KR20070080290A

KR20070080290A - 표시 장치 및 그 구동 장치

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Publication number: KR20070080290A
Application number: KR1020060011458A
Authority: KR
Inventors: 박대진; 이백운
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2007-08-10
Also published as: JP2007213056A; CN101017654B; CN101017654A; US20070195040A1

Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 상기 표시 장치는 복수의 화소, 제1 주파수의 현재 입력 영상 데이터를 제2 주파수의 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고 상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터 각각에 대응하는 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 차례로 인가하는 데이터 구동부를 포함한다. 상기 신호 제어부는 이전 프레임에 대한 이전 입력 영상 데이터와 현재 프레임에 대한 상기 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 가상 프레임에서 가상 영상이 표시될 화소의 가상 위치와 상기 가상 영상에 대한 입력 영상 데이터를 산출하여 상기 현재 입력 영상 데이터에 대한 보정된 현재 입력 영상 데이터를 생성하고, 상기 이전 입력 영상 데이터와 상기 보정된 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 현재 입력 영상 데이터를 상기 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환한다. 이로 인해 이전 및 현재 입력 영상 데이터를 이용하여 가상 영상을 예측한 후, 이 가상 영상에 기초하여 출력 영상 데이터를 생성하므로, 동영상의 표시 화질이 향상된다.

잔상, 화질, 임펄시브, 블랙계조, 프레임메모리, 룩업테이블

Description

표시 장치 및 그 구동 장치 {DISPLAY DEVICE AND DRIVING APPARATUS THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 구해진 입력 영상 데이터의 계조에 대한 상위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압과 하위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압을 도시한 도면이다.

도 5의 (a)는 첫 번째 필드에 상위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압이 인가될 경우의 반전 형태를 도시한 것이다.

도 5의 (b)는 두 번째 필드에 상위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압이 인가될 경우의 반전 형태를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호 제어부의 블록도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 제어부의 신호 처리부의 동작 순서도이다.

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 장치에 관한 것이다.

일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 화소 전극과 다른 표시판 또는 같은 표시판에 구비되며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상이나 플리커 등을 방지하기 위하여 프레임 별로, 행 별로, 또는 화소 별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.

그런데 이와 같이 데이터 전압의 극성을 반전시키는 경우에 액정 분자의 응답 속도가 느려 액정 축전기가 목표 전압으로 충전되기까지 시간이 오래 걸리어 화면이 선명하지 못하고 흐릿해지는(blurring) 현상이 발생하고, 특히, 동영상일 경 우 영상 변화가 신속하게 이루어지지 않아 원하는 영상으로 빨리 바뀌지 않는 끌림 현상 등이 나타난다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 짧은 시간 동안 블랙 화면을 삽입하는 임펄시브(impulsive) 구동 방식이 개발되었다.

이러한 임펄시브 구동 방식은 일정 주기로 백라이트 램프를 꺼서 화면 전체를 블랙으로 만드는 방식(impulsive emission type)과 실질적으로 표시에 관여하는 정상 데이터 전압 외에 일정 주기로 블랙 데이터 전압을 화소에 인가하는 방식(cyclic resetting type)이 있다.

하지만 임펄시브 구동 방식의 경우 정해진 시간 동안 블랙 화면이 삽입되므로 화면의 휘도가 떨어진다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 휘도 감소없이 표시 장치의 화질을 개선하는 것이다.

본 발명의 특징에 따른 표시 장치는, 복수의 화소, 제1 주파수의 현재 입력 영상 데이터를 제2 주파수의 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고 상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터 각각에 대응하는 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 차례로 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 이전 프레임에 대한 이전 입력 영상 데이터와 현재 프레임에 대한 상기 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 가상 프레임에서 가상 영 상이 표시될 화소의 가상 위치와 상기 가상 영상에 대한 입력 영상 데이터를 산출하여 상기 현재 입력 영상 데이터에 대한 보정된 현재 입력 영상 데이터를 생성하고, 상기 이전 입력 영상 데이터와 상기 보정된 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 현재 입력 영상 데이터를 상기 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환한다.

상기 신호 제어부는 이전 입력 영상 데이터의 계조와 현재 입력 영상 데이터의 계조가 상이한 화소의 위치를 산출한 후 영상의 이동 위치를 판단하여 상기 가상 영상의 위치를 판단할 수 있다.

상기 신호 제어부는, 화소가 상기 가상 영상이 표시되는 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 이전 프레임에서 표시되는 영상에 대한 입력 영상 데이터의 계조와 동일하게 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 신호 제어부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 제1 및 제2 계조에 대한 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 신호 제어부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 화소를 포함한 소정 개수의 주변 화소에 대한 이전 프레임에서의 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 신호 제어부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 동일한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 이전 프레임에서의 계조와 동일하게 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 신호 제어부는, 상기 현재 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제1 프레임 메모리, 상기 이전 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제2 프레임 메모리, 상기 현재 입력 영상 데이터와 상기 이전 입력 영상 데이터를 비교하여, 계조가 변한 화소의 위치를 판단하여 영상의 이동 위치를 판정하고, 판정된 이동 위치에 기초하여 가상 영상에 대한 가상 위치를 산출하고, 이전 입력 영상 데이터와 현재 입력 영상 데이터가 동일하지 않은 화소와 상기 가상 위치에 해당하는 화소의 입력 영상 데이터의 계조를 보정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부로부터의 보정된 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제3 프레임 메모리, 상기 이전 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기억되고 있고 상기 이전 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제1 룩업 테이블, 상기 보정된 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기억되고 있고 상기 보정된 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제2 룩업 테이블, 그리고 상기 제1 및 제2 룩업 테이블로부터의 제1 및 2 출력 영상 데이터가 입력되어 필드 선택 신호에 기초하여 최종 제1 및 제2 출력 영상 데이터를 선택하여 출력하는 멀티플렉서를 포함할 수 있다.

상기 멀티플렉서는 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 상위 필드일 경우, 제1 룩업 테이블로부터 전달되는 제1 출력 영상 데이터를 최종 제1 출력 영 상 데이터로서 출력하고, 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 하위 필드일 경우, 제2 룩업 테이블로부터 전달되는 제2 출력 영상 데이터를 최종 제2 출력 영상 데이터로서 출력하는 것이 좋다.

본 발명의 다른 특징에 따른 구동 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 제1 주파수의 현재 입력 영상 데이터를 제2 주파수의 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고 상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터 각각에 대응하는 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 차례로 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 이전 프레임에 대한 이전 입력 영상 데이터와 현재 프레임에 대한 상기 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 가상 프레임에서 가상 영상이 표시될 화소의 가상 위치와 상기 가상 영상에 대한 입력 영상 데이터를 산출하여 상기 현재 입력 영상 데이터에 대한 보정된 현재 입력 영상 데이터를 생성하고, 상기 이전 입력 영상 데이터와 상기 보정된 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 현재 입력 영상 데이터를 상기 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환한다.

상기 신호 제어부는 상기 현재 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제1 프레임 메모리, 상기 이전 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제2 프레임 메모리, 상기 현재 입력 영상 데이터와 상기 이전 입력 영상 데이터를 비교하여, 계조가 변한 화소의 위치를 판단하여 영상의 이동 위치를 판정하고, 판정된 이동 위치에 기초하여 가상 영상에 대한 가상 위치를 산출하고, 이전 입력 영상 데이터와 현재 입력 영상 데이터가 동일하지 않은 화소와 상기 가상 위치에 해당하는 화소의 입력 영상 데이 터의 계조를 보정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부로부터의 보정된 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제3 프레임 메모리, 상기 이전 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기억되고 있고 상기 이전 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제1 룩업 테이블, 상기 보정된 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기억되고 있고 상기 보정된 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제2 룩업 테이블, 그리고 상기 제1 및 제2 룩업 테이블로부터의 제1 및 2 출력 영상 데이터가 입력되어 필드 선택 신호에 기초하여 최종 제1 및 제2 출력 영상 데이터를 선택하여 출력하는 멀티플렉서를 포함할 수 있다.

상기 신호 처리부는, 이전 입력 영상 데이터의 계조와 현재 입력 영상 데이터의 계조가 상이한 화소의 위치를 산출한 후 영상의 이동 위치를 판단하여 상기 가상 영상의 위치를 판단할 수 있다.

상기 신호 처리부, 화소가 상기 가상 영상이 표시되는 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 이전 프레임에서 표시되는 영상에 대한 입력 영상 데이터의 계조와 동일하게 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 신호 처리부, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 제1 및 제2 계조에 대한 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 신호 처리부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 화소를 포함한 소정 개수의 주변 화소에 대한 이전 프레임에서의 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 신호 처리부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 동일한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 이전 프레임에서의 계조와 동일하게 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기 멀티플렉서는 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 상위 필드일 경우, 제1 룩업 테이블로부터 전달되는 제1 출력 영상 데이터를 최종 제1 출력 영상 데이터로서 출력하고, 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 하위 필드일 경우, 제2 룩업 테이블로부터 전달되는 제2 출력 영상 데이터를 최종 제2 출력 영상 데이터로서 출력하는 것이 좋다.

상기 제1 룩업 테이블에 기억된 제1 및 제2 출력 영상 데이터는 상기 제2 룩업 테이블에 기억된 제1 및 제2 출력 영상 데이터와 동일한 것이 바람직하다.

상기 제1 출력 영상 데이터의 계조는 상기 제2 출력 영상 데이터의 계조보다 높거나 같은 것이 좋다. 이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 표시 장치 및 그 구동 장치에 대한 한 실시예인 액정 표시 장치 및 그 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2,..., n) 게이트선(G_i)과 j번째(j=1, 2,..., m) 데이터선(D_j)에 연결된 화소(PX)는 신호선(G_i, D_j)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G_i)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D_j)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(＝2¹⁰), 256(＝2⁸) 또는 64(＝2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 신호 제어부(600)의 데이터 처리에는 소정 주파수를 갖는 입력 영상 데이터(R, G, B)를 변환하여 입력 영상 데이터(R, G, B)와 다른 주파수, 예를 들어 2배의 주파수를 갖는 복수의, 예를 들어 두 개의 출력 영상 데이터를 출력하는 것을 포함한다. 이때 신호 제어부는 입력 영상 데이터의 계조에 기초하여 출력 영상 데이터 중 하나의 계조를 최고 계조 또는 최저 계조를 가지도록 한다. 이러한 신호 제어부(600)의 동작에 대하서는 다음에 상세히 설명한다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

1 수평 주기[또는 "1H"로도 표기하며 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 도트 반전), 인접 데이터선을 통하여 동시에 흐르는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 도트 반전).

다음, 도 3을 참고로 하여 신호 제어부(600)에서의 데이터 처리에 대하여 설명한다.

신호 제어부(600)는 프레임 메모리(610)와 이에 연결되어 있는 영상 신호 보정부(620)를 포함한다.

프레임 메모리(610)는 입력되는 영상 데이터를 프레임 단위로 기억하고, 이때 프레임 메모리(610)에 기억되어 있는 영상 데이터를 입력 영상 데이터라 하고 g_r로 표기한다.

영상 신호 보정부(620)는 프레임 메모리(610)에 기억되어 있는 입력 영상 데이터(g_r)를 차례로 입력받아, 입력 영상 데이터(g_r) 각각을 복수, 예를 들면 첫 번째 및 두 번째 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)로 변환하여 차례로 출력한다. 구체적으 로 설명하자면, 영상 신호 보정부(620)는 입력 영상 데이터(g_r)를 한 번씩 읽어들여 첫 번째 출력 영상 데이터(g_r1)로 변환하여 차례로 출력한 다음, 입력 영상 데이터(g_r)를 다시 한 번씩 읽어들여 두 번째 출력 영상 데이터(g_r2)로 변환하여 차례로 출력한다. 그러면 데이터 구동부(500)는 모든 화소에 대하여 첫 번째 출력 영상 데이터(g_r1)에 해당하는 데이터 전압을 데이터선(D₁-D_m)에 인가한 다음, 두 번째 출력 영상 데이터(g_r2)에 해당하는 데이터 전압을 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 아래에서는 첫 번째 및 두 번째 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)가 출력되는 기간 및 첫 번째 및 두 번째 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)에 해당하는 데이터 전압이 인가되는 기간 각각을 필드(field)라 한다. 이 두 필드의 기간은 각각 1/2H이다.

이러한 영상 신호 보정부(620)에 대해서는 다음에 상세히 설명한다.

한편, 프레임 메모리(610)에 기억되어 있는 입력 영상 데이터(g_r)를 두 번씩 읽기 때문에, 프레임 메모리(610)의 읽기 주파수(read frequency)(또는 출력 주파수)는 쓰기 주파수(write frequency)(또는 입력 주파수)의 두 배이다. 이에 따라 프레임 메모리(610)의 입력 프레임 주파수가 60㎐이면 영상 신호 보정부(620)의 출력 필드 주파수 및 데이터 전압의 인가 주파수 또한 120Hz가 된다.

두 개의 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)는 첫 번째 및 두 번째 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)에 의한 화소의 광량의 합이 보정전 입력 영상 데이터(g_r)에 의한 광량과 동일하다. 여기에서 광량이란 휘도와 그 휘도를 유지하는 시간을 곱한 것과 같다.

따라서 입력 영상 데이터(g_r)에 대응하는 휘도를 T(g_r)이라 하고, 첫 번째 출력 영상 데이터(g_r1)에 대응하는 휘도를 T(g_r1)이라 하며, 두 번째 출력 영상 데이터(g_r2)에 대응하는 휘도를 T(g_r2)라 하면,

2T(g_r) = T(g_r1) + T(g_r2)

가 성립한다.

또한 두 개의 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)의 계조(P_r1, P_r2) 중 하나는 다른 하나보다 크거나 같다.

즉, P_r1≥P_r2또는 P_r1≤P_r2이다.

이때, 두 개의 출력 영상 데이터(gr1, gr2)의 계조(P_r1, P_r2) 중 큰 계조를 갖는 출력 영상 데이터를 상위 출력 영상 데이터라고 하고, 작은 계조를 갖는 출력 영상 데이터를 하위 출력 영상 데이터라 하며, 상위 출력 영상 데이터를 먼저 출력하거나 그 반대로 할 수 있다. 이때, 상위 출력 영상 데이터가 출력되는 필드는 상위 필드, 하위 출력 영상 데이터가 출력되는 필드는 하위 필드라 한다.

하위 출력 영상 데이터에 의한 광량은 상위 출력 영상 데이터에 의한 광량의 약 50%를 넘지 않는 것이 바람직하고, 하위 출력 영상 데이터의 계조는 0, 즉, 블랙 계조 또는 그에 가깝게 하여 임펄시브 구동의 효과를 준다.

위의 조건을 충족하면서 임펄시브 구동의 효과를 주는 상위 출력 영상 데이터와 하위 출력 영상 데이터를 얻기 위한 한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

본 실시예에서, P_r1≥P_r2인 경우로 P_r1의 계조를 갖는 첫 번째 출력 영상 데이터(g_r1)를 상위 출력 영상 데이터라고 하고 P_r2의 계조를 갖는 두 번째 출력 영상 데이터(g_r2)를 하위 출력 영상 데이터라 하며, 상위 출력 영상 데이터가 하위 출력 영상 데이터보다 먼저 출력되는 것으로 가정한다. 하지만 이와 반대의 경우도 적용됨은 당연하다.

프레임 메모리(610)에 기억된 입력 영상 데이터(g_r)가 8비트일 때, 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)는 0 내지 255이고, 이 계조(P_r)를 갖는 입력 영상 데이터(g_r)의 휘도[T(g_r)]는 다음과 같은 관계를 갖는다.

T(g_r) = α(P_r/255)^γ

γ=2.4일 때, 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)가 192이면 최대 계조인 255의 절반 정도의 휘도를 나타낸다. 따라서 다음과 같이 상위 출력 영상 데이터(g_r1)의 계조(P_r1)와 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r1)를 정한다.

(1) 0 ≤ P_r≤ 192이면, P_r1 = (255/192) × P_r, P_r2 = 0

(2) 193 ≤ P_r≤255이면, P_r1 = 255, P_r2 = T^-1[2T(P_r)-T(255)]

즉, 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)가 (1)의 구간에 포함될 경우, 상위 출력 영상 데이터(g_r1)의 계조(P_r1)는 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)에 따라서 최대 255까지 정해지고, 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r2)는 0이다.

입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)가 (2)의 구간에 포함될 경우, 상위 출력 영상 데이터(g_r1)의 계조(P_r1)는 최대 계조인 255를 갖게 되고, 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r2)는 [수학식 1]을 충족하는 값이 된다. 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)가 255일 때, 상위 출력 영상 데이터(g_r1)의 계조(P_r1)와 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r1)는 모두 255가 된다.

입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)가 128, 192, 224 및 255일 때, (1)과 (2)에 의해 얻어진 각 상위 출력 영상 데이터(g_r1)에 대응하는 데이터 전압과 하위 출력 영상 데이터(g_r2)에 대응하는 데이터 전압이 도 4에 도시한다.

도 4에 도시한 것처럼, 각 필드 동안 해당 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)에 대응하는 데이터 전압을 인가할 때, 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)가 192 이하일 경우 상위 출력 영상 데이터(g_r1)의 계조(P_r1)는 최대 계조인 255 이하의 범위에서 선택된다. 이때, 상위 출력 영상 데이터(g_r1)의 계조(P_r1)는 입력 영상 데이터(g_r) 의 계조(P_r)보다 큰 계조가 된다. 첫 번째 및 두 번째 필드 동안 각 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)에 대응하는 데이터 전압을 해당 화소에 인가하므로, 상위 또는 하위 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)에 대응하는 데이터 전압이 인가되는 시간은 입력 영상 데이터(g_r)에 대응하는 데이터 전압을 해당 화소에 인가할 때보다 약 1/2이 줄어든다. 따라서 입력 영상 데이터(g_r)에 대응하는 데이터 전압보다 더 큰 데이터 전압을 인가해야 입력 영상 데이터(g_r)에 의한 광량과 거의 동일한 광량을 얻을 수 있다. 이 경우, 상위 출력 영상 데이터(g_r1)에 대응하는 데이터 전압만으로 거의 입력 영상 데이터(g_r)에 의한 광량을 얻을 수 있기 때문에, 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r2)를 0으로 하여 임펄시브 구동의 효과를 낸다.

하지만, 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r)가 192를 넘어설 경우 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r2)를 0으로 하면, 상위 출력 영상 데이터(g_r1)의 계조(P_r2)를 최대 계조인 255로 정하여도 입력 영상 데이터(g_r)에 의한 광량과 같은 광량을 얻을 수 없다. 즉, 휘도 손실이 발생한다. 따라서 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r2)를 0 보다 큰 값으로 정하여 부족한 양만큼의 광량을 하위 출력 영상 데이터(g_r2)에 의한 광량으로 보상한다. 비록 임펄시브 구동 효과를 내는 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r2)가 0이 아니지만, 낮은 계조, 예를 들어 0에 가까 운 계조를 갖고 있으므로 어느 정도 임펄시브 구동의 효과를 얻게 된다.

이와 같이 총 256개의 입력 영상 데이터(g_r)의 계조(P_r) 중에서 약 3/4에 해당하는 0 내지 192의 범위 중에서 한 계조를 갖는 입력 영상 데이터(g_r)에 대한 하위 출력 영상 데이터(g_r2)의 계조(P_r2)가 0으로 임펄시브 구동을 하고, 나머지 1/4 범위에 속하는 계조 중 하나를 갖는 입력 영상 데이터(g_r)에 대한 하위 출력 영상 데이터(g_r2)가 0에 가까운 낮은 계조를 갖게 되므로, 화면 전체를 블랙으로 만들거나 블랙 데이터 전압을 화소에 인가하는 임펄시브 구동시보다 광량의 손실없이 임플시브 구동의 효과가 발생하여 화질이 개선된다.

이런 방식으로 얻어진 입력 영상 데이터(g_r)에 대한 두 개의 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)를 데이터 구동부(500)에 전달하는 신호 제어부(600)의 동작에 대하여 다시 도 4를 참고로 설명한다.

이미 설명한 것처럼, 신호 제어부(600)는 프레임 메모리(610)와 영상 신호 보정부(620)를 포함한다. 영상 신호 보정부(620)는 프레임 메모리(610)에 연결된 룩업 테이블(630) 및 룩업 테이블(630)에 연결되어 있고 필드 선택 신호(FS)를 입력받는 멀티플렉서(640)를 포함한다. 이때 필드 선택 신호(FS)는 여러 가지 방식으로 정할 수 있는데 단순하게 필드의 홀짝으로 결정하거나 카운터 등을 써서 결정할 수 있다. 또한 이 필드 선택 신호(FS)는 신호 제어부(600) 내부에서 생성될 수도 있지만 외부에서 제공될 수도 있다.

위에서 이미 프레임 메모리(610)에 대해서 설명했기 때문에 이에 대한 설명은 생략한다.

영상 신호 보정부(620)의 룩업 테이블(630)에는 상위 출력 영상 데이터(g_r1)와 하위 출력 영상 데이터(g_r2)가 입력 영상 데이터(g_r)의 함수로 기억되어 있다. 따라서 룩업 테이블(630)은 입력 영상 데이터(g_r)에 응답하여 이에 대응하는 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)를 멀티플렉서(640)에 내보낸다.

멀티플렉서(640)는 필드 선택 신호(FS)의 값에 따라 룩업 테이블(630)로부터의 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2) 중에서 하나를 선택하여 차례로 데이터 구동부(500)에 출력한다.

이와 같이 데이터 구동부(500)를 거쳐 데이터선(D₁-D_m)을 통해 화소에 인가되는 상위 출력 영상 데이터와 하위 출력 영상 데이터(g_r1, g_r2)에 대응하는 데이터 전압은 도 5에 도시한 것과 같은 반전 형태를 갖는다. 도 5의 (a)는 첫 번째 필드에 상위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압이 인가될 경우의 반전 형태를 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 두 번째 필드에 상위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압이 인가될 경우의 반전 형태를 도시한 것이다.

상위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압의 극성은 인접한 이전 필드의 극성과 동일해야 영상에 영향을 미치는 상위 출력 영상 데이터에 의한 화소의 충전 속도가 줄어든다.

또한 매 프레임마다 상위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압의 극성이 반전되고, 하위 출력 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압의 극성이 반전되어야, 화소 전압의 평균이 "+" 극성이나 "-" 극성 중 어느 한쪽으로 치우치지 않는다.

따라서 첫 번째 필드에 상위 출력 영상 데이터가 인가된 경우, 도 5의 (a)에 도시한 것처럼, 두 필드에 인가되는 데이터 전압의 극성은 서로 반대이고 이웃한 프레임간의 극성 역시 반대이며, 각 화소의 극성은 두 필드마다 반전된다.

두 번째 필드에 상위 출력 영상 데이터가 인가된 경우, 도 5의 (b)에 도시한 것처럼, 한 프레임 내의 두 필드에 인가되는 데이터 전압의 극성은 동일하고 이웃한 프레임 간의 극성은 반대이며, 각 화소의 극성은 두 필드마다 반전된다.

다음, 도 6 및 도 7을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호 제어부의 블록도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 제어부의 신호 처리부의 동작 순서도이다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 입력 영상 데이터를 입력받아 복수개의 출력 영상 데이터를 출력하는 신호 제어부(600')를 제외하면 도 1 내지 도 5에 도시한 액정 표시 장치의 구조 및 동작과 동일하므로, 신호 제어부(600')의 구조 및 동작에 대해서만 상세하게 설명한다.

도 6에 도시한 것처럼, 신호 제어부(600')는 제1 내지 제3 프레임 메모리 (610a-610c)와 영상 신호 보정부(620')로 이루어져 있다.

제1 프레임 메모리(610a)는 현재 프레임의 입력 영상 데이터(이하, '현재 입력 영상 데이터'라 한다)(g_r)가 프레임 단위로 기억되어 있고, 제2 프레임 메모리(610b)는 이전 프레임의 입력 영상 데이터(이하, '이전 입력 영상 데이터'라 한다)(g_r-1)가 기억되어 있으며, 제3 프레임 메모리(610c)는 영상 신호 보정부(620')에 의해 생성된 새로운 현재 프레임의 입력 영상 데이터(이하, 보정된 현재 입력 영상 데이터'라 한다)(g_r')가 프레임 단위로 기억되어 있다.

영상 신호 보정부(620')는 제1 및 제2 프레임 메모리(610a, 610b)로부터 각각 현재 입력 영상 데이터(g_r)와 이전 입력 영상 데이터(g_r-1)를 입력받아 보정된 현재 입력 영상 데이터(g_r')를 생성하는 신호 처리부(650), 제2 및 제3 프레임 메모리(610b, 610c)로부터의 이전 입력 영상 데이터(g_r-1)와 보정된 현재 입력 영상 데이터(g_r')에 대한 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r-11 및 g_r-12, g_r'1 및 g_r'2)가 각각 기억되어 있는 제1 및 제2 룩업 테이블(630a, 630b), 그리고 입력되는 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r-11 및 g_r-12, g_r'1 및 g_r'2)를 필드 선택 신호(FS)에 기초하여 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r-11 및 g_r-12, g_r'1 및 g_r'2) 중 해당 필드에 대응하는 하나의 출력 영상 데이터를 내보내는 멀티플렉서(640)를 포함하고 있다.

그러면, 도 7을 참고로 하여, 이러한 신호 제어부(600')의 동작에 대하여 설 명한다.

그러면, 도 7을 참고로 하여, 이러한 신호 제어부(600')의 동작에 대하여 설명한다.

도 7에 도시한 것처럼, 신호 처리부(650)는 제1 프레임 메모리(620a)에 기억되어 있는 임의의 한 프레임에 대한 모든 화소의 현재 입력 영상 데이터(g_r)와 제2 프레임 메모리(610b)에 기억되어 있는 이전 프레임에 대한 모든 화소의 이전 입력 영상 데이터(g_r-1)를 읽어온다(S11).

다음, 이들 모든 화소의 이전 입력 영상 데이터(g_r-1)와 현재 입력 영상 데이터(g_r)의 계조를 비교하여, 두 영상 데이터(g_r-1, g_r)의 계조값이 변한 화소의 위치를 판단한다(S12, S13).

계조값이 변한 화소의 위치에 기초하여, 신호 처리부(650)는 이전 프레임에서 현재 프레임으로 이동한 영상의 이동 위치를 판단한다(S14). 다음 신호 처리부(650)는 이전 프레임의 위치에서 현재 프레임의 위치로 이동할 때, 이전 프레임과 현재 프레임 사이에 가상으로 존재하는 프레임(이하, '가상 프레임'이라 한다)에 영상(이하, '가상 영상'이라 한다)이 표시될 때, 이 가상 영상이 표시되는 위치(이하, '가상 위치'라 한다)를 구한다(S15). 예를 들어, 이전 프레임에서 위치한 영상의 위치와 현재 프레임에서 위치한 영상의 위치 사이의 대략 중간 지점의 위치를 가상 영상이 표시되는 가상 위치로 정한다.

그런 다음, 신호 처리부(650)는 이전 입력 영상 데이터(g_r-1)와 현재 입력 영상 데이터(g_r)의 계조 변화와 가상 영상이 표시될 가상 위치 등에 기초하여 현재 입력 영상 데이터(g_r)를 보정한 보정된 현재 입력 영상 데이터(g_r')를 모든 화소에 대하여 생성한다.

먼저, 신호 처리부(650)는 현재 화소가 단계(S15)에서 판단된 가상 위치의 화소, 즉, 가상 영상이 표시될 위치에 존재하는 화소인지를 판단한다(S16). 현재 화소가 가상 영상이 표시될 가상 위치에 존재하는 화소일 경우, 신호 처리부(650)는 이 화소에 대한 영상 데이터의 계조를 영상의 위치가 변하기 전인 이전 프레임의 입력 영상 데이터(g_r-1)의 계조로 정한 후(S17), 보정된 현재 입력 영상 데이터(g_r')로서 제3 프레임 메모리(610c)에 저장한다(S21).

하지만, 현재 화소가 가상 영상이 표시될 가상 위치에 존재하는 화소가 아닐 경우, 신호 처리부(650)는 이전 프레임에서 현재 프레임으로 이동할 때, 영상 데이터의 계조가 변한 화소인지를 판단한다(S18). 현재 화소가 영상 데이터의 계조가 변한 화소일 경우, 신호 처리부(650)는 현재 화소의 계조를 평균 계조로 정한 후(S19), 보정된 현재 입력 영상 데이터(g_r')로서 제3 프레임 메모리(610c)에 저장한다(S21). 즉, 해당 화소에 대한 이전 입력 영상 데이터(g_r-1)의 계조와 현재 입력 영상 데이터(g_r)의 계조의 평균을 산출하여, 산출된 평균 계조를 현재 화소의 계조로 정한다. 이와는 달리, 이 화소를 포함한 소정 개수의 주변 화소들에 대한 이전 입력 영상 데이터의 평균 계조를 구한 후, 이 평균 계조를 현재 화소의 계조로 정할 수도 있다.

하지만, 단계(S18)에서 판단된 현재 화소가 영상 데이터의 계조가 변한 화소가 아닐 경우, 신호 처리부(650)는 영상 데이터의 계조 변화가 발생하지 않은 화소로 판단한다. 따라서 신호 처리부(650)는 현재 화소에 대한 영상 데이터의 계조를 이전 프레임에서의 계조로 유지한 후, 보정된 현재 입력 영상 데이터(g_r')로서 제3 프레임 메모리(610c)에 저장한다(S21).

이처럼, 신호 처리부(650)는 영상의 위치 변화에 기초하여 모든 화소에 대한 영상 데이터의 계조를 새롭게 보정한 보정된 현재 입력 영상 데이터(g_r')를 생성하여 제3 프레임 메모리(610c)에 기억한다.

제1 및 제2 룩업 테이블(630a, 630b)에는 상위 출력 영상 데이터(g_r-11, g_r'1)와 하위 출력 영상 데이터(g_r-12, g_r'2)가 입력 영상 데이터(g_r-1, g_r')의 함수로 기억되어 있고 제1 및 제2 룩업 테이블(630a, 630b)에 기억된 데이터의 값은 서로 동일하지만, 다를 수도 있다.

따라서 제1 및 제2 룩업 테이블(630a, 630b)은 입력 영상 데이터(g_r-1, g_r')에 응답하여 이에 대응하는 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r-11 및 g_r-12, g_r'1 및 g_r'2)를 멀티플렉서(640)에 내보낸다. 이때, 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r-11 및 g_r-12, g_r'1 및 g_r'2)의 출력 주파수는 입력 주파수의 약 2배이지만 그 이상일 수 있다.

멀티플렉서(640)는 필드 선택 신호(FS)의 값에 따라 제1 및 제2 룩업 테이블(630a, 630b)로부터의 상위 및 하위 출력 영상 데이터(g_r-11 및 g_r-12, g_r'1 및 g_r'2) 중에서 하나를 선택하여 차례로 데이터 구동부(500)에 출력한다. 즉, 필드 선택 신호(FS)에 의해 판단된 필드가 상위 필드일 경우, 멀티플렉서(640)는 제1 룩업 테이블(630a)에서 출력되는 상위 출력 영상 데이터(g_r-11)를 선택하여 출력한다. 하지만, 필드 선택 신호(FS)에 의해 판단된 필드가 하위 필드일 경우, 멀티플렉서(640)는 제2 룩업 테이블(630b)에서 출력되는 상위 출력 영상 데이터(g_r2')를 선택하여 출력한다.

즉, 본 실시예에서는, 이전 프레임의 영상 데이터와 현재 프레임의 영상 데이터를 이용하여 가상 영상이 위치한 화소의 위치를 정한 후, 이 위치의 화소에 이전 프레임의 영상 데이터를 입력하여 새로운 가상 영상을 예측하여 생성한다. 그런 다음, 이 가상영상에 대한 하위 출력 영상 데이터를 입력 영상 데이터에 대한 위한 출력 영상 데이터로서 데이터 구동부(500)에 전달한다. 이처럼, 예측된 가상 영상에 대한 영상 데이터를 출력 영상 데이터에 반영하므로, 동영상의 화질이 향상된다.

이와는 달리, PRA(pel recursive algorithm)와 BMA(block matching algorithm) 등과 같은 움직임 예측 방법을 이용하여 가상 영상 및 가상 위치를 예측할 수 있다.

본 발명에 의하면, 입력 영상 데이터를 복수의 출력 영상 데이터로 변환할 경우, 휘도를 개선하면서 임펄시브 구동의 효과가 나타나므로 잔상이나 끌림 현상 등과 같은 화질 저하가 개선된다.

또한 이전 및 현재 입력 영상 데이터를 이용하여 가상 영상을 예측한 후, 가상 영상에 대한 데이터를 하위 출력 영상 데이터로서 출력하므로, 동영상의 표시 화질이 향상된다. 더욱이, 상위 출력 영상 데이터로 인해 표현되는 휘도보다 어두운 휘도를 갖는 하위 출력 영상 데이터가 예측된 가상 영상에 기초해 정해진 보정 하위 출력 영상 데이터로서 출력하므로 비정확한 가상 영상으로 인한 화질 악화를 줄인다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

복수의 화소,

제1 주파수의 현재 입력 영상 데이터를 제2 주파수의 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고

상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터 각각에 대응하는 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 차례로 인가하는 데이터 구동부

를 포함하고,

상기 신호 제어부는 이전 프레임에 대한 이전 입력 영상 데이터와 현재 프레임에 대한 상기 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 가상 프레임에서 가상 영상이 표시될 화소의 가상 위치와 상기 가상 영상에 대한 입력 영상 데이터를 산출하여 상기 현재 입력 영상 데이터에 대한 보정된 현재 입력 영상 데이터를 생성하고, 상기 이전 입력 영상 데이터와 상기 보정된 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 현재 입력 영상 데이터를 상기 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환하는

표시 장치.
제1항에서,

상기 신호 제어부는 이전 입력 영상 데이터의 계조와 현재 입력 영상 데이터의 계조가 상이한 화소의 위치를 산출한 후 영상의 이동 위치를 판단하여 상기 가상 영상의 위치를 판단하는 표시 장치.
제2항에서,

상기 신호 제어부는, 화소가 상기 가상 영상이 표시되는 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 이전 프레임에서 표시되는 영상에 대한 입력 영상 데이터의 계조와 동일하게 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 신호 제어부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 제1 및 제2 계조에 대한 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 신호 제어부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 화소를 포함한 소정 개수의 주변 화소에 대한 이전 프레임에서의 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 신호 제어부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 동일한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 이전 프레임에서의 계조와 동일하게 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 신호 제어부는,

상기 현재 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제1 프레임 메모리,

상기 이전 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제2 프레임 메모리,

상기 현재 입력 영상 데이터와 상기 이전 입력 영상 데이터를 비교하여, 계조가 변한 화소의 위치를 판단하여 영상의 이동 위치를 판정하고, 판정된 이동 위치에 기초하여 가상 영상에 대한 가상 위치를 산출하고, 이전 입력 영상 데이터와 현재 입력 영상 데이터가 동일하지 않은 화소와 상기 가상 위치에 해당하는 화소의 입력 영상 데이터의 계조를 보정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부,

상기 신호 처리부로부터의 보정된 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제3 프레임 메모리,

상기 이전 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기억되고 있고 상기 이전 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제1 룩업 테이블,

상기 보정된 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기 억되고 있고 상기 보정된 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제2 룩업 테이블, 그리고

상기 제1 및 제2 룩업 테이블로부터의 제1 및 2 출력 영상 데이터가 입력되어 필드 선택 신호에 기초하여 최종 제1 및 제2 출력 영상 데이터를 선택하여 출력하는 멀티플렉서

를 포함하는 표시 장치.
제7항에서,

상기 멀티플렉서는 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 상위 필드일 경우, 제1 룩업 테이블로부터 전달되는 제1 출력 영상 데이터를 최종 제1 출력 영상 데이터로서 출력하고, 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 하위 필드일 경우, 제2 룩업 테이블로부터 전달되는 제2 출력 영상 데이터를 최종 제2 출력 영상 데이터로서 출력하는 표시 장치.
제8항에서,

상기 제1 출력 영상 데이터의 계조는 상기 제2 출력 영상 데이터의 계조보다 높거나 같은 표시 장치.
제9항에서,

상기 제1 룩업 테이블에 기억된 제1 및 제2 출력 영상 데이터는 상기 제2 룩 업 테이블에 기억된 제1 및 제2 출력 영상 데이터와 동일한 표시 장치.
제1항에서,

상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 2배인 표시 장치.
복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,

제1 주파수의 현재 입력 영상 데이터를 제2 주파수의 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환하여 출력하는 신호 제어부, 그리고

상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터 각각에 대응하는 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 차례로 인가하는 데이터 구동부

를 포함하고,

상기 신호 제어부는 이전 프레임에 대한 이전 입력 영상 데이터와 현재 프레임에 대한 상기 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 가상 프레임에서 가상 영상이 표시될 화소의 가상 위치와 상기 가상 영상에 대한 입력 영상 데이터를 산출하여 상기 현재 입력 영상 데이터에 대한 보정된 현재 입력 영상 데이터를 생성하고, 상기 이전 입력 영상 데이터와 상기 보정된 현재 입력 영상 데이터에 기초하여, 현재 입력 영상 데이터를 상기 제1 및 제2 출력 영상 데이터로 변환하는

표시 장치의 구동 장치.
제12항에서,

상기 신호 제어부는,

상기 현재 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제1 프레임 메모리,

상기 이전 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제2 프레임 메모리,

상기 현재 입력 영상 데이터와 상기 이전 입력 영상 데이터를 비교하여, 계조가 변한 화소의 위치를 판단하여 영상의 이동 위치를 판정하고, 판정된 이동 위치에 기초하여 가상 영상에 대한 가상 위치를 산출하고, 이전 입력 영상 데이터와 현재 입력 영상 데이터가 동일하지 않은 화소와 상기 가상 위치에 해당하는 화소의 입력 영상 데이터의 계조를 보정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부,

상기 신호 처리부로부터의 보정된 입력 영상 데이터가 기억되어 있는 제3 프레임 메모리,

상기 이전 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기억되고 있고 상기 이전 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제1 룩업 테이블,

상기 보정된 입력 영상 데이터의 함수로 제1 및 제2 출력 영상 데이터가 기억되고 있고 상기 보정된 입력 영상 데이터에 해당하는 제1 출력 영상 데이터와 제2 출력 영상 데이터를 내보내는 제2 룩업 테이블, 그리고

상기 제1 및 제2 룩업 테이블로부터의 제1 및 2 출력 영상 데이터가 입력되어 필드 선택 신호에 기초하여 최종 제1 및 제2 출력 영상 데이터를 선택하여 출력하는 멀티플렉서

를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서

상기 신호 처리부는, 이전 입력 영상 데이터의 계조와 현재 입력 영상 데이터의 계조가 상이한 화소의 위치를 산출한 후 영상의 이동 위치를 판단하여 상기 가상 영상의 위치를 판단하는 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서,

상기 신호 처리부, 화소가 상기 가상 영상이 표시되는 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 이전 프레임에서 표시되는 영상에 대한 입력 영상 데이터의 계조와 동일하게 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서,

상기 신호 처리부, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 제1 및 제2 계조에 대한 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서,

상기 신호 처리부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 상이한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 화소를 포함한 소정 개수의 주변 화소에 대한 이전 프레임에서의 평균 계조로 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서,

상기 신호 처리부는, 화소가 이전 입력 영상 데이터의 제1 계조와 현재 입력 영상 데이터의 제2 계조가 동일한 화소일 경우, 입력 영상 데이터의 계조는 상기 이전 프레임에서의 계조와 동일하게 설정하여 보정된 입력 영상 데이터를 생성하는 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서,

상기 멀티플렉서는 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 상위 필드일 경우, 제1 룩업 테이블로부터 전달되는 제1 출력 영상 데이터를 최종 제1 출력 영상 데이터로서 출력하고, 상기 필드 선택 신호에 의해 판단된 필드가 하위 필드일 경우, 제2 룩업 테이블로부터 전달되는 제2 출력 영상 데이터를 최종 제2 출력 영상 데이터로서 출력하는 표시 장치의 구동 장치.
제13항에서,

상기 제1 룩업 테이블에 기억된 제1 및 제2 출력 영상 데이터는 상기 제2 룩업 테이블에 기억된 제1 및 제2 출력 영상 데이터와 동일한 표시 장치의 구동 장 치.
제12항에서,

상기 제1 출력 영상 데이터의 계조는 상기 제2 출력 영상 데이터의 계조보다 높거나 같은 표시 장치의 구동 장치.