KR20040012585A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 패널의 광학 응답 특성이 나쁜 계조 천이 영역에서는 대표 계조 레벨의 간격을 조밀하게 하고, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성이 비교적 좋은 계조 천이 영역에서는 대표 계조 레벨의 간격을 성기게 하도록, 각 대표 계조 레벨을 추출·설정하여 OS 테이블의 각 어드레스에 할당하고 있다. 그리고, 기입 계조 결정부에서는, 각 대표 계조 레벨의 조합에 대응하여 기억된 보상 신호 데이터를 참조하여, 액정 표시 패널에의 기입 계조 데이터를 구함으로써, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성을 고정밀도로 보상한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은, 액정 표시 패널을 이용하여 화상을 표시하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 액정 표시 패널의 계조 천이의 발생에 따라 광학 응답 특성을 개선한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 수신기 등에 액정 표시 장치(LCD)와 같은 플랫 패널형 디스플레이가 사용되고 있다. 이 액정 표시 장치는, 전극을 형성한 2장의 유리 기판 사이에 액정 재료를 주입하여 형성한 액정 표시 패널과, 구동 회로를 구비한 것으로, 전극 사이에 인가하는 전계의 강도를 변경함으로써 투과 광량을 조절하여, 원하는 화상을 표시한다.
대부분의 액정 표시 패널에는, 응답 속도를 빠르게 하기 위해서, 각 화소에 박막 트랜지스터(TFT)를 스위칭 소자로서 이용한 TFT LCD가 이용되고 있다.
최근, 액정 표시 장치는, 텔레비전 수상기는 물론, 컴퓨터에서도, 동화상을 표시할 필요가 있기 때문에, TFT LCD를 이용하여도 응답 속도가 충분하지 않다고 하는 문제가 생겼다. 이를 해결하기 위하여, 액정 표시 패널의 구동 신호의 전환 시에 일시적으로 높은 신호 레벨, 혹은 낮은 신호 레벨을 인가하는 기술을 생각할 수 있다. 그러나, 이 방법으로 낮은 전압으로부터 높은 전압으로 전환하는 경우에는 오버슈트가, 높은 전압으로부터 낮은 전압으로 전환하는 경우에는 언더슈트가 생기는 경향이 있어, 시인성면에서 바람직하지 않다.
따라서, 이 문제의 해결책으로서, 예를 들면 일본 특개 2002-62850호 공보에는, 테이블 메모리에 보상 신호 테이블을 기억시켜, 이것에 기초하여 신호 보정을 행함으로써, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성을 보상하는 기술이 개시되어 있다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 도시하는 블록도이고, 도 2는 신호 테이블을 도시하는 설명도이다.
이 액정 표시 장치는, 액정 패널(10), 참조 테이블 메모리(11), 프레임 메모리(12), 제어 회로(13), 데이터 입력 단자(14), 동기 신호 입력 단자(15), 참조 테이블 메모리(11)의 데이터 버스(16), 참조 테이블 메모리(11)의 어드레스 버스(17)를 구비하고 있다.
이 액정 표시 장치에서는, 액정 패널(10)이 8비트의 256계조의 표시 데이터를 처리하는 경우를 상정하고 있다. 입력 단자(14)로부터 입력되는 화상 데이터는, 참조 테이블 메모리(11)의 어드레스내 8비트에 입력됨과 함께, 프레임 메모리(12)에도 입력된다. 프레임 메모리(12)로부터는 1 표시 주기분 지연한 1 표시 주기전의 화상 데이터가 출력되고, 그 지연 데이터는 참조 테이블 메모리(11)의 어드레스의 나머지 8비트에 입력된다.
참조 테이블 메모리(11)에는 상술한 바와 같이, 모든 계조 천이 또는 모든 신호 레벨 변화의 조합에 있어, 신호 레벨이 변화한 경우에 액정 패널(10)의 광학 응답이 1 표시 주기 내에서 과부족없이 완료되는 보상 신호 데이터(실측치)가 미리 기입되어 있다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 보상 신호 데이터는, 256×256의 매트릭스 형태로 기억되어 있어, 현 수직 표시 기간의 화상 데이터값과전 수직 표시 기간의 화상 데이터값과의 조합에 의해 액정 패널(10)에 기입될 보상 신호 데이터가 구해지게 된다.
이러한 보상 신호 데이터를 기입한 참조 테이블 메모리를 준비함으로써, 현재 표시하여야 할 신호 레벨과 1 표시 주기 전의 신호 레벨에 기초하여 항상 결정되는 원하는 표시 신호 레벨을 보상 신호 데이터로서 액정 패널(10)에 인가할 수 있어, 어떠한 신호 레벨의 변화(계조 천이)에 대하여도, 액정 패널(10)의 광학 응답 특성을 보상한 고속 응답의 표시를 얻을 수 있다.
그런데, 도 2의 참조 테이블과 같이, 1 수직 표시 기간 전에 256×256의 모든 계조 천이 패턴에 대하여 보상 신호 데이터를 메모리에 저장한 경우, 메모리 용량이 커진다. 그 때문에, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 1 수직 표시 기간 전후에 256계조를, 32계조마다 균등 간격으로 추출한 9개의 대표 계조 레벨에 대해서만, 즉 9×9의 계조 천이 패턴에 대해서만, 대응하는 보상 신호 데이터를 저장한 테이블을 준비하여, 그 대표 계조 레벨 이외의 계조 레벨에 의한 계조 천이 패턴에 대응하는 보상 신호 데이터에 대해서는, 상기 참조 테이블의 보상 신호 데이터를 이용하여 선형 보간 연산함으로써 구하는 것을 생각할 수 있다.
이와 같이, 대표 계조 레벨에 대해서만 보상 신호 데이터(실측치)를 참조 테이블 메모리에 갖게 한 경우, 256×256의 모든 계조 천이 패턴에 대한 보상 신호 데이터(실측치)를 저장한 참조 테이블 메모리에 비하여, 메모리 용량을 저감하는 것이 가능하다. 그러나, 각 대표 계조 레벨 사이의 계조 레벨에 대한 보상 신호데이터를 선형 보간 연산에 의해 구할 필요가 있기 때문에, 보상 신호 데이터의 정밀도가 떨어지는 문제가 있다.
즉, 참조 테이블 메모리의 메모리 용량과, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성의 보상 정밀도 간에는 트레이드-오프의 관계가 있기 때문에, 참조 테이블 메모리의 메모리 용량을 저감하면서 액정 표시 패널의 광학 응답 특성의 보상 정밀도를 향상시키는 것은 곤란하였다.
본 발명의 목적은, 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성에 따라서, 임의의 간격을 갖는 대표 계조 레벨을 보상 신호 데이터 테이블(OS 테이블)에 할당함으로써, 참조 테이블 메모리의 용량을 삭감하면서, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성을 고정밀도로 보상하는 것이 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치에서의 주요부 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 종래의 액정 표시 장치에서의 테이블의 일례를 도시하는 개략 설명도.
도 3은 종래의 액정 표시 장치에서의 테이블의 다른 예를 도시하는 개략 설명도.
도 4는 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서의 주요부 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 5는 액정에 가하는 전압과 액정의 응답과의 관계를 도시하는 설명도.
도 6은 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서의 테이블의 일 예를 도시하는 개략 설명도.
도 7은 액정 표시 패널의 광학 응답 특성을 도시하는 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 상세한 설명>
1 : 프레임 메모리
2 : 기입 계조 결정부
3 : 참조 테이블 메모리
4 : 액정 표시 패널
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 1 수직 표시 기간 전후에서 계조 천이에 따라, 입력 신호에 대하여 액정 표시 패널의 광학 응답 특성을 보상하는 보상 신호 데이터를 기억하고 있는 테이블 메모리와, 상기 보상 신호 데이터에 기초하여 상기 액정 표시 패널에의 기입 계조 신호를 결정하는 계조 결정 수단을 구비하고 있는 액정 표시 장치로서, 상기 테이블 메모리에 기억되어 있는 테이블은 현 수직 표시 기간의 화상 신호의 대표 계조 레벨과 전 수직 표시 기간의 화상 신호의 대표 계조 레벨과의 조합에 대응하는 각 보상 신호 데이터를 기억하고 있고, 상기 대표 계조 레벨의 각각의 간격은, 상기 액정 표시 패널의 광학 응답 특성에 기초하여 가변으로, 즉 소밀하게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 테이블은, 상기 액정 표시 패널의 광학 응답 속도의 불균일성이 큰 계조 천이 영역에서는, 상기 대표 계조 레벨의 간격을 밀하게 하고, 상기 액정 표시 패널의 광학 응답 속도의 불균일성이 작은 계조 천이 영역에서는, 상기 대표 계조 레벨의 간격을 성기게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계조 결정 수단은, 상기 테이블에 기억된 대표 계조 레벨의 조합에 대응한 보상 신호 데이터를 이용하여, 상기 대표 계조 레벨 사이의 계조 레벨의 조합에 대응하는 보상 신호 데이터를 연산에 의해 구하는 것을 특징으로 한다.
<실시 형태>
이하, 본 발명의 일 실시 형태를 도 4 내지 도 7a 및 도 7b를 참조하여 상세히 설명한다.
종래 기술에서도 설명한 바와 같이, 액정의 광학 응답 속도를 개선하기 위해서, 1 프레임전의 입력 화상 신호와 현 프레임의 입력 화상 신호의 조합에 따라서, 현 프레임의 입력 화상 신호에 대응하는 소정의 계조 전압보다 높은(오버슈트된) 구동 전압 혹은 보다 낮은(언더슈트된) 구동 전압을 액정 표시 패널에 공급하는 액정 구동 방법이 알려져 있다. 이하, 본 발명에서는, 이러한 구동 방식을 오버슈트(OS) 구동이라 정의한다.
도 4에 도시하는 액정 표시 장치는, 이제부터 표시될 N번째 프레임의 입력 화상 데이터(Current Data)와, 프레임 메모리(1)에 보존된 N-1번째 프레임의 입력 화상 데이터(Previous Data)를 기입 계조 결정부(2)에 판독하여, 이들 데이터의 계조 천이 패턴과 N번째 프레임의 입력 화상 데이터를 참조 테이블 메모리(3)에 보존한 OS 테이블(보상 신호 데이터 일람표)과 대조하고, 대조하여 찾아낸 보상 신호 데이터를 N번째 프레임의 화상 표시에 필요한 기입 계조 데이터로서, 액정 표시 패널(4)에 인가한다.
일반적으로 액정 표시 패널에 있어서는, 어떤 중간조로부터 다른 중간조로 변경시키는 시간이 길어, 중간조를 1 프레임 기간(예를 들면, 60Hz의 프로그레시브 스캔인 경우는 16msec) 내에 표시할 수 없어, 잔상이 발생할 뿐만 아니라, 중간조를 정확하게 표시할 수 없는 과제가 있었지만, 상술한 오버슈트 구동을 이용함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이 목표의 중간조를 1프레임 기간 내에 표시하는 것이 가능하다.
여기서, 본 실시 형태의 OS 테이블에 있어서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 화상 신호를 나타내는 256계조 중에서 9개의 대표 계조 레벨을 픽업하여, 이들 대표 계조 레벨의 1프레임 전후에서 조합마다, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 특성을 보상하기 위한 보상 신호 데이터를 대응시키고 있다. 여기에 저장되어 있는 보상 신호 데이터는, 해당 장치에서 이용되는 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 특성의 실측치로부터 얻어진다. 즉, OS 테이블에는 각 대표 계조 천이 패턴에 대하여, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 특성이 보상을 위한 실측치가 저장되어 있다.
여기서, OS 테이블의 각 어드레스에 할당하는 대표 계조 레벨은, 균등한 간격을 갖도록 픽업된 것이 아니고, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이, 불균등한 임의 간격을 갖도록 설정되어 있다.
이것은, 도 7a에 도시한 바와 같이, 1 프레임 전후의 각 계조 레벨의 조합에 대한 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 특성, 즉 목표 계조(투과광 강도)에 도달하는데 필요한 시간의 특성(광학 응답 속도)이 똑같지 않은 것에 기초하고 있다. 도 7에서는, 지면에 수직인 방향이, 1프레임 전후의 계조 천이에 대하여 현 프레임의 입력 계조 데이터를 표시하는데 걸리는 시간을 나타내고 있다. 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 특성은, 액정의 배향 모드, 액정 재료, 그 액정 재료에 전계를 인가하기 위한 전극 패턴에 의한 배향 규제력 등에 따라서 결정된다. 즉, 도 7a 및 도 7b에 도시한 광학 응답 특성은, 특정 액정 표시 패널에 대한 일 예에 지나지 않는다.
도 7로부터 분명한 바와 같이, 계조 천이에 따른 액정의 응답 속도는, 계조 천이 패턴에 따라서 크게 다르다. 모든 계조 천이 패턴에서의 응답 속도를 본 경우, 일부 혹은 몇개의 계조 천이 시에 응답 시간이 현저히 크게(광학 응답 속도가 늦게)되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 계조 천이 시의 응답 시간이 현저히 커지는, 광학 응답 속도의 불균일성이 큰 계조 천이 영역과, 계조 천이 시의 응답 시간이 대체로 낮은 위치에서 안정되어 있는, 광학 응답 속도의 불균일성이 작은 계조 천이 영역으로 이루어진다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 특성에 따라서, OS 테이블에 할당하는 대표 계조 레벨을 임의 간격으로 설정하고 있다. 구체적으로는, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 속도의 불균일성이 큰 계조 천이 영역에서는, 상기 대표 계조 레벨의 간격을 밀하게 하고, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답속도의 불균일성이 비교적 작은 계조 천이 영역에서는, 상기 대표 계조 레벨의 간격을 성기게 하도록, 각 대표 계조 레벨을 추출·설정하여, OS 테이블의 각 어드레스에 할당하고 있다.
기입 계조 결정부(2)는, OS 테이블에는 없는 대표 계조 레벨 사이의 계조 레벨의 조합 계조 천이에 대응하는 보상 신호 데이터에 대하여, OS 데이터에 저장되어 있는 보상 신호 데이터(실측치)를 이용하여, 선형 보간 연산을 행함으로써 구한다. 이것에 의해서, 모든 계조 레벨의 조합(256×256)에 대응하는 보상 신호 데이터를 구할 수 있어, 액정 표시 패널(4)에의 기입 계조 신호로서 출력하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 OS 테이블은, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 속도의 불균일성이 큰 계조 천이 범위에 대해서는, 대표 계조 레벨의 간격을 밀하게 하고 있기 때문에, 선형 보간하여 얻어진 보상 신호 데이터의 정밀도도 높이고, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 특성의 개선을 적절하게 행할 수 있다. 한편, 액정 표시 패널(4)의 광학 응답 속도의 불균일성이 작은 범위에 대해서는, 대표 계조 레벨의 간격을 성기게 하고 있지만, 대표 계조 레벨 사이에서의 광학 응답 속도가 대체로 균일성을 갖고 있기 때문에, 선형 보간 연산에 의해 정밀도가 충분히 좋은 보상 신호 데이터를 얻을 수 있어, 참조 테이블 메모리(3)의 메모리 용량을 충분히 저감할 수 있다.
상기한 일 실시 형태에서는, 9×9의 매트릭스 형태의 OS 테이블을 구비한 것에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면5×5, 16×16 등 임의의 매트릭스 형태의 OS 테이블로 하여도 되는 것은 물론이다. 또한, 예를 들면 유한 요소 삼각 메쉬 모델을 이용한 OS 테이블에 대하여, 상기 액정 표시 패널의 광학 응답 특성에 기초하여 소밀하게(임의 간격을 두고) 픽업된 대표 계조 레벨을, 삼각 메쉬 모델의 각 정점에 할당하도록 구성하여도 되는 것은 자명하다.
또한, 상기 일 실시 형태에서는, 대표 계조 레벨 사이의 계조 레벨에 대응하는 보상 신호 데이터를 구하는데, 대표 계조 레벨에 대응한 보상 신호 데이터를 이용하여 선형 보간으로 연산하는 것에 대하여 설명하였지만, 이 연산 방법에 한정되지 않는 것은 물론이다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 테이블에 할당하는 대표 계조 레벨을, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성에 따라서, 소밀 간격을 갖도록 설정하고 있기 때문에, 테이블 메모리의 용량을 삭감하면서, 액정 표시 패널의 광학 응답 특성을 고정밀도로 보상하는 것이 가능해진다.

Claims (4)

1 수직 표시 기간 전후에서 계조 천이에 따라, 입력 신호에 대하여 액정 표시 패널의 광학 응답 특성을 보상하는 보상 신호 데이터를 기억하고 있는 테이블 메모리와, 상기 보상 신호 데이터에 기초하여 상기 액정 표시 패널에의 기입 계조 신호를 결정하는 계조 결정 수단을 구비하는 액정 표시 장치로서,
상기 테이블 메모리에 기억되어 있는 테이블은, 현 수직 표시 기간의 화상 신호의 대표 계조 레벨과 전 수직 표시 기간의 화상 신호의 대표 계조 레벨과의 조합에 대응하는 각 보상 신호 데이터를 기억하고 있으며,
상기 대표 계조 레벨의 각각의 간격은, 상기 액정 표시 패널의 광학 응답 특성에 기초하여 소밀하게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 테이블은, 상기 액정 표시 패널의 광학 응답 속도의 불균일성이 큰 계조 천이 영역에서는 상기 대표 계조 레벨의 간격을 밀하게 하고, 상기 액정 표시 패널의 광학 응답 속도의 불균일성이 작은 계조 천이 영역에서는 상기 대표 계조 레벨의 간격을 성기게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 계조 결정 수단은, 상기 테이블에 기억된 대표 계조 레벨의 상기 조합에 대응한 상기 보상 신호 데이터를 이용하여, 상기 대표 계조 레벨 사이의 계조 레벨의 상기 조합에 대응하는 보상 신호 데이터를 연산에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 계조 결정 수단은, 상기 테이블에 기억된 대표 계조 레벨의 상기 조합에 대응한 상기 보상 신호 데이터를 이용하여, 상기 대표 계조 레벨 사이의 계조 레벨의 상기 조합에 대응하는 보상 신호 데이터를 연산에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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