KR101367134B1 - 표시 장치의 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치의 구동 장치에 관한 것으로서, 제1 프레임 주파수의 입력 영상 신호를 제2 프레임 주파수의 복수의 출력 영상 신호로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고 상기 복수의 출력 영상 신호에 대응하는 각각의 데이터 전압을 하나의 계조 전압 집합 중에서 선택하여 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 입력 영상 신호는 적어도 제1 입력 영상 신호와 제2 입력 영상신호를 포함하며, 상기 출력 영상 신호는 상기 제1 입력 영상 신호에 대응하는 제1 출력 영상 신호와 상기 제2 입력 영상 신호에 대응하는 제2 출력 영상 신호를 포함하고, 상기 제1 및 제2 출력 영상 신호의 화소 주파수는 서로 동일하다.
화질, 프레임메모리, FRC, 주파수변환, 주파수변조, 화소주파수, 프레임주파수, 수평주파수

Description

표시 장치의 구동 장치 {DRIVING APPARATUS OF DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다.
*도면 부호에 대한 설명*
3: 액정층 100, 200: 기판
270: 공통전극 300: 액정 표시판 조립체
400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부 610: 신호 처리부
800: 계조 전압 생성부 PX: 화소
G1-Gn: 게이트선 D1-Dm: 데이터선
Clc:액정 축전기 Cst: 유지 축전기
Q: 스위칭 소자 CONT1: 게이트 제어 신호
ONT2: .데이터 제어 신호 Vsync: 수직 동기 신호
Hsync: 수평 동기 신호 MCLK: 메인 클록 신호
DE: 데이터 인에이블 신호 STH: 수평 동기 시작 신호
STV: 주사 시작 신호 Vcom: 공통 전압
Von: 게이트 온 전압 Voff; 게이트 오프 전압
OE: .출력 인에이블 신호 LOAD: 로드 신호
HCLK: 데이터 클록 신호 RVS: 반전신호
DAT: 영상 데이터
본 발명은 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 화소 전극과 다른 표시판 또는 같은 표시판에 구비되며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.
이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으 로써 발생하는 열화 현상이나 플리커 등을 방지하기 위하여 프레임 별로, 행 별로, 또는 화소 별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.
일반적으로 데이터 전압의 출력을 제어하는 신호 제어부로 입력되는 입력 영상 신호는 일반적으로 두 가지 종류로 나눠진다. 즉, 약 24Hz의 프레임 주파수(즉, 1초 동안 표시되는 프레임의 개수)로 촬영되는 영화와 같은 필름 영상 신호와 약 60Hz의 프레임 주파수로 촬영되는 일반 비디오 영상 신호로 나눠진다.
따라서 그래픽 제어기를 통해 약 24Hz의 필름 영상 신호는 약 60Hz의 프레임 주파수(입력 주파수)로 신호 제어부에 입력되어 해당 데이터 전압으로 변환되기 위한 적절한 신호 처리가 이루어진 후 설정된 프레임 주파수(출력 주파수)로 데이터 구동부에 전달된다.
이처럼, 동일한 프레임 주파수를 갖는 필름 영상 신호와 비디오 영상 신호와 같은 입력 영상 신호는 영상, 특히 동영상의 화질을 개선하기 위해, 움직임 보상을 위한 프레임 삽입 등과 같은 기술을 적용하기 위해 FRC(frame rate conversion) 기술 등을 적용하여 출력 주파수가 입력 주파수와 동일하지 않고 입력 주파수와 다른 출력 주파수로 변경된다.
이처럼, 프레임 주파수를 변경하기 위한 일반적은 방법으로는 화소(pixel) 주파수, 즉 1초 동안 표시되는 화소의 개수를 변경하며, 일 예로 약 24Hz로 촬영된 필름 영상 신호는 약 72Hz의 프레임 주파수, 즉 출력 주파수로 변경되어 출력되고 약 60Hz로 촬영된 비디오 영상 신호는 약 120Hz출력 주파수로 변경되어 출력된다.
하지만, 이처럼 서로 다른 크기의 프레임 주파수, 즉 출력 주파수로 변경될 경우, 화소 주파수 또한 서로 상이하게 변경되어 여러 가지 문제가 발생한다.
그 첫 번째로 비디오 영상 신호일 때와 필름 영상 신호일 때의 화소의 충전 시간이 변하게 된다. 즉, 화소의 충전 시간은 1초에 표시되는 화소행의 개수(이하, '수평 주파수'라 칭함)에 의해 결정되는데, 프레임 주파수를 변경하면 화소 주파수의 변경에 의해 수평 주파수도 역시 변경되므로, 결국 화소의 충전 시간이 서로 상이하게 된다.
또한 입력되는 입력 영상 신호를 적절히 처리하여 데이터 전압의 출력을 제어하는 신호 제어부로 입력되는 입력 영상 신호의 주파수가 픽셀 주파수에 비례하므로, 프레임 주파수가 변하게 되면 입력 영상 신호의 주파수 역시 바뀌게 된다. 이로 인해, LVDS(low voltage differential signaling) 방식 등에서 정해 놓은 주파수 영역을 벗어나게 되므로, 안정적인 신호 수신 처리가 이루어지지 않는다.
일반적으로 화소 주파수가 급격하게 변경될 경우, 입력 영상 신호의 상태가 불안정한 상태로 판단하여, 신호 제어부는 안정 모드(fail-safe mode)로 동작하여, 화소 주파수가 안정된 상태로 변할 때까지 미리 설정된 영상이나 블랙 영상을 표시하게 된다. 하지만, 프레임 주파수가 변경될 경우 화소 주파수도 변하게 되므로, 프레임 주파수의 변경으로 인해 입력 영상 신호의 상태에 무관하게 소정 시간 동안 비정상적인 영상 표시가 이루어질 수 있다. 따라서 입력 영상 신호가 비디오 영상 신호와 필름 영상 신호가 사이에서 서로 빈번하게 바뀔 경우, 신호 제어부는 비정상적으로 안정 모드로 동작되는 경우가 발생한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입력 영상 신호의 특성에 따라 표시 장치의 동작 특성을 변화시키지 않고 프레임 주파수를 변경하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치는 제1 프레임 주파수의 입력 영상 신호를 제2 프레임 주파수의 복수의 출력 영상 신호로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고 상기 복수의 출력 영상 신호에 대응하는 각각의 데이터 전압을 하나의 계조 전압 집합 중에서 선택하여 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 입력 영상 신호는 적어도 제1 입력 영상 신호와 제2 입력 영상신호를 포함하며, 상기 출력 영상 신호는 상기 제1 입력 영상 신호에 대응하는 제1 출력 영상 신호와 상기 제2 입력 영상 신호에 대응하는 제2 출력 영상 신호를 포함하고, 상기 제1 및 제2 출력 영상 신호의 화소 주파수는 서로 동일하다.
상기 신호 제어부는 상기 제1 프레임 주파수의 입력 영상 신호의 화소 주파수를 변경하여 상기 제2 프레임 주파수의 출력 영상 신호로 변환할 수 있다.
상기 신호 제어부는 상기 제2 프레임 주파수에 기초하여 비활성 화소행의 개수를 산출하여 상기 제1 및 제2 출력 영상 신호의 화소 주파수를 동일하게 조정하는 표시 장치의 구동 장치.
상기 제1 입력 영상 신호는 비디오 영상 신호이고, 상기 제2 입력 영상 신호는 필름 영상 신호일 수 있다.
상기 신호 제어부는 프레임 메모리를 포함할 수 있으며, 이에 더하여 라인 메모리를 포함할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 표시 장치 및 표시 장치의 구동 장치에 대한 한 실시예인 액정 표시 장치의 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300), 게이트 구동부(gate driver)(400), 데이터 구동부(data driver)(500), 계조 전압 생성부(gray voltage generator)(800) 및 신호 제어부(signal controller)(600)를 포함한다.
도 1을 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, …, n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, …, m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며, 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선(Gi-1)과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)에는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 구비되어 있다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 생성한다.
신호 제어부(600)는 신호 처리부(610)를 포함하고, 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.
신호 처리부(610)는 프레임 메모리와 라인 메모리 등을 포함할 수 있다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처 리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 이때, 신호 제어부(600)의 신호 처리부(610)는 입력 영상 신호의 주파수를 변경하여 데이터 구동부(500)에 출력할 수 있다. 이러한 신호 제어부(600)의 주파수 변경 동작은 다음에 상세하게 설명한다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 아날로그 데이터 전압의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아 날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
다음, 신호 제어부(600)의 신호 처리부(610)의 입력 주파수 변경 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 처리부(610)에서 입력 주파수를 변경하는 원리에 대하여 설명한다.
화소 주파수(f_p)와 수평 주파수(f_h)는 다음의 [수학식 1]과 [수학식 2]처럼 구해진다.
f_p = (h_active + h_blank) ⅹ f_h = (h_active + h_blank) ⅹ(v_active + v_blank) ⅹ f_v
f_h = (v_active + v_blank) ⅹ f_v
여기에서, h_active는 한 화소행의 화소 중에서 실제 화면에 표시되는 활성(active) 화소의 개수이고, h_blank는 한 화소행의 화소 중에서 실제로 화면에 표시되지 않는 비활성(inactive) 화소의 개수이고 v_active는 한 프레임의 화소행 중 실제로 화면에 표시되는 활성 화소행의 개수이고, v_blank는 한 프레임의 화소행 중 실제로 화면에 표시되지 않는 비활성 화소행의 개수(이하, "비활성 화소행 개수"라 칭함)이고, f_v는 프레임 주파수이다.
[수학식 2]에서, f_v를 구해보면 [수학식 2]과 같다.
f_v = f_h/(v_active + v_blank)
[수학식 1]을 통해 프레임 주파수(f_v)는 화소 주파수(f_p)를 변화시켜 조정할 수 있고, [수학식 3]에서, 프레임 주파수(f_v)는 비활성 화소행 개수(v_bank)에 반비례한다. 그러므로, 수평 주파수(f_h)를 변경하는 대신에 v_bank를 변경하면, 프레임 주파수(f_v)가 변경된다. 이때, 프레임 주파수(f_v)가 변하면 [수학식 1]에 의해 화소 주파수(f_p)도 변하게 되어, 다른 크기의 프레임 주파수(f_v)로 바뀌게 되는 비디오 영상 신호와 필름 영상 신호의 화소 주파수(f_p)는 서로 상이하게 된다.
하지만, [수학식 1]에서, 화소 주파수(f_p)는 비활성 화소행 개수(v_blank)에 따라 변하므로 이 비활성 화소행 개수(v_blank)를 변화시키면 결국 화소 주파수(f_p)가 바뀌게 된다. 따라서 프레임 주파수(f_v)의 변화로 인해, 비디오 영상 신호와 필름 영상 신호의 화소 주파수(f_p)가 서로 다를 경우, 비활성 화소행 개수(v_blank)를 가감하여 두 영상 신호의 화소 주파수(f_p)를 서로 동일하게 조정한다.
따라서 본 실시예에서는 신호 제어부(600)의 신호 처리부(610)로 입력되는 입력 영상 신호의 종류를 선택하고, 선택된 입력 영상 신호의 종류에 따라 비활성 화소행의 개수(v_blank)를 변경하여 원하는 프레임 주파수로 변경하면서, 입력 영상 신호의 종류에 무관하게 동일한 화소 주파수를 가질 수 있도록 한다. 신호 제어부(600)는 비활성 화소행의 개수(v_blank)는 액정 표시 장치의 구동 집적 회 로(IC)의 개수 및 구성 등에 따라 최소 개수는 정해져 있지만 최대 개수는 정해져 있지 않으므로, 비활성 화소행의 개수(v_blank)의 개수를 증가시키기는 어렵지 않다.
이러한 원리에 기초하여 입력 영상 신호의 프레임 주파수를 변경하는 신호 처리부(610)의 동작에 대하여 도 3을 참고로 하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 처리부(610)의 동작 순서도이다.
먼저, 동작이 시작되면 신호 처리부(610)는 설정 입력 주파수로, 예를 들어 약 60H의 프레임 주파수와 약 80MHz의 화소 주파수를 갖는 입력 영상 신호(R, G, B)를 판독하여(S11), 입력 영상 신호(R, G, B)의 종류를 판단한다(S12). 즉 입력 영상 신호(R, G, B)가 비디오 영상 신호인지 아니면 필름 영상 신호인지를 판단한다.
판단된 입력 영상 신호(R, G, B)가 비디오 영상 신호일 경우, 신호 처리부(610)는 변경하고자 하는 프레임 주파수인 설정 프레임 주파수, 예를 들면 약 120Hz로 프레임 주파수를 변경한다(S13). 하지만, 판단된 입력 영상 신호(R, G, B)가 필름 영상 신호일 경우, 신호 처리부(610)는 설정 프레임 주파수, 예를 들면 약 72Hz로 프레임 주파수를 변경한다(S14). 이때, 원하는 프레임 주파수로 변경하기 위해서는 각 입력 영상 신호(R, G, B)의 화소 주파수를 조정하여 변경하므로, 비디오 영상 신호일 때와 필름 영상 신호일 때 변경된 프레임 주파수의 크기가 서로 상이하므로, 조정된 화소 주파수 크기 역시 다르다.
그런 다음, 비디오 영상 신호일 때와 필름 영상 신호일 때 서로 다른 크기로 조정된 화소 주파수를 서로 동일하게 보상하기 위해, 신호 처리부(610)는 새롭게 삽입될 비활성 화소행의 개수를 산출한다(S15).
즉, 신호 처리부(610)는 다음의 [수학식 4]에 기초하여 변경된 프레임 주파수에 따라 추가된 비활성 화소행의 개수를 산출한다.
(v_active + v_blank) ⅹ f_v1 = (v_active + v_blank) ⅹ f_v2
여기서 f_v1은 변경 전 입력 영상 신호(R, G, B)의 프레임 주파수이고, f_v2은 변경 후 입력 영상 신호(R, G, B)의 프레임 주파수이다.
한 예로, 약 60Hz의 프레임 주파수를 갖는 비디오 영상 신호가 약 120Hz의 프레임 주파수로 변경될 경우, 추가된 비활성 화소행의 개수는 약 6개이고, 약 60Hz의 프레임 주파수를 갖는 필름 영상 신호가 약 72Hz의 프레임 주파수로 변경될 경우, 추가된 비활성 화소행의 개수는 약 522개이다.
그런 다음, 신호 처리부(610)는 변경된 프레임 주파수로 각각 입력 영상 신호(R, G, B)를 데이터 구동부(500)에 전달한 후, 각각 추가된 개수의 비활성 화소행의 데이터 또한 데이터 구동부(500)에 전달한다(S16). 이를 위해 신호 제어부(600)는 이미 설명한 것처럼, 한 프레임의 영상 신호를 기억하는 프레임 메모리와 한 화소행의 영상 신호를 기억하는 라인 메모리를 포함한다. 또한 추가된 개수의 비활성 화소행의 영상 신호의 계조는 블랙 계조일 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 프레임 주파수의 변경으로 입력 영상 신호의 종류에 따라 화소 주파수가 상이할 경우, 비활성 화소행 개수를 가감시켜 동일한 화 소 주파수를 가질 수 있도록 한다.
화소(PX)에 인가하는 데이터 전압을 출력 영상 신호에 기초한 데이터 전압보다 크거나 작게 하여 화소(PX)의 충전 시간을 단축시키는 DCC(dynamic capacitance compensation) 제어를 실시한 경우, 입력 영상 신호의 종류에 따라 각 해당 프레임 주파수로 변경된 후 DCC 제어를 위한 보정 출력 영상 신호가 기억된 저장 장치로부터 출력 영상 신호를 읽어오게 된다.
이때, 입력 영상 신호의 프레임 주파수를 원하는 프레임 주파수로 변경한 후 외부에 저장 장치로부터 보정 출력 영상 신호를 읽어오게 되면, 소정 시간의 지연으로 초기 몇 프레임 동안에는 정상적인 DCC 제어를 실시하지 못한다.
따라서 이를 피하기 위해, 신호 제어부(600) 내부에 설계된 룩업 테이블 등을 이용하여 각 변경된 프레임 주파수에 해당하는 출력 영상 신호를 기억시킨 후, 신호 제어부(600)의 동작이 시작될 때, 룩업 테이블에 기억된 보상 출력 영상 신호를 읽어와 입력 영상 신호의 프레임 주파수가 변경될 때마다 바로 변경된 프레임 주파수에 해당하는 보상 출력 영상 신호에 액세스하여, 시간 지연 없이 바로 적절한 보상 출력 영상 신호로 DCC 제어가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
이로 인해, 입력 영상 신호의 종류에 따라 서로 다른 크기의 프레임 주파수로 변경되더라도 입력 영상 신호는 그 종류에 무관하게 동일한 크기의 화소 주파수를 갖게 되므로, 입력 영상 신호의 종류에 무관하게 화소의 충전 시간이 일정하게 유지된다. 또한, 일정한 화소 주파수가 유지되어 급격한 화소 주파수의 변화가 일 어나지 않아 신호 제어부의 동작이 비정상적인 안전 모드로 동작하는 경우도 발생하지 않는다. 이에 더하여, 언제나 안정 범위의 화소 주파수가 유지되므로, 안정적인 신호의 수신 동작이 이루어진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

  1. 제1 프레임 주파수의 입력 영상 신호를 제2 프레임 주파수의 복수의 출력 영상 신호로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고
    상기 복수의 출력 영상 신호에 대응하는 각각의 데이터 전압을 하나의 계조 전압 집합 중에서 선택하여 화소에 인가하는 데이터 구동부
    를 포함하고,
    상기 입력 영상 신호는 적어도 제1 입력 영상 신호와 제2 입력 영상신호를 포함하고,
    상기 출력 영상 신호는 상기 제1 입력 영상 신호에 대응하는 제1 출력 영상 신호와 상기 제2 입력 영상 신호에 대응하는 제2 출력 영상 신호를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 출력 영상 신호의 프레임 주파수는 서로 다르고,
    상기 신호 제어부는 상기 제2 프레임 주파수에 기초하여 비활성 화소행 개수를 계산하고,
    상기 비활성 화소행 개수를 조정하여 상제 제1 및 제2 출력 영상 신호의 화소 주파수를 동일하게 조정하는
    표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 신호 제어부는 상기 제1 프레임 주파수의 입력 영상 신호의 화소 주파수를 변경하여 상기 제2 프레임 주파수의 출력 영상 신호로 변환하는 표시 장치의 구동 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에서,
    상기 제1 입력 영상 신호는 비디오 영상 신호이고, 상기 제2 입력 영상 신호는 필름 영상 신호인 표시 장치의 구동 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 신호 제어부는 프레임 메모리를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 신호 제어부는 라인 메모리를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
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