KR20090095912A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소비전력을 저감함과 아울러 표시품질을 높이도록 한 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 다수의 데이터라인과 다수의 게이트라인이 교차되고, 그 교차영역에 액정셀들이 형성된 액정표시패널; 입력되는 디지털 비디오 데이터의 디지털 값을 이용하여, 상기 디지털 비디오 데이터에 의해 상기 액정표시패널에 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는지 또는 작은 소비 전력을 요구하는지를 판단하고, 상기 판단된 화상의 속성에 따라 구동모드 선택신호를 다르게 발생하는 구동모드 선택회로; 및 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 저소비 전력 선택신호에 응답하여 저소비 구동모드로 동작하고, 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 작은 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 노멀 전력 선택신호에 응답하여 노멀 구동모드로 동작하는 데이터 구동회로를 구비한다.

소비전력, 표시품질, 차지쉐어링, 전력제어

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid Crystal Display And Driving Method Thereof}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 소비전력을 저감함과 아울러 표시품질을 높이도록 한 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 도 1과 같이 액정셀(Clc)마다 형성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이용하여 액정셀들에 공급되는 데이터전압을 스위칭하여 데이터를 능동적으로 제어하므로 동화상의 표시품질을 높일 수 있다. 도 1에 있어서, 도면부호 "Cst"는 액정셀(Clc)에 충전된 데이터전압을 유지하기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst), 'D1'은 데이터전압이 공급되는 데이터라인, 그리고 'G1'은 스캔전압이 공급되는 게이트라인을 각각 의미한다.

이와 같은 액정표시장치는 직류 옵셋 성분을 감소시키고 액정의 열화를 줄이 기 위하여, 이웃한 액정셀들 사이에서 극성이 반전되고 프레임기간 단위로 극성이 반전되는 인버젼 방식(Inversion)으로 구동되고 있다. 그런데, 인버젼 구동방식에서는 데이터전압의 극성이 바뀔때마다 데이터라인들에 공급되는 데이터전압의 스윙폭이 커지고 데이터 구동회로에서 많은 전류가 발생하여 데이터 구동회로의 발열온도가 높아지고 소비전력이 급증하는 문제점이 있다. 데이터라인들에 공급되는 데이터전압의 스윙폭을 줄이고 데이터 구동회로의 발열온도 및 소비전력을 줄이기 위하여, 도 2a와 같이 데이터 구동회로에 채용된 차지 쉐어회로(Charge Share Circuit)를 이용한 차지 쉐어제어(Charge Share Control : 이하 "CSC" 라 함) 방식이 제안된 바 있으나, 그 효과가 만족할 만한 수준에 도달하지 못하고 있다. 왜냐하면, 도 2a의 CSC 방식은 데이터전압의 스윙폭은 줄일 수 있지만, 데이터와 데이터 사이에서 무조건 차지 쉐어링을 실시함으로써 데이터전압의 트랜지션(Transition) 횟수를 오히려 증가시키기 때문이다. 이에 따라, 최근 데이터 구동회로의 발열온도 및 소비전력을 더욱 줄이기 위해 도 2b와 같이 데이터전압의 극성이 반전될 때에만 차지 쉐어링을 실시하여 데이터전압의 트랜지션 횟수를 줄이는 다이내믹(Dynamic) CSC 방식과, 이에 덧붙여 데이터 구동회로의 출력 버퍼측 전력을 제어하는 전력제어(Power Control : 이하 "PWRC" 라 함) 방식이 제안된 바 있다. 다이내믹 CSC 방식과 PWRC 방식은 대표적으로 Lusem 사의 모델번호 LS0608D1 제품에 적용되고 있으며, 그 외에도 Magnachip 사 및 OKI 사의 제품들에도 적용되고 있다. 도 2b에 도시된 이러한 저소비 구동 방식은 도 3과 같이 데이터 구동회로(D-IC Circuit)의 제조시 세트업자에 의한 옵션 핀(Option Pin) 설정에 의해 선 택된 후 고정된다. 한편, 세트업자는 데이터 구동회로의 제조시 도 3에서 옵션 핀 설정을 다르게 하여 도 2a와 같은 노멀 구동 방식으로 데이터 구동회로를 구동시킬 수도 있다. 데이터 구동회로는 차지 쉐어회로 및 전력 제어회로를 포함하여 제작 초기에 설정되는 옵션 핀에 의해 노멀 구동모드 또는 저소비 구동모드 중 어느 하나로 선택되어 구동된다. 예를 들어, 데이터 구동회로는 옵션 핀 설정에 의해 풀 업(Pull-Up) 등가회로의 스위치(SW)가 오픈되는 경우에는 하이레벨의 CSC 신호 및 PWRC 신호에 의해 도 2a와 같은 노멀 구동모드로 동작된다. 반면, 데이터 구동회로는 옵션 핀 설정에 의해 풀 업 등가회로의 스위치(SW)가 쇼트되는 경우에는 로우레벨의 CSC 신호 및 PWRC 신호에 의해 도 2b와 같은 저소비 구동모드로 동작된다.

이와 같이, 종래 액정표시장치는 데이터 구동회로의 발열온도 및 소비전력을 줄이기 위해 옵션 핀에 의해 선택되어 고정되는 저소비 구동모드에 의해 계속적으로 동작됨으로써 화상에 따른 유연한 대응이 어렵다. 다시 말해, 종래 액정표시장치는 표시되는 모든 화상 즉, 데이터 구동회로의 작은 소비전력을 요하는 화상에까지 동일하게 저소비 구동모드로 동작함으로써 오히려 불필요하게 표시품질을 떨어뜨리는 원인을 제공한다. 저소비 구동모드는 소비전력 절감에 중점을 둔 것으로써, 이에 의하는 경우 표시품질은 오히려 노멀 구동모드보다 떨어지기 때문이다. 예컨대, 도 2b와 같은 수직 2 도트 인버젼 방식과 저소비 구동모드로 구동되는 액정표시장치에서는 로우레벨의 CSC 신호 및 PWRC 신호에 의해 데이터 구동회로의 출력 특성이 떨어지고 동일 극성의 데이터전압들 간 충전량 차이가 크게 발생하여 2 라인 가로선 불량이 나타나게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시되는 화상의 속성에 따라 구동모드의 선택이 자동으로 이뤄지도록 함으로써 큰 소비전력을 요하는 화상에서는 소비전력을 저감하고, 작은 소비전력을 요하는 화상에서는 표시품질을 높이도록 한 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 데이터라인과 다수의 게이트라인이 교차되고, 그 교차영역에 액정셀들이 형성된 액정표시패널; 입력되는 디지털 비디오 데이터의 디지털 값을 이용하여, 상기 디지털 비디오 데이터에 의해 상기 액정표시패널에 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는지 또는 작은 소비 전력을 요구하는지를 판단하고, 상기 판단된 화상의 속성에 따라 구동모드 선택신호를 다르게 발생하는 구동모드 선택회로; 및 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 저소비 전력 선택신호에 응답하여 저소비 구동모드로 동작하고, 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 작은 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 노멀 전력 선택신호에 응답하여 노멀 구동모드로 동작하는 데이터 구동회로를 구비한다.

상기 구동모드 선택회로는, 수평 또는 수직 방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차가 제1 기준값 이상인 제1 데이터패턴 또는, 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들이 각각 제2 기준값 이상인 제2 데이터패턴이 한 화면 내에서 차지하는 비율을 검출하고, 상기 검출된 비율이 제3 기준값 이상인 경우 상기 저소비 구동모드의 동작을 지시하는 상기 저소비 전력 선택신호를 발생하는 반면, 상기 검출된 비율이 제3 기준값 미만인 경우 상기 노멀 구동모드의 동작을 지시하는 상기 노멀 전력 선택신호를 발생한다.

상기 구동모드 선택회로는, 상기 입력되는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터를 저장하는 메모리; 수평 또는 수직방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차가 상기 제1 기준값 이상인 제1 데이터패턴을 검출하는 제1 데이터패턴 검출부; 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들이 각각 상기 제2 기준값 이상인 제2 데이터패턴을 검출하는 제2 데이터패턴 검출부; 상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터에 대해, 상기 제1 데이터패턴 검출부로부터의 제1 데이터패턴 검출신호를 카운트하여 제1 카운트 신호를 발생함과 아울러 상기 제2 데이터패턴 검출부로부터의 제2 데이터패턴 검출신호를 카운트하여 제2 카운트 신호를 발생하는 가산기; 상기 제1 카운트 신호와 제2 카운트 신호를 상기 제3 기준값과 비교하여 전체 화면 중 제1 및 제2 데이터패턴이 차지하는 비율(%)을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터에 의해 구현되는 화상이 큰 소비전력을 요하는 화상인지 또는 작은 소비전력을 요하는 화상인지를 판단하는 화상속성 판단기; 및 상기 화상속성 판단기로부터의 화상속성 판단신호에 기반하여 상기 저소비 전력 선택신호 또는 상기 노멀 전력 선택신호를 발생하는 모 드 선택신호 발생기를 구비한다.

상기 데이터 구동회로는, 차지 쉐어회로, 자신의 출력 버퍼 전력을 제어하는 전력 제어회로, 및 풀 업 등가회로를 포함하며; 상기 차지 쉐어회로는 상기 풀 업 등가회로에서 발생되는 차지 쉐어 제어신호에 의해 제어되며, 상기 전력 제어회로는 상기 풀 업 등가회로에서 발생되는 전력 제어신호에 의해 제어된다.

상기 데이터 구동회로는, 상기 저소비 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 로우레벨의 차지 쉐어 제어신호에 의해 상기 액정셀들에 충전되는 데이터전압의 극성이 반전될 때에만 차지 쉐어링을 실시하여 데이터전압의 트랜지션 횟수를 줄이고; 상기 저소비 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 로우레벨의 전력 제어신호에 의해 상기 액정셀들로의 데이터전압 충전시 목표점까지의 데이터전압 상승 기울기를 완만하게 한다.

상기 데이터 구동회로는, 상기 노멀 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 하이레벨의 차지 쉐어 제어신호에 의해 상기 액정셀들에 충전되는 데이터전압들 간에 무조건 차지 쉐어링을 실시하고; 상기 노멀 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 하이레벨의 전력 제어신호에 의해 상기 액정셀들로의 데이터전압 충전시 목표점까지의 데이터전압 상승 기울기를 급하게 한다.

본 발명의 실시예에 따라 다수의 데이터라인과 다수의 게이트라인이 교차되고 그 교차영역에 액정셀들이 형성된 액정표시패널과, 상기 액정셀들에 데이터전압을 공급하는 데이터 구동회로를 갖는 액정표시장치의 구동방법은, 입력되는 디지털 비디오 데이터의 디지털 값을 이용하여, 상기 디지털 비디오 데이터에 의해 상기 액정표시패널에 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는지 또는 작은 소비 전력을 요구하는지를 판단하고, 상기 판단된 화상의 속성에 따라 구동모드 선택신호를 다르게 발생하는 제1 단계; 및 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 저소비 전력 선택신호에 응답하여 상기 데이터 구동회로를 저소비 구동모드로 동작시키고, 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 작은 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 노멀 전력 선택신호에 응답하여 상기 데이터 구동회로를 노멀 구동모드로 동작시키는 제2 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 화상의 속성에 따라 구동모드의 선택이 자동으로 이뤄지도록 함으로써 큰 소비전력을 요하는 화상에서는 저소비 구동모드로 동작되어 소비전력을 저감하고, 작은 소비전력을 요하는 화상에서는 노멀 구동모드로 동작되어 표시품질을 높일 수 있게 된다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(20), 타이밍 콘트롤러(21), 구동모드 선택회로(21a), 데이터 구동회로(22), 및 게이트 구동회로(23)를 구비한다.

액정표시패널(20)은 두 장의 유리기판 사이에 적하된 액정분자들을 구비한다. 이 액정표시패널(20)에는 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 m× n 개의 액정셀들(Clc)이 배치된다.

액정표시패널(20)의 하부 유리기판에는 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm), n개의 게이트라인들(G1 내지 Gn), TFT들, TFT에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극들(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다.

액정표시패널(20)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다.

액정표시패널(20)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

타이밍 콘트롤러(21)는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터 인에이블(Data Enable), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(22)와 게이트 구동회로(23)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 이러한 제어신호들은 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable : SOE), 극성제어신호(Polarity : POL)를 포함한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(21)는 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 액정표시패널(20)에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(22)에 공급한다.

구동모드 선택회로(21a)는 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)의 디지털 값을 검출하고, 그 검출 정보에 기반하여 구동모드 선택신호(MDS)를 발생한다. 다시 말해, 구동모드 선택회로(21a)는 수평 또는 수직 방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차가 제1 기준값 이상인 제1 데이터패턴 또는, 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들이 각각 제2 기준값 이상인 제2 데이터패턴이 한 화면 내에서 차지하는 비율을 검출하고, 이 검출된 비율이 제3 기준값 이상인 경우 저소비 구동모드의 동작을 지시하는 저소비 전력 선택신호를 발생한다. 반면, 구동모드 선택회로(21a)는 상기 검출된 비율이 제3 기준값 미만인 경우 노멀 구동모드의 동작을 지시하는 노멀 전력 선택신호를 발생한다. 구동모드 선택회로(21a)는 도시된 바와 같이 타이밍 콘트롤러(21)내에서 일체로 집적화될 수 있으며, 타이밍 콘트롤러(21) 외부에 배치될 수도 있다. 이러한 구동모드 선택회로(21a)에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

데이터 구동회로(22)는 입력라인과 데이터라인 사이에 종속적으로 접속된 쉬프트 레지스터, 제1 및 제2 래치, 디지털-아날로그 변환기 및 출력 버퍼를 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성된다. 이 데이터 구동회로(22)는 타 이밍 콘트롤러(21)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치하고 그 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 데이터전압을 발생하고 그 데이터전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다. 특히, 데이터 구동회로(22)는 차지 쉐어회로 및 전력 제어회로를 포함하여 구동모드 선택회로(21a)로부터의 구동모드 선택신호(MDS)에 응답하여 저소비 구동모드와 노멀 구동모드 중 어느 한 구동모드로 동작된다. 다시 말해, 데이터 구동회로(22)는 큰 소비전력을 요하는 표시 화상에 대응하여 인가되는 저소비 전력 선택신호에 응답하여, 데이터전압의 극성이 반전될 때에만 차지 쉐어링을 실시하여 데이터전압의 트랜지션 횟수를 줄임과 아울러 출력 버퍼측의 전력을 제어하여 타겟 지점으로의 데이터전압 상승 기울기를 완만하게 함으로써, 소비되는 전력을 줄인다. 또한, 데이터 구동회로(22)는 작은 소비전력을 요하는 표시 화상에 대응하여 인가되는 노멀 전력 선택신호에 응답하여, 데이터와 데이터 사이에서 무조건 차지 쉐어링을 실시함과 아울러 출력 버퍼측의 전력을 제어하여 타겟 지점으로의 데이터전압 상승 기울기를 급하게 함으로써, 표시품질을 높인다.

게이트 구동회로(23)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터 및 레벨 쉬프터와 게이트라인(G1 내지 Gn) 사이에 접속되는 출력 버퍼를 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성되어 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 스캔펄스들을 순차적으로 출력한다.

도 5는 구동모드 선택회로(21a)의 세부 구성을 보여준다.

도 5를 참조하면, 구동모드 선택회로(21a)는 메모리(110), 데이터패턴 검출기(120), 가산기(130), 화상속성 판단기(140) 및 모드 선택신호 발생기(150)를 구비한다.

메모리(110)는 입력되는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 저장한다.

데이터패턴 검출기(120)는 메모리(110)에 저장된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 이용하여 표시화상으로의 구현시 소비전력이 증가하는 제1 데이터패턴 또는 제2 데이터패턴을 검출한다. 이를 위해, 데이터패턴 검출기(120)는 제1 데이터패턴 검출부(120a)과 제2 데이터패턴 검출부(120b)를 포함한다.

제1 데이터패턴 검출부(120a)는 수평 또는 수직방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차가 미리 정해진 제1 기준값 이상인 제1 데이터패턴을 검출한다. 이러한 검출 과정은 한 프레임 분의 모든 디지털 비디오 데이터에 대해 순차적으로 행해진다. 여기서, 제1 데이터패턴은 데이터 구동회로를 통해 데이터전압으로 변환된 후 액정표시패널에 공급될 때, 수평 방향으로는 큰 전압차에 의한 누설전류를 증가시키고 수직 방향으로는 데이터전압의 트랜지션 수를 증가시킴으로써 전력 소모가 커지는 패턴을 의미한다. 이러한 제1 데이터패턴을 검출하기 위하여, 제1 데이터패턴 검출부(120a)는 수평 또는 수직방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터의 최상위 2 비트들만을 서로 비교할 수 있다. 예컨대, 하나의 데이터가 8비트로 구현되고 제1 기준값이 192인 경우, 비교되는 데이터의 최상위 2비트가 각각 '11' 과 '00' 이면 제1 데이터패턴 검출부(120a)는 제1 데이터패턴 검출신 호(DS1)를 발생한다. 반면, 비교되는 데이터의 최상위 2비트가 각각 '11' 과 '01' 이면 제1 데이터패턴 검출부(120a)는 제1 데이터패턴 검출신호(DS1)을 발생하지 않는다. 한편, 설정되는 제1 기준값의 크기에 따라, 제1 데이터패턴 검출부(120a)는 수평 또는 수직방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터의 최상위 3 비트들 또는 최상위 4비트들을 서로 비교할 수도 있다.

제2 데이터패턴 검출부(120b)는 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들이 각각 미리 정해진 제2 기준값 이상인 제2 데이터패턴을 검출한다. 이러한 검출 과정은 한 프레임 분의 모든 디지털 비디오 데이터에 대해 순차적으로 행해진다. 여기서, 제2 데이터패턴은 데이터 구동회로를 통해 데이터전압으로 변환된 후 액정표시패널에 표시될 때, 하나의 픽셀을 이루는 RGB 서브픽셀 각각이 액정을 거동시키는 방식에 따라 블랙 계조에 가깝게 표시되게 하거나, 화이트 계조에 가깝게 표시되게 함으로써 전력 소모가 커지는 패턴을 의미한다. 액정을 거동시키는 방식 중 노멀리 블랙 모드에서, 서브픽셀의 광투과율은 그 서브픽셀에 충전되는 전압이 클수록 높아지므로, RGB 서브픽셀은 각각 RGB데이터의 디지털 값들이 클수록 화이트 계조에 가깝게 표시된다. 반면, 노멀리 화이트 모드에서, 서브픽셀의 광투과율은 그 서브픽셀에 충전되는 전압이 클수록 낮아지므로, RGB 서브픽셀은 각각 RGB데이터의 디지털 값들이 클수록 블랙 계조에 가깝게 표시된다. 이러한 제2 데이터패턴을 검출하기 위하여, 제2 데이터패턴 검출부(120b)는 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 최상위 3 비트들만을 각각 제2 기준값과 비교할 수 있다. 예컨대, 하나의 데이터가 8비트로 구현되고 제2 기준값이 224인 경우, 한 픽셀에 표시될 RGB데이터 의 최상위 3 비트들이 모두 '111' 이면 제2 데이터패턴 검출부(120b)는 제2 데이터패턴 검출신호(DS2)를 발생한다. 반면, 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 최상위 3 비트들 중 어느 하나라도 '111' 이 아니라면 제2 데이터패턴 검출부(120b)는 제2 데이터패턴 검출신호(DS2)를 발생하지 않는다. 한편, 설정되는 제2 기준값의 크기에 따라, 제2 데이터패턴 검출부(120b)는 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 최상위 4 비트들만을 각각 제2 기준값과 비교할 수도 있다.

가산기(130)는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대해 제1 데이터패턴 검출부(120a)로부터 연속적으로 공급되는 제1 데이터패턴 검출신호(DS1)를 카운트하여 제1 카운트 신호(CS1)를 발생한다. 그리고, 가산기(130)는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대해 제2 데이터패턴 검출부(120b)로부터 연속적으로 공급되는 제2 데이터패턴 검출신호(DS2)를 카운트하여 제2 카운트 신호(CS2)를 발생한다.

화상속성 판단기(140)는 가산기(130)로부터의 제1 카운트 신호(CS1)와 제2 카운트 신호(CS2)를 미리 정해진 제3 기준값과 비교하여 전체 화면 중 제1 및 제2 데이터패턴이 차지하는 비율(%)을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)에 의해 구현되는 화상이 큰 소비전력을 요하는 화상인지 또는 작은 소비전력을 요하는 화상인지를 판단한다. 예컨대, 화상속성 판단기(140)는 전체 화면 중 제1 데이터패턴 또는 제2 데이터패턴이 차지하는 비율이 50 % 이상인 경우, 구현될 화상을 소비전력이 큰 화상으로 판단한다. 반면, 화상속성 판단기(140)는 전체 화면 중 제1 데이터패턴 및 제2 데이터패턴이 차 지하는 비율이 50 % 미만인 경우, 구현될 화상을 소비전력이 작은 화상으로 판단한다. 여기서, 화상속성의 판단 기준인 50 % 는 액정표시패널의 구동특성에 따라 달라질 수 있다.

모드 선택신호 발생기(150)는 화상속성 판단기(140)로부터의 화상속성 판단신호(PAttr)에 응답하여 구동모드 선택신호(MDS)를 발생한다. 즉, 모드 선택신호 발생기(150)는 큰 소비전력에 대응하는 화상속성 판단신호(PAttr)가 입력되면 저소비 구동모드의 동작을 지시하는 저소비 전력 선택신호(LPCM)를 발생한다. 반면, 모드 선택신호 발생기(150)는 작은 소비전력에 대응하는 화상속성 판단신호(PAttr)가 입력되면 노멀 구동모드의 동작을 지시하는 노멀 전력 선택신호(NPCM)를 발생한다. 모드 선택신호 발생기(150)로부터 발생된 구동모드 선택신호들(LPCM,NPCM)은, 데이터 구동회로에 접속되어 CSC 신호 및 PWRC 신호의 논리 상태를 결정하는 풀 업(Pull-Up) 또는 풀 다운(Pull-Down) 등가회로의 스위치를 제어하는 데 사용된다.

도 6a 및 도 6b는 구동모드 선택신호들에 의해 데이터 구동회로에 접속된 풀 업(Pull-Up) 등가회로의 스위치가 제어되는 것을 보여준다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 데이터 구동회로(22)의 차지 쉐어회로 및 전력 제어회로에 접속된 풀 업(Pull-Up) 등가회로(P)는 고전위 전압원(VCC)과 기저 전압원(GND) 사이에서 직렬 접속된 저항(R)과 스위치(SW)로 이루어진다. 데이터 구동회로(22)의 차지 쉐어회로 및 전력 제어회로는 저항(R)과 스위치(SW) 사이에 형성된 출력 노드(Nout)에 전기적으로 접속되어 스위치(SW)의 절환 작용에 의해 로우 논리상태의 CSC 신호 및 PWRC 신호 또는, 하이 논리상태의 CSC 신호 및 PWRC 신호 를 각각 공급받는다. 다시 말해, 데이터 구동회로(22)는 입력되는 저소비 전력 선택신호(LPCM)에 의해 풀 업(Pull-Up) 등가회로의 스위치(SW)가 쇼트되는 경우 로우레벨의 CSC 신호 및 PWRC 신호에 응답하여 도 6a와 같이 저소비 구동모드로 동작하게 된다. 반면, 데이터 구동회로(22)는 입력되는 노멀 전력 선택신호(NPCM)에 의해 풀 업(Pull-Up) 등가회로의 스위치(SW)가 오픈되는 경우 하이레벨의 CSC 신호 및 PWRC 신호에 의해 도 6b와 같은 노멀 구동모드로 동작하게 된다. 한편, 본 발명의 액정표시장치에는 도 6a 및 도 6b와 같이 풀 업(Pull-Up) 등가회로(P)가 사용되는 대신, 풀 다운(Pull-Down) 등가회로가 사용될 수도 있다. 이 경우에는 출력 노드를 중심으로 스위치와 저항의 위치가 풀 업(Pull-Up) 등가회로(P)에 비해 반대로 바뀌기 때문에, 풀 다운(Pull-Down) 등가회로의 스위치는 저소비 전력 선택신호(LPCM)에 응답하여 오픈되도록 설계되어야 하는 반면, 노멀 전력 선택신호(NPCM)에 응답하여서는 쇼트되도록 설계되어야 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 보여주는 플로우챠트이다.

도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.

입력되는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 메모리에 저장한다.(S10)

메모리에 저장된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 이용하여 표시화상으로의 구현시 소비전력이 증가하는 제1 데이터패턴 또는 제2 데이터패턴을 검출한다. 구체 적으로, 수평 또는 수직방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차(De-Do)가 미리 정해진 제1 기준값(R1) 이상인 제1 데이터패턴을 검출한다. 그리고, 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들(PD)이 각각 미리 정해진 제2 기준값(R2) 이상인 제2 데이터패턴을 검출한다.(S20)

한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대해, 상기 검출 과정을 통해 연속적으로 발생된 제1 데이터패턴 검출신호(DS1)를 카운트하여 제1 카운트 신호(CS1)를 발생한다. 그리고, 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대해, 상기 검출 과정을 통해 연속적으로 발생된 제2 데이터패턴 검출신호(DS2)를 카운트하여 제2 카운트 신호(CS2)를 발생한다.(S30)

제1 카운트 신호(CS1)와 제2 카운트 신호(CS2)를 미리 정해진 제3 기준값(R3)과 비교하여 전체 화면 중 제1 및 제2 데이터패턴이 차지하는 비율(%)을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)에 의해 구현되는 화상이 큰 소비전력을 요하는 화상인지 또는 작은 소비전력을 요하는 화상인지를 판단한다.(S40)

상기 판단 결과 큰 소비전력을 요하는 화상이라고 판단되는 경우, 이에 대응되는 화상속성 판단신호를 발생하여 저소비 구동모드의 동작을 지시하는 저소비 전력 선택신호(LPCM)를 발생한다. 그리고, 이 저소비 전력 선택신호(LPCM)를 이용하여 풀 업(Pull-Up) 등가회로의 스위치를 쇼트시켜 로우레벨의 CSC 신호 및 PWRC 신호를 데이터 구동회로에 공급함으로써 액정표시장치를 저소비 구동모드로 동작시킨다.(S50)

한편, 상기 판단 결과 작은 소비전력을 요하는 화상이라고 판단되는 경우, 이에 대응되는 화상속성 판단신호를 발생하여 노멀 구동모드의 동작을 지시하는 노멀 전력 선택신호(NPCM)를 발생한다. 그리고, 이 노멀 전력 선택신호(NPCM)를 이용하여 풀 업(Pull-Up) 등가회로의 스위치를 오픈시켜 하이레벨의 CSC 신호 및 PWRC 신호를 데이터 구동회로에 공급함으로써 액정표시장치를 노멀 구동모드로 동작시킨다.(S60)

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 화상의 속성에 따라 구동모드의 선택이 자동으로 이뤄지도록 함으로써 큰 소비전력을 요하는 화상에서는 저소비 구동모드로 동작되어 소비전력을 저감하고, 작은 소비전력을 요하는 화상에서는 노멀 구동모드로 동작되어 표시품질을 높일 수 있게 된다.

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 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 액정표시패널에 포함된 화소의 등가회로도.

도 2a는 노멀 구동시 데이터 구동회로의 출력 파형도.

도 2b는 저소비 구동시 데이터 구동회로의 출력 파형도.

도 3은 종래 데이터 구동회로에 접속된 풀 업 등가회로를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 블럭도.

도 5는 도 4에 도시된 구동모드 선택회로의 세부 구성도.

도 6a 및 도 6b는 구동모드 선택신호들에 의해 데이터 구동회로에 접속된 풀 업 등가회로의 스위치가 제어되는 것을 보여주는 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 보여주는 플로우챠트.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

20 : 액정표시패널 21 : 타이밍 콘트롤러

21a : 구동모드 선택회로 22 : 데이터 구동회로

23 : 게이트 구동회로 110 : 메모리

120 : 데이터패턴 검출기 120a : 제1 데이터패턴 검출부

120b : 제2 데이터패턴 검출부 130 : 가산기

140 : 화상속성 판단기 150 : 모드 선택신호 발생기

Claims (8)

1. 다수의 데이터라인과 다수의 게이트라인이 교차되고, 그 교차영역에 액정셀들이 형성된 액정표시패널;

   입력되는 디지털 비디오 데이터의 디지털 값을 이용하여, 상기 디지털 비디오 데이터에 의해 상기 액정표시패널에 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는지 또는 작은 소비 전력을 요구하는지를 판단하고, 상기 판단된 화상의 속성에 따라 구동모드 선택신호를 다르게 발생하는 구동모드 선택회로; 및

   상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 저소비 전력 선택신호에 응답하여 저소비 구동모드로 동작하고, 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 작은 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 노멀 전력 선택신호에 응답하여 노멀 구동모드로 동작하는 데이터 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동모드 선택회로는,

   수평 또는 수직 방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차가 제1 기준값 이상인 제1 데이터패턴 또는, 한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들이 각각 제2 기준값 이상인 제2 데이터패턴이 한 화면 내에서 차지하는 비율을 검출하고, 상기 검출된 비율이 제3 기준값 이상인 경우 상기 저소비 구동모드의 동 작을 지시하는 상기 저소비 전력 선택신호를 발생하는 반면, 상기 검출된 비율이 제3 기준값 미만인 경우 상기 노멀 구동모드의 동작을 지시하는 상기 노멀 전력 선택신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 구동모드 선택회로는,

   상기 입력되는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터를 저장하는 메모리;

   수평 또는 수직방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차가 상기 제1 기준값 이상인 제1 데이터패턴을 검출하는 제1 데이터패턴 검출부;

   한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들이 각각 상기 제2 기준값 이상인 제2 데이터패턴을 검출하는 제2 데이터패턴 검출부;

   상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터에 대해, 상기 제1 데이터패턴 검출부로부터의 제1 데이터패턴 검출신호를 카운트하여 제1 카운트 신호를 발생함과 아울러 상기 제2 데이터패턴 검출부로부터의 제2 데이터패턴 검출신호를 카운트하여 제2 카운트 신호를 발생하는 가산기;

   상기 제1 카운트 신호와 제2 카운트 신호를 상기 제3 기준값과 비교하여 전체 화면 중 제1 및 제2 데이터패턴이 차지하는 비율(%)을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터에 의해 구현되는 화상이 큰 소비전력을 요하는 화상인지 또는 작은 소비전력을 요하는 화상인지를 판단하는 화상속성 판단기; 및

   상기 화상속성 판단기로부터의 화상속성 판단신호에 기반하여 상기 저소비 전력 선택신호 또는 상기 노멀 전력 선택신호를 발생하는 모드 선택신호 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 데이터 구동회로는,

   차지 쉐어회로, 자신의 출력 버퍼 전력을 제어하는 전력 제어회로, 및 풀 업 등가회로를 포함하며;

   상기 차지 쉐어회로는 상기 풀 업 등가회로에서 발생되는 차지 쉐어 제어신호에 의해 제어되며, 상기 전력 제어회로는 상기 풀 업 등가회로에서 발생되는 전력 제어신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 데이터 구동회로는,

   상기 저소비 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 로우레벨의 차지 쉐어 제어신호에 의해 상기 액정셀들에 충전되는 데이터전압의 극성이 반전될 때에만 차지 쉐어링을 실시하여 데이터전압의 트랜지션 횟수를 줄이고;

   상기 저소비 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 로우레벨의 전력 제어신호에 의해 상기 액정셀들로의 데이터전압 충전시 목표점까지의 데이터전압 상승 기울기를 완만하게 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 데이터 구동회로는,

   상기 노멀 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 하이레벨의 차지 쉐어 제어신호에 의해 상기 액정셀들에 충전되는 데이터전압들 간에 무조건 차지 쉐어링을 실시하고;

   상기 노멀 전력 선택신호에 응답하여 발생되는 하이레벨의 전력 제어신호에 의해 상기 액정셀들로의 데이터전압 충전시 목표점까지의 데이터전압 상승 기울기를 급하게 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 다수의 데이터라인과 다수의 게이트라인이 교차되고 그 교차영역에 액정셀들이 형성된 액정표시패널과, 상기 액정셀들에 데이터전압을 공급하는 데이터 구동회로를 갖는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

   입력되는 디지털 비디오 데이터의 디지털 값을 이용하여, 상기 디지털 비디오 데이터에 의해 상기 액정표시패널에 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는지 또는 작은 소비 전력을 요구하는지를 판단하고, 상기 판단된 화상의 속성에 따라 구동모드 선택신호를 다르게 발생하는 제1 단계; 및

   상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 큰 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 저소비 전력 선택신호에 응답하여 상기 데이터 구동회로를 저소비 구동모드로 동작시키고, 상기 구동모드 선택신호 중 상기 표시될 화상이 작은 소비 전력을 요구하는 경우에 대응된 노멀 전력 선택신호에 응답하여 상기 데이터 구동회로를 노멀 구동모드로 동작시키는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제1 단계는,

   상기 입력되는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터를 저장하는 단계;

   수평 또는 수직방향으로 서로 인접하여 표시될 데이터 간의 디지털 값차가 제1 기준값 이상인 제1 데이터패턴을 검출하는 단계;

   한 픽셀에 표시될 RGB데이터의 디지털 값들이 각각 제2 기준값 이상인 제2 데이터패턴을 검출하는 단계;

   상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터에 대해, 상기 검출된 제1 데이터패턴 검출신호를 카운트하여 제1 카운트 신호를 발생함과 아울러 상기 검출된 제2 데이터패턴 검출신호를 카운트하여 제2 카운트 신호를 발생하는 단계;

   상기 제1 카운트 신호와 제2 카운트 신호를 제3 기준값과 비교하여 전체 화면 중 제1 및 제2 데이터패턴이 차지하는 비율(%)을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 상기 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터에 의해 구현되는 화상이 큰 소비전력을 요하는 화상인지 또는 작은 소비전력을 요하는 화상인지를 판단하는 단계; 및

   상기 화상 판단 결과에 기반하여 상기 저소비 전력 선택신호 또는 상기 노멀 전력 선택신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.

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