JP5033376B2

JP5033376B2 - データ処理装置およびこの駆動方法

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Publication number: JP5033376B2
Application number: JP2006221948A
Authority: JP
Inventors: 賢相趙
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2026-08-16
Also published as: KR20070082765A; US8564521B2; JP2007219474A; CN101025484B; CN101025484A; US20070195046A1; KR101195568B1

Description

本発明は、液晶の応答速度を改善することができるデータ処理装置およびこの駆動方法に関する。

一般的に液晶表示装置は、２つの表示基板とその間に介在された液晶層からなる。液晶表示装置は、液晶層に電界を印加し、電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって、所望の映像を表示する表示装置である。

このような液晶表示装置は、コンピュータの表示装置だけでなく、近年では、テレビの表示画面に広く用いられている。したがって、静止画のみならず、動画も表示することができる液晶表示装置の必要性が高まっている。しかしながら、従来の液晶表示装置は、液晶の応答速度が遅く、動画を実現しにくいという問題があった。

具体的には、液晶分子の応答速度が遅く、液晶キャパシタに充電される電圧が目標電圧（すなわち、所望の輝度を得ることができる電圧）に到逹するまで一定の時間（遅延時間）が必要となる。このような遅延時間は、液晶キャパシタにあらかじめ充電されている電圧との電位差によって変わる。

特に、目標電圧とあらかじめ充電されている電圧との差が大きい場合、はじめから目標電圧のみを印加すれば、スイッチング素子がターンオンされる１フレーム時間の間、目標電圧に到逹できないおそれがある。

本発明の目的は、液晶の応答速度を改善して、メモリの個数を減少させることができるデータ処理装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上記したデータ処理装置の駆動方法を提供することにある。

本発明に係るデータ処理装置は、液晶表示装置において、映像を表示する表示部を駆動するためのフレームデータを補正して、当該フレームデータよりも高い電圧のデータを出力すると共に、当該表示部の液晶をプレチルトするためのデータを出力するデータ処理装置であって、メモリ、第１補正部及び第２補正部を含む。前記メモリは第１フレームデータに基づいて補正された、当該第１フレームに関する補正データである第１補正データを出力する。前記第１補正部は前記第１補正データと前記第２フレームデータに基づいて、当該第２フレームに関する補正データである第２補正データを生成し、前記メモリから前記第１補正データが出力された以後に前記第２補正データを前記メモリに記憶する。前記第２補正部は前記第２フレームデータと前記第１補正データに基づいて、前記第１フレームに関する補正データである第３補正データを生成する。前記第２補正部は、前記第１補正データがあらかじめ設定された第２基準値より小さく、前記第２フレームデータがあらかじめ設定された第３基準値より大きい場合、前記第１補正データにあらかじめ設定された補正値を加えた前記第３補正データを生成し、前記第１補正データが前記第２基準値以上、または、前記第２フレームデータが前記第３基準値以下の場合、前記第１補正データと同一の前記第３補正データを生成することを特徴とする。

本発明に係るデータ処理装置の駆動方法は液晶表示装置において、映像を表示する表示部を駆動するためのフレームデータを補正して、当該フレームデータよりも高い電圧のデータを出力すると共に、当該表示部の液晶をプレチルトするためのデータを出力するデータ処理装置の駆動方法であって、データ処理装置は第１フレームデータに基づいて補正された、当該第１フレームの補正データである第１補正データを読み出し、第２フレームデータを受信する。以後、前記第２フレームデータと前記第１補正データに基づいた、当該第２フレームの補正データである第２補正データを生成し、生成された前記第２補正データを記憶する。次に、前記第２フレームデータと前記第１補正データに基づいて、前記第１フレームの補正データである第３補正データを生成する。前記第３補正データを生成する段階は、前記第１補正データとあらかじめ設定された第２基準値とを比較し、前記第２フレームデータとあらかじめ設定された第３基準値とを比較する段階と、前記第１補正データが前記基準値より小さく、前記第２フレームデータが前記第３基準値より大きい場合、前記第１補正データにあらかじめ設定された補正値を加えて前記第３補正データを生成し、前記第１補正データが前記第２基準値の以上、または、前記第２フレームデータが前記第３基準値の以下の場合、前記第１補正データと同一の前記第３補正データを生成する段階を含む。

以上のように構成された本発明に係るデータ処理装置およびこの駆動方法によれば、第１フレームデータから補正された第１補正データと第２フレームデータに基づいて第２補正データを生成し、生成された第２補正データをメモリにフィードバックさせて記憶することによって、メモリの全体的な個数を減少させることができる。

また、前記第１補正データと第２フレームデータに基づいて第３補正データを生成し、前記第３補正データを利用して第１フレームで液晶をプレチルトさせることによって、液晶の応答速度を改善することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。

図１を参照すれば、液晶表示装置１０００は映像を表示する表示部３００、表示部３００を駆動させるゲートドライバ４００、データドライバ５００、データドライバ５００に連結された階調電圧発生部８００、及びゲートドライバ４００とデータドライバ５００とを制御するタイミングコントローラ６００を備えている。

表示部３００にはゲート電圧が入力される多数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎとデータ電圧が入力される多数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍが具備される。多数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎと多数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍによって、表示部３００にはマトリックス形態で多数の画素領域が定義され、各画素領域には画素３１０が具備される。画素３１０は、薄膜トランジスタ３１１、液晶キャパシタＣ_ＬＣ、及びストレージキャパシタＣ_ＳＴを有する。

図に示したように、薄膜トランジスタ３１１のゲート電極は第１ゲートラインＧＬ１に連結され、ソース電極は第１データラインＤＬ１に連結され、液晶キャパシタＣ_ＬＣとストレージキャパシタＣ_ＳＴは薄膜トランジスタ３１１のドレイン電極に並列に連結される。

本実施形態において、表示部３００は、下部表示基板、前記下部表示基板と対向して配置される上部表示基板、及び前記下部表示基板と前記上部表示基板との間に介在された液晶層を有する。

前記下部表示基板には、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎ、複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍ、薄膜トランジスタ３１１、及び液晶キャパシタＣ_ＬＣの第１電極である画素電極が形成される。したがって、薄膜トランジスタ３１１は前記ゲート電圧に応答して前記データ電圧を前記画素電極に印加する。

一方、前記上部表示基板には、前記液晶キャパシタＣ_ＬＣの第２電極である共通電極が形成され、前記共通電極には共通電圧が印加される。前記画素電極と前記共通電極との間に介在された液晶層は誘電体の機能を有する。したがって、液晶キャパシタＣ_ＬＣには前記データ電圧と前記共通電圧の電位差に対応する電圧が充電される。

ゲートドライバ４００は、表示部３００に具備された複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎと電気的に連結され、多数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎに前記ゲート電圧を提供する。前記データドライバ５００は前記表示部３００に具備された多数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍと電気的に連結され、前記階調電圧発生部８００からの階調電圧を選択して前記多数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍに前記データ電圧として提供する。

タイミングコントローラ６００に外部のグラフィック制御器（図示はしない）から第１映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと、各種の制御信号、例えば垂直同期信号Ｖ_ｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈ_ｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥなどが入力される。タイミングコントローラ６００は、前記第１映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを処理して第２映像信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を出力し、前記各種の制御信号を基づいてゲート制御信号ＣＯＮＴ１とデータ制御信号ＣＯＮＴ２とを出力する。

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、ゲートドライバ４００の動作を制御するための信号であって、ゲートドライバ４００に送信される。ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、ゲートドライバ４００の動作を開始する垂直開始信号、前記ゲート電圧の出力時期を決めるゲートクロック信号、及びゲート電圧のオンパルス幅を決める出力イネーブル信号などを含む。

ゲートドライバ４００は、タイミングコントローラ６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１に応答して、ゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの組み合わせからなる前記ゲート電圧を出力する。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、データドライバ５００の動作を制御する信号であって、データドライバ５００に送信される。データ制御信号ＣＯＮＴ２は、データドライバ５００の動作を開始する水平開始信号、前記データ電圧の極性を反転させる反転信号、及び前記データ駆動部から前記データ電圧が出力される時期を決める出力指示信号などを含む。

データドライバ５００にタイミングコントローラ６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ１に応答して一行の画素に対応する第２映像信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が入力される。階調電圧発生部８００からの階調電圧のうち、前記第２映像信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’に対応する階調電圧を選択して前記データ電圧に変換して出力する。

タイミングコントローラ６００は、液晶の応答速度を改善するためのデータ処理部をさらに含むことができる。前記データ処理部の詳細な説明は、後述する。

図２は、本発明の一実施形態に係るデータ処理部の概略構成を示すブロック図であり、図３は図２に示したデータ処理部の動作過程を示したフローチャートである。

図２を参照すれば、データ処理部１００は、メモリ１１０、第１補正部１２０、及び第２補正部１３０を含む。

第１補正部１２０は、ｎ番目の前のフレーム（ｎ−１番目のフレーム）の映像信号（以下、第１映像信号）を補正した前記ｎ−１番目のフレームの補正信号（以下、「第１補正信号」と称する）Ｇ’ｎ−１をメモリ１１０から読み出す。ここで、第１補正信号Ｇ’ｎ−１は、ｎ−１番目の前のフレーム（ｎ−２番目のフレーム）の補正信号と前記ｎ−１番目のフレームの映像信号とに基づいて生成された信号である。

また、第１補正部１２０には、現在のフレーム（ｎ番目のフレーム）の映像信号（以下、「第２映像信号」と称する）Ｇｎが入力される。第１補正部１２０は、第１補正信号Ｇ’ｎ−１と第２映像信号Ｇｎとに基づいてｎ番目のフレームの補正信号（以下、「第２補正信号」と称する）Ｇｎ’を出力し、第２補正信号Ｇｎ’はメモリ１１０にフィードバックされて記憶される。したがって、メモリ１１０には１フレーム単位の補正信号が続いて記憶される。

第２補正部１３０は、第１補正信号Ｇ’ｎ−１と第２映像信号Ｇｎとに基づいて第３補正信号Ｇ”ｎ−１を出力する。

図３に示したように、データ処理部１００（図２参照）は、外部からｎ番目のフレームの第２映像信号Ｇｎを受信し、メモリ１１０（図２参照）に記憶されたｎ−１番目のフレームの第１補正信号Ｇ’ｎ−１を読み出す（Ｓ２１０）。

データ処理部１００は、第１補正部１２０（図２参照）で第２映像信号Ｇｎと前記第１補正信号Ｇ’ｎ−１との差の値を、あらかじめ設定された第１基準値Ｖ１と比較する（Ｓ２２０）。比較の結果、第２映像信号Ｇｎと第１補正信号Ｇ’ｎ−１との差の値が第１基準値Ｖ１より大きい場合、第２映像信号Ｇｎにあらかじめ設定された第１補正値αを加えて第２補正信号Ｇｎ’を生成する（Ｓ２２１）。一方、比較の結果、第２映像信号Ｇｎと前記第１補正信号Ｇ’ｎ−１との差の値が第１基準値以下の場合、第２映像信号Ｇｎと同一の第２補正信号Ｇｎ’を生成する（Ｓ２２２）。

次に、生成された第２補正信号Ｇｎ’は、メモリ１１０に記憶される（Ｓ２３０）。第２補正信号Ｇｎ’は現在のフレームの次のフレーム（ｎ＋１番目のフレーム）で第１補正部１２０によって読み出される。

一方、データ処理部１００は第２補正部１３０（図２参照）で第１補正信号Ｇ’ｎ−１とあらかじめ設定された第２基準値Ｖ２とを比較し（Ｓ２４１）、その結果に応じて、第２映像信号Ｇｎとあらかじめ設定された第３基準値Ｖ３とを比較する（Ｓ２４２）。第１補正信号Ｇ’ｎ−１が第２基準値Ｖ２より小さく、第２映像信号Ｇｎが前記第３基準値Ｖ３より大きい場合、第１補正信号Ｇ’ｎ−１より第２補正値βだけ大きい第３補正信号Ｇ”ｎ−１を生成する（Ｓ２５１）。一方、比較の結果、第１補正信号Ｇ’ｎ−１が第２基準値Ｖ２の以上であるか、または第２映像信号Ｇｎが第３基準値Ｖ３の以下であれば、第１補正信号Ｇ’ｎ−１と同一の第３補正信号Ｇ”ｎ−１を生成する（Ｓ２５２）。

次に、生成された第３補正信号Ｇ”ｎ−１は、データ処理部１００から出力され、データ駆動部５００（図１参照）に送信される（Ｓ２６０）。

図４は、図２に示したデータ処理部の入力信号と補正信号とを示したグラフである。なお、図４において、ｘ軸はフレームであり、ｙ軸は電圧Ｖである。図４に示した第１グラフＧ１はデータ処理部１００（図２参照）に入力される映像信号を示し、第２グラフＧ２はデータ処理部２００によって映像信号から補正された補正信号を示す。

図４の第１グラフＧ１に示したように、入力信号は、ｎ−２番目及びｎ−１番目のフレームで１Ｖに維持され、ｎ番目〜ｎ＋３番目のフレームで５Ｖに維持される。ここで、電圧Ｖは絶対値として表示される。

第２グラフＧ２に示したように、第１補正部１２０（図２参照）は、ｎ−１番目のフレームの第１補正信号（ｎ−１番目のフレームの第１入力信号と同様であると仮定する場合、１Ｖを有する）と、ｎ番目のフレームの第２入力信号の５Ｖとの差に応じてｎ番目のフレームの第２補正信号の６Ｖを生成する。第１補正信号の１Ｖと第２入力信号の５Ｖとの差の値である４Ｖは、あらかじめ設定された第１基準値（例えば、３．５Ｖ）より大きい。したがって、第１補正部１２０は、第２入力信号の５Ｖよりあらかじめ設定された第１補正値の１Ｖだけ増加した６Ｖの電圧を有する第２補正信号を生成する。

また、第２補正部１３０（図２参照）は、ｎ−１番目のフレームの第１補正信号（ｎ−１番目のフレームの第１入力信号と同様であると仮定する場合、１Ｖを有する）とｎ番目のフレームの第２入力信号の５Ｖとに基づいてｎ−１番目のフレームの第３補正信号１．５Ｖを生成する。

第１補正信号の１Ｖは、あらかじめ設定された第２基準値１．５Ｖより小さく、第２入力信号５Ｖはあらかじめ設定された第３基準値４．５Ｖより大きい。したがって、第２補正部１３０は、第１補正信号１Ｖよりあらかじめ設定された第２補正値の０．５Ｖだけ増加した第３補正信号の１．５Ｖを出力する。

このように、ｎ−１番目のフレームにおいて、第３補正信号の１．５Ｖを画素に印加して液晶をプレチルトさせ、次に、ｎ番目のフレームにおいて、目標電圧より高い第２補償信号の６Ｖを印加することによって、液晶キャパシタＣ_ＬＣの電圧が目標電圧に迅速に到逹することができ、結果的に液晶の応答速度が向上する。

また、データ処理部１００は、フレームデータ毎の補正された値である補正信号を記憶するフレームメモリのみを要するので、タイミングコントローラ６００（図１参照）の内部に具備されるメモリの個数を全体的に減少させることができる。

以上、本発明は、図面に図示された実施形態を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できる。したがって、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって決定されなければならない。

本発明は、表示装置のデータ処理に関する技術分野に有用である。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るデータ処理部の概略構成を示すブロック図である。図２に示したデータ処理部の動作過程を示したフローチャートである。図２に示したデータ処理部の入力信号と補正信号とを示したグラフである。

符号の説明

１００データ処理部、
１１０メモリ、
１２０第１補正部、
１３０第２補正部、
３００表示部、
４００ゲート駆動部、
５００データ駆動部、
６００タイミングコントローラ、
８００階調電圧発生部、
１０００液晶表示装置。

Claims

液晶表示装置において、映像を表示する表示部を駆動するためのフレームデータを補正して、当該フレームデータよりも高い電圧のデータを出力すると共に、当該表示部の液晶をプレチルトするためのデータを出力するデータ処理装置であって、
第１フレームデータに基づいて補正された、当該第１フレームに関する補正データである第１補正データを出力するメモリと、
前記第１補正データと第２フレームデータとに基づいて、当該第２フレームに関する補正データである第２補正データを生成し、当該第２補正データを前記メモリに記憶する第１補正部と、
前記第２フレームデータと前記第１補正データとに基づいて、前記第１フレームに関する補正データである第３補正データを生成する第２補正部と、
を含み、
前記第２補正部は、
前記第１補正データがあらかじめ設定された第２基準値より小さく、前記第２フレームデータがあらかじめ設定された第３基準値より大きい場合、前記第１補正データにあらかじめ設定された補正値を加えた前記第３補正データを生成し、
前記第１補正データが前記第２基準値以上、または、前記第２フレームデータが前記第３基準値以下の場合、前記第１補正データと同一の前記第３補正データを生成することを特徴とするデータ処理装置。
前記第１補正部は、前記第１補正データが前記第２フレームデータより小さい場合、前記第２フレームデータより大きい値を有する前記第２補正データを生成することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
前記第１補正部は、前記第１補正データと前記第２フレームデータとの差の値があらかじめ設定された第１基準値の以下の場合、前記第２補正データは前記第２フレームデータと同一の値を有する一方、前記第１基準値より大きい場合、前記第２フレームデータよりあらかじめ設定された第１補正値だけ増加した前記第２補正データを生成することを特徴とする請求項２に記載のデータ処理装置。
前記第１フレームデータ及び第２フレームデータは、連続した第１フレーム及び第２フレームに対応する映像データであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
前記メモリは、１フレームに対応する記憶領域を有するフレームメモリであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
液晶表示装置において、映像を表示する表示部を駆動するためのフレームデータを補正して、当該フレームデータよりも高い電圧のデータを出力すると共に、当該表示部の液晶をプレチルトするためのデータを出力するデータ処理装置の駆動方法であって、
第１フレームデータに基づいて補正された、当該第１フレームの補正データである第１補正データを読み出して、第２フレームデータを受信する段階と、
前記第２フレームデータと前記第１補正データに基づいた、当該第２フレームの補正データである第２補正データを生成する段階と、
生成された前記第２補正データを記憶する段階と、
前記第２フレームデータと前記第１補正データとに基づいて、前記第１フレームの補正データである第３補正データを生成する段階と、
を含み、
前記第３補正データを生成する段階は、
前記第１補正データとあらかじめ設定された第２基準値とを比較し、前記第２フレームデータとあらかじめ設定された第３基準値とを比較する段階と、
前記第１補正データが前記基準値より小さく、前記第２フレームデータが前記第３基準値より大きい場合、前記第１補正データにあらかじめ設定された補正値を加えて前記第３補正データを生成し、前記第１補正データが前記第２基準値の以上、または、前記第２フレームデータが前記第３基準値の以下の場合、前記第１補正データと同一の前記第３補正データを生成する段階と、を含むことを特徴とするデータ処理装置の駆動方法。
前記第２補正データを生成する段階は、
第１補正データと前記第２フレームデータとの差の値と、あらかじめ設定された第１基準値とを比較する段階と、
前記第１補正データと前記第２フレームデータとの差の値が前記第１基準値の以下の場合、前記第２フレームデータと同一の値を有する前記第２補正データを生成し、前記第１補正データと前記第２フレームデータとの差の値が前記第１基準値より大きい場合、前記第２フレームデータよりあらかじめ設定された第１補正値だけ増加した前記第２補正データを生成することを特徴とする請求項６に記載のデータ処理装置の駆動方法。
前記第１フレームデータ及び第２フレームデータは、連続した第１フレーム及び第２フレームに対応する映像データであることを特徴とする請求項６または７に記載のデータ処理装置の駆動方法。