 같이, 1/5계조의 계조 패턴뿐만아니라, 1/3계조, 7/15계조, 14/15계조의 모든 계조 패턴에, 서브 프레임간에 동일한 시프트를 넣은 것으로 한다.
(표 6)
즉, 제1서브 프레임에 대하여, 제2서브 프레임은 2, 제3서브 프레임은 0, 제4서브 프레임은 1만큼, 모든 계조 레벨의 계조 패턴을 오른쪽으로 시프트시킨 것으로 한다. 이 경우, MLS 구동법의 행렬 이론에 따라서, 각각의 주사선의 실효치 전압을 구하면, 표 7과 같이 되고, 서브 프레임간의 시프트가 없는 표 3의 결과와 일치한다.
(표 7)
즉, 각각의 계조 레벨의 계조 패턴의 서브 프레임간에, 동일한 시프트를 도입하면, 실효치 전압은 변동하는 일은 없고, 계조 흐트러짐은 발생하지 않는다. 즉, 액정에 인가되는 실효치 전압이 변동하여 표시 얼룩이 발생하는 일없이, 깜박임을 억제할 수 있는 것을 알았다.
(실시형태 3)
본 발명의 실시형태 3은 실시형태 2에 있어서, 각각의 계조 레벨의 계조 패턴의 프레임마다의 시프트량, 라인마다의 시프트량, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 가변으로 한 것을 특징으로 하고 있다.
도 4(A)와 도 4(B)에, 각각, 프레임마다의 시프트량이 일정값 2인 경우와 가변인 경우를 나타낸다. 숫자는 온 위치가 시간적으로 시프트하는 순번을 나타낸다. 도 4(A)의 시프트량이 일정값 2인 경우, 온 위치가 왼쪽에서 오른쪽으로 규칙대로 시프트하기 때문에, 인간의 눈에는 계조가 흐르고 있는 것 같이 보인다. 이것에 대해서, 도 4(B)의 시프트량이 가변이고 랜덤한 경우, 온 위치는 랜덤하게 시프트하므로, 계조 흐름은 억제된다.
도 5(A)와 도 5(B)에, 각각, 라인마다의 시프트량이 일정값 1인 경우와 가변인 경우를 나타낸다. 숫자는 온 위치가 시간적으로 시프트하는 순번을 나타낸다. 도 5(A)의 시프트량이 일정값 1인 경우, 온 위치가 왼쪽에서 오른쪽으로 규칙대로 시프트하기 때문에, 인간의 눈에는 계조가 흐르고 있는 것 같이 보인다. 이것에 대해서, 도 5(B)의 시프트량이 가변이고 랜덤한 경우, 온 위치는 번갈아서 시프트하므로, 계조 흐름은 억제된다.
본 발명은 이러한 시프트량의 가변 기능을 서브 프레임마다의 시프트량에 적용한 것이다. 도 6에, 본 발명의 서브 프레임마다의 시프트량이 가변인 경우의 계조 패턴의 일례(1/7계조)를 나타낸다. 1 /7계조의 경우, 7프레임으로써 계조 표시가 완료되므로, 7프레임마다 서브 프레임마다의 시프트량을 변화시켜도, 계조 흐트러짐은 발생하지 않는다. 그래서, 도 6에서는 7프레임마다 서브 프레임마다의 시프트량을 (2, 1, 4）→（1, 5, 3）→（6, 1, 5)으로 변화시켜서, 시간적인 분산을 크게 한 결과, 깜박임을 억제할 수 있다.
(실시형태 4)
본 발명의 실시형태 4는 실시형태 3에 있어서, RED, GREEN, BLUE의 각각의 계조 레벨의 계조 패턴의 프레임마다의 시프트량, 라인마다의 시프트량, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 가변으로 한 것을 특징으로 하고 있다. 도 7에 RED, GREEN, BLUE의 시프트를 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이, RED의 계조 패턴에 대하여, GREEN은 1시프트, BLUE는 3시프트되어 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 동일한 계조 레벨에서도, RED, GREEN, BLUE의 계조 패턴을 시프트함으로써, 깜박임을 억제할 수 있다.
(실시형태 5)
본 발명의 실시형태 5는 실시형태 2에 있어서, 프레임마다의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 동일한 값으로 설정하고, 또한 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 상기 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 프레임마다의 시프트량과 동일한 값 또는 0으로 설정한 것을 특징으로 하고 있다. 예를 들면, 4라인 동시 선택의 MLS 구동에서, 7프레임을 이용해서 8계조 표시를 실행하는 경우, 각각의 계조 레벨(0/7∼7/7)은 프레임마다의 시프트량으로서 1, 2, 3, 4, 5, 6의 값을 설정할 수 있지만, 각각의 계조 레벨의 프레임 시프트량을 동일한 값(예를 들면 5)에 설정하고, 또한, 서브 프레임마다의 3개의 시프트량을 5 또는 0(예를 들면 (5, 0, 5))으로 설정하면, 각각의 계조간의 간섭이 적어지고, 깜박임을 억제할 수 있다.
(실시형태 6)
본 발명의 실시형태 6은 실시형태 5에 있어서, 16계조(4096색) 표시의 액정표시 패널을 구동하는 경우, 상기 각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴이 15프레임 단위(0/15, 1/15,···, 15/15)로 구성되어 있고, 프레임마다의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14 중의 어느 하나의 동일한 값에 설정하고, 또한 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 상기 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 프레임마다의 시프트량과 동일한 값이거나 또는 0으로 설정한 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이, 시프트량을 설정하면, 16계조(4096색) 표시에서도 각각의 계조간의 간섭이 적어지고, 프레임 주파수를 80Hz로 낮추어도, 깜박임을 억제할 수 있다.
(실시형태 7)
본 발명의 실시형태 7은 실시형태 5에 있어서, 16계조(4096색) 표시의 액정표시 패널을 구동하는 경우, 상기 각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴을 구성하는 프레임수의 최소공배수가 24이며, 각각의 계조 레벨의 프레임마다의 시프트량을 5로 설정하고, 또한 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 5 또는 0으로 설정한 것을 특징으로 하고 있다. 24의 약수인 2, 3, 4, 6, 8, 12프레임을 이용해서 16계조를 표시하면, 15프레임의 경우와 비교해서, 프레임수가 적으므로, 더욱 낮은 프레임 주파수로써도 깜박임의 발생을 억제할 수 있다. 각각의 FRC에서 설정할 수 있는 프레임마다의 시프트량은
2FRC : 1 (, 3, 5,···)
3FRC : 1, 2 (, 4, 5, ···)
4FRC : 1, 3 (, 5 ,···)
6FRC : 1, 5
8FRC : 1, 3, 5, 7
12FRC : 1, 5, 7, 11
이다. 따라서, 프레임마다의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 공통으로 설정할 수 있는 것은 1, 5 중의 어느 하나이지만, 프레임마다의 시프트량이 1에서는 계조 흐름이 발생하기 쉬우므로, 동일한 값으로 설정한다면 5가 최적이다. 또한, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 시프트량을 5이거나 또는 0으로 설정하면, 16계조(4096색) 표시에서도 각각의 계조간의 간섭이 적어지고, 프레임 주파수를 60Hz로 낮추어도, 깜박임을 억제할 수 있다.
(실시형태 8)
본 발명의 실시형태 8은 실시형태 7에 있어서, 16계조(4096색) 표시의 액정표시 패널을 구동하는 경우, 상기 16계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴이, 도 8에 나타내는 바와 같이,
계조 레벨 0 : 0/1
계조 레벨 1 : 1/12
계조 레벨 1 : 1/8
계조 레벨 1 : 1/6
계조 레벨 1 : 1/4
계조 레벨 1 : 1/3
계조 레벨1 : 3/8
계조 레벨 1 : 7/12
계조 레벨 1 : 1/2
계조 레벨 1 : 5/12
계조 레벨 1 : 2/3
계조 레벨 1 : 3/4
계조 레벨 1 : 5/6
계조 레벨 1 : 7/8
계조 레벨 1 : 11/12
계조 레벨 1 : 1/1
이며, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 프레임마다의 시프트량을 5로 설정하고, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 5 또는 0으로 설정한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의해서, 16계조(4096색) 표시에서도 각각의 계조간의 간섭이 적어지고, 프레임 주파수를 60Hz로 낮추어도, 깜박임을 억제할 수 있다.
(실시형태 9)
본 발명의 실시형태 9는 실시형태 8에 있어서, 16계조(4096색) 표시의 액정표시 패널을 구동하는 경우, 4개의 주사 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트 (MLS4) 구동법에 의해서, 1프레임이 제1로부터 제4의 4개의 서브 프레임으로 구성되어 있고, 제1로부터 제2서브 프레임, 제2로부터 제3서브 프레임, 제3으로부터 제4서브 프레임에의 시프트량의 조합을 (5, 5, 5), (5, 5, 0), (5, 0, 5), (0, 5, 5), (5, 0, 0), (0, 5, 0) 또는 (0, 0, 5)로 설정한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의해서, 16계조(4096색) 표시에서도 각각의 계조간의 간섭이 적어지고, 프레임 주파수를 60Hz로 낮추어도, 깜박임을 억제할 수 있다.
(실시형태 10)
본 발명의 실시형태 10은 실시형태 9에 있어서, 16계조(4096색) 표시의 액정표시 패널을 구동하는 경우, 정지 화상 표시시의 라인마다의 최적의 시프트량을 설정하는 수단으로서, 액정표시 패널을 신호선 방향으로 4블록으로 분할한다. 제1블록에는 주사선 방향으로 1도트(dot)씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 제2블록에는 주사선 방향으로 2도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 제3블록에는 주사선 방향으로 4도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 제4블록에는 주사선 방향으로 8도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 이 상태에서, 라인마다의 시프트량을 설정하는 계조 레벨의 프레임 시프트를 정지시키고, 간섭에 의한 세로 줄무늬가 없어지는 값에 각각의 계조 레벨의 라인마다의 시프트량을 설정한 것을 특징으로 하고 있다.
도 9에 본 발명의 라인마다의 최적의 시프트량을 설정하기 위한 표시 패턴을 나타낸다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 표시 패널의 화면은 신호선 방향으로 4분할되고, 제1블록은 1도트 단위, 제2블록은 2도트 단위, 제3블록은 4도트 단위, 제4블록은 8도트 단위로 주사선 방향으로, 계조 레벨이 0으로부터 15까지 변화되고 있다. 이 표시 패턴에서 라인마다의 최적 시프트량을 설정하는 계조 레벨의 프레임 시프트를 정지하면, 기타의 계조 레벨에 간섭하는 경우, 반드시 4개의 블록의 어느 하나에 세로 줄무늬가 발생하므로, 간섭에 의한 세로 줄무늬가 없어지도록, 각각의 계조 레벨의 라인마다의 시프트량을 설정하면, 자연화상 등의 정지화상의 랜덤 패턴에서도 간섭은 없어지고, 깜박임의 발생은 억제된다.
(실시형태 11)
본 발명의 실시형태 11은 실시형태 9에 있어서, 16계조(4096색) 표시의 액정표시 패널을 구동하는 경우, 동화상 표시시의 라인마다의 최적의 시프트량을 설정하는 수단으로서, 액정표시 패널을 신호선 방향으로 4블록으로 분할한다. 제1블록에는 주사선 방향으로 1도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 제2블록에는 주사선 방향으로 2도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 제3블록에는 주사선 방향으로 4도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 제4블록에는 주사선 방향으로 8도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한다. 각각의 계조 레벨의 계조 패턴을 구성하는 프레임수의 최소공배수의 프레임마다 표시를 주사선 수직 방향으로 시프트시킨 상태에서, 라인마다의 시프트량을 설정하는 계조 레벨의 프레임 시프트를 정지시키고, 간섭에 의한 세로 줄무늬가 없어지는 값에 각각의 계조 레벨의 라인마다의 시프트량을 설정한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 도 9의 표시 패턴을 각각의 계조 레벨의 계조 패턴을 구성하는 프레임수의 최소공배수의 프레임마다 표시를 주사선 수직 방향으로 시프트시켜서 의사적(擬似的)으로 동화상 상태를 발생시키고, 라인마다의 최적 시프트량을 설정하는 계조 레벨의 프레임 시프트를 정지하면, 기타의 계조 레벨과 간섭하는 경우, 반드시 4개의 블록의 어느 하나에 세로 줄무늬가 발생하므로, 간섭에 의한 세로 줄무늬가 없어지도록, 각각의 계조 레벨의 라인마다의 시프트량을 설정하면, 자연화 등의 동화상의 랜덤 패턴에서도 간섭은 없어지고, 깜박임의 발생은 억제된다.
(실시형태 12)
본 발명의 실시형태 12는 휴대 정보단말용 액정표시장치의 구동방법으로서, 실시형태 1의 프레임 변조 방식에 의한 계조 표시 방식을 구비하고, 프레임마다의 시프트량, 라인마다의 시프트량, 서브 프레임마다의 시프트량을 실시형태 10 또는 11의 방법에 따라서 설정한 것을 특징으로 하고 있다.
휴대전화를 비롯한 이동체 단말에서는 소비 전력이 한정되어 있어서, 소비 전력을 저감하는 것이 요구되고 있다. 또한, 표시장치의 소형화, 비용 삭감의 요구때문에 깜박임 대책의 회로는 간단할 필요가 있다.
본 발명의 계조 표시 방식에 의한 구동방법을 휴대 정보단말용 액정표시장치에 적용하면, 프레임 주파수를 낮추어도 깜박임의 발생을 억제할 수 있으므로, 저소비전력이 실현되고, 또한 깜박임 대책 회로도 단순하므로, 소형화를 실현할 수 있다.
(실시형태 13)
본 발명의 실시형태 13은 청구항 12에 있어서, 주사측의 구동회로와 신호측의 구동회로를 1칩(chip)화한 MLS 드라이버 IC를 탑재한 것을 특징으로 하고 있다. 드라이브 IC는 TAB(tape automated bonding) 또는 COG(chip on glass) 기술로써 실장한다.
MLS 드라이버에서는 주사측의 구동 전압을 저전압화 할 수 있으므로, 신호측의 구동회로와 일체화한 드라이버 IC가 가능하다. 이 MLS 드라이버 IC를 탑재함으로써, 3변 프리(free) 휴대 정보단말용 액정표시장치를 실현할 수 있다.
이상과 같이, 멀티라인 실렉트(MLS) 구동에 있어서, 본 발명의 계조 패턴을 서브 프레임마다 시프트 연산 처리해서 프레임 변조(FRC) 방식으로써 계조 표시를 실행하는 구동방법에 의하면, 프레임 주파수를 낮추어도 깜박임의 발생을 억제할 수 있으므로, 저소비 전력이 실현되고, 또한 깜박임 대책회로도 단순하므로, 소형화를 실현하는 것이 가능하게 되어서, 그 실용적 효과는 크다.
또한, 본 발명은 4개의 주사 전극을 동시 선택하는 MLS4 구동을 중심으로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 복수(L=2이상)개의 주사 전극을 동시 선택하는 구동방식이면 어느 것이라도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 액정표시 패널에 한정되는 것은 아니고, 단순 매트릭스형의 유기 또는 무기 EL 패널에도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (13)

  1. 복수(L개)의 주사 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트(MLS) 구동법으로서, 1프레임이 L개의 서브 프레임으로 구성되어 있는 단순 매트릭스형 EL 패널을 구동하는 방법에 있어서,
    계조 표시를 프레임 변조 방식으로써 실행하기 위해서, 각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴을 기억하는 계조 레지스터와, 상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 시프트 처리하는 계조 제어회로와, 각각의 신호 전극에 설치된 계조 선택회로를 구비하고, 상기 계조 제어회로로써, 상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 제1동기신호에 동기시켜서 프레임마다 시프트 처리하고, 또한 제2동기신호에 동기시켜서 라인마다 시프트 처리하고, 또한 상기 매 서브 프레임마다 시프트 처리해서 계조 표시를 실행하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서, 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 동일한 값에 설정한 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 계조 레벨의 계조 패턴의 프레임마다의 시프트량, 라인마다의 시프트량, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 프레임마다 가변으로 한 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  4. 제3항에 있어서, RED, GREEN, BLUE의 각각의 계조 레벨의 계조 패턴의 프레임마다의 시프트량, 라인마다의 시프트량, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L－1)개의 시프트량을 가변으로 한 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  5. 제2항에 있어서, 프레임마다의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 동일한 값으로 설정하고, 또한 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 상기 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 프레임마다의 시프트량과 동일한 값이거나 또는 0으로 설정한 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴이 15프레임 단위(0/15, 1/15,···, 15/15)로 구성되어 있고, 프레임마다의 시프트량을 각각의 계조 레벨에서 1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14 중의 어느 하나의 동일한 값으로 설정하고, 또한 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 상기 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 프레임마다의 시프트량과 동일한 값이거나 또는 0으로 설정하여, 16계조(4096색) 표시하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴을 구성하는 프레임수의 최소공배수가 24이며, 각각의 계조 레벨의 프레임마다의 시프트량을 5로 설정하고, 또한 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 5 또는 0으로 설정하여, 16계조(4096색) 표시하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 16계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴이, 0, 1/12, 1/8, 1/6, 1/4, 1/3, 3/8, 5/12, 1/2, 7/12, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8, 11/12, 1이며, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 프레임마다의 시프트량을 5로 설정하고, 각각의 계조 레벨에서 동일한 값의 서브 프레임마다의 (L-1)개의 시프트량을 5 또는 0으로 설정하여, 16계조(4096색) 표시하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서, 4개의 주사 전극을 동시 선택하는 멀티라인 실렉트(MLS4) 구동법에 의해서, 1프레임이 제1로부터 제4의 4개의 서브 프레임으로 구성되어 있고, 제1로부터 제2서브 프레임, 제2로부터 제3서브 프레임, 제3으로부터 제4서브 프레임으로의 시프트량의 조합을 (5, 5, 5), (5, 5, 0), (5, 0, 5), (0, 5, 5), (5, 0, 0), (0, 5, 0) 또는 (0, 0, 5)으로 설정하여, 16계조(4096색) 표시하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서, 정지 화상 표시시의 라인마다의 최적의 시프트량을 설정하는 수단으로서, 단순 매트릭스형 EL 패널을 신호선 방향으로 4블록으로 분할하여, 제1블록에는 주사선 방향으로 1도트(dot)씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시하고, 제2블록에는 주사선 방향으로 2도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시하고, 제3블록에는 주사선 방향으로 4도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시하고, 제4블록에는 주사선 방향으로 8도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시한 상태에서, 라인마다의 시프트량을 설정하는 계조 레벨의 프레임 시프트를 정지시키고, 간섭에 의한 세로 줄무늬가 없어지는 값에 각각의 계조 레벨의 라인마다의 시프트량을 설정하여, 16계조(4096색) 표시하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  11. 제9항에 있어서, 동화상 표시시의 라인마다의 최적의 시프트량을 설정하는 수단으로서, 단순 매트릭스형 EL 패널을 신호선 방향으로 4블록으로 분할하여, 제1블록에는 주사선 방향으로 1도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시하고, 제2블록에는 주사선 방향으로 2도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시하고, 제3블록에는 주사선 방향으로 4도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시하고, 제4블록에는 주사선 방향으로 8도트씩 계조가 0으로부터 15까지 변화되는 패턴을 표시하고, 각각의 계조 레벨의 계조 패턴을 구성하는 프레임수의 최소공배수의 프레임마다 표시를 주사선 수직 방향으로 시프트시킨 상태에서, 라인마다의 시프트량을 설정하는 계조 레벨의 프레임 시프트를 정지시키고, 간섭에 의한 세로 줄무늬가 없어지는 값에 각각의 계조 레벨의 라인마다의 시프트량을 설정하여, 16계조(4096색) 표시하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 패널의 구동방법.
  12. 복수(L개)의 주사 전극을 동시에 선택하는 단순 매트릭스형 EL 표시장치로서,
    각각의 계조 레벨의 온ㆍ오프를 나타내는 계조 패턴을 기억하는 계조 레지스터와,
    상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 시프트 처리하는 계조 제어회로와,
    각각의 신호 전극에 설치된 계조 선택회로를 구비하고,
    1프레임이 L개의 서브 프레임으로부터 구성되어서, 상기 계조 제어회로는 상기 계조 레지스터의 계조 패턴을 제1동기신호에 동기시켜서 프레임마다 시프트 처리하고, 또한, 제2동기신호에 동기시켜서 라인마다 시프트 처리하고, 또한, 상기 매 서브 프레임마다 시프트 처리하는 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 주사 전극을 구동하는 제1구동회로와, 신호 전극을 구동하는 제2구동회로가, 1칩화된 드라이버 IC를 탑재한 것을 특징으로 하는 단순 매트릭스형 EL 표시장치.
KR10-2002-7010829A 2000-12-27 2001-12-26 단순 매트릭스형 el 패널의 구동방법 및 단순 매트릭스형 el 표시장치 KR100501030B1 (ko)

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