KR20090108865A - 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소비 전력을 절감하면서도 영상의 표시 휘도 및 표시 효율을 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치 및 구동방법에 관한 것으로, 복수의 화소영역을 구비한 액정패널; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버; 상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버; 외부로부터 입력되는 동기신호에 따라 데이터 및 게이트 제어신호를 생성하여 상기 데이터 및 게이트 드라이버를 제어함과 아울러 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 상기 액정패널의 구동에 알맞게 정렬하여 출력하는 타이밍 컨트롤러; 적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조값을 검출하여 듀티 비가 가변 되도록 디밍 제어신호를 생성함과 아울러, 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 상기 정렬된 영상 데이터들 각각의 계조 값을 변환하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 데이터 변환부; 및 상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure P1020080034183
스캐닝 백 라이트 유닛, 데이터 변환부, 디밍 제어신호, 듀티 비

Description

액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로 특히, 소비 전력을 절감하면서도 영상의 표시 휘도 및 표시 효율을 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치 및 구동장치에 관한 것이다.
최근, 대두되고 있는 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다.
평판 표시장치 중 액정 표시장치는 해상도, 컬러표시 및 화질 등이 우수하여 노트북, 데스크 탑 모니터 및 모바일용 단말기에 활발하게 적용되고 있다.
이러한, 액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시장치는 복수의 액정 셀을 가지고 영상을 표시하는 액정패널, 액정패널을 구동하기 위한 구동회로 및 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정패널은 영상신호에 따라 백 라이트 유닛으로부터 조사되는 광의 투과율 을 조절하여 원하는 영상을 표시하게 된다. 최근에는 액정 표시장치를 통해 동영상을 표시할 때 액정의 유지특성으로 인해 관찰자가 느끼는 모션 블러링(Motion Blurring)을 줄이기 위하여 표시라인의 스캔방향을 따라 백 라이트 유닛의 광원들을 순차 점멸시키는 스캐닝(Scanning) 구동기술을 적용하고 있다. 구체적으로, 상기 백 라이트 유닛은 구동회로로부터 공급된 램프 구동 제어신호에 따라 백 라이트 유닛에 구비된 복수개의 램프들을 표시라인의 스캔방향을 따라 순차적으로 구동시키게 된다.
하지만, 스캐닝 구동기술을 적용한 종래의 액정 표시장치는 광을 발생하는 시간이 줄어들기 때문에 표시되는 영상의 휘도가 저하되는 문제가 발생한다. 즉, 백 라이트 유닛이 영상신호에 무관하게 항상 일정한 밝기의 광을 발생하는 경우에는 소비전력이 증가하면서도 모션 블러링 현상이 나타나게 되고, 상기의 스캐닝 구동기술을 이용하여 순차적으로 광을 발생시키는 경우에는 영상의 휘도가 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소비 전력을 절감하면서도 영상의 표시 휘도 및 표시 효율을 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치 및 구동방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 복수의 화소영역을 구비한 액정패널; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버; 상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버; 외부로부터 입력되는 동기신호에 따라 데이터 및 게이트 제어신호를 생성하여 상기 데이터 및 게이트 드라이버를 제어함과 아울러 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 상기 액정패널의 구동에 알맞게 정렬하여 출력하는 타이밍 컨트롤러; 적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조값을 검출하여 듀티 비가 가변 되도록 디밍 제어신호를 생성함과 아울러, 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 상기 정렬된 영상 데이터들 각각의 계조 값을 변환하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 데이터 변환부; 및 상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 변환부는 적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조 값을 검출하는 히스토그램 분석부, 상기 검출된 최대 또는 평 균 계조 값에 대응하도록 듀티 비를 가변시켜서 디밍 제어신호를 생성 및 출력하는 디밍 제어신호 생성부, 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값이 속하는 범위에 따라 제 1 내지 제 n 선택신호를 생성 및 출력하는 선택부, 및 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블을 구비하고 상기 선택신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 선택하여 상기 정렬된 영상 데이터들의 계조 값을 변환함으로써 변환 데이터를 생성하는 변환 데이터 생성부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 변환 데이터 생성부는 상기 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 이용하여 상기 선택부를 통해 입력된 상기 정렬된 영상 데이터를 디밍 제어신호 듀티 비 100%의 입력 값 또는 출력 값에 대응되도록 변환 데이터를 생성 및 출력한 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 변환부는 상기 타이밍 컨트롤러에 내장되거나 또는 상기 타이밍 컨트롤러의 이전 단에 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트 유닛은 복수의 램프가 구비된 백 라이트를 구비하고, 상기 듀티 비가 가변된 디밍 제어신호에 응답하여 상기 복수의 램프를 버스트 모드(Burst Mode)로 구동하는 스캐닝 백 라이트 유닛인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 복수의 화소영역을 구비한 액정패널, 데이터 및 게이트 드라이버, 타이밍 컨트롤러, 및 백 라이트 유닛을 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 액정패널의 구동에 알맞게 외부로부터 입력된 영상 데이터들을 정렬하는 단계; 적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조값을 검출하여 듀티 비가 가변 되도록 디밍 제어신호를 생성하는 단계; 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 상기 정렬된 영상 데이터들 각각의 계조 값을 변환하여 변환 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하도록 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 디밍 제어신호 생성단계는 적어도 한 프레임 단위로 히스토그램을 생성하는 단계, 상기 히스토 그램을 이용하여 적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조 값을 검출하는 단계, 및 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 대응하도록 듀티 비를 가변시켜서 디밍 제어신호를 생성하여 상기 백 라이트 유닛에 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 변환 데이터 생성단계는 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값이 속하는 범위에 따라 제 1 내지 제 n 선택신호를 생성하는 단계, 상기 선택신호에 따라 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 선택하여 상기 정렬된 영상 데이터들의 계조 값을 변환함으로써 변환 데이터를 생성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 변환 데이터 생성단계는 상기 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 이용하여 상기 정렬된 영상 데이터를 디밍 제어신호 듀티 비 100%의 입력 값 또는 출력 값에 대응되도록 변환 데이터를 생성 및 출력한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 그의 구동방법은 스캐닝 백 라이트 유닛을 사용하여 소비 전력을 절감시킬 수 있으면서도 액정패널의 고유 휘도 특성 표현이 가능함으로 영상의 표시 휘도 및 표시 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
다시 말하여, 본 발명의 액정 표시 장치는 듀티 비가 서로 다른 디밍 제어신호에 의해 왜곡될 수 있는 영상의 표시 휘도를 보정할 수 있으면서도 저 계조에서도 보다 확장된 계조 표현이 가능해진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 그 구동방법을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 액정 표시장치는 복수의 화소영역을 구비한 액정패널(2); 액정패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(4); 액정패널(2)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(6); 외부로부터 입력되는 동기신호(DCLK,Hsync,Vsync,DE)에 따라 데이터 및 게이트 제어신호(GCS,DCS)를 생성하여 상기 데이터 및 게이트 드라이버(4,6)를 제어함과 아울러 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞게 정렬하여 출력하는 타이밍 컨트롤러(8); 적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터(LData)의 최대 또는 평균 계조값을 검출하여 듀티 비(Duty Ratio)가 가변 되도록 디밍 제어신호(Dim)를 생성함과 아울러, 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 상기 정렬된 영상 데이터(LData)들 각각의 계조 값을 변환하여 상기 데이터 드라이버(4)에 공급하는 데이터 변환부(10); 및 상기 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비에 대응하여 상기 액정패널(2)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(18)을 구비한다.
액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor), TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소전극과, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터 신호를 화소전극에 공급한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 데이터 신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차 전압을 충전하고, 그 차 전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변 시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고 액정 커패시터(Clc)에는 스토리지 커패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 예를 들어, 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock), 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호 등을 이용하여, 데이터 변환부(10)로부터 입력되는 변환 데이터(MData)를 아날로그 전압 즉, 영상신호로 변환한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(4)는 SSC에 따라 입력되는 변환 데이터(MData)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인 분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(4)는 변환 데이터(MData)의 계조 값에 따라 소정 레벨을 가지는 정극성 또는 부극성의 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 영상신호로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호에 응답하여 스캔펄스를 순차 발생하고, 이를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 다시 말하여, 게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 GSP를 GSC에 따라 쉬프트 시켜서 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스 예를 들어, 게이트 온 전압을 순차적으로 공급한다. 그리고, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압이 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 여기서, 게이트 드라이버(6)는 스캔펄스의 펄스 폭을 GOE 신호에 따라 제어한다.
타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 변환부(10)에 공급한다. 그리고, 외부로부터의 동기신호들(DCLK,DE,Hsync,Vsync) 중 적어도 하나의 신호를 이용하여 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(4)와 게이트 드 라이버(6)를 제어한다.
데이터 변환부(10)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 입력되는 정렬된 영상 데이터(LData)들을 적어도 한 프레임 단위로 분석하여 상기 정렬된 영상 데이터(LData)의 최대 또는 평균 계조 값을 검출한다. 그리고 검출된 상기 정렬된 영상 데이터(LData)의 최대 또는 평균 계조 값에 따라 듀티 비(Duty Ratio)가 가변 되도록 디밍 제어신호(Dim)를 생성하여 백 라이트 유닛(18)에 공급한다. 또한, 데이터 변환부(10)는 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 상기 정렬된 영상 데이터(LData)들 각각의 계조 값을 변환하여 상기 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비는 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 적어도 한 프레임 단위로 가변 된다. 마찬가지로, 정렬된 영상 데이터(LData)들의 계조 값도 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 변환된다. 따라서, 변환 데이터(MData)의 휘도 값은 상기 검출된 최대 또는 평균 값에 근거하여 가변될 수 있으며 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비와도 유기적인 관계를 갖는다. 이와 같이, 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비와 유기적인 관계를 갖도록 변환 데이터(MData)의 휘도 값을 변환하기 위해서 본 발명의 데이터 변환부(10)에는 히스토그램 분석부 및 복수의 룩-업 테이블이 구비된다.
데이터 변환부(10)는 타이밍 컨트롤러(8)에 내장될 수도 있고 타이밍 컨트롤러(8)의 전단에 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 변환부(10)가 타이밍 컨트롤러(8)의 전단에 구비된 경우, 데이터 변환부(10)는 외부로부터 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 맞게 정렬하여 분석하고 디밍 제어신호(Dim)를 생성하여 백 라이트 유닛(18)에 공급하게 된다. 그리고, 변환 데이터(MData)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(8)에 공급하게 된다. 그러면, 타이밍 컨트롤러(8)는 데이터 변환부(10)로부터의 변환 데이터(MData)를 데이터 드라이버(4)에 공급하게 된다. 하지만, 이하에서는 설명의 편의상 데이터 변환부(10)가 타이밍 컨트롤러(8)의 외부 즉, 타이밍 컨트롤러(8)와 데이터 드라이버(4)의 사이에 형성된 경우만을 설명하기로 한다. 그리고, 상술한 데이터 변환부(10)의 구성 및 구동방법에 대한 보다 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조하여 이후에 다시 설명하기로 한다.
백 라이트 유닛(18)은 액정패널(2)에 광을 발생하는 복수의 광원과 상기 각 광원으로부터 입사되는 광의 효율을 향상시키는 광학부를 구비한 백 라이트(12), 데이터 변환부(10)로부터의 디밍 제어신호(Dim)에 응답하여 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 신호를 출력하는 인버터 제어부(14), 및 PWM 신호에 응답하여 상기 각 광원들을 순차 구동하기 위한 교류 구동신호(ADS)를 생성하고 이를 상기 복수의 광원 각각에 공급하는 인버터(16)를 구비한다.
여기서, 백 라이트(12)의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)등과 같은 실린더 형 램프들이 주로 이용된다. 이러한, 램프들은 인버터(16)로부터의 교류 구동신호(ADS)에 의해 구동되어 광을 발생한다. 예를 들어, 스캐닝 백 라이트 유닛(18)의 경우 복수의 실린더 형 램프를 순차적으로 온/오프 시키는 방법으로 광을 발생하게 된다. 아울러, 광학부는 광원으로부터의 입사 광을 확산 및 집광시켜 광 효율을 향상시키게 된다.
인버터 제어부(14)는 영상 변환부(10)로부터 듀티 비가 변환된 디밍 제어신 호(Dim)에 대응하도록 PWM 신호를 생성하고, 이를 인버터(16)에 공급한다. 여기서, 인버터(16)는 램프의 개수에 따라 복수개 구비될 수 있으므로 이때, PWM 신호는 복수의 인버터(16) 각각에 순차 또는 동시에 공급될 수도 있다. PWM 신호는 변환된 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비에 따라 램프의 온/오프 주기가 가변된 신호이다. 다시 말하여, PWM 신호는 디밍 제어신호(ADim)의 듀티 비에 따라 램프의 온/오프 주기 예를 들어, 하이/로우 주기가 가변된 신호일 수 있다.
인버터(16)는 램프를 구동하기 위한 교류 구동신호(ADS)를 생성하게 되는데 이때, 인버터 제어부(14)로부터의 PWM 신호에 따라 교류 구동신호(ADS)가 공급 또는 차단되게 함으로써 램프를 온/오프 시키는 버스트 모드(Burst Mode)로 구동한다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 변환부를 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시된 데이터 변환부(10)는 적어도 한 프레임 단위로 정렬된 영상 데이터(LData)의 최대 또는 평균 계조 값(LD)을 검출하는 히스토그램 분석부(22), 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 대응하도록 듀티 비를 가변시켜서 디밍 제어신호를 생성 및 출력하는 디밍 제어신호 생성부(24), 상기 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 따라 제 1 내지 제 n 선택신호(CS)를 생성 및 출력하는 선택부(26), 및 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블(L1 내지 Ln)을 구비하고 상기 선택신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블(L1 내지 Ln) 중 적어도 하나를 선택하여 상기 정렬된 영상 데이터(LData)들의 계조 값을 변환함으로써 변환 데이터(MData)를 생성하는 변환 데이터 생성부(28)를 구비한다.
히스토그램 분석부(22)는 입력되는 정렬된 영상 데이터(LData)의 계조 값들을 적어도 한 프레임 단위로 분석하여 히스토그램을 생성한다. 그리고, 생성된 히스토그램을 적어도 한 프레임 단위로 분석하여 최대 또는 평균 계조 값(LD)을 검출한다. 그리고, 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)을 디밍 제어신호 생성부(24) 및 선택부(26)에 동시 공급한다.
디밍 제어신호 생성부(24)는 히스토그램 분석부(22)로부터 입력되는 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 대응하는 듀티 비 즉, 로우 대 하이 비율을 산출하여 산출된 듀티 비를 갖는 디밍 제어신호(Dim)를 생성한다. 그리고, 생성된 디밍 제어신호(Dim)를 백 라이트 유닛(18)의 인버터 제어부(14)에 공급한다.
선택부(26)는 히스토그램 분석부(22)로부터의 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 따라 제 1 내지 제 n 선택신호(CS)를 생성하고, 이를 변환 데이터 생성부(28)에 공급한다. 여기서, 제 1 내지 제 n 선택신호(CS)는 입력된 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 따라 다르게 생성되는데, 예를 들어 입력된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 1 내지 152 계조의 범위 내에 속한 경우 제 1 선택신호를 생성할 수 있다. 그리고, 입력된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 153 내지 203 범위 내에 속하는 경우에는 제 2 선택신호를 생성할 수 있다. 또한, 입력된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 204 내지 220 범위 내에 속하는 경우 제 3 선택신호를 생성할 수 있으며, 입력된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 221 내지 255 범위 내에 속하는 경우 제 4 선택신호를 생성할 수 있다. 이와 같은, 제 1 내지 제 n 선택신호(CS)는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있으며, 제 1 내지 제 n 선택신호(CS) 즉, 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 포함되는 범위는 변환 데이터 생성부(28)에 구비된 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블(L1 내지 Ln)과 대응될 수 있다.
변환 데이터 생성부(28)는 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 포함되는 범위에 따라 정렬된 데이터(LData)의 계조 값 변화율을 서로 다르게 변환할 수 있도록 변환 계조 값 즉, 출력 값이 서로 다르게 설정된 복수의 룩-업 테이블(L1 내지 Ln)을 구비한다. 이러한, 본 발명의 데이터 변환 생성부(28)는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비 또는 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 포함된 범위를 설정하고, 그에 대응하는 적어도 하나의 룩-업 테이블(L1 내지 Ln)을 선택한다.
그리고, 선택된 적어도 하나의 룩-업 테이블(L1 내지 Ln)에 저장된 입력 또는 출력 값을 듀티 비 100%의 입력 값 또는 출력 값에 대응되도록 변환 데이터(MData)를 생성 및 출력한다. 이를 위해, 본 발명의 룩-업 테이블(L1 내지 Ln) 각각은 도 3에 도시된 바와 같은 특징을 갖도록 입력 값 대비 출력 값이 실험치에 의해 미리 설정된다.
도 3은 도 2에 도시된 복수의 룩-업 테이블이 갖는 출력 값 변환 특징을 나타낸 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)은 적어도 한 범위 예를 들어, A 내지 D 범위 중 어느 한 범위 내에 포함된다. 도 3에서, 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 A의 범위 내에 포함된 경우는 디밍 제어신호(Dim)는 30%의 듀티 비를 갖도록 생성된 경우이다. 이 경우, 선택부(26)에서는 제 1 선택신호가 생성될 수 있으며 데이터 변환 생성부(28)에서는 제 1 선택신호에 따라 제 1 룩-업 테이블(L1)이 선택될 수 있다. 제 1 룩-업 테이블(L1)에는 아래의 표 1에 도시된 바와 같이, 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 30%인 경우 입력되는 정렬된 영상 데이터(LData) 즉, 입력 계조 값(입력) 대비 출력 계조 값(출력)이 저장된다. 출력 계조 값에 따른 표시 휘도 값은 Y로 표기된다. 본 발명에서는 도 3 및 표 1에 도시된 바와 같이, 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 30%일 경우, 그 휘도 값 듀티 비 100%에 대응하도록 변환 데이터(MData)를 생성한다. 좀 더 구체적으로, 본 발명의 데이터 변환부(10)는 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 대응하도록 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비를 설정하면서도 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 포함된 계조 범위에 따라 계조 값을 듀티 비 100%에 대응되도록 확장 및 변환 할 수 있기 때문에 표시 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
Figure 112008026393634-PAT00001
도 3에서, 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 B의 범위 내에 포함된 경우는 디밍 제어신호(Dim)는 50%의 듀티 비를 갖도록 생성된 경우이다. 이 경우, 선택부(26)에서는 제 2 선택신호가 생성될 수 있으며 데이터 변환 생성부(28)에서는 제 2 선택신호에 따라 제 2 룩-업 테이블(L1)이 선택될 수 있다. 제 2 룩-업 테이블(L2)에는 상기의 표 1에 도시된 바와 같이, 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 50%인 경우 입력되는 정렬된 영상 데이터(LData) 즉, 입력 계조 값(입력) 대비 출력 계조 값(출력)이 저장된다. 출력 계조 값에 따른 표시 휘도 값은 Y로 표기된다. 구체적으로, 데이터 변환 생성부(28)는 도 3 및 표 1에 도시된 바와 같이 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 50%일 경우, 그 휘도 값 듀티 비 100%에 대응하도록 변환 데이터(MData)를 생성한다. 좀 더 구체적으로, 본 발명의 데이터 변환부(10)는 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 대응하도록 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비를 설정하여 출력한다. 그리고, 상기의 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 포함된 계조 범위에 따라 입력된 정렬 데이터(LData)의 계조 값을 듀티 비 100%에 대응되도록 확장 및 변환하여 출력할 수 있다.
또한, 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 도 3의 C범위 내에 포함된 경우는 디밍 제어신호(Dim)는 70%의 듀티 비를 갖도록 생성된 경우이다. 이 경우, 선택부(26)에서는 제 3 선택신호가 생성될 수 있으며 데이터 변환 생성부(28)에서는 제 3 선택신호에 따라 제 3 룩-업 테이블(L3)이 선택될 수 있다. 제 3 룩-업 테이블(L3)에는 상기의 표 1에 도시된 바와 같이, 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 70%인 경우 입력되는 정렬된 영상 데이터(LData) 즉, 입력 계조 값(입력) 대비 출력 계조 값(출력)이 저장된다. 출력 계조 값에 따른 표시 휘도 값은 Y로 표기된다. 다시 말하여, 도 3 및 표 1에 도시된 바와 같이, 데이터 변환 생성부(28)는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 70%일 경우에 그 휘도 값 듀티 비 100%에 대응하도록 변환 데이터(MData)를 생성한다. 즉, 본 발명의 데이터 변환부(10)는 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)에 대응하도록 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비를 설정하면서도 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 포함된 계조 범위에 따라 계조 값을 듀티 비 100%에 대응되도록 확장 및 변환 할 수 있기 때문에 표시 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
아울러, 검출된 최대 또는 평균 계조 값(LD)이 도 3의 D 범위 내에 포함된 경우는 디밍 제어신호(Dim)는 100%의 듀티 비를 갖도록 생성된 경우이다. 이 경우, 선택부(26)에서는 제 4 선택신호가 생성될 수 있으며 데이터 변환 생성부(28)에서는 제 4 선택신호에 따라 제 4 룩-업 테이블(L4)이 선택될 수 있다. 제 4 룩-업 테이블(L4)에는 표 1에 도시된 바와 같이, 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 100%인 경우 입력되는 정렬된 영상 데이터(LData) 즉, 입력 계조 값(입력) 대비 출력 계조 값(출력)이 저장된다. 데이터 변환 생성부(28)는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 100%일 경우에 그 휘도 값 듀티 비 100%에 대응하도록 변환 데이터(MData)를 출력하게 된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법은 히스토그램을 이용하여 외부로부터 입력된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조 값(LD)를 검출한 후, 검출된 결과에 따라 듀티 비 100%의 입력 값 또는 출력 값에 대응되도록 입력된 영상 데이터를 변환하게 된다. 이로 인해, 본 발명의 액정 표시장치는 스캐닝 백 라이트 유닛(18)을 사용하여 소비 전력을 절감시킬 수 있으면서도 액정패널(2)의 고유 휘도 특성 표현이 가능함으로 영상의 표시 휘도 및 표시 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 다시 말하여, 본 발명의 액정 표시 장치는 듀티 비가 서로 다른 디밍 제어신호에 의해 왜곡될 수 있는 영상의 표시 휘도를 보정할 수 있으면서도 저 계조에서도 보다 확장된 계조 표현이 가능해진다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 변환부를 나타낸 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 복수의 룩-업 테이블이 갖는 출력 값 변환 특징을 나타낸 그래프.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＞
2 : 액정패널 4 : 데이터 드라이버
6 : 게이트 드라이버 8 : 타이밍 컨트롤러
10 : 데이터 변환부 12 : 백 라이트
14 : 인버터 제어부 16 : 인버터
18 : 백 라이트 유닛 22 : 히스토그램 분석부
24 : 디밍 제어신호 생성부 26 : 선택부
28 : 데이터 변환 생성부 CS : 선택신호
LD : 최대 또는 평균 계조 값 LData : 정렬 데이터
MData : 변조 데이터 Dim : 디밍 제어신호
L1 내지 Ln : 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블

Claims (9)

  1. 복수의 화소영역을 구비한 액정패널;
    상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버;
    상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버;
    외부로부터 입력되는 동기신호에 따라 데이터 및 게이트 제어신호를 생성하여 상기 데이터 및 게이트 드라이버를 제어함과 아울러 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 상기 액정패널의 구동에 알맞게 정렬하여 출력하는 타이밍 컨트롤러;
    적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조값을 검출하여 듀티 비가 가변 되도록 디밍 제어신호를 생성함과 아울러, 상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 상기 정렬된 영상 데이터들 각각의 계조 값을 변환하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 데이터 변환부; 및
    상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는
    적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조 값을 검출하는 히스토그램 분석부,
    상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 대응하도록 듀티 비를 가변시켜서 디 밍 제어신호를 생성 및 출력하는 디밍 제어신호 생성부,
    상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값이 속하는 범위에 따라 제 1 내지 제 n 선택신호를 생성 및 출력하는 선택부, 및
    제 1 내지 제 n 룩-업 테이블을 구비하고 상기 선택신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 선택하여 상기 정렬된 영상 데이터들의 계조 값을 변환함으로써 변환 데이터를 생성하는 변환 데이터 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변환 데이터 생성부는
    상기 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 이용하여 상기 선택부를 통해 입력된 상기 정렬된 영상 데이터를 디밍 제어신호 듀티 비 100%의 입력 값 또는 출력 값에 대응되도록 변환 데이터를 생성 및 출력한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는
    상기 타이밍 컨트롤러에 내장되거나 또는 상기 타이밍 컨트롤러의 이전 단에 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 백 라이트 유닛은
    복수의 램프가 구비된 백 라이트를 구비하고, 상기 듀티 비가 가변된 디밍 제어신호에 응답하여 상기 복수의 램프를 버스트 모드(Burst Mode)로 구동하는 스캐닝 백 라이트 유닛인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 복수의 화소영역을 구비한 액정패널, 데이터 및 게이트 드라이버, 타이밍 컨트롤러, 및 백 라이트 유닛을 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 액정패널의 구동에 알맞게 외부로부터 입력된 영상 데이터들을 정렬하는 단계;
    적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조값을 검출하여 듀티 비가 가변 되도록 디밍 제어신호를 생성하는 단계;
    상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 따라 상기 정렬된 영상 데이터들 각각의 계조 값을 변환하여 변환 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하도록 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 디밍 제어신호 생성단계는
    적어도 한 프레임 단위로 히스토그램을 생성하는 단계,
    상기 히스토 그램을 이용하여 적어도 한 프레임 단위로 상기 정렬된 영상 데이터의 최대 또는 평균 계조 값을 검출하는 단계, 및
    상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값에 대응하도록 듀티 비를 가변시켜서 디밍 제어신호를 생성하여 상기 백 라이트 유닛에 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 변환 데이터 생성단계는
    상기 검출된 최대 또는 평균 계조 값이 속하는 범위에 따라 제 1 내지 제 n 선택신호를 생성하는 단계,
    상기 선택신호에 따라 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 선택하여 상기 정렬된 영상 데이터들의 계조 값을 변환함으로써 변환 데이터를 생성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 변환 데이터 생성단계는
    상기 제 1 내지 제 n 룩-업 테이블 중 적어도 하나를 이용하여 상기 정렬된 영상 데이터를 디밍 제어신호 듀티 비 100%의 입력 값 또는 출력 값에 대응되도록 변환 데이터를 생성 및 출력한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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