KR101623582B1 - 액정표시장치와 그 응답시간 보상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, R 데이터를 제1 과구동 비율로 보상하기 위한 제1 과구동 보상부; G 데이터를 제2 과구동 비율로 보상하기 위한 제2 과구동 보상부; 및 B 데이터를 제3 과구동 비율로 보상하기 위한 제3 과구동 보상부를 구비한다.

Description

액정표시장치와 그 응답시간 보상방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND RESPONSE TIME COMPENSATION METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 액정표시패널의 RGB별 응답시간 차이를 보상하도록 한 액정표시장치와 그 응답시간 보상방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 화상을 표시한다.

액정은 수학식 1 및 2와 같이 액정의 고유한 점성과 탄성 등의 특성에 의해 응답시간이 느리다.

여기서, τr는 액정에 전압이 인가될 때의 라이징 타임(rising time)을, Va는 인가전압을, V_F는 액정분자가 경사운동을 시작하는 프리드릭 천이 전압(Freederick Transition Voltage)을, d는 액정셀의 셀갭(cell gap)을,

(gamma)는 액정분자의 회전점도(rotational viscosity)를 각각 의미한다.

여기서, τf는 액정에 인가된 전압이 오프된 후 액정이 탄성 복원력에 의해 원위치로 복원될 때의 폴링타임(falling time)을, K는 액정 고유의 탄성계수를 각각 의미한다.

액정의 느린 응답시간으로 인하여 도 1과 같이, 데이터 전압(VD)의 전위가 변할 때 그에 대응하는 표시 휘도(BL)가 원하는 휘도에 도달하지 못한다. 그 결과, 도 1과 같이 액정셀에 충전되는 전압이 원하는 전압에 도달하기 전에 다음 프레임으로 진행되므로 액정표시장치에 동영상 데이터를 표시할 때 모션 블러(Motion Blur) 현상이 나타날 수 있다.

액정표시소자의 느린 응답속도를 해결하기 위한 방법의 하나로, 데이터의 변 화여부에 따라 데이터 전압을 변조하여 응답시간을 빠르게 하는 과구동(Over Driving method, 이하 "OD"라 함) 보상방법이 제안된 바 있다. OD 보상방법에 대하여 도 2를 결부하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, OD 보상방법은 입력 데이터 전압(VD)을 그 보다 높은 변조 데이터 전압(MVD)으로 변조하고 그 변조 데이터 전압(MVD)을 액정셀에 인가하여 원하는 시간 내에 액정셀의 휘도가 목표 휘도(MBL)에 도달할 수 있게 한다. OD 보상방법은 한 프레임기간 내에 원하는 휘도(MBL)를 얻을 수 있도록 데이터의 변화여부에 기초하여 수학식 1에서

을 크게 한다. 따라서, OD 보상방법이 적용된 액정표시장치는 액정의 늦은 응답시간을 데이터전압의 변조로 보상하여 동영상에서 화질을 개선할 수 있다. 이러한 OD 보상방법은 이전 프레임과 현재 프레임 사이에서 데이터를 비교하고 그 데이터들 사이에 변화를 고려하여 변조 데이터를 설정한다.

도 3은 OD 보상 회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, OD 보상부는 데이터 입력버스(32)로부터의 데이터를 저장하기 위한 제1 및 제2 프레임 메모리(33a, 33b)와, 데이터를 변조하기 위한 룩업 테이블(34)을 구비한다.

제1 및 제2 프레임 메모리(33a, 33b)는 픽셀 클럭에 맞추어 데이터를 프레임 단위로 교대로 저장하고 저장된 데이터를 교대로 출력하여 룩업 테이블(34)에 이전 프레임 데이터 즉, n-1 번째 프레임 데이터(Fn-1)를 공급한다.

룩업 테이블(34)은 아래의 표 1과 같이 미리 설정된 변조 데이터(MRGB)를 n 번째 프레임 데이터(Fn)와 제1 및 제2 프레임 메모리(33a, 33b)로부터의 n-1 번째 프레임 데이터(Fn-1)를 어드레스로 하여 선택함으로써 데이터를 변조한다. 이 룩업 테이블(34)은 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM)와 메모리 제어회로를 포함한다.

구분	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
0	0	2	3	4	5	6	7	9	10	12	13	14	15	15	15	15
1	0	1	3	4	5	6	7	8	10	12	13	14	15	15	15	15
2	0	0	2	4	5	6	7	8	10	12	13	14	15	15	15	15
3	0	0	1	3	5	6	7	8	10	11	13	14	15	15	15	15
4	0	0	1	3	4	6	7	8	9	11	12	13	14	15	15	15
5	0	0	1	2	3	5	7	8	9	11	12	13	14	15	15	15
6	0	0	1	2	3	4	6	8	9	10	12	13	14	15	15	15
7	0	0	1	2	3	4	5	7	9	10	11	13	14	15	15	15
8	0	0	1	2	3	4	5	6	8	10	11	12	14	15	15	15
9	0	0	1	2	3	4	5	6	7	9	11	12	13	14	15	15
10	0	0	1	2	3	4	5	6	7	8	10	12	13	14	15	15
11	0	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	11	13	14	15	15
12	0	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	12	14	15	15
13	0	0	1	2	3	3	4	5	6	7	8	10	11	13	15	15
14	0	0	1	2	3	3	4	5	6	7	8	9	11	12	14	15
15	0	0	0	1	2	3	3	4	5	6	7	8	9	11	13	15

표 1에 있어서, 최좌측열은 이전 프레임(Fn-1)의 데이터이며, 최상측행은 현재 프레임(Fn)의 데이터이다.

n 번째 프레임 기간 동안, 실선으로 나타낸 바와 같이 동일한 픽셀 클럭에 맞추어 n 번째 프레임 데이터(Fn)는 제1 프레임 메모리(33a)에 저장됨과 동시에 룩업 테이블(34)에 공급된다. 이와 동시에 n 번째 프레임 기간 동안 제2 프레임 메모리(33b)는 n-1 번째 프레임 데이터(Fn-1)를 룩업 테이블(34)에 공급한다.

n+1 번째 프레임 기간 동안, 점선으로 나타낸 바와 같이 동일한 픽셀 클럭에 맞추어 현재의 n+1 번째 프레임 데이터(Fn+1)는 제2 프레임 메모리(33b)에 저장됨과 동시에 룩업 테이블(34)에 공급된다. 이와 동시에 n+1 번째 프레임 기간 동안 제1 프레임 메모리(33a)는 n 번째 프레임 데이터(Fn)를 룩업 테이블(34)에 공급한다.

액정표시장치에서 동일한 OD 비율로 적색(Red, R) 데이터, 녹색(Green, G) 데이터 및 청색(Blue, B) 데이터를 변조하더라도 RGB 컬러필터의 투과율 및 흡수율 차이로 인하여 RGB별로 응답시간의 차이가 나타날 수 있다. 그런데, 기존의 OD 보상방법은 도 1과 같은 RGB 데이터를 동일한 룩업 테이블로 변조하므로 R 서브픽셀, G 서브픽셀, 및 B 서브픽셀에서 응답시간을 동일하게 할 수 없었다. 그 결과, 기존의 OD 보상방법은 과구동 비율을 높여 액정의 응답시간을 빠르게할 수 있지만 RGB별 응답시간의 차이로 인하여 액정표시장치에 컬러 동영상 데이터를 표시할 때 배경과 움직이는 물체 사이의 경계부에서 색왜곡이 나타날 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 OD 보상방법으로 액정의 응답특성을 개선할 때 RGB별 응답시간의 차이를 보상하여 동영상에서 표시품질을 향상하도록 한 액정표시장치와 그 응답시간 보상방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 R 데이터를 제1 과구동 비율로 보상하기 위한 제1 과구동 보상부; G 데이터를 제2 과구동 비율로 보상하기 위한 제2 과구동 보상부; 및 B 데이터를 제3 과구동 비율로 보상하기 위한 제3 과구동 보상부를 구비한다.

상기 제2 과구동 비율은 상기 제1 과구동 비율과 상기 제3 과구동 비율 각각에 비하여 높다.

상기 제2 및 제3 과구동 비율은 동일하다.

상기 제2 과구동 비율은 상기 R 데이터와 상기 B 데이터 대비 상기 G 데이터의 응답시간 차이에 대응하는 과구동 전압의 변조값으로 설정된다.

상기 응답시간 차이는 0.26~0.27ms이고, 상기 제2 과구동 비율로 설정되는 상기 과구동 전압은 상기 G 데이터의 응답시간을 0.26~0.27ms만큼 단축시키는 전압으로 설정된다.

제2 과구동 보상부는 상기 과구동 전압의 변조값들로 상기 G 데이터를 변조하는 룩업 테이블; 및 상기 룩업 테이블의 출력을 상기 제1 과구동 보상부의 출력과 제3 과구동 보상부의 출력 중 어느 하나에 가산하거나 감산하는 연산기를 구비한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 응답시간 보상방법은 R 데이터를 제1 과구동 비율로 보상하는 단계; G 데이터를 제2 과구동 비율로 보상하는 단계; 및 B 데이터를 제3 과구동 비율로 보상하는 단계를 포함한다.

본 발명은 RGB별 응답시간의 차이를 보상하여 과구동 비율을 높여 응답시간을 높일 때 나타나는 경계부의 색왜곡을 최소화하여 표시품질을 높일 수 있다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 액정표시패널(10)의 아래에 배치된 백라이트 유닛(16), 액정표시패널(10)의 데이터라인들(D1~Dm)에 접속된 데이터 구동회로(12), 액정표시패널(10)의 게이트라인들(G1~Gn)에 접속된 게이트 구동회로(13), 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(11), 및 액정표시패널(10)의 구동 전압을 발생하는 모듈 전원부(15), OD 보상부(17)를 구비한다.

액정표시패널(10)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 유리기판과 하부 유리기판을 포함한다. 액정표시패널(10)은 비디오 데이터를 표시하는 화소 어레이를 포함한다. 화소 어레이는 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부마다 형성되는 TFT들과, TFT에 접속된 화소전극(1)을 포함한다. 화소 어레이의 액정셀들(Clc) 각각은 TFT를 통해 데이터전압을 충전하는 화소전극(1)과 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극(2)의 전압차에 의해 구동되어 백라이트 유닛(16)으로부터 입사되는 빛의 투과양을 조정하여 비디오 데이터의 화상을 표시한다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

공통전극(2)은 TN 모드와 VA 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS 모드와 FFS 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다.

본 발명에서 적용 가능한 액정표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛(16)이 필요하다. 백라이트 유닛(16)은 직하형 백라이트 유닛 또는, 에지형 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

데이터 구동회로(12)는 다수의 소스 드라이브 IC들을 포함한다. 소스 드라이브 IC 각각은 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 데이터 제어신호(SDC)에 응답하여 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 OD 보상 디지털 비디오 데이터(MRGB)를 샘플링하고 래치하여 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환한다. 소스 드라이브 IC들 각각은 병렬 데이터 전송 체계로 변환된 디지털 비디오 데이터(MRGB)를 모듈 전원 부(15)로부터의 정극성/부극성 감마기준전압들(V_GMAO1~V_GMAO10)을 이용하여 아날로그 감마보상전압으로 변환한다. 소스 드라이브 IC들 각각은 액정셀들에 충전될 정극성/부극성 아날로그 비디오 데이터전압을 데이터라인들(D1~Dm)으로 출력한다. 소스 드라이브 IC 각각은 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 정극성/부극성 아날로그 비디오 데이터전압의 극성을 반전시키면서 그 데이터전압을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다.

게이트 구동회로(13)는 다수의 게이트 드라이브 IC를 포함한다. 게이트 드라이브 IC는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트 구동전압을 순차적으로 쉬프트하는 쉬프트 레지스터를 포함하여 게이트라인들에 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 순차적으로 공급한다.

타이밍 코트롤러(11)는 RGB 디지털 비디오 데이터를 OD 보상부(17)에 입력하고, OD 보상부(17)로부터 입력된 OD 보상 RGB 디지털 비디오 데이터(MRGB)를 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 방식으로 소스 드라이브 IC에 전송한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 시스템 보드(14)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 콘트롤러(11)는 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE, CLK)를 이용하여 소스 드라이브 IC들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(SDC)와, 게이트 드라이브 IC들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 디지털 비디오 데이터가 60×i(i는 2 이상의 양의 정수) Hz의 프레임 주파수로 액정표시패널(10)의 화소 어레이에서 표시될 수 있도록 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 제어신호(SDC)의 주파수를 60×i Hz로 체배할 수 있다.

데이터 제어신호(SDC)는 소스 스타트 펄스(Source, Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로(12)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 소스 드라이브 IC들 내에서 데이터의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 소스 드라이브 IC들에 입력될 디지털 비디오 데이터(RGB)가 mini LVDS 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 드라이브 IC들에 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)을 입력할 필요가 없다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로(12)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 N(N은 양의 정수) 수평기간의 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다. 소스 드라이브 IC들 각각은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급되는 데이터전압의 극성이 바뀔 때 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 펄스에 응답하여 차지쉐어전압(Charge share voltage)이나 공통전압(Vcom)을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급하고, 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 로우논리기간 동안 데이터전압을 데이터라인들에 공급한다. 차지쉐어전압은 서로 상반된 극성의 데이터전압들이 공급되는 이웃한 데이터라인들의 평균전압이이다.

게이트 제어신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이 트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로(13)의 출력 타이밍을 제어한다.

시스템 보드(14)는 방송 수신회로나 외부 비디오 소스로부터 입력된 디지털 비디오 데이터를 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 또는 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 송신회로를 통해 타이밍 콘트롤러(11)에 전송한다. 그리고 시스템 보드(14)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍 신호를 타이밍 콘트롤러(11)에 전송한다. 시스템 보드(14)에는 방송 수신회로나 외부 비디오 소스로부터 입력된 RGB 비디오 데이터의 해상도를 액정표시패널의 해상도에 맞게 보간하고 신호 보간 처리하는 스케일러 등의 그래픽 처리회로와, 모듈 전원부(15)에 공급될 전압(Vin)을 생성하는 전원회로를 포함한다.

모듈 전원부(15)는 시스템 보드(14)의 전원회로로부터 입력되는 전압(Vin)을 조정하여 액정표시패널(10)의 구동 전압들을 발생한다. 액정표시패널(10)의 구동 전압들은 8V 이하의 고전위 전원전압(Vdd), 약 3.3V의 로직 전원전압(Vcc), 15V 이상의 게이트 하이전압(V_GH), -3V 이하의 게이트 로우전압(V_GL), 7V~8V의 공통전압(Vcom), 정극성/부극성 감마기준전압(V_GMA1∼V_GMA10) 등을 발생한다. 모듈 전원 부(15)는 저항 스트링을 포함한 분압회로를 이용하여 고전위 전원전압(Vdd)을 분압하여 정극성/부극성 감마기준전압들(V_GMA1∼V_GMA10)을 발생한다.

OD 보상부(17)는 도 5 내지 도 8과 같은 실험 결과에 의해 도출된 RGB별 응답시간의 차이를 고려하여 RGB별로 서로 다른 OD 비율로 데이터를 변조하여 RGB별 응답시간을 동일하게 한다. 이 OD 보상부(17)는 RGB별로 서로 다른 OD 비율로 데이터를 변조하여 OD 보상 RGB 디지털 비디오 데이터(MRGB)를 발생하고 그 데이터(RGB)를 타이밍 콘트롤러(11)에 공급한다. 이를 위하여, OD 보상부(17)는 도 9 내지 도 11과 같은 회로로 구현될 수 있다. OD 보상부(17)는 타이밍 콘트롤러(11)에 내장되거나 시스템 보드(14) 상에 설치될 수 있다. 또한, OD 보상부(17)는 시스템 보드(14)와 타이밍 콘트롤러(11) 사이에 또는, 타이밍 콘트롤러(11)와 데이터 구동회로(12) 사이에 설치될 수 있다.

본 출원의 발명자들은 액정표시패널 시료에 입력되는 데이터의 계조를 도 5 내지 도 8과 같은 5(이전 프레임의 계조)×5(현재 프레임의 계조) 계조표를 바탕으로 변화시키고 그 데이터의 전압을 미리 설정된 OD 비율로 변조하였다.

그리고 발명자들은 그 시료 위에 설치된 광센서로 검출된 휘도에 따라 계조 변화(Gray To Gray)를 측정하여 백색(White), 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 각각의 응답시간을 측정하였다. 도 5 내지 도 8에 있어서, 최좌측열은 이전 프레임(Fn-1)의 데이터의 계조값이며, 최상측행은 현재 프레임(Fn)의 데이터이다.

도 5를 참조하면, 데이터의 백색 계조값이 이전 프레임에서 '63'이고 그 계 조값이 현재 프레임에서 '127', '191', '255'로 변할 때 계조가 '63'으로부터 '127', 191', '255'에 도달하는 시간은 각각 4.04ms, 4.32ms, 4.13ms로 측정되었다. 이와 같은 방법을 반복하여, 도 5의 5×5 계조표의 계조 변화 각각에 대한 응답시간을 측정한 결과, 백색 계조 변화의 평균 응답시간은 4.16ms로 측정되었다.

도 6을 참조하면, 데이터의 적색 계조값이 이전 프레임에서 '63'이고 그 계조값이 현재 프레임에서 '127', '191', '255'로 변할 때 계조가 '63'으로부터 '127', 191', '255'에 도달하는 시간은 각각 3.74ms, 3.89ms, 4.56ms로 측정되었다. 이와 같은 방법을 반복하여, 도 6의 5×5 계조표의 계조 변화 각각에 대한 응답시간을 측정한 결과, 적색 계조 변화의 평균 응답시간은 4.04ms로 측정되었다.

도 7을 참조하면, 데이터의 녹색 계조값이 이전 프레임에서 '63'이고 그 계조값이 현재 프레임에서 '127', '191', '255'로 변할 때 계조가 '63'으로부터 '127', 191', '255'에 도달하는 시간은 각각 4.14ms, 4.2ms, 4.45ms로 측정되었다. 이와 같은 방법을 반복하여, 도 7의 5×5 계조표의 계조 변화 각각에 대한 응답시간을 측정한 결과, 녹색 계조 변화의 평균 응답시간은 4.30ms로 측정되었다.

도 8을 참조하면, 데이터의 Blue 계조값이 이전 프레임에서 '63'이고 그 계조값이 현재 프레임에서 '127', '191', '255'로 변할 때 계조가 '63'으로부터 '127', 191', '255'에 도달하는 시간은 각각 3.94ms, 3.95ms, 4.25ms로 측정되었다. 이와 같은 방법을 반복하여, 도 8의 5×5 계조표의 계조 변화 각각에 대한 응답시간을 측정한 결과, 청색 계조 변화의 평균 응답시간은 4.03ms로 측정되었다.

도 5 내지 도 8의 실험 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 백색의 응답시간은 적색, 녹색 및 청색의 응답시간 평균값으로 측정되었다. 녹색의 응답시간은 백색, 적색, 청색 응답시간 각각에 비하여 약 0.26~0.27ms 이상 높게 측정되었다. 적색과 청색의 응답시간은 유사한 값으로 측정되었다.

도 5 내지 도 8의 실험에서, 액정표시장치의 블러 수준은 동영상 응답시간(MPRT: Motion Picture Response Time)으로 측정될 수 있는데, 이전 계조에서 다음 계조에 도달하는 시간이 빠르면, 동영상 응답시간(MPRT)도 빠르게 측정되었다. 또한, 이전 계조에서 다음 계조에 도달하는 시간이 느리면, 동영상 응답시간(MPRT)도 느려졌다.

본 발명은 도 5 내지 도 8의 실험 결과를 바탕으로 동영상 응답시간을 개선하기 위하여 녹색 데이터의 OD 비율을 적색 데이터의 OD 비율과 청색 데이터의 OD 비율과 동일한 수준으로 설정한다. 본 발명은 다른 실시예로써 동영상 응답시간(MPRT)를 기존 OD 보상방법 수준으로 유지하고 OD 보상시에 나타나는 경계부의 색왜곡 현상을 개선하기 위하여 적색 데이터의 OD 비율과 청색 데이터의 OD 비율을 기존보다 낮추고 녹색 데이터의 OD 비율을 소정의 값만큼 높인다. OD 비율(%)이란 A 휘도에서 B 휘도(목표 휘도)로 계조를 변화시킬 때 응답시간을 빠르게 하기 위한 OD 전압과 B 휘도의 기준 데이터전압의 비율로 정의된다. 예를 들면, A 휘도를 '0'이라 하고 B 휘도를 '100'이라 하면 10% OD 전압은 '110'의 휘도에 도달하게 하는 OD 전압이고, 20% OD 전압은 '120'의 휘도에 도달하게 하는 OD 전압이다.

도 9는 OD 보상부(17)의 제1 실시예를 나타낸다.

도 9를 참조하면, OD 보상부(17)는 R 변조부, G 변조부 및 B 변조부를 구비 한다.

R 변조부는 데이터 압축 및 복원부(91R)를 이용하여 이전 프레임의 R 데이터(R(Fn-1))을 압축 및 복원하고, 룩업 테이블(RLUT)을 통해 R 데이터를 변조한다. 데이터 압축 및 복원부(91R)는 데이터 압축부(92), 프레임 메모리(93), 제1 및 제2 데이터 복원부(94, 95), 제1 연산부(96) 및 제2 연산부(97)를 구비한다. 데이터 압축부(92)는 BTC(Block Truncation Coding) 알고리즘, COD(Compressed Over-Driving) 알고리즘 등의 압축 알고리즘을 이용하여 R 데이터를 압축하여 프레임 메모리(93)와 제1 데이터 복원부(94)에 공급한다. 프레임 메모리(93)는 데이터 압축부(92)에 의해 압축된 R 데이터를 저장하므로 압축되지 않은 R 데이터를 저장하는 경우에 비하여 그 용량이 작아진다. 프레임 메모리(93)로부터 출력되는 이전 프레임의 R 데이터는 제2 데이터 복원부(95)에 공급된다. 제1 데이터 복원부(94)는 데이터 압축부(92)에 의해 압축된 R 데이터를 복원 알고리즘으로 복원하여 현재 프레임의 R 데이터를 발생하고 그 데이터를 제1 연산기(96)에 공급한다. 제2 데이터 복원부(95)는 프레임 메모리(93)로부터의 입력되는 압축된 이전 프레임의 R 데이터를 복원 알고리즘으로 복원하여 제1 연산기(96)에 공급한다. 제1 연산기(96)는 제1 데이터 복원부(94)로부터 입력되는 현재 프레임의 R 데이터와 제2 데이터 복원부(95)로부터 입력되는 이전 프레임의 R 데이터를 비교하여 그 차값을 제2 연산기(97)에 공급한다. 제2 연산기(97)는 압축되지 않은 현재 프레임의 R 데이터(R(Fn))에 제1 연산기(96)로부터 입력되는 차값을 가산하거나 감산하여 이전 프레임의 R 데이터(R(Fn-1))를 출력한다. 제2 연산기(97)는 현재 프레임의 R 데이터 가 이전 프레임보다 높은 값으로 변하면 제1 연산기(96)의 출력을 현재 프레임의 R 데이터에 가산하는 반면에, 현재 프레임의 R 데이터가 이전 프레임보다 낮은 값으로 변하면 현재 프레임의 R 데이터에 제1 연산기(96)의 출력을 감산한다. 룩업 테이블(RLUT)은 이전 프레임의 R 데이터와 현재 프레임의 R 데이터의 차이에 따라 설정된 R 데이터의 변조값들이 등재된다. 룩업 테이블(RLUT)는 현재 프레임의 R 데이터(R(Fn))와 이전 프레임의 R 데이터(R(Fn-1))를 어드레스로 하여 선택된 변조값으로 변조 데이터(MR)를 출력한다.

G 변조부는 데이터 압축 및 복원부(91G)를 이용하여 이전 프레임의 G 데이터(G(Fn-1))를 압축 및 복원하고, 룩업 테이블(GLUT)을 통해 G 데이터를 변조한다. 데이터 압축 및 복원부(91G)는 데이터 압축부(92), 프레임 메모리(93), 제1 및 제2 데이터 복원부(94, 95), 제1 연산부(96) 및 제2 연산부(97)를 이용하여 데이터 압축 및 복원 과정을 거쳐 이전 프레임의 G 데이터(G(Fn-1))를 출력한다. 룩업 테이블(GLUT)은 이전 프레임의 G 데이터와 현재 프레임의 G 데이터의 차이에 따라 설정된 G 데이터의 변조값들이 등재된다. 룩업 테이블(GLUT)은 현재 프레임의 G 데이터(G(Fn))와 이전 프레임의 G 데이터(G(Fn-1))를 어드레스로 하여 선택된 변조값으로 변조 데이터(MG)를 출력한다.

B 변조부는 데이터 압축 및 복원부(91B)를 이용하여 이전 프레임의 B 데이터(B(Fn-1))를 압축 및 복원하고, 룩업 테이블(BLUT)을 통해 B 데이터를 변조한다. 데이터 압축 및 복원부(91B)는 데이터 압축부(92), 프레임 메모리(93), 제1 및 제2 데이터 복원부(94, 95), 제1 연산부(96) 및 제2 연산부(97)를 이용하여 데이터 압 축 및 복원 과정을 거쳐 이전 프레임의 B 데이터(B(Fn-1))를 출력한다. 룩업 테이블(BLUT)은 이전 프레임의 B 데이터와 현재 프레임의 B 데이터의 차이에 따라 설정된 B 데이터의 변조값들이 등재된다. 룩업 테이블(BLUT)은 현재 프레임의 B 데이터(B(Fn))와 이전 프레임의 B 데이터(B(Fn-1))을 어드레스로 하여 선택된 변조값으로 변조 데이터(MB)를 출력한다.

R 변조부, G 변조부 및 B 변조부 각각에서 데이터 압축 및 복원부(91R, 91G, 91B)는 다양하게 변형 가능하다. 예컨대, 데이터 압축 및 복원부(91R, 91G, 91B)는 본 출원인에 의해 기출원된 국내 특허출원 제2003-98100호, 제2004-49541호, 제2004-115730호, 제2004-116342호, 제2004-116347호, 제2006-116974호 등에 개시된 압축 알고리즘과 회로를 이용할 수도 있다.

R 변조부, G 변조부 및 B 변조부의 OD 변조 방법은 아래의 수학식 3 내지 5을 만족한다.

Fn(R, G, B) < Fn-1(R, G, B) ---> Fn(MR, MG, MB) < Fn(R, G, B)

Fn(R, G, B) = Fn-1(R, G, B) ---> Fn(MR, MG, MB) = Fn(R, G, B)

Fn(R, G, B) > Fn-1(R, G, B) ---> Fn(MR, MG, MB) > Fn(R, G, B)

수학식 3 내지 수학식 5에서 알 수 있는 바, R 데이터, G 데이터 및 B 데이터는 독립적으로 OD 변조된다. RGB별로 변조된 데이터들(MR, MG, MB)는 동일한 픽 셀에서 그 픽셀 데이터 값이 이전 프레임(Fn-1)보다 현재 프레임(Fn)에서 더 커지면 현재 프레임(Fn)보다 더 큰 값인 반면에, 이전 프레임(Fn-1)보다 현재 프레임(Fn)에서 더 작아지면 현재 프레임(Fn)보다 더 작은 값이다. G 데이터의 OD 비율은 R 데이터의 OD 비율과 B 데이터의 OD 비율 각각에 비하여 높게 설정된다. R 데이터의 OD 비율과 B 데이터의 OD 비율은 동일하게 설정된다. 예를 들여, G 데이터의 변조값은 15~20% 사이의 OD 비율로 설정될 수 있고, R 데이터와 B 데이터 각각의 변조값은 10% 이상 15% 미만의 OD 비율로 설정될 수 있다.

도 10은 OD 보상부(17)의 제2 실시예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, OD 보상부(17)는 R 변조부, G 변조부 및 B 변조부를 구비한다.

R 변조부, G 변조부 및 B 변조부 각각에서 데이터 압축 및 복원부(91R, 91G, 91B)는 전술한 제1 실시예와 실질적으로 동일하다.

R 변조부와 B 변조부의 룩업 테이블들(RLUT, BLUT) 각각은 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터의 계조 변화에 따라 미리 설정된 OD 비율의 변조값이 설정된다. 이에 비하여, G 변조부의 룩업 테이블(GLUT)은 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 어드레스로 하여 선택되는 변조값들을 저장하되, 그 변조값들은 동일 계조 변화에서 R 데이터 또는 G 데이터의 응답시간과의 차이를 보상하는 작은 비트수의 차값들로 설정된다. 여기서, 차값은 도 5 내지 도 10의 RGB별 응답시간의 차이값으로써 예를 들면, R 데이터 또는 B 데이터의 OD 비율에 가산되거나 감산되는 1~5%의 OD 비율에 대응하는 변조값으로 설정될 수 있다. 따라서, G 변조 부의 룩업 테이블(GLUT)의 용량은 R 데이터의 룩업 테이블(RLUT)과 B 데이터의 룩업 테이블(BLUT)에 비하여 작다.

G 변조부는 제3 연산기(98)를 구비한다. 제3 연산기(98)는 현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 높은 값으로 변하면 차이값(WG)을 R 변조부의 룩업 테이블 출력 또는 B 변조부의 룩업 테이블 출력에 가산하는 반면에, 현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 낮은 값으로 변하면 R 변조부의 룩업 테이블 출력 또는 B 변조부의 룩업 테이블 출력에 차이값(WG)을 감산하여 G 변조 데이터(MG)를 출력한다.

도 11은 OD 보상부(17)의 제3 실시예를 나타낸다.

도 11을 참조하면, OD 보상부(17)는 데이터 압축부(91), 룩업 테이블(LUT) 및 제3 연산기(99)를 구비한다.

데이터 압축부(91)는 RGB 각각의 데이터에 대하여 압축 및 복원을 거쳐 이전 프레임 데이터(RGB(Fn))를 출력한다. 룩업 테이블(LUT)에는 RGB 데이터 각각에 대하여 동일한 OD 비율의 변조값들이 설정된다. 제3 연산기(99)는 전술한 제2 실시예와 같이 RB 데이터 대비 G 데이터의 응답시간 차이에 해당하는 OD 비율의 차이값을 룩업 테이블(LUT)의 출력에 가산하거나 감산하여 G 변조 데이터(MG)를 출력한다. 제3 연산기(99)는 현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 높은 값으로 변하면 차이값(WG)을 룩업 테이블(LUT)의 출력에 가산하는 반면에, 현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 낮은 값으로 변하면 룩업 테이블(LUT)에 차이값(WG)을 감산한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 통상의 액정표시장치에 있어서 데이터에 따른 휘도 변화를 나타내는 도면이다.

도 2는 과구동 보상방법을 보여 주는 도면이다.

도 3은 과구동 보상부를 나타내는 회로도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도이다.

도 5 내지 도 8는 과구동 보상방법으로 구동되는 액정표시장치에서 RGB별 응답시간 차이를 보여 주는 실험 결과 도면들이다.

도 9는 도 4에 도시된 과구동 보상부의 제1 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 10은 도 4에 도시된 과구동 보상부의 제2 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 11은 도 4에 도시된 과구동 보상부의 제1 실시예를 나타내는 블록도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

17 : 과구동 보상부 91R, 91G, 91B : 데이터 압축 및 복원부

RLUT, GLUT, BLUT : 룩업 테이블

Claims (11)

1. R 데이터를 제1 과구동 비율로 보상하기 위한 제1 과구동 보상부;

   G 데이터를 제2 과구동 비율로 보상하기 위한 제2 과구동 보상부; 및

   B 데이터를 제3 과구동 비율로 보상하기 위한 제3 과구동 보상부를 구비하고;

   상기 제1 및 제3 과구동 비율은 동일하고, 상기 제2 과구동 비율은 상기 제1 과구동 비율과 상기 제3 과구동 비율 각각에 비하여 높고,

   상기 제2 과구동 비율은 상기 R 데이터와 상기 B 데이터 대비 상기 G 데이터의 응답시간 차이에 대응하는 과구동 전압의 변조값으로 설정되고,

   상기 제1 내지 제3 과구동 보상부는 현재 프레임의 RGB 데이터를 각각 수신하고 압축 및 복원하는 데이터 압축 및 복원부와, 이전 프레임의 RGB 데이터와 상기 현재 프레임의 RGB 데이터의 차이에 따른 변조값들을 저장하고, 상기 현재 프레임의 RGB 데이터와 상기 이전 프레임의 RGB 데이터를 이용하여 상기 현재 프레임의 RGB 데이터를 변조하는 변조값을 선택하는 RGB 룩업 테이블을 포함하고,

   상기 데이터 압축 및 복원부는 R 룩업 테이블에 연결된 R 데이터 압축 및 복원부와, G 룩업 테이블에 연결된 G 데이터 압축 및 복원부와, B 룩업 테이블에 연결된 B 데이터 압축 및 복원부를 포함하고,

   상기 RGB 데이터 압축 및 복원부는 상기 현재 프레임의 RGB 데이터에 대응하여 압축하는 데이터 압축부와, 상기 데이터 압축부에 연결된 프레임 메모리와, 상기 데이터 압축부에 연결된 제1 데이터 복원부와, 상기 프레임 메모리에 연결된 제2 데이터 복원부와, 상기 제1 및 제2 데이터 복원부에 연결되고, 상기 제1 데이터 복원부로부터 입력되는 상기 현재 프레임의 RGB 데이터와 상기 제2 데이터 복원부로부터 입력되는 상기 이전 프레임의 RGB 데이터를 비교하여 차이값을 생성하는 제1 연산기와, 상기 RGB 룩업 테이블에 대응하여 상기 제1 연산기에 연결되고, 압축되지 않은 현재 프레임의 RGB 데이터에 상기 제1 연산기로부터 입력되는 차이값을 가산하거나 감산하여 상기 이전 프레임의 RGB 데이터를 생성 및 출력하는 제2 연산기를 포함하는 액정표시장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 응답시간 차이는 0.26~0.27ms이고,

   상기 제2 과구동 비율로 설정되는 상기 과구동 전압은 상기 G 데이터의 응답시간을 0.26~0.27ms만큼 단축시키는 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   제2 과구동 보상부는,

   상기 과구동 전압의 변조값들로 상기 G 데이터를 변조하는 룩업 테이블; 및

   상기 룩업 테이블의 출력을 상기 제1 과구동 보상부의 출력 또는 제3 과구동 보상부의 출력에 가산하거나 감산하는 연산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. R 데이터를 제1 과구동 비율로 보상하는 단계;

   G 데이터를 제2 과구동 비율로 보상하는 단계; 및

   B 데이터를 제3 과구동 비율로 보상하는 단계를 포함하고,

   상기 제1 및 제3 과구동 비율은 동일하고, 상기 제2 과구동 비율은 상기 제1 과구동 비율과 상기 제3 과구동 비율 각각에 비하여 높고,

   상기 제2 과구동 비율은 상기 R 데이터와 상기 B 데이터 대비 상기 G 데이터의 응답시간 차이에 대응하는 과구동 전압의 변조값으로 설정되며,

   상기 G 데이터를 제2 과구동 비율로 보상하는 단계는,

   룩업 테이블을 이용하여 상기 과구동 전압의 변조값들로 상기 G 데이터를 변조하는 단계; 및

   상기 룩업 테이블의 출력을 상기 제1 과구동 비율로 보상된 결과 또는 상기 제2 과구동 비율로 보상된 결과에 가산하거나 감산하는 단계를 포함하고,

   상기 가산하거나 감산하는 단계는

   현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 높은 값으로 변하면 RGB 데이터별 응답시간의 차이값을 상기 제1 과구동 비율로 보상된 결과 또는 상기 제2 과구동 비율로 보상된 결과에 가산하고,

   현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 낮은 값으로 변하면 상기 RGB 데이터별 응답시간의 차이값을 상기 제1 과구동 비율로 보상된 결과 또는 상기 제2 과구동 비율로 보상된 결과에 감산하는 액정표시장치의 응답시간 보상방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 응답시간 차이는 0.26~0.27ms이고,

   상기 제2 과구동 비율로 설정되는 상기 과구동 전압은 상기 G 데이터의 응답시간을 0.26~0.27ms만큼 단축시키는 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 응답시간 보상방법.
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 제1 내지 제3 과구동 보상부는

    현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 높은 값으로 변하면 RGB 데이터별 응답시간의 차이값을 상기 제1 과구동 비율로 보상된 결과 또는 상기 제2 과구동 비율로 보상된 결과에 가산하고,

    현재 프레임의 G 데이터가 이전 프레임보다 낮은 값으로 변하면 상기 RGB 데이터별 응답시간의 차이값을 상기 제1 과구동 비율로 보상된 결과 또는 상기 제2 과구동 비율로 보상된 결과에 감산하는 액정표시장치.

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