KR101036687B1 - Liquid crystal display device and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 액정표시패널에 구비된 더미화소부의 화소에 주사신호와 테스트신호를 인가하고, 더미라인을 통해 더미화소부의 화소로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출한 다음 그 킥백전압의 영향을 고려한 최적의 공통전압 레벨을 설정할 수 있게 되므로, 액정표시패널들이 서로 다른 킥백전압을 갖는 경우에도 개별 액정표시패널들의 최적의 공통전압 레벨을 쉽고 정확하게 설정할 수 있게 된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, wherein a scan signal and a test signal are applied to pixels of a dummy pixel unit provided in a liquid crystal display panel, and a kickback voltage is applied by applying a pixel voltage from a pixel of the dummy pixel unit through a dummy line. Since it is possible to set the optimum common voltage level considering the effect of the kickback voltage, it is possible to easily and accurately set the optimum common voltage level of individual liquid crystal display panels even when the liquid crystal display panels have different kickback voltages. do.
Description
도1은 일반적인 액정 표시장치를 보인 예시도.1 is an exemplary view showing a general liquid crystal display device.
도2는 도1에 있어서, 액정 표시패널에 매트릭스 형태로 배열되는 각각의 화소에 대한 등가회로를 보인 예시도.FIG. 2 is an exemplary diagram showing an equivalent circuit for each pixel arranged in a matrix form on a liquid crystal display panel in FIG.
도3은 도2에 있어서, 화소의 구동 파형도.3 is a drive waveform diagram of a pixel in FIG. 2;
도4는 본 발명에 의한 액정 표시장치의 블럭구성을 보인 예시도.4 is an exemplary view showing a block configuration of a liquid crystal display according to the present invention.
도5는 도4에 있어서, 더미화소부에 구비되는 화소의 평면구성을 보인 예시도.FIG. 5 is an exemplary view showing a planar configuration of a pixel provided in the dummy pixel portion in FIG. 4; FIG.
도6은 도5에 있어서, 더미화소부에 구비되는 화소의 등가회로를 보인 예시도.FIG. 6 is an exemplary view showing an equivalent circuit of a pixel provided in the dummy pixel portion in FIG. 5; FIG.
도7은 소형 모델의 액정 표시장치를 보인 예시도.7 is an exemplary view showing a liquid crystal display device of a small model.
도8a 및 도8b는 도7에 있어서, 소형 액정 표시장치의 라인 인버젼 구동에 따른 화소의 구동 파형도.8A and 8B are driving waveform diagrams of pixels according to the line inversion driving of the small liquid crystal display in Fig. 7;
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
210:액정 표시패널 211:화소부210: liquid crystal display panel 211: pixel portion
212:더미화소부 220:구동부 212: dummy pixel 220: driving unit
221:공통전압 보상부 DL1:더미라인221: common voltage compensation unit DL1: dummy line
본 발명은 액정 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플리커(flicker)나 잔상과 같은 화질 불량의 원인이 되는 킥백전압(kick-back voltage : △Vp)의 영향을 보상하여 화질을 개선하기에 적당하도록 한 액정 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display and a driving method thereof, and more particularly, to compensate for an influence of a kick-back voltage (ΔVp) that causes poor image quality such as flicker or afterimage. The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, which are suitable for improvement.
일반적으로, 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(cathode ray tube : CRT)은 텔레비젼을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 하중과 부피가 크기 때문에 전자 제품의 소형화 및 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.In general, cathode ray tube (CRT), which is one of the widely used display devices, is mainly used for monitors such as TV, measuring instruments, information terminal devices, etc. And it could not respond actively to the request of weight reduction.
따라서, 상기 음극선관을 대체하기 위해 소형, 경량화 및 저소비전력의 장점을 갖는 액정 표시장치(liquid crystal display : LCD), 플라즈마 표시장치(plasma display panel : PDP), 전계방출 표시장치(field emission display : FED), 그리고 전계발광 표시장치(electroluminescence display : ELD) 등의 다양한 평판 표시장치가 활발하게 연구 및 개발되고 있다.Accordingly, in order to replace the cathode ray tube, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and a field emission display (LCD) have advantages of small size, light weight, and low power consumption. Various flat panel display devices such as FED) and electroluminescence display (ELD) have been actively researched and developed.
상기 평판 표시장치 중에 액정 표시장치는 방향성을 갖고 있는 액정 분자의 배향 방향을 분극성을 이용하여 인위적으로 조절함으로써, 액정의 배향 방향에 따른 광학적 이방성에 의해 빛을 투과 및 차단시킬 수 있게 되며, 이를 응용하여 평 판 표시장치로 사용한다. 최근에는 복수의 화소들을 매트릭스 형태로 배열하고, 각각의 화소에 구비된 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT)와 같은 스위칭 소자를 통해 화상정보를 각각의 화소에 선택적으로 공급하는 액티브 매트릭스 형태(active matrix type)가 뛰어난 화질을 제공하기 때문에 보편적으로 사용되고 있다.In the flat panel display device, the liquid crystal display device may artificially adjust the alignment direction of liquid crystal molecules having directionality using polarization to transmit and block light by optical anisotropy according to the alignment direction of the liquid crystal. Application as a flat panel display. Recently, an active matrix form in which a plurality of pixels are arranged in a matrix form and selectively supplies image information to each pixel through a switching element such as a thin film transistor (TFT) provided in each pixel. type) is widely used because it provides excellent image quality.
상기한 바와같은 액정 표시장치를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The liquid crystal display as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 일반적인 액정 표시장치를 보인 예시도이다.1 is an exemplary view showing a general liquid crystal display.
도1을 참조하면, 액정 표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널(10)과; 상기 액정 표시패널(10)의 일측 단변과 결합되어 액정 표시패널의 게이트라인들에 주사신호를 인가하는 게이트 구동부(20)와; 상기 액정 표시패널(10)의 일측 장변과 결합되어 액정 표시패널의 데이터라인들에 화상신호를 인가하는 데이터 구동부(30)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display includes a liquid
상기 액정 표시패널(10)은 일정한 셀-갭(cell-gap)이 유지되도록 합착된 제1,제2기판과, 상기 제1,제2기판의 셀-갭에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 제1기판 상에는 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array)가 형성되고, 제2기판 상에는 컬러필터 어레이(color filter array)가 형성된다.The liquid
상기 제1기판과 제2기판이 대향하여 합착된 액정 표시패널(10)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 즉, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다. A common electrode and a pixel electrode are formed in the liquid
상기 제1기판 상에는 상기 데이터 구동부(30)로부터 공급되는 화상신호를 전송하는 데이터라인들과, 상기 게이트 구동부(20)로부터 공급되는 주사신호를 전송하는 게이트라인들이 교차하며, 그 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 영역에 화소들이 개별적으로 형성된다.On the first substrate, data lines for transmitting an image signal supplied from the
상기 게이트 구동부(20)는 상기 게이트라인들에 주사신호를 순차적으로 인가하여 매트릭스 형태로 배열된 화소들이 1개 라인씩 선택되도록 하고, 상기 데이터 구동부(30)는 상기 데이터라인들을 통해 선택된 1개 라인의 화소들에 화상신호를 공급한다.The
상기한 바와같이 데이터라인들을 통해 인가되는 화상신호를 화소들에 1개 라인씩 선택적으로 공급하기 위하여 각각의 화소에는 스위칭소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다. As described above, a thin film transistor, which is used as a switching element, is formed in each pixel in order to selectively supply the image signal applied through the data lines, one line to the pixels.
상기 각각의 화소에 형성된 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인에 게이트전극이 접속되고, 상기 데이터라인에 소스전극이 접속되며, 상기 화소의 화소전극에 드레인전극이 접속되어 게이트라인의 주사신호에 따라 데이터라인을 통해 인가되는 화상신호를 선택적으로 화소의 화소전극에 인가 또는 차단하게 된다.In the thin film transistor formed in each pixel, a gate electrode is connected to the gate line, a source electrode is connected to the data line, and a drain electrode is connected to the pixel electrode of the pixel to form a data line according to a scan signal of the gate line. The image signal applied through this is selectively applied or blocked to the pixel electrode of the pixel.
도2는 도1에 있어서, 액정 표시패널(10)에 매트릭스 형태로 배열되는 각각의 화소에 대한 등가회로를 보인 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary diagram showing an equivalent circuit for each pixel arranged in a matrix form on the liquid
도2를 참조하면, 화소는 게이트 전극이 게이트라인(101)에 접속되고, 소스 전극이 데이터라인(103)에 접속되는 박막 트랜지스터(100)와, 상기 박막 트랜지스 터(100)의 드레인 전극과 공통전극전압(Vcom) 사이에 병렬 접속된 액정 용량(102)과 스토리지 용량(104)으로 구성되며, 이와같은 화소의 등가회로를 갖는 액정 표시패널의 구동에 대해 도3의 파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, a pixel includes a
상기 도2와 도3을 참조하면, 공통전압(Vcom)이 공통전극에 인가되고, 화상신호의 전압(Vdata)이 데이터라인(103)을 통해 박막 트랜지스터(100)의 소스전극에 인가되며, 주사신호(Vg)가 게이트라인(101)을 통해 박막 트랜지스터(100)의 게이트전극에 인가된다.2 and 3, the common voltage Vcom is applied to the common electrode, and the voltage Vdata of the image signal is applied to the source electrode of the
따라서, 먼저 제n 프레임의 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 박막 트랜지스터(100)의 턴-온 구간에서는 정극성(+)의 화상신호 전압(Vdata)이 소스전극으로부터 드레인전극을 통해 화소전극에 공급되어 액정을 구동하고, 스토리지 용량(104)에 충전된다. 이때, 화소전극에 인가되는 정극성(+)의 화상신호 전압(Vdata)은 박막 트랜지스터(100)의 턴-온 구간에서 액정 용량(102) 및 스토리지 용량(104)의 영향으로 인해 점차로 충전(charging)되며, 도3에 도시한 바와같이 화소전압(Vp) 파형으로 나타난다.Therefore, first, in the turn-on period of the
그리고, 상기 주사신호(Vg)가 고전위에서 저전위로 천이하여 박막 트랜지스터(100)가 턴-오프되는 경우에는 박막 트랜지스터(100)의 게이트전극과 드레인전극의 오버-랩에 의한 기생 용량으로 인해 게이트전극의 전압변동이 드레인전극과 접속된 화소전극에 영향을 줌으로써, 상기 충전된 화소전압(Vp)으로부터 전압강하가 발생하는데, 이를 킥백전압(△Vp)이라 지칭한다.When the scan signal Vg transitions from a high potential to a low potential and the
그리고, 상기 주사신호(Vg)가 저전위로 인가되는 박막 트랜지스터(100)의 턴-오프 구간에서는 상기 스토리지 용량(104)에 충전된 화소전압(Vp)이 화소전극에 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.In the turn-off period of the
한편, 제n+1 프레임에서는 전술한 인버젼 구동방식이 적용되기 때문에 부극성(-)의 화상신호 전압(Vdata)이 소스 전극으로부터 드레인 전극을 통해 화소전극에 공급되어 액정을 구동하고, 스토리지 용량(104)에 충전된다. On the other hand, in the n + 1 frame, since the above-described inversion driving method is applied, the negative image signal voltage Vdata is supplied from the source electrode to the pixel electrode through the drain electrode to drive the liquid crystal, and the
상기 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 이상적으로 공통전압(Vcom)을 기준으로 박막 트랜지스터(100)의 턴-온, 천이 및 턴-오프 구간에서 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 대칭되는 전압 파형을 나타내야 하지만, 상기 킥백전압(△Vp)에 의한 영향으로 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 서로 대칭되지 않게 되고, 이로 인해 액정 표시패널에 표시되는 화상에 플리커나 잔상이 발생하여 화질이 저하되는 문제점을 갖게 된다.Ideally, the pixel voltage Vp of the n + 1th frame is equal to the pixel voltage Vp of the nth frame in the turn-on, transition, and turn-off periods of the
상기 화질 저하를 방지하기 위해서는 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)이 공통전압(Vcom)을 기준으로 대칭되도록 공통전압(Vcom)의 레벨을 조절하여야 한다.In order to prevent the deterioration of the image quality, the level of the common voltage Vcom should be adjusted such that the pixel voltage Vp of the nth frame and the pixel voltage Vp of the n + 1th frame are symmetrical with respect to the common voltage Vcom. .
그러나, 상기한 바와같이 공통전압(Vcom)의 레벨을 조절하여 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)이 공통전압(Vcom)을 기준으로 대칭되도록 하기 위해서는 먼저 킥백전압(△Vp)을 정확히 측정하여야 하는데, 종래의 액정 표시장치는 킥백전압(△Vp)을 정확히 측정할 수 없는 문제점이 있었다.However, as described above, in order to adjust the level of the common voltage Vcom so that the pixel voltage Vp of the nth frame and the pixel voltage Vp of the n + 1th frame are symmetric with respect to the common voltage Vcom. First, the kickback voltage ΔVp should be measured accurately, but the conventional liquid crystal display has a problem in that the kickback voltage ΔVp cannot be accurately measured.
즉, 상기 킥백전압(△Vp)을 측정하기 위해서는 액정 표시패널을 디캡(decap)하여 화소전극의 전압을 측정하여야 하는데, 이와같이 액정 표시패널을 디캡하는 경우에는 액정 용량(102)이 형성되지 않기 때문에 정확한 킥백전압(△Vp)을 측정할 수 없게 된다.In other words, in order to measure the kickback voltage ΔVp, the liquid crystal display panel needs to be decapped to measure the voltage of the pixel electrode. In this case, the
따라서, 종래에는 상기 화질 저하를 개선하기 위하여 액정 표시패널에 실제 구동환경과 동일한 신호들을 인가하고, 작업자가 액정 표시패널에서 표시되는 화상을 관찰하여 플리커나 잔상이 최소화될 수 있도록 공통전압(Vcom)의 레벨을 수동으로 조절하였다.Accordingly, in order to improve the deterioration of the image quality, a common voltage Vcom is applied to the liquid crystal display panel to apply the same signals as the actual driving environment, and the operator observes the image displayed on the liquid crystal display panel to minimize flicker or afterimage. The level of was adjusted manually.
그러나, 상기한 바와같은 종래의 방식에서는 작업자마다 플리커나 잔상의 관찰에 대한 편차가 있을 수 있고, 이로 인해 공통전압(Vcom)의 설정된 레벨이 최적의 화상을 제공하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.However, in the conventional method as described above, there may be a variation in observation of flicker or an afterimage for each operator, which may cause a case where the set level of the common voltage Vcom does not provide an optimal image.
또한, 작업자의 수동 조작에 의해 공통전압(Vcom)의 레벨을 조절함에 따라 오류가 발생할 수 있으며, 플리커 조절에 별도의 작업시간이 요구되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, an error may occur as the operator adjusts the level of the common voltage Vcom by manual operation, and there is a problem in that productivity is reduced due to a separate work time required for flicker adjustment.
따라서, 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 플리커나 잔상과 같은 화질 불량의 원인이 되는 킥백전압의 영향을 보상하여 화질을 개선할 수 있는 액정 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to compensate for the effect of the kickback voltage that causes poor image quality, such as flicker or afterimage, to improve image quality. A display device and a driving method thereof are provided.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 표시장치는 액정 표시패널에 구비되어 화상을 표시하는 화소부와; 상기 액정 표시패널의 화소부 외곽에 구비된 더 미화소부와; 상기 화소부 및 더미화소부를 구동시키는 구동부와; 상기 구동부에 의해 구동된 더미화소부의 화소전압을 구동부에 인가하는 더미라인과; 상기 더미화소의 화소전압으로부터 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 공통전압의 레벨을 조절하는 공통전압 보상부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display device for achieving the object of the present invention includes a pixel portion provided in the liquid crystal display panel for displaying an image; A further pixel portion disposed outside the pixel portion of the liquid crystal display panel; A driver for driving the pixel portion and the dummy pixel portion; A dummy line for applying a pixel voltage of the dummy pixel unit driven by the driver to the driver; And a common voltage compensator for detecting a kickback voltage from the pixel voltage of the dummy pixel and adjusting the level of the common voltage.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 표시장치의 구동방법은 액정 표시패널에 구비된 더미화소부를 구동시키는 단계와; 상기 구동된 더미화소부로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하는 단계와; 상기 킥백전압을 통해 공통전압의 레벨을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The driving method of the liquid crystal display device for achieving the object of the present invention comprises the steps of driving a dummy pixel unit provided in the liquid crystal display panel; Detecting a kickback voltage by receiving a pixel voltage from the driven dummy pixel unit; Compensating for the level of the common voltage through the kickback voltage.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 표시장치 및 그 구동방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The liquid crystal display and the driving method thereof according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도4는 본 발명에 의한 액정 표시장치의 블럭구성을 보인 예시도이다.4 is an exemplary view showing a block configuration of a liquid crystal display according to the present invention.
도4를 참조하면, 본 발명에 의한 액정 표시장치는 액정 표시패널(210)에 구비되어 화상을 표시하는 화소부(211)와; 상기 액정 표시패널(210)의 화소부(211) 외곽에 구비된 더미화소부(212)와; 상기 화소부(211) 및 더미화소부(212)에 주사신호, 공통전압 및 화상신호를 인가하여 화소부(211) 및 더미화소부(212)를 구동시키는 구동부(220)와; 상기 주사신호, 공통전압 및 화상신호에 의해 구동된 더미화소부(212)의 화소전압을 상기 구동부(220)에 인가하는 더미라인(DL1)과; 상기 구동부(220)로부터 상기 더미화소부(212)의 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 상기 공통전압의 레벨을 조절하는 공통전압 보상부(221)로 구성된다.
Referring to FIG. 4, the liquid crystal display according to the present invention includes a
상기 액정 표시패널(210)은 일정한 셀-갭이 유지되도록 합착된 제1,제2기판과, 상기 제1,제2기판의 셀-갭에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 제1기판 상에는 박막 트랜지스터 어레이가 형성되고, 제2기판 상에는 컬러필터 어레이가 형성된다.The liquid
상기 제1기판과 제2기판이 대향하여 합착된 액정 표시패널(210)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 즉, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.The common electrode and the pixel electrode are formed on the liquid
상기 제1기판 상에는 상기 구동부(220)로부터 공급되는 화상신호를 전송하는 데이터라인들과, 상기 구동부(220)로부터 공급되는 주사신호를 전송하는 게이트라인들이 교차하며, 그 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 영역에 화소들이 개별적으로 형성된다.On the first substrate, data lines for transmitting an image signal supplied from the
상기 액정 표시패널(210)의 화소부(211)에는 상기 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 영역에 매트릭스 형태로 화소들이 배열된다.In the
상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에는 상기 구동부(220)로부터 더미게이트라인을 통해 주사신호를 인가받고, 데이터라인을 통해 테스트신호를 인가받는 적어도 하나의 화소가 형성될 수 있으며, 경우에 따라 한행의 화소들이 형성될 수 있다. 즉, 동시에 화소들을 형성하는 공정여건에 의해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다. 또한, 인접하는 화소들과의 영향에 의한 신호특성을 상기 화소부(211)에 형성되는 화소들과 동일하게 하 기 위해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다. 그리고, 복수의 화소들에서 킥백전압을 검출하기 위해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 화소별로 킥백전압을 검출하기 위해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다.At least one pixel may receive a scan signal from the
상기 더미화소부(212)에 형성되는 적어도 하나의 화소는 상기 액정 표시패널(210)의 제2기판에 형성되는 블랙 매트릭스(black matrix)에 의해 가려지도록 하여 화질에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.At least one pixel formed in the
상기 구동부(220)는 상기 화소부(211)와 더미화소부(212)의 게이트라인들에 주사신호를 순차적으로 인가하여 매트릭스 형태로 배열된 화소들이 1개 라인씩 선택되도록 하고, 상기 데이터라인들을 통해 선택된 1개 라인의 화소들에 화상신호를 공급한다. 이때, 구동부(220)는 상기 게이트라인들에 주사신호를 인가하는 게이트 구동부와, 상기 데이터라인들에 화상신호를 인가하는 데이터 구동부로 구성될 수 있다.The
상기한 바와같이 데이터라인들을 통해 인가되는 화상신호를 상기 화소부(211)와 더미화소부(212)의 화소들에 1개 라인씩 선택적으로 공급하기 위하여 각각의 화소에는 스위칭소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다. As described above, a thin film transistor is used as a switching element in each pixel to selectively supply an image signal applied through data lines to pixels of the
상기 각각의 화소에 형성된 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인에 게이트전극이 접속되고, 상기 데이터라인에 소스전극이 접속되며, 상기 화소의 화소전극에 드레인전극이 접속되어 게이트라인의 주사신호에 따라 데이터라인을 통해 인가되는 화상신호를 선택적으로 화소의 화소전극에 인가 또는 차단하게 된다.In the thin film transistor formed in each pixel, a gate electrode is connected to the gate line, a source electrode is connected to the data line, and a drain electrode is connected to the pixel electrode of the pixel to form a data line according to a scan signal of the gate line. The image signal applied through this is selectively applied or blocked to the pixel electrode of the pixel.
상기 본 발명에 의한 액정 표시장치는 인버젼 방식에 의해 구동된다. 즉, 액정층에 지속적으로 일정한 방향의 전계가 인가될 경우에는 액정이 열화되고, 직류전압 성분에 의해 액정 표시패널로부터 표시되는 화상에 잔상이 발생하게 된다. 따라서, 액정의 열화를 방지하고, 직류전압 성분을 제거하기 위해서 각각의 화소에 인가되는 화상신호의 전압값을 공통전극에 인가되는 공통전압에 대해 정극성(+)과 부극성(-)의 전압이 교번하도록 인가하는데, 이와같은 구동방식을 인버젼 방식이라 한다.The liquid crystal display according to the present invention is driven by an inversion method. That is, when an electric field in a constant direction is continuously applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal is deteriorated, and an afterimage occurs in an image displayed from the liquid crystal display panel by the DC voltage component. Therefore, in order to prevent deterioration of the liquid crystal and to remove the DC voltage component, the voltage value of the image signal applied to each pixel is set to the voltage of positive (+) and negative (-) with respect to the common voltage applied to the common electrode. This driving method is called an inversion method.
상기 인버젼 구동방식은 화상신호의 전압값이 화상의 한 프레임이 변경될 때마다 상반된 극성으로 공급되도록 하는 프레임 인버젼 방식, 화상신호의 전압값이 게이트라인들이 변경될 때마다 상반된 극성으로 공급되도록 하는 라인 인버젼 방식, 그리고 화상신호의 전압값이 서로 이웃하는 화소들에 상반된 극성으로 공급되도록 함과 아울러 화상의 한 프레임이 변경될 때마다 상반된 극성으로 공급되도록 하는 돗트 인버젼 방식으로 구분된다.The inversion driving method is a frame inversion method in which a voltage value of an image signal is supplied with an opposite polarity whenever a frame of an image is changed, and a voltage value of the image signal is supplied with an opposite polarity whenever a gate line is changed. A line inversion scheme and a dot inversion scheme in which the voltage values of the image signal are supplied to the neighboring pixels with opposite polarities and are supplied with the opposite polarities whenever one frame of the image is changed.
상기한 바와같은 인버젼 구동방식 중에서 돗트 인버젼 방식이 프레임 인버젼 방식이나 라인 인버젼 방식에 비해 플리커나 크로스토크와 같은 화면 왜곡을 억제하여 뛰어난 화질의 화상을 제공하지만, 서로 이웃하는 화소들에 정극성(+) 및 부극성(-)의 화상신호가 상이하게 공급됨에 따라 전력소모가 매우 크기 때문에 무선통신에 적용되는 소형 액정 표시장치의 경우에는 라인 인버젼 방식을 적용하고 있다. Among the inversion driving methods described above, the dot inversion method suppresses screen distortions such as flicker and crosstalk compared to the frame inversion method or the line inversion method to provide an image having excellent image quality, but to neighboring pixels. As the positive (+) and the negative (-) image signals are supplied differently, the power consumption is very high. Therefore, the line inversion method is applied to a small liquid crystal display device applied to wireless communication.
상기한 바와같이 구성되는 본 발명에 의한 액정 표시장치는 다음과 같이 구동된다.The liquid crystal display device according to the present invention configured as described above is driven as follows.
먼저, 상기 구동부(220)가 게이트라인을 통해 주사신호를 인가하여 더미화소부(212)의 화소를 선택하고, 데이터라인을 통해 테스트신호를 인가하여 상기 더미화소부(212)의 화소에 화소전압을 충전시킨다.First, the
상기 더미라인(DL1)은 더미화소부(212)의 화소에 충전된 화소전압을 상기 구동부(220)에 인가한다. 이때, 더미화소부(212)를 구동부(220)와 인접하는 영역에 형성하는 경우에 더미라인(DL1)의 길이를 짧게 패터닝하여 저항값을 최소화하고, 설계를 단순화하여 더미라인(DL1)의 형성공정을 쉽게 실시할 수 있게 된다.The dummy line DL1 applies the pixel voltage charged in the pixel of the
상기 공통전압 보상부(221)는 상기 구동부(220)로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 상기 공통전압의 레벨을 조절한다. 이때, 공통전압 보상부(221)는 구동부(220) 내에 설계될 수 있으며, 상기 더미화소부(212)의 화소에 인가된 테스트신호와 상기 더미라인(DL1)을 통해 공급되는 화소전압의 차이를 통해 킥백전압을 검출한다.The
도5는 상기 더미화소부(212)에 구비되는 화소의 평면구성을 보인 예시도이다.5 is an exemplary view showing a planar configuration of a pixel included in the
도5를 참조하면, 상기 더미화소부(212)에 구비되는 화소는 수평방향으로 배열되는 더미 게이트라인(DGL11)과 수직방향으로 배열되는 데이터라인(DL11)이 교차하여 구획되는 사각형 영역에 정의되며, 그 화소에는 박막트랜지스터(TFT11)와 화소전극(PE11)이 구비된다. 이때, 더미화소부(212)에 구비되는 화소는 화소전극(PE11)과 전기적으로 접속되는 스토리지용량(미도시)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 5, the pixel provided in the
상기 박막트랜지스터(TFT11)는 상기 더미 게이트라인(DGL11)의 소정의 위치에서 연장되는 게이트전극(GE11)과, 상기 데이터라인(DL11)의 소정의 위치에서 연장되어 상기 게이트전극(GE11)과 소정의 영역이 오버랩(overlap)되는 소스전극(SE11)과, 상기 게이트전극(GE11)을 기준으로 소스전극(SE11)과 대응되어 상기 게이트전극(GE11)과 소정의 영역이 오버랩되는 드레인전극(DE11)을 구비한다.The thin film transistor TFT11 extends at a predetermined position of the dummy gate line DGL11 and extends at a predetermined position of the data line DL11 to correspond to the gate electrode GE11. A source electrode SE11 having an overlapping region and a drain electrode DE11 corresponding to the source electrode SE11 based on the gate electrode GE11 and overlapping the gate electrode GE11 with a predetermined region. Equipped.
상기 소스전극(SE11)과 드레인전극(DE11)은 상기 게이트전극(GE11) 상에서 일정하게 이격되고, 상기 드레인전극(DE11)은 드레인콘택홀(DC11)을 통해 화소전극(PE11)과 전기적으로 접촉된다. 이때, 화소전극(PE11)은 광투과율이 높은 도전물질로 형성되며, 예를 들어 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide)가 적용될 수 있다.The source electrode SE11 and the drain electrode DE11 are uniformly spaced apart on the gate electrode GE11, and the drain electrode DE11 is in electrical contact with the pixel electrode PE11 through the drain contact hole DC11. . In this case, the pixel electrode PE11 may be formed of a conductive material having a high light transmittance. For example, indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) may be applied.
상기 박막트랜지스터(TFT11)에는 반도체층(미도시)이 구비되어 상기 더미 게이트라인(DGL11)을 통해 게이트전극(GE11)에 주사신호가 고전위로 공급되면, 소스전극(SE11)과 드레인전극(DE11) 사이에 도전채널을 형성한다.When the thin film transistor TFT11 is provided with a semiconductor layer (not shown) and a scan signal is supplied at high potential to the gate electrode GE11 through the dummy gate line DGL11, the source electrode SE11 and the drain electrode DE11. A conductive channel is formed therebetween.
즉, 전술한 구동부(220)로부터 주사신호가 더미게이트라인(DGL11)을 통해 박막트랜지스터(TFT11)의 게이트전극(GE11)에 고전위로 공급되면, 그 박막트랜지스터(TFT11)의 소스전극(SE11)과 드레인전극(DE11) 사이에는 도전채널이 형성되고, 이때 구동부(220)로부터 데이터라인(DL11)들을 통해 소스전극(SE11)에 공급되는 테스트신호가 도전채널을 통해 드레인전극(DE11)으로 전송된다. 그리고, 상기 드레인전극(DE11)은 드레인콘택홀(DC11)을 통해 화소전극(PE11)과 접속되어 있기 때문에 드레인전극(DE11)에 공급된 테스트신호가 화소전극(PE11)에 인가된다.That is, when the scan signal is supplied to the gate electrode GE11 of the thin film transistor TFT11 through the dummy gate line DGL11 from the above-described
상기 주사신호가 고전위로 인가되는 구간에는 상기 테스트신호가 화소전극(PE11)에 인가되어 액정을 구동시키고, 스토리지 용량(미도시)에 충전된다. 이때, 화소전극(PE11)에 인가되는 테스트신호의 전압은 액정용량 및 스토리지용량의 영향으로 점차로 충전된다.In the section in which the scan signal is applied at high potential, the test signal is applied to the pixel electrode PE11 to drive the liquid crystal and is charged in a storage capacity (not shown). At this time, the voltage of the test signal applied to the pixel electrode PE11 is gradually charged under the influence of the liquid crystal capacity and the storage capacity.
그리고, 상기 주사신호가 고전위에서 저전위로 천이되는 경우에는 박막트랜지스터(TFT11)의 게이트전극(GE11)과 드레인전극(DE11)의 오버-랩에 의한 기생용량으로 인해 게이트전극(GE11)의 전압변동이 드레인전극(DE11)과 접속된 화소전극(PE11)에 영향을 주어 상기 스토리지 용량에 충전된 테스트신호의 전압으로부터 킥백전압의 전압강하가 발생하여 스토리지 용량에는 테스트신호의 전압에서 킥백전압의 전압차를 갖는 화소전압이 유지된다.When the scan signal transitions from the high potential to the low potential, the voltage variation of the gate electrode GE11 is changed due to the parasitic capacitance caused by the overlap of the gate electrode GE11 and the drain electrode DE11 of the thin film transistor TFT11. The voltage drop of the kickback voltage is generated from the voltage of the test signal charged in the storage capacitor by affecting the pixel electrode PE11 connected to the drain electrode DE11. The storage capacitor has a voltage difference of the kickback voltage from the voltage of the test signal. The pixel voltage is maintained.
그리고, 상기 주사신호가 저전위로 인가되는 구간에는 상기 스토리지용량에 충전된 화소전압이 화소전극(PE11)에 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.In addition, the pixel voltage charged in the storage capacitor is supplied to the pixel electrode PE11 to maintain the driving of the liquid crystal in the section in which the scan signal is applied at the low potential.
상기 화소전극(PE11)에 공급되는 화소전압은 화소전극(PE11)과 전기적으로 연결된 더미라인(DL1)을 통해 구동부(220)로 인가된다. 이때, 더미라인(DL1)은 상기 화소전극(PE11)과 동일한 재질이 적용될 수 있으며, 화소전극(PE11)과 동시에 패터닝되어 형성될 수 있다.The pixel voltage supplied to the pixel electrode PE11 is applied to the
상기 구동부(220)는 상기 더미화소부(212)의 화소에 인가된 테스트전압과 상기 더미라인(DL1)을 통해 인가된 화소전압을 공통전압 보상부(221)에 인가하고, 공통전압 보상부(221)는 상기 테스트전압과 화소전압의 차를 이용하여 킥백전압을 검 출한 다음 상기 구동부(220)에 제어신호를 인가하여 화소부(211)의 화소들에 인가될 공통전압의 레벨을 조절한다.The
도6은 상기한 바와같이 구성되는 더미화소부(212)의 화소에 대한 등가회로를 보인 예시도이다.6 is an exemplary diagram showing an equivalent circuit for the pixels of the
도6을 참조하면, 상기 더미화소부(212)의 화소에 대한 등가회로는 게이트전극이 더미게이트라인(DGL21)에 접속되고, 소스전극이 데이터라인(DL21)에 접속되는 박막트랜지스터(TFT21)와, 상기 박막트랜지스터(TFT21)의 드레인전극과 공통전극전압(Vcom) 사이에 병렬 접속된 액정용량(202) 및 스토리지용량(204)과, 상기 박막트랜지스터(TFT21)의 드레인전극에 접속되어 스토리지용량(204)에 충전된 화소전압을 구동부에 인가하는 더미라인(DL2)으로 구성된다.Referring to FIG. 6, the equivalent circuit for the pixel of the
상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 표시장치는 소형 모델의 액정 표시장치에 적용될 수 있으며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. The liquid crystal display according to the present invention as described above may be applied to the liquid crystal display of the small model, which will be described in detail as follows.
도7은 소형 모델의 액정 표시장치를 보인 예시도이다.7 is an exemplary view showing a liquid crystal display of a small model.
도7을 참조하면, 소형 모델의 액정 표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널(310)과; 상기 액정 표시패널(310)의 일측에 칩-온-글래스(chip-on-glass : COG) 방식으로 실장되어 액정 표시패널(310)의 화소들을 구동시키는 구동부(320)와; 상기 구동부(320)에 화상신호, 제어신호 및 구동전압 등을 인가하는 가요성 인쇄회로부(flexible printed circuit : FPC, 330)로 구성된다.Referring to FIG. 7, the liquid crystal display of the small model includes a liquid
전술한 바와같이 본 발명에 의한 액정 표시장치는 상기 액정 표시패널(310) 에 화상을 표시하는 화소부와, 상기 액정 표시패널(310)의 화소부 외곽에 구비된 더미화소부와, 상기 더미화소부의 화소전압을 상기 구동부(320)에 인가하는 더미라인이 구비되고, 상기 구동부(310)에 상기 더미화소부의 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 공통전압의 레벨을 조절하는 공통전압 보상부가 구비된다.As described above, the liquid crystal display according to the present invention includes a pixel portion for displaying an image on the liquid
상기 더미라인은 상기 액정 표시패널(310)의 일측에 칩-온-글래스 방식으로 실장된 구동부와 본딩패드(bonding pad)를 통해 전기적으로 연결된다.The dummy line is electrically connected to one side of the liquid
상기 구동부에는 셋팅된 레지스트값에 따라 상기 더미화소부를 특정한 계조로 구동시키는 제어 레지스터와, 상기 더미화소부의 구동 여부를 선택하기 위한 레지스터가 추가로 구비될 수 있다.The driving unit may further include a control register for driving the dummy pixel unit at a specific gray level according to a set resist value, and a register for selecting whether to drive the dummy pixel unit.
상기한 바와같은 소형 액정 표시장치의 전술한 라인 인버젼 구동에 대해 도8a 및 도8b의 파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The above-described line inversion driving of the small liquid crystal display as described above will be described in detail with reference to the waveform diagrams of FIGS. 8A and 8B.
먼저, 도8a에 도시한 파형도를 참조하면, 공통전압(Vcom)이 게이트라인 단위로 고전위 및 저전위가 교번하는 펄스 형태로 공통전극에 인가되고, 화상신호 전압(Vdata)이 공통전압(Vcom)과 반대의 전위를 갖는 펄스 형태로 데이터라인을 통해 순차적으로 인가된다.First, referring to the waveform diagram shown in FIG. 8A, the common voltage Vcom is applied to the common electrode in the form of a pulse in which the high potential and the low potential are alternated on a gate line basis, and the image signal voltage Vdata is applied to the common voltage ( Are sequentially applied through the data lines in the form of pulses with potentials opposite to Vcom).
상기한 바와같이 공통전압(Vcom)을 게이트라인 단위로 고전위 및 저전위가 교번하는 펄스 형태로 공통전극에 인가하는 경우에는, 공통전압(Vcom)을 일정한 전압으로 인가하는 경우에 비해 액정을 구동시키기 위한 화상신호 전압(Vdata)의 레벨을 최소화할 수 있게 되고, 이로 인해 액정 표시패널의 전력소모를 줄일 수 있게 된다.As described above, when the common voltage Vcom is applied to the common electrode in the form of pulses in which the high potential and the low potential are alternated on a gate line basis, the liquid crystal is driven as compared with the case where the common voltage Vcom is applied at a constant voltage. It is possible to minimize the level of the image signal voltage (Vdata) to be made, thereby reducing the power consumption of the liquid crystal display panel.
그리고, 도8b의 파형도는 상기 도8a에 도시된 공통전압(Vcom)과 화상신호 전압(Vdata)이 하나의 화소에 인가되는 경우를 나타낸다.8B shows a case where the common voltage Vcom and the image signal voltage Vdata shown in FIG. 8A are applied to one pixel.
상기 도8b의 파형도를 참조하면, 먼저 제n프레임에서는 주사신호(Vg)가 박막 트랜지스터의 게이트전극에 인가되고, 공통전압(Vcom)이 고전위로 공통전극에 인가되며, 화상신호 전압(Vdata)이 공통전압(Vcom)과 반대의 전위로 인가된다.Referring to the waveform diagram of FIG. 8B, first, in the nth frame, the scan signal Vg is applied to the gate electrode of the thin film transistor, the common voltage Vcom is applied to the common electrode at high potential, and the image signal voltage Vdata. It is applied at a potential opposite to the common voltage Vcom.
따라서, 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 구간에서는 화상신호 전압(Vdata)과 공통전압(Vcom)의 차이에 따른 부극성(-)의 전압이 화소전극에 공급되어 액정을 구동하고, 스토리지용량에 충전된다. 이때, 화소전극에 공급된 부극성(-)의 전압은 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 구간에서 액정용량 및 스토리지용량의 영향으로 인해 점차로 충전되며, 도8b에 도시한 바와같이 화소전압(Vp) 파형으로 나타난다.Therefore, in the period in which the scan signal Vg is applied at high potential, a negative voltage (−) corresponding to the difference between the image signal voltage Vdata and the common voltage Vcom is supplied to the pixel electrode to drive the liquid crystal, and the storage capacitor Is charged. At this time, the negative voltage (-) supplied to the pixel electrode is gradually charged due to the influence of the liquid crystal capacitor and the storage capacitor in the section where the scan signal Vg is applied at a high potential, and as shown in FIG. Vp) appears as a waveform.
그리고, 상기 주사신호(Vg)가 고전위에서 저전위로 천이하는 경우에는 박막트랜지스터의 게이트전극과 드레인전극의 오버-랩에 의한 기생용량으로 인해 게이트전극의 전압변동이 드레인전극과 접속된 화소전극에 영향을 줌으로써, 상기 화소전압(Vp)으로부터 킥백전압의 전압강하가 발생한다.In the case where the scan signal Vg transitions from a high potential to a low potential, the voltage variation of the gate electrode influences the pixel electrode connected to the drain electrode due to parasitic capacitance caused by the overlap between the gate electrode and the drain electrode of the thin film transistor. Gives a voltage drop of the kickback voltage from the pixel voltage Vp.
그리고, 상기 주사신호(Vg)가 저전위로 인가되는 구간에는 상기 스토리지용량에 충전된 화소전압(Vp)이 화소전극(PE11)에 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.In the period where the scan signal Vg is applied at a low potential, the pixel voltage Vp charged in the storage capacitor is supplied to the pixel electrode PE11 to maintain driving of the liquid crystal.
한편, 제n+1프레임에서는 전술한 인버젼 구동방식이 적용되기 때문에 상기 주사신호(Vg)가 박막트랜지스터의 게이트전극에 인가되고, 공통전압(Vcom)이 저전위로 공통전극에 인가되며, 화상신호 전압(Vdata)이 공통전압(Vcom)과 반대의 전위로 인가됨에 따라 화상신호 전압(Vdata)과 공통전압(Vcom)의 차이에 따른 정극성(+)의 전압이 화소전극에 인가되어 액정을 구동하고, 스토리지용량에 충전된다. 이때, 화소전극에 공급된 정극성(+)의 전압은 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 구간에서 액정용량 및 스토리지용량의 영향으로 인해 점차로 충전되며, 도8b에 도시한 바와같이 화소전압(Vp) 파형으로 나타난다.On the other hand, in the n + 1th frame, since the aforementioned inversion driving method is applied, the scan signal Vg is applied to the gate electrode of the thin film transistor, the common voltage Vcom is applied to the common electrode at low potential, and the image signal. As the voltage Vdata is applied to a potential opposite to the common voltage Vcom, a positive voltage (+) according to the difference between the image signal voltage Vdata and the common voltage Vcom is applied to the pixel electrode to drive the liquid crystal. And the storage capacity is charged. At this time, the positive voltage (+) supplied to the pixel electrode is gradually charged due to the influence of the liquid crystal capacitor and the storage capacitor in the section where the scan signal Vg is applied at a high potential, and as shown in FIG. Vp) appears as a waveform.
상기 제n+1프레임의 화소전압(Vp) 파형은 이상적으로 제n프레임의 화소전압(Vp)과 대칭되는 파형을 나타내야 하지만, 상기 킥백전압에 의한 영향으로 제n프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 서로 대칭되지 않게 되고, 이로 인해 액정표시패널에 표시되는 화상에 플리커나 잔상이 발생하여 화질이 저하되는 문제점을 갖게 된다.The waveform of the pixel voltage Vp of the nth + 1th frame should ideally be a waveform symmetrical with the pixel voltage Vp of the nth frame, but due to the kickback voltage, the pixel voltage Vp of the nth + 1th frame The pixel voltages Vp of the n + 1th frame do not become symmetrical with each other, and thus, flicker or afterimage occurs in an image displayed on the liquid crystal display panel, thereby deteriorating image quality.
따라서, 본 발명에서는 전술한 바와같이 액정표시패널에 더미화소부를 마련하고, 그 더미화소부의 화소에 주사신호와 테스트신호를 인가하여, 그 더미화소부의 화소의 화소전압을 더미라인을 통해 구동부의 공통전압 보상부에 인가한 다음 공통전압 보상부를 통해 테스트신호와 화소전압의 차에 따른 킥백전압을 검출하여 액정표시패널의 화소들에 인가될 공통전압의 레벨을 조절함으로써, 전술한 플리커나 잔상과 같은 화질저하를 방지할 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, as described above, the dummy pixel unit is provided in the liquid crystal display panel, and the scan signal and the test signal are applied to the pixel of the dummy pixel unit, and the pixel voltage of the pixel of the dummy pixel unit is shared through the dummy line. After applying to the voltage compensator and detecting the kickback voltage according to the difference between the test signal and the pixel voltage through the common voltage compensator to adjust the level of the common voltage to be applied to the pixels of the liquid crystal display panel, such as flicker or afterimage The deterioration of image quality can be prevented.
상술한 바와같이 본 발명에 의한 액정표시장치 및 그 구동방법은 액정표시패 널에 구비된 더미화소부의 화소에 주사신호와 테스트신호를 인가하고, 더미라인을 통해 더미화소부의 화소로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출한 다음 그 킥백전압의 영향을 고려한 최적의 공통전압의 레벨을 설정할 수 있게 된다.As described above, the liquid crystal display and the driving method thereof according to the present invention apply a scan signal and a test signal to the pixels of the dummy pixel unit provided in the liquid crystal display panel, and apply the pixel voltage from the pixels of the dummy pixel unit through the dummy line. After detecting the kickback voltage, it is possible to set an optimal common voltage level considering the kickback voltage.
따라서, 액정표시패널들이 서로 다른 킥백전압을 갖는 경우에도 개별 액정표시패널들의 최적의 공통전압 레벨을 쉽고 정확하게 설정할 수 있는 효과가 있으며, 또한 최적의 공통전압 레벨을 쉽고 정확하게 설정함에 따라 플리커나 잔상을 방지할 수 있게 되어 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, even when the liquid crystal display panels have different kickback voltages, it is possible to easily and accurately set the optimum common voltage level of the individual liquid crystal display panels. It is possible to prevent the effect of improving the image quality of the liquid crystal display device.
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