KR20020027786A - Driving method for the sdr-flcd - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)의 구동 방법에 관한 것으로서, 특히 CDR-FLCD(Continuous Director Rotation-ferroelectric LiquidCrystal Display)의 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of driving a liquid crystal display (LCD), and more particularly, to a method of driving a continuous director rotation-ferroelectric liquid crystal display (CDR-FLCD).
LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다. 이러한 LCD는 노트북 PC에서 모니터, TV로의 전환이 이루어짐에 따라 LCD 성능에 대한 요구가 높아지고 있으며, 이를 위해 넓은 광시야각과 동화상에 대응하는 고속응답이 요구된다.An LCD is a display device that obtains a desired image signal by applying an electric field to a liquid crystal material having an anisotropic dielectric constant injected between two substrates, and controlling the amount of light transmitted through the substrate by adjusting the intensity of the electric field. As LCDs are switched from notebook PCs to monitors and TVs, the demand for LCD performance is increasing. For this purpose, high-speed response corresponding to wide wide viewing angles and moving images is required.
그러나, 현재 LCD 모드의 주류인 TN(twisted nematic) 모드는 상기를 달성하기에는 한계가 있다. 이는 네마틱(nematic) 액정을 사용하는 TN 모드의 LCD가 액정 분자의 재배열시 유전율 이방성과 외계전장과의 상호 작용이 비교적 약하여 응답속도가 떨어지기 때문이다.However, the twisted nematic (TN) mode, which is the mainstream of the current LCD mode, has a limitation in achieving the above. This is because TN mode LCDs using nematic liquid crystals have a relatively weak interaction between the dielectric anisotropy and the external electric field when the liquid crystal molecules are rearranged, thereby reducing the response speed.
따라서, 액정의 응답속도를 빠르게 하기 위해서는 자발분극을 가지는 액정을 사용하는 것이 바람직한데, 자발분극을 가진 FLC중 a-TFT 구동 능력이 가능한 모드로서 이상적인 것이 CDR-FLCD이다.Therefore, in order to increase the response speed of the liquid crystal, it is preferable to use a liquid crystal having spontaneous polarization. Among the FLCs with spontaneous polarization, a CDR-FLCD is an ideal mode for a-TFT driving capability.
CDR-FLCD는 액정 분자가 기판에 평행인 면내에서 스위칭하므로 광시야각이 자연스럽게 이루어지는 액정의 자발분극을 이용하므로 1msec이하의 고속응답실현이 용이하다. 그러나, CDR-FLCD는 전극 극성 반전시 양극성의 전계가 인가되면 투과율이 전장의 크기에 따라 증가하나 음극성의 전계가 인가되면 투과율이 전장의 크기와 무관하게 '0'을 나타내는 비대칭 특성이 있다.Since CDR-FLCD switches in-plane parallel to the substrate, liquid crystal molecules use spontaneous polarization of the liquid crystal with a wide viewing angle, thereby facilitating high-speed response of 1 msec or less. However, the CDR-FLCD has an asymmetric characteristic in which the transmittance increases with the magnitude of the electric field when the polarity is applied when the polarity of the electrode is reversed, but the transmittance is '0' regardless of the magnitude of the electric field when the negative electric field is applied.
따라서, CDR-FLCD의 비대칭 특성에 의한 휘도 비대칭 현상에 의해 TFT로 CDR-FLCD를 라인 반전 구동할 경우에 플리커가 발생되는 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem in that flicker occurs when the line-reversal driving of the CDR-FLCD with the TFT is caused by the luminance asymmetry phenomenon caused by the asymmetry characteristic of the CDR-FLCD.
한편, 인간의 눈은 평균적으로 24프레임(frame)/초 이상의 빠른 화상변화에는 자연스러운 동화상으로 인지하여 플리커(flicker)를 인지하지 못하나, 그 이하에서는 휘도차이를 느껴 플리커를 인지하게 된다.On the other hand, the human eye does not recognize flicker by recognizing a natural moving picture for a quick image change of 24 frames / sec or more on average, but recognizes flicker below it by feeling a luminance difference.
현재 사용되는 네마틱 액정의 LCD 모드는 액정분자의 전기장에 대한 스위칭이 전장극성에 의존하지 않으므로 교류 구동을 하더라도 30Hz속도의 화상변화로 충분히 플리커를 억제할 수 있으나, CDR-FLCD는 투과율 변화가 전장극성에 의존하므로 네마틱 액정을 사용하는 LCD 모드와 같은 수준의 플리커를 얻기 위해서는 60Hz속도로 화상변화를 진행하여야 한다. 따라서, 프레임 주파수가 120Hz로 증가하면서 구동 부하가 증가하게 되고, 그에 따라 원가가 상승하는 문제점이 야기된다.The LCD mode of the nematic liquid crystals currently used does not depend on the electric field polarity of the liquid crystal molecules, so even if AC driving is possible, the flicker can be sufficiently suppressed by an image change of 30 Hz. Since it depends on the polarity, it is necessary to change the image at 60Hz to obtain the same level of flicker as the LCD mode using nematic liquid crystal. Therefore, the driving load increases as the frame frequency increases to 120 Hz, thereby causing a problem in that the cost increases.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프레임 주파수를 기존의 것을 사용하면서도 플리커를 네마틱 LCD 모드 수준으로 억제하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the conventional problems, and aims to suppress the flicker to the nematic LCD mode level while using the existing frame frequency.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 에스디알 강유전 액정표시장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an SDAL ferroelectric liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 실시예에 따라 인접하는 2개의 화소를 하나의 화소군으로 설정하고, 반전 구동 방식으로 구동하는 경우의 화소 극성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating pixel polarity when two adjacent pixels are set to one pixel group and driven by an inversion driving method according to an exemplary embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 인접하는 4개의 화소를 하나의 화소군으로 설정하고, 반전 구동 방식으로 구동하는 경우의 화소 극성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating pixel polarity when four adjacent pixels are set to one pixel group and driven by an inversion driving method according to another exemplary embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 인접하는 4개의 화소를 하나의 화소군으로 설정하고, 반전 구동 방식으로 구동하는 경우의 화소 극성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating pixel polarity when four adjacent pixels are set to one pixel group and driven by an inversion driving method according to another exemplary embodiment of the present invention.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 SDR FLCD 구동 방법은 주사신호를 전달하는 다수의 게이트선과, 데이터 전압을 전달하며 상기 게이트선과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터 선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열된 m개의 화소를 포함하는 SDR FLCD 패널에서, 인접하는 n개의 화소를 하나의 화소군으로 하고, 도트 반전 구동에 의해 상기 하나의화소군이 R, G, B 단위 화소중 하나에 대한 계조를 표시한다.According to an aspect of the present invention, an SDR FLCD driving method includes a plurality of gate lines transmitting a scan signal, a plurality of data lines transferring data voltages and insulated from and intersecting the gate lines. In an SDR FLCD panel formed of a region surrounded by lines and including m pixels arranged in a matrix form having switching elements connected to the gate line and the data line, respectively, n adjacent pixels are arranged as one pixel group. Then, the one pixel group displays the gradation for one of the R, G, and B unit pixels by dot inversion driving.
이때, n은 짝수인 것이 바람직하나, 경우에 따라 홀수일 수 있다.In this case, n is preferably even, but may be odd in some cases.
그리고, n개중 절반의 화소에는 공통 전압에 대해 양극의 데이터 전압이 인가되고, 나머지 절반의 화소에는 공통 전압에 대해 음극의 데이터 전압이 인가된다.The data voltage of the anode is applied to the common voltage to half of the n pixels, and the data voltage of the cathode is applied to the common voltage to the other half of the pixels.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 에스디알 강유전 액정표시장치의 구동 방법을 설명한다.Hereinafter, a driving method of an SDAL ferroelectric liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 에스디알 강유전 액정표시장치는 도1에 도시된 바와 같이, 게이트 구동부(10), 데이터 구동부(20), LCD 패널(30)을 포함한다.The SD ferroelectric liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a gate driver 10, a data driver 20, and an LCD panel 30 as shown in FIG. 1.
LCD 패널(30)은 다수의 게이트 라인(G1, G2, G3, ..., Gn)과 게이트 라인에 직교하는 다수의 데이터 라인(D1, D2, D3, ..., Dm)과, 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터(T1)를 포함하는 SDR-FLCD 화소(P11, .., P1m, P21, ..., P2m, ..., Pnm)가 행렬 형태로 배열되어 있다.The LCD panel 30 includes a plurality of gate lines G1, G2, G3, ..., Gn, a plurality of data lines D1, D2, D3, ..., Dm orthogonal to the gate lines, and a gate line. And SDR-FLCD pixels P11,..., P1m, P21, ..., P2m, ..., Pnm including the thin film transistor T1 connected to the data line are arranged in a matrix form.
게이트 구동부(10)는 게이트 라인에 게이트 온/오프 전압을 인가하여 박막 트랜지스터(T1)의 턴 온/오프를 제어하고, 데이터 구동부(20)는 게이트 온 전압이 인가되는 게이트 라인의 박막 트랜지스터(T1)를 통해 데이터 전압을 인가하여 목표하는 계조가 표현되도록 한다. 여기서, 게이트 구동부(10)와 데이터 구동부(20)에서 출력하는 신호는 60Hz의 구동 주파수에 따른다.The gate driver 10 controls the turn on / off of the thin film transistor T1 by applying a gate on / off voltage to the gate line, and the data driver 20 controls the thin film transistor T1 of the gate line to which the gate on voltage is applied. By applying the data voltage through) to the desired gray scale is expressed. Here, the signal output from the gate driver 10 and the data driver 20 depends on a driving frequency of 60 Hz.
도1의 구성을 가진 본 발명의 실시예는 본 발명의 목적을 달성하기 위해 적어도 2개 이상의 화소를 하나의 화소군으로 설정하고, 화소군을 하나의 화소로 하여 계조 표현을 한다. 이때, LCD의 구동은 반전 구동 방식을 따른다.In the embodiment of the present invention having the configuration shown in Fig. 1, at least two or more pixels are set to one pixel group, and the grayscale expression is expressed using one pixel group to achieve the object of the present invention. At this time, the driving of the LCD follows the inversion driving method.
도2a와 도2b는 2개의 화소를 화소군으로 설정하고, 반전 구동 방식으로 LCD를 구동하는 것을 보인 도면이다. 도2a와 도2b에서, 화소군은 같은 행에 있고 이웃하는 2개의 화소(P11과 P12, P13과 P14, P15와 P16, P21과 P22 등)로 이루어진다.2A and 2B are diagrams showing that two pixels are set as a pixel group and the LCD is driven by an inversion driving method. In Figs. 2A and 2B, the pixel group is made up of two neighboring pixels (P11 and P12, P13 and P14, P15 and P16, P21 and P22, etc.) in the same row.
그리고, 이웃하는 3개의 화소군은 하나의 도트를 형성하며, 각각 R, G, B 계조를 나타낸다.The neighboring three pixel groups form one dot, and exhibit R, G, and B gray levels, respectively.
도2a와 도2b에서 빗금친 부분은 공통 전압에 대해 음의 데이터 전압이 인가되는 부분이고 빗금치지 않은 부분은 공통 전압에 대해 양의 데이터 전압이 인가되는 부분이다. 따라서, 현재 프레임인 도2a에서 다음 프레임인 도2b로 진행될 때 화소군을 이루는 2개의 화소는 각각 양에서 음으로 및 음에서 양으로 극성이 반전되는 도트 반전이 이루어진다.In FIG. 2A and FIG. 2B, the hatched portions are portions in which negative data voltages are applied to the common voltages, and the non-shaded portions are portions in which positive data voltages are applied to the common voltages. Accordingly, when the pixel proceeds from the current frame of FIG. 2A to the next frame of FIG. 2B, the two pixels constituting the pixel group undergo dot inversion in which polarities are reversed from positive to negative and negative to positive, respectively.
여기서, 화소군을 이루는 2개의 화소중 양극의 데이터 전압이 인가되는 화소는 목표하는 계조를 나타내지만, 음극의 데이터 전압이 인가되는 화소는 시디알 강유전 액정표시장치의 비대칭 특성에 의해 광 투과율이 '0'으로 블랙 계조를 나타내므로, 본 발명은 현재 프레임과 다음 프레임에서 계조를 나타내는 각각의 화소에 동일한 데이터 전압을 인가하여 동일한 계조가 나타나도록 한다.Here, among the two pixels in the pixel group, the pixel to which the data voltage of the anode is applied has a target gray level, but the pixel to which the data voltage of the cathode is applied has a light transmittance of '0' due to the asymmetry characteristic of the CD ferroelectric liquid crystal display. Since black gray is represented by ', the present invention applies the same data voltage to each pixel representing the gray level in the current frame and the next frame so that the same gray level appears.
따라서, 현재 프레임과 다음 프레임을 기준으로 볼 때, 화소군은 두 프레임 동안 동일한 계조를 나타내게 된다.Therefore, when the current frame and the next frame are referenced, the pixel group has the same gray level for two frames.
도2a와 도2b를 참조로 한 설명에서, 같은 행에서 인접하는 두 개의 화소를 하나의 화소군으로 하였으나, 당업자라면 같은 열에서 인접하는 두 개의 화소를 하나의 화소군으로 하고, 인접하는 3개의 화소군이 각각 R, G, B 계조를 나타내도록 하는 것이 가능하다.In the description with reference to Figs. 2A and 2B, two adjacent pixels in the same row are referred to as one pixel group, but those skilled in the art will use two adjacent pixels in the same column as one pixel group and three adjacent pixels. It is possible for the pixel group to exhibit R, G, and B gray levels, respectively.
이하, 도3을 참조로 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도3은 인접하는 4개의 화소를 하나의 화소군으로 설정하고, 반전 구동 방식으로 SDR-FLCD를 구동하는 경우에 대한 것이다.3 illustrates a case where four adjacent pixels are set to one pixel group and the SDR-FLCD is driven by an inversion driving method.
도3에 도시된 바와 같이, 인접하는 4개의 화소는 하나의 화소군(A1 또는 A2, 또는 A3...)을 이루고, 인접하는 3개의 화소군(A1, A2, A3)은 각각 R, G, B 계조를 나타내어 하나의 도트를 형성한다.As shown in Fig. 3, the four adjacent pixels form one pixel group A1 or A2, or A3 ..., and the three adjacent pixel groups A1, A2, A3 are R, G, respectively. , B gray scales are formed to form one dot.
여기서, 하나의 화소군을 이루는 4개의 화소중 2개의 화소는 공통 전압에 대해 음극의 데이터 전압이 인가되고, 나머지 2개의 화소는 공통 전압에 대해 양극의 데이터 전압이 인가된다. 즉, 화소군을 이루는 각 화소는 이웃하는 화소와 극성이 반대가 되고, 클로스로 위치하는 화소와 극성이 같다.Here, two pixels among the four pixels forming one pixel group are applied with the data voltage of the cathode with respect to the common voltage, and the data voltages of the anode are applied with the other two pixels with respect to the common voltage. That is, each pixel constituting the pixel group has the same polarity as the neighboring pixel and the same polarity as the pixel positioned as the cloth.
만약, 도3에 도시된 화소의 극성이 현재 프레임에서의 화소의 극성이라고 한다면, 다음 프레임에서의 각 화소는 극성이 반전되어 나타난다.If the polarity of the pixel shown in Fig. 3 is the polarity of the pixel in the current frame, each pixel in the next frame appears inverted in polarity.
여기서, 2개 이상의 화소를 화소군으로 할 경우, 각 화소군의 화소는 도3와 같은 극성을 가질 수 있으며, 도4와 같은 극성을 가질 수 있다.Here, when two or more pixels are used as pixel groups, the pixels of each pixel group may have the same polarity as in FIG. 3 and have the same polarity as in FIG. 4.
도4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도4와 같이 4개의 화소를 화소군으로 하고, 도트 반전 방식을 따르지만, 극성의 배열이 다르다. 즉,4에 도시된 바와 같이 화소군의 화소는 행으로 이웃하는 화소와 극성이 같고 열로 이웃하는 화소와 극성이 다르다.FIG. 4 is a further embodiment of the present invention, in which four pixels are assumed to be pixel groups as shown in FIG. 4, and a dot inversion scheme is used, but polarity arrangements are different. That is, as shown in 4, the pixels of the pixel group have the same polarity as the neighboring pixels in the row and the polarity of the neighboring pixels in the column.
상기와 같은 본 발명은 화소군을 이루는 화소의 수가 적을수록 해상도가 좋아지고, 화소군을 이루는 화소의 수가 많을수록 해상도가 떨어진다. 그리고, 본 발명은 해상도가 낮은 즉, 화소의 수가 작은 액정표시장치에 사용되기 보다 해상도가 높은 액정표시장치에 사용되는 것이 바람직하며, 유저와의 거리가 멀수록 효과가 뛰어나게 된다.In the present invention as described above, the smaller the number of pixels constituting the pixel group, the better the resolution, and the larger the number of pixels constituting the pixel group, the lower the resolution. The present invention is preferably used in a liquid crystal display device having a high resolution rather than a liquid crystal display device having a low resolution, that is, a small number of pixels, and the greater the distance from the user, the better the effect.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기존의 것을 사용하면서도 플리커를 네마틱 LCD 모드 수준으로 억제하는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of suppressing the flicker to the nematic LCD mode level while using the existing one.
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