KR101996584B1 - 액정표시장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 적어도 두 개 이상의 소스 드라이브 IC 각각에 의해 구동되는 패널의 영역별로 입력영상데이터를 분석하여, 상기 분석결과에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC의 출력버퍼의 구동전압을 가변시킬 수 있는, 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 액정표시장치는, 게이트라인들과 데이터라인들의 교차 영역마다 픽셀이 형성되어 있는 패널; 상기 게이트라인들을 구동하기 위한 적어도 하나 이상의 게이트 드라이브IC; 상기 데이터라인들을 구동하기 위해, 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼를 포함하는, 적어도 두 개 이상의 소스 드라이브IC; 입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터들의 최대값에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC에 포함된 상기 출력버퍼로 공급될 구동전압의 크기를 선택할 수 있는 제어신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 제어신호에 따라 서로 다른 크기를 갖는 구동전압들 중 어느 하나의 구동전압을 생성하여, 상기 제어신호를 상기 제어신호에 대응되는 출력버퍼로 공급하는 전력제어부를 포함한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 소비전력을 저감시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 전계를 이용하여 유전이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.
이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스형태로 배열된 패널과, 패널을 구동하기 위한 구동부를 구비한다.
상기 구동부는, 타이밍 컨트롤러, 게이트 드라이브 IC 및 소스 드라이브 IC 등을 포함한다.
상기 게이트 드라이브 IC는, 상기 패널의 게이트라인들을 순차적으로 구동한다.
상기 소스 드라이브 IC는, 상기 게이트라인들이 구동될 때마다 디지털 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들로 공급한다.
상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 게이트 드라이브 IC 및 상기 소스 드라이브 IC를 제어하는 기능을 수행한다.
도 1은 종래의 액정표시장치에 적용되는 소스 드라이브 IC의 일실시예 구성도이다.
상기 소스 드라이브 IC(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 쉬프트 레지스터부(31), 래치부(32), 디지털 아날로그 변환부(DAC)(33) 및 출력버퍼(34)로 구성될 수 있다.
상기 쉬프트 레지스터부(31)는, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 수신된 데이터 제어신호들(SSC, SSP 등)을 이용하여 샘플링 신호를 발생한다.
상기 래치부(32)는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 순차적으로 수신된 상기 디지털 영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털 아날로그 변환부(33)(DAC)로 동시에 출력하는 기능을 수행한다.
상기 디지털 아날로그 변환부(33)는 상기 래치부(32)로부터 전송되어온 상기 영상데이터들을 동시에 정극성 또는 부극성의 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털 아날로그 변환부(33)는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 극성제어신호(POL)를 이용하여 상기 영상데이터들을 정극성 또는 부극성의 데이터 전압(데이터신호)로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력한다.
상기 출력버퍼(34)는 상기 디지털 아날로그 변환부(33)로부터 전송되어온 정극성 또는 부극성의 데이터전압을, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 소스출력인에이블신호(SOE)에 따라, 상기 패널의 데이터라인들로 출력한다.
여기서, 상기 출력버퍼(Output Buffer)(34)에서 이용되는 구동전압은, 상기 출력버퍼(34)에서 상기 데이터라인으로 실제 출력되는 데이터전압 값과 상관없이, 상기 디지털 아날로그 변환부(33)에서 이용되는 고준위구동전압(VDD)으로 설정되어 있다.
즉, 상기 출력버퍼(34)는 상기 디지털 아날로그 변환부(33)에서 이용되는 고준위구동전압(VDD)과 동일한 전압을 전원공급부(50)로부터 공급받아 구동되고 있다.
따라서, 상기 출력버퍼(34)에서 실제 출력되는 데이터전압이 낮더라도, 필요 이상의 고준위구동전압(VDD)이 상기 출력버퍼(34)의 구동전압으로 이용되고 있기 때문에, 불필요한 전력이 소비되고 있다.
이러한 불필요한 전력 소비를 개선하기 위해, 공개번호 10-2012-0120517 등에는, 게이트라인을 일정블럭으로 구분하여, 블럭별로 상기 출력버퍼(34)에 공급되는 구동전압의 크기를 변경하는 방법이 제안되었다. 그러나, 상기한 바와 같은 종래의 방법은, 패널을 통해 출력되는 영상의 종류와 상관없이 이루어지고 있기 때문에, 소비전력 저감효과가 크지 않다.
즉, 낮은 그레이의 영상데이터는, 상기 출력버퍼(34)에서 낮은 구동전압에 의해서도 정상적인 휘도를 갖도록 출력될 수 있으나, 상기한 바와 같은 종래의 기술에서는, 상기 패널을 통해 출력되는 영상별로 상기 출력버퍼(34)의 구동전압을 변경시키지 못하고 있다.
또한, 최근에는 상기 패널의 크기가 증가하고 있으며, 하나의 화면에 출력되는 영상에서도 어두운 부분과 밝은 부분이 혼합될 수 있다.
그러나, 종래의 기술에서는 상기한 바와 같이 어두운 부분과 밝은 부분이 혼합되어 출력되는 영상에 대해, 상기 출력버퍼(34)의 구동전압을 변경시켜, 소비전력을 저감시키지 못하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 적어도 두 개 이상의 소스 드라이브 IC 각각에 의해 구동되는 패널의 영역별로 입력영상데이터를 분석하여, 상기 분석결과에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC의 출력버퍼의 구동전압을 가변시킬 수 있는, 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 게이트라인들과 데이터라인들의 교차 영역마다 픽셀이 형성되어 있는 패널; 상기 게이트라인들을 구동하기 위한 적어도 하나 이상의 게이트 드라이브IC; 상기 데이터라인들을 구동하기 위해, 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼를 포함하는, 적어도 두 개 이상의 소스 드라이브IC; 입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터들의 최대값에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC에 포함된 상기 출력버퍼로 공급될 구동전압의 크기를 선택할 수 있는 제어신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 제어신호에 따라 서로 다른 크기를 갖는 구동전압들 중 어느 하나의 구동전압을 생성하여, 상기 제어신호를 상기 제어신호에 대응되는 출력버퍼로 공급하는 전력제어부를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법은, 입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터들의 최대값을 추출하는 단계; 상기 최대값이 기 설정된 복수 개의 한계 그레이들 중, 어느 레벨의 한계 그레이를 초과하는지를 판단하는 단계; 상기 판단에 따라 추출된 한계 그레이에 대응되는 제어신호를 생성하는 단계; 상기 제어신호에 대응되는 구동전압을 생성하는 단계; 및 상기 구동전압을 이용하여 소스 드라이브 IC의 출력버퍼를 구동하여, 패널의 데이터라인으로 데이터전압을 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 적어도 두 개 이상의 소스 드라이브 IC 각각에 의해 구동되는 패널의 영역별로 입력영상데이터를 분석하여, 상기 분석결과에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC의 출력버퍼의 구동전압을 가변함으로써, 소스 드라이브 IC의 출력버퍼의 구동전압이 최적화될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 액정표시장치의 소비전력이 감소될 수 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치에 적용되는 소스 드라이브 IC의 일실시예 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 일실시예 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 타이밍 컨트롤러의 저전력 구동모드 검출부의 일실시예 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 소스드라이브 IC의 일실시예 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 입력영상데이터들을 각 영역별로 분석하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 각 소스 드라이브 IC별로 선택된 구동전압이 각각의 소스 드라이브 IC로 공급되는 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값에 따라, 소스 드라이브 IC들에 공통적으로 적용될 하나의 제어신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 입력영상데이터들의 그레이들을 전체적으로 낮게 보정하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 일실시예 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 타이밍 컨트롤러의 저전력 구동모드 검출부의 일실시예 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 소스드라이브 IC의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 패널(100), 상기 패널의 게이트라인들을 구동하기 위한 적어도 하나 이상의 게이트 드라이브 IC(GDIC#1~GDIC#4)(200), 상기 패널의 데이터라인들을 구동하기 위한 적어도 하나 이상의 소스 드라이브 IC(SDIC#1~SDIC#6)(300), 상기 게이트 드라이브 IC와 상기 소스 드라이브 IC를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(400) 및 상기 구성요소들에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원공급부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 상기 패널(100)은 상기 게이트라인들과 상기 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차로 정의되는 영역마다 형성된, 박막트랜지스터(TFT)와, 화소전극을 포함하는 픽셀들을 구비한다.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트라인으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여, 상기 데이터라인으로부터 공급된 데이터전압(영상신호)을 상기 화소전극에 공급한다. 상기 화소전극은 상기 데이터전압에 응답하여 공통전극과의 사이에 위치하는 액정을 구동함으로써 빛의 투과율을 조절한다.
본 발명에 적용되는 패널의 액정모드는, TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 종류의 액정모드도 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다.
다음, 상기 게이트 드라이브 IC(GDIC#1~GDIC#4)(200)들 각각은 상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 생성된 게이트 제어신호(GCS)들을 이용하여, 상기 게이트라인들에 스캔신호를 공급한다. 즉, 본 발명에 적용되는 상기 게이트 드라이브 IC(200)는 종래의 액정표시장치에 적용되던 게이트 드라이브 IC가 그대로 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 적용되는 상기 게이트 드라이브 IC(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 패널(100)과 독립되게 형성되어, 다양한 방식으로 상기 패널과 전기적으로 연결될 수 있는 형태로 구성될 수 있으나, 상기 패널 내에 실장되어 있는 게이트 인 패널(Gate In Panel : GIP)방식으로 구성될 수도 있다.
다음, 상기 소스 드라이브 IC(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 디지털 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 게이트라인에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 상기 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한다.
즉, 상기 소스 드라이브 IC(300)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 상기 데이터전압으로 변환시킨 후 상기 데이터라인으로 출력시킨다. 이를 위해, 상기 소스 드라이브 IC(300)는 쉬프트 레지스터부(310), 래치부(320), 디지털 아날로그 변환부(330)(DAC) 및 출력버퍼(340)를 포함하고 있다. 또한, 상기 소스 드라이브 IC(300)는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되는 제어신호에 따라 스위칭되어 상기 출력버퍼(340)로 공급되는 전압의 크기를 가변시킬 수 있는 전력제어부(350)를 더 포함할 수 있다.
상기 소스 드라이브 IC(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, EPI 방식의 인터페이스를 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 영상데이터를 수신할 수도 있으나, mini-LVDS 방식 등을 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 영상데이터를 수신할 수도 있다.
상기 쉬프트 레지스터부(310)는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 수신된 데이터 제어신호들(SSC, SSP 등)을 이용하여 샘플링 신호를 발생한다.
상기 래치부(320)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 순차적으로 수신된 상기 디지털 영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털 아날로그 변환부(330)(DAC)로 동시에 출력하는 기능을 수행한다.
상기 디지털 아날로그 변환부(330)는 상기 래치부(320)로부터 전송되어온 상기 영상데이터들을 동시에 정극성 또는 부극성의 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털 아날로그 변환부(330)는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 극성제어신호(POL)를 이용하여 상기 영상데이터들을 정극성 또는 부극성의 데이터 전압(데이터신호)로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력한다.
상기 디지털 아날로그 변환부(330)는 상기 전원공급부(500)로부터 공급되는 고준위구동전압(VDD)을 이용하여 상기 영상데이터를 상기 데이터전압으로 변환시킨다.
상기 출력버퍼(340)는 상기 디지털 아날로그 변환부(330)로부터 전송되어온 정극성 또는 부극성의 데이터전압을, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스출력인에이블신호(SOE)에 따라, 상기 패널의 데이터라인들로 출력한다.
상기 출력버퍼(340)는, 상기 전력제어부(350) 또는 상기 전원공급부(500)로부터 공급되는 구동전압을 이용하여, 상기 디지털 아날로그 변환부(330)로부터 전송되어온 상기 데이터전압을 증폭시켜 상기 패널에 형성된 데이터라인들로 출력한다.
상기 전력제어부(350)는, 상기 출력버퍼(340)로 공급되는 구동전압의 크기를 가변시키는 기능을 수행한다. 상기 전력제어부(350)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소스 드라이브 IC(300)에 구비될 수도 있으나, 상기 전원공급부(500)에 구비될 수도 있으며, 상기 출력버퍼(340) 내부에 구비될 수도 있다.
즉, 상기 전력제어부(350)는, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 제어신호에 따라 스위칭되어, 상기 출력버퍼(340)로 공급되는 상기 구동전원의 크기를 가변시키는 기능을 수행하는 것으로서, 상기 소스 드라이브 IC(300), 상기 전원공급부(500), 상기 출력버퍼(340) 중 어느 하나에 구비될 수 있다.
한편, 상기 소스 드라이브 IC(300)의 갯수는, 상기 패널(100)의 크기에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상, 상기 소스 드라이브 IC(300)가 6개 구비되어 있는 액정표시장치가 본 발명의 일예로서 설명된다.
이 경우, 상기 패널(100) 중, 제1소스드라이브 IC(300)에 의해 영상이 출력되는 영역은 제1영역, 제2소스드라이브 IC에 의해 영상이 출력되는 영역은 제2영역이 된다. 따라서, 상기 패널(100)은 총 6개의 영역으로 구분된다.
다음, 상기 전원공급부(500)는, 외부 시스템으로부터 공급되는 전원을 이용하여, 상기 각 구성요소들에 필요한 전원을 생성하는 기능을 수행한다.
상기 전원공급부(500)는 상기 디지털 아날로그 변환부(330)로 고준위구동전압(VDD)을 공급한다.
상기 전력제어부(350)가 상기 전원공급부(500)에 구비되어 있는 경우, 상기 전력제어부(350)는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 상기 제어신호에 따라, 상기 출력버퍼로 공급될 구동전원을 선택하여 상기 소스 드라이브 IC의 상기 출력버퍼(340)로 공급한다.
마지막으로, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 외부 시스템으로부터 입력되는 타이밍 신호, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 이용하여, 상기 게이트 드라이브 IC(200)들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 소스 드라이브 IC(300)들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성하며, 상기 소스 드라이브 IC(300)들로 전송될 영상데이터를 생성한다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 외부 시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터의 그레이(Gray, 계조)에 따라, 상기 소스 드라이브 IC(300)의 상기 출력버퍼(340)로 공급될 상기 구동전압의 크기를 결정한다.
즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 6개의 소스 드라이브 IC 각각에 의해 구동되는 패널의 영역별로 입력영상데이터를 분석하여, 상기 분석결과에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC의 출력버퍼의 구동전압을 가변시킬 수 있는 제어신호(CS)을 생성한다. 상기 제어신호(CS)는 상기 전원공급부(500) 또는 상기 소스 드라이브 IC(300) 또는 상기 출력버퍼(340)에 형성되어 있는 상기 전력제어부(350)로 전송되어, 상기 전력제어부(350)가, 상기 출력버퍼(340)로 공급될 상기 구동전압의 크기를 가변하도록 한다.
이를 위해, 상기 타이밍 컨트롤러는, 도 2에 도시된 바와 같이, 검출부(410)를 포함하고 있으며, 상기 검출부(410)는 도 3에 도시된 바와 같이, 검출기(411), 제어신호 발생기(413) 및 저장기(412)를 포함하고 있다.
상기 검출기(411)는 상기 외부 시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터들을, 상기 각각의 소스 드라이브 IC(300)에 의해 구동되는 영역별로 분석하여, 상기 각각의 영역을 구동하는 상기 소스 드라이브 IC(300)의 상기 출력버퍼(340)로 공급될 상기 구동전압의 크기를 결정한다.
즉, 본 발명에 의하면, 상기 소스 드라이브 IC(300)별로 서로 다른 크기의 구동전압이 공급될 수 있다.
상기 검출기(411)는, 상기 입력영상데이터들의 그레이 변화량, 최대 그레이, 그레이 분포관계 등을 고려한 분석결과를, 상기 저장기(412)에 저장되어 있는 룩업테이블과 비교하여, 추출된 구동전압에 대한 정보를 상기 제어신호 발생기(413)로 전송한다.
상기 검출기(411)가 상기 입력영상데이터를 분석하여, 상기 구동전압의 크기에 대한 정보를 상기 제어신호 발생기(413)로 전송하는 방법은, 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명된다.
상기 저장기(412)는, 상기 분석에 따라 발생될 수 있는 분석결과들 및 상기 분석결과들 각각과 매칭되어 있는 상기 구동전압의 크기에 대한 정보를 저장하고 있다.
즉, 상기 구동전압의 크기가 4개의 레벨로 설정된 경우, 상기 4개의 레벨들 각각에 대응되는 분석결과들이 상기 저장기(412)에 저장되어 있다. 상기 검출기(411)는 상기 입력영상데이터들을 분석한 결과를, 상기 룩업테이블에 저장되어 있는 분석결과들과 비교하여, 상기 입력영상데이터들을 분석한 결과와 대응되는 분석결과를 추출한다. 상기 검출기(411)는 추출된 상기 분석결과와 매치되어 있는 구동전압 크기에 대한 정보를 상기 룩업테이블에서 추출하여, 추출된 구동전압 크기에 대한 정보를 상기 제어신호 발생기(413)로 전송한다.
상기 제어신호 발생기(413)는 상기 추출된 구동전압 크기에 대한 정보에 따라, 4개의 제어신호 중 어느 하나를 생성하여 상기 전력제어부(350)로 공급한다.
즉, 상기 제어신호 발생기(413)는, 상기 검출기(411)가 추출한 구동전압 크기에 따라, 제1제어신호('00'), 제2제어신호('01'), 제3제어신호('10'), 제4제어신호('11') 중 어느 하나의 제어신호를 생성하여 상기 전력제어부(350)로 공급할 수 있다.
이 경우, 상기 제1제어신호('00')는 상기 전력제어부(350)가 가장 낮은 구동전압을 생성하도록 하는 신호가 될 수 있고, 상기 제4제어신호('11')는 상기 전력제어부(350)가 가장 높은 구동전압을 생성하도록 하는 제어신호가 될 수 있으며, 상기 제2제어신호('01') 및 상기 제3제어신호('10')는 상기 전력제어부(350)가 상기 제1제어신호에 의한 구동전압 및 상기 제4제어신호에 의한 구동전압들 사이의 크기를 갖는 구동전압을 생성하도록 하는 제어신호가 될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 입력영상데이터들을 각 영역별로 분석하는 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 입력영상데이터들을 각 영역별로 분석하여, 각 영역별로 최대 그레이를 산출한 후, 최대 그레이에 따라, 상기 각 소스 드라이브 IC(300)의 출력버퍼(340)로 공급될 구동전압의 크기를 나타낸 것이다. 도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 각 소스 드라이브 IC별로 선택된 구동전압이 각각의 소스 드라이브 IC로 공급되는 상태를 나타낸 예시도이다. 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값에 따라, 소스 드라이브 IC들에 공통적으로 적용될 하나의 제어신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법 중 입력영상데이터들의 그레이들을 전체적으로 낮게 보정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명에서는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가, 입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터들의 최대값에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC(300)에 포함된 상기 출력버퍼(340)로 공급될 구동전압의 크기를 선택할 수 있는 제어신호를 생성하여, 상기 전력제어부(350)로 출력한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)가 상기 입력영상데이터들을 분석하는 방법 및 상기 제어신호를 생성하는 방법에 따라, 본 발명은 다양한 실시예로 구분될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치 구동방법에서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가, 상기 각각의 소스 드라이브 IC(300)를 통해 출력될 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값에 따라, 상기 각각의 소스 드라이브 IC(300) 마다 개별적으로 상기 제어신호를 생성하여, 상기 제어신호를 상기 전력제어부(350)로 전송한다.
즉, 본 발명의 제1실시예에서는, 외부 시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터들을, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 영역별로 구분하고, 각 영역에 포함되어 있는 입력영상데이터들 중 최대 그레이를 추출하며, 추출된 최대 그레이에 따라 상기 영역에 대응되는 상기 소스 드라이브 IC(300)에 포함된 상기 출력버퍼(340)로 공급될 구동전압을 선택한다.
여기서, 상기 입력영상데이터들은 상기 외부 시스템으로부터 상기 타이밍 컨트롤러로 입력된 것일 수도 있으나, 상기 타이밍 컨트롤러에서 1차적으로 가공된 후, 상기 검출기(411)로 입력된 것일 수도 있다. 즉, 상기 검출기(411)가 상기 입력영상데이터들을 분석하는 기능을 수행한다.
상기 입력영상데이터들은, 매 프레임마다 분석될 수 있다. 즉, 상기 설명에서 입력영상데이터들이란, 하나의 프레임을 구성하는 입력영상데이터들을 의미한다.
상기 영역이란, 상기 각각의 소스 드라이브 IC(300)에 의해 영상이 출력되는 영역을 말한다. 예를 들어, 도 2에서 제1영역(①)은 제1소스 드라이브 IC(SDIC #1)에 의해 영상이 출력되는 영역을 의미하며, 제2영역(②)은 제2소스 드라이브 IC(SDIC #2)에 의해 영상이 출력되는 영역을 의미한다. 나머지 제3영역(③) 내지 제6영역(⑥) 역시, 상기 제3소스 드라이브 IC(SDIC #3) 내지 제6소스 드라이브 IC(SDIC #6)에 의해 영상이 출력되는 영역을 의미한다.
본 발명의 제1실시예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 상기 각 영역(① 내지 ⑥) 별로 입력영상데이터들의 그레이를 분석하여, 최대 그레이를 추출한다. 도 2에 도시된 제1영역(①) 내지 제2영역(⑥)은 도 5에서는, (a) 내지 (f)로 도시되어 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 각 영역별로 추출된 최대 그레이에 따라, 해당 영역에 대응되는 구동전압, 즉, 상기 출력버퍼(340)를 구동시킬 전압을 선택한다. 상기 과정은, 상기한 바와 같이, 상기 검출기(411)가, 상기 최대 그레이를 상기 저장기(412)에 저장되어 있는 룩업테이블과 비교하여, 상기 최대 그레이에 대응되는 구동전압을 선택하는 것에 의해 이루어진다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 각 소스 드라이브 IC별로, 도 5에 도시된 바와 같은 구동전압(Output Buffer Operating Voltage)를 선택한 후, 상기 구동전압에 대응되는 제어신호를 생성하여, 상기 제어신호를 상기 소스 드라이브 IC에 대응되는 상기 전력제어부(350)로 전송한다.
상기 전력제어부(350)는 상기 제어신호에 따라, 상기 구동전압을 생성하여, 생성된 구동전압을 상기 전력제어부(350)에 대응하는 상기 출력버퍼(340)로 전송한다. 도 6은 상기 소스 드라이브 IC(300)에 대응되는 상기 전력제어부(350)에서 생성된 구동전압에 의해, 각각의 소스 드라이브 IC(300)가 구동되는 상태를 나타낸 예시도이다.
예를 들어, 도 6에서 제1영역(①)으로는 저전력으로 구동되어도 화질에 큰 영향이 없는 영상이 출력되고 있기 때문에, 상기 제1영역(①)을 담당하는 소스 드라이브 IC의 출력버퍼(340)로는 제2레벨에 해당되는 구동전압이 입력되고 있다. 동일한 방법에 의해, 제2영역(②)과 제6영역(⑥)을 담당하는 소스 드라이브 IC의 출력버퍼(340)로는, 제2레벨보다 다소 높은 전압을 갖는 제3레벨에 해당되는 구동전압이 입력되고 있다. 또한, 도 6에서 제3영역 내지 제5영역(③ 내지 ⑤)으로는 고전력으로 구동되어야 하는 높은 그레이(Gray)의 영상이 출력되고 있기 때문에, 제3영역 내지 제5영역(③ 내지 ⑤)을 담당하는 소스 드라이브 IC의 출력버퍼로는 제4레벨에 해당되는 구동전압이 입력되고 있다.
이 경우, 제1, 제2 및 제6소스 드라이브 IC의 출력버퍼(340)는 제3 내지 제5소스 드라이브 IC보다 적은 구동전압에 의해 구동되고 있기 때문에, 액정표시장치 전체적으로 볼 때, 소비전력이 줄어들 수 있다.
즉, 본 발명의 제1실시예에서는, 각 소스 드라이브 IC(300)가, 서로 다른 레벨의 구동전압에 의해 개별적으로 구동되고 있으며, 이에 따라 액정표시장치의 소비전력이 줄어들 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치 구동방법에서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 소스 드라이브 IC들을 통해 출력되는 모든 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값에 따라, 상기 소스 드라이브 IC들에 공통적으로 적용될 하나의 제어신호를 생성하여, 상기 제어신호를 상기 전력제어부로 전송한다.
즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400), 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 프레임에 포함되는 전체 입력영상데이터들의 그레이들을 분석하여, 하나의 최대값을 추출한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 최대값이, 제1실시예에서 설명된 상기 네 개의 레벨 중 어느 레벨에 속하는지를 판단하여, 상기 레벨 중 어느 하나의 구동전압을 선택한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 선택된 레벨에 해당되는 구동전압을 생성하기 위한 하나의 제어신호를 생성하여, 상기 전력제어부(350)로 전송한다.
상기 모든 소스 드라이브 IC(300)들에 대응되는 상기 전력제어부(350)는 상기 제어신호에 따라 상기 구동전압을 생성하여, 상기 소스 드라이브 IC(300)들 각각에 형성되어 있는 상기 출력버퍼(340)로 전송한다.
예를 들어, 도 7에서는, 제2레벨에 대응되는 구동전압이 상기 모든 소스드라이브 IC들의 상기 출력버퍼(340)로 공급되고 있는 상태가 도시되어 있다.
즉, 도 7에서 (a)에는 상기 패널(100)로 출력되는 영상 및 상기 소스 드라이브 IC(300)들로 상기 제2레벨의 구동전압이 공급되고 있는 상태가 도시되어 있고, (b)에는 상기 영상의 최대 그레이를 추출하는 상태가 도시되어 있으며, (c)에는 상기 최대 그레이에 대응되는 제2레벨의 구동전압이 선택되어 상기 소스 드라이브 IC들의 상기 출력버퍼로 공급되고 있는 상태가 도시되어 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치 구동방법에서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값이 기 설정된 복수 개의 한계 그레이들 중 어느 하나의 한계 그레이를 초과하지만, 상기 한계 그레이를 초과하는 그레이를 갖는 입력영상데이터들의 숫자가 기 설정된 한계 숫자보다 작은 경우, 상기 입력영상데이터들의 그레이들을 전체적으로 낮게 보정한 후, 보정된 그레이들 중 최대값에 따라, 상기 제어신호를 생성하여 상기 제어신호를 상기 전력제어부로 전송한다.
상기에서 설명된 구동전압의 각 레벨을 결정하기 위한 한계 그레이들은 상기 저장기(412)에 저장되어 있다. 즉, 상기 그레이의 최대값이 상기 제1레벨의 한계 그레이보다 작으면, 해당 입력영상데이터들은 상기 제1레벨에 해당되는 구동전압로 출력되며, 상기 제2레벨 내지 제4레벨을 결정하기 위한 한계 그레이들 역시, 상기 저장기(412)에 저장되어 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 최대값을 추출하는 과정을 상기 소스 드라이브 IC를 통해 출력될 입력영상데이터들 별로 수행한다. 제1실시예에서 설명된 방법을 이용하여, 상기 각 영역별로 최대 그레이를 추출한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 각 영역별 입력영상데이터들을 상기 레벨들 중 상기 최대 그레이에 대응되는 레벨의 한계 그레이와 비교하여, 상기 한계 그레이를 초과하는 그레이를 갖는 입력영상데이터들의 숫자가 기 설정된 한계 숫자보다 작은지의 여부를 판단한다.
여기서, 상기 숫자가 상기 한계 숫자보다 작다는 것은, 상기 입력영상데이터들 중 상기 제2 내지 제3레벨에 해당되는 밝은 부분이 포함되어 있기 때문에, 상기 레벨들 중 어느 하나에 해당되는 구동전압이 이용될 수 있으나, 극히 일부분의 입력영상데이터들만이 상기 구동전압에 적합하기 때문에, 상기 레벨에 해당되는 구동전압을 이용하여 상기 입력영상데이터들이 모두 출력될 때, 상기 극히 일부분의 입력영상데이터들을 제외한 나머지 입력영상데이터들의 휘도가 부적절하게 감소되어, 영상이 흐려질 수도 있다는 것을 의미한다.
따라서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 추출된 최대 그레이가 상기 제2레벨 내지 제4레벨 중 어느 하나에 해당되지만, 상기 해당되는 레벨의 한계 그레이를 초과하는 입력영상데이터들의 숫자가 기 설정된 한계 숫자보다 작은 경우에는, 상기 입력영상데이터들의 그레이를 기 설정된 보정값을 이용하여 낮은 레벨로 보정한다. 이때, 상기 네 개의 레벨들 중, 제1레벨에 의해 출력되는 구동전압은 가장 낮은 구동전압이기 때문에, 상기 최대 그레이가 상기 제1레벨에 포함되는 경우에는 별도의 보정은 이루어지지 않는다.
한편, 상기 그레이의 보정이 심하게 이루어지면, 상기 최대값이 최초에 해당되었던 레벨이 아닌 다른 레벨로 변경될 수도 있으며, 이 경우, 상기한 바와 같은 문제가 또 다시 발생될 수 있다. 따라서, 상기 그레이를 낮추는 보정율은 최초에 해당되었던 레벨이 변경되지 않는 한도에서 이루어질 수 있다.
즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 각 영역별로 상기 보정을 수행한 후, 보정이 수행된 영역에 포함되어 있는 입력영상데이터들의 최대 그레이를 다시 한 번 추출한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 재추출된 최대 그레이에 대응되는 레벨의 구동전압을 생성하기 위한 제어신호를 생성한다.
즉, 본 발명의 제3실시예는, 본 발명의 제1실시예를 이용하기에 앞서, 각 영역별로 최대 그레이에 대응되는 레벨의 한계 그레이를 초과하는 입력영상데이터들의 숫자가 기 설정된 한계 숫자를 초과하는지의 여부를 판단하는 과정을 추가적으로 실행하고 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치 구동방법에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 제3실시예에서 실행되는 보정과정은, 상기 소스 드라이브 IC들을 통해 출력되는 모든 입력영상데이터들을 기준으로 수행하며, 상기 보정 후의 상기 최대값 추출과정은, 상기 각각의 소스 드라이브 IC를 통해 출력될 입력영상데이터들 별로 수행하여, 상기 제어신호를 상기 소스 드라이브 IC 마다 개별적으로 생성한다.
즉, 본 발명의 제4실시예에서는, 제3실시예에서와 마찬가지로 최대값 추출 및 보정 과정이 수행된 후, 최대값 재추출과정이 실행된다. 이때, 최초의 최대값 추출과정 및 그에 따른 보정과정은 하나의 프레임을 구성하는 모든 입력영상데이터들을 기준으로 실행되며, 보정과정 후의 최대값 추출과정은 각 소스 드라이브 IC들에 의해 관리되는 영역별로 수행된다.
따라서, 본 발명의 제4실시예에서는, 상기 제1실시예 및 제2실시예에서 이루어진 과정들의 일부가 적용될 수 있다.
본 발명의 제5실시예에 따른 액정표시장치 구동방법에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 보정과정 및 상기 최대값 추출과정을, 상기 소스 드라이브 IC들을 통해 출력되는 모든 입력영상데이터들을 기준으로 수행하여, 상기 소스 드라이브 IC들에 공통적으로 적용될 하나의 제어신호를 생성한다.
즉, 본 발명의 제5실시예에서는, 제3실시예에서 이루어지는 최대값 추출 및 보정과정이 하나의 프레임을 구성하는 모든 입력영상데이터들을 기준으로 실행된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예들의 공통적인 구동방법은 다음과 같다.
첫째, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터들의 최대값을 추출한다.
둘째, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 상기 최대값이 기 설정된 복수 개의 한계 그레이들 중, 어느 레벨의 한계 그레이를 초과하는지를 판단한다.
셋째, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 상기 판단에 따라 추출된 한계 그레이에 대응되는 제어신호를 생성한다.
넷째, 상기 전력제어부(350)가 상기 제어신호에 대응되는 구동전압을 생성한다.
다섯째, 상기 출력버퍼(340)가 상기 구동전압을 이용하여 상기 패널(100)의 데이터라인으로 데이터전압을 출력한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 패널 200 : 게이트 드라이브 IC
300 : 소스 드라이브 IC 400 : 타이밍 컨트롤러
500 : 전원공급부

Claims (10)

  1. 게이트라인들과 데이터라인들의 교차 영역마다 픽셀이 형성되어 있는 패널;
    상기 게이트라인들을 구동하기 위한 적어도 하나 이상의 게이트 드라이브IC;
    상기 데이터라인들을 구동하기 위해, 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼를 포함하는, 적어도 두 개 이상의 소스 드라이브IC;
    입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터들의 최대값에 따라, 각각의 상기 소스 드라이브 IC에 포함된 상기 출력버퍼로 공급되어 상기 출력버퍼의 구동을 위해 사용되는 구동전압의 크기를 선택할 수 있는 제어신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 제어신호에 따라 서로 다른 크기를 갖는 구동전압들 중 어느 하나의 구동전압을 생성하여, 상기 제어신호에 대응되는 출력버퍼로 공급하는 전력제어부를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    각각의 상기 소스 드라이브 IC를 통해 출력될 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값에 따라, 각각의 상기 소스 드라이브 IC 마다 개별적으로 상기 제어신호를 생성하여, 상기 제어신호를 상기 전력제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 소스 드라이브 IC들을 통해 출력되는 모든 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값에 따라, 상기 소스 드라이브 IC들에 공통적으로 적용될 하나의 제어신호를 생성하여, 상기 제어신호를 상기 전력제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 입력영상데이터들의 그레이들의 최대값이 기 설정된 복수 개의 한계 그레이들 중 어느 하나의 한계 그레이를 초과하지만, 상기 한계 그레이를 초과하는 그레이를 갖는 입력영상데이터들의 숫자가 기 설정된 한계 숫자보다 작은 경우, 상기 입력영상데이터들의 그레이들을 감소 보정한 후, 보정된 그레이들 중 최대값에 따라, 상기 제어신호를 생성하여 상기 제어신호를 상기 전력제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 보정 과정 및 상기 최대값 추출과정을, 각각의 상기 소스 드라이브 IC를 통해 출력될 입력영상데이터들 별로 수행하여, 상기 제어신호를 상기 소스 드라이브 IC 마다 개별적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 보정 과정은, 상기 소스 드라이브 IC들을 통해 출력되는 모든 입력영상데이터들을 기준으로 수행하며,
    상기 보정 후의 상기 최대값 추출과정은, 각각의 상기 소스 드라이브 IC를 통해 출력될 입력영상데이터들 별로 수행하여, 상기 제어신호를 상기 소스 드라이브 IC 마다 개별적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 보정 과정 및 상기 최대값 추출과정을, 상기 소스 드라이브 IC들을 통해 출력되는 모든 입력영상데이터들을 기준으로 수행하여, 상기 소스 드라이브 IC들에 공통적으로 적용될 하나의 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력제어부는,
    상기 디지털 아날로그 변환부로 고준위구동전압(VDD)을 공급하는 전원공급부, 각각의 상기 소스 드라이브 IC, 또는 각각의 상기 소스 드라이브 IC에 구비되어 있는 상기 출력버퍼에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 최대값이 기 설정된 복수 개의 한계 그레이들 중, 어느 레벨의 한계 그레이를 초과하는지를 판단하여, 초과하는 한계 그레이에 대응되는 상기 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 입력영상데이터들을 분석하여, 상기 입력영상데이터들의 최대값을 추출하는 단계;
    상기 최대값이 기 설정된 복수 개의 한계 그레이들 중, 어느 레벨의 한계 그레이를 초과하는지를 판단하는 단계;
    상기 판단에 따라 추출된 한계 그레이에 대응되는 제어신호를 생성하는 단계;
    출력버퍼의 구동을 위해 사용되는 구동전압을 상기 제어신호에 대응하여 생성하는 단계; 및
    상기 구동전압을 이용하여 소스 드라이브 IC의 상기 출력버퍼를 구동하여, 패널의 데이터라인으로 데이터전압을 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법.
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