KR100843696B1 - 액정표시장치의 색보정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색재현성을 CRT와 동일하게 보정할 수 있는 액정표시장치의 색보정 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 색보정 방법은 입력되는 비디오데이터를 음극선관의 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정패널의 특성을 모델링한 삼자극치를 이용하여 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하는 단계와; 색보정된 비디오데이터를 아날로그 신호인 비디오전압신호로 변환하여 액정패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 색보정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CORRECTING COLOR OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 블록도.
도 2a 내지 도 2c는 음극선관의 색 재현 특성을 나타내는 그래프.
도 3a 내지 도 3c는 액정표시장치의 색 재현 특성을 나타내는 그래프.
도 4는 종래 액정표시장치의 삼 자극치에 의한 R, G, B의 색좌표도.
도 5는 본 발명의 액정표시장치에 적용되는 삼 자극치에 의한 R, G, B의 색좌표도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 색보정 회로의 구성을 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 색보정 회로의 구성을 나타내는 블록도.
도 8은 본 발명에 따른 색보정 장치가 적용되어진 액정표시장치의 구성을 나타내는 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
2, 50 : 비디오카드 4, 52 : 타이밍 컨트롤러
6, 56 : 데이터 드라이버 8, 58 : 게이트 드라이버
10, 60 : 액정패널 20, 30 : CRT 매트릭스 변환부
22, 32 : 제1 스케일 팩터부 24, 34 : 제2 스케일 팩터부
26 : CRT 역매트릭스 변환부 36 : RGB 분리부
38 : R 테이블 40 : G 테이블
42 : B 테이블 54 : 색 보정부
본 발명은 액정표시장치의 색재현 특성을 음극선관과 동일하게 보정할 수 있는 액정표시장치의 색보정 방법 및 장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 영상신호에 따라 액정의 광투과율을 조절하여 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치에서는 화상의 계조가 영상신호의 전압레벨에 따라 선형적으로 변하지 않고 비선형적으로 변하는 감마특성이 나타나게 된다. 이는 액정의 광투과율이 영상신호의 전압레벨에 따라 선형적으로 변하지 않음과 아울러 액정의 광투과율에 따라 화상의 계조가 선형적으로 변하지 않는 것에 기인한다. 이 감마특성으로 인해 화상이 열화되는 것을 방지하기 위하여 감마보정 전압들을 이용하여 영상신호의 전압레벨들간의 간격들을 다르게 변화시킨다. 다시 말하여, 액정표시장치는 영상신호의 전압레벨에 따라 서로 다른 레벨을 가지게끔 미리 설정된 감마전압을 영상신호의 전압레벨에 옵셋전압으로 부가하여 감마특성을 보정하게 된다.
액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(10)과, 액정패널(10)의 게이트라인들(GL0 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(8)와, 액정패널(10)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(6)와, 데이터 드라이버(6) 및 게이트 드라이브(8)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(4)와, 타이밍 컨트롤러(4)에 비디오데이터를 공급하는 비디오 카드(2)를 구비한다.
비디오카드(2)는 입력 비디오데이터(R, G, B)를 액정패널(10)의 해상도에 적합하게 변환하여 공급한다. 또한 비디오카드(2)는 상기 해상도에 적합한 메인클럭신호, 수직 동기신호 및 수평 동기신호 등과 같은 동기신호들을 공급한다.
타이밍 컨트롤러(4)는 비디오카드(2)로부터의 비디오데이터(R, G, B)를 중계하여 데이터 드라이버(6)에 공급한다. 또한 타이밍 컨트롤러(4)는 비디오 카드(2)로부터의 동기신호들을 이용하여 데이터 및 게이트 드라이버(6, 8)의 구동을 제어하기 위한 각종 제어신호들을 발생한다.
게이트 드라이버(8)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 제어신호에 따라 액정패널(10)의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트 하이전압 신호를 공급한다.
데이터 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 비디오 데이터를 감마회로(도시하지 않음)로부터의 감마전압들을 이용하여 아날로그신호인 비디오 전압신호로 변환한다. 그리고 데이터 드라이버(6)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 하이전압 신호가 공급되는 1수평주기마다 1수평라인분의 비디오 전압신호들을 데이 터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이 경우, 감마회로는 비디오 데이터에 따라 서로 다른 전압레벨과 감마특성을 고려한 옵셋전압을 가지게끔 미리 설정된 감마전압들을 데이터 드라이버에 공급함으로써 액정표시장치의 감마특성이 보정되게 한다.
액정패널(10)은 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 각각 형성된 박막트랜지스터(TFT)와, 박막트랜지스터(TFT)에 접속되고 매트릭스 형태로 배열되어진 액정셀들을 구비한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 게이트 하이전압 신호에 응답하여 데이터라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 비디오신호를 액정셀에 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막트랜지스터에 접속된 화소전극으로 구성되므로 등가적으로는 액정 캐패시터(Clc)로 표현된다. 또한 액정셀은 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 데이터전압을 다음 데이터전압이 충전될 때까지 유지시키기 위하여 이전단 게이트라인에 접속된 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.
이러한 액정표시장치를 포함하는 디스플레이 소자에서는 통상 화상의 계조가 영상신호의 전압레벨에 따라 선형적으로 변하지 않고 비선형적으로 변하는 감마특성이 나타나게 된다. 이러한 감마특성은 디스플레이 소자에 따라 각기 다르게 나타난다. 전자에 의한 형광체 발광을 이용하는 음극선관(Cathod Ray Tube; 이하, CRT라 함)에서는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 적(이하 R이라 함), 녹(이하 G라 함), 청(이하 B라 함) 각 색이 동일한 감마특성을 가진다.
도 2a 내지 도 2c는 입력 휘도값에 따른 CRT의 밝기 특성 그래프를 도시한 다.
도 2a를 참조하면 CRT의 R, G, B 그리고 백색(이하 W라 한다) 밝기 특성(Yr, Yg, Yb, Yw)은 디지탈 입력 휘도값에 따라 비선형적으로 변화하는 감마특성을 가짐을 알 수 있다. 도 2b는 도 2a에 도시된 R, G, B, W의 밝기 특성을 정규화하여 도시한 것으로 이 정규화 밝기(Yr_norm, Yg_norm, Yb_norm, Yw_norm)에 의해 R, G, B, W 모두가 동일한 감마특성, 즉 동일한 감마값(2.2)을 가짐을 알 수 있다. 이에 따라 CRT에서는 상기 감마값(2.2)을 이용하여 R, G, B에 대한 감마특성을 보정함으로써 정확한 색 재현(Color Reproduction)이 가능하게 된다. 또한 CRT는 R, G, B 채널간의 독립성의 거의 성립됨에 따라 도 2c에 도시된 바와 같이 W 밝기(Yw)와 R, G, B 밝기의 합(Yr, Yg, Yb)이 거의 같게 됨으로써 W 밝기와 R, G, B 밝기 합과의 차이((Yr+Yg+Yb)-Yw)가 거의 제로에 가깝게 된다. 다시 말하여 CRT는 R, G, B 채널간의 간섭이 거의 없음에 따라 색 재현을 위한 가법혼합성(Color Additivity)을 만족하므로 정확한 색재현이 가능하게 된다.
반면에 액정표시장치에서는 액정의 전기-광학적 특성으로 인하여 색 재현성이 CRT 보다 뒤떨어진다. 이는 액정 투과율이 파장에 따라 다름으로 인하여 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 R, G, B에 대한 감마특성이 서로 다르기 때문이다.
도 3a 내지 도 3c는 입력 휘도값에 따른 액정표시장치의 밝기 특성 그래프를 도시한다.
도 3a를 참조하면 액정표시장치의 R, G, B ,W 밝기 특성(Yr, Yg, Yb, Yw)은 디지탈 입력 휘도값에 따라 비선형적으로 변화하는 감마특성을 가짐을 알 수 있다. 도 3b는 도 3a에 도시된 R, G, B, W의 밝기 특성을 정규화하여 도시한 것으로 그 R, G, B, W 정규화 밝기(Yr_norm, Yg_norm, Yb_norm, Yw_norm)가 서로 다른 감마특성을 가짐을 알 수 있다. 도 3b에서 감마값 2.7은 액정표시장치의 정규화 밝기가 갖는 평균 감마값을 의미한다. 이렇게 액정표시장치에서는 R, G, B, W에 대한 감마특성 동일하지 않음에 따라 정확한 감마보정이 어려우므로 정확한 색 재현이 불가능하게 된다. 특히 액정표시장치는 백라이트에서 발생된 빛을 액정 및 칼라필터와 편광판을 투과시켜 화상을 구현하게 되므로 CRT 보다 표현할 수 있는 색 영역 범위에 제한을 받고 있다. 또한 액정표시장치는 R, G, B 채널간의 독립성의 성립되지 않음에 따라 도 3c에 도시된 바와 같이 W 밝기(Yw)와 R, G, B 밝기의 합(Yr, Yg, Yb)이 같지 않음에 따라 W 밝기와 R, G, B 밝기 합과의 차이((Yr+Yg+Yb)-Yw)는 비교적 큰 값을 가지게 된다. 이렇게 R, G, B 채널간의 독립성이 성립되지 않는 이유는 액정표시장치가 전압레벨에 따라 액정이 뒤틀리는 각도를 달리하여 빛의 밝기를 조절함에 따라 임의의 서브화소를 통해 나오는 빛의 일부가 굴절 및 반사 등에 의해 인접한 서브화소들에 영향을 미치는 빛 누설현상이 발생하기 때문이다. 이러한 빛 누설현상으로 인하여 액정표시장치에서는 색 재현을 위한 가법혼합성(Color Additivity)을 만족할 수 없게 되므로 정확한 색재현이 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 색재현성을 CRT와 동일하게 보정할 수 있는 액정 표시장치의 색보정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 색보정 방법은 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치를 산출하는 단계와; 산출된 음극선관의 삼자극치와 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 입력된 비디오데이터가 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 입력되는 비디오데이터를 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성 모델링한 삼자극치를 이용하여 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하는 단계와; 색보정된 비디오데이터를 아날로그 신호인 비디오전압신호로 변환하여 액정패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 색보정 단계는 입력 비디오데이터를 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 단계와; 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 단계와; 액정표시장치의 삼자극치를 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 역매트릭스 변환하여 색보정된 비디오데이터를 산출해내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 달리, 상기 색보정 단계는 입력 비디오데이터를 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 단계와; 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 단계와; 액정표시장치의 삼자극치를 색별로 분리해내는 단계와; 색별로 분리되어진 삼자극치를 액정표시장치의 삼자극치를 산출시 얻어낸 비디오데이터를 이용한 색깔별 룩업 테이블을 이용하여 색보정 비디오데이터로 선형변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 색보정 장치는 입력되는 비디오데이터를 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치를 이용하여 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하는 색보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널과, 액정패널의 게이트라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버와, 액정패널의 데이터라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버와, 데이터 드라이버 및 게이트 드라이브의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러와, 타이밍 컨트롤러로부터 입력되는 비디오데이터를 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치를 이용하여 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하여 데이터 드라이버로 공급하는 색보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 색보정 회로는 입력 비디오데이터를 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 음극선관 매트릭스 변환부와; 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 스케일 팩터부와; 액정표시장치의 삼자극치를 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 역매트릭스 변환하여 색보정된 비디오데이터를 산출해내는 역매트릭스 변환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 달리 상기 색보정 회로는 입력 비디오데이터를 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 음극선관 매트릭스 변환부; 매트릭스 변환되어진 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 스케일 팩터부와; 액정표시장치의 삼자극치를 색별로 분리해내는 색분리부와; 색별로 분리되어진 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 산출시 얻어낸 비디오데이터를 이용하여 색보정 비디오데이터로 선형변환하는 적, 녹, 청 룩업 테이블 각각을 구비하는 것을 특징으로 한다.
특히 상기 색보정 회로는 데이터 드라이버와 타이밍 컨트롤러 중 어느 하나와 집적화되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 4 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
우선, LCD 특성을 모델링하기 위하여 빛의 물리적인 양을 파장 함수로 나타낸 삼자극치(X, Y, Z)에 의한 색좌표계를 이용한다. 도 4에 도시된 LCD 색좌표계는 1976 CIE u'v' 좌표계로서 R, G, B의 색도 좌표를 도시한다. 도 4에서 좌표 u'와 v'는 삼자극치(X, Y, Z)에 의해 다음 수학식 1과 같이 정의 된다.
Figure 112001033723418-pat00001
이러한 삼자극치(X, Y, Z)를 이용한 도 4에서 삼각영역은 LCD에서 표현 가능한 색 영역을 도시한다. 도 4를 참조하면 LCD에서 표현되는 R, G, B 색도가 그들의 계조값에 따라 각 꼭지점에서 중앙부 쪽으로 변화하고 있음을 알 수 있다. 이렇게 LCD에서 R, G, B 색도가 각 꼭지점에서 일정하지 않고 중앙부 쪽으로 변화하는 현상은 R, G, B 서브화소 각각에서 인접한 서브화소로의 색누설에 의한 색간섭 현상에서 기인한다. 이러한 색누설은 빛의 일부가 액정에 의한 굴절 및 반사 등으로 인접한 서브화소를 통과하기 때문에 발생하게 된다. 특히 액정표시장치에서는 G 및 B 서브화소의 색누설에 의한 색간섭 현상이 두드러지게 나타난다. 또한 액정표시장치에서는 서브화소가 블랙을 표시하는 경우 백라이트에 의해 완전히 차단되지 못함에 따라 블랙의 휘도가 높아지게 되는 블랙에러가 발생하게 된다.
이러한 액정표시장치에서의 블랙에러와 색간섭 현상을 보정하여 이상적인 색 자극치(XMOD_R(i), YMOD_R(i), ZMOD_R(i))를 구하는 LCD 보정 알고리듬을 이용하여 LCD 특성을 모델링하기로 한다. 상기 LCD 보정 알고리듬은 1999년 1월 IS&T/SPIE Conference on Display Metrology에 "On the Color Calibration of Liquid Crystal Displays"의 명칭으로 개시되어 있다. 이 LCD 보정 알고리듬을 이용하여 블랙에러 및 색간섭을 보정한 이상적인 R의 삼 자극치(XMOD_R(i), YMOD_R(i), ZMOD_R(i) )는 다음 수학식 2와 같이 정의된다.
Figure 112001033723418-pat00002
여기서 XR(i) YR(i) ZR(i)는 기존 액정표시장치에서 R 서브화소만을 통과하는 삼 자극치를, Xg(0) Yg(0) Zg(0)와 Xb(0) Yb(0) Zb(0) 는 G 및 B 서브화소에서의 블랙에러의 삼 자극치를, XLE_R(i) YLE_R(i) ZLE_R(i)는 R 서브화소를 투과하는 광의 세기에 따른 인접한 G 및 B 서브화소로의 색누설 오차의 삼 자극치를 나타낸다. 이러한 수학식 2에 의해 R 성분에 대한 이상적인 삼 자극치(XMOD_R(i), YMOD_R(i), ZMOD_R(i))를 구할 수 있게 된다. 아울러, 상기 수학식 2를 동일하게 적용하여 G 및 B에 대해서도 이상적인 삼 자극치(XMOD_G(i), YMOD_G(i), ZMOD_G(i))(XMOD_B(i), YMOD_B(i) , ZMOD_B(i))를 구할 수 있게 된다.
이렇게 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 구해진 이상적인 삼 자극치(XMOD, YMOD, ZMOD)에 의한 색좌표계는 도 5에 도시된 바와 같다. 도 5를 참조하면 LCD에서 표현되는 R, G, B 색도가 이상적인 삼 자극치(XMOD, YMOD, ZMOD)에 의해 각 꼭지점 부근에 집중됨으로써 R, G, B의 계조값에 무관하게 일정한 색좌표를 가짐을 알 수 있다.
이러한 이상적인 삼 자극치를 구하는 방법을 이용하여 LCD 상에서 CRT와 동일한 색좌표 재현을 위한 R, G, B의 보정된 계조값은 다음과 같이 구할 수 있다. 우선 다음 수학식 3과 같이 CRT에서 디지털 R, G, B로부터 삼자극치를 모델링한다.
Figure 112001033723418-pat00003
여기서 δCRT는 CRT에 대한 스케일링 펙터를, XRmax, XGmax, XBmax, YRmax, YGmax, YBmax, ZRmax, ZGmax, ZBmax는 R, G, B 각각의 최대밝기를 나타내는 CRT의 삼자극치를 나타내고 LRmax(RCRT/255)γ, LRmax(GCRT/255)γ , LRmax(BCRT/255)γ는 R, G, B 각각의 계조값(RCRT, GCRT, BCRT)에 따른 밝기를 나타낸다. 다음으로 다음 수학식 4와 같이 LCD에서 디지털 R, G, B로부터 삼자극치를 모델링한다.
Figure 112001033723418-pat00004
여기서 δLCD는 LCD에 대한 스케일 펙터를, XMod_R, XMod_G, XMod_B, YMod_R, YMod_G, YMod_B, ZMod_R, ZMod_G, ZMod_B는 상기 수학식 2에 의해 구한 R, G, B 각각의 이상적인 LCD의 삼자극치를 나타내고 RLCD, GLCD, BLCD는 보정된 LCD의 R, G, B 계조값을 나타낸다. 이렇게 수학식 3 및 4와 같이 모델링한 CRT의 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT )와 LCD의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)를 같다고 가정하여 LCD에서 CRT와 동일한 색을 재현을 위해 보정된 R, G, B의 계조값(RLCD, GLCD, BLCD) 을 다음 수학식 5와 같이 구할 수 있게 된다.
Figure 112001033723418-pat00005
여기서, 매트릭스 M은 상기 수학식 3과 4를 이용하여 얻어질 수 있다. 이러한 LCD에서 CRT와 동일한 색 재현을 위해 보정된 R, G, B의 계조값을 구하는 방법 을 이용한 색보정 회로는 도 6과 같이 구현될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 LCD 색보정 회로는 입력 디지털 R, G, B 값을 매트릭스 변환하여 CRT 특성에 맞는 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)를 출력하는 CRT 매트릭스 변환부(20)와, CRT 매트릭스 변환부(20)로부터의 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)를 스케일 팩터를 이용하여 정규화하기 위한 제1 및 제2 스케일 팩터부(22, 24)와, 제2 스케일 팩터부(24)로부터의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)를 역매트릭스 변환하여 CRT와 동일한 색재현성을 갖게 보정된 LCD의 디지털 R, G, B값(R(i)LCD, G(j)LCD, B(k)LCD)을 출력하는 CRT 역매트릭스 변환부(26)를 구비한다.
CRT 매트릭스 변환부(20)는 입력되어진 디지털 R, G, B 값을 상기 수학식 3에 나타낸 CRT 매트릭스들을 이용하여 매트릭스 변환함으로써 CRT에서의 R, G, B에 의한 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)를 산출하게 된다.
제1 및 제2 스케일 펙터부(22, 24)는 CRT 매트릭스 변환부(20)로부터 산출되어진 CRT의 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)에 CRT 및 LCD 밝기 특성을 고려한 소정의 제1 및 제2 스케일 팩터들 부가하여 정규화하게 된다. 여기서, 제1 스케일 팩터부(22)는 CRT 매트릭스 변환부(20)로부터의 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)에 CRT의 밝기 특성을 고려한 제1 스케일 팩터를 곱하고, 제2 스케일 팩터부(24)는 제1 스케일 팩터부(22)로부터의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)에 LCD의 밝기 특성을 고려한 제2 스케 일 팩터를 곱하여 LCD 상의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)를 산출해내게 된다.
CRT 역매트릭스 변환부(26)는 제2 스케일 팩터부(24)로부터의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)를 수학식 4에 나타낸 바와 같이 블랙에러 및 색 간섭을 보정한 이상적인 삼 자극치를 나타내는 매트릭스에 대한 역매트릭스를 이용하여 매트릭스 변환하여 보정된 R, G, B 계조값(R(i)LCD, G(j)LCD, B(k)LCD)을 산출해내게 된다.
이러한 색보정 회로를 통해 보정된 디지탈 R, G, B 계조값(R(i)LCD, G(j)LCD, B(k)LCD)을 LCD에 공급하는 경우 그 LCD는 CRT와 동일한 색재현 특성을 가지게 된다.
한편 상기 수학식 4와 같이 모델링된 LCD의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)는 다음 수학식 6과 같이 R, G, B 항목 별로 분리해낼 수 있게 된다.
Figure 112001033723418-pat00006
여기서 분리되어진 R, G, B에 대한 삼자극치는 일정한 좌표를 가지는 R의 색좌표에 스케일 펙터 a, b, c 각각을 곱하여 다음 수학식 7과 같이 나타낼 수 있게 된다.
Figure 112001033723418-pat00007
여기서,
Figure 112001033723418-pat00008
는 상기 수학식 2의 XMOD R(i)의 x좌표들을 평균한 값이다. 상기 수학식 7에서 a, b, c는 다음 수학식 8에 의해 얻어낼 수 있게 된다.
Figure 112001033723418-pat00009
여기서 구한 a, b, c로부터 LCD의 삼자극치는 R, G, B의 삼자극치 성분으로 분리될 수 있게 된다. 이렇게 분리되어진 R 성분의 삼자극치를 룩업테이블을 이용하여 전 계조값에 대해 비교함으로써 보정된 R의 계조값을 구할 수 있게 된다. 이렇게 LCD에서 CRT와 동일한 색 재현을 위해 R, G, B의 계조값을 보정하는 방법을 이용한 색보정 회로는 도 7과 같이 구현될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 LCD 색보정 회로는 입력 디지털 R, G, B 값을 매트릭스 변환하여 CRT 특성에 맞는 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)를 출력하는 CRT 매트릭스 변환부(30)와, CRT 매트릭스 변환부(30)로부터의 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)를 스케일 팩터를 이용하여 정규화하기 위한 제1 및 제2 스케일 팩터부(32, 34)와, 제2 스케일 팩터부(34)로부터의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)를 R, G, B 별로 분리해내기 위한 RGB 분리부(36)와, RGB 분리부(36)에서 분리되어진 R, G, B에 대한 삼자극치 각각을 보정된 R, G, B 각각의 계조값(R(i)LCD, G(j)LCD, B(k)LCD)으로 변환하기 위한 R-테이블(38), G-테이블(40) 및 B-테이블(42)를 구비한다.
CRT 매트릭스 변환부(30)는 입력되어진 디지털 R, G, B 값을 상기 수학식 3에 나타낸 CRT 매트릭스들을 이용하여 매트릭스 변환함으로써 CRT에서의 R, G, B에 의한 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)를 산출하게 된다.
제1 및 제2 스케일 펙터부(32, 34)는 CRT 매트릭스 변환부(30)로부터 산출되어진 CRT의 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)에 CRT 및 LCD 밝기 특성을 고려한 소정의 제1 및 제2 스케일 팩터들을 부가하여 정규화하게 된다. 여기서, 제1 스케일 팩터부(32)는 CRT 매트릭스 변환부(30)로부터의 삼자극치(XCRT, YCRT, ZCRT)에 CRT의 밝기 특성을 고려한 제1 스케일 팩터를 곱하고, 제2 스케일 팩터부(34)는 제1 스케일 팩터부(32)로부터의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)에 LCD의 밝기 특성을 고려한 제2 스케일 팩터를 곱하여 LCD 상의 삼자극치(XLCD, YLCD, ZLCD)를 산출해내게 된다.
RGB 분리부(36)는 상기 수학식 6 내지 7을 이용하여 R, G, B 각각에 대한 삼자극치(XR LCD, YR LCD, ZR LCD)(XG LCD, YG LCD, ZB LCD)(XB LCD, YB LCD, ZB LCD)들을 분리해내게 된다.
R-테이블(38)은 RGB 분리부(36)로부터의 R에 대한 삼자극치(XR LCD, YR LCD, ZR LCD)를 해당 계조값으로 선형변환함으로써 보정된 R의 계조값(R(i)LCD)을 출력하게 된다. G-테이블(40)은 RGB 분리부(36)로부터의 G에 대한 삼자극치(XG LCD, YG LCD, Z G LCD)를 해당 계조값으로 선형변환함으로써 보정된 G의 계조값(G(j)LCD)을 출력하게 된다. B-테이블(42)은 RGB 분리부(36)로부터의 B에 대한 삼자극치(XB LCD, YB LCD, Z B LCD)를 해당 계조값으로 선형변환함으로써 보정된 B의 계조값(B(k)LCD)을 출력하게 된다. 이 R-테이블(38), G-테이블(40) 및 B-테이블(42)은 상기 수학식 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 얻어낸 이상적인 삼자극치(XMOD, YMOD, ZMOD)의 구현시 얻어낸값들을 이용하여 보정된 R, G, B의 계조값(R(i)LCD, G(j)LCD, B(k)LCD)으로 선형변환하게 된다.
이러한 색보정 회로를 통해 보정된 디지탈 R, G, B 계조값(R(i)LCD, G(j)LCD, B(k)LCD)을 LCD에 공급하는 경우 그 LCD는 CRT와 동일한 색재현 특성을 가지게 된다.
이렇게 도 6 및 도 7에 도시된 색보정 회로를 액정표시장치에 적용하는 방법은 다양하다. 하나의 실시 예로 도 8에 도시된 바와 같이 색보정부(54)는 타이밍 컨트롤러(52)와 데이터 드라이버(56) 사이에 접속되게 한다.
도 8을 참조하면, 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(60)과, 액정패널(60)의 게이트라인들(G0 내지 Gn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(58)와, 액정패널(60)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(56)와, 데이터 드라이버(56) 및 게이트 드라이브(58)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(52)와, 데이터 드라이버(56)와 타이밍 컨트롤러(52) 사이에 설치된 색보정부(54)와, 타이밍 컨트롤러(52)에 비디오데이터를 공급하는 비디오 카드(50)를 구비한다.
비디오카드(50)는 입력 비디오데이터(R, G, B)를 액정패널(60)의 해상도에 적합하게 변환하여 공급한다. 또한 비디오카드(50)는 상기 해상도에 적합한 메인클럭신호, 수직 동기신호 및 수평 동기신호 등과 같은 동기신호들을 공급한다.
타이밍 컨트롤러(52)는 비디오카드(50)로부터의 비디오데이터(R, G, B)를 중계하여 색보정부(54)에 공급한다. 또한 타이밍 컨트롤러(52)는 비디오 카드(50)로부터의 동기신호들을 이용하여 데이터 및 게이트 드라이버(56, 58)의 구동을 제어하기 위한 각종 제어신호들을 발생한다.
색보정부(54)는 타이밍 컨트롤러(52)로부터의 비디오데이터(R, G, B)를 전술한 바와 같이 CRT와 동일한 색재현성을 가지게끔 색보정하여 출력한다.
게이트 드라이버(58)는 타이밍 컨트롤러(52)로부터의 제어신호에 따라 액정패널(60)의 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 게이트 하이전압 신호를 공급한다.
데이터 드라이버(56)는 색보정부(54)로부터의 비디오 데이터(R, G, B)를 감마회로(도시하지 않음)로부터의 감마전압들을 이용하여 아날로그신호인 비디오 전압신호로 변환한다. 그리고 데이터 드라이버(56)는 게이트라인(G1 내지 Gn)에 게이트 하이전압 신호가 공급되는 1수평주기마다 1수평라인분의 비디오 전압신호들을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
액정패널(60)은 게이트라인들(G1 내지 Gn)과 데이터라인들(D1 내지 Dm)의 교차부에 각각 형성된 박막트랜지스터(TFT)와, 박막트랜지스터(TFT)에 접속되고 매트릭스 형태로 배열되어진 액정셀들을 구비한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(G1 내지 Gn)으로부터의 게이트 하이전압 신호에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)으로부터의 비디오신호를 액정셀에 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막트랜지스터에 접속된 화소전극으로 구성되므로 등가적으로는 액정 캐패시터(Clc)로 표현된다. 또한 액정셀은 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 데이터전압을 다음 데이터전압이 충전될 때까지 유지시키기 위하여 이전단 게이트라인에 접속된 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.
이러한 액정표시장치에서 색보정부(54)는 데이터 드라이버(56) 및 타이밍 컨트롤러(52) 중 어느 하나와 일체로 집적화하여 구현할 수 있다.
다른 방법으로 색보정부(54)는 비디오카드(50)의 입력단 및 출력단 중 어느 하나에 설치하거나 비디오카드(50) 내부에 설치하는 것도 가능하다.
또 다른 방법으로 색보정부(54)는 비디오카드(50)가 장착되는 시스템부에서 비디오데이터신호가 전송되는 경로 상에 설치하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 색보정 방법 및 장치는 CRT 특성을 모델링한 삼자극치와 LCD의 특성을 모델링한 이상적인 삼자극치를 이용하여 색 데이터를 보정함으로써 LCD에서도 CRT와 동일한 색재현 특성을 얻을 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.

Claims (15)

  1. 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치를 산출하는 단계와;
    상기 산출된 음극선관의 삼자극치와 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 입력된 비디오데이터가 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 색보정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 색보정 단계는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 단계와;
    상기 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 단계와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 역매트릭스 변환하여 색보정된 비디오데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 색보정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 색보정 단계는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 단계와;
    상기 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 단계와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 색별로 분리해내는 단계와;
    상기 색별로 분리되어진 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 산출시 얻어낸 비디오데이터를 이용한 색깔별 룩업 테이블을 이용하여 색보정 비디오데이터로 선형변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 색보정 방법.
  4. 입력되는 비디오데이터를 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성 모델링한 삼자극치를 이용하여 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하는 단계와;
    상기 색보정된 비디오데이터를 아날로그 신호인 비디오전압신호로 변환하여 액정패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 색보정 단계는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 단계와;
    상기 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 단계와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 역매트릭스 변환하여 상기 색보정된 비디오데이터를 산출해내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 색보정 단계는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 단계와;
    상기 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 단계와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 색별로 분리해내는 단계와;
    상기 색별로 분리되어진 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 산출시 얻어낸 비디오데이터를 이용한 색깔별 룩업 테이블을 이용하여 상기 색보정 비디오데이터로 선형변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  7. 입력되는 비디오데이터를 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치를 이용하여 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하는 색보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 색보정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 색보정 회로는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 음극선관 매트릭스 변환부와;
    상기 매트릭스 변환된 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 스케일 팩터부와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 역매트릭스 변환하여 색보정된 비디오데이터를 산출해내는 역매트릭스 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 색보정 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 색보정 회로는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 음극선관 매트릭스 변환부;
    상기 매트릭스 변환되어진 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 스케일 팩터부와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 색별로 분리해내는 색분리부와;
    상기 색별로 분리되어진 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 산출시 얻어낸 비디오데이터를 이용하여 색보정 비디오데이터로 선형변환하는 적, 녹, 청 룩업 테이블 각각을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 색보정 장치.
  10. 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널과,
    상기 액정패널의 게이트라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버와,
    상기 액정패널의 데이터라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버와,
    비디오 카드로부터 입력되는 동기신호를 이용하여 상기 데이터 드라이버 및 게이트 드라이브의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러와,
    상기 타이밍 컨트롤러로부터 입력되는 비디오데이터를 음극선관의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치와 색누설 오차와 블랙에러를 보정하여 액정표시장치의 색재현 특성을 모델링한 삼자극치를 이용하여 음극선관과 동일한 색재현 특성을 가지게끔 색보정하여 상기 데이터 드라이버로 공급하는 색보정 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 색보정 회로는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 음극선관 매트릭스 변환부와;
    상기 매트릭스 변환되어진 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 스케일 팩터부와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 이용하여 역매트릭스 변환하여 상기 색보정된 비디오데이터를 산출해내는 역매트릭스 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 색보정 회로는
    상기 입력 비디오데이터를 상기 음극선관의 삼자극치를 이용하여 매트릭스 변환하는 음극선관 매트릭스 변환부;
    상기 매트릭스 변환되어진 삼자극치를 음극선관과 액정표시장치의 밝기 특성을 이용한 적어도 하나 이상의 스케일 팩터를 이용하여 액정표시장치의 삼자극치로 정규화하는 스케일 팩터부와;
    상기 액정표시장치의 삼자극치를 색별로 분리해내는 색분리부와;
    상기 색별로 분리되어진 삼자극치를 상기 액정표시장치의 삼자극치를 산출시 얻어낸 비디오데이터를 이용하여 색보정 비디오데이터로 선형변환하는 적, 녹, 청 룩업 테이블 각각을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 색보정 회로는 상기 데이터 드라이버와 상기 타이밍 컨트롤러 중 어느 하나와 집적화되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 색보정 회로는 상기 비디오 카드의 입력단 및 출력단 중 어느 하나에 설치되거나 상기 비디오 카드의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 색보정 회로는 상기 비디오 카드가 장착되는 시스템부에서 비디오데이터 신호가 전송되는 경로 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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