KR100344861B1 - 액정 디스플레이 장치의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

픽셀에 인가된 전압의 진폭을 변화시켜 계조를 디스플레이하기위한 직접 어드레싱형 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에서, 소정 계조를 디스플레이하기위하여 복수개의 서로다른 전압 레벨로 이루어진 일련의 전압 펄스가 인가되고, 디스플레이에 있어서, 전압 레벨의 일부분이 공통으로 사용된 복수개의 계조가 선택된다.

Description

액정 디스플레이 장치의 구동 방법

수동 (멀티플렉스)어드레싱형 액정 디스플레이 소자의 기본적 구동방법으로서는, 라인 연속 선택 방법 (예를들면, APT : Alt Pleshko Technique) 또는 IAPT (Improved Alt Pleshko Technique) 가 제안되었다. 이러한 기술은 ON - OFF 레벨을 쉽게 구동할 수 있기 때문에 멀티플렉스 구동 방법으로서는 매우 유용하다. 그러나, 직접 어드레싱형 액정 디스플레이 장치는 TFT 와같은 능동 소자를 사용하지 않기 때문에, 응답 속도가 빠른 액정 디스플레이 소자가 사용되면 프레임 응답으로 인하여 콘트라스트 비가 감소되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 고속에서 높은 콘트라스트 비를 갖는 화상을 표시할 수 있는 멀티플 라인 선택 방법이 제시되었다. 또한, 상술한 바와같은 동일한 목적을 이루기위하여, 전체 라인 동시 선택 방법 (AA :능동 어드레싱) 의 사용이 시도되었다. 따라서, 화상의 질적 개선 결과 새로운 어드레싱 기술이 개발되고 있다.

개인용 컴퓨터, TV및 액정 디스플레이 장치등에 대하여, 보다 많은계조(gradation)레벨을 갖는 화상을 표시하기위한 요구가 증대되고 있다. 계조가있는 디스플레이에 대하여 몇 가지 방법이 사용된다. 트랜지스터, 다이오드 등을 사용하는 능동형 구동 방법에 있어서는, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 종속되어 펄스 높이가 변화되는 전압 펄스를 사용하여 진폭 변조를 용이하게 행할수있다. 이는 액정에 인가되는 전압이 기본적으로 정적 파형이기 때문이다.

그러나, 일반적으로 STN 액정 소자같은 것을 사용하는 수동 멀티플렉스형 구동 방법에 있어서는, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 종속되어 펄스 높이가 변화되는 전압 펄스가 단순히 소자에 인가되는 비선택 시간에 전압의 변화가 발생한다. 이러한 상황하에서, 수동 멀티플렉스형 구동 방법에서 계조 레벨을 디스플레이하는 몇가지 방법이 제안되었다.

종래의 구동 STN 의 구동 방법에 있어서, 계조가있는 디스플레이를 얻기위하여 프레임 비 제어 방법 (FRC) 과 펄스 폭 변조 방법 (PWM) 이 제안되어 사용되어 왔다. 최츤에는, 진폭 변조 방법(AM)이 제안되었다. 지금부터, 제안된 방법에 대한 간략한 설명을 한후에, 이들 방법을 멀티플 라인 선택 방법에 적용하였을때 초래되는 문제점을 설명하겠다.

(1) 프레임 비 제어 (FRC)

복수개의 프레임을 사용하여 계조 디스플레이를 만들었다. 즉, 이진 상태로서 ON, OFF 의 수에 응답하여 중간 톤이 형성된다. 예를들면, 3 프레임을 사용하면, ON /ON / ON, ON / OFF / ON, OFF/ ON / OFF, 및 OFF / OFF / OFF의 4가지 상태를 디스플레이 할 수 있다.

그러나, FRC 방법을 사용하여 많은 계조 레벨을 갖는 화상이 디스플레이되면, 증가된 프레임의 수는 디스플레이를 완성시키기 위하여 많은 시간을 필요로하기 때문에 플릭커가 초래될수있다. 특히, FRC 방법은 공간적으로 위상을 천이시키는 공간 변조 방법과 조합되어 플리커의 발생을 방지한다. 그러나, 제안된 방법은 16 개 이상의 계조 레벨을 갖는 화상을 얻기가 어렵다.

FRC 방법에서의 또다른 중요한 문제점은 비디오 디스플레이에 적용하는 것이 어렵다는 것이다. 예를들면, 동화상 디스플레이에 있어서는, 동화상이 변하는 기간내에 디스플레이가 이루어져야 한다. 따라서, 많은 프레임을 사용하는 것이 불가능하며, 많은 계조 레벨을 갖는 디스플레이의 형성이 어렵다.

예를들면, 120 Hz 의 프레임 주파수 (일반적으로 사용되는 주파수이며 프레임의 길이는 8.3 ms)가 사용되고 1초당 30개 (30 Hz)의 동화상이 디스플레이되면, 4 프레임으로 디스플레이를 완성시켜야한다. 이 경우에, 디스플레이 가능한 계조 레벨의 수는 단지 5내지 8 개이다. 따라서, FRC 방법은 많은 계조 레벨을 갖는 동화상을 디스플레이하기에는 충분하지 못하다.

(2) 펄스폭 변조 (PWM)

본 방법에서, 선택 시간 주기는, 예를들어, 2ⁿ개의 서브-주기로 분할되며, ON 상태와 OFF 상태는 서브-주기로 분배된다. 본 방법은 한 프레임내에서 실행되는 FRC 방법이라고 생각될수있다. 그러나, 본 발명은 디스플레이내의 불균일성이 커지게되고 분할된 시간 주기의 수에 비례하여 구동 주파수가 증가하기때문에 디스플레이의 계조 레벨이 증가한다는 단점이있다.

(3) 진폭 변조 (AM)

전술한 것처럼, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 종속되어 펄스 높이가 변화되는 전압 펄스를 단순히 인가하여 수동 어드레스형 LCD 를 멀티플렉스 구동시킴은 불가능하며, 비선택 시간내에서 픽셀에 대한 실효 전압의 변화를 방지하여야한다. 이를 위하여, 복수개의 전압 인가와 가상 전극의 사용이라는 두가지 기술이 제안되었다.

전술한 기술에 있어서, 상이한 데이터(칼럼)전압이 두 개 이상의 플레임에 인가되거나, 선택 시간 주기는 두 개 이상의 시간 주기로 관찰되며, 상기 상이한 데이터 전압은 분할된 시간 주기에 인가된다. 복수개의 전압 인가로 인하여 비선택 시간동안의 실효 전압은 일정하게되며, 따라서 소정의 계조 디스플레이를 얻을 수 있다. 특히, 식 1 에 표시된 것처럼 2종류 이상의 데이터에 대응하는 전압이 각각의 프레임에 인가되거나, 이들을 교환시켜 2종류 이상의 전압을 선택시간 주기동안 인가할 수 있다.

(식 1)

d + (1 - d²)^0.5

d - (1 - d²)^0.5

이때, d는 디스플레이 데이터 (ON : -1, OFF : 1)를 나타낸다.

지금부터, 식 1의 데이터는 분할 데이터로 칭한다. 분할 데이터의 일부분만을 적용해서는 유효 전압치를 소정의 일정한 값으로 만들수없기때문에, 어드레싱이 이루어지지 않는다. 따라서, 분할된 데이터가 각각의 프레임에 인가되는 경우에, 보통의 프레임과 구별하기 위하여 이 프레임은 서브프레임이라고 칭한다.

데이터의 계조 레벨에 종속되어 변하는 구성요소를 포함하여, 분할 데이터를 특징짓는다. 그러나, 각각의 분할 데이터는 수정 항, 즉 ( ±(1 - d²)^0.5), 을 포함하기 때문에, 비선택 시간동안 픽셀에 인가된 실효 전압치를 일정하게 유지시킬 수 있다. 각 분할 데이터를 기초로하여 새로운 분할 데이터를 만들수있으며, 이때 2종류 이상의 분할 데이터를 사용할수 있다.

본 기술에 있어서는 복수개의 전압 레벨을 공급할수있는 장치가 필요하다. K개의 계조 레벨을 디스플레이 하기위하여, 2K - 2개의 전압 레벨이 필요하다. 즉, 8개의 계조 레벨을 갖는 디스플레이는 14개의 전압 레벨을 필요로한다. 계조 레벨의 수가 증가할수록, 전압 레벨수도 증가한다. 전압 레벨 수가 증가하면 제조 비용도 증가하게된다. 또한, 기본적으로 디스플레이 상태는 두 개의 전압 레벨 인가에 의하여 결정된다. 따라서, 인가되는 단위 전압 (전압의 펄스폭)의 시간 간격이 일정하게되면, 디스플레이를 완성하기위한 프레임의 길이는 종래 기술의 두 배가된다.

비선택 픽셀에대한 실효 전압치의 변화를 방지하기 위한 또다른 방법은 하나 이상의 가상 전극 라인을 제공하는 것으로, 이때 가상의 로우 전극의 데이터를 디스플레이하기 위하여 선택 라인을 구동시키거나, 가상으로 결정된 전압 레벨은 선택 라인에 인가될수있다. 본 방법의 장점은, 프레임의 길이가 두배로 되어있지 않기 때문에, 주파수의 실질적 변화는 없다는 것이다. 그러나, 본 발명의 단점은, 모든 라인 데이터와 연관된 동작이 필요하며, 계조 레벨수와 수정 레벨 수의 합계로 인하여, 공급되는 전압 레벨의 수도 크게 증가한다는 것이다. 특히, 전압 레벨 수의 증가는 AM 방법의 사용을 저해하는 심각한 문제점이다. 상기 언급된 두 개의 방법은 미국 특허 제 08/098,812 호에 언급된 기술과 일본 특허 공개 공보 제89082/1994 (또는 유럽 특허 제569974호)에 개시된 펄스 높이 변조(PHM)로 언급된 기술이다.

전술한 것처럼, 진폭 변조 방법을 사용한 계조 디스플레이 기술은 구조가 복잡하고 다수 레벨에 필요한 구동기가 필수적이며, 따라서 계조 비용이 증가된다.

(4) 멀티플 라인 선택 방법에서의 문제점

멀티플 라인 선택 방법에 있어서, 전술한 종래의 구동방법에 소정의 변환을 가하여 사용할수있다. 예를들면, 복수개의 분할 데이터를 사용하는 것 이외에도 진폭 변조 방법에 따라서 계조 디스플레이가 수행되는 경우에, 각각의 분할 데이터는 멀티플 라인 선택 방법에 의하여 디스플레이되며 따라서 계조 디스플레이가 가능해진다. 즉, 소정 선택 매트릭스 (직교 매트릭스) 사용에의한 분할 데이터의 직교 변환에 의하여 칼럼 신호가 형성된다.

그러나, 전술한 계조 디스플레이에대한 문제점은 멀티플 라인 선택 방법에서도 동일하게 발생한다. 다수의 계조 레벨을 갖는 디스플레이의 획득이 어렵다는 것에 관하여서는, 주파수 비 제어 방법 (FRC) 과 펄스폭 변조 방법 (PWM) 은 연속 라인 선택 방법과 동일한 문제점을 가진다. 진폭 변조 방법에 있어서, 복수개 라인의 동시적 선택에의한 전압 레벨수의 증가와 최대 전압치의 증가는 연속 라인 선택 방법과 비교하여보면 더욱 심각한 문제점을 초래한다. 즉, 멀티플 라인 선택 방법에 있어서, 직교 함수를 사용한 계산이 필요하며 따라서 많은 순의 전압 레벨이 디스플레이용으로 필요하다. 또한, 회로의 구조가 복잡하다. 계조 레벨의 수가 증가함으로써, 계조 비용이 상승하게되는 문제점에 있다.

진폭 변조 방법을 사용하는 멀티플 리인 선택 방법은 계조 레벨의 수 및 동시에 선택된 라인의 수가 적더라도 많은 수의 전압 레벨을 필요로한다. 예를들면, AM 방법에 의하여 디스플레이되는 계조 레벨의 수가 단지 8 개이고 각각의 라인이 연속적으로 선택되면, 8 개의 계조 레벨중의 6 개 계조 레벨이 중간 값 데이터로 사용되기 때문에 12개의 전압 레벨이 필요하며, 각각의 라인이 연속적으로 선택되는 경우에도 필요한 전압 래벨은 중간 값 데이터의 두배이다. 멀티플 라인 선택 방법에 AM 방법을 적용함에 있어서, 직교 변환시에 전압 레벨의 가감이 행해지며, 동시에 선택된 라인의 수가 적더라도 전압 레벨의 수는 증가한다. 예를들면, L(동시에 선택된 라인의 수) = 3이면, 8³= 512 개의 전압 레벨이 필요하다. 즉, 멀티플 라인 선택 방법에서의 진폭 변조는 해상도가 매우 높은( 8 비트이상, 바람직하게는 10 내지 12 비트 )칼럼 드라이버를 필요로 한다. 레벨수가 더 작은 드라이버를 사용하면, 데이터 에러가 초래된다.

발명의 개시

본 발명의 목적은 계조 정보의 양에 비하여 다수의 전압 레벨이 필요한 종래 방법의 단점을 제거하고, 효과적으로 정보를 제공하며 정확한 계조 디스플레이를 제공하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 멀티플 구동방법을 사용하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,

(a) 계조 데이터 디스플레이에 있어서, 각각의 펄스 높이에 대하여, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 따라서 변하는 성분을 포함하는 복수개의 전압 펄스를 픽셀에 인가하여, 비선택 상태에서 스캐닝 전극상의 픽셀에 인가된 RMS 전압을 디스플레이 프레임 주기동안 효과적으로 일정하게 하는 단계와,

(b) 디스플레이용으로 사용된 2 개 이상의 서로 다른 계조 레벨중에서 복수개의 전압 펄스의 일부분을 공통으로 사용하여, 디스플레이에 필요한 전압 레벨의 펄스 높이 수를 감소시키는 단계로 이루어지는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법이 제공되었다.

또한, 본 발명의 다중 구동 방법을 사용하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,

(a) 계조 데이터 디스플레이에 있어서, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 따라서 변하는 성분을 포함하는 복수개의 계조 데이터 (분할 계조 데이터) 에 대응하는 펄스 높이를 갖는 전압 펄스를 픽셀에 인가하여, 비선택 상태에서 스캐닝 전극상의 픽셀에 인가된 RMS 전압을 디스플레이 프레임 주기동안 일정하게 하는 단계와,

(b)디스플레이용 사용된 2 개 이상의 서로다른 계조 레벨중에서 복수개의 전압 펄스의 일부분을 공통으로 사용하는 단계로 이루어지는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법이 제공되었다.

또한, 상기 구동 방법 중에서, 계조 데이터는 프레임 변조 또는 펄스 폭 변조에 의하여 디스플레이된다.

또한, 상기 방법에서, 복수개의 스캐닝 전극이 동시에 선택된다. 특히, 중간 계조 데이터가 디스플레이되는 경우에, 모든 스캐닝 전극에 하나 이상의 선택 펄스가 인가되는 시간 동안에 선택 펄스에 응답하여 데이터 전극에 인가되는 신호는, 분할 계조 데이터 중에서 절대치가 1을 초과하는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호와, 절대치가 1을 초과하지 않는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호의 혼합 상태로 이루어진다.

또한, 중간 계조 데이터가 디스플레이되는 경우에, 동시 선택된 스캐닝전극 그룹에 한번 인가된 선택 펄스에 응답하여 데이터 전극에 인가되는 신호는, 분할 계조 데이터중에서 절대치가 1 을 초과하는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호와, 절대치가 1 을 초과하지 않는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호의 혼합 상태로 이루어진다.

또한, 전술한 첫째 및 둘째 방법에 있어서, 동시 선택된 스캐닝 전극 그룹에 대하여 데이터 전극에 신호가 입력되는 경우에, 상기 신호는 소정의 계조 데이터를 디스플레이하는데 필요한 모든 분할 계조 데이터의 직교 변환에 의하여 형성되며, 상기 신호는 선택 매트릭스의 각 칼럼 벡터의 그룹으로서 선택 펄스 인가 시간에응답하여 칼럼 전극에 연속적으로 인가된다.

상기 방법에서, 하나 이상의 가상 스캐닝 전극이 상기 동시 선택된 스캐닝 전극에 첨가되며, 데이터 전극에 인가되는 전압 레벨의 수가 감소되도록 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정한다.

특히, 상기 방법에서, 상기 동시 선택된 스캐닝 전극 (하나 이상의 가상 스캐닝 전극 포함)에 대응하는 디스플레이 데이터는 절대치가 서로 다른 복수개의 디스플레이 그룹으로 배분되며, 각각의 상기 그룹에 포함된 디스플레이 데이터의 수가 소정의 이산적 정수치를 갖도록 상기 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정한다. 또는, 선택 매트릭스내의 칼럼 벡터 성분의 곱은 소정 부호를 가지며, 상기 동시 선택된 스캐닝 전극(하나 이상의 가상 스캐닝 전극 포함)에 대응하는 디스플레이 데이터 성분의 곱이 소정 부호를 갖도록 상기 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정한다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

(1) 다중계조의 액정 디스플레이 장치를 가능한 진압 레벨 수 (64 - 32레벨, 또는 그 이하)의 드라이버로 구동한다. 즉, 종래의 경우보다 회로 시스템의 간단화와 제조 비용의 절감을 이룰수있다.

(2) 데이터 에러없이 완전히 독립적인 디스플레이를 얻을수있다. 데이터에 대하여 소정의 처리없이 양질의 화상 이미지를 얻는다. 즉, 크로스토크와 같은 데이터 에러가없는 화상 이미지를 얻는다.

본 발명에 있어서, 전압의 진폭을 변화시켜 계조가 디스플레이되면, 소정 계조를 디스플레이하기 위하여, 신호 전압으로서, 복수개의 상이한 전압 레벨로 이루어진 일련의 전압 펄스가 인가되어, 비선택 픽셀에 인가되는 유효 전압의 변화가 방지된다. "복수개의 전압 레벨" 은 다양한 방법으로 정해진다.

처음에, 복수개의 데이터, 즉 분할 데이터에 의하여 디스플레이 데이터가 표시된다. 분할 데이터를 사용하여 소정 계조를 디스플레이 한다. 멀티플 라인 선택 방법에서, 칼럼 신호는 디스플레이되는 데이터를 직교 변환시켜 형성된다. 이 경우에, 데이터의 분할과 데이터의 직교 변환 순서가 바뀌어진다. 즉, 분할된 칼럼 신호는 분할데이터의 직교 변환전에 분할 데이터를 형성하여 형성한다. 또는 디스플레이되는 데이터는 직교 변환되어 칼럼 신호를 형성하고, 다음에, 칼럼 신호는 복수개의 분할된 칼럼 신호로 표시된다.

또한, 단일 수정 칼럼 신호가 동시 선택된 라인에 인가된다. 이 경우에, 수정 칼럼 신호는 가상 라인상의 데이터로 처리된다.

본 발명은 수동 어드레싱형 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

제 1 도는 본 발명에 의하여 d₁= 0.6 및 d₂= 0.8 의 조합시에 다양한 로우 파형과 칼럼 파형에 대하여 픽셀에 인가되는 전압치를 도시한다.

제 2도는 두개의 라인을 동시에 선택하는 구동 방법을 사용하고 하나의 가상 전극 라인을 첨가하였을 경우에, 전압 레벨를 감소시키는 효과를 나타낸다.

제 3 도는 세 개의 라인을 동시에 선택하는 구동 방법을 사용하고 하나의 가상 전극 라인을 첨가하였을 경우에, 전압 레벨를 감소시키는 효과를 나타낸다.

제 4 도는 본 발명에 있어서 멀티플 라인 선택 방법에 사용된 회로의 블록도이다.

제 5 도는 본 발명 실시를 위한 회로를 도시하는 블록도이다.

제 6a 도는 종래 기술을 실시하기 위한 메모리 매핑을 도시한다.

제 6b 도는 본 발명을 실시하기 위한 메모리 매핑을 도시한다.

제 7 도는 제 5 도의 계조 데이터 변환 회로의 실시예 회로도이다.

제 8 도는 본 발명을 실시하기위하여 집적 형태의 회로로 사용된 실시예의 블록도이다.

제 9 도는 본 발명을 실시하기 위하여 집적 형태의 회로로 사용된 또다른 실시예의 블록도이다.

제 10 도는 본 발명을 실시하기 위한 메모리 관리의 개념을 도시한다.

본 발명 실시예의 최선 모드

[본 발명의 기본 개념]

본 발명은 계조 레벨의 수에 필요한 전압 레벨 수의 큰 증가를 피할수있고 최소 요건의 전압 레벨 수로도 계조 디스플레이가 가능한 진폭 변조 (AM) 형 계조 구동 방법을 제안한다.

본 발명은 모든 종류의 AM 방법에 적용 가능하다. AM 방법은 본 출원의 출원인에 의하여 출원된 미국 특허 제 08/098,812호의 방법과 유럽 특허 제569974호의 방법을 포함한다. 전술한 두가지 방법은 AM 방법중의 수많은 해결책 중에서 소정의 해결책을 제공해 준다. 즉, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 따라서 변하는각각의 첨두치에 대하여, 구성요소를 포함하는 복수개의 전압 펄스를 픽셀에 인가하여 계조 데이터를 디스플레이하는 방법은 다음과 같은 조건으로 표현된다.

L (1 이상) 개의 스캐닝 전극이 동시에 선택되고, 직교 함수 신호 A [Ami] (여기서 Ami 는 직교 매트릭스 (A) 의 m 로우와 i 칼럼에서 1, -1, 0으로 표시되는 성분이며, m 은 1 -L 인 정수이고, i 는 1-M 인 정수이며, 이는 디스플레이 사이클의 i 번째 선택 신호에 대응한다)가 선택 스캐닝 전극에 인가되는 신호로 사용되는 경우에, 소정 칼럼에 대하여 동시에 선택된 전극 그룹에 있어서 j (j 는 1 - L 인 정수) 번째 라인의 픽셀에 대한 소정의 계조 레벨 d_j(d_j는 계조 레벨에 따라서 OFF 를 나타내는 1과 0N 을 나타내는 -1 사이의 값을 취한다) 을 얻기위한 (C₁, C₂, ..., C_M) = (d₁, d₂, ..., d_L)A의 조건이 만족되면, 다음 식 2 로 표시되는 두 종류의 전압에 비례하는 전압이 칼럼에 인가된다.

(식 2)

여기에서, ∑q_i= 일정 ≥ tr [^tAA] (여기서, t 는 매트릭스의 트랜스포지션을 표시하며, tr [ ]는 매트릭스 [ ]의 다이아고날 성분의 합을 표시한다) 이다.

본 출원인에 의한 미국 특허 제 08/098,812호에 개시된 방법은 ∑q_i= tr[^tAA] 인 경우이고, 모든 i 에 대하여 q_i는 동일하다. 유럽 특허 제 569974호에 개시되어 "Split interval mode" 로 명명되는 방법에 있어서, 펄스폭 변조 방법을 사용하는 계조 디스플레이 방법을 충족시키기 위하여 q_i는 i 의 변화에 의하여 결정된다. 이들 방법에서, 상이한 값을 갖는 전압 펄스가 사용된다.

비록 본 발명은 모든 AM 방법에 대하여 광범위한 적용이 가능하지만, 설명을 간단히 하기위하여 식 1 의 두 레벨을 사용하는 구동방법을 설명하겠다.

연속 라인 선택 방법 (또는 APT 방법) 에 있어서, 식 1 에 설명된 것처럼 두 개의 레벨을 첨가하여 소정의 계조 레벨을 갖는 디스플레이를 효과적으로 표현할 수 있다.

본 발명에 있어서, 복수개의 계조 레벨은 동일한 레벨 소자를 사용하여 표현되며 따라서 사용된 전압 레벨 수는 전체적으로 감소된다. 소정 값을 갖는 계조 레벨을 디스플레이용으로 선택한다는 것이 본 발명의 아이디어이다. 반면에, 종래 기술의 아이디어는 입력신호의 비트 수와 소정의 처리 회로에 의하여 계조 레벨이 결정된다는 것이다. 즉, 상이한 두개의 디스플레이 데이터의 소정 분할 데이터가 공통으로 사용되면, 필요한 전압 레벨의 수는 크게 증가하지 않는다. 예를들면, 두 세트의 디스플레이 데이터 ( ±d₁, ±d₂)가 ON, OFF및 50 % 그레이를 제외한 디스플레이 계조 레벨에 첨가되고, 필요한 전압 레벨의 수가 증가된 계조 레벨의 수를 초과하여 증가하지 않으면, 식 3 의 조건이 만족된다. 식 3 으로부터 식 4 가 유도된다.

(식 3)

｜d₁+ (1-d₁ ²)^0.5｜ = ｜d₂+ (1-d₂ ²)^0.5｜

(식 4)

d₁ ²(1-d₁ ²)^0.5= d₂ ²(1-d₂ ²)^0.5여기서, d₁≠d₂

식 4에서, d₁, d₂의 데이터는 제곱되어 표시되며 포지티브 및 네거티브 부호에 대하여 상호 대칭적이다. 따라서, 4 개의 전압 레벨을 첨가하여 ±d₁, ±d₂의 4 개 계조 레벨이 디스플레이된다. 표 1 은 d₁, d₂쌍의 일예를 나타낸다.

표 1

소정의 계조 데이터 (d₁(및 -d₁)가 사용되면 d₁에 대응하는 d₂( = (1-d₁ ²)^0.5)가 사용되며, 소정의 전압 레벨 수는 증가된 계조 레벨의 수와 동일하도록 만들어진다. 일반적으로, 이러한 조합으로된 계조 레벨은 8 개의 계조, 16 개의 계조, 32 개의 계조 등을 사용하는 종래의 디스플레이에서는 얻을수없었다.

종래 기술에 있어서, 계조 레벨에 대응하는 펄스 높이는 일치하지 않으며, 더 적은 수의 전압 레벨을 갖는 드라이버에 의하여 이들이 구동되는 경우에도, 데이터의 에러 확률이 매우 높았다.

본 발명의 방법에 있어서는, 계조 레벨(K)의 수에 대하여 필요한 레벨의 수는 식 5 로 표시된다.

(식 5)

(K -2) + 2 = K

따라서, 종래 시스템에서 필요하였던 레벨 (2K - 2)과 비교하여보면 레벨 수(K - 2)의 감소가 가능하다. 즉, ±1 의 전압 레벨을 사용하여, 데이터 "0" (50% 그레이)을 디스플레이할수있다.

전술한 것처럼, 두개의 서브프레임와함께 분할 디스플레이 데이터를 디스플레이함으로서 디스플레이를 완성시킬 수 있다. 진폭 변조 방법으로 디스플레이되는 디스플레이 데이터에 있어서는 ON (d = -1), OFF (d = 1), 50% 그레이 (d = 0)(그러나, d=0은 본 발명에서 필수적인 요건은 아니다), 및 4 개의 데이터가 선택되어 식 4 의 조건을 만족하게된다. 즉, ±1, ±d₁및 ±d₂(= ±(1-d₁ ²)^0.5) (그리고 0) 이 계조 레벨로 사용된다. 이 경우에, 표 2 에 도시된 각각의 디스플레이 데이터를 표시하기 위해서는 2 개의 분할 데이터가 필요하다. X_o와 Y_o의 정의는 식 6 에 표시되었다.

표 2

(식 6)

인가되는 두개의 분할 데이터의 순서는 상호 교환되며, ±1 과 ±X_o는 서브프레임용 분할 데이터로 사용되고, ±1 과 ±Y_o는 또다른 서브프레임용 분할 데이터로 사용된다. 이경우에, ±1 과 ±X_o를 사용하는 서브프레임을 X 서브프레임이라 부르며, X 서브프레임용으로 사용되는 분할 데이터는 분할 데이터 X 라 칭해지며, ±1 과 ±Y_o를 사용하는 서브프레임을 Y 서브프레임이라 부르며, Y 서브프레임용으로 사용되는 분할 데이터는 분할 데이터 Y 라 칭한다. 이 경우에, 각각의 디스플레이 데이터를 나타내기위한 분할 데이터 (X, Y) 를 표 3 에 나타내었다. 정의에 의하여, X_o는 1 보다 큰 값의 절대치이고, Y_o는 1 미만의 절대치이다.

표 3

제 1 도에서, 표 1 의 d₁= 0.6과 d₂= 0.8의 조합이 사용되는 경우에, 다양한 로우 파형과 칼럼 파형에 대하여 픽셀에 인가된 전압치를 표시하였다. 제 1 도에서, 칼럼 전압 레벨은 정규화 형태로 표시되었다. 제 1 도에서, C = 2V²+ 2이다.

제 1 도에서 알수있는 바와같이, 계조 레벨 0.8 과 0.6 은 공통적으로 높이가 1.4 인 펄스를 포함하며, 계조 레벨 0.8 과 -0.6 은 공통적으로 높이가 0.2 인 펄스를 포함하며, 따라서 ±1.4 와 ±0.2 의 4 개의 레벨에 대하여 ±0.6 과 ±0.8 의 4 개의 계조 레벨이 디스플레이된다. ±1.0 을 부가함으로서, 6 개의 칼럼 전압 레벨에 대하여 7 개의 계조 레벨을 디스플레이할 수 있다. 선택 시간중에 인가되 신호 전압에서, 칼럼 전압에서 변하는 부분은 디스플레이 데이터 (d) 에 비례한다. 비선택 시간중의 RMS 전압은 디스플레이 프레임내에서 일정하다.

다음에, 각 계조 레벨의 간격에 대하려 고찰하겠다. 상술한 계조 레벨의 조합으로부터 알수있듯이, 디스플레이하기위하여 계조 데이터 ±d₁과 ±d₂를 디스플레이 데이터 +1 과 -1 에 가산하게되면, 계조 레벨의 간격은 동일하게 형성되지 않는다. 이는 연속적 계조를 디스플레이함에 있어서는 바람직하지 않은 것이다.

연속적 계조를 디스플레이하기 위하여, 본 발명에서는 FRC 방법과 같은, 또다른 계조방법과 조합된 AM 방법의 사용을 제안하며, 이렇게 함으로서 계조 레벨의 수를 크게 증하시킬수 있다. 이 경우에, 표 1의 d₁= 0.6 과 d₂= 0.8 의 조합은 특수해이며, 이는 데이터 값 0.6 과 0.8 과 1.0 의 간격이 0.2 이기때문이다. 즉, 계조 레벨은 사실상 동일한 간격으로 -1 과 +1 사이를 분할하여 형성된 소정의 레벨로 구성된다. 특히, 1 과 -1 사이에서 0.2 간격으로 존재하는 데이터 중에서 ±0.2 와 ±0.4 는 제거되었다.

즉, 진폭 변조에 의하여 모든 계조 레벨이 동일한 간격으로 형성되지는 않지만 계조 레벨의 소정 부분은 동일한 간격으로 표현된다. 즉, 진폭 변조만으로는 레벨의 간격을 일정하게 할수없다.

이 경우에, FRC 또는 PWM 과 같은 계조 디스플레이 방법을 조합함으로시, 동일 간격의 계조 레벨을 형성할수있지만, 계조 레벨의 수가 크게 증가한다.

2 프레임용 FRC 조합의 일예를 설명하겠다. 예를들면, AM 방법을 사용하여 7 개의 계조 레벨 (1, 0.8, 0.6, 0, -0.6, -0.8, -1 : 여기서 디스플레이 데이터 0 은 레벨 ±1 로 표시할 수 있다) 을 디스플레이할 때, 2 프레임용 FRC 방법을 조합하여 사용하면, 디스플레이 데이터를 적당히 조합하여 1 내지 -1 범위내에서 0.1 간격을 형성하여 21 개의 계조 레벨을 갖는 디스플레이를 얻을수있다. 획득된 값은 FRC 방법을 사용하지 않은 경우의 3 배이다.

계조 데이터를 조합한 다른 일예를 기술하겠다. d₁= 0.92 및 d₂= 0.392 의조합은, 2 프레임 (즉, 4 서브프레임)용 FRC 방법이 사용 되었을 때 25 개의 계조레벨을 제공하며, 3 프레임 (즉 6 서브프레임) 용 FRC 방법이 사용되었을때 63 개의 계조 레벨을 제공하며, 4 프레임 (즉, 8 서브프레임) 용 FRC 방법이 사용되었을때 100 개 이상의 계조 레벨을 제공한다.

AM 방법을 사용하여 동일한 간격치로 되어있는 K₁레벨을 디스플레이하고, M 프레임용 FRC 방법을 사용하여 디스플레이되는 계조 레벨의 수를 증가시키면, ((K₁- 1) × M + 1) 개의 계조 디스플레이가 가능하다. 예를들면, M 이 2 이면, (2K₁- 1) 개의 계조 래벨 디스플레이를 얻을수있다. 이러한 레벨의 수는 FRC 를 사용하지 않는 경우보다 단지 2 배 이하이다.

+1 과 -1 사이를 동일한 간격으로 분할하며 ±0.8 ,±0.6 등과같은 계조 레벨의 일부분을 취하고, 계조 레벨의 일부분을 포함하는 복수개의 프레임을 사용하여 소정의 계조 레벨을 갖는 디스플레이가 디스플레이되면, 복수개의 프레임을 사용하여 종래의 계조 디스플레이 경우보다 더 많은 수의 계조 레벨을 얻을수있다. 또한, 간격이 동일하지 않은 ±0.92, ±0.392 와같은 계조 레벨의 일부분이 사용되면, 프레임의 수가 증가함에따라서 계조 레벨의 수는 크게 증가한다.

표 4 는 d₁= 0.6 및 d₂= 0.8 의 조합으로 21 개의 계조 레벨 디스플레이를 얻기위하여, 제 1 프레임 및 제 2 프레임에 설정되는 데이터의 일예를 도시하며, 여기서 1/21 는 OFF 전압을 나타내고 21/21 는 ON 전압을 나타낸다. 전술한 것처럼, 두종류의 분할 데이터를 각각의 서브프레임에 분배하는 기법에 따라서, 제 1및 제 2 프레임은 각각 두개의 서브프레임으로 형성되며, 전체적으로 4개의 서브프레임을 사용하여 계조 레벨을 표시할 수 있다.

표 4

표 5 는 본 발명과 종래의 AM 방법에 따라서 7 - 8 개의 계조 레벨을 디스플레이하는데 필요한 레벨의 수와, 이와 비교하기위하여 FRC 방법을 조합하여 형성한 계조 레벨의 수를 나타낸다.

표 5

표 5 에 도시된 것처럼, 종래의 기술은 14 개의 전압 레벨을 사용하여 단지 15 개의 계조 레벨만을 제공한다. 반면에, 본 발명은 6 개의 전압 레벨을 사용하여 21 개의 계조 레벨을 제공한다. 종래의 기술과 비교하여보면 본 발명의 계조 레벨 효율은 3 배 이상이다. 이는 제조 비용의 실질적인 증가 없이도 디스플레이의 질을 크게 개선시킴을 의미한다.

또한, 본 발명에 있어서는, 2 개 이상의 계조 데이터를 사용함으로서, 더 겉은 수의 프레임으로 더 많은 수의 계조 레벨을 얻을수있다. 예를들면, 표 1 의 d₁및 d₂의 조합을 2배로 하면(즉, d₁, d₂, d₁', d₂'), 필요한 전압 레벨의 수는 10 레벨이며, 단일 디스플레이 프레임내에 11 개의 계조 레벨을 디스플레이할수있다. 이 경우에, 프레임의 수가 증가함에 따라서 계조 레벨의 수도 크게 증가한다. 예를들면, 2 프레임용 FRC 방법을 사용하여 64 개 이상의 계조 레벨을 갖는 디스플레이를 디스플레이할수있다.

또한, 다수의 프레임을 사용하는 FRC 방법을 조합한 계조 디스플레이에 있어서, 프레임에 대응하는 로우 전압을 변화시켜 계조 레벨을 증가시키는 것이 효과적이다. 종래 기술에 있어서는, 로우 전압을 변화시켜 신호 변조를 수행하는 FRC 방법만을 사용하여 계조 디스플레이를 수행하였기때문에, 계조 레벨 수를 증가시키기위해서는 사실상 로우 전압을 변화시켜야 하였다 (일본 특허 공개 공보 제 230752 / 1994 ). 결국 종래 기술에 있어서는, 바이어스 비율(칼럼 전압 대 로우 전압) 이 천이되는 현상이 초래되었으며, ON/OFF 전압 비가 작아지게되면 콘트라스트비와 휘도가 감소하였다. 반면에, 본 발명에 있어서, 진폭 변조로인한 계조 레벨의 증가를 단일 프레임내에서 얻을 수 있기때문에, 로우 전압을 조금 변화시켜서 계조 레벨을 훨씬 더 증가시킬수있다. 따라서, 액정에 인가되는 ON/OFF 전압비에 실질적인 영향을 미치지 않고서도 계조 레벨의 수를 증가시킬수있다. 특히, 종래 기술에서는 복수개의 프레임 상태에서 100% 이상(로우 전압비가 1 : 2 이상)의 전압 변조를 요구하였다. 반면에, 본 발명에서는 50 % 이하, 대개는 30 % 이하의 전압 변조로도 계조 레벨을 증가시킬 수 있었다. 이 경우에, ON/OFF 전압비에는 실질적인 영향을 미치지 않았다.

[멀티플라인 선택 방법에 대한 본 발명의 적용]

최근까지 주목받고있는 멀티플 라인 선택 방법 (능동 어드레싱(AA)방법) 에 대하여 본 발명을 적용한 것에 관하여 기술하겠다.

멀티플 라인 선택 방법에 있어서, 디스플레이에 필요한 전압 레벨의 수는, 계조 디스플레이가 불필요한 경우에도, 종래의 구동 방법에서의 전압 레벨 수 보다 더 많았다. 일반적으로, L 개의 라인 수가 동시에 선택되는 경우에는 (L+1) 개의 전압 레벨 수가 필요하다.

AM 방법을 멀티플 라인 선택 방법에 적용하기위해서는 다음과같은 2가지 조건이 필요하다.

(1) AM 방법에 필요한 레벨의 수를 가능한한 감소시키는 것.

(2) 사용되는 레벨의 간격을 동일하게 배열하는 것

조건 (1) 이 만족되면, 종래의 방법보다 전압 레벨의 수를 사실상 개선할 수 있다. 조건 (1) 이외에 조건 (B) 을 만족시켜아 하는 이유는 다음과같다.

멀티플 라인 선택 방법에 있어서, 칼럼 전압은 동시 선택된 라인상의 디스플레이 데이터의 직교 함수의 사용에의한 매트릭스 계산으로 얻은 값과 비례하기때문에, 전압 레벨간에는 많은 가산 및 감산이 행해진다. 이 경우에, 전압 레벨이 동일한 간격으로 배열되지않으면, 각각의 레벨에 따라서 새로운 레벨을 형성해야한다.L 의 수가 크면, 필요한 레벨의 수는 지수함수적으로 증가한다. 이러한 점에서, 멀티플 라인 선택 방법에 있어서는, 중간 계조 레벨로 디스플레이 데이터 d₁= ±0.8 과 d₂= ±0.6 를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 관련하여, AM 방법용 디스플레이 데이터로서 1, 0.8, 0.6, 0, -0.6, -0.8, -1 을 사용한 경우를 설명하겠다. 연속적 라인 선택 방법에서처럼 동일한 방식으로, 분할 데이터 (X, Y) 로 필요한 데이터의 종류는 6 개, 즉 ±1, ±1.4, ±0.2 이다. 멀티플 라인 선택 방법에 있어서, 칼럼 전압은 상기 분할 데이터의 가산 및 감산에 의하여 결정된다. 본 일예에서, 간격이 0.4 인 전압레벨 부분을 사용할수있다고 생각할수있기때문에, 가산 및 감산에 의하여 얻어진 전압 레벨도 간격이 0.4 인 값을 가진다. 또한, 최대 전압 레벨은 1.4L 이다. 따라서, 이 경우에는 (1.4L / 0.4)×2 개의 전압 레벨이 필요하다. 반면에, 최초의 전압 레벨이 동일한 간격의 레벨 부분을 사용하지 않으면, 필요한 칼럼 전압 레벨 수는 동시에 선택된 라인 수에 대하여 지수함수적으로 증가한다.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 멀티플 라인 선택 방법과 조합된 AM 방법에 의하여 계조 디스플레이가 수행되더라도, 전압 레벨의 수는 지수함수적으로 증가하지 않는다. 예를들면, L = 3 이면, AM 방법에서의 7 계조 디스플레이에 필요한 레벨의 수는 단지 21 이다. 종래의 기술과 비교하여보면, 레벨의 수는 1/20 또는 그 이하로 감소되었다. 즉 종래 기술에 있어서, 8 비트의 구동기를 사용하는 경우에는 디스플레이내의 에러를 피할수없었지만, 본 발명에서는 5 비트의 구동기를 사용하여 에러가없는 디스플레이를 제공할수있었다.

표 6 은, 3 개의 라인이 동시에 선택되었을때 (L =3), 다양한 데이터와 조합되어 초래되는 칼럼 전압 레벨 (V_x, V_y)간의 일예를 도시하며, 표 6 은 로우 선택 패턴이 (1,1,1) 또는 (-1,-1,-1) 인 경우에 필요한 전압 레벨을 나타낸다. 모든 선택 패턴에 대하여 필요한 모든 전압 레벨을 도시하였다. 본 일예에서, AM 방법에 의하여 만들어진 분할 데이터는 ±1.4 및 ±1 의 그룹과 ±1 및 ±0.2 의 그룹으로 분할되고, 각각의 그룹은 서브프래임 (X, Y) 각각에 놓여진다. 즉, 표 3 에 있어서, X_o= 1.4 및 Y_o= 0.2이다. 따라서, 분할 데이터가 서브프레임으로 분배되면 가산 및 감산에 의한 전압 레벨의 증가를 방지할수있으며, 동일한 절대치를 갖는 데이터가 서브프레임내에서 조합되며, 상이한 절대치를 갖는 분할 데이터의 수가 감소한다.

표 6

적정 범위의 L 은 단지 전압 레벨의 수에 의하여 결정되지 않으며, 프레임 응답 제어 효과, 즉 콘트라스트 비율에 의하여 결정된다. 프레임 응답의 제어는 모든 라인의 수와, 구동 주파수와, 액정의 응답 시간등과 관련되어있다. 예를들면,모든 라인 N 의 수가 200 - 400 이면, 액정의 응답 시간 (라이징 타임과 폴링 타임사이의 평균 시간)은 150 ms 이하이며, 선택 펄스 폭은 20 - 50 ㎲ 이고, 제조 비용에 대한 성능의 관점하에서 2 ≤ L ≤15 가 바람직하다. 일반적으로, N 이 증가함에 따라, 응답 시간은 빨라지고, 펄스 폭은 더 길어지며, L 의 값이 클수록 바람직하다.

AM 방법을 사용하는 경우에, 상술한 레벨 수의 관점에서보면 프레임 응답을 감소시킬 수 있는 한도내에서 더 적은 값의 L 을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 다음과같은 조건이 제공된다.

(1) N ≤ 300 이면, 2 ≤ L ≤ 7

(2) N > 300 이면, 2 ≤ L ≤ 15

조건 (1) 은 도트 갯수가 (H640(x RGB) x V480), (H800(x RGB) x 600) 인 이중 스캔 구동법 또는 도트 갯수가 (N =240, 300)인 1/2 또는 1/4 크기의 단일 스캔 구동법에 적용할수있다. 조건 (2) 는 (H1024 x 768) 처럼 다중 성향이 심한 화상을 구동하는데 적용된다.

동시에 선택되는 로우 (L) 갯수의 조건에 따라서, 두가지 경우가있다. 즉, 분할 데이터 (X와 Y) 를 각각의 서브프레임에 적용하는 것과, 양쪽의 분할 데이터를 서브프레임 각각에 사용하는 것이다. L 가 크면(특히, L > 4), 첫번째 경우가 바람직하다. 그러나, L 가 작으면, 양쪽 경우를 사용할 수 있다.

표 6a 는 L = 2 이고 분할 데이터 (X, Y) 가 각각의 서브프레임에 분배되는 경우에, 전압 레벨과 분할 데이터 조합의 일예를 도시한다. 표 6b 는 L = 2 이고분할 데이터 (X, Y) 가 동일한 서브프레임과 동일한 서브그룹에 사용되는 경우에 (즉, X 데이터는 동시에 선택된 로우중의 단일 로우 라인에 대응하며, Y 데이터는 또다른 로우 라인에 대응한다), 전압 레벨과 분할 데이터 조합의 일예를 도시한다 상기 표에서, ±1.4 과 ±0.2 는 분할 데이터 (X, Y) 로 사용된다.

표 6 (a)

표 6 (b)

표 6(a) 와 6(b) 에 도시된 것처럼, 데이터 (X,Y) 가 동일 그룹 (표 6(b)) 내의 라인과 동시에 대응하게되면, 최대 전압 레벨은 더욱 감소하게되고, 이와 동시에 전체 레벨수도 더 감소하게된다. 이 경우에, 구동기의 최대 전압을 줄일수있으며, 파형 왜곡으로인한 디스플레이의 불균일성 (크로스토크) 을 감소시킬수있다는 잇점이있다. 따라서, L =2 일때 동일한 서브프레임의 동일한 서브그룹에서 X 와 Y 로 분할된 데이터가 사용된다는 것이 유리하다. 전술한 관계는 L 가 작은 짝수인 경우에 특히 효과적이다. 예를들면, L = 2 또는 4 인 경우에 있어서, 동시에 선택된 라인의 절반부에 X 데이터가 인가되고 나머지 절반부에 Y 데이터가 인가되면, 양질의 디스플레이가 가능하고 제조비용이 감소된다.

제 4 도는 멀티플 라인 선택 방법에의한 액정 디스플레이 구동회로 실시예의 블록도이다. 단일 화상에 대응하는 양만큼 메모리 (1) 내에는 6 비트의 디지털 RGB 신호가 저장된다. 다음에 동시에 선택된 각각의 라인에 대하여, 디지털 신호가 독출되고 3 개의 서브프레임 분배 룩-업 (look-up) 테이블 (2) (신호는 프레임 비율 제어를위한 프레임 분배 및 γ수정된다 )로 분배된다.

프레임 분배된 신호는, 서브프레임 카운터와 동기되어, 각각의 서브프레임에 3 비트의 병렬 형태로 디스플레이 데이터를 출력한다. 디스플레이 데이터는 계산 회로 (3) 로 공급된다. 회로 (3) 에서 계산된 신호는 칼럼 구동기 (5) 로 입력되어 칼럼 전압으로 변환되며, 그 다음에 칼럼 전압은 액정 디스플레이 패널 (7) 에 인가된다.

계산 회로 (3) 는 함수 발생기 (4) 로부터 계산에 필요한 직교 함수를 수신한다. 또한, 직교 함수는 로우 구동기 (6) 에 공급되어 로우 전압으로 변환되고, 그 다음에, 로우 전압은 액정 디스플레이 패널 (7) 에 인가된다. 소정 시간에 반전 신호가 계산 회로 (3) 와 함수 발생기 (4) 에 인가되어 신호를 반전시키며, 따라서 액정에 인가되는 직류 성분이 제거된다.

[가상 (더미) 로우와 가상 (더미) 데이터를 결정하여 전압 레벨 수를 축소]

본 발명에서는 복수개의 로우 전극을 동시에 선택하고, 동시에 선택된 로우전극에 가상 로우 전극을 부가하고, 가상 로우 전극에 대한 데이터가 결정되어, 데이터 전극에 인가되는 전압 레벨의 수가 축소되었다.

본 발명의 일 실시예에서, 계조 구동법은 AM 방법의 사용에 의하여 영향받기때문에, 디스플레이 데이터는 상이한 절대치를 갖는 2 종류 이상의 데이터로 이루어진다 지금부터, 전압 레벨의 수준 축소시키는 조건에 관한 설명을 하겠다.

조건중의 한 조건에 있어서, 동시에 선택된 로우 전극 (하나 이상의 가상 전극을 포한함) 에 대응하는 디스플레이 데이터는 상이한 절대치를 갖는 복수개의 디스플레이 데이터 그룹으로 분배되고, 가상 로우 전극에 대한 데이터가 결정되어, 각각의 그룹에 포함된 디스플레이 데이터 수는 소정의 이산 (discrete) 정수치를 취한다.

이산 정수치의 일예는 다음과같다. (1, 3, 5, 7, ...), (2, 4, 6, 8,, ...), 또는 (3, 6, 9, 12, ...).

특히, 가상 전극의 수가 너무 많아지는 것을 방지하기 위하여, 더미 라인을 포함하는 서브그룹내에서 동일한 절대치를 갖는 디스플레이의 수는 짝수 또는 홀수로 통일되는 것이 바람직하다.

상기 조건을 도면을 참조하여 기술하겠다.

제 2 도는 동시에 2 라인의 로우 전극을 선택하기위하여 구동방법에 있어서 단일 라인의 가상 전극이 부가된 경우의, 전압 레벨 축소 효과를 도시한다. 제 2 도에서, 측방향으로 배열된 4 개의 칼럼 (A 내지 D) 이있으며, 각 칼럼은 두 가지 경우로 이루어진다.

각 칼럼에 대하여 설명하겠다.

칼럼 (A)은 데이터 (d₁) 의 수가 홀수로 통일된 경우와 데이터 (d₂) 의 수가 짝수로 통일된 경우를 나타낸다. 칼럼 (B) 은 데이터 (d₁) 의 수가 짝수로 통일된 경우와 데이터 (d₂) 의 수가 홀수로 통일된 경우를 나타낸다 칼럼 (C) 은, 칼럼 (A) 과 동일한 방식으로, 데이터 (d₁) 의 수가 홀수로 통일된 경우와 데이터 (d₂) 의 수가 짝수로 통일된 경우를 나타내며, 데이터 벡터 요소의 곱은 네거티브 부호를 가진다. 칼럼 (D) 은 데이터 (d₁) 의 수가 짝수로 통일된 경우와 데이터 (d₂) 의 수가 홀수로 통일된 경우를 나타내며, 데이터 벡터 요소의 곱은 네거티브 부호를 가진다.

제 2 도의 디스플레이 데이터중에서, 괄호내의 데이터는 가상 데이터를 나타내며, 각 데이터 칼럼의 아래에 도시된 파형은 가상 데이터를 포함하는 데이터에의하여 얻어진 파형이다. 아래측 칼럼에 있어서, 교류를 형성하기위하여 반대 부호를 갖는 전압 레벨의 필요성을 고려하여, 모든 실질적인 디스플레이 패턴을 디스플레이하는데 필요한 전압 레벨을 도시하였다. 표 7 에 도시된 선택 매트릭스가 사용되었으며, 두개의 라인은 실질적으로 존재하는 디스플레이 라인이고 하나의 라인은 가상 라인이다. 또한, 매트릭스의 칼럼은 선택 펄스의 시간 순서를 나타낸다.

표 7

제 2 도에 도시된 것처럼, 데이터 (d₁) 의 수와 데이터 (d₂) 의 수가 짝수 또는 홀수로 상호 반대로 되어있는 두 가지 경우에 필요한 전압 레벨은 각각 8 레벨이다. 3 개의 로우 전극이 동시에 선택되고, 상이한 절대치를 갖는 두 종류의 데이터가 처리되면, 결국 16 개의 레벨이 필요하다. 제 2 도에 있어서, 16 레벨은 두 가지 경우로 분류된다. 짝수 또는 홀수에 대한 각 데이터의 수는 이미 정해져있기때문에, 반드시 선택하여야하는 레벨은 없다. 종래에 있어서, 두 개의 로우 전극이 동시에 선택되고, 상이한 질대치를 갖는 두 종류의 데이터가 처리되면, 9 개의 레벨이 필요하다. 그러나, 가상 로우 전극이 제공되고, 본 발명에 의하여 제시된 것처럼 소정의 가상 데이터가 선택되면, 전압 레벨은 1 레벨 축소됨을 알 수 있다.

일반적으로, 소정의 이산 정수치를 갖도록 디스플레이 데이터 수를 결정하면, 유사한 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 디스플레이 데이터 수가 3 의 배수로되면, 필요한 가상 전극의 수는 증가하고 콘트라스트 비는 감소된다. 따라서, 디스플레이 데이터 수를 짝수 또는 홀수로하는 것이 바람직하다.

전압 레벨 수를 축소시키는 또다른 조건은 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호가 일정한 선택 매트릭스를 사용하고, 가상 로우 전극에 대한 데이터를 결정하여, 동시에 선택된 로우 전극 (가상 로우 전극 포함) 에 대응하는 디스플레이 데이터의 곱의 부호를 일정하게하는 것이다. 특히, 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호를 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 반대로되게하여, 최대 전압 레벨을 축소시킬수있다.

본 조건은, 하나 이상의 가상 로우 전극을 포함하는 동시 선택된 로우 전극의 수가 짝수인 경우에, 전압 레벨 수를 축소하는 실질적 효과를 나타낸다. 본 조건에관한 소정 일예를 제 3 도를 참조하여 기술하겠다.

제 3 도는, 동시에 3 개의 라인을 선택하는 구동 방법에서 단일 라인의 가상 전극이 부가된 경우의 전압 레벨 축소 효과를 도시한다. 디스플레이 데이터의 칼럼내의 괄호안 데이터는 가상 데이터를 나타내며, 파형은 이러한 경우에 얻은 파형이다. 제 2 도와 동일한 방식으로, 모든 실질적인 디스플레이 패턴을 디스플레이하는데 필요한 전압 레벨은 최하위 칼럼에 도시하였다. 표 8 의 선택 매트릭스가 사용되었으며, 3 개의 라인은 실질적으로 존재하는 디스플레이 라인을 나타내며, 단일 라인은 가상 라인에 대응한다. 매트릭스의 칼럼은 선택 펄스의 시간 순서를 나타낸다. 본 매트릭스에서, 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호는 항상 네거티브이다. 예를들면, 표 7 에 도시된 매트릭스의 최우측 칼럼의 부호를 반전시켜 형성한 매트릭스도 직교 매트릭스이지만, 이러한 매트릭스에서는 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호가 일정하지 않다.

표 8

칼럼(A)에 도시된 경우에 있어서, 각 데이터 (d₁또는 d₂) 는 짝수로 통일되며, 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호는 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 반대가 되도록 통일된다. 컬럼 (B) 에 도시된 경우에 있어서, 각 데이터 (d₁또는 d₂) 는 홀수로 통일되며, 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호는 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 반대가되도록 통일된다.

컬럼 (C) 에 도시된 경우에 있어서, 각 데이터 (d₁또는 d₂) 는 짝수로 통일되며, 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호는 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 동일하도록 통일된다. 컬럼 (D) 에 도시된 경우에 있어서, 각 데이터 (d₁또는 d₂) 는 짝수로 통일되며, 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호는 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 동일하도록 통일된다.

제 3 도에 도시된 것처럼, 전술한 경우에 필요한 전압 레벨 수는 4, 6, 9 및6 이다. 4 개의 로우 전극이 동시에 선택되고 상이한 절대치를 갖는 2 종류의 데이터가 처리되면, 25 개의 레벨이 필요하게된다. 제 3 도에서 알 수 있듯이, 25 개의 레벨은 전술한 4 가지 경우로 분류된다. 25 개의 레벨이 4 가지 경우로 분류되는 것은, 각 데이터 수에 대하여 짝수 또는 홀수가 이미 결정되어있기때문에 반드시 취해야만하는 레벨이 있기때문이다. 또한, 각각의 경우는 포지티브 또는 네거티브 부호에 대하여 대칭적인 전압 레벨을 가지기 때문에, 교류 파형을 형성하기위하여 데이터의 극성을 반전시키는 것은 전압 레벨의 수를 증가시키지 않는다. 가상 로우를 포함하는 동시에 선택된 로우의 수가 짝수이면, 극성이 반전되어 교류 형태로되더라도 전압 레벨의 수가 증가하지 않는다.

또한 제 3 도에서, 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호가 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 반대이면, 최대 전압 레벨이 감소한다는 것을 알수있다. 이는 직교 변환 동작에서의 가산 및 감산때, 모든 디스플레이 데이터의 부호가 상호 일치하지않기때문이다. 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호가 일정하지않은 선택 매트릭스로서 직교 매트릭스를 사용하는 것은 상기 경우에 있어서 이롭지 못하다.

제 3 도에서 알 수 있듯이, 3 개의 라인을 동시에 선택하는 구동방법에서 단일 라인의 가상 전극이 부가되는 경우는, 데이터 (d₁과 d₂) 를 짝수로 통일시키고, 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 반대가되도록 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호를 통일시키는 것이 가장 바람직하다. 즉, 전압 레벨 수를 축소시키고 최대 전압 레벨을 축소시킨다는 점에서 가장 바람직한 조건은, (1) 가상 전극을 포함하는 동시에 선택된 모든 라인의 수를 짝수로하고, (2) 각 데이터의 수를 짝수로 통일하고, (3)선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 반대가되도록 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호를 통일시키는 것이다.

본 발명에서 동시에 선택되는 로우 전극 (L) 의 수에 있어서, 회로의 구조를 단순화시키고 프레임 응답을 제어하기 위해서는 약 2 ≤ L ≤ 16 의 범위가 바람직하다. 그러나, 플릭커등을 제어하여 디스플레이를 완성시키는 프레임의 길이를 증가시키지않기위하여, 일련의 선택 펄스를 결정하기위한 직교 함수는 거의 정량형인 매트릭스를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 점에서, L = 2^s- 1 가 가장 바람직하며, 따라서 바람직한 L는 3, 7,또는 15 이다. 특히, L = 3 또는 7 이 바람직하며, 특히 회로 구조와 사용되는 구동기를 고려하면 L = 3 이 가장 바람직하다.

전술한 것처럼, d₁과 d₂(=(1-d₁ ²)^0.5) 가 계조 데이터로 사용되면, APT (한 라인 선택) 에 대응하는 레벨은 기본적으로 ±1, ±X_o및 ±Y_o의 6 종류이다. 따라서, 3 개의 라인을 동시에 선택하는 구동방법에서 가상 전극 라인이 부가되면, 전압 레벨수를 축소시킬수있는 조건은 다음의 (1) 내지 (3) 의 항목이다. 그러나, 조건중의 (1) 은 필수적인 것은 아니다.

(1) 소정 서브그룹에 대하여 두개의 서브프레임이 있으며, X 서브프레임에는 ±1과 ±X_o만이 분배되며, Y서브프레임에는 ±1과 ±Y_o만이 분배된다.

(2) 디스플레이 데이터 요소의 곱의 부호는 선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호와 반대가되도록 통일되어야한다.

(3) 4개의 라인상의 데이터 ±1, ±X_o, ±Y_o는 짝수이어여한다.

이러한 조건을 만족하게되면, 전압 레벨의 수를 최저치로 줄일수 있다. 예를들면, L = 3 이면, 필요한 레벨의 수는 6 레벨 (±2, ±2X_o, ±2Y_o) 이다. 이는 가상 데이터를 사용하지 않고 21 레벨을 갖는 것과 비교하여보면 1/3 이하이다. 따라서, 내부에서 사용된 데이터 비트 수는 5 비트에서 3 비트로 감소되며, 이는 경제적인 칼럼 구동기의 사용을 가능하게 한다.

선택 매트릭스의 칼럼 벡터 요소의 곱의 부호는 Hadamard 매트릭스로부터 어떻게 선택 매트릭스가 형성되었는가로부터 결정가능하다. 즉, Hadamard 매트릭스를 사용하여 로우 또는 칼럼의 교환, 및/또는 로우 또는 칼럼의 극성 반전을 수행함으로서 선택 매트릭스가 형성되면, 로우, 반전이 짝수번 또는 홀수번 수행되었는가하는 칼럼의 반전 횟수에 따라서 부호가 결정된다. 반전 횟수가 짝수이면, 4 라인상의 데이터의 네거티브 부호의 수는 홀수가된다. 반전 횟수가 홀수이면, 4 라인상의 데이터의 네거티브 부호의 수는 짝수가된다.

표 8 의 4 × 4 매트릭스를 일례로 설명하겠다. 본 매트릭스는 Hadamard 매트릭스를 다음과 같이 처리하여 얻을 수 있다.

(1) 제 2 및 제 3 칼럼의 반전

(2) 제 2 및 제 3 로우의 교환

(3) 제 1 로우의 반전

이 경우에, 로우는 한번 반전되기에, 4 라인상의 데이터의 네거티브 부호의 수는 짝수로 된다.

본 발명의 또다른 장점은 최대 칼럼 전압치를 줄이는 것이다. d₁= 0.8, d₂= 0.6 인 경우에 대하여 명확한 설명을 하겠다. 예를들어, 선택 펄스 (1, 1, 1) 에 대하여 L = 3 이고 데이터 값이 모두 1.4 이면, 칼럼 전압 레벨은 1.4×3= 4.2 가된다. 반면에, 본 발명에 있어서, 최대 전압치는 1.4×2= 2.8 이며, 이는 종래의 경우의 거의 절반이다.

최대 칼럼 전압의 축소로 인하여, 전력소비가 감소되고 인가되는 칼럼 전압 파형의 변동폭을 감소시킨다. 즉, 급작스런 전압 변화 ( 즉, 고주파 성분) 로인하여 초래되는 크로스토크를 줄일 수 있다.

본 발명의 장점은 다음과 같이 요약된다.

(1) 칼럼 전압 레벨 수의 축소가 가능.

(2) 칼럼 전압의 절대치의 감소가 가능.

(3) 크로스토르의 축소 가능.

따라서, 제조 비용의 절감과 디스플레이의 질을 개선시키는 효과를 동시에 얻을수 있다는 장점이있다.

처음에 동시에 선택되는 라인에 가상 전극이 부가되기때문에, 구동 방법시에 가상 전극이 부가되는 단점이있다. 이러한 단점은은, 사실상 L 개만이 동시에 구동되더라도 (L+1) 개가있는 것처럼된다는 사실로부터 기인하는 듀티 비율의 변화로초래된다. 특히, N 개의 라인에서 L 개의 동시 구동된 라인에 가상 전극을 부가하면 N/L x (L+1) 개의 라인이 구동된다.

예를들면, 320 개의 라인을 구동하는 것에 대응하는 N = 240 의 경우는, 동시에 선택된 실질적인 라인은 3 개이며, 가상 전극이 부가된다. 또한, 280 개의 라인을 구동하는 것에 대응하는 N = 240 의 경우는, 동시에 선택된 실질적인 라인은 7 개이며, 가상 전극이 부가된다. 상기 경우에 있어서, 유효 전압의 ON/OFF 비는, 종래의 구동 방법에서는 1.066 인데 대하여, 각각 1.057 과 1.062 이다.

전압 레벨 수를 축소하기 위하여 더미 라인이 사용된 회로는 사실상 제 4 도에 도시된 회로와 동일하며, 여기서 계산 회로 (3) 는 더미 데이터 발생 및 매트릭스 계산 룩-업 테이블에 대응한다.

화상을 디스플레이하는 6 비트 디지털 LGB 신호는 메모리 (1) 에 저장된다. 메모리 (1) 내의 신호는 독출되어 동시에 선택된 각각의 라인에 대하여 3 개의 서브프레임 분배 룩-업 테이블 (2) 에 공급된다. 프레임 비율 제어를 받아들이기위하여, 신호는 γ 수정 및 프래임 분배된다. 프래임 분배된 신호는 서브프레임 카운터와 동기되어 각각의 서브프레임에대한 3 비트 병렬 신호 형태로서 디스플레이 데이터를 출력한다. 출력된 디스플레이 데이터 신호는 더미 데이터 발생부와 매트릭스 계산 룩-업 테이블 (3) 로 공급되며, 여기에서 더미 데이터를 포함하는 디스플레이 데이터에대한 계산이 행해진다. 계산된 신호는 칼럼 구동기 (5) 에 공급되며, 신호는 액정 디스플레이 패널 (7) 에 공급되는 칼럼 전압으로 변환된다.

계산용 직교 함수는 함수 발생기 (4) 로부터 더미 데이터 발생부와 매트릭스계산 룩-업 테이블 (3) 에 공급된다. 또한, 직교 함수는 데이터가 액정 디스플레이 (7) 에 공급되는 로우 전압으로 변환되는 로우 드라이버 (6) 에도 공급된다. 신호 반전 신호는 소정 시간에 더미 데이터 발생부와 매트릭스 계산 룩-업 테이블 (3) 함수 발생기 (4) 에 공급되어, 신호의 반전 동작이 행해지고 액정에 인가되는 직류 성분이 제거된다.

[디스플레이의 불균일성 제거]

전술한 기술에 의하여 중간 톤 (tone) 이 디스플레이되면, 칼럼 전압의 파형은 계조 데이터 디스플레이시에 상이한 스펙트럼 분포를 가지기 때문에 디스플레이 패턴에 따라서 디스플레이되어야 할 최초의 계조 레벨과는 달리 휘도의 반전 현상이 일어날 수 있다. 디스플레이되는 계조 (휘도) 레벨은 유호 전압 크기와 디스플레이 패널에 인가되는 칼럼 전압의 주파수 특성에 종속된다. 계조 레벨의 수가 증가할수록, 인접한 계조 레벨간의 유효 전압차는 경미하다. 칼럼 전압의 주파수 특성이 상이하면, 계조 레벨간의 휘도 반전 현상이 일어날 가능성이 있다.

본 발명의 일 실시예는 이런 문제점을 해결하고 우수한 디스플레이를 제공하는 것으로, 중간 계조 데이터가 디스플레이되는 경우에, 모든 스캐닝 전극에 하나 이상의 선택 펄스가 인가되는 시간 동안에 선택 펄스에 응답 데이터 전극에 인가되는 신호는, 분할 계조 데이터중에서 절대치가 1 을 초과하는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호와, 절대치가 1 을 초과하지않는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호의 혼합 상태로 이루어진다. 이와같이하여, 소정의 계조 레벨에서 구동 신호의 주파수 성분이 낮아지는 것을 방지하며, 상술한계조 반전 현상을 억제할수있다.

전술한 것처럼, X 서브프레임과 Y 서브프레임을 사용하여 소정의 계조 데이터를 디스플레이하면, 절대치가 1 이상인 계조 데이터는 ±X_o에 대응하며, 여기서 X 프레임내에서 X₀= d₁+ ( 1-d₁ ²)^0.5로 표시되며, 절대치가 1 이하인 계조 데이터는 ±Y_o에 대응하며, 여기서 Y 서브프레임 내에서 Y₀= d₁+ ( 1-d₁ ²)^0.5로 표시된다.

즉, 전술한 기술로부터 알수있듯이, 스캐닝하는 동안에, 분할 데이터 (X) 에 기초한 칼럼 전압 레벨과 분할 데이터 (Y) 에 기초한 칼럼 전압 레벨은 혼합 상태로 되어있다. 이러한 기술에 의하여, 칼럼 전압 파형은 전체적으로 고주파수이며, 각 계조 레벨간의 칼럼 전압 파형은 주파수에 의하여 균일하게된다.

전술한 것처럼, 본 발명에의한 AM 방법을 사용하는 계조 디스플레이에 있어서, X 서브프레임 데이터만이 종결되는 조건하에서 비선택 픽셀에대한 유효 전압치는 일정하지 않으며 디스플레이 데이터에 따라서 달라지고, 단지 X 서브프레임과 Y 서브프레임내의 데이터가 디스플레이되면 비선택 픽셀에 대한 전압 유효치는 디스플레이 데이터와 무관하게 일정하다. 따라서, 화상을 전환시키는 타이밍이 부적절하게되면, 유효 전압이 주로 변하게되고, 사람의 눈으로 봇수있을 정도의 시간 스케일로서 픽셀의 휘도 변화가 발생되며, 따라서 세로 방향을 따라서 줄무늬 형태의 불균일한 영역이 관찰된다. 이러한 현상은 동화상이 디스플레이되는 경우에 현저하다.

본 발명은 이러한 세로 줄무늬 형태의 불균일 영역을 감소시키는 방법을 제공한다. 즉, 동시에 선택된 로우 전극 그룹에 대하여 신호가 칼럼 전극에 인가되면, 소정의 계조 데이터를 디스플레이하는데 필요한 분할된 모든 계조 데이터를 직교 변환시켜 상기 신호를 형성하며, 선택 매트릭스의 각 칼럼 벡터에 대한 그룹으로서 상기 신호는 선택 펄스가 인가되는 타이밍에 반응하여 칼럼 전극에 인가된다.

선택 매트릭스내의 일련의 칼럼 벡터에 의하여 직교 변환된 분할된 계조 데이터에 기초한 모든 신호가 인가되면, 비선택 픽셀에 인가된 전압 유효치는 디스플레이 데이터와 무관하게 일정한 값을 나타낸다. 따라서, 상기 기술을 사용함으로서 시간 주기를 단축시킬수있으며, 비선택 픽셀에 인가된 전압 유효치는 디스플레이 데이터와 무관하게 일정하며, 세로 줄무늬형 불균일 부분이 발생하는 것을 효과적으로 줄일수있다.

X 서브프레임과 Y 서브프레임을 사용하여 소정의 계조 데이터를 디스플레이하는 경우에 있어서, 선택 매트릭스의 동일 칼럼 벡터에의하여 직교 변환된 분할 데이터 X 에 기초한 신호와 분할 데이터 Y 에 기초한 신호는 선택 펄스가 인가되는 타이밍에 반응하여 동시에 선택된 소정의 로우 전극 그룹에 연속적으로 인가된다. 직교 변환된 분할 데이터 X 에 기초한 신호와 분할 데이터 Y 에 기초한 신호가 칼럼 전압으로 인가되면, 비선택 픽셀에 인가된 전압 유호치는 디스플레이 데이터와 무관하게 일정하게된다.

상술한 것을 더 상세히 설명하면, 멀티플 라인 선택방법에 있어서, 본발명의AM 법을 사용하여 계조 디스플레이를 수행한 경우에 선택 펄스 시퀀스에 대하여 설명한다.

다중라인 선택법에서 칼럼 전극 디스플레이 패턴 벡터 (D) 와 칼럼 전극 전압 시퀀스 벡터 (C) 간의 관계는 식 7 처럼 벡터와 매트릭스로 표현된다.

[식 7]

(C) = (D) (S)

여기서, (C) = (C₁, C₂, C₃, ..., C_N)

(D) = (D₁, D₂, D₃, ..., D_M)

(D) : 디스플레이 패턴 벡터

(C) : 칼럼 벡터 시퀀스 벡터

(S) : 로우 전극 펄스 시퀀스 매트릭스

식 7 에서, 벡터 (D), 벡터 (C), 및 매트릭스 (S) 는 다음과 같이 정의된다. 디스플레이 패턴 벡터 (D) = (D₁, D₂, D₃, ..., D_M) 는 로우 전극 M (가상 전극 또는 전극과 가상 서브그룹 또는 서브그룹을 포함함) 의 갯수와 동일한 요소를 가지며, 소정 칼럼 전극의 로우 전극에 대응하는 요소로서 디스플레이 데이터를 가진다. 전과 동일한 방식으로, OFF 는 1, ON 은 -1 을 나타낸다. 칼럼 전압 시퀀스 벡터 (c) = (C₁, C₂, ..., C_N) 는 한 프레임내에 인가된 펄스 N 의 수와 동일한 요소와, 한 프레임내의 소정 칼럼 전압에 시간 순서대로 전압 레벨을 배열하여 얻어지는 요소를 가진다.

로우 전극 펄스 시퀀스 매트릭스 (S) 는 M × N 매트릭스이며, 한 프레임내의 소정 칼럼 전극에 대하여 로우 전극 전압 레벨로 이루어진 칼럼 벡터를 시간 순서대로 배열하여 얻어지는 요소를 가진다. 비선택 로우 전극에 대응하는 요소는 0 로 만들어진다. 일반적인 매트릭스로서의 로우 전극 펄스 시퀀스 매트릭스 (S) 는 식 (8) 처럼 표시되며, 여기서 A_i는 선택 매트릭스 (A)의 i 번째 칼럼의 칼럼 벡터를 나타내고, Z_e는 0 벡터를 나타낸다.

[식 8]

멀티플 라인 선택 방법의 원리에 의하여, 로우 전극 펄스 시퀀스 매트릭스 (S) 내의 칼럼 벡터를 교환시키는 것이 바람직하다. 따라서, 선택 매트릭스 (A) 의 로우 전극 서브그룹 (N_s) 갯수와 칼럼 벡터 (K) 의 갯수간의 소정 관계가 만족되면, 선택 매트릭스 (A) 의 칼럼 벡터의 점핑을 유발시키지 않고서도 로우 전극 펄스 시퀀스 매트릭스 (S) 의 칼럼 벡터를 교환할 수 있다. 여기서, 칼럼 벡터의 점핑은 서브그룹 (N_s) 이 선택된후에 서브그룹 (1) 이 선택되는 경우에 초래된다.

일예로서, 동시 선택된 로우 전극 (가상 전극 포함) 의 갯수가 4 이고, 선택 매트릭스 (A) 의 칼럼 벡터 갯수가 4 인 경우에, 서브그룹의 갯수를 81 로 걸정하게되면, 식 9 에 표시된 것처럼 서브그룹 80 에서 서브그룹 1 의 방향으로의 선택 이동시에, 선택 매트릭스의 칼럼 벡터의 점핑을 피할수있다. 점핑의 제거는 바람직하지 않은 저주파 성분을 최소화할 수 있기 때문에, 다양한 경우에 있어서 플릭커의 발생을 제어할 수 있다. 서브그룹의 갯수가 실재 사용된 패널과 일치하지 않으면, 선택 매트릭스 내의 칼럼 벡터 점핑은 더미 서브그룹을 제공하여 제거할 수 있다.

[식 9]

본 발명에 사용할 수 있는 AM 방법에서, 하나의 서브프레임을 사용하여서는 비선택 픽셀에 대한 전압 실효치를 일정하게 할수없으며, 최소한 두 개 이상의 서브프레임이 필요하다. 본 발명에 적용가능한 이러한 AM 방법에 있어서, 한 프레임내의 디스플레이 패턴 벡터 (D) 와 칼럼 전압 시퀀스 벡터 (C) 의 관계를 표현하기위하여, 상기식 7 에 소정의 변형을 가하는 것이 필요하다. 두개의 서브프레임 X, Y 를 사용하여 하나의 프레임을 표현하는 경우의 일예를 기술하겠다. 이 경우에,AM 방법을 사용하지않는 경우의 (D), (c), (S)와 구별하기 위하여, (D_X+Y), (c_X+Y), (S_X+Y) 를 사용하였다. 다음에, 식 7 과 동일한 방식으로 식 10 을 표시하였다.

[식 10]

(c_X+Y) = (D_X+Y) (S_X+Y)

여기서, (c_X+Y) = (C₁, C₂, ..., C_2N)

(D_X+Y) = (D₁, D₂, ..., D_2M)

식 10 에서, (D_x+y) = (D₁, D₂, ..., D_2M) 의 요소는 로우 전극 (가상전극 또는 가상 서브그룹 포함) 갯수의 두배이며, 소정 칼럼 전극상의 로우 전극에 대응하는 분할 데이터 X 와 분할 데이터 Y 를 가진다. 자세히 설명을 하면, (D_x+y) 의 M 번째 요소를 통하는 첫번째 요소와 2M 번째 요소를 통하는 M+1 번째 요소는 소정 로우 전극상의 로우 전극의 M 개에 대응하게된다. 또한, 칼럼 전압 시퀀스 벡터 (c_X+Y) = (C₁, C₂, ..., C_2N) 는 서브프레임에 인가된 펄스 갯수 (N) 의 두배인 요소를 가지며, 프레임에서 소정 칼럼 전극에 대응하는 전압 레벨을 시간순서대로 배열하여 형성한 요소를 가진다. 일반적으로 (S_x+y) 는 식 7 의 (S) 를 사용하여 식 11 처럼 표시되며, 여기서 Z_e는 요소가 0 인 매트릭스를 나타낸다.

[식 11]

즉, 로우 전극 펄스 시퀀스 매트릭스 (S_x+y) 는 2M × 2N 매트릭스이며, 프레임내의 소정 칼럼 전극상의 로우 전극 전압 레벨로 이루어진 칼럼 벡터를 시간 순서대로 배열하여 형성한 요소를 가진다. (S_x+y) 의 제 1 내지 제 M 번째 요소와 제 M+1 내지 제 2M 번째 요소는 패널내의 로우 전극에 대응하며, 로우 전극은 프레임내에서 두배가 되도록 선택된다. (S_x+y) 의 칼럼 벡터는 프레임의 소정 칼럼 전극상의 로우 전극 전압 레벨로 이루어진 칼럼 벡터를 시간 순서대로 배열하여 형성한 요소에 대응한다.

전술한 표현중에, "분할된 계조 데이터중에서 절대치가 1 을 초과하는 데이터 요소를 직교 변형하여 얻은 신호와, 절대치가 1 미만인 데이터 요소를 직교 변형하여 얻은 신호가 혼합되어 스캐닝때에 선택 펄스에 응답하여 칼럼 전극에 인가된다" 는 표현은, 칼럼 전극 전압 시퀀스 벡터 (C_x+y) 를 적당히 교환하여, 스캐닝시에, 분할 데이터 X 에 기초한 칼럼 전압 레벨과 분할 데이터 Y 에 기초한 칼럼 전압 레벨을 혼합시킴을 의미한다. 이 경우에, 이에 대응하는 (S_x+y) 의 칼럼 벡터의 교환이 행해진다.

예를들면, i 번째 동시 선택된 로우 서브그룹의 선택시에 선택 매트릭스의 j 번째 칼럼 벡터와함께 직교 변형된 X 서브프레임의 분할 계조 데이터가 신호로서 소정 칼럼 전극에 인가되면, 이 신호는 gxⁱ _j로 표시된다. 비슷하게, i 번째 동시 선택된 로우 서브그룹의 선택시에, 신택 매트릭스의 j 번째 칼럼 벡터와함께 직교 변형된 Y 서브프레임의 분할 계조 데이터가 신호로서 소정 칼럼 전극에 인가되면, 이신호는 gyⁱ _j로 표시된다.

4 × 4 선택 매트릭스가 사용되고, 분할 데이터 X 에 기초한 칼럼 전압 레벨이 모든 5 개의 서브그룹선택시에 분할 데이터 Y 에 기초한 칼럼 전압 레벨로 교환되면, 서브그룹의 갯수가 5 이상인 경우에, 칼럼 전극 전압 시퀀스 벡터 (c_X+Y) 는 식 12 처럼 표시된다.

[식 12]

데이터 X 와 Y 의 교환 주기는, 칼럼 전압 파형의 왜곡으로인한 실효 전압의 감소를 고려하여 실험에 의하여 결정된다.

"동시 선택된 로우 전극 그룹에 대하여 신호가 칼럼 전극에 인가되면, 이 신호 모든 소정의 계조 데이터를 디스플레이하는데 필요한 분할 계조 데이터의 직교변형에 의하여 형성되며, 선택 매트릭스의 각 칼럼 벡터에 대한 그룹으로서, 상기 신호는 선택 펄스의 인가 시간에 대응하여 칼럼 전극에 연속적으로 인가된다." 이는 소정의 동시 선택된 로우 전극에 대하여, 분할 데이터 X 와 분할 데이터 Y 가 각 선택 펄스에 대하여 교환됨을 의미한다. 특히, 이것은 식 13 에 도시된 것처럼 칼럼 전극 전압 시퀀스 벡터 (c_X+Y)를 사용하는 경우이다.

[식 13]

식 13 에서, 분할 데이터 X 에 기초한 칼럼 전극 레벨과 분할 데이터 Y 에 기초한 칼럼 전압 레벨은 5 개의 선택 펄스시 마다 교환된다.

식 13 에 나타난 것처럼, 제 1 서브그룹이 선택되면, 선택 벡터 (1) 에 대한 분할 데이터 (X) 는 제 1 서브그룹에 대응하며, 제 1 서브그룹이 다음에 선택되면 (즉, 제 2 스캐닝), 선택 벡터 (1) 에 대한 분할 데이터 Y 는 제 1 서브그룹에 대응한다. 따라서, 두 번의 스캐닝이 끝나면, 칼럼 전극상의 전압 실효치는 어떠한 디스플레이 패턴에 대해서도 일정하다. 이는 분할 데이터 X 가 서브그룹내의 4 개의 선택 벡터에 대응하도록 만들어지고, 그 다음에 분할 데이터 Y 가 동일한 서브그룹내의 4개의 선택 벡터에 대응하도록 만들어지는 경우와 비교시에, 칼럼 전극상의 전압 실효치가 1/4 주기동안 일정함을 의미한다. 따라서, 서브그룹에 대한 분할 데이터 X 와 분할 데이터 Y 는 또는 선택 펄스를 서브그룹으로 교환시키고, 서브그룹을 선택하는데 사용된 선택 벡터는 두 번의 스캐닝 동작시에 동일하다 (이 경우에, 극성은 문제되지 않는다) 는 두 가지 조건이 만족되면, 칼럼 전압 파형으로부터 저주파 성분이 제거되고, 동화상 디스플레이시에 화상 이미지 데이터의 변화가 빈번하더라도 매끄럽게 변하는 화상 이미지를 얻을 수 있다.

선택 벡터가 모든 서브그룹의 선택시에 교환되는 벡터 시퀀스에 대한 설명을 하겠다 (예를들면, 선택 벡터는 선택 매트릭스에서 증분된다). 그러나, 몇 개의 서브그룹의 선택시에 동일한 선택 벡터를 사용할수있다. 2 서브프레임에 대하여, 동일한 선택 벡터중에서 최장의 벡터가 사용된다. 이러한 경우는 벡터 1 이 제 1 및 제 2 스캐닝으로 사용되고, 벡터 2 가 그 다음의 두 개의 스캐닝에 사용되는 경우이다. 이러한 경우는 식 13 에 표시된 것처럼 벡터가 모든 선택 펄스로 변화되는 경우와 비교시에, 칼럼 전압 파형의 기본 주파수를 실질적으로 줄인다. 벡터를 주기적으로 매번 몇 번의 선택으로 전개시킴으로서 기본 주파수를 조절할 수 있다. 벡터가 W 개의 펄스마다 전개되면, 기본 주파수는 식 13 의 경우의 1/W 이다.

양질의 디스플레이를 얻기 위한 주요 항목은 다음과 같이 요약된다.

(1) 디스플레이되는 계조 레벨에 필요한 칼럼 전압 레벨의 수는 적당해야한다.

(2) 칼럼 파형의 주파수 스펙트럼은 디스플레이 패턴에 따라서 크게 변화되지 않아야한다.

항목 (1) 의 조건은, 칼럼 전압 레벨의 수가 큰 경우에, 파형이 복잡하여져서 크로스토크와 계조의 반전이 발생하는 단점을 방지하기위한 것이다. 항목 (2) 는 디스플레이 패턴으로인한 크로스토크를 방지 하기 위해서이다. 본 발명의 실시예는 전술한 조건을 동시에 만족시키면서 다중계조 디스플레이를 형성하는 새로운 방법을 제공한다. 즉, 낮은 비용으로 균일성이 높은 다중계조 디스플레이가 얻어진다. 조건 (1) 은 전술한 FRC 기술과 조합한 소정의 계조 레벨을 사용함으로서 달성할 수 있다. 또한, 멀티플 라인 선택 방법이 사용되었을 때, 이에 대응하는 가상 데이터와 가상 로우를 사용하여, 칼럼 전압 레벨의 수에 대하여 디스플레이되는 계조 레벨의 수를 더 개선시킬 수 있다.

조건 (2) 에 있어서, 소정의 파형 종합 방법은 다음과 같다.

(2-1) 분할 데이터 X 에 기초한 칼럼 전압 레벨과 분할 데이터 Y 에 기초한 칼럼 전압 레벨은 스캐닝시에 혼합 상태로 배열된다. 데이터 X, Y 를 공간 사이즈로 혼합하는 두 가지 기술이 있으며, 그 중의 하나는 스캐닝시에 X 데이터에 대응하는 서브그룹과 Y 데이터에 대응하는 서브그룹을 형성하는 것, 즉 서브그룹 단위로 혼합하는 것이고, 다른 하나는 X 데이터와 Y 데이터를 동시 선택된 서브그룹내의 라인으로 분배하는 것, 즉 라인 단위를 혼합하는 것이다. 혼합시에는, 전술한 기술의 하나 또는 두 가지 모두를 사용할 수 있다.

(2-2) 선택 펄스를 형성하는데 사용된 선택 벡터는 스캐닝시에 규칙적으로 변한다. 예를들면, 선택 벡터는 선택 매트릭스내에서 규칙적으로 쉬프트된다. 주기는 선택 펄스로부터 두개의 스캐닝 길이까지의 범위로 변하게된다.

(2-3) 선택 벡터의 극성은 서브그룹 수의 제수에 대응하는 주기 또는 서브그룹의 수와 무관한 주기에 의하여 반전된다. 비록 이러한 기술은 교류 주기를 결정하는데 사용되지만, 동시에 칼럼파형의 주파수 스펙트럼도 제어할 수 있다.

전술한 3가지 기술은 칼럼 파형의 주파수 스펙트럼을 독립적이고 효과적으로 제어할 수 있으며, 따라서 디스플레이 패턴에 크게 의존하는 칼럼 파형으로 인한 크로스토크의 발생을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명에서 게시된 다중 계조 디스플레이가 실현되면, 크로스토크로 인한 전압 파형의 변형은 화상 이미지의 질을 꽤 저하시킨다 이러한 경향은 동화상을 디스플레이시에 두드러진다. 본 발명에 의한 계조 형성 방법은 조건 (2) 와 결합되어 낮은 가격으로 양질의 화상 이미지를 제공할 수 있다.

전술한 것처럼, 본 발명에 있어서 FRC 방법과 조합하여 계조 레벨을 증가시키는 기술이 가장 바람직하지만, 공간 정보를 이용하여 계조 디스플레이를 형성하는 디더 (dither) 방법 또는 에러 확산 방법을 사용하여 계조 레벨의 수를 증가시킬 수 있다.

또한 FRC 방법에 대해서, 종래의 방법의 방법을 이용하는 것이 가능하다. 특히, 계조 데이터에 대응하는 위상이 복수개 프내임내의 인접 픽셀 사이에서 변하는 공간 변조 기술을 이용하는 것이 바람직하며, 따라서 시간에따른 휘도의 변화를 제어할수있으며, 플릭커가없는 다중 계조 디스플레이를 얻을수있다. 예를들면 FRC 방법에서 4 개의 프레임을 사용하여 본 발명의 디스플레이에 영향을 미치는 경우에, 공간 변조 방법을 병합하여 사용할수있으며, 따라서 시간에따른 휘도의 변화를 사실상 인식할 수 없다.

[본 발명의 실현을위한 회로 구조]

본 발명의 실현을 위한 회로 형성 방법을 설명하겠다.

본 발명의 특징은 진폭 변조 방법과 FRC 방법을 병합하여 다수의 계조 레벨을 형성하고, 진폭 변조 방법에 의하여 두개 이상으로 분할된 계조 데이터를 형성하여 칼럼 전압을 얻는 것이다. 따라서, 본 발명의 기본 회로 구조는 이러한 점을 만족시키면서 형성된다. 즉, 본 발명의 기본 구조에 있어서, 디스플레이되는 계조 데이터를 일련의 시간순서대로 전개되는 계조 데이터로 전개시키는 회로와, 전개된 계조 데이터 (진폭 변조에 의해 디스플레이됨)를 분할 계조 데이터로 변환시키는 회로와, 칼럼 전극에 인가되는 전압을 결정하는 회로가있다. 멀티플 라인 선택 방법에서, 동시 선택된 로우 라인으로 이루어지는 서브그룹에 대응하는, 진폭 변조에 의하여 디스플레이되는 계조 데이터로부티 분할 데이터 세트를 형성하는 회로와, 로우 전극에 인가된 선택 벡터를 생성하는 회로와, 선택 벡터와 분할 데이터 세트로부터 칼럼 전압을 결정하는 회로가 제공되었다. 상기 회로는 논리 회로 또는 ROM 으로 구성된다. 또한, 상기 회로중의 일부는 집적화된다.

계조 데이터는 계조 데이터 형태로 메모리에 저장되는 것이 바람직하다. 또한, 디스플레이에 공급되는 칼럼 전압 신호는 상술한 회로에 의하여 결정되도록, 디스플레이되는 최초의 계조 데이터를 메모리내에 저장할 수 있으며, 또는 진폭 변조에 의하여 디스플레이되는 계조 데이터로서 메모리에 저장할수있으며, 또는 분할 계조 데이터로서 메모리에 저장할 수 있다. 이 중에서, 메모리 크기, 전력 소비율등을 감안한 가장 효과적인 기술은 진폭 변조에 의하여 디스플레이되는 계조 데이터 형태로 메모리에 저장하는 것이다. 이에 관하여, 몇 가지 일예를 기술하겠다. 전술한 일예 (3) 는 멀티플 라인 선택 방법을 사용한 경우를 나타낸다.

(1) 8비트 계조 데이터 → 공간 계조 형성 기술 (에러 확산 또는 디더 방법) → 6비트 계조 데이터 → 시간 순서로 전개 (4 프레임 FRC) → 1 프레임의 진폭 변조에 의하여 디스플레이되는 3 비트 계조 데이터 → 메모리 → 분할 데이터 생성 → 칼럼 전압 생성 → 디스플레이

(2) 6 비트 계조 데이터 → 시간 순서로 전개 (4 프레임 FRC) → 1 프레임의 진폭 변조에 의하여 디스플레이 되는 3 비트 계조 데이터 → 메모리 → 분할 데이터 생성 → 칼럼 전압 생성 → 디스플레이

(3) 6 비트 계조 데이터 → 시간 순서로 전개 (4 프레임 FRC) → 1 프레임의 진폭 변조에 의하여 디스플레이되는 3 비트 계조 데이터 → 메모리 → 분할 데이터 생성(복수개 라인) → 로우 전극 펄스와 칼럼 전압 생성 (Ex-Or및 가산 계산) → 디스플레이

폭이 넓은 데이터를 얻을 수 있는한 메모리는 VRAM, DRAM 등으로 형성될 것이다. 전술한 것처럼, 비트 수를 줄이고 1 프레임 (약 3 내지 4 비트) 의 진폭 변를 형성하기 위하여, 시간 순서대로 공간에서 디스플레이되는 계조 데이터 ( 6 내지 8 비트 ) 를 계산하는 것이 효과적인 방법이다. 또한, 최초의 계조 데이터로부터 칼럼 전압 신호를 (메모리를 사용하지 않고서) 직접 계산하는 것도 가능하다. 그러나 이런 경우에, 많은 데이터와 고속의 억세스 시간이 필요하게된다.

상기 방법 (1) 내지 (3) 에서, 분할 데이터를 발생시키는 회로는, 시간 순서 (프레임 카운터) 상의 정보와 FRC 의 공간 변조에 대응하는 칼럼 및 로우상의 공간 정보로부터 복수개의 분할 데이터중의 하나를 결정하는데 사용된다.

회로의 구조를 상세히 기술하겠다.

본 실시예에서, 화상 신호 초리 회로는, 로우 선택 패턴 생성 회로와, 입력된 화상 신호를 시간 순서대로 전개되는 복수개의 프레임으로 전개시키는 프레임 변조 회로와, 전압의 진폭을 측정하는데 필요한 정도로 복수개의 프레임 (진폭 변조에 대응하는 계조 데이터 ) 에서 전개되는 화상 신호를 저장할 수있는 메모리와, 메모리와 로우 선택 패턴 신호로부터의 화상 신호로부터 칼럼 전압 신호를 동작시키는 칼럼 전압 신호 계산 회로와, 복수개로 전개된 프레임중의 소정 프레임내의 화상 신호를 구체화하고 X 서브프레임 또는 Y 서브프레임내의 화상 신호를 어드레싱하는 타이밍 생성 장치 (분할 데이터 X 와 Y 를 생성하는 장치) 를 구비한다. 따라서, 플리커를 최소화 할 수있는 다중 계조 디스플레이를 얻을수있다.

또한, 화상 신호가 메모리에 전달되기 전에, 계조를 포함하는 화상 신호를 시간 순서대로 전개된 복수개의 프레임 신호로 변환시키는 프레임 변조 회로를 사용함으로서, 단위 시간당 데이터의 양을 줄일 수 있으며, 플리커가 최소화된 디스플레이를 얻을 수 있으며, 메모리의 수도 줄일 수 있다.

또한, 화상 신호 처리 회로는 집적 회로로 형성 가공하며, 메모리 내에서 독출 및 기입되는 데이터의 폭을 넓힐 수 있으며 억세스 속도가 느린 메모리 (즉, DRAM) 를 사용할 수 있다.

제 5 도는 본 발명 실시를 위한 화상 신호 처리 회로의 실시예를 도시한다.

화상 신호 처리회로 (100) 는 프레임 변조 회로 (21) 와 입력 포트 (쉬프트 레지스트; 22) 와, 메모리 (23) (3M 비트 DRAM) 와, 출력포트 (쉬프트 레지스터) (25)와, 계조 데이터 변환 회로 (26) 와, 로우 선택 패널 생성 장치 (27) 와, 칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 와, 타이밍 생성 장치 (15) 로 이루어진다.

프레임 변조 회로 (21) 는 입력된 복수개 비트의 계조 데이터를 복수개 프레임용 진폭 변조에 대응하는 계조 데이터로 변환된다. 본 실시예에서, 전술한 것처럼 24 프레임이 사용된다. 프레임 변조 회로 (21) 내의 데이터 변환은 제 1 프레임내지 제 4 프레임에 대응하는 순람표 (look-up table) 의 사용에 의하여 행해진다. 데이터의 변환은 순람표를 사용하지않고 계산하여 행할수있다.

입력 포트 (22) 는 프레임용 진폭 변조에 대응하는 계조 데이터를 변환시키며, 이는 프레임 변조 회로 (21) 로부터 K 픽셀의 복수 데이터로 변환되며, 소정 시간에 다수의 데이터를 그 다음단에서 메모리에 전달한다. K 값이 커질수록, 소정 시간에 전달된 데이터 양은 커진다. 본 실시예에서, 쉬프트 레지스터는 입력 포트 (22) 로 사용된다.

후속 단에서 칼럼 신호를 형성하기 위하여, 메모리 (23) 의 형태는 계산에 필요한 비트 수를 갖는 화상 데이터를 저장할수있는 용량을 가지는 것이라야한다. 특히, 메모리가 내장된 집적 형태로 형성된 화상 신호 처리 회로는 메모리에대한 리딩 및 라이트시에 폭이 넓은 데이터를 저장할수있으며, 억세스 속도가 느린 메모리 (즉, DRAM) 를 사용할수있다. 경제적인 DRAM 의 사용은 비용면에서 매우 유리하다. 즉, 본 발명에 있어서, 저전력 소비율과 저잡음 관점하에서, 낮은 비용과 낮은 속도의 DRAM 사용은 매우 유용하다.

출럭 포트 (25) 는 메모리 (23) 로부터의 데이터를 칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 로 전송한다. 쉬프트 래지스터는 입력 포트 (22) 와 같은 방식으로 출력 포트에 대해서 사용된다.

계조 데이터 변환 회로 (26) 는 X 서브프레임과 Y 서브프레임에 대하여 사전 준비된 논리법을 사용하여 분할 데이터 X 와 분할 데이터 Y 에 대응하는 계조 데이터를 출력한다. 계조 데이터 변환 회로 (26) 는 도 7 에 도시된 섹터와 선택기와 논리 회로로 이루어진다. 칼럼 전압 신호 계산회로 (28) 는 칼럼 신호를 생성하고 이들을 출력한다. 출력된 데이터는 디스플레이 데이터로서 액정 디스플레이 모듈내의 칼럼 드라이버 (80) 에 공급된다.

로우 선택 패턴 생성 장치 (27) 는 선택 매트릭스에 기초한 로우 선택 패턴을 생성한다. 로우 선택 패턴은 로우 드라이버 (90) 에 공급되어 로우 전압을 형성하고, 또한 칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 에 공급되어 칼럼 전압 신호를 형성하기 위한 계산에 사용된다.

타이밍 생성 장치 (15) 는 픽셀에 대응하는 화상 신호가 복수개의 전개된 프레임중의 소정 프레임인 X 서브프레임 또는 Y 서브프레임에 사용되는지를 결정하는 제어 회로이다. 제어 신호는 픽셀의 공간 정보를 나타내는 신호와 프레임 신호로 이루어진다.

칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 에 공급된 디스플레이 데이터는 동시 선택된라인의 수와 동일한 수를 가지면서 칼럼 방향으로 배열된 데이터이다. 칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 에 공급된 데이터의 배열은 디스플레이 제어기로부터 화상 신호 처리 회로 (100) 로 전달되는 데이터 순서와는 상이하다.

제 6 도에서 차이점을 나타내었다. 제 6(a) 도는 디스플레이 제어기로부터 화상 신호 처리 회로 (100) 로 데이터를 전달하는 순서를 도시하며, 제 6(b) 도는 칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 에 데이터를 전달하는 순서를 도시한다.

일반적으로, 화상 신호 치리 회로 (100) 에 입력된 화상 신호는 RGB (즉, 1 픽셀) 의 직렬 데이터 세트로서 연속적으로 전달되어 화상면의 상부 좌측으로부터 수평 방향으로 향하게된다. 제 1 로우상의 모든 데이터가 전달되면, 제 2 로우상의 데이터가 선택된다. 따라서, 화상용 데이터는 상기와 동일한 방법으로 공급된다.

전달 순서를 변화시키는 포맷은 메모리내의 데이터를 독출 또는 기입할 때 변화된다. 예를 들면, 데이터가 메모리에 기입되면, 랜덤 억세스 모드의 사용으로 변화된 소정 포맷에 의하여 기입이 수행되며, 독출시에는 데이터는 고속으로 연속적으로 독출된다. 또한, 기입시에 데이터가 연속적으로 기입되고, 랜덤 억세스 모드의 사용으로 변화된 소정 포맷에 의하여 독출이 행해진다. 두 경우에 있어서, 화상 처리 신호 회로는 메모리가 내장되어 집적될 수 있으며, 독출 및 기입용의 데이터 폭이 넓어진다. 따라서, 포트에 직렬 데이터를 저장하여 메모리에 억세스되는 충분한 시간을 얻을수있으며, 따라서 데이터는 폭이 넓은 데이터를 갖는 병렬 데이터로 처리될수있다.

회로의 동작을 설명하겠다.

평판 패널 디스플레이 제어기로부터의 입력 신호는 RGB 디지털 18 비트 신호로서 TFT 모듈용 인터페이스를 통과하는 신호와 동일하다. 또한, 화상 신호 치리 회로 (100) 는 수평 동기 신호, 수직 동기 신호, 인에이블 신호, 클락 신호, 데이터 신호를 포함한다. 프레임 주파수는 60 Hz 이다. 즉, 1 초에 60 개의 이미지가 공급된다. RGB 용 6 비트 신호가 프레임 변조 회로 (21) 에 공급되며, 타이밍 생성장치 (15) 로부터 공급된 프레임 데이터 (2 비트) 신호를 사용하여 신호는 3 비트 × RGB 출력 신호로 변환된다. 상기 변환에 있어서, 6 비트 화상 데이터는 시간과 공간에 대하여 프레임 변조된다. 23 비트 × 630 × 3 × 480로 출력된 데이터는 입력 포트 (22) 를 통하여 메모리 (23) 에 기입된다.

제 10 도는 DRAM 에서의 메모리 공간 구조의 일예를 도시한다. DRAM 영역은 9 개 블록으로 분할되고, 블록은 어드레스 제어에 의하여 스위칭된다. VGA 인 경우에 블록 사이즈는 72 × 630 × 3 (RGB) × 3비트 (계조 정보) 이며, SVGA 인 경우에 블록 사이즈는 84 × 800 × 3 (RGB) × 3 비트 (계조 정보) 이다.

제어를 하기 위하여, 액정 디스플레이 패널의 상부 영역은 4 개의 영역 (A, B, C, D) 으로 분할되며, 하부 영역도 4 개의 영역 (E, F, G, H) 으로 분할된다. VGA 의 경우에 있어서, A 영역과 H 영역은 각각 24 개의 라인으로 구성되며, 다른 영역은 각각 72 개의 라인으로 구성된다.

제 10 도에 도시된 것처럼, 영역 A 내지 H 내의 데이터는 일반적으로 9 개의 블록중에서 8 개의 블록으로부터 병렬로 독출되며, 새로운 VGA 프레임의 데이터가 나머지 한 블록 내에 기입된다. 4 칼럼의 선택 매트릭스로서 직교 매트릭스를 사용하는 경우에, VGA 프레임 내에는 두개의 서브프레임 X, Y 가 있기때문에, VGA 프레임은 8 스캔으로 구성된다. 8 스캔동안, 각 블록내의 데이터는 일정하며, 따라서 전압 평균 방법을 얻을 수 있다.

프레임 변조되는 제 1 프레임중의 제 1 서브프레임용으로 3 비트 RGB 신호, 즉 전체적으로 9 비트가 메모리 (23) 와 출력 포트 (25) 를 통하여 계조 데이터 변환 회로 (26) 에 입력된다. 또한, 계조 데이터 변환 회로 (26) 는 대응하는 픽셀에 대하여 타이밍 생성 장치 (15) 로부터 X 서브프레임 또는 Y 서브프레임을 나타내는 1 비트 신호를 받아들인다. (이 경우에는, X 서브프레임을 나타낸다). 계조 데이터 변환 회로 (26) 는 지정된 프레임 X 또는 Y (이 경우에는, X 서브프레임 데이터)에 따라서 3 비트 계조 데이터를 2 비트 계조 데이터로 변환시킨다. 2 비트 데이터는 분할 데이터 X 로서 전술한 ±1, ±1.4 에 대응한다.

2 비트 계조 데이터는 칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 에 입력된다. 칼럼 전압 신호 계산 회로 (28) 에는, 로우 선택 패턴 생성장치 (27) 로부터 직교 함수의 제 1 칼럼에 대응하는 4 비트 데이터가 칼럼 전압 선택과 동시에 입력되고, 따라서 3 비트 × RGB 칼럼 전압 데이터가 제 1 스캐닝 데이터로서 출력된다.

한 라운드를 마치기 위하여 프레임내에서는 8 번의 스캐닝이 수행된다. 일반적으로, 프레임 주파수는 약 60 - 75 Hz 이며, 진폭 변조된 계조 디스플레이로 종결된다. 다음에, 제 2 시트와, 제 3 시트와, 제 4 시트 등에 대한 프레임 신호에 상기와 동일한 처리가 수행된다. 따라서, 한번의 디스플레이가 완성된다.

상술한 시퀀스는 입력 신호와 동기화되어 동작한다. 그러나, 항상 시퀀스가입력 신호와 동기화 되지는 않는다. 또한, 데이터를 모듈로 전달하는 주파수가 60 Hz 이상이면, 디스플레이 데이터는 모듈의 한 프레임 기간내에서 일정하며, 따라서 수동 어드레싱 액정 구동 방법의 기초로서 전압 평균 방법이 성립된다.

따라서, 충분한 속도로 비디오 디스플레이를 구동할 수 있다. 또한, 데이터의 프레임 변조는 메모리에 라이트하기전에 수행된다. 메모리에 저장된 데이터는 액정 모듈의 프레임 주파수와 동기되어 독출되며, 따라서 플릭커가 거의 없는 디스플레이를 얻을 수 있고 메모리의 수는 감소된다.

본 발명의 화상 이미지 처리 회로 (100) 는 멀티플라인 선택 시스템의 LCD 모듈의 회로 기판상에 장착되는 집적 회로 형태로 형성되며, TFT 모듈과의 인터페이스의 상호변경이 가능해진다. 제 8 도와 9 도는 이 경우의 회로 구조를 도시한다. 제 8 도는 메모리와 다른 회로로 이루어지는 구조이고, 제 9 도는 메모리가 설치된 요소를 구성하는 구조를 도시한다. 화상 이미지 처리 장치는 개인용 컴퓨터의 회로 기판상에 설치할 수 있다. 또한, 회로 부분 또는 전체는 칼럼 드라이버의 칩상에 어셈블 가능하다.

제 8 도와 9 도에서, 8비트 × 3 (RGB) 의 풀칼라 디지털 입력을 입력 신호로 사용한다고 가정하여 기술하겠다. 동시 선택된 라인의 수는 4 이다. 신호중에서, R, G, 또는 B 에 대한 각각의 8 비트의 입력 데이터내의 하부 위치의 2 비트는 디더 처리 (공간 변조에 의한 계조 방법) 용으로 사용되고, 상부 위치의 6 비트는 프레임 변조 및 진폭 변조에의한 계조 방법에 사용된다. 즉, 각각의 8 비트 입력 데이터는 디더 회로 (DITH) 내에서 6 비트 데이터로 변환되어 출력된다. 6 비트 데이터는 또한 프레임 변조 회로 (FRC) 에서 3 비트로 변환되고, 3 비트 데이터는 입럭 포트 (WRFIFO) 에 공급된다.

제 8 도의 회로는 짝수의 칼럼 전극상의 데이터 (EVEN PIXEL) 와 평행하게 화상면의 수평 방향으로 홀수의 칼럼 전극상의 입력 데이터 (ODD PIXEL) 를 수신하며, 따라서 회로의 동작 주파수는 감소된다. 따라서, 짝수와 홀수 데이터를 처리하기위한 동일한 두개의 회로 시스템이있다. 명세서에서는, 데이터 흐름 상태중의 하나를 기술한다. 그러나, 다른 것도 동일하다.

제 8 도는 IC 의 외측에 메모리가 부착된 회로 형태를 도시한다. 입력 포트 (WR FIFO) 는 두개의 픽셀 데이터, 즉 메모리 (VRAM) 에 공급되는 2 × 3 × 3 (RGB) = 18 비트 데이터를 저장한다. 메모리에는 두 개의 시스템 즉, 상부 절반 (UPPER) 의 데이터용 시스템과 하부 절반 (LOWER) 의 데이터용 시스템이 있으며, 독출동작을 병렬로 수행한다. 즉, 상부 절반부와 하부 절반부의 전체 36 비트 데이터는 동시에 독출되며, 독출 데이터는 입력 포트 (RD FIFO) 에 공급되어 두 개의 픽셀에 대한 데이터 (총 72 비트 데이터)로 변환된다.

다음에, X 서브프레임과 Y 서브프레임중의 하나를 지정하는 하나의 비트 신호를 로우 펄스 발생기 (RPG) 로부터 수신하는 계조 데이터 변환 장치 (XYF) 로 데이터가 공급된다. X 서브프레임과 Y 서브프레임중의 하나에 의하여 지정됨으로서, 전체 72 비트가 칼럼 전압 신호 계산 회로 (CVG) 에 공급된다. 칼럼 전압 신호 계산회로는 동시에 로우 선택 패턴 신호를 수신하며, 이때 전술한 입력 데이터를 사용하여 칼럼 전압 신호를 측정한다. 계산 회로 (CVG) 는 5 비트 출력 신호인 상부및 하부 절반부 및 RGB 즉, 5 × 2 × 3 = 30 비트 신호를 액정 드라이버 (5) 로 출력한다.

제 9 도는 IC (DRAM 포함) 에 포함된 메모리를 갖는 회로 형태를 도시한다. 제 8 도의 회로와의 큰 차이점은 메모리에 공급되는 데이터의 폭이 매우 크다는 것과, DRAM 사용시의 동작 속도가 낮다는 것이다. 따라서, 전력 소비율과 제조 비용을 줄일수있다. 따라서, IC 공정이 가능한 한도내에서 데이터의 폭이 큰 것이 바람직하다. 예를들면, 128 비트 또는 256 비트를 사용하는 것이 효과적이다. 입력 포트와 출력 포트의 비트 폭은 데이터 폭에 대응하여 커야한다.

실시예에 근거하여 본 발명을 상술하겠다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

[실시예 1]

480 × 640 × RGB 의 VGA 액정 디스플레이 패널이 준비된다. 액정 패널의 디스플레이 모듈 형성시에, 240° 트위스트된 STN 사용되며, 위상 보상은 두 개의 위상 보상 필름의 영향을 받으며, 내부 칼러 필터는 결합되어 칼라 디스플레이를 제공하며, 패널의 뒷면에 형광 튜브 백라이트가 설치된다. 모든 스캐닝 라인 (선택 라인 ) 은 수직하게 두개의 영역으로 분할되어 이중 스캔 구동 시스템이 사용된다. 연속 라인 방법 (APT) 을 사용하여 계조의 각 선택 라인을 선택한다. 프레임 변조와 연관된 진폭 변조를 사용하여 21 계조 레벨 디스플레이를 얻는다. 5 비트 데이터 (32 계조 레벨에 대하여) 가 입력된다. γ 수정후에, 데이터는 21 계조 레벨로 분배되며, 21 계조 레벨은 AM 용과 두개의 프레임용 프레임 변조용으로 각각 7 계조 레벨로 분배된다. AM 용의 7 계조 레벨은 ±1, ±0.8, ±0.6 및 0 이며, 표 1 의 조건 d₁= 0.8, d₂= 0.6 에 대응한다. 프레임내의 칼럼 전압 레벨과 AM 데이터는 제 1 도와 표 4 에 도시하였다. 각 프레임은 X 서브프레임과 Y 서브프레임으로 분할된다. X 서브프레임에는 칼럼 전압으로서 표 3의 분할 데이터 X 에 대응하는 전압이 인가되고, Y 서브프레임에는 칼럼 전압 (단, d₁= 0.8, d₂= 0.6) 으로서 표 3 의 분할 데이터 Y 에 대응하는 전압이 인가된다. 신호 전압의 극성은 13 개의 선택 펄스마다 반전된다.

선택 펄스의 폭이 35 ㎲ (즉, 서브프레임 주파수 = 120 Hz), 바이어스 비가 1/14 가 되도록 구동 주파수가 조절된다. 칼럼 드라이버로서 8 레벨 드라이버 (3 비트) 가 사용된다. 로우 드라이버로는 3 레벨 (±VR, 0)이 사용된다.

표 11 은 상술한 구동 방법에서 얻은 특성을 나타낸다. 응답 시간은 라이징 타임과 폴링 타임 사이의 평균 시간이다. 또한, 상기 정의는 실시예 2 와 3 및 비교 실시예 1 에도 적용할 수 있다.

개인용 컴퓨터에서 VGA 출력은 추동 신호 입력으로 사용된다. 결과적으로, 정교한 계조 디스플레이가 얻어진다. 또한, 개인용 컴퓨터에 비디오 신호를 입력하여 디스플레이를 수행한다. 결과적으로, 비록 약간의 잔상은 있지만, 우수한 계조를 갖는 동화상 디스플레이를 얻을수있다.

[실시예 2]

실시예 1 과 동일한 방식으로, VGA 액정 디스플레이 패널이 준비되었으며,응답 속도가 더 빠른 480 × 640 × RGB VGA 패널 (240° 트위스트된 필름 보상형 STN) 이 사용된다. 패널은 다음과같이 구동된다.

모든 스캐닝 라인 (선택 라인) 은 이중 스캔 구동 시스템을 이용하여 수직하게 두개의 영역으로 분할된다. 동시에 각각 세 개의 라인을 선택하기 위하여 멀티플 라인 선택 방법이 사용된다. 따라서, 240 선택 라인이 80 서브그룹으로 분할되고, 표 7 에 도시된 것처럼 3 × 4 직교 매트릭스를 사용하여 일련의 선택 펄스를 결정함으로서, 각각의 서브그룹이 4 번 선택될때 전압 실효치가 결정된다.

계조에 있어서, 진폭 변조와 프레임 변조가 함께 사용되어 실시예 1 과 동일하게 21 계조 레벨 디스플레이를 얻는다. 5 비트 데이터 ( 32 계조 래벨에 대하여 ) 가 입력된다. γ 수정후에, 데이터는 21 계조 레벨로 분배되며, 21 계조 레벨은 AM 용과 두개의 프레임용 프레임 변조용으로 각각 7 계조 레벨로 분배된다. AM 용의 7 계조 레벨은 ±1, ±0.8, ±0.6 및 0 이며, 표 1 의 조건 d₁= 0.8 , d₂= 0.6 에 대응한다. 프레임내의 칼럼 전압 레벨과 AM 데이터는 표 4 에 도시하였다. AM 7 계조 데이터는 d₁= 0.8, d₂= 0.6 이며, 이는 표 3 에 도시된 것처럼 X 서브프레임과 Y 서브프레임으로 분배된다.

두 개의 프레임 (4 서브프레임) 이 완성된후에 데이터 신호의 극성이 반전된다. X 서브프레임에는 칼럼 전압으로서 표 3 의 분할 데이터 X 를 계산하여 얻어진 전압 레벨이 인가되고, Y 서브프레임에는 칼럼 전압으로서 표 3 의 분할 데이터 Y 를 계산하여 얻어진 전압 레벨이 인가된다.

선택펄스의 폭이 35 ㎲ (즉, 서브프레임 주차수 = 120 Hz), 최대 바이어스 비 (로우 전압/ 최대 칼럼 전압) 가 1/5 가 되도록 구동 주파수가 조절된다. 칼럼 드라이버로서 32 레벨 (5비트) 드라이버가 사용되며 (이 경우에는 20 레벨이 사용된다), 로우 드라이버로는 3 레벨 (±V_R, 0)이 사용된다.

표 11 은 상술한 구동 방법에서 얻은 특성을 나타낸다.

개인용 컴퓨터에서의 VGA 출력은 구동 신호 입력으로 사용된다. 결과적으로, 정교한 계조 디스플레이가 얻어진다. 또한, 개인용 컴퓨터에 비디오 신호를 입력하여 디스플레이를 수행한다. 결과적으로, 잔상이 없는 우수한 계조를 갖는 동화상 디스플레이를 얻을 수 있다.

또한, 윈도우에의한 정지 화상 디스플레이 또는 비디오 신호를 사용한 동화상 디스플레이에 있어서, 우수한 화상 디스플레이를 얻을수있었으며, 실시예 1 보다 콘트라스트 비가 더 컸으며, 크로스토르가 더 적었다.

또한, 6 비트 (64 계조 레벨) 데이터를 입력으로 사용하고, 6 비트 데이터가 4 프레임용 프레임 변조와 7 계조 레벨용 AM 변조로 분배 되었을때, 41 계조 레벨 디스플레이를 얻을수있다.

[실시예 3]

실시예 1 과 동일한 액정 디스플레이 패널을 사용하였다. 구동시에, 표 9의 칼럼 전압 레벨이 사용되었다. 즉, 7 디스플레이 데이터, 1, 0.866, 0.5, -0.5, -0.866, -1 가 사용되었다.

표 9

모듈에서 얻은 특성을 표 11 에 도시하였다.

두개의 프레임내의 21 계조 레벨의 간격은 동일하지 않다.

입력 비트의 수는 6 비트 (64 계조 레벨)로 변화되고, 64 비트 데이터는 4 프레임용 프레임 변조와 7 계조 레벨용 AM 변조에 분배된다. 디스플레이 수행에 있어서, 간격이 동일한 계조 디스플레이를 얻을수 있으며, 계조의 수는 61 개이다.

[비교 실시예 1]

실시예 1 과 동일하게 480 × 640 × RGB (240 트위스트된 필름 보상형 STN) 인 VGA 액정 디스플레이 패널이 사용된다.

모든 스캐닝 라인 (선택 라인) 은 이중 스캔 구동 시스템을 사용하여 수직하게 두 부분으로 분할된다. 선택 라인의 각 라인을 선택하기 위하여 연속 라인 방법 (APT) 이 사용된다. 계조에 있어서, 진폭 변조와 프레임 변조가 함께 사용되어 15 계조 레벨의 디스플레이에 영향을 미친다. 계조 디스플레이시에, 4 비트 데이터 (16 계조 레벨) 가 입력되어 15 계조 레벨로 분배된다. 15 계조 레벨은 2 프레임용 프레임 변조와 AM 용 8 계조 레벨에 분배된다. AM 변조에 의한 8 계조 레벨은 디스플레이 데이터 -1 (ON) 과 디스플레이 데이터 +1 (OFF) 사이에서 동일한 간격을 갖는 수치로 이루어진다.

13 개의 선택 펄스마다 데이터 신호의 극성이 반전된다. 각 프레임은 X 서브프레임과 Y 서브프래임으로 분할되며, X 서브프레임에는 분할 데이터 X 에 대응하는 전압이 인가되고, Y 서브프레임에는 분할 데이터 Y 에 대응하는 전압이 인가된다. 선택 펄스의 폭이 35 ㎲ (즉, 서브프레임 주파수 = 120 Hz), 바이어스 비가 1/14 가 되도록 구동 주파수가 조절된다.

상기 구동 방법에 의하여 얻어진 특성이 표 11 에 도시되었다.

칼럼 드라이버로서 16 레벨 (4 비트) 드라이버가 사용되며, 그중에서 14 레벨이 사용되고, 로우 드라이버로는 3 레벨 (±V_R, 0)이 사용된다.

개인용 컴퓨터의 VGA 출력은 구동 신호 입력으로 사용된다. 결과적으로, 정교한 계조 디스플레이가 얻어진다. 또한, 비디오 신호가 개인용 컴퓨터 디스플레이에 인가되면, 잔상이 조금있는 동화상을 얻을 수 있다. 그러나, 디스플레이의 질은 실시에 1, 2, 3 보다 낮다.

표 9 는 상기 실시예와 비교 실시예에서의 칼럼 전압 레벨 수와 계조 레벨 수를 나타낸다.

표 10

표 11

[실시예 4]

480 × 640 × RGB 의 VGA 액정 디스플레이 패널이 준비된다. 액정 패널의 디스플레이 모듈 형성시에, 240° 트위스트된 STN 사용되며, 위상 보상은 두 개의 위상 보상 필름의 영향을 받으며, 내부 필터는 결합되어 칼라 디스플레이를 제공하며, 패널의 뒷면에 형광 튜브 백라이트가 설치된다.

모든 스캐닝 라인 (선택 라인) 은 수직하게 이중 스캔 구동용의 두 개의 영역으로 분할된다. 멀티플 라인 선택 방법을 사용하여 3개의 구동용 선택 라인을 동시에 선택한다. 따라서, 240개의 선택 라인은 80 개의 서브그룹으로 분할된다. 일련의 선택 펄스는 표 8 에 도시된 것처럼 4 × 4 직교 매트릭스를 사용하여 결정한다. 단일 가상 라인이 각각의 서브그룹에 제공되며, 따라서 4 개의 라인이 가상 구동용으로 선택된다.

진폭 변조와 프레임 변조를 함께 사용하여 21 계조 레벨 디스플레이를 얻는다. 5 비트 데이터 (32 계조 레벨)가 입력된다. γ 수정후에, 데이터는 21 계조 레벨로 분배되며, 21 계조 레벨은 AM 용과 두개의 프레임용 프레임 변조용으로 각각 7 계조 레벨로 분배된다. AM 에 의해 디스플레이된 7 계조 데이터는 ±1, ±0.8, ±0.6 및 0 이다. 디스플레이 데이터는 표 4 에 도시된 것처럼 프레임 변조에 의하여 각 프레임으로 분배된다. 또한, AM 에의한 7 계조 데이터는 X 서브프레임과 Y서브프레임으로 분배된다.

가상 라인상의 가상 데이터는 다음의 3 가지 조건을 사용하여 실제의 3 개 라인상의 데이터를 사용하여 계산되며, 6 레벨의 선택 펄스에 대응하는 칼럼 전압 레벨을 얻기 위하여 로우 (선택 ) 함수 발생기로부터의 신호에 의하여 매트릭스에 대한 계산이 행해진다. 얻어진 데이터는 3 비트 신호로서 칼럼 드라이버로 전달된다.

조건 1 : 홀수를 갖는 서브프레임에 있어서, 1 라인에 대한 분할 데이터 X 로서 ±1, ±1.4 데이터가 사용되며, 짝수를 갖는 서브프레임에 있어서, 1 라인에대한 분할 데이터 Y 로서 ±1, ±0.2 데이터가 사용된다.

조건 2 : 4 개의 라인에대한 분할 데이터인 ±1 이 짝수가 되도록 가상 라인상의 데이터가 결정된다.

조건 3 : 4 개의 라인에대한 분할 데이터의 네거티브 부호가 짝수가 되도록 가상 라인상의 데이터가 결정된다.

2 프레임 (4 서브프레임) 에 대한 동작이 종결된 후에 데이터 신호의 극성이 반전된다. 표 3 의 분할 데이터 X 를 계산하여 얻은 칼럼 전압은 X 서브프레임에 인가되며, 표 3 의 분할 데이터 Y 를 계산하여 얻은 칼럼 전압은 Y 서브프레임에 인가된다.

선택 펄스의 폭이 35 ㎲ (즉, 서브프레임 주파수 = 120 Hz), 최대 바이어스 비(로우 전압/ 최대 칼럼 전압) 가 1/5 가 되도록 구동 주파수가 조절된다. 칼럼 드라이버로서 8 레벨 (3 비트) 드라이버가 사용되며 (이 경우에는 6 레벨이 사용된다), 로우 드라이버로는 3 레벨 (± V_R, 0)이 사용된다.

상기 구동 방법에 의하여 얻은 특성에 있어서, 콘트라스트 비는 40 : 1 이고, 응답 시간 (평균) 은 70 ms이었다.

개인용 컴퓨터에서의 VGA 출력은 신호 입력으로 사용된다. 결과적으로, 정교한 계조 디스플레이가 얻어진다. 또한 개인용 컴퓨터에 비디오 신호를 입력하여 신호 데이터를 디스플레이하는 경우에, 잔상이 거의없는 우수한 계조를 갖는 동화상 디스플레이를 얻을수있다.

또한, 윈도우에 의한 정지 화상 디스플레이 또는 비디오 신호를 사용한 동화상 디스플레이에 있어서, 우수한 화상 디스플레이를 얻을수있었으며, 콘트라스트 비가 컸으며, 크로스토크는 적었다.

또한, 6 비트 (64 계조 레벨) 데이터를 입력으로 사용하였으며, 데이터는 7 계조 레벨용 AM 변조와 4 프레임용 프레임 변조로 분배된다. 데이터가 디스플레이되면, 41 계조 레벨을 갖는 디스플레이를 얻을수있다.

[실시예 5]

실시예 4 와 동일하게, 액정 디스플레이 요소가 구동되며, 표 12 의 선택 매트릭스가 사용된다.

표 12

가상 데이터 결정 방법은 선택 매트릭스의 변화에 의하여 부분적으로 변화된다. 즉, 4 개 라인에 대한 분할 데이터상의 네거티브 부호의 수가 실시예 4 의 조건 3 에서처럼 짝수인 경우에도, 4 개의 라인에 대한 분할 데이터의 네거티브 부호의 수가 홀수가 되도록 가상 라인상의 데이터를 결정해야한다.

얻어진 모듈의 특성은 실시예 4 와 동일하며, 실질적으로 실시예 4 의 화상 이미지의 질과 동일하다.

[실시예 6]

실시예 4 에서, 가상 서브그룹이 부가되며, 따라서 서브그룹의 수는 81 이고, 선택 매트릭스에서의 칼럼 벡터의 점핑 시퀀스는 제거된다. 이 경우에, 데이터 신호의 극성은 13 개의 선택 펄스마다 반전된다.

또한, 2 프레임용 FRC 와 AM 에 의한 7 계조 데이터가 함께 사용되며, 플릭커의 발생을 방지하기 위하여 AM 데이터는 시간과 공간에 대하여 분산된다. 특히, 제 1 프레임과 제 2 프레임에서 표현된 데이터는 표 13 에 도시된 것처럼 디스플레이면에서 2 × 2 픽셀로 분할된다.

표 13

또한, 스캐닝시에 분할 데이터 X 는 5 서브그룹 선택시마다 분할 데이터 Y 로 교체된다. 즉, 식 12 에서처럼 칼럼 전압 시퀀스 벡터 (c_X+Y)가 사용된다.

상기 기술을 사용하여, 중간 톤 영역에서의 크로스토크는 크게 감소된다. 또한, 최초 계조 레벨 (유효 전압 레벨) 에 대한 휘도의 반전 현상이 사실상 억제된다.

[실시예 7]

선택 매트릭스내의 동일한 칼럼 벡터가 소정 로우 전극 그룹에 연속적으로 인가되고, 각각은 선택 펄스 타이밍에 응답하여 동시에 선택되는 직교 변환에 의하여 분할 데이터 X 와 분할 데이터 Y 기초한 신호가 형성된다는 것을 제외하고는 실시예 6 의 구동 기술과 동일하다. 즉, 칼럼 전압 시퀀스 벡터 (c_X+Y) 가 사용된다.

이런 기술을 사용하여, AM 에서의 동화상에서 발생되는 수직한 세로줄 형태의 불균형 부분이 크게 줄어든다. 그 결과, 비디오 신호에의한 디스플레이시에, 크로스토크가 거의없는 양질의 디스플레이를 얻을수있다.

[실시예 8]

480 × 640 × RGB 의 VGA 액정 디스플레이 패널이 준비된다. 액정 패널의 디스플레이 모듈은 다음과 같이 형성된다. 240° 트위스트된 STN 사용되며, 위상보상은 두 개의 위상 보상 필름의 영향을 받으며, 내부 칼라 필터는 결합되어 칼라 디스플레이를 제공하며, 패널의 뒷면에 형광 튜브 백라이트가 설치된다.

모든 스캐닝 라인 (선택 라인) 은 이중 스캔 구동용의 수직한 두 개의 영역으로 분할된다. 멀티플 라인 선택 방법을 사용하여 2 개의 라인을 동시에 선택한다. 따라서, 240 개의 선택 라인은 120 개의 서브그룹으로 분할된다. 일련의 선택 펄스는 표 14 에 도시된 것처럼 2 개의 2 × 2 직교 매트릭스에 기초한 2 × 4 직교 매트릭스를 사용하여 결정한다. 따라서, ON, OFF 데이터에 대해서, 각각의 서브그룹이 두번 선택되면 유효 전압치가 결정되며, 중간 톤의 데이터에 대하여, 각각의 서브그룹이 4번 선택되면, 유효 전압치가 결정된다.

표 14

표 14 의 벡터가 사용된 이유는, 동시 선택된 2개의 로우 라인간의 로우 파형의 주파수 성분을 동일하게하여 로우 방향의 전압 균일성을 얻을수있기 때문이다. 상기 매트릭스에서, 좌측으로부터 우측까지의 칼럼은 각각 A1 - A4 로 칭해진다.

계조시에, 진폭 변조와 프래임 변조를 함께 사용하여 21 계조 레벨 디스플레이를 얻는다. 5 비트 데이터 (32 계조 레벨) 가 입력된다. γ수정후에, 데이터는21 계조 레벨로 분배되며, 21 계조 데이터는 2 프레임용 프레임 변조와 AM 에 의하여 7 계조 레벨로 분배된다. AM 에 의해 디스플레이된 7 계조 데이터는 ±1, ±0,8, ±0,6 및 0 이다. 디스플레이 데이터는 표 4 에 도시된 것처럼 프레임 변조에 의하여 각 프레임으로 분배된다. 또한, AM 에의한 7 계조 데이터는 분할 데이터는 X 데이터와 Y 데이터로 분배된다.

소정 프레임에서의 X 데이터 또는 Y 데이터와 스캐닝 동작과의 관계는 서브그룹에 종속된다. X 데이터는 제 1 내지 제 5 서브그룹에 대한 제 1 스캐닝으로 사용되며, Y 데이터는 그 다음의 5 서브그룹에 대한 제 1 스캐닝으로 사용된다. 또한, 다음 스캐닝에서 X 데이터는 Y 데이터와 교체된다.

이 경우에, 제 1 스캐닝으로 사용된 선택 벡터는 제 2 스캐닝에서의 선택벡터와 동일하게되며, 제 3 스캐닝시에 사용된 선택 벡터는 제 4 스캐닝시의 벡터와 동일하게되며, 따라서, 선택 벡터는 2 스캐닝때마다 변한다. 또한, 선택 벡터는 매 3 번의 선택시마다 규칙적으로 변하고, 따라서 제 1 및 제 2 스캐닝시에는 일련의 연속 벡터 A1, A1, A1, A2, A2, A2, A3, A3, A3, .... 가 있으며, 제 3 및 제 4 스캐닝시에는 A2, A2, A2, A3, A3, A3,.... 의 일련의 연속 벡터가 있다. 표 15 의 분할 데이터의 선택 벡터는 각 스캐닝시에 제 1 서브 그룹에 인가된다.

표 15

상기 시퀀스와 무관하게 극성 반전은 31 펄스마다 이루어진다.

선택 벡터와 분할 데이터를 계산하여 칼럼 신호를 얻는다. 칼럼 드라이버로서, 4 비트 (16 레벨) 드라이버가 사용된다.

상기 구동 방법에서 얻은 특성에 있어서, 콘트라스트 비는 35 : 1 이고 응답 시간 (평균) 은 70ms 이다.

개인용 컴퓨터의 VGA 출력은 신호 입력으로 사용된다. 그 결과, 정교한 계조 디스플레이를 얻는다. 개인용 컴퓨터를 디스플레이시키는 비디오 신호가 입력된다. 그 결과, 계조가 우수한 동화상 디스플레이를 얻을 수 있었으며, 사실상 잔상은 없었다.

윈도우의 정지 화상 디스플레이 또는 비디오 신호의 동화상 디스플레이에 있어서, 우수한 화상 이미지를 얻을 수 있었으며, 콘트라스트 비가 높았으며 크로스토크는 적었다.

또한, 6 비트 (64 계조 레벨) 데이터가 7 계조 레벨용 AM 변조와 4 프레임용 프레임 변조로 배분된다. 데이터 디스플레이시에, 41 계조 레벨 디스플레이를 얻을 수 있다.

[실시예 9]

X 데이터와 Y 데이터의 교체가 서브그룹내 및 서브그룹간에 행해졌다는 것을 제외하고는 사실상 실시예 8 과 동일한 구동 방법에 의하여 화상 이미지를 디스플레이 하였다. 또한, X 데이터와 Y 데이터의 교체 영역에 더미 서브그룹이 삽입되며, 그 다음 서브그룹의 데이터는 더미 서브그룹의 전극상의 가상 데이터로 사용되며, 따라서 서브그룹내의 X 와 Y 데이터의 교체에의해 초래되는 파형의 왜곡으로인한 서브그룹간의 휘도 불균일성이 감소된다. 서브그룹간의 X 및 Y 데이터의 교체는 20 개의 서브그룹마다 행해진다. 이때문에, 모든 서브그룹은 6 개의 블록으로 나누어지며, 6 개의 더미 서브그룹 (12 가상라인) 이 제공된다.

제 1 블록내의 제 1 프레임에 대한 제 1 스캐닝에 있어서, X 데이터는 제 1 라인으로 배분되고 Y 데이터는 제 2 라인으로 배분되며, 여기서 제 1 및 제 2 라인은 동시 선택된다. 제 2 블록에 있어서, Y 데이터는 제 1 라인으로 배분되고 X 데이터는 제 2 라인으로 배분된다. 다음 스캐닝에 있어서, X 및 Y 데이터가 교체된다.

구동 듀티는 1/252 이다. 그러나, 사실상 실시에 8 과 동일한 특성을 얻을수있었으며, 균일도가 높은 화상 이미지를 얻을 수 있었다.

[실시예 10]

사실상 실시예 8 과 동일한 구동 방법을 사용하여 화상 이미지를 디스플레이한다. 그러나, 계조에 있어서, FRC 에 의하여 시간순으로 전개된 진폭 변에 대응하는 두 종류의 계조 데이터가 사용된다. 계조 데이터 디스플레이에 있어서, 홀수인칼럼 라인에 대하여, 계조 데이터 (A) 는 홀수 프레임으로 사용되고 계조 데이터 (B) 는 짝수 프레임으로 사용되며, 짝수인 칼럼 라인에 대하여, 계조 데이터 (B) 는 홀수 프레임으로 사용되고 계조 데이터 (A) 는 짝수 프레임으로 사용된다. A (1, 0.8, 0.6, 0, -0.6, -0.8, -1) 와 B (1, 0.88, 0.47, 0, -0.47, -0.88, -1) 는 계조 데이터 A 와 B 로 사용되었다. 2 프레임용 FRC 를 사용하여, 계조 레벨이 40 개 이상인 디스플레이를 얻을수있다. 계조 레벨의 수는 계조 데이터 A 만을 사용하여 얻은 21 개의 계조 레벨과 비교하여 크게 증가한다. 본 실시예에서, 5 비트 칼럼 드라이버가 사용되었으며, 여기서 27 레벨이 사용되었다.

[실시예 11]

사실상 실시예 8 과 동일한 구동 방법을 사용하여 화상 이미지를 디스플레이한다.

한 프레임에 대한 계조 데이터, (1, 0,8, 0.6, 0. -0.6, -0.8, -1) 가 사용된다. 홀수 프레임과 짝수 프레임간의 로우 진압 진폭의 절대치를 변화시켜 계조 디스플레이를 수행한다. 이 경우에, 짝수 프레임내의 로우 전압은 홀수 프레임의 0.75 배되도록한다.

사실상 실시예 8 과 동일한 콘트라스트를 얻는다. 2 프레임으로서 44 계조 레벨의 디스플레이를 얻었으며, 4 프레임으로 100 개 이상의 계조 레벨 디스플레이를 얻었다.

본 발명에 있어서, 칼럼 드라이버의 레벨 수를 실질적인 레벨 범위 (64 - 32 레벨 또는 그 이하) 내에서 유지하면서 진폭변조를 이용하는 계조 구동이 가능하다. 즉, 플릭커가 없는 계조 디스플레이, 회로 시스템의 간단화, 제조 비용의 감축 효과 등을 얻을수있다.

또한, 데이터 에러와 무관한 디스플레이를 얻는다. 특별한 데이터 처리없이 양질의 화상 이미지를 제공할 수 있다. 즉, 크로수토크와 같은 정보 에러없이 화상 이미지를 얻을수있다.

또한, 최대 레벨의 칼럼 전압을 낮게 제어하여 전력 소비율을 줄일수있으며, 디스플레이의 불균일성을 초래시키는 전압 변화를 작게할 수 있으며, 양질의 디스플레이를 얻을 수 있다.

본 발명은 멀티플 라인 선택 방법에 매우 효과적이다.

Claims (21)

1. 다중구동 방법을 사용하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,

   (a) 계조데이터 디스플레이에 있어서, 각각의 펄스 높이에 대하여, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 따라서 변하는 성분을 포함하는 복수개의 전압 펄스를 픽셀에 인가하여, 비선택 상태에서 스캐닝 전극상의 픽셀에 인가된 RMS 전압을 디스플레이 프레임 주기동안 효과적으로 일정하게 하는 단계와,

   (b) 디스플레이용으로 사용된 2개 이상의 서로 다른 계조 레벨 중에서 복수개의 전압 펄스의 일부분을 공통으로 사용하여, 디스플레이에 필요한 전압 레벨의 펄스 높이 수를 감소시키는 단계로 이루어짐을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 계조 데이터는 프레임 변조 또는 펄스폭 변조에 의하여 디스플레이됨을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
3. 제 1항에 있어서, 복수개의 스캐닝 전극이 동시에 선택되며, 상기 선택 스캐닝 전극에 인가된 펄스는 사실상 직교 성질을 갖는 선택 매트릭스에 의하여 정해지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 하나 이상의 가상 스캐닝 전극이 동시 선택된 상기 스캐닝 전극에 첨가되며, 상기 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터는 데이터 전극에 인가되는 전압 레벨의 수가 감소되도록 정해짐을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
5. 다중 구동 방법을 사용하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,

   (a) 계조 데이터 디스플레이에 있어서, 디스플레이되는 데이터의 계조 레벨에 따라서 변하는 성분을 포함하는 복수개의 계조 데이터 (분할 계조 데이터) 에 대응하는 펄스 높이를 갖는 전압 펄스를 픽셀에 인가하여, 비선택 상태에서 스캐닝 전극상의 픽셀에 인가된 RMS 전압을 디스플레이 프레임 주기동안 일정하게 하는 단계와,

   (b) 디스플레이용으로 사용된 2개 이상의 서로 다른 계조 레벨중에서 복수개의 분할된 계조 데이터의 일부분을 공통으로 사용하는 단계로 이루어짐을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 계조 데이터는 프레임 변조 또는 펄스폭 변조와 관련하여 디스플레이됨을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동방법.
7. 제 5 항에 있어서, 각 펄스 높이에 있어서, 디스플레이 되는 데이터의 계조 레벨에 따라서 변하는 요소를 포함하는 전압 펄스에 의하여 얻은 계조 레벨은 -1 (ON) 에서 +1 (OFF) 사이의 범위에서 사실상 동일한 간격으로 분할되어 형성된 레벨의 일부분으로 이루어짐을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
8. 제 5 항에 있어서, 계조 데이터 d (-1 ≤ d ≤ 1 , 여기서 -1 은 ON 을 표시하고, 1 은 OFF 를 표시함) 는 분할 계조 데이터 (d + (1-d²)^1/2) 와 분할 계조 데이터 (d - (1-d²)^1/2) 의 디스플레이에 의하여 효과적으로 디스플레이되며, 상기 계조 데이터는 4 종류 이상의 데이터 성분 ({±d₁, ±(1-d₁ ²)^1/2}) (여기서 -1 < d₁< 1 , d₁ 0)을 가짐을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
9. 제 5 항에 있어서, 복수개의 스캐닝 전극이 동시에 선택되며, 상기 선택 스캐닝 전극에 인가된 펄스는 사실상 직교 성질을 갖는 선택 매트릭스에 의하여 정해지는 것을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 동시 선택된 스캐닝 전극에 대응하는 데이터 전극에는 상기 분할 계조 데이터를 상기 선택 매트릭스로 변환하여 얻은 신호가 인가됨을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
11. 제 9 항에 있어서, 계조 데이터 d (-1 ≤d ≤1, 여기서 -1 은 ON 을 표시하고, 1 은 OFF 를 표시함) 는 분할 계조 데이터 (d + (1-d²)^1/2)와 분할 계조 데이터(d - (1-d²)^1/2) 의 디스플레이에 의하여 효과적으로 디스플레이되며, 상기 계조 데이터는 4 종류 이상의 데이터 성분 ({±d₁, ±(1-d₁ ²)^1/2}) (여기서 -1 < d₁< 1, d₁ 0 )을 가짐을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 중간 계조 데이터가 디스플레이되는 경우에, 모든 스캐닝 전극에 하나 이상의 선택 펄스가 인가되는 시간 동안에 선택 펄스에 응답하여 데이터 전극에 인가되는 신호는, 분할 계조 데이터중에서 절대치가 1 을 초과하는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호와, 절대치가 1 을 초과하지 않는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호의 혼합 상태로 이루어짐을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
13. 제 11항에 있어서, 중간 계조 데이터가 디스플레이되는 경우에, 동시 선택된 스캐닝 전극 그룹에 한번 인가된 선택 펄스에 응답하여 데이터 전극에 인가되는 신호는, 분할 계조 데이터중에서 절대치가 1 을 초과하는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호와, 절대치가 1 을 초과하지 않는 데이터 성분을 직교 변환하여 얻은 하나 이상의 신호의 혼합 상태로 이루어짐을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
14. 제 9항에 있어서, 동시 선택된 스캐닝 전극 그룹에 대하여 데이터 전극에 신호가 입력되는 경우에, 상기 신호는 소정의 계조 데이터를 디스플레이하는 데 필요한 모든 분할 계조 데이터의 직교 변환에 의하여 형성되며, 상기 신호는 선택 매트릭스의 각 칼럼 벡터의 그룹으로서 선택 펄스 인가 시간에 응답하여 칼럼 전극에 연속적으로 인가됨을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
15. 제 9 항에 있어서, 하나 이상의 가상 스캐닝 전극이 상기 동시 선택된 스캐닝 전극에 첨가되며, 데이터 전극에 인가되는 전압 레벨의 수가 감소되도록 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정하는 것을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 동시 선택된 스캐닝 전극 (하나 이상의 가상 스캐닝 전극 포함)에 대응하는 디스플레이 데이터는 절대치가 서로 다른 복수개의 디스플레이 그룹으로 배분되며, 각각의 상기 그룹에 포함된 디스플레이 데이터의 수가 소정의 이산적 정수치를 갖도록 상기 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
17. 제 15항에 있어서, 선택 매트릭스내의 칼럼 벡터 성분의 곱은 소정 부호를 가지며, 상기 동시 선택된 스캐닝 전극 (하나 이상의 가상 스캐닝 전극 포함) 에 대응하는 디스플레이 데이터 성분의 곱이 소정 부호를 갖도록 상기 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정하는 것을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
18. 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 복수개의 스캐닝 전극을 동시에 선택하고, 동시 선택된 스캐닝 전극에 대응하는 데이터 전극에 계조 데이터를 사실상 직교 선택 매트릭스로 변환하여 얻은 신호를 인가하고, 계조 데이터를 절대치가 서로 다른 2 종류 이상의 데이터 성분으로 구성하고, 하나 이상의 가상 스캐닝 전극을 동시 선택된 스캐닝 전극에 첨가하고, 데이터 전극에 인가되는 전압 레벨의 수가 감소되도록 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 동시 선택된 스캐닝 전극 (하나 이상의 가상 로우 전극 포함) 에 대응하는 디스플레이 데이터는 절대치가 서로 다른 복수개의 디스플레이 데이터로 배분되며, 각각의 상기 그룹에 포함된 디스플레이 데이터의 수가 소정의 이산적 정수치를 갖도록 상기 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정하는 것을 특징으로하는 액정 디스플레이 장치의 구동방법.
20. 제 18 항에 있어서, 선택 매트릭스내의 칼럼 벡터 성분의 곱은 소정 부호를 가지며, 상기 동시 선택된 스캐닝 전극 (하나이상의 가상 스캐닝 전극 포함) 에 대응하는 디스플레이 데이터 성분의 곱이 소정 부호를 갖도록 상기 가상 스캐닝 전극에 대한 데이터를 정하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
21. 멀티플 구동 방법을 사용하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,

    (a) 복수개의 제 1 계조 데이터중의 하나를 디스플레함에 있어서, 디스플레이되는 제 1 계조 데이터의 계조 레벨에 따라서 변하는 성분을 포함하는 복수개의 제 2 계조 데이터 (분할 계조 데이터) 각각에 대응하는 펄스 높이를 갖는 복수개의 전압 펄스를 픽셀에 인가하여, 비선택 상태에서 스캐닝 전극상의 퍽셀에 인가된 RMS 전압을 디스플레이 프레임 주기동안 효과적으로 일정하게 하는 단계와,

    (b) 2 개 이상의 서로 다른 제 1 계조 데이터가 디스플레이될때 복수개의 제 2 계조 데이터의 일부분을 공통으로 사용하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.