KR101594617B1

KR101594617B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101594617B1
Application number: KR1020090055749A
Authority: KR
Inventors: 변승찬
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2016-02-26
Also published as: KR20100137619A

Abstract

액정표시장치가 개시된다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널과, 외부로부터 입력된 상기 영상에 대응되는 데이터를 프레임 단위로 히스토그램을 분석하고 상기 프레임 단위로 분석된 히스토그램을 프레임별로 차이값을 산출하여 상기 산출된 차이값을 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따른 비교신호를 생성하는 영상패턴 인식부와, 상기 영상패턴 인식부로부터의 비교신호에 따라 블랙 데이터의 삽입 여부를 결정하는 블랙 데이터 삽입 구동부 및 상기 외부로부터 입력된 데이터를 상기 액정표시패널로 공급하여 상기 데이터에 해당되는 영상을 상기 액정표시패널에 표시되게 하며 상기 블랙 데이터 삽입 구동부로부터 블랙 데이터의 삽입 여부를 결정하는 제어신호를 제공받아 상기 제어신호에 따라 상기 액정표시패널에 블랙 데이터가 표시되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.

BDI 구동, 플리커, 히스토그램 분석, 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호

Description

액정표시장치{Lquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 화질 개선을 위해 화상에 블랙 데이터를 적용하는 액정표시장치에 있어서 입력되는 영상의 패턴에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동 조건을 변화시켜 플리커를 최소화할 수 있는 액정표시장치에 관한 것입니다.

화상을 구현하는 표시장치 중 음극선관(Cathod Ray Tube:CRT)은 근래 수십년간 많이 사용되었다. 그러나, 최근 개발된 표시장치 중 높은 휘도와 선명한 화질을 제공하는 액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)가 상기 음극선관(CRT)를 빠르게 대체하고 있다.

액정표시장치(LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용한 장치로서, 두 기판 사이에 액정을 주입하고, 그 액정에 다양한 크기의 전계를 가하여 광투과율을 조절함으로써, 다양한 계조의 화상을 구현한다.

액정표시장치(LCD)는 외형적인 면으로 얇고 가벼우며, 기능적인 면에서 높은 선명도와 휘도를 제공하고, 소비전력 측면에서 동일한 화면크기의 음극선관(CRT)의 1/3 이하의 적은 전력으로도 구동이 가능하다. 그러나 화상을 구현함에 있어서 음 극선관(CRT)에 비해 몇 가지 제약이 있다.

예를 들면, 액정의 물성특성인 점성과 탄성에 기인한 것으로, 액정이 반응하여 원하는 배열상태가 되는데 까지 걸리는 시간은 보통 한 프레임보다 길기 때문에 매 프레임마다 빠르게 바뀌는 화상을 구현하는 경우, 이전 프레임의 화상이 희미하게 남는 테일링(tailing) 현상이 액정패널 상에 발생할 수 있다.

또한, 액정표시장치(LCD)의 구동방식은 매 프레임동안 각 화소가 일정한 데이터 전압을 유지함으로써 일정한 광 투과율을 유지하는 홀딩방식이라는데 기인한 것으로, 이러한 경우 액정패널에 희미한 잔상이 표시되는 모션 블러(motion blur) 현상이 발생할 수 있다.

이러한 액정표시장치(LCD)의 문제점을 극복하기 위해 다양한 화상처리 기법들이 개발되고 있는데, 이 중 음극선관(CRT)의 구동방법을 채택하여 액정표시장치(LCD)의 화상 구현의 단점을 해결하는 방법이 제안되었다.

음극선관(CRT)은 매 프레임마다 임펄스를 발생시키며, 그 임펄스에 따라 전자빔을 방출하여 형광체를 발광시킨다. 한 프레임 구간에서 짧은 시간 동안만 형광체를 발광시켜 화상을 구현하고, 그 형광체의 발광은 일정한 시간간격을 두고 일어나기 때문에 이전 프레임의 화상에 의한 잔상이 남지 않는다. 이러한 음극선관(CRT)의 임펄스 구동을 모방하여 액정표시장치(LCD)를 구동시킴으로써, 잔상에 의한 화질불량을 개선할 수 있게 되었다.

음극선관(CRT)의 임펄스 구동을 적용하여 액정표시장치(LCD)를 구동하는 방법은 다음과 같다.

한 프레임 중 일부동안 블랙 데이터(BD)를 액정표시장치(LCD)에 삽입한다. 상기 블랙 데이터(BD)는 최저계조를 나타내는 화상데이터로서 상기 블랙 데이터(BD)를 삽입할 경우 화면은 검은색으로 표시된다. 이와 같이, 매 프레임의 일부구간에서 화소에 화소 데이터를 공급하여 화상을 표시하고, 나머지 구간을 블랙 데이터(BD)를 삽입하여 화면을 검은색으로 처리함으로써, 액정표시장치(LCD)를 음극선관(CRT)의 임펄스 구동처럼 구동시킬 수 있다.

게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 타이밍을 조절하여 한 화면에서의 블랙 데이터(BD)가 입력되는 라인의 수를 조절할 수 있는데, 상기 블랙 데이터(BD)가 입력되는 라인의 수가 많을수록 블랙 데이터 영역(BD portion)이 커지게 되어 위에서 언급한 모션 블러(motion blur)를 개선할 수 있다. 그러나 화면상에서 블랙 데이터 영역(BD portion)이 커지게 되면, 블랙 데이터(BD)에 대한 눈의 인식이 쉬워져서 화면이 깜빡거리는 현상인 플리커와 같은 화질불량이 발생할 수 있다.

즉, 블랙 데이터 영역(BD portion)이 커질수록 모션 블러(motion blur)를 개선할 수 있지만 사용자로 하여금 플리커 현상이 인식되도록 할 수 있다. 또한, 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동은 외부 스위치를 이용하여 사용자가 온/오프(On/OFF) 하게 되는데, 정지화면에서는 사용자가 블랙 데이터 구동(BDI)을 오프(Off) 시키고, 동영상과 같이 모션 블러(motion blur)의 개선이 필요한 화면에서는 블랙 데이터 구동(BDI)을 온(On)하게 되다. 결국, 블랙 데이터 구동(BDI)의 온/오프(On/OFF)를 외부 스위치를 이용하여 제어함으로써 소비자들로 하여금 외부 스위치 사용에 따른 불편함을 초래할 수 있다.

본 발명은 입력되는 영상의 패턴에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 조건을 변화시켜 상기 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동에 따른 플리커를 최소화할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 입력되는 영상의 패턴에 따라 자체적으로 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동 여부를 결정하게 되어 사용자로 하여금 외부 스위치 사용에 따른 불편함을 없앨 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널과, 외부로부터 입력된 상기 영상에 대응되는 데이터를 프레임 단위로 히스토그램을 분석하고 상기 프레임 단위로 분석된 히스토그램을 프레임별로 차이값을 산출하여 상기 산출된 차이값을 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따른 비교신호를 생성하는 영상패턴 인식부와, 상기 영상패턴 인식부로부터의 비교신호에 따라 블랙 데이터의 삽입 여부를 결정하는 블랙 데이터 삽입 구동부 및 상기 외부로부터 입력된 데이터를 상기 액정표시패널로 공급하여 상기 데이터에 해당되는 영상을 상기 액정표시패널에 표시되게 하며 상기 블랙 데이터 삽입 구동부로부터 블랙 데이터의 삽입 여부를 결정하는 제어신호를 제공받아 상기 제어신호에 따라 상기 액정표시패널에 블랙 데이터가 표시되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널 과, 외부로부터 입력된 상기 영상에 대응되는 데이터를 프레임 단위로 히스토그램을 분석하고 상기 프레임 단위로 분석된 히스토그램을 프레임별로 차이값을 산출하여 상기 산출된 차이값을 제1 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따른 하이(High) 또는 로우(Low) 논리 레벨을 갖는 제1 비교신호를 생성하는 영상패턴 인식부와, 상기 영상패턴 인식부로부터 하이(High) 논리 레벨의 제1 비교신호가 공급되는 횟수를 카운트하여 상기 카운트된 횟수와 제2 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따라 하이(High) 또는 로우(Low) 논리 레벨의 제2 비교신호를 생성하며 상기 제2 비교신호의 논리 레벨에 따라 상기 액정표시패널에 블랙 데이터의 삽입 여부를 결정하는 블랙 데이터 타이밍 컨트롤러 및 상기 외부로부터 입력된 데이터를 상기 액정표시패널로 공급하기 위한 제1 게이트 스타트 펄스 신호를 생성하여 상기 데이터에 해당되는 영상을 상기 액정표시패널에 표시되게 하며, 상기 블랙 데이터 타이밍 컨트롤러로부터 상기 블랙 데이터를 위한 제2 게이트 스타트 펄스 신호의 출력 타이밍을 제어하는 제어신호를 제공받아 상기 제어신호에 따라 상기 액정표시패널에 블랙 데이터가 표시되도록 하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.

본 발명은 입력되는 영상 패턴을 히스토그램 분석하고, 상기 분석된 히스토그램에 따라 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 타이밍을 제어하여 영상 패턴에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 조건을 변화시킴으로써 블랙 데이터 영역(BD portion)을 상이하게 하여 플리커를 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 입력되는 영상 패턴에 따라 자체적으로 블랙 데이터 삽 입(BDI) 구동 여부를 결정하여 외부 스위치 사용에 따른 사용자의 불편함을 없앨 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 액정표시패널(100)과, 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(110)와, 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(120)와, 상기 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(130)와, 입력되는 영상 데이터(Image Data)를 프레임 단위로 히스토그램 분석하여 프레임 단위로 분석된 히스토그램의 차이값을 산출하는 영상패턴 인식부(140) 및 상기 영상패턴 인식부(140)로부터의 산출 결과에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동의 여부를 판단하여 상기 판단된 결과를 상기 타이밍 컨트롤러(130)로 제공하는 BDI 구동부(150)를 포함한다.

상기 액정표시패널(100)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 형성되며, 그 하부 유리기판 상에는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 상호 교차하도록 형성된다. 상기 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)의 교차부에 형성된 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인 (GL1 ~ GLn)으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 접속되며, 소스 전극은 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 접속된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다.

또한, 상기 액정표시패널(100)의 하부 유리기판 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 전단 게이트라인 사이에 형성될 수도 있으며, 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

상기 액정표시패널(100)의 상부 유리기판 상에는 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 각 화소영역에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터와, 이들 각각을 테두리 하여 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)과, 데이터 라인(DL1 ~ DLm) 및 박막트랜지스터(TFT) 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.

상기 게이트 드라이버(110)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 다수의 스캔 신호들을 대응되게 공급한다. 이들 다수의 스캔 신호들은 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)이 순차적으로 1 수평동기신호의 기간씩 인에이블 되게 한다.

상기 데이터 드라이버(120)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 데이터 제어신호(DCS)들에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn) 중 어느 하나가 인에이블 될 때마다 다수의 화소 데이터전압을 발생하여 상기 액정표시패널(100) 상의 다 수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 각각 공급한다.

상기 타이밍 컨트롤러(130)는 외부의 시스템(예를 들면, 컴퓨터의 시스템의 그래픽 모듈 또는 텔레비전 수신 시스템의 영상 복조 모듈, 도시하지 않음)으로부터 공급된 동기신호들(Vsync, Hsync)과, 데이터 인에이블(DE) 신호 및 클럭신호(Clk)를 이용하여 상기 게이트 드라이버(110)를 제어하는 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버(120)를 제어하는 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 외부의 시스템으로부터 입력된 영상 데이터(Image Data)를 정렬하여 정렬된 데이터(V-Data)를 상기 데이터 드라이버(120)로 공급한다.

상기 영상패턴 인식부(140)는 외부의 시스템으로부터 영상 데이터(Image Data)를 제공받아 상기 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 매 프레임별로 분석하여 상기 분석된 히스토그램에 따른 비교신호를 생성하여 상기 BDI 구동부(150)로 상기 비교신호를 출력한다.

구체적으로, 상기 영상패턴 인식부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 영상 데이터(Image Data)를 제공받아 상기 영상 데이터의 히스토그램을 분석하는 히스토그램 분석부(141)와, 상기 히스토그램 분석부(141)에서 한 프레임의 분석된 히스토그램을 저장하는 제1 래치부(143)와, 상기 히스토그램 분석부(141)에서 다음 프레임의 영상 데이터의 히스토그램을 분석하게 되면, 상기 제1 래치부(143)로부터 이전 프레임의 히스토그램을 제공받아 저장하는 제2 래치부(145)와, 상기 제1 및 제2 래치부(143, 145) 각각에 저장된 현재 프레임 및 이전 프레임의 히스토그램의 차이 값을 산출하고 상기 산출된 차이값을 더하는 차이값 산출부(147) 및 상기 차이값 산출부(147)에서 산출된 값과 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따라 상이한 논리 레벨을 갖는 비교신호를 생성하는 비교부(149)를 포함한다.

상기 히스토그램 분석부(141)는 입력되는 영상 데이터(Image Data)를 프레임 단위의 계조로 구분한다. 상기 히스토그램 분석부(141)는 프레임 단위로 영상 데이터(Image Data)의 계조에 대응되도록 배치하여 히스토그램을 얻는다. 상기 히스토그램 분석부(141)로부터 프레임 단위의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램은 상기 제1 래치부(143)로 출력된다.

상기 제1 래치부(143)는 상기 프레임 단위의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 저장하고, 상기 히스토그램 분석부(141)로부터 다음 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 얻게 되면, 상기 저장된 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 제2 래치부(145)로 제공한다. 즉, 상기 제1 래치부(143)는 이전 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 제2 래치부(145)로 제공하고, 현재 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 저장한다.

결국, 상기 제1 래치부(143)에는 현재 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램이 저장되고, 제2 래치부(145)에는 이전 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램이 저장된다. 상기 제1 래치부(143)에 저장된 현재 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램 및 상기 제2 래치부(145)에 저장된 이전 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램은 상기 차이값 산출부(147)로 제공된다.

상기 차이값 산출부(147)는 상기 제1 및 제2 래치부(143, 145)로부터 제공된 현재 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램과 이전 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램의 차이값을 계조 대 계조(gray-to-gray) 별로 산출하고 산출된 차이값을 계조별로 더한다. 상기 차이값 산출부(147)에서 최종적으로 산출된 값은 상기 비교부(149)로 공급된다.

상기 비교부(149)는 상기 차이값 산출부(147)로부터 제공된 산출값과 미리 설정된 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따라 상이한 논리 레벨을 갖는 비교신호를 생성한다. 이때, 상기 기준값은 엔지니어에 의해 설정될 수 있으며 상기 기준값보다 상기 차이값 산출부(147)로부터 제공된 산출값이 큰 경우에는 움직임이 많은 동화상이 액정표시패널(100) 상에 표시되는 것을 의미한다. 이와 반대로, 상기 기준값보다 상기 차이값 산출부(147)로부터 제공된 산출값이 작은 경우에는 움직이 없는 정지화상이 액정표시패널(100) 상에 표시되는 것을 의미한다.

결국, 상기 비교부(149)는 상기 차이값 산출부(147)로부터 제공된 산출값이 상기 기준값보다 큰 경우에는 하이(High) 논리의 비교신호를 생성하고, 상기 산출값이 상기 기준값보다 작은 경우에는 로우(Low) 논리의 비교신호를 생성한다. 상기 비교부(149)에서 생성된 비교신호는 상기 BDI 구동부(150)로 공급된다.

상기 BDI 구동부(150)는 상기 비교부(149)로부터 로우(Low) 논리의 비교신호가 공급되면 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하지 않고 상기 비교부(149)로부터 하이(High) 논리의 비교신호가 공급되면 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하게 된다. 상기 BDI 구동부(150)가 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하게 되면, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 적절한 타이밍에 상기 데이터 드라이버(120)로 블랙 데이터(BD)를 공급하게 된다.

상기 영상패턴 인식부(140)는 상기 히스토그램 분석부(141)의 전단에 입력되는 영상 데이터(Image Data)를 YUV 데이터로 변환하는 데이터 변환부를 더 포함할 수 있다. 상기 영상패턴 인식부(140)가 데이터 변환부를 더 포함하는 경우에 상기 입력된 영상 데이터(Image Data)는 밝기(Luminance) 성분인 Y 데이터와 색상(Chrominance) 성분인 UV 데이터로 변환된다. 이러한 경우, 상기 변환된 밝기 성분인 Y 데이터가 상기 히스토그램 분석부(141)로 제공되어 매 프레임 단위로 상기 Y 데이터의 히스토그램을 얻게 된다.

또한, 상기 영상패턴 인식부(140)는 입력된 영상 데이터(Image Data)의 R, G, B 데이터별로 3개의 영상패턴 인식부로 구분되어 위에서 언급한 동작들을 수행할 수 있다.

도 3은 도 2의 영상패턴 인식부에서 정지영상이 입력될 때의 패턴 인식결과를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 영상패턴 인식부(140)의 히스토 그램 분석부(141)는 n-1 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 분석하고, 이어 n 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 분석한다.

상기 n-1 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램은 n-1 번째 프레임 동안 액정표시패널(100)에 표시되는 데이터의 계조에 따른 화소의 수를 카운트하여 얻어진다. 마찬가지로, 상기 n 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램은 n 번째 프레임 동안 상기 액정표시패널(100)에 표시되는 데이터의 계조에 따른 화소의 수를 카운트하여 얻어진다.

연속하여, 상기 영상패턴 인식부(140)는 상기 n-1 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램과 상기 n 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램의 차이값을 계조별로 산출한다. 상기 영상패턴 인식부(140)는 상기 계조별로 산출된 히스토그램의 차이값을 모두 더하여 최종적으로 150 이라는 값을 산출하게 된다.

도 4는 도 2의 영상패턴 인식부에서 동영상이 입력될 때의 패턴 인식결과를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 영상패턴 인식부(140)의 히스토 그램 분석부(141)는 n-1 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 분석하고, 이어 n 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 분석한다.

연속하여, 상기 영상패턴 인식부(140)는 상기 n-1 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램과 상기 n 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램의 차이값을 계조별로 산출한다. 상기 영상패턴 인식부(140)는 상기 계조별로 산출된 히스토그램의 차이값을 모두 더하여 최종적으로 10350 이라는 값을 산출하게 된다.

위에서 나타낸 결과에서 알 수 있듯이, 상기 영상패턴 인식부(140)에서 n-1 번째 프레임과 n 번째 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 분석하여 최종적으로 산출된 값은 정지영상인지 동영상인지에 따라 차이가 크다. 상기 영상 패턴 인식부(140)에서 산출된 값을 비교부(도 2의 149)의 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동 여부가 결정된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 입력되는 영상패턴을 프레임 단위로 히스토그램 분석을 하고 프레임 단위로 분석된 히스토그램의 차이값을 산출하고 산출된 차이값을 모두 더해 최종적인 값을 산출하여 상기 산출된 값을 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동 여부를 결정하게 된다. 결국, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 자체적으로 입력된 영상 데이터에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 결정하게 되어 종래의 경우에서와 같이 외부 스위치 사용으로 인한 사용자의 불편함을 없앨 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 미리 설정된 기준값 보다 최종적으로 산출된 값이 큰 경우에만 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 하게 되므로 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동에 따라 블랙 데이터가 화면에 표시되는 정도를 줄일 수 있어 플리커를 최소화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다. 이때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 설명 중 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치와 동일한 구성요소에 대한 설명은 편의를 위해 개략적으로 하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(110)와, 상기 액정표시패널(100)의 데이터라 인(DL1 ~ DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(120)와, 상기 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(130)와, 입력되는 영상 데이터(Image Data)을 프레임 단위로 히스토그램 분석하여 프레임 별로 차이값을 산출하는 영상패턴 인식부(240) 및 상기 영상패턴 인식부(240)로부터의 산출 결과에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동의 여부를 판단하여 상기 판단된 결과를 상기 타이밍 컨트롤러(130)로 제공하는 BDI 타이밍 컨트롤러(250)를 포함한다.

상기 영상 패턴 인식부(240)는 도 6에 도시된 바와 같이, 영상 데이터(Image Data)를 제공받아 상기 영상 데이터의 히스토그램을 분석하는 히스토그램 분석부(241)와, 상기 히스토그램 분석부(241)에서 한 프레임의 분석된 히스토그램을 저장하는 제1 래치부(243)와, 상기 히스토그램 분석부(241)에서 다음 프레임의 영상 데이터의 히스토그램을 분석하게 되면, 상기 제1 래치부(243)로부터 이전 프레임의 히스토그램을 제공받아 저장하는 제2 래치부(245)와, 상기 제1 및 제2 래치부(243, 245) 각각에 저장된 현재 프레임 및 이전 프레임의 히스토그램의 차이값을 산출하고 상기 산출된 차이값을 더하는 차이값 산출부(247) 및 상기 차이값 산출부(247)에서 산출된 값과 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따라 상이한 논리 레벨을 갖는 비교신호를 생성하는 제1 비교부(249)를 포함한다.

상기 히스토그램 분석부(241)는 입력되는 영상 데이터(Image Data)를 프레임 단위의 계조로 구분한다. 상기 히스토그램 분석부(241)는 프레임 단위로 영상 데이터(Image Data)의 계조에 대응되도록 배치하여 히스토그램을 얻는다. 상기 히스토그램 분석부(241)로부터 프레임 단위의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램은 상기 제1 래치부(243)로 출력된다.

상기 제1 래치부(243)는 상기 프레임 단위의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 저장하고, 상기 히스토그램 분석부(241)로부터 다음 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 얻게 되면, 상기 저장된 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램을 제2 래치부(245)로 제공한다.

결국, 상기 제1 래치부(243)에는 현재 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램이 저장되고, 제2 래치부(245)에는 이전 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램이 저장된다. 상기 제1 래치부(243)에 저장된 현재 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램 및 상기 제2 래치부(245)에 저장된 이전 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램은 상기 차이값 산출부(247)로 제공된다.

상기 차이값 산출부(247)는 상기 제1 및 제2 래치부(243, 245)로부터 제공된 현재 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램과 이전 프레임의 영상 데이터(Image Data)의 히스토그램의 차이값을 계조 대 계조(gray-to-gray) 별로 산출하고 산출된 차이값을 계조별로 더한다. 상기 차이값 산출부(247)에서 최종적으로 산출된 값은 상기 제1 비교부(249)로 공급된다.

상기 제1 비교부(249)는 상기 차이값 산출부(247)로부터 제공된 산출값과 미리 설정된 제1 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따라 상이한 논리 레벨을 갖는 비교신호를 생성한다. 이때, 상기 제1 기준값은 엔지니어에 의해 설정될 수 있으며 상기 제1 기준값보다 상기 차이값 산출부(247)로부터 제공된 산출값이 큰 경우에는 움직임이 많은 동화상이 액정표시패널(100) 상에 표시되는 것을 의미한다. 이와 반대로, 상기 제1 기준값보다 상기 차이값 산출부(247)로부터 제공된 산출값이 작은 경우에는 움직이 없는 정지화상이 액정표시패널(100) 상에 표시되는 것을 의미한다.

결국, 상기 제1 비교부(249)는 상기 차이값 산출부(247)로부터 제공된 산출값이 상기 제1 기준값보다 큰 경우에는 하이(High) 논리의 제1 비교신호를 생성하고, 상기 산출값이 상기 제1 기준값보다 작은 경우에는 로우(Low) 논리의 제1 비교신호를 생성한다. 상기 제1 비교부(249)에서 생성된 제1 비교신호는 상기 BDI 타이밍 컨트롤러(250)로 공급된다.

상기 BDI 타이밍 컨트롤러(250)는 상기 제1 비교부(도 6의 249)로부터의 하이(High) 논리의 제1 비교신호가 공급되는 횟수를 카운트하는 카운터(251)와, 상기 카운터(251)에서 카운트된 횟수와 엔지니어에 의해 미리 설정된 제2 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따른 제2 비교신호를 생성하는 제2 비교부(253) 및 상기 제2 비교부(253)로부터 출력되는 제2 비교신호에 따라 블랙 데이터(BD)에 대한 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 출력 타이밍을 결정하는 GSP 타이밍 제어부(255)를 포함한다.

상기 카운터(251)는 상기 영상패턴 인식부(240)로부터 출력된 제1 비교신호 중에서 하이(High) 논리의 제1 비교신호가 제공될 때마다 카운트하게 된다. 상기 카운터(251)는 하이(High) 논리의 제1 비교신호가 제공되는 횟수를 카운트하여 상기 제2 비교부(253)로 상기 카운트된 횟수를 제공한다.

상기 제2 비교부(253)는 상기 카운터(251)로부터 제공된 카운트 횟수를 제2 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따라 상이한 논리 레벨을 갖는 제2 비교신호를 생성한다. 상기 제2 기준값은 엔지니어에 의해 미리 설정된 값이며, 상기 카운터(251)로부터 제공된 카운트 횟수가 상기 제2 기준값 보다 크면 액정표시패널(도 5의 100)에 동영상이 수 프레임에 걸쳐 표시되는 것을 의미한다. 상기 카운터(251)로부터 제공된 카운트 횟수가 상기 제2 기준값 보다 작으면 액정표시패널(도 5의 100)에 동영상이 상기 수 프레임 보다 적은 프레임에 걸쳐 표시되는 것을 의미한다. 즉, 상기 제2 비교부(253)는 상기 카운터(251)로부터 제공된 카운트 횟수가 상기 제2 기준값 보다 크면 액정표시패널(도 5의 100)에 동영상이 표시된다고 인식한다.

상기 제2 비교부(253)는 상기 카운터(251)로부터 제공된 카운트 횟수가 제2 기준값보다 큰 경우에는 하이(High) 논리의 제2 비교신호를 생성하고, 상기 카운터(251)로부터 제공된 카운트 횟수가 제2 기준값보다 작은 경우에는 로우(Low) 논리의 제2 비교신호를 생성한다. 상기 제2 비교부(253)에서 생성된 하이(High) 및 로우(Low) 논리의 제2 비교신호는 상기 GSP 타이밍 제어부(255)로 공급된다.

상기 GSP 타이밍 제어부(255)는 상기 제2 비교부(253)로부터 하이(High) 및 로우(Low) 논리의 제2 비교신호를 제공받아서 각 논리에 따라 블랙 데이터(BD)를 위한 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 출력 타이밍을 제어한다.

구체적으로, 상기 GSP 타이밍 제어부(255)는 상기 제2 비교부(253)로부터 하이(High) 논리의 제2 비교신호가 입력되면, 블랙 데이터(BD)를 위한 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 출력 타이밍을 제어하여 액정표시패널(도 5의 100)에 블랙 데이터(BD)가 표시되는 블랙 데이터 영역(BD portion)을 증가시키는 제어신호를 도 5에 도시된 타이밍 컨트롤러(도 5의 130)로 제공한다. 상기 GSP 타이밍 제어부(255)는 상기 제2 비교부(253)로부터 로우(Low) 논리의 제2 비교신호가 입력되면, 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 수행하지 않도록 블랙 데이터를 위한 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 출력하지 않는다.

상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 GSP 타이밍 제어부(255)로 하이(High) 논리의 제2 비교신호가 공급되는지, 로우(Low) 논리의 제2 비교신호가 공급되는지에 따라 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 블랙 데이터를 위한 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 출력 타이밍을 제어하거나 상기 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 출력하지 않는다.

도 7은 도 5의 액정표시장치에 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 적용할 때에 블랙 데이터를 위한 게이트 스타트 펄스의 출력 타이밍을 제어하는 것을 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(100)에 영상 데이터(Image Data)를 표시하기 위한 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1) 신호가 타이밍 컨트롤러(130)로부터 게이트 드라이버(110)로 제공된다. 상기 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1) 신호의 출력 이후에 상기 액정표시패널(100)의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에는 순차적으로 제1 스캔신호(SP1)가 공급된다. 상기 제1 스캔신호(SP1)는 상기 영상 데이터(Image Data)에 대한 스캔 신호이다.

상기 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)가 출력된 시간 이후 일정 간격을 두고 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2) 신호를 상기 게이트 드라이버(110)로 공급한다. 상기 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2) 신호의 출력 이후에 상기 액정표시패널(100)의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에는 순차적으로 제2 스캔신호(SP2)가 공급된다. 상기 제2 스캔신호(SP2)는 블랙 데이터(BD)에 대한 스캔 신호이다.

즉, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 1 프레임(1V) 동안 2번의 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 발생하게 되는데, 상기 2번의 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호는 영상 데이터(Image Data)를 위한 상기 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1) 신호 및 블랙 데이터(BD)를 위한 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2) 신호이다.

상기 타이밍 컨트롤러(130)에서 블랙 데이터(BD)를 위한 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2) 신호의 출력 타이밍을 조절하게 되면 상기 블랙 데이터(BD)가 액정표시패널(100) 상에 표시되는 영역(portion)이 결정된다. 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2) 신호의 출력 타이밍을 GSP 타이밍 제어부(255)로부터 제공된 제2 비교신호의 논리 레벨에 따라 제어한다.

결국, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 입력되는 영상 데이터가 정지화상인지 동화상인지에 따라, 동화상인 경우에는 액정표시패널(100) 상에 표시되는 정도가 몇 프레임 이상인지에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동 여부를 결정한다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 입력되는 영상패턴을 프레임 단위로 히스토그램 분석을 하고 프레임 단위로 분석된 히스토그램의 차 이값을 산출하고 산출된 차이값을 모두 더해 최종적인 값을 산출하여 상기 산출된 값을 제1 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따른 제1 비교신호를 생성하고, 상기 제1 비교신호를 제2 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동 여부를 결정하고 블랙 데이터를 위한 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 출력 타이밍을 제어한다.

결국, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 자체적으로 입력된 영상 데이터에 따라 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 결정하고 블랙 데이터를 위한 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호의 출력 타이밍을 제어하게 되어 종래의 경우에서와 같이 외부 스위치 사용으로 인한 사용자의 불편함을 없앨 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 미리 설정된 기준값 보다 최종적으로 산출된 값이 큰 경우에만 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 하게 되므로 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동에 따라 블랙 데이터가 화면에 표시되는 정도를 줄일 수 있어 플리커를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 영상패턴 인식부를 상세히 나타낸 도면.

도 3은 도 2의 영상패턴 인식부에서 정지영상이 입력될 때의 패턴 인식결과를 도시한 도면.

도 4는 도 2의 영상패턴 인식부에서 동영상이 입력될 때의 패턴 인식결과를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.

도 6은 도 5의 영상패턴 인식부를 상세히 나타낸 도면.

도 7은 도 5의 액정표시장치에 블랙 데이터 삽입(BDI) 구동을 적용할 때에 블랙 데이터를 위한 게이트 스타트 펄스의 출력 타이밍을 제어하는 것을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100:액정표시패널 110:게이트 드라이버

120:데이터 드라이버 130:타이밍 컨트롤러

140, 240:영상패턴 인식부 141, 241:히스토그램 분석부

143, 243:제1 래치부 145, 245:제2 래치부

147, 247:차이값 산출부 149:비교부

150:BDI 구동부 249:제1 비교부

250:BDI 타이밍 컨트롤러 251:카운터

253:제2 비교부 255:GSP 타이밍 제어부

Claims

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영상을 표시하는 액정표시패널;

외부로부터 입력된 상기 영상에 대응되는 데이터를 프레임 단위로 히스토그램을 분석하는 히스토그램 분석부, 상기 프레임 단위로 분석된 히스토그램을 저장하는 제1 래치부, 상기 히스토그램 분석부에서 다음 프레임의 데이터의 히스토그램을 분석하게 되면 상기 제1 래치부로부터 이전 프레임의 히스토그램을 저장하는 제2 래치부, 상기 제1 및 제2 래치부 각각에 저장된 현재 프레임 및 이전 프레임의 히스토그램의 차이값을 산출하고, 상기 산출된 값을 더하는 차이값 산출부 및 상기 차이값 산출부에서 산출된 값을 제1 기준값과 비교하여 그 비교결과에 따른 하이(High) 또는 로우(Low) 논리 레벨을 갖는 제1 비교신호를 생성하는 제1 비교부;

상기 제1 비교부로부터의 하이(High) 논리 레벨의 제1 비교신호가 공급되는 횟수를 카운트하는 카운터, 상기 카운터에서 카운트된 횟수와 제2 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따라 하이(High) 또는 로우(Low) 논리 레벨의 제2 비교신호를 생성하는 제2 비교부로 구성되는 영상패턴 인식부;

상기 영상패턴 인식부로부터 상기 제2 비교신호에 따라 블랙 데이터(BD) 삽입을 위한 게이트 스타트 펄스 제어신호를 생성하는 블랙 데이터 삽입 제어부; 및

상기 블랙 데이터 제어부의 상기 게이트 스타트 펄스 제어신호에 따라 상기 블랙 데이터 삽입 게이트 스타트 펄스 신호의 출력 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하는 액정표시장치.
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제6 항에 있어서,

상기 영상패턴 인식부는 상기 외부로부터 입력된 데이터를 밝기(Luminance) 성분인 Y 데이터와 색상(Chrominance) 성분인 UV 데이터로 변환하는 데이터 변환부를 더 포함하는 액정표시장치.