KR20160114795A - 표시장치 - Google Patents

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김병선
조재현
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Abstract

본 발명에 따른 표시장치 신호 제어부, 화소, 백라이트 유닛, 백라이트 구동부를 포함한다. 백라이트 구동부는 제1 내지 제4 영상 데이터들의 색 정보들에 근거하여 제1 내지 제3 발광소자들을 선택적으로 스위칭한다. 백라이트 구동부는 각각의 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안에 제1 내지 제3 발광소자들 중 적어도 어느 하나를 턴-온시키고, 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 2개의 서브 프레임 구간들 동안에 동일한 컬러의 광을 상기 화소에 제공하도록 제1 내지 제3 발광소자들을 스위칭한다.

Description

표시장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 표시품질이 향상된 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광 투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 상기 액정표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
최근 화소를 투과하는 광량을 증가시키는 디밍(Dimming) 기술이 적용되고 있다. 상기 디밍 기술은 상기 백라이트 유닛을 복수의 블록들로 나누고, 블록들에 따라 서로 다른 휘도로 발광시키는 제어방식이다. 상기 복수의 블록들은 서로 다른 색의 광을 생성하는 몇종(some species)의 광원을 포함한다.
본 발명의 목적은 플리커가 감소된 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 표시장치는 신호 제어부, 화소, 백라이트 유닛, 백라이트 구동부를 포함한다. 상기 신호 제어부는 제1 색 내지 제3 색들의 정보를 각각 갖는 제1 내지 제3 입력 영상신호들로부터 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성한다. 상기 화소는 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들에 대응하는 제1 내지 제4 데이터 전압들을 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안 순차적으로 수신한다. 상기 백라이트 유닛은 제1 내지 제3 색들의 광을 각각 생성하는 제1 내지 제3 발광소자들을 포함한다. 백라이트 구동부는 상기 제1 내지 제3 발광소자들을 구동시킨다.
상기 백라이트 구동부는 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들의 색 정보들에 근거하여 상기 제1 내지 제3 발광소자들을 선택적으로 스위칭한다. 상기 백라이트 구동부는 각각의 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안에 상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 적어도 어느 하나를 턴-온시키고, 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 2개의 서브 프레임 구간들 동안에 동일한 컬러의 광을 상기 화소에 제공하도록 상기 제1 내지 제3 발광소자들을 스위칭한다.
상기 화소는 상기 제1 내지 제4 데이터 전압들에 근거하여 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안에 수신한 광의 컬러와 동일한 컬러의 광을 투과시킬 수 있다.
상기 화소는, 상기 제1 내지 제4 데이터 전압들을 출력하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극, 상기 화소전극과 전계를 형성하는 공통전극, 및 상기 전계가 형성됨에 따라 배열이 변화되는 액정층을 포함할 수 있다.
신호 제어부는 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들로부터 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 영상신호 변환부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상신호 변환부는 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 최저 휘도 값을 갖는 하나의 입력 영상신호로부터 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들 중 화이트 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들(이하, 화이트 영상 데이터들)을 생성하고, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 다른 2개의 입력 영상신호들로부터 대응하는 색 정보를 각각 갖는 나머지 2개의 영상 데이터들을 각각 생성할 수 있다.
상기 나머지 2개의 영상 데이터들은 레드, 그린, 블루 중 서로 다른 색 정보를 각각 가질 수 있다. 상기 화이트 영상 데이터들은 동일한 휘도 값을 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 발광소자들은 레드, 그린, 블루의 광을 각각 생성할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 상기 나머지 2개의 영상 데이터들에 대응하는 데이터 전압들이 상기 화소에 인가되는 2개의 서브 프레임구간들 동안에, 상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 상기 나머지 2개의 영상 데이터들의 색 정보들에 대응하는 색의 광들을 생성하는 발광소자들이 각각 턴-온될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 상기 화이트 영상 데이터들에 대응하는 데이터 전압들이 상기 화소에 인가되는 나머지 2개의 서브 프레임구간들 동안에, 상기 제1 내지 제3 발광소자들이 동시에 턴-온될 수 있다.
상기 영상신호 변환부는, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 휘도 값들을 분석하는 영상신호 분석부, 상기 분석된 휘도 값들로부터 상기 화이트 영상 데이터들의 휘도 값들을 결정하고, 상기 나머지 2개의 영상 데이터들의 휘도 값들을 결정하는 신호레벨 결정부 및 상기 결정된 휘도 값들에 근거하여 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 변환신호 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상신호 변환부는 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 최저 휘도 값을 갖는 하나의 입력 영상신호(이하, 최저 입력 영상신호)로부터 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 상기 제1 색 내지 제3 색들과 다른 제4 색 정보를 갖는 하나의 영상 데이터를 생성하고, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 최대 휘도 값을 갖는 하나의 입력 영상신호(이하, 최대 입력 영상신호)로부터 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들을 생성하고, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 나머지 하나의 입력 영상신호로부터 대응하는 색 정보를 갖는 나머지 하나의 영상 데이터를 각각 생성할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 상기 제1 색 내지 제3 색들은 각각 레드, 그린, 블루 일 수 있다. 상기 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 상기 2개의 영상 데이터들은 동일한 휘도 값을 가질 수 있다.
상기 제4 색 정보를 갖는 상기 영상 데이터는 상기 최저 입력 영상신호의 색 정보의 색과 상기 나머지 입력 영상신호의 색 정보의 색의 혼합색 정보를 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 발광소자들은 레드, 그린, 블루의 광을 각각 생성할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 제4 색 정보를 갖는 상기 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압이 상기 화소에 인가되는 하나의 서브 프레임구간 동안에, 상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 상기 최저 입력 영상신호의 색 정보에 대응하는 색의 광을 생성하는 하나의 발광소자와 상기 나머지 입력 영상신호의 색 정보에 대응하는 색의 광을 생성하는 다른 하나의 발광소자가 동시에 턴-온될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 상기 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들에 대응하는 데이터 전압들이 상기 화소에 인가되는 다른 2개의 서브 프레임구간들 동안에, 상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 상기 최대 입력 영상신호의 색 정보에 대응하는 색의 광을 생성하는 나머지 하나의 발광소자가 각각 턴-온될 수 있다.
상기 다른 2개의 서브 프레임구간들은 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 불연속적인 2개의 구간들일 수 있다.
상기 영상신호 변환부는, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 휘도 값들을 분석하는 영상신호 분석부, 상기 분석된 휘도 값들로부터 상기 제4 색 정보를 갖는 상기 영상 데이터의 휘도 값들을 결정하고, 상기 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들의 휘도 값들을 결정하며, 상기 나머지 하나의 입력 영상신호에 대응하는 색 정보를 갖는 나머지 하나의 영상 데이터의 휘도 값을 결정하는 신호레벨 결정부, 및 상기 결정된 휘도 값들에 근거하여 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 변환신호 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안에 상기 화소는 광을 투과시킨다. 광이 투과되지 않는 서브 프레임구간이 발생하지 않을 수 있다. 서브 프레임 구간들 사이의 휘도차이가 감소하기 때문에 플리커가 감소된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 블록의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 발생한 신호들의 타이밍도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호제어부의 블록도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상신호 변환부의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 구동부의 블록도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 영상신호들로부터 영상 데이터들로 변환되는 과정을 도시한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전압들과 스위칭 신호들의 관계를 도시한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 영상신호들로부터 영상 데이터들로 변환되는 과정을 도시한 도면이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전압들과 스위칭 신호들의 관계를 도시한 도면이다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전압들과 스위칭 신호들의 관계를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블록도이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시장치(DD)는 영상을 생성하는 표시패널(100), 표시패널(100)로 광을 공급하는 백라이트 유닛(200), 및 백라이트 유닛(200)을 구동시키는 백라이트 구동부(300)를 포함한다. 그밖에 표시장치(DD)는 신호 제어부(400), 게이트 구동부(500), 및 데이터 구동부(600)를 포함할 수 있다.
표시패널(100)은 액정표시패널과 같은 투과형 표시패널 또는 전기영동 표시패널과 같은 반사-투과형 표시패널일 수 있다. 표시패널(100)은 특별히 제한되지 않고, 본 실시예에서 표시패널(100)은 액정표시패널로 설명된다.
표시패널(100)은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn), 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm), 및 복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3)를 포함한다. 도 1에는 3개의 화소들(PX1, PX2, PX3)을 예시적으로 도시하였다. 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)은 제1 방향(DR1)으로 배열되고, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)로 연장될 수 있다. 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 제1 방향(DR1)으로 배열된다. 복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3) 각각은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인에 연결되고, 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인에 연결된다.
백라이트 유닛(200)은 표시패널(100)에 광을 제공한다. 백라이트 유닛(200)은 복수 개의 발광소자들을 포함할 수 있다. 복수 개의 발광소자들은 서로 다른 색의 광을 표시패널(100)에 제공하는 몇종(some species)으로 구분될 수 있다. 본 실시예에서 백라이트 유닛(200)은 표시패널(100)의 하측에 배치되는 직하형일 수 있다.
백라이트 구동부(300)는 백라이트 유닛(200)의 동작을 제어한다. 백라이트 구동부(300)는 복수 개의 발광소자들을 선택적으로 턴-온/턴-오프 시키고, 복수 개의 발광소자들에 전원 전압을 제공할 수 있다.
신호 제어부(400)는 표시장치(DD)의 외부로부터 복수 개의 입력 영상신호들(RGB) 및 복수 개의 제어신호들(CTRL)를 수신한다. 신호 제어부(400)는 데이터 구동부(600)와의 인터페이스 사양에 맞도록 복수 개의 입력 영상신호들(RGB)을 변환하고, 변환된 복수 개의 영상 데이터들(RGB-C)을 백라이트 구동부(300) 및 데이터 구동부(600)에 제공한다.
또한, 신호 제어부(400)는 다수의 제어신호(CTRL)에 근거하여 게이트 제어신호(G-CS, 예를 들어, 수직개시신호, 수직동기신호, 수직클럭신호, 및 수직클럭바신호), 데이터 제어신호(D-CS, 예를 들어, 출력개시신호, 수평개시신호, 수평동기신호 등), 및 백라이트 제어신호(B-CS, 예를 들어, 클럭신호, 수직동기신호, 수평동기신호)를 를 생성한다. 데이터 제어신호(D-CS)는 데이터 구동부(600)에 제공되고, 게이트 제어신호(G-CS)는 게이트 구동부(500)에 제공된다. 백라이트 제어신호(B-CS)는 백라이트 구동부(300)에 제공된다.
게이트 구동부(500)는 신호 제어부(400)로부터 제공되는 게이트 제어신호(G-CS)에 응답해서 복수 개의 게이트 신호들을 순차적으로 출력한다. 따라서, 복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3)는 복수 개의 게이트 신호들에 의해서 행 단위로 순차적으로 스캐닝될 수 있다.
데이터 구동부(600)는 신호 제어부(400)로부터 제공되는 데이터 제어신호(D-CS)에 응답해서 영상 데이터들(RGB-C)을 데이터 전압들로 변환하여 출력한다. 출력된 데이터 전압들은 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3)에 제공된다.
복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3) 각각은 복수 개의 게이트 신호들 중 대응하는 게이트 신호에 의해서 턴-온된다. 턴-온된 화소는 데이터 구동부(600)로부터 대응하는 데이터 전압을 수신한다.
도 2a에는 하나의 화소(PX)의 등가회로도가 예시적으로 도시되었다. 도 2b는 일 실시예에 따른 화소의 단면도를 도시하였다. 도 2a 및 도 2b는 VA(Vertical Alignment) 모드의 화소(PX)를 예시적으로 도시하였으나, 화소(PX)의 동작모드는 특별히 제한되지 않는다. 화소(PX)는 PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, IPS(in-plane switching) 모드 또는 FFS(fringe-field switching) 모드, PLS(Plane to Line Switching) 모드의 화소 일 수 있다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 화소(PX)는 박막 트랜지스터(TR) 및 액정 커패시터(Clc)를 포함한다. 도 1에 도시된 복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3) 각각은 도 2의 화소(PX)와 동일한 등가회로를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 화소(PX)는 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(TR)는 i번째 게이트 라인(GLi)과 j번째 데이터 라인(DLj)에 전기적으로 연결된다. 박막 트랜지스터(TR)는 i번째 게이트 라인(GLi)으로부터 수신한 게이트 신호에 응답하여 j번째 데이터 라인(DLj)으로부터 수신한 데이터 전압에 대응하는 화소 전압을 출력한다.
액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TR)로부터 출력된 화소 전압을 충전한다. 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전하량에 따라 액정층(LCL, 도 2b 참조)에 포함된 액정 방향자의 배열이 변화된다. 액정 방향자의 배열에 따라 액정층으로 입사된 광은 투과되거나 차단된다.
도 2b를 참조하면, 표시패널(100)은 제1 표시기판(DS1), 제2 표시기판(DS2), 및 제1 표시기판(DS1)과 제2 표시기판(DS2) 사이에 배치된 액정층(LCL)을 포함한다.
제1 베이스 기판(BS1)의 일면 상에 박막 트랜지스터(TR)가 배치된다. 도 2b에는 스태거 구조를 갖는 박막 트랜지스터(TR)를 예시적으로 도시하였으나, 상기 박막 트랜지스터(TR)의 구조는 이에 제한되지 않는다. 상기 박막 트랜지스터(TR)는 플래너 구조를 가질 수도 있다.
박막 트랜지스터(TR)는 i번째 게이트 라인(GLi, 도 2a 참조)에 연결된 제어전극(GE), 제어전극(GE)에 중첩하는 활성화부(AL), j번째 데이터 라인(DLj, 도 2b 참조)에 연결된 입력전극(SE), 및 입력전극(SE)와 이격되어 배치된 출력전극(DE)을 포함한다. 활성화부(AL)는 반도체층(SCL)과 오믹 컨택층(OCL)을 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(BS1)의 일면 상에 제1 내지 제3 절연층들(IL1, IL2, IL3)이 배치된다. 제1 내지 제3 절연층들(IL1, IL2, IL3)은 박막 트랜지스터(TR)의 구성들을 부분적으로 커버한다.
액정 커패시터(Clc)는 화소전극(PE)과 공통전극(CE)을 포함한다. 화소전극(PE)은 제3 절연층(IL3) 상에 배치된다. 화소전극(PE)은 제2 절연층(20) 및 제3 절연층(30)을 관통하는 컨택홀(CH)을 통해 출력전극(DE)에 연결된다. 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 사이에 형성된 전계에 따라 액정층의 배열이 변화된다.
제2 베이스 기판(BS2)의 일면 상에 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다. 제2 베이스 기판(BS2)의 일면 상에 블랙 매트릭스(BM)를 커버하는 제4 절연층(IL4)이 배치된다. 제4 절연층(IL4) 상에 공통전극(CE)이 배치된다. 상기 공통전극(CE)에는 공통 전압이 인가된다. 상기 공통 전압과 상기 화소 전압과 다른 레벨을 갖는다. 미 도시되었으나, 제1 베이스 기판(BS1)과 제2 베이스 기판(BS2) 각각에는 배향막이 더 배치될 수 있다.
본 실시예에서 제1 표시기판(DS1)과 제2 표시기판(DS2)은 컬러필터를 포함하지 않을 수 있다. 그에 따라 화소(PX)는 수신한 광의 색과 동일한 색의 광을 투과시킨다. 투과되는 광량은 인가된 화소 전압의 레벨에 따라 결정될 수 있다. 투과되는 광의 색은 복수 개의 발광소자들로부터 제공된 광에 의해 결정될 수 있다.
본 실시예에서 화소(PX)는 하나의 프레임 구간 동안에 화소 전압을 복수 회 수신할 수 있다. 화소 전압들이 인가되는 시간에 동기되어 복수 개의 발광소자들로부터 서로 다른 색의 광이 화소(PX)에 제공될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
별도로 도시하지는 않았으나, 본 실시예에서 제1 표시기판(DS1)과 제2 표시기판(DS2) 중 어느 하나는 복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3)에 대응하게 배치된 동일한 색의 컬러필터들을 포함할 수 있다. 그에 따라 화소(PX)는 수신한 광의 색과 컬리필터의 색의 혼합색을 갖는 광을 투과시킨다.
도 3은 도 1에 도시된 표시장치를 간략히 도시한 개념도이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 블록의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 표시패널(100)은 복수 개의 디밍 영역들(D1_1~Dn_4)로 구분될 수 있다. 복수 개의 디밍 영역들(D1_1~Dn_4)은 행렬을 이루며 정의될 수 있다. 도 2에서 4행, n열로 배치된 복수 개의 디밍 영역들(D1_1~Dn_4)을 예시적으로 도시하였다. 복수 개의 디밍 영역들(D1_1~Dn_4) 각각은 적어도 복수 개의 화소들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 복수 개의 디밍 영역들(D1_1~Dn_4)에 일대일 대응하여 배치되는 복수 개의 광원 블럭들(B1_1~Bn_4)을 포함할 수 있다. 복수 개의 광원 블럭들(B1_1~Bn_4) 각각은 복수 개의 발광소자들을 포함한다. 복수 개의 발광소자들은 생성하는 광의 색에 따라 몇종(some species)으로 구분될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 복수 개의 회로기판들(CB1~CBn), 복수 개의 회로기판들(CB1~CBn)에 실장되는 복수의 광원 블록들(B1-1~Bn_4)을 포함한다. 복수 개의 회로기판들(CB1~CBn) 각각은 제1 방향(DR1)으로 연장된 스트라이프 형상일 수 있다. 복수 개의 회로기판들(CB1~CBn)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
복수의 광원 블록들(B1-1~Bn_4) 각각은 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)을 포함할 수 있다. 도 4b는 하나의 광원 블록(B1-1)을 예시적으로 도시하였다. 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B) 각각은 발광 다이오드 패키지일 수 있다. 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)은 서로 다른 제1 내지 제3 색들의 광을 각각 생성할 수 있다. 본 실시예에서 제1 내지 제3 색들은 레드, 그린, 블루로 설명된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 내지 제3 색들은 시안, 마젠타, 엘로우 일수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 발생한 신호들의 타이밍도이다. 도 5는 복수 개의 프레임 구간들 중 어느 하나의 프레임 구간(FR)을 예시적으로 도시하였다.
프레임 구간(FR)은 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 표시장치(DD)는 예컨대, 240Hz로 구동되며, 프레임 구간(FR) 동안 하나의 프레임 이미지를 표시할 수 있다. 본 실시예에 따른 표시장치(DD)는 초당 60개의 프레임의 이미지를 표시할 수 있다.
게이트 구동부(500, 도 1 참조)은 수직동기신호(Vsync)에 근거하여 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4)을 동안에 복수 개의 게이트 신호들(GS1~GSn, 이하 GS)을 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 순차적으로 출력할 수 있다. 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4)마다 복수 개의 게이트 신호들(GS1~GSn, 이하 GS)이 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공된다.
데이터 구동부(600, 도 1 참조)는 수평동기신호(Hsync)에 근거하여 수신된 복수 개의 영상 데이터들(RGB-C)에 대응하는 복수 개의 데이터 전압들(DS)을 생성한다. 데이터 구동부(600)는 각각의 수평 구간들 동안에 데이터 라인들(DL1~DLm)에 데이터 전압들(DS)을 출력한다. 복수 개의 화소들(PX1, PX2, PX3, 도 1 참조) 각각은 4개의 영상 데이터들에 대응하는 4개의 데이터 전압들을 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 동안에 순차적으로 수신한다.
백라이트 구동부(300)은 스위칭 신호들(SW-S)을 출력한다. 도 5에는 하나의 광원 블록(B1_1, 도 4 참조)에 포함된 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B, 도 4 참조)을 스위칭하는 제1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3)을 예시적으로 도시하였다. 제1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3) 각각은 하이 레벨을 갖는 적어도 하나의 하이 구간과 로우 레벨을 갖는 적어도 하나의 로우 구간을 포함한다.
제1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3)의 하이 구간에 대응하게 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)이 턴-온되고, 제1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3)의 로우 구간에 대응하게 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)이 턴-오프될 수 있다. 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)은 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 중 일부의 서브 프레임 구간에 선택적으로 턴-온/턴-오프 될 수 있다. 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)은 특정한 서브 프레임 구간, 예컨대 제4 서브 프레임 구간(SFR4)에 동시에 턴-온 될 수도 있다.
제1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3)의 하이 구간과 로우 구간은 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4)에 대응하게 구분되는 것으로 도시되었으나 제1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3)의 하이 구간과 로우 구간은 이에 제한되지 않는다. 제1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3)의 하이 구간은 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 중 어느 하나의 서브 프레임 구간의 일부에 대응할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)은 어느 하나의 서브 프레임 구간의 일부의 구간 동안 턴-온될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호제어부의 블록도이다. 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상신호 변환부의 블록도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 구동부의 블록도이다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 신호 제어부(400)는 제어신호 생성부(410)와 영상신호 변환부(420)를 포함할 수 있다. 제어신호 생성부(410)는 입력된 제어신호(CTRL)에 근거하여 데이터 제어신호(D-CS), 게이트 제어신호(G-CS), 및 백라이트 제어신호(B-CS)를 생성한다. 영상신호 변환부(420)는 복수 개의 입력 영상신호들(RGB)을 복수 개의 영상 데이터들(RGB-C)로 변환한다.
도 6b에 도시된 것과 같이, 영상신호 변환부(420)는 제1 내지 제3 입력 영상신호들(S-1, S-2, S-3)로부터 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)을 생성한다. 제1 내지 제3 입력 영상신호들(S-1, S-2, S-3)은 소정의 색 정보, 레드, 그린, 블루의 정보를 각각 포함한다. 복수 개의 입력 영상신호들(RGB) 각각은 제1 내지 제3 입력 영상신호들(S-1, S-2, S-3)을 포함하고, 복수 개의 영상 데이터들(RGB-C) 각각은 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)을 포함한다.
하나의 프레임 이미지에 대응하는 복수 개의 영상신호들(RGB)은 복수 개의 화소들에 각각 매칭된다. 하나의 화소에 매칭되는 하나의 영상신호(RGB)는 제1 내지 제3 입력 영상신호들(S-1, S-2, S-3)을 포함할 수 있다. 하나의 영상신호(RGB)는 하나의 영상 데이터(RGB-C)로 변환되고, 하나의 영상 데이터(RGB-C)는 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40) 중 2개의 영상 데이터들은 레드, 그린, 블루 중 2개의 색 정보를 각각 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40) 중 나머지 2개의 영상 데이터들은 화이트 정보를 각각 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40) 중 하나의 영상 데이터는 레드, 그린, 블루 중 하나의 색 정보(예컨대, 블루)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40) 중 다른 2개의 영상 데이터들은 레드, 그린, 블루 중 상기 하나의 영상 데이터와 다른 하나의 색 정보(예컨대, 그린)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40) 중 나머지 하나의 영상 데이터는 레드, 그린, 블루와 다른 제4 색 정보를 포함할 수 있다. 상기 제4 색은 레드, 그린, 블루 중 상기 하나의 영상 데이터와 다른 2개의 색들(예컨대, 레드와 블루)의 혼합색(예컨대, 마젠타)일 수 있다.
영상신호 변환부(420)는 영상신호 분석부(421), 신호레벨 결정부(422), 및 변환신호 생성부(423)를 포함할 수 있다.
영상신호 분석부(421)는 하나의 프레임 이미지에 대응하는 복수 개의 영상신호들(RGB)의 정보를 분석한다. 영상신호 분석부(421)는 영상신호들의 휘도 값, 즉 제1 내지 제3 입력 영상신호들(S-1, S-2, S-3)을 휘도 값들을 분석한다. 그밖에 영상신호 분석부(421)는 영상신호들의 히스토그램, 레드 그린, 블루 색들의 상관도(correlation), 영상신호들 분산 등을 분석할 수 있다.
영상신호 분석부(421)는 복수 개의 영상신호들(RGB)을 복수 개의 디밍 영역들(D1_1~Dn_4)에 대응하게 복수 개의 그룹들로 분할한 후, 그룹 단위로 제1 내지 제3 입력 영상신호들(S-1, S-2, S-3)의 정보를 분석할 수 있다. 복수 개의 영상 신호 그룹들 각각의 영상신호들(RGB)이 갖는 색 정보의 분포에 따라 복수 개의 영상 신호 그룹들의 영상신호들(RGB)의 변환방법은 달리 선택될 수 있다.
신호레벨 결정부(422)는 상기 분석된 휘도 값들로부터 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)의 휘도 값을 결정한다. 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)의 휘도 값을 결정하는 방법에 관한 상세한 설명은 후술한다. 변환신호 생성부(423)는 결정된 휘도 값들에 근거하여 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)을 생성한다.
도 7에 도시된 것과 같이, 백라이트 구동부(300)는 백라이트 제어신호(B-CS) 및 영상 데이터들(RGB-C)을 수신하고, 스위칭 신호(SW-S) 및 전원 전압(PV)을 출력한다. 백라이트 구동부(300)는 스위칭 신호(SW-S)를 생성하는 스위칭 신호 생성부(310) 및 전원 전압(PV)을 생성하는 전압 생성부(320)를 포함할 수 있다.
스위칭 신호 생성부(310)는 백라이트 제어신호(B-CS) 및 영상 데이터들(RGB-C)에 근거하여 스위칭 신호(SW-S)를 생성한다. 영상 데이터들(RGB-C), 영상 데이터들(RGB-C) 각각의 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)의 색 정보를 분석하여 스위칭 신호(SW-S)를 생성할 수 있다. 영상 데이터들(RGB-C)을 복수 개의 디밍 영역들(D1_1~Dn_4)에 대응하게 복수 개의 영상 데이터 그룹들로 분할한 후, 영상 데이터 그룹 단위로 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-10, S-20, S-30, S-40)의 색 정보를 분석할 수 있다. 해당 영상 데이터 그룹의 영상 데이터들(RGB-C)이 유사한 색 정보를 가질 때, 특정한 영상 데이터(RGB-C)를 대표 영상 데이터로 선택한 후, 대표 영상 데이터의 색 정보에 근거하여 스위칭 신호(SW-S)를 생성할 수 있다.
전압 생성부(320)는 입력된 아날로그 전압을 발광소자들의 동작에 적합하게 변환하여 출력한다. 전압 생성부(320)는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 영상신호들로부터 영상 데이터들로 변환되는 과정을 도시한 도면이다. 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전압들과 스위칭 신호들의 관계를 도시한 도면이다. 이하, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 도 6a 내지 도 7을 참조하여 설명한 영상신호 변환부(420) 및 백라이트 구동부(300)에 대해 좀 더 상세히 설명한다. 본 실시예에서, 도 6a 내지 도 7을 참조하여 설명된 제1 내지 제3 입력 영상신호들(S-1, S-2, S-3)은 레드, 그린, 블루 정보를 각각 갖는 레드 입력 영상신호(S-R), 그린 입력 영상신호(S-G), 블루 입력 영상신호(S-B)로 설명된다.
도 8a에 도시된 것과 같이, 레드 입력 영상신호(S-R), 그린 입력 영상신호(S-G), 블루 입력 영상신호(S-B)은 소정의 휘도 값들을 갖는다. 상기 휘도 값들 각각은 0 내지 255 계조 중 어느 하나를 가질 수 있다. 설명의 편의를 위해 상기 휘도 값들 막대 그래프로 도시되었다.
영상신호 분석부(421, 도 6b 참조)는 레드 입력 영상신호(S-R), 그린 입력 영상신호(S-G), 블루 입력 영상신호(S-B)은 휘도 값들을 비교 분석한다. 레드 입력 영상신호(S-R), 그린 입력 영상신호(S-G), 블루 입력 영상신호(S-B) 중 최저 휘도 값을 갖는 입력 영상신호(이하, 최저 입력 영상신호)를 선정한다. 만약 최저 휘도 값을 갖는 입력 영상신호가 2 이상이라면 어느 하나를 임의로 선정할 수 있다.
영상신호 분석부(421)는 최저 입력 영상신호의 휘도 값(ΔG)을 산출하고, 최저 입력 영상신호와 다른 2개의 입력 영상신호들 사이의 휘도 차이값들(ΔR, ΔB)을 산출한다. 본 실시예에서 그린 입력 영상신호(S-G)의 휘도 값(ΔG), 레드 입력 영상신호(S-R)와 그린 입력 영상신호(S-G) 사이의 휘도 차이값(ΔR), 블루 입력 영상신호(S-B)와 그린 입력 영상신호(S-G) 사이의 휘도 차이값(ΔR)이 산출된다.
신호레벨 결정부(422)는 분석된 휘도 값들(ΔG, ΔR, ΔB)에 근거하여 영상 데이터(RGB-C)의 색 정보와 휘도 값을 결정한다. 최저 휘도 값(ΔG)이 0이 아닌 경우, 최저 휘도 값(ΔG)에 근거하여 화이트 휘도 값(ΔW)을 결정한 후, 화이트 휘도 값(ΔW)에 근거하여 2개의 영상 데이터(S-W1, S-W2)의 색 정보와 휘도 값(ΔW/2)을 결정한다. 2개의 영상 데이터(S-W1, S-W2)는 화이트 정보를 갖고, 휘도 값(ΔW/2)은 최저 휘도 값(ΔG)의 절반에 대응할 수 있다.
최저 입력 영상신호와 다른 2개의 입력 영상신호들 사이의 휘도 차이값들(ΔR, ΔB)에 근거하여 다른 하나의 영상 데이터(S-R')의 색 정보와 휘도 값(ΔR) 및 나머지 하나의 영상 데이터(S-B')의 색 정보와 휘도 값(ΔB)를 결정한다. 상기 다른 하나의 영상 데이터(S-R')는 상기 다른 2개의 입력 영상신호들 중 하나(예컨대, 레드 입력 영상신호(S-R))의 색 정보(예컨대, 레드)를 갖고, 상기 하나의 입력 영상신호와 최저 입력 영상신호(S-G) 사이의 휘도 차이값(ΔR)을 휘도 값으로 갖는다. 상기 나머지 하나의 영상 데이터(S-B')는 다른 2개의 입력 영상신호들 중 상기 나머지 하나(예컨대, 블루 입력 영상신호(S-B))의 색 정보(예컨대 블루)를 갖고, 상기 나머지 하나의 입력 영상신호와 최저 입력 영상신호(S-G) 사이의 휘도 차이값(ΔB)을 휘도 값으로 갖는다.
변환신호 생성부(423)는 신호레벨 결정부(422)에서 결정된 색 정보들과 휘도 값들에 근거하여 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-R', S-W1, S-B', S-W2)을 생성한다.
도 8b는 비교예에 따른 스위칭 신호(SW)와 본 발명에 따른 스위칭 신호(SW-S)를 비교 도시하였다. 도 8b는 비교예에 따른 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-W)과 본 발명에 따른 데이터 전압들(DS-R', DS-W1, DS-B', DS-W2)을 도시하였다.
비교예에 따르면, 중간 영상 데이터(RGB-I, 도 8a 참조)에 근거하여 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-W)이 형성된다. 스위칭 신호(SW)에서 나타내는 것과 같이, 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B, 도 4b 참조)이 제1 내지 제3 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR3) 동안 순차적으로 턴-온된다. 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)은 제1 내지 제3 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR3) 중 대응하는 서브 프레임 구간에만 광을 출사한다. 제1 내지 제3 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR3) 동안 화소(PX, 도 2a 및 도 2b 참조)는 레드, 그린, 블루 광을 순차적으로 수신한다.
제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)이 제4 서브 프레임 구간(SFR4) 동안 동시에 턴-온된다. 제4 서브 프레임 구간(SFR4) 동안 화소(PX)는 화이트 광을 수신한다.
화소(PX, 도 2a 및 도 2b 참조)는 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 동안 수신한 광을 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-W)에 대응하게 투과시킨다. 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-W)의 레벨에 따라 투과되는 광량이 결정된다.
본 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-R', S-W1, S-B', S-W2)에 근거하여 데이터 전압들(DS-R', DS-W1, DS-B', DS-W2)이 형성된다. 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-R', S-W1, S-B', S-W2)에 대응하는 이미지를 형성하기 위해, 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B) 중 적어도 어느 하나는 각각의 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 동안에 턴-온된다.
뿐만 아니라, 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 중 2개의 서브 프레임 구간들 동안에 동일한 색의 광을 화소(PX)에 제공하도록 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)이 제어된다. 상기 동일한 색의 광은 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B) 중 하나의 발광소자에 의해 생성되거나, 2 이상의 발광소자들에 의해 생성될 수 있다. 비교예에 따르면, 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 동안 서로 다른 레드, 그린, 블루, 화이트 광이 화소(PX)에 제공되었다.
스위칭 신호(SW-S)에서 나타내는 것과 같이, 제1 및 제3 발광소자들(LED-R, LED-B)이 제1 및 제3 서브 프레임 구간들(SFR1, SFR3) 동안에 각각 턴-온된다. 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B)이 제2 및 제4 서브 프레임 구간(SFR2, SFR4) 동안 동시에 턴-온된다. 제1 서브 프레임 구간(SFR1) 동안 화소(PX)는 수신된 레드 광을 투과시키고, 제3 서브 프레임 구간(SFR3) 동안 화소(PX)는 수신된 블루 광을 투과시키고, 제2 및 제4 서브 프레임 구간(SFR2, SFR4) 동안 화소(PX)는 수신된 화이트 광을 투과시킨다. 데이터 전압들(DS-R', DS-W1, DS-B', DS-W2)의 레벨에 따라 투과되는 광량이 결정된다.
스위칭 신호 생성부(310, 도 7 참조)는 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-R', S-W1, S-B', S-W2)의 색 정보에 근거하여 스위칭 신호(SW-S)를 생성한다. 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-R', S-W1, S-B', S-W2)이 배열된 순서에 따라 1 내지 제3 스위칭 신호들(SW-S1, SW-S2, SW-S3)의 하이 구간과 로우 구간을 결정할 수 있다.
상술한 것과 같이, 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 각각의 구간들 동안에 화소(PX)는 광을 투과시킨다. 광이 투과되지 않는 서브 프레임구간이 발생하지 않는다. 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 사이의 휘도차이가 감소하기 때문에 플리커가 감소된다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 영상신호들로부터 영상 데이터들로 변환되는 과정을 도시한 도면이다. 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전압들과 스위칭 신호들의 관계를 도시한 도면이다. 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전압들과 스위칭 신호들의 관계를 도시한 도면이다. 이하, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 영상신호 변환부(420) 및 백라이트 구동부(300)에 대해 좀 더 상세히 설명한다. 다만, 도 1 내지 도 8b를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 9a에 도시된 것과 같이, 레드 입력 영상신호(S-R), 그린 입력 영상신호(S-G), 블루 입력 영상신호(S-B)은 소정의 휘도 값들을 갖는다. 영상신호 분석부(421, 도 6b 참조)는 레드 입력 영상신호(S-R), 그린 입력 영상신호(S-G), 블루 입력 영상신호(S-B) 중 최저 휘도 값을 갖는 입력 영상신호(이하, 최저 입력 영상신호)와 최대 휘도 값을 갖는 입력 영상신호(이하, 최대 입력 영상신호)를 선정한다. 만약 최저 휘도 값을 갖는 입력 영상신호가 2 이상이라면 어느 하나를 임의로 선정할 수 있고, 최대 휘도 값을 갖는 입력 영상신호가 2 이상이라면 어느 하나를 임의로 선정할 수 있다.
영상신호 분석부(421)는 최저 입력 영상신호의 휘도 값(ΔR)을 산출하고, 최대 입력 영상신호의 휘도 값(ΔG)을 산출한다. 영상신호 분석부(421)는 최저 입력 영상신호(S-R)와 나머지 하나의 입력 영상신호(S-B) 사이의 휘도 차이값(ΔB)을 산출한다. 본 실시예에서 레드 입력 영상신호(S-R)의 휘도 값(ΔR), 그린 입력 영상신호(S-G)의 휘도 값(ΔG), 블루 입력 영상신호(S-B)와 레드 입력 영상신호(S-R) 사이의 휘도 차이값(ΔB)이 산출된다.
신호레벨 결정부(422)는 분석된 휘도 값들(ΔG, ΔR, ΔB)에 근거하여 영상 데이터(RGB-C_1)의 색 정보와 휘도 값을 결정한다. 최저 휘도 값(ΔG)이 0이 아닌 경우, 최저 휘도 값(ΔR)에 근거하여 어느 하나의 영상 데이터(S-M)의 휘도 값(ΔM)을 결정한다. 상기 어느 하나의 영상 데이터는 제4 색 정보를 가질 수 있다. 상기 제4 색은 레드 입력 영상신호(S-R), 그린 입력 영상신호(S-G), 블루 입력 영상신호(S-B) 중 최대 입력 영상신호를 제외한 다른 2개의 입력 영상신호들의 색들(예컨대, 레드와 블루)의 혼합색(예컨대, 마젠타)일 수 있다.
최대 휘도 값(ΔG)에 근거하여 다른 2개의 영상 데이터(S-G1, S-G2)의 색 정보와 휘도 값(ΔG/2)을 결정한다. 상기 2개의 영상 데이터(S-W1, S-W2)는 최대 입력 영상신호의 색 정보와 동일한 색 정보를 갖고, 상기 2개의 영상 데이터(S-W1, S-W2)의 휘도 값(ΔG/2)은 최대 휘도 값(ΔG)의 절반에 대응할 수 있다. 휘도 차이값(ΔB)에 근거하여 나머지 하나의 영상 데이터(S-B')의 색 정보와 휘도 값(ΔB)을 결정한다. 상기 나머지 하나의 영상 데이터(S-B')는 상기 나머지 입력 영상신호(S-B)의 색 정보를 갖고, 휘도 차이값(ΔB)을 휘도 값으로 갖는다.
변환신호 생성부(423)는 신호레벨 결정부(422)에서 결정된 색 정보들과 휘도 값들에 근거하여 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-G1, S-G2, S-B', S-M)을 생성한다.
도 9b는 비교예에 따른 스위칭 신호(SW_1)와 본 발명에 따른 스위칭 신호(SW-S_1)를 비교 도시하였다. 도 9b는 비교예에 따른 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-M)과 본 발명에 따른 데이터 전압들(DS-G1, DS-G2, DS-B', DS-M)을 도시하였다.
비교예에 따르면, 중간 영상 데이터(RGB-I_1, 도 9a 참조)에 근거하여 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-M)이 형성된다. 스위칭 신호(SW_1)에서 나타내는 것과 같이, 제1 내지 제3 발광소자들(LED-R, LED-G, LED-B, 도 4b 참조)이 제1 내지 제3 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR3) 동안 순차적으로 턴-온된다. 제4 서브 프레임 구간(SFR4) 동안 제1 및 제3 발광소자들(LED-R, LED-B)이 동시에 턴-온된다. 화소(PX, 도 2a 및 도 2b 참조)는 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 동안 수신한 광을 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-M)에 대응하게 투과시킨다.
본 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-G1, S-G2, S-B', S-M)에 근거하여 데이터 전압들(DS-G1, DS-G2, DS-B', DS-M)이 형성된다. 스위칭 신호(SW-S)에서 나타내는 것과 같이, 제2 발광소자(LED-G)가 제1 및 제2 서브 프레임 구간들(SFR1, SFR2) 동안에 턴-온된다. 제3 발광소자(LED-B)가 제3 서브 프레임 구간(SFR3) 동안에 턴-온된다. 제1 및 제3 발광소자들(LED-R, LED-B)이 제4 서브 프레임 구간(SFR4) 동안에 턴-온된다. 제1 및 제2 서브 프레임 구간들(SFR1, SFR2) 동안에 화소(PX)는 수신된 그린 광을 투과시키고, 제3 서브 프레임 구간(SFR3) 동안 화소(PX)는 수신된 블루 광을 투과시키고, 제4 서브 프레임 구간(SFR4) 동안 화소(PX)는 수신된 마젠타 광을 투과시킨다. 데이터 전압들(DS-G1, DS-G2, DS-B', DS-M)의 레벨에 따라 투과되는 광량이 결정된다.
상술한 것과 같이, 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 각각의 구간들 동안에 화소(PX)는 광을 투과시킨다. 광이 투과되지 않는 서브 프레임구간이 발생하지 않는다. 제1 내지 제4 서브 프레임 구간들(SFR1~SFR4) 사이의 휘도차이가 감소하기 때문에 플리커가 감소된다.
도 9c는 비교예에 따른 스위칭 신호(SW)와 본 발명에 따른 스위칭 신호(SW-S_2)를 비교 도시하였다. 도 9c에 도시된 비교예에 따른 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-M)은 도 9b에 도시된 비교예에 따른 데이터 전압들(DS-R', DS-G', DS-B', DS-M)과 실질적으로 동일하다. 본 실시예에 따르면, 데이터 전압들(DS-G1, DS-G2, DS-B', DS-M)이 화소에 인가되는 순서는 도 9b에 도시된 데이터 전압들(DS-G1, DS-G2, DS-B', DS-M)과 화소에 인가되는 순서와 다르다.
신호레벨 결정부(422)에서 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-G1, S-G2, S-B', S-M)의 순서를 결정할 수 있다. 상기 2개의 영상 데이터(S-G1, S-G2)이 연속되지 않도록 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-G1, S-G2, S-B', S-M)을 배열할 수 있다. 화소(PX)는 연속하지 않는 제2 및 제4 서브 프레임 구간들(SFR2, SFR4) 동안에 수신된 그린 광을 투과시킬 수 있다.
최저 휘도 값(ΔR, 도 9a 참조)과 최저 입력 영상신호(S-R)와 나머지 하나의 입력 영상신호(S-B) 사이의 휘도 차이값(ΔB)이 실질적으로 동일 할 때, 예컨대 최저 휘도 값(ΔR)과 휘도 차이값(ΔB)이 동일한 계조 레벨을 갖거나 5 이하의 계조 레벨 차이를 가질 때, 상기 2개의 영상 데이터(S-G1, S-G2)이 연속되지 않도록 제1 내지 제4 영상 데이터들(S-G1, S-G2, S-B', S-M)을 배열할 수 있다.
도 9b에 따르면, 화소(PX)를 투과하는 광의 휘도 차이가 120Hz의 주파수로 발생한 것으로 가정할 수 있다. 그에 비해 도 9c에 따르면 화소(PX)를 투과하는 광의 휘도 차이가 240Hz의 주파수로 발생한 것으로 가정할 수 있다. 플리커는 주파수에 반비례하기 때문에 표시품질이 더 향상될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 액정표시패널 200: 백라이트 유닛
300: 백라이트 구동부 400: 신호 제어부
500: 게이트 구동부 600: 데이터 구동부

Claims (19)

  1. 제1 색 내지 제3 색들의 정보를 각각 갖는 제1 내지 제3 입력 영상신호들로부터 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 신호 제어부;
    상기 제1 내지 제4 영상 데이터들에 대응하는 제1 내지 제4 데이터 전압들을 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안 순차적으로 수신하는 화소;
    제1 내지 제3 색들의 광을 각각 생성하는 제1 내지 제3 발광소자들을 포함하는 백라이트 유닛; 및
    상기 제1 내지 제3 발광소자들을 구동시키는 백라이트 구동부를 포함하고,
    상기 백라이트 구동부는 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들의 색 정보들에 근거하여 상기 제1 내지 제3 발광소자들을 선택적으로 스위칭하고, 각각의 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안에 상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 적어도 어느 하나를 턴-온시키고, 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 2개의 서브 프레임 구간들 동안에 동일한 컬러의 광을 상기 화소에 제공하도록 상기 제1 내지 제3 발광소자들을 스위칭하는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 제1 내지 제4 데이터 전압들에 근거하여 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 동안에 수신한 광의 컬러와 동일한 컬러의 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 화소는,
    상기 제1 내지 제4 데이터 전압들을 출력하는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극;
    상기 화소전극과 전계를 형성하는 공통전극; 및
    상기 전계가 형성됨에 따라 배열이 변화되는 액정층을 포함하는 표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들로부터 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 영상신호 변환부를 포함하고,
    상기 영상신호 변환부는 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 최저 휘도 값을 갖는 하나의 입력 영상신호로부터 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들 중 화이트 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들(이하, 화이트 영상 데이터들)을 생성하고, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 다른 2개의 입력 영상신호들로부터 대응하는 색 정보를 각각 갖는 나머지 2개의 영상 데이터들을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 나머지 2개의 영상 데이터들은 레드, 그린, 블루 중 서로 다른 색 정보를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 화이트 영상 데이터들은 동일한 휘도 값을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 발광소자들은 레드, 그린, 블루의 광을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 상기 나머지 2개의 영상 데이터들에 대응하는 데이터 전압들이 상기 화소에 인가되는 2개의 서브 프레임구간들 동안에,
    상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 상기 나머지 2개의 영상 데이터들의 색 정보들에 대응하는 색의 광들을 생성하는 발광소자들이 각각 턴-온되는 표시장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 상기 화이트 영상 데이터들에 대응하는 데이터 전압들이 상기 화소에 인가되는 나머지 2개의 서브 프레임구간들 동안에,
    상기 제1 내지 제3 발광소자들이 동시에 턴-온되는 표시장치.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 영상신호 변환부는,
    상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 휘도 값들을 분석하는 영상신호 분석부;
    상기 분석된 휘도 값들로부터 상기 화이트 영상 데이터들의 휘도 값들을 결정하고, 상기 나머지 2개의 영상 데이터들의 휘도 값들을 결정하는 신호레벨 결정부; 및
    상기 결정된 휘도 값들에 근거하여 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 변환신호 생성부를 포함하는 표시장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들로부터 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 영상신호 변환부를 포함하고,
    상기 영상신호 변환부는 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 최저 휘도 값을 갖는 하나의 입력 영상신호(이하, 최저 입력 영상신호)로부터 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 상기 제1 색 내지 제3 색들과 다른 제4 색 정보를 갖는 하나의 영상 데이터를 생성하고, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 최대 휘도 값을 갖는 하나의 입력 영상신호(이하, 최대 입력 영상신호)로부터 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들을 생성하고, 상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들 중 나머지 하나의 입력 영상신호로부터 대응하는 색 정보를 갖는 나머지 하나의 영상 데이터를 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 상기 제1 색 내지 제3 색들은 각각 레드, 그린, 블루인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 상기 2개의 영상 데이터들은 동일한 휘도 값을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제4 색 정보를 갖는 상기 영상 데이터는 상기 최저 입력 영상신호의 색 정보의 색과 상기 나머지 입력 영상신호의 색 정보의 색의 혼합색 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 발광소자들은 레드, 그린, 블루의 광을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 제4 색 정보를 갖는 상기 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압이 상기 화소에 인가되는 하나의 서브 프레임구간 동안에,
    상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 상기 최저 입력 영상신호의 색 정보에 대응하는 색의 광을 생성하는 하나의 발광소자와 상기 나머지 입력 영상신호의 색 정보에 대응하는 색의 광을 생성하는 다른 하나의 발광소자가 동시에 턴-온되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 상기 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들에 대응하는 데이터 전압들이 상기 화소에 인가되는 다른 2개의 서브 프레임구간들 동안에,
    상기 제1 내지 제3 발광소자들 중 상기 최대 입력 영상신호의 색 정보에 대응하는 색의 광을 생성하는 나머지 하나의 발광소자가 각각 턴-온되는 표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 다른 2개의 서브 프레임구간들은 상기 제1 내지 제4 서브 프레임구간들 중 불연속적인 2개의 구간들인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 영상신호 변환부는,
    상기 제1 내지 제3 입력 영상신호들의 휘도 값들을 분석하는 영상신호 분석부;
    상기 분석된 휘도 값들로부터 상기 제4 색 정보를 갖는 상기 영상 데이터의 휘도 값들을 결정하고, 상기 최대 입력 영상신호와 동일한 색 정보를 갖는 2개의 영상 데이터들의 휘도 값들을 결정하며, 상기 나머지 하나의 입력 영상신호에 대응하는 색 정보를 갖는 나머지 하나의 영상 데이터의 휘도 값을 결정하는 신호레벨 결정부; 및
    상기 결정된 휘도 값들에 근거하여 상기 제1 내지 제4 영상 데이터들을 생성하는 변환신호 생성부를 포함하는 표시장치.
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