KR100927016B1

KR100927016B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR100927016B1
Application number: KR1020020087003A
Authority: KR
Inventors: 백흠일; 박종진; 손현호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2009-11-16
Also published as: KR20040061200A

Abstract

본 발명은 화상 종류에 따라 음극선관과 유사하게 휘도를 조정할 수 있는 액정 표시 장치와 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 액정 표시 장치는 적, 녹, 청, 백색 서브 화소들로 구성된 화소들을 포함하는 액정 패널과; 화상 정보에 따라 상기 백색 서브 화소의 휘도값을 조절하여 전체 휘도를 조절하기 위한 액정 패널 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF DIRVING THE SAME}

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 서브 화소의 등가 회로도.

도 3은 음극선관과 종래 액정 표시 장치의 휘도 특성을 도시한 그래프.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 도시한 도면.

도 5는 도 4에 도시된 데이터 변환부의 구체적인 구성을 도시한 블록도.

도 6은 음극선관과 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 휘도 특성을 도시한 그래프.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2, 22 : 액정 패널 4, 24 : 게이트 드라이버

6, 26 : 데이터 드라이버 8, 28 : 타이밍 제어부

10, 30 : 서브 화소 12, 32 : 화소

34 : 데이터 변환부 40 : 비교기

42 : 연산기1 44 : 연산기2

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 음극선관과 유사한 휘도 특성을 얻을 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 화소 매트릭스를 갖는 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다.

구체적으로, 액정 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 화소 매트릭스를 갖는 액정 패널(2)과, 액정 패널(2)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(4)와, 액정 패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(6)와, 게이트 드라이버(4)와 데이터 드라이버(6)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(8)를 구비한다.

액정 패널(2)은 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차로 정의되는 영역마다 형성된 서브 화소들(10)로 구성된 화소 매트릭스를 구비한다. 서브 화소들(10)은 적색 칼러 필터가 형성된 R 서브화소, 녹색 칼러 필터가 형성된 G 서브화소, 청색 칼러 필터가 형성된 B 서브화소들로 구성된다. 이러한 R, G, B 서브 화소들(10)의 조합으로 한 화소(12)에 대한 컬러를 구현하게 된다. 그리고 서브 화소들(10) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 화소 신호에 따라 광투과량을 조절하는 액정셀(Clc)과, 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT)들을 구비한다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터의 스캔 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는 경우 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터의 화소 신호를 액정셀(Clc)에 공급한다. 그리고, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터 게이트 로우 전압(VGL)이 공급되는 경우 턴-오프되어 액정셀(Clc)에 충전된 화소 신호가 유지되게 한다.

액정셀(Clc)은 등가적으로 캐패시터로 표현되며, 액정을 사이에 두고 대면하는 공통 전극과 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 화소 전극으로 구성된다. 그리고, 액정셀(Clc)은 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 하기 위하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 이러한 액정셀(Clc)은 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 충전되는 화소 신호에 따라 유전율 이방성을 가지는 액정의 배열 상태가 가변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.

게이트 드라이버(4)는 타이밍 제어부(8)로부터의 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스를 공급한다. 그리고, 게이트 드라이버(4)는 게이트 라인들(GL)에 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간에서는 게이트 로우 전압(VGL)을 공급하게 된다. 또한, 게이트 드라이버(4)는 상기 스캔 펄스의 펄스 폭을 타이밍 제어부(8)로부터의 게이트 출력 이네이블(Gate Output Enable; GOE) 신호에 따라 제어하게 된다.

데이터 드라이버(6)는 타이밍 제어부(8)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터 드라이버(6)는 상기 SSC에 따라 입력되는 화소 데이터를 상기 샘플링 신호에 따라 래치한 후 소스 출력 이네이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 라인단위로 공급한다. 데이터 드라이버(6)는 서로 다른 감마 전압들을 이용하여 라인 단위로 공급되는 화소 데이터를 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 여기서, 데이터 드라이버(6)는 상기 화소 데이터를 화소 신호로 변환할 때 타이밍 제어부(8)로부터의 극성 제어(POL) 신호에 응답하여 그 화소 신호의 극성을 결정하게 된다. 그리고, 데이터 드라이버(6)는 상기 SOE 신호에 응답하여 상기 화소 신호가 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급되는 기간을 결정한다.

타이밍 제어부(8)는 게이트 드라이버(4)를 제어하는 GSP, GSC, GOE 신호 등을 발생하고, 데이터 드라이버(6)를 제어하는 SSP, SSC, SOE, POL 신호 등을 발생한다. 이 경우, 타이밍 제어부(8)는 외부로부터 입력되는 유효 데이터 구간을 알리는 데이터 이네이블(Data Enable; DE) 신호, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 화소 데이터(RGB)의 전송 타이밍을 결정하는 도트 클럭(Dot Clock; DCLK)을 이용하여 상기 GSP, GSC, GOE, SSP, SSC, SOE, POL 등과 같은 제어신호들을 생성하게 된다. 그리고, 타이밍 제어부(8)는 입력되는 화소 데이터들을 정렬하여 데이터 드라이버(6)로 공급한다.

이와 같이 액정 표시 장치는 화소 데이터에 따라 계조 별로 구분된 감마 전압 세트 중 어느 하나의 감마 전압을 선택하여 액정 패널(2)에 화소 신호로 공급하 게 된다. 그리고, 액정셀들은 수동형 발광 소자로서 동일한 백라이트 유닛으로부터 공급되어진 광의 투과율을 화소 신호에 따라 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 그런데, 액정 표시 장치는 백라이트를 이용함에 따라 음극선관과 같이 화상의 종류에 따라 휘도를 조절할 수 없는 문제점을 가지고 있다.

구체적으로 음극선관은 APL(Average Picture Level) 즉 화상에서 백색부가 차지하는 면적 비에 따라 화이트 휘도가 달라지는 특성을 가지고 있다. 예를 들어, 음극선관에서는 도 3에 도시된 바와 같이 백색부 면적이 전체 화상의 20% 정도일 때는 화이트 휘도가 450nit 정도인 반면에, 80% 정도일 때는 250nit 정도로 낮아지게 된다. 이에 따라 음극선관은 80%의 백색 배경에 20% 정도의 전경이 표현되는 경우에도 사용자의 눈에 불편함이 없는 화상을 제공하게 된다.

반면에, 액정 표시 장치는 백라이트의 밝기에 의해 최대 휘도가 결정되기 때문에 APL 등의 화상 정보에 관계없이 항상 동일한 화이트 휘도를 나타낸다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 휘도가 250nit 정도인 모니터용 액정 표시 장치(LCD)의 경우 APL이 80% 이하인 경우에는 항상 음극선관 보다 어두운 화상을 제공하게 된다. 휘도가 350nit 정도인 제1 TV용 액정 표시 장치(LCD)의 경우 APL이 60% 이상인 경우에는 음극선관 보다 밝은 화상을 제공하고, 이하인 경우에는 음극선관 보다 어두운 화상을 제공하게 된다. 그리고 최근 추세인 450nit 이상의 제2 TV용 액정 표시 장치(LCD)인 경우에는 APL이 40% 이하인 경우 음극선관과 유사한 휘도를 나타내지만, 그 이상의 경우에는 음극선관 보다 밝은 화상을 제공하게 된다.

이렇게 액정 표시 장치는 APL 등과 같은 화상의 휘도 정보에 관계없이 항상 동일한 휘도를 나타냄에 따라 백색부 면적비가 증대되는 경우 사용자의 눈에 피로감과 같은 불편함을 주게 된다. 또한 액정 표시 장치는 APL이 60% 이상인 화상들, 예를 들어 밝은 배경에 어두운 전경이 있는 경우 배경이 너무 밝음에 따라 대비 효과에 의해 어두운 전경을 식별하기가 어렵게 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 액정 표시 장치에서도 화상의 종류에 따라 음극선관과 같이 휘도를 조정해줄 수 있는 방안이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 화상 종류에 따라 음극선관과 유사하게 휘도를 조정할 수 있는 액정 표시 장치와 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색, 및 백색 서브 화소들로 구성된 화소들을 포함하는 액정 패널과; 입력 화소 데이터를 기초로 검출된 평균 픽처 레벨(Average Picture Level)인 화상 정보를 입력받고, 상기 입력 화소 데이터와 상기 화상 정보를 이용하여 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하는 데이터 변환부를 포함하여, 상기 백색 서브 화소의 휘도값 조정을 통해 전체 휘도를 조절하기 위한 액정 패널 구동부를 구비하고; 상기 데이터 변환부는 적색, 녹색, 및 청색의 상기 입력 화소 데이터를 비교하여 최대 휘도값과 제1 최소 휘도값을 검출하기 위한 비교기와; 상기 제1 최소 휘도값을 상기 화상 정보에 따라 조절하여 제2 최소 휘도값을 출력하기 위한 제1 연산기와; 상기 최대 휘도값과 상기 제2 최소 휘도값을 이용하여 상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하는 제2 연산기를 가지며; 상기 제1 연산기는 상기 화상 정보가 미리 설정된 기준치보다 작은 경우 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값으로 유지시키고, 상기 기준치보다 큰 경우 상기 제1 최소 휘도값과 상기 화상 정보를 이용한 연산을 통해 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값보다 낮춘다.
상기 제2 연산기는 상기 제2 최소 휘도값을 상기 백색 서브 화소의 휘도값으로 결정하고, 상기 화상 정보에 따라 조절된 상기 백색 서브 화소의 휘도값에 따라 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들의 휘도값들도 그들간의 휘도비를 유지시키면서 조절한다.
상기 액정 패널 구동부는 상기 액정 패널의 게이트 라인들에 스캔 신호를 공급하는 게이트 드라이버와; 상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 아날로그 화소 신호로 변환하여 상기 액정 패널의 데이터 라인들로 공급하는 데이터 드라이버와; 상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버와 공급함과 아울러 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부를 더 구비한다.
상기 제1 연산기는 상기 화상 정보에 따라 상기 제2 최소 휘도값의 최대치를 제한한다.
상기 데이터 변환부는 상기 타이밍 제어부와 일체화되어 집적화된다.
상기 액정 패널 구동부는 약 250 nit ~ 500 nit 범위내에서 휘도를 조절한다.
본 발명의 실시예에 따라 적색, 녹색, 청색, 및 백색 서브 화소들로 구성된 화소들을 갖는 액정표시장치의 구동방법은, 입력 화소 데이터를 기초로 검출된 평균 픽처 레벨(Average Picture Level)인 화상 정보를 입력받는 제1 단계와; 상기 입력 화소 데이터와 상기 화상 정보를 이용하여 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하되, 상기 백색 서브 화소의 휘도값 조정을 통해 전체 휘도를 조절하는 제2 단계를 포함하고; 상기 제2 단계는 적색, 녹색, 및 청색의 상기 입력 화소 데이터를 비교하여 최대 휘도값과 제1 최소 휘도값을 검출하는 제2-1 단계와; 상기 제1 최소 휘도값을 상기 화상 정보에 따라 조절하여 제2 최소 휘도값을 출력하는 제2-2 단계와; 상기 최대 휘도값과 상기 제2 최소 휘도값을 이용하여 상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하는 제2-3 단계를 포함하며; 상기 제2-2 단계는 상기 화상 정보가 미리 설정된 기준치보다 작은 경우 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값으로 유지시키고, 상기 기준치보다 큰 경우 상기 제1 최소 휘도값과 상기 화상 정보를 이용한 연산을 통해 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값보다 낮춘다.

삭제

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 도시한 것으로, 도 4에 도시된 액정 표시 장치는 화소 매트릭스를 갖는 액정 패널(22)과, 액정 패널(22)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(24)와, 액정 패널(22)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(26)와, 게이트 드라이버(24)와 데이터 드라이버(26)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(28)와, 외부로부터 입력되는 RGB 화소 데이터를 RGBW 화소 데이터로 변환하여 타이밍 제어부(28)로 공급하기 위한 데이터 변환부(34)를 구비한다.

액정 패널(22)은 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차로 정의되는 영역마다 형성된 서브 화소들(30)로 구성된 화소 매트릭스를 구비한다. 서브 화소들(30)은 R 칼러 필터가 형성된 R 서브화소, G 칼러 필터가 형성된 G 서브화소, B칼러 필터가 형성된 B 서브화소, 그리고 백색광을 투과시키는 W 서브화소들로 구성된다. 이들 중 R, G, B, W 서브 화소(30)의 조합으로 한 화소(32)에 대한 컬러를 구현하게 된다. 여기서 W 서브 화소(30)의 투과도는 화상에서의 백색부 면적비, 즉 APL에 따라 결정된다. 이에 따라, 액정 패널(22)은 다음 표 1과 같이 APL에 따 라 대략 250nit ~ 500nit 휘도 구간을 구현할 수 있게 된다.

	RGB	RGBW
투과율	1	0.75¹+0.25²/0.33³=1.5
휘도	350nit	W 오프 : 260nit W 온 : 520 nit

여기서, 0.75는 한 화소(32)에서 R, G, B 서브 화소(10)의 면적비(3/4)를, 0.25는 W 서브 화소(10)의 면적비(1/4)를, 0.33은 R, G, B 칼러 필터의 투과율을 나타낸다. 이와 같이, 한 화소(32)가 R, G, B, W 서브화소(30)로 구성됨에 따라 투과율이 기존의 R, G, B 서브화소로만 구성된 화소의 투과율 보다 1.5배 정도 상승하게 된다. 그리고, APL에 따라 투과율이 결정되는 W 서브화소(10)에 의해 260nit ~ 520nit 휘도 구간을 구현할 수 있게 된다.

이러한 R, G, B, W 서브 화소들(30) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT)와 액정셀(Clc)을 구비한다.

액정셀(Clc)은 등가적으로 캐패시터로 표현되며, 액정을 사이에 두고 대면하는 공통 전극과 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 화소 전극으로 구성된다. 그리고, 액정셀(Clc)은 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유 지되게 하기 위하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 이러한 액정셀(Clc)은 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 충전되는 화소 신호에 따라 유전율 이방성을 가지는 액정의 배열 상태가 가변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.

게이트 드라이버(24)는 타이밍 제어부(28)로부터의 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스를 공급한다. 그리고, 게이트 드라이버(24)는 게이트 라인들(GL)에 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간에서는 게이트 로우 전압(VGL)을 공급하게 된다. 또한, 게이트 드라이버(24)는 상기 스캔 펄스의 펄스 폭을 타이밍 제어부(28)로부터의 게이트 출력 이네이블(Gate Output Enable; GOE) 신호에 따라 제어하게 된다.

데이터 드라이버(26)는 타이밍 제어부(28)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터 드라이버(26)는 상기 SSC에 따라 입력되는 R,G,B,W 화소 데이터를 상기 샘플링 신호에 따라 래치한 후 소스 출력 이네이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 라인단위로 공급한다. 데이터 드라이버(26)는 서로 다른 감마 전압들을 이용하여 라인 단위로 공급되는 R,G,B,W 화소 데이터를 아날로그 R,G,B,W 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 여기서, 데이터 드라이버(26)는 상기 R,G,B,W 화소 데이터를 R,G,B,W 화소 신호로 변환할 때 타이밍 제어부(28)로부터의 극성 제어(POL) 신호에 응답하여 그 R,G,B,W 화소 신호의 극성을 결정하게 된다. 그리고, 데이터 드라이버(26)는 상기 SOE 신호에 응답하여 상기 R,G,B,W 화소 신호가 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급되는 기간을 결정한다.

타이밍 제어부(28)는 게이트 드라이버(24)를 제어하는 게이트 제어 신호(GCS)로 GSP, GSC, GOE 신호 등을 발생하고, 데이터 드라이버(26)를 제어하는 데이터 제어 신호(DCS)로 SSP, SSC, SOE, POL 신호 등을 발생한다. 이 경우, 타이밍 제어부(28)는 외부로부터 입력되는 유효 데이터 구간을 알리는 데이터 이네이블(Data Enable; DE) 신호, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 화소 데이터(RGB)의 전송 타이밍을 결정하는 도트 클럭(Dot Clock; DCLK)을 이용하여 상기 게이트 제어 신호(GCS)와 데이터 제어 신호(DCS)를 생성하게 된다. 그리고, 타이밍 제어부(28)는 데이터 변환부(34)로부터 입력되는 R,G,B,W 화소 데이터들을 정렬하여 데이터 드라이버(26)로 공급한다.

데이터 변환부(34)는 외부로부터 입력되는 R,G,B 화소 데이터를 APL에 따라 R,G,B,W 화소 데이터로 변환하여 타이밍 제어부(28)로 출력하게 된다. 이 경우, 데이터 변환부(34)는 W 화소 데이터에 따른 색상 변화를 최소화하기 위하여 R, G, B 화소 데이터 중 최소 휘도값을 사용하고 R, G, B 화소 데이터와 출력 Ro, Go, Bo 화소 데이터간의 휘도비가 일정하도록 데이터를 변환한다. 또한, 데이터 변환부(34)는 APL에 따라 W 화소 데이터의 최대 휘도값을 제한해야만 한다.

이를 위하여, 데이터 변환부(34)는 도 5에 도시된 바와 같이 외부로부터 입력된 R, G, B 화소 데이터를 비교하여 최대 휘도값(MAX)과 최소 휘도값(MIN)을 검 출하는 비교기(40)와, APL에 따라 상기 최소 휘도값(MIN)을 조정하기 위한 연산기1(42)과, 비교기(40)로부터의 최대 휘도값(MAX)과 연산기1(42)로부터의 최소 휘도값(MIN')을 이용하여 입력 R, G, B 화소 데이터를 Ro, Go, Bo, Wo 화소 데이터 변환하여 출력하는 연산기 2(44)를 구비한다.

비교기(40)는 외부로부터 입력되는 R, G, B 화소 데이터들 중 최대 휘도값(MAX)과 최소 휘도값(MIN)을 검출하여 최대 휘도값(MAX)은 연산기 2(44)로, 최소 휘도값(MIN)은 연산기 1(42)로 출력한다.

연산기 1(42)는 비교기(40)로부터의 최소 휘도값(MIN)을 외부로부터 입력되는 APL에 따라 조정하고 조정된 최소 휘도값(MIN')을 연산기 2(44)로 출력한다. 여기서, APL은 한 프레임의 화상에서의 백색부 면적비를 나타내는 것으로 외부에 별도로 마련된 APL 검출기(미도시)에서 한 프레임의 R, G, B 화소 데이터들을 이용하여 검출되어 공급된다. 이러한 APL는 통상 1~100 사이의 수로 표시된다. 연산기1(42)는 다음 수학식 1과 같이 APL이 1~40인 경우 비교기(40)로부터의 최소 휘도값(MIN)을 그대로 출력 최소 휘도값(MIN')으로 출력한다. 그리고, 연산기1(42)은 APL이 40~100인 경우 다음 수학식 1과 같이 MIN*(100-APL)/60의 연산을 수행하여 출력 최소 휘도값(MIN')을 출력한다.

APL 1~40 -> MIN' = MIN

APL 40~100 ->MIN' = MIN*(100-APL)/60

여기서, 연산기1(42)에서 수행되는 연산은 상기 수학식 1로만 한정되지 않는 다.

연산기2(44)는 비교기(40)로부터의 최대 휘도값(MAX)과 연산기1(42)로부터의 최소 휘도값(MIN')을 이용하여 입력된 R, G, B 화소 데이터를 출력용 Ro, Go, Bo 화소 데이터로 변환하고, 연산기1(42)로부터의 최소 휘도값(MIN')을 그대로 Wo 화소 데이터로 출력하게 된다. 이 경우 연산기2(44)에서 출력용 Ro, Go, Bo, Wo 화소 데이터 산출을 위해 수행하는 연산을 예를 들면 다음 수학식 2와 같다.

Ro, Go, Bo = (R, G, B)*(MAX+MIN')/MAX - MIN'

Wo = MIN'

여기서, 연산기2(44)에서 수행되는 연산은 상기 수학식 1로만 한정되지 않는다.

이에 따라, 데이터 변환부(34)는 입력 R, G, B 화소 데이터 중 최소 휘도값을 APL에 따라 조정하여 W 화소 데이터를 산출해냄으로써 W 화소 데이터에 따른 색상 변화를 최소화할 수 있게 된다. 아울러, 데이터 변환부(34)는 입력 R, G, B 화소 데이터들간의 휘도비가 출력용 Ro, Go, Bo 화소 데이터들간에도 일정하게 유지되게 함으로써 데이터 변환에 따른 색상 변화를 최소화할 수 있게 된다.

이러한 데이터 변환부(34)는 타이밍 제어부(28)와 별도로 구성되거나 일체화되어 구성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 한 화소(32)를 R, G, B, W 서브 화소(30)의 조합으로 구현하고, W 화소 데이터를 APL 값에 따라 결정함으로써 음극선관과 같이 APL에 따라 휘도를 조절할 수 있게 된다.

도 6을 참조하면, 기존의 TV용 액정 표시 장치(LCD)는 APL에 관계없이 일정한 휘도를 갖는 반면에, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 APL에 따라 음극선관과 같이 휘도를 조절할 수 있게 된다. 이에 따라, 백색부 면적이 전체 화상의 40% 이하일 때는 화이트 휘도가 500nit 정도로 높고, 40% 이상일 때는 화이트 휘도가 점점 감소되어 80% 정도일 때는 350nit 정도로 낮아지게 된다. 이에 따라 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 음극선관과 같이 80%의 백색 배경에 20% 정도의 전경이 표현되는 경우에도 사용자의 눈에 불편함이 없는 화상을 제공하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 화상 정보(APL)에 따라 W 서브 화소의 투과도를 결정함으로써 최대 휘도값을 상승시킬 수 있음과 아울러 음극선관과 같이 휘도를 조정할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 R, G, B 화소 데이터 중 최소 휘도값을 APL에 따라 조정하여 W 화소 데이터를 산출해냄으로써 W 화소 데이터에 따른 색상 변화를 최소화할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 R, G, B 화소 데이터들도 그들간의 휘도비가 일정하게 유지되게 하면서 W 화소 데이터에 따라 변환함으로써 W 화소 데이터에 따른 색상 변화를 최소화할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 의하면 휘도를 높일 수 있음과 아울러 백색부 면적이 상대적으로 큰 경우 휘도를 낮출 수 있게 되므로 사용자의 눈에 불편함이 없는 화상을 제공하게 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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

적색, 녹색, 청색, 및 백색 서브 화소들로 구성된 화소들을 포함하는 액정 패널과;

입력 화소 데이터를 기초로 검출된 평균 픽처 레벨(Average Picture Level)인 화상 정보를 입력받고, 상기 입력 화소 데이터와 상기 화상 정보를 이용하여 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하는 데이터 변환부를 포함하여, 상기 백색 서브 화소의 휘도값 조정을 통해 전체 휘도를 조절하기 위한 액정 패널 구동부를 구비하고;

상기 데이터 변환부는

적색, 녹색, 및 청색의 상기 입력 화소 데이터를 비교하여 최대 휘도값과 제1 최소 휘도값을 검출하기 위한 비교기와;

상기 제1 최소 휘도값을 상기 화상 정보에 따라 조절하여 제2 최소 휘도값을 출력하기 위한 제1 연산기와;

상기 최대 휘도값과 상기 제2 최소 휘도값을 이용하여 상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하는 제2 연산기를 가지며;

상기 제1 연산기는 상기 화상 정보가 미리 설정된 기준치보다 작은 경우 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값으로 유지시키고, 상기 기준치보다 큰 경우 상기 제1 최소 휘도값과 상기 화상 정보를 이용한 연산을 통해 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값보다 낮추는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 연산기는

상기 제2 최소 휘도값을 상기 백색 서브 화소의 휘도값으로 결정하고, 상기 화상 정보에 따라 조절된 상기 백색 서브 화소의 휘도값에 따라 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들의 휘도값들도 그들간의 휘도비를 유지시키면서 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 액정 패널 구동부는

상기 액정 패널의 게이트 라인들에 스캔 신호를 공급하는 게이트 드라이버와;

상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 아날로그 화소 신호로 변환하여 상기 액정 패널의 데이터 라인들로 공급하는 데이터 드라이버와;

상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버와 공급함과 아울러 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제1 연산기는 상기 화상 정보에 따라 상기 제2 최소 휘도값의 최대치를 제한하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제 4 항에 있어서,

상기 데이터 변환부는 상기 타이밍 제어부와 일체화되어 집적화된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액정 패널 구동부는 약 250 nit ~ 500 nit 범위내에서 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
적색, 녹색, 청색, 및 백색 서브 화소들로 구성된 화소들을 갖는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

입력 화소 데이터를 기초로 검출된 평균 픽처 레벨(Average Picture Level)인 화상 정보를 입력받는 제1 단계와;

상기 입력 화소 데이터와 상기 화상 정보를 이용하여 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하되, 상기 백색 서브 화소의 휘도값 조정을 통해 전체 휘도를 조절하는 제2 단계를 포함하고;

상기 제2 단계는

적색, 녹색, 및 청색의 상기 입력 화소 데이터를 비교하여 최대 휘도값과 제1 최소 휘도값을 검출하는 제2-1 단계와;

상기 제1 최소 휘도값을 상기 화상 정보에 따라 조절하여 제2 최소 휘도값을 출력하는 제2-2 단계와;

상기 최대 휘도값과 상기 제2 최소 휘도값을 이용하여 상기 출력용 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소 데이터를 발생하는 제2-3 단계를 포함하며;

상기 제2-2 단계는 상기 화상 정보가 미리 설정된 기준치보다 작은 경우 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값으로 유지시키고, 상기 기준치보다 큰 경우 상기 제1 최소 휘도값과 상기 화상 정보를 이용한 연산을 통해 상기 제2 최소 휘도값을 상기 제1 최소 휘도값보다 낮추는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제2-3 단계에서,

상기 제2 최소 휘도값을 상기 백색 서브 화소의 휘도값으로 결정하고, 상기 화상 정보에 따라 조절된 상기 백색 서브 화소의 휘도값에 따라 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들의 휘도값들도 그들간의 휘도비를 유지시키면서 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
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제 11 항에 있어서,

상기 제2-2 단계는 상기 화상 정보에 따라 상기 제2 최소 휘도값의 최대치를 제한하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
삭제
제 11 항에 있어서,

상기 전체 휘도를 약 250 nit ~ 500 nit 범위내에서 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.