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KR102464453B1 - 타이밍 컨트롤러, 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

타이밍 컨트롤러, 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 Download PDF

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KR102464453B1
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gamma
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백윤기
이동규
진자경
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치에 구비될 수 있는 타이밍 컨트롤러는, 주변 온도를 감지하는 온도 감지기, 상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간 및 상기 주변 온도에 대응하는 감마 신호를 저장하는 메모리, 상기 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 독출하고, 상기 액정 응답 시간에 대응하는 필드 수를 결정하는 필드 수 결정부, 및 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 외부로부터 수신된 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 감마 변환기를 포함한다.

Description

타이밍 컨트롤러, 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법{TIMING CONTROLLER, DISPLAY DEVICE HAVING THEM AND DRIVING METHOD OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 타이밍 컨트롤러 및 그것을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정표시장치와 같은 비 발광형 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널이 자체적으로 발광하지 못하기 때문에, 표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 구비한다. 최근 백라이트 유닛은 전력 소모량을 줄이면서 색 재현성을 향상시키기 위하여 냉음극 형광 램프 대신 발광 다이오드(LED: light emitting diode)를 채용하고 있다.
표시 영상의 품질 향상을 위하여, 필드 시퀀셜 컬러(field sequential color) 구동 방식을 채용한 표시 장치가 제안되었다. 필드 시퀀셜 컬러 구동 방식은 컬러를 표시함에 있어, 레드, 그린 및 블루 컬러 필터를 사용하지 않고, 레드, 그린 및 블루의 3원색 광원을 순차적으로 구동함으로써, 사람의 눈에 의한 잔상 효과를 이용하여 컬러를 표시하는 방식이다. 필드 시퀀셜 컬러 구동을 채용한 표시 장치는 컬러 필터를 사용하지 않으므로 광의 투과율이 향상되고, 색재현율이 높다.
본 발명의 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 타이밍 컨트롤러를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 타이밍 컨트롤러를 구비한 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 타이밍 컨트롤러는: 주변 온도를 감지하는 온도 감지기, 상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간 및 상기 주변 온도에 대응하는 감마 신호를 저장하는 메모리, 상기 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 독출하고, 상기 액정 응답 시간에 대응하는 필드 수를 결정하는 필드 수 결정부, 및 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 외부로부터 수신된 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 감마 변환기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 메모리는, 상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 저장하는 제1 메모리, 및 상기 주변 온도에 대응하는 상기 감마 신호를 저장하는 제2 메모리를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 온도 감지기는 소정 시간마다 상기 주변 온도를 감지한다.
이 실시예에 있어서, 상기 필드 수 결정부는, 상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 변화할 때 상기 액정 응답 시간의 변화량이 시간 경계 범위를 초과하면 상기 필드 수를 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 필드 수 결정부는, 현재 필드 수가 k개이고, 상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 상기 현재 필드 수에 대응하는 상한 시간 경계 값보다 길면 상기 필드 수를 k-1로 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 필드 수 결정부는, 현재 필드 수가 k-1개이고, 상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 상기 현재 필드 수에 대응하는 하한 시간 경계 값보다 짧으면 상기 필드 수를 k로 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 감마 변환기는, 상기 주변 온도가 변화할 때 상기 온도 변화량이 온도 경계 범위를 초과하면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환한다.
이 실시예에 있어서, 상기 감마 변환기는, 상기 주변 온도가 현재 감마 신호에 대응하는 상한 온도 경계값보다 높아지면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환한다.
이 실시예에 있어서, 상기 감마 변환기는, 상기 주변 온도가 현재 감마 신호에 대응하는 하한 온도 경계값보다 낮아지면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환한다.
이 실시예에 있어서, 상기 필드 수에 응답해서 백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 출력하는 백라이트 제어부를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 액정 응답 시간에 대응하는 상기 필드 수는 한 프레임 내 필드의 수이다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 표시 패널과, 영상 신호 및 제어 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 데이터 신호로 변환해서 상기 표시 패널에 영상이 표시되도록 제어하고, 백라이트 제어 신호를 출력하는 구동 유닛, 및 상기 백라이트 제어 신호에 응답해서 상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 구동 유닛은 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 상기 타이밍 컨트롤러는, 주변 온도를 감지하는 온도 감지기, 상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간 및 상기 주변 온도에 대응하는 감마 신호를 저장하는 메모리, 상기 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 독출하고, 상기 액정 응답 시간에 대응하는 필드 수를 결정하는 필드 수 결정부, 및 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 감마 변환기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 메모리는, 상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 저장하는 제1 메모리, 및 상기 주변 온도에 대응하는 상기 감마 신호를 저장하는 제2 메모리를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 필드 수 결정부는, 상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 변화할 때 상기 액정 응답 시간의 변화량이 시간 경계 범위를 초과하면 상기 필드 수를 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 감마 변환기는, 상기 주변 온도가 변화할 때 상기 온도 변화량이 온도 경계 범위를 초과하면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 필드 수에 응답해서 상기 백라이트 유닛을 제어하기 위한 상기 백라이트 제어 신호를 출력하는 백라이트 제어부를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 상기 구동 유닛은, 상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버, 및 상기 복수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제어 신호에 응답해서 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 더 출력하고, 상기 영상 신호 및 상기 제1 제어 신호를 상기 데이터 드라이버로 제공하고, 상기 제2 제어 신호를 상기 게이트 드라이버로 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 패널을 포함하는 표시 장치의 구동 방법은: 주변 온도를 감지하는 단계, 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간 및 상기 주변 온도에 대응하는 감마 신호를 저장하는 메모리, 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간을 독출하는 단계, 상기 액정 응답 시간에 대응하는 필드 수를 결정하는 단계, 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 감마 신호를 독출하는 단계 및 상기 감마 신호를 참조하여 외부로부터 수신된 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환해서 상기 표시 패널로 제공하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 백라이트 유닛을 더 포함한다. 상기 표시 장치의 구동 방법은, 상기 필드 수에 응답해서 상기 백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 타이밍 컨트롤러는 주변 온도에 따라서 필드 수를 결정하고, 주변 온도 및 결정된 필드 수에 대응하는 감마 신호를 참조하여 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하여 표시 패널로 제공할 수 있다. 따라서 주변 온도가 낮아짐에 따라서 액정의 응답 시간이 길어지면 한 프레임 내 필드 수를 감소시켜서 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한 한 프레임 내 필드 수 및 주변 온도에 따라서 감마 보상을 수행할 수 있으므로 표시 장치는 최적의 영상을 표시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 장치의 필드 시퀀셜 컬러 구동하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 레드 광원, 그린 광원 및 블루 광원을 제어하여 필드 시퀀셜 컬러 구동하는 방식에 있어서 필드의 수에 따른 액정 응답 시간을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 메모리에 저장된 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 제2 메모리에 저장된 주변 온도 및 필드 수에 따른 감마 신호를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 주변 온도에 따른 액정 응답 시간 변화에 의해서 필드 수를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 필드 수 변경에 따른 감마 신호 변화를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 도 5에 도시된 필드 수 결정부에 의해서 결정된 필드 수가 동일할 때 주변 온도에 따른 액정 응답 시간 변화에 의해서 감마 신호를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 동일한 필드 수로 유지되는 동안 주변 온도에 따른 액정 응답 시간 변화에 의해서 감마 신호의 변화를 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 구동 유닛(120) 및 백라이트 유닛(130)을 포함한다. 표시 장치(100)는 필드 시퀀셜 컬러 구동 방식으로 동작할 수 있다.
표시 패널(110)은 영상을 표시한다. 이 실시예에서, 표시 패널(110)은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)인 것을 일 예로써 설명하나, 백라이트 유닛(130)을 필요로 하는 다른 종류의 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(110)은 제1 방향(DR1)으로 신장된 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn)과 제2 방향(DR2)으로 신장된 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm) 그리고 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn)과 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)이 교차하는 교차 영역에 배열된 복수의 픽셀들(PX)을 포함한다. 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)과 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn)은 서로 절연되어 있다. 픽셀들(PX) 각각은 박막 트랜지스터(TR), 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.
복수의 픽셀들(PX)은 동일한 구조로 이루어진다. 따라서, 하나의 픽셀의 구성을 설명함으로써, 픽셀들(PX) 각각에 대한 설명은 생략한다. 픽셀(PX)의 박막 트랜지스터(TR)는 복수 게이트 라인(GL1~GLn) 중 제1 게이트 라인(GL1)에 연결된 게이트 전극, 복수의 데이터 라인(DL1~DLm) 중 제1 데이터 라인(DL1)에 연결된 소스 전극 및 액정 커패시터(CLC)와 스토리지 커패시터(CST)에 연결된 드레인 전극을 구비한다. 액정 커패시터(CLC)와 스토리지 커패시터(CST) 각각의 일단은 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극에 병렬 연결된다. 액정 커패시터(CLC)와 스토리지 커패시터(CST) 각각의 타단은 공통 전압과 연결될 수 있다.
구동 유닛(120)은 타이밍 컨트롤러(122), 게이트 드라이버(124) 및 데이터 드라이버(126)를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(122)는 외부로부터 영상 신호(RGB), 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 제어 신호들(CTRL)은 예를 들면, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 메인 클럭 신호 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함한다. 타이밍 컨트롤러(122)는 제어 신호들(CTRL)에 기초하여 영상 신호(RGB)를 표시 패널(110)의 동작 조건에 맞게 처리한 영상 데이터 신호(DATA) 및 제1 제어 신호(CONT1)를 데이터 드라이버(126)로 제공하고, 제2 제어 신호(CONT2)를 게이트 드라이버(124)로 제공한다. 제1 제어 신호(CTRL1)는 수평 동기 시작 신호, 클럭 신호 및 라인 래치 신호를 포함하고, 제2 제어 신호(CTRL2)는 수직 동기 시작 신호(STV), 출력 인에이블 신호, 게이트 펄스 신호를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(122)는 표시 패널(110)의 픽셀들(PX)의 배열 및 디스플레이 주파수 등에 따라서 영상 데이터 신호(DATA)를 다양하게 변경하여 출력할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(122)는 백라이트 유닛(130)을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호(CONT3)를 백라이트 유닛(130)으로 제공한다.
게이트 드라이버(124)는 타이밍 컨트롤러(122)로부터의 제2 제어 신호(CTRL2)에 응답해서 게이트 라인들(GL1~GLn)을 구동한다. 게이트 드라이버(124)는 게이트 구동 IC(Integrated circuit)를 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(124)는 산화물 반도체, 비정질 반도체, 결정질 반도체, 다결정 반도체 등을 이용한 회로로도 구현될 수 있다.
게이트 드라이버(124)는 타이밍 컨트롤러(122)로부터 수신한 제2 제어 신호(CONT2)에 기초하여 게이트 신호들을 생성하고, 게이트 신호들을 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 출력한다.
데이터 드라이버(126)는 타이밍 컨트롤러(122)로부터의 영상 데이터 신호(DATA) 및 제1 제어 신호(CTRL1)에 응답해서 데이터 라인들(DL1~DLm)을 구동하기 위한 감마 전압들을 출력한다.
감마 전압들은 공통 전압에 대하여 양의 값을 갖는 정극성 데이터 전압들 및/또는 음의 값을 갖는 부극성 데이터 전압들을 포함할 수 있다. 각각의 수평 구간들(HP) 동안에 데이터 라인들(DL1~DLm)에 인가되는 데이터 전압들 중 일부는 정극성을 갖고, 다른 일부는 부극성을 가질 수 있다. 감마 전압들의 극성은 액정의 열화를 방지하기 위하여 프레임 구간들에 따라 반전될 수 있다. 데이터 드라이버(126)는 반전 신호에 응답하여 프레임 구간 단위로 반전된 데이터 전압들을 생성할 수 있다.
백라이트 유닛(130)은 표시 패널(110)의 하부에 픽셀들(PX)에 대향하여 배열된다. 다른 실시예에서 백라이트 유닛(130)은 표시 패널(110)의 일측에 배열될 수 있다. 백라이트 유닛(130)은 타이밍 컨트롤러(122)로부터의 백라이트 제어 신호(CONT3)에 응답해서 동작한다. 백라이트 제어 신호(CONT3)는 한 프레임 구간 내 필드의 수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 백라이트 유닛(130)은 백라이트 구동부(131), 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134)을 포함한다. 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134) 각각은 복수의 LED(light emitting diode)들을 포함할 수 있다. 백라이트 구동부(131)는 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134) 각각의 점등을 제어할 수 있다. 백라이트 구동부(131)는 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134)을 번갈아 순차적으로 켜는 단독 발광 또는 2개 이상의 광원들을 동시에 켜는 혼합 발광할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 장치의 필드 시퀀셜 컬러 구동하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 레드 광원, 그린 광원 및 블루 광원을 제어하여 필드 시퀀셜 컬러 구동하는 방식에 있어서 필드의 수에 따른 액정 응답 시간을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 필드 시퀀셜 컬러 구동 방식은 한 프레임 구간 내 복수의 필드들을 포함할 수 있다. 1필드 구간(FF) 동안 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134)은 단독 발광 또는 혼합 발광할 수 있다. 한 프레임 구간(Fs)동안 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134)이 순차적으로 한 번씩 켜질 때 필드(FF)의 수는 3이다. 한 프레임 구간(Fs)동안 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134)이 단독 발광 또는 혼합 발광하는 횟수가 6일 때 필드(FF)의 수는 6이다.
백라이트 유닛(130)은 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134)을 혼합 발광해서 옐로우(yellow, Y), 시안(cyan, C), 마젠타(magenta, M), 블랙(black, k)을 발광할 수 있다.
각 필드는 데이터 기입 시간(DW), 액정 응답 시간(LR) 및 백라이트 구동 시간(BL)을 포함한다. 데이터 기입 시간(DW)은 표시 패널(110)의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 순차적으로 인가되는 게이트 신호들(G1~Gn)의 게이트 온 타임(Gate On Time)으로서, 1 수평 주기(1H Time)에 해당한다. 백라이트 구동 시간(BL)은 레드 광원(132), 그린 광원(133) 및 블루 광원(134) 각각을 켜는 시간이다.
예를 들어, 한 프레임 구간(Fs)의 주파수가 60Hz이고, 한 프레임 구간(Fs) 내 필드 수가 3이면, 각 필드의 최소 구동 주파수는 180Hz이다. 필드 수가 5이면, 각 필드의 최소 구동 주파수는 300Hz이다. 필드 수가 많아지고, 백라이트 유닛(130)의 발광색이 레드, 그린 및 블루 뿐만 아니라 옐로우, 시안, 마젠타 및 블랙 등 다양해 짐에 따라서 표시 장치(100)의 색분해 현상이 감소하고, 혼색 표현에서의 왜곡 현상이 개선될 수 있다. 그러나, 필드 수가 많아지면 1필드 주기가 짧아져서 요구되는 액정 응답 시간(LR)이 감소한다.
한 프레임 구간(Fs) 내 필드 수가 3일 때 필드(FF)의 주기는 1÷60÷3=5.56ms이다. 한 필드(FF) 구간 내 백라이트 구동 시간(BL)이 1ms인 것으로 가정하면, 도 1에 도시된 액정 커패시터(CLC)의 액정 응답 시간(LR)은 4.56ms이다. 이와 같은 방법으로 한 프레임 구간(Fs) 내 필드 수가 4, 5 및 6일 때 액정 응답 시간(LR)을 계산하면 도 4에 도시된 바와 같다.
액정 커패시터(CLC)의 액정 응답 시간(LR)은 주변 온도에 따라서 민감하게 반응한다. 만일 주변 온도가 낮아지면 도 4에 도시된 액정 응답 시간(LR)보다 실제 액정 응답 시간이 길어지게 된다. 예컨대, 한 프레임 구간(Fs) 내 필드 수가 4이면, 각 필드(FF)의 액정 응답 시간(LR)은 3.17ms이다. 그러나, 주변 온도가 낮아짐에 따라서 액정 커패시터(CLC)의 실제 액정 응답 시간이 요구되는 액정 응답 시간(LR)인 3.17ms보다 길어지면 색재현율이 저하되어서 표시 영상의 품질이 저하된다. 본 발명의 표시 장치(100)는 주변 온도에 따라서 한 프레임 구간(Fs) 내 필드의 수를 변경함으로써 표시 영상의 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(122)는 온도 감지기(210), 메모리, 필드 수 결정부(230), 백라이트 제어부(240), 감마 변환기(260) 및 제어 신호 발생부(270)를 포함한다. 메모리는 제1 메모리(220) 및 제2 메모리(250)를 포함한다. 도 5에 도시된 예에서, 메모리는 제1 메모리(220) 및 제2 메모리(250)로 구분되나, 단일 메모리로 구현될 수 있다.
온도 감지기(210)는 주변 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하는 온도 신호(DET_T)를 출력한다. 제1 메모리(220)는 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간을 저장한다.
필드 수 결정부(230)는 제1 메모리(220)로부터 온도 신호(DET_T)에 대응하는 액정 응답 시간(CR)을 독출하고, 액정 응답 시간(CR)에 대응하는 필드 수를 결정한다. 필드 수 결정부(230)는 결정된 필드 수에 대응하는 필드 수 신호(FN)를 출력한다.
백라이트 제어부(250)는 필드 수 신호(FN)에 대응하는 백라이트 제어 신호(CONT3)를 출력한다. 백라이트 제어 신호(CONT3)는 도 1에 도시된 백라이트 유닛(130)으로 제공된다.
제2 메모리(250)는 주변 온도에 대응하는 감마 신호를 저장한다. 감마 변환기(260)는 온도 감지기(210)로부터의 온도 신호(DET_T) 및 필드 수 결정부(230)로부터의 필드 수 신호(FN)를 수신한다. 감마 변환기(260)는 제2 메모리(250)로부터 온도 신호(DET_T) 및 필드 수 신호(FN)에 대응하는 감마 신호(GMA)를 독출하고, 감마 신호(GMA)를 참조하여 외부로부터 수신된 영상 신호(RGB)를 영상 데이터 신호(DATA)로 변환한다. 영상 데이터 신호(DATA)는 도 1에 도시된 데이터 드라이버(126)로 제공된다.
제어 신호 발생부(270)는 외부로부터 제어 신호(CTRL)를 수신하고, 제1 제어 신호(CONT1) 및 제2 제어 신호(CONT2)를 생성한다. 제1 제어 신호(CONT1)는 도 1에 도시된 데이터 드라이버(126)로 제공되고, 제2 제어 신호(CONT2)는 게이트 드라이버(124)로 제공된다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 메모리에 저장된 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 액정 커패시터(CLC)는 주변 온도에 따라서 액정 응답 시간(CR)이 다르다. 제1 메모리(220)는 주변 온도에 따른 액정 커패시터(CLC)의 액정 응답 시간(CR)을 저장하는 룩업 테이블 형태를 갖는다. 도 6에 도시된 예에서, 제1 메모리(220)는 2℃마다 액정 응답 시간(CR)을 저장하나, 온도 간격은 다양하게 변경될 수 있다. 또한 주변 온도에 따른 액정 커패시터(CLC)의 액정 응답 시간(CR)은 액정 커패시터(CLC)에 대한 여러 번의 테스트에 의한 결과 값으로 결정될 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 제2 메모리에 저장된 주변 온도 및 필드 수에 따른 감마 신호를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 제2 메모리(250)는 주변 온도 및 필드 수에 따른 감마 신호(GMA)를 저장하기 위한 복수의 룩-업 테이블들(LUT1~LUTp)을 포함한다. 복수의 룩-업 테이블들(LUT1~LUTp) 각각은 서로 다른 주변 온도에 대응하는 감마 신호(GMA)를 저장할 수 있다.
예컨대, 감마 변환기(260)는 필드 수 신호(FN)가 4이고, 온도 신호(DET_T)가 25℃에 대응할 때 룩업 테이블(LUT6)의 감마 신호(GMA)를 독출해서 영상 신호(RGB)를 영상 데이터 신호(DATA)로 변환한다.
도 8은 주변 온도에 따른 액정 응답 시간 변화에 의해서 필드 수를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 필드 수 결정부(230)는 제1 메모리(220)로부터 온도 신호(DET_T)에 대응하는 액정 응답 시간(CR)을 독출하고, 액정 응답 시간(CR)에 대응하는 필드 수를 결정한다. 제1 메모리(220)로부터 독출된 액정 응답 시간(CR)이 변화할 때 액정 응답 시간(CR)의 변화량이 시간 경계 범위를 초과하면 필드 수를 변경한다. 만일 현재 필드 수가 k개이고, 제1 메모리(220)로부터 독출된 액정 응답 시간(CR)이 현재 필드 수에 대응하는 상한 시간 경계 값(UBk)보다 길면, 필드 수 결정부(230)는 필드 수를 k-1로 변경한다. 만일 현재 필드 수가 k-1개이고, 제1 메모리(220)로부터 독출된 액정 응답 시간이 현재 필드 수에 대응하는 하한 시간 경계 값(LBk-1)보다 짧으면, 필드 수 결정부(230)는 필드 수를 k로 변경한다.
주변 온도는 고정된 레벨로 유지되는 것이 아니라 선형적으로 또는 특정 온도 주변에서 변화할 수 있다. 예컨대, 주변 온도가 짧은 시간동안 25℃, 26℃, 25℃로 반복적으로 변화하는 경우 필드 수가 4에서 5로 다시 5에서 4로 변경된다. 짧은 시간동안 필드 수가 자주 변경되면 사용자가 영상의 변화를 인지할 수 있다. 필드 수 결정부(230)는 액정 응답 시간(CR)이 변화할 때 시간 경계 범위에 따라서 필드 수 변경을 지연시킴으로써 표시 영상의 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 9는 필드 수 변경에 따른 감마 신호 변화를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 9를 참조하면, 필드 수 결정부(230)에 의해서 결정된 필드 수가 4일 때의 감마 곡선과 필드 수가 5일 때의 최적의 감마 곡선이 서로 다름을 알 수 있다. 즉, 필드 수에 따라서 기준 감마에 대한 감마 신호(GMA)가 서로 다른 값을 갖는다. 감마 변환기(260)는 필드 수 결정부(230)에 의해서 결정된 필드 수에 따라서 제2 메모리(250)의 서로 다른 룩업 테이블을 참조하여 감마 신호(GMA)를 독출할 수 있다.
도 10은 도 5에 도시된 필드 수 결정부에 의해서 결정된 필드 수가 동일할 때 주변 온도에 따른 액정 응답 시간 변화에 의해서 감마 신호를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 10을 참조하면, 감마 변환기(260)는 온도 신호(DET_T)가 변화할 때 온도 변화량이 온도 경계 범위를 초과하면 제2 메모리(250)로부터 온도 신호(DET_T) 및 필드 수 신호(FN)에 대응하는 감마 신호(GMA)를 독출하고, 감마 신호를 참조하여 영상 신호(RGB)를 영상 데이터 신호(DATA)로 변환한다.
예를 들어, 현재 필드 수가 k개 이고, 온도 A일 때 감마 변환기(260)는 제2 메모리(250) 내 감마 곡선(GMA_A)에 대응하는 룩업 테이블로부터 감마 신호(GMA)를 독출한다. 주변 온도가 현재 감마 곡선(GMA_A)에 대응하는 상한 온도 경계값(UBA_k)보다 높아지면, 감마 변환기(260)는 제2 메모리(250)로부터 필드 수가 k개 이고, 온도 B에 해당하는 감마 곡선(GMA_B)을 저장하고 있는 룩업 테이블로부터 감마 신호(GMA)를 독출한다.
주변 온도가 현재 감마 곡선(GAM_B)에 대응하는 하한 온도 경계값(LBB_k)보다 낮아지면, 감마 변환기(260)는 제2 메모리(250)로부터 필드 수가 k개 이고, 온도 A에 해당하는 감마 곡선(GMA_A)을 저장하고 있는 룩업 테이블로부터 감마 신호(GMA)를 독출한다.
도 11은 동일한 필드 수로 유지되는 동안 주변 온도에 따른 액정 응답 시간 변화에 의해서 감마 신호의 변화를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 11을 참조하면, 필드 수가 4이고, 주변 온도가 A, B, C일 때 감마 신호(GMA)는 서로 다른 감마 곡선(GMA_A, GMA_B, GMA_C)을 갖는다. 동일한 필드 수 내에서도 주변 온도에 따라서 서로 다른 감마 곡선을 이용하여 영상 신호(RGB)를 영상 데이터 신호(DATA)로 변환함으로써 표시 영상의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1에 도시된 표시 패널(110)에 배열된 픽셀들(PX)은 위치에 따라서 주변 온도가 서로 다를 수 있다. 이 경우, 타이밍 컨트롤러(122)는 픽셀들(PX)의 위치에 따라서 서로 다른 필드 수로 구동되도록 제어할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 구동 유닛 122: 타이밍 컨트롤러
124: 게이트 드라이버 126: 데이터 드라이버
130: 백라이트 유닛 210: 온도 감지기
220: 제1 메모리 230: 필드 수 결정부
240: 백라이트 제어부 250: 제2 메모리
260: 감마 변환기 270: 제어 신호 발생부

Claims (20)

  1. 주변 온도를 감지하는 온도 감지기;
    상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간 및 상기 주변 온도에 대응하는 감마 신호를 저장하는 메모리;
    상기 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 독출하고, 상기 액정 응답 시간에 대응하는 한 프레임 구간 내 필드 수를 결정하는 필드 수 결정부; 및
    상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 외부로부터 수신된 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 감마 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리는,
    상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 저장하는 제1 메모리; 및
    상기 주변 온도에 대응하는 상기 감마 신호를 저장하는 제2 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 감지기는 소정 시간마다 상기 주변 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필드 수 결정부는,
    상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 변화할 때 상기 액정 응답 시간의 변화량이 시간 경계 범위를 초과하면 상기 필드 수를 변경하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 필드 수 결정부는,
    현재 필드 수가 k개이고, 상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 상기 현재 필드 수에 대응하는 상한 시간 경계 값보다 길면 상기 필드 수를 k-1로 변경하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 필드 수 결정부는,
    현재 필드 수가 k-1개이고, 상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 상기 현재 필드 수에 대응하는 하한 시간 경계 값보다 짧으면 상기 필드 수를 k로 변경하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 감마 변환기는,
    상기 주변 온도가 변화할 때 온도 변화량이 온도 경계 범위를 초과하면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 감마 변환기는,
    상기 주변 온도가 현재 감마 신호에 대응하는 상한 온도 경계값보다 높아지면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 감마 변환기는,
    상기 주변 온도가 현재 감마 신호에 대응하는 하한 온도 경계값보다 낮아지면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 필드 수에 응답해서 백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 출력하는 백라이트 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
  11. 삭제
  12. 표시 패널과;
    영상 신호 및 제어 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 데이터 신호로 변환해서 상기 표시 패널에 영상이 표시되도록 제어하고, 백라이트 제어 신호를 출력하는 구동 유닛; 및
    상기 백라이트 제어 신호에 응답해서 상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하되;
    상기 구동 유닛은 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    주변 온도를 감지하는 온도 감지기;
    상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간 및 상기 주변 온도에 대응하는 감마 신호를 저장하는 메모리;
    상기 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 독출하고, 상기 액정 응답 시간에 대응하는 한 프레임 내 필드 수를 결정하는 필드 수 결정부; 및
    상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 감마 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 메모리는,
    상기 주변 온도에 대응하는 상기 액정 응답 시간을 저장하는 제1 메모리; 및
    상기 주변 온도에 대응하는 상기 감마 신호를 저장하는 제2 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 필드 수 결정부는,
    상기 메모리로부터 독출된 상기 액정 응답 시간이 변화할 때 상기 액정 응답 시간의 변화량이 시간 경계 범위를 초과하면 상기 필드 수를 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 감마 변환기는,
    상기 주변 온도가 변화할 때 온도 변화량이 온도 경계 범위를 초과하면 상기 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 상기 감마 신호를 독출하고, 상기 감마 신호를 참조하여 상기 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 필드 수에 응답해서 상기 백라이트 유닛을 제어하기 위한 상기 백라이트 제어 신호를 출력하는 백라이트 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 서브 픽셀들을 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버; 및
    상기 복수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 제어 신호에 응답해서 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 더 출력하고,
    상기 영상 신호 및 상기 제1 제어 신호를 상기 데이터 드라이버로 제공하고, 상기 제2 제어 신호를 상기 게이트 드라이버로 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 표시 패널을 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서:
    주변 온도를 감지하는 단계;
    제1 메모리로부터 상기 주변 온도에 대응하는 액정 응답 시간을 독출하는 단계;
    상기 액정 응답 시간에 대응하는 한 프레임 내 필드 수를 결정하는 단계;
    제2 메모리로부터 상기 주변 온도 및 상기 필드 수에 대응하는 감마 신호를 독출하는 단계; 및
    상기 감마 신호를 참조하여 외부로부터 수신된 영상 신호를 영상 데이터 신호로 변환해서 상기 표시 패널로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 백라이트 유닛을 더 포함하며,
    상기 필드 수에 응답해서 상기 백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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