KR101348700B1 - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

영상이 화질이 열화되지 않는 화질무관영역을 포함하는지를 판단하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하는 경우에는 분석배제영역의 계조 데이터를 제외하여 제1영상데이터를 출력하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하지 않을 경우에는 상기 영상의 전(全)영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 출력하는 마스킹부와, 상기 제1영상데이터에 포함되어 있는 다수의 화소의 계조들을 히스토그램으로 작성하여 분석하고 저소비전력 구동여부를 결정하는 히스토그램 분석부와, 상기 히스토그램 분석부의 결정에 따라 제2영상데이터를 생성하는 데이터변환부와, 상기 히스토그램 분석부의 결정에 따라 제1조도제어신호를 생성하는 계조변환부를 포함하는 저소비전력 구동부와; 상기 저소비전력 구동부에 구비된 상기 마스킹부와 연결되어 상기 화질무관영역의 판단기준 및 상기 분석배제영역의 정의기준을 저장하고, 상기 마스킹부와 통신하여 상기 화질무관영역의 판단기준 및 상기 분석배제영역의 정의기준을 제공하는 저장부와; 상기 제2영상데이터 및 상기 제1조도제어신호를 입력 받고, 게이트 제어신호, 데이터 제어신호 및 제2조도제어신호를 생성하는 타이밍컨트롤러와; 상기 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부와; 상기 제2영상데이터 및 상기 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부와; 상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호를 이용하여 상기 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 제2조도제어신호를 이용하여 백라이트 제어신호를 생성하는 백라이트 제어부와; 상기 백라이트 제어신호에 따라 상기 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 포함한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 화질열화 없이 저 소비전력으로 구동되는 액정표시장치 및 액정표시장치의 화질열화 없는 저 소비전력 구동방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(10)는 영상을 표시하는 액정패널(20), 액정패널(20)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(30), 액정패널(20) 및 백라이트 유닛(30)을 제어하는 구동회로부(40)를 포함한다.
액정패널(20)은, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(미도시)과 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함한다. 제1기판 상부에는, 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선(GL1 내지 GLn) 및 다수의 데이터 배선(DL1 내지 DLm)이 형성되고, 각 화소영역에는 박막트랜지스터(T), 액정커패시터(Clc) 및 저장커패시터(Cst)가 형성되어 영상을 표시한다.
백라이트 유닛(30)은 액정패널(20) 하부에 배치되어, 구동회로부(40)의 제어에 따라 영상표시에 필요한 빛을 액정패널(20)에 공급한다.
구동회로부(40)는 타이밍컨트롤러(50), 게이트 구동부(70) 및 데이터 구동부(60)를 포함한다. 타이밍컨트롤러(50)는 외부시스템(미도시)으로부터 입력되는 신호를 이용하여, 각각 다수의 구동집적회로(drive IC)로 구성된 게이트 구동부(70) 및 데이터 구동부(60)와 백라이트 유닛(30)을 구동하기 위한 제어신호와, 영상표시에 필요한 영상데이터를 생성하여 이를 게이트 구동부(70), 데이터 구동부(60) 및 백라이트 유닛(30)에 공급한다.
게이트 구동부(70)는 타이밍 컨트롤러(50)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 액정패널(20)에 배열된 박막트랜지스터(T)들의 온/오프(On/Off) 제어를 수행하는데, 액정패널(20)의 게이트 배선(GL1 내지 GLn)을 1 수평동기시간(1H)씩 순차적으로 인에이블 시킴으로써 액정패널(20)의 박막트랜지스터(T)를 1 수평라인 분씩 순차적으로 구동시켜 데이터 구동부(60)로부터 공급되는 데이터신호가 각 박막트랜지스터(T)들에 접속된 액정커패시터(Clc) 및 저장커패시터(Cst)로 인가되도록 한다.
데이터 구동부(60)는 타이밍 컨트롤러(50)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여, 입력된 영상데이터의 기준전압을 선택하고, 선택한 기준전압을 데이터신호로서 액정패널(20)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
최근 들어 이러한 액정표시장치(10)의 백라이트 유닛(30)에서의 소비전력을 저감시키는 구동방법이 제안되고 있다.
이러한 구동방법의 목적은, 저 계조(grey level), 특히 블랙(black)에서 백라이트 유닛(30)의 조도를 최소로 제어하여 백라이트 유닛(30)에서의 소비전력을 최소화하면서 동시에 대조비(contrast ratio)를 개선하는데 있다.
특히, 이러한 저 소비전력 구동방법에 의하여, 표시영상의 한 프레임 내에서의 대조비를 개선할 뿐만 아니라, 다수의 프레임의 표시영상들에서의 최소 계조에 대응되는 휘도를 더욱 낮추어 표시함으로써, 동적 대조비(dynamic contrast ratio)를 개선할 수 있다. 이러한 구동방법의 일례로, 저 계조의 영상데이터를 계조 변환하여 액정패널에 공급함과 동시에 백라이트 유닛의 조도를 낮춤으로써 일반적인 액정표시장치의 표시영상과 실질적으로 동일한 휘도를 갖는 영상이 표시되도록 하는 저 소비전력 구동방법 등이 있다.
이러한 저 소비전력 구동방법에서는, 입력 영상데이터의 휘도 성분과 백라이트의 조도 성분의 상관관계를 분석하여, 그 결과에 따라 영상데이터를 변환하여 액정패널에 공급하고 백라이트 유닛의 조도를 감소시킨다.
그런데, 높은 계조의 영상데이터를 다수 포함하는 영상의 경우, 영상데이터 를 변환하면 특정 계조 이상의 영상데이터는 포화되어 모두 동일한 최고 계조를 표시하게 되고 그에 따라 액정표시장치의 표시영상의 화질이 열화 될 수 있다.
이를 방지하기 위하여 저 소비전력 구동방법에서는, 기준 계조 이상의 영상데이터를 기준 개수 이상 포함하는 특정 영상에 대해서는 영상데이터 변환과 백라이트 유닛의 조도 저감을 하지 않고 일반적인 방법으로 액정표시장치를 구동하고, 그 외의 영상에 대해서만 영상데이터를 변환하고 백라이트 유닛의 조도를 저감하여 액정표시장치를 구동한다.
그러나, 이러한 저 소비전력 구동방법은, 특정 영상을 저 소비전력으로 구동하지 않음에 따라 소비전력 감소가 제한되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 데이터변환에도 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역을 포함하는 영상에 대해서는 해당 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 제외한 나머지 영역을 저소비전력으로 구동하는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역에 대한 기준을 별도의 저장부를 이용하여 변경함으로써 다양한 영상에 적용가능하며, 화질무관영역을 더 상세히 탐지하여 화질무관영역만을 분석배제영역으로 정의하여 최소화하는 저소비전력으로 구동하는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 영상이 화질이 열화되지 않는 화질무관영역을 포함하는지를 판단하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하는 경우에는 분석배제영역의 계조 데이터를 제외하여 제1영상데이터를 출력하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하지 않을 경우에는 상기 영상의 전(全)영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 출력하는 마스킹부와, 상기 제1영상데이터에 포함되어 있는 다수의 화소의 계조들을 히스토그램으로 작성하여 분석하고 저소비전력 구동여부를 결정하는 히스토그램 분석부와, 상기 히스토그램 분석부의 결정에 따라 제2영상데이터를 생성하는 데이터변환부와, 상기 히스토그램 분석부의 결정에 따라 제1조도제어신호를 생성하는 계조변환부를 포함하는 저소비전력 구동부와; 상기 저소비전력 구동부에 구비된 상기 마스킹부와 연결되어 상기 화질무관영역의 판단기준 및 상기 분석배제영역의 정의기준을 저장하고, 상기 마스킹부와 통신하여 상기 화질무관영역의 판단기준 및 상기 분석배제영역의 정의기준을 제공하는 저장부와; 상기 제2영상데이터 및 상기 제1조도제어신호를 입력 받고, 게이트 제어신호, 데이터 제어신호 및 제2조도제어신호를 생성하는 타이밍컨트롤러와; 상기 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부와; 상기 제2영상데이터 및 상기 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부와; 상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호를 이용하여 상기 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 제2조도제어신호를 이용하여 백라이트 제어신호를 생성하는 백라이트 제어부와; 상기 백라이트 제어신호에 따라 상기 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하지 않을 경우, 상기 저소비전력 구동부는 상기 영상의 전(全)영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 히스토그램 분석하고, 상기 분석배제영역은 상기 화질무관영역과 상기 화질무관영역의 인접영역을 포함하여 정의되거나, 상기 분석배제영역은 상기 화질무관영역만으로 정의될 수 있다.
상기 화질무관영역은 영화자막 및 방송사로고와 같은 위치 고정적인 텍스트이다.
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이때, 상기 저장부는 EEPROM(electrically erasable programmable read only memory)으로 구성될 수 있고, 상기 저장부는 I2C(inter integrated circuit)를 이용하여 상기 마스킹부와 통신할 수 있다.
한편, 본 발명은, 제1영상데이터에 대응되는 영상이 화질 열화와 무관한 화질무관영역을 포함하는지 판단하는 단계와; 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함할 경우, 상기 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 정의하고 상기 분석배제영역을 제외한 나머지 영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 히스토그램 분석하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하지 않을 경우, 상기 영상의 전(全)영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 히스토그램 분석하는 단계와; 상기 히스토그램 분석의 결과에 따라 제2영상데이터 및 제1조도제어신호를 생성하는 단계와; 상기 제2영상 데이터 및 상기 제1조도제어신호를 이용하여 액정패널이 상기 영상을 표시하고 백라이트 유닛이 상기 액정패널에 빛을 공급하도록 제어하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 구동방법을 제공한다.
상기 히스토그램 분석의 결과, 기준계조 이상에 해당되는 화소의 수가 기준개수보다 많을 경우에는 상기 제1영상데이터를 그대로 상기 제2영상데이터로 생성하고 상기 제1조도제어신호에 의하여 상기 백라이트 유닛의 조도는 그대로 유지되고, 상기 히스토그램 분석의 결과, 상기 기준계조 이상에 해당되는 화소의 수가 상기 기준개수보다 적을 경우에는 상기 제1영상데이터의 계조를 변환하여 상기 제2영상데이터를 생성하고 상기 제1조도제어신호에 의하여 상기 백라이트 유닛의 조도는 변환된다.
또한, 상기 저장부에 상기 화질무관영역과 상기 분석배제영역을 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법에서는, 텍스트와 같은 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역을 포함하는 영상에 있어서, 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 제외한 나머지 영역을 저 소비전력으로 구동함으로써, 화질열화 없이 소비전력을 개선할 수 있다.
또한, 특정영상 및 분석배제영역에 대한 기준을 별도의 저장부를 이용하여 가변함으로써 다양한 영상에 적용할 수 있으며, 데이터변환 및 조도변환에도 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역을 더 정밀하게 탐지하여 해당 화질무관영역만을 분석배제영역으로 정의함으로써 저소비전력으로 구동되지 않는 영역을 최소화 하고 소비전력을 더욱 개선할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 개략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(110)는 영상을 표시하는 액정패널(120), 액정패널(120)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(130), 액정패널(120) 및 백라이트 유닛(130)을 제어하는 구동회로부(140)를 포함한다.
액정패널(120)은, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(미도시)과 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함한다. 제1기판 상부에는, 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선(GL1 내지 GLn) 및 다수의 데이터 배선(DL1 내지 DLm)이 형성되고, 각 화소영역에는 박막트랜지스터(T), 액정커패시터(Clc) 및 저장커패시터(Cst)가 형성되어 영상을 표시한다.
백라이트 유닛(130)은 액정패널(120) 하부에 배치되어, 백라이트 제어부(190)의 백라이트 제어신호(예를 들어, 디밍(dimming)신호)에 따라 상이한 조도를 갖는 빛을 액정패널(120)에 공급한다.
구동회로부(140)는 타이밍컨트롤러(150), 게이트 구동부(170), 데이터 구동 부(160), 저소비전력 구동부(180) 및 백라이트 제어부(190)를 포함한다.
저소비전력 구동부(180)는 외부시스템(미도시)이 제공하는 제1영상데이터(RGB1)를 이용하여 제2영상데이터(RGB2) 및 제1조도제어신호(VBR1)를 생성하여 타이밍컨트롤러(150)에 전달한다.
타이밍컨트롤러(150)는, 저소비전력 구동부(180)로부터 전달되는 제2영상데이터(RGB2) 및 제1조도제어신호(VBR1)와, 외부시스템으로부터 제공되는 데이터인에이블신호(DE), 수평동기신호(HSY), 수직동기신호(VSY), 클럭(CLK) 등을 이용하여, 각각 다수의 구동집적회로(drive IC)로 구성된 게이트 구동부(170) 및 데이터 구동부(160)을 구동하기 위한 게이트 제어신호 및 데이터 제어신호를 생성하여 제2영상데이터(RGB2)와 함께 게이트 구동부(170) 및 데이터 구동부(160)에 전달하고, 제2조도제어신호(VBR2)를 생성하여 백라이트 제어부(190)에 전달한다.
게이트 구동부(170)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라, 액정패널(120)에 배열된 박막트랜지스터(T)들의 온/오프(On/Off)를 제어하는 게이트신호를 생성하는데, 액정패널(120)의 게이트 배선(GL1 내지 GLn)을 1 수평동기시간(1H)씩 순차적으로 인에이블 시킴으로써 액정패널(120)의 박막트랜지스터(T)를 1 수평라인 분씩 순차적으로 구동시켜 데이터 구동부(160)로부터 공급되는 데이터신호가 각 박막트랜지스터(T)들에 접속된 액정커패시터(Clc) 및 저장커패시터(Cst)로 인가되도록 한다.
데이터 구동부(160)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력되는 데이터 제어신호에 따라, 입력된 제2영상데이터(RGB2)의 기준전압을 선택하고, 선택한 기준전압 을 데이터신호로서 액정패널(120)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
백라이트 제어부(190)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력되는 제2조도제어신호(VBR2)에 따른 백라이트 제어신호를 생성하여 백라이트 유닛(130)에 전달한다.
이 때, 저소비전력 구동부(180)는 외부시스템으로부터 입력되는 제1영상데이터(RGB1)를 히스토그램 분석하여 그 결과에 따라 데이터변환과 조도변환을 수행하는 역할을 하는데, 히스토그램 분석에 앞서 해당 프레임의 영상이 텍스트와 같은 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역을 포함하는지를 판단하여, 화질무관영역이 포함되어있다고 판단될 경우 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 정의하고 전체 영상에서 분석배제영역을 제외한 나머지 영역에 대응되는 영상데이터에 대하여 히스토그램 분석을 진행한다. 그리고, 히스토그램 분석 결과에 따라 영상데이터의 계조변환 및 백라이트 유닛의 조도변환을 위한 제2영상데이터(RGB2) 및 제1조도제어신호(VBR1)를 타이밍컨트롤러(150)로 전달한다.
도 2에서는 저소비전력 구동부(180)와 타이밍 컨트롤러(150)가 별도의 요소로 배치된 것을 도시하였으나, 다른 실시예에서는 하나의 칩(chip)으로 형성될 수도 있다.
이러한 저소비전력 구동부(180)의 구성을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 저소비 전력 구동부의 개략도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 저소비전력 구동부(180)는 마스킹부(182), 히스토 그램 분석부(184), 데이터 변환부(186), 조도 변환부(188)를 포함한다.
마스킹부(182)는 외부시스템으로부터 입력되는 제1영상데이터(RGB1)의 영상이 영화의 자막, TV 영상의 방송사 로고 등과 같은 위치 고정적인 텍스트가 표시되는 화질무관영역, 즉 데이터변환 및 조도변환에 의한 저소비전력 구동의 경우에도 화질이 열화 되지 않는 영역을 포함하는지를 판단한다. 판단 결과, 화질열화와 무관한 화질무관영역이 포함되어 있지 않으면 일 프레임의 영상의 전체영역의 계조 데이터를 히스토그램 분석부(184)에 전달하고, 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역이 포함되어 있는 경우에는 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 정의하고 후속되는 히스토그램 분석 시 분석배제영역의 계조 데이터가 제외되도록 일 프레임의 영상에서 분석배제영역을 제외한 나머지 영역의 계조 데이터를 히스토그램 분석부(184)에 전달한다. 이때 분석배제영역은 화질무관영역과 인접영역을 포함하여 정의될 수 있다.
히스토그램 분석부(184)는 마스킹부(182)로부터 전달받은 계조 데이터를 히스토그램으로 작성하여 일 프레임의 영상에 대한 저소비전력 구동여부를 판단한다. 즉, 작성된 히스토그램에서 기준계조보다 큰 계조에 해당하는 화소의 개수가 기준개수보다 많을 경우에는, 저소비전력 구동을 위한 데이터변환 및 조도변환을 수행하지 않을 것을 결정하고, 기준계조보다 큰 계조에 해당하는 화소의 개수가 기준개수보다 적을 경우에는 저소비전력 구동을 위한 데이터변환 및 조도변환을 수행할 것을 결정한다.
데이터변환부(186) 및 조도변환부(188)는 히스토그램 분석부(184)의 판단에 따라, 각각 데이터변환 및 조도변환을 수행하여 제2영상데이터(RGB2) 및 제1조도제어신호(VBR1)를 출력한다.
이러한 저소비전력 구동부(180)의 동작을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 저소비전력 구동부의 동작을 보여주는 흐름도이며, 도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에 입력되는 영상 및 분석배제영역을 제외한 영상을 도시한 도면이고, 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 입력되는 영상에서 분석배제영역을 제외한 영상을 도시한 도면이며, 도 6a 및 6b는 각각 도 5a 및 5b의 영상에 대한 히스토그램이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 저소비전력 구동부(도 3의 180)의 마스킹부(도 3의 182)는 외부시스템으로부터 입력되는 영상이 영화의 자막, TV 영상의 방송사 로고 등과 같은 위치 고정적인 텍스트가 표시되는 화질열화와 무관한 화질무관영역을 포함하는지를 판단하고, 그 결과에 따라 영상 전체영역에 대응되는 제1영상데이터(RGB1)를 그대로 히스토그램분석부(도 3의 184)로 전달하거나, 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 정의하고 분석배제영역을 제외한 나머지 영역에 대한 제1영상데이터를 히스토그램분석부(184)로 전달한다.
즉, 도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, Q개의 화소로 구성되는 영상이 고정적인 텍스트 등과 같은 화질무관영역을 포함할 경우, 마스킹부(182)는 텍스트 주위의 일정영역을 포함하는 R개의 화소를 분석배제영역으로 정의한다. 그리고, 마스킹 부(182)는 Q개의 화소로 구성되는 전체 영상에서 R개의 화소로 구성되는 분석배제영역을 제외한 나머지 영역((Q-R)개의 화소)에 대한 계조 데이터를 히스토그램분석부(184)로 전달한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 마스킹부가 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역을 더 상세히 탐지하여 해당 화질무관영역만을 분석배제영역으로 정의하여 분석배제영역을 최소화 할 수 있다.
즉, 도 5c에 도시한 바와 같이, 마스킹부는 텍스트만을 탐지하여 이에 대응되는 S개의 화소를 분석배제영역으로 정의하고 Q개의 화소로 구성되는 전체 영상에서 S개의 화소로 구성되는 분석배제영역을 제외한 나머지 영역((Q-S)개의 화소)에 대한 계조 데이터를 히스토그램분석부로 전달한다. 이 경우 분석배제영역에 대응되는 화소의 수(S)는 제1실시예의 분석배제영역에 대응되는 화소의 수(R)보다 적고(S < R), 따라서, 히스토그램분석 시 더 정확하게 영상의 데이터변환 여부 및 조도변환 여부를 결정할 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 히스토그램분석부(184)는 전달받은 제1영상데이터(RGB1)에 대하여 히스토그램을 작성하고 해당 영상에 대한 저소비전력 구동여부를 판단한다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 예를 들어 256계조로 표시되고 Q개의 화소로 구성되는 영상 전체에 대하여 히스토그램을 작성하면, 0부터 255사이의 해당 계조에 각 화소가 분포된다. 제조자의 선택에 따라 예를 들어 251을 기준계조라 하고 A를 기준개수라 할 경우, 영상 전체에 대하여 251이상의 계조에 해당되는 화소수(B)는 기준개수(A)보다 많게되고(B > A), 히스토그램분석부(184)는 해당 영상에 대하여 데이터변환 및 조도변환을 수행하지 않도록 결정한다. 따라서, 해당영상은 저소비전력으로 구동되지 않는다.
그러나, 해당영상에서 텍스트와 같은 화질무관영역은 저소비전력으로 구동하더라도 단순히 문자를 전달하는 역할을 하므로 화질열화와 무관하다. 따라서, 본 발명에서는 해당 영상에서 화질무관영역을 제외한 나머지 영역에 대해서만 히스토그램 분석을 수행함으로써, 해당 영상에 대해서도 저소비전력으로 구동할 수 있다.
즉, 도 6b에 도시한 바와 같이, Q개의 화소로 구성되는 전체 영상에서 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역은 R개의 화소로 구성되는데, 이 때 R개의 화소 중 기준계조인 251계조 이상에 C개의 화소가 분포될 수 있다. 텍스트와 같은 화질무관영역은 높은 계조에 몰려있을 가능성이 많으므로, C개는 R개의 50% 이상일 경우가 많다. 따라서, 분석배제영역을 제외한 영상에 대한 화소의 수는 (Q-R)개가 되며, 기준계조 이상인 화소의 수는 (B-C)개가 되어 기준개수인 A보다 적은 개수가 될 수 있다((B-C) < A).
즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서는, 저소비전력으로 구동되지 않는 영상들 중 화질열화와 무관한 특정영상을 포함하는 영상에 대해서는, 특정영상에 대응되는 분석배제영역을 제외한 나머지 영상에 대하여 히스토그램 분석을 진행함으로써 일부 영상들을 저소비전력으로 구동할 수 있으며, 이에 따라 액정표시장치의 소비전력을 더 개선할 수 있다.
한편, 영상에 따라 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역은 달라질 수 있다. 예를 들어, 영화의 경우 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역으로 분류될 수 있는 자막은 표시영역의 하단 중앙부에 배치되는 것이 일반적이지만, 화면에 따라 크기가 달라지고, 다른 영화에서는 다른 위치나 다른 크기로 배치될 수도 있다. 또한, 영화 외의 방송사 로고 같은 경우는 표시영역의 상단 좌우측에 배치되는 것이 일반적이다. 즉, 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역의 위치와 크기는 영상에 따라 달라질 수 있는데, 본 발명의 다른 실시예에서는 저소비전력 구동부에 저장부를 설치하여 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역의 위치 및 크기 변화에 대응할 수 있으며 이에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 저소비전력 구동부의 개략도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 저소비전력 구동부(280)는 저장부(281), 마스킹부(282), 히스토그램 분석부(284), 데이터 변환부(286), 조도 변환부(288)를 포함한다.
마스킹부(282)는 외부시스템으로부터 입력되는 제1영상데이터(RGB1)의 영상이 영화의 자막, TV 영상의 방송사 로고 등과 같은 위치 고정적인 텍스트가 표시되는 화질무관영역, 즉 화질이 열화 되지 않는 영역을 포함하는지를 판단한다. 판단 결과, 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역이 포함되어 있지 않으면 일 프레임의 영상의 전체영역의 계조 데이터를 히스토그램 분석부(284)에 전달하고, 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역이 포함되어 있는 경우에는 화질무관영역에 대응되는 분 석배제영역을 정의하고 후속되는 히스토그램 분석 시 분석배제영역의 계조 데이터가 제외되도록 일 프레임의 영상에서 분석배제영역을 제외한 나머지 영역의 계조 데이터를 히스토그램 분석부(284)에 전달한다.
이때 화질무관영역에 대한 판단 기준이나 분석배제영역에 대한 정의 기준은 영상에 따라 달라질 수 있으며, 영상에 따른 화질무관영역 판단기준 및 분석배제영역 정의기준은 저장부(281)에 저장될 수 있다. 저장부(281)는 EEPROM(electrically erasable programmable read only memory)와 같이 데이터를 저장할 수 있는 매체일 수 있으며, I2C(inter integrated circuit)와 같은 통신방식을 이용하여 마스킹부(282)와 서로 통신할 수 있다. 따라서, 마스킹부(282)는 영상의 종류에 대한 데이터를 저장부(281)에 전달하고, 영상의 종류에 따라 화질무관영역을 판별하는 위치 또는 크기 기준이나 분석배제영역을 정의하는 위치 또는 크기 기준에 대한 데이터를 저장부(281)로부터 전달받을 수 있다.
히스토그램 분석부(284)는 마스킹부(282)로부터 전달받은 계조 데이터를 히스토그램으로 작성하여 일 프레임의 영상에 대한 저소비전력 구동여부를 판단한다. 즉, 작성된 히스토그램에서 기준계조보다 큰 계조에 해당하는 화소의 개수가 기준개수보다 많을 경우에는, 저소비전력 구동을 위한 데이터변환 및 조도변환을 수행하지 않을 것을 결정하고, 기준계조보다 큰 계조에 해당하는 화소의 개수가 기준개수보다 적을 경우에는 저소비전력 구동을 위한 데이터변환 및 조도변환을 수행할 것을 결정한다.
데이터변환부(286) 및 조도변환부(288)는 히스토그램 분석부(284)의 판단에 따라, 각각 데이터변환 및 조도변환을 수행하여 제2영상데이터(RGB2) 및 제1조도제어신호(VBR1)를 출력한다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치에서는 영상의 종류에 따라 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역과 그에 대응되는 분석배제영역에 대한 기준을 변경하여 적용할 수 있으며, 그 결과 다양한 영상을 저소비전력으로 구동할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법에서는, 저소비전력 구동에도 화질이 열화 되지 않는 화질무관영역을 포함하는 영상에 대하여 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 제외한 나머지 영상에 대하여 히스토그램 분석을 수행함으로써, 저소비전력으로 구동되는 프레임의 숫자를 증가시키고 그 결과 액정표시장치의 전력소모를 개선할 수 있다.
또한, 화질무관영역 및 분석배제영역에 대한 기준을 별도의 저장부를 이용하여 가변함으로써 다양한 영상에 저소비전력 구동을 적용할 수 있으며, 화질무관영역을 더 정밀하게 탐지하여 해당 화질무관영역만을 분석배제영역으로 정의함으로써 저소비전력으로 구동되지 않는 영역을 최소화하고 전력소모를 더욱 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 개략도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 개략도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 저소비 전력 구동부의 개략도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 저소비전력 구동부의 동작을 보여주는 흐름도
도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에 입력되는 영상 및 분석배제영역을 제외한 영상을 도시한 도면
도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 입력되는 영상에서 분석배제영역을 제외한 영상을 도시한 도면
도 6a 및 6b는 각각 도 5a 및 5b의 영상에 대한 히스토그램
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 저소비전력 구동부의 개략도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
110: 액정표시장치 120: 액정패널
130: 백라이트 유닛 140: 구동회로부
150: 타이밍컨트롤러 160: 데이터구동부
170: 게이트구동부 180: 저소비전력구동부

Claims (11)

  1. 영상이 화질이 열화되지 않는 화질무관영역을 포함하는지를 판단하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하는 경우에는 분석배제영역의 계조 데이터를 제외하여 제1영상데이터를 출력하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하지 않을 경우에는 상기 영상의 전(全)영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 출력하는 마스킹부와, 상기 제1영상데이터에 포함되어 있는 다수의 화소의 계조들을 히스토그램으로 작성하여 분석하고 저소비전력 구동여부를 결정하는 히스토그램 분석부와, 상기 히스토그램 분석부의 결정에 따라 제2영상데이터를 생성하는 데이터변환부와, 상기 히스토그램 분석부의 결정에 따라 제1조도제어신호를 생성하는 계조변환부를 포함하는 저소비전력 구동부와;
    상기 마스킹부로 상기 영상의 종류에 대한 데이터에 따라 상기 화질무관영역을 판별하는 위치 또는 크기 기준이나 상기 분석배제영역을 정의하는 위치 또는 크기 기준에 대한 데이터를 전달함으로써, 상기 마스킹부와 통신하여 상기 화질무관영역의 판단기준 및 상기 분석배제영역의 정의기준을 상기 영상의 종류에 따라 변경하여 제공하는 저장부와;
    상기 제2영상데이터 및 상기 제1조도제어신호를 입력 받고, 게이트 제어신호, 데이터 제어신호 및 제2조도제어신호를 생성하는 타이밍컨트롤러와;
    상기 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부와;
    상기 제2영상데이터 및 상기 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부와;
    상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호를 이용하여 상기 영상을 표시하는 액정패널과;
    상기 제2조도제어신호를 이용하여 백라이트 제어신호를 생성하는 백라이트 제어부와;
    상기 백라이트 제어신호에 따라 상기 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛
    을 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하지 않을 경우, 상기 저소비전력 구동부는 상기 영상의 전(全)영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 히스토그램 분석하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석배제영역은 상기 화질무관영역과 상기 화질무관영역의 인접영역을 포함하여 정의되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석배제영역은 상기 화질무관영역만으로 정의되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화질무관영역은 영화자막 및 방송사로고와 같은 위치 고정적인 텍스트인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장부는 EEPROM(electrically erasable programmable read only memory)이고, 상기 저장부는 I2C(inter integrated circuit)를 이용하여 상기 마스킹부와 통신하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 저장부가 마스킹부로부터 영상의 종류에 대한 데이터를 전달받고, 상기 저장부가 상기 마스킹부로 상기 영상의 종류에 대한 데이터에 따라 화질 열화와 무관한 화질무관영역을 판별하는 위치 또는 크기 기준이나 상기 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 정의하는 위치 또는 크기 기준에 대한 데이터를 전달함으로써, 상기 저장부가 상기 마스킹부로 상기 화질무관영역의 판단기준 및 상기 분석배제영역의 정의기준을 상기 영상의 종류에 따라 변경하여 제공하는 단계와;
    상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하는지 판단하는 단계와;
    상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함할 경우, 상기 화질무관영역에 대응되는 분석배제영역을 정의하고 상기 분석배제영역을 제외한 나머지 영역에 대응되는 제1영상데이터를 히스토그램 분석하고, 상기 영상이 상기 화질무관영역을 포함하지 않을 경우, 상기 영상의 전(全)영역에 대응되는 상기 제1영상데이터를 히스토그램 분석하는 단계와;
    상기 히스토그램 분석의 결과에 따라 제2영상데이터 및 제1조도제어신호를 생성하는 단계와;
    상기 제2영상 데이터 및 상기 제1조도제어신호를 이용하여 액정패널이 상기 영상을 표시하고 백라이트 유닛이 상기 액정패널에 빛을 공급하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 히스토그램 분석의 결과, 기준계조 이상에 해당되는 화소의 수가 기준개수보다 많을 경우에는 상기 제1영상데이터를 그대로 상기 제2영상데이터로 생성하고 상기 제1조도제어신호에 의하여 상기 백라이트 유닛의 조도는 그대로 유지되고, 상기 히스토그램 분석의 결과, 상기 기준계조 이상에 해당되는 화소의 수가 상기 기준개수보다 적을 경우에는 상기 제1영상데이터의 계조를 변환하여 상기 제2영상데이터를 생성하고 상기 제1조도제어신호에 의하여 상기 백라이트 유닛의 조도는 변환되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 저장부에 상기 화질무관영역과 상기 분석배제영역을 저장하는 단계를 더욱 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
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