액정표시소자의 구동방법 및 장치 document_id A220517003872

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 프레임 메모리의 개수를 줄이도록 한 액정표시소자의 구동방법 및 장치에 관한 것이다. 액정표시소자(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시소자 중에서 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시소자는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다. 액정표시소자는 수학식 1 및 2에서 알 수 있는 바, 액정의 고유한 점성과 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느린 단점이 있다. 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. 여기서, τf는 액정에 인가된 전압이 오프된 후 액정이 탄성 복원력에 의해 원위치로 복원되는 폴링타임(falling time)을, K는 액정 고유의 탄성계수를 각각 의미한다. 현재까지 액정표시소자에서 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 화면이 흐릿하게 되는 모션 블러링(Motion Burring) 현상이 나타나게 된다. 도 1을 참조하면, 종래의 액정표시소자는 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, 액정표시소자는 동영상에서 모션 블러링 현상이 나타나게 되고, 명암비(Contrast ratio)의 저하로 인하여 화질이 떨어지게 된다. 이러한 액정표시소자의 느린 응답속도를 해결하기 위하여, 미국특허 제5,495,265호와 PCT 국제공개번호 WO 99/05567에는 룩업 테이블을 이용하여 데이터의 변화여부에 따라 데이터를 변조하는 방안(이하, '고속구동'이라 한다)이 제안된 바 있다. 이 고속 구동방법은 도 2와 같은 원리로 데이터를 변조하게 된다. 도 2를 참조하면, 고속 구동방법은 입력 데이터(VD)를 미리 설정된 변조 데이터(MVD)로 변조하고 그 변조 데이터(MVD)를 액정셀에 인가하여 원하는 휘도(MBL)를 얻게 된다. 이 고속 구동방법은 한 프레임기간 내에 입력 데이터의 휘도값에 대응하여 원하는 휘도를 얻을 수 있도록 데이터의 변화여부에 기초하여 수학식 1에서 을 크게 하게 된다. 따라서, 고속 구동방법을 이용하는 액정표시소자는 액정의 늦은 응답속도를 데이터값의 변조로 보상하여 동영상에서 모션 블러링 현상을 완화시킨다. 다시 말하여, 고속 구동방법은 이전 프레임과 현재 프레임 사이에서 데이터를 비교하고 그 데이터들 사이에 변화가 있으면, 미리 설정된 변조 데이터로 현재 프레임의 데이터를 변조한다. 이 고속 구동방법이 구현된 고속 구동장치는 도 3과 같이 구현될 수 있다. 도 3을 참조하면, 고속 구동장치는 데이터 버스(32)로부터의 데이터를 저장하기 위한 제1 및 제2 프레임 메모리(33a)와, 데이터를 변조하기 위한 룩업 테이블(34)을 구비한다. 제1 및 제2 프레임 메모리(33a, 43b)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. 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 선택함으로써 데이터를 변조한다. 이 룩업 테이블(34)은 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM)와 메모리 어드레스 제어회로를 포함한다. 표 1에 있어서, 최좌측열은 이전 프레임(Fn-1)의 데이터이며, 최상측행은 현재 프레임(Fn)의 데이터이다. 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. 이와 달리, 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(33b)는 n 번째 프레임 데이터(Fn)를 룩업 테이블(34)에 공급한다. 이와 같이 고속 구동장치는 이전 프레임 데이터를 룩업 테이블(34)에 교대로 공급하기 위하여 2 개의 프레임 메모리(33a, 33b)가 필요하다. 이러한 프레임 메모리는 회로비용을 상승시키는 요인으로 작용하므로 그 프레임 메모리의 개수나 메모리 용량을 줄일 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있다.