KR20110061770A

KR20110061770A - 액정표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20110061770A
Application number: KR1020090118278A
Authority: KR
Inventors: 이광한
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-06-10
Also published as: KR101671172B1

Abstract

본발명은, 행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과; 열라인 방향을 따라 연장되며, 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선과; 상기 데이터배선에 대응되며 서로 이웃하는 행라인의 영상데이터의 계조가 블랙계조와 화이트계조 사이에서 바뀌는 경우에, 상기 블랙계조를 갖는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 저전력구동부와; 입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 데이터구동부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid crystal display device and method of driving the same}

본발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기발광소자(OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.

이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 현재 널리 사용되고 있다.

액정표시장치는, 서로 교차하여 화소를 정의하는 다수의 게이트배선 및 데이터배선과, 화소에 형성된 스위칭트랜지스터를 포함한다. 다수의 게이트배선에는 수 평주기마다 스캔펄스가 순차적으로 인가되어, 해당 행라인의 화소에 위치하는 스위칭트랜지스터를 턴온(turn-on)시킨다. 이에 동기하여, 데이터구동부의 출력회로는 다수의 데이터배선 각각으로 데이터전압을 출력하며, 이와 같이 출력된 데이터전압은 해당 화소에 인가된다.

일반적으로, 데이터배선은 하나의 열라인을 따라 연장된 화소들과 연결되어 있다. 그리고, 열라인을 따라 연장된 화소들은, 매 행라인 마다 극성이 반전되는 패턴을 갖도록 구동된다. 이를 위해, 데이터구동부의 출력회로는, 대응되는 데이터배선에, 매 수평주기마다 극성이 반전되는 데이터전압을 출력하게 된다. 이에 따라, 데이터구동부의 출력회로를 통해 출력되는 데이터전압은, 극성 반전에 따라 스윙(swing)하여야 하므로, 출력회로는 상당한 전력을 소비하게 되며 이에 따라 상당한 양의 발열이 발생하게 된다.

이를 개선하기 위해, 도 1에 도시한 바와 같이, 하나의 데이터배선(DL1 내지 DL4)에 대해, 이웃하는 두개의 열라인을 따라 연장된 화소들(P)과 교대로 연결되도록 구성하는 방식이 제안되었다. 도 1을 참조하면, 하나의 프레임 동안, 각 데이터배선(DL1 내지 DL4)에는 동일한 극성의 데이터전압이 인가되며, 이웃하는 데이터배선(DL1 내지 DL4)에는 서로 다른 극성의 데이터전압이 인가된다. 이에 따라, 행라인과 열라인 방향으로 서로 이웃하는 화소들(P)은 서로 다른 극성을 갖는 도트인버젼(dot inversion) 방식으로 구동될 수 있다.

이와 같은 경우에, 화이트(W)계조와 블랙(B)계조가, 두개의 열라인 단위로 교대로 표시되는 경우를 가정해 보자. 이때, 서로 이웃하는 네개의 데이터배선(DL1 내지 DL4)에 출력되는 데이터전압(DL1, DL3)의 파형은 도 2와 같을 것이다.

도 2를 참조하면, 제 2 및 4 데이터배선(DL2, DL4)의 데이터전압의 파형은, 공통전압(Vcom)을 기준으로 부극성(-)의 일정한 값을 갖게 됨을 알 수 있다. 그런데, 제 1 및 3 데이터배선(DL1, DL3)의 데이터전압의 파형은, 공통전압(Vcom)을 기준으로 정극성(+)을 가지며, 전압이 크게 변동하게 됨을 알 수 있다.

이처럼, 특정의 영상패턴에서, 제 1 및 3 데이터배선(DL1, DL3)에 전압을 출력하는 출력회로는, 최대 변동폭으로 데이터전압을 출력하여야 하는 바, 소비전력이 커지게 되고 발열이 커지게 된다.

본발명은, 소비전력 및 발열을 개선할 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과; 열라인 방향을 따라 연장되며, 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선과; 상기 데이터배선에 대응되며 서로 이웃하는 행라인의 영상데이터의 계조가 블랙계조와 화이트계조 사이에서 바뀌는 경우에, 상기 블랙계조를 갖는 영상데이터의 계 조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 저전력구동부와; 입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 데이터구동부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 데이터구동부는, 상기 입력된 영상데이터에 대응되는 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압을 출력하는 DAC부와; 상기 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압 중 하나를 선택하는 먹스와; 상기 먹스에서 선택된 데이터전압을 입력받아 상기 데이터배선에 출력하는 출력버퍼를 포함할 수 있다.

상기 데이터구동부는, 상기 입력된 영상데이터에 대응되는 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압을 출력하는 DAC부와; 상기 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압 각각을 입력받아 출력하는, P채널 출력버퍼와 N채널 출력버퍼와; 상기 P채널 출력버퍼와 N채널 출력버퍼에서 출력된 데이터전압들 중 하나를 선택하여 상기 데이터배선에 출력하는 먹스를 포함하며, 상기 P채널 출력버퍼는 제 1 및 2 구동전압을 인가받고, 상기 N채널 출력버퍼는 제 2 및 3 구동전압을 인가받으며, 상기 제 2 구동전압은, 상기 제 1 및 3 구동전압 사이의 중간값을 가질 수 있다.

다른 측면에서, 본발명은, 행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과, 열라인 방향을 따라 연장되며 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 데이터배선에 대응되며 서로 이웃하는 행라인에 위치하는 영상데이터의의 계조가 블랙계조와 화이트계조 사이에서 바뀌는 경우에, 상기 블랙계조를 갖는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조 로 높이는 단계와; 데이터구동부에서, 입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제공한다.

또다른 측면에서, 본발명은, 행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과; 열라인 방향을 따라 연장되며, 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선과; 영상분석을 수행하여 수직N라인 영상패턴이 검출되면, 상기 수직N라인 영상패턴에서 블랙계조가 표시되는 영역에 속하는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 저전력구동부와; 입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상 기 데이터배선에 출력하는 데이터구동부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

또다른 측면에서, 본발명은, 행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과, 열라인 방향을 따라 연장되며 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 영상분석을 수행하여 수직N라인 영상패턴이 검출되면, 상기 수직N라인 영상패턴에서 블랙계조가 표시되는 영역에 속하는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 단계와; 데이터구동부에서, 입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제공한다.

본발명에서는, 데이터배선에 대응되며 서로 이웃하는 행라인의 영상데이터의 계조가, 블랙계조에서 화이트계조로 또는 화이트계조에서 블랙계조로 바뀌는 경우에, 블랙계조의 영상데이터에 대해, 그 계조를 허용계조범위에 속하는 계조들 중 하나로 높이게 된다. 이에 따라, 데이터구동부의 출력전압 변동폭이 줄어들게 되어, 소비전력 및 발열이 감소되게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.

도 3은 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본발명의 실시예에 따른 화소 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5 및 6은 본발명의 실시예에 따른 데이터구동부의 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(200)과, 구동회로와, 백라이트(500)를 포함한다. 구동회로는, 타이밍제어부(310)와, 게이트구동부(320)와, 데이터구동부(330)와, 저전력구동부(400)를 포함한다.

액정패널(200)은 영상을 표시하는 표시부에 해당된다. 액정패널(200)에는, 행방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선(GL)과 열방향을 따라 연장된 다수의 데이터배선(DL)이 교차하여, 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 화소(P)를 정의한다.

도 4를 참조하면, 각 화소(P)에는, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결된 스위칭트랜지스터(TS)가 형성되어 있다. 스위칭트랜지스터(TS)는 화소전극과 연결되어 있다. 한편, 화소전극에 대응하여 공통전극이 형성된다. 화소전극과 공통전극 각각에 데이터전압과 공통전압이 인가되면, 이들 사이에 전계가 형성된다. 이와 같이 형성된 전계는 액정을 구동하게 된다. 화소전극과 공통전극 그리고 이들 전극 사이에 위치하는 액정은 액정커패시터(Clc)를 구성하게 된다. 한편, 각 화소(P)에는, 스토리지커패시터(Cst)가 더욱 구성되며, 이는 화소전극에 인가된 데이터전압을 다음 프레임까지 저장하는 역할을 하게 된다.

여기서, 액정표시장치(100)가 컬러영상을 표시하는 경우에, 예를 들면, 서로 이웃하는 레드 화소(P)와, 그린 화소(P)와, 블루 화소(P)가 하나의 영상 단위를 구성할 수 있다. 한편, 휘도 향상을 위해, 영상 단위는, 화이트 화소(P)를 더욱 포함할 수 있다.

본발명의 실시예에서는, 하나의 데이터배선(DL)의 양측에 위치하는 화소들(P) 즉 이웃하는 두개의 열라인에 배치된 화소들(P)은, 행라인 마다 교대로 해당 데이터배선(DL)에 연결되는 구성을 갖게 될 수 있다. 예를 들면, j번째 열라인의 화소들(P)과 (j+1)번째 열라인의 화소들(P) 사이에 데이터배선(DL)이 위치한다고 가정하자. 이와 같은 경우에, i번째 열라인과 (j+1)번째 열라인에 위치한 화소(P)에 연결된 데이터배선(DL)은, (i+1)번째 열라인과 j번째 행라인에 위치한 화소(P)와 연결되도록 구성될 수 있다.

이와 같은 구성에서, 하나의 프레임 동안, 각 데이터배선(DL)에는 동일한 극성의 데이터전압이 인가되도록 구동될 수 있다. 여기서, 데이터전압의 극성은, 공통전압을 기준으로, 공통전압보다 크다면 정극성(+), 공통전압보다 작다면 부극성(-)에 해당된다. 이처럼, 하나의 프레임 동안, 각 데이터배선(DL)에 동일한 극성의 데이터전압이 인가되는 경우에는, 데이터배선(DL)의 전압 변동량 즉 스윙폭이 줄어들게 되어, 소비전력이 개선될 수 있게 된다. 그리고, 서로 이웃하는 데이터배선(DL)에는, 서로 반대되는 극성의 데이터전압이 인가될 수 있다. 이와 같은 경우에, 행라인과 열라인 방향으로 서로 이웃하는 화소들(P)은 서로 다른 극성을 갖는 도트인버젼 방식으로 구동될 것이다. 한편, 프레임 주기로, 각 데이터배선(DL)에 인가되는 데이터전압의 극성이 반전될 수 있다.

백라이트(500)는, 빛을 액정패널(200)에 공급하는 역할을 하게 된다. 백라이트(500)로서, 냉음극관형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp: EEFL), 발광다이오드(light emitting diode: LED)가 사용될 수 있다.

타이밍제어부(310)는 TV시스템이나 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 제어신호를 입력받게 된다. 또한, 저전력구동부(400)으로부터 영상데이터(Data)를 입력받게 된다.

타이밍제어부(310)는 입력된 제어신호를 사용하여, 게이트구동부(320)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터구동부(330)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성한다.

게이트구동부(320)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 매 프레임마다 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 스캔(scan)할 수 있다. 즉, 매 수평주기 동안에는, 게이트배선(GL)에 턴온(turn-on)전압을 공급하게 된다. 한편, 다음 프레임의 스캔시까지는 게이트배선(GL)에 턴오프(turn-off)전압이 공급된다. 수평주기 동안 턴온전압이 인가됨으로써, 스위칭트랜지스터(TS)는 턴온된다.

데이터구동부(330)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)에 응답하여, 입력된 영상데이터(Data)를 데이터전압으로 변환하여, 대응되는 데이터배선(DL)에 출력하게 된다. 이와 같이 출력된 데이터전압은, 해당 데이터배선(DL)을 통해 해당 화소(P)에 인가된다.

이와 같이 데이터전압을 출력하는 데이터구동부(330)의 구성에 대해 도 5 및 6을 더욱 참조하여 설명한다.

먼저, 일예로서, 도 5를 참조하면, 데이터구동부(330)는, DAC(digital-to-analog converter)부(331)와, 먹스(MUX; 332)와, 출력버퍼부(333)을 포함한다. DAC부(331)는, 입력된 영상데이터(Data)에 대해, 정극성 데이터전압(Vd_P)과 부극성 데이터전압(Vd_N)을 생성하게 된다. 예를 들면, DAC부(331)는, 각 데이터배선(DL)에 대응하여, 도시하지는 않았지만, 정극성 데이터전압(Vd_P)을 출력하는 P디코더(positive decoder)와, 부극성 데이터전압(Vd_N)을 출력하는 N디코더(negative decoder)를 포함할 수 있다. 여기서, P디코더는 다수의 정극성 계조전압들을 입력받고, 입력된 영상데이터(Data)의 계조에 대응되는 계조전압을 정극성 데이터전압(Vd_P)으로서 출력하게 된다. 한편, N디코더는 다수의 부극성 계조전압들을 입력받아, 입력된 영상데이터(Data)의 계조에 대응되는 계조전압을 부극성 데이터전압(Vd_N)으로서 출력하게 된다.

이와 같이 출력된 정극성 데이터전압(Vd_P)과 부극성 데이터전압(Vd_N)은 먹스(332)에 입력되며, 데이터제어신호(DCS) 중 하나로서 예를 들면 극성제어신호(POL)에 응답하여, 정극성 데이터전압(Vd_P)과 부극성 데이터전압(Vd_N) 중 하나를 선택하여 출력하게 된다.

먹스(332)를 통해 출력된 데이터전압은 출력버퍼부(333)를 통해 해당 데이터배선(DL)에 출력된다. 여기서, 출력버퍼부(333)는, 출력버퍼(AMP)로 구성된다. 출 력버퍼(AMP)는, 구동전압으로서, 제 1 구동전압(VDD)과 제 2 구동전압(VSS)을 인가받게 된다. 여기서, 제 1 및 2 구동전압(VDD, VSS)은 각각, 하이구동전압(VDD)과 로우구동전압(VSS)에 해당된다.

도 5와는 다른 예로서, 데이터구동부(330)는, 도 6과 같은 구성을 갖게 될 수 있다. 도 6을 참조하면, 도 5와 유사하게, DAC부(331)는, 정극성 데이터전압(Vd_P)과 부극성 데이터전압(Vd_N)을 출력하게 된다.

한편, 출력버퍼부(333)는, N채널(negative channel) 출력버퍼(AMP_N)과, P채널(positive channel) 출력버퍼(AMP_P)를 포함할 수 있다. N채널 출력버퍼(AMP_N)는 입력된 부극성 데이터전압(Vd_N)을 버퍼링하여 출력하게 되며, P채널 출력버퍼(AMP_P)는 입력된 정극성 데이터전압(Vd_P)을 버퍼링하여 출력하게 된다.

이와 같이 출력된 정극성 데이터전압(Vd_p)과 부극성 데이터전압(Vd_N)은 먹스(332)에 입력되며, 예를 들면 극성제어신호(POL)에 응답하여, 정극성 데이터전압(Vd_P)과 부극성 데이터전압(Vd_N) 중 하나를 선택하여 데이터배선(DL)에 출력하게 된다.

여기서, 도 6의 P채널 출력버퍼(AMP_P)는, 구동전압으로서, 제 1 및 3 구동전압(VDD1, VDD2)을 인가받게 된다. 그리고, N채널 출력버퍼(AMP_N)는, 구동전압으로서, 제 3 및 2 구동전압(VDD2, VSS)을 인가받게 된다. 여기서, 제 1 및 2 구동전압(VDD1, VSS) 각각은, 도 5의 제 1 및 2 구동전압(VDD, VSS)에 해당된다. 그리고, 제 3 구동전압(VDD2)은, 제 1 및 2 구동전압(VDD1, VSS) 사이의 구동전압, 예를 들면 이들 구동전압들(VDD1, VSS)의 중간에 위치하는 전압값을 갖게 된다. 이와 같은 경우에, 도 6의 출력버퍼들(AMP_P, AMP_N) 각각은, 도 5의 출력퍼버(AMP)에 비해, 출력 스윙폭의 최대값이 반으로 줄어들게 된다. 따라서, 도 6과 같은 구성을 갖는 데이터구동부(330)는, 도 5에 비해, 소비전력과 발열이 저감될 수 있게 된다.

한편, 본발명의 실시예에서는, 저전력구동부(400)를 구비하여, 소비전력을 개선할 수 있게 되는데, 이에 대해 도 7 내지 9를 더욱 참조하여 설명한다.

도 7은 본발명의 실시예에 따른 저전력구동부(400)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8 및 9는 본발명의 실시예에 따른 저전력 구동방법을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 도 8에서는 화소와 데이터배선의 연결관계를 개략적으로 도시하였으며, 도 9에서는 도 8의 제 1 및 3 데이터배선의 전압 파형을 개략적으로 도시하였다.

도 7을 참조하면, 저전력구동부(400)는, 영상분석부(410)와 데이터변환부(420)을 포함한다.

영상분석부(410)는, 외부의 시스템 등으로부터 입력되는 영상데이터(Data)를 기초로 표시될 영상을 분석하게 된다. 예를 들면, 각 데이터배선(DL)에 대응되며, 이웃하는 행라인의 영상데이터의 계조를 비교할 수 있다.

이와 관련하여, 도 7을 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이, 각 데이터배선(DL1 내지 DL4)은 서로 이웃하는 열라인의 화소들(P)에 대해, 행라인 마다 교대로 연결되어 있다. 한편, 설명의 편의를 위해, 각 화소(P)에 대응되는 영상데이터는 n-비트 예를 들면 8-비트 영상데이터라고 가정한다. 이때, 영상데이터는 256개의 계조들 즉 제 0 번째 내지 255 번째 계조들을 가질 수 있으며, 최소계조인 0번째 계조는 블랙(B)계조에 해당되고, 최대계조인 255번째 계조는 화이트(W)계조에 해당된다. 그리고, 블랙(B)계조에서 화이트(W)계조로 증가할수록, 공통전압(Vcom)을 기준으로, 대응되는 데이터전압들의 절대값이 증가한다고 가정한다.

여기서, 제 1 데이터배선(DL1)을 예로 들어 설명하면, (i, j+1)에 위치하는 화소(P)에 대응되는 영상데이터와, (i+1, j)에 위치하는 화소(P)에 대응되는 영상데이터의 계조를 비교한다. (i, j+1)의 영상데이터는 화이트(W)계조를 갖게 되며, (i+1, j)의 영상데이터는 블랙(B)계조를 갖게 된다. 이에 따라, i번째 수평주기 동안 출력되는 데이터전압은 화이트(W)계조에 대응되는 정극성(+) 계조전압 즉 정극성(+) 화이트계조전압(VW_P)에 해당된다. 그리고, (i+1)번째 수평주기 동안 출력되는 데이터전압은 정극성(+) 계조전압 즉 정극성(+) 블랙계조전압(VB_P)에 해당된다. 따라서, 두개의 수평주기 사이에서의 데이터전압의 변동량은, (VW_P - VB_P)로서 최대 변동량에 해당된다.

이와 같은 경우에, 블랙(B)계조를 갖는 (i+1, j)의 영상데이터에 대해, 데이터변환부(420)는, 그 계조를 높이게 된다. 예를 들면, 블랙(B)계조에 대해, 제 1 번째 내지 k 번째 계조 중 하나로 높이게 된다. 여기서, 이와 같은 제 1 번째 내지 k 번째 계조들로 구성되는 계조범위는, 설명의 편의를 위해, 허용계조범위라고 칭한다. 이와 같은 허용계조범위에 속하는 적어도 하나의 계조들은, 휘도 측면에서 볼때, 블랙(B)계조와 구별이 어려운 계조들로서, 사용자가 시각적으로 휘도 차이를 인지하지 못하는 계조들에 해당된다. 이와 관련하여, 도표 1 및 도 10을 더욱 참조하여 설명한다.

도 10은 8-비트 영상데이터에 대한 감마커브를 도시한 도면이고, 도표 1은 제 0 번째 내지 5 번째 계조들에 대한 X-Y 색좌표값과 휘도를 나타낸 도표이다.

도표 1.

계조	X	Y	휘도(%)
0	0.225	0.237	0.33
1	0.225	0.238	0.34
2	0.227	0.240	0.35
3	0.229	0.243	0.37
4	0.229	0.243	0.38
5	0.232	0.247	0.41

도표 1 및 도 10에서의 계조들의 휘도들은, 제 255 번째 계조가 100%에 해당된다고 하였을 때의 상대적인 %를 나타내고 있다. 한편, 도표 1 및 도 10의 결과는, 감마값(γ)이 2.2이며, 구동주파수가 120㎐인 경우에 얻어진 것이다.

도표 1 및 도 10을 참조하면, 제 0 번째 계조 즉 블랙(B)계조에 대응되는 휘도와, 제 1 내지 5 번째 계조들 즉 허용계조범위에 속하는 계조들의 휘도들은, 서로 상당히 근접한 값을 가지고 있음을 알 수 있다. 또한, X-Y 색좌표값 또한, 서로 상당히 근접한 값을 가지고 있음을 알 수 있다. 따라서, 블랙(B)계조를, 제 1 내지 5 번째 계조들 중 어느 하나로 변환한다 하더라도, 이에 따른 차이는 시각적으로 인지될 수 없는 범위에 놓이게 될 것이다.

물론, 도표 1에 나타낸 제 1 내지 5 번째 계조들은 허용계조범위의 일예로서, 액정표시장치의 특성에 따라 변화될 수 있음은 자명하다. 따라서, 본발명의 실시예에서의 허용계조범위는, 블랙(B)계조의 차상위 계조들 중 블랙(B)계조 와 시각적으로 차이가 인지되지 않는 범위에 속하는 적어도 하나의 계조를 포함할 수 있음은 자명하다.

앞서 설명한 바와 같이, 블랙(B)계조를 허용계조범위에 속하는 계조들 중 하나로 변환하더라도 시각적으로 차이가 느껴지지 않을 것이다. 따라서, 데이터변환부(420)는, 영상분석부(410)의 분석결과를 전달받아, (i+1, j)의 영상데이터에 대해, 그 계조를 블랙(B)계조에서 허용계조범위에 속하는 계조들 중 하나로 높이게 된다. 설명의 편의를 위해, 블랙(B)계조를 제 5 번째 계조로 높이게 되면, 이웃하는 수평주기 사이의 데이터전압의 변동량은, 계조 상승에 따른 데이터전압의 변화량만큼 감소될 것이다. 즉, 제 5 번째 계조에 대응되는 데이터전압이 V5_P라고 한다면, 데이터전압의 변동량은, (VP_W - V5_P) = (VP_W - VB_P) + (V5_P - VB_P)가 된다.

따라서, 데이터전압의 변동량은, (V5_P - VB_P) 만큼 줄어들게 된다. 이에 따라, 데이터구동부(330)의 출력전압 변동폭이 줄어들게 되는 바, 결과적으로 소비전력 및 발열이 감소되게 된다.

위와 같은 방법과 유사하게, 블랙(B)계조에 대응되는 데이터전압과 화이트계조에 대응되는 데이터전압이 수평주기 마다 교대로 인가되는 제 3 데이터배선(DL3)에 대해서도, 블랙(B)계조를 허용계조범위에 속하는 계조들 중 하나로 변환시키게 된다. 이에 따라, 제 3 데이터배선(DL3)에 출력되는 데이터전압의 변동량을 감소시킬 수 있게 된다.

도 11은 종래에서의 구동방법으로 구동시에 데이터구동부로부터 출력되는 데 이터전압의 파형과, 본발명의 실시예에 따른 저전력 구동방법으로 구동시에 데이터구동부로부터 출력되는 데이터전압의 파형을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 본발명의 실시예에 따라 블랙계조를 5 번째 계조로 높이는 경우에, 출력되는 전압의 RMS(root mean square)값은 대략 94.3mV에 해당됨을 알 수 있다. 반면, 종래에 따라 블랙계조를 변환하지 않는 경우에는, 출력되는 전압의 RMS값은 대략 112.7mV에 해당됨을 알 수 있다. 이와 같은 시뮬레이션 결과에 따르면, 본발명의 실시예에 따라 구동하게 되면, 종래에 비해, 소비전력을 개선할 수 있게 됨을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 영상분석부(410)는, 각 데이터배선에 대응되며 서로 이웃하는 행라인의 영상데이터들의 계조들을 서로 비교하는 과정을 수행하게 된다. 분석결과, 블랙계조에서 화이트계조로 또는 화이트계조에서 블랙계조로 바뀌는 경우에, 데이터변환부(420)는, 블랙계조의 영상데이터에 대해 그 계조를 높이는 과정을 수행하게 된다.

한편, 영상분석부(410)는, 전술한 바와 다른 방법으로 영상분석을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 도 7 및 8을 재차 참조하여 설명한다.

도 8을 참조하면, 화이트(W)계조와 블랙(B)계조가, 이웃하는 두개의 열라인 단위로 교대로 표시되고 있다. 이와 같은 영상패턴은, 설명의 편의를 위해, 수직2라인(vertical 2 line) 영상패턴이라고 칭한다. 이와 같은 영상패턴이 표시되는 경 우에, 제 1 및 3 데이터배선(DL1, DL3) 즉 화이트(W)계조가 표시되는 영역과 블랙(B)계조가 표시되는 영역에 교대로 연결되는 데이터배선들(DL1, DL3)은, 전압 변동폭이 최대가 된다. 이와 같은 경우에, 영상분석부(410)는, 수직2라인 영상패턴이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

영상분석부(410)의 분석결과, 수직2라인 영상패턴이 존재하게 되면, 데이터변환부(420)는, 블랙(B)계조가 표시되는 영역의 영상데이터에 대해, 블랙(B)계조를 허용계조범위에 속하는 계조들 중 하나로 높일 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 3 데이터배선(DL1, DL3)의 전압 스윙폭은 줄어들게 된다.

한편, 제 4 데이터배선(DL4)은 블랙(B)계조가 표시되는 영역에만 데이터전압을 출력하게 되는데, 이와 관련된 영상데이터에 대해서도, 블랙(B)계조를 동일하게 높일 수 있다. 이와 같은 경우에는, 제 4 데이터배선(DL4)에 출력되는 전압은 변동하지 않고 일정하게 유지된다. 그리고, 블랙(B)계조가 표시되는 영역의 화소들(P) 중 행라인을 따라 이웃하는 화소들(P)은, 서로 반대되는 극성을 가지며, 공통전압을 기준으로 실질적으로 절대값이 동일한 데이터전압이 인가될 것이다. 이에 따라, 블랙(B)계조가 표시되는 영역에서는, DC성분값이 실질적으로 공통전압에 해당될 것이다. 따라서, 공통전압을 기준으로 한 DC성분의 편차에 기인한 화질 저하의 우려를 개선할 수 있을 것이다.

한편, 전술한 바에서는, 수직2라인 영상 패턴에 대해 예로 들어 설명하였으나, 수직1라인 영상패턴이나 그 이상의 영상패턴들에 대해서도, 이와 같은 영상패턴을 검출하여, 블랙계조에 대한 상승 변환을 수행할 수 있다. 다시 말하면, 수직N 라인 영상패턴에 대해서도, 블랙계조에 대한 계조 상승 변환을 수행할 수 있다.

또한, 수직N라인 영상패턴에 있어, 전체 영상패턴 즉 프레임 영상패턴에 대해서 뿐만 아니라, 프레임 영상 중 일부가 수직N라인 영상패턴을 갖는 경우에도, 해당 수직N라인 영상패턴의 블랙계조 영역에 대해, 계조 상승 변환을 수행할 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

도 1은 종래의 액정표시장치 구동방법을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래의 액정표시장치 구동방법에서 데이터배선에 출력되는 전압의 파형을 도시한 도면.

도 3은 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본발명의 실시예에 따른 화소 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 5 및 6은 본발명의 실시예에 따른 데이터구동부의 예들을 개략적으로 도시한 도면.

도 7은 본발명의 실시예에 따른 저전력구동부(400)를 개략적으로 도시한 도면.

도 8 및 9는 본발명의 실시예에 따른 저전력 구동방법을 설명하기 위한 도면.

도 10은 8-비트 영상데이터에 대한 감마커브를 도시한 도면.

도 11은 종래에서의 구동방법으로 구동시에 데이터구동부로부터 출력되는 데이터전압의 파형과, 본발명의 실시예에 따른 저전력 구동방법으로 구동시에 데이터구동부로부터 출력되는 데이터전압의 파형을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

400 : 저전력구동부 410 : 영상분석부

420 : 데이터변환부

Claims

행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과;

열라인 방향을 따라 연장되며, 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선과;

상기 데이터배선에 대응되며 서로 이웃하는 행라인의 영상데이터의 계조가 블랙계조와 화이트계조 사이에서 바뀌는 경우에, 상기 블랙계조를 갖는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 저전력구동부와;

입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 데이터구동부

를 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터구동부는,

상기 입력된 영상데이터에 대응되는 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압을 출력하는 DAC부와;

상기 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압 중 하나를 선택하는 먹스와;

상기 먹스에서 선택된 데이터전압을 입력받아 상기 데이터배선에 출력하는 출력버퍼

를 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터구동부는,

상기 입력된 영상데이터에 대응되는 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압을 출력하는 DAC부와;

상기 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압 각각을 입력받아 출력하는, P채널 출력버퍼와 N채널 출력버퍼와;

상기 P채널 출력버퍼와 N채널 출력버퍼에서 출력된 데이터전압들 중 하나를 선택하여 상기 데이터배선에 출력하는 먹스를 포함하며,

상기 P채널 출력버퍼는 제 1 및 2 구동전압을 인가받고, 상기 N채널 출력버퍼는 제 2 및 3 구동전압을 인가받으며,

상기 제 2 구동전압은, 상기 제 1 및 3 구동전압 사이의 중간값을 갖는

액정표시장치.
행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과, 열라인 방향을 따라 연장되며 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

상기 데이터배선에 대응되며 서로 이웃하는 행라인에 위치하는 영상데이터의의 계조가 블랙계조와 화이트계조 사이에서 바뀌는 경우에, 상기 블랙계조를 갖는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 단계와;

데이터구동부에서, 입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 단계

를 포함하는 액정표시장치 구동방법.
제 4 항에 있어서,

상기 데이터구동부는,

상기 입력된 영상데이터에 대응되는 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압을 출력하는 DAC부와;

상기 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압 중 하나를 선택하는 먹스와;

상기 먹스에서 선택된 데이터전압을 입력받아 상기 데이터배선에 출력하는 출력버퍼를 포함하는

액정표시장치 구동방법.
제 4 항에 있어서,

상기 데이터구동부는,

상기 입력된 영상데이터에 대응되는 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압을 출력하는 DAC부와;

상기 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압 각각을 입력받아 출력하는, P채널 출력버퍼와 N채널 출력버퍼와;

상기 P채널 출력버퍼와 N채널 출력버퍼에서 출력된 데이터전압들 중 하나를 선택하여 상기 데이터배선에 출력하는 먹스를 포함하며,

상기 P채널 출력버퍼는 제 1 및 2 구동전압을 인가받고, 상기 N채널 출력버퍼는 제 2 및 3 구동전압을 인가받으며,

상기 제 2 구동전압은, 상기 제 1 및 3 구동전압 사이의 중간값을 갖는

액정표시장치 구동방법.
행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과;

열라인 방향을 따라 연장되며, 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선과;

영상분석을 수행하여 수직N라인 영상패턴이 검출되면, 상기 수직N라인 영상패턴에서 블랙계조가 표시되는 영역에 속하는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 저전력구동부와;

입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 데이터구동부

를 포함하는 액정표시장치.
행라인 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선과, 열라인 방향을 따라 연장되며 각각은 이웃하는 두개의 열라인에 위치하는 화소들과 행라인 단위로 교대로 연결되는 다수의 데이터배선을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

영상분석을 수행하여 수직N라인 영상패턴이 검출되면, 상기 수직N라인 영상패턴에서 블랙계조가 표시되는 영역에 속하는 영상데이터의 계조를, 상기 블랙계조에서 허용계조범위에 속하는 계조로 높이는 단계와;

데이터구동부에서, 입력된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터배선에 출력하는 단계

를 포함하는 액정표시장치 구동방법.