KR102344575B1 - 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인이 매트릭스 형태로 교차되고, 그 교차지점에 화소가 정의된 표시패널, 복수의 데이터라인과 연결된 데이터구동부, 상기 복수의 게이트라인과 연결되는 게이트구동부, 영상신호에 따라 변경된 구동방식으로 상기 표시패널이 구동되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법을 제공한다.

Description

표시장치 및 그 구동방법{DISPLAY DEVICE AND DERIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

액정표시장치 또는 유기전계발광표시장치와 같은 표시장치에서는 입력 영상의 종류에 상관없이 고정된 구동주파수로 패널(Panel)을 구동하고 있다. 따라서, 문서와 같이 입력 영상이 거의 정지되어 있는 경우라도, 전압 트랜지션(Voltage Transition) 또는 데이터 트랜지션(Data Transition)에 의한 소비전력이 일정하게 발생하게 된다.

한편, 액정표시장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정을 포함하여 구성되며, 화소 영역의 양 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.

이와 같은 액정표시장치는 직류 옵셋 성분을 감소시키고 액정의 열화를 줄이기 위하여, 이웃한 액정셀들 사이에서 극성이 반전되고 프레임기간 단위로 극성이 반전되는 반전 구동(inversion driving)으로 구동되고 있다. 이때 액정표시장치는 영상신호의 종류와 관계없이 항상 동일한 반전 구동으로 구동하게 된다.

액정표시장치 또는 유기전계발광표시장치와 같은 표시장치에서 이미지의 종류와 관계없이 항상 동일하게 구동하여 종종 소비전력의 낭비가 발생하였다. 특히 액정표시장치에서 반전 구동이나 구동 속도는 소비전력에 주원인이지만 영상신호의 종류와 관계없이 항상 일정하여 종종 소비전력의 낭비가 발생하였다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 표시장치에서 전체적으로 소비전력을 최소화하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인이 매트릭스 형태로 교차되고, 그 교차지점에 화소가 정의된 표시패널, 복수의 데이터라인과 연결된 데이터구동부, 복수의 게이트라인과 연결되는 게이트구동부, 영상신호에 따라 변경된 구동방식으로 상기 표시패널이 구동되도록 제 어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은, 특정 프레임의 영상신호를 입력받는 단계, 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이 또는 복잡도를 계산하는 단계 및 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이 또는 상기 복잡도에 따라 도트 반전, 컬럼 반전, 프레임 반전 중 하나로 상기 표시패널이 구동되도록 제어하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법 를 포함하는 유기전계발광 소자의 제조 방법을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인이 매트릭스 형태로 교차되고, 그 교차지점에 화소가 정의된 표시패널, 복수의 데이터라인과 연결된 데이터 구동부, 호스트 시스템으로부터 입력된 제1구동 주파수의 영상신호를 저장하는 메모리; 및 메모리에 저장된 영상신호를 데이터 멀티플링을 통해 제1구동 주파수보다 m배(m은 1보다 큰 정수) 큰 제2구동 주파수의 영상신호로 표시패널이 구동되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 표시장치의 영상신호에 따라 변경된 구동방식으로 표시패널이 구동되므로 전체적으로 소비전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 실시예들이 적용되는 표시장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1의 타이밍 컨트롤러의 일예의 상세도이다.
도 3 도트 반전 구동의 개념도이다.
도 4는 컬럼 반전 구동의 개념도이다.
도 5는 도 1의 타이밍 컨트롤러의 다른 예의 상세도이다.
도 6은 도 1의 타이밍 컨트롤러에서 복잡도에 따라 구동주파수를 변경하는 과정을 도시하고 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.
도 10는 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.
도 11은 제4실시예들에 따른 표시장치의 시스템 구성도이다.
도 12는 도 11에서 저장된 제1구동 주파수(f1)가 30Hz이고 제2구동 주파수(f2)가 60Hz인 예를 도시하고 있다.
도 13은 제1구동 주파수와 제2구동 주파수로 표시패널을 구동할 때 표시패널의 스토리지 캐패시터에 충전되는 전압상태들을 나타낸다.
도 14는 타이밍 컨트롤러가 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((R'G'B')_f1)로 표시패널을 구동하는 예를 도시하고 있다.
도 15는 소스 영상이 60Hz인 경우 호스트 시스템 및 표시패널이 30Hz로 구동하는 예를 도시하고 있다.
도 16은 호스트 시스템이 소스 영상의 입력 구동 주파수(f0)와 동일한 구동 주파수로 출력하고 타이밍 컨트롤러는 데이터 멀티플링을 통해 입력 구동 주파수(f0)보다 큰 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((R'G'B')_f3)로 표시패널을 구동하는 예를 도시하고 있다.
도 17은 도 16에서 저장된 입력 구동 주파수(f0)가 60Hz이고 제3구동 주파수(f3)는 120Hz인 예를 도시하고 있다.
도 18은 움직임 벡터(Motion Vector)를 사용하여 소스 영상을 분류하는 예를 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 실시예들이 적용되는 표시장치의 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 실시예들이 적용되는 표시장치(100)는 표시패널(140)이 구동되도록 제어하는 타이밍 콘트롤러(110), 복수의 데이터라인과 연결된 데이터 구동부(120), 복수의 게이트라인과 연결되는 게이트 구동부(130) 및 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인이 매트릭스 형태로 교차되고, 그 교차지점에 화소가 정의된 표시패널(140)을 포함할 수 있다. 표시장치(100)는 호스트 시스템(150)을 포함할 수 있다.

이때 표시패널(140)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)과 같은 평판표시장치에 사용되는 표시패널일 수 있으나, 이하 표시패널(140)을 액정표시패널로 예를 들어 설명한다.

호스트 시스템(150)은 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터인에이블(Data Enable, DE), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 타이밍 컨트롤러(110)에 공급한다. 호스트 시스템(150)은 영상신호(RGB)를 타이밍 컨트롤러(110)에 공급한다.

타이밍 콘트롤러(110)는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터인에이블(Data Enable, DE), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 또한 타이밍 컨트롤러(110)는 호스트 시스템(150)으로부터 입력되는 영상신호를 샘플링한 후에 이를 재정렬하여 데이터 드라이버(120)에 공급한다.

여기서, 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)는 영상신호(RGB)를 동기화시키기 위한 신호로서, 수직동기신호(Vsync)는 프레임을 구별하기 위한 신호로 한 프레임을 주기로 입력되며, 수평동기신호(Hsync)는 한 프레임에서 게이트라인을 구별하기 위한 신호로 한 게이트라인을 주기로 입력된다.

데이터인에이블 신호(DE)는 유효 데이터가 있는 구간을 표시하는 것으로, 화소에 데이터를 공급하는 시점을 나타낸다.

수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync), 데이터인에이블 신호(DE)는 클럭 신호(CLK)를 기준으로 동작한다.

데이터 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(110)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGBodd, RGBevne)를 래치하고 그 디지털 비디오 데이터를 극성제어신호(POL)에 응답하여 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압을 발생하고 그 데이터전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.

게이트 구동부(130)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터 및 레벨 쉬프터와 게이트라인들(GL1∼GLm) 사이에 접속되는 출력 버퍼를 각각 포함하며, 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 스캔펄스들을 순차적으로 출력한다.

예를 들어 표시패널(140)이 액정표시패널인 경우, 액정표시패널(140)은 두 장의 기판 사이에 액정분자들이 주입된다. 이 액정표시패널(140)의 제1기판에는 n 개의 데이터라인들(DL1∼DLn)과 m 개의 게이트라인들(GL1∼GLm)이 교차된다. 기판에는 n 개의 데이터라인들(DL1∼DLn)과 m 개의 게이트라인들(GL1∼GLm)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(140)에는 매트릭스 형태로 배치된 n×m 개의 액정셀들(Clc)을 포함한다. 액정표시패널(140)의 제1기판에는 데이터라인들(DL1∼DLn), 게이트라인들(GL1∼GLm), TFT들, TFT에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극들(PXL), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다.

액정표시패널(140)의 제2기판에는 블랙매트릭스 및 컬러필터이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 제2기판에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 제1기판에 형성된다. 액정표시패널(140)의 제2기판과 제1기판 각각에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

전술한 타이밍 콘트롤러(110)는 영상신호에 따라 변경된 구동방식으로 표시패널이 구동되도록 제어할 수 있다.

후술하는 제1실시예와 같이 이 구동방식은 표시패널(140)이 액정표시패널인 경우 도트 반전, 라인 반전 및 프레임 반전과 같은 반전 구동(inversion driving)일 수 있다. 구동방식이 반전 구동인 경우 타이밍 컨트롤러(110)는 특정 프레임의 특정 방향의 영상신호의 데이터값의 차이값의 합에 따라 변경된 반전 구동으로 표시패널(140)이 구동되도록 제어할 수 있다.

또한 후술하는 제2실시예와 같이 이 구동방식은 표시패널(140)의 프레임 구동주파수를 조절하는 주파수 구동(frequency)일 수 있다.

일예로 타이밍 컨트롤러(110)는 인접한 프레임들 간 영상신호의 변화량에 따라 변경된 구동주파수로 표시패널(140)이 구동되도록 제어할 수 있다. 영상신호의 변화량은 인접한 프레임들 간 상기 영상신호의 계조값의 차이값의 합으로 계산될 수 있다.

다른 예로 타이밍 컨트롤러(110)는 특정 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 변경된 구동주파수로 표시패널(140)이 구동되도록 제어할 수 있다.

또 다른 예로 타이밍 컨트롤러(110)는 인접 프레임간 영상신호의 변화량에 따라 제1구동주파수로, 특정 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 제2구동주파수로 표시패널(140)이 구동되도록 제어할 수 있다.

<제1실시예>

도 2는 도 1의 타이밍 컨트롤러의 일예의 상세도이다.

도 2를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(110)는, 호스트 시스템(150)으로부터 전송되는 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE) 및 영상신호(RGB)를 수신하는 수신부(111), 수신부로부터 수신된 영상신호를 저장하는 저장부(112) 및 영상신호들을 분석하여, 영상신호에 따라 구동방식을 변경하는 구동방식 변경부(113), 변경된 구동방식에 따른 영상신호 및 제어신호를 표시패널(140)으로 출력하는 출력부(114)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 표시패널(140)이 액정표시패널인 경우 구동방식 변경부(113)은 수신된 영상신호에 따라 도트 반전, 라인 반전 및 프레임 반전과 같은 반전 구동을 변경한다.

액정표시패널(140)은 전압의 차징(charging)과 유지(holding)를 반복하며 제1기판과 제2기판 사이에 위치하는 액정을 구동한다. 이때, 전압의 차징과 유지를 얼마나 자주 하느냐에 따라서 구동 주파수는 정해진다. 액정표시패널(140)은 통상 60Hz (NTSC 방식)으로 구동한다. 이때의 소비 전력은 액정의 전압 트랜지션(voltage transition) 또는 데이터 트랜지션(data transition)과 구동 주파수의 영향으로 변하게 된다.

수학식 1에서 c는 로드 캐패시턴스(load capacitance)로 상수이며, f는 구동 주파수를 의미하며, v는 구동 전압을 의미한다. 이때 상수 c는 설계치에 해당한다.

수학식 1을 통해 알 수 있는 바와 같이 소비전력에서 전압 트랜지션(Voltage transition)에 해당하는 v가 가장 큰 영향을 끼치며 이는 이미지의 종류 또는 액정표시패널(140)의 반전 구동에 따라 변하게 된다. 또는 구동 주파수 f를 변경하면 소비 전력이 변할 수 있다.

반전 구동은 대표적으로 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 도트 반전 구동과 컬럼 반전 구동이 있다. 도 3에 도시한 바와 같이 도트 반전 구동은 도트 별로 액정의 극성이 반대이며 이것이 프레임별로 반전되는 방식이다. 도 4에 도시한 바와 같이 컬럼 반전 구동은 컬럼 즉, 같은 행의 극성은 동일하며 열 별로 극성이 다르고 이것이 프레임별로 반전되는 방식이다. 본 명세서에서 열과 행은 상대적인 용어로, 컬럼 반전은 열의 극성이 동일하고 행별로 극성이 다른 극성 반전도 포함한다.

도트 반전 구동은 화질적인 측면에서 유리하며 컬럼 반전 구동은 소비 전력 측면에서 유리한 방식이다. 컬럼 반전 방식은 열방향으로 동일한 극성을 취하므로 열방향으로 전압 트랜지션이 클 경우에 훨씬 유리한 방법이라 할 수 있으며 반대로 열방향으로 전압 트랜지션의 차이가 작을 경우에는 소비 전력 측면의 장점은 적으며 오히려 크로스토크(CrossTalk) 등의 화질적인 문제점을 유발할 수 있다. 일반적으로 구동 방식은 고정이지만 실시예에 따른 표시장치(100)는 영상신호를 분석함으로써 반전 구동을 변경할 수 있다.

구동방식 변경부(113)는 특정 N번째 프레임의 특정 방향, 예를 들어 열방향의 영상신호의 데이터값의 차이에 따라 컬럼 반전 구동 또는 도트 반전 구동 중 하나로 구동방식을 변경할 수 있다. 구체적으로 구동방식 변경부(113)는 특정 N번째 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이가 기준값 이상인 경우 도트 반전 구동으로 구동방식을 변경하고 기준값 미만인 경우 컬럼 반전 구동으로 구동방식을 변경할 수 있다.

구체적으로 구동방식 변경부(113)는 특정 프레임의 영상신호의 데이터값에 해당하는 수학식 2의 영상신호(RGB)의 계조값들을 열방향으로 (Vi+1j-Vij)과 같이 차연산한다.

이때 Vxy는 X행(1 내지 n), Y열(1 내지 m) 화소의 영상신호의 계조값이다.

구동방식 변경부(113)는 수학식3과 같이 열방향의 차연산값들(Vi+1j-Vij)을 합산한 후 행방향으로 합산한 값을 모두 합산하여 특정 N번째 프레임 전체의 열방향의 영산신호의 데이터값의 차이를 계산한다. 구동방식 변경부(113)는 이 영상신호의 데이터값의 차이가 기준값 이상인 경우 도 3에 도시한 바와 같이 도트 반전 구동으로 구동방식을 변경하고 기준값 미만인 경우 도 4에 도시한 바와 같이 컬럼 반전 구동으로 구동방식을 변경할 수 있다.

전술한 예에서, 도트 반전 구동과 컬럼 반전 구동 간의 반전 구동의 변경을 예를 들었으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 즉 구동방식 변경부(113)는 수학식3과 같이 열방향의 차연산값들(V_i+1j-V_ij)을 합산한 후 행방향으로 합산한 값을 모두 합산하여 특정 N번째 프레임 전체의 열방향의 영산신호의 데이터값의 차이를 계산한 후 특정 N번째 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이가 기준값 이상인 경우 도 3에 도시한 바와 같이 도트 반전 구동으로 구동방식을 변경한다. 한편, 특정 N번째 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이가 기준값 미만인 경우 특정 프레임의 인접 화소들간의 데이터값, 계조값의 차이값을 계산한 후 이들을 합산한 값이 기준값 미만인 경우 프레임 반전 구동으로 구동방식을 변경하고 그렇지 않은 경우 도 4에 도시한 바와 같이 컬럼 반전 구동으로 구동방식을 변경할 수도 있다.

아울러 전술한 예에서, 구동방식 변경부(113)는 수학식3과 같이 열방향의 차연산값들(V_i+1j-V_ij)을 합산한 후 행방향으로 합산한 값을 모두 합산하여 특정 N번째 프레임 전체의 열방향의 영산신호의 데이터값의 차이를 계산하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 구동방식 변경부(113)는 수학식3과 같이 열방향의 차연산값들(V_i+1j-V_ij)을 합산한 후 행방향으로 합산한 값의 평균 또는 표준편차 등을 이용하여 특정 N번째 프레임 전체의 열방향의 영산신호의 데이터값의 차이를 계산할 수도 있다.

정리하면, 구동방식 변경부(113)는 특정 N번째 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이에 따라 반전 구동을 변경할 수 있다.

출력부(114)는 구동방식 변경부(113)에 의해 변경된 반전 구동에 따라 재정렬된 영상신호(R'G'B') 및 제어신호를 표시패널(140)으로 출력하여, 변경된 반전 구동으로 표시패널(140)이 구동되도록 한다. 제어신호는 게이트 제어신호(gate control signal, GCS)와 데이터 제어신호(data control signal, DCS)를 포함한다.

출력부(114)는 변경된 반전 구동에 따라 각종 제어신호들을 생성하여 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 이 제어신호들을 출력할 수 있다.

이러한 제어신호들은 게이트 제어신호(gate control signal, GCS)로 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse: GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock: GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE)를 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시한다. 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC)은 게이트 구동부(130) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생된다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동부(130)의 출력을 지시한다.

또한 이 제어신호들은 데이터 제어신호(data control signal, DCS)로 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC) 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable : SOE)를 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터가 표시될 1 수평라인에서 시작 화소를 지시한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동부(120) 내에서 데이터의 래치동작을 지시한다. 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable: SOE)는 데이터 구동부(120)의 출력을 지시한다. 표시패널(140)이 액정표시패널인 경우 제어신호 중 데이터 제어신호(data control signal, DCS)인 기준 극성제어신호(Polarity: POL)는 액정표시패널(140)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시한다.

<제2실시예>

도 5는 도 1의 타이밍 컨트롤러의 다른 예의 상세도이다.

도 5를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(110)는, 호스트 시스템(150)으로부터 전송되는 타이밍 신호 및 영상신호를 수신하는 수신부(111), 수신부로부터 수신된 영상신호를 저장하는 저장부(112) 및 영상신호들을 분석하여, 영상신호에 따라 구동방식을 변경하는 구동방식 변경부(113), 변경된 구동방식에 따른 영상신호 및 제어신호를 표시패널(140)으로 출력하는 출력부(114)를 포함할 수 있다. 또한 타이밍 콘트롤러(110)는 기준클럭인 제1클럭과 참조클럭인 제2클럭을 발생하는 클럭발생부(115), 수신부로부터 입력된 영상신호 및 제어신호와 영상신호에 따라 변경된 구동방식에 따라 영상신호 및 제어신호 중 하나를 출력하는 먹스(MUX, 115)를 추가로 포함한다. 이때 출력부는 먹스(116)로부터 출력된 영상신호 및 제어신호를 표시패널(140)으로 출력한다.

통상적으로 영신신호의 변화량이 많은 동영상의 경우에는 매끄러운 움직임을 표현 위해서 60Hz 혹은 그 이상의 구동 주파수를 필요로 한다. 이는 모션 블러(motion blur) 등의 측면에서 고려해도 구동 주파수를 낮추기에는 제약이 많다. 하지만, 영신신호의 변화량이 매우 적은 동영상이나 정지 영상에서는 움직임이 없이 항상 일정한 영상이므로 구동 주파수를 낮출 수 있는 여지가 있다. 하지만 구동 주파수를 너무 낮추면 화면 떨림(flicker)이 발생할 수 있으므로 구동 주파수를 무조건적으로 낮추는 것이 아니라 구동방식 변경부(113)는 영신신호 또는 이미지를 분석하고 이에 맞게 구동 주파수를 조정할 수 있다.

일예로, 구동방식 변경부(113)는 인접 프레임들, 예를 들어 N번째 프레임과 N-1번째 프레임 간 영상신호의 변화량에 따라 특정 N번째 프레임의 구동주파수를 변경할 수 있다. 이때 영상신호의 변화량은 인접 N번째 프레임과 N-1번째 프레임 간 영상신호의 계조값의 차이값의 합으로 계산될 수 있다. 구동 주파수는 일반 구동 주파수와 저속 구동 주파수로 나눌 수 있다. 저속 구동 주파수는 일반 구동 주파수보다 낮은 경우 모두를 포함한다.

먼저, 구동방식 변경부(113)는 전후 프레임의 영산신호의 계조값의 차이값(차분)을 구함으로써 인접 N번째 프레임과 N-1번째 프레임의 영상신호의 변화량을 계산한다. 이 영상신호의 변화량이 일정량 이상인 경우 특정 N번째 프레임의 구동 주파수를 일반 구동 주파수, 예를 들어 60Hz로 변경하고 미만인 경우에는 일반 구동 주파수보다 낮은 저속 구동 주파수, 예를 들어 40Hz로 변경할 수 있다.

구체적으로 XGA급 해상도(1024x768)를 갖는 표시장치(100)가 60Hz의 일반 구동주파수로 구동되는 경우, 일반적으로 수직동기신호(Vsync)는 60Hz의 주파수를 가지고, 수평동기신호(Hsync)는 48.4KHz의 주파수를 가지고, 픽셀 주파수(Pixel Freq)는 65MHz의 주파수를 갖는다. 구동방식 변경부(113)는 전후 프레임의 영상신호의 변화량이 일정량 미만인 경우 일반 구동 주파수보다 낮은 주파수인 저속 구동주파수, 예를 들어 40Hz로 구동 주파수를 변경할 수 있다.

<제3실시예>

다른 예로 구동방식 변경부(113)는 특정 N번째 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 특정 N번째 프레임의 구동주파수를 변경할 수 있다.

이론적으로 영상의 화면 떨림은 공간적으로 보면 영상에 포함되는 각 화소의 화소값이 동일하지 않음으로써 전압 트랜지션의 폭이 달라서 발생할 수 있다. 60Hz에서는 공통전압의 최적화 작업으로 매우 그 변화량이 작더라도 구동 주파수가 클 경우 그 변화량이 눈에 띌 수 있다. 하지만 구동 주파수를 낮추면 공통전압의 최적 위치도 변하고, 미세한 변화량도 낮은 구동 주파수로 인해 매우 눈에 잘 보이게 된다. 화면의 떨림은 화면에 여러 가지 계조가 산재되어 있으면 계조별로 최적 공통전압이 다른 편차가 존재하게 되어 눈에 잘 보이게 된다. 그러므로 구동방식 변경부(113)는 복잡도를 계산하여 이 복잡도의 범위를 적절하게 산정함으로써 적합한 구동 주파수를 선정한다.

구체적으로 구동방식 변경부(113)는 특정 N번째 프레임 내 인접 화소간의 계조값의 차이(Gray difference)에 따라 가중치(weight)를 두고 복잡도를 계산한 후, 영상신호의 복잡도(가중치의 합)에 따라 구동 주파수를 변경할 수 있다. 예를 들어 구동방식 변경부(113)는 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 특정 N번째 프레임 내 인접 화소들 값의 계조값의 차이들, 예를 들어 58계조, 150계조, 25계조, 85계조 등을 계산하고, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 이 계조값들의 차이들을 합산하여 복잡도(complexity)를 계산한다. 구동방식 변경부(113)는 계산된 복잡도에 따라 특정 프레임의 구동 주파수를 결정한다. 예를 들어 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 구동방식 변경부(113)는 계산된 복잡도가 9,000,000~12,000,000인 경우 도 6의 (d) 및 (e)에 도시한 바와 같이 특정 N번째 프레임의 구동 주파수를 40Hz로 변경할 수 있다. 다시 말해 도 6의 (c) 내지 (e)에 도시한 바와 같이 복잡도에 따른 구동 주파수를 미리 결정하고 구동방식 변경부(113)는 미리 결정된 복잡도에 따라 특정 N번째 프레임의 구동 주파수를 변경할 수 있다.

또 다른 예로 구동방식 변경부(113)는 전술한 예들을 조합하여 인접 N번째 프레임과 N-1번째 프레임 간 영상신호의 변화량에 따라 N번째 프레임의 구동 주파수를 제1구동주파수로 일차적으로 결정한 후, 특정 N번째 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 제2구동주파수로 변경할 수 있다. 예를 들어 구동방식 변경부(113)는 전술한 예들을 조합하여 인접 N번째 프레임과 N-1번째 프레임 간 영상신호의 변화량에 따라 제1구동주파수(예를 들어 40Hz)로 결정한 후 특정 N번째 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 특정 N번째 프레임의 구동 주파수를 제1구동주파수보다 낮은 제2구동주파수(예를 들어 30Hz)로 변경할 수도 있다. 이때 제2구동주파수는 제1구동주파수와 독립적이며, 제1구동주파수와 동일할 수도 있고 제1구동주파수보다 낮을 수도 있으나 이제 제한되지 않고 제1구동주파수보다 높을 수도 있다.

다시 말해 구동방식 변경부(113)는 인접 N번째 프레임과 N-1번째 프레임 간 영상신호의 변화량에 따라 특정 N번째 프레임의 구동 주파수를 제1구동주파수인 40Hz를 결정한 후 특정 N번째 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 제1구동주파수를 유지하거나 제1구동주파수보다 낮은 제2구동주파수로 변경할 수도 있다.

구동방식 변경부(113)는 소프트웨어 또는 하드웨어, 이들의 결합의 구동 주파수 가변 알고리즘 블록을 포함하고, 이 구동 주파수 가변 알고리즘 블록이 인접 프레임들 간 영상신호의 변화량 및/또는 특정 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 특정 프레임의 구동 주파수를 일반 구동 주파수, 예를 들어 60Hz 또는 일반 구동 주파수보다 낮은 저속 구동 주파수, 예를 들어 40Hz로 구동 주파수를 변경하는 구동 주파수 제어신호를 출력할 수 있다.

클럭 발생부(115)는 이 구동 주파수 제어신호에 따라 제1클럭과 제2클럭을 발생한 후 제1클럭을 저장부(112)와 출력부(114)로 출력할 수 있다. 제1클럭을 수신한 저장부(112)는 제1클럭에 대응하여 변경된 수직/수평동기신호들(V'sync, H'sync)와 데이터인에이블(DE'), 영상신호(R'G'B')을 먹스(116)으로 출력한다. 또한 먹스(116)는 수신부(111)로부터 호스트 시스템(150)으로부터 수신한 수직/수평동기신호들(Vsync, Hsync)와 데이터인에이블(DE), 영상신호(RGB)을 입력받는다. 한편 클럭 발생부(115)는, 프로그래밍에 사용되는 제2클럭을 수신부(111)로 출력할 수 있다.

먹스(116)는 선택신호에 따라 수신부(111)로부터의 수직/수평동기신호들(Vsync, Hsync)와 데이터인에이블(DE), 영상신호(RGB) 또는 저장부(112)로부터의 변경된 수직/수평동기신호들(V'sync, H'sync)와 데이터인에이블(DE'), 영상신호(R'G'B') 중 하나를 선택하여 출력한다. 이때 선택신호는 구동방식 변경부(113) 또는 호스트 시스템(150)으로부터 발생되어 먹스(116)에 입력될 수 있다.

출력부(114)는 먹스(116)로부터 출력된 제어신호 및 영상신호를 표시패널(140)으로 출력한다. 출력부(114)는 구동 주파수에 따라 전술한 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC), 게이트 출력 인에이블신호(GOE), 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 샘플링 클럭(SSC), 소스 출력 인에이블신호(SOE), 기준 극성제어신호(Polarity: POL)와 같은 각종 제어신호들(GCS, DCS)을 생성하여 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 이 제어신호들을 출력할 수 있다.

도 7은 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법(700)은 특정 프레임의 영상신호를 입력받는 단계(S710), 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이를 계산하는 단계(S720), 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이에 따라 도트 반전, 컬럼 반전, 프레임 반전 중 하나로 상기 표시패널이 구동되도록 제어하는 단계(S730)를 포함한다.

S710단계에서, 표시장치(100)는 호스트 시스템(150)으로부터 전송되는 영상신호(RGB) 및 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 입력받는다. 이때 입력받은 영상신호(RGB) 및 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)는 표시장치(100)에 저장될 수 있으나 일시적으로 저장되고 삭제될 수도 있다.

S720단계에서, 표시장치(100)는 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이를 계산한다. 구체적으로 표시장치(100)는 특정 프레임의 영상신호의 데이터값에 해당하는 수학식 2의 영상신호(RGB)의 계조값들의 열방향으로 (Vi+1j-Vij)과 같이 차연산한다. 다음으로 표시장치(100)는 수학식3과 같이 열방향의 차연산값들(Vi+1j-Vij)을 합산한 후 행방향으로 합산한 값을 모두 합산하여 특정 N번째 프레임 전체의 열방향의 영산신호의 데이터값의 차이를 계산한다.

다음으로 S730단계에서, 표시장치(100)는 이 영상신호의 데이터값의 차이가 기준값 이상인 경우 도 3에 도시한 바와 같이 도트 반전 구동으로 구동방식을 변경하고 기준값 미만인 경우 도 4에 도시한 바와 같이 컬럼 반전 구동으로 구동방식을 변경할 수 있다.

한편, S720단계에서, 표시장치(100)는 수학식3과 같이 열방향의 차연산값들(Vi+1j-Vij)을 합산한 후 행방향으로 합산한 값을 모두 합산하여 특정 N번째 프레임 전체의 열방향의 영산신호의 데이터값의 차이를 계산할 수도 있다. 이 경우에 S730단계에서 특정 N번째 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이가 기준값 이상인 경우 도 3에 도시한 바와 같이 도트 반전 구동으로 구동방식을 변경하고, 특정 N번째 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이가 기준값 미만인 경우 특정 프레임의 인접 화소들간의 데이터값, 계조값의 차이값을 계산한 후 이들을 합산한 값이 기준값 미만인 경우 프레임 반전 구동으로 구동방식을 변경하고 그렇지 않은 경우 도 4에 도시한 바와 같이 컬럼 반전 구동으로 구동방식을 변경할 수도 있다.

S730단계에서, 표시장치(100)는 변경된 반전 구동방식에 따라 각종 제어신호들을 생성하여 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 이 제어신호들을 출력할 수 있다.

전술한 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법(700)에 따라 표시장치(100)가 변경된 반전 구동방식에 따라 재정렬된 영상신호 및 제어신호를 표시패널(140)으로 출력하여, 변경된 반전 구동으로 표시패널(140)이 구동된다.

한편, 전술한 실시예에서 표시장치(100)가 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이를 계산하고 계산된 데이터값의 차이에 따라 도트 반전, 컬럼 반전, 프레임 반전 중 하나로 표시패널이 구동되도록 제어하는 것을 설명하였으나, 본 발명은 호스트 시스템(150)에서 전송되어온 반전구동 제어신호에 따라, 표시장치, 예를 들어 타이밍 컨트롤러가 도트 반전, 컬럼 반전, 프레임 반전 중 하나로 표시패널이 구동되도록 제어할 수 있다. 이때 호스트 시스템(150)에서 전송되어온 반전구동 제어신호는 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이에 따라 생성된 것일 수 있다. 따라서, 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법(700)은 특정 프레임의 영상신호를 입력받는 단계 및 특정 프레임의 영상신호의 데이터값의 차이에 따라 도트 반전, 컬럼 반전, 프레임 반전 중 하나로 표시패널이 구동되도록 제어하는 단계로 단계들 중 일부를 생략할 수도 있다.

도 8은 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법(800)은 인접 프레임들의 영상신호를 입력받는 단계(S810), 인접 프레임들의 영상신호의 데이터값의 차이를 계산하는 단계(S820) 및 인접 프레임들 간 영상신호의 변화량에 따라 변경된 구동주파수로 표시패널이 구동되도록 제어하는 단계(S830)를 포함한다.

S810단계에서, 표시장치(100)는 호스트 시스템(150)으로부터 전송되는 인접 프레임들의 영상신호(RGB) 및 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 입력받는다.

S820단계에서, 표시장치(100)는 인접 프레임들 간 영상신호의 계조값의 차이값을 계산할 수 있다. 전후 프레임의 영산신호의 계조값의 차이값(차분)을 구함으로써 인접 프레임 간의 영상신호의 변화량을 계산한다.

S830단계에서, 표시장치(100)는 계산된 인접 프레임 간의 영상신호의 변화량이 일정량 이상인 경우 특정 N번째 프레임의 구동 주파수를 일반 구동 주파수, 예를 들어 60Hz로 변경하고 미만인 경우에는 일반 구동 주파수보다 낮은 저속 구동 주파수, 예를 들어 40Hz로 변경할 수 있다.

도 9는 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법(900)은 특정 프레임의 영상신호를 입력받는 단계(S910), 특정 프레임의 영상신호의 복잡도를 계산하는 단계(S920), 특정 프레임의 영상신호의 복잡도에 따라 변경된 구동주파수로 상기 표시패널이 구동되도록 제어하는 단계(S930)를 포함한다.

S910단계에서, 표시장치(100)는 호스트 시스템(150)으로부터 전송되는 특정 프레임의 영상신호(RGB) 및 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 입력받는다.

S920단계에서, 표시장치(100)는 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 특정 프레임 내 인접 화소들 값의 계조값의 차이들, 예를 들어 58계조, 150계조, 25계조, 85계조 등을 계산하고, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 이 계조값들의 차이들을 합산하여 복잡도(complexity)를 계산한다.

S930단계에서, 표시장치(100)는 예를 들어 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 계산된 복잡도가 9,000,000~12,000,000인 경우 특정 프레임의 구동 주파수를 40Hz로 변경할 수 있다.

도 10는 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법(1000)은 인접 프레임들의 영상신호를 입력받는 단계(S1010), 인접 프레임들의 영상신호의 데이터값의 차이를 계산하는 단계(S1020), 인접 프레임들 간 영상신호의 변화량을 판단하여, 인접 프레임들 간 영상신호의 변화량이 일정량 이상인 경우 일반 구동주파수로 표시패널이 구동되도록 제어하는 단계(S1030), 인접 프레임들 간 영상신호의 변화량을 판단하여, 인접 프레임들 간 영상신호의 변화량이 일정량 미만인 경우 특정 프레임 내 영상신호의 복잡도를 계산하는 단계(S1040), 특정 N번째 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 제1구동부파수 또는 제2구동주파수로 구동주파수를 변경하는 단계(S1050)를 포함한다.

S910단계에서, 표시장치(100)는 호스트 시스템(150)으로부터 전송되는 인접 N번째 프레임과 N-1번째 프레임 간 의 영상신호(RGB) 및 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 입력받는다.

S1020단계는 도 8을 참조하여 설명한 S820단계와 동일하다.

S1030단계에서 S1020단계에서 인접 프레임들의 영상신호의 데이터값의 차이를 계산한 후 인접 프레임들 간 영상신호의 변화량이 일정량 이상인 경우 일반 구동주파수(예를 들어 60Hz)로 표시패널이 구동되도록 제어한다.

S1040단계 및 S1050단계에서, 인접 N번째 프레임과 N-1번째 프레임 간 영상신호의 변화량이 일정량 미만인 경우 제1구동주파수(예를 들어 40Hz)로 결정한 후 특정 N번째 프레임 내 영상신호의 복잡도에 따라 특정 N번째 프레임의 구동 주파수를 제1구동주파수보다 낮은 제2구동주파수(예를 들어 30Hz)로 변경할 수도 있다. 이후 특정 프레임의 영상신호의 복잡도에 따라 제1구동부파수 또는 제2구동주파수로로 표시패널이 구동되도록 제어한다.

도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한 실시예들에 따른 표시장치의 구동방법은 도 1을 참조하여 설명한 표시장치의 어떠한 구성요소에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어 실시예들에 따른 표시장치의 구동방법은 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 타이밍 컨트롤러(110)에서 실행될 수도 있고 본 명세서에서 기재하거나 기재하지 않은 다른 구성요소에서 수행될 수도 있다.

한편, 전술한 실시예에서 표시장치(100)가 영상신호를 분석한 결과에 따라 영상신호에 따라 변경된 구동방식으로 표시패널이 구동되도록 제어하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 호스트 시스템(150)에서 전송되어온 구동 제어신호에 따라, 표시장치, 예를 들어 타이밍 컨트롤러가 변경된 구동방식으로 표시패널이 구동되도록 제어할 수 있다.

전술한 실시예들은 호스트 시스템(150)으로부터 일정 구동주파수의 영상신호들을 입력받아 타이밍 컨트롤러가 구동방식을 변경하는 것으로 설명하였으나 이하 호스트 시스템(150)에서 영신신호들의 구동주파수를 변경하고 이 변경된 구동주파수의 영상신호들을 입력받아 타이밍 컨트롤러가 표시패널을 제어하는 실시예를 설명한다.

<제4실시예>

도 11은 제4실시예들에 따른 표시장치의 시스템 구성도이다.

도 11을 참조하면, 제4실시예들에 따른 표시장치(1100)는 표시패널(1140)이 구동되도록 제어하는 타이밍 콘트롤러(1110), 복수의 데이터라인과 연결된 데이터 구동부(120) 및 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인이 매트릭스 형태로 교차되고, 그 교차지점에 화소가 정의된 표시패널(1140)및 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터인에이블(Data Enable, DE), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호와 영상신호(RGB)를 타이밍 컨트롤러(110)에 공급하는 호스트 시스템(1150)을 포함할 수 있다. 제4실시예들에 따른 표시장치(1100)은 도 11에 도시하지 않았으나 도 1에 도시한 게이트 구동부(130)를 포함한다.

또한 제4실시예에 따른 표시장치(1100)는 메모리(1160)를 추가로 포함한다. 메모리(1160)는 프레임 버퍼(frame buffer)일 수 있다.

호스트 시스템(1150)은 영신신호의 변화량이 매우 적은 동영상이나 정지 영상일 경우 입력 구동 주파수(f0)보다 낮은 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((RGB)_f1)를 타이밍 컨트롤러(1110)에 공급한다. 예를 들어 호스트 시스템(1150)은 60Hz의 정지 영상이 입력될 경우, 30Hz의 영상신호만 래치하여 타이밍 컨트롤러(1100)로 출력한다.

호스트 시스템(1150)은 소스 영상신호의 입력 구동 주파수(f0)가 2f1일 경우 홀수와 짝수 프레임 군으로 나누어서 한쪽 프레임 군을 스킵하는 방식으로 제1구동 주파수(f1)으로 영상신호((RGB)_f1)를 출력할 수 있다. 예를 들어 호스트 시스템(1150)은 소스 영상신호의 입력 구동 주파수(f0)가 60Hz인 경우 60Hz의 영상신호를 홀수와 짝수의 2 프레임 군으로 나누어서 한 쪽의 프레임 군을 스킵하는 방식으로 30Hz의 영상신호를 출력할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(1100)는 낮은 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((RGB)_f1)를 메모리(1160)에 저장한다. 타이밍 컨트롤러(1110)는 메모리(1160)에 저장된 영상신호((RGB)_f1)를 높은 제2구동 주파수(f2)로 불러낸다. 제2구동 주파수(f2)는 제1구동주파수(f1)보다 m배(m은 1보다 큰 정수) 크다.

타이밍 컨트롤러(1110)는 데이터 멀티플링(data multipling)을 통해서 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터를 반복 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((RGB)_f1)를 제1구동 주파수(f1)의 다수배(예를 들어 2배, 3배, 4배…)인 제2구동 주파수(f2)의 영상신호((RGB)_f2)로 출력할 수 있다. 예를 들어 데이터 더블링(data doubling)을 통해서 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터를 두번 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((RGB)_f1)를 제1구동 주파수(f1)의 2배인 제2구동 주파수(f2)의 영상신호((RGB)_f2)로 출력할 수 있다. 도 12에 도시한 바와 같이 저장된 제1구동 주파수(f1)가 30Hz일 때 제2구동 주파수(f2)는 60Hz일 수 있다.

다른 예를 들어 타이밍 컨트롤러(1110)는 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터를 선택적으로 반복 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((RGB)_f1)를 제2구동 주파수(f2)의 영상신호((RGB)_f2)로 출력할 수 있다. 예를 들어 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터들 중 1/2을 두번 출력하고 나머지 1/2의 데이터들을 한번만 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((RGB)_f1)를 제1구동 주파수(f1)의 1.5배인 제2구동 주파수(f2)의 영상신호((RGB)_f2)로 출력할 수 있다. 저장된 제1구동 주파수(f1)가 30hz일 때 제2구동 주파수(f2)는 45Hz일 수 있다.

타이밍 컨트롤러(1110)는 높은 제2구동 주파수(f2)의 영상신호((RGB)_f2)를 데이터 구동부(1120)를 통해 표시패널(1140)에 공급한다.

전술한 예에서 타이밍 컨트롤러(1110)가 전술한 예와 같이 제1구동 주파수(f1)보다 큰 제2구동 주파수(f2)의 영상신호((RGB)_f2)를 출력하고 데이터 구동부를 통해 표시패널(1140)을 구동하므로 제1구동 주파수(f1)로 표시패널(1140)을 구동하는 저속 구동에 의해 발생하는 화면 떨림 현상을 개선할 수 있다.

도 13은 제1구동 주파수와 제2구동 주파수로 표시패널을 구동할 때 표시패널의 스토리지 캐패시터에 충전되는 전압상태들을 나타낸다.

제1구동 주파수(f1)로 표시패널(1140)을 구동하는 저속 구동은 액정표시장치(1100)의 소비전력을 줄일 수 있지만 화면 떨림이나 잔상 등의 화질 왜곡 문제가 발생할 수도 있다. 저속 구동에 의한 화면 떨림 현상의 원인은, 액정에 전압이 인가되었을 경우 도 13에 도시한 바와 같이 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전되는 전압이 일반 구동 대비 긴 시간을 유지하지 못하고 떨어져서 실제로 화소값의 차이로 보이기 때문에 발생하는 것이다.

그런데 전술한 바와 같이 타이밍 컨트롤러(1110)가 전술한 예와 같이 제1구동 주파수(f1)의 2배인 제2구동 주파수(f2)의 영상신호((RGB)_f2)를 출력하고 데이터 구동부(1120)를 통해 표시패널(1140)을 구동할 경우 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전되는 전압이 시간이 지남에 따라 떨어진 전압차(ΔV_f2)는 제1구동 주파수(f1)로 표시패널(1140)을 구동하는 저속 구동 전압차(ΔV_f1)보다 ΔV_f2이 훨씬 크다. 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전되는 전압을 유지하므로 제1구동 주파수(f1)로 표시패널(1140)을 구동하는 저속 구동에 의해 발생하는 화면 떨림 현상을 개선할 수 있다.

또한 회로의 입장에서는 액정으로 출력되는 인트라 인터페이스(Intra Interface)의 입장에서는 동일한 출력을 하지만 호스트 시스템(1150)에서 입력되는 시스템 인터페이스(System Interface)의 입장에서는 저속으로 데이터가 입력되므로 입력/출력 로직에서의 소비 전력의 저감을 기대할 수 있다. 뿐만 아니라, 호스트 시스템(1150) 측에서의 저속 구속을 통해 호스트 시스템(1150)에서의 소비 전력의 저감도 기대할 수 있다.

전술한 예에서 메모리(1160)인 프레임 버퍼를 호스트 시스템(1150)에 포함시켜, 호스트 시스템(1150)에서 데이터 멀티플링을 구현할 수도 있다. 이 경우 소비전력 저감은 호스트 시스템(1150) 에서만 기대할 수 있지만, 대신 타이밍 컨트롤러(1110)에 추가되는 메모리(1160)를 호스트 시스템(1150)에 있는 메모리와 공유하여 사용 가능하므로 비용 상승을 억제할 수 있다.

호스트 시스템(1150)은 표현하는 영상 소스를 분류할 경우 더욱 효과적이다. 예를 들어, 정지 영상이나 영화 (영화의 영상 소스는 본래 24fps)에 적용할 경우, 저속 구동에서 발생할 수 있는 화면 전환 시의 끊김 현상도 없고 화질 왜곡 현상도 없다. 하지만, 게임이나 스포츠 등의 빠른 화면 전환이 있는 소스 영상 인 경우, 데이터 멀티플링을 적용하면 끊김 현상이 발생한다. 호스트 시스템(1150)에서 소스 영상을 판별하는 구성 또는 로직을 추가하여 경우에 따라서, 데이터 멀티플링에 의한 저속 구동과 정상 구동을 병행한다면 더욱 효과적인 호스트 시스템(1150)을 구현할 수 있다.

전술한 제4실시예에 따라 타이밍 컨트롤러(1110) 또는 호스트 시스템(1150)을 포함 회로 전체의 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한 전술한 제4실예에 따라 저속 구동을 수행함에 있어서 발생하는 화면 떨림 현상을 개선할 수 있다.

전술한 제4실시예에서 소스 영상의 입력 구동 주파수(f0)가 제1구동 주파수(f1)보다 큰 경우, 예를 들어 2f1인 경우 호스트 시스템(1150)에서 제1구동 주파수(f1)로 출력하고 타이밍 컨트롤러(1110)는 제1구동 주파수(f1)보다 큰 제2구동 주파수(f2)로 표시패널(1140)을 구동하는 것으로 설명하였으나 타이밍 컨트롤러(1110)는 도 14에 도시한 바와 같이 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((R'G'B')_f1)로 표시패널(1140)을 구동할 수 있다.

저속 구동의 경우 화면 떨림 현상의 영향이 크지 않으므로 소비전력을 더욱 줄일 수 있도록 호스트 시스템(1150) 뿐만 아니라 표시패널(1140)에서의 속도도 낮추는 것이 더 효과적이다. 예를 들어 도 15에 도시한 바와 같이 소스 영상이 60Hz인 경우를 고려하면 호스트 시스템(1160)도 표시패널(1140)도 30Hz로 구동하여 소비 전력을 보다 낮추어 정지 영상에 비해서 보다 큰 소비 전력 저감을 기대할 수 있다.

호스트 시스템(1150)은 영신신호의 변화량이 매우 적은 동영상이나 정지 영상일 경우 입력 구동 주파수보다 낮은 제1구동 주파수(f1)의 영상신호((RGB)_f1)를 타이밍 컨트롤러(1110)에 공급한다. 예를 들어 호스트 시스템(1150)은 60Hz의 정지 영상이 입력될 경우, 30Hz의 영상신호만 래치하여 타이밍 컨트롤러(1100)로 출력한다.

전술한 제4실시예에서 소스 영상의 입력 구동 주파수(f0)가 제1구동 주파수보다 큰 경우, 예를 들어 2f1인 경우 호스트 시스템(1150)에서 제1구동 주파수(f1)으로 출력하고 타이밍 컨트롤러(1110)은 제2구동 주파수(f2)로 표시패널(1140)을 구동하는 것으로 설명하였으나 도 16에 도시한 바와 같이 호스트 시스템(1150)은 소스 영상의 입력 구동 주파수(f0)와 동일한 구동 주파수로 출력하고 타이밍 컨트롤러(1110)는 전술한 제4실시예와 동일하게 데이터 멀티플링을 통해 입력 구동 주파수(f0)보다 큰 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((R'G'B')_f3)로 표시패널(1140)을 구동할 수 있다. 전술한 예와 비교할 때 입력 구동 주파수(fo)는 도 11을 참조하여 설명한 제4실시예에서 제1구동 주파수(f1)에 해당하며 제3구동 주파수(f3)는 제2구동 주파수(f2)에 해당한다.

이때 타이밍 컨트롤러(1110)는 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((R'G'B')_f3)로 표시패널(1140)을 구동하되 일부 시간에 표시패널(1140)에 영상을 표시하고 나머지 시간에 표시패널(1140)에 영상을 표시하지 않을 수 있다. 다시 말해 타이밍 컨트롤러(1110)는 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((R'G'B')_f3)로 표시패널(1140)을 구동하지만 일부 시간(각각 프레임 N, N+1, N+2에서 첫번째 시간)에 데이터 구동부(1120)의 출력을 온하므로 표시패널(1140)에 영상을 표시하되 나머지 시간(각각 프레임 N, N+1, N+2에서 두번째 시간)에 데이터 구동부(1120)의 출력을 오프하므로 표시패녈(1140)에 영상을 표시하지 않을 수 있다.

타이밍 컨트롤러(1110)는 데이터 멀티플링(data multipling)을 통해서 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터를 반복 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 입력 구동 주파수(f0)의 영상신호((RGB)_f0)를 입력 구동 주파수(f0)의 다수배(예를 들어 2배, 3배, 4배…)인 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((RGB)_f3)를 출력할 수 있다. 예를 들어 데이터 더블링(data doubling)을 통해서 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터를 두번 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 입력 구동 주파수(f0)의 영상신호((RGB)_f0)를 입력 구동 주파수(f0)의 2배인 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((RGB)_f3)를 출력할 수 있다. 도 17에 도시한 바와 같이 저장된 입력 구동 주파수(f0)가 60Hz일 때 제3구동 주파수(f3)는 120Hz일 수 있다.

다른 예를 들어 타이밍 컨트롤러(1110)는 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터를 선택적으로 반복 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 입력 구동 주파수(f0)의 영상신호((RGB)_f0)를 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((RGB)_f3)를 출력할 수 있다. 예를 들어 메모리(1160)에 저장된 동일 데이터들 중 1/2을 두번 출력하고 나머지 1/2의 데이터들을 한번만 출력하므로 메모리(1160)에 저장된 입력 구동 주파수(f0)의 영상신호((RGB)_f0)를 입력 구동 주파수(f0)의 1.5배인 제3구동 주파수(f3)의 영상신호((RGB)_f3)를 출력할 수 있다. 저장된 입력 구동 주파수(f0)가 60hz일 때 제3구동 주파수(f3)는 90Hz일 수 있다.

예를 들어 도 17에 도시한 바와 같이 입력 구동 주파수가 60Hz인 경우, 60Hz의 입력 구동 주파수보다 빠르게 120Hz로 표시패널(1140)을 구동하지만 반의 시간으로 표시패널(1140)을 표시할 수 있다. 그리고 남는 시간에 대해서는 데이터 구동부(1120)를 휴지(休止)시킴으로써 대기상태(Stand-by state)로 최소 소비전력만 소모하게 하여 소비전력을 저감한다

이에 따라 고속 동영상의 경우는 화면 끊김 현상의 발생으로 구동 주파수를 낮추지 않고 구동 주파수를 높이되 일부 시간에 데이터 구동부(1120)를 휴지하므로 소비 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로 전술한 방법은 입력 구동 주파수보다 큰 구동 주파수로 표시패널(1140)을 구동하므로 화면 떨림이나 화면 끊김 현상 등의 화질 문제는 발생하지 않으면서 일부 시간에 회로를 휴지하므로 소비전력을 줄일 수 있다.

전술한 실시예들에서 호스트 시스템(160, 1160) 또는 타이밍 컨트롤러(110, 1110)는 소스 영상을 분류하여 각각의 구동 방법을 변경하므로 소스 영상을 분류할 필요가 있다. 예를 들어 도 18에 도시한 바와 같이 움직임 벡터(Motion Vector)를 사용하여 소스 영상을 분류할 수 있다. 도 18의 좌측의 점들(1810)은 샘플링한 탐색 포인트들을 의미한다. 도 18의 우측의 창들은 비교하기 위한 기준 영역(Reference Area)이며, P(x₁, y₁)는 중심점(Center Point)이다. 제1창(1820)은 검색하기 위한 검색 영역(Searching Area)이고 제2창(1830)은 검색된 검색 창(Detected Area)이며, P(x₂, y₂)는 중심점(Center Point)이다.

움직임 벡터(Motion Vector)를 모든 점들(1810)에 대해서 계산하면 가장 정확하게 소스 영상의 종류를 판별할 수 있다. 다만 도 18에 도시한 바와 같이 샘플링한 점들(1810)을 참조하여 주변에서 검색하여 계산량을 줄이므로 구동 시간 내에 소스 영상의 종류를 판별할 수 있다. 그리고 검색된 위치와 본래 위치의 차이를 비교하여 수학식 4와 같이 움직임 벡터를 구한다. 모든 샘플링 점들(1810)에 대해서 수행하여 이 값의 합을 구했을 때, 이 값이 클수록 영상이 고속 동영상인 것을 의미한다. 이 값이 크지 않을 경우 저속 동영상 또는 일반 동영상으로 분류하고 이 값이 0이거나 임계값보다 작은 경우 정지 영상으로 분류할 수 있다.

이것을 일정한 임계값(threshold)으로 분류하여, 정지영상과 저속/고속 동영상으로 분류하여 소스에 맞게 구동 방법을 변경하면 효과적인 소비 전력의 저감이 가능해진다.

전술한 실시예들에 따른 표시장치 및 그 구동방법은 반전 구동을 영상신호 또는 이미지에 따라 적절하게 변경함으로써 소비 전력을 줄일 수 있다. 전술한 실시예들에 따른 표시장치 및 그 구동방법은 구동 주파수를 이미지에 따라 적절하게 변경함으로써 소비 전력을 줄일 수 있다. 다시 말해 전술한 실시예들에 따른 표시장치 및 그 구동방법은 영상신호에 따라 변경된 구동방식으로 표시패널이 구동되므로 전체적으로 소비전력을 최소화할 수 있다.

이상 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

전술한 실시예에서 표시패널로 액정표시패널를 예시적으로 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않고 유기발광표시패널 등 어떤 표시패널일 수 있다.

전술한 실시예에서 구동 주파수는 일반 구동 주파수와 저속 구동 주파수로 나누고 특정 프레임의 구동 주파수를 영상신호에 따라 일반 구동 주파수를 저속 구동 주파수로 변경하는 것을 예시적으로 설명하였으나, 영상신호에 따라 일반 구동 주파수를 저속 구동 주파수 또는 고속 구동 주파수 중 하나로 변경할 수도 있다. 이때 고속 구동 주파수는 일반 구동 주파수보다 높은 경우 모두를 포함한다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

1. 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인이 매트릭스 형태로 교차되고, 그 교차지점에 화소가 정의된 표시패널;
   상기 복수의 데이터라인과 연결된 데이터구동부;
   상기 복수의 게이트라인과 연결되는 게이트구동부; 및
   수신된 영상신호를 대상으로 특정 프레임 내에서 인접한 화소간 계조값의 차이를 합산하여 복잡도를 계산하고, 상기 복잡도에 따라 상기 표시패널의 구동주파수를 변경하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는,
   호스트 시스템으로부터 전송되는 타이밍 신호 및 상기 영상신호를 수신하는 수신부;
   상기 수신부로부터 수신된 영상신호를 저장하는 저장부;
   상기 영상신호를 분석하여, 상기 복잡도에 따라 구동주파수를 변경하는 구동방식 변경부; 및
   상기 구동방식 변경부에 의해 변경된 구동주파수에 따라 상기 영상신호 및 제어신호를 출력하는 출력부를 포함하는 표시장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는 인접 프레임간 상기 영상신호의 변화량에 따라 제1구동주파수로, 특정 프레임 내 상기 영상신호의 복잡도에 따라 제2구동주파수로 상기 표시패널이 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 영상신호를 입력받는 단계;
    상기 영상신호를 대상으로 특정 프레임 내에서 인접한 화소간 계조값의 차이를 합산하여 복잡도를 계산하는 단계; 및
    상기 복잡도에 따라 표시패널의 구동주파수를 변경하도록 제어하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    인접 프레임들 간 영상신호의 변화량이 일정량 이상인 경우 제1구동주파수로 상기 표시패널이 구동되도록 제어하는 단계;
    인접 프레임들 간 영상신호의 변화량이 일정량 미만인 경우 특정 프레임 내에서 영상신호의 복잡도를 계산하는 단계; 및
    상기 영상신호의 복잡도에 따라 제2구동주파수로 구동주파수를 변경하는 단계를 추가로 포함하는 표시장치의 구동방법.
13. 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인이 매트릭스 형태로 교차되고, 그 교차지점에 화소가 정의된 표시패널;
    상기 복수의 데이터라인과 연결된 데이터 구동부;
    호스트 시스템으로부터 입력된 제1구동 주파수의 영상신호를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 영상신호를 데이터 멀티플링을 통해 상기 제1구동 주파수보다 m배(m은 1보다 큰 정수) 큰 제2구동주파수의 영상신호로 상기 표시패널이 구동되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하되,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제2구동주파수의 영상신호를 1프레임 내에서 일정한 제 1 시간 동안 상기 표시패널이 구동하고, 동일한 프레임 내에서 상기 제 1 시간과 동일한 시간 간격을 가지는 제 2 시간 동안 표시패널을 구동하지 않도록 제어하며,
    상기 데이터 구동부는 상기 제 2 시간에 오프되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1구동 주파수의 영상신호는 소스 영상의 입력 구동 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 표시장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 소스 영상은 정지영상이며,
    상기 제1구동 주파수는 상기 입력 구동 주파수의 1/2이며, 상기 제2구동 주파수는 상기 제1구동 주파수의 2배인 것을 특징으로 하는 표시장치.
16. 제13항에 있어서,
    상기 제1구동 주파수의 영상신호는 소스 영상의 입력 구동 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 표시장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 소스 영상은 고속 동영상이며,
    상기 제2구동 주파수는 상기 제1구동 주파수의 2배인 것을 특징으로 하는 표시장치.
18. 삭제
19. 제13항에 있어서,
    소스 영상의 움직임 벡터를 이용하여 분류된 상기 소스 영상의 종류에 따라 상기 호스트 시스템으로부터 입력된 영상신호의 제1구동 주파수가 다른 것을 특징으로 하는 표시장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 소스 영상의 샘플링된 점들의 움직임 백터를 이용하여 상기 소스 영상의 종류가 분류되는 것을 특징으로 하는 표시장치.

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