KR20080084150A

KR20080084150A - 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법

Info

Publication number: KR20080084150A
Application number: KR1020070025456A
Authority: KR
Inventors: 강동우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-09-19

Abstract

본 발명은 영상의 표시효율을 향상시킬 수 있으면서도 소비전력을 저감할 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 복수의 게이트 및 데이터 라인으로 정의되는 영역에 화소영역을 구비한 액정패널, 상기 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버, 전원부로부터의 구동전압을 서로 다른 복수의 감마전압으로 변환하고 이를 상기 데이터 드라이버에 공급하는 감마전압 공급부, 상기 감마전압 구동부로 공급되는 상기 구동전압의 변화량를 검출하는 검출부, 및 상기 검출된 구동전압의 변화량에 따라 디밍 제어신호를 가변시켜서 백라이트를 제어함과 아울러 상기 검출된 구동전압의 변화량과 복수의 임계값에 따라 영상 데이터를 변조하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다.

감마전압, 검출신호, 디밍 제어신호, 명암대비,

Description

액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법{Driving circuit for liquid crystal display device and method for driving the same}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러를 나타낸 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 영상 처리부를 나타낸 구성도.

도 4는 도 2에 도시된 옵셋 설정부를 나타낸 구성도.

도 5는 도 4에 도시된 검출부를 통해 매 수평구간 단위로 검출된 전류량 변화를 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 옵셋신호 대비 디밍 값의 변화를 나타낸 그래프.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러를 나타낸 구성도.

도 8은 도 7에 도시된 영상 처리부를 나타낸 구성도.

도 9는 도 8에 도시된 옵셋 설정부를 나타낸 구성도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊

8, 28 : 타이밍 컨트롤러 186, 286 : 검출부

81, 281 : 영상 처리부 82, 282 : 옵셋 설정부

85, 285 : 인버터 제어부 187, 387 : 평균부

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 영상의 표시효율을 향상시킬 수 있으면서도 소비전력을 저감할 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

최근, 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 대두되고 있다.

평판 표시장치 중 액정 표시장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여, 액정 표시장치는 화소영역들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널, 액정패널을 구동하기 위한 구동회로 및 액정패널에 광을 공급하기 위한 백라이트를 구비한다.

액정패널에는 다수개의 게이트 라인과 다수개의 데이터 라인이 교차하게 배열되고, 게이트 라인들과 데이터 라인들이 수직교차하여 정의되는 영역에 화소영역이 위치하게 된다. 그리고 화소영역들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)와 접속된다. TFT는 게이트 라인의 스캔펄스에 의해 턴-온되어, 데이터 라인의 데이터 신호가 화소전극에 충전되도록 한다.

구동회로는 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버, 데이터 라인들 을 구동하기 위한 데이터 드라이버, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버를 제어하기 위한 제어신호를 공급하는 타이밍 컨트롤러, 및 외부로부터의 구동전압을 이용하여 서로 다른 복수의 감마전압을 생성하고 이를 데이터 드라이버에 공급하기 위한 감마전압 발생부를 구비한다.

이러한, 액정 표시장치는 데이터 신호에 따라 액정층에 전계를 형성하고, 백 라이트로부터 발생되어 액정층을 통과하는 광의 투과율을 조절함으로써 원하는 영상을 얻는다.

하지만, 종래의 액정 표시장치는 표시되는 영상의 콘트라스트가 저하되는 문제점이 발생한다. 구체적으로, 액정 표시장치는 입력되는 영상 데이터의 명암대비를 확장시킬 수 없을뿐더러 백 라이트가 영상 데이터와는 무관하게 항상 일정한 광을 액정패널에 공급하게 된다. 즉, 액정 표시장치는 밝은 영상과 어두운 영상의 명암대비를 뚜렷하게 확장하여 영상을 표시할 수 없기 때문에 영상의 콘트라스트가 저하된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 영상의 표시효율을 향상시킬 수 있으면서도 소비전력을 저감할 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 복수의 게이트 및 데이터 라인으로 정의되는 영역에 화소영역을 구 비한 액정패널, 상기 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버, 전원부로부터의 구동전압을 서로 다른 복수의 감마전압으로 변환하고 이를 상기 데이터 드라이버에 공급하는 감마전압 공급부, 상기 감마전압 구동부로 공급되는 상기 구동전압의 변화량를 검출하는 검출부, 및 상기 검출된 구동전압의 변화량에 따라 디밍 제어신호를 가변시켜서 백라이트를 제어함과 아울러 상기 검출된 구동전압의 변화량과 복수의 임계값에 따라 영상 데이터를 변조하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버 및 구동 구동전압을 서로 다른 복수의 감마전압으로 변환하여 이를 상기 데이터 드라이버에 공급하는 감마전압 공급부를 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 감마전압 공급부로 공급되는 구동전압의 변화량을 검출하는 단계, 상기 검출된 구동전압의 변화량과 복수의 임계값에 따라 영상 데이터를 변조하는 단계, 및 상기 검출된 구동전압의 변화량에 따라 디밍 제어신호를 가변하여 백라이트를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 액정 표시장치는 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 액정패 널(2), 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(4), 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(6), 전원부(12)로부터의 구동전압(VD)을 서로 다른 복수의 감마전압(VG)으로 변환하여 데이터 드라이버(4)에 공급하는 감마전압 공급부(10), 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 변화량을 검출하여 검출된 변화량에 따라 디밍 제어신호(Dim)를 가변시킴과 아울러 미리 설정된 복수의 임계값에 따라 영상 데이터(RGB)를 변조하는 타이밍 컨트롤러(8), 가변된 디밍 제어신호(Dim)에 따라 램프 구동신호(AC)를 생성하는 인버터(14) 및 램프 구동신호(AC)에 따라 액정패널(2)에 광을 조사하는 백 라이트(16)를 구비한다.

액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor), TFT와 접속된 액정 캐패시터(Clc)를 구비한다. 액정 캐패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소전극과, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터 신호를 화소전극에 공급한다. 액정 캐패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 데이터 신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고 액정 캐패시터(Clc)에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소 전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.

데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 따라 변조된 영상 데이터(Data)를 아날로그 영상 신호로 변환한다. 그리고 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 아날로그 영상 데이터를 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(4)는 아날로그 영상 신호의 계조값에 따라 소정 레벨을 가지는 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(4)는 데이터 제어신호(DCS) 중 극성 제어신호에 따라 영상 신호의 극성을 화소영역 단위로 반전시킴과 아울러 프레임 단위로 반전시킬 수 있다.

게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 스캔펄스 예를 들어, 게이트 온 전압을 발생하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 이에 따라, 액정패널(2)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)은 게이트 드라이버(6)로부터의 게이트 온 전압에 의해 순차적으로 구동된다. 여기서, 게이트 드라이버(6)는 박막 트랜지스터의 제조공정과 동시에 액정패널(2)이 형성된 기판상에 형성되어 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 접속될 수 있다.

전원부(12)는 외부로부터의 입력전압(Vin)을 이용하여 액정 표시장치의 구동에 필요한 다수의 구동전압들 예를 들어, 공통전압(Vcom), 구동전압(VD), 게이트 하이/로우 전압 등을 발생하여 액정 표시장치에 공급한다. 구체적으로, 전원 부(12)는 입력전압(Vin)을 디지털 구동전압 변환하여 게이트 및 데이터 드라이버(4,6)와 타이밍 컨트롤러(8)에 공급한다. 여기서, 디지털 구동전압은 입력전압(Vin)이 그대로 이용되기도 한다. 그리고, 입력전압(Vin)을 이용해서 게이트 로우전압과 게이트 하이전압을 생성하고 이를 게이트 드라이버(6)에 공급한다. 또한, 공통전압(Vcom)을 생성하여 액정패널(2)에 공급하고 아날로그 구동전압(VD)을 생성하여 데이터 드라이버(4)와 감마전압 공급부(10)에 공급한다.

감마전압 공급부(10)는 전원부(12)로부터 공급되는 구동전압(VD)을 이용하여 복수의 기준 감마전압 또는 서로 다른 복수의 감마전압(VG)을 생성한다. 그리고, 서로 다른 복수의 감마전압(VG)을 데이터 드라이버(4)에 공급한다.

타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터의 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 그리고, 외부로부터의 동기신호들(DCLK,DE,Hsync,Vsync)을 이용하여 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(4)와 게이트 드라이버(6)를 제어한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(8)는 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 변화량 예를 들어, 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고 검출된 전류량에 따라 백라이트(16)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 디밍 제어신호(Dim)를 생성한다. 이와 동시에 미리 설정된 임계값(Offset)을 이용하여 영상 데이터(RGB)의 휘도 및 계조값 등을 변조하여 변조 영상 데이터(Data)를 생성한다.

인버터(14)는 백 라이트(16)에 구비된 복수의 램프를 구동하기 위해 램프 구동신호(AC)를 생성하게 되는데 이때, 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 변환된 디밍 제 어신호(Dim)에 응답하여 램프 구동신호(AC)를 발생한다. 이러한, 인버터(14)는 입력되는 디밍 제어신호(Dim)에 따라 램프의 온/오프 시간을 가변시키는 버스트 모드(Burst Mode)로 구동한다. 구체적으로, 인버터(14)는 변환된 디밍 제어신호(Dim)에 따라 듀티비(Duty ratio) 즉, 한 주기에서의 하이신호 비율이 가변 되도록 펄스 폭 변조 신호(Pulse Width Modulation Signal)를 생성한다. 그리고, 펄스 폭 변조신호의 하이 및 로우 구간에 동기되는 온/오프 시간을 갖도록 진폭이 변조된 램프 구동신호(AC)를 생성한다. 여기서, 인버터(14)는 램프의 온/오프 시간을 가변하거나 램프 구동신호(AC)의 전압레벨을 가변시키는 방법으로 램프의 밝기를 조절할 수 있다.

백 라이트(16)는 광을 발생하는 광원과, 광원으로부터의 입사광을 확산 및 집광시켜 광 효율을 향상시키는 광학부로 구성된다. 광원은 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)등과 같은 실린더형 램프를 주로 이용한다. 이러한, 램프는 인버터(14)로부터의 고압의 교류전압 즉, 램프 구동신호(AC)에 의해 구동되어 광을 발생한다.

도 2는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러를 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 타이밍 컨트롤러(8)는 입력되는 영상 데이터(RGB)의 휘도 또는 계조값을 변조하는 영상 처리부(81), 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고 검출된 전류량에 따라 옵셋신호(OS)를 설정하는 옵셋 설정부(82), 게이트 드라이버(6)를 구동하기 위한 게이트 제어신호 생성부(83), 데이터 드라이버(4)를 구동하기 위한 데이터 제어신호 생성부(84) 및 옵셋신호(OS)에 따라 디밍 제어신호(Dim)를 가변하여 생성하는 인버터 제어부(85)를 구비한다.

게이트 제어신호 생성부(83)는 외부로부터의 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수직 및 수평 동기신호(Vsync, Hsync) 중 적어도 하나를 이용하여 액정패널(2)을 구동하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성한다. 이러한, 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 드라이버(6)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC) 및 게이트 출력 인에이블(GOE)을 포함한다.

데이터 제어신호 생성부(84)는 외부로부터의 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수직 및 수평 동기신호(Vsync, Hsync) 중 적어도 하나를 이용하여 액정패널(2)에 아날로그 영상 신호를 공급하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 이때, 데이터 제어신호(DCS)는 데이터 드라이버(4)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 소스 출력 인에이블(SOE), 소스 쉬프트 클럭(SSC), 소스 스타트 펄스(SSP) 및 극성 제어신호(POL) 등을 포함한다. 여기서, 극성 제어신호(POL)는 화소영역 및 프레임 단위로 반전될 수 있다.

영상 처리부(81)는 도 3에 도시된 바와 같이, 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값을 미리 설정된 임계값(Offset)과 비교하여 제 1 선택신호(CS1)를 생성하는 제 1 비교부(181), 제 1 선택신호(CS1)에 따라 입력된 영상 데이터(RGB)를 영상 변조부(183) 또는 데이터 드라이버(4)로 출력하는 제 1 선택부(182) 및 제 1 선택부(182)로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값 또는 휘도값을 변조하여 출력하는 영상 변조부(183)를 구비한다.

제 1 비교부(181)는 사용자로부터 미리 설정된 임계값(Offset)과 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값을 비교한다. 이때, 제 1 비교부(181)는 영상 데이터(RGB)의 계조값이 임계값(Offset) 보다 큰 경우 하이 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력하고, 영상 데이터(RGB)의 계조값이 임계값(Offset)보다 작은 경우 로우 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력한다. 예를 들어, 임계값(Offset)이 '200'으로 설정되고 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '220'이면 하이 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력한다. 그리고, 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '100'인 경우에는 로우 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력하게 된다. 이러한, 제 1 비교부(181)는 도시되지 않은 휘도 검출부, 휘도 변환부 등을 구비하여 영상 데이터(RGB)의 휘도값을 임계값(Offset)과 비교할 수도 있다. 하지만, 본 발명에서는 영상 데이터(RGB)의 계조값을 임계값(Offset)과 비교한 경우만을 설명하기로 한다.

제 1 선택부(182)는 제 1 비교부(181)로부터의 제 1 선택신호(CS1)에 따라 입력되는 영상 데이터(RGB)을 영상 변조부(183) 또는 데이터 드라이버(4)로 출력한다. 다시 말하여, 제 1 선택신호(CS1)가 하이 레벨로 입력되면 영상 데이터(RGB) 영상 변조부(183)로 출력한다. 그리고, 제 1 선택신호(CS1)가 로우 레벨로 입력되는 경우 영상 데이터(RGB) 데이터 드라이버(4)로 공급하게 된다.

영상 변조부(183)는 제 1 선택부(182)로부터 영상 데이터(RGB)가 입력되면 입력된 영상 데이터(RGB)의 계조값을 증가시켜서 데이터 드라이버(4)로 공급한다. 다시 말하여, 영상 변조부(183)는 입력된 영상 데이터(RGB)의 계조값에 미리 설정된 값을 가산함으로써 영상 데이터(RGB)의 계조값을 변조한다. 예를 들어, 미리 설정된 값이 '5'인 경우, 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '220'으로 입력되면 계조값 을 '225'로 변조하고, 계조값이 '232'로 입력되면 '237'로 변조하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 만일, 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '250'이상으로 입력되는 경우에는 계조값이 포화되지 않도록 '255'로 설정되어 데이터 드라이버(4)에 공급된다.

옵셋 설정부(82)는 도 4에 도시된 바와 같이, 감마전압 공급부(10)로 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고 이에 대응하는 검출신호(DI)를 생성하는 검출부(186)와 검출신호(DI)에 따라 옵셋신호(OS)를 출력하는 평균부(187)를 구비한다.

검출부(186)는 도 5에 도시된 바와 같이, 입력되는 수평 동기신호(Hsync)에 따라 매 수평기간 단위(H)로 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출한다. 이때, 전류량은 감마전압 공급부(10)에 걸리는 부하(load)에 따라 달라진다. 예를 들어, 액정패널(2)에 표시되는 영상의 평균 계조값이 높을수록 감마전압 공급부(10)에 걸리는 부하는 커지고, 표시되는 영상의 평균 계조값이 낮을수록 감마전압 공급부(10)에 걸리는 부하는 낮아진다. 이를 이용하여 검출부(186)는 매 수평기간 단위(H)로 전류량을 검출하고 이에 대응하는 검출신호(DI)를 평균부(187)에 공급한다. 이러한, 검출부(186)는 타이밍 컨트롤러(8)에 내장될 수 있지만 타이밍 컨트롤러(8)의 외부에 형성될 수 있다.

평균부(187)는 수평기간 단위(H)로 입력되는 검출신호(DI)를 소정의 프레임(Frame) 단위로 임시 저장하고, 저장된 검출신호(DI)에 대응하는 옵셋신호(OS)를 출력한다. 이때, 검출신호(DI)를 임시 저장하기 위해서는 적어도 하나의 레지스터 또는 메모리가 사용될 수 있다. 예를 들어, 평균부(187)에 구비된 레지스터의 크기가 2프레임 단위의 검출신호(DI)를 임시 저장하도록 설정된 경우, 평균부(187)는 2프레임 단위로 임시 저장된 검출신호(DI)의 평균값을 산출하여 이 평균값을 옵셋신호(OS)로 출력한다. 여기서, 평균부(187)는 소정의 프레임 단위로 저장된 검출신호(DI)의 평균값 외에도 최대값 또는 최소값을 산출하여 이를 옵셋신호(OS)로 출력할 수 있다.

인버터 제어부(85)는 소정의 프레임 단위(Frame)로 입력되는 옵셋신호(OS)에 따라 디밍 값(Dimming Value)이 변조된 신호 즉, 디밍 제어신호(Dim)를 발생한다. 구체적으로, 인버터 제어부(85)에는 적어도 하나의 메모리가 구비되어 입력되는 옵셋신호(OS)에 대응하는 디밍 제어신호(Dim)를 발생한다. 그리고 변조된 디밍 제어신호(Dim)를 인버터(14)로 공급한다. 즉, 도 6을 참조하면, 인버터 제어부(85)는 입력되는 옵셋신호(OS)의 크기에 따라 디밍 값(Dimming)을 25% 내지 100%로 설정할 수 있다. 그리고, 설정된 디밍 값(Dimming)에 대응하도록 듀티 비(Duty Ratio)가 가변된 디밍 제어신호(Dim)를 발생하여 인버터(14)에 공급한다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치는 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고, 검출된 전류량에 따라 디밍 제어신호(Dim)를 가변하여 백라이트(16)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 이와 동시에, 미리 설정된 임계값(Offset)에 따라 영상 데이터(RGB)의 휘도값 및 계조값 등을 변조한다. 이에 따라, 본 발명의 액정 표시장치는 밝은 영상과 어두운 영상의 명암대비를 뚜렷하게 확장하여 영상을 표시할 수 있기 때문에 영상의 표시효율을 향상 시킬 수 있다. 또한, 영상 신호(Data)에 따라 백라이트(16)의 구동 타이밍이 제어됨으로 소비전력을 감소할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러를 나타낸 구성도이다.

도 7에 도시된 타이밍 컨트롤러(28)는 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고 검출된 전류량에 따라 입력되는 영상 데이터(RGB)의 휘도 또는 계조값을 변조함과 아울러 옵셋신호(OS)를 설정하는 영상 처리부(281), 게이트 드라이버(6)를 구동하기 위한 게이트 제어신호 생성부(283), 데이터 드라이버(4)를 구동하기 위한 데이터 제어신호 생성부(284) 및 옵셋신호(OS)에 따라 디밍 제어신호(Dim)를 가변하여 생성하는 인버터 제어부(285)를 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러(28)는 영상 처리부(281)를 제외한 다른 구성요소들의 구성과 동작방법이 도 2에 도시된 구성 및 동작방법과 동일하다. 따라서, 영상 처리부(281)를 제외한 게이트 제어신호 생성부(283), 데이터 제어신호 생성부(284) 및 인버터 제어부(285)의 구성과 동작방법은 도 1 및 도 2의 설명으로 대신하기로 한다.

영상 처리부(281)는 도 8에 도시된 바와 같이, 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값을 미리 설정된 제 1 임계값(Offset1)과 비교하여 제 1 선택신호(CS1)를 생성하는 제 1 비교부(381), 제 1 선택신호(CS1)에 따라 입력된 영상 데이터(RGB)를 제 2 선택부(383) 또는 데이터 드라이버(4)로 출력하는 제 1 선택부(382), 제 1 선택부(382)로부터의 입력영상을 옵셋 설정부(282)로부터의 제 2 선택신호(CS2)에 따 라 가산부(384) 또는 감산부(385)에 공급하는 제 2 선택부(383), 제 2 선택부(383)로부터 공급된 입력영상의 휘도 또는 계조값을 증가시키는 가산부(384), 제 2 선택부(383)로부터 공급된 입력영상의 휘도 또는 계조값을 감소시키는 감산부(385) 및 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고 검출된 전류량에 따라 옵셋신호(OS)와 제 2 선택신호(CS2)를 출력하는 옵셋 설정부(282)를 구비한다.

제 1 비교부(381)는 사용자로부터 미리 설정된 제 1 임계값(Offset1)과 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값을 비교한다. 이때, 제 1 비교부(381)는 영상 데이터(RGB)의 계조값이 제 1 임계값(Offset1) 보다 큰 경우 하이 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력하고, 영상 데이터(RGB)의 계조값이 제 1 임계값(Offset1)보다 작은 경우 로우 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력한다. 예를 들어, 제 1 임계값(Offset1)이 '200'으로 설정되고 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '220'이면 하이 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력한다. 그리고, 입력되는 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '100'인 경우에는 로우 레벨의 제 1 선택신호(CS1)를 출력하게 된다. 이러한, 제 1 비교부(381)는 도시되지 않은 휘도 검출부, 휘도 변환부 등을 구비하여 영상 데이터(RGB)의 휘도값을 제 1 임계값(Offset1)과 비교할 수도 있다. 하지만, 본 발명에서는 영상 데이터(RGB)의 계조값을 제 1 임계값(Offset1)과 비교한 경우만을 설명하기로 한다.

제 1 선택부(382)는 제 1 비교부(381)로부터의 제 1 선택신호(CS1)에 따라 입력되는 영상 데이터(RGB)을 제 2 선택부(383) 또는 데이터 드라이버(4)로 출력한 다. 다시 말하여, 제 1 선택신호(CS1)가 하이 레벨로 입력되면 영상 데이터(RGB) 제 2 선택부(383)로 출력한다. 그리고, 제 1 선택신호(CS1)가 로우 레벨로 입력되는 경우 영상 데이터(RGB) 데이터 드라이버(4)로 공급하게 된다.

제 2 선택부(383)는 옵셋 설정부(282)로부터의 제 2 선택신호(CS2)에 따라 제 1 선택부(382)로부터의 영상 데이터(RGB)를 가산부(384) 또는 감산부(385)에 공급한다.

가산부(384)는 제 2 선택부(383)로부터 입력된 영상 데이터(RGB)의 계조값을 증가시켜서 데이터 드라이버(4)로 공급한다. 다시 말하여, 가산부(384)는 입력된 영상 데이터(RGB)의 계조값에 미리 설정된 값을 가산함으로써 영상 데이터(RGB)의 계조값을 변조한다. 예를 들어, 미리 설정된 값이 '5'인 경우, 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '220'으로 입력되면 계조값을 '225'로 변조하고, 계조값이 '232'로 입력되면 '237'로 변조하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 만일, 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '250'이상으로 입력되는 경우에는 계조값이 포화되지 않도록 '255'로 설정되어 데이터 드라이버(4)에 공급된다.

감산부(385)는 제 2 선택부(383)로부터 입력된 영상 데이터(RGB)의 계조값을 감소시켜서 데이터 드라이버(4)로 공급한다. 다시 말하여, 감산부(385)는 입력된 영상 데이터(RGB)의 계조값에 미리 설정된 값을 감산함으로써 영상 데이터(RGB)의 계조값을 변조한다. 예를 들어, 미리 설정된 값이 '5'인 경우, 영상 데이터(RGB)의 계조값이 '155'로 입력되면 계조값을 '150'으로 변조하고, 계조값이 '140'으로 입력되면 '135'로 변조하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다.

옵셋 설정부(282)는 도 9에 도시된 바와 같이, 감마전압 공급부(10)로 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고 이에 대응하는 검출신호(DI)를 생성하는 검출부(386), 검출신호(DI)에 따라 옵셋신호(OS)를 출력하는 평균부(387) 및 미리 설정된 제 2 임계값(Offset2)과 입력된 옵셋신호(OS)를 이용하여 제 2 선택신호(CS2)를 생성하는 선택신호 생성부(389)를 구비한다.

검출부(386)는 도 5에 도시된 바와 같이, 입력되는 수평 동기신호(Hsync)에 따라 매 수평기간 단위(H)로 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출한다. 이때, 전류량은 감마전압 공급부(10)에 걸리는 부하(load)에 따라 달라진다. 예를 들어, 액정패널(2)에 표시되는 영상의 평균 계조값이 높을수록 감마전압 공급부(10)에 걸리는 부하는 커지고, 표시되는 영상의 평균 계조값이 낮을수록 감마전압 공급부(10)에 걸리는 부하는 낮아진다. 이를 이용하여 검출부(386)는 매 수평기간 단위(H)로 전류량을 검출하고 이에 대응하는 검출신호(DI)를 평균부(387)에 공급한다. 이러한, 검출부(386)는 타이밍 컨트롤러(8)에 내장될 수 있지만 타이밍 컨트롤러(8)의 외부에 형성될 수 있다.

평균부(387)는 수평기간 단위(H)로 입력되는 검출신호(DI)를 소정의 프레임(Frame) 단위로 임시 저장하고, 저장된 검출신호(DI)에 대응하는 옵셋신호(OS)를 출력한다. 이때, 검출신호(DI)를 임시 저장하기 위해서는 적어도 하나의 레지스터 또는 메모리가 사용될 수 있다. 예를 들어, 평균부(387)에 구비된 레지스터의 크기가 2프레임 단위의 검출신호(DI)를 임시 저장하도록 설정된 경우, 평균부(387)는 2프레임 단위로 임시 저장된 검출신호(DI)의 평균값을 산출하여 이 평균값을 옵셋 신호(OS)로 인버터 제어부(285)와 선택신호 생성부(389)로 출력한다. 여기서, 평균부(387)는 소정의 프레임 단위로 저장된 검출신호(DI)의 평균값 외에도 최대값 또는 최소값을 산출하여 이를 옵셋신호(OS)로 출력할 수 있다.

인버터 제어부(285)는 도 6을 참조하면, 소정의 프레임 단위로 입력되는 옵셋신호(OS)에 따라 디밍 값(Dimming Value)이 변조된 신호 즉, 디밍 제어신호(Dim)를 발생한다.

선택신호 생성부(389)는 평균부(387)로부터의 옵셋신호(OS)를 계조값에 대응하도록 환산하고 이를 제 2 임계값(Offset2)과 비교한다. 그리고, 환산된 옵셋신호(OS) 즉, 옵셋값이 제 2 임계값(Offset2)보다 작으면 로우 레벨의 제 2 선택신호(CS2)를 제 2 선택부(383)로 출력한다. 이때, 옵셋값이 제 2 임계값(Offset2)보다 크면 하이 레벨의 제 2 선택신호(CS2)를 제 2 선택부(383)로 출력한다. 따라서, 제 2 임계값(Offset2)은 제 1 임계값(Offset1)보다 더 높게 설정되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 도 8의 제 2 선택부(383)는 제 2 선택신호(CS2)가 하이 레벨로 입력되면 제 1 선택부(382)로부터의 영상 데이터(RGB)를 가산부(384)로 공급한다. 아울러, 제 2 선택신호(CS2)가 로우 레벨로 입력되면 제 1 선택부(382)로부터의 영상 데이터(RGB)를 감산부(385)에 공급하게 된다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시장치는 감마전압 공급부(10)에 공급되는 구동전압(VD)의 전류량을 검출하고 검출된 전류량에 따라 디밍 제어신호(Dim)를 가변하여 백라이트(16)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 이와 동시에, 검출된 전류량과 미리 설정된 제 1 및 제 2 임계값(Offset1,2)에 따라 영상 데이터(RGB)의 휘도 및 계조값 등을 변조한다. 이에 따라, 본 발명의 액정 표시장치는 밝은 영상과 어두운 영상의 명암대비를 뚜렷하게 확장하여 영상을 표시할 수 있기 때문에 영상의 표시효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 영상 신호(Data)에 따라 백라이트(16)의 구동 타이밍이 제어됨으로 소비전력을 감소할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 화소 배열, 극성 반전 등의 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치 및 그 구동방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 액정 표시장치는 밝은 영상과 어두운 영상의 명암대비를 뚜렷하게 확장하여 영상을 표시할 수 있기 때문에 영상의 표시효율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 영상 신호에 따라 백라이트의 구동 타이밍을 제어함으로써 백라이트의 소비전력을 감소시킬 수 있다.

셋째, 적어도 하나의 레지스터를 이용하여 명암대비를 확장함으로써 액정 표시장치의 제조비용을 감소할 수 있다.

Claims

복수의 게이트 및 데이터 라인으로 정의되는 영역에 화소영역을 구비한 액정패널;

상기 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버;

전원부로부터의 구동전압을 서로 다른 복수의 감마전압으로 변환하고 이를 상기 데이터 드라이버에 공급하는 감마전압 공급부;

상기 감마전압 구동부로 공급되는 상기 구동전압의 변화량를 검출하는 검출부; 및

상기 검출된 구동전압의 변화량에 따라 디밍 제어신호를 가변시켜서 백라이트를 제어함과 아울러 상기 검출된 구동전압의 변화량과 복수의 임계값에 따라 영상 데이터를 변조하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 타이밍 컨트롤러로부터 가변되어 공급된 디밍 제어신호에 따라 램프 구동신호를 생성하여 상기 백라이트를 제어하는 인버터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 2 항에 있어서,

상기 검출부는

상기 감마전압 공급부에 공급되는 구동전압의 전류량을 검출하고 검출된 전류량에 대응하는 검출신호를 발생한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 3 항에 있어서,

상기 타이밍 컨트롤러는

상기 영상 데이터의 휘도 또는 계조값을 변조하는 영상 처리부,

상기 검출부로부터의 검출신호에 따라 옵셋신호를 설정하는 평균부, 및

상기 옵셋신호에 따라 상기 디밍 제어신호를 가변하여 생성하는 인버터 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 4 항에 있어서,

상기 영상 처리부는

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 제 1 선택신호를 생성하는 제 1 비교부,

상기 제 1 선택신호에 따라 입력된 영상 데이터를 영상 변조부 또는 상기 데이터 드라이버로 출력하는 제 1 선택부, 및

상기 제 1 선택부로부터 입력된 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 변조하여 출력하는 영상 변조부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 5 항에 있어서,

상기 영상 변조부는

상기 제 1 선택부로부터 입력된 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값에 미리 설정된 값을 가산함으로써 상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 증가시켜서 상기 데이터 드라이버에 공급한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 3 항에 있어서,

상기 타이밍 컨트롤러는

상기 검출부로부터의 검출신호에 따라 입력되는 영상 데이터의 휘도값 또는 계조값을 변조함과 아울러 옵셋신호를 설정하는 영상 처리부, 및

상기 옵셋신호에 따라 상기 디밍 제어신호를 가변하여 생성하는 인버터 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 7 항에 있어서,

상기 영상 처리부는

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 미리 설정된 제 1 임계값과 비교하여 제 1 선택신호를 생성하는 제 1 비교부,

상기 제 1 선택신호에 따라 입력된 영상 데이터를 제 2 선택부 또는 데이터 드라이버로 출력하는 제 1 선택부,

상기 제 1 선택부로부터 입력된 영상 데이터를 옵셋 설정부로부터의 제 2 선택신호에 따라 가산부 또는 감산부에 공급하는 제 2 선택부,

상기 제 2 선택부로부터 공급된 영상 데이터의 휘도 또는 계조값을 증가시키는 가산부,

상기 제 2 선택부로부터 공급된 영상 데이터의 휘도 또는 계조값을 감소시키는 감산부, 및

상기 검출부로부터의 검출신호에 따라 옵셋신호와 제 2 선택신호를 생성하여 상기 인버터 제어부 및 상기 제 2 선택부에 각각 공급하는 옵셋 설정부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 8 항에 있어서,

상기 옵셋 설정부는

상기 검출신호에 따라 상기 옵셋신호를 출력하는 평균부, 및

미리 설정된 제 2 임계값과 상기 옵셋신호를 이용하여 제 2 선택신호를 생성하는 선택신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제 2 임계값은

상기 제 1 임계값 보다 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 3 항에 있어서,

상기 검출부는

상기 타이밍 컨트롤러에 내장된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 제 1 비교부는

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값이 상기 임계값 또는 제 1 임계값보다 큰 경우 하이 레벨의 제 1 선택신호를 출력하고, 상기 영상 데이터의 계조값이 상기 임계값 또는 제 1 임계값보다 작은 경우 로우 레벨의 제 1 선택신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버 및 구동 구동전압을 서로 다른 복수의 감마전압으로 변환하여 이를 상기 데이터 드라이버에 공급하는 감마전압 공급부를 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서,

상기 감마전압 공급부로 공급되는 구동전압의 변화량을 검출하는 단계;

상기 검출된 구동전압의 변화량과 복수의 임계값에 따라 영상 데이터를 변조하는 단계; 및

상기 검출된 구동전압의 변화량에 따라 디밍 제어신호를 가변하여 백라이트 를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 13 항에 있어서,

상기 백라이트를 제어하는 단계는

상기 가변된 디밍 제어신호에 따라 램프 구동신호를 생성하는 단계. 및

상기 램프 구동신호에 따라 상기 백라이트를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 14 항에 있어서,

상기 구동전압의 변화량 검출단계는

상기 구동전압의 전류량을 검출하는 단계, 및

상기 검출된 구동전압의 전류량에 대응하도록 검출신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,

상기 디밍 제어신호를 가변시키는 단계는

상기 검출신호에 따라 옵셋신호를 설정하는 단계, 및

상기 옵셋신호에 따라 디밍 제어신호를 가변하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 16 항에 있어서,

상기 영상 데이터를 변조하는 단계는

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 제 1 선택신호를 생성하는 단계, 및

상기 제 1 선택신호에 따라 입력된 영상 데이터를 상기 데이터 드라이버로 출력하거나 또는 상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 변조하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 17 항에 있어서,

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 변조하는 단계는

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값에 미리 설정된 값을 가산함으로써 상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 증가시킨 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,

상기 영상 데이터 변조단계는

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값을 미리 설정된 제 1 임계값과 비교하여 제 1 선택신호를 생성하는 단계,

상기 검출신호와 제 2 임계값에 따라 제 2 선택신호를 출력하는 단계,

상기 제 1 선택신호에 따라 입력된 영상 데이터를 상기 데이터 드라이버로 출력하는 단계,

상기 제 2 선택신호에 따라 상기 영상 데이터의 휘도값 또는 계조값을 증가시키는 단계, 및

상기 제 2 선택신호에 따라 상기 영상 데이터의 휘도값 또는 계조값을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 19 항에 있어서

상기 디밍 제어신호 가변단계는

상기 옵셋신호에 대응하도록 디밍 값을 변조시킴으로써 디밍 제어신호를 가변시켜서 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 19 항에 있어서,

상기 제 2 임계값은

상기 제 1 임계값 보다 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 17 또는 제 19 항에 있어서,

제 1 선택신호 생성단계는

상기 영상 데이터의 계조값 또는 휘도값이 상기 임계값 또는 제 1 임계값 보 다 큰 경우 하이 레벨의 제 1 선택신호를 출력하고, 상기 영상 데이터의 계조값이 상기 임계값 또는 제 1 임계값보다 작은 경우 로우 레벨의 제 1 선택신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,

상기 검출신호 생성 단계는

상기 구동전압의 전류량을 매 수평기간 단위로 검출하여 검출된 전류량에 대응하도록 검출신호를 매 수평기간 단위로 생성한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,

상기 옵셋신호 설정단계는

상기 검출신호를 적어도 하나의 프레임 단위로 저장하고 저장된 검출신호의 평균값, 최대값 및 최소값 중 어느 하나의 값을 옵셋신호로 설정한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.