KR100874642B1

KR100874642B1 - 액정표시장치와 그 구동방법

Info

Publication number: KR100874642B1
Application number: KR1020070063058A
Authority: KR
Inventors: 구성조; 장수혁; 이송재; 송홍성; 민웅기
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2027-06-26
Also published as: CN101334974B; JP4810526B2; US7961163B2; CN101334974A; US20090002292A1; US20110134169A1; US8125428B2; JP2009009089A

Abstract

본 발명은 액정의 응답특성을 향상시키기 위하여 디지털 비디오 데이터를 변조하기 위한 회로에서 메모리와 룩업 테이블 사이의 데이터 트랜지션(data transition)을 줄여 EMI(Electro Magnetic Interference)와 회로의 발열을 최소화하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 상기 현재 데이터를 선택적으로 반전시키고 반전신호를 발생하는 데이터 트랜지션 변환부; 상기 데이터 트랜지션 변환부로부터의 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 이전 프레임 데이터로써 출력하는 메모리; 상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 데이터 트랜지션 역변환부; 상기 현재 데이터와 상기 데이터 트랜지션 역변환부에 의해 역변환된 이전 프레임 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 선택하는 룩업 테이블; 및 상기 룩업 테이블로부터의 데이터를 액정표시패널에 표시하기 위한 표시 구동회로를 구비한다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 통상의 액정표시장치에 있어서 데이터에 따른 휘도 변화를 나타내는 파형도.

도 2는 오버 드라이빙으로 인한 액정 응답 특성의 개선 효과를 보여 주는 파형도.

도 3은 오버 드라이빙 회로의 일예를 나타내는 회로도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도.

도 5는 도 4에 도시된 타이밍 콘트롤러의 데이터 변조부를 상세히 나타내는 회로도.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 데이터 트랜지션 변환부를 상세히 나타내는 회로도.

도 7은 트랜지션 변환 과정이 없이 메모리에 직접 입력되는 데이터의 일예를 보여 주는 파형도.

도 8은 트랜지션 변환 과정을 거친 데이터와 반전신호의 일예를 나타내는 파형도.

도 9는 타이밍 콘트롤러와 메모리 사이에 데이터 트랜지션 변환 전/후의 트랜지션 수 변화를 예시한 도면.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 데이터 트랜지션 변환부를 상세히 나타내는 회로도.

도 11은 도 9와 같은 데이터를 도 10과 같은 데이터 트랜지션 변환부로 변환한 예를 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

41 : 타이밍 콘트롤러 42 : 메모리

43 : 데이터 구동부 44 : 게이트 구동부

45 : 데이터라인 46 : 게이트라인

47 : 액정표시패널 51 : 룩업 테이블

52 : 데이터 압축부 53 : 데이터 트랜지션 변환부

54 : 데이터 트랜지션 역변환부 55 : 데이터 복원부

63, 66 : XOR 게이트 64 : 가산기

65 : 반전신호 출력부 101A, 101B, 101C : 하이레벨 카운터

102A, 102B : 트랜지션 카운터 103 : 하이 카운트 비교부

104 : 반전신호 출력부 105 : 데이터 변환부

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 액정의 응답특성을 향상시키기 위하여 디지털 비디오 데이터를 변조하기 위한 회로에서 메모리와 룩업 테이블 사이의 데이터 트랜지션(data transition)을 줄여 EMI(Electro Magnetic Interference)와 회로의 발열을 최소화하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시소자(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

이러한 액정표시소자 중에서 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시소자는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.

액정표시소자는 수학식 1 및 2에서 알 수 있는 바, 액정의 고유한 점성과 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느린 단점이 있다.

여기서, τr는 액정에 전압이 인가될 때의 라이징 타임(rising time)을, Va 는 인가전압을, VF는 액정분자가 경사운동을 시작하는 프리드릭 천이 전압(Freederick Transition Voltage)을, d는 액정셀의 셀갭(cell gap)을,

(gamma)는 액정분자의 회전점도(rotational viscosity)를 각각 의미한다.

여기서, τf는 액정에 인가된 전압이 오프된 후 액정이 탄성 복원력에 의해 원위치로 복원되는 폴링타임(falling time)을, K는 액정 고유의 탄성계수를 각각 의미한다.

현재까지 액정표시소자에서 가장 일반적으로 사용되어 왔던 액정 모드인 TN 모드(Twisted Nematic mode)의 액정 응답속도는 액정 재료의 물성과 셀갭 등에 의해 달라질 수 있지만 통상, 라이징 타임이 20-80ms이고 폴링 타임이 20-30ms이다. 이러한 액정의 응답속도는 한 프레임기간(NTSC : 16.67ms)보다 길다. 이 때문에 도 1과 같이 액정셀에 충전되는 전압이 원하는 전압에 도달하기 전에 다음 프레임으로 진행되므로 동영상에서 화면이 흐릿하게 되는 모션 블러링(Motion Burring) 현상이 나타나게 된다.

도 1을 참조하면, 종래의 액정표시소자는 느린 응답속도로 인하여 한 레벨에서 다른 레벨로 데이터(VD)가 변할 때 그에 대응하는 표시 휘도(BL)가 원하는 휘도에 도달하지 못하게 되어 원하는 색과 휘도를 표현하지 못하게 된다. 그 결과, 액정표시소자는 동영상에서 모션 블러링 현상이 나타나게 되고, 명암비(Contrast ratio)의 저하로 인하여 화질이 떨어지게 된다.

이러한 액정표시소자의 느린 응답속도를 해결하기 위하여, 도 2와 같은 오버 드라이빙 방식은 입력 데이터(VD)를 미리 설정된 변조 데이터(MVD)로 변조하고 그 변조 데이터(MVD)를 액정셀에 인가하여 원하는 휘도(MBL)를 얻게 된다. 이 오버 드라이빙 방식은 한 프레임기간 내에 입력 데이터의 휘도값에 대응하여 원하는 휘도를 얻을 수 있도록 데이터의 변화여부에 기초하여 수학식 1에서

을 높게 하게 된다. 따라서, 오버 드라이빙 방식은 액정의 늦은 응답속도를 데이터값의 변조로 보상하여 동영상에서 모션 블러링 현상을 완화시킨다.

오버 드라이빙 회로(Over Driving Circuit)는 도 3과 같다.

도 3을 참조하면, 오버 드라이빙 회로는 데이터 버스(32)로부터의 데이터를 저장하는 프레임 메모리(33)와, 데이터를 변조하기 위한 룩업 테이블(34)을 구비한다.

프레임 메모리(33)는 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 이전 프레임 데이터(Fn-1)로써 룩업 테이블(34)에 공급한다.

룩업 테이블(34)은 아래의 표 1과 같이 현재 번째 프레임 데이터(Fn)와 프레임 메모리(33)로부터의 이전 프레임 데이터(Fn-1)를 어드레스로 하여 미리 설정된 변조 데이터(MRGB)를 선택함으로써 데이터를 변조한다. 이 룩업 테이블(34)은 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM)와 메모리 어드레스 제어회로를 포함한다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
0	2	3	4	5	6	7	9	10	12	13	14	15	15	15	15
1	1	3	4	5	6	7	8	10	12	13	14	15	15	15	15
2	0	2	4	5	6	7	8	10	12	13	14	15	15	15	15
3	0	1	3	5	6	7	8	10	11	13	14	15	15	15	15
4	0	1	3	4	6	7	8	9	11	12	13	14	15	15	15
5	0	1	2	3	5	7	8	9	11	12	13	14	15	15	15
6	0	1	2	3	4	6	8	9	10	12	13	14	15	15	15
7	0	1	2	3	4	5	7	9	10	11	13	14	15	15	15
8	0	1	2	3	4	5	6	8	10	11	12	14	15	15	15
9	0	1	2	3	4	5	6	7	9	11	12	13	14	15	15
10	0	1	2	3	4	5	6	7	8	10	12	13	14	15	15
11	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	11	13	14	15	15
12	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	12	14	15	15
13	0	1	2	3	3	4	5	6	7	8	10	11	13	15	15
14	0	1	2	3	3	4	5	6	7	8	9	11	12	14	15
15	0	0	1	2	3	3	4	5	6	7	8	9	11	13	15

표 1에 있어서, 최좌측열은 이전 프레임(Fn-1)의 데이터이며, 최상측행은 현재 프레임(Fn)의 데이터이다.

도 3과 같은 오버 드라이빙 회로는 이전 프레임 데이터를 저장하기 위하여 프레임 메모리(33)가 필요하다. 이러한 프레임 메모리(33)는 회로비용을 증가시키는 주원인으로 작용한다.

또한, 룩업 테이블(34)은 액정표시패널의 구동회로들을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러에 내장될 수 있는 데, 이 경우에 타이밍 콘트롤러의 칩 사이즈가 커질 뿐만 아니라 타이밍 콘트롤러와 프레임 메모리(33) 사이의 데이터전송로에서 EMI가 높아지고 타이밍 콘트롤러의 발열량이 높아지는 문제점이 있다. 이는 타이밍 콘트롤러 내에 로드된 룩업 테이블(34)과 프레임 메모리(33) 사이에서 전송되는 데이터 의 트랜지션양이 많기 때문이다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정의 응답특성을 향상시키기 위하여 디지털 비디오 데이터를 변조하기 위한 회로에서 메모리와 룩업 테이블 사이의 데이터 트랜지션을 줄여 EMI와 회로의 발열을 최소화하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 상기 현재 데이터를 선택적으로 반전시키고 반전신호를 발생하는 데이터 트랜지션 변환부; 상기 데이터 트랜지션 변환부로부터의 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 이전 프레임 데이터로써 출력하는 메모리; 상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 데이터 트랜지션 역변환부; 상기 현재 데이터와 상기 데이터 트랜지션 역변환부에 의해 역변환된 이전 프레임 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 선택하는 룩업 테이블; 및 상기 룩업 테이블로부터의 데이터를 액정표시패널에 표시하기 위한 표시 구동회로를 구비한다.

상기 액정표시장치는 상기 데이터들을 압축하여 상기 데이터 트랜지션 변환부에 공급하는 데이터 압축부; 상기 데이터 압축부의 압축 알고리즘에 대응하는 복원 알고리즘을 이용하여 상기 데이터 트랜지션 역변환부로부터의 데이터를 복원하여 상기 룩업 테이블에 공급하는 데이터 복원부를 더 구비한다.

상기 액정표시장치는 상기 데이터 트랜지션 변환부, 상기 데이터 트랜지션 역변환부, 상기 룩업 테이블, 상기 데이터 압축부, 및 상기 데이터 복원부를 내장하고 상기 표시 구동회로의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하고, 상기 현재 데이터와 다음 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 그 비교 결과들에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정함과 아울러, 상기 데이터들의 하이레벨 수 차이에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정하고 상기 현재 데이터의 반전시에 반전신호를 발생하는 데이터 트랜지션 변환부; 상기 데이터 트랜지션 변환부로부터의 데이터를 저장하는 메모리; 상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 데이터 트랜지션 역변환부; 상기 현재 데이터와 상기 데이터 트랜지션 역 변환부에 의해 역변환된 이전 프레임 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 선택하는 룩업 테이블; 및 상기 룩업 테이블로부터의 데이터를 액정표시패널에 표시하기 위한 표시 구동회로를 구비한다.

상기 데이터 트랜지션 변환부는 상기 이전 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 제1 하이레벨 카운터; 상기 현재 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 제2 하이레벨 카운터; 상기 다음 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 제3 하이레벨 카운터; 상기 이전 데이터와 상기 현재 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 제1 기준값보다 클 때 하이레벨의 출력을 발생하는 제1 트랜지션 카운터; 상기 현재 데이터와 상기 다음 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 제2 기준값보다 클 때 하이레벨의 출력을 발생하는 제2 트랜지션 카운터; 상기 이전 데이터와 상기 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 이하이고, 상기 현재 데이터와 상기 이전 데이터 사이에 하이레벨 차이가 제4 기준값보다 크면 하이레벨의 출력을 발생하는 하이 카운트 비교부; 상기 제1 트랜지션 카운터의 출력이 하이레벨인 경우와, 상기 하이 카운트 비교부의 출력과 상기 제2 트랜지션 카운터의 출력이 모두 하이레벨인 경우에 상기 반전신호를 발생하는 반전신호 출력부; 및 상기 반전신호에 따라 상기 현재 데이터를 반전시키는 데이터 변환부를 구비한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 데이터를 압축하는 단계; 각각 압축된 이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 상기 압축된 현재 데이터를 선택적으로 반전시켜 메모리에 저장하고 반전신호를 발생하는 단계; 상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 단계; 상기 데이터의 압축 알고리즘에 대응하는 복원 알고리즘을 이용하여 상기 역변환된 데이터를 복원하는 단계; 현재 데이터와 상기 역변환 및 복원 과정을 거쳐 입력된 이전 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 룩업 테이블에서 선택하는 단계; 및 상기 변조 데이터를 액정표시패널에 표시하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하고, 상기 현재 데이터와 다음 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 그 비교 결과들에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정함과 아울러, 상기 데이터들의 하이레벨 수 차이에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정하고 상기 현재 데이터의 반전시에 반전된 데이터를 메모리에 공급하고 반전신호를 발생하는 단계; 상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 단계; 상기 현재 데이터와 상기 역변환된 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 룩업 테이블에서 선택하는 단계; 및 상기 룩업 테이블로부터의 데이터를 액정표시패널에 표시하는 단계를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 데이터라인(45)과 게이트라인(46)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT들이가 형성된 액정표시패널(47)과, 액정표시패널(47)의 데이터라인(45)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(43)와, 액정표시패널(47)의 게이트라인(46)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(44)와, 데이터 구동부(43)와 게이트 구동부(44)를 제어함과 아울러 메모리(42)에 소스 데이터(SRGB)를 공급하는 타이밍 콘트롤러(41)와, 타이밍 콘트롤러(41)에 접속된 메모리(42)를 구비한다.

액정표시패널(47)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 데이터라인들(45)과 게이트라인들(46)이 상호 직교되도록 형성된다. 데이터라인들(45)과 게이트라인들(46)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(46)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(45)로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(46)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(45)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정표시패널(47)의 하부유리기판 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst)가 형성된다. 이 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 전단 게이트라인(46) 사이에 형성될 수도 있으며, 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

타이밍 콘트롤러(41)는 수직/수평 동기신호(V,H)와 클럭(CLK)을 이용하여 게이트 구동부(44)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC), 데이터 구동부(43)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC), 및 메모리(42)를 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 이 타이밍 콘트롤러(41)는 클럭(CLK)에 맞추어 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하고 그 데이터(RGB)를 압축한 후에 데이터 트랜지션 수를 줄이기 위한 데이터 변환을 거쳐 메모리(42)에 저장함과 아울러 메모리(42)로부터의 이전 프레임 데이터를 읽어 들인다. 또한, 타이밍 콘트롤러(41)는 액정의 응답속도를 변조하기 위한 변조 데이터들이 저장된 룩업 테이블을 내장한다. 타이밍 콘트롤러(41)는 메모리(42)로부터 읽어들인 이전 프레임 데이터에 대하여 데이터 트랜지션 역변환과 압축의 복원을 거쳐 룩업 테이블에 공급한다. 룩업 테이블은 현재 프레임 데이터와 이전 프레임 데이터를 비교하여 아래와 같은 조건을 만족하는 변조 데이터를 선택한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(41)는 룩업 테이블에 의해 선택된 변조 데이터(MRGB)를 데이터 구동부(43)에 공급한다.

룩업 테이블에 저장된 변조 데이터는 수학식 3 내지 5의 조건을 만족한다.

Fn(RGB) < Fn-1(RGB) ---> Fn(MRGB) < Fn(RGB)

Fn(RGB) = Fn-1(RGB) ---> Fn(MRGB) = Fn(RGB)

Fn(RGB) > Fn-1(RGB) ---> Fn(MRGB) > Fn(RGB)

수학식 3 내지 수학식 5에서 알 수 있는 바 변조 데이터(MRGB)는 동일한 픽셀에서 그 픽셀 데이터 값이 이전 프레임(Fn-1)보다 현재 프레임(Fn)에서 더 커지면 현재 프레임(Fn)보다 더 큰 값인 반면에, 이전 프레임(Fn-1)보다 현재 프레임(Fn)에서 더 작아지면 현재 프레임(Fn)보다 더 작은 값이다. 그리고 변조 데이터(MRGB)는 동일한 픽셀에서 그 픽셀 데이터 값이 이전 프레임(Fn-1)과 현재 프레임(Fn)에서 동일하면 현재 프레임(Fn)과 동일한 값으로 설정된다. 여기서, 이전 프레임(Fn-1)의 데이터는 후술하는 바와 같이 이전 프레임의 평균값으로 치환된다.

메모리(41)는 타이밍 콘트롤러(41)로부터의 데이터를 1 프레임기간 동안 저장한 후에 출력함으로써 룩업 테이블에 공급될 이전 프레임 데이터를 타이밍 콘트롤러(41)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(41)와 메모리(41)는 액정표시패널(47)의 해상도가 1366×768일 때 15 bits의 데이터가 전송되고 1 bit의 반전신호(REV)가 전송된다. 이 메모리(41)는 어떠한 메모리로도 가능하나, 비용이나 성능면에서 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)이 바람직하다.

데이터 구동부(43)는 쉬프트레지스터와, 타이밍 콘트롤러(41)로부터의 변조 데이터(MRGB)를 일시저장하기 위한 레지스터와, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 변조 데이터들(MRGB)을 저장한 후에 1 라인분의 데이터를 동시에 출력 하기 위한 래치, 래치로부터의 변조 데이터들(MRGB)을 아날로그 정극성/부극성의 감마보상전압으로 변환하는 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마보상전압을 선택하는 멀티플렉서, 및 멀티플렉서와 데이터라인 사이에 접속된 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 데이터 구동부(43)는 변조 데이터(MRGB)를 입력받고 그 변조 데이터(MRGB)를 타이밍 콘트롤러(41)의 제어 하에 액정표시패널(47)의 데이터라인들(45)에 공급한다.

게이트 구동부(44)는 타이밍 콘트롤러(41)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터, 스캔펄스의 스윙폭을 액정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 게이트 구동부(44)는 스캔펄스를 게이트라인(46)에 공급함으로써 그 게이트라인(46)에 접속된 TFT들을 턴-온(Turn-on)시켜 데이터의 화소전압 즉, 아날로그 감마보상전압이 공급될 1 수평라인의 액정셀들(Clc)을 선택한다. 데이터 구동부(43)로부터 발생되는 데이터들은 스캔펄스에 동기됨으로써 선택된 1 수평라인의 액정셀(Clc)에 공급된다.

도 5는 타이밍 콘트롤러(41)의 데이터 변조부를 상세히 나타내는 회로도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 타이밍 콘트롤러(41)의 변조부는 데이터 압축부(52), 데이터 트랜지션 변환부(53), 데이터 트랜지션 역변환부(54), 데이터 복원부(55) 및 룩업 테이블(51)을 구비한다.

데이터 압축부(52)는 미리 정해진 압축 알고리즘을 이용하여 소스 데이 터(SRGB)를 압축한다. 압축 알고리즘은 공지의 어떠한 압축 알고리즘도 가능하며, 본원 출원인에 의해 기출원된 국내 특허출원 제2003-98100호, 제2004-49541호, 제2004-115730호, 제2004-116342호, 제2004-116347호, 제2006-116974호에서 제안된 압축 방법 및 장치가 선택될 수 있다. 이 데이터 압축부(52)는 전술한 바와 같이 타이밍 콘트롤러(41)와 메모리(42) 사이에 15 bits의 데이터가 전송된다면 3.2 : 1의 압축률로 데이터를 압축하고 압축된 데이터들을 메모리(42)에 공급한다.

데이터 트랜지션 변환부(53)는 후술하는 두 가지 방식으로 데이터를 변환하고 반전신호(REV)를 생성하여 타이밍 콘트롤러(41)와 메모리 사이에서 전송되는 데이터의 트랜지션 수를 줄이다. 이러한 데이터 변환은 타이밍 콘트롤러(41)와 메모리(42) 사이에서 EMI를 줄이고 타이밍 콘트롤러(41)와 메모리(42)의 발열량을 줄인다.

데이터 트랜지션 역변환부(43)는 반전신호(REV)를 이용하여 데이터 트랜지션 역변환을 실행한다.

데이터 복원부(55)는 데이터 압축부(52)의 압축 알고리즘에 대응하는 복원 알고리즘으로 데이터의 압축을 복원하여 룩업 테이블(51)에 공급한다. 룩업 테이블(51)에는 전술한 변조 데이터들이 저장된다.

도 6은 데이터 트랜지션 변환부(53)의 제1 실시예를 상세히 나타내는 회로도이다.

도 6을 참조하면, 데이터 트랜지션 변환부(53)는 데이터의 이전과 현재 비트를 XOR 게이트(63)로 비교한다. XOR 게이트(63)는 이전 비트와 현재 비트가 다를 때 하이레벨 "1"을 출력하고 그 이외의 경우에 로우레벨 "0"을 출력함으로써 이전 비트와 현재 비트의 변화를 검출한다. 데이터의 15 bits 각각을 비교하는 XOR 게이트들(63)의 출력들은 가산기(64)에 의해 가산되고 반전신호 출력부(65)는 가산기(64)의 출력을 분석하여 하이레벨가 8 이상이면 즉, 15 bits의 입력 데이터 중에서 이전 데이터와 비교할 때 8 bits 이상에서 트랜지션이 발생되면 반전신호(REV)를 하이레벨 "1"로 출력한다. 반전신호 출력부(65)로부터 출력된 반전신호(REV)는 출력측 XOR 게이트(66)에 입력된다. 출력측 XOR 게이트(66)는 반전신호(REV)와 입력 데이터의 각 비트를 배타적 논리합 연산하여 반전신호(REV)가 하이레벨일 때 입력 데이터의 각 비트를 반전시킨다. 도 7은 트랜지션 변환 과정이 없이 메모리(42)에 데이터를 직접 입력하는 예이고, 도 8은 트랜지션 변환 과정을 거친 데이터와 반전신호(REV)를 메모리(42)에 입력한 예이다. 도 7 및 도 8의 비교에서 알 수 있는바, 데이터 트랜지션 변환을 통해 입력 데이터의 트랜지션이 많으면 데이터의 반전으로 데이터의 트랜지션이 거의 없어지고 반전신호(REV)는 데이터의 반전시점을 지시한다.

도 9는 타이밍 콘트롤러(41)와 메모리(42) 사이에 16 bits의 데이터 전송을 가정하여 데이터 트랜지션 변환 전/후의 트랜지션 수 변화를 예시한 것이다. 도 9의 왼족 표와 같은 데이터 트랜지션 변환 전의 16 bits 데이터가 "0000000000000000" -> "0000000000001111(4)" -> "0110011111101111(8)" -> "0111000000000000(11)" -> "0000000000000000(3)" -> "0000000000001111(4)" -> "0110011111101111(8)" -> "0111000000000000(11)"으로 입력되면 데이터 트랜지션 수는 "()" 안의 숫자와 같다. 이에 비하여, 이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수가 8을 초과할 때 데이터를 반전시키면 도 9의 우측 표와 같이 "0000000000000000" -> "0000000000001111(4)" -> "0110011111101111(8)" -> "1000111111111111(6)" -> "1111111111111111(3)" -> "1111111111110000(4)" -> "0110011111101111(8)" -> "1000111111111111(6)"으로 변환되어 "()" 안의 숫자와 같이 트랜지션 수가 낮아진다.

위와 같은 제1 실시예는 현재 데이터를 이전 데이터와 비교하여 그 결과 트랜지션 수가 미리 설정된 기준값을 초과할 때 데이터를 반전시켜 트랜지션 수를 줄인다. 이에 비하여, 후술하는 본 발명의 제2 실시예는 현재 데이터를 이전 데이터와 비교함과 아울러 다음 데이터와 비교하여 데이터 변환 여부를 결정하면 트랜지션 수를 더 줄일 수 있다.

도 10은 데이터 트랜지션 변환부(53)의 제2 실시예를 상세히 나타내는 회로도이다.

도 10을 참조하면, 데이터 트랜지션 변환부(53)는 제1 하이레벨 카운터(101A), 제2 하이레벨 카운터(101B), 제3 하이레벨 카운터(101C), 제1 트랜지션 카운터(102A), 제2 트랜지션 카운터(102B), 하이 카운트 비교부(103), 반전신호 출력부(104), 및 데이터 변환부(105)를 구비한다.

제1 하이레벨 카운터(101A)는 16 bits의 이전 데이터에서 하이레벨을 카운트하여 그 카운트 값을 하이 카운트 비교부(103)에 공급한다.

제2 하이레벨 카운터(101B)는 16 bits의 현재 데이터에서 하이레벨을 카운트 하여 그 카운트 값을 하이 카운트 비교부(103)에 공급한다.

제3 하이레벨 카운터(101C)는 16 bits의 다음 데이터에서 하이레벨을 카운트하여 그 카운트 값을 하이 카운트 비교부(103)에 공급한다.

제1 트랜지션 카운터(102A)는 16 bits의 이전 데이터와 16 bits의 현재 데이터 사이에서 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 지정된 제1 기준값 예를 들면 '8'을 초과할 때 하이레벨의 출력을 반전신호 출력부(104)에 공급한다. 반면에, 제1 트랜지션 카운터(102A)는 트랜지션 카운트 값이 제1 기준값 이하일 때 로우레벨의 출력을 반전신호 출력부(104)에 공급한다.

제2 트랜지션 카운터(102B)는 16 bits의 현재 데이터와 16 bits의 다음 데이터 사이에서 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 지정된 제2 기준값 예를 들면 '8'을 초과할 때 하이레벨의 출력을 반전신호 출력부(104)에 공급한다. 반면에, 제2 트랜지션 카운터(102b)는 트랜지션 카운트 값이 제2 기준값 이하일 때 로우레벨의 출력을 반전신호 출력부(104)에 공급한다.

하이 카운트 비교부(103)는 이전 데이터와 다음 데이터 사이에 그리고, 현재 데이터와 이전 데이터 사이에 하이레벨 개수를 분석한다. 이 하이 카운트 비교부(103)는 이전 데이터와 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 예를 들면 '2' 이하로써 동일 또는 유사하고, 현재 데이터와 이전 데이터 사이에 하이레벨 개수 차이가 제4 기준값 예를 들면 '7' 보다 크면 하이레벨의 출력을 반전신호 출력부(104)에 공급한다. 이에 반하여, 하이 카운트 비교부(103)는 이전 데이터와 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 보다 크거나, 현재 데이터와 이전 데이터 사이에 하이레벨 개수 차이가 제4 기준값 이하로 작으면 로우레벨의 출력을 반전신호 출력부(104)에 공급한다.

반전신호 출력부(104)는 제1 트랜지션 카운터(102A)의 출력이 하이레벨일 때 즉, 이전 데이터와 현재 데이터 사이에서 트랜지션 수가 제1 기준값보다 클 때 반전신호(REV)를 하이레벨로 출력한다.

또한, 반전신호 출력부(104)는 제1 트랜지션 카운터(102A)의 출력이 로우레벨일 때 즉, 이전 데이터와 현재 데이터 사이에서 트랜지션 수가 제1 기준값 이하로 작을 때 반전신호(REV)를 다음과 같은 조건에서 반전신호(REV)를 하이레벨로 출력한다. 제1 트랜지션 카운터(102A)의 출력이 로우레벨일 때 반전신호 출력부(104)는 하이 카운트 비교부(103)의 출력이 하이레벨이고 제2 트랜지션 카운터(102B)의 출력이 하이레벨일 때 반전신호(REV)를 하이레벨로 출력한다. 다시 말하여, 반전신호 출력부(104)는 이전 데이터와 현재 데이터 사이에서 트랜지션 수가 제1 기준값 이하로 작더라도, "이전 데이터와 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 이하로 유사하고, 현재 데이터와 이전 데이터 사이에 하이레벨 개수 차이가 제4 기준값보다 크면" 반전신호(REV)를 하이레벨로 출력한다. 이 이외의 경우에, 반전신호 출력부(104)는 로우레벨의 출력을 발생한다.

위 기준값들은 액정표시패널의 동작 모드나 구동 특성에 따라 달라질 수 있다.

데이터 변환부(105)는 도 6과 같은 XOR 게이트(66)를 이용하여 반전신호(REV)와 입력 데이터 각각의 비트를 배타적 논리합 연산함으로써 반전신호(REV) 의 출력이 하이레벨일 때 입력 데이터 각각의 비트를 반전시킨다.

데이터 트랜지션 역변환부(54)는 반전신호(REV)를 이용한 배타적 논리합 연산으로 역변환한다.

도 11은 도 9와 같은 16 bits의 데이터 예를 가정하여 도 10과 같은 데이터 트랜지션 변환부(53)에 의해 트랜지션 변환된 예를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 데이터 트랜지션 변환부(53)는 이전 데이터와 다음 데이터 모두를 고려하여 현재 데이터의 반전 조건을 최적화함으로써 타이밍 콘트롤러(41)와 메모리(42) 사이에 전송되는 데이터의 트랜지션 수를 더 줄일 수 있다. 도 9 및 도 11에서 빗금친 부분에서 데이터가 반전된다. 도 11을 참조하면, 제1 내지 제8 데이터들 중에서 제3 데이터와 제7 데이터는 위 반전 조건 중에서 "이전 데이터와 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 이하로 유사하고, 현재 데이터와 이전 데이터 사이에 하이레벨 개수 차이가 제4 기준값보다 큰 조건"을 만족하여 반전된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 이전 데이터와 현재 데이터를 비교하여 그들 사이에 트랜지션 수가 많을 때 또는, 이전 데이터와 다음 데이터를 현재 데이터와 비교하여 그들 사이에 하이레벨 수와 트랜지션 수를 기준값과 비교하여 그 비교 결과에 따라 데이터를 선택적으로 반전한다. 그 결과, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 액정의 응답특성을 향상시키기 위하여 디지털 비디오 데이터를 변조하기 위한 회로에서 메모리와 타이밍 콘트롤러 사이의 데이터 트랜지션을 줄이고 여 EMI와 회로의 발열을 최소화할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 상기 현재 데이터를 선택적으로 반전시키고 반전신호를 발생하는 데이터 트랜지션 변환부;

상기 데이터 트랜지션 변환부로부터의 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 이전 프레임 데이터로써 출력하는 메모리;

상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 데이터 트랜지션 역변환부;

상기 현재 데이터와 상기 데이터 트랜지션 역변환부에 의해 역변환된 이전 프레임 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 선택하는 룩업 테이블;

상기 룩업 테이블로부터의 데이터를 액정표시패널에 표시하기 위한 표시 구동회로;

상기 데이터들을 압축하여 상기 데이터 트랜지션 변환부에 공급하는 데이터 압축부; 및

상기 데이터 압축부의 압축 알고리즘에 대응하는 복원 알고리즘을 이용하여 상기 데이터 트랜지션 역변환부로부터의 데이터를 복원하여 상기 룩업 테이블에 공급하는 데이터 복원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 트랜지션 변환부, 상기 데이터 트랜지션 역변환부, 상기 룩업 테이블, 상기 데이터 압축부, 및 상기 데이터 복원부를 내장하고 상기 표시 구동회로의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하고, 상기 현재 데이터와 다음 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 그 비교 결과들에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정함과 아울러, 상기 데이터들의 하이레벨 수 차이에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정하고 상기 현재 데이터의 반전시에 반전신호를 발생하는 데이터 트랜지션 변환부;

상기 데이터 트랜지션 변환부로부터의 데이터를 저장하는 메모리;

상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 데이터 트랜지션 역변환부;

상기 현재 데이터와 상기 데이터 트랜지션 역 변환부에 의해 역변환된 이전 프레임 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 선택하는 룩업 테이블; 및

상기 룩업 테이블로부터의 데이터를 액정표시패널에 표시하기 위한 표시 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 데이터들을 압축하여 상기 데이터 트랜지션 변환부에 공급하는 데이터 압축부;

상기 데이터 압축부의 압축 알고리즘에 대응하는 복원 알고리즘을 이용하여 상기 데이터 트랜지션 역변환부로부터의 데이터를 복원하여 상기 룩업 테이블에 공급하는 데이터 복원부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 데이터 트랜지션 변환부, 상기 데이터 트랜지션 역변환부, 상기 룩업 테이블, 상기 데이터 압축부, 및 상기 데이터 복원부를 내장하고 상기 표시 구동회로의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 데이터 트랜지션 변환부는,

상기 이전 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 제1 하이레벨 카운터;

상기 현재 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 제2 하이레벨 카운터;

상기 다음 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 제3 하이레벨 카운터;

상기 이전 데이터와 상기 현재 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트 하여 그 트랜지션 카운트 값이 제1 기준값보다 클 때 하이레벨의 출력을 발생하는 제1 트랜지션 카운터;

상기 현재 데이터와 상기 다음 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 제2 기준값보다 클 때 하이레벨의 출력을 발생하는 제2 트랜지션 카운터;

상기 이전 데이터와 상기 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 이하이고, 상기 현재 데이터와 상기 이전 데이터 사이에 하이레벨 차이가 제4 기준값보다 크면 하이레벨의 출력을 발생하는 하이 카운트 비교부;

상기 제1 트랜지션 카운터의 출력이 하이레벨인 경우와, 상기 하이 카운트 비교부의 출력과 상기 제2 트랜지션 카운터의 출력이 모두 하이레벨인 경우에 상기 반전신호를 발생하는 반전신호 출력부; 및

상기 반전신호에 따라 상기 현재 데이터를 반전시키는 데이터 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
데이터를 압축하는 단계;

각각 압축된 이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 상기 압축된 현재 데이터를 선택적으로 반전시켜 메모리에 저장하고 반전신호를 발생하는 단계;

상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 단계;

상기 데이터의 압축 알고리즘에 대응하는 복원 알고리즘을 이용하여 상기 역변환된 데이터를 복원하는 단계;

현재 데이터와 상기 역변환 및 복원 과정을 거쳐 입력된 이전 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 룩업 테이블에서 선택하는 단계; 및 상기 변조 데이터를 액정표시패널에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
삭제
이전 데이터와 현재 데이터 사이에 트래지션 수를 비교하고, 상기 현재 데이터와 다음 데이터 사이에 트랜지션 수를 비교하여 그 비교 결과들에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정함과 아울러, 상기 데이터들의 하이레벨 수 차이에 따라 상기 현재 데이터의 반전여부를 결정하고 상기 현재 데이터의 반전시에 반전된 데이터를 메모리에 공급하고 반전신호를 발생하는 단계;

상기 반전신호를 이용하여 상기 메모리로부터의 데이터를 역변환하는 단계;

상기 현재 데이터와 상기 역변환된 데이터를 비교하여 액정의 응답특성을 향상시키기 위한 변조 데이터를 룩업 테이블에서 선택하는 단계; 및

상기 룩업 테이블로부터의 데이터를 액정표시패널에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서,

상기 데이터의 반전 전에 상기 데이터들을 압축하는 단계; 및

상기 데이터의 압축 알고리즘에 대응하는 복원 알고리즘을 이용하여 상기 역변환된 데이터를 복원하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서,

상기 반전된 데이터를 메모리에 공급하고 반전신호를 발생하는 단계는,

상기 이전 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 단계;

상기 현재 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 단계;

상기 다음 데이터에서 하이레벨을 카운트하는 단계;

상기 이전 데이터와 상기 현재 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 제1 기준값보다 클 때 하이레벨의 출력을 발생하는 단계;

상기 현재 데이터와 상기 다음 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 제2 기준값보다 클 때 하이레벨의 출력을 발생하는 단계;

상기 이전 데이터와 상기 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 이하이고, 상기 현재 데이터와 상기 이전 데이터 사이에 하이레벨 차이가 제4 기준값보다 크면 하이레벨의 출력을 발생하는 단계;

상기 이전 데이터와 상기 현재 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트 하여 그 트랜지션 카운트 값이 제1 기준값보다 큰 경우에 상기 반전신호를 발생함과 아울러, 상기 이전 데이터와 상기 다음 데이터의 하이레벨 차이가 제3 기준값 이하이고, 상기 현재 데이터와 상기 이전 데이터 사이에 하이레벨 개수 차이가 제4 기준값보다 크며, 상기 현재 데이터와 상기 다음 데이터 사이에서 상기 트랜지션 수를 카운트하여 그 트랜지션 카운트 값이 제2 기준 값보다 클 때 상기 반전신호를 발생하는 단계; 및

상기 반전신호에 따라 상기 현재 데이터를 반전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.