KR20100064933A - Liquid crystal display and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display and a driving method thereof.
평판표시장치에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode : OLED) 등이 있다. The flat panel display includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting diode display (OLED). ).
액정표시장치는 전자제품의 경박단소 추세를 만족할 수 있고 양산성이 향상되고 있어 많은 응용분야에서 음극선관을 빠른 속도로 대체하고 있다. 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, "TFT"라 한다)를 이용하여 액정셀을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 화질이 우수하고 소비전력이 낮은 장점이 있으며, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있으며 텔레비젼(Television 이하, "TV"라 함)과 모니터(monitor)에서 음 극선관(Cathod ray tube)을 빠르게 대체하고 있다. 그런데 액정표시장치는 수학식 1 및 2와 같이 액정의 고유한 점성과 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느린 단점이 있다. Liquid crystal display devices can meet the trend of light and short and short of electronic products and mass production is improving, and are rapidly replacing cathode ray tubes in many applications. An active matrix type liquid crystal display device that drives a liquid crystal cell using a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") has the advantages of high image quality and low power consumption. As a result of development, it is rapidly developing in size and high resolution, and is rapidly replacing the cathode ray tube in television (hereinafter referred to as "TV") and monitor. However, the liquid crystal display device has a disadvantage in that the response speed is slow due to the inherent viscosity and elasticity of the liquid crystal as shown in
여기서, τr는 액정에 전압이 인가될 때의 라이징 타임(rising time)을, Va는 인가전압을, VF는 액정분자가 경사운동을 시작하는 프리드릭 천이 전압(Freederick Transition Voltage)을, d는 액정셀의 셀갭(cell gap)을, (gamma)는 액정분자의 회전점도(rotational viscosity)를 각각 의미한다. Where τ r is the rising time when voltage is applied to the liquid crystal, V a is the applied voltage, and V F is the Freederick Transition Voltage at which the liquid crystal molecules begin their inclined motion. d is the cell gap of the liquid crystal cell, (gamma) means rotational viscosity of liquid crystal molecules, respectively.
여기서, τf는 액정에 인가된 전압이 오프된 후 액정이 원위치로 복원되는 폴링타임(falling time)을, K는 액정 고유의 탄성계수를 각각 의미한다. Here, f denotes a falling time for the liquid crystal to return to its original position after the voltage applied to the liquid crystal is turned off, and K denotes an elastic modulus inherent in the liquid crystal.
액정표시장치에 가장 일반적으로 사용되어 왔던 액정 모드인 TN 모드(Twisted Nematic mode)의 액정 응답속도는 액정 재료의 물성과 셀갭 등에 의해 달라질 수 있지만 통상, 라이징 타임이 20-80ms이고 폴링 타임이 20-30ms이다. 이러한 액정의 응답속도는 한 프레임기간(NTSC : 16.67ms)보다 길다. 이 때문에 도 1과 같이 액정셀에 충전되는 전압이 원하는 전압에 도달하기 전에 다음 프레임으로 진행되므로 동영상에서 모션 블러(Motion Blurr) 현상이 나타난다. The liquid crystal response speed of TN mode (Twisted Nematic mode), which has been the most commonly used liquid crystal display device, may vary depending on the physical properties of the liquid crystal material and the cell gap. 30 ms. The response speed of the liquid crystal is longer than one frame period (NTSC: 16.67ms). For this reason, as shown in FIG. 1, since the voltage charged in the liquid crystal cell reaches the next frame, motion blur occurs in the video.
도 1을 참조하면, 액정의 느린 응답속도로 인하여 한 레벨에서 다른 레벨로 데이터(VD)가 변할 때 그에 대응하는 표시 휘도(BL)가 원하는 휘도에 도달하지 못하게 되어 원하는 색과 휘도를 표현하지 못하게 된다. 그 결과, 액정표시장치는 동영상에서 모션 블러가 나타나므로 화질이 떨어진다. Referring to FIG. 1, when the data VD changes from one level to another due to the slow response speed of the liquid crystal, the corresponding display luminance BL may not reach the desired luminance and thus may not display the desired color and luminance. do. As a result, the liquid crystal display device is deteriorated in image quality because motion blur appears in the video.
이러한 액정표시소자의 느린 응답속도를 해결하기 위하여, 미국특허 제5,495,265호와 PCT 국제공개번호 WO 99/05567에는 룩업 테이블(Look-up table)을 이용하여 데이터의 변화여부에 따라 데이터를 변조하는 과구동 방법(Over driving control, ODC)이 제안된 바 있다. 과구동 방법은 도 2와 같은 원리로 데이터를 변조한다. In order to solve the slow response speed of the liquid crystal display device, U.S. Patent No. 5,495,265 and PCT International Publication No. WO 99/05567 use a look-up table to modulate the data according to the change of data. Over driving control (ODC) has been proposed. The overdrive method modulates data on the same principle as in FIG. 2.
도 2를 참조하면, 과구동 방법은 입력 데이터 전압(VD)을 미리 설정된 변조 데이터의 전압(MVD)으로 변조하고 그 변조 데이터의 전압(MVD)을 액정셀에 인가하여 원하는 휘도(MBL)를 얻게 된다. 과구동 방법은 한 프레임기간 내에 원하는 휘도(MBL)를 얻을 수 있도록 데이터의 변화여부에 기초하여 수학식 1에서을 크게 하여 액정의 응답특성을 빠르게 한다. 따라서, 과구동 방법으로 구동되는 액정표시장치는 액정의 늦은 응답속도를 데이터값의 변조로 보상하여 동영상에서 모션 블러를 줄일 수 있다. Referring to FIG. 2, the overdrive method modulates the input data voltage VD into a preset voltage MVD of modulated data and applies the modulated data voltage MVD to a liquid crystal cell to obtain a desired luminance MBL. do. The overdrive method is expressed by
이러한 과구동 방법은 이전 프레임과 현재 프레임 사이에서 데이터를 비교하 고 그 데이터들 사이에 변화가 있으면, 미리 설정된 변조 데이터로 현재 프레임의 데이터를 변조한다. This overdrive method compares data between the previous frame and the current frame, and if there is a change between the data, modulates data of the current frame with preset modulation data.
도 3은 과구동 회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram schematically illustrating an overdrive circuit.
도 3을 참조하면, 과구동 회로는 데이터 입력버스(32)로부터의 데이터를 저장하기 위한 제1 및 제2 프레임 메모리(33a, 33b)와, 데이터를 변조하기 위한 룩업 테이블(34)을 구비한다.Referring to FIG. 3, the overdrive circuit includes first and
제1 및 제2 프레임 메모리(33a, 33b)는 픽셀 클럭에 맞추어 데이터를 프레임 단위로 교대로 저장하고 저장된 데이터를 교대로 출력하여 룩업 테이블(34)에 이전 프레임 데이터 즉, n-1 번째 프레임 데이터(Fn-1)를 공급한다. The first and
룩업 테이블(34)은 아래의 표 1과 같이 미리 설정된 변조 데이터(MRGB)를 n 번째 프레임 데이터(Fn)와 제1 및 제2 프레임 메모리(33a, 33b)로부터의 n-1 번째 프레임 데이터(Fn)를 어드레스로 하여 변조값을 선택함으로써 데이터를 변조한다. 이 룩업 테이블(34)은 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM)와 메모리 제어회로를 포함한다. The lookup table 34 stores n-th frame data Fn from the n-th frame data Fn and the first and
표 1에 있어서, 최좌측열은 이전 프레임(Fn-1)의 데이터이며, 최상측행은 현재 프레임(Fn)의 데이터이다.In Table 1, the leftmost column is data of the previous frame Fn-1, and the uppermost row is data of the current frame Fn.
n 번째 프레임 기간 동안, 실선으로 나타낸 바와 같이 동일한 픽셀 클럭에 맞추어 n 번째 프레임 데이터(Fn)는 제1 프레임 메모리(33a)에 저장됨과 동시에 룩업 테이블(34)에 공급된다. 이와 동시에 n 번째 프레임 기간 동안 제2 프레임 메모리(33b)는 n-1 번째 프레임 데이터(Fn-1)를 룩업 테이블(34)에 공급한다. During the nth frame period, the nth frame data Fn is stored in the
n+1 번째 프레임 기간 동안, 점선으로 나타낸 바와 같이 동일한 픽셀 클럭에 맞추어 현재의 n+1 번째 프레임 데이터(Fn+1)는 제2 프레임 메모리(33b)에 저장됨과 동시에 룩업 테이블(34)에 공급된다. 이와 동시에 n+1 번째 프레임 기간 동안 제1 프레임 메모리(33a)는 n 번째 프레임 데이터(Fn)를 룩업 테이블(34)에 공급한다. During the n + 1 th frame period, the current n + 1 th frame data Fn + 1 is stored in the
그런데 과구동 방법에서 액정의 응답속도를 높이기 위하여 데이터 변조의 변조폭을 높이면 즉, 과구동 비율을 높이면 액정셀의 충전 전압에서 오버슈트/언더슈트(Over/Under shoot)가 커져 육안으로 인식되는 휘도 변화로 나타날 수 있다. 이러한 문제로 인하여, 종래의 과구동 기술은 노이즈가 관찰되지 않는 과구동 비율 이하로 데이터를 과구동하고 있으며 그 결과, 액정의 응답특성을 어느 한계 이상 개선할 수 없었다. However, in the overdrive method, in order to increase the response speed of the liquid crystal, if the modulation width of the data modulation is increased, that is, the overdrive ratio is increased, the overshoot / undershoot increases in the charging voltage of the liquid crystal cell, and thus the luminance recognized by the naked eye is recognized. May appear as a change. Due to this problem, the conventional overdrive technique overdrives the data below the overdrive ratio where no noise is observed, and as a result, the response characteristics of the liquid crystal cannot be improved beyond a certain limit.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 육안으로 관찰될 수 있는 노이즈 없이 빠른 액정의 응답특성을 구현하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of driving the same, which realize the fast response characteristics of liquid crystal without noise that can be observed with the naked eye.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 이전 프레임 데이터를 저장하는 메모리; 상기 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 현재 프레임 데이터를 변조하는 과구동 변조부; 상기 과구동 변조부의 출력보다 큰 제1 보정 데이터와 상기 과구동 변조부의 출력 이하의 제2 보정 데이터를 발생하는 연산부; 및 상기 제1 보정 데이터와 제2 보정 데이터를 순차적으로 제1 액정셀에 공급될 데이터로 선택하고, 상기 제2 보정 데이터와 제1 보정 데이터를 순차적으로 제2 액정셀에 공급될 데이터로 선택하는 선택부를 구비한다. In order to achieve the above object, the liquid crystal display of the present invention comprises a memory for storing previous frame data; An overdrive modulator for comparing the previous frame data with the current frame data and modulating the current frame data according to a result of the comparison; A calculation unit generating first correction data larger than an output of the overdrive modulation unit and second correction data below an output of the overdrive modulation unit; And selecting the first correction data and the second correction data as data to be sequentially supplied to the first liquid crystal cell, and selecting the second correction data and the first correction data as data to be sequentially supplied to the second liquid crystal cell. It has a selection part.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 메모리에 이전 프레임 데이터를 저장하는 단계; 상기 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 현재 프레임 데이터를 변조하는 단계; 상기 현재 프레임 데이터의 변조값보다 큰 제1 보정 데이터와 상기 현재 프레임 데이터의 변조값 이하의 제2 보정 데이터를 발생하는 연산부; 및 상기 제1 보정 데이터와 제2 보정 데이터를 순차적으로 제1 액정셀에 공급될 데이터로 선택하고, 상기 제2 보정 데이터와 제1 보정 데이터를 순차적으로 제2 액정셀에 공급될 데이터로 선택하는 단계를 포함한다. A method of driving a liquid crystal display according to the present invention includes the steps of storing previous frame data in a memory; Comparing the previous frame data with the current frame data and modulating the current frame data according to the comparison result; A calculator configured to generate first correction data larger than a modulation value of the current frame data and second correction data equal to or less than a modulation value of the current frame data; And selecting the first correction data and the second correction data as data to be sequentially supplied to the first liquid crystal cell, and selecting the second correction data and the first correction data as data to be sequentially supplied to the second liquid crystal cell. Steps.
본 발명의 액정표시장치와 그 구동방법은 과구동 비율을 높이고 과구동양을 이웃한 액정셀들로 분산하고 또한 시간적으로 분산함으로써 노이즈 없이 액정의 응답특성을 향상시킬 수 있다. The liquid crystal display device and the driving method thereof of the present invention can improve the response characteristics of the liquid crystal without noise by increasing the overdrive ratio, dispersing the overdrive amount to neighboring liquid crystal cells, and temporally dispersing the overdrive amount.
이하, 도 4 내지 도 6h를 결부하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6H.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(13), 타이밍 콘트롤러(11), 및 과구동 제어회로(14)를 구비한다. Referring to FIG. 8, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널(10)의 액정셀들은 데이터라인들(14)과 게이트라인들(16)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된다. In the liquid
액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(14), 게이트라인들(16), TFT들, TFT에 접속되어 화소전극들(1)과 공통전극(2) 사이의 전계에 의해 구동되는 액정셀들(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다. The lower glass substrate of the liquid
액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. The black matrix, the color filter, and the
공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 상에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 계면에 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. The
본 발명에서 적용 가능한 액정표시패널의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 도면에서 생략된 백라이트 유닛이 필요하다. The liquid crystal mode of the liquid crystal display panel applicable to the present invention may be implemented in any liquid crystal mode as well as the above-described TN mode, VA mode, IPS mode, FFS mode. In addition, the liquid crystal display of the present invention may be implemented in any form, such as a transmissive liquid crystal display, a transflective liquid crystal display, a reflective liquid crystal display. In the transmissive liquid crystal display device and the transflective liquid crystal display device, a backlight unit omitted in the drawings is required.
데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터 mini LVDS 방식으로 전송되는 디지털 비디오 데이터들(RGB(ODC))을 수신하고 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 데이터들(RGB(ODC))을 아날로그 데이터전압으로 변환하여 액정표시패널(10)의 데이터라인들(14)에 공급한다.The
게이트 구동회로(13)는 콘트롤 보드(CTRB)로부터의 게이트 타이밍 제어신호에 응답하여 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 발생하고, 그 게이트펄스를 게이트라인들(16)에 순차적으로 공급한다.The
타이밍 콘트롤러(11)는 과구동 제어회로(13)에 입력 디지털 비디오 데이터(RGB)를 공급하고 과구동 제어회로(16)에 의해 변조된 데이터들(RGB(ODC))을 데이터 구동회로(12)에 공급한다. The
타이밍 콘트롤러(11)는 외부로부터 입력되는 타이밍신호들(DE, CLK)을 이용하여 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13) 각각의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동회로(13)의 제1 집적회로(Integrated circuit, IC)에 인가되어 첫 번째 게이트펄스가 발생되는 스캔 시작 타임을 지시한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로(13)의 출력을 제어한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신 호(Polarity : POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로(12)의 데이터의 샘플링 및 래치동작을 지시한다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로(12)로부터 출력되는 아날로그 비디오 데이터전압의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로(62)의 출력을 제어한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(11)는 과구동 제어회로(13)를 제어하기 위한 도 5의 프레임 반전신호(FRC)를 발생한다. 프레임 반전신호(FRC)는 소정 시간 주기로 논리가 반전된다. 이하의 실시예에서 프레임 반전신호(FRC)의 반전주기는 1 프레임기간이다. The
과구동 제어회로(16)는 액정의 응답특성을 빠르게 하기 위하여 과구동 비율을 높이고, 높아진 과구동 비율로 인하여 노이즈성 휘도가 관찰되지 않도록 데이터의 변조양을 시간적으로 분산하고 이웃한 액정셀들 간에 분산한다. 예를 들어, 이웃한 액정셀들에 공급되는 데이터들의 계조가 5 개 프레임기간 동안 "G20 -> G20 -> G180 -> G180 -> G180"으로 변할 때, 기존 과구동 기술은 노이즈로 인식되는 밝은 휘도가 나타나지 않도록 과구동 비율을 제한하여 상기 데이터들의 계조를 "G20 -> G20 -> G230 -> G180 -> G180"으로 변조하였다. 이에 비하여, 과구동 제어회로(16)는 과구동 비율을 높여 상기 데이터들을 "G20 -> G20 -> G255 -> G180 -> G180"으로 변조하되, 밝은 휘도의 노이즈가 관찰되지 않도록 상기 데이터를 "G20 -> G20 -> G255 -> G160 -> G180"으로 변조하거나 "G20 -> G20 -> G160 -> G255 -> G180"으로 변조하여 휘도 변화양을 시간적으로 분산한다. 또한, 과구동 제어회로(16)는 과구동 비율을 높여 이웃한 액정셀들에 공급되는 데이터를 "G20 -> G20 -> G255 -> G180 -> G180"으로 변조하되, 밝은 휘도의 노이즈가 관찰되지 않도록 A 액정셀에 충전된 데이터의 계조값을 "G20 -> G20 -> G255 -> G180 -> G180"으로 변조함과 동시에 A 액정셀과 이웃하는 B 액정셀에 충전될 데이터의 계조값을 "G20 -> G20 -> G160 -> G180 -> G180"으로 변조하여 휘도 변화양을 공간적으로 분산한다. The
본 발명의 액정표시장치는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. The liquid crystal display device of the present invention can be implemented in any liquid crystal mode as well as the above-described TN mode, VA mode, IPS mode, FFS mode. In addition, the liquid crystal display of the present invention may be implemented in any form, such as a transmissive liquid crystal display, a transflective liquid crystal display, a reflective liquid crystal display.
도 5는 과구동 제어회로(16)를 상세히 보여 주는 회로도이다. 5 is a circuit diagram showing the
도 5를 참조하면, 과구동 제어회로(16)는 과구동 변조부(51), 메모리(52), 비교부(53), 연산부(54), 제1 내지 제4 선택부(55 내지 58) 등을 구비한다. Referring to FIG. 5, the
과구동 변조부(51)는 현재 입력되는 디지털 비디오 데이터(또는 현재 프레임 데이터)와 메모리(52)에 저장된 이전 프레임의 데이터를 비교하여 아래의 수학식 3 내지 5와 같이 현재 프레임의 데이터를 변조한다. The
수학식 3 내지 5에서, Fn(RGB)는 현재 프레임기간(Fn)에 입력되는 디지털 비디오 데이터이고, Fn-1(RGB)는 이전 프레임(Fn-1)에 입력되어 메모리(52)에 저장된 이전 프레임의 디지털 비디오 데이터이다. Fn(MRGB)는 과구동 변조부(51)에 의해 변조된 디지털 비디오 데이터이다. 이러한 과구동 변조부(51)는 표 1과 같은 룩업 테이블과 도 3과 같은 회로 등을 이용하여 현재 프레임에 입력되는 디지털 비디오 데이터를 변조할 수 있다. 이러한 과구동 변조부(51)는 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허출원 제10-2001-0032364호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0057119호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0054123호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0054124호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0054125호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0054127호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0054128 호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0054327호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0054889호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0056235호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0078449호, 대한민국 특허출원 제10-2002-0046858호, 대한민국 특허출원 제10-2002-0074366호, 대한민국 특허출원 제2003-0098100호, 대한민국 특허출원 제2004-0015499, 대한민국 특허출원 제2004-0049541호, 대한민국 특허출원 제2004-0115730호, 대한민국 특허출원 제2004-0116342호, 대한민국 특허출원 제2004-0116347호, 대한민국 특허출원 제2006-0116974호 등에 개시된 과구동 변조기술을 적용할 수도 있다. In Equations 3 to 5, Fn (RGB) is digital video data input in the current frame period Fn, and Fn-1 (RGB) is input to the previous frame Fn-1 and stored in the
메모리(52)는 이전 프레임기간에 입력된 디지털 비디오 데이터를 저장하고 그 데이터를 과구동 변조부(51), 비교부(53), 연산부(53)에 공급한다. The
비교부(53)는 과구동 변조부(51)로부터 입력된 데이터(MRGB)의 최상위 5 bits(Most Significant 5 bits, MSB)와 메모리(52)로부터 입력된 이전 프레임 데이터의 최상위 5 bits)를 비교하여 그 비교 결과에 따라 제2 및 제4 선택부들(56, 58)을 제어하는 제어신호를 출력한다. 이 경우, 비교부(53)는 데이터들의 하위 3 비트를 비교하지 않는다. 제2 및 제4 선택부들(56, 58)은 비교부(53)로부터 입력되는 제어신호에 응답하여 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터의 계조차이가 소정의 임계값 이상일 때 연산부(54)에 의해 보정된 데이터를 출력하는 반면, 상기 데이터들의 계조 차이가 임계값 미만이면 과구동 변조부(51)로부터의 데이터(MRGB)를 출력한다. 임계값은 과구동 화질 실험 결과에 의해 결정되는 값으로 '10'으로 설정될 수 있다. 본원 발명자들은 과구동 화질 실험 결과, 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터의 차이가 10 계조 미만일 때 연산부(54)의 출력으로 액정셀들(A, B)에 충전될 전압을 변조하면 계조 표현이 자연스럽지 못한 결과를 확인하였다. 한편, 비교부(53)는 과구동 변조부(51)에 입력되기 전의 현재 프레임의 입력 데이터와 메모리(52)로부터의 이전 프레임 데이터를 비교하여 전술한 바와 같은 방법으로 제2 및 제4 멀티플렉서들을 제어할 수도 있다. The
연산부(54)는 과구동 변조부(51)에 의해 변조된 현재 프레임의 데이터(MRGB)와 메모리(52)로부터의 이전 프레임 데이터의 차이를 기준으로 현재 프레임의 변조 데이터(MRGB) 보다 큰 제1 보정 데이터(ODC1)를 산출함과 동시에, 현재 프레임의 변조 데이터(MRGB) 이하의 제2 보정 데이터(ODC2)를 산출한다. 제1 및 제2 보정 데이터(ODC1, ODC2)는 아래의 수학식 6을 만족하는 계조 값으로 결정된다. The
여기서, ΔYA는 이전 프레임의 데이터에서 변조 데이터(MRGB)로 변할 때 그 전압의 변화에 따른 A 액정셀의 휘도 변화이고, ΔYB는 이전 프레임의 데이터에서 변조 데이터(MRGB)로 변할 때 그 전압의 변화에 따른 B 액정셀의 휘도 변화이다. 그리고 ΔYA'는 이전 프레임의 데이터에서 제1 보정 데이터(ODC1)로 변할 때 그 전압의 변화에 따른 A 액정셀의 휘도 변화이고, ΔYB'는 이전 프레임의 데이터에서 제2 보정 데이터(ODC2)로 변할 때 그 전압의 변화에 따른 B 액정셀의 휘도 변화이다. 연산부(54)의 동작에 대하여는 도 6a 내지 도 6h의 예를 들어 더 상세히 설명하기로 한다. Here, ΔY A is the luminance change of the A liquid crystal cell according to the change of the voltage when the data of the previous frame is changed to the modulation data (MRGB), and ΔY B is the voltage when the data is changed from the data of the previous frame to the modulation data (MRGB) The change in luminance of the B liquid crystal cell according to the change of. ΔY A ′ is the luminance change of the A liquid crystal cell according to the change of the voltage when the first correction data ODC1 is changed from the data of the previous frame, and ΔY B ′ is the second correction data ODC2 from the data of the previous frame. The change in the luminance of the B liquid crystal cell according to the change of the voltage. The operation of the
제1 내지 제4 선택부들(55~58)은 멀티플렉서(Multiplexer)를 포함한다. The first to
제1 선택부(55)의 제1 입력단자에는 제1 보정 데이터(ODC1)가 입력되고, 제1 선택부(55)의 제2 입력단자에는 제2 보정 데이터(ODC2)가 입력된다. 제1 선택부(55)는 프레임 반전신호(FRC)의 제어 하에 기수 프레임기간에 제1 보정 데이터(ODC1)를 제2 선택부(56)에 공급하는 반면, 우수 프레임기간에 제2 보정 데이터(ODC2)를 제2 선택부(56)에 공급한다. 따라서, 제1 선택부(55)는 매 프레임마다 제2 선택부(56)에 입력될 보정 데이터들(ODC1, ODC2)을 스위칭한다. The first correction data ODC1 is input to the first input terminal of the
제2 선택부(56)의 제1 입력단자에는 제1 선택부(55)로부터의 보정 데이터(ODC1, ODC2)가 입력되고, 제2 선택부(56)의 제2 입력단자에는 과구동 변조 부(51)로부터의 변조 데이터(MRGB)가 입력된다. 제2 선택부(56)는 비교부(53)로부터의 제어신호에 응답하여 이전 프레임 데이터와 현재 프레임의 변조 데이터 사이에 계조 차이가 임계값 미만이면 과구동 변조부(51)의 출력을 A 액정셀에 충전될 디지털 비디오 데이터로써 출력한다. 반면에, 제2 선택부(56)는 비교부(53)로부터의 제어신호에 응답하여 이전 프레임 데이터와 현재 프레임의 변조 데이터 사이에 계조 차이가 임계값 이상이면 제1 선택부(55)의 출력을 A 액정셀에 충전될 디지털 비디오 데이터로써 출력한다. 따라서, 제2 선택부(55)는 A 액정셀에 충전될 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교하여 그 계조 차이에 따라 A 액정셀에 충전될 현재 프레임의 데이터를 변조 데이터(MRGB)와 보정 데이터(ODC1, ODC2) 중 어느 하나로 선택한다. Correction data ODC1 and ODC2 from the
제3 선택부(57)의 제1 입력단자에는 제2 보정 데이터(ODC2)가 입력되고, 제3 선택부(57)의 제2 입력단자에는 제1 보정 데이터(ODC1)가 입력된다. 제3 선택부(57)는 프레임 반전신호(FRC)의 제어 하에 기수 프레임기간에 제2 보정 데이터(ODC2)를 제4 선택부(58)에 공급하는 반면, 우수 프레임기간에 제1 보정 데이터(ODC1)를 제4 선택부(56)에 공급한다. 따라서, 제3 선택부(55)는 매 프레임마다 제4 선택부(58)에 입력될 보정 데이터들(ODC1, ODC2)을 스위칭한다. The second correction data ODC2 is input to the first input terminal of the
제4 선택부(58)의 제1 입력단자에는 제3 선택부(57)로부터의 보정 데이터(ODC1, ODC2)가 입력되고, 제4 선택부(58)의 제2 입력단자에는 과구동 변조부(51)로부터의 변조 데이터(MRGB)가 입력된다. 제4 선택부(58)는 비교부(53)로부터의 제어신호에 응답하여 이전 프레임 데이터와 현재 프레임의 변조 데이터 사이 에 계조 차이가 임계값 미만이면 과구동 변조부(51)의 출력을 B 액정셀에 충전될 디지털 비디오 데이터로써 출력한다. 반면에, 제2 선택부(56)는 비교부(53)로부터의 제어신호에 응답하여 이전 프레임 데이터와 현재 프레임의 변조 데이터 사이에 계조 차이가 임계값 이상이면 제1 선택부(55)의 출력을 B 액정셀에 충전될 디지털 비디오 데이터로써 출력한다. 따라서, 제2 선택부(55)는 B 액정셀에 충전될 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교하여 그 계조 차이에 따라 B 액정셀에 충전될 현재 프레임의 데이터를 변조 데이터(MRGB)와 보정 데이터(ODC1, ODC2) 중 어느 하나로 선택한다. Correction data (ODC1, ODC2) from the
도 6a 내지 도 6h는 과구동 변조부(51)의 출력만으로 액정셀들(A, B)을 구동할 때의 이웃한 액정셀들(A, B)의 휘도 변화를 측정하고 도 5와 같은 과구동 제어회로(16)의 시공간 분할 보정 데이터(ODC1, ODC2)로 액정셀들(A, B)을 구동할 때의 휘도 변화를 측정하여 양자의 액정 응답특성을 비교 실험하여 얻어진 실험 결과들이다. 6A to 6H measure changes in luminance of neighboring liquid crystal cells A and B when driving the liquid crystal cells A and B using only the output of the
도 6a를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G63에서 G191로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이에 따라 G191에 제1 가중치를 가산하여 G255를 산출하고, G191에 제2 가중치를 감산하여 G95를 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G255를 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G95를 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G95를 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G255를 출력한다. 실험 결과, 액정의 응답특성은 과구동 변조부(51)의 출력 즉, 기존 과구동 기술 보다 크게 향상되지 않았지만 오버슈트 폭을 감소시켜 노이즈로 보이는 휘도 변화를 줄일 수 있었다. Referring to FIG. 6A, when the gray level of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
도 6b를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G63에서 G159로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이에 따라 G159에 제1 가중치를 가산하여 G255를 산출하고, G191에 제2 가중치를 감산하여 G64을 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G255를 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G63을 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G63을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G255를 출력한다. 실험 결과, 액정의 응답특성은 기존 과구동 기술 보다 크게 향상되지 않았지만 오버슈트 폭을 감소시켜 노이즈로 보이는 휘도 변화를 줄일 수 있었다. Referring to FIG. 6B, when the gray level of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
도 6c를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G223에서 G159로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이에 따라 G159에 제1 가중치를 가산하여 G223을 산출하고, G159에 제2 가중치를 감산하여 G31을 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답 하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G223을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G31을 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G31을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G223을 출력한다. 실험 결과, 액정의 응답특성은 기존 과구동 기술 보다 크게 향상되지 않았지만 언더슈트 폭을 감소시켜 노이즈로 보이는 휘도 변화를 줄일 수 있었다. Referring to FIG. 6C, when the gray level of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
도 6d를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G159에서 G63으로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이에 따라 G63에 제1 가중치를 가산하여 G95를 산출하고, G63에 제2 가중치를 감산하여 G0을 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G95를 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G95를 출력한다. 실험 결과, 액정의 응답특성은 기존 과구동 기술 보다 크게 향상되지 않았지만 언더슈트 폭을 감소시켜 노이즈로 보이는 휘도 변화를 줄일 수 있었다. Referring to FIG. 6D, if the grayscales of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
도 6e를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G95에서 G191로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이 에 따라 G191에 제1 가중치를 가산하여 G255를 산출하고, G191에 제2 가중치를 감산하여 G63을 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G255를 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G63을 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G63을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G255를 출력한다. 실험 결과, 액정의 응답특성은 기존 과구동 기술 보다 크게 향상되지 않았지만 언더슈트 폭을 감소시켜 노이즈로 보이는 휘도 변화를 줄일 수 있었다. Referring to FIG. 6E, when the gray level of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
도 6f를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G31에서 G159로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이에 따라 G159에 제1 가중치를 가산하여 G223을 산출하고, G159에 제2 가중치를 감산하여 G0을 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G223을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G223을 출력한다. 실험 결과, 기존 과구동 기술 보다 오버슈트 폭이 커졌지만 액정의 응답특성은 향상되었다. Referring to FIG. 6F, if the gradation of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
도 6g를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G191에서 G95로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이에 따라 G95에 제1 가중치를 가산하여 G127을 산출하고, G95에 제2 가중치를 감산하여 G0을 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G127을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G127을 출력한다. 실험 결과, 액정의 응답특성이 기존 과구동 기술과 유사한 결과를 얻었고 오버슈트 및 언더슈트 폭 역시 기존 과구동 기술과 유사한 결과를 얻었다. Referring to FIG. 6G, when the gray level of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
도 6h를 참조하면, 과구동 변조부(51)에 의해 이웃한 액정셀들(A, B)에 충전될 데이터전압들의 계조가 G159에서 G127로 변한다면, 연산부(54)는 그 계조의 차이에 따라 G127에 제1 가중치를 가산하여 G191을 산출하고, G127에 제2 가중치를 감산하여 G0을 발생한다. 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 프레임 반전신호에 응답하여 기수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G191을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력한다. 그리고 제1 및 제2 선택부(55, 56)는 우수 프레임기간 동안 A 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G0을 출력하고, 제3 및 제4 선택부(57, 58)는 B 액정셀에 충전될 데이터전압의 디지털값으로써 G191을 출력한다. 실험 결과, 액정의 응답특성은 기존 과구동 기술 보다 현저히 향상되었고, 언더슈트 폭은 기존 과구동 기술보다 커졌다. Referring to FIG. 6H, when the gray level of the data voltages to be charged in the adjacent liquid crystal cells A and B by the
위 실험 결과에서 명확히 알 수 있는 바, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 과구동 비율을 높여 액정의 응답특성을 향상시키고 과구동 비율을 높이더라도 과구동양을 이웃한 액정셀들로 분산하고 또한 시간적으로 분산함으로써 대부분의 경우에 오버슈트와 언더슈트 폭을 줄여 노이즈로 보이는 휘도 변동을 줄일 수 있다. As can be clearly seen from the above experimental results, the liquid crystal display device and the driving method thereof according to an embodiment of the present invention improve the response characteristics of the liquid crystal by increasing the overdrive ratio and increase the overdrive ratio, even though the overdrive amount is adjacent to the liquid crystal cell. By distributing the power over the wire and also over time, the overshoot and undershoot width can be reduced in most cases to reduce noise fluctuations seen as noise.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
도 1은 통상의 액정표시장치에 있어서 데이터에 따른 휘도 변화를 나타내는 파형도이다. 1 is a waveform diagram showing a change in luminance according to data in a conventional liquid crystal display.
도 2는 과구동 방법에서 데이터 변조에 따른 휘도 변화의 일례를 나타내는 파형도이다. 2 is a waveform diagram showing an example of a luminance change caused by data modulation in the overdrive method.
도 3은 과구동 회로를 나타내는 회로도이다. 3 is a circuit diagram showing an overdrive circuit.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 과구동 제어회로를 상세히 나타내는 회로도이다. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating in detail the overdrive control circuit shown in FIG. 4.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 응답 특성 실험 결과를 보여 주는 그래프들이다. 6A to 6H are graphs illustrating a response characteristic test result of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
11 : 타이밍 콘트롤러 16 : 과구동 제어회로11: Timing Controller 16: Overdrive Control Circuit
51 : 과구동 변조부 52 : 메모리51: overdrive modulator 52: memory
53 : 비교부 54 : 연산부53: comparison unit 54: calculation unit
55~58 : 선택부55 ~ 58: Selection part
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