WO2018079980A1 - 디스플레이 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2018079980A1
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backlight
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임성진
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삼성전자 주식회사
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    • G09G2340/0407—Resolution change, inclusive of the use of different resolutions for different screen areas
    • G09G2340/0435—Change or adaptation of the frame rate of the video stream

Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to a display apparatus and a method capable of improving motion blur of a liquid crystal display.
  • Cathode ray tubes display data by emitting phosphors during an initial very short time of one cycle, and the other long time is an impulse type display device having a stop period.
  • liquid crystal display data is applied to the liquid crystal during the scanning period (eg, 80%) during which the scan voltage is supplied, and then the data supplied during the blank period (eg, 20%) may be maintained.
  • a motion blur phenomenon may occur due to the retention characteristics of the liquid crystal, resulting in a blurred image.
  • a difference in the liquid crystal waveform for each position occurs due to a long scan time, and as the panel size increases, the time difference of the liquid crystal waveform becomes larger, which may cause motion blurring.
  • the liquid crystal display may improve motion blur by repeatedly turning off the backlight every frame, ie, turning off the backlight at predetermined time intervals. In this case, the brightness of the liquid crystal display may be reduced due to the backlight off.
  • the liquid crystal display may improve motion blur by inserting a black frame BF between the data frame DF.
  • the liquid crystal display may have low luminance due to the insertion of the black frame BF.
  • Embodiments disclosed in the present document can provide a display apparatus and a method capable of improving liquid crystal blur as the liquid crystal scan time is shortened in preparation for the liquid crystal scan time according to an input control signal.
  • a display device a liquid crystal panel; A backlight including at least one light source for irradiating light to the liquid crystal panel; A timing controller scanning the liquid crystal panel at a scan rate faster than the frame rate according to the sync signal in each frame period according to the input sync signal; And a backlight controller configured to turn on the backlight from a first time point that has elapsed from a time point at which the liquid crystal panel is scanned to a second time point, which is a scanning time point of a next frame, at the time when scanning of the liquid crystal panel is completed for each frame period. do.
  • a display method of at least one processor including: scanning the liquid crystal panel at a scan rate faster than a frame rate according to the sync signal every frame period according to an input sync signal; And turning on the backlight from the first time point that elapses from the time point at which the liquid crystal panel has been scanned to the second time point, which is the scanning time point of the next frame, at the time when scanning of the liquid crystal panel is completed for each frame period.
  • the motion blur may be improved by shortening the liquid crystal scan time.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating scan and backlight control timing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of adjusting a backlight lighting time according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating pixels of a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a data voltage and a gate voltage according to an embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B illustrate a method of adjusting delay time for each gate according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a lookup table according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 8A and 8B are exemplary views illustrating a process of calculating a compensation value according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a scanning method of a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 10 may include a liquid crystal panel 150, a data driver 130, a gate driver 140, a graphic controller 110, a dimming controller 160, and a memory. 190, the timing controller 120, the backlight 180, and the backlight controller 170 may be included. At least one component of the display apparatus 10 according to an exemplary embodiment may be omitted. For example, when the display device 10 is a control device (or a system on chip (SoC)) applied for upgrading of another display device, the backlight 180, the data driver 130, the gate driver 140, The liquid crystal panel 150 and the backlight controller 170 may be omitted.
  • SoC system on chip
  • the other display device may include a backlight 180, a data driver 130, a gate driver 140, a liquid crystal panel 150, and a backlight controller 170.
  • the input / output relationship illustrated in FIG. 1 is merely an example for convenience of description and the present disclosure may not be limited thereto.
  • the data driver 130, the gate driver 140, the graphics controller 110, the dimming controller 160, and the timing controller 120 are at least one hardware module of at least one processor, or at least one It may be a software module implemented by a processor.
  • the functions performed by the modules included in the data driver 130, the gate driver 140, the graphic controller 110, the dimming controller 160, and the timing controller 120 are performed by one processor. Or may be performed by separate processors, respectively.
  • Processors include, for example, central processing units (CPUs), graphics processing units (GPUs), microprocessors, application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), and LCD drivers (e.g., DDI). It may include at least one or more, and may have a plurality of cores.
  • the liquid crystal panel 150 includes a switching element (for example, a TFT (thin film) formed for each pixel P defined by at least one data line D1 to Dm and at least one gate line G1 to Gn. Transistor), a liquid crystal capacitor Clc and a storage capacitor Cst connected to the switching element.
  • the switching element may supply the data voltage Vd from each data line D1 to Dm to the pixel electrode in response to the gate voltage from each gate line G1 to Gn.
  • the liquid crystal capacitor Clc may implement a desired image by charging a difference voltage between the data voltage supplied to the pixel electrode and the common voltage supplied to the common electrode and adjusting the light transmittance of the liquid crystal according to the difference voltage.
  • the storage capacitor Cst may maintain the voltage charged in the liquid crystal capacitor Clc until the next data voltage Vd is supplied.
  • the data driver 130 may receive the image signal DAT for each line of pixels according to the data control signal DCS from the timing controller 120. For example, the data driver 130 selects a gray voltage corresponding to the video signal DAT (or a gray value) from the timing controller 120 to convert the video signal DAT into the data lines D1 to Dm. The data voltage Vd may be converted and applied to the data lines D1 to Dm.
  • the data driver 130 may control the polarity of the data voltage Vd applied to each pixel PX to be the opposite of the polarity of the previous frame in response to the inversion signal of the data control signal DCS ( Called frame inversion).
  • DCS Called frame inversion
  • the polarity of the data voltage Vd applied to all the pixels PX may be reversed.
  • the polarity of the data voltage Vd flowing through one data line D1 to Dm may be periodically changed even in one frame, and the data voltage applied to the data lines D1 to Dm of each pixel row.
  • the polarities of (Vd) may be different from each other.
  • the gate driver 140 applies a gate-on voltage according to the gate control signal GCS from the timing controller 120 to the gate lines G1 to Gn to each gate line G1 to Gn.
  • the connected switching element can be turned on.
  • the data voltage Vd applied to the gate lines G1 to Gn is applied to the corresponding pixel through the turned-on switching element, and may be applied to the charging voltage (pixel voltage) of each pixel.
  • the pixel may display luminance corresponding to the data voltage through various optical conversion elements.
  • the gate driver 140 repeats the above-described process for each horizontal period (equivalent to one period of the horizontal sync signal Hsync and the data enable signal) to repeat all the gate lines of the liquid crystal panel 150.
  • An image of one frame may be displayed by sequentially applying the gate-on voltage Von to the pixels G1 to Gn and applying the data voltage Vd to all the pixels Px.
  • the graphic controller 110 processes the at least one or more of the image data received from the outside and the image data stored in the memory 190 to generate an input image signal IDAT, and then input control signal ICON.
  • the input control signal may include at least one of a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a dot clock DCLK, and a data enable signal DE.
  • the graphic controller 110 may be, for example, a central processing unit of the display apparatus 10.
  • the input video signal may be R, G, and B values of a video signal capable of representing various resolutions such as high definition (HD), full-HD (FHD), and ultra-HD (UHD).
  • the memory 190 may store a compensation lookup table (hereinafter referred to as a 'compensation LUT').
  • the lookup table may store a compensation value for compensating for the shortage or excess of the charging rate of each pixel due to the difference between the reference pixel (a pixel affecting precharge) and the target pixel (a pixel to be precharged).
  • the compensation value may be determined by checking an insufficient filling rate of the liquid crystal panel 150 when the scan time of the liquid crystal panel 150 is shortened and compensating for the filling rate determined by data compensation.
  • the size, compensation value, etc. of the compensation LUT stored in the memory 190 may be changed and adjusted according to the characteristics of the liquid crystal panel 150.
  • the compensation LUT may be determined differently according to the color of the reference pixel for image signal compensation, for example.
  • the memory 190 may store a gate-by-gate delay time, which is a delay time of gate turn-on according to gate positions or scan order.
  • the gate-by-gate delay times may be delay times of turn-on times of other gates compared to gates that are turned on first of the gates of the liquid crystal panel 150.
  • the delay time for each gate is determined by an experiment to check the insufficient charging rate of the liquid crystal panel 150, to accelerate or delay the precharge time, and to compensate for the insufficient charging rate of the liquid crystal panel 150 when the scan time is shortened. Can be determined.
  • the gate-by-gate delay time may be set to advance the turn-on time for gates requiring more precharging according to the gate position (or scan order).
  • the gate-by-gate delay time may be set to delay turn-on time for gates that require less precharge or do not require precharge.
  • the memory 190 may store scan related parameters of the liquid crystal panel 150, such as a scanning order of the liquid crystal panel 150.
  • the timing controller 120 when the timing controller 120 receives the input image signal IDAT and the input control signal ICON from the graphic controller 110, the timing controller 120 refers to the input control signal ICON (eg, Hsync).
  • ICON eg, Hsync
  • a video signal DAT of a unit may be generated and output.
  • the output image signal DAT may include a gray value to be applied to pixel electrodes of red, green, and blue pixels of the liquid crystal panel 150.
  • the timing controller 120 controls timings of the operation of the data driver 130 and the gate driver 140 when the output image signal is output to the liquid crystal panel 150. You can create and output.
  • the timing control signal may include a data control signal DCS for controlling the operation timing of the data driver 130 and a gate control signal GCS for controlling the operation timing of the gate driver 140.
  • the data control signal DCS may include a source start pulse, a source sampling clock, a source output enable, and the like.
  • the gate control signal GCS may include a gate start pulse, a gate shift clock, a gate output enable, and the like.
  • the output video signal may be R, G, and B values having the same resolution as the input signal, and may be R, G, and B values (gradation values) whose resolution is adjusted.
  • the timing controller 120 updates the liquid crystal panel 150 as the image signal DAT is output at the frame rate according to the input control signal (eg, Vsync), but the frame rate according to the input control signal.
  • the image signal DAT may be output to the liquid crystal panel 150 at a scan speed increased by 2 times or more than 2 times.
  • the timing controller 120 may increase the liquid crystal scan rate by setting the timing control signals DCS and GCS to increase the frame rate according to the synchronization signal. For example, the timing controller 120 sets the source sampling clock and the gate shift clock to twice or twice the dot clock DCLK according to the synchronization signal, and adjusts the image signal according to the set source sampling clock and the gate shift clock. And a gate on voltage.
  • the liquid crystal scan time can be shortened, and the bandwidth of the data section (scanning section) can be increased in each frame period, thereby stably securing the scanning section of the liquid crystal panel 150.
  • the liquid crystal scan time is the output image signal is transmitted to the liquid crystal panel 150 by the data driver 130, the gate-on power is applied to the liquid crystal panel 150 by the gate driver 140, the liquid crystal panel 150 It may be a time taken for the data voltage to be applied to all the pixels of the.
  • the scan of the liquid crystal panel 150 may be a data voltage applied to each pixel of the liquid crystal panel 150.
  • the timing controller 120 calculates a compensation value for compensating for the shortage or excess of the charging rate of each pixel based on the scanning order of the image signal DAT, and uses the calculated compensation value to calculate each pixel.
  • the gray level value of can be compensated for.
  • the timing controller 120 checks grayscale values of video signals of each pixel connected to different gate lines and the same data line in each frame of the input video signal, and corresponds to the grayscale values checked in the compensation LUT.
  • the compensation value can be calculated.
  • the timing controller 120 may compensate for the shortage or excess of the charging rate by adding or subtracting the grayscale value of each pixel. Accordingly, the timing controller 120 according to an exemplary embodiment may transfer the compensated gray value of each pixel to the data driver 130.
  • the filling rate compensation may be precisely performed on the liquid crystal panel 150 by compensating the filling rate based on the comparison of the gray scale values according to the reduced scan time, and the color expressive power and the gamma characteristics may be performed. Can be improved.
  • the timing controller 120 may compensate for the insufficient charge rate of each pixel that is insufficient due to the shortening of the scan time as the gate control signal corresponding to the delay time for each gate is output.
  • the blurring of the liquid crystal panel 150 may be improved while compensating for the insufficient filling rate to prevent a problem of deterioration of luminance due to a short scan time.
  • the backlight 180 may include a plurality of light sources 181 generating light emitted to the liquid crystal panel 150; And an optical member (not shown) disposed on the plurality of light sources to guide light from the plurality of light sources in the direction of the liquid crystal panel to improve light efficiency.
  • the backlight 180 may be located close to at least one side of the plurality of sides of the liquid crystal panel 150.
  • the plurality of light sources included in the backlight 180 may be globally dimmed to be turned on and turned off collectively.
  • the dimming controller 160 may transmit the backlight control signal BCON to the backlight controller 170.
  • the backlight controller 170 may turn the backlight 180 on or off based on a backlight control signal.
  • the dimming controller 160 may output a backlight control signal so that the backlight is turned on at a time point at which a scan is completed for each frame or a time elapsed from the time point at which the scan is completed for each frame.
  • the dimming control unit 160 may analyze each frame of the input image signal to adjust the backlight on time (or the backlight turn time or time). For example, the dimming controller 160 may detect movement of each frame, and detect a blurring region having a high motion blur possibility from among a plurality of detection regions included in each (image) frame.
  • the plurality of detection areas may be divided into row units of the liquid crystal panel 150 and may be, for example, upper, middle, and lower areas.
  • the dimming control unit 160 may delay and set the backlight lighting time so that the blurring area corresponds to the scan completion time of the blurring area with respect to the area where the blurring area is scanned relatively later among the plurality of detection areas.
  • the dimming controller 160 may be, for example, a central processing unit (see blocks including 110 and 160 of FIG. 1) of the display apparatus 10. For example, if the blurring area is the area scanned first among the plurality of detection areas, the dimming controller 160 controls the backlight to turn on the backlight at a time delayed by a predetermined time (t ⁇ 0) from the scan completion time of each frame. Can output a signal. For another example, if the blurring region is a region that is relatively later scanned among the plurality of detection regions, the dimming control unit 160 may designate the predetermined time by the scan time (or charging time) difference between the first scanning region and the blurring region. The backlight control signal may be output such that the time is further delayed and the backlight is turned on at a time corresponding to the delayed designated time.
  • the backlight controller 170 may turn on the backlight 180 according to the backlight control signal.
  • the backlight controller 170 may be an inverter that turns on the backlight 180 in response to the backlight control signal.
  • the backlight control signal may be a signal for turning on the backlight 180 after a first time elapsed when the scan of the liquid crystal panel 150 is completed.
  • the backlight control signal may be a signal for turning on and off the backlight 180 at least one time after the first time elapses from the completion time of scanning of the current frame to the time of scanning of the next frame.
  • the backlight control signal may be a signal that blinks the backlight 180 twice from the completion of scanning of the current frame after the first time elapses to the scanning time of the next frame.
  • the blank period may be increased after the completion of scanning of the liquid crystal as the liquid crystal scan time is shortened in each frame period, thereby increasing the data bandwidth.
  • the backlight is turned on after the scanning of the various liquid crystals (avoiding the blur interval of the liquid crystal)
  • the blur occurrence rate of the liquid crystal due to the scanning period of the liquid crystal may be reduced.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating scan and backlight control timing according to an embodiment of the present invention. 2 illustrates a case where the frame rate according to the synchronization signal is 60 Hz.
  • an arrow displayed on the liquid crystal panel 150 is a scan direction of the liquid crystal panel 150, and a hatched portion shows an image signal displayed on the liquid crystal panel 150.
  • the timing controller 120 when the timing controller 120 receives the input image signal IDAT scanned at the same scan speed as the state 210, the timing controller 120 receives 1/2 times the scan time according to the input control signal as shown in state 220.
  • the image signal DAT may be output to shorten the scan time.
  • each frame period may be composed of a scanning section D1 for about 80% and a blank section D2 for 20%. . Since each frame period according to the input control signal ICON is about 80% of the frame period in the scanning period, it is highly likely that a part of the backlight lighting period overlaps with the scanning period in each frame period. In this case, when the backlight is turned on, the charging section (blurring section) of the pixel scanned relatively later by the liquid crystal panel 150 is exposed to the user, so that the user may discover blurring of the liquid crystal panel 150. .
  • the timing controller 120 may output timing control signals DCS and GCS to shorten the scan time to 1/2 or less. As shown in state 220 of FIG. 2, the timing controller 120 may output a timing control signal having 50% or less of each frame period as the scanning period D3 and 50% or more as the blank period D3.
  • the dimming control unit 160 turns on the backlight 180 from the time point at which the scanning period D3 is completed until after the designated first time elapses until the next frame scanning time.
  • the backlight control signal BLU ON may be output. Therefore, the backlight controller 170 may turn on the backlight 180 after the blurring period D5 of the liquid crystal panel 150.
  • the backlight 180 may be turned on to avoid the blurring period D5 of the liquid crystal panel 150, thereby preventing the blurring period D5 of the liquid crystal panel 150 from being exposed to the user.
  • the motion blur exposure due to the characteristics of the liquid crystal panel 150 may be reduced.
  • the dimming controller 160 may output a backlight control signal to cause the backlight to be blocked at least once in the backlight on period BLU ON. Accordingly, the backlight controller 170 may turn on the backlight 180 by avoiding the blurring period D5 of the liquid crystal panel 150, thereby reducing a motion blur occurrence rate.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of adjusting a backlight lighting time according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a plurality of motion vectors are used by using a difference between a previous frame and a current frame. Can be detected.
  • the dimming controller 160 may detect a blurring region having a high possibility of motion blur generation among the plurality of detection regions using the plurality of motion vectors.
  • the dimming controller 160 may detect a blurring area from among the plurality of detection areas by using the detected motion size. For example, the dimming control unit 160 may detect an area in which the motion detected in the plurality of detection areas is equal to or greater than a specified threshold motion as the blurring area.
  • the dimming controller 160 may detect, as a blurring region, a region in which a critical movement or more movement is larger than other detection regions among the plurality of detection regions.
  • the critical motion may be determined by an experiment visually confirming occurrence of motion blur in an image frame displayed on the liquid crystal panel 150.
  • the blurring area may be an area in which subtitles exist in each image frame, or may be an area in which a relatively large object (eg, waves in a beach image) exists in each image frame.
  • the dimming controller 160 may set a backlight on time based on a scanning order of the blurring area and output a backlight control signal corresponding to the backlight on time when the blurring area exists.
  • the dimming controller 160 may delay the backlight on time as the scanning order of the blurring region is delayed. For example, the dimming controller 160 may set the backlight on time corresponding to the scan completion time of each frame when the blurring area is the first scan area of each frame. If the blurring area is the area that is scanned after the first in each frame, the dimming controller 160 selects a backlight on time delayed to correspond to the difference between the scan time (or charging time) of the first area and the blurring area. Can be set.
  • the dimming controller 160 may output a backlight control signal corresponding to the determined backlight on time.
  • the backlight is turned on later, thereby reducing the motion blur exposed to the user.
  • the dimming controller 160 may detect the above-described blurring area for each frame transmitted to the timing controller 120 to determine the backlight on time. According to an embodiment, when two or more blurring areas exist, the dimming control unit 160 may set a backlight on time according to the area scanned first among the blurring areas.
  • the plurality of detection regions may be upper, middle, and lower regions each including a plurality of rows in each frame, and the regions may be scanned in the order of the upper region, the middle region, and the lower region.
  • the dimming controller 160 sets the backlight on time to correspond to the scan completion time of each frame (eg, 1ms).
  • the specified time may be set to correspond to the charging completion time of the liquid crystal panel 150 into which each frame is input.
  • the dimming control unit 160 sets the designated time to a specified adjustment time t1 corresponding to a difference in the scan time (or charging time) between the two areas (for example, 0.5 ms). Can be increased in units (m * t1).
  • the dimming control unit 160 delays the designated time by t1 corresponding to the difference between the scan time (or the charging time) of the upper region and the middle region, and the blurring region is In the case of the lower region, the designated time may be delayed by 2 * t1 corresponding to the difference between the scan time (or charging time) of the upper region and the lower region.
  • the backlight may be turned on to avoid the blur section of the LCD, thereby reducing the occurrence of motion blur. According to an embodiment, even when the backlight is controlled by the global dimming method, the backlight lighting time may be adjusted to reduce the motion blur occurrence rate.
  • the embodiment of the present invention can also be used for backlight dimming control of the block dimming method. For example, even during the block dimming control, as the liquid crystal scan time is shortened, time for various control of the block dimming can be secured.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a pixel of a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a data voltage and a gate voltage according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a method of controlling delay time for each gate according to an example.
  • 7 is a diagram illustrating a lookup table according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIGS. 8A and 8B are exemplary diagrams illustrating a process of calculating a compensation value according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal panel 150 may include at least two pixels PXa and PXb connected to different gate lines Gi and Gj and the same data line Dk.
  • the first pixel PXa connected to the first gate lines G1 to Gn and the data lines D1 to Dm, and the second gate lines G1 to Gn and the second gate lines G1 to Gn are connected to each other.
  • the second pixel PXb is illustrated as an example.
  • the at least two pixels PXa may be located in different rows as shown by the solid line of FIG. 4 or in one pixel row as shown by the dotted line of FIG. 4.
  • the first gate lines G1 to Gn and the second gate lines G1 to Gn respectively transmit gate signals, and gate-on voltages Vgi and Vgj of the respective gate signals overlap each other.
  • Vd is a data voltage transferred to the first pixel PXa and the second pixel PXb
  • Vgi is a gate-on voltage transferred to the first gate lines G1 to Gn
  • Vgj is a second gate line. It may be a gate-on voltage delivered to (G1 ⁇ Gn).
  • a portion of the gate-on voltage Vgj of the second gate lines G1 to Gn overlapping with the gate-on voltage Vgi of the first gate lines G1 to Gn is precharged.
  • the period, which is referred to as the charge period, Pre, and does not overlap the gate-on voltage Vgj of the second gate lines G1 to Gn, may be referred to as a main-charge period (Main).
  • the precharge section Pre of the second gate lines G1 to Gn may correspond to the main charge section Main of the first gate lines G1 to Gn.
  • the first pixel PXa connected to the first gate lines G1 to Gn is connected to the data lines D1 to through the turned-on switching element.
  • the first data voltage V1 corresponding to the output image signal of the first pixel PXa may be charged among the data voltages Vd transmitted by Dm.
  • the gate-on voltage Vgj is also transmitted to the switching element connected to the second pixel PXb connected to the second gate lines G1 to Gn, the second pixel PXb is also connected by the first data voltage Vd. Can be charged.
  • the data voltage Vd is not transmitted to the first pixel PXa during the main charging period of the second gate lines G1 to Gn, and the data is turned on through the switching element in which the second pixel PXb is turned on.
  • One of the voltages Vd may be charged by the second data voltage V2 corresponding to the output image signal of the second pixel PXb.
  • the second pixel PXb has the first data voltage in the precharge period Pre. Since the battery is precharged to Vd in advance, the pixel voltage of the second pixel PXb in the main charging period Main may quickly reach the target luminance.
  • the charge rate of each pixel may also be affected by the precharge period (see Pre of FIG. 5). Accordingly, as shown in FIGS. 6A and 6B, the timing controller 120 may advance or delay the precharge period of each pixel in response to the delay time for each gate. In the gate-by-gate delay time, the precharge period may overlap not only the main charge period of the previous pixel but also the main charge period of the previous pixel (see Pre period in FIG. 6A). As such, in one embodiment, it is possible to compensate for the insufficient filling rate due to the shortening of the scanning time.
  • a variation may occur in the charging rate of the precharged pixel (eg, the second pixel) according to the position of the pixel.
  • a compensation rate corresponding to the compensation LUT may be used to compensate for a charge rate variation due to a reduction in scanning time.
  • the compensation LUT may include some gray values 720 of the first pre-charged pixels (eg, the second pixel) and pixels that affect the pre-charge of the first column (eg, the first pixel). Each compensation value may be included in each area indexed by some grayscale value 710 of FIG. In FIG. 7, a compensation LUT including approximately 17 gray values among 256 gray levels is illustrated as an example. In the compensation LUT according to an exemplary embodiment, a compensation value on a diagonal line in which the gray value 710 of the first pixel PXa and the gray value 720 of the second pixel PXb are the same may be set to zero.
  • the compensation values positioned on the diagonal line of the compensation LUT may be a compensation value when the gray value of the pixel PXb to be precharged is larger than the gray value of the pixel PXa which affects precharge.
  • the compensation values located below the diagonal of the compensation LUT may be compensation values when the gray value of the pixel PXb to be precharged is smaller than the gray value of the pixel PXa which affects the precharge.
  • Each compensation value of FIG. 7 is merely an example, and each compensation value may be changed according to characteristics of the liquid crystal panel 150 (eg, a scanning period, device characteristics, etc.).
  • the compensation LUT may include a gray value of the second pixel PXb, which is a pixel that is precharged instead of a correction value at the intersection of the gray value of the pixel PXa that affects precharge and the gray value of the pixel PXb that is precharged.
  • the compensation value itself may be stored.
  • the timing controller 120 may detect a compensation value of an area indexed by the pixel precharged in the compensation LUT and the pixel affecting the precharge. In an embodiment, the timing controller 120 may compensate the gray value of the pixel to be precharged using the detected compensation value. For example, when the gray value of the pixel to be precharged is greater than the gray value of the pixel affecting the precharge, the timing controller 120 adds a compensation value detected from the gray value of the input image signal to compensate for the charging rate. You can generate a signal. The timing controller 120 outputs an output video signal capable of compensating the charging rate according to the compensation value detected from the gray value of the input video signal when the gray value of the precharged pixel is smaller than the gray value of the pixel affecting the precharge. Can be generated.
  • the compensation LUT may include a part of grayscale values of the pixel. Accordingly, the timing controller 120 may calculate the compensation value by using various calculation methods such as interpolation using the gray level values that are not included in the compensation LUT. By such a configuration, data storage space can be reduced in one embodiment.
  • the timing controller 120 determines the value of 4 around the gray values.
  • the timing controller 120 may calculate the correction value 7 (refer to the square numbers in FIG. 8B) by using a linear interpolation method using four correction values L1, L2, L3, and L4.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a scanning method of a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the timing controller 120 may determine whether an input image signal is received. For example, the timing controller 120 may receive an input image signal from the graphic controller 110.
  • the timing controller 120 may determine a compensation value of each pixel based on the scan order specified for the liquid crystal panel 150. In operation 920, the timing controller 120 may determine a compensation value of each pixel based on the grayscale values of the pixels precharged and the pixels affecting the precharge. For example, the timing controller 120 checks the precharged pixels, the pixels affecting the precharge, and their gray levels based on the scanning order of the liquid crystal panel 150, and each pixel of the output image signal in the compensation value LUT. The compensation value indexed by the gray scale value of the pixel and the gray scale value of the pixel affecting the charging of each pixel may be retrieved. The timing controller 120 may calculate a compensation value to be applied by using an interpolation method for a gray value that does not exist in the compensation value LUT.
  • the timing controller 120 may correct the gray value of the image signal by using the calculated compensation value.
  • the timing controller 120 may output an image signal at a scan rate of a predetermined multiple (eg, 2 times) compared to a frame rate corresponding to the input control signal. For example, the timing controller 120 generates a data control signal that is twice the dot clock corresponding to the input control signal, and outputs the corrected image signal to the data driver 130 according to the generated double speed data control signal. can do.
  • the timing controller 120 may generate a gate control signal that is twice the dot clock corresponding to the input control signal and adjust the turn-on time of each gate according to the generated double speed gate control signal.
  • the timing controller 120 may check the scanning order of the liquid crystal panel 150 and output a gate control signal according to a delay time for each gate based on the first scanned gate. In this case, the timing controller 120 may always turn on the gate at the same time in the case of the gate scanned first.
  • the blank period may be increased after scanning of the liquid crystal, thereby increasing the data bandwidth.
  • At least a portion of an apparatus (eg, modules or functions thereof) or a method (eg, operations) according to various embodiments may be implemented by instructions stored in a computer-readable storage medium in the form of a program module.
  • the graphic controller may perform a function corresponding to the command.
  • Computer-readable recording media include hard disks, floppy disks, magnetic media (e.g. magnetic tape), optical recording media (e.g. CD-ROM, DVD, magnetic-optical media (e.g. floppy disks), internal memory, etc.
  • Instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter Modules or program modules according to various embodiments may include at least one or more of the above-described components. , Some may be omitted, or may further include other components.
  • operations performed by a module, program module, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or at least some of the operations may be executed in a different order, omitted, or another operation may be added.
  • the embodiments disclosed herein are presented for the purpose of explanation and understanding of the disclosed, technical content, and do not limit the scope of the technology described in this document. Accordingly, the scope of this document should be construed as including all changes or various other embodiments based on the technical spirit of this document.

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Abstract

본 발명의 일면에 따른 디스플레이 장치는, 액정 패널; 상기 액정 패널로 광을 조사하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 백라이트; 입력된 동기 신호에 따른 각 프레임 주기마다 상기 동기 신호에 따른 프레임 속도보다 빠른 스캔 속도로 상기 액정 패널을 스캔(scan)하는 타이밍 컨트롤러; 및 각 프레임 주기마다 상기 액정 패널을 스캔 완료한 시점에서 지정된 시간 경과된 제1 시점부터 다음 프레임의 스캔 시점인 제2 시점까지 상기 백라이트를 턴 온(turn on) 하는 백라이트 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 장치 및 방법
본 발명의 다양한 실시예들은 액정 표시 장치의 모션 블러를 개선할 수 있는 디스플레이 장치 및 방법에 관한 것이다.
CRT(cathode ray tube)는 한 주기 중 초기 매우 짧은 시간 동안 형광체를 발광시켜 데이터를 표시하고, 그 외 긴 시간은 정지기간인 임펄스 타입의 표시 장치이다.
이에 반해, 액정 표시 장치는 스캔전압이 공급되는 스캐닝 구간(예: 80%) 동안 액정에 데이터가 인가된 후 블랭크(blank) 구간(예: 20%) 동안 공급된 데이터가 유지될 수 있다.
액정 표시 장치(LCD)와 같은 홀드 타입 표시 장치는 액정의 유지 특성으로 인해 모션 블러링 현상(화면 잔상)이 발생하여 표시되는 화상이 흐릿해질 수 있다. 액정 표시 장치는 긴 스캔 시간으로 인해 위치별 액정 파형에 차이가 발생하고 패널 크기가 커질수록 액정 파형의 시간차는 더욱 커져서, 모션 블러링을 유발할 수 있다.
액정 표시 장치는 매 프레임마다 백라이트를 오프시키는 과정을 반복하여 즉, 백 라이트를 소정 시간 간격으로 오프하여 모션 블러를 개선할 수 있다. 이 경우, 액정 표시 장치는 백라이트 오프로 인해 휘도가 감소될 수 있다.
액정 표시 장치는 데이터 프레임(Data frame; DF) 사이에 블랙 프레임(Black frame; BF)을 삽입하여 모션 블러를 개선할 수 있다. 이 경우, 액정 표시 장치는 블랙 프레임(BF) 삽입으로 인해 휘도가 낮아질 있다.
본 문서에 개시된 실시예들은 입력 제어신호에 따른 액정 스캔시간에 대비하여 액정 스캔 시간을 단축함에 따라 액정 블러를 개선할 수 있는 디스플레이 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 액정 패널; 상기 액정 패널로 광을 조사하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 백라이트; 입력된 동기 신호에 따른 각 프레임 주기마다 상기 동기 신호에 따른 프레임 속도보다 빠른 스캔 속도로 상기 액정 패널을 스캔(scan)하는 타이밍 컨트롤러; 및 각 프레임 주기마다 상기 액정 패널을 스캔 완료한 시점에서 지정된 시간 경과된 제1 시점부터 다음 프레임의 스캔 시점인 제2 시점까지 상기 백라이트를 턴 온(turn on) 하는 백라이트 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 적어도 하나의 프로세서에 의한 디스플레이 방법은, 입력된 동기 신호에 따른 프레임 주기마다 상기 동기 신호에 따른 프레임 속도보다 빠른 스캔 속도로 상기 액정 패널을 스캔(scan)하는 동작; 및 각 프레임 주기마다 상기 액정 패널을 스캔 완료한 시점에서 지정된 시간 경과된 제1 시점부터 다음 프레임의 스캔 시점인 제2 시점까지 상기 백라이트를 턴 온(turn on) 하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시예에 따르면, 액정 스캔시간을 단축함에 따라 모션 블러를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캔 및 백라이트 제어 타이밍을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 점등 시간 조절 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 패널의 화소를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전압과 게이트 전압을 도시한 도면이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 게이트별 지연시간 조절 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 룩업 테이블을 도시한 도면이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 실시예에 따른 보상치 산출 과정을 도시한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 패널의 스캔 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는 액정 패널(150), 데이터 구동부(130), 게이트 구동부(140), 그래픽 제어부(110), 디밍 제어부(160), 메모리(190), 타이밍 컨트롤러(120), 백라이트(180) 및 백라이트 제어부(170)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)의 적어도 하나의 구성요소는 생략될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)가 다른 디스플레이 장치의 업그레이드를 위해 적용된 제어 장치(또는 시스템 온 칩(SoC))인 경우에, 백라이트(180), 데이터 구동부(130), 게이트 구동부(140), 액정 패널(150) 및 백라이트 제어부(170)는 생략될 수 있다. 이 경우, 다른 디스플레이 장치는 백라이트(180), 데이터 구동부(130), 게이트 구동부(140), 액정 패널(150) 및 백라이트 제어부(170)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 입출력 관계는 설명의 편의성을 위한 예시에 불과하며, 이에 한정되지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(130), 게이트 구동부(140), 그래픽 제어부(110), 디밍 제어부(160) 및 타이밍 컨트롤러(120)는 적어도 하나의 프로세서의 적어도 하나의 하드웨어 모듈이거나, 적어도 하나의 프로세서에 의해 구현되는 소프트웨어 모듈일 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(130), 게이트 구동부(140), 그래픽 제어부(110), 디밍 제어부(160) 및 타이밍 컨트롤러(120)에 포함된 각각의 모듈들이 수행하는 기능은 하나의 프로세서에 의해 수행되거나 또는 각각 별도의 프로세서에 의해 수행될 수도 있다. 프로세서는 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체((Application Specific Integrated Circuit, ASIC), (Field Programmable Gate Arrays, FPGA)), LCD 드라이버(예: DDI) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 액정 패널(150)은 적어도 한 데이터선(D1~Dm)과 적어도 한 게이트선(G1~Gn)에 의해 정의되는 각 화소(P)마다 형성된 스위칭 소자(예: TFT(박막 트랜지스터), 미도시), 스위칭 소자에 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 상기 스위칭 소자는 각 게이트선(G1~Gn)으로부터의 게이트 전압에 응답하여 각 데이터선(D1~Dm)으로부터의 데이터 전압(Vd)을 화소전극에 공급할 수 있다. 상기 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 데이터 전압과 공통전극에 공급된 공통전압의 차이 전압을 충전하고, 그 차이 전압에 따라 액정의 광 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 구현할 수 있다. 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 다음 데이터 전압(Vd)이 공급될 때까지 유지시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 데이터 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 따라 각 행(line)의 화소에 대한 영상신호(DAT)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 영상신호(DAT)(또는, 계조값)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상신호(DAT)를 데이터선(D1~Dm)으로 전달된 데이터 전압(Vd)으로 변환하여 각 데이터선(D1~Dm)에 인가할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(130)는 데이터 제어신호(DCS)의 반전신호에 대응하여 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(Vd)의 극성을 이전 프레임의 극성과 반대로 제어할 수 있다(프레임 반전이라 함). 일 실시예에서, 액정 패널(150)의 프레임 반전 시에는 전체 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(Vd)의 극성은 반전될 수 있다. 반전 신호의 특성에 따라 한 프레임 내에서도 한 데이터선(D1~Dm)을 통하여 흐르는 데이터 전압(Vd)의 극성은 주기적으로 바뀔 수 있고, 각 화소 행의 데이터선(D1~Dm)에 인가되는 데이터 전압(Vd)의 극성은 서로 다를 수 있다.
일 실시예에 따르면, 게이트 구동부(140)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 따른 게이트 온 전압을 게이트선(G1~Gn)에 인가하여 각 게이트선(G1~Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴 온 시킬 수 있다. 그러면, 게이트선(G1~Gn)에 인가된 데이터 전압(Vd)이 턴 온된 스위칭 소자를 통하여 해당 화소에 인가되어, 각 화소의 충전 전압(화소 전압)으로 걸릴 수 있다. 액정 패널(150)의 화소에 데이터 전압이 인가되면, 화소는 다양한 광학 변환 소자를 통해서 데이터 전압에 대응하는 휘도를 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 게이트 구동부(140)는 각 수평 주기(수평 동기신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호의 한 주기와 동일함) 단위로 전술한 과정을 되풀이하여 액정 패널(150)의 모든 게이트선(G1~Gn)에 대해 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(Px)에 데이터 전압(Vd)을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 그래픽 제어부(110)는 외부로부터 입력 받은 영상데이터 및 메모리(190)에 저장된 영상데이터 중 적어도 하나 이상을 처리하여 입력 영상신호(IDAT)를 생성한 후 입력 제어신호(ICON)와 함께 타이밍 컨트롤러(120)에 전달할 수 있다. 상기 입력 제어신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트 클럭(DCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE: data enable) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 그래픽 제어부(110)는 예를 들어, 디스플레이 장치(10)의 중앙 처리 장치일 수 있다. 상기 입력 영상신호는 HD(high definition), FHD(full-HD), UHD(ultra-HD) 등의 다양한 해상도를 표현 가능한 영상신호의 R, G, B값일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(190)는 보상 룩업 테이블(lookup table)(이하 '보상 LUT'라고 함)을 저장할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 참조 화소(선충전에 영향을 주는 화소)와 대상 화소(선충전되는 화소)의 차이로 인한 각 화소의 충전률의 부족분 또는 과잉분을 보상할 수 있는 보상치를 저장할 수 있다. 상기 보상치는 액정 패널(150)의 스캔 시간을 단축한 경우에 액정 패널(150)의 부족한 충전률을 확인하고, 데이터 보상으로 확인된 충전률을 보상하는 실험을 통하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(190)에 저장되는 보상 LUT의 크기, 보상치 등은 액정 패널(150)의 특성에 따라 변경 및 조정될 수 있다. 상기 보상 LUT는 예를 들면, 영상 신호 보상을 위한 참조 화소의 색상에 따라 다르게 정해질 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(190)는 게이트의 위치별 또는 스캔 순서에 따른 게이트 턴 온의 지연시간인 게이트별 지연시간을 저장할 수 있다. 예를 들어, 게이트별 지연시간은 액정 패널(150)의 게이트들 중에서 첫 번째로 턴 온되는 게이트에 대비한 다른 게이트들의 턴 온 시간의 지연시간들일 수 있다. 상기 게이트별 지연시간은 스캔 시간을 단축한 경우에 액정 패널(150)의 부족한 충전률을 확인하고, 선충전 시간을 앞당기거나, 지연시키며 액정 패널(150)의 부족한 충전률을 보상하는 실험에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 게이트별 지연시간은 게이트의 위치(또는, 스캔 순서)에 따라 선충전이 더 필요한 게이트에 대해서는 턴 온 시간을 앞당기도록 설정될 수 있다. 게이트별 지연시간은 선충전이 덜 필요하거나 선충전이 필요하지 않은 게이트에 대해서는 턴 온 시간을 지연시키도록 설정될 수 있다. 상기 메모리(190)는 액정 패널(150)의 스캔 순서 등과 같은 액정 패널(150)의 스캔 관련 파라미터를 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 타이밍 컨트롤러(120)는 그래픽 제어부(110)로부터 입력 영상신호(IDAT) 및 입력 제어신호(ICON)를 입력 받으면, 입력 제어신호(ICON)(예: Hsync)를 참조하여 행 단위의 영상신호(DAT)를 생성 및 출력할 수 있다. 상기 출력 영상신호(DAT)는 액정 패널(150)의 적색, 녹색, 청색의 화소의 화소 전극으로 인가될 계조값을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 출력 영상신호를 액정 패널(150)에 출력할 때 데이터 구동부(130) 및 게이트 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호(DCS, GCS)를 생성 및 출력할 수 있다. 상기 타이밍 제어신호는 데이터 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS) 및 게이트 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 포함할 수 있다. 상기 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock) 및 소스 출력 인에이블(source output enable) 등을 포함할 수 있다. 상기 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(gate start pulse), 게이트 쉬프트 클럭(gate shift clock) 및 게이트 출력 인에이블(gate output enable) 등을 포함할 수 있다. 상기 출력 영상신호는 입력신호와 동일한 해상도의 R, G, B값일 수 있으며, 해상도 조절된 R, G, B값(계조값)일 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 타이밍 컨트롤러(120)는 입력 제어신호(예: Vsync)에 따른 프레임 속도로 영상신호(DAT)를 출력함에 따라 액정 패널(150)을 갱신하되, 입력 제어신호에 따른 프레임 속도에 대비하여 2배 또는 2배 이상으로 증가된 스캔 속도로 액정 패널(150)로 영상신호(DAT)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 동기신호에 따른 프레임 속도를 증가시킬 수 있도록 타이밍 제어신호(DCS, GCS)를 설정함에 따라 액정 스캔 속도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(120)는 동기신호에 따른 도트 클럭(DCLK)의 2배 또는 2배 이상으로 소스 샘플링 클럭과 게이트 쉬프트 클럭을 설정하고, 설정된 소스 샘플링 클럭과 게이트 쉬프트 클럭에 맞추어 영상신호 및 게이트 온 전압을 출력할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에서는 액정 스캔 시간을 단축할 수 있어, 각 프레임 주기에서 데이터 구간(스캐닝 구간)의 대역폭을 증가시킬 수 있어, 액정 패널(150)의 스캐닝 구간을 안정적으로 확보할 수 있다. 상기 액정 스캔 시간은 데이터 구동부(130)에 의해 액정 패널(150)에 출력 영상신호가 전달되고, 게이트 구동부(140)에 의해 액정 패널(150)에 게이트 온 전원이 인가됨에 따라 액정 패널(150)의 모든 화소에 데이터 전압이 인가되는데 소요되는 시간일 수 있다. 상기 액정 패널(150)의 스캔은 액정 패널(150)의 각 화소에 데이터 전압이 인가되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 타이밍 컨트롤러(120)는 영상신호(DAT)의 스캔 순서에 기반하여 각 화소의 충전률의 부족분 또는 과잉분을 보상하기 위한 보상치를 산출하고, 산출된 보상치를 이용하여 각 화소의 계조값을 보상할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(120)는 입력 영상신호의 각 프레임에서 서로 다른 게이트선 및 동일한 데이터선에 연결된 각 화소의 영상신호의 계조값을 확인하고, 보상 LUT에서 확인된 계조값들에 대응하는 보상치를 산출할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 각 화소의 계조값에 가산 또는 감산함에 따라 충전률의 부족분 또는 과잉분을 보상할 수 있다. 이에, 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러(120)는 보상된 각 화소의 계조값을 데이터 구동부(130)로 전달할 수 있다. 이 같이, 일 실시예에서는 단축된 스캔 시간에 따른 계조값 비교를 기반으로 충전률을 보상함에 따라 액정 패널(150)에 대한 정밀한 충전률 보상을 수행할 수 있고, 색 표현력과 감마(gamma) 특성을 개선할 수 있다.
일 실시예에에 따르면, 타이밍 컨트롤러(120)는 게이트별 지연시간에 대응하는 게이트 제어신호를 출력함에 따라 스캔 시간 단축으로 인해 부족한 각 화소의 부족한 충전률을 보상할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에서는 액정 패널(150)의 블러를 개선하면서도 부족한 충전률을 보상하여 스캔 시간 단축으로 인한 휘도 저하 문제를 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 백라이트(180)는 액정 패널(150)로 조사되는 광(backlight)을 생성하는 복수의 광원(181); 및 복수의 광원 상에 배치되어 복수의 광원으로부터의 광을 액정 패널의 방향으로 안내하여 광 효율을 향상시키는 광학부재(미도시)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 백라이트(180)는 액정 패널(150)의 복수의 측면 중에서 적어도 한 측면에 근접하여 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 백라이트(180)에 포함된 복수의 광원은 일괄적으로 턴 온 및 턴-오프되도록 제어(global dimming)될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디밍 제어부(160)는 백라이트 제어신호(BCON)를 백라이트 제어부(170)에 전달할 수 있다. 상기 백라이트 제어부(170)는 백라이트 제어신호에 기초하여 백라이트(180)를 턴 온 또는 턴 오프할 수 있다. 예를 들어, 디밍 제어부(160)는 각 프레임의 스캔 완료 시점 또는 각 프레임의 스캔 완료 시점으로부터 지정된 시간만큼 경과된 시점에 백라이트가 점등되도록 백라이트 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 디밍 제어부(160)는 입력 영상신호의 각 프레임을 분석하여 백라이트 점등 시점(또는, 백라이트 턴 시점 또는 시간)을 조절할 수 있다. 예를 들어, 디밍 제어부(160)는 각 프레임의 움직임을 검출하고, 각 (영상) 프레임에 포함된 복수의 검출영역 중에서 모션 블러 가능성이 큰 블러링 영역을 검출할 수 있다. 상기 복수의 검출영역은 액정 패널(150)의 행 단위로 구분되는 영역으로서 예를 들어, 상, 중, 하 영역일 수 있다. 디밍 제어부(160)는 블러링 영역이 복수의 검출영역 중에서 상대적으로 나중에 스캔되는 영역에 대한 블러링 영역의 스캔 완료 시간에 대응하도록 백라이트 점등 시간을 지연하여 설정할 수 있다. 상기 디밍 제어부(160)는 예를 들어, 디스플레이 장치(10)의 중앙 처리 장치(도 1의 110, 160을 포함하는 블록 참조)일 수 있다. 예를 들어, 블러링 영역이 복수의 검출영역 중에서 가장 먼저 스캔되는 영역이면, 디밍 제어부(160)는 각 프레임의 스캔 완료 시간으로부터 지정된 시간(t≥0)만큼 지연된 시점에 백라이트가 점등되도록 백라이트 제어 신호를 출력할 수 있다. 다른 예를 들어, 블러링 영역이 복수의 검출 영역 중에서 상대적으로 나중에 스캔되는 영역이면, 디밍 제어부(160)는 가장 먼저 스캔되는 영역과 블러링 영역 간의 스캔 시간(또는, 충전 시간) 차이만큼 상기 지정된 시간을 더 지연하고, 더 지연된 지정된 시간에 대응하는 시점에 백라이트가 점등되도록 백라이트 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 백라이트 제어부(170)는 백라이트 제어신호에 따라 백라이트(180)를 턴 온할 수 있다. 예를 들어, 백라이트 제어부(170)는 백라이트 제어신호에 대응하여 백라이트(180)를 턴 온하는 인버터(inverter)일 수 있다. 일 실시예에서, 백라이트 제어신호는 액정 패널(150)의 스캔완료 시점에서 지정된 제1시간 경과 후에 백라이트(180)를 턴 온하는 신호일 수 있다. 상기 백라이트 제어신호는 현재 프레임의 스캔완료 시점에서 제1시간 경과 후부터 다음 프레임의 스캔시점까지 적어도 한 번 이상 백라이트(180)를 턴 온 및 턴-오프하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 백라이트 제어신호는 현재 프레임의 스캔완료 시점에서 제1시간 경과 후에서 다음 프레임의 스캔시점까지 백라이트(180)를 2회 블링킹(blinking)하는 신호일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 각 프레임 주기에서 액정 스캔 시간을 단축함에 따라 액정의 스캐닝 완료 이후에 블랭크 구간을 증가시킬 수 있어, 데이터 대역폭을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서는 다양한 액정의 스캔 완료 이후에(액정의 블러 구간을 피하여) 백라이트를 턴 온 시킴에 따라 액정의 스캐닝 구간으로 인한 액정의 블러 발생률을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캔 및 백라이트 제어 타이밍을 도시한 도면이다. 도 2에서는 동기신호에 따른 프레임 속도가 60Hz인 경우를 예로 들어 도시하였다. 도 2에서, 액정 패널(150) 상에 표시된 화살표는 액정 패널(150)의 스캔 방향이고, 빗금 표시된 부분은 액정 패널(150)에 표시되는 영상신호를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(120)는 상태 210과 같은 스캔 속도로 스캐닝되는 입력 영상신호(IDAT)를 전달받으면, 상태 220과 같이 입력 제어신호에 따른 스캔 시간에 비해 1/2배 또는 그 이하로 스캔 시간을 단축할 수 있도록 영상신호(DAT)를 출력할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 스캔 시간을 단축하면서도 액정 패널(150)의 프레임 속도(D3+D4 = D1+D2)는 유지함에 따라 액정 패널(150)의 블랭크 구간을 증가시킬 수 있다.
도 2의 상태 210와 같이, 입력 제어신호(ICON, 예: Vsync)에 따르면, 각 프레임 주기는 약 80%동안의 스캐닝 구간(D1)과 20%동안의 블랭크 구간(D2)으로 구성될 수 있다. 상기 입력 제어신호(ICON)에 따른 각 프레임 주기는 프레임 주기의 약 80%가 스캐닝 구간이므로, 각 프레임 주기에서 백라이트 점등 구간의 일부가 스캐닝 구간과 중복될 가능성이 높다. 이 경우, 백라이트 점등 시에 액정 패널(150)에서 상대적으로 나중에 스캔된 화소의 충전중인 구간(블러링 구간)이 사용자에 노출되어, 사용자가 액정 패널(150)의 블러링을 발견할 가능성이 있다.
하지만, 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러(120)는 스캔 시간을 1/2 또는 그 이하로 단축할 수 있도록 타이밍 제어신호(DCS, GCS)를 출력할 수 있다. 도 2의 상태 220과 같이, 타이밍 컨트롤러(120)는 각 프레임 주기의 50% 이하를 스캐닝 구간(D3)으로 하고, 50% 이상을 블랭크 구간(D3)으로 하는 타이밍 제어신호를 출력할 수 있다.
더불어, 도 2의 상태 220과 같이, 일 실시예에 따른 디밍 제어부(160)는 스캐닝 구간(D3)이 완료된 시점에서 지정된 제1시간 경과 후부터 다음 프레임의 스캔 시점까지 백라이트(180)를 턴 온하는 백라이트 제어신호(BLU ON)를 출력할 수 있다. 따라서, 백라이트 제어부(170)는 액정 패널(150)의 블러링 구간(D5) 이후에 백라이트(180)를 점등할 수 있다. 이 같이, 일 실시예에서는 액정 패널(150)의 블러링 구간(D5)을 피하여 백라이트(180)를 점등할 수 있어, 액정 패널(150)의 블러링 구간(D5)이 사용자에 노출되는 것을 방지할 수 있고, 액정 패널(150)의 특성으로 인한 모션 블러 노출을 줄일 수 있다.
다른 실시예로서, 디밍 제어부(160)는 백라이트 온 구간(BLU ON)에서 백라이트가 적어도 한 번 이상 블링킹 되도록 하는 백라이트 제어신호를 출력할 수도 있다. 이에, 일 실시예에 따른 백라이트 제어부(170)는 액정 패널(150)의 블러링 구간(D5)을 피하여 백라이트(180)를 온할 수 있어 모션 블러 발생률을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 점등 시간 조절 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 동작 310에서, 디밍 제어부(160)는 그래픽 제어부(110)로부터 타이밍 컨트롤러(120)로 전달되는 각 프레임을 확인하면, 이전 프레임과 현재 프레임의 차이를 이용하여 복수의 움직임 벡터를 검출할 수 있다.
동작 320에서, 디밍 제어부(160)는 복수의 움직임 벡터를 이용하여 복수의 검출영역 중에서 모션 블러 발생 가능성이 큰 블러링 영역을 검출할 수 있다. 동작 320에서, 디밍 제어부(160)는 검출된 움직임의 크기를 이용하여 복수의 검출영역 중에서 블러링 영역을 검출할 수 있다. 예를 들어, 디밍 제어부(160)는 복수의 검출영역에서 검출된 움직임이 지정된 임계 움직임 이상인 영역을 블러링 영역으로 검출할 수 있다. 디밍 제어부(160)는 복수의 검출영역 중에서 다른 검출영역보다 임계 움직임 이상 움직임이 큰 영역을 블러링 영역으로 검출할 수도 있다. 상기 임계 움직임은 액정 패널(150)에 표출된 영상 프레임에서 모션 블러링의 발생을 육안으로 확인하는 실험에 의하여 결정될 수 있다. 상기 블러링 영역은 각 영상 프레임에서 자막이 존재하는 영역일 수 있고, 각 영상 프레임에서 상대적으로 움직임이 큰 물체(예: 해변 영상에서 파도)가 존재하는 영역일 수도 있다.
동작 330에서, 디밍 제어부(160)는 블러링 영역이 존재하면, 블러링 영역의 스캔 순서에 기반하여 백라이트 온 시점을 설정하고, 백라이트 온 시점에 대응하는 백라이트 제어신호를 출력할 수 있다. 동작 330에서, 디밍 제어부(160)는 블러링 영역의 스캔 순서가 늦어질수록 백라이트 점등시점을 지연할 수 있다. 예를 들어, 디밍 제어부(160)는 블러링 영역이 각 프레임에서 첫 번째로 스캔되는 영역이면, 각 프레임의 스캔 완료 시점에 대응하여 백라이트 온 시점으로 설정할 수 있다. 디밍 제어부(160)는 블러링 영역이 각 프레임에서 첫 번째 이후에 스캔되는 영역이면, 첫 번째 스캔되는 영역과 블러링 영역의 스캔 시간(또는, 충전 시간) 간의 차이에 대응하도록 지연된 백라이트 온 시점을 설정할 수 있다.
동작 340에서, 디밍 제어부(160)는 결정된 백라이트 점등시점에 대응하는 백라이트 제어신호를 출력할 수 있다. 이로써, 일 실시예에서는 영상 프레임의 특성(움직임)에 따른 블러링 영역이 액정 패널에 나중에 스캔되는 경우에는 백라이트를 좀더 늦게 점등함에 따라 사용자에게 노출되는 모션 블러를 줄일 수 있다.
일 실시예에서, 디밍 제어부(160)는 타이밍 컨트롤러(120)로 전달되는 각 프레임마다 전술한 블러링 영역을 검출하여 백라이트 점등시점을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 디밍 제어부(160)는 블러링 영역이 2개 이상 존재하는 경우에는 블러링 영역들 중에서 가장 먼저 스캔되는 영역에 맞추어 백라이트 온 시점을 설정할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 복수의 검출영역은 각 프레임에서 각기 복수의 행을 포함하는 상, 중, 하 영역이고, 상기 영역들은 상 영역, 중 영역 및 하 영역 순으로 스캔될 수 있다. 이 경우, 디밍 제어부(160)는 각 프레임에 블러링 영역이 존재하지 않거나 블러링 영역이 가장 먼저 스캔되는 상 영역인 경우에는 백라이트 점등시점을 각 프레임의 스캔 완료 시간에 대응하는 지정된 시간(예컨대, 1ms)으로 설정할 수 있다. 상기 지정된 시간은 각 프레임이 입력된 액정 패널(150)의 충전 완료 시간에 대응하도록 설정될 수 있다. 디밍 제어부(160)는 블러링 영역이 중 영역 또는 하 영역인 경우에는 지정된 시간을 두 영역들 간의 스캔 시간(또는, 충전 시간)의 차이에 대응하는 지정된 조정시간(t1)(예: 0.5ms) 단위(m*t1)로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 디밍 제어부(160)는 블러링 영역이 중 영역인 경우에는 지정된 시간을 상 영역과 중 영역의 스캔 시간(또는, 충전 시간)의 차이에 대응하는 t1만큼 지연시키고, 블러링 영역이 하 영역인 경우에는 지정된 시간은 상 영역과 하 영역의 스캔 시간(또는, 충전 시간)의 차이에 대응하는 2*t1만큼 지연시킬 수 있다.
일 실시예에서는 LCD의 블러 구간을 피하여 백라이트를 점등할 수 있어, 모션 블러 발생을 줄일 수 있다. 일 실시예에서는 전역 디밍 방식의 백라이트 제어 시에도 백라이트 점등 시간을 조절하여 모션 블러 발생률을 줄일 수 있다.
전술한 실시예와 달리, 본 발명의 실시예는 블록 디밍 방식의 백라이트 점등 제어에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 블록 디밍 제어시에도 액정 스캔 시간을 단축함에 따라 블록 디밍의 다양한 제어를 위한 시간을 확보할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 패널의 화소를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전압과 게이트 전압을 도시한 도면이며, 도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 게이트별 지연시간 조절 방법을 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 룩업 테이블을 도시한 도면이고, 도 8a 및 8b는 본 발명의 실시예에 따른 보상치 산출 과정을 도시한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 액정 패널(150)은 서로 다른 게이트선(Gi, Gj) 및 동일한 데이터선(Dk)에 연결된 적어도 두 개의 화소(PXa, PXb)를 포함할 수 있다. 도 4에서는 제1 게이트선(G1~Gn)과 데이터선(D1~Dm)에 연결된 제1 화소(PXa) 및 제2게이트선(G1~Gn)과 제2 게이트선(G1~Gn)에 연결된 제2 화소(PXb)를 예로 들어 도시하였다. 이러한 적어도 두 개의 화소(PXa)는 도 4의 실선으로 도시된 바와 같이 서로 다른 행에 위치할 수도 있고, 도 4의 점선으로 도시된 바와 같이 한 화소 행에 위치할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 제1 게이트선(G1~Gn)과 제2 게이트선(G1~Gn)은 각각 게이트 신호를 전달하며, 각 게이트 신호의 게이트 온 전압(Vgi, Vgj 등)은 일부분 중첩될 수 있다. 도 5에서, Vd는 제1 화소(PXa)와 제2 화소(PXb)로 전달되는 데이터 전압이고 Vgi는 제1 게이트선(G1~Gn)으로 전달되는 게이트 온 전압이고, Vgj는 제2 게이트선(G1~Gn)으로 전달되는 게이트 온 전압일 수 있다.
도 5와 같이, 제2 게이트선(G1~Gn)의 게이트 온 전압(Vgj) 구간 중에서 제1 게이트선(G1~Gn)의 게이트 온 전압(Vgi)과 중첩되는 부분을 선충전 구간(pre-charge period, Pre)이라고 하고, 제2 게이트선(G1~Gn)의 게이트 온 전압(Vgj)과 중첩되지 않는 구간을 본충전 구간(main-charge period, Main)이라고 할 수 있다. 제2 게이트선(G1~Gn)의 선충전 구간(Pre)은 제1 게이트선(G1~Gn)의 본충전 구간(Main)에 해당할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 게이트선(G1~Gn)의 선충전 구간 동안에, 제1 게이트선(G1~Gn)과 연결된 제1 화소(PXa)는 턴 온된 스위칭 소자를 통해 데이터선(D1~Dm)이 전달하는 데이터 전압(Vd) 중에서 제1 화소(PXa)의 출력 영상신호에 대응하는 제1 데이터 전압(V1)을 충전할 수 있다. 이때, 제2 게이트선(G1~Gn)과 연결된 제2 화소(PXb)와 연결된 스위칭 소자에도 게이트 온 전압(Vgj)이 전달되므로 제2 화소(PXb)도 제1 데이터 전압(Vd)에 의해 선충전될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 게이트선(G1~Gn)의 본충전 구간 동안에는 제1 화소(PXa)에 데이터 전압(Vd)이 전달되지 않고, 제2 화소(PXb)가 턴온된 스위칭 소자를 통해 데이터 전압(Vd) 중 제2 화소(PXb)의 출력 영상신호에 대응하는 제2 데이터 전압(V2)에 의해 본충전될 수 있다. 액정 패널(150)은 제1 데이터 전압(Vd)과 제2 데이터 전압(Vd)과 공통 전압에 대해 동일한 극성을 가지는 경우, 제2 화소(PXb)는 선충전 구간(Pre)에서 제1 데이터 전압(Vd)으로 미리 선충전되므로, 본충전 구간(Main)에서 제2 화소(PXb)의 화소 전압은 목표 휘도에 빠르게 도달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 화소의 충전률은 선충전 구간(도 5의 Pre 참조)에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 이에, 도 6a 및 6b와 같이, 타이밍 컨트롤러(120)는 게이트별 지연시간에 대응하여 각 화소의 선충전 구간을 앞당기거나, 지연시킬 수 있다. 게이트별 지연시간에서 선충전 구간은 이전의 화소의 본충전 구간뿐만 아니라, 이전 이전의 화소의 본충전 구간과 중첩될 수도 있다(도 6a의 Pre 구간 참조). 이 같이, 일 실시예에서는 스캐닝 시간의 단축으로 인하여 부족해진 충전률을 보상할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 선충전되는 전압은 선충전에 영향을 주는 화소의 계조값에 따라 달라지므로, 화소의 위치에 따라 선충전되는 화소(예: 제2 화소)의 충전률에 편차가 발생할 수 있다. 일 실시예에서는 보상 LUT에 대응하는 보상치를 이용하여 스캐닝 시간의 단축으로 인한 충전률 편차를 보상할 수 있다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따르면, 보상 LUT는 첫 행인 선충전되는 화소(예: 제2 화소)의 일부 계조값(720)과 첫 열의 선충전에 영향을 주는 화소(예: 제1 화소)의 일부 계조값(710)으로 인덱스되는 각 영역에 각 보상치를 포함할 수 있다. 도 7에서는 256계조 중에서 대략 17개의 계조값을 포함하는 보상 LUT를 예로 들어 도시하였다. 일 실시예에 따른 보상 LUT에서 제1 화소(PXa)의 계조값(710)과 제2 화소(PXb)의 계조값(720)이 동일한 대각선 상의 보상치는 0으로 설정될 수 있다. 보상 LUT의 대각선을 기준으로 상부에 위치하는 보상치들은 선충전되는 화소(PXb)의 계조값이 선충전에 영향을 주는 화소(PXa)의 계조값보다 큰 경우의 보상치일 수 있다. 보상 LUT의 대각선을 기준으로 하부에 위치하는 보상치들은 선충전되는 화소(PXb)의 계조값이 선충전에 영향을 주는 화소(PXa)의 계조값보다 작은 경우의 보상치일 수 있다. 도 7의 각 보상치는 예시에 불과하며, 각 보상치는 액정 패널(150)의 특성(예: 스캐닝 구간, 소자 특성 등)에 따라 변화될 수 있다. 다른 실시예에서, 보상 LUT는 선충전에 영향을 주는 화소(PXa)의 계조값과 선충전되는 화소(PXb)의 계조값의 교차점에 보정치 대신 선충전되는 화소인 제2 화소(PXb)의 계조값에 보정값을 미리 더하거나 뺀 결과, 보상값 자체를 저장할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 타이밍 컨트롤러(120)는 보상 LUT에서 선충전되는 화소와 선충전에 영향을 주는 화소에 의해 인덱스되는 영역의 보상치를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 검출된 보상치를 이용하여 선충전되는 화소의 계조값을 보상할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(120)는 선충전되는 화소의 계조값이 선충전에 영향을 주는 화소의 계조값보다 큰 경우에는 입력 영상신호의 계조값에서 검출된 보상치를 더하여 충전률을 보상 가능한 출력 영상신호를 생성할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 선충전되는 화소의 계조값이 선충전에 영향을 주는 화소의 계조값보다 작은 경우에는 입력 영상신호의 계조값에서 검출된 보상치를 뺌에 따라 충전률을 보상 가능한 출력 영상신호를 생성할 수 있다.
도 7과 같이, 보상 LUT는 화소의 계조값 중에서 일부를 포함할 수 있다. 이에, 타이밍 컨트롤러(120)는 보상 LUT에 포함되지 않는 계조값에 대해서는 근접한 계조값을 이용하여 보간법(interpolation) 등의 다양한 연산 방법을 이용하여 보상치를 산출할 수 있다. 이러한 구성에 의하여 일 실시예에서는 데이터 저장 공간을 절감할 수 있다.
도 8a 및 8b를 참조하여 보간법을 이용한 보정값 산출에 대하여 설명한다.
도 8a와 같이, 보상 LUT에서 선충전에 영향을 주는 화소(PXa)의 계조값이 8이고 선충전되는 화소(PXb)의 계조값이 56이라면, 타이밍 컨트롤러(120)는 이 계조값들 주변의 4개의 계조값의 좌표, (0,48), (0,64), (16,48) 및 (16,64)를 산출하고, 이들 좌표에 대응하는 보정치(L1, L2, L3, L4)를 산출할 수 있다. 이 경우, 도 8b와 같이, 타이밍 컨트롤러(120)는 4개의 보정치(L1, L2, L3, L4)를 이용한 선형 보간법을 이용해 보정치 7(도 8b의 네모 표시 숫자 참조)을 산출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 패널의 스캔 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 동작 910에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 입력 영상신호가 수신되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(120)는 그래픽 제어부(110)로부터 입력 영상신호를 전달받을 수 있다.
동작 920에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 입력 영상신호가 수신되면, 액정 패널(150)에 대해 지정된 스캔순서에 기반하여 각 화소의 보상치를 결정할 수 있다. 동작 920에서 타이밍 컨트롤러(120)는 선충전되는 화소와 선충전에 영향을 주는 화소의 계조값에 기반하여 각 화소의 보상치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(120)는 액정 패널(150)의 스캔 순서에 기반하여 선충전되는 화소와 선충전에 영향을 주는 화소와 그 계조값들을 확인하고, 보상치 LUT에서 출력 영상신호의 각 화소의 계조값과 각 화소의 충전에 영향을 주는 화소의 계조값으로 인덱스되는 보상치를 검색할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 보상치 LUT에 존재하지 않는 계조값에 대해서는 보간법을 이용하여 적용할 보상치를 산출할 수 있다.
동작 930에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 산출된 보상치를 이용하여 영상신호의 계조값을 보정할 수 있다.
동작 940에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 입력 제어신호에 대응하는 프레임 속도에 비교하여 지정된 배수(예: 2배)의 스캔 속도로 영상신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(120)는 입력 제어신호에 대응하는 도트 클럭의 2배수인 데이터 제어신호를 생성하고, 생성된 2배속 데이터 제어신호에 맞추어 데이터 구동부(130)로 보정된 영상신호를 출력할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 입력 제어신호에 대응하는 도트 클럭의 2배수인 게이트 제어신호를 생성하고, 생성된 2배속 게이트 제어신호에 맞추어 각 게이트의 턴 온 시간을 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(120)는 액정 패널(150)의 스캔 순서를 확인하고, 첫 번째 스캔되는 게이트를 기준으로 게이트별 지연시간에 따른 게이트 제어신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 타이밍 컨트롤러(120)는 가장 먼저 스캔되는 게이트의 경우에는 항상 동일한 시점에 게이트를 턴 온할 수 있다.
일 실시예에서는 각 프레임 주기에서 액정 스캔 시간을 단축함에 따라 액정의 스캐닝 완료 이후에 블랭크 구간을 증가시킬 수 있어, 데이터 대역폭을 증가시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 그래픽 제어부에 의해 실행될 경우, 그래픽 제어부가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다. 그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 액정 패널;
    상기 액정 패널로 광을 조사하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 백라이트;
    입력된 동기 신호에 따른 각 프레임 주기마다 상기 동기 신호에 따른 프레임 속도보다 빠른 스캔 속도로 상기 액정 패널을 스캔(scan)하는 타이밍 컨트롤러; 및
    각 프레임 주기마다 상기 액정 패널을 스캔 완료한 시점으로부터 지정된 시간 경과된 제1 시점부터 다음 프레임의 스캔 시점인 제2 시점까지 상기 백라이트를 턴 온(turn on) 하는 백라이트 제어부
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에서, 상기 백라이트 제어부는,
    상기 백라이트에 포함된 모든 광원을 일괄적으로 턴 온 및 턴 오프(global dimming)하는 것인 디스플레이 장치.
  3. 제1항에서, 상기 백라이트 제어부는,
    상기 제1 시점에서 상기 제2 시점까지 적어도 한 번 이상 상기 백라이트를 턴 온 및 턴 오프하는 것인 디스플레이 장치.
  4. 제1항에서, 상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 프레임 속도의 2배 또는 2배 이상의 스캔 속도로 상기 액정 패널을 스캔하는 것인 디스플레이 장치.
  5. 제1항에서, 상기 제1 시점은,
    상기 액정 패널의 충전이 완료되는 시점인 디스플레이 장치.
  6. 제1항에서,
    백라이트 제어신호를 출력하는 디밍 제어부를 더 포함하고,
    상기 백라이트 제어부는, 상기 백라이트 제어신호에 따라 상기 백라이트를 턴 온 및 턴 오프하는 것인 디스플레이 장치.
  7. 제6항에서, 상기 디밍 제어부는,
    상기 타이밍 컨트롤러로 전달되는 각 영상 프레임의 움직임 크기를 확인하고, 확인된 움직임 크기에 기반하여 복수의 검출영역 중에서 상대적으로 모션 블러(motion blur) 가능성이 큰 블러링 영역을 검출하고, 상기 액정 패널에서 상기 블러링 영역의 스캔 순서에 따라 상기 지정된 시간을 조절하는 것인 디스플레이 장치.
  8. 제7항에서, 상기 디밍 제어부는,
    상기 복수의 검출영역 중에서 첫 번째 스캔되는 영역에 대비해 상기 블러링 영역의 스캔 순서가 늦을수록 상기 지정된 시간을 증가시키는 것인 디스플레이 장치.
  9. 제7항에서, 상기 디밍 제어부는,
    상기 블러링 영역이 검출되지 않거나, 상기 검출영역들 중에서 상기 블러링 영역의 스캔 순서가 가장 빠르면, 상기 영상신호를 출력 완료한 시점에 상기 백라이트를 턴 온하는 신호를 출력하는 것인 디스플레이 장치.
  10. 제1항에서, 상기 액정 패널의 스캔 순서에 기반하여 선충전되는 화소와 선충전에 영향을 주는 화소의 계조값에 대응하는 계조값의 보상치 목록을 저장하는 보상치 룩업 테이블이 저장된 메모리를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 선충전되는 각 화소의 계조값과 상기 각 화소의 선충전에 영향을 주는 화소의 계조값에 대응하는 보상치를 상기 룩업 테이블로부터 검색하고, 검색된 상기 보상치를 이용하여 상기 각 화소의 계조값을 보정하는 것인 디스플레이 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 보상치 룩업 테이블은, 각 화소의 계조값 중에서 일부를 포함하고, 상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 선충전되는 각 화소의 계조값과 상기 각 화소의 선충전에 영향을 주는 화소의 계조값 중 적어도 하나의 계조값이 상기 보상치 룩업 테이블에 존재하지 않으면, 상기 적어도 하나의 계조값에 근접한 복수의 계조값을 이용한 보간법을 수행하여 상기 각 화소에 대한 계조값 보상치를 산출하는 것인 디스플레이 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 스캔 속도에서 확인된 부족한 충전률을 보상하는 게이트별 지연시간을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 스캔 순서에 따른 상기 게이트별 지연시간에 따라 상기 액정 패널의 각 게이트의 턴 온 시간을 조절하는 것인 디스플레이 장치.
  13. 적어도 하나의 프로세서에 의한 디스플레이 방법으로서,
    입력된 동기 신호에 따른 프레임 주기마다 상기 동기 신호에 따른 프레임 속도보다 빠른 스캔 속도로 상기 액정 패널을 스캔(scan)하는 동작; 및
    각 프레임 주기마다 상기 액정 패널을 스캔 완료한 시점으로부터 지정된 시간 경과된 제1 시점부터 다음 프레임의 스캔 시점인 제2 시점까지 상기 백라이트를 턴 온(turn on) 하는 동작
    을 포함하는 디스플레이 방법.
  14. 제13항에서, 상기 턴 온하는 동작은,
    상기 액정 패널로 출력될 각 영상 프레임의 움직임 크기를 확인하는 동작;
    확인된 상기 움직임 크기에 기반하여 복수의 검출영역 중에서 상대적으로 모션 블러(motion blur) 가능성이 큰 블러링 영역을 검출하는 동작; 및
    상기 액정 패널에서 상기 블러링 영역의 스캔 순서에 따라 상기 지정된 시간을 조절하는 동작을 포함하는 것인 디스플레이 방법.
  15. 제14항에서, 상기 조절하는 동작은,
    상기 복수의 검출영역 중에서 첫 번째 스캔되는 영역에 대비해 상기 블러링 영역의 스캔 순서를 확인하는 동작; 및
    상기 첫 번째 영역에 대비해 상기 스캔 순서가 늦을수록 상기 지정된 시간을 지연하는 동작을 포함하는 것인 디스플레이 방법.
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