KR100865849B1 - 액정표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로서, 액정표시장치에 역전이 발생조건의 변동 요인이 되는 파라미터의 값을 검출하는 검출부(108)와, 검출부의 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 이 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 연산부(106)와, 영상신호와 상기 고전압을 인가하기 위한 비화상신호를 교대로 출력하고, 연산부의 결정 결과에 따른 조건으로 액정패널을 구동하는 컨트롤러(104)를 설치하는 것에 의해 역전이 발생조건의 변동에 의하지 않고 항상 최적으로 영상을 표시할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND DRIVE METHOD THEREOF}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 OCB(Optically self-Compensated Birefringence) 모드의 액정패널을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
현재, 영상표시용 액정표시장치는 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정패널을 이용한 것이 널리 이용되고 있다. 최근, TN모드의 결점인 시야각의 협소함이나 응답 성능의 악화를 극복하기 위해 개발된 OCB모드의 액정패널을 이용한 액정표시장치의 보고가 이루어져 있다(일본 특개평7-84254호 공보, 일본 특개평9-96790호 공보 등).
OCB모드의 액정패널에서는 상기 일본특개평9-96790호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 영상표시의 개시에 앞서 OCB셀의 상태를 스프레이 배향에서 밴드방향으로 천이시키기 위한 특수한 처리가 필요하다(이하, 이와 같은 스프레이배향에서 밴드배향으로의 천이를 “전이”라고 함). 단, 이 처리는 본 발명과 직접적으로는 관계가 없으므로 이 이상 자세한 설명은 생략한다.
그런데, OCB모드의 액정패널에서는 도 14에 도시한 바와 같이 상기 처리에 의해 OCB셀의 상태가 밴드배향으로 전이했다고 해도 OCB셀로의 인가전압이 일정한 전압(Vc) 미만인 상태가 계속되면 스프레이배향으로 복귀해버린다(이하, 이와 같은 밴드방향에서 스프레이배향으로의 천이를 “역전이”라고 함). 이 때문에 OCB모드의 액정패널을 이용한 액정표시장치의 대부분은 도 14의 특성 a와 같이 밴드배향을 유지 가능한 범위내의 전압(Vc이상)이 항상 OCB셀에 인가되도록 영상신호의 진폭을 제한하고 있다(단, 노멀리화이트의 경우). 그러나, 이와 같이 영상신호의 진폭을 제한하면 그에 따라서 액정패널의 최대 투과율이 작아지고(도 14의 Ta), 그 결과 액정패널의 최대 휘도(백색 표시(명(明) 표시시의 휘도)가 저감하여, 바람직한 휘도가 얻어지지 않는 문제점이 있다.
그런데, OCB셀에 주기적으로 고전압을 인가하면 OCB셀에 인가되는 전압이 일시적으로 Vc미만이 되었다고 해도 역전이 일어나지 않는 것이 일본 특개평11-109921호 공보나 일본액정학회지 1999년 4월 25일호(Vol.3.No.2)P99(17)∼P106(24)에 개시되어 있다. 이를 이용하여 1프레임의 화상을 표시할 때, 1프레임 기간을 화상을 표시하는 기간과 고전압을 인가하는 기간으로 분할하는 것으로 도 14의 특성b와 같이 영상신호로서 OCB셀에 인가할 수 있는 전압의 범위를 Vc미만인 Vw까지 확대할 수 있었다. 이하, 이와 같은 구동방식을 “역전이 방지 구동”이라고 한다. 또, 역전이를 방지하기 위해 OCB셀에 정기적으로 인가되는 고전압을 “역전이방지전압”이라고 한다. 역전이 방지구동에 의하면 액정패널의 최대 투과율을 크게 할 수 있고(도 14의 Tb), 그 결과 액정표시장치의 최대 휘도를 높일 수 있다. 또, 역전이 방지전압의 크기가 커질수록, 또 그 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율(1프레임 기간에 대한 전압이 유지되는 시간의 비율)이 커질수록 역전이의 방지효과가 높아지는 것이 발명자들에 의해 확인되었다. 또, 여기서 말하는 역전이 방지효과라는 것은 후술하는 역전이 발생 조건의 변동요인이 되는 파라미터(1프레임 기간에 대한 역전이방지전압의 인가시간의 비율이나 액정의 온도)가 변동했을 때의 역전이가 발생하는 것이 어려운 것을 나타내는 것으로 한다.
그러나, 상기 역전이 방지 구동을 실시하는 경우, 역전이를 방지하는데 필요해지는 역전이 방지전압의 크기나 그 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이, 예를 들면 액정패널(보다 정확히는 액정)의 온도 등, 여러 가지 요인에 의해 변화될수 있는 것을 알 수 있었다.
따라서 본 발명자들은 일례로서 역전이 방지 전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율과 액정패널의 온도의 관계를 조사했다. 그 결과, 발명자들이 이용한 OCB액정 재료에서는 도 15의 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 액정의 온도가 고온이 될수록 역전이 방지 전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이 커지는 것을 알 수 있었다. 따라서, 역전이 방지전압의 1프레임기간에 대한 인가시간의 비율로서, 예를 들면 상온시에 필요최소한이 되는 비율을 채용하면 액정의 온도가 고온이 되었을 때 역전이가 발생해 영상표시가 불가능해져버린다. 따라서, 액정패널이 고온이 된 경우에도 영상표시가 가능해지도록, 예를 들면 액정패널의 온도가 80℃일 때에도 역전이가 발생하지 않는 충분히 큰 비율로 역전이 방지전압을 인가하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 역전이 방지전압(흑색 표시에 대응하는 전압)의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이 증가하면 최대 휘도가 저하해버리는 문 제가 있다. 또, 여기서 말하는 휘도라는 것은 사람이 느끼는 밝기를 규정한 것이며, 그것은 1프레임 기간내의 투과율의 시간 적분임에 틀림없다. 1프레임 기간에 대한 인가시간(흑색 표시)의 비율이 증가하면 최대 휘도가 저하해버리는 것은 이 때문이다.
또, 발명자들은 역전이 방지전압의 크기를 크게 하는 것에 의해서도 역전이의 방지효과를 높일 수 있는 것을 확인했다. 따라서, 액정패널이 고온이 된 경우에도 영상표시가 가능해지도록 역전이 방지전압으로서, 예를 들면 액정패널의 온도가 80℃일 때에도 역전이가 생기지 않는 충분히 큰 전압으로 인가하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 흑색 표시(암(暗)표시)에 대응하는 인가전압(도 14의 Vb) 보다도 큰 전압을 OCB액정에 인가하면 도 14에 도시한 바와 같이 OCB액정의 투과율이 상승하기 때문에 최소 휘도(흑색 표시시의 휘도)가 증가해버리는(즉 콘트라스트가 손상되는) 문제가 있다.
또, 발명자들은 백색 표시에 대응하는 인가전압(도 14의 Vw)을 크게 하는 것에 의해서도 역전이의 방지 효과를 높일 수 있는 것을 확인했다. 따라서, 액정패널이 고온이 된 경우에도 영상표시가 가능해지도록, 백색 표시에 대응하는 인가전압을, 예를 들면 액정패널의 온도가 80℃일 때에도 역전이가 생기지 않는 충분히 큰 전압으로 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 백색 표시에 대응하는 인가전압을 크게 하면 백색 표시시의 액정의 투과율이 저하하기 때문에 최대 휘도가 저감해버리는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 역전이 발생 조건의 변동에 의하지 않고 항상 최 적으로 영상을 표시할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용했다. 또, 괄호내의 참조부호나 용어는 본 발명의 이해를 돕기 위해 후술하는 실시형태와의 대응관계를 나타낸 것으로서, 본 발명의 범위를 전혀 한정하지 않는다.
본 발명의 액정표시장치(100,200,300,400,500)는 OCB모드의 액정패널(110)을 영상신호에 기초하여 구동하는 것에 의해 영상을 표시하는 것으로서, 역전이 발생조건의 변동요인이 되는 파라미터(온도, 프레임주파수)의 값을 검출하는 검출부(108, 408a∼408d, 516)와, 검출부의 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 액정패널에 인가되는 고전압(역전이 방지전압)의 1프레임기간에 대한 인가시간의 비율, 이 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw) 중 적어도 하나를 결정하는 연산부(106, 206, 306, 406, 506)와, 영상신호와 고전압을 인가하기 위한 비영상신호를 교대로 출력하고, 연산부의 결정 결과에 따른 조건으로 액정 패널을 구동하는 컨트롤러(104, 204, 304)를 구비한다. 이와 같이 본 발명에 의하면 역전이 발생조건의 변동요인이 되는 파라미터의 값의 변동에 따라서 액정패널의 구동조건을 리얼타임으로 제어할 수 있기 때문에 역전이 발생 조건의 변동에 의하지 않고 항상 최적으로 영상을 표시할 수 있다. 또, “역전이발생조건의 변동요인이 되는 파라미터”의 예로서는 액정의 온도나 영상신호의 프레임 주파수를 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 연산부의 입출력 관계를 나타내는 도면,
도 3은 연산부의 출력이 B1인 경우의 게이트선의 선택 동작을 나타내는 도면,
도 4는 연산부의 출력이 B2인 경우의 게이트선의 선택 동작을 나타내는 도면,
도 5는 연산부의 출력이 B3인 경우의 게이트선의 선택 동작을 나타내는 도면,
도 6은 연산부의 출력이 B4인 경우의 게이트선의 선택 동작을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 8은 연산부의 입출력의 관계를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 연산부의 입출력의 관계를 나타내는 도면,
도 11은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 12는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 13은 연산부의 입출력의 관계를 나타내는 도면,
도 14는 OCB액정의 전압-투과율 특성을 나타내는 도면 및
도 15는 액정의 온도와 역전이를 방지할 수 있는 역전이 방지 전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율의 최소값의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 여러가지 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1에 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸다. 도 1에 있어서, 액정표시장치(100)는 라인메모리(102)와, 컨트롤러(104), 연산부(106), 온도센서(108), 액정패널(110), 게이트드라이버(112) 및 소스드라이버(114)를 구비한다. 또, 액정패널(110)은 노멀리화이트로 한다.
액정표시장치(100)에는 영상신호와 동기신호가 입력된다. 영상신호는 필요에 따라서 디지털화된 후에 라인메모리(102)에 기록된다. 이와 같이 하여 라인메모리(102)에 일시적으로 저장된 화상신호는 기록시의 배의 속도(클럭 주파수)로 판독되어, 컨트롤러(104)로 입력된다. 컨트롤러(104)는 라인메모리(102)로부터 판독된 1라인분의 화상신호와 1라인분의 비화상신호(OCB셀에 역전이방지전압을 인가하기 위한 신호)를 소스드라이버(114)로 교대로 출력한다.
한편, 컨트롤러(104)는 게이트드라이버(112)로 제어신호를 출력한다. 게이트드라이버(112)는 이 제어신호에 기초하여 소스드라이버(114)에 공급된 화상신호 또는 비화상신호를 기록하기 위해 게이트선을 차례로 선택한다. 이와 같이 하여 액정패널(110)의 각 화소에 대해 화상신호와 비화상신호가 교대로 1프레임 기간에 각각 1회씩 기록된다. 비화상신호를 기록하고 나서 다음에 화상신호가 기록되기까지의 기간은 화소에는 비화상신호가 유지되게 된다. 화상신호의 기록 타이밍과 비화상신호의 기록 타이밍을 변화시키는 것에 의해 1프레임 기간의 비화상신호의 유지시간을 변화시킬 수 있다.
액정패널(110)의 근방에는 온도센서(108)가 설치되어 있고, 연산부(106)는 온도센서(108)에 의해 검출된 온도에 기초하여 최적인 역전이방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 산출한다.
도 2에 연산부(106)의 입출력 특성을 나타낸다. 도 2에 있어서, 동그라미 표시는 역전이를 방지할 수 있는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율의 최소값을 각 온도에 대해 측정한 결과를 나타내고 있다. 일점쇄선은 측정값에 기초하여 추정되는, 온도센서(108)의 검출결과와 역전이를 방지할 수 있는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율의 최소값의 관계를 나타내고 있다. 단, 역전이방지전압의 크기는 일정하다고 한다. 또, 후술하는 바와 같이 영상신호의 프레임주파수가 변동하면 역전이를 방지할 수 있는 역전이방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율의 최소값이 변동해버리므로 여기서는 영상신호의 프레임 주파수가 일정(60Hz)한 경우의 입출력 특성을 나타내고 있다. 또, 도 2의 우측의 종축은 프레임주파수가 60Hz인 경우의 역전이 방지전압의 1프레임당 인가시간을 나타내고 있다. 연산부(106)는 이 일점쇄선으로 나타내어지는 관 계에 기초하여 미리 작성된 도 2의 실선으로 나타내는 변환테이블을 이용하여 역전이 방지전압의 1프레임당 인가시간에 대응하는 4개의 값(B1∼B4) 중 어느 하나를 온도센서(108)의 검출 결과에 따라서 출력한다. 보다 구체적으로는 연산부(106)는 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 10℃ 미만일 때에는 B1을 출력하고, 10℃ 이상 30℃ 미만일 때에는 B2를 출력하고, 30℃ 이상 50℃ 미만일 때에는 B3을 출력하고, 50℃ 이상 70℃ 미만일 때에는 B4를 출력한다. 또, 본 예에서는 70℃ 이상의 경우는 상정하고 있지 않기 때문에 70℃ 이상에 대응하는 출력값은 설정되어 있지 않다. B1∼B4의 값은 각각의 온도범위에 있어서 적어도 역전이가 발생되지 않는 시간(일점쇄선으로 나타내는 시간 보다도 긴 시간)이 되도록 설정되어 있다. 컨트롤러(104)는 연산부(106)의 출력에 기초하여 게이트드라이버(112)에 적절한 타이밍으로 게이트선을 선택시킨다. 이하, 도 3∼도 6을 참조하여 게이트선의 선택 동작을 설명한다.
도 3은 연산부(106)의 출력이 B1인 경우(즉, 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 10℃ 미만인 경우)의 예를 나타내고 있다. 도 3에 있어서, 1개째의 게이트선(G1)에 착안하면 게이트선(G1)의 게이트펄스는 소스드라이버(114)가 화상신호를 출력하는 타이밍(T1)으로 하이(high)가 되고, 게이트선(G1)상의 화소에 이 화상신호에 따른 전압이 인가된다. 그 후, 게이트선(G1)의 게이트펄스는 소스드라이버(114)가 비화상신호를 출력하는 타이밍(T2)으로 하이가 되어, 게이트선(G1) 상의 화소에 역전이 방지전압이 인가된다. 또, 게이트선(G1)의 게이트펄스는 소스드라이버(114)가 화상신호를 출력하는 타이밍(T3)으로 하이가 되어, 게이트 선(G1)상의 화소에 이 화상신호에 따른 전압이 인가된다. 이 역전이 방지전압이 인가되는 타이밍(T2)으로부터 다음에 화상신호에 따른 전압이 인가되는 타이밍(T3)까지의 시간이 연산부(106)에서 출력된 역전이방지전압의 1프레임당 인가시간(B1)이 된다. 다른 게이트선(G2∼Gn)에 대해서도 동일하게 주사되어, 역전이 방지 전압의 1프레임 당 인가시간은 모든 게이트선(G1∼Gn)에 있어서 B1이 된다.
도 4는 연산부(106)의 출력이 B2인 경우(즉, 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 10℃ 이상 30℃ 미만의 경우)의 예를 나타내고 있다. 마찬가지로 도 5는 연산부(106)의 출력이 B3인 경우(즉 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 30℃ 이상 50℃미만의 경우)의 예를, 도 6은 연산부(106)의 출력이 B4인 경우(즉 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 50℃이상 70℃미만인 경우)의 예를 각각 나타내고 있다. 또, 도시하는데 사정 상, 도 2의 B1∼B4의 각각의 길이의 비율과 도 3∼도 6의 B1∼B4의 각각의 길이의 비율을 정확히는 일치시키고 있지 않지만, 이것은 발명을 이해하는데 장해가 되지는 않을 것이다. 이와 같이 각 게이트선의 게이트펄스가 하이가 되는 타이밍을 변화시킴으로써 역전이방지전압을 임의의 시간만큼 인가시킬 수 있다.
이상과 같이 하여 액정패널(110)상의 각 화소에는 온도센서(108)의 검출결과에 따른 최적인 시간만큼 역전이 방지전압이 인가되게 된다. 따라서, 액정의 온도가 상승했을 때에도 역전이를 방지할 수 있고, 또 액정의 온도가 낮을 때에는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이 저감되므로 역전이 방지전압을 인가하는 것에 기인한 최대 휘도의 저하가 억제된다.
또, 본 실시형태에서는 연산부(106)에서 4단계로 이루어진 변환테이블을 이용한다고 했지만 이 단계수는 4로 한정되지 않고, 단계수를 적절히 늘리는 것에 의해 보다 정밀도가 높은 제어를 실현할 수 있는 것은 물론이다. 또, 변환테이블 대신에 보다 원활한 변환함수를 이용하는 것에 의해서도 보다 정밀도가 높은 제어를 실현할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 온도센서(108)에 의해 액정패널(110) 근방의 온도를 검출하기로 했지만, 이상적으로는 액정 자체의 온도를 검출하는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 액정 자체의 온도를 검출하는 것은 불가능하지 않지만 매우 곤란하기 때문에 현실적으로는 액정패널(110) 근방의, 표시에 악영향을 주지 않고 또 백라이트의 열의 영향을 받기 어려운 장소(예를 들면 유리기판의 테두리의 근방 등)에 설치하는 것이 바람직하다.
(제 2 실시형태)
상기 제 1 실시형태에서는 역전이 방지 전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 제어하는 것으로 역전이의 방지효과를 제어했지만, 이를 대신하여 역전이 방지전압의 크기를 제어하는 것으로 역전이의 방지 효과를 제어하는 것도 가능하다. 이하, 제 2 실시형태로서 역전이 방지전압의 크기를 제어하는 것으로 역전이의 방지 효과를 제어하는 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 7에 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸다. 도 7에 있어서, 액정표시장치(200)는 라인메모리(102)와, 온도센서(108), 액정패널(110), 게이트드라이버(112), 소스드라이버(114), 컨트롤러(204) 및 연산 부(206)를 구비한다. 또, 도 7에 있어서 도 1과 동등한 구성에는 동일한 참조부호를 붙이고 설명을 생략한다.
연산부(206)는 온도센서(108)에 의해 검출된 온도에 기초하여 최적인 역전이 방지 전압의 크기를 산출한다.
도 8에 연산부(206)의 입출력 특성을 나타낸다. 도 8에 있어서, 일점쇄선은 온도센서(108)의 검출결과와 역전이를 방지할 수 있는 역전이 방지전압의 크기의 최소값의 관계를 나타내고 있다. 단, 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율은 일정하다고 한다. 또, 영상신호의 프레임주파수가 변동하면 후술하는 바와 같이 온도센서(108)의 검출 결과와 역전이를 방지할 수 있는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율의 최소값의 관계가 변동해버리기 때문에, 여기서는 영상신호의 프레임주파수가 일정한 경우의 입출력 특성을 나타내고 있다. 또, 도 8의 일점쇄선으로 나타낸 특성은 액정 패널(110)에 사용되는 액정재료에 의존하여 다르기 때문에 여기서는 대략적인 경향만을 나타내고 있다. 도 8로부터 명확해진 바와 같이 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이 일정하다는 조건 하에서는 액정패널(110)의 근방의 온도가 높아질수록 역전이 방지전압으로서 보다 큰 전압을 인가할 필요가 있다. 따라서, 연산부(206)는 온도센서(108)의 출력에 따라서 도 8의 실선으로 나타내는 관계에 기초하여 역전이 방지전압의 크기를 출력한다. 보다 구체적으로는 연산부(206)는 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 40℃ 미만일 때에는 역전이 방지 구동전압으로서 흑색 표시에 대응하는 인가전압(Vb)을 액정에 인가하도록 컨트롤러(204)에 통지한다. 또 예를 들면 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 60℃일 때에는 역전이 방지 구동전압으로서 전압A를 액정에 인가하도록 컨트롤러(204)에 통지한다. 마찬가지로 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 80℃일 때에는 역전이방지 구동전압으로서 전압B를 액정에 인가하도록 컨트롤러(204)에 통지한다. 또, 40℃ 미만에 대응하는 출력을 일률Vb로 하고 있는 것은 역전이 방지 구동전압으로서 Vb미만의 전압을 이용하면 도 14에 도시한 바와 같이 OCB액정의 투과율이 상승하므로, 최소 휘도(흑색 표시시의 휘도)가 증가해버기(즉, 콘트라스트가 손상되기) 때문이다.
컨트롤러(204)는 라인메모리(102)로부터 판독된 1라인분의 화상신호와, 연산부(206)에 의해 통지된 전압을 역전이 방지전압으로서 OCB셀에 인가하기 위한 1라인분의 비화상 신호를 소스드라이버(114)로 교대로 출력한다.
이상과 같이 하여 액정패널(110)상의 각 화소에는 온도센서(108)의 검출 결과에 따른 최적인 크기의 전압이 역전이 방지전압으로서 인가되게 된다. 따라서, 액정의 온도가 상승한 경우에도 역전이를 방지할 수 있고, 또 액정의 온도가 낮을 때에는 역전이 방지전압의 크기가 Vb로 억제되므로 역전이 방지전압으로서 Vb 이상의 전압을 인가하는 것에 기인한 최소 휘도의 증대가 억제된다.
또, 본 실시형태에서는 40℃ 이상의 온도에 대응하는 연산부(206)의 출력이 도 8에 도시한 바와 같이 원활한 변환함수에 기초하여 결정되어 있지만, 도 2에 도시한 변환 테이블에 기초하여 결정되어도 관계없다.
(제 3 실시형태)
상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율 또는 크기를 제어하는 것으로 역전이의 방지 효과를 제어했지만, 이를 대신하여 백색 표시에 대응하는 인가전압을 제어하는 것으로 역전이의 방지효과를 제어하는 것도 가능하다. 이하, 제 3 실시형태로서 백색 표시에 대응하는 인가전압을 제어하는 것으로 역전이의 방지효과를 제어하는 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 9에 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸다. 도 9에 있어서, 액정표시장치(300)는 라인메모리(102)와 온도센서(108), 액정패널(110), 게이트드라이버(112), 소스드라이버(114), 컨트롤러(304) 및 연산부(306)를 구비한다. 또, 도 9에 있어서 도 1과 동등한 구성에는 동일한 참조부호를 붙이고 설명을 생략한다.
연산부(306)는 온도센서(108)에 의해 검출된 온도에 기초하여 최적인 영상신호의 게인을 산출한다.
도 10에 연산부(306)의 입출력 특성을 나타낸다. 도 10에 있어서, 일점쇄선은 온도센서(108)의 검출 결과와 역전이를 방지할 수 있는 백색 표시에 대응하는 인가전압의 최소값의 관계를 나타내고 있다. 단, 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율 및 크기는 일정하다고 한다. 또, 도 10의 일점쇄선으로 나타낸 특성은 액정패널(110)에 사용되는 액정 재료에 의존하여 다르기 때문에 여기서는 대략적인 경향만을 나타내고 있다. 도 10으로부터 명확해진 바와 같이 액정패널(110)의 근방의 온도가 높아질수록 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw)을 크게 할 필요가 있다. 또, 노멀리화이트의 액정패널(110)에서는 영상신호의 레벨이 클수록 액정패널(110)의 각 화소에 인가되는 전압은 작으므로 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw)을 크게 하는 것은 영상신호의 게인(흑색 표시에 대응하는 신호레벨을 기준으로 한 게인)을 작게 하는 것에 상당한다. 따라서, 연산부(306)는 온도센서(108)의 출력에 따라서 도 10의 실선으로 나타내는 관계에 기초하여 영상신호의 게인을 출력한다. 보다 구체적으로는 연산부(306)는 예를 들면 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 20℃일 때에는 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw)이 전압(C)이 되는 게인을 컨트롤러(304)로 출력한다. 마찬가지로 온도센서(108)에 의해 검출된 온도가 40℃ 및 60℃일 때에는 각각 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw)이 전압(D), 전압(E)가 되는 게인을 컨트롤러(304)로 출력한다.
컨트롤러(304)는 라인메모리(102)로부터 판독된 1라인분의 화상신호에 역전이 방지전압을 OCB셀에 인가하기 위한 1라인분의 비화상신호를 소스드라이버(114)로 교대로 출력한다. 이 때, 컨트롤러(304)는 화상신호의 신호진폭을 연산부(306)로부터 출력된 게인에 기초하여 조정한다.
이상과 같이 하여 액정패널(110)상의 각 화소에는 온도센서(108)의 검출 결과에 따라서 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw)이 최적의 크기인 영상신호가 인가되게 된다. 따라서, 액정 온도가 상승한 경우에도 역전이를 방지할 수 있고, 또 액정의 온도가 낮을 때에는 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw)의 크기가 억제되므로 백색 표시에 대응하는 인가전압(Vw)이 필요 이상으로 커지는 것에 기인한 최대 휘도의 저하가 억제된다.
또, 본 실시형태에서는 연산부(306)의 출력이 도 10에 도시한 바와 같이 원 활한 변환함수에 기초하여 결정되어 있지만, 도 2에 도시한 변환테이블에 기초하여 결정되어도 관계없다.
(제 4 실시형태)
액정패널의 사용 환경에 따라서는, 예를 들면 일광의 조사 등의 영향으로 액정패널의 부위에 따라서 온도에 편차가 생기는 경우가 있다. 따라서 제 4 실시형태에서는 액정의 온도의 검출 정밀도를 향상시키기 위해 온도센서를 복수 설치한다. 이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 11에 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸다. 도 11에 있어서, 액정표시장치(400)는 라인메모리(102)와 컨트롤러(104), 액정패널(110), 게이트드라이버(112), 소스드라이버(114), 온도센서(408a∼408d) 및 연산부(406)를 구비한다. 또, 도 11에 있어서 도 1과 동등한 구성에는 동일한 참조부호를 붙이고 설명을 생략한다.
4개의 온도센서(408a∼408d)는 액정패널(110)의 근방에 서로 떨어져 배치되어 있다. 연산부(406)는 각 온도센서(408a∼408d)에서 검출된 온도 중 최대값을 추출하고, 그 최대값에 기초하여 도 2에 도시한 변환 테이블을 참조하여 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 산출한다. 그외의 처리는 제 1 실시형태와 동일하다.
이상과 같이 본 실시형태에 의하면 액정패널(110)의 온도에 편차가 있는 경우에도 가장 고온인 부분의 온도에 기초하여 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대 한 인가시간의 비율을 결정할 수 있기 때문에 액정패널(110)의 온도의 편차에 따라서 역전이가 국소적으로 발생해버리는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 온도센서의 수를 4개로 했지만 온도센서의 수는 이에 한정되지 않고, 액정패널의 크기나 사용환경을 고려하여 적당한 수의 온도센서를 설치하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에서는 4개의 온도센서(408a∼408d)의 검출값의 최대값에 기초하여 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 제어한다고 했지만, 본 실시형태를 제 2 및 제 3 실시형태에 적용하여 4개의 온도센서(408a∼408d)의 검출값의 최대값에 기초하여 역전이 방지전압의 크기나 영상신호의 게인을 제어할 수도 있다.
(제 5 실시형태)
이상의 제 1∼제 4 실시형태에서는 역전이발생조건의 변동요인으로서 액정의 온도를 검출하고, 이에 기초하여 역전이의 방지효과를 제어한다고 했지만 역전이 발생조건의 변동요인으로는 액정의 온도 이외의 것도 존재한다. 발명자들의 연구 결과로부터 OCB액정이 불안정한 상태가 될수록 역전이가 발생하기 어려운 것을 알 수 있다. 즉, 단위시간당 다른 레벨의 신호의 기록 빈도가 많을수록 역전이는 발생하기 어렵다. 이와 같은 단위시간당 기록 빈도는, 예를 들면 입력신호의 프레임주파수에 따라서 변화한다. 이하, 제 5 실시형태로서 역전이발생조건의 변동요인으로서 영상신호의 프레임 주파수를 검출하고, 이에 기초하여 역전이의 방지효과를 제어하는 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 12에 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 액정표시장치의 구성을 도시한다. 도 12에 있어서, 액정표시장치(500)는 라인메모리(102)와 컨트롤로(104), 액정패널(110), 게이트드라이버(112), 소스드라이버(114), 연산부(506) 및 프레임주파수검출부(516)를 구비한다. 또, 도 12에 있어서 도 1과 동등한 구성에는 동일한 참조부호를 붙이고 설명을 생략한다.
프레임주파수 검출부(516)는 동기신호에 기초하여 영상신호의 프레임주파수를 검출한다. 연산부(506)는 프레임주파수검출부(516)에 의해 검출된 프레임주파수에 기초하여 최적인 역전이방지전압의 1프레임기간에 대한 인가시간의 비율을 산출한다.
도 13에 연산부(506)의 입출력 특성을 나타낸다. 도 13에서 일점쇄선은 프레임주파수 검출부(516)의 검출 결과와 역전이를 방지할 수 있는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율의 최소값의 관계를 나타내고 있다. 또, 상기한 바와 같이 액정의 온도가 변동하면 역전이를 방지할 수 있는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율의 최소값이 변동해버리기 때문에 여기서는 액정의 온도가 일정한 경우의 입출력 특성을 나타내고 있다. 또, 도 13의 일점쇄선으로 나타낸 특성은 액정패널(110)에 사용되는 액정 재료에 의존하여 다르므로 여기서는 큰 경향만을 나타내고 있다. 그런데, 프레임주파수가 변화할 때, 그것에 따라서(즉 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이 일정해지도록) 1프레임 당 역전이 방지전압의 인가시간을 변화시키는 것은 용이하게 생각해낼 수 있을지도 모르지만 그것만으로는 불충분한 것이 확인되었다. 즉, 도 13으로부터 명확해진 바 와 같이 영상신호의 프레임 주파수가 낮아질수록 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 보다 크게 할 필요가 있다. 따라서 연산부(506)는 이 일점쇄선으로 나타내는 관계에 기초하여 미리 작성된 도 13의 실선으로 나타내는 변환테이블을 이용하여 역전이방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율(Br1∼Br4)을 프레임주파수 검출부(516)의 검출결과에 따라서 결정하고, 또 그 비율을 현재의 프레임주파수에 기초하여 1프레임 당 인가시간(B1∼B4)으로 환산하여 출력한다. 이하, 제 1 실시형태와 마찬가지로 컨트롤러(104)는 연산부(506)의 출력(B1∼B4)에 기초하여 게이트드라이버(112)에 적절한 타이밍으로 게이트선을 선택시킨다.
이상과 같이 하여 액정패널(110) 상의 각 화소에는 프레임주파수 검출부(516)의 검출 결과에 따른 최적인 시간만큼 역전이 방지 전압이 인가되게 된다. 따라서, 영상신호의 프레임 주파수가 낮을 때에도 역전이를 방지할 수 있고, 또 영상신호의 프레임주파수가 높을 때에는 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이 저감되므로 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이 필요이상으로 커지는 것에 기인한 최대 휘도의 저하가 억제된다.
또, 본 실시형태에서는 연산부(506)에서 4단계로 이루어진 변환 테이블을 이용한다고 했지만, 제 1 실시형태와 마찬가지로 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
또 본 실시형태에서는 프레임주파수 검출부(516)의 검출 결과에 기초하여 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 제어한다고 했지만 본 실시형태를 제 2 및 제 3 실시형태에 적용하여 프레임 주파수 검출부(516)의 검출 결 과에 기초하여 역전이 방지전압의 크기나 영상신호의 게인을 제어할 수도 있다.
또, 상기 제 1∼제 5 실시형태를 적절히 조합하는 것도 가능하다. 또, 온도센서의 검출값과, 프레임주파수 검출부의 검출값의 양쪽 값을 고려하여 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율이나 역전이 방지전압의 크기나 백색 표시에 대응하는 인가전압(영상신호의 게인)을 제어해도 좋다. 이 경우의 연산부의 입출력의 관계는 온도를 “Tmp”, 프레임주파수(프레임레이트)를 “Fr”로 하면 함수“F(Tmp, Fr)”로 표시된다. 예를 들면 연산부의 출력을 F(Tmp)×F(Fr)와 같이 근사적으로 결정하는 방법도 생각할 수 있다. 이 때 도 13에 나타내는 일점쇄선을 직선에 가까운 것을 고려하여 F(Fr)을 일차함수로 근사하면 연산부의 처리를 간소화할 수 있다.
또, 역전이 방지전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 역전이 방지전압의 크기, 백색 표시에 대응하는 인가전압(영상신호의 게인) 중 2개 이상을 동시에 제어해도 관계없다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 OCB모드의 액정패널을 이용한 액정표시장치에서, 역전이발생조건의 변동에 의하지 않고 최적으로 영상을 표시할 수 있는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. OCB모드의 액정패널을 영상신호에 기초하여 구동하는 것에 의해 영상을 표시하는 액정표시장치에 있어서,
    역전이발생조건의 변동요인이 되는 파라미터의 값을 검출하는 검출부;
    상기 검출부의 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 연산부; 및
    영상신호와 상기 고전압을 인가하기 위한 비화상신호를 교대로 출력하고, 상기 연산부의 결정 결과에 따른 조건으로 액정패널을 구동하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 검출부는 액정패널 근방에 설치된 온도센서이고,
    상기 연산부는,
    a) 상기 온도센서에 의해 검출된 온도가 높을수록 보다 큰 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하고,
    b) 상기 온도센서에 의해 검출된 온도가 낮을수록 보다 작은 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. OCB모드의 액정패널을 영상신호에 기초하여 구동하는 것에 의해 영상을 표시하는 액정표시장치에 있어서,
    역전이발생조건의 변동요인이 되는 파라미터의 값을 검출하는 검출부;
    상기 검출부의 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 연산부; 및
    영상신호와 상기 고전압을 인가하기 위한 비화상신호를 교대로 출력하고, 상기 연산부의 결정 결과에 따른 조건으로 액정패널을 구동하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 검출부는 액정패널의 근방에 서로 떨어져 배치된 복수의 온도센서이고,
    상기 연산부는 상기 복수의 온도센서에 의해 검출된 온도의 최대값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. OCB모드의 액정패널을 영상신호에 기초하여 구동하는 것에 의해 영상을 표시하는 액정표시장치에 있어서,
    역전이발생조건의 변동요인이 되는 파라미터의 값을 검출하는 검출부;
    상기 검출부의 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 연산부; 및
    영상신호와 상기 고전압을 인가하기 위한 비화상신호를 교대로 출력하고, 상기 연산부의 결정 결과에 따른 조건으로 액정패널을 구동하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 검출부는 영상신호의 프레임 주파수를 검출하는 프레임주파수 검출부인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    a) 상기 프레임 주파수검출부에 의해 검출된 프레임주파수가 높을수록 보다 작은 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하고,
    b) 상기 프레임 주파수검출부에 의해 검출된 프레임주파수가 낮을수록 보다 큰 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    a) 상기 프레임 주파수검출부에 의해 검출된 프레임주파수가 높을수록 보다 낮은 비율이 되도록 상기 고전압의 크기를 결정하고,
    b) 상기 프레임 주파수검출부에 의해 검출된 프레임주파수가 낮을수록 보다 높은 전압이 되도록 상기 고전압의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    a) 상기 프레임 주파수검출부에 의해 검출된 프레임주파수가 높을수록 보다 낮은 전압이 되도록 상기 백색 표시에 대응하는 인가전압을 결정하고,
    b) 상기 프레임 주파수검출부에 의해 검출된 프레임주파수가 낮을수록 보다 높은 전압이 되도록 상기 백색 표시에 대응하는 인가전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. OCB모드의 액정패널을 영상신호에 기초하여 구동하는 것에 의해 영상을 표시하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    역전이 발생 조건의 변동 요인이 되는 파라미터의 값을 검출하는 단계,
    상기 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계,
    영상신호와 상기 고전압을 인가하기 위한 비화상 신호를 교대로 출력하는 단계, 및
    상기 결정결과에 따른 조건으로 액정패널을 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 파라미터의 값으로서 액정패널 근방의 온도를 검출하고,
    a) 검출된 온도가 높을수록 보다 큰 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하고,
    b) 검출된 온도가 낮을수록 보다 작은 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. OCB모드의 액정패널을 영상신호에 기초하여 구동하는 것에 의해 영상을 표시하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    역전이 발생 조건의 변동 요인이 되는 파라미터의 값을 검출하는 단계,
    상기 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계,
    영상신호와 상기 고전압을 인가하기 위한 비화상 신호를 교대로 출력하는 단계, 및
    상기 결정결과에 따른 조건으로 액정패널을 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 파라미터의 값으로서 액정패널 근방의 서로 떨어진 복수 부분의 온도를 검출하고,
    검출한 복수 부분의 온도의 최대값을 추출하고,
    추출한 최대값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  17. OCB모드의 액정패널을 영상신호에 기초하여 구동하는 것에 의해 영상을 표시하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    역전이 발생 조건의 변동 요인이 되는 파라미터의 값을 검출하는 단계,
    상기 검출값에 따라서 역전이를 방지하기 위해 상기 액정패널에 인가되는 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율, 상기 고전압의 크기 및 백색 표시에 대응하는 인가전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계,
    영상신호와 상기 고전압을 인가하기 위한 비화상 신호를 교대로 출력하는 단계, 및
    상기 결정결과에 따른 조건으로 액정패널을 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 파라미터의 값으로서 영상신호의 프레임주파수를 검출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    a) 검출된 프레임주파수가 높을수록 보다 작은 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임 기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하고,
    b) 검출된 프레임주파수가 낮을수록 보다 큰 비율이 되도록 상기 고전압의 1프레임기간에 대한 인가시간의 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    a) 검출된 프레임주파수가 높을수록 보다 낮은 전압이 되도록 상기 고전압의 크기를 결정하고,
    b) 검출된 프레임주파수가 낮을수록 보다 높은 전압이 되도록 상기 고전압의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    a) 검출된 프레임주파수가 높을수록 보다 낮은 전압이 되도록 상기 백색 표시에 대응하는 인가전압을 결정하고,
    b) 검출된 프레임주파수가 낮을수록 보다 높은 전압이 되도록 상기 백색 표시에 대응하는 인가전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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