KR101539028B1 - Field sequential display method liquid crystal display apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시분할 디스플레이 방법 및 액정 디스플레이 장치를 개시하고 있다. 시분할 디스플레이 방법은 입력되는 영상신호의 프레임 주파수보다 높은 주파수로 영상을 표시할 수 있도록 입력되는 영상 프레임을 복수의 서브 프레임(f1, f2, f3, ... fn)으로 변환하여 디스플레이하는 디스플레이 장치에서의 시분할 디스플레이 방법에 있어서, 상기 입력되는 프레임을 구성하는 화소들 중 각각의 화소에 대한 입력 영상 신호로부터 휘도가 서로 다른 복수의 영상 신호 - 상기 복수의 영상 신호들의 휘도의 평균은 상기 입력 영상 신호의 휘도와 실질적으로 동일함 - 들을 생성하는 단계(Sa1); 상기 생성된 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조를 기반으로 각각의 서브 프레임 - 상기 생성된 영상 신호의 개수와 서브 프레임의 개수는 서로 대응함 - 에 대한 계조를 결정하는 단계(Sa2); 상기 결정된 서브 프레임의 계조와 상기 생성된 복수의 영상 신호를 기반으로 복수의 서브 프레임을 생성하는 단계(Sa3); 및 상기 생성된 서브 프레임을 디스플레이하는 단계(Sa4)를 포함하되, 상기 서브 프레임에 적용되는 계조는 실질적인 black 계조(0 또는 0에 근접한 계조), 실질적인 white 계조(255 또는 255에 근접한 계조), 및 가변적인 중간 계조(M)를 포함하여 3가지 이내의 계조들의 조합으로 구성된다. 따라서, 시분할시 정면 시인성이 동일하면서도, 측면 시인성을 제고할 수 있다.The present invention discloses a time-division display method and a liquid crystal display device. In the time-division display method, a display device converts an input image frame into a plurality of sub-frames (f1, f2, f3, ..., fn) so that an image can be displayed at a frequency higher than the frame frequency of an input video signal Wherein the average of the brightness of the plurality of video signals having different brightness from the input video signal of each of the pixels constituting the input frame is obtained by multiplying the brightness of the input video signal (Sa1) < / RTI > A step Sa2 of determining gradations for each subframe based on the gradation of a plurality of image signals of each pixel generated, wherein the number of generated image signals corresponds to the number of subframes; Generating (Sa3) a plurality of subframes based on the determined gray level of the subframe and the generated plurality of video signals; And a step (Sa4) of displaying the generated sub-frame, wherein the gradation applied to the sub-frame includes a substantial black gradation (gradation close to 0 or 0), a substantial white gradation (gradation close to 255 or 255) And a variable intermediate gradation (M). Therefore, the side view visibility can be improved while the front view visibility in the time division is the same.
Description
본 발명은 시분할 디스플레이 방법 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 VA(Vertical Alignment) 모드의 측면 화질을 향상시킬 수 있는 시분할 디스플레이 방법 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
최근 평판 TV 디스플레이 제품은 대부분 LCD 기술이 적용되고 있고, 고품위 TV용 LCD 제품들은 수평 전계 모드(IPS 모드)나 수직 배향 모드(VA 모드) 중 한 가지를 채택하고 있다. IPS 모드는 액정분자들이 기판 면에 평행한 초기배향을 가지고 있으며 이러한 수평배향의 액정들은 한쪽 기판에 형성된 전극들에 의해 발생되는 수평 전계에 의해 방위각방향으로 회전하면서 액정층의 광축이 회전하여 빛의 편광을 조절하게 된다. 반면, VA 모드는 초기에 기판에 수직인 액정분자 배향을 가지고 있고 이는 양쪽기판에 있는 전극 사이에 전압이 형성되면 극각 방향으로 액정이 회전하면서 액정층의 광축의 이동을 유도하고 빛의 편광을 조절하게 된다. Most of flat panel TV display products are adopting LCD technology, and high-definition TV LCD products adopt one of a horizontal electric field mode (IPS mode) and a vertical orientation mode (VA mode). In the IPS mode, the liquid crystal molecules have an initial orientation parallel to the substrate surface. The liquid crystal molecules in the horizontal orientation are rotated in the azimuth direction by the horizontal electric field generated by the electrodes formed on one substrate, and the optical axis of the liquid crystal layer rotates, Thereby controlling the polarization. On the other hand, the VA mode initially has a liquid crystal molecular orientation perpendicular to the substrate. This is because when a voltage is generated between the electrodes on both substrates, the liquid crystal rotates in a polar angle direction to induce the movement of the optical axis of the liquid crystal layer, .
IPS와 VA 모드, 두 기술은 고품위 LCD 기술의 핵심적인 기술로 발달되어 왔으며, 모니터나 노트북제품에 주로 사용되는 TN(Twisted Nematic) 기술이 가지고 있는 시야각이 좁은 문제를 극복하여, 광시야각 기술로 불리 운다. 하지만, IPS 기술은 원리적으로 광시야각 특성을 가지고 있는데 비해, VA 모드는 그 자체로는 광시야각 특성을 가지고 있지 못하다. 따라서, 모든 VA 모드 제품들은 multi-domain 구조와 광학 보상 필름을 채택하고 있다. Multi-domain 기술과 광학 보상 필름 기술의 채택으로 상당한 시야각 개선효과가 있지만, 여전히 측면에서 색상(color)이 흐려지는 문제점을 가지고 있었다. 이 때문에 VA 모드는 하나의 화소(pixel)를 두 개의 부화소로 분할하여 각 화소마다 다른 전압이 인가되도록 고안된 화소 분할 기술을 채택하는 경우가 대부분이다. 화소 분할 기술은 VA 모드 제품들의 측면 화질개선에 큰 도움을 준다.Both IPS and VA modes have been developed as key technologies for high-quality LCD technology. Overcoming the narrow viewing angle problem of TN (Twisted Nematic) technology, which is mainly used in monitors and notebooks, I cry. However, the IPS technology has a wide viewing angle characteristic in principle, whereas the VA mode itself does not have a wide viewing angle characteristic. Therefore, all VA mode products adopt a multi-domain structure and optical compensation films. The adoption of multi-domain technology and optical compensation film technology has resulted in considerable improvement in viewing angle, but still has the problem of dimming of color on the side. For this reason, the VA mode mostly employs a pixel division technique in which one pixel is divided into two sub-pixels and a different voltage is applied to each pixel. The pixel segmentation technology is very helpful for improving the picture quality of the VA mode products.
VA 모드는 측면 화질 개선을 위하여 화소 분할 기술을 채택하고 있다. 화소 분할 기술은 각 화소를 두 개의 부화소로 분할하여 각각 구동을 하므로 신호 전달 배선(bus-lines) 수가 증가하거나, TFT 개수가 증가하거나, 화소의 유효 면적인 개구율이 감소하는 문제점들을 가지고 있다. 이는 결과적으로 LCD의 제조원가 상승과 투과율 감소에 의한 소비전력 증가 등의 문제점을 일으킨다.The VA mode adopts the pixel segmentation technique to improve the side image quality. The pixel division technique has the problems that the number of signal transmission lines (bus-lines) increases, the number of TFTs increases, and the aperture ratio, which is an effective area of pixels, decreases because each pixel is divided into two sub-pixels and driven. This results in problems such as an increase in the manufacturing cost of the LCD and an increase in power consumption due to the reduction of the transmittance.
한편, 모드 기술과 별개로 stereoscopic 3D 기술은 TV 제품의 필수기술로 자리잡고 있는 추세이다. Stereoscopic 3D 기술은 시청자의 좌안과 우안에 각각 다른 영상 image가 인지될 술 있도록 고안된 기술이다. 현재 상용화된 스테레오스코픽(stereoscopic) 3D 기술은 크게 두 가지 방법으로 구현이 된다. 첫째는 시간을 분할하여 각 프레임마다 통상 4개의 서브 프레임으로 구성을 하고 앞의 두 프레임은 좌안의 영상을 표시하고 나중 두 프레임은 우안의 영상을 표시하도록 하고 이에 동조된 3D shutter-glass (안경)에 의해 선택적으로 사람이 인지하도록 고안되었다. 이를 시분할 3D 기술 혹은 shutter glass 방식이라고 한다. 두번째 스테레오스코픽 3D 기술은 화면에 패터닝(pattern)된 광학 이방성 필름(film)을 부착하여 홀수번째 가로줄은 좌선성 원편광을 가지고 짝수번째 가로줄은 우선성 원편광을 가지도록 한다. 시청자는 편광판이 부착된 안경을 착용하는데 왼쪽 안경은 좌선성 편광만을 투과시키고 오른쪽 안경은 우선성 편광만을 투과시킨다. 따라서 시청자는 왼쪽 눈은 홀수번째 가로줄만을 인지하고 오른쪽 눈은 짝수번째 가로줄만을 인지한다. 이를 공간분할 3D 기술 혹은 FPR(Film with patterned retardation) 방식이라고 한다. 액정의 응답속도가 빠른 VA 모드들은 시분할 방식 3D 기술을 주로 채택하고 있고, IPS 모드는 공간분할 3D 기술을 채택하고 있다.On the other hand, besides the mode technology, stereoscopic 3D technology is becoming an essential technology of TV products. Stereoscopic 3D technology is a technique designed to allow different image images to be recognized in the left and right eyes of viewers. Currently, commercialized stereoscopic 3D technology is implemented in two ways. First, the time is divided into four subframes for each frame, the first two frames display the left eye image, the second two frames display the right eye image, and the synchronized 3D shutter-glass (glasses) To be selectively recognized by a person. This is called time-sharing 3D technology or shutter glass method. The second stereoscopic 3D technique attaches a patterned optically anisotropic film to the screen so that the odd-numbered horizontal lines have left-handed circularly polarized light and the even-numbered horizontal lines have priority circularly polarized light. The viewer wore glasses with a polarizing plate, while the left glasses transmit only the left-handed polarized light and the right glasses transmit only the preferential polarized light. Therefore, the viewer recognizes only the odd-numbered horizontal lines in the left eye and the even-numbered horizontal lines in the right eye. This is referred to as space division 3D technology or FPR (film with patterned retardation). VA mode, which has fast response time of liquid crystal, mainly adopts time-sharing 3D technology, and IPS mode adopts space division 3D technology.
하지만, 시분할 방식의 상기와 같은 장점의 이면에는 측면 시인성과 같은 문제점이 존재한다. 측면 시인성을 개선하기 위해 공지된 여러가지 기술들이 존재하나, 이러한 기술들은 대체로, 측면 시인성의 개선 수준이 충분치 못하고, 온도에 따른 휘도 변화에 민감하게 반응한다는 문제점이 있다. 또한, 감마 튜닝(gamma tuning)이 쉽지 않고, 동영상 구동을 구현하기 위한 고 프레임 주파수(high frame frequency) 방식의 기술과 충돌하는 문제점이 있다. 또한, 시분할 방식의 3D 기술과 충돌한다는 문제점이 있다.
However, behind such advantages of the time division method, there are problems such as side visibility. There are various known techniques for improving the lateral visibility. However, these techniques are generally insufficient in the level of improvement of the side viewability, and are sensitive to changes in luminance depending on the temperature. In addition, gamma tuning is not easy and there is a problem that it conflicts with a high frame frequency technique for realizing motion picture driving. In addition, there is a problem of collision with the 3D technique of the time division method.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 화소 분할 기술을 적용하지 않고, VA 모드의 측면 화질을 향상시킬 수 있는 시분할 디스플레이 방법 및 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a time division display method and a liquid crystal display device capable of improving a side picture quality of a VA mode without applying a pixel division technique.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기존 화소분할 구조와 대비하여 유사한 측면 시인성 또는 그 이상의 측면 시인성을 얻기 위해, 패널을 구성하는 화소의 액정의 응답 속도를 제한하는 시분할 디스플레이 방법 및 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a time-division display method and a liquid crystal display device for limiting a response speed of liquid crystal of a pixel constituting a panel in order to obtain similar side visibility or more side view visibility in comparison with an existing pixel division structure will be.
상기한 목적을 달성하기 위한 시분할 디스플레이 방법은 입력되는 영상신호의 프레임 주파수보다 높은 주파수로 영상을 표시할 수 있도록 입력되는 영상 프레임을 복수의 서브 프레임(f1, f2, f3, ... fn)으로 변환하여 디스플레이하는 디스플레이 장치에서의 시분할 디스플레이 방법에 있어서, 상기 입력되는 프레임을 구성하는 화소들 중 각각의 화소에 대한 입력 영상 신호로부터 휘도가 서로 다른 복수의 영상 신호 - 상기 복수의 영상 신호들의 휘도의 평균은 상기 입력 영상 신호의 휘도와 실질적으로 동일함 - 들을 생성하는 단계(Sa1); 상기 생성된 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조를 기반으로 각각의 서브 프레임 - 상기 생성된 영상 신호의 개수와 서브 프레임의 개수는 서로 대응함 - 에 대한 계조를 결정하는 단계(Sa2); 상기 결정된 서브 프레임의 계조와 상기 생성된 복수의 영상 신호를 기반으로 복수의 서브 프레임을 생성하는 단계(Sa3); 및 상기 생성된 서브 프레임을 디스플레이하는 단계(Sa4)를 포함하되, 상기 서브 프레임에 적용되는 계조는 실질적인 black 계조(0 또는 0에 근접한 계조), 실질적인 white 계조(255 또는 255에 근접한 계조), 및 가변적인 중간 계조(M)를 포함하여 3가지 이내의 계조들의 조합으로 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a time-divisional display method comprising: inputting a video frame to be displayed at a frequency higher than a frame frequency of an input video signal into a plurality of sub-frames f1, f2, f3, A plurality of image signals having different luminance from an input image signal for each pixel of the pixels constituting the input frame, the method comprising the steps of: (Sa1) generating an average of the luminance of the input video signal substantially equal to the luminance of the input video signal; A step Sa2 of determining gradations for each subframe based on the gradation of a plurality of image signals of each pixel generated, wherein the number of generated image signals corresponds to the number of subframes; Generating (Sa3) a plurality of subframes based on the determined gray level of the subframe and the generated plurality of video signals; And a step (Sa4) of displaying the generated sub-frame, wherein the gradation applied to the sub-frame includes a substantial black gradation (gradation close to 0 or 0), a substantial white gradation (gradation close to 255 or 255) And may be composed of combinations of three or less gradations including a variable intermediate gradation (M).
상기 서브 프레임의 계조의 순서는 어두운 계조부터 밝은 계조 순이거나, 밝은 계조부터 어두운 계조 순이거나, 또는 상기 두 가지 순서를 순환시킨 순서일 수 있다.The order of gradation of the subframe may be a dark gradation to a bright gradation order, a bright gradation to a dark gradation order, or a sequence of repeating the above two orders.
상기 계조 결정 단계(Sa2)는 상기 서브 프레임의 계조를 변화시키면서 나타나는 평균 휘도를 측정하여 상기 중간 계조(M)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The gradation determination step Sa2 may include determining the intermediate gradation M by measuring an average luminance appearing while changing the gradation of the subframe.
상기 계조 결정 단계(Sa2)는 상기 서브 프레임의 각 화소의 복수의 영상 신호의 계조 값에 대응하는 정규화된 계조 값을 상기 서브 프레임의 계조로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The gradation determination step Sa2 may include determining a normalized gradation value corresponding to a gradation value of a plurality of image signals of each pixel of the subframe as the gradation of the subframe.
상기 입력되는 프레임을 시분할하여 4개의 서브 프레임을 생성하되, 상기 각 화소의 복수의 영상 신호의 계조 레벨에 따라 상기 서브 프레임을 4가지 영역(저계조 영역, 중계조 영역, 고계조 영역, 최고계조 영역)으로 구획하는 단계를 더 포함할 수 있다.The sub frame is divided into four regions (a low gray level region, a relay gray level region, a high gray level region, a highest gray level region, and a high gray level region) according to a gray level of a plurality of video signals of each pixel, Area).
상기 서브 프레임 생성 단계(Sa3)는 (a) 저계조 영역(0~255,0,0,0) - 저계조 영역(a,b,c,d)는 저계조 영역에 속하는 화소에 대해, a는 제 1 서브 프레임, b는 제 2 서브 프레임, c는 제 3 서브 프레임, d는 제 4 서브 프레임에서 구현하되, 0~255는 입력되는 영상의 계조에 따라 대응되는 세부 계조 레벨대로 가변되는 구간을 의미하고, 0은 0의 계조 값 또는 0에 근접한 계조로, 255는 255의 계조 값 또는 255에 근접한 계조로 구현하는 것을 의미함 -, 중계조 영역(255,0~255,0,0), 고계조 영역(255,255,0~255,0) 및 최고계조 영역(255,255,255,0~255)으로 구현하는 방식; (b) 저중계조 영역(0~255, 0~255, 0, 0), 고계조 영역 (255, 255, 0~255, 0), 최고 계조 영역 (255, 255, 255, 0~255)으로 구현하는 방식; (c) 저계조 영역 (0~255, 0, 0, 0), 중고계조 영역 (255, 0~255, 0~255, 0), 최고계조 영역 (255, 255, 255, 0~255)으로 구현하는 방식; (d) 저계조 영역 (0~255, 0, 0, 0), 중계조 영역 (255, 0~255, 0, 0), 고-최고계조 영역(255, 255, 0~255, 0~255)으로 구현하는 방식; 및 (e) 전 계조 영역에 대해 모든 서브 프레임(0~255, 0~255, 0~255, 0~255) 상에 구현하는 방식; 중 적어도 어느 하나를 선택하여 상기 서브 프레임을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The sub-frame generating step Sa3 includes the steps of: (a) setting a low gradation region (0 to 255,0,0,0) and a low gradation region (a, b, c, d) A sub-frame b, a sub-frame c, a sub-frame c, and a sub-frame d, wherein 0 to 255 are implemented as sub-frames corresponding to the corresponding sub- 0 means a gray scale value of 0 or a gray scale value close to 0, 255 means a gray scale value of 255 or a gray scale value close to 255 -, and a
상기 시분할 디스플레이 방법은 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1) 이전에 상기 입력되는 프레임에 대해 고속 프레임 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하되, 상기 고속 프레임 알고리즘 적용 단계는, 연속되는 입력 프레임을 기반으로 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 4개의 고속 서브 프레임으로 분할하는 단계; 상기 고속 서브 프레임간의 신호 변화량을 산출하는 단계; 및 상기 산출 결과, 상기 변화량이 크면 프레임 알고리즘을 수행하고, 상기 변화량이 작으면 상기 프레임 알고리즘을 수행하지 않고, 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1)로 넘어가는 단계를 포함할 수 있다.The time division display method may further include applying a fast frame algorithm to the input frame before the image signal generation step Sa1, wherein the fast frame algorithm application step includes interpolating based on a continuous input frame interpolation) into four high-speed sub-frames; Calculating a signal variation amount between the high-speed sub-frames; And a step of performing a frame algorithm if the change amount is large and proceeding to the image signal generation step Sa1 without performing the frame algorithm if the change amount is small.
상기 프레임 알고리즘은 상기 고속 서브 프레임의 화소에 200 계조 이상 되는 계조가 포함되어 있는지 판단하는 단계; 및 상기 200 계조 이상 되는 계조를 포함하지 않는 화소는 바로 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1)로 넘어가고, 상기 200 계조 이상 되는 계조를 포함하는 화소는 변화를 가하지 않고 직접 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the frame algorithm includes: determining whether a pixel of the high-speed sub-frame includes a gradation of 200 gradations or more; And the pixel not including the gradation of 200 gradations or more may directly go to the image signal generating step Sa1 and may include directly displaying the pixel including the gradation of 200 gradations or more without any change .
상기 시분할 디스플레이 방법은 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1) 이전에, 상기 입력되는 프레임에 대해 고속 프레임 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하되, 상기 고속 프레임 알고리즘 적용 단계는 연속되는 입력 프레임을 기반으로 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 4개의 고속 서브 프레임으로 분할하는 단계; 상기 고속 서브 프레임의 평균 휘도를 기반으로 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1) 내지 상기 서브 프레임 생성 단계(Sa3)를 수행하여 생성된 서브 프레임의 각 화소에 인가되는 신호를 생성하는 단계; 및 상기 서브 프레임의 각 화소의 복수의 영상 신호를 기반으로 가장 높은 계조를 가지고 있는 서브 프레임이 최초 출력되도록 상기 생성된 서브 프레임의 순서를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the time division display method further comprises applying a fast frame algorithm to the input frame before the image signal generation step Sa1, wherein the fast frame algorithm applying step includes interpolating interpolation) into four high-speed sub-frames; Generating a signal applied to each pixel of the generated sub-frame by performing the image signal generation step Sa1 to the sub-frame generation step Sa3 based on the average luminance of the high-speed sub-frame; And adjusting the order of the generated subframes so that the subframe having the highest gray level is output first based on the plurality of video signals of each pixel of the subframe.
상기한 목적을 달성하기 위한 시분할 디스플레이 방법은 입력되는 영상신호의 프레임 주파수보다 높은 주파수로 영상을 디스플레이하는 시분할 디스플레이 방법에서, 입력 영상 프레임의 평균 휘도와 동일한 평균 휘도를 가지면서, 상기 입력 영상 프레임을 유사한 휘도를 가진 적어도 하나의 인접 화소들로 공간 디더링(dithering)되도록 영상 처리하는 디더링 단계(Sb1); 상기 공간 디더링(dithering)된 화소의 영상 신호에 대해, 다음 프레임에서는 화소의 어두움과 밝음을 교환하여 연속된 두 프레임 휘도가 믹싱되도록 하는 믹싱 단계(Sb2); 및 각 화소별로 결정된 서브 프레임의 계조를 기반으로 상기 믹싱된 프레임을 분할하여 복수 개의 서브 프레임을 생성하는 단계(Sb3)를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a time-division display method for displaying an image at a frequency higher than a frame frequency of an input video signal, A dithering step (Sb1) of performing image processing so as to be dither-dithered with at least one adjacent pixels having a similar luminance; A mixing step (Sb2) for mixing the consecutive two frame luminance by exchanging the darkness and brightness of the pixel in the next frame with respect to the video signal of the dithering pixel; And a step (Sb3) of generating a plurality of subframes by dividing the mixed frame based on the gradation of the subframe determined for each pixel.
상기 서브 프레임 생성 단계는 어두운 계조, 밝은 계조, 중간 계조의 3 가지 계조 레벨로 디스플레이되도록 서브 프레임 영상 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the sub-frame may include generating a sub-frame image signal so that the sub-frame image signal is displayed at three gradation levels of a dark gray level, a bright gray level, and a middle gray level.
상기 믹싱 단계(Sb2)는 상기 입력되는 프레임을 짝수 프레임과 홀수 프레임으로 구분하는 단계; 및 상기 홀수 프레임의 화소 및 상기 홀수 프레임과 이웃하는 짝수 프레임의 대응하는 화소에 대해, 하나의 화소에는 밝은 계조를 포함하는 프레임 신호인 업 프레임 계조 신호를 부여하고, 다른 하나의 화소에는 어두운 계조를 포함하는 프레임 신호인 다운 프레임 계조 신호를 부여하는 단계를 포함할 수 있다.The mixing step Sb2 includes dividing the input frame into an even-numbered frame and an odd-numbered frame. And an up frame gray level signal which is a frame signal including a bright gray level is given to one pixel and a gray level signal is supplied to the other pixel in correspondence to the pixels of the odd frame and the corresponding pixels of the even frame adjacent to the odd frame And a step of providing a down frame gradation signal that is a frame signal including the frame signal.
상기 계조 신호 부여 단계는 상기 홀수 프레임의 (i,j)번째 화소에 대해, i+j가 홀수이면, 상기 업 프레임 계조 신호를 부여하고, i+j가 짝수이면, 상기 다운 프레임 계조 신호를 부여하며, 상기 짝수 프레임의 (i,j)번째 화소에 대해, i+j가 홀수이면, 상기 다운 프레임 계조 신호를 부여하고, i+j가 짝수이면, 상기 업 프레임 계조 신호를 부여하는 단계를 포함할 수 있다.(I, j) -th pixel of the odd-numbered frame, the up-frame gradation signal is given if i + j is an odd number, and the up- Frame to the (i, j) -th pixel of the even-numbered frame, and if the i + j is an odd number, applying the down-frame gradation signal, and if i + j is an even number, can do.
상기 계조 신호 부여 단계는 상기 입력 프레임의 각 화소의 색상에 따라 구분하는 단계; 상기 각 화소가 G 화소인 경우 상기 믹싱 단계(Sb2)를 수행하지 않고, 상기 각 화소가 B 또는 R 화소인 경우, 상기 B 또는 R 화소의 계조가 Rm(R 화소의 최고 계조값) 또는 Bm(B 화소의 최고 계조값) 보다 큰 H 영역, 다운 프레임의 계조가 주로 바뀌는 M 영역 및 업 프레임의 계조가 주로 바뀌는 G 영역으로 구분하는 단계; 및 상기 구분된 영역에 대해 상기 H 영역에 속하는 화소는 상기 믹싱 단계(Sb2)를 수행하지 않고, 상기 M 및 G 영역에 속하는 화소는 서로 다른 형태의 업 프레임 계조 신호 및 다운 프레임 계조 신호를 부여하는 단계를 포함할 수 있다.Dividing the gray level signal according to the color of each pixel of the input frame; The gray level of the B or R pixel is Rm (the maximum gradation value of the R pixel) or Bm (the maximum gradation value of the R pixel) when the pixel is the G pixel and the mixing step Sb2 is not performed, The highest gray level value of the B pixel), the M region where the gradation of the down frame mainly changes, and the G region where the gradation of the up frame mainly changes. And the pixel belonging to the H region does not perform the mixing step (Sb2) with respect to the divided region, and the pixels belonging to the M and G regions are supplied with different types of up frame gray level signals and down frame gray level signals Step < / RTI >
입력되는 영상신호의 프레임 주파수보다 높은 주파수로 영상을 표시할 수 있는 시분할 디스플레이 방법에 있어서, 상기 입력 영상 신호의 각 화소의 계조를 기반으로 복수의 미리 입력된 룩업 테이블 또는 영상 변환 로직을 통하여 복수의 서브 프레임 계조 분할 방식을 제공하는 단계(Sc1); 상기 입력 영상 신호의 각 화소에 해당되는 R, G, B 계조 레벨의 상대적인 크기를 분석하는 단계(Sc2); 및 상기 분석된 R, G, B 계조의 상대적인 크기에 따라 상기 복수의 서브 프레임의 계조 분할 방식 중에서 서로 다른 서브 프레임 분할 방식을 R, G, B 화소에 각각 적용하는 단계(Sc3)를 포함할 수 있다.A method for displaying an image at a frequency higher than a frame frequency of an input video signal, comprising the steps of: inputting a plurality of pre-input lookup tables or image conversion logic Providing a sub-frame gradation division scheme (Sc1); (Sc2) analyzing a relative size of the R, G, and B gradation levels corresponding to each pixel of the input image signal; And a step (Sc3) of applying different sub-frame division schemes among the plurality of sub-frame gradation division schemes to the R, G and B pixels according to the relative sizes of the analyzed R, G, and B gradations have.
상기 서브 프레임 분할 방식 적용 단계(Sc3)는 상기 크기 분석 결과, 가장 낮은 계조 값을 갖는 제 1 색상의 화소에 대해서는 측면 감마 곡선이 낮은 값을 갖는 분할 방식을 적용하고, 상기 제 1 색상이 아닌 색상의 화소에 대해서는 측면 감마 곡선이 높은 값을 갖는 방식을 적절히 혼합하여 사용하는 디더링(dithering) 방식을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.In the sub-frame segmentation scheme applying step (Sc3), as a result of the size analysis, a segmentation scheme having a low value of a side gamma curve is applied to a pixel of the first color having the lowest gradation value, A method of applying a dithering method in which a method in which a side gamma curve has a high value is appropriately mixed is used.
상기 서브 프레임 분할 방식 적용 단계(Sc3)는 각 화소의 서브 프레임에 해당하는 복수의 계조들은 실질적인 black 계조(0 또는 0에 근접한 계조), 실질적인 white 계조(255 또는 255에 근접한 계조) 및 가변하는 중간 계조(M)를 포함하도록 입력되는 영상 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하는 단계를 포함하되, 상기 입력 프레임은 상기 복수의 계조들 중 상기 중간 계조(M)로 디스플레이되는 서브 프레임 수가 1개 내지 n개가 되도록 분할되고, 상기 중간 계조(M)는 상기 서브 프레임의 계조를 변화시키면서 나타나는 평균 휘도를 측정하여 결정될 수 있다.In the sub-frame dividing scheme application step Sc3, the plurality of gradations corresponding to the sub-frame of each pixel are divided into a substantial black gradation (gradation close to 0 or 0), a substantial white gradation (gradation close to 255 or 255) And dividing an image frame input to include the gradation M into a plurality of subframes, wherein the number of subframes displayed by the intermediate gradation (M) among the plurality of gradations is one to n And the intermediate gradation M can be determined by measuring the average luminance appearing while changing the gradation of the subframe.
상기 입력되는 프레임을 시분할하여 4개의 서브 프레임을 생성하되,Generating four subframes by time-sharing the input frame,
상기 각 화소의 복수의 영상 신호의 계조 레벨에 따라 상기 서브 프레임을 4가지 영역(저계조 영역, 중계조 영역, 고계조 영역, 최고계조 영역)으로 구획하는 단계를 더 포함할 수 있다.And dividing the subframe into four regions (a low gradation region, a relay region, a high gradation region, and a highest gradation region) according to a gradation level of a plurality of image signals of each pixel.
상기 복수의 서브 프레임 계조 분할 방식은 (a) 저계조 영역(0~255,0,0,0) - 저계조 영역(a,b,c,d)는 저계조 영역에 속하는 화소에 대해, a는 제 1 서브 프레임, b는 제 2 서브 프레임, c는 제 3 서브 프레임, d는 제 4 서브 프레임에서 구현하되, 0~255는 입력되는 영상의 계조에 따라 대응되는 세부 계조 레벨대로 가변되는 구간을 의미하고, 0은 0의 계조 값 또는 0에 근접한 계조로, 255는 255의 계조 값 또는 255에 근접한 계조로 구현하는 것을 의미함 -, 중계조 영역(255,0~255,0,0), 고계조 영역(255,255,0~255,0) 및 최고계조 영역(255,255,255,0~255)으로 분할하는 방식; (b) 저중계조 영역(0~255, 0~255, 0, 0), 고계조 영역 (255, 255, 0~255, 0), 최고 계조 영역 (255, 255, 255, 0~255)으로 분할하는 방식; (c) 저계조 영역 (0~255, 0, 0, 0), 중고계조 영역 (255, 0~255, 0~255, 0), 최고계조 영역 (255, 255, 255, 0~255)으로 분할하는 방식; (d) 저계조 영역 (0~255, 0, 0, 0), 중계조 영역 (255, 0~255, 0, 0), 고-최고계조 영역(255, 255, 0~255, 0~255)으로 분할하는 방식; 및 (e) 전 계조 영역에 대해 모든 서브 프레임(0~255, 0~255, 0~255, 0~255) 상에 디스플레이되도록 분할하는 방식을 포함할 수 있다.The plurality of sub-frame gradation division schemes include (a) a low gradation region (0 to 255,0,0,0), and a low gradation region (a, b, c, d) A sub-frame b, a sub-frame c, a sub-frame c, and a sub-frame d, wherein 0 to 255 are implemented as sub-frames corresponding to the corresponding sub- 0 means a gray scale value of 0 or a gray scale value close to 0, 255 means a gray scale value of 255 or a gray scale value close to 255 -, and a
상기 서브 프레임 분할 방식 적용 단계(Sc3)는 상기 크기 분석 결과, 가장 낮은 계조 값을 갖는 제 1 색상의 화소에 대해서는 상기 (a) 방식을 적용하고, 상기 서브 프레임의 화소의 색상이 제 2 색상인 경우, 상기 제 2 색상의 화소의 인접 화소 중 상기 제 2 색상의 화소와 상기 제 1 색상의 화소의 계조값의 차에 비례하는 개수만큼의 상기 인접 화소에 대해 상기 (b),(c),(d) 및 (e) 방식 중 어느 하나를 적용하는 방식을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.In the sub-frame dividing scheme applying step (Sc3), the method (a) is applied to the pixels of the first color having the lowest gradation value as a result of the size analysis, and the color of the pixels of the sub- (B), (c), and (c) are performed for the adjacent pixels in the number proportional to the difference between the gray-level values of the pixels of the second color and the pixels of the first color among the adjacent pixels of the pixels of the second color, (d) and (e) schemes may be applied.
상기한 목적을 달성하기 위한 시분할 디스플레이 방법은 입력되는 영상 프레임을 복수의 서브 프레임으로 시분할하고, 각 서브 프레임별로 화상 신호를 분할하는 시분할 단계; 및 상기 분할된 화상 신호를 기반으로 영상을 디스플레이하는 디스플레이 단계를 포함하되, 상기 영상을 디스플레이하는 패널의 각 화소(pixel)의 black 이미지와 white 이미지간의 액정의 응답 속도(Ton + Toff)가 10 msec 보다 작은 값을 가질 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a time-division display method including: a time-division step of time-dividing an input image frame into a plurality of sub-frames and dividing an image signal for each sub-frame; And a display step of displaying an image based on the divided image signal, wherein a liquid crystal response speed (Ton + Toff) between a black image and a white image of each pixel of the panel displaying the image is 10 msec Can have a smaller value.
상기한 목적을 달성하기 위한 액정 디스플레이 장치는 입력되는 영상신호의 프레임 주파수보다 높은 주파수로 영상을 표시할 수 있도록 입력되는 영상 프레임을 복수의 서브 프레임(f1, f2, f3, ... fn)으로 변환하여 디스플레이하는 액정 디스플레이 장치에 있어서, 상기 입력되는 프레임을 구성하는 화소들 중 각각의 화소에 대한 입력 영상 신호로부터 휘도가 서로 다른 복수의 영상 신호 - 상기 복수의 영상 신호들의 휘도의 평균은 상기 입력 영상 신호의 휘도와 실질적으로 동일함 - 들을 생성하는 영상 신호 생성부; 상기 생성된 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조를 기반으로 각각의 서브 프레임 - 상기 생성된 영상 신호의 개수와 서브 프레임의 개수는 서로 대응함 - 에 대한 계조를 결정하는 계조 결정부; 상기 결정된 서브 프레임의 계조와 상기 생성된 복수의 영상 신호를 기반으로 복수의 서브 프레임을 생성하는 서브 프레임 생성부; 및 상기 생성된 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 서브 프레임에 적용되는 계조는 실질적인 black 계조(0 또는 0에 근접한 계조), 실질적인 white 계조(255 또는 255에 근접한 계조), 및 가변하는 중간 계조(M)를 포함하여 3가지 이내의 계조들의 조합으로 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device includes a plurality of subframes (f1, f2, f3, ..., fn) for inputting an image frame to display an image at a frequency higher than a frame frequency of an input video signal A plurality of image signals having different brightnesses from an input image signal for each pixel among the pixels constituting the input frame, the average of the brightness of the plurality of image signals being different from the input A video signal generator for generating substantially the same luminance as the video signal; A gradation determining unit for determining a gradation for each subframe based on the gradation of a plurality of image signals of each pixel generated, wherein the number of generated image signals corresponds to the number of subframes; A subframe generator for generating a plurality of subframes based on the determined gray level of the subframe and the generated plurality of video signals; And a display unit for displaying the generated sub-frame, wherein the gradation applied to the sub-frame includes a substantial black gradation (gradation close to 0 or 0), a substantial white gradation (gradation close to 255 or 255) And may be composed of combinations of three or less gradations including the gradation M.
상기한 목적을 달성하기 위한 액정 디스플레이 장치는 입력되는 영상신호의 프레임 주파수보다 높은 주파수로 영상을 디스플레이하는 액정 디스플레이 장치에서, 입력 영상 프레임의 평균 휘도와 동일한 평균 휘도를 가지면서, 상기 입력 영상 프레임을 유사한 휘도를 가진 적어도 하나의 인접 화소들로 공간 디더링(dithering)되도록 영상 처리하는 디더링부; 상기 공간 디더링(dithering)된 화소의 영상 신호에 대해, 다음 프레임에서는 화소의 어두움과 밝음을 교환하여 연속된 두 프레임 휘도가 믹싱되도록 하는 믹싱부; 각 화소별로 결정된 서브 프레임의 계조를 기반으로 상기 믹싱된 프레임을 분할하여 복수 개의 서브 프레임을 생성하는 서브 프레임 생성부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device for displaying an image at a frequency higher than a frame frequency of an input image signal, the liquid crystal display device having an average luminance equal to an average luminance of an input image frame, A dithering unit for performing image processing to be dithered with at least one adjacent pixels having similar luminance; A mixing unit for mixing the consecutive two frame luminance by exchanging the darkness and brightness of the pixel in the next frame with respect to the video signal of the dithering pixel; And a subframe generator for generating the plurality of subframes by dividing the mixed frame based on the gray level of the subframe determined for each pixel.
상기한 목적을 달성하기 위한 액정 디스플레이 장치는 입력되는 영상신호의 프레임 주파수보다 높은 주파수로 영상을 표시할 수 있는 액정 디스플레이 장치에 있어서, 상기 입력 영상 신호의 각 화소의 계조를 기반으로 복수의 미리 입력된 룩업 테이블 또는 영상 변환 로직을 통하여 상기 복수의 서브 프레임 계조 분할 방식을 제공하는 구동 회로부; 상기 입력 영상 신호의 각 화소에 해당되는 R, G, B 계조 레벨의 상대적인 크기를 분석하는 계조 레벨 분석부; 및 상기 분석된 R, G, B 계조의 상대적인 크기에 따라 상기 복수의 서브 프레임의 계조 분할 방법(함수) 중에서 서로 다른 서브 프레임 분할 방법을 R, G, B 화소에 각각 적용하는 서브 프레임 분할 방법 적용부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device capable of displaying an image at a frequency higher than a frame frequency of an input image signal, A driving circuit for providing the plurality of sub-frame gradation division schemes through a look-up table or image conversion logic; A gradation level analyzer for analyzing relative sizes of R, G and B gradation levels corresponding to each pixel of the input image signal; And a sub-frame dividing method for applying different sub-frame dividing methods among R, G, and B pixels among the plurality of gray-scale division methods (functions) of the plurality of sub-frames according to the relative sizes of the R, Section.
상기한 목적을 달성하기 위한 액정 디스플레이 장치는 입력되는 영상 프레임을 복수의 서브 프레임으로 시분할하고, 각 서브 프레임별로 화상 신호를 분할하는 시분할부; 및 상기 분할된 화상 신호를 기반으로 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 디스플레이부의 패널의 각 화소(pixel)의 black 이미지와 white 이미지간의 액정의 응답 속도(Ton + Toff)가 10 msec 보다 작을 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a time division unit for time-dividing an input image frame into a plurality of subframes and dividing an image signal for each subframe; And a display unit for displaying an image based on the divided image signal, wherein a response speed (Ton + Toff) of a liquid crystal between a black image and a white image of each pixel of the panel of the display unit is less than 10 msec have.
상기 패널의 TFT(Thin Film Transistor)의 0 gray 전압(V0gray)과 공통 전압(Vcom)의 차이가 0.7 볼트보다 작을 수 있다.The difference between the gray voltage 0 (V 0gray) and the common voltage (Vcom) of a TFT (Thin Film Transistor) of the panel may be less than 0.7 volts.
상기 패널의 화소는 액정 디렉터(director)의 장축 및 단축 방향의 유전 상수의 비가 0.6인 저 유전율의 이방성 액정으로 이루어질 수 있다.The pixels of the panel may be formed of anisotropic liquid crystal with a low dielectric constant having a ratio of a dielectric constant in a major axis and a minor axis direction of a liquid crystal director is 0.6.
상기 패널의 TFT의 white 전압(Vmax)이 상기 공통 전압(Vcom)보다 7 볼트 이상 더 클 수 있다.
The white voltage Vmax of the TFT of the panel may be 7 volts or more larger than the common voltage Vcom.
본 발명의 시분할 디스플레이 방법 및 액정 디스플레이 장치에 따르면, 시분할시 정면 시인성이 동일하면서도, 측면 시인성을 제고할 수 있는 효과가 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the time-division display method and the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to enhance side viewability while maintaining the same front viewability in the time division.
또한, 본 발명의 시분할 디스플레이 방법 및 액정 디스플레이 장치에 따르면, 온도에 따른 휘도 변화에 민감하게 반응한다는 문제, 감마 튜닝(gamma tuning)이 쉽지 않다는 문제 및 고 프레임 주파수(high frame frequency) 방식 및 시분할 방식의 3D 기술과 충돌한다는 문제를 극복하는 효과가 있다.
In addition, according to the time-division display method and the liquid crystal display device of the present invention, there is a problem that it is sensitive to a change in luminance according to temperature, a problem that gamma tuning is not easy, a high frame frequency method and a time- 3D technology of the collision with the problem is overcome.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 콘트롤러를 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 프레임 시분할 방식을 설명하기 위한 개념도,
도 4는 목표 계조에 따른 각 서브 프레임의 계조를 실험적으로 결정하기 위한 그래프,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 입력 신호를 수신한 후로부터 신호 출력까지의 동작을 나타낸 흐름도,
도 6은 함수 f와 관련된 그래프와 도표,
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 영역에 따른 서브프레임별 계조 인가 방식의 정면 감마 곡선과 측면 감마 곡선을 나타낸 그래프,
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 서브 프레임 생성부를 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 8a는 VA 액정 셀(cell)의 전압 인가시 고속 및 저속 응답 액정의 응답 파형을 나타낸 그래프,
도 8b는 VA 액정 셀(cell)에 4msec 동안 On 전압 인가시 고속 및 저속 응답 액정의 응답 파형을 나타낸 그래프,
도 8c는 패널의 온도 분포의 예시적인 모습을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 two frame 믹싱부와 서브 프레임 시분할부의 연동 관계를 설명하기 위한 블록도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 two frame 믹싱의 개념을 설명하기 위한 도면,
도 11은 휘도 플리커와 색상 플리커의 개념을 설명하기 위한 도면,
도 12a는 B 화소의 목표 계조에 대한 업/다운 프레임 계조에 따른 특성을 통해 영역을 구분한 그래프,
도 12b는 G 화소의 목표 계조에 대한 업/다운 프레임 계조에 따른 특성을 통해 영역을 구분한 그래프,
도 12c는 R 화소의 목표 계조에 대한 업/다운 프레임 계조에 따른 특성을 통해 영역을 구분한 그래프,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 two frame 믹싱부를 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 고속 프레임 알고리즘 적용부와 서브 프레임 시분할부의 연동 관계를 설명하기 위한 블록도,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 프레임 알고리즘의 동작을 나타낸 흐름도,
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 프레임 알고리즘의 동작을 나타낸 흐름도,
도 17은 액정 응답 속도와 시인성과의 관계를 나타낸 그래프,
도 18는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 패널의 TFT와 화소에 있어서, 전압 및 커패시턴스의 관계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention;
2 is a detailed block diagram specifically illustrating a controller of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention,
3 is a conceptual diagram for explaining a subframe time division method according to an embodiment of the present invention,
4 is a graph for experimentally determining the gradation of each subframe according to the target gradation,
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention,
Figure 6 is a graph and graph associated with function f,
FIG. 7A is a graph showing a front gamma curve and a side gamma curve of a gray level application scheme for each subframe according to an area of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7B is a detailed block diagram illustrating a sub-frame generation unit of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention,
8A is a graph showing a response waveform of a high-speed and low-speed response liquid crystal when a voltage of a VA liquid crystal cell is applied,
8B is a graph showing response waveforms of high-speed and low-speed response liquid crystals when ON voltage is applied to a VA liquid crystal cell for 4 msec,
8C is an exemplary view of the temperature distribution of the panel,
FIG. 9 is a block diagram illustrating an interlocking relationship between a two-frame mixing unit and a subframe time-division unit of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention;
10 is a view for explaining the concept of two frame mixing of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention,
11 is a view for explaining the concept of a luminance flicker and a color flicker,
12A is a graph in which regions are divided by the characteristics according to the up / down frame gradation of the target gradation of the B pixel,
FIG. 12B is a graph in which regions are divided by the characteristics according to the up / down frame gradation of the target gradation of the G pixel,
12C is a graph in which regions are divided by the characteristics according to the up / down frame gradation of the target gradation of the R pixel,
FIG. 13 is a detailed block diagram illustrating a two-frame mixing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
14 is a block diagram for explaining an interlocking relationship between a fast frame algorithm application unit and a subframe time division unit in a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention;
15 is a flowchart illustrating an operation of a fast frame algorithm according to an embodiment of the present invention.
16 is a flowchart illustrating an operation of a fast frame algorithm according to another embodiment of the present invention,
17 is a graph showing the relationship between liquid crystal response speed and visual perception,
18 is a view for explaining a relationship between a voltage and a capacitance in a TFT and a pixel of a panel of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
액정 디스플레이 장치 일반Liquid crystal display device general
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 프레임 메모리(110), 콘트롤러(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140), 패널(150) 및 온도 센서(160)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 1, a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
도 1을 참조하면, 프레임 메모리(110)는 콘트롤러(120)와 연결되어 콘트롤러(120)로 입력되는 입력 화상 신호를 저장하고 있다. 콘트롤러(120)는 프레임 메모리(110)에 저장된 화상 신호를 제어할 수 있다. Referring to FIG. 1, a
콘트롤러(120)는 입력 화상 신호를 기반으로 패널(150)의 각각의 화소(155)에 인가되는 신호를 제어한다. 콘트롤러(120)는 입력되는 프레임을 시분할할 수 있다. 시분할과 관련하여 콘트롤러(120)는 입력되는 영상 프레임의 프레임 주파수를 배속시켜 두 개 이상의 서브 프레임으로 시분할할 수 있다. 콘트롤러(120)는 각 서브 프레임의 화소(155)와 관련된 영상 신호도 서브 프레임별로 분할한다. The
이때, 콘트롤러(120)는 서브 프레임 시분할 방식을 사용하여 서브 프레임을 생성할 때, 감마 튜닝(gamma tuning)의 어려움 및 온도에 따른 휘도 변화 민감성 문제를 개선하기 위해 서브 프레임의 휘도가 순차적으로 어두어지거나 순차적으로 밝아지도록 서브 프레임간의 순서 및 구현 방식을 결정할 수 있다. 즉, 콘트롤러(120)는 측면 시인성을 비약적으로 개선시키기 위해 밝은 서브 프레임과 어두운 서브 프레임이 분명하게 분리가 되도록 구현할 수 있다. 콘트롤러(120)는 서브 프레임에 대한 감마 곡선을 구현하기 위해 계조를 4개의 영역으로 분리한 뒤, 이에 대한 세부 계조 레벨을 결정하고, 분리된 영역의 서브 프레임별 구현 방식을 결정하는 방식을 사용할 수 있다. At this time, when the subframe is generated using the subframe time division scheme, the
그리고, 콘트롤러(120)는 측면 시인성의 효과와 서브 프레임 시분할 동작의 효과를 극대화하기 위해, two frame 믹싱 기법과 고속 프레임 알고리즘을 사용할 수 있다.Then, the
콘트롤러(120)는 시분할된 각 서브 프레임별로 분할된 영상 신호를 각 서브 프레임의 화소(155) 위치에 따라 서로 다른 룩업 테이블을 적용하여 계조 데이터 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 즉, 콘트롤러(120)는 게이트 구동부(130)의 게이트 구동 제어 신호와 데이터 구동부(140)의 데이터 구동 제어 신호를 발생하여 각각 게이트 구동부(130)와 데이터 구동부(140)로 전달한다. The
게이트 구동부(130)는 콘트롤러(120)로부터 공급되는 게이트 구동 제어 신호를 수신하여 스캔 펄스를 순차적으로 발생하여 게이트 라인(135)에 공급한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 게이트 구동부(130)는 콘트롤러(120)에 의해 프레임 주파수가 증가된 서브 프레임 중 기수번째 서브 프레임의 구동 기간 동안 스캔 펄스를 순차적으로 게이트 라인(135)들에 공급한 후, 우수번째 서브 프레임의 구동 기간 동안 스캔 펄스를 게이트 라인(135)에 공급할 수 있다. 또한, 게이트 구동부(130)는 스캔 펄스에 따라, LCD 패널(150)의 TFT를 턴 온 또는 턴 오프한다. The
데이터 구동부(140)는 콘트롤러(120)로부터 수신한 데이터 구동 제어 신호를 기반으로 화소(150)에 일정 전압을 제공한다. 데이터 구동부(140)는 화상 신호에 따른 감마 전압을 수신하여 LCD 패널(150)의 화소(155)에 제공한다. 데이터 구동부(140)는 수신된 화상 신호를 아날로그 화상 신호로 변환하고, 아날로그 화상 신호를 LCD 패널(150)에 형성된 데이터 라인(145)으로 전달한다. The
LCD 패널(128)은 게이트 구동부(124) 및 데이터 구동부(126)로부터 게이트 라인과 데이터 라인을 통해 스캔 펄스 및 아날로그 화상 신호를 수신하여 패널 내에 존재하는 각각의 화소에 신호를 전달하여 영상을 디스플레이한다. LCD 패널(128)은 입력되는 프레임의 영상 신호를 분할하여 2배 내지 4배의 프레임 주파수로 영상을 디스플레이할 수 있다. 예컨대, 120Hz 이상 240Hz의 고속 프레임 레이트로 영상을 디스플레이할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 있어서, LCD 패널(150)은 두 장의 유리 기판 사이에 액정이 주입되어 구성될 수 있다. LCD 패널(150)의 하부 유리 기판 상에는 데이터 라인(145) 및 게이트 라인(135)이 직교된다. 데이터 라인(145)과 게이트 라인(135)의 교차부에는 TFT(Thin Film Transistor)가 형성될 수 있다. TFT는 스탠 펄스에 응답하여 데이터 라인(145) 상의 데이터를 액정 셀에 공급한다. TFT의 게이트 전극은 게이트 라인(135)에 접속되고, TFT의 소스 전극은 데이터 라인(145)에 접속될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, LCD 패널(150)을 구성하는 화소(155)의 black 이미지와 white 이미지 간의 액정의 응답 속도(on+off)는 일정한 속도보다 낮은 값을 가질 수 있다. 특히, 기존 화소 분할 기술 중 최적화된 패널(150) 수준의 특성을 확보하기 위해서는 더욱 그러하다.In the preferred embodiment of the present invention, the response speed (on + off) of the liquid crystal between the black image and the white image of the
온도 센서(160)는 상기 LCD 패널(150)의 온도 분포를 센싱하는 기능을 수행한다. 온도 센서(160)는 복수 개일 수 있다. 복수 개의 온도 센서(160)는 일정 시간 간격으로 온도를 측정하여 외부 조건 변화에 따른 반응을 반영할 수 있다.
The
서브 프레임 시분할 방식의 구현Implementation of subframe time division scheme
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 콘트롤러(120)를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘트롤러(120)는 영상 신호 생성부(210), 계조 결정부(220), 서브 프레임 생성부(230) 및 디스플레이 신호 인가부(240)를 포함할 수 있다.2 is a detailed block diagram specifically showing a
도 2를 참조하면, 영상 신호 생성부(210)는 60Hz 영상 신호를 표시하는 디스플레이 방식에 대해, 각 프레임 안에 복수 개의 서브 프레임을 기반으로 하는 복수의 영상으로 분할하여 복수 개의 영상 신호를 생성할 수 있다. 이때, 상기 입력 영상 신호를 통상적으로 2개, 3개, 4개로 분할할 수 있다. 측면 시인성 관점에서는 서브 프레임의 수가 증가할수록 측면 화질 향상이 커지므로 4개의 서브 프레임을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 4개의 서브 프레임을 가지는 경우, 60Hz의 영상 프레임은 240Hz의 서브 프레임으로 분할될 수 있고, 영상 신호 역시, 각 서브 프레임마다 각각의 화상 신호로 분할될 수 있다. 이때, 영상 신호 생성부(210)는 프레임 분할 및 영상 신호 분할시 입력 프레임 중 연속된 것을 선택하여 선택된 양 프레임을 내삽(interpolation)하는 방식을 이용할 수 있다. 이때, 복수 개의 서브 프레임이 입력 프레임과 동일한 휘도로 보여져야 하기 때문에, 생성된 복수의 영상 신호의 휘도 평균값은 입력 영상 프레임의 휘도와 동일하도록 한다. 그리고, 영상 신호는 서브 프레임의 수와 대응되는 수로 생성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the video
계조 결정부(220)는 영상 신호 생성부(210)를 통해 시분할된 영상 신호의 각 화소의 계조 레벨에 따라 각각의 서브 프레임에 대한 계조를 결정한다. 서브 프레임의 계조는 달라질 수 있는데, 이때, 전술한 바와 같이, 각각의 서브 프레임의 평균 휘도가 입력 영상의 휘도와 같아져야 하기 때문에, 계조 결정부(220)는 서브 프레임의 계조를 결정할 시, 계조를 변화시키면서, 서브 프레임의 평균휘도를 측정하여 계조를 결정할 수 있다. The gray-
본 발명의 일 실시예에 따르면, 계조 결정부(220)는 서브 프레임의 계조로 실질적인 black 계조(0), 실질적인 white 계조(255) 및 가변하는 중간 계조(M)를 결정할 수 있고, 상기 세 가지 계조가 조합되어 구현되도록 계조를 결정할 수 있다. 여기서, 중간 계조(M)는 0 내지 255 계조 사이의 값으로, 상기한 바와 같이, 계조를 변화시키면서 나타나는 평균 휘도를 측정하여 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the gray-
서브 프레임 생성부(230)는 영상 신호 생성부(210)를 통해 생성된 복수의 영상 신호와 계조 결정부(220)를 통해 결정된 계조 레벨을 기반으로 복수의 서브 프레임을 생성한다. 복수의 영상 신호를 생성하고자 하는 수의 서브 프레임 수에 맞게 배치하고, 각 서브 프레임의 계조는 계조 결정부(220)에서 결정된 계조를 사용함으로써 서브 프레임을 생성할 수 있다. 이때, 계조별 서브 프레임의 디스플레이 순서는 어두운 계조부터 밝은 계조 순이거나, 밝은 계조부터 어두운 계조 순이거나 또는 상기 두 순서를 순환시킨 순서로 디스플레이되도록 서브 프레임을 생성할 수 있다.The
디스플레이 신호 인가부(240)는 생성된 서브 프레임을 디스플레이하도록 패널(150)에 제어 신호를 인가한다. The display
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 프레임 시분할 방식을 설명하기 위한 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로 60Hz 영상신호를 표시하는 디스플레이는 입력되는 60Hz 의 영상신호를 1/60 초 안에 디스플레이 장치에 해당되는 하나의 영상을 출력하는 방식이다. 반면에 시분할 방식 기술은 각 프레임 안에 복수 개의 서브 프레임을 가지고 복수의 영상를 생성하여 디스플레이 장치를 통하여 표시하게 된다. 즉, 첫번째 프레임은 서브 프레임 a, 서브 프레임 b, 서브 프레임 c 및 서브 프레임 d의 4개의 서브 프레임으로 분할될 수 있다. 전술한 바와 같이, 2개 또는 3개의 서브 프레임으로 분할될 수도 있으나, 측면 시인성 측면에서 4개의 서브 프레임으로 분할하는 것이 바람직하다. 따라서, 이하 4개의 서브 프레임으로 분할되는 것을 가정하여 설명하고자 한다.3 is a conceptual diagram illustrating a subframe time division scheme according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a display for displaying a 60-Hz image signal is a method for outputting one image corresponding to a display device within 1/60 seconds of an input image signal of 60 Hz. On the other hand, the time division technique generates a plurality of images having a plurality of sub-frames in each frame, and displays the generated images through a display device. That is, the first frame may be divided into four subframes of subframe a, subframe b, subframe c, and subframe d. As described above, it may be divided into two or three subframes, but it is preferable to divide into four subframes in terms of side viewability. Therefore, it is assumed that the subframe is divided into four subframes.
본 발명의 일 실시예의 콘트롤러(120)가 서브 프레임 시분할 기술을 효과적으로 구현하기 위해 다음과 같은 디스플레이 방식을 사용할 수 있다.The
i) 먼저, 서브 프레임의 휘도를 밝기 순서로 VB(very bright), B(bright), D(dark), VD(very dark)로 표시할 때, VB -> B -> D -> VD 또는, VD -> D -> B -> VB의 순서가 되는 것이 바람직하다. 이는 응답속도가 느린 액정의 원천적인 문제 때문에 휘도가 밝은 것에서 어두운 것으로 순차적으로 어두워지거나 순차적으로 밝아질 때 가장 빠른 응답특성을 보여 시분할 효과가 크게 나타나기 때문이다. 단 이때, VB -> B -> D -> VD, B -> D -> VD -> VB, D -> VD -> VB -> B 및는 VD -> VB -> B -> D 여러 프레임을 붙여 놓았을 때 동일하게 보이므로 같은 결과를 준다. 또한, VD -> D-> B -> VB는 D -> B -> VB -> VD, B -> VB -> VD -> D 및 VB -> VD -> D -> B와 동일하다. 즉, 시분할 구동기술에서 측면 시인성이 개선되기 위해서는 밝은 서브 프레임과 어두운 서브 프레임이 분명하게 분리가 되어야 한다. 이를 위해서는 이와 같이 휘도가 연속적으로 증가하거나 지속적으로 어두워지는 방식으로 구현이 되어야 한다. VB -> B -> D -> VD when displaying the brightness of the subframe in the brightness order VB (very bright), B (bright), D (dark) VD - > D- > B- > VB. This is because the fastest response characteristic occurs when the brightness is gradually darkened from bright to dark due to the original problem of the slow response liquid crystal, or sequentially brightened, resulting in a time division effect. However, at this time, if you attach multiple frames to VB -> B -> D -> VD, B -> D -> VD -> VB, D -> VD -> VB -> B and VD -> VB -> B -> D The same result will be given when it is released. VD -> D -> B -> VB is the same as D -> B -> VB -> VD, B -> VB -> VD -> D and VB -> VD -> D -> B. That is, in order to improve the side viewability in the time division driving technique, the bright sub-frame and the dark sub-frame must be clearly separated. In order to achieve this, the luminance must be continuously increased or continuously darkened.
본 발명의 실시예에 따르면, 계조가 3가지 계조의 조합으로 결정된 경우, 서브 프레임 순서에 따른 계조의 순서는 어두운 계조부터 밝은 순서대로이거나(0->0->M->255와 같이), 밝은 계조부터 어두운 순서이거나(255 -> M -> M -> 0 과 같이), 이들 순서들을 순환시킨 순서((255 -> 0 -> 0 -> M), (M -> 255 -> 0 -> 0), (M -> M -> 0 -> 255) 및 (M-> 0 -> 255 -> M)과 같이)로 결정될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, when the gradation is determined as a combination of three gradations, the order of gradation according to the sub-frame order is in the order of dark gradation to bright (such as 0- > 0- > M-> 255) (255 -> 0 -> 0 -> M), (M -> 255 -> 0 -> M -> 255 -> M -> M -> 0) > 0), (M -> M -> 0 -> 255) and (M -> 0 -> 255 -> M)).
ii) 또한, 가장 효과적으로 서브 프레임에 대한 감마 곡선을 구현하기 위한 방법으로 다음과 같이 구성하는 방법을 생각해 볼 수 있다. 계조 레벨에 따라 4개의 영역으로 분리할 수 있다. 예를 들면, A: 0~110 계조(gray), B: 110~180 계조(gray), C: 180~230 계조(gray), D:230~255 계조(gray)로 구분한다. 각 영역을 분리하는 계조를 b1 (boundary 1), b2, b3라고 하자. 위의 예에서 b1, b2, b3는 110, 180, 230 계조(gray)에 해당한다. 이때, A 영역은 서브 프레임 a가 담당하며, B 영역은 서브 프레임 b가, C 영역은 서브 프레임 c가, D영역은 서브 프레임 d가 담당을 한다. 따라서, 계조에 따라서, A영역은 (a 서브 프레임, b 서브 프레임, c 서브 프레임, d 서브 프레임) = (0~255, 0, 0, 0)로 구현이 된다. 여기서, (0~255,0,0,0)는 a 서브 프레임에 0~255의 계조 중 어느 하나를 선택하여 표현하고, b,c 및 d 서브 프레임에는 0 또는 0에 근접합 계조로 구현하는 것을 의미한다. ii) Also, as a method for implementing the gamma curve for the sub-frame most effectively, the following method can be considered. It can be divided into four regions according to the gradation level. For example, A: 0 to 110 gray, B: 110 to 180 gray, C: 180 to 230 gray, and D: 230 to 255 gray. Let the gradations separating the regions be b1 (boundary 1), b2, b3. In the above example, b1, b2, and b3 correspond to 110, 180, and 230 gray levels. At this time, the A region is responsible for the subframe a, the B region is the subframe b, the C region is the subframe c, and the D region is the subframe d. Therefore, according to the gradation, the A region is implemented as (a sub-frame, b sub-frame, c sub-frame, and d sub-frame) = (0 to 255, 0, 0, 0). Here, (0 to 255, 0, 0, 0) represents any one of 0 to 255 gradations in a sub-frame, and 0 or 0 in b, c, and d subframes .
이와 마찬가지로, B 영역은 (255, 0~255, 0, 0)으로 구현이 되고, C 영역은 (255, 255, 0~255, 0)으로 구현이 되고, D 영역은 (255, 255, 255, 0~255)로 구현이 될 수 있다. 여기서, 255는 255 또는 255에 근접한 계조로 구현하는 것을 의미한다. Similarly, the B area is implemented as (255, 0 to 255, 0, 0), the C area is implemented as (255, 255, 0 to 255, 0) , 0 to 255). Here, 255 means to implement with a gradation close to 255 or 255.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 서브 프레임의 계조는 3가지로 표현될 수 있기 때문에, a,b,c 및 d 서브 프레임에 0~255로 표현된 계조의 세부 계조는 계조 결정부(220)에서 결정된 하나의 중간 계조(M)로 표현될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since the gradation of each subframe can be expressed by three, the detailed gradation of the gradation represented by 0 to 255 in the a, b, c, and d subframes is determined by the gradation determination unit 220 (M), which is determined by the gray-scale level (M).
상기와 같이 구현하는 방법 이외에도, A 영역 및 B 영역은 (0~255, 0~255, 0, 0)로, C 영역은 (255, 255, 0~255, 0)로, D 영역은 (255, 255, 255, 0~255)로 구현하는 방식이 사용될 수 있다. 다만, 이러한 방식은 첫 번째 방식보다 A 및 B 영역의 분리가 명확하지 않으므로, 측면 시인성이 다소 떨어질 수 있다. In addition to the above-described implementation, the A region and the B region are (0 to 255, 0 to 255, 0, 0), the C region is (255, 255, 0 to 255, 0) , 255, 255, 0 to 255) may be used. However, since the separation of the A and B regions is not clear in this method, the side viewability may be somewhat deteriorated.
또한, A 영역은 (0~255, 0, 0, 0)로, B 및 C 영역은 (255, 0~255, 0~255, 0)로, D 영역은 (255, 255, 255, 0~255)로 구현될 수 있다.255, 0, 0, 0), the B and C areas (255, 0 to 255, 0 to 255, 0) and the D area (255, 255, 255).
그리고, A 영역은 (0~255, 0, 0, 0)로, B 영역은 (255, 0~255, 0, 0)로, C 및 D 영역은 (255, 255, 0~255, 0~255)로 구현될 수도 있고, 전 계조 영역에 대해 모든 서브 프레임(0~255, 0~255, 0~255, 0~255) 상에 구현하는 방식, 즉, 비시분할 구조를 사용할 수도 있다. 비 시분할 구조는 시인성이 가장 나쁜 구조라고 할 수 있다.The area A is set to (0 to 255, 0, 0, 0), the area B is set to (255, 0 to 255, 0, 0), the areas C and D are set to 255, 255, 0 to 255, 255), or a scheme implemented on all subframes (0 to 255, 0 to 255, 0 to 255, 0 to 255) for the entire gradation region, that is, a non-divided structure may be used. The non-time-division structure is the worst visibility structure.
iii) 앞의 방법에서, A, B, C 및 D로 영역을 나누는 기준인 b1, b2, b3를 결정하기 위한 방법은 다음과 같다. (a, b, c, d) 서브 프레임들의 화상 신호에 대해, (255, 0, 0, 0), (255, 255, 0, 0) 및 (255, 255, 255, 0) 계조를 입력하였을 때 얻어지는 평균 휘도에 대응하는 계조를 b1, b2, b3로 찾는다. 예를 들면 (255, 0, 0, 0), (255, 255, 0, 0), (255, 255, 255, 0), (255, 255, 255, 255)를 입력하였을 때 평균휘도가 각각 15.7%, 46.5%, 79.6%, 100%라고 하면, 계조(grayscale) = (L/100)^(1/2.2)*255의 계산식에 의해, 각각, 110, 180, 230 계조(grayscale)가 된다. 이와 같이 간단히 b1, b2, b3의 값을 찾을 수 있다. iii) In the previous method, a method for determining b1, b2, b3 as the criterion for dividing the area into A, B, C and D is as follows. (255, 0, 0, 0), (255, 255, 0, 0) and (255, 255, 255, 0) gradations for the image signals of the sub- B2, and b3 corresponding to the average luminance obtained when the luminance is obtained. For example, when inputting 255, 0, 0, 0, 255, 255, 0, 0, 255, 255, 255, The grayscale is 110, 180, and 230, respectively, according to the equation of grayscale = (L / 100) ^ (1 / 2.2) * 255, assuming 15.7%, 46.5%, 79.6% . Thus, the values of b1, b2, and b3 can be found simply.
이와 같이 b1, b2, b3가 정해지면 각 구역별 세부 계조(gray scale)를 결정한다. 이에 대한 세부 결정도 비교적 간단한 실험을 통하여 구하여 질 수 있다. 예를 들면 (0~255, 0, 0, 0) 과 같이 서브 프레임 a의 신호를 0 ~ 255로 변화시키면서 나타나는 평균 휘도를 측정한 후, 이에 해당하는 계조(grayscale)를 찾음으로써 A 영역의 계조를 결정할 수 있다. 이와 같은 방법으로 (255, 0~255, 0, 0)과 같이 서브 프레임 b의 계조를 0에서 255로 변화시키면서 나타나는 평균 휘도를 측정하고 이에 해당하는 계조를 매핑(mapping)시킴으로써 B 영역의 계조를 결정한다. 동일한 방법으로 (255, 255, 0~255, 0) 및 (255, 255, 255, 0~255)를 입력하여 평균 휘도를 측정함으로써 C와 D 영역의 계조를 결정한다. When b1, b2, b3 are determined, the gray scale of each zone is determined. The details of this can be obtained through relatively simple experiments. By measuring the average luminance appearing while changing the signal of the subframe a from 0 to 255 as in the case of (0 to 255, 0, 0, 0) and finding the corresponding grayscale, Can be determined. By measuring the average luminance appearing while changing the gradation of the sub-frame b from 0 to 255 as in the above method (255, 0 to 255, 0, 0) and mapping the corresponding gradation, . The gradations of the C and D regions are determined by measuring the average luminance by inputting (255, 255, 0 to 255, 0) and (255, 255, 255, 0 to 255) in the same manner.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서브 프레임별 계조의 가지 수가 제한될 수 있기 때문에, a,b,c 및 d 서브 프레임에 0~255로 표현된 계조의 세부 계조는 계조 결정부(220)에서 결정된 하나의 중간 계조(M)로 표현될 수 있다. However, according to an embodiment of the present invention, since the number of the gradations of each subframe can be limited, the detailed gradation of the gradation expressed by 0 to 255 in the a, b, c, and d subframes is determined by the gradation determiner 220 (M), which is determined by the gray-scale level (M).
도 4는 목표 계조에 따른 각 서브 프레임의 계조를 실험적으로 결정하기 위한 그래프이다. 도 4를 보면 알 수 있듯이, 세부 계조 결정을 위해, 서브 프레임 a에 대해서는 0부터 110까지의 계조에 대해 계조를 변화시키면서 평균 휘도를 측정하면 되고, 서브 프레임 b에 대해서는 110 내지 180에 대해, 서브 프레임 c에 대해서는 180 내지 230에 대해, 서브 프레임 d에 대해서는 230 내지 255까지 계조를 변화시키면서 평균 휘도를 측정하여 세부 계조를 결정할 수 있다.4 is a graph for experimentally determining the gradation of each sub-frame according to the target gradation. As can be seen from FIG. 4, for the sub-frame a, the average luminance can be measured while changing the gradation from 0 to 110 for the sub-frame a, while for the sub-frame b from 110 to 180, The detail gradation can be determined by measuring the average luminance while changing the gradation from 180 to 230 for the frame c and from 230 to 255 for the sub frame d.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 입력 신호를 수신한 후로부터 신호 출력까지의 동작을 나타낸 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 60Hz의 입력 신호(Gi)가 들어오면 콘트롤러(120)는 이를 프레임 메모리(110)에 저장한다(S510). 이때, 프레임 메모리(110)는 2개 이상이 될 수 있다. 이는 현재 프레임이 저장되는 동안 이전 프레임의 신호를 240Hz로 분할하여 패널(150)로 전송해 주어야 하기 때문이다. 그리고, 콘트롤러(120)는 서브 프레임을 카운팅한다(S520). 서브 프레임을 카운팅하여 각 서브 프레임에 해당하는 로직 또는 룩업 테이블(505)을 참조하여 신호를 생성한다(S530, S532, S534 및 S536). 이때, 룩업 테이블을 참조하는 방식이나, 또는 로직을 따르는 방식을 통해 로직 계산을 수행할 수 있는데, grayscale을 형성시키는 방법이 더 다양한 응용성을 가질 수 있으므로 효과적으로 사용될 수 있다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 서브 프레임 a는 입력 신호의 계조가 b1보다 작은 값을 갖는 영역의 화소에 룩업 테이블 및 로직을 참조하여 인가 신호를 생성한다(S530). 서브 프레임 b에는 입력 신호의 계조가 bi 보다 작은 값을 갖는 영역의 화소에는 255의 계조를 구현하고, b1 보다 크고 b2보다 작은 값을 갖는 영역의 화소에 룩업 테이블 및 로직을 참조하여 인가 신호를 생성한다. 그리고, b2보다 큰 값을 갖는 영역은 0으로 구현한다(S532). 서브 프레임 c는 입력 신호의 계조가 b2보다 작은 값을 갖는 영역의 화소에 255의 계조를 구현하고, b2보다 크고 b3보다 작은 값을 갖는 영역의 화소에는 룩업 테이블 및 로직을 참조하여 인가 신호를 생성한다. 그리고, 입력 신호의 계조가 b3보다 큰 값을 갖는 영역의 화소에는 0으로 구현한다(S534). 서브 프레임 d에는 입력 신호의 계조가 b3보다 작은 값을 갖는 영역의 화소에 255의 계조를 구현하고, b3보다 큰 값을 갖는 영역의 화소에는 룩업 테이블 및 로직을 참조하여 인가 신호를 생성한다(S536).5 is a flowchart illustrating an operation of the liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, after the input signal is received, until the signal is output. Referring to FIG. 5, when an input signal Gi of 60 Hz is input, the
그리고, 생성된 신호를 출력하여 패널(150)로 전송한다(S540). Then, the generated signal is output to the panel 150 (S540).
여기서, 로직을 형성시키는 방법을 보다 구체적으로 살펴보면, 도 4에서 결정된 함수를 로직으로 형성시킬 수 있다. 예컨대, 입력 신호의 계조 값을 Gi라고 하면, Gi는 (Ga, Gb, Gc, Gd)와 같이 4개의 서브 프레임으로 계조를 분리시키는 로직이 필요하다. Here, the method of forming the logic will be described in more detail. The function determined in FIG. 4 may be formed of logic. For example, if the gradation value of the input signal is Gi, then Gi requires logic to separate the gradation into four subframes such as (Ga, Gb, Gc, Gd).
Ga 결정 : if Gi < b1, then Ga = F(Gi). Ga crystal: if Gi < b1, then Ga = F (Gi).
if Gi ≥ b1, then Ga = 255. if Gi ≥ b1, then Ga = 255.
Gb 결정 : if Gi < b1, then Gb = 255. Gb determination: if Gi < b1, then Gb = 255.
if b1 ≤ Gi < b2, then Gb = G(Gi). if b1? Gi <b2, then Gb = G (Gi).
if b2 ≤ Gi, then Gb = 0. if b2 < = Gi, then Gb = 0.
Gc 결정 : if Gi < b2, then Gc = 255. Gc determination: if Gi < b2, then Gc = 255.
if b2 ≤ Gi < b3, then Gc = H(Gi). if b2 < Gi < b3, then Gc = H (Gi).
if b2 ≤ Gi, then Gc = 0. if b2 < = Gi, then Gc = 0.
Gd 결정 : if Gi < b3, then Gd = 255. Gd determination: if Gi < b3, then Gd = 255.
if b3 ≤ Gi, then Gc = K(Gi). If b3 < = Gi, then Gc = K (Gi).
F(Gi), G(Gi), H(Gi), K(Gi)는 도 4의 함수와 같이 구현이 된다. 이때, 이 함수들을 다음과 같이 바꿀수 있다. F (Gi), G (Gi), H (Gi), and K (Gi) At this time, you can change these functions as follows.
F(Gi)= 255 * f(Gn), 이때, 0 ≤ Gn ≡ (Gi/bi) ≤ 1, 0 ≤ f ≤ 0이 되어 정의역과 치역이 정규화(normalize)된다. f 함수는 다항 함수로 구할 수 있으나, 실제로는 정의역과 치역이 0~1 사이에 있는 복수 개의 좌표값을 룩업 테이블로 기억함으로써 중간값들은 내삽(interpolation)하여 찾을 수 있다. 예를 들면, 도 4의 프레임 1에 해당하는 함수를 정규화하면 도 6a과 같이 나타낼 수 있다. F (Gi) = 255 * f (Gn), where 0 ≤ Gn ≡ (Gi / bi) ≤ 1, 0 ≤ f ≤ 0, and the domain and region are normalized. The f function can be obtained by a polynomial function. However, in practice, intermediate values can be found by interpolating by storing a plurality of coordinate values between 0 and 1 in the domain and region as a look-up table. For example, if the function corresponding to the
도 6은 함수 f와 관련된 그래프와 도표이다. 도 6a의 우측에 도시된 룩업 테이블을 이용하여 임의의 함수값 f(a)는 인접한 두 점의 중간값을 취함으로써 찾을 수 있다. 예를 들면, b1 = 110이고, G1 = 80이라고 하면 f(80/110) = f(0.7273) = f(0.7) + {f(0.8)-f(0.7)}*80/110/0.1로 찾을 수 있고, 최종 F(Gi) = 255*f(80/110)로 찾을 수 있다. 6 is a graph and a graph associated with function f. By using the lookup table shown on the right side of FIG. 6A, an arbitrary function value f (a) can be found by taking an intermediate value between two adjacent points. For example, when b1 = 110 and G1 = 80, f (80/110) = f (0.7273) = f (0.7) + {f , And the final F (Gi) = 255 * f (80/110).
이와 유사하게, Similarly,
F(Gi)= 255*f(Gn), 이때, Gn ≡ (Gi/bi)F (Gi) = 255 * f (Gn), where Gn? (Gi / bi)
G(Gi) = 255*g(Gn), 이때 Gn ≡ (Gi-b1)/(b2-b1),G (Gi) = 255 * g (Gn), where Gn? (Gi-b1) / (b2-
H(Gi)=255*h(Gn), 이때, Gn ≡ (Gi-b2)/(b3-b2),H (Gi) = 255 * h (Gn), where Gn? (Gi-b2) / (b3-
K(Gi)=255*k(Gn), 이때, Gn ≡ (Gi-b3)/(255-b3) Gn = (Gi-b3) / (255-b3) where K (Gi) = 255 * k
로 정의되고, 각 정규화된 계조, Gn과 함수 f, g, h, k의 값은 0과1 사이에 있다.
, And the values of each normalized gradation, Gn and functions f, g, h, and k are between 0 and 1.
이하에서는, 서브 프레임의 각 화소의 색상 특성을 고려하여 방식을 결정하는 것과 관련된 설명을 한다.Hereinafter, a method for determining a color scheme in consideration of color characteristics of each pixel in a subframe will be described.
전술한 바와 같이, 240Hz 기준의 시분할 방법은 다양하게 구현하는 것이 가능하다. 즉, 서브 프레임 생성부(230)는 다양한 방법 중 어느 하나를 선택하여 선택된 방식으로 서브 프레임별로 계조를 구현할 수 있다.As described above, the 240 Hz standard time division method can be variously implemented. That is, the
4개의 연속적 서브 프레임의 계조를 특정 영역(a, b, c, d)로 표현할 때, 이는 특정 영역에 속하는 화소에 대해, a는 제 1 서브 프레임, b는 제 2 서브 프레임, c는 제 3 서브 프레임, d는 제 4 서브 프레임에서 구현하되, 0~255는 입력되는 영상의 계조에 따라 대응되는 세부 계조 레벨대로 가변되는 구간을 의미하고, 0은 0의 계조 값으로, 255는 255의 계조 값으로 구현하는 것을 의미한다. When a gradation of four consecutive sub-frames is represented by a specific region (a, b, c, d), for a pixel belonging to a specific region, a is a first sub-frame, b is a second sub- 0 " means a period in which 0 is a gray level value of 0, 255 is a gray level value of 255, and " 0 " Value.
본 발명의 실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 (a) 저계조 영역 (0~255, 0, 0, 0), 중계조 영역 (255, 0~255, 0, 0), 고계조 영역(255, 255, 0~255, 0) 및 최고계조 영역 (255, 255, 255, 0~255)으로 구현할 수 있다. 이때, 0~255 로 표시된 부분은 계조를 0과 255 사이에서 계조가 선택될 수 있다. 예를 들면 저계조 영역은 첫 번째 서브 프레임 계조를 가변함으로써 표시될 수 있다. (a)방법은 앞서 설명한 대표적인 시분할 방법이다. According to the embodiment of the present invention, the
또한, 컨트롤러(120)는 (b) 저중계조 (0~255, 0~255, 0, 0), 고계조 영역(255, 255, 0~255, 0) 및 최고 계조 영역(255, 255, 255, 0~255)으로 구현할 수 있다. 이 방법은 저중계조 영역을 첫 번째 두 번째 서브 프레임에 동일한 계조로 인가하는 방법으로 (a) 방법에 비해 저계조 영역의 측면 시인성은 다소 떨어진다. In addition, the
또한, (c) 저계조 영역(0~255, 0, 0, 0), 중고계조 영역(255, 0~255, 0~255, 0), 최고계조 영역(255, 255, 255, 0~255)으로 구현할 수 있다. 앞의 (b)와 유사한 개념으로 두번째 세번째 서브 프레임 데이터를 유사한 계조로 인가한다. 중고계조 영역에서 (a)보다 우수하지 못한 특성을 보인다.255, 0, 0, 0), a used gradation range (255, 0 to 255, 0 to 255, 0), a highest gradation range (255, 255, 255, 0 to 255 ). The second third subframe data is applied in similar gradation with a similar concept as in (b) above. (A) in the second gradation region.
더욱이, (d) 저계조 영역(0~255, 0, 0, 0), 중계조 영역 (255, 0~255, 0, 0), 고-최고계조 영역(255, 255, 0~255, 0~255)으로 구현할 수 있다. 이 역시, (b)와 유사한 개념으로 세번째, 네번째 서브 프레임 데이터를 유사한 계조로 인가한다. 고-최고계조 영역에서 (a)보다 우수하지 못하다.0, 255, 0, 0, 0), the high-gradation region (255, 255, 0 to 255, 0 To 255). This also applies the third and fourth subframe data with a similar gradation in a concept similar to (b). (A) in the high-to-highest gradation region.
다음으로, (e) 비 시분할 구조 : 전계조 영역에서 각 서브 프레임에 동일 계조를 인가하는 방식(0~255, 0~255, 0~255, 0~255)을 사용할 수 있다. 이 방법은 시인성이 가장 나쁜 방식이라고 할 수 있다. Next, (e) non-time division structure: a method of applying the same gradation (0 to 255, 0 to 255, 0 to 255, 0 to 255) to each subframe in the entire gradation region can be used. This is the worst way of visibility.
실제로는 위의 5가지 외에도 더 다양한 방법들이 존재할 수 있지만, 실제로 측면 시인성 관점에서 가장 우수한 방법은 (a) 방법이라고 할 수 있다. 하지만, 위의 방법들이 조합된 기술은 (a)를 단독으로 사용한 기술보다 우수할 수 있으므로, 컨트롤러(120)는 이를 다양하게 사용할 수 있다.Actually, there may be more various methods besides the above five, but in fact, the best method from the viewpoint of side view is (a) method. However, since the combined technique of the above methods can be superior to the technique using alone (a), the
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 영역에 따른 서브프레임별 계조 인가 방식의 정면 감마 곡선과 측면 감마 곡선을 나타낸 그래프이다.FIG. 7A is a graph showing a front gamma curve and a side gamma curve of a method of applying gray-scale for each sub-frame according to an area of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 7a를 참조하면, 모든 감마 구현 방법에 있어서, 정면 휘도는 동일하게 조정이 가능하므로, 정면 감마 곡선을 동일하다. 따라서, 위의 어떤 방법을 사용하더라도 정면 시인성을 동일하다. 반면, 측면의 감마 곡선은 어떤 방법을 사용하느냐에 따라 도 7a와 같이 차이를 보이게 된다. 따라서, (a) 방식을 가장 우수한 방식이라고 할 수 있다.Referring to FIG. 7A, in all gamma implementation methods, the frontal gamma curve is the same since the frontal brightness can be adjusted equally. Therefore, the front visibility is the same regardless of any of the above methods. On the other hand, the gamma curve of the side differs according to which method is used as shown in FIG. 7A. Therefore, (a) is the most excellent method.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 서브 프레임 생성부(230)를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 프레임 생성부(230)는 색상 특성 파악부(710), 계조 레벨 비교부(720) 및 방식 결정부(730)를 포함할 수 있다.FIG. 7B is a detailed block diagram illustrating a
도 7b를 참조하면, 색상 특성 파악부(710)는 서브 프레임의 각 화소의 색상(chromatic) 특성을 파악한다. 즉, 패널의 화소에 인가되는 신호의 색상이 R인지, G인지, B인지 파악한다. Referring to FIG. 7B, the color
계조 레벨 비교부(720)는 상기 파악된 색상 특성을 토대로 R 화소, G 화소 및 B 화소의 계조 레벨 값을 비교한다. 어떠한 화소가 (R, G, B) 화소 데이터를 가진다고 할 때, 화소 데이터로 인해 나타나는 측면의 색상은 정면 색상보다 대체적으로 채도(chroma)가 낮아진다. 이는 도 7a의 감마 곡선에서 알 수 있듯이, 감마 곡선이 측면에서는 완만한 곡선을 보이므로 R, G, B 데이터 간 휘도 차이가 줄어들기 때문이다. 이를 보완하기 위해 계조가 높은 데이터의 측면 휘도를 높여주면 측면 색상이 개선될 수 있다. 따라서, 위의 다양한 감마 표시 방법을 이용하여 이러한 보완을 수행하도록 한다. 즉, 색상 특성 파악부(710)에서 파악된 R, G, B 화소 데이터 값 중 가장 큰 계조를 나타내는 계조는 가장 좋은 성능을 나타내나 측면 감마 곡선이 내려간 곡선을 나타내는 (a) 방식이 아닌 다른 방식을 적용하고, 중간 계조는 또 다른 방법을 적용하도록 한다. 이를 위해, 계조 레벨 비교부(720)는 각각의 R, G, B 화소의 데이터 값 중 계조 값을 서로 비교하여 가장 큰 계조를 갖는 색상의 화소, 중간 계조 및 가장 낮은 계조 값을 갖는 색상의 화소를 파악한다.The
방식 결정부(730)는 계조 레벨 비교부(720)의 비교 결과, 가장 낮은 계조를 갖는 색상의 화소에 대해 가장 좋은 측면 시인성을 나타낼 수 있는 구현 방식을 적용하고, 가장 큰 계조 및 중간 계조를 나타내는 색상의 화소에 대해서는 다른 방식을 적용하도록 결정한다. 즉, 가장 낮은 계조에는 (a) 방식을, 그리고 가장 큰 계조 및 중간 계조에는 (a) 방식이 아닌 다른 방식이 적용되도록 한다.As a result of the comparison of the
본 발명의 실싱예에 따르면, 방식 결정부(730)는 측면의 색상을 보다 효과적으로 표시하기 위해 화소 디더링(dithering) 방법을 적용할 수 있다.According to the first embodiment of the present invention, the
예컨대, R < G < B 의 계조 값을 갖는다고 가정할 때, 계조 값이 가장 작은 R 화소는 전술한 바와 같이, 모두 (a) 방식을 적용할 수 있고, G 및 B 화소에 대해서는 다른 방식을 적용한다. 특히, B 화소에 대해서, 인접 4개, 6개 또는 9개의 화소에 대해 (B-R) 계조 차이에 비례하여 이에 준하는 개수만큼의 화소는 비시인성 감마 (e) 나 또는 다른 (b) 내지 (d)의 방식을 적용한다.For example, when it is assumed that R <G <B, the R pixel having the smallest gray level value can be applied to all the (a) method as described above, To be applied. Particularly, for the B pixel, the number of pixels corresponding to the (BR) gradation difference for the adjacent four, six, or nine pixels corresponds to the non-visible gamma (e) or other (b) .
B화소에 대해, 10 ≤ (B-R) < 30 : 인접 9개 화소 중 1개에 대해 (b)~(d)방식 적용, 8개에 대해 (a) 적용,(B) to (d) apply to one of nine adjacent pixels, (b) to (b) for eight pixels,
30 ≤ (B-R) < 50 : 인접 9개 화소 중 2개에 대해 (b)~(d)방식 적용, 7개에 대해 (a) 적용,30 ≤ (B-R) <50: (b) - (d) applies to two of nine adjacent pixels, (a)
50 ≤ (B-R) < 70 : 인접 9개 화소 중 3개에 대해 (b)~(d)방식 적용, 6개에 대해 (a) 적용,50 ≤ (B-R) <70: (b) to (d) apply to three of nine adjacent pixels, (a)
70 ≤ (B-R) < 90 : 인접 9개 화소 중 4개에 대해 (b)~(d)방식 적용, 5개에 대해 (a) 적용,70 ≤ (B-R) <90: (b) to (d) apply to four of the nine adjacent pixels, (a)
90 ≤ (B-R) < 110 : 인접 9개 화소 중 5개에 대해 (b)~(d)방식 적용, 4개에 대해 (a) 적용,90 ≤ (B-R) <110: (b) to (d) apply to five of the nine adjacent pixels, (a)
110 ≤ (B-R) < 130 : 인접 9개 화소 중 6개에 대해 (b)~(d)방식 적용, 3개에 대해 (a) 적용,110 ≤ (B-R) <130: (b) to (d) apply to six of nine adjacent pixels, (a)
130 ≤ (B-R) : 인접 9개 화소 중 7개에 대해 (b)~(d)방식 적용, 2개에 대해 (a) 적용하는 방식을 적용할 수 있다.130 ≤ (B-R): Apply the method (b) to (d) to seven of the nine adjacent pixels and apply the method (a) to two.
이와 동일한 방법으로 방식 결정부(730)는 G화소에 대해서도 (G-B)값에 따라 디더링(dithering) 방법을 적용할 수 있다. In the same manner, the
위의 디더링(dithering) 방법에서 (a)와 다른 계조가 적용되는 화소의 위치는 순차적으로 변경시켜 평균적으로 동일한 휘도가 나타나도록 조절할 수 있다.
In the above dithering method, the positions of the pixels to which the gradation different from the gradation (a) are applied can be sequentially changed so that the same luminance is displayed on average.
패널의 온도에 다른 감마 튜닝Gamma tuning to different panel temperatures
시분할 방식의 문제점 중의 하나는 액정의 응답 속도에 따라 휘도가 달라진다는 점이다. 그 이유는 black 상태에 있다가 순간적인 전압을 인가했을 경우에 액정의 응답 속도가 느린 경우에는 휘도가 조금 증가하는 반면, 액정의 응답 속도가 빠른 경우에는 휘도가 많이 증가하게 된다. 따라서, 액정의 응답 속도가 빠른 경우에는 동일한 시분할 영상 데이터를 인가했을 경우, 휘도가 밝게 나와서 감마 곡선이 왜곡이 된다. 따라서, 액정의 응답속도가 달라지면 패널의 화질은 왜곡되게 된다. One of the problems with the time division method is that the brightness varies depending on the response speed of the liquid crystal. The reason is that the brightness is slightly increased when the response speed of the liquid crystal is slow when the instantaneous voltage is applied in the black state, whereas the brightness is greatly increased when the response speed of the liquid crystal is fast. Therefore, when the response time of the liquid crystal is fast, when the same time-divisional image data is applied, the brightness is brightened and the gamma curve is distorted. Accordingly, when the response speed of the liquid crystal is changed, the image quality of the panel is distorted.
도 8a는 VA 액정 셀(cell)의 전압 인가시 고속 및 저속 응답 액정의 응답 파형을 나타낸 그래프이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 고속 응답 액정과 저속 응답 액정은 순간적인 신호 파형 변화에 대해서 속도가 다르게 반응을 하는 것을 알 수 있다. 8A is a graph showing a response waveform of a high-speed and low-speed response liquid crystal when a voltage of a VA liquid crystal cell is applied. As shown in FIG. 8A, the fast response liquid crystal and the slow response liquid crystal respond differently to the instantaneous signal waveform changes.
도 8b는 VA 액정 셀(cell)에 4msec 동안 On 전압 인가시 고속 및 저속 응답 액정의 응답 파형을 나타낸 그래프인데, 도 8b에 도시된 바와 같이, 시분할 구동에서 나타나는 파형에 있어서, 한 프레임 동안 white 신호가 인가되면 고속 응답 액정의 평균 휘도는 저속응답 액정의 평균 휘도보다 높은 것을 확인할 수 있다. 8B is a graph showing response waveforms of a high-speed and low-speed response liquid crystal when ON voltage is applied to a VA liquid crystal cell for 4 msec. In a waveform shown in time-divisional driving, as shown in FIG. 8B, The average luminance of the high-speed response liquid crystal is higher than the average luminance of the low-speed response liquid crystal.
액정은 온도가 올라감에 따라 점도가 감소한다. 이 때문에 온도가 올라가면 응답 속도가 빨라지는 경향이 있다. 전술한 바와 같이, 시분할 구동을 적용한 VA-LCD 는 패널 온도가 올라감에 따라 화면의 감마 곡선의 감마 값이 내려가는 즉, 화면 평균 휘도가 올라가는 현상이 나타나게 된다. 이 때문에 감마 곡선을 온도에 따라 재조정하는 알고리즘이 필요하다. The liquid crystal decreases in viscosity as the temperature rises. As a result, the response speed tends to increase as the temperature rises. As described above, the VA-LCD to which the time-division driving is applied exhibits a phenomenon in which the gamma value of the gamma curve of the screen is lowered as the panel temperature increases, that is, the average brightness of the screen is increased. For this reason, an algorithm is required to readjust the gamma curve according to the temperature.
하지만, 패널의 온도는 환경에 따라, 또는 BLU 구조에 따라 계속 변하고, 패널의 위치에 따라서도 상당한 온도 차이를 발생하기 때문에, 감마 곡선을 각 위치별로 온도별로 조정하는 것은 상당히 어려운 일이라고 할 수 있다. However, since the temperature of the panel continuously changes according to the environment or the BLU structure and a considerable temperature difference occurs depending on the position of the panel, it is very difficult to adjust the gamma curve by temperature for each position .
이러한 문제점을 앞에서 설명한 시분할 구동방법을 이용하여 해결할 수 있다. 실험을 통하여 액정의 응답 속도가 달라지면 전체적인 감마 곡선이 왜곡되는 현상을 보았지만, 정규화된 함수인 f, g, h, k 함수는 거의 변하지 않는다는 것을 확인하였다. 따라서, 도 5 및 도 6의 정규화 함수와 관련된 감마 결정 방법은 유효하다. 다만, b1, b2, b3 값이 달라질 뿐이다. 온도가 올라가면 이 값들은 올라가게 된다. 따라서, 다음과 같은 방법으로 온도에 따른 감마 튜닝이 가능하다. This problem can be solved by using the above-described time-division driving method. Experiments have shown that when the response speed of the liquid crystal changes, the gamma curve is distorted as a whole, but the normalized functions f, g, h, and k are hardly changed. Thus, the gamma determination method associated with the normalization function of Figs. 5 and 6 is valid. However, the values of b1, b2 and b3 are different only. As the temperature rises, these values rise. Therefore, it is possible to perform gamma tuning according to the temperature in the following manner.
1) 먼저 온도 센서(160)를 통해, 패널의 온도 분포를 센싱한다. 이때 복수 개의 온도 센서(160)와 실험을 통해 얻어진 패널의 일반적 온도 분포 공식을 사용한다. 일반적으로 LED 램프가 부착된 영역의 온도가 높고 그렇지 않은 영역의 온도가 낮다. 도 8c는 패널의 온도 분포의 예시적인 모습을 나타낸 도면이다. 도 8c에 도시된 바와 같은 그 분포의 온도 매핑(mapping)을 얻을 수 있다. 온도 센서(160)는 일정 시간 간격으로 온도 분포를 재측정하여 외부 조건 변화에 따른 반응을 반영하도록 한다.1) First, the temperature distribution of the panel is sensed through the
2) 이와 같이 얻어진 온도 매핑을 바탕으로 b1, b2, b3의 맵(map)을 형성시킨다. 고온 영역에는 높은 값의 b 값들을 매핑시키고, 낮은 온도에는 낮은 값의 b 값을 매핑시킨다. 조건은 실험을 통하여 쉽게 찾을 수 있다. 2) Based on the temperature mapping thus obtained, a map of b1, b2, b3 is formed. Map high values of b values in the high temperature region and map low values of b in the low temperature region. Conditions can be easily found through experiments.
3) 찾아진 b 값들을 앞서 설명한 감마(gamma) 결정 조건(도 5 및 도 6 참조)에 입력하여 수정된 감마값이 패널에 적용이 되도록 한다.3) Input the found b values into the gamma determination conditions (see FIGS. 5 and 6) as described above so that the modified gamma values are applied to the panel.
이 방법은 패널 조건이 달라졌을 경우, 감마 조정이 필요할 때에도 적용될 수 있다.
This method can be applied when the panel conditions have changed, when the gamma adjustment is necessary.
twotwo
frameframe
믹싱Mixing
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 two frame 믹싱부와 서브 프레임 시분할부의 연동 관계를 설명하기 위한 블록도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 two frame 믹싱부(910) 및 서브 프레임 시분할부(920)를 포함할 수 있다. 여기서, 서브 프레임 시분할부(920)는 앞서 도 8b까지의 설명에서 묘사한, 서브 프레임을 통한 시분할을 수행하는 구성요소이다.FIG. 9 is a block diagram illustrating an interlocking relationship between a two-frame mixing unit and a subframe time-division unit of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention. 9, the liquid crystal display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may include a two
도 9를 참조하면, two frame 믹싱부(910)는 서브 프레임 시분할부(920)로 입력되는 화상 신호의 전처리 과정을 수행한다. 즉, 60Hz의 화상 입력 신호를 업/다운 믹싱 신호로 변환하고, 이를 서브 프레임 시분할부(920)로 전송한다. 이는 시분할 측면 시인성 개선의 효과를 보다 극대화시키기 위함이다. 즉, 서브 프레임 시분할부(920)에서 수행되는 시분할과, 화소간의 휘도 차이를 발생시키는 공간 분할의 조합을 수행한다.Referring to FIG. 9, the two-
서브 프레임 시분할부(920)는 앞서 설명한 방식과 같이, two frame 믹싱부(910)에서 변환을 수행하여 생성된 업/다운 믹싱 신호를 입력으로 받아 시분할을 수행하여 서브 프레임을 생성하고, 서브 프레임을 계조 레벨을 기반으로 복수의 영역으로 분리한 후, 영역의 서브 프레임별 구현 방식을 결정하여 각 화소에 신호를 인가한다. The subframe
이하, two frame 믹싱부(910)에서의 동작에 대해 상세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the operation of the two-
앞서 설명한 바와 같이 시분할 측면 시인성 개선 방법은 화소 분할 방법만큼의 효과를 내기가 어렵다. 따라서, 새로운 방법을 적용하여 부족한 시인성 부분을 개선하는 방법이 추가로 필요하다. As described above, the method for improving the time-division-by-side visibility is less effective than the pixel division method. Therefore, there is a further need for a way to improve the lack of visibility by applying new methods.
본 발명에서는 sub-frame 시분할 기술과 융합되어 측면 화질 개선을 증폭시킬 수 있는 구동 기술로, two frame 믹싱 방식과의 융합을 고려할 수 있다.In the present invention, it is possible to consider convergence with the two-frame mixing method, which is a driving technique capable of amplifying the side picture quality by being fused with the sub-frame time division technique.
앞서 설명한 sub-frame 시분할 방법은 60Hz로 입력된 신호를 240Hz로 변형하여 표시하는 방법이다. 4개의 서브 프레임에 각각 다른 영상 데이터가 인가되므로 실제 각 화소의 휘도 프로파일(profile)은 60Hz를 가진다. 하지만, 또 다른 방법은 현재 프레임과 다음 프레임 간의 시간적 믹싱 방법을 사용하여 화소 분할 효과를 낼 수 있다. The sub-frame time-division method described above is a method of transforming a signal input at 60 Hz to 240 Hz. Since different image data is applied to the four sub-frames, the luminance profile of each pixel actually has 60 Hz. However, another method is to use the temporal mixing method between the current frame and the next frame to produce a pixel segmentation effect.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 two frame 믹싱의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 예컨대, 좌측상단의 첫 번째 R1의 경우 첫번째 및 두번째 프레임에 입력된 신호가 동일하게 150 계조(gray)이라고 하면, two frame 믹싱 방법에서 첫번째 프레임에는 RO로서 200 gray, 두번째 프레임에는 R2로서 56 gray를 입력하면 평균적으로 동일한 휘도를 낼 수 있다. 이렇게, 연속된 프레임에 동일한 계조의 신호(R1)가 들어올 때, 이를 첫번째 프레임(R0)과 두번째 프레임(R2)에 밝은 계조의 신호와 어두운 계조의 신호를 생성하여 평균을 구했을 때, 입력 신호와 동일한 계조가 되도록 변환한다. 즉, R1 신호가 두 번 입력되는 것을 R0와 R2가 각각 한 번씩 입력되는 것으로 변환하는 것이다. R0와 R2는 각각 밝은 계조의 신호와 어두운 계조의 신호가 되고, 이는 서로 순서가 바뀌어도 무방하다.10 is a view for explaining the concept of two frame mixing of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, for example, if the signals inputted to the first and second frames in the first R1 in the upper left corner are equally 150 gray, in the two frame mixing method, 200 gray as the first frame and 200 gray as the second frame, The same luminance can be obtained on average by inputting 56 gray as R2. When a signal R1 having the same gray level is input to the consecutive frames, a signal having a bright gray level and a gray level signal are generated in the first frame R0 and the second frame R2 to obtain an average, To be the same gradation. That is, the input of the R1 signal twice is converted into the input of R0 and R2, respectively. R0 and R2 are respectively a signal of a bright tone and a signal of a dark tone, and the order may be reversed.
이와 같이 two frame 믹싱 방법은 연속되는 두 프레임을 조합하여 입력된 평균 휘도를 발생시키는 방법이다. As described above, the two-frame mixing method is a method of generating the input average luminance by combining two consecutive frames.
하지만, 이러한 two frame 믹싱 방법을 사용하게 되면 각 화소의 휘도는 30Hz로 진동하게 되고 이는 플릭커(flicker) 현상으로 시인되어 실제로는 이러한 방법을 사용할 수 없게 된다. 따라서, two frame 믹싱 방법은 플리커가 시인되지 않는 방법으로 적용이 되어야 한다. However, when the two-frame mixing method is used, the luminance of each pixel oscillates at 30 Hz, which is recognized as a flicker phenomenon, and this method can not be practically used. Therefore, the two frame mixing method should be applied in a way that flicker is not recognized.
플리커가 시인되는 최대의 주파수를 CFF(critical flicker frequency)라고 하고, 이는 플리킹(flicking)을 하는 영역의 평균 휘도에 비례하는 것으로 알려져 있다. The maximum frequency at which the flicker is viewed is called the critical flicker frequency (CFF), which is known to be proportional to the average luminance of the area that is flicking.
휘도에 따른 CFF의 실험 결과를 살펴보면, CFF 값은 휘도가 감소함에 따라 감소하는 특성을 가진다. 다시 말해, 어두운 화면의 플리커는 인지도가 떨어지게 된다. As a result of the CFF experiment according to the luminance, the CFF value decreases as the luminance decreases. In other words, the flicker on the dark screen becomes less recognizable.
또 다른 플리커의 특성은 밝기 플리커(luminance flicker)보다 색상 플리커(chromatic flicker)의 CFF가 대략 절반수준으로 감소한다는 것이다. Another characteristic of flicker is that the CFF of the chromatic flicker is reduced by about half compared to the luminance flicker.
도 11은 휘도 플리커와 색상 플리커의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 윗 쪽에 도식된 그림은 black과 white 상태가 시간적으로 반복되는 플리커를 나타낸다. 반면, 아래쪽에는 빨강색과 녹색이 반복적으로 나타난다. 시간평균에 의해 표시되는 평균 색(color)은 두 경우 동일하다. 하지만 반복되는 주파수가 동일할 때, 사람에게 시인되는 플리커 수준은 윗 쪽의 경우가 2배 정도 강하게 시인된다. 사람은 휘도의 플리커에 민감하게 반응한다.11 is a diagram for explaining the concept of a luminance flicker and a color flicker. As shown in FIG. 11, the upper diagram shows a flicker in which the black and white states are temporally repeated. On the other hand, red and green appear repeatedly at the bottom. The average color represented by the time average is the same in both cases. However, when the frequency of repetition is the same, the level of flicker perceived by a person is strongly admitted twice in the upper case. People respond sensitively to the flicker of brightness.
앞서 설명한 두 가지 현상 (즉 휘도가 밝을수록, 그리고 색상 플리커보다 휘도 플리커가 시인이 잘된다는 것)은 시간적 플리커링(flickering) 현상에만 나타나는 것이 아니라, 공간적인 해상도(resolution) 시인 능력에도 적용이 된다. 다시 말해 공간적으로 어둡고 밝은 선이 반복적으로 있을 때에, 평균 휘도가 높을수록 시인되는 해상도가 올라가고, 휘도 대비가 색상 대비보다 더 잘 구분된다. The two phenomena described above (ie, the brighter the brighter the luminance, and the better the visibility of the luminance flicker than the color flicker), is not only a temporal flickering phenomenon, but also a spatial resolution capability . In other words, when there are spatially dark and bright lines repeatedly, the higher the average luminance, the higher the visible resolution, and the luminance contrast is better distinguished than the color contrast.
따라서, two frame 믹싱 방법을 구현하는데 있어서 플리커링 현상과 해상도 저하 현상을 최소화하기 위해서는 다음과 같은 기준들이 요구된다. Therefore, in order to minimize the flickering phenomenon and the resolution degradation in implementing the two-frame mixing method, the following criteria are required.
i) 휘도가 낮은 계조 위주로 믹싱 알고리즘(mixing algorithm)이 적용되어야 한다. i) Mixing algorithm should be applied with low gradation.
ii) B 화소, R 화소 위주로 알고리즘이 만들어져야 한다. 왜냐하면, white에서 R, G, B의 휘도비는 대략 21: 72: 7 수준이다. B 화소와 R 화소의 휘도가 상대적으로 매우 낮다. ii) Algorithm should be made mainly for B pixel and R pixel. Because, in white, the luminance ratio of R, G, B is approximately 21: 72: 7. The luminance of the B pixel and the R pixel is relatively low.
iii) 휘도 변조(luminance modulation)가 아닌 색상 변조(chromatic modulation)를 유도한다.
iii) induce chromatic modulation rather than luminance modulation.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 위와 같은 조건하에서 two frame 믹싱을 구현하는 방법은 아래와 같이 구체화시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of implementing two-frame mixing under the above conditions can be embodied as follows.
i) B 화소의 경우에는 전 계조 혹은 높은 계조 까지 변조가 되어도 휘도 변조(luminance modulation) 폭이 크지 않다. 따라서, B 영상 데이터(blue image data)는 높은 계조까지, 약 200gray까지 two frame 믹싱을 한다. R 화소의 경우에는 B 데이터보다 휘도가 상당히 높은 편이므로 B 영상 데이터보다 낮은 계조 영역에서 two frame 믹싱이 되어야 한다. G 화소의 경우에는 가장 휘도가 높으므로 two frame 믹싱을 적용하지 않거나 혹은 매우 어두운 계조에서만 적용을 한다. 따라서, R, G, B 화소의 two frame 믹싱을 하는 최고 계조를 Rm, Gm, Bm 이라고 하면, 0 ~ Gm << Rm ≤ Bm 라고 할 수 있다. i) In the case of the B pixel, the luminance modulation width is not large even if it is modulated to the full gray level or the high gray level. Thus, the B image data mixes two frames up to about 200 gigas up to high grayscale. In the case of the R pixel, since the luminance is much higher than the B data, the two frame mixing should be performed in the gradation region lower than the B image data. In case of the G pixel, since the luminance is the highest, the two frame mixing is not applied or only the very dark gradation is applied. Therefore, if the maximum gradations for mixing two frames of R, G, and B pixels are Rm, Gm, and Bm, 0 to Gm << Rm ≤ Bm.
ii) 따라서, 실제 two frame 믹싱은 R 화소와 B 화소에서 시행된다. 이때 앞서 설명한 최소 플리커링(flickering) 조건을 만들기 위해서는 B 화소의 two frame 믹싱과 R 화소의 two frame 믹싱이 엇갈려 수행이 되어야 한다. 이를 도면으로 표시하면 도 12a 내지 도 12c와 같다. ii) Thus, the actual two-frame mixing is performed in R and B pixels. In this case, the two-frame mixing of the B pixel and the two-frame mixing of the R pixel must be performed in order to make the minimum flickering condition described above. This is shown in Figs. 12A to 12C.
도 12a는 B 화소의 목표 계조에 대한 업/다운 프레임 계조에 따른 특성을 통해 영역을 구분한 그래프이고, 도 12b는 G 화소의 목표 계조에 대한 업/다운 프레임 계조에 따른 특성을 통해 영역을 구분한 그래프이며, 도 12c는 R 화소의 목표 계조에 대한 업/다운 프레임 계조에 따른 특성을 통해 영역을 구분한 그래프이다. FIG. 12A is a graph in which regions are divided by the characteristics according to the up / down frame gradation of the B pixel, and FIG. 12B is a graph in which regions are classified through the characteristics according to the up / down frame gradation with respect to the target gradation of the G pixel. And FIG. 12C is a graph in which regions are divided by the characteristics according to the up / down frame gradation with respect to the target gradation of the R pixel.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 수평축은 목표 계조를 의미하고, 수직축은 업 프레임(up frame)(여기서, 업 프레임은 밝은 계조를 포함하는 프레임 신호를 의미함)과 다운 프레임(down frame)(여기서, 다운 프레임은 어두운 계조를 포함하는 프레임 신호)의 표시 계조를 의미한다. B 화소는 0~200 계조 사이에 업/다운 ㅍ프프레임 간의 계조 차이를 보이고, R 화소는 0~160 계조 사이에서 업/다운 프레임 간의 계조 차이를 보이며, G 화소는은 업/다운 계조차이 없이 목표 계조를 그대로 표시한다. 이는 Bm=200, Rm=160, Gm=0을 의미한다. 따라서, B 화소와 R 화소 계조 분리는 크게 세 영역으로 나눈다. 도 12a 내지 도 12c의 L/ M/ H 영역이 그것이다. 12A to 12C, the horizontal axis denotes a target gray level, and the vertical axis denotes an up frame (the up frame means a frame signal including a bright gray) and a down frame (a down frame) Here, the down frame means a display gradation of a frame signal including a dark gradation). The B pixel shows the gradation difference between the up and down frames in the 0 to 200 gradation, the R pixel shows the gradation difference between the up and down frames in the 0 to 160 gradation, and the G pixel shows the gradation difference The gradation is displayed as it is. This means Bm = 200, Rm = 160, and Gm = 0. Therefore, the B pixel and R pixel gradation separation are largely divided into three regions. 12A to 12C are L / M / H regions.
- H 영역: gray > Rm 또는 Bm, two frame 믹싱이 없는 영역. - H area: gray> Rm or Bm, two frame area without mixing.
- M 영역: 다운 프레임의 계조가 주로 바뀌는 영역, - M area: an area where the gradation of the down frame mainly changes,
이때 B 화소의 다운 프레임 계조는 이고, 업 프레임 계조는 이다. At this time, the down frame gradation of the B pixel is , And the up frame gradation is to be.
여기서, G i , G dn - blue , G up - blue 는 입력계조, 다운/업 계조를 나타내고, g는 계조곡선의 감마(gamma) 값을 의미한다. R 화소도 위도 동일한 수식을 통해 동일하게 찾을 수 있다.Here, G i , G dn - blue , G up - blue represent the input gradation and the down / up gradation, and g represents the gamma value of the gradation curve. R pixel and latitude can be found the same way through the same equation.
- L 영역: 업 프레임의 계조가 주로 바뀌는 영역, - L area: an area where the gradation of the up frame mainly changes,
B 화소를 예로 들면, 다운 프레임 계조는 모두 0이고, 업 프레임 계조는 로 나타낼 수 있다. Taking the B pixel as an example, the down frame gradation is all 0, and the up frame gradation is .
각 영역의 경계부에서는 영상의 연속성을 잃지 않도록 위의 수식에서 벗어나서 연속적 함수로 변환하는 것이 바람직하다. It is desirable to shift from the above equations to a continuous function so as not to lose the continuity of the image at the boundary of each region.
실제 two frame 믹싱에 있어서, 첫 화소의 B 화소가 다음 화소의 R 화소와 인접하여 있는 경우, 첫 번째 R, G, B data 중에서 R, B는 제 1 프레임에서 다운 프레임 계조를 표시하고, 두 번째 프레임에서는 업 프레임 계조를 표시하도록 한다. 이때, 이웃하는 화소는 반대로 바뀌므로 인접 화소끼리 휘도 플리커링(luminance flicking)을 보상하고 색상 플리커(chromatic flicker)를 유도한다. In actual two-frame mixing, when the B pixel of the first pixel is adjacent to the R pixel of the next pixel, R and B among the first R, G and B data display the down frame gradation in the first frame, Frame to display the up-frame gradation. At this time, since the neighboring pixels are reversed, the luminance flicking is compensated between adjacent pixels to induce a chromatic flicker.
위와 같은 two frame 믹싱부(910)의 two frame 믹싱 방법은 그 방법 자체만으로는 VA-LCD의 측면 시인성을 향상시킬 수 없다. 반면, 앞서 설명한 서브 프레임 시분할부(920)에서의 서브 프레임을 통한 시분할 방법과 조합이 되어 두 방법이 같이 사용할 때 실제 제품에 적용할 수 있는 정도의 시인성 수준을 가질 수 있다. 따라서, 실제 제품에서는 서브 프레임 시분할 기술과 two frame 믹싱 방법이 효과적으로 결합되어 적용될 필요가 있다. The two-frame mixing method of the two-
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 two frame 믹싱부(910)를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 two frame 믹싱부(910)는 프레임 카운트부(1310), 화소 구분부(1320), 영역 구분부(1330) 및 신호 부여부(1340)를 포함할 수 있다.FIG. 13 is a detailed block diagram illustrating a two-
도 13을 참조하면, 위의 two frame 믹싱이 본 발명의 구성요소인 two frame 믹싱부(910)에서 어떻게 구현되는지 알 수 있다. 프레임 카운트부(1310)는 입력되는 프레임을 짝수 프레임과 홀수 프레임으로 구분한다. 이는 two frame 믹싱이 연속된 프레임에서 일어나기 때문에, 연속된 프레임으로 구분하기 위해 짝수 또는 홀수 프레임임을 명기하는 것이다. Referring to FIG. 13, it can be seen how the two-frame mixing is implemented in the two-
화소 구분부(1320)는 입력 프레임의 각 화소의 색상에 따라 화소를 구분한다. 즉, R 화소인지, G 화소인지, B 화소인지 구분할 수 있다. 각 화소는 색상에 따르 다른 two frame 믹싱 특성을 보이기 때문에 이를 구분하는 것이다. 여기서, G 화소로 구분된 화소는 two frame 믹싱을 하지 않거나 또는 어두운 계조에 대해서만 two frame 믹싱을 수행하도록 한다.The
영역 구분부(1330)는 화소 구분부(1320)에서의 구분을 통해 나타난 각 화소의 색상별 특성에 맞춰 화소의 계조 레벨을 기반으로 H 영역에 속하는 화소인지, M 영역에 속하는 화소인지, L 영역에 속하는 화소인지 영역을 분할하여 구분한다. 각 영역별로 업/다운 프레임을 찾는 수식이 달라지기 때문에 영역 구분부(1330)는 각 화소의 색상별 특성에 맞게 영역을 구분한다.The
신호 부여부(1340)는 영역 구분부(1330)에서 구분된 각 색상의 특정 영역에 속하는 화소에 대해 전술한 영역별 업 프레임/다운 프레임 계조 결정 수학식을 이용하여 업 프레임 계조 신호 및 다운 프레임 계조 신호를 부여한다. 이때, 짝수번째 프레임에 업 프레임 계조 신호가 부여되었으면, 상기 짝수번째 프레임에 이웃하는 홀수번째 프레임의 대응하는 화소에는 반드시 다운 프레임 계조 신호가 부여되어야 한다. 이는 반대의 경우여도 무방하다. The
경우에 따라서, 신호 부여부(1340)는 짝수 프레임에 있어서, (i,j)번째 화소에 대해 i+j가 짝수이면, 업 프레임 계조를 부여하고, 홀수이면 다운 프레임 계조를 부여할 수 있다. 또한, 홀수 프레임에 있어서, (i,j)번째 화소에 대해 i+j가 짝수이면, 다운 프레임 계조를 부여하고, 홀수이면 업 프레임 계조를 부여할 수 있다. 다만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. Depending on the case, the
이와 같이 변형된 신호는 서브 프레임 시분할부(920)의 시분할 로직(logic)을 거쳐 LCD 패널로 송신된다.
The thus transformed signal is transmitted to the LCD panel through the time division logic of the subframe
고속 프레임 알고리즘Fast Frame Algorithm
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 고속 프레임 알고리즘 적용부와 서브 프레임 시분할부의 연동 관계를 설명하기 위한 블록도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 고속 프레임 알고리즘 적용부(1410)는 서브 프레임 시분할부(1420)와 연동하여 전처리 과정으로서 조합될 수 있다.FIG. 14 is a block diagram illustrating an interlocking relationship between a fast frame algorithm application unit and a subframe time division unit in a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. As shown in FIG. 14, the fast frame
도 14를 참조하면, 고속 프레임 알고리즘 적용부(1410)는 고속 프레임 구동 방법을 사용하여 동영상 특성을 개선하는 것으로, 입력되는 프레임을 인터폴레이션을 수행하여 4장의 고속 서브 프레임을 생성하고, 생성된 고속 서브 프레임의 특성을 파악하여 서브 프레임 시분할부(1420)에서의 시분할 동작을 수행하게 할지 결정할 수 있다. 또한, 시분할 동작 수행시, 어떠한 서브 프레임이 먼저 출력되는지 결정할 수 있다.Referring to FIG. 14, the fast frame
서브 프레임 시분할부(1420)는 앞서 설명한 방식과 같이, 고속 프레임 알고리즘 적용부(1410)의 시분할 수행과 관련된 신호를 기반으로 시분할을 수행 여부를 판단하고, 시분할을 수행할 시, 서브 프레임을 계조 레벨을 기반으로 복수의 영역으로 분리한 후, 영역의 서브 프레임별 구현 방식을 결정하여 각 화소에 신호를 인가한다. The subframe
고속 프레임 알고리즘과 관련하여, LCD는 화상 신호가 표시된 후 다음 프레임까지 동일 화상 신호가 표시된다. 이러한 방식을 홀딩 타입 디스플레이(holding type display)라고 하고, CRT와 같이 전자 빔(beam)이 포스퍼(phosphor)와 충돌할 때에만 잠시 빛이 방사되는 impulsive type display와 구별되다. 홀딩 타입 디스플레이는 동영상 구동에서 하나의 영상이 한 프레임 동안 지속되므로 움직이는 물체의 경계가 흐려 보이는 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 통상 두 가지 기술 중에서 한가지 기술이 적용이 된다. 두 가지 기술은 impulsive type을 모방한 impulsive driving 기술과, 120Hz 혹은 240 Hz 고속 프레임 구동을 하면서 중간에 인터폴레이션된 영상(interpolated image)을 생성하여 삽입하는 고속 프레임 구동기술이 그것이다. With respect to the high-speed frame algorithm, the LCD displays the same picture signal until the next frame after the picture signal is displayed. This type of display is called a holding type display and is distinguished from an impulsive type display in which light is radiated only when an electron beam collides with a phosphor such as a CRT. The holding type display has a problem that the boundaries of the moving objects are blurred because one image lasts for one frame in the moving image driving. To solve this problem, one of two techniques is usually applied. The two technologies are impulsive driving technology that imitates impulsive type, and high-speed frame driving technology that generates and inserts an interpolated image in the middle of 120 Hz or 240 Hz high-speed frame driving.
일반적으로 VA-LCD에서는 고속 프레임 구동 방법으로 동영상 특성을 개선하는 기술이 자주 사용된다. 60Hz로 입력되는 화상data를 240 Hz로 변환시켜 출력하게 된다. 이때, 각 프레임은 4장의 고속 서브 프레임으로 분리되며, 새로 추가되는 3장의 프레임은 인터폴레이션된 영상(interpolated image)으로 구성된다. 따라서, 고속 프레임 구동 방식은 서브 프레임 시분할 기술과 유사한 점이 있지만, 전자는 인터폴레이션된 영상들로 서브 프레임을 구성하는 반면, 후자는 밝은 영상과 어두운 영상를 번갈아가며 표시하는 방식이므로 그 구성이 달라 동시에 두 가지 효과를 발생시키지 못하게 된다. 따라서, 측면 시인성과 동영상을 동시에 개선시킬 수 있는 로직(logic)이 필요하게 된다. Generally, in VA-LCD, techniques for improving moving picture characteristics by a high-speed frame driving method are frequently used. The image data input at 60 Hz is converted into 240 Hz and output. At this time, each frame is divided into four high-speed sub-frames, and the newly added three frames are composed of interpolated images. Therefore, although the high-speed frame driving method is similar to the sub-frame time division technique, the former forms a sub-frame with the interpolated images, while the latter displays the bright image and the dark image alternately. The effect will not be generated. Therefore, logic that can improve the side viewability and motion picture simultaneously is needed.
먼저 서브 프레임 시분할부(1420)에서 서브 프레임 시분할 방식을 적용하였을 때 실제 패널의 응답 파형을 살펴볼 필요가 있다. 실험을 통해 살펴보면, 서브 프레임 a, b 파형이 나타날 때에는 휘도가 black과 white를 오가는 파형을 보여준다. 이는 실제 impulsive 구동 방식과 거의 동일한 구동 방법이다. It is necessary to examine the response waveform of an actual panel when the subframe time division method is applied to the subframe
서브 프레임 a와 b는 대략 0 ~ 200 계조 영역을 담당하고 있다. 따라서, 0~200 계조 범위의 영상은 고속 프레임 구동 기술을 적용할 필요가 없어지게 된다. 나머지 200~255 계조 영역 에서도 일부 impulsive 구동 기능이 적용되나, 그 효과는 계조가 올라갈수록 약해진다. 따라서, 완벽한 고속 응답 특성을 보이기 위해서는 고계조에서는 고속 프레임 구동기술을 적용하는 것이 바람직할 수 있다. The subframes a and b take approximately 0 to 200 gradation areas. Therefore, it is not necessary to apply a high-speed frame driving technique to an image in the range of 0 to 200 gradations. Some impulsive driving functions are applied in the remaining 200 to 255 gradation regions, but the effect becomes weaker as the gradation increases. Therefore, it may be desirable to apply a high-speed frame driving technique in a high gray level in order to exhibit a perfect high-speed response characteristic.
이를 위해서 다음과 같은 두 가지 접근 방법을 사용할 수 있다. Two approaches can be used for this purpose.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 프레임 알고리즘의 동작을 나타낸 흐름도이다. 도 15를 참조하면, 입력 영상을 다음 프레임 신호와 비교하여 인터폴레이션을 통해 4개의 고속 서브 프레임으로 분리한다(S1510). 즉, 중간에 3개의 인터폴레이션 신호를 생성하여, 각 화소마다 4개의 데이터(Gi, G1, G2, G3)가 생성되도록 한다(S1520). 상기와 같이 생성된 신호를 기반으로 고속 프레임 신호인지 판단한다(S1530). 핀단은 생성된 4개의 신호가 변화가 거의 없다면 정지영상에 해당한다고 판단하고, 고속 프레임 알고리즘을 적용하지 않고, 서브 프레임 시분할부(1420)로 전송하여 시분할 동작을 수행하도록 한다(S1540). 만일 생성된 4개의 신호가 변화가 상당히 있어 동영상 신호라고 판단하면, 그 신호 중에서 200 Gray이상이 되는 계조가 포함되어 있는지 판단한다(S1550). 200 계조 이상 신호가 없으면 서브 프레임 시분할부(1420)로 송신하여 서브 프레임 시분할 동작을 수행하게 한다(S1540). 200 계조 이상 신호가 있으면 서브 프레임 시분할 동작을 거치치 않고 바로 패널로 출력한다(S1560). 15 is a flowchart illustrating an operation of a fast frame algorithm according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 15, an input image is compared with a next frame signal and divided into four high-speed sub-frames through interpolation (S1510). That is, three interpolation signals are generated in the middle, and four data Gi, G1, G2, and G3 are generated for each pixel (S1520). It is determined whether the signal is a high-speed frame signal based on the generated signal (S1530). If it is determined that the generated four signals have substantially no change, it is determined that the generated four signals correspond to the still image, and the signal is transmitted to the subframe
다시 말해, 각 화소별로 4개의 고속 서브 프레임 계조에 200 계조 이상이 포함되어 있는 화소는 고속 프레임 알고리즘을 통해 결과를 출력하고, 나머지 화소들은 서브 프레임 시분할부(1420)로 전송하여 서브 프레임 시분할 동작을 수행하여 표시한다. In other words, a pixel including more than 200 gradations in four high-speed sub-frame gradations for each pixel outputs a result through a high-speed frame algorithm, and the remaining pixels are transmitted to a sub-frame time- And displays it.
서브 프레임 시분할부(1420)로 전송되지 않고, 직접 출력되는 영상신호에 대해서는 실제 고속 프레임 신호에서 동영상 신호, 즉 계조가 급격히 바뀌는 영상 신호가 포함되어 있어서 그 신호 내부에 이미 어느 정도의 시분할 성능을 포함하게 된다. 따라서 서브 프레임 시분할을 거치지 않더라도 측면 시인성이 어느 정도 개선되는 효과를 가지고 있다. For a video signal to be directly output without being transmitted to the subframe
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 프레임 알고리즘의 동작을 나타낸 흐름도이다. 도 15에서 설명한 실시예와 달리, 항상 서브 프레임 기술이 적용되도록 고속 프레임 알고리즘을 적용할 수 있다. 16 is a flowchart illustrating an operation of the fast frame algorithm according to another embodiment of the present invention. Unlike the embodiment described in FIG. 15, a fast frame algorithm can be applied so that the subframe technique is always applied.
도 16을 참조하면, 도 15의 실시예와 마찬가지로, 고속 프레임 알고리즘을 먼저 거친다. 즉, 입력 영상을 다음 프레임 신호와 비교하여 인터폴레이션을 통해 4개의 고속 서브 프레임으로 분리하고(S1610), 중간에 3개의 인터폴레이션 신호를 생성하여, 각 화소마다 4개의 데이터(Gi, G1, G2, G3)가 생성되도록 한다(S1620). 이때 생성된 Gi, G1, G2, G3 신호들의 평균 휘도를 기준으로 서브 프레임 시분할부(1420)에서 시분할 동작을 수행하여 서브 프레임 a, b, c, d 신호를 생성한다(S1630). 그 다음, Gi, G1, G2, G3 신호 중에서 어느 위치에 가장 높은 휘도가 분포하는지 분석한다(S1640). 주로 Gi > G1 > G2> G3 가 되거나, Gi < G1 < G2 < G3 가 되는 경우가 많다.따라서, Gi > G1 > G2> G3인 경우(S1650), 서브 프레임 a -> b -> c -> d를 순서대로 그대로 출력한다. 반면, Gi < G1 < G2 < G3인 경우(S1655), d -> c -> b -> a와 같이, 역순으로 출력을 한다. 고속 프레임 알고리즘 적용부(1410)는 서브 프레임의 순서를 이와 같이 출력되도록 조절함으로써 휘도 변화 방향과 동일한 방향으로 출력이 되도록 조절할 수 있다.
Referring to FIG. 16, as in the embodiment of FIG. 15, a high-speed frame algorithm is performed first. In other words, the input image is compared with the next frame signal and separated into four high-speed subframes through interpolation (S1610). Three interpolation signals are generated in the middle, and four data Gi, G1, G2 and G3 (Step S1620). In operation S1630, the subframe a, b, c, and d are generated by performing a time division operation in the subframe
3D 3D
스테레오스코픽Stereoscopic
시분할 스테레오스코픽(stereoscopic) 3D 기술 또한 1 프레임(frame)의 신호를 4 프레임(frame)으로 분할하여 앞의 두 프레임은 좌안을 위한 영상으로, 뒤의 두 프레임은 우안을 위한 영상 영상으로 활용한다. 따라서 3D 영상을 표시하는 동안은 서브 프레임 시분할 기술을 적용할 수 없게 된다. Time-division stereoscopic 3D technology also divides a 1-frame signal into 4 frames, the former two frames are used for the left eye, and the latter two frames are used for the right eye. Therefore, the subframe time division technique can not be applied while the 3D image is displayed.
이러한 경우에는 앞서 설명한 two frame 믹싱 방법을 3D 기술과 조합하여 사용할 수 있다. Two frame 믹싱 알고리즘을 사용하여 좌안 영상과 우안 영상 모두 수정한 후에 3D 신호 처리를 거쳐 디스플레이로 출력할 수 있다.
In this case, the two-frame mixing method described above can be used in combination with 3D technology. The two frame mixing algorithm can be used to modify both the left eye and right eye images before outputting to the display via 3D signal processing.
응답속도의 제한Limit of response speed
VA LCD의 측면 시인성은 액정의 응답 속도에 민감하게 반응함을 알 수 있다. 이는 실험적으로도 증명할 수 있다.It can be seen that the lateral visibility of the VA LCD is sensitive to the response speed of the liquid crystal. This can be proved experimentally.
도 17은 액정 응답 속도와 시인성과의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 응답 속도에 따라 시인성 수준이 비례적으로 나타남을 알 수 있다. 이를 표로 나타내면 다음과 같다. 17 is a graph showing the relationship between the liquid crystal response speed and the visual perception. As shown in FIG. 17, the visibility level is proportional to the response speed. The table below shows the following.
표 1에 나와 있듯이, 신호의 주파수가 커지면 커질수록 응답 속도가 느려지고 따라서 측면 시인성도 나빠지는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, the larger the frequency of the signal, the slower the response speed, and thus the worse the side visibility.
그러므로, 기존 화소 분할 구조 대비, 유사한 특성 이상의 시인성을 획득하기 위해서는 240Hz 구동 조건 기준으로 액정의 응답속도(on+off)가 10.0msec 보다 낮은 값을 가져야 한다. 특히, 기존 화소 분할 기술중 최적화된 패널 수준의 특성을 확보하기 위해서는 black-white 기준 응답속도 합이 8msec 이하를 확보하여야 한다. Therefore, the response speed (on + off) of the liquid crystal should be lower than 10.0 msec on the basis of the driving condition of 240 Hz in order to obtain the visibility more than similar characteristics compared to the existing pixel division structure. In particular, in order to obtain optimized panel-level characteristics among existing pixel division technologies, the sum of the black-white reference response speeds should be less than 8 msec.
액정의 응답 속도가 시분할 기술의 시인성에 미치는 영향성이 매우 크기 때문에 LCD에서 응답 속도를 지연시키는 원인을 파악하여 이를 개선할 필요가 있다. 원인은 액정의 커패시턴스(capacitance) 변화에 의해 화소에 인가되었던 전압이 감소하는 현상 때문이라고 할 수 있다.Since the influence of the response speed of the liquid crystal on the visibility of the time division technique is very large, it is necessary to identify the cause of the delay in the response speed of the LCD and to improve it. The reason is that the voltage applied to the pixel decreases due to a change in the capacitance of the liquid crystal.
도 18는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 패널의 TFT와 화소에 있어서, 전압 및 커패시턴스의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)과 TFT가 연결되어 있고, 이와 하나의 화소의 액정 셀이 연결되어 있다. 전술한 바와 같이, 화소의 액정 셀은 두 개의 액정 응답 속도가 다른 영역을 포함할 수 있다. 도면에 도시되진 않았지만 TFT 이외에 다른 스위칭 소자가 사용될 수 있고, 반드시 TFT에 국한되는 것은 아니다. 18 is a view for explaining a relationship between a voltage and a capacitance in a TFT and a pixel of a panel of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, a data line DL and a gate line GL are connected to a TFT, and a liquid crystal cell of one pixel is connected to the data line DL and the gate line GL. As described above, the liquid crystal cell of the pixel may include a region in which two liquid crystal response speeds are different. Though not shown in the figure, other switching elements other than TFTs may be used, and are not necessarily limited to TFTs.
도 18을 참조하면, 액정 표시 장치는 감마 기준 전압을 기준으로 아날로그로 변환된 아날로그 화상 신호를 데이터 라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔 펄스를 게이트 라인(GL)에 공급하여 화소의 액정 셀(Clc)을 충전시킨다. Referring to FIG. 18, the liquid crystal display device supplies an analog image signal, which is analog-converted based on the gamma reference voltage, to the data line DL and simultaneously supplies a scan pulse to the gate line GL, ).
TFT의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, TFT의 드레인 전극은 화소의 액정 셀(Clc)의 화소 전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다. 화소의 액정 셀(Clc)의 공통 전극에는 공통 전압(Vcom)이 공급될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 TFT가 턴 온 될 때, 데이터 라인(DL)으로부터 인가되는 데이터 전압을 충전하여 화소의 액정 셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시킨다. The gate electrode of the TFT is connected to the gate line GL and the source electrode thereof is connected to the data line DL while the drain electrode of the TFT is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc of the pixel and one electrode of the storage capacitor Cst Respectively. The common voltage Vcom can be supplied to the common electrode of the liquid crystal cell Clc of the pixel. The storage capacitor Cst charges the data voltage applied from the data line DL to keep the voltage of the liquid crystal cell Clc of the pixel constant when the TFT is turned on.
이때, 전술한 화소 인가 전압 감소 현상을 극복하기 위해, TFT에 연결된 액정 셀(Clc)의 black 전압 및 white 전압을 조절하거나 또는 액정의 유전율의 비율을 제한할 수 있다.At this time, in order to overcome the aforementioned pixel application voltage reduction phenomenon, the black voltage and the white voltage of the liquid crystal cell Clc connected to the TFT may be controlled or the ratio of the dielectric constant of the liquid crystal may be limited.
e_e 와 e_o를 액정 디렉터(director)의 장축 및 단축 방향 유전상수라고 하면, black에서 white로 바뀔 때, 초기에 액정이 수직으로 서 있을 때, 고 전압(Vi)를 인가한 후 TFT 채널(channel)을 off 시키면, 액정이 전압에 의해 수평방향으로 회전하게 된다. 이때 초기 액정 셀(Clc)의 평균적인 유전상수는 e_e 이지만 액정이 회전하면서 평균 유전상수는 점진적으로 e_o 쪽으로 이동하게 된다. 액정이 회전한 후의 유전상수를 e_eff 라고 하면, 최종적으로 화소에 인가되는 전압(Vf)은 다음과 같다. If e_e and e_o are the long axis and short axis direction dielectric constant of a liquid crystal director, when switching from black to white, when the liquid crystal is initially standing vertically, a high voltage (Vi) The liquid crystal is rotated in the horizontal direction by the voltage. At this time, the average dielectric constant of the initial liquid crystal cell Clc is e_e, but the average dielectric constant gradually moves toward e_o as the liquid crystal rotates. Assuming that the dielectric constant after the liquid crystal is rotated is e_eff, the voltage (Vf) finally applied to the pixel is as follows.
여기서, 이때, Ci, Cf는 초기와 최종의 화소 캐패시턴스(capacitance)이고, Cst는 저장 커패시턴스(storage capacitance), CLC -i와 CLC -f는 초기와 최종의 액정 커패시턴스(capacitance)이다. VA LCD에서 e_e / e_eff 는 1 보다 작고, 대략 1/2 에 근접한 값을 가지므로 그만큼 전압 강하가 발생하게 된다. Where Ci and Cf are the initial and final pixel capacitances, Cst is the storage capacitance, C LC -i and C LC -f are the initial and final liquid crystal capacitances. In the VA LCD, e_e / e_eff is smaller than 1 and has a value close to 1/2, so that a voltage drop occurs.
반대로, white에서 black 으로 바뀔 때에는 상기 수식에서 (e_e / e_eff) 대신, (e_eff / e_e) 이 되어 대략 인가해 준 전압보다 높은 최고 2배까지 높은 전압이 인가된다. On the other hand, when changing from white to black, the voltage (e_eff / e_e) is applied instead of (e_e / e_eff)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 현상을 극복하기 위하여 다음과 같은 제한을 둔다.According to an embodiment of the present invention, in order to overcome the above-mentioned phenomenon, the following restrictions are put.
1) 첫 번째, white에서 black으로 올 때에는 0 gray 전압을 인가한다. 이때 0 gray 전압이 공통 전압(Vcom)(공통 전압은 상판 전극에 인가되는 전압을 의미할 수 있음)을 기준으로 높은 전압이 인가되면 전술한 이유로 인해 실제 최종적으로 화소에 인가되는 전압은 초기 인가해 준 전압보다 2배 가까이 높은 전압이 인가되어 off 응답속도를 느리게 하는 요인이 된다. 이를 극복하기 위해, Vi가 0에 근접한 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 액정의 off 응답속도를 빠르게 하여 측면 시인성을 개선시킨다. 이때 Vi는 공통 전압(Vcom) 기준 전압이므로 |Vi-Vcom| 이 작은 값을 가질수록 좋다. 하지만, 공통 전압(Vcom)은 패널의 위치마다 다른 값이 인가되므로 |Vi-Vcom|를 완벽하게 0 볼트(volt)가 되도록 하기 어렵다. 기존 일반 LCD의 경우, 0 gray 전압이 대략 1.0~1.7 볼트(Volt) 정도로 조절이 되어 있으나 이 정도의 전압은 두 배가 되면 2.0~3.4 수준으로 액정이 black으로 갈 수 없는 전압이다. (대략 Vth가 2.0 volt 수준임)1) First, apply 0 gray voltage when coming from white to black. At this time, when a high voltage is applied based on the common gray voltage Vcom (the common voltage may be a voltage applied to the top electrode), the voltage finally applied to the pixel is initially applied A voltage which is twice as high as the quasi-voltage is applied, which slows off the response speed. To overcome this, it is preferable to apply a voltage close to zero to Vi. This improves the off-response speed of the liquid crystal to improve lateral visibility. At this time, since Vi is the reference voltage of the common voltage (Vcom), | Vi-Vcom | The smaller the value, the better. However, since the common voltage Vcom has different values for each panel position, it is difficult to make | Vi-Vcom | completely 0 volts. In conventional LCDs, the 0 gray voltage is adjusted to about 1.0 to 1.7 volts. However, when the voltage is doubled, it is 2.0 to 3.4, which is the voltage that the liquid crystal can not go to black. (Approximately Vth of 2.0 volts)
따라서, |V(0gray) - Vcom| < 0.7 볼트 수준이 바람직하다. 가장 바람직한 것은 |V (0gray) - Vcom| < 0.3 Volt 수준이 되도록 하는 것이다. Therefore, | V (0 gray) - Vcom | A level of < 0.7 volts is preferred. The most preferred is | V (0 gray) - Vcom | ≪ 0.3 Volt.
2) 두 번째 방법은 black에서 white로 바뀔 때의 액정 응답 속도를 빠르게 하기 위해, 액정의 물성인 (e_e / e_o) 비율을 증가시키는 방법이다. 일반적인 VA LC는 (e_e / e_o) = (3.3 / 6.8) ≡ 0.5의 값을 갖는다. 하지만, (e_e / e_o) = (3.8 / 6.2) ≡ 0.6 수준으로 변경하면 전압 강하를 대략 25% 개선할 수 있다. 따라서, (e_e / e_o) > 0.6인 저 유전율 이방성 액정을 사용하는 것이 바람직하다. 2) The second method is to increase the liquid crystal property (e_e / e_o) ratio in order to increase the liquid crystal response speed when changing from black to white. Typical VA LC has a value of (e_e / e_o) = (3.3 / 6.8) ≡ 0.5. However, by changing to (e_e / e_o) = (3.8 / 6.2) ≡ 0.6, the voltage drop can be improved by about 25%. Therefore, it is preferable to use a low dielectric constant anisotropic liquid crystal having (e_e / e_o)> 0.6.
3) 세 번째 방법은 white 전압을 높이는 방법이다. 시분할 방법에서 white 전압을 높이면 전압 강하가 일어나더라도 높여준 전압만큼의 보상을 할 수 있다. 따라서, 시분할 방법에서는 고 전압(high volage) 구동인 Vmax - Vcom > 7 볼트(Volt)인 구동 방법을 사용하는 것이 유리하다. 3) The third method is to increase the white voltage. Increasing the white voltage in the time division method can compensate for the increased voltage even if the voltage drop occurs. Therefore, it is advantageous to use a high voltage drive method, Vmax - Vcom> 7 volts, in the time division method.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 LCD 응답 속도를 빠르게 하는 방식과 서브 프레임 시분할 방식을 조합하여 사용함으로써 측면 시인성을 제고시킬 수 있다. 즉, 콘트롤러(110)에서 서브 프레임 시분할 방식의 위한 신호 제어 이외에, LCD 응답 속도를 빠르게 하기 위한 전압 제어를 수행할 수 있고, 이때, 액정을 추가적으로 저 유전율의 이방성 액정을 사용하도록 함으로써 측면 시인성의 개선의 폭을 극대화시킬 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, side viewability can be improved by using the method of increasing the LCD response speed and the subframe time division scheme in combination. That is, in addition to the signal control for the subframe time division mode, the
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions as defined by the following claims It will be understood that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (28)
상기 입력되는 프레임을 구성하는 화소들 중 각각의 화소에 대한 입력 영상 신호로부터 휘도가 서로 다른 복수의 영상 신호 - 상기 복수의 영상 신호들의 휘도의 평균은 상기 입력 영상 신호의 휘도와 실질적으로 동일함 - 들을 생성하는 단계(Sa1);
상기 생성된 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조를 기반으로 각각의 서브 프레임 - 상기 생성된 영상 신호의 개수와 서브 프레임의 개수는 서로 대응함 - 에 대한 계조를 결정하는 단계(Sa2);
상기 결정된 서브 프레임의 계조와 상기 생성된 복수의 영상 신호를 기반으로 복수의 서브 프레임을 생성하는 단계(Sa3); 및
상기 생성된 서브 프레임을 디스플레이하는 단계(Sa4)를 포함하되,
상기 서브 프레임에 적용되는 계조는 실질적인 black 계조(0에서 25 계조 사이), 실질적인 white 계조(230에서 255 계조 사이), 및 가변적인 중간 계조(M)를 포함하여 3가지 이내의 계조들의 조합으로 구성되며,
상기 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조 레벨에 따라 상기 서브 프레임을 복수 개의 영역으로 구획하되,
상기 구획되는 복수 개의 영역을 분리하는 기준 계조 값은 상기 서브프레임들의 계조를 상기 실질적인 black 계조와 상기 실질적인 white 계조의 조합으로 구성하여 상기 실질적인 black 계조 또는 상기 실질적인 white 계조의 수를 증가시키면서 입력하였을 때 획득되는 평균휘도를 기반으로 계산되며,
상기 영상 신호 생성 단계(Sa1) 이전에 상기 입력되는 프레임에 대해 고속 프레임 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하되,
상기 고속 프레임 알고리즘 적용 단계는,
연속되는 입력 프레임을 기반으로 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 4개의 고속 서브 프레임으로 분할하는 단계;
상기 고속 서브 프레임간의 신호 변화량을 산출하는 단계; 및
상기 산출 결과, 상기 변화량이 크면 상기 고속 프레임 알고리즘을 수행하고, 상기 변화량이 작으면 상기 고속 프레임 알고리즘을 수행하지 않고, 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1)로 넘어가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
A time division display method in a display device for converting an input image frame into a plurality of subframes (f1, f2, f3, ..., fn) so as to display an image at a frequency higher than a frame frequency of an input video signal In this case,
A plurality of video signals having different brightnesses from an input video signal for each pixel of the input frame; an average of the brightness of the plurality of video signals is substantially equal to a brightness of the input video signal; (Sa1);
A step Sa2 of determining gradations for each subframe based on the gradation of a plurality of image signals of each pixel generated, wherein the number of generated image signals corresponds to the number of subframes;
Generating (Sa3) a plurality of subframes based on the determined gray level of the subframe and the generated plurality of video signals; And
And displaying the generated sub-frame (Sa4)
The gradation applied to the subframe is composed of combinations of three or less gradations including a substantial black gradation (between 0 and 25 gradations), a substantial white gradation (between 230 and 255 gradations), and a variable intermediate gradation And,
The sub-frame is divided into a plurality of regions according to a gradation level of a plurality of video signals of each pixel,
Wherein the reference gray-level value for separating the plurality of areas to be partitioned comprises a combination of the substantial black gray level and the substantial white gray level so as to increase the number of the substantially black gray level or the substantial white gray level, Is calculated based on the average luminance obtained,
Further comprising applying a fast frame algorithm to the input frame before the video signal generation step Sa1,
Wherein the fast frame algorithm application step comprises:
Performing interpolation based on a continuous input frame to divide the frame into four high-speed sub-frames;
Calculating a signal variation amount between the high-speed sub-frames; And
Wherein the high speed frame algorithm is performed if the change amount is large and the process proceeds to the image signal generation step Sa1 without performing the high speed frame algorithm if the change amount is small. Display method.
상기 서브 프레임의 계조의 순서는 어두운 계조부터 밝은 계조 순이거나, 밝은 계조부터 어두운 계조 순이거나, 또는 상기 두 가지 순서를 순환시킨 순서인 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the order of the gradations of the sub-frame is a sequence of dark gradation to bright gradation, a sequence of bright gradation to dark gradation, or a sequence of repeating the two steps.
상기 서브 프레임의 계조를 변화시키면서 나타나는 평균 휘도를 측정하여 상기 중간 계조(M)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
2. The method according to claim 1, wherein the gradation determination step (Sa2)
And determining the intermediate gradation (M) by measuring an average luminance appearing while changing the gradation of the sub-frame.
상기 서브 프레임의 각 화소의 복수의 영상 신호의 계조 값에 대응하는 정규화된 계조 값을 상기 서브 프레임의 계조로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
2. The method according to claim 1, wherein the gradation determination step (Sa2)
And determining a normalized gray level value corresponding to a gray level value of a plurality of video signals of each pixel of the sub-frame as the gray level of the sub-frame.
상기 입력되는 프레임을 시분할하여 4개의 서브 프레임을 생성하되,
상기 각 화소의 복수의 영상 신호의 계조 레벨에 따라 상기 서브 프레임을 4가지 영역(저계조 영역, 중계조 영역, 고계조 영역, 최고계조 영역)으로 구획하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
The method according to claim 1,
Generating four subframes by time-sharing the input frame,
Further comprising dividing the subframe into four regions (a low gradation region, a relay gradation region, a high gradation region, and a highest gradation region) according to a gradation level of a plurality of video signals of each pixel, Display method.
(a) 저계조 영역(0~255,0,0,0) - 저계조 영역(a,b,c,d)는 저계조 영역에 속하는 화소에 대해, a는 제 1 서브 프레임, b는 제 2 서브 프레임, c는 제 3 서브 프레임, d는 제 4 서브 프레임에서 구현하되, 0~255는 입력되는 영상의 계조에 따라 대응되는 세부 계조 레벨대로 가변되는 구간을 의미하고, 0은 상기 실질적인 black 계조로, 255는 상기 실질적인 white 계조로 구현하는 것을 의미함 -, 중계조 영역(255,0~255,0,0), 고계조 영역(255,255,0~255,0) 및 최고계조 영역(255,255,255,0~255)으로 구현하는 방식;
(b) 저중계조 영역(0~255, 0~255, 0, 0), 고계조 영역 (255, 255, 0~255, 0), 최고 계조 영역 (255, 255, 255, 0~255)으로 구현하는 방식;
(c) 저계조 영역 (0~255, 0, 0, 0), 중고계조 영역 (255, 0~255, 0~255, 0), 최고계조 영역 (255, 255, 255, 0~255)으로 구현하는 방식; 및
(d) 저계조 영역 (0~255, 0, 0, 0), 중계조 영역 (255, 0~255, 0, 0), 고-최고계조 영역(255, 255, 0~255, 0~255)으로 구현하는 방식; 중 적어도 어느 하나를 선택하여 상기 서브 프레임을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
2. The method of claim 1, wherein the sub-frame generation step (Sa3)
(a) Low gradation region (0 to 255,0,0,0) - Low gradation region (a, b, c, d) is a pixel belonging to a low gradation region, a is a first sub frame, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 255, 255, and 0) and the highest gradation regions 255, 255, and 255 (255, 255, 255, 255) , 0 to 255);
255, 0, 255, 0, 255), the highest gradation region (255, 255, 255, 0 to 255) ;
(c) The gradation range (0 to 255, 0, 0, 0), the used gradation range (255, 0 to 255, 0 to 255, 0) and the highest gradation range (255, 255, 255, 0 to 255) How to implement; And
0 to 255, 0 to 255, 0 to 255, 0 to 255, 0 to 255, 0 to 255, and 0 to 255 in the high gradation range (d) ); And generating the subframe by selecting at least one of the subframe and the subframe.
상기 입력되는 프레임을 구성하는 화소들 중 각각의 화소에 대한 입력 영상 신호로부터 휘도가 서로 다른 복수의 영상 신호 - 상기 복수의 영상 신호들의 휘도의 평균은 상기 입력 영상 신호의 휘도와 실질적으로 동일함 - 들을 생성하는 단계(Sa1);
상기 생성된 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조를 기반으로 각각의 서브 프레임 - 상기 생성된 영상 신호의 개수와 서브 프레임의 개수는 서로 대응함 - 에 대한 계조를 결정하는 단계(Sa2);
상기 결정된 서브 프레임의 계조와 상기 생성된 복수의 영상 신호를 기반으로 복수의 서브 프레임을 생성하는 단계(Sa3); 및
상기 생성된 서브 프레임을 디스플레이하는 단계(Sa4)를 포함하되,
상기 서브 프레임에 적용되는 계조는 실질적인 black 계조(0에서 25 계조 사이), 실질적인 white 계조(230에서 255 계조 사이), 및 가변적인 중간 계조(M)를 포함하여 3가지 이내의 계조들의 조합으로 구성되고,
상기 영상 신호 생성 단계(Sa1) 이전에 상기 입력되는 프레임에 대해 고속 프레임 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하되,
상기 고속 프레임 알고리즘 적용 단계는,
연속되는 입력 프레임을 기반으로 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 4개의 고속 서브 프레임으로 분할하는 단계;
상기 고속 서브 프레임간의 신호 변화량을 산출하는 단계; 및
상기 산출 결과, 상기 변화량이 크면 상기 고속 프레임 알고리즘을 수행하고, 상기 변화량이 작으면 상기 고속 프레임 알고리즘을 수행하지 않고, 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1)로 넘어가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.A time division display method in a display device for converting an input image frame into a plurality of subframes (f1, f2, f3, ..., fn) so as to display an image at a frequency higher than a frame frequency of an input video signal In this case,
A plurality of video signals having different brightnesses from an input video signal for each pixel of the input frame; an average of the brightness of the plurality of video signals is substantially equal to a brightness of the input video signal; (Sa1);
A step Sa2 of determining gradations for each subframe based on the gradation of a plurality of image signals of each pixel generated, wherein the number of generated image signals corresponds to the number of subframes;
Generating (Sa3) a plurality of subframes based on the determined gray level of the subframe and the generated plurality of video signals; And
And displaying the generated sub-frame (Sa4)
The gradation applied to the subframe is composed of combinations of three or less gradations including a substantial black gradation (between 0 and 25 gradations), a substantial white gradation (between 230 and 255 gradations), and a variable intermediate gradation And,
Further comprising applying a fast frame algorithm to the input frame before the video signal generation step Sa1,
Wherein the fast frame algorithm application step comprises:
Performing interpolation based on a continuous input frame to divide the frame into four high-speed sub-frames;
Calculating a signal variation amount between the high-speed sub-frames; And
Wherein the high speed frame algorithm is performed if the change amount is large and the process proceeds to the image signal generation step Sa1 without performing the high speed frame algorithm if the change amount is small. Display method.
상기 고속 서브 프레임의 화소에 200 계조 이상 되는 계조가 포함되어 있는지 판단하는 단계; 및
상기 200 계조 이상 되는 계조를 포함하지 않는 화소는 바로 상기 영상 신호 생성 단계(Sa1)로 넘어가고, 상기 200 계조 이상 되는 계조를 포함하는 화소는 변화를 가하지 않고 직접 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
8. The method of claim 7,
Determining whether a pixel of the high-speed sub-frame includes a gradation of 200 gradations or more; And
The pixels not including the gradation of 200 gradations or more are directly passed to the image signal generation step Sa1 and the step of directly displaying the pixels including the gradations of 200 gradations or more without any change / RTI >
상기 서브 프레임을 디스플레이하는 패널의 TFT의 입력 전압을 조절하거나, 또는 액정의 유전율 비율을 조절하여 각 화소(pixel)의 black 이미지와 white 이미지간의 액정의 응답 속도(Ton + Toff)가 10 msec 보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 시분할 디스플레이 방법.
The method according to claim 1,
The response speed (Ton + Toff) of the liquid crystal between the black image and the white image of each pixel is adjusted to be less than 10 msec by adjusting the input voltage of the TFT of the panel displaying the subframe or adjusting the dielectric constant ratio of the liquid crystal Value of the time-divisional display.
상기 입력되는 프레임을 구성하는 화소들 중 각각의 화소에 대한 입력 영상 신호로부터 휘도가 서로 다른 복수의 영상 신호 - 상기 복수의 영상 신호들의 휘도의 평균은 상기 입력 영상 신호의 휘도와 실질적으로 동일함 - 들을 생성하는 영상 신호 생성부;
상기 생성된 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조를 기반으로 각각의 서브 프레임 - 상기 생성된 영상 신호의 개수와 서브 프레임의 개수는 서로 대응함 - 에 대한 계조를 결정하는 계조 결정부;
상기 결정된 서브 프레임의 계조와 상기 생성된 복수의 영상 신호를 기반으로 복수의 서브 프레임을 생성하는 서브 프레임 생성부; 및
상기 생성된 서브 프레임을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되,
상기 서브 프레임에 적용되는 계조는 실질적인 black 계조(0에서 25계조 사이), 실질적인 white 계조(230에서 255 계조 사이), 및 가변하는 중간 계조(M)를 포함하여 3가지 이내의 계조들의 조합으로 구성되며,
상기 각 화소의 복수의 영상 신호들의 계조 레벨에 따라 상기 서브 프레임을 복수 개의 영역으로 구획하되, 상기 구획되는 복수 개의 영역을 분리하는 기준 계조 값은 상기 서브프레임들의 계조를 상기 실질적인 black 계조와 상기 실질적인 white 계조의 조합으로 구성하여 상기 실질적인 black 계조 또는 상기 실질적인 white 계조의 수를 증가시키면서 입력하였을 때 획득되는 평균휘도를 기반으로 계산되고,
상기 영상 신호 생성부의 영상 신호 생성 이전에 상기 입력되는 프레임에 대해 고속 프레임 알고리즘을 적용하되,
상기 고속 프레임 알고리즘은, 연속되는 입력 프레임을 기반으로 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 4개의 고속 서브 프레임으로 분할하고, 상기 고속 서브 프레임간의 신호 변화량을 산출하며, 상기 산출 결과, 상기 변화량이 크면 상기 고속 프레임 알고리즘을 수행하고, 상기 변화량이 작으면 상기 고속 프레임 알고리즘을 수행하지 않고, 상기 영상 신호 생성부의 영상 신호 생성 동작으로 넘어가는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
1. A liquid crystal display device for converting an input image frame into a plurality of sub-frames (f1, f2, f3, ..., fn) so as to display an image at a frequency higher than a frame frequency of an input video signal,
A plurality of video signals having different brightnesses from an input video signal for each pixel of the input frame; an average of the brightness of the plurality of video signals is substantially equal to a brightness of the input video signal; A video signal generator for generating a video signal;
A gradation determining unit for determining a gradation for each subframe based on the gradation of a plurality of image signals of each pixel generated, wherein the number of generated image signals corresponds to the number of subframes;
A subframe generator for generating a plurality of subframes based on the determined gray level of the subframe and the generated plurality of video signals; And
And a display unit for displaying the generated sub-frame,
The gradation applied to the subframe is composed of combinations of three or less gradations including a substantial black gradation (between 0 and 25 gradations), a substantial white gradation (between 230 and 255 gradations), and a varying gradation And,
Wherein the reference gray level value for dividing the plurality of divided areas into sub-frames is determined by dividing the gray levels of the sub-frames into the substantial black gradations and the substantial black gradations. white gradation, and is calculated based on the average luminance obtained when the substantial black gradation or the substantial white gradation is increased while the number of the gradations is increased,
A high-speed frame algorithm is applied to the input frame before the video signal of the video signal generator is generated,
The high-speed frame algorithm performs interpolation based on successive input frames to divide the high-speed frame into four high-speed sub-frames, and calculates a signal variation between the high-speed sub-frames. If the variation is large, Frame algorithm, and if the amount of change is small, the high-speed frame algorithm is not performed and the operation proceeds to a video signal generating operation of the video signal generating unit.
상기 디스플레이부의 패널의 TFT의 입력 전압을 조절하거나, 또는 액정의 유전율 비율을 조절하여 각 화소(pixel)의 black 이미지와 white 이미지간의 액정의 응답 속도(Ton + Toff)가 10 msec 보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
12. The method of claim 11,
The response speed (Ton + Toff) of the liquid crystal between the black image and the white image of each pixel is adjusted to be less than 10 msec by adjusting the input voltage of the TFT of the panel of the display unit or adjusting the dielectric constant ratio of the liquid crystal And the liquid crystal display device.
상기 패널의 TFT(Thin Film Transistor)의 0 gray 전압(V0gray)과 공통 전압(Vcom)의 차이가 0.7 볼트보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein a difference between a 0 gray voltage (V 0 gray) and a common voltage (Vcom) of a TFT (Thin Film Transistor) of the panel is smaller than 0.7 volts.
상기 패널의 화소는 액정 디렉터(director)의 장축 및 단축 방향의 유전 상수의 비가 0.6인 이방성 액정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein a pixel of the panel is made of an anisotropic liquid crystal having a ratio of a dielectric constant in a major axis and a minor axis of a liquid crystal director is 0.6.
상기 패널의 TFT의 white 전압(Vmax)이 공통 전압(Vcom)보다 7 볼트 이상 더 큰 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
13. The method of claim 12,
And the white voltage (Vmax) of the TFT of the panel is larger than the common voltage (Vcom) by 7 volts or more.
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