JP5639751B2 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関するものである。
一般的に、液晶表示装置は、画素電極が具備された第1表示板、共通電極が具備された第2表示板、第1表示板と第2表示板との間に注入された誘電率異方性(dielectric anisotropy)を有する液晶、複数のゲートラインを駆動するゲート駆動部、データ信号を出力するデータ駆動部、およびこれらを制御するタイミングコントローラなどを含む。
このような液晶表示装置は、外部のグラフィックソースから原映像信号が入力され、原映像信号はタイミングコントローラを経て液晶パネルに伝達される。このとき、タイミングコントローラは、液晶の応答速度を向上させるために、例えばDCC(Dynamic Capacitance Compensation)および/またはACC(Adapted Color Correction)方法を利用して原映像信号を補正してもよい。
特開第2004−302460号公報
本発明が解決しようとする課題は、表示品質を向上させる液晶表示装置を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、表示品質を向上させる液晶表示装置の駆動方法を提供することである。
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は、次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による液晶表示装置は、順次に第1原映像信号ないし第3原映像信号の提供を受けて順次に第1補正映像信号ないし第3補正映像信号を出力するタイミングコントローラ、および第1補正映像信号ないし第3補正映像信号の提供を受けて映像を表示する液晶パネルを含む。タイミングコントローラは、第1原映像信号を利用して第1階調に対応する第1変換映像信号を生成して保存する。第2原映像信号は、第2階調を有し、タイミングコントローラは、第2階調が第1階調より小さいとき、第2階調より大きな第3階調に対応する第2変換映像信号を生成する。
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に記載されている。
本発明の一実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法によれば、映像信号が高階調から低階調に急減してまた増加する階調転移を含むとき、液晶の応答速度を考慮して低階調に対応する映像信号をより高い階調に対応する変換映像信号に変換することによって、現在フレームの補正映像信号の提供を受けて表示される映像の表示品質を向上させることができる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 図1に示す液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。 図3に示すタイミングコントローラの動作を説明するための図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。 図5に示すタイミングコントローラの動作を説明するための図である。 図5に示す第2信号変換部の動作を説明するための例示的なグラフである。 本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。 図8に示すタイミングコントローラの動作を説明するための図である。 図9に示す第1信号補償部に適用できる例示的なルックアップテーブルである。 本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 図11に示す液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。 本発明のまさらに他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。
本発明の利点、特徴、およびそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述される実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されることが可能である。本実施形態は、単に本発明の開示が完全になるように、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に対して発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によってのみ定義される。なお、明細書全体にかけて、同一の参照符号は同一の構成要素を指すものとする。
一つの素子(elements)が、他の素子と「接続された(connected to)」または「カップリングされた(coupled to)」と参照されるときは、他の素子と直接接続またはカップリングされた場合、あるいは中間に他の素子を介在させた場合のすべてを含む。これに対し、一つの素子が異なる素子と「直接接続された(directly connected to)」または「直接カップリングされた(directly coupled to)」と参照されるときは、間に他の素子を介在させないことを表わす。明細書全体にかけて、同一の参照符号は、同一の構成要素を参照する。「および/または」は、言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組合せを含む。
第1、第2等が、多様な素子、構成要素および/またはセクションを説明するために使用される。しかしながら、これら素子、構成要素および/またはセクションは、これらの用語によって制限されないことはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素、またはセクションを他の素子、構成要素、またはセクションと区別するために使用されるものである。したがって、以下で言及される第1素子、第1構成要素、または第1セクションは、本発明の技術的思想内で第2素子、第2構成要素、または第2セクションであり得る。
本明細書で使用された用語は、実施形態を説明するためであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において単数形は、文言で特別に言及しない限り、複数形をも含む。明細書で使用される「含む」は、言及した構成要素、段階、動作、および/または素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作、および/または素子の存在または追加を排除しない。
以下、本発明の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。
先ず、図1〜図4を参照して本発明の一実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。図2は、図1の液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。図3は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。図4は、図3のタイミングコントローラの動作を説明するための図である。
図1を参照すると、液晶表示装置10は、液晶パネル100、ゲート駆動部300、データ駆動部400、およびタイミングコントローラ200を含む。
液晶パネル100は、複数の表示信号線(G1〜Gn、D1〜Dm)と、これらに接続されてマトリックス形状で配列された複数の画素(PX)と、を含む。ここで、図2を参照すると、液晶パネル100は、互いに対向する第1表示板110、第2表示板120および2つ表示板の間に入っている液晶150を含む。
表示信号線(G1〜Gn、D1〜Dm)は、ゲート信号を伝達する複数のゲート線(G1〜Gn)とデータ信号を伝達する複数のデータ線(D1〜Dm)とを含む。ゲート線(G1〜Gn)は、略行方向に延長されて互いに略平行であり、データ線(D1〜Dm)は略列方向に延長されて互いにほぼ平行である。
図2を参照すると、第1表示板110の画素電極(PE)と対向するように第2表示板120の共通電極(CE)の一部領域にカラーフィルタ(CF)が形成されてもよい。各画素、例えばi番目(i=1〜n)のゲート線(Gi)とj番目(j=1〜m)のデータ線(Dj)とに接続された画素は、信号線(Gi、Dj)に接続されたスイッチング素子(Q)とこれに接続された液晶キャパシタ(liquid crystal capacitor)(Clc)とストレージキャパシタ(storage capacitor)(Cst)とを含んでもよい。
再び図1を参照すると、タイミングコントローラ200は、外部のグラフィック制御器(図示せず)から原映像信号(DATn)および原映像信号(DATn)の表示を制御する外部クロック信号を受信する。ここで、原映像信号(DATn)は、R、G、B信号を含んでもよく、外部クロック信号は、データイネーブル信号(DE)、垂直同期信号(Vsync)、水平同期信号(Hsync)およびメインクロック信号(Mclk)などを含んでもよい。データイネーブル信号(DE)は、原映像信号(DATn)が入力される期間の間ハイレベルを維持してグラフィック制御器(図示せず)から提供される信号が原映像信号(DATn)であることを知らせる信号であり、垂直同期信号(Vsync)は、一フレームの開始を知らせる信号であり、水平同期信号(Hsync)は、ゲートラインを区別する信号であり、メインクロック信号(Mclk)は、液晶表示装置10の動作に必要な他の信号の同期になるクロック信号である。
タイミングコントローラ200は、外部クロック信号に基づいてゲート制御信号(CONT1)とデータ制御信号(CONT2)とを生成して、ゲート制御信号(CONT1)をゲート駆動部300に、データ制御信号(CONT2)をデータ駆動部400に送る。
また、タイミングコントローラ200は、原映像信号(DATn)の提供を受けて原映像信号(DATn)を補正した補正映像信号(DATn’)を出力する。タイミングコントローラ200は、順次に第1原映像信号〜第3原映像信号の提供を受けて、順次に第1補正映像信号〜第3補正映像信号を出力する。タイミングコントローラ200は、第1原映像信号を利用して第1階調に対応する第1変換映像信号を生成して保存し、第2原映像信号に対応する第2階調が第1階調より低いとき、第2原映像信号を利用して第2階調より高い第3階調に対応する第2変換映像信号を生成し、第2変換映像信号と第3原映像信号とを利用して第3補正映像信号を生成して出力する。第1変換映像信号、第2変換映像信号および第3補正映像信号を生成することについては、図3および図4を参照して後述する。
ゲート駆動部300は、タイミングコントローラ200からゲート制御信号(CONT1)の提供を受けて、ゲート信号をゲート線(G1〜Gn)に順次に印加する。このとき、ゲート制御信号(CONT1)は、ゲート駆動部300の動作を制御するための信号であり、ゲート駆動部300の動作を開始する垂直開始信号(STV)、ゲートオン電圧の出力時期を決定するゲートクロック信号(CPV)およびゲートオン電圧のパルス幅を決定する出力イネーブル信号(OE)などを含んでもよい。ここで、ゲート信号はゲートオン/オフ電圧生成部(図示せず)から提供されたゲートオン電圧(Von)とゲートオフ電圧(Voff)との組合せから成る。
データ駆動部400は、タイミングコントローラ200からデータ制御信号(CONT2)および補正映像信号(DATn’)の提供を受けて、映像データ電圧をデータ線(D1〜Dm)に印加する。データ制御信号(CONT2)は、データ駆動部400の動作を制御する信号であって、データ駆動部400の動作を開始する水平開始信号(STH)、データ電圧の出力を指示する出力指示信号(TP)などを含んでもよい。映像データ電圧は、階調電圧生成部500から提供される階調電圧を利用して補正映像信号(DATn’)に対応する階調電圧であってもよい。
階調電圧生成部500は、駆動電圧が印加されるノードとグラウンドとの間に直列で接続された複数の抵抗を含み、駆動電圧の電圧レベルを分配して複数の階調電圧を生成することができる。階調電圧生成部500の内部回路はこれに限定されず、多様に実現することができる。
図3および図4を参照して本発明の一実施形態による液晶表示装置10のタイミングコントローラ200の動作を調べる。
図3を参照すると、タイミングコントローラ200は、信号変換部210、メモリ220、信号補正部230を含んでもよい。
前述したように、タイミングコントローラ200は、順次に第1原映像信号〜第3原映像信号の提供を受けて、順次に第1補正映像信号〜第3補正映像信号を出力し、第1原映像信号を利用して第1階調に対応する第1変換映像信号を生成して保存し、第2原映像信号に対応する第2階調が第1階調より小さいとき、第2原映像信号を利用して第2階調より大きな第3階調に対応する第2変換映像信号を生成し、第2変換映像信号と第3原映像信号とを利用して第3補正映像信号を生成して出力する。
このとき、第1原映像信号〜第3原映像信号は、連続する第1フレーム〜第3フレームの間に液晶パネル100に表示される映像に各々対応する信号である。例えば、第3原映像信号を現在フレームの原映像信号(DATn)とする場合、第2原映像信号は直前フレームの原映像信号(DATn−1)を、第1原映像信号は直前フレームの前のフレームの原映像信号(DATn−2)を意味する。
信号補正部230は、図面に示すように、現在フレームの原映像信号(DATn)と直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)とを利用して、現在フレームの原映像信号(DATn)を補正して補正映像信号(DATn’)を出力する。このとき、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)は、メモリ220から提供される。補正映像信号(DATn’)は液晶パネル100に伝送されて、補正映像信号(DATn’)に対応する映像が液晶パネル100上に表示される。例えば、信号補正部230は、液晶パネル100に含まれた液晶の応答速度を向上させるためのDCC(Dynamic Capacitance Compensation)補正を行ってもよい。さらに、信号補正部230は、現在フレームの原映像信号に対応する階調と直前フレームの変換映像信号に対応する階調との組み合わせに対応する階調値を複数含むルックアップテーブルを含んでもよい。例えば、現在フレームの原映像信号(DATn)がa階調に対応し、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)がb階調に対応するとき、信号補正部230は、ルックアップテーブルを参照して現在フレームの映像信号に対応する複数の階調のうちa階調に対応する階調と直前フレームの映像信号に対応する複数の階調のうちb階調に対応する階調との組み合わせに対応する階調値を現在フレームの補正映像信号(DATn’)に対応する階調として決定してもよい。ルックアップテーブルに保存される階調値および、現在フレームと直前フレームとの映像信号に対応する複数の階調などは一つの例示的なものに過ぎず、液晶表示装置の使用目的などによって多様な方式で変更して適用できる。
信号変換部210は、現在フレームの原映像信号(DATn)の入力受けて、現在フレームの原映像信号(DATn)を変換して現在フレームの変換映像信号(tDATn)を出力する。信号変換部210は、外部から提供された現在フレームの原映像信号(DATn)とメモリ220から提供された直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)とを利用して、現在フレームの原映像信号(DATn)を変換映像信号(tDATn)に変換して出力する。信号変換部210で生成された現在フレームの変換映像信号(tDATn)は、メモリ220に提供されて、例えば、一フレームの間、メモリ220に保存されて信号変換部210に提供されてもよい。
従って、信号変換部210は、順次に提供される第1原映像信号〜第3原映像信号に対し、第1原映像信号の提供を受けて第1原映像信号に対応する第1変換映像信号を生成して保存し、第2原映像信号の提供を受けて第1変換映像信号と第2原映像信号とを利用して第2変換映像信号を生成して保存し、第3原映像信号の提供を受けて第2変換映像信号と第3原映像信号とを利用して第3補正映像信号を生成する。
このとき、信号変換部210は、タイミングコントローラ200に提供される原映像信号のうち一部のみを変換映像信号に変換してもよい。例えば、現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する第2階調が直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する第1階調より小さいとき、現在フレームの原映像信号(DATn)を変換映像信号(tDATn)に変換してもよい。信号変換部210は、現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する第2階調が基準階調より小さく、直前フレームの原映像信号に対応する第1階調が基準階調より大きいとき、現在フレームの原映像信号(DATn)を変換映像信号(tDATn)に変換してもよい。
すなわち、原映像信号が高階調から低階調に急減するとき、信号補正部230が直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)を利用して現在フレームの原映像信号(DATn)を補正するようにすることによって、直前フレームの原映像信号を利用して現在フレームの原映像信号(DATn)を補正する場合よりも表示品質を向上させることができる。
信号変換部210は、例えば、ルックアップテーブル(図示せず)を利用して現在フレームの変換映像信号(tDATn)を生成してもよい。
ルックアップテーブルは、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)と現在フレームの原映像信号(DATn)との組み合わせに対応する複数の階調値を含んでもよい。ルックアップテーブルの各階調値は、直前フレームで変換映像信号(tDATn−1)に対応する映像を表示している液晶パネル100に現在フレームの原映像信号(DATn)を印加し、一フレームの時間の間に液晶パネル100が到達した階調値を測定した実験値であってもよい。ルックアップテーブルは、液晶表示装置の仕様によって多様に変更された階調値を含んでもよい。したがって、信号変換部210は、ルックアップテーブルを参照して直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)と現在フレームの原映像信号(DATn)との組み合わせに対応する階調値を現在フレームの変換映像信号(tDATn)として出力する。
メモリ220は、信号変換部210から提供された現在フレームの変換映像信号(tDATn)を、例えば、一フレームの間保存して直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)として信号変換部210および信号補正部230に出力する。すなわち、メモリ220に保存された直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)は、直前フレームの前のフレームの変換映像信号と直前フレームの原映像信号とを利用して生成された信号であって、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)は、直前フレームの前のフレームの変換映像信号に対する情報を含んでいると言える。したがって、本発明の実施形態による液晶表示装置は、メモリ220に直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)を保存することによって、一フレームの映像信号に対応するメモリ容量で、三つのフレームに該当する映像信号を考慮して現在の映像信号を補正することができる。
図4を参照してタイミングコントローラ200の動作についてさらに詳しく述べる。説明の便宜のために、原映像信号を各々第1原映像信号〜第3原映像信号(DAT1、DAT2、DAT3)は、連続する第1フレーム〜第3フレームに対応するとみなし、各フレーム単位で説明する。また、図面では第1フレーム〜第3フレームで示すが、第1フレーム〜第3フレームより先行するフレームおよび後行するフレームに対する原映像信号が連続的に提供されることは明らかである。
第3フレームで、信号補正部230は、第3原映像信号(DAT3)を利用して第3補正映像信号(DAT3’)を生成する。第3補正映像信号(DAT3’)は、第2変換映像信号(tDAT2)と第3原映像信号(DAT3)とを利用して生成される。前述したように、第3補正映像信号(DAT3’)を生成するには、第2変換映像信号(tDAT2)と第3原映像信号(DAT3)との組み合わせに対応する複数の階調値を含むルックアップテーブルを参照してもよく、各階調値は第2変換映像信号(tDAT2)と第3原映像信号(DAT3)との組み合わせに対応するDCC補正値であってもよい。しかし、本発明はこれに限定されない。
第2フレームで信号変換部210は、第2原映像信号(DAT2)を利用して第2変換映像信号(tDAT2)を生成する。第2変換映像信号(tDAT2)は、メモリ220に既に保存されていた第1変換映像信号(tDAT1)と第2原映像信号(DAT2)とを利用して生成される。前述したように、信号変換部210は、第1変換映像信号(tDAT1)と第2原映像信号(DAT2)との組み合わせに対応する複数の階調値を含むルックアップテーブルを参照してもよい。
第2原映像信号(DAT2)に対応する第2階調(G2)は、第1変換映像信号(tDAT1)の第1階調(G1)より小さい。すなわち、第2原映像信号(DAT2)の第2階調(G2)が第1階調(G1)より小さいとき、第2原映像信号(DAT2)を利用して第3階調(G3)に対応する第2変換映像信号(tDAT2)を生成する。このとき、第3階調(G3)は第2階調(G2)より大きい。また、第3階調(G3)は、第3原映像信号(DAT3)に対応する第4階調(G4)より小さくてもよい。
さらに、任意の基準階調(Gref)に対して、第1階調(G1)は基準階調(Gref)より大きく、第2階調(G2)は基準階調(Gref)より小さくてもよい。すなわち、第1階調(G1)は高階調であり、第2階調(G2)は低階調であってもよい。また、第3原映像信号(DAT3)に対応する第4階調(G4)は、第2階調(G2)より大きくてもよい。したがって、図面に示すように、映像信号が高階調から低階調に急減してまた上昇する階調変化を含むとき、第2原映像信号(DAT2)に対応する第2階調(G2)をより高い第3階調(G3)に変換することによって、液晶パネル100に表示される映像の表示品質を向上させることができる。
特に、本発明の実施形態による液晶表示装置は、第2原映像信号(DAT2)が第1変換映像信号(tDAT1)より小さい階調に対応するとき、例えば、高階調である第1変換映像信号(tDAT1)から低階調である第2原映像信号(DAT2)に移るとき、ルックアップテーブルを利用して第2原映像信号(DAT2)に対応する第2変換映像信号(tDAT2)を生成してメモリ220に保存し、第3原映像信号(DAT3)の提供を受けて、第2変換映像信号(tDAT2)と第3原映像信号(DAT3)とを利用して第3補正映像信号(DAT3’)を生成して、第3補正映像信号(DAT3’)に対応する映像を液晶パネル100に表示してもよい。
本発明の一実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法によれば、映像信号が高階調から低階調に急減してまた増加する階調転移を含むとき、液晶の応答速度を考慮して低階調に該当する映像信号をより高い階調に対応する変換映像信号に変換することによって、現在フレームの補正映像信号の提供を受けて表示される映像の表示品質を向上させることができる。
以下、図5〜図7を参照して本発明の他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図5は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。図6は、図5のタイミングコントローラの動作を説明するための図である。図7は、図5の第2信号変換部の動作を説明するための例示的なグラフである。本発明の他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法は、信号補償部をさらに含むという点で前述の本発明の一実施形態による液晶表示装置と区別される。前述した実施形態と実質的に同一の構成要素に対する詳細な説明は省略する。
図5および図6を参照すると、本発明の他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラ201は、信号変換部211、メモリ220、信号補償部241、および信号補正部231を含む。
信号変換部211は、ルックアップテーブルを参照して外部から提供された現在フレームの原映像信号(DATn)と、メモリ220から提供された直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)との組み合わせに対応する階調値を利用して、現在フレームの変換映像信号(tDATn)を生成する。生成された現在フレームの変換映像信号(tDATn)は、一フレームの間メモリ220に保存されて、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)として信号変換部211および信号補償部241に伝送される。
信号変換部211は、現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する第2階調(G2)が直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する第1階調(G1)より小さいとき、現在フレームの原映像信号(DATn)を第2階調(G2)より大きな第3階調(G3)に対応する変換映像信号(tDATn)に変換する。このとき、信号変換部211は、現在フレームの原映像信号(DATn)が変換されたことを知らせる信号、例えば、変換フラッグ信号(FLAG)を信号補償部241に送信して、信号補償部241は、現在フレームの原映像信号(DATn)が変換されているかどうかよって信号を補償するかどうかを決定してもよい。変換フラッグ信号(FLAG)は、第2原映像信号(DAT2)が第2変換映像信号(tDAT2)に変換されたとき、オン(ON)の状態で伝送されてもよい。
信号補償部241は、変換フラッグ信号(FLAG)に応答して、メモリ220から直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)の提供を受けて、現在フレームの原映像信号(DATn)を参照して直前フレームの補償映像信号(ttDATn−1)を生成する。現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する第4階調(G4)が直前フレームの補償映像信号(ttDATn−1)に対応する第3階調(G3)より小さいとき、信号補償部241は、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)を利用して、第3階調(G3)より小さい第5階調(G5)に対応する直前フレームの補償映像信号(ttDATn−1)を生成する。
すなわち、図6に示すように、第1階調(G1)の第1変換映像信号(tDAT1)および第2階調(G2)の第2原映像信号(DAT2)によって、第2原映像信号(DAT2)は第3階調(G3)の第2変換映像信号(tDAT2)に変換される。その後、例えば第4階調(G4)の第3原映像信号(DAT3)に基づいて第2変換映像信号(tDAT2)を補償することにより、第5階調(G5)の補償映像信号(ttDAT2)が生成され、第5階調(G5)の補償映像信号(ttDAT2)を利用して第3原映像信号(DAT3)を補正し、第3補正映像信号(DAT3’)を生成する。
第4階調(G4)に基づいて直前フレームの変換映像信号(tDAT2)を補償して、直前フレームの補償映像信号(ttDAT2)を生成することは、例えば、任意の基準階調を基準として、第4階調(G4)が基準階調(Gref)より大きい場合と、第4階調(G4)が基準階調(Gref)より小さい場合とに対して互いに異なる補償法を適用してもよい。
図7に示すように、第3原映像信号(DAT3)の第4階調(G4)を参照して2つ以上の補償式のうち何れか一つを選択的に適用して補償映像信号(ttDAT2)を生成してもよい。図7は、第4階調(G4)に対応する第3原映像信号(DAT3)と第3階調(G3)に対応する第2変換映像信号(tDAT2)とに対する補償映像信号(ttDAT2)として適する第5階調(G5)を実験的に求めた例示的なグラフである。凡例に表示した「255−0、16、32−」は「第1階調−第3階調−」を意味する。すなわち、第1階調(G1)が255であり、第3階調(G3)が0、16、および32であるとき、第4階調(G4)によって変わる第5階調(G5)に対する実験値をグラフで示すものである。さらに説明すると、各々の折れ線グラフは0〜255階調のうち16個の階調段階に対するすべての組み合わせを意味し、各組み合わせに対して第3原映像信号(DAT3)の第4階調(G4)が変わることによって補償される第5階調(G5)を示す。
実験対象として使用した液晶パネル100の場合、128階調を基準としてグラフの傾きが互いに異なる第1領域と第2領域とに区分することができた。図面に示すように、第1領域のグラフ(a)から傾きAを有する一次式を導出することができ、第2領域のグラフ(b)から傾きBを有する一次式を導出することができた。すなわち、128階調を基準階調とするとき、第4階調(G4)が基準階調、例えば128階調より小さく、第1領域に含まれる場合、第2変換映像信号(tDAT2)に下記補償式1を適用して補償映像信号(ttDAT2)が生成されてもよい。同様に、第4階調(G4)が基準階調、例えば128階調より大きい第2領域に含まれる場合、第2変換映像信号(tDAT2)に下記補償式2を適用して補償映像信号(ttDAT2)が生成されてもよい。補償式1および補償式2は次のとおりである。
(補償式1)
(補償式2)
基準階調の設定や補償式は、液晶パネルの仕様によって多様に変形して適用することができ、前述したのは一つの実施形態に他ならない。
従って、本発明の他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法によれば、液晶の応答特性を考慮して映像信号が高階調から低階調に急減してまた増加する階調転移を含むとき、第2原映像信号が変換された第2変換映像信号を補償することによって、第3原映像信号を、補償映像信号を利用して補正することができる。したがって、現在フレームの補正映像信号の提供を受けて表示される映像の表示品質を向上させることができる。
以下、図8〜図10を参照して本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図8は、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。図9は、図8のタイミングコントローラの動作を説明するための図である。図10は、図9の第1信号補償部に適用できる例示的なルックアップテーブルである。
本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法は、補償映像信号に対応する階調および第3原映像信号に対応する階調によって、第3補正映像信号を再度補正するという点で前述した実施形態と区別される。以下ではこのような区別点を中心に説明し、前述したものと実質的に同一の構成要素については省略または簡略に説明する。
図8および図9を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラ202は、信号変換部211、メモリ220、信号補償部242、および信号補正部232を含む。
信号変換部211は、ルックアップテーブルを参照して外部から提供された現在フレームの原映像信号(DATn)とメモリ220から提供された直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)との組み合わせに対応する階調値を利用して現在フレームの変換映像信号(tDATn)を生成する。生成された現在フレームの変換映像信号(tDATn)は、一フレームの間メモリ220に保存されて、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)として信号変換部211および信号補償部242に伝送される。
信号変換部211は、現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する階調が、直前フレームの原映像信号(DATn−1)に対応する階調より小さく、直前フレームの原映像信号(DATn−1)に対応する階調との差が第1基準値より大きく、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する階調との差が第2基準値より大きいとき、変換フラッグ信号(FLAG)を信号補償部242および信号補正部232に送信する。
信号補償部242は、第1信号補償部245と第2信号補償部246とを含んでもよい。
第1信号補償部245は、メモリ220から直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)の提供を受けて、初期補償映像信号(ttDATn−1)を生成する。第1信号補償部245は、生成された初期補償映像信号(ttDATn−1)を第2信号補償部246に送信する。例えば、第1信号補償部245は、図10に示すルックアップテーブルを利用して初期補償映像信号(ttDATn−1)を生成してもよい。
第2信号補償部246は、変換フラッグ信号(FLAG)および現在フレームの原映像信号(DATn)に基づいて、初期補償映像信号(ttDATn−1)を利用して再補償映像信号(sttDATn−1)を生成する。第2信号補償部246は、変換フラッグ信号(FLAG)の提供を受けて、変換フラッグ信号(FLAG)が第1レベル、例えばON信号であり、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する階調と現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する階調との差が基準値より小さいとき、再補償映像信号(sttDATn−1)を生成する。
前述したように、第2信号補償部246に提供された初期補償映像信号(ttDATn−1)は、メモリ220に一フレームの間保存されて第1信号補償部245に提供されたものであって、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する。したがって、第2信号補償部246に提供される変換フラッグ信号(FLAG)も、直前フレームに対応する信号である。
従って、第2信号補償部246は、変換フラッグ信号(FLAG)が第1レベルであるとき、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する階調より現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する階調が低く、現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する階調が基準階調より小さい場合、初期補償映像信号(ttDATn−1)を利用して再補償映像信号(sttDATn−1)を生成する。第2信号補償部246は、生成された再補償映像信号(sttDATn−1)を第1信号補正部235に提供する。
ここで、初期補償映像信号(ttDATn−1)を利用して再補償映像信号(sttDATn−1)を生成するには、次の補償式3を適用することができる。
(補償式3)
(ただし、0≦C≦1)
信号補正部232は、第1信号補正部235と第2信号補正部236とを含んでもよい。
第1信号補正部235は、直前フレームの再補償映像信号(sttDATn−1)の提供を受けて、現在フレームの原映像信号(DATn)を利用して現在フレームの初期補正映像信号(aDATn)を生成する。第1信号補正部235は、初期補正映像信号(aDATn)を第2信号補正部236に送信する。
第2信号補正部236は、変換フラッグ信号(FLAG)および現在フレームの原映像信号(DATn)に基づいて、初期補正映像信号(aDATn)を利用して再補正映像信号(DATn’)を生成する。第2信号補正部236は、変換フラッグ信号(FLAG)の提供を受けて、変換フラッグ信号(FLAG)が第1レベル、例えばON信号であり、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する階調より現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する階調が低いとき、再補正映像信号(DATn’)を生成する。
ここで、初期補正映像信号(aDATn)を利用して再補正映像信号(DATn’)を生成するには、下記補正式4を適用することができる。
(補償式4)
(ただし、0≦ D≦1)
図面に示すように、第2信号補正部236は、第2信号補償部246から再補償映像信号(sttDATn−1)の提供を受けて、再補償映像信号(sttDATn−1)および初期補正映像信号(aDATn)を利用して再補正映像信号(DATn’)を生成する。第2信号補正部236は、変換フラッグ信号(FLAG)が第1レベル、すなわちON信号であり、直前フレームの変換映像信号(tDATn−1)に対応する階調より現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する階調が低く、現在フレームの原映像信号(DATn)に対応する階調が基準階調より小さいとき、再補正映像信号(DATn’)を生成する。
図9に示すように、第1原映像信号〜第4原映像信号(DAT1〜DAT4)は連続する第1フレーム〜第4フレームに対応し、第2原映像信号〜第4原映像信号(DAT2〜DAT4)は各々第2階調(G2)、第4階調(G4)、および第10階調(G10)に対応する。このとき、第2階調(G2)が第1階調(G1)より小さく、第1階調(G1)との差が第1基準値より大きい場合、信号変換部211は、第2階調(G2)に対応する第2原映像信号(DAT2)を利用して、第2階調(G2)に対応する第2変換映像信号(tDAT2)を生成する。このとき、信号変換部211は、第1レベルの変換フラッグ信号(FLAG)を信号補償部242および信号補正部232に提供する。図面では、第2階調(G2)、第4階調(G4)、および第10階調(G10)が互いに同一の場合を図示しているが、互いに異なる階調であってもよい。ただし、第3原映像信号(DAT3)に対応する第4階調(G4)は、基準階調より小さいことが好ましい。
第1信号補償部245は、前述した実施形態の信号補償部(図5の241参照)と実質的に同一に動作する。すなわち、第4階調(G4)に対応する第3原映像信号(DAT3)に基づいて、第3階調(G3)の第2変換映像信号(tDAT2)を利用して第5階調(G5)の補償映像信号(ttDAT2)を生成する。
第2原映像信号(DAT2)に対応する第5階調(G5)の補償映像信号(ttDAT2)を利用して、第1信号補正部235は、第4階調(G4)に対応する第3原映像信号(DAT3)を第6階調(G6)に対応する初期補正映像信号(aDAT3)に補正する。第2信号補正部236は、変換フラッグ信号(FLAG)の信号レベルおよび第5階調(G5)の補償映像信号(ttDAT2)と第4階調(G4)の第3原映像信号(DAT3)との間の階調差を参照して、第6階調(G6)の初期補正映像信号(aDAT3)を第7階調(G7)の再補正映像信号(DAT3’)に補正する。
図面に図示していないが、前述した第2原映像信号(DAT2)に対応する第2変換映像信号(tDAT2)の生成と同様に、第3原映像信号(DAT3)に対応する第3変換映像信号に対しても、第8階調(G8)の第3初期補償映像信号(ttDAT3)が生成される。第3初期補償映像信号(ttDAT3)に対して、変換フラッグ信号(FLAG)が第1レベルであり、第3原映像信号(DAT3)に対応する第4階調(G4)と第2変換映像信号(tDAT2)に対応する第3階調(G3)との間の差が基準値より大きいとき、第2信号補償部246は、第8階調(G8)の第3初期補償映像信号(ttDAT3)を第9階調(G9)の第3再補償映像信号(sttDAT3)に補償する。
第9階調(G9)の第3再補償映像信号(sttDAT3)は第1信号補正部235に提供されて、第10階調(G10)に対応する第4原映像信号(DAT4)を補正した第4補正映像信号(DAT4’)が生成される。場合によって、第4補正映像信号(DAT4’)は第2補正部236を経ずに液晶パネル100として出力されてもよい。
本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法によれば、第2信号補償部で再補償映像信号を生成して第2信号補正部で再補正映像信号を生成することによって液晶パネルに表示される映像がさらに安定化されて、表示品質が向上する長所がある。
以下、図11〜図13を参照して本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図11は、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置のブロック図である。図12は、図11の液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。図13は、本発明のまた他の実施形態による液晶表示装置のタイミングコントローラを説明するためのブロック図である。
本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法は、補正映像信号を第1サブ映像信号と第2サブ映像信号とに変換して出力する第2信号補正部を含むという点で前述した実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法と区別することができる。先立って説明した構成要素と実質的に同一の構成要素についての詳細な説明は省略または簡略にする。
図11を参照すると、液晶表示装置12は、液晶パネル100、ゲート駆動部300、データ駆動部400、およびタイミングコントローラ203を含む。
液晶パネル100は、複数の画素(PX)と複数のゲートライン(G1〜Gn)と、複数のデータライン(D1〜D2m)とを含む。
複数のゲートライン(G1〜Gn)にはゲート駆動部300から出力されたゲートオン/オフ電圧(Von、Voff)が印加され、複数のデータライン(D1〜D2m)にはデータ駆動部400から出力されたデータ電圧が印加される。ゲートライン(G1〜Gn)は略列方向に延長され互いにほぼ平行であり、複数のデータライン(D1〜D2m)は各画素列当たり2個ずつ具備されて略列方向に延長され互いにほぼ平行である。
図12を参照すると、一つの画素(PX)は、第1サブ画素410と第2サブ画素420とを含む。第1サブ画素410と第2サブ画素420とは、第1画素電極411および第2画素電極421が形成された第1基板130と、共通電極(CE)およびカラーフィルタ(CF)が形成された第2基板140との間に形成される。また第1データラインおよび第2データライン(Dj、Dj+1)とゲートライン(Gi)とが具備される。
一つの画素(PX)には、各々互いに異なる第1データ電圧と第2データ電圧とが印加されるが、第1データ電圧は、図8のタイミングコントローラ203が出力した第1サブ映像信号(HDATn’)に対応する電圧であり、第2データ電圧は、第2サブ映像信号(LDATn’)に対応する電圧である。ここで、第1データ電圧は第2データ電圧より大きい。
第1サブ画素410は、ゲートオン電圧にイネーブルされて第1データ電圧を提供する第1スイッチング素子(Q)と、第1データ電圧が充電される第1容量(C)とを含む。第2サブ画素420は、ゲートオン電圧にイネーブルされて第2データ電圧を提供する第2スイッチング素子(Q)と、第2データ電圧が充電される第2キャパシタ(C)とを含む。
ここで、第1画素電極411と第2画素電極421との形状は、図12に示すものに限定されず多様に形成されてもよい。
再び図11を参照すると、タイミングコントローラ203は、原映像信号(DATn)の入力を受けて第1サブ映像信号(HDATn’)と第2サブ映像信号(LDATn’)とを出力する。このとき、第1サブ映像信号(HDATn’)と第2サブ映像信号(LDATn’)とは、原映像信号(DATn)に対応する補正映像信号(DATn’)を補正して出力された信号であってもよい。このようなタイミングコントローラ203についてさらに詳細に調べる。
図13を参照すると、タイミングコントローラ203は、信号変換部211、信号補償部243、メモリ220、DCC補正部233、およびACC補正部253を含んでもよい。本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置12の信号変換部211、信号補償部243、メモリ220、およびDCC補正部233は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置と実質的に同一である。以下では、説明の便宜のために、ACC補正部253を中心に説明して、実質的に同一の構成要素については省略または簡略に説明する。
ACC補正部253は、DCC補正部233から現在フレームの補正映像信号(DATn’)の提供を受けて、補正映像信号(DATn’)を補正映像信号(DATn’)の階調より高い階調に対応する第1サブ映像信号(HDATn’)と、補正映像信号(DATn’)の階調より低い階調に対応する第2サブ映像信号(LDATn’)とに変換する。このとき、ACC補正部253は、色特性を向上させるためのACC(Adapted Color Correction)補正を行う。
本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法によれば、液晶の応答速度を考慮して映像信号に対応する階調を補正することによって、液晶パネルの表示品質をさらに向上させることができる。また、補正映像信号を第1サブ映像信号と第2サブ映像信号とに区分して提供することによって、色特性を向上させることもできる。
以上図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明が、その技術的思想や必須の特徴を変更しない範囲で他の具体的な形態で実施され得ることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解しなければならない。
10、12 液晶表示装置
110、130 第1表示板
120、140 第2表示板
150 液晶層
200、201、202、203 タイミングコントローラ
210、211 信号変換部
220 メモリ
230、231、232 信号補正部
233 DCC補正部
235 第1信号補正部
236 第2信号補正部
241、242 信号補償部
245 第1信号補償部
246 第2信号補償部
253 ACC補正部
300 ゲートドライバ
400 データドライバ
410 第1サブ画素
411 第1画素電極
420 第2サブ画素
421 第2画素電極
500 階調電圧生成部

Claims (9)

  1. 順次に第1原映像信号ないし第3原映像信号の提供を受けて順次に第1補正映像信号ないし第3補正映像信号を出力するタイミングコントローラと、
    前記第1補正映像信号ないし第3補正映像信号の提供を受けて映像を表示する液晶パネルと、
    を含み、
    前記タイミングコントローラは、前記第1原映像信号を利用して第1階調に対応する第1変換映像信号を生成して保存し、
    前記第2原映像信号は、第2階調を含み、前記タイミングコントローラは、前記第2階調が前記第1階調より小さいとき、前記第1変換映像信号と前記第2原映像信号とを利用して前記第2階調より大きい第3階調に対応する第2変換映像信号を生成し、
    前記タイミングコントローラは、前記第2変換映像信号と前記第3原映像信号とを利用して前記第3補正映像信号を生成することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第1階調は、基準階調より大きく、
    前記第2階調は、基準階調より小さいことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第3原映像信号は、第4階調に対応し、
    前記第2階調は、前記第4階調より小さいことを特徴地する請求項に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第3原映像信号は、第4階調に対応し、
    前記タイミングコントローラは、前記第2変換映像信号を利用して前記第3階調より小さい第5階調に対応する初期補償映像信号を生成し、前記初期補償映像信号と前記第3原映像信号とを利用して前記第3補正映像信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第4階調が前記第3階調より小さいとき、前記タイミングコントローラは、前記第5階調に対応する初期補償映像信号を利用して前記第5階調より小さい第6階調に対応する再補償映像信号を生成し、前記再補償映像信号を利用して前記第3原映像信号を補正することにより前記第3補正映像信号を生成することを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第4階調が前記第3階調より小さいとき、前記タイミングコントローラは、前記初期補償映像信号と前記第3原映像信号とを利用して初期補正映像信号を生成し、前記第2原映像信号を利用して前記初期補正映像信号を再補正することにより前記第3補正映像信号を生成することを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第4階調が基準階調より大きいとき、前記タイミングコントローラは、第1補償式を利用して前記初期補償映像信号を生成し、
    前記第4階調が前記基準階調より小さいとき、前記タイミングコントローラは、前記第1補償式と異なる第2補償式を利用して前記初期補償映像信号を生成することを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第1補正映像信号ないし第3補正映像信号各々は、前記各補正映像信号より高い階調を有する第1サブ映像信号と、前記各補正映像信号より低い階調を有する第2サブ映像信号とを含むことを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置。
  9. 前記タイミングコントローラは、
    前記第1変換映像信号と、前記第2原映像信号との組み合わせに対応する階調値を含むルックアップテーブルを含み、
    前記ルックアップテーブルを利用して前記第4階調に基づいて前記第2変換映像信号を生成することを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置。
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