KR100652220B1

KR100652220B1 - 액정표시소자의 구동부 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR100652220B1
Application number: KR1020040076082A
Authority: KR
Inventors: 최연호; 오동경
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-12-01
Also published as: KR20060027220A

Abstract

본 발명은 타이밍제어부에 인가되는 데이터 간의 타이밍을 조절하여, 서로간의 간섭에 의한 화질 저하를 방지하기 위한 액정표시소자의 구동부 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 화상을 표시하는 복수의 화소가 배열된 액정패널과; 상기 액정패널에 광을 공급하는 광원과; 클럭신호를 발생시키는 클럭발생부와; 외부에서 입력되는 적어도 두 개의 화상정보를 비교하여 그 변동분에 대응하는 변조된 화상정보를 출력하는 제 1영상제어부와; 외부에서 입력되는 화상의 휘도에 따라 광원의 광량을 제어하는 램프제어신호를 출력하는 제 2영상제어부와; 상기 변조된 화상정보를 저장하며, 상기 클럭발생부로부터 입력받는 클럭신호의 카운트수에 따라 상기 램프제어신호의 입력 타이밍을 알리는 출력인에이블신호를 출력하는 타이밍제어부와; 상기 제 2영상제어부의 램프제어신호를 인가받아 저장하며, 상기 출력인에이블신호에 따라 저장된 램프제어신호를 상기 타이밍제어부에 인가하는 제어신호 처리부와; 상기 타이밍제어부로부터 변조된 화상정보를 인가받아 상기 화소들에 인가하는 데이터구동부와 및 상기 타이밍제어부로부터 인가되는 램프제어신호에 따라 광원을 제어하여, 광량을 조절하는 인버터를 포함하여 구성된다.

오버-드라이빙(ODC), 클럭, 휘도, 타이밍

Description

액정표시소자의 구동부 및 그 구동방법{APPARATUS FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

도1a 및 도1b는 액정표시장치를 통한 동화상 구현시 발생하는 화질저하 현상을 개략적으로 보인 예시도.

도2는 일반적인 액정표시장치의 화상 표시에 따른 휘도변화를 보인 예시도.

도3은 액정표시장치의 오버-드라이빙 방법에 따라 매 프레임 단위로 변화하는 동영상을 구현할 때, 변조된 화상정보와 휘도파형을 보인 예시도.

도4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동부를 나타낸 도면.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

101: 액정패널 120: 데이터구동부

122: 데이터라인 130: 게이트구동부

132: 게이트라인 147: 인버터

149: 램프 150: 타이밍제어부

156: 제 1내부메모리 170: 제어신호 처리부

172: 제 2내부메모리 176: 출력제어부

181: 제 1영상제어부 182: 제 2영상제어부

190: 클럭발생부 192: 카운팅부

194: 신호발생부 DATA: 화상정보

CK: 클럭신호 ES: 인에이블 신호

P: 화소

본 발명은 액정표시소자의 구동부 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 오버-드라이빙에 의한 데이터와, 광원제어방식에 의한 데이터를 순서에 따라 처리함으로써, 서로간의 간섭에 의한 화질 저하를 방지하기 위한 액정표시소자의 구동부 및 그 구동방법에 관한 것이다.

최근, 정보기술(information technology : IT)의 발달에 따라 디스플레이(display)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 화상을 표시하는 장치로서, 박형, 소형, 저소비전력 및 고화질 등의 장점으로 인해 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체할 수 있는 평판 표시장치의 주요 제품으로 개발되고 있다.

일반적으로, 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화 상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다. 따라서, 액정 표시장치는 화상을 구현하는 최소 단위인 화소들이 액티브(active) 매트릭스 형태로 배열되는 액정 패널(liquid crystal display panel)과, 상기 액정 패널을 구동하기 위한 구동부를 구비한다. 그리고, 상기 액정표시장치는 스스로 발광하지 못하기 때문에 액정표시장치에 광을 공급하는 백라이트 유닛이 구비된다.

상기 액정 패널은 서로 대향하는 컬러필터(color filter) 기판 및 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판이 일정한 셀-갭(cell-gap)으로 합착되고, 그 셀-갭 사이의 공간에 액정층을 충진하여 제작된다.

상기 박막트랜지스터 어레이기판 상에는 수직방향으로 복수의 데이터 라인이 형성되고, 수평방향으로 복수의 게이트 라인이 형성된다. 상기 데이터 라인과 게이트 라인은 수직으로 교차하여 복수의 영역을 구획하는데, 이러한 영역을 화소로 정의한다. 상기 화소에는 스위칭소자가 개별적으로 구비되어 상기 데이터 라인 및 게이트 라인과 전기적으로 접속된다.

상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 화소별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터 기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.

상기 구동부는 크게 타이밍제어부(timing controller), 게이트구동부 및 데 이터구동부로 구분된다. 상기 타이밍제어부는 외부로부터 전해지는 화상정보 및 각종 제어신호를 가공하여, 상기 액정표시장치를 구동시키기 적합한 신호들을 생성하고, 이와 같이 생성된 제어신호 및 화상정보를 상기 게이트구동부 및 데이터구동부에 공급한다.

상기 게이트구동부는 상기 타이밍제어부로부터 제어신호를 인가받아 상기 게이트 라인에 순차적으로 인가함으로써, 해당 게이트 라인에 접속된 복수의 스위칭소자를 턴-온(turn-on)시킨다. 이와 같이 턴-온된 스위칭소자를 통해 상기 데이터구동부의 화상정보가 상기 화소로 인가된다. 그리고, 상기 화상정보는 상기 화소의 화소전극에 인가되어 전술한 공통전극의 공통전압과 함께 액정층에 전계를 형성한다.

상기와 같은 액정표시장치는 음극선관에 비해 많은 장점을 갖고 있지만, 동화상 구현능력이 낮기 때문에 화질이 저하되는 경향이 있는데, 도1a 및 도1b는 액정표시장치를 통한 동화상 구현시 발생하는 화질저하 현상을 개략적으로 보인 예시도이다.

상기 도1a에 도시된 바와 같이 화면상의 검은 배경에 표시된 흰물체(20)가 화살표 방향으로 이동하는 동화상을 구현하는 경우에, 도1b에 도시된 바와같이 흰물체(20)의 윤곽이 흐리게 인식되는 끌림현상이 발생한다. 이러한 동화상 구현상의 문제는 다음과 같은 원인에 기인한다.

일반적으로, 액정표시장치에서는 액정분자에 전계를 인가한 다음 상기 액정분자의 배열이 변화되어 원하는 광투과율에 도달하기까지 소요되는 전기광학 응답 시간(response time: RT)이 액정의 점성이나 탄성복원력 등의 특성으로 인해 일반적인 프레임의 표시 주기인 16.7ms보다 수배 정도 길다. 따라서, 상기 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이 액정패널의 검은 배경에 표시된 흰물체(20)를 화살표 방향으로 이동시키는 동화상을 구현하기 위하여 흑 표시를 수행하고 있는 액정에 백 표시를 위한 화상정보가 인가되더라도 액정이 완전히 백 표시를 수행할 때까지는 일정한 액정의 전기광학 응답시간이 요구되며, 전술한 바와 같이 액정의 전기광학 응답시간이 한 프레임 시간내에 완료되지 않는다.

액정의 느린 응답시간은 상기와 같이 화상의 끌림현상을 발생시킴과 아울러, 화상이 충분한 휘도로 표시될 수 없도록 한다.

도2는 일반적인 액정표시장치의 화상 표시에 따른 휘도변화를 보인 예시도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 점선으로 도시된 그래프(VD)는 액정표시장치에 인가되는 화상정보의 휘도파형이고, 실선으로 도시된 그래프(BL)는 실질적으로 액정표시장치에서 표시되는 화상정보의 휘도파형이다.

사실, 액정의 느린 전기광학 응답시간은 매 프레임 단위로 화상의 휘도변화가 많지 않은 동영상이나 정지화상에서는 크게 문제되지 않지만, 도2에 도시된 바와 같이 매 프레임 단위로 화상의 휘도가 변화하는 동영상을 구현할 경우에는 화소의 실제 휘도가 화상정보의 휘도레벨에 충분히 도달하지 못한 상태에서 다음 프레임의 화상정보에 대응하여 변화되므로, 액정표시장치에서 표시되는 화상이 매 프레임에서 원하는 휘도로 표시되지 못하여 동영상의 화질저하(예를 들어, 대조비 (contrast) 저하)를 초래한다.

상기한 바와 같은 문제를 고려하여 액정의 전기광학 응답시간을 화상정보의 변조를 통해 보상하는 액정표시장치의 오버-드라이빙 방법이 제안되었는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 액정표시장치의 오버-드라이빙 방법에 따라 매 프레임 단위로 변화하는 동영상을 구현할 때, 변조된 화상정보와 휘도파형을 보인 예시도이다.

도3을 참조하면, 액정표시장치의 오버-드라이빙 방법에서는 현재 프레임 화상정보와 다음 프레임 화상정보를 비교하여 다음 프레임 화상정보의 레벨이 상승한 경우, 상기 다음 프레임의 화상정보에 일정 레벨을 증가시킨 변조된 화상정보(MVD)를 액정에 공급한다.

반대로, 상기 현재 프레임 화상정보와 다음 프레임 화상정보를 비교하여 다음 프레임 화상정보의 레벨이 하강한 경우에는 상기 다음 프레임의 화상정보에 일정분의 레벨을 감소시킨 변조된 화상정보(MVD)를 액정에 공급하는데, 이와 같은 구동방법을 오버-드라이빙이라 한다.

상기한 바와 같이 원래의 화상정보에 비해 일정분의 레벨이 증가되거나 또는 감소되어 변조된 화상정보(MVD)가 액정에 인가될 경우에는 원래의 화상정보가 액정에 인가되는 경우에 비해 액정의 응답속도가 빨라지기 때문에 도3에 도시된 바와 같이 매 프레임 단위로 화상의 휘도가 변화하는 동영상을 구현할 때, 화소의 휘도가 화상정보의 레벨에 도달한 상태에서 다음 프레임의 화상정보에 대응하여 변화된다. 따라서, 액정표시장치에서 표시되는 화상이 매 프레임에서 원하는 휘도를 갖게 되어 동영상의 화질저하를 방지할 수 있게 된다. 도면에서 실선으로 도시된 그래프는 액정표시장치에 실제로 인가되는 변조된 화상정보(MVD)의 파형이고, 이 변조된 화상정보(MVD)는 원래의 화상정보(VD)에 일정분의 레벨이 증가되거나 또는 감소되어 인가된다. 또다른 실선으로 도시된 그래프(BL)는 원래의 화상정보(VD)의 파형에 대응하여 액정표시장치에서 표시되는 영상의 휘도파형이고, 점선으로 도시된 그래프(MBL)는 상기 변조된 화상정보(MVD)의 파형에 대응하여 표시되는 영상의 휘도파형이다.

상술한 바와 같은 액정표시장치의 오버-드라이빙 방법을 구현하기 위해서는 화상정보를 프레임 단위로 메모리에 저장하고, 연속되는 프레임의 화상정보를 비교하여 변동되는 휘도값에 대응하는 변조된 화상정보를 공급함으로써, 액정표시장치를 구동시킨다. 상기와 같이 연속되는 프레임의 화상정보 간의 여러 휘도차에 대응하는 복수의 화상정보를 메모리에 저장하여, 그 휘도차에 맞는 변조된 화상정보를 출력시킨다. 이와 같은 화상정보에 따라 액정표시장치는 액정의 반응속도를 향상시켜 화상 품질을 높일 수 있게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 액정표시장치의 배면에는 백라이트 유닛이 구비되어 발산되는 광이 액정층을 통과한다. 상기 액정층을 투과하는 광의 투과정도에 따라 화상이 표시된다.

상기 백라이트 유닛은 스스로 발광하지 못하는 액정층에 빛을 공급한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 백라이트 유닛은 빛을 발산하는 램프와, 상기 램프의 빛을 집광 및 확산시켜 상기 액정패널 전면에 골고루 공급하는 광학부재들과, 상기 램프의 관전류를 제어하여 광량을 조절하는 인버터(inverter)로 구성된다.

상기 백라이트 유닛은 램프를 배치하는 위치에 따라 엣지형과 직하형으로 구분되는데, 엣지형은 백라이트 유닛의 측면에 램프를 배치하고, 도광판을 이용하여 적은 수의 램프로 액정패널 전면에 광을 공급한다. 그리고, 직하형은 램프들이 액정패널 배면에 다수개가 배치되어 액정패널에 광을 공급하기 때문에 높은 휘도를 구현할 수 있다. 따라서, 최근에 높은 휘도를 구현할 수 있는 직하형 방식의 액정표시장치가 많이 사용되고 있다.

최근, 액정표시장치에서 선명한 화상은 화질 개선의 중요한 요소로 보고 있으며, 특히, 휘도는 선명한 화질을 구현하기 위해 필요한 요소이기 때문에 이를 향상시키기 위한 연구가 계속되고 있다. 이러한 선명한 화질을 얻기 위해 제안된 방법으로서, 광원제어방식이 제안되고 있다. 상기 광원제어방식은 프레임 단위의 화상의 대표 휘도값을 구하여, 그 휘도값에 따라 상기 램프들의 광량을 조절하는 방식이다.

즉, 해당 프레임의 화상이 평균적으로 어두운 화상을 표시하는 경우에 램프들의 광량을 감소시켜 어두운 화상이 더욱 어둡게 표시되도록 하며, 해당 프레임의 화상이 평균적으로 밝은 화상을 표시하는 경우에 램프들의 광량을 증가시켜 더욱 밝게 표시되도록 구동하는 것이다.

전술한 바와 같은 액정표시장치의 오버-드라이빙 방식과 광원제어방식은 동화상 특성 및 화질 개선을 위해 최근에는 액정표시장치에 동시에 적용되고 있다.

상기 오버-드라이빙 방식에서 연속적인 두 개의 프레임 단위 화상정보를 비 교하여 그 화상정보들 사이의 휘도차를 산출하고, 그에 따라 화상정보를 변조하는 오버-드라이빙 장치는 타이밍제어부와 별도로 구비되어 상기 타이밍제어부에 변조된 화상정보를 공급한다. 상기 오버-드라이빙 장치 내에는 메모리가 구비되어 두 개의 화상정보의 휘도차에 대응하는 변조정보를 저장하고 있으며, 상기 오버-드라이빙 장치 내로 공급되는 연속적인 두 개의 화상정보의 휘도차에 따라 변조정보를 조합한 화상정보를 출력한다.

그리고, 상기 광원제어방식에 따라 화상정보를 분석하여 대표 휘도값을 산출한 다음, 그 대표 휘도값에 대응하는 램프제어신호를 출력하는 광원제어장치도 상기 오버-드라이빙 장치와 마찬가지로 그 내부에 메모리를 구비하여 화상정보의 대표 휘도값에 대응하는 각각의 램프제어신호를 저장하고 있다. 상기 광원제어장치에서 출력되는 램프제어신호는 광원제어 타이밍장치에 공급되어 저장된다. 상기 광원제어 타이밍장치는 상기 타이밍제어부에 램프제어신호를 공급하게 된다.

상기 타이밍제어부는 상기 오버-드라이빙 장치로부터 변조된 화상정보를 인가받고, 상기 광원제어 타이밍장치로부터 램프제어신호를 인가받아 상기 데이터구동부, 게이트구동부 및 인버터에 적절한 타이밍으로 신호를 분배한다.

상기 타이밍제어부 내에는 내부 메모리가 구비되며, 상기 오버-드라이빙 장치로부터 전달되는 변조된 화상정보를 저장하게 된다.

상기 인버터는 상기 타이밍제어부로부터 램프제어신호를 인가받아 그 램프제어신호에 따라 램프의 광량을 조절하게 된다. 또한, 상기 데이터구동부는 상기 변조된 화상정보를 액정패널에 공급하여, 액정의 반응속도를 증가시킴으로써 동영상 특성을 개선시킨다.

그런데, 상기 오버-드라이빙 장치가 상기 타이밍제어부에 변조된 화상정보를 인가하는 타이밍과 상기 광원제어 타이밍장치가 상기 타이밍제어부에 램프제어신호를 인가하는 타이밍은 서로 순서가 정의되어 있지 않다. 따라서, 상기 변조된 화상정보가 상기 타이밍제어부의 내부 메모리에 저장되는 동안 상기 램프제어신호가 상기 타이밍제어부에 인가될 수 있다. 이 경우에는 변조된 화상정보가 내부 메모리에 저장되는 동작이 방해를 받게 되어 그 동작이 정지하거나 부정확하게 동작할 수 있다. 정상적으로는 변조된 화상정보가 상기 타이밍제어부의 내부 메모리에 저장이 완료된 후에 램프제어신호가 상기 타이밍제어부에 인가되어야하지만, 상기 오버-드라이빙 장치와 상기 광원제어 타이밍장치는 일정한 순서로 동작하지 않기 때문에 서로의 동작구간이 중복되어 서로의 구동을 오동작시킬 수 있다.

따라서, 변조된 화상정보가 상기 타이밍제어부의 내부 메모리에 저장되는 동작이 비정상적으로 정지되거나 정상적으로 저장되지 않았을 경우에 액정표시장치의 화질 저하를 가져올 수 있다. 또한, 램프제어신호가 비정상적으로 상기 타이밍제어부에 인가될 경우에는 상기 인버터에 의해 램프의 광량을 정확하게 조절할 수 없게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 오버-드라이빙에 의해 변조된 화상정보와 광원제어방식에 의한 램프제어신호를 설정된 타이밍으로 순서대로 타이밍제어부에 전달함으로써, 불규칙적인 순서에 의해 인가되는 변조된 화상정보와 램프제어신호에 의한 화질 저하 현상을 방지하는 액정표시소자의 구동부 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시소자의 구동부는 화상을 표시하는 복수의 화소가 배열된 액정패널과; 상기 액정패널에 광을 공급하는 광원과; 클럭신호를 발생시키는 클럭발생부와; 외부에서 입력되는 적어도 두 개의 화상정보를 비교하여 그 변동분에 대응하는 변조된 화상정보를 출력하는 제 1영상제어부와; 외부에서 입력되는 화상의 휘도에 따라 광원의 광량을 제어하는 램프제어신호를 출력하는 제 2영상제어부와; 상기 변조된 화상정보를 저장하며, 상기 클럭발생부로부터 입력받는 클럭신호의 카운트수에 따라 상기 램프제어신호의 입력 타이밍을 알리는 출력인에이블신호를 출력하는 타이밍제어부와; 상기 제 2영상제어부의 램프제어신호를 인가받아 저장하며, 상기 출력인에이블신호에 따라 저장된 램프제어신호를 상기 타이밍제어부에 인가하는 제어신호 처리부와; 상기 타이밍제어부로부터 변조된 화상정보를 인가받아 상기 화소들에 인가하는 데이터구동부와 및 상기 타이밍제어부로부터 인가되는 램프제어신호에 따라 광원을 제어하여, 광량을 조절하는 인버터를 포함하여 구성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도4는 본 발명에 따른 액정표시소자를 나타낸 도면이다.

도4를 참조하면, 액정표시소자는 제 1,2기판이 합착된 액정패널(101)과, 상기 액정패널(101) 상에 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 복수의 화소(P)와, 연속으 로 입력되는 두 개의 화상정보(DATA)의 휘도차를 기초로 화상정보(DATA)를 변조하여 출력하는 제 1영상제어부(181)와, 화상정보(DATA)에 따라 화상의 휘도를 조절하는 램프제어신호를 출력하는 제 2영상구동부(182)와, 상기 제 1영상제어부(181)의 변조된 화상정보와 제 2영상제어부(182)의 램프제어신호를 순서대로 인가받아 출력하는 타이밍제어부(150)를 포함하여 구성된다.

상기 액정패널(101)은 서로 대향하는 제 1기판 및 제 2기판이 일정한 셀-갭(cell-gap)으로 합착되며, 상기 제 1기판과 제 2기판 사이의 공간에 액정을 충진하여, 액정층을 형성함으로써 제작된다. 상기 제 1기판은 박막트랜지스터 어레이기판이며, 상기 제 2기판은 컬러필터 기판이다.

상기 제 1기판 상에는 종방향으로 일정하게 이격되도록 배열되는 복수의 데이터라인(122)과, 횡방향으로 일정하게 이격되도록 배열되는 복수의 게이트라인(132)이 서로 교차하여 복수의 영역을 구획하는데, 이를 화소(P)로 정의한다.

도면에 도시되진 않았지만, 상기 화소(P)들에는 각각 박막트랜지스터(thin film transistor)와 같은 스위칭소자(switching device)가 구비되며, 그 스위칭소자는 상기 게이트라인(132) 및 데이터라인(122)에 전기적으로 접속된다.

상기 액정패널(101)에는 게이트구동부(130) 및 데이터구동부(120)가 전기적으로 접속된다. 상기 게이트구동부(130)는 상기 게이트라인(132)에 라인 단위로 순차적으로 주사신호를 인가하여 해당 게이트라인(132)에 접속된 복수의 스위칭소자를 도통시키고, 상기 데이터구동부(120)는 도통된 스위칭소자를 통해 상기 화소(P)들에 화상정보를 인가한다. 상기 화소(P)에는 각각 화소전극이 구비되어 상기 화상 정보에 따른 전압이 인가되며, 상기 제 2기판에 형성되는 공통전극에 인가되는 공통전압과 함께 액정층에 전계를 인가하게 된다. 이때, 액정층을 구성하는 액정분자들은 전계의 세기에 따라 일정한 각도로 배열되며, 램프(149)로부터 공급되는 광을 투과시켜 상기 액정패널(101) 상에 화상이 표시되도록 한다.

외부의 시스템(system)으로부터 공급되는 화상정보(DATA)는 먼저, 타이밍제어부(150)에 입력된다. 상기 타이밍제어부(150)는 상기 게이트구동부(130), 데이터구동부(120) 및 인버터(147) 등에 타이밍에 따라 각종 신호를 공급함으로써, 액정표시장치의 동작 타이밍을 전체적으로 조절하는 기능을 수행한다.

상기 구동부에는 오버-드라이빙 기능을 수행하여 화상정보를 변조하고, 그 변조된 화상정보를 타이밍제어부(150)로 출력하는 제 1영상제어부(181)가 구비된다. 상기 제 1영상제어부(181)는 외부의 시스템으로부터 연속적으로 입력되는 화상정보를 비교하여 그 두 개의 화상정보의 휘도차를 산출한다. 보통, 상기 연속하는 화상정보는 이전 프레임 화상정보와 현재 프레임 화상정보가 비교대상이 되며, 상기 제 1영상제어부(181)는 그 두 개의 화상정보의 휘도차를 산출하여 산출된 휘도차에 기초하여 현재 프레임 화상정보를 일정한 레벨만큼 변조하여 출력한다. 즉, 액정의 전기광학 반응시간을 화상정보의 변조를 통해 보상하여, 동화상 특성을 개선하게 된다.

상기 제 1영상제어부(181)는 상기 타이밍제어부(150) 외부에 별도로 형성될 수도 있으나 액정표시장치의 부피를 줄이고, 처리속도 증가를 위해 타이밍제어부(150) 내에 포함시켜 하나의 ASIC(Application Specific Integrated circuit)으로 제작할 수도 있다.

상기 제 1영상제어부(181)의 구동을 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제 1영상제어부(181)는 보통, 화상정보(DATA)를 프레임 단위로 처리한다. 연속적으로 공급되는 프레임 단위의 화상정보(DATA)를 이전 프레임의 화상정보(DATA)와 비교하여 그 휘도차를 산출함으로써, 두 화상정보 사이의 변동분을 알아낸다. 이때, 현재 프레임 화상정보의 휘도가 이전 프레임 화상정보의 휘도보다 상승한 경우, 상기 현재 프레임의 화상정보에 일정 레벨을 증가시킨 변조된 화상정보를 출력한다. 반대로, 상기 이전 프레임 화상정보와 현재 프레임 화상정보를 비교하여 현재 프레임 화상정보의 휘도값이 하강한 경우에는 상기 현재 프레임의 화상정보에 일정분의 레벨을 감소시킨 변조된 화상정보를 출력한다. 화상정보를 변조시키기 위해 증가시키거나 감소시키는 일정분의 레벨은 현재 프레임에서 액정의 반응속도를 증가시켜 화상의 휘도를 충분히 구현할 수 있도록 일반적으로 인가되는 전압레벨보다 더 크거나 낮게 설정된다.

상기 제 1영상제어부(181)에는 연속된 두 개의 화상정보의 변동분에 대응하는 변조데이타를 미리 저장한 룩업테이블(look-up table)이 구비되는데, 상기 룩업테이블은 보통 이이피롬(electrically erasable programmable read only memory : EEPROM)에 저장된다. 이이피롬은 저장내용의 전체 또는 일부를 용이하게 수정하는 것이 가능하기 때문이다.

상기 제 1영상제어부(181)의 구동을 정리하자면, 연속적으로 입력되는 이전 프레임 화상정보와 현재 프레임 화상정보의 휘도차를 산출하고, 그 휘도차에 대응 하는 변동데이타를 상기 룩업테이블에서 판독(read)하여 현재 프레임 화상정보에 추가시킨다. 이에 따라 현재 프레임 화상정보는 일정한 레벨이 증가되거나 감소된 변조된 화상정보로 출력된다.

한편, 본 발명에 따른 액정표시소자의 구동부에는 광원제어방식으로 화상정보를 처리하는 제 2영상제어부(182)가 구비된다. 상기 제 2영상제어부(182)는 화상정보의 휘도를 검출하여, 대표 휘도를 산출한다. 이때, 대표 휘도로서 평균값, 최고값 및 최빈값 등이 사용될 수 있다.

상기 제 2영상제어부(182)는 화상정보(DATA)를 분석하여, 상기 대표 휘도에 따라 램프제어신호를 출력한다. 상기 램프제어신호는 램프(149)의 광량을 조절하여, 화상의 휘도를 조절하기 위한 신호로서, 화상의 휘도가 좀 더 선명하게 표시된다. 상기 제 2영상제어부(182) 내에는 화상정보(DATA)의 다양한 대표 휘도에 대응하는 램프제어신호를 저장한 룩업테이블을 구비한다. 상기 룩업테이블은 다양한 저장매체에 저장될 수 있으나 화상정보에 따른 램프제어신호를 용이하게 저장 및 삭제하기 위해서는 상기 제 1영상제어부(181)과 마찬가지로 이이피롬(EEPROM)이 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 제 2영상제어부(182)에서는 화상정보(DATA)의 대표 휘도를 계산하여 화상정보(DATA)가 낮은 휘도를 갖는 경우에 상기 램프(149)의 광량을 감소시키는 램프제어신호를 상기 룩업테이블에서 읽어들이며, 화상정보(DATA)가 높은 휘도를 갖는 경우에는 상기 램프(149)의 광량을 증가시키는 램프제어신호를 상기 룩업테이블에서 읽어들여 출력한다.

상기 램프제어신호가 상기 타이밍제어부를 거쳐 인버터(147)에 전달되면, 상기 인버터(147)는 상기 램프제어신호에 따라 상기 램프(149)에 공급되는 관전류를 조절함으로써 상기 램프(149)가 발산하는 광량을 조절하게 된다.

상기 구동부에는 상기 제 2영상제어부(182)로부터 램프제어신호를 인가받고 임시적으로 저장하는 제 2내부메모리(172)와, 상기 타이밍제어부(150)에서 제어신호를 인가받아 상기 제 2내부메모리(172)에 저장된 램프제어신호가 상기 타이밍제어부(150)로 출력되도록 하는 출력제어부(176)로 구성된 상기 제어신호 처리부(170)가 구비된다.

상기 제어신호 처리부(170)의 구동에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제 2영상제어부(182)에서 생성된 램프제어신호는 제어신호 처리부(170)에 공급된다. 상기 제어신호 처리부(170)는 상기 제 2영상제어부(182)로부터 램프제어신호를 인가받아 제 2내부메모리(172)에 저장한다. 상기 제어신호 처리부(170)는 상기 제 2영상제어부(182)에서 공급받은 램프제어신호를 바로 상기 타이밍제어부(150)로 공급하는 것이 아니라 상기 제 1영상제어부(181)로부터 변조된 화상정보가 상기 타이밍제어부(150)에 전달되는 타이밍과 중복되지 않도록 램프제어신호를 상기 타이밍제어부(150)에 공급해야 하므로, 램프제어신호를 임시적으로 상기 제 2내부메모리(172)에 저장해둔다.

도면에서는 상기 제어신호 처리부(170)가 상기 타이밍제어부(150)와 별개의 제작되어 있지만, 상기 타이밍제어부(150) 내에 포함되어 원-칩(one-chip)으로 제작될 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 액정표시소자의 구동부에는 클럭발생부(190)가 구비된다. 상기 클럭발생부(190)는 일정한 펄스(pulse)형태의 클럭신호(clock, CK)를 발생시키는 장치로서, 일정한 펄스파형을 지속적으로 발생시켜 상기 타이밍제어부(150)에 공급한다.

상기 타이밍제어부(150) 내에는 상기 클럭발생부(190)에서 일정한 주기로 발생되는 클럭신호(CK)를 인가받아 카운트하는 카운팅부(192)와, 상기 카운팅부(192)에서 클럭신호(CK)가 설정된 카운트수에 도달한 경우 상기 제어신호 처리부(170)로 출력 인에이블신호(enable signal, ES)를 출력하는 신호발생부(194)가 구비된다.

상기 클럭발생부(190)가 일정한 펄스파형의 클럭신호(CK)를 상기 카운팅부(192)에 공급하면, 상기 카운팅부(192)는 실시간으로 카운트한다. 그리고, 상기 카운팅부(192)는 클럭신호(CK)의 카운트수가 미리 설정된 카운트수에 도달할 경우에 상기 신호발생부(194)에 이를 알린다. 이와 동시에 상기 신호발생부는 출력 인에이블신호(ES)를 생성하여 상기 제어신호 처리부(170)의 출력제어부(176)에 인가한다.

상기 카운팅부(192)에는 상기 제 1내부메모리(156)에 상기 제 1영상제어부(181)로부터 변조된 화상정보가 공급되어 저장되는 시간에 대응하는 클럭수가 설정된다. 즉, 변조된 화상정보가 상기 내부 메모리(156)에 저장되는 전체시간을 클럭신호(CK)의 카운트수로 미리 설정해놓은 것이다. 따라서, 설정된 카운트수에 도달하면, 상기 제 1내부 메모리(156)에 변조된 화상정보가 저장 완료된 것이므로, 상기 신호발생부(194)에서 출력인에이블신호(ES)를 생성하여 상기 출력제어부(176)에 인가한다.

상기 출력제어부(176)로 출력인에이블신호(ES)가 인가되면, 상기 제어신호 처리부(170)는 제 2내부메모리(172)에 저장되어 있는 램프제어신호를 상기 타이밍제어부(150)로 인가한다. 이때, 램프제어신호는 보통, 저전압 차동전송(low voltage differential signaling : LVDS)방식에 의해 상기 타이밍제어부(150)로 전송된다.

상기 타이밍제어부(150)는 상기 제 1내부메모리(156)에 저장되어 있던 변조된 화상정보와 함께 적절한 타이밍으로 상기 램프제어신호를 출력한다. 이때, 변조된 화상정보는 데이터구동부(120)로 인가되고, 램프제어신호는 상기 인버터(147)로 인가된다.

상기 데이터구동부(120)는 인가받은 변조된 화상정보를 상기 화소(P)에 인가하여, 액정을 오버-드라이빙시킴으로써, 동영상 특성을 개선하게 되며, 상기 인버터(147)는 램프제어신호에 따라 상기 램프(149)의 광량을 조절하여 화상의 휘도를 강조함에 따라 화질을 높인다.

한편, 상기 타이밍제어부(150)의 제 1내부메모리(156)와 상기 제어신호 처리부(170)의 제 2내부메모리(172)에는 주로 SRAM(static random acess memory)이 사용되는데, 상기 타이밍제어부(150)에 인가되는 변조된 화상정보와 램프제어신호의 타이밍이 서로 다르기 때문에 이들을 함께 출력하기 위하여 임시적으로 하나의 데이터를 저장한다.

상기한 바와 같이, 상기 타이밍제어부(150)는 상기 클럭발생부(190), 카운팅부(192), 신호발생부(194) 및 출력제어부(176)에 의해 변조된 화상정보와 램프제어신호를 순차적으로 공급받기 때문에 상기 변조된 화상정보와 램프제어신호가 서로의 간섭으로 인해 발생하는 화질 저하 및 동작 오류를 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 구동부는 타이밍제어부가 인가받는 데이터들의 순서를 결정하여, 순차적으로 인가받음으로써, 데이터 간의 간섭에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다.

Claims

화상을 표시하는 복수의 화소가 배열된 액정패널;

상기 액정패널에 광을 공급하는 광원;

클럭신호를 발생시키는 클럭발생부;

외부에서 입력되는 적어도 두 개의 화상정보를 비교하여 그 변동분에 대응하는 변조된 화상정보를 출력하는 제 1영상제어부;

외부에서 입력되는 화상의 휘도에 따라 광원의 광량을 제어하는 램프제어신호를 출력하는 제 2영상제어부;

상기 변조된 화상정보를 저장하며, 상기 클럭발생부로부터 입력받는 클럭신호의 카운트수에 따라 상기 램프제어신호의 입력 타이밍을 알리는 출력인에이블신호를 출력하는 타이밍제어부;

상기 제 2영상제어부의 램프제어신호를 인가받아 저장하며, 상기 출력인에이블신호에 따라 저장된 램프제어신호를 상기 타이밍제어부에 인가하는 제어신호 처리부;

상기 타이밍제어부로부터 변조된 화상정보를 인가받아 상기 화소들에 인가하는 데이터구동부; 및

상기 타이밍제어부로부터 인가되는 램프제어신호에 따라 광원을 제어하여, 광량을 조절하는 인버터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1영상제어부에서 처리되는 화상정보는 연속하는 프레임의 화상정보인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 타이밍제어부는 상기 변조된 화상정보를 저장하는 저장수단을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 제어신호 처리부는 램프제어신호를 저장하는 저장수단을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 저장수단은 SRAM(Static Random Acess Memory)인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 출력인에이블신호는 상기 카운팅부에서 클럭신호가 설정된 카운트수에 도달시에 출력되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 입력받는 클럭신호의 카운트 수가 기 설정된 값에 도달될 때 상기 변조된 화상정보를 상기 타이밍제어부의 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 타이밍제어부는 상기 클럭발생부로부터 클럭신호를 인가받아 카운트하는 카운팅부와, 상기 카운팅부에서 클럭신호가 설정된 카운트수에 도달한 경우에 상기 제어신호 처리부에 이를 알리는 출력인에이블신호를 출력하는 신호발생부와, 상기 제어신호 처리부로부터 램프제어신호가 인가될때까지 변조된 화상정보를 저장하는 메모리를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 8 항에 있어서, 상기 제어신호 처리부는 램프제어신호를 저장하는 제 2내부메모리와, 상기 타이밍제어부로부터 출력인에이블신호를 인가받아 상기 제 2내부메모리에 저장된 램프제어신호를 상기 타이밍제어부로 출력시키는 출력제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1영상제어부는 화상정보의 변동분에 대응하는 변조데이터를 저장하고 있는 룩업테이블(look-up table)을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2영상제어부는 화상정보의 대표 휘도에 따른 램프제어신호를 저장하고 있는 룩업테이블을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
제 11 항에 있어서, 상기 대표 휘도에는 평균값, 최고값 및 최빈값이 적용되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 구동부.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 룩업테이블은 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory : EEPROM)에 저장되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동부.
외부로부터 연속적으로 입력되는 화상정보의 변동분에 따라 화상정보를 변조하여 타이밍제어부에 저장하는 단계;

외부로부터 입력되는 화상정보의 휘도에 따라 광원의 광량을 조절할 광량 제어신호를 생성하여 저장하는 단계;

입력되는 클럭이 설정된 카운트수에 도달시 상기 저장된 광량 제어신호를 상기 타이밍제어부에 인가하는 단계;

상기 타이밍제어부에 저장된 변조 화상정보와 입력받은 상기 광량 제어신호를 액정패널로 출력하는 단계;

입력받은 변조된 화상정보에 의해 액정패널에 화상을 표시하고, 상기 광량 제어신호에 의해 광원의 광량을 제어하여 화상의 휘도를 조절하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
제 14 항에 있어서, 상기 클럭을 설정된 카운트수만큼 카운팅할 때 상기 변조된 화상정보를 상기 타이밍제어부에 저장하는 동작이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
제 14 항에 있어서, 상기 화상정보의 변조단계는 상기 화상정보의 변동분이 증가한 경우 상기 화상정보의 전압레벨을 상승시켜 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
제 14 항에 있어서, 상기 화상정보의 변조단계는 상기 화상정보의 변동분이 감소한 경우 상기 화상정보의 전압레벨을 감소시켜 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
제 14 항에 있어서, 상기 제어신호를 인가하는 단계는 상기 클럭이 설정된 카운트수에 도달시에 인에이블 신호를 출력하여 상기 제어신호를 상기 타이밍제어부에 입력시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
제 14 항에 있어서, 상기 타이밍제어부는 상기 변조된 화상정보와 상기 제어신호를 순차적으로 인가받아 함께 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
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