KR100964566B1

KR100964566B1 - 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100964566B1
Application number: KR1020030067298A
Authority: KR
Inventors: 송장근; 박동원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2010-06-21
Also published as: KR20050031145A

Abstract

액정의 고속 응답을 위한 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법이 개시된다. 타이밍 제어부는 원시 계조 신호가 입력됨에 따라, 원시 계조 신호에 대응하는 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 고려하여 계조 표시를 위한 보정 계조 신호 또는 오버슈트 발생을 위한 계조 전압을 출력한다. 게이트 드라이버는 게이트 신호를 액정 패널의 게이트 라인에 순차적으로 출력하고, 데이터 드라이버는 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 액정 패널의 데이터 라인에 출력한다. 이에 따라, 원시 계조 신호의 전체 계조 수보다 작은 계조 수로 계조 신호를 보정하고, 나머지 계조수를 오버슈트 전압으로 사용하므로써, 액정의 응답속도를 고속화할 수 있다.

액정, 응답 속도, 고속, 색보정, 저항열, 오버슈트

Description

액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY, APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 데이터 전압의 인가 방법을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동 색보정부에 의해 변환되는 감마 곡선을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 계조 신호 보정부를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 상기한 도 2의 데이터 드라이버의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 상기한 도 5의 D/A 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 액정 패널 200 : 게이트 드라이버

300 : 데이터 드라이버 400 : 타이밍 제어부

410 : 자동 색보정부 420 : 계조 신호 보정부

422 : 프레임 메모리 424 : 데이터 보정부

본 발명은 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정의 고속 응답을 위한 액정 표시 장치와 이의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치(LCD)는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고, 상기 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 중에서 대표적인 것으로서, 이중에서도 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 스위칭 소자로 이용한 액정 표시 장치가 주로 이용되고 있다.

최근에는 액정 표시 장치가 컴퓨터용 모니터뿐만 아니라 텔레비전까지 그 영역을 확대하여 사용됨에 따라 동화상을 구현할 필요가 증가하게 되었다. 그러나, 액정 표시 장치는 응답속도가 느리기 때문에 동화상을 구현하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 응답속도 문제를 개선하기 위해 OCB(Optically Compensated Band) 모드를 사용하거나, 강유전성 액정(FLC; Ferro-Electric Liquid Crystal) 물질을 사용하는 액정 표시 장치를 사용하였다.

그러나, 상기한 OCB 모드나 FLC를 사용하기 위해서는 액정 표시 장치에 채용되는 액정물질을 바꾸거나 액정 패널 구조를 바꾸어야 하는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 액정의 응답속도를 고속화하여 동영상 구현에 적합한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 액정 표시 장치의 구동 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 액정 표시 장치는, 원시 계조 신호가 입력됨에 따라, 상기 원시 계조 신호에 대응하는 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 상기 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 고려하여 보정 계조 신호를 출력하는 타이밍 제어부; 게이트 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버; 상기 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버; 및 상기 게이트 신호를 전달하는 게이트 라인과, 상기 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인간에 형성된 스위칭 소자를 구비한 액정 패널을 포함한다.

또한, 상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 액정 표시 장치의 구동 장치는, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치에 있어서, 원시 계조 신호가 입력됨에 따라, 상기 원시 계조 신호에 대응하는 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 상기 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 고려하여 보정 계조 신호를 출력하는 타이밍 제어부; 게이트 신호를 상기 게이트 라인에 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버; 및 상기 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 출력하는 데이터 드라이버를 포함한다.

또한, 상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 액정 표시 장치의 구동 방법은, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, (a) 상기 게이트 라인에 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계; (b) 원시 계조 신호를 수신하고, 이전 원시 계조 신호와 현재 원시 계조 신호와 다음 원시 계조 신호를 고려하여 현재 보정 계조 신호를 생성하되, 상기 원시 계조 신호의 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 상기 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 근거로 현재 보정 계조 신호를 생성하는 단계; 및 (c) 생성된 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함한다.

이러한 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법에 의하면, 원시 계조 신호의 전체 계조 수보다 작은 계조 수로 계조 신호를 보정하고, 나머지 계조수를 오버슈트 전압으로 사용하므로써, 액정의 응답속도를 고속화할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

액정의 응답속도를 고속화하기 위해서는 현재 목표 화소 전압과 이전 화소 전압을 고려하여 보정 데이터 전압을 해당 화소에 인가하므로써, 화소 전압이 바로 목표 전압에 도달하도록 한다.

구체적으로, 현재 프레임의 목표 전압과 이전 프레임의 화소 전압이 다른 경우에는 현재 프레임의 목표 전압보다 더 높은 전압을 보정된 데이터 전압으로서 인가한다. 이에 따라, 첫 번째 프레임에서 바로 목표 전압 레벨에 도달하도록 한 후 이후의 프레임에서는 목표 전압을 데이터 전압으로 인가하는 방식을 통해 액정의 응답속도를 개선할 수 있다. 이때, 보정 데이터 전압(즉, 전하량)은 이전 프레임의 화소 전압에 의해 결정되는 액정 캐패시턴스를 고려하여 결정한다. 즉, 이전 프레임의 화소 전압 레벨을 고려하여 전하량을 공급하므로써, 첫 번째 프레임에서 바로 목표 화소 전압 레벨에 도달하도록 한다.

본 발명에 따른 액정의 고속 응답을 위한 구동 방법은 하기하는 도 1과 같이 블랙 계조에서 화이트 계조로 변할 때, 변화하기 전의 한 프레임 전에 미리 일정 레벨의 전압, 예를들어, 2 내지 3.5 볼트 내외의 전압을 인가하여 액정을 프리틸트(pretilt)시킨 후 다음 프레임에서 화이트 계조로 변하면 블랙 계조에서 화이트 계조로 가는 응답속도는 빨라지게 된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 현재 프레임의 목표 화소 전압(또는 데이터 전압)과 이전 프레임의 화소 전압 및 다음 프레임의 화소 전압을 고려하여 보정 데이터 전압(Vn')을 인가하여, 현재 프레임의 화소 전압(Vp)이 바로 목표 전압에 도달하도록 한다.

즉, 블랙 계조에서 화이트 계조로 변할 때, 상기 화이트 계조로 변환하기 1 프레임 전에 상기 블랙 계조보다는 높은 전압을 인가하여 미리 액정을 프리틸트(pretilt)시킨다.

일반적으로 블랙 계조를 위한 전압이 0.5 내지 1.5V인 점을 감안하면, 상기 프리틸트시키기 위한 높은 전압은 대략 2 내지 3.5V인 것이 바람직하다. 또한, 풀-계조가 256-계조라면 0 내지 50-계조에 해당되는 계조는 상기 블랙 계조로 정의될 수 있고, 200 내지 255-계조에 해당되는 계조는 상기 화이트 계조로 정의될 수 있다. 물론 설계자에 의해 상기 블랙 계조나 화이트 계조의 범위는 임의로 설정이 가능하다. 또한, 상기 프리틸트시키는 전압 역시, 계조와는 무관하게 설정된 블랙 계조에 일괄적으로 대응되도록 설정될 수도 있고, 각각의 계조에 대응하도록 서로 다른 값을 갖도록 설정될 수도 있다.

그 다음 프레임에서 화이트 계조로 변하면 블랙 계조에서 화이트 계조로 변환하는 응답속도를 고속화시킬 수 있다.

구체적으로, 현재 프레임이 블랙 계조일 때, 다음 프레임이 어떤 계조의 신호가 올지를 미리 알아야 한다. 이때 다음 프레임이 화이트 계조 혹은 밝은 계조이면 현재 프레임에는 블랙 계조가 아닌 상기 블랙 계조보다 높은 계조의 신호를 인가한다.

이처럼, 원시 계조 신호가 블랙 계조에서 화이트 계조로 변화할 때 프리틸트(pretilt) 발생을 위한 보정 계조 신호와 오버슈트(overshoot) 발생을 위한 보정 계조 신호를 출력하므로써 액정의 응답속도를 고속화시킬 수 있다.

한편, 액정 표시 장치는 R, G, B 각각의 계조별 색감이 다르게 나타나는 시인성의 문제와, 색온도가 변하는 문제를 해결하기 위해 자동 색보상 방식(Automatically Color Correction, 이하, ACC)을 채용하고 있다.

이에 따라, 외부로부터 인가되는 원시 화상 데이터를 R, G, B 각각에 대해 별도로 조절하여 서로 다른 R, G, B 각각의 감마 곡선을 하나의 곡선에 나타내므로써, 계조별로 색감이 다르게 나타나는 시인성의 문제점 및 색온도가 변화하는 문제점을 해결할 수 있다.

하기하는 표 1은 일반적인 자동 색보상 방식(ACC)에 따라 입력되는 데이터에 대응하여 변환된 데이터를 설명한다.

INPUT (8비트)	10 비트 변환	ACC 변환 데이터(10비트)			ACC 변환 데이터(8비트)
INPUT (8비트)	10 비트 변환	R	G	B	R	G	B
0	0	0	0	0	0	0	0
1	4	4	4	4	1	1	1
2	8	8	8	7	2	2	1.75
3	12	13	12	11	3.25	3	2.75
4	16	17	16	15	4.25	4	3.75
5	20	21	20	18	5.25	5	4.5
....	....	....	....	....	....	....	....
250	1000	1004	1000	992	251	250	248
251	1004	1007	1004	998	251.75	251	249.5
252	1008	1010	1008	1003	252.5	252	250.75
253	1012	1014	1012	1009	253.5	253	252.25
254	1016	1017	1016	1014	254.25	254	253.5
255	1020	1020	1020	1020	255	255	255

하지만, 상기한 표 1에 나타낸 바와 같이, 일반적인 자동 색보정 방식에서는 255-계조 데이터를 10 비트로 변환하여 1020-계조 데이터로 생성하고, 이를 다시 자동 색보상(ACC) 변환하여 디더링 방법을 통해 8비트로 표현한다. 이때 최고 계조라 할 수 있는 255-계조에 대응하는 데이터는 1020-계조인 풀-화이트로 변환되기 때문에 자동 색보상(ACC) 변환을 거친 후에도 변하지 않게 된다.

이에 따라, 255-계조 데이터와 같은 풀-화이트에 대응하는 계조 데이터가 입력되면 오버슈트 전압을 인가할 수 없어서 액정의 응답 속도를 고속화하는데 한계가 있다. 본 발명은 풀-계조에 대응하는 계조 데이터가 입력되더라도 액정의 응답 속도를 고속화할 수 있는 액정 표시 장치와, 이의 구동 장치 및 방법을 제안한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300) 및 타이밍 제어부(400)를 포함한다. 여기서, 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300) 및 타이밍 제어부(400)는 그래픽 콘트롤러와 같은 외부의 호스트로부터 제공되는 화상 신호를 액정 패널(100)에 적응하도록 변환하여 출력하는 액정 표시 장치의 구동 장치로서 동작을 수행한다.

액정 패널(100)에는 게이트 온 신호를 전달하기 위한 다수의 게이트 라인(주사 라인 또는 게이트 라인)이 형성되어 있으며, 보정된 데이터 전압을 전달하기 위한 데이터 라인(또는 소오스 라인)이 형성되어 있다. 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역은 각각 화소를 이루며, 각 화소는 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 각각 게이트 전극 및 소스 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(110)와, 상기 박막 트랜지스터(110)의 드레인 전극에 연결되는 액정 캐패시터(Cl)와, 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.

게이트 드라이버(200)는 상기 게이트 라인에 순차적으로 게이트 온 전압(S1, S2, S3, ..., Sn)을 인가하여, 상기 게이트 온 전압이 인가된 게이트 라인에 게이 트 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(110)를 턴-온시킨다.

데이터 드라이버(300)는 타이밍 제어부(400)로부터 수신된 보정 계조 신호(Gn')를 해당 계조 전압(데이터 전압)으로 변경한 데이터 신호(D1, D2, ..., Dm)를 각각 데이터 라인에 인가한다.

타이밍 제어부(400)는 외부로부터 제1 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE, MCLK)가 인가됨에 따라, 제2 타이밍 신호(Gate Clk, STV)를 게이트 드라이버(200)에 출력하고, 제3 타이밍 신호(LOAD, STH)를 데이터 드라이버(300)에 출력한다.

또한, 타이밍 제어부(400)는 자동 색보정부(410) 및 계조 신호 보정부(420)를 포함하여, 그래픽 콘트롤러(미도시)와 같은 계조 신호 소스로부터 원시 계조 신호(Gn)를 수신한 후, 상기 원시 계조 신호에 대응하는 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 상기 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 고려하여 보정 계조 신호(Gn')를 데이터 드라이버(300)에 출력한다.

구체적으로, 자동 색보정부(410)는 k 비트(상기 k는 양의 정수)의 2^k 풀-계조 데이터를 비트 확장을 통해 (k+p) 비트의 2^k+p-r 풀-계조 데이터(상기 p는 양의 정수, 상기 r은 k-보다 작은 양의 정수)로 변환하고, 상기 (k+p) 비트의 2^k+p-r 풀-계조 데이터를 k 비트의 2^k+p-r 풀-계조 데이터로 변환한다.

즉, 자동 색보정부(410)는 현재 원시 계조 신호(Gn)가 입력됨에 따라, 현재 색보정 계조 신호(CGn)를 계조 신호 보정부(420)에 출력한다. 상기 색보정 계조 신 호(CGn)는 R,G,B 각각의 룩업 테이블(412, 414, 416)을 근거로 출력된다. R 룩업 테이블(412)은 상기 원시 계조 신호중 다수의 R-계조 데이터들 각각에 대응하여 다운된 다수의 R-계조 데이터들을 저장하고, G 룩업 테이블(412)은 상기 원시 계조 신호중 다수의 G-계조 데이터들 각각에 대응하여 다운된 다수의 G-계조 데이터들을 저장하며, B 룩업 테이블(416)은 상기 원시 계조 신호중 다수의 B-계조 데이터들 각각에 대응하여 다운된 다수의 B-계조 데이터들을 저장한다.

하기하는 표 2는 본 발명에 따른 자동 색보상(ACC)을 적용하기 위한 R,G,B 각각의 룩업 테이블의 일례를 나타낸다.

INPUT (8비트)	10 비트 변환	ACC 변환 데이터(10비트)			ACC 변환 데이터(8비트)
INPUT (8비트)	10 비트 변환	R	G	B	R	G	B
0	0	0	0	0	00	00	00
1	4	4	4	4	1.00	1.00	1.00
2	8	8	8	7	2.00	2.00	1.75
3	12	13	12	11	3.25	3.00	2.75
4	16	17	16	15	4.25	4.00	3.75
5	20	21	20	18	5.25	5.00	4.5
.....	.....	.....	.....	.....	.....	.....	.....
250	1000	992	988	980	248.00	247.00	245.00
251	1004	995	992	986	248.75	248.00	246.50
252	1008	998	996	991	249.50	249.00	246.75
253	1012	1002	1000	997	250.50	250.00	249.25
254	1016	1005	1004	1002	251.25	250.00	250.50
255	1020	1008	1008	1008	252.00	252.00	252.00

예를들어, 250-계조에 대응하여 R,G,B 각각 8비트인 현재 원시 계조 신호가 입력되면, 상기 R,G,B 각각의 현재 원시 계조 신호를 10비트로 확장시킨다. 즉, R 현재 원시 계조 신호는 992, G 현재 원시 계조 신호는 988, B 현재 원시 계조 신호는 980에 대응하는 값으로 변환된다.

이어, 변환된 각각의 값들은 8비트로 축소되어 R 현재 색보정 계조 신호(CGn)에 대응해서는 248.00이고, G 현재 색보정 계조 신호에 대응해서는 247.00이며, B 현재 색보정 계조 신호에 대응해서는 245.00인 값을 계조 신호 보정부(420)에 출력한다. 상기한 예에서는 소수점에 대응하는 값이 없기 때문에 문제가 없으나, 소수점에 대응하는 값이 존재하는 경우에는 디더링(dithering) 또는 FRC 변환을 통해 동일 비트수로 맞출 수 있다.

즉, 상기한 자동 색보상(ACC) 변환은 통상 입력 신호보다 비트 수를 추가하여 변환시킨 후, 다시 입력 신호와 동일 비트 수로 낮춘 후에는 이를 표시하기 위하여 디더링 방법을 사용한다. 이러한 방법으로 손실이 발생한 계조 부분을 디더링을 통하여 보상할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 색보정부에 의한 감마 곡선은 일반적인 자동 색 보정부에 의한 감마 곡선보다 최고치 레벨이 다운된 것을 확인할 수 있다. 즉, 최저치 레벨인 0 내지 32-계조에서는 본 발명에 따른 자동 색보정부에 의한 감마 곡선이나 일반적인 자동 색보정부에 의한 감마 곡선이 거의 동일하나, 최고치 레벨인 255-계조에서는 본 발명에 따른 자동 색보정부에 의한 감마 곡선이 일반적인 자동 색보정부에 의한 감마 곡선에 비해 레벨 다운된 것을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 색보상(ACC) 변환을 위한 룩업-테이블에 의하면, 255-계조 데이터가 입력되더라도 이보다 낮은 252-계조 데 이터가 출력된다. 따라서, 255-계조 데이터가 입력되었을 때 자동 색보상(ACC) 변환을 거쳐 출력되는 색보정 계조 데이터는 상기 255-계조 데이터보다 낮은 252-계조 데이터가 된다.

따라서, 풀-화이트 계조보다 더 높은 계조가 존재하기 때문에 이를 후속하는 계조 신호 보정부(420)에서는 253 내지 255-계조에 대해서 일정 마진을 갖고 있으므로 액정의 응답 속도를 고속화하는 오버슈트용으로 사용할 수 있다. 즉, 풀-계조에 대응하는 계조 데이터가 입력되더라도 액정의 응답 속도를 고속화할 수 있다.

한편, 계조 신호 보정부(420)는 2^k+p-r 계조 데이터(상기 k는 양의 정수, 상기 p는 양의 정수, 상기 r은 k-보다 작은 양의 정수)에 대해서는 액정의 응답 속도를 고속화하기 위해 룩업 테이블을 이용하여 보정 계조 데이터(G'n)를 생성하고, 나머지 r 계조 데이터에 대해서는 오버슈트 전압에 대응하는 보정 계조 데이터(G'n)를 생성하여 출력한다.

구체적으로, 계조 신호 보정부(420)는 도 4에 도시한 바와 같이, 프레임 메모리(422) 및 데이터 보정부(424)를 포함하여, 자동 색보정부(410)로부터 색보정 계조 신호(CGn)가 입력됨에 따라, 앞서 설명한 바와 같이 이전 색보정 계조 신호(CGn-1)와 현재 색보정 계조 신호(CGn)를 고려하여 보정 계조 신호(Gn')을 데이터 드라이버(300)에 출력한다.

즉, 이전 색보정 계조 신호(CGn-1)와 현재 색보정 계조 신호(CGn)가 동일한 경우에는 보정하지 않으나, 이전 색보정 계조 신호(CGn-1)가 블랙 계조에 대응하 고, 현재 색보정 계조 신호(CGn)가 밝은 계조 또는 화이트 계조에 대응하는 계조라면 현재 프레임에서는 상기 블랙 계조보다는 높은 계조가 형성될 수 있도록 보정 계조 신호를 출력한다.

구체적으로, 프레임 메모리(422)는 입력되는 한 프레임만큼의 색보정 계조 신호(CGn)를 저장한다. 프레임 메모리(422)는 일례로 상기 현재 프레임의 색보정 계조 신호(CGn)가 입력됨에 따라, 기저장된 이전 프레임의 색보정 계조 신호(CGn-1)를 출력하고, 상기 현재 프레임의 색보정 계조 신호(CGn)를 저장하는 SDRAM이다.

데이터 보정부(424)는 일종의 룩업 테이블(LUT) 형태로 정의되어, 이전 프레임에 비해 현재 프레임의 계조가 변화할 때 목표 화소 전압보다는 높거나 낮은 데이터 전압이 출력되도록 제어하는 다수의 보정 계조 데이터(G'n)들을 저장한다. 여기서, 상기 보정 계조 데이터(G'n)들은 액정의 라이징 타임이나 폴링 타임을 최적화할 수 있는 데이터이다.

구체적으로, 데이터 보정부(422)는 이전 프레임의 색보정 계조 신호(CGn-1)와 현재 프레임의 색보정 계조 신호(CGn)가 동일한 경우에는 보정하지 않으나, 이전 프레임의 색보정 계조 신호(CGn-1)가 블랙 계조에 대응하고, 현재 프레임의 색보정 계조 신호(CGn)가 밝은 계조 또는 화이트 계조에 대응하는 계조라면 상기 블랙 계조보다는 높은 계조가 형성될 수 있도록 보정 계조 데이터(G'n)를 출력한다.

즉, 현재 프레임의 색보정 계조 신호(CGn)와 이전 프레임의 색보정 계조 신호(CGn-1)와의 비교를 통해 오버슈트(over shoot) 파형 형성을 위한 보정 계조 데이터(G'n)를 출력한다. 또한, 이전 프레임의 색보정 계조 신호(CGn-1)가 화이트 계 조에 대응하고, 현재 프레임의 색보정 계조 신호(CGn)가 어두운 계조 또는 블랙 계조에 대응하는 계조라면 상기 화이트 계조보다는 낮은 계조가 형성될 수 있도록 언더슈트(under shoot) 파형 형성을 위한 보정 계조 데이터(G'n)를 출력한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 색보정 계조 데이터를 보정하여 화소에 인가함으로써 화소 전압이 바로 목표 전압 레벨에 도달할 수 있도록 한다. 따라서, 액정 패널의 구조를 변경하거나, 액정의 물성을 변경하지 않더라도 액정의 응답 속도를 개선시킬 수 있어 동화상 등을 유용하게 디스플레이할 수 있다.

다시 말해, 기존에는 계조 표시를 위해 255개 계조수 모두를 사용하였으나, 본 발명에서는 계조 표시를 위해 252개 계조수를 사용하고, 나머지 3개의 계조수는 오버슈트 발생을 위하여 사용한다. 물론, 계조 표현하는데 소요되는 계조수는 상기한 252보다 클 수도 있고, 작을 수도 있다.

누락된 수만큼의 계조수는 자동 색보상(ACC)의 디더링 기능을 통해 극복할 수 있다. 이때 휘도가 저하되는 등의 문제를 회피하기 위해서는 구동 전압을 상승시켜 기존의 풀-화이트 전압에 해당되는 전압이 변환된 화이트-계조에서 나올 수 있도록 한다.

즉, 기존 구조에서는 계조전압 발생을 위한 전원전압(AVDD)이 10.5V로 설정되어 255-계조가 입력되고, 공통 전압 대비 5.25V가 입력되는 반면, 본 발명에서는 상기 계조전압 발생을 위한 전원전압(AVDD)을 11.5V로 사용하였을 때, 245-계조가 공통 전압 대비 5.25V가 된다면 245-계조를 화이트로 사용하고, 나머지는 오버슈트용으로 사용한다.

이때 단점은 자동 색보상(ACC) 변환을 통하여 계조수를 감소시키기 때문에 이는 화질에 영향을 줄 수 있다. 이를 보상하기 위해서는 디더링 변환(또는 FRC 변환)을 통해 극복할 수 있다.

또한, 화질이 저하되는 것을 감소시키기 위해서는 자동 색보상(ACC) 변환후의 풀-계조가 자동 색보상(ACC) 변환전의 풀-계조에 근접할수록 좋다. 즉, 자동 색보상(ACC) 변환전의 계조가 255-계조였다면, 손실되는 계조수가 최소가 될 수 있도록 자동 색보상(ACC) 변환후의 계조는 상기 255-계조에 근접할 수록 좋다.

이를 위해서는 데이터 드라이버의 구조를 하기하는 도 5 및 도 6과 같이 변경한다.

도 5는 상기한 도 2의 데이터 드라이버의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 상기한 도 5의 D/A 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.

도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일예에 따른 데이터 드라이버는 쉬프트 레지스터(310), 데이터 래치(320), D/A 컨버터(330) 및 출력 버퍼(340)를 포함하고, 데이터 전압(또는 계조 전압)을 액정 패널(100)의 데이터 라인에 출력한다.

상기 쉬프트 레지스터(310)는 소정의 쉬프트 클럭을 발생시켜 상기 타이밍 제어부(100)로부터 전송되는 R, G, B 각각의 보정 계조 데이터(G'n)를 차례대로 쉬프트시키면서 상기 데이터 래치(320)에 저장시킨다.

상기 데이터 래치(320)는 상기 쉬프트 레지스터(310)로부터 제공되는 상기 화상 데이터를 일시 저장하고, 상기 쉬프트 클럭에 응답하여 저장된 R,G,B 각각의 보정 계조 데이터(G'n)를 상기 D/A 컨버터(330)에 제공한다.

상기 D/A 컨버터(330)는 서로 직렬 연결된 다수의 저항열(RS)들을 포함하여, 상기 데이터 래치(320)를 경유하여 제공되는 R, G, B 각각의 보정 계조 데이터(G'n)에 대응하여 아날로그 계조 전압으로 변환시켜 출력 버퍼(340)에 제공한다.

상기 D/A 컨버터(330)는 16개의 감마기준전압들(-VGMA1~-VGMA7, +VGMA1~+VGMA7)과, 공통전극전압(VCOM)과, 2개의 오버슈트기준전압들(-VOVER, +VOVER)을 각각 제공받아 이를 전압 분배시켜 256개의 계조 전압을 생성하고, 상기 화상데이터(R,G,B)에 따른 해당 계조 전압을 출력 버퍼(340)에 출력한다. 일예로, 상기 256개의 계조 전압은 계조 표시를 위한 254개 전압과 오버슈트를 위한 2개의 전압을 포함한다.

구체적으로, 상기 다수의 저항열의 센터에는 공통 전극 전압(VCOM)이 인가되고, 일측 방향에 대응하는 다수의 저항열에는 다수의 정극성의 감마기준전압(+VGMA1~+VGMA7)이 인가되고, 타측 방향에 대응하는 다수의 저항열에는 다수의 부극성의 감마기준전압(-VGMA1~-VGMA7)이 인가되며, 상기 일측 방향의 종단에는 정극성의 오버슈트기준전압(+VOVER)이 인가되고, 상기 타측 방향의 종단에는 부극성의 오버슈트기준전압(-VOVER)이 인가된다.

상기 다수의 저항열은 각각 서로 연결된 다수의 저항들로 이루어지고, 각각의 저항들은 노드를 통해 다수의 계조 전압을 출력한다. 특히, 일측 방향의 종단에 구비되는 저항열에는 두 개의 저항으로 이루어져, 상기 정극성의 오버슈트기준전압(+VOVER)과 정극성의 제7 감마기준전압(+VGMA7)을 제공받아 253-계조, 254-계조 및 255-계조에 대응하는 데이터 전압(V253, V254, V255)들을 출력한다.

즉, 기존에는 256-계조를 표시하기 위해서는 32개의 저항을 하나의 단위로하여 8개의 저항열(또는 16개의 저항을 하나의 단위로하여 16개의 저항열)을 구비하였다. 하지만, 본 발명에서는 서로 연결된 다수의 저항열들중 양측의 저항열에는 1개 또는 2개만의 저항을 하나의 저항열로 정의하고, 나머지 31개 또는 30개의 저항에 대해서는 6개의 저항열(또는 12개의 저항열)에 포함시켜 저하열을 정의하므로 별도의 저항을 구비하지 않고서도 액정의 응답 속도를 고속화하기 위한 데이터 드라이버를 구현할 수 있다.

도면상에서는 2개의 오버슈트 발생을 위해 종단의 정극성용 저항열과, 종단의 부극성용 저항열에 2개의 저항을 이용하는 것을 도시하였으나, 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 1개의 오버슈트 발생을 위해서는 종단의 정극성용 저항열과, 종단의 부극성용 저항열에 1개의 저항을 이용할 수도 있고, 3개 또는 4개의 오버슈트 발생을 위해서는 3개 또는 4개의 저항을 이용할 수도 있다.

한편, 상기 출력 버퍼(340)는 상기 D/A 컨버터(330)로부터 출력되는 아날로그 계조 전압을 액정 패널(100)의 데이터 라인에 라인 단위로 인가한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 데이터 드라이버 내부에 구비되는 D/A 컨버터(330)의 저항열에서 하나의 계조 또는 두개의 계조에 대응하는 부분을 분리시키고, 이를 다른 전압, 즉 오버슈트기준전압을 인가할 수 있도록 하는 것이 바람 직하다.

이상에서는 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.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 원시 계조 신호의 전체 계조 수보다 작은 계조 수로 계조 신호를 보정하고, 나머지 계조수를 오버슈트 전압으로 사용하므로써, 액정의 응답 속도를 고속화할 수 있다.

Claims

원시 계조 신호가 입력되고, 상기 원시 계조 신호의 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 다운된 피크치를 갖는 풀-계조에 근거하여, 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 고려하여 보정 계조 신호를 출력하는 타이밍 제어부;

게이트 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버;

상기 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버; 및

상기 게이트 신호를 전달하는 게이트 라인과, 상기 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인간에 형성된 스위칭 소자를 구비한 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 상기 다운된 계조 신호가 상기 다운된 피크치를 갖는 풀-계조보다 작은 계조인 경우에는 상기 보정 계조 신호를 이전 계조 신호와 현재 계조 신호를 고려하여 출력하고, 상기 다운된 계조 신호가 상기 다운된 피크치를 갖는 풀-계조인 경우에 상기 보정 계조 신호를 오버슈트 전압 발생을 위해 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어부가,

원시 계조 신호가 입력됨에 따라, 상기 원시 계조 신호에 대응하는 풀-계조 의 피크치를 다운시켜 출력하는 제1 데이터 변환부; 및

상기 다운된 계조 신호가 상기 풀-계조보다 작은 계조인 경우에는 상기 보정 계조 신호를 이전 계조 신호와 현재 계조 신호를 고려하여 출력하고, 상기 다운된 계조 신호가 풀-계조인 경우에 상기 보정 계조 신호를 오버슈트 전압 발생을 위해 출력하는 제2 데이터 변환부를 포함하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 데이터 변환부가,

상기 원시 계조 신호중 다수의 R-계조 데이터들 각각에 대응하여 다운된 다수의 R-계조 데이터들을 저장하는 R 룩업 테이블;

상기 원시 계조 신호중 다수의 G-계조 데이터들 각각에 대응하여 다운된 다수의 G-계조 데이터들을 저장하는 G 룩업 테이블; 및

상기 원시 계조 신호중 다수의 B-계조 데이터들 각각에 대응하여 다운된 다수의 B-계조 데이터들을 저장하는 B 룩업 테이블을 포함하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 데이터 변환부가 다운된 다수의 R,G,B 계조 데이터들에 대응하여 다수의 보정 계조 데이터들을 저장하는 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 데이터 변환부는 k 비트(상기 k는 양의 정수)의 2^k 풀-계조 데이터를 비트 확장을 통해 (k+p) 비트의 2^k+p-r 풀-계조 데이터(상기 p는 양의 정수, 상기 r은 k-보다 작은 양의 정수)로 변환하고, 상기 (k+p) 비트의 2^k+p-r 풀-계조 데이터를 k 비트의 2^k+p-r 풀-계조 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 제2 데이터 변환부는 상기 2^k+p-r 계조 데이터에 대해서는 액정의 응답 속도를 고속화하기 위해 룩업 테이블을 이용하여 보정 계조 데이터를 생성하고, 나머지 r 계조 데이터에 대해서는 오버슈트 전압에 대응하는 보정 계조 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 데이터 변환부는 8비트의 255 풀-계조 데이터를 비트 확장을 통해 10비트의 1008 풀-계조 데이터로 변환하고, 상기 10비트의 1008 풀-계조 데이터를 8비트의 252 풀-계조 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 제2 데이터 변환부는 상기 252 계조 데이터에 대해서는 액정의 응답 속도를 고속화하기 위해 룩업 테이블을 이용하여 보정 계조 데이터를 생성하고, 나머지 3 계조 데이터에 대해서는 오버슈트 전압에 대응하는 보정 계조 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터 드라이버는 디지털-아날로그 변환기를 포함하고,

상기 디지털-아날로그 변환기는 직렬 연결된 다수의 저항열을 포함하고,

상기 직렬 연결된 다수의 저항열의 일단에는 오버슈트기준전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치에 있어서,

원시 계조 신호가 입력되고, 상기 원시 계조 신호의 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 다운된 피크치를 갖는 풀-계조에 근거하여 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 고려하여 보정 계조 신호를 출력하는 타이밍 제어부;

게이트 신호를 상기 게이트 라인에 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버; 및

상기 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 출력하는 데이터 드라이버를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
제11항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 상기 다운된 계조 신호가 상기 다운된 피크치를 갖는 풀-계조보다 작은 계조인 경우에는 상기 보정 계조 신호를 이전 계조 신호와 현재 계조 신호를 고려하여 출력하고, 상기 다운된 계조 신호가 상기 다운된 피크치를 갖는 풀-계조인 경우에 상기 보정 계조 신호를 오버슈트 전압 발생을 위해 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결된 액정 캐패시터를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,

(a) 상기 게이트 라인에 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계;

(b) 원시 계조 신호를 수신하고, 이전 원시 계조 신호와 현재 원시 계조 신호와 다음 원시 계조 신호를 고려하여 현재 보정 계조 신호를 생성하되, 상기 원시 계조 신호의 풀-계조의 피크치를 다운시키고, 다운된 피크치를 갖는 풀-계조에 근거하여 다운된 현재 계조 신호와 이전 계조 신호를 근거로 현재 보정 계조 신호를 생성하는 단계; 및

(c) 생성된 보정 계조 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제13항에 있어서, 상기 보정 계조 신호는 상기 다운된 계조 신호가 상기 다운된 피크치를 갖는 풀-계조보다 작은 계조인 경우에는 상기 보정 계조 신호를 이전 계조 신호와 현재 계조 신호를 고려하여 생성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제13항에 있어서, 상기 다운된 계조 신호가 상기 다운된 피크치를 갖는 풀-계조인 경우에는 상기 보정 계조 신호는 오버슈트 전압 발생을 위해 생성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.