KR20020013831A

KR20020013831A - 고 밝기를 지닌 액정 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20020013831A
Application number: KR1020017008790A
Authority: KR
Inventors: 사토시 히라노; 마사루 야수이; 타케오 카미야; 하기노 슈지
Original assignee: 요트.게.아. 롤페즈; 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-02-21
Also published as: CN1343346A; CN100437719C; EP1147509A1; WO2001037251A1; CN1343346B; CN1661658A; KR100777791B1; US6954191B1

Abstract

본 발명은 적당히 발광인 이미지가, 몇 개의 미리 결정된 계산 공식이 내장된 디코더로 미리 결정된 계산에 따라 디스플레이 될 수 있는, RGBW-타입의 LCD에 관한 것이다. 더 나아가, RGBW 이미지 디스플레이뿐만 아니라 RGB 이미지 디스플레이도 미리 결정된 제어 신호에 의해 사용될 수 있다.

Description

고 밝기를 지닌 액정 디스플레이 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE WITH HIGH BRIGHTNESS}

종래의 RGB 타입의 RGB 필터 외에 투명 필터(W)가 배열된 RGBW 타입의 액정 디스플레이 장치(이 후로 RGBW 타입 액정 디스플레이 장치로서 칭해짐)가 일본 특허 출원 공개(Laid-open) 제10998/1998호에서 제안되었는데, 상기 출원은 상기 액정 디스플레이 장치의 액정 패널의 픽셀의 휘도 개선 방법에 관한 것이다.

그러나, 단지 투명 필터를 추가함으로써 액정 패널의 휘도의 개선을 시도하더라도, 만약 투명 필터의 픽셀의 일부의 휘도가 독립적인 방식으로 적당하게 제어되지 않는다면, 백색이 모든 디스플레이 컬러에 섞여서, 컬러 순도(채도)는 떨어지게 되어, 의도하지 않은 디스플레이 컬러를 지니지 않아, 원래의 이미지와 서로 다르게 된 이미지가 디스플레이 될 것이다.

본 발명은 컬러 디스플레이가 가능한 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근 몇 년 동안에, 컬러 디스플레이가 가능한 액정 디스플레이 장치는, 예를 들면, 개인용 컴퓨터, 비디오 카메라 및 자동차 항법(navigation) 시스템을 위한 디스플레이 장치로서 널리 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 액정 디스플레이 장치(100)의 구성을 보이는 블록도.

도 2는 부픽셀, 게이트 버스(gate bus), 및 도 1에 도시된 액정 패널(1)의 소스 버스(source bus)의 배열을 예시하는 상부 평면도.

도 3은 도 1에 도시된 소스 드라이버(3) 및 디코더(6)를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 4는 수학식 2를 예시하기 위해 사용하는 색도도(chromaticity diaphragm).

도 5는 수학식 3을 사용하여 얻은 계산된 결과의 그래프.

도 6은 도 3에 도시된 실시예의 변경을 나타내는 블록도.

도 7은 도 2에 도시된 실시예의 변경을 도시하는 상부 평면도.

도 8은 도 2에 도시된 실시예의 변경을 도시하는 상부 평면도.

도 9은 도 3에 도시된 실시예의 또 다른 변경을 나타내는 블록도.

따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 액정 패널의 휘도를 설정할 때 미리 결정된 계산 하에 독립적인 방식으로 투명 필터의 픽셀의 휘도를 적절히 제어함으로써 액정 패널로부터의 이미지 출력의 휘도를 적절히 개선할 수 있는 RGBW 타입의 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

청구항 1 항에 설명된 액정 디스플레이 장치에 따라, 상기 데이터 계산 수단에 의한 상기 미리 결정된 계산 처리는 상기 휘도-증강 픽셀의 상기 디지털 값이 W로 정의되고, 상기 각 적색 입력 부픽셀, 상기 녹색 입력 부픽셀 및 상기 청색 입력 부픽셀의 상기 디지털 값의 Ymin 및 Ymax은 각각 최소값 및 최대값으로서 정의되는 경우에, 함수 W=f(Ymin, Ymax)에 의해 상기 휘도-증강 부픽셀을 구동하기 위한 상기 디지털 값을 얻어서, 그로 인해 상기 첫 번째 목적이 달성될 수 있다.

청구항 2 항에 설명된 액정 디스플레이 장치에 따라, 상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)는 상기 Ymin 값 또는 상기 Ymax 값이 더 커짐에 따라, 단조롭게 증가되는 함수로 이끌어져서, 그로 인해 상기 첫 번째 목적이 달성될 수 있다.

청구항 3 항에 설명된 액정 디스플레이 장치에 따라, 상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)는 상기 Ymin이 가변값(variable value)이고 상기 Ymax는 상수값(constant value)인 함수 및 상기 Ymin 값이 더 커짐에 따라, 단조롭게 증가하는 함수로 이끌어져서, 그로 인해 상기 첫 번째 목적이 달성될 수 있다.

청구항 4 항에 설명된 액정 디스플레이 장치에 따라, α, β 및 n이 미리 결정된 실수이고 상기 적색 입력 부픽셀, 상기 녹색 입력 부픽셀 및 상기 청색 입력 부픽셀로서 고려하여 채택될 수 있는 최대값은 MAX로 정의되는 경우에, 상기 함수W=f(Ymin, Ymax)는 상기 휘도 증강 부픽셀을 구동하기 위한 디지털 값이 얻어지는, 함수 W=Max*{(Ymin+α)+(MAX+β)}ⁿ에 의해 나타내어진다.

청구항 1 항 및 4 항 중 어느 한 항에 따른 액정 디스플레이 장치에 따르면, 상기 적색 입력 부픽셀, 상기 녹색 입력 부픽셀 및 상기 청색 입력 부픽셀 중 임의의 것의 디지털 값이 제로 값으로 이끌어지는 경우에, 상기 W의 값은 제로 값을 이끌어지며, 그로 인해 상기 첫 번째 목적이 달성될 수 있다.

청구항 6 항에 설명된 액정 디스플레이 장치에 따라, 상기 장치는,

상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)로 나타내어진 복수의 종류의 함수를 저장하는 저장 수단과,

상기 저장 수단에 의해 저장된 상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)에 의해 나타내어진 상기 복수의 종류의 함수 중 임의의 것을 선택하는 선택 수단을 포함하며, 그로 인해 상기 첫 번째 목적이 달성될 수 있다.

제 7 항에 설명된 액정 디스플레이 장치에 따르면, 여기서, 상기 적색 출력 부픽셀, 상기 녹색 출력 부픽셀 및 상기 청색 출력 부픽셀은 휘도를 위해 상기 부픽셀을 사용하지 않고서 메인 픽셀 유닛으로서 구성되어, 그로 인해 컬러-디스플레이가 가능한 액정 디스플레이 장치로서 사용될 수 있으며, 그로 인해, 두 번째 목적이 달성될 수 있다.

제 8 항에 설명된 액정 디스플레이 장치에 따르면, 여기서, 상기 적색 출력 부픽셀, 상기 녹색 출력 부픽셀 및 상기 청색 출력 부픽셀이 휘도를 위해 상기 부픽셀을 사용하지 않고서 메인 픽셀 유닛으로서 구성되는 이미지 디스플레이, 및 상기 적색 출력 부픽셀, 상기 녹색 출력 부픽셀 및 상기 청색 출력 부픽셀이 동시에 휘도를 위해 상기 부픽셀을 사용하여 메인 픽셀 유닛으로서 구성되는 이미지 디스플레이를 실행하는 것이 가능하게 되며, 그로 인해 상기 두 번째 목적이 달성될 수 있다.

본 발명의 이러한 그리고 다른 양상은 이 후로 설명되는 실시예로부터 뚜렷하며, 그것을 참조하여 명료해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 첫 번째 실시예의 액정 디스플레이 장치(100)의 구성을 도시하는 블록도이다. 이 액정 디스플레이 장치(100)에는 액정 패널(1)이 제공된다. 도 2는 상기 액정 패널(1)의 수평 부분을 개략적으로 도시하는 상부 평면도이다. 상기 액정 패널(1)에는 도 2에 도시된 대로, 행 방향의(row-like) 게이트 버스(G1 내지 Gm)(m: 자연수) 및 열 방향의(column-like) 소스 버스(S1 내지 Sn)(n: 자연수)가 제공된다. 게다가, 상기 게이트 버스(G1 내지 Gm)는 게이트 드라이버(2)와 연결되고, 상기 소스 버스(S1 내지 Sn)는 상기 소스 드라이버(3)와 연결된다.

또한, R(적색), G(녹색), B(청색) 또는 W{(휘도의 증강을 위한)백색}의 부픽셀 Lij은 게이트 버스 Gi와 G1+1(i=1 내지 m) 및 소스 버스 Sj와 Sj+1(j=1 내지 m)이 형성하는 그물로 배열된다.

더욱이, TFT들(박막 트랜지스터) Qij는 게이트 버스 Gi와 소스 버스 Sj의 교차 부근에 배열된다. 또한, 게이트 버스 Gi는 TFT Qij의 게이트와 연결되며, 소스 버스 Sj는 TFT Qij의 소스와, 그리고 각 부픽셀 Lij의 디스플레이 전극은 TFT Qij의 드레인(drain)과 연결된다. 게다가, 각 부픽셀 Lij의 디스플레이 전극에 대항하는 전극은 공통 전극(12)이며, 상기 공통 전극(12)은 전압 공급 회로와 연결된다(미도시).

또한, RGBW를 위한 컬러 필터는 각 부픽셀 Lij에 대해 다음과 같이 배열되며, 이 때, 부픽셀은 도 2에 도시된 바와 같이, 세로줄 형태로 배열되며, 하나의픽셀은 RGBW의 네 개의 부픽셀로 구성된다.

R:Lij (i=1,2,3,...,m-1, j=1,5,9,...,n-3)

G:Lij (i=1,2,3,..,m, j=2,6,10,...,n-2)

B:Lij (i=1,2,3,...,m, j=3,7,11,...,n-1)

W:Lij (i=1,2,3,...,m-1, j=4,8,12,...,n)

상기 액정 패널(1)에서, 이들 부픽셀은 세로줄의 배열을 형성한다.

게다가, 상기 부픽셀 전극이 형성되는 TFT 기판, 상기 공통 전극이 형성되는 컬러 필터 기판 및 유리 기판 등은 도시되지 않았지만, 상기 액정 패널(1)의 패널 표면과 직교하는 방향으로 배열되며, 액정은 이들 기판 사이에서 샌드위치 되는 방식으로 채워진다. 컬러 필터 기판에서, 비록 적색, 녹색 및 청색 반투명 컬러 필터가 상술한 부픽셀 RGB에 대응하는 부분에 각각 배열되지만, 상기 컬러 필터는 부픽셀 W에 대응하는 부분에 배열되지 않거나, 상기 투명 필터가 배열된다.

도 1로 되돌아가서, 액정 디스플레이 장치(100)의 설명이 계속될 것이다. 게이트 드라이버(2) 및 여덟 개의 소스 드라이버(3)는 상기 액정 패널(1)의 둘레에 배열된다. 증폭기, DAC(DA 변환기) 및 래치(latch)는 도시되지는 않았지만, 각 소스 드라이버(3) 안에 배열된다. 게다가, 이 액정 디스플레이 장치(100)는 신호 제어 섹션(4)을 가진다. 상기 신호 제어 섹션(4)은 전원 전압을 공급할 뿐만 아니라, 제어 신호를 게이트 드라이버(2), 소스 드라이버(3), 이미지 데이터 홀딩(holding) 섹션(5) 및 디코더(6)에 공급한다. 디코더(6)는 각 소스 드라이버(3)에 연결된다. 더욱이, 디지털화된 형태로 획득된 8 비트의 적색, 녹색 및 청색 컬러의 이미지를지닌 각 부픽셀 입력 데이터 Ri, Gi, 및 Bi가 홀딩 된 상기 이미지 데이터 홀딩 섹션(5)은 상기 디코더(6)와 연결된다.

또한, 액정 디스플레이 장치(100)는 미리 결정된 클록 주파수(clock frequency)에 기초하여 기준 전위를 각 소스 드라이버(3)에 인가하는 기준 전위(reference potential) 발생회로 포함한다(미도시).

도 1에 도시된 상기 액정 디스플레이 장치(100)의 작동은 아래에서 설명될 것이다.

제어 신호는 신호 제어 섹션(4)으로부터 게이트 드라이버(2) 및 각 소스 드라이버(3)로 공급된다. 게이트 드라이버(2)는 상기 제어 신호에 기초하여 TFT Qij를 온 컨디션(on condition)으로 튜닝하기 위한 신호를 각 게이트 버스로 전송한다(도 2 참조).

더욱이, 8 비트의 부픽셀 출력 휘도 데이터(Ro, Go, Bo 및 Wo)는 제어 신호에 기초하여 각 소스 드라이버(3)의 래칭 부분(latch portion)에서(미도시) 래칭 되며, 이때, 상기 제어 신호는 각 소스 드라이버(3)로 공급된다.

또한, 8 비트의 이들 부픽셀 출력 휘도 데이터(Ro, Go Bo, 및 Wo)는 상기 이미지 데이터 홀딩 섹션(5)에 홀딩된 디지털 이미지를 구성하는 부픽셀 입력 데이터 (Ri, Gi 및 Bi)에 대해, 디코더(6)에 의한 상기 미리 결정된 계산의 실행 결과로서 얻어질 수 있다(후에 설명될 것임).

상기 설명된 래칭 부분에서 래칭된 부픽셀 출력 휘도 데이터 Ro, Go, Bo, 및 Wo는 정돈되어 출력되어, DAC 부분(미도시)으로 입력된다. 게다가, 제어 전원(신호제어 섹션)(4)은 상기 DAC 부분이 상기 기준 전위 발생 회로로부터 발생된 양의(positive) 극성 기준 전위로부터 전위를 선택하는지 또는 음의(negative) 극성 기준 전위를 선택하는 지의 여부를 제어하기 위한 극성(polarity) 제어 신호를 출력하며, 이 극성 제어 신호는 상기 DAC 부분으로 입력된다. DAC 부분은 입력 극성 제어 신호 및 부픽셀 출력 휘도 데이터 Ro, Go, Bo, 및 Wo에 기초하여 상기 기준 전위 발생 회로에 의해 발생되는 전위로부터 이들 W 부픽셀 출력 휘도 데이터, Ro, Go, Bo 및 Wo에 대응하는 전위를 선택한다.

전위가 상기 DAC 부분에 의해 선택되면, DAC 부분은 목표된 계조(gradation)를 얻도록 적당하게 수 개의 단계로의 저항 분할로써 상기 선택된 전위의 전압을 분할한다. 상기 분할된 전압은 증폭기에 의해 전류-증폭되어(current-amplified), 소스 버스(S1 내지 Sn) 중의 대응하는 하나로 보내진다(도 2 참조). 게이트 버스(G1 내지 Gm) 중의 하나로 전송된 신호에 의해 TFT가 온(on) 되면, 상기 소스 버스로 전송된 전위의 상기 신호는 상기 TFT에 의해서 각 부픽셀 전극으로 전송된다.

이 작동에 따라, 부픽셀 출력 휘도 데이터에 대응하는 전위는 각 부픽셀 전극에 추가된다. 따라서, 전압이 공통 전극과 각 부픽셀 전극 사이에 샌드위치 된 액정 층으로 공급되며, 상기 액정 층은 각 부픽셀 전극에 추가된 전위에 응답하여 구동되어, 이미지가 가색 혼합(additive color mixing)의 원리에 의해 액정 패널(1)에 디스플레이 된다.

위에 언급한 디코더(6)의 계산 처리와 관련하여 바람직한 실시예는 도 3을참조하여 하단에 더 상세히 설명될 것이다. 디코더(6)는 도 3에 도시된 바와 같이, Ri, Gi, 및 Bi로부터 소스 드라이버(3)로 RGBW 부픽셀 출력 휘도 데이터 Ro, Go, Bo 및 Wo를 출력하기 위하여 상기 이미지 데이터 홀딩 섹션(5)으로부터 8 비트의, 적색, 녹색 및 청색 컬러의 각 입력 부픽셀 디지털 데이터 Ri, Gi, 및 Bi를 획득한다.

한편, W 부픽셀 출력 휘도 데이터(Wo)를 얻기 위하여, 다음의 처리가 요구된다.

디코더(6)에는 비교기(7) 및 조회표(look-up table)(8)가 제공된다. 상기 비교기(7)는 Ri, Gi, 및 Bi의 값의 최소값 Ymin을 선택하기 위하여 상술한 대로 획득한 입력 부픽셀 디지털 데이터 Ri, Gi, 및 Bi의 값을 비교한 후에 이 값을 휘도 데이터의 치수(dimensions)로 변환한다.

다음, 상기 조회표(8)는 상기 비교기(7)에 의해 그렇게 선택되고 변환된 상기 Ymin 값을 W 부픽셀 출력 휘도 데이터 Wo로 변환한다.

상술한 Ymin 값의 W 부픽셀 출력 휘도 데이터 Wo로의 변환은 제로에서 255로 바뀌는(256-단계 계조의 경우에서) Ymin의 각 값에 대해, 나중에 언급되는 수학식 1의 계산된 결과가 Ymin 주소에 저장되는 PROM을 사용해서 쉽게 실현될 수 있다. 더구나, 신호 제어 섹션(4)으로부터 디코더(6) 및 데이터가 저장되는 메모리 등으로의 제어 신호는 만약 오직 이 목적만을 위한 회로 구성이라면, 필요하지 않다.

그러나, 얼마간의 클록에 의한 지연은 비교기 및 조회표가 입력 부픽셀 데이터 Ri, Gi, 및 Bi가 디코더(6)에 입력된 후, W 부픽셀 출력 휘도 데이터 Wo를 출력하는 동안 야기되므로, 긴 시간을 요할 수 있다. 그 때, RGB 부픽셀 출력 휘도 데이터 Ro, Go, 및 Bo의 출력은 W 부픽셀 출력 휘도 데이터 Wo의 출력과 동기화 되어(in synchronization with) 디코더(6) 내에서 지연되는 것이 필요하다.

상술한 바와 같이, 디코더(6)는 입력 원(original) 이미지로부터 얻어진 입력 부픽셀 데이터 Ri, Gi, 및 Bi로부터 W 부픽셀 출력 휘도 데이터 Wo를 결정한다.

또한, 상기 언급된 수학식 1이 설명될 것이다.

수학식 1은 Wo=f(Ymin, Ymax)에 의해 나타내어지는 선택적(optional) 함수이며, 이 때, W 부픽셀 출력 휘도 데이터는 Wo로서 취해지고, 각 적색 입력 픽셀, 녹색 입력 픽셀 및 청색 입력 픽셀에 대한 디지털 값의 최소값은 Ymin으로, 최대값은 Ymax로 취해진다.

상기 Ymin 값 또는 상기 Ymax 값이 더 커짐에 따라 단조롭게 증가하는 함수가 이 수학식 1에 의해 나타내어진 함수로서 채택될 수 있다. 예를 들면, 그것은 함수 Wo=(Ymax*Ymin)/MAX²이다. 여기서, MAX는 Ri, Gi, 및 Bi의 입력 휘도 데이터의 값 중에서, 취해질 수 있는 가장 큰 값이다.

게다가, Wo=MAX*{(MINRGB+α)/(MAX+β)}ⁿ(이 후로 이 수학식은 간단히 수학식 2로 언급함)은 수학식 1의 다른 바람직한 예로서 주어진다. 이 수학식 2는 하단에 더 상세히 설명될 것이다. 이 수학식 2는 디코더(6)에서 출력되는 RGB 부픽셀 입력 휘도 데이터의 최소값이 변수로서 정의되어, 그로 인해 W 부픽셀 출력 휘도 데이터 Wo를 결정하게 되는 함수이다.

이 수학식 2에서, Wo는 W 부픽셀에 대한 출력 휘도 데이터이며, MAX는 상술한 바와 같이, Ri, Gi, 및 Bi의 입력 휘도 데이터 값 중에서, 취해질 수 있는 최대값이며, MINRGB는 Ri, Gi, 및 Bi의 입력 휘도 데이터 값 중에서, 취해질 수 있는 최소값이다. 게다가, α, β 및 n은 선택적 실수이다.

상기 α, β 및 n의 값은 액정 디스플레이 장치(100)의 타깃(target)으로서 설정되는 휘도와 같은 광학적 특징에 의해 결정된다. 예를 들어, β=0이 얻어지는 조건은 Wo가 MAX로 되는 조건, 즉, Ri, Gi, 및 Bi의 입력 휘도 데이터의 최소값 MINRGB(Ymin)가 MAX일 때, 상기 액정 디스플레이(100)의 액정 패널(1)에 가장 큰 휘도를 제공하는 조건으로부터 도입될 수 있다.

게다가, α=0 및 β=0이 얻어지는 조건은 Ri, Gi, 및 Bi의 입력 휘도 데이터의 최소값 MINRGB(Ymin)가 이 조건 하에서 제로가 될 때, Wo가 제로로 되는 조건, 및 Ri, Gi, 및 Bi의 입력 휘도 데이터의 최소값 MINRGB(Ymin)가 MAX가 될 때, Wo=MAX가 얻어지는 조건으로, 액정 디스플레이(100)에 본래부터 수반되는, 콘트라스트가 저하(degraded)될 수 없는 조건으로부터 도입될 수 있다.

선택적으로, 액정 디스플레이 장치(100)에 대해 디스플레이 될 컬러는 256 단계 계조이며, MAX 값은 MAX=255이다.

수학식 2에 의한 계산 역시, 디코더(6)가 상술한 바와 같이 포함하는 조회표(LUT)를 사용하여 실현될 수 있다. 그러한 조회표는 쉽게 디코더(6)의 내장 ASIC이 될 수 있으며, RGBW의 각 입력 및 휘도 데이터가 8 비트인, 그러한 조회표일 때, 256 바이트의 저장 용량을 가지는 PROM 및 EEPROM으로 쉽게 실현될 수 있다. 상술한 α 및 β의 값은 액정 디스플레이 장치에서 목표되는 광학 특징(휘도)에 따라 미리 조회표에 설정된다.

여기서, 수학식 2를 결정할 시에 발견되는 이론은 도 4의 색도도(chromaticity diaphragm)를 참조하여 아래에 보충으로 설명될 것이다.

이제, 도 4의 색도도 상의 R, G, B 및 W 안의 Ri, Gi, 및 Bi 및 각 포인트는 다음의 관계, 즉 Ri=MAX 및 G=B=0일 때, 포인트(R)에 대응하고, G=MAX 및 R=B=0일 때, 포인트(G)에 대응하고, B=MAX 및 R=G=0일 때, 포인트(B)에 대응하고, 이와 같이 계속되며, 게다가, 포인트(W)는 Ri=MAX 및 R=G=B일 때, 만족되는 관계로 존재하며, 다음의 결론이 얻어질 수 있다. "R, G 및 B의 값 중 어느 하나가 제로 보다 더 클 때, 상기 색도는 도 4의 삼각형 RGB의 내부에 있다." "즉, 컬러에는 포인트(W)에 접근하는, 백색(회색)으로-착색된 구성 요소가 제공된다.

게다가, 상술한 결론으로부터 W에 관하여 다음의 결론이 얻어질 수 있다.

(1) "R=G=B의 경우에는, W를 거기에 추가할 지라도, 색도에 변화 없이 오직 휘도만이 증가될 수 있다.

(2) "삼각형 RGB가 액정 디스플레이 장치가 표현될 수 있는 컬러의 영역을 나타내므로, W=0이 설정되며, 이 때, 이 영역을 좁히지 않기 위하여, R, G, 및 B 중 적어도 임의의 하나는 제로이다.

(3) "R, G, 및 B의 어느 것이 더 큰 색도는 R, G 및 B의 최소값이 더 커짐에 따라 포인트(W)에 접근한다." "다시 말하면, R, G 및 B의 최소값은 컬러가 얼마나 백색인지를 나타낸다. "따라서, 만약 W가 R, G 및 B의 최소값의 함수로서 주어진다면, 휘도는 하나의 픽셀이 R, G 및 B의 부픽셀의 세 개의 조각으로 구성되는 상기 색도를 과도하게 바꾸지 않고 증가될 것이다.

따라서, R, G 및 B의 최소값(MINRGB)의 함수로서 W를 제공할 수 있는 수학식 2는 상술한 아이템 (1), (2) 및 (3)의 결론에 비추어 유도될 수도 있다.

다음, 디코더(6)가 수학식 2를 사용하여 Wo를 결정하는 몇 개의 실시예(예 1 내지 3)가 도 5의 수학식 2에 대한 그래프를 참조로 하여 하단에 설명될 것이다.

도 5는 디스플레이 이미지의 각 픽셀의 최대 계조의 수가 256-단계의 계조일 때, 디코더(6)에 의해서 결정되는 상기 언급된 MINRGB 값이 X축의 변수로서 취해지며, MINRGB 값을 수학식 2로 대체함으로써 결정되는 Wo 값은 Y축의 변수로 취해지는 경우에, 수학식 2의 그래프이다.

예 1로서, Ri, Gi 및 Bi의 휘도 데이터의 값 중 어느 하나가 제로인 경우가 설명될 것이다. 이 경우, MINRGB=0이므로, Wo=0은 수학식 2의 계산으로부터 얻어진다(도 5의 그래프의 X 축 상에서). 즉, Wo=0은 실현되도록 고안될 수 있으며, 이로써 컬러 순도(채도)는 이 경우에 떨어질 수 있다.

예 2로서, α=β=0 및 n=1이 수학식 2에서 설정되는 경우가 설명될 것이다. 이 경우, 수학식 2는 Wo=MINRGB로 변형되므로, 도 5에서 일직선으로 나타내어진 결과(예 2)가 얻어질 수 있다. 따라서, 이미지 데이터 홀딩 부분(5)에 입력되기 전에, 원 이미지의 감마(γ) 특성(characteristic)은 이 경우에 홀딩될 수 있다. 게다가, 추가될 회로의 구성은 간단하며, 회로를 구성하는 구성의 스케일 역시 조그만 크기가 필요하다.

예 3으로서, "n" 값이 수학식 2에서의 수치값 "1" 보다 더 크게 설정되는 경우가 설명될 것이다. 이 예 3에서, n=2와 α=β=0이 설정된다. 게다가, MAX=255가 설정된다. 이 설정으로부터, 수학식 2는 Wo=255*(MINRGB/255)ⁿ(이 후로 상기 수학식을 "수학식 3"으로 칭함)로 나타내어지며, 상기 수학식 3은 도 5의 그래프(예 3)로 나타내어진다.

이것의(예 3) 그래프로부터 이해되듯이, Wo 값은 MINRGB 값이 커짐에 따라 갑자기 커진다. 다시 말하면, 이 수학식 2에 의한 계산 처리에 따라, 다른 디스플레이 컬러에 대략 100%인 백색 디스플레이가 글레어링(glaring) 방식으로 실현될 수 있는데, MINRGB 값이 계조의 최대 단계의 수에 접근함에 따라, W 부픽셀에 대한 휘도(Wo)가 갑자기 높아지기 때문이다. 그 결과로, 여태까지는 오직 CRT에 의해서만 실현되어 왔던, 태양 광으로 조사된(irradiated) 백색 구름의 복사(radiance) 및, 금속 표면의 글리터링 루스터(glittering luster) 디스플레이는 디스플레이 가능하게 되었다.

더욱이, 이 (예 3)의 그래프로부터 이해되듯이, Wo의 그래프는 MINRGB 값이 취할 수 있는 중간 값(middle value)의 가변 영역에서 밑으로 튀어나와 구부러진(단조롭게 증가하는) 모양에 주목할 만하다. 그 결과로, W 부픽셀에 대한 휘도(Wo)는 예를 들면, MINRGB=64 내지 192와 같은 하프톤(halftone)으로 억제될 수 있으며, 하프톤 내의 원래의 색도(채도)는 디스플레이 이미지에 홀딩될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 실시예에 따라 요구되는 바와 같이 수학식 2의상수(constant)를 한정함으로써 다양한 이미지가 가능해진다. 미리 디코더(6)에 제공된 조회표 안의 복수의 조각으로 Wo를 결정하기 위해 상술한 예 1 내지 3과 같은 함수를 저장함으로써 사용자가 바라는 이미지가 외부로부터 얻어질 수 있도록 선택하는 것이 고안될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 상기실시예에 따라, 적당한 W 부픽셀 출력 휘도 데이터는 디코더(6)에 의해 상기 수학식 1에 기초한 계산 처리를 수행함으로써 디스플레이 될 이미지에 응답하여 결정될 수 있다. 게다가, 액정 디스플레이 장치(100)에서 목표된 다양한 휘도에 대한 지닌 광학 특성은 미리 디코더(6)에 의해 제공된 조회표 안에 다양한 함수를 설정함으로써 제공될 수 있다.

다음, 상기 언급한 바와 같이, 액정 디스플레이 장치(100)가 RGBW 타입의 액정 디스플레이 및 RGB 타입의 액정 디스플레이로서도 사용될 수 있는 구성은 도 3의 블록도에 따른 구성이 추가적 실시예로서 메인 파트로서 주목되는, 도 6의 블록도를 참조하여 설명될 것이다.

스위칭 제어 신호의 추가적 일 비트로서의 기능을 하는 제어 신호 Ci는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 부가적 실시예를 이루기 위하여 입력 신호 Ri, Gi 및 Bi 외에 또 추가된다. 상기 Ci 신호는 상기 설명된 입력 신호 Ri, Gi 및 Bi의 클록 주파수와 동기화 되며, 상기 Ci 신호가 HIGH일 때, RGBW를 디스플레이 하기 위한 기능을 수행하는 도 6의 모든 회로가 인에이블(enable)된다. 한편, CMP7 및 LUT6은 스킵(skipped)되며, Wo=0이 설정되고, 입력 신호 Ri, Gi 및 Bi는 이 Ci 신호가 LOW일 때, 지금대로도 출력 신호 Ro, Go 및 Bo로서 출력된다.

상기 작동에 따르면, RGB 디스플레이 또는 RGBW 디스플레이 중의 어느 하나의 디스플레이는 Ci 신호의 HIGH와 LOW를 스위칭 함으로써 가능하게 된다. 게다가, RGB 디스플레이를 원할 때, Wo=0이 LUT(8)에서만 설정되도록 설정하는 것이 고안될 수도 있다.

상기 Ci 신호의 스위칭은 액정 디스플레이 장치(100)가 제공되는 PC에 의해 소프트웨어를 통해 수행될 수도 있거나, 상기 스위칭은 PC의 키보드의 단축키를 눌렀을 때 수행하도록 고안될 수도 있다.

이 작동에 따르면, 상기 액정 디스플레이 장치는 오피스 작업에서 텍스트를 마련할 때, 백색 컬러를 특별히 밝게 할 필요가 없으므로, RGB 타입의 액정 디스플레이 장치로서 사용될 수 있으며, 한편으로는, 상기 액정 디스플레이 장치는 스노우 씬(snow scene), 왁스로 충분히 광을 낸 자동차의 밝기, 및 구름 또는 광고용 텔롭(telop)과 같이 백색으로 착색된 텍스트를 하이라이트 하는 것이 바람직할 때, RGBW 타입의 액정 디스플레이 장치로서 사용될 수 있다.

상기 액정 디스플레이 장치의 파트 하나는 RGBW 용 스크린을 디스플레이 할 수 있으며, 또 다른 파트는 PC의 스크린의 창(window)을 사용함으로써 RGB 용 스크린을 디스플레이 할 수 있다. 이 경우, 상기 Ci 신호에 따른 픽셀이 각 픽셀 유닛에 의해 입력 신호 Ri, Gi, 및 Bi에 따른 픽셀에 특성(characterization)을 제공하도록 구성되는데, 즉, 예를 들면, 상기 Ci 신호는 하이(High)의 창 스크린 안의 픽셀에서 RGBW 디스플레이를 디스플레이 할 수 있으며, 상기 Ci 신호는 로우(Low)의 창 스크린 안의 픽셀에서 RGB 디스플레이를 디스플레이 할 수 있다. 상기 구성에따라, 예를 들면, 자동차의 금속 표면으로부터 얻어진 루스터가 하이라이트 된 스크린은 판매 사무실 및 광고용 자동차 전시에서, PC 상에서 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치를 제공함으로써 오른쪽의 절반의 창 스크린에 디스플레이 될 수 있으며, 자동차의 프로파일 등이 작성된 텍스트 문서는 왼쪽의 절반의 창 스크린에 디스플레이 될 수 있다. 상기 텍스트 문서는 백색 컬러(휘도)를 많이 하이라이트하기 보다는, RGBW 스크린에 포함된 메리트(merit)를 이용하여, 백색 컬러를 약하게 함으로써, 관찰자가 읽기 쉽도록 하기 위해 다른 쪽에 디스플레이 될 수 있다.

더욱이, RGBW 타입의 액정 디스플레이에서, RGB 타입의 액정 디스플레이와 비교했을 때 백색 컬러의 휘도에서의 뚜렷한 차이는 스크린을 약간 먼 위치에서 관찰할 때 인식되며, 그것에 의하여, 본 발명에 따른 RGBW 타입의 액정 디스플레이 장치는 관찰자가 RGBW 타입의 액정 디스플레이 장치로, 인파로 북적대는 전시장에서 먼 위치에, 텔롭과 같은 백색으로 착색된 글자를 관찰하는 경우, 및 관찰자가 어쩔 수 없이 먼 위치에서, 빌딩의 벽면 등에 제공된 RGBW 타입의 액정 디스플레이를 관찰하여야 하는 경우 등에서 눈에 띄는 효과를 보일 수 있다.

게다가, 각 청구항에 설명된 본 발명은 위에 언급된 각 실시예에 한정되어서는 안되며, 다양한 변경이 하단에 설명되는 바와 같이 각 청구항에 설명된 범위(scope) 내에서 채택될 수 있다.

몇 가지 변경 사항이 아래에 설명될 것이다.

(1) 변경 1: 비록 바람직한 실시예에서, 부픽셀 RGBW가 도 2에 도시된 바와 같이, 세로줄 배열의 형태로 정렬되어 있지만, 이는 도 7에 도시된 바와 같은 모자이크 모양의 형태로 정렬될 수도 있다. 이 경우에, 부픽셀의 개개의 형태는 대략 정사각형이다.

(2) 변경 2: 비록 상술한 변경 1에서, 소스 버스 및 게이트 버스에 의해 그물 망이 형성되지만, 개개의 부픽셀은 도 7에 도시된 바와 같이 하나씩 상기 그물 망 속에 배열하도록 되며, 상기 게이트 버스는 부픽셀의 매 두 단계 당 한 조각씩 배선될(wired) 수도 있으며, 상기 소스 버스는 도 8에 도시된 바와 같이 부픽셀의 하나의 단계 사이에서 두 조각씩 배선될 수도 있다. 그러한 구성에 따라, 게이트 버스의 수는 이전의 RGB의 수와 같으며, TFT의 기록 특성은 이전의 기술 그대로 남을 것이다. 게다가, 상기 구성에 따르면, 소스 버스의 조각과 연결된 부픽셀의 컬러가 한 종류가 되었기 때문에, 소스 신호를 소스 드라이버(3)에서 매 하나의 행 당 소팅(sort)하는 것이 불필요하게 되었다.

(3) 변경 3: 비록 디코더(6)와 소스 드라이버(3)는 상술한 바람직한 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이 분리된 몸체로서 형성될 지라도, 이들은 디코더를 도 9에 도시된 바와 같이, 소스 드라이버 내부의 입구 부분(entrance portion)에 배열시킴으로써 디코더 및 소스 드라이버의 통합된(integrated) 구조로서 배열될 수도 있다. 그러한 구성에 따라, 인쇄된 회로 보드 안의 데이터 배선(wiring)의 수에 있어서 W 부픽셀에 대한 휘도 데이터에 대응하는 양(amount)에 의한 증가를 피할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이 장치에 따라, 액정 패널로 디스플레이 되는 이미지의 휘도는 적당히 개선될 수 있다.

Claims

각 메인(main) 픽셀 유닛 안에, 적색 출력 부픽셀, 녹색 출력 부픽셀, 청색 출력 부픽셀 및 휘도-증강(luminance-intensifying) 부픽셀을 구비한, 액정 패널로 제공된 컬러-디스플레이가 가능한 액정 디스플레이 장치로서,

입력 이미지로부터 얻어지는, 각각 적색 입력 픽셀, 녹색 입력 픽셀 및 청색 입력 픽셀에 대한 디지털 값을 사용하여 미리 결정된 계산 처리를 실행함으로써 상기 휘도-증강 부픽셀을 구동하기 위한 디지털 값을 얻기 위한 데이터 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하며,

여기서, 상기 데이터 계산 수단에 의해 얻어진 상기 휘도-증강 부픽셀을 구동하기 위한 상기 디지털 값 및 상기 적색, 녹색 및 청색 입력 부픽셀의 상기 디지털 값을 사용함으로써 상기 휘도-증강 부픽셀, 상기 적색 출력 부픽셀, 상기 녹색 출력 부픽셀 및 상기 청색 출력 부픽셀을 구동하는 상기 액정 디스플레이 장치는,

상기 데이터 계산 수단에 의한 상기 미리 결정된 계산 처리가 상기 휘도-증강 픽셀의 상기 디지털 값은 W로서 정의되며, 상기 적색 입력 부픽셀, 상기 녹색 입력 부픽셀 및 상기 청색 입력 부픽셀의 상기 디지털 값의 최소값 및 최대값은 각각 Ymin 및 Ymax로 정의되는 함수 W=f(Ymin, Ymax)에 의해 상기 휘도 증강 부픽셀을 구동하기 위한 상기 디지털 값을 얻는 것을 특징으로 하는,

액정 디스플레이 장치.
제 1 항에 기재된 액정 디스플레이 장치로서, 상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)는 상기 Ymin 값 또는 상기 Ymax 값이 더 커짐에 따라 단조롭게 증가되는 함수로 이끌어지는, 액정 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)는 상기 Ymin이 가변값이고, 상기 Ymax는 상수값이며, 상기 Ymin 값이 더 커짐에 따라 단조롭게 증가되는 함수로 이끌어지는 것을 특징으로 하는, 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 및 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 디스플레이 장치로서, α, β 및 n은 미리 결정된 실수(real numbers)이고, 상기 적색 입력 부픽셀, 상기 녹색 입력 부픽셀 및 상기 청색 입력 부픽셀의 디지털 값이 취할 수 있는 최대값은 MAX로서 정의되며, 상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)는 상기 휘도 증강 부픽셀을 구동하기 위한 디지털 값이 얻어지는 W=Max*{(Ymin+α)+(MAX+β)}ⁿ에 의해 나타내어지는 것을 특징으로 하는, 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 디스플레이 장치로서, 상기 적색 입력 부픽셀, 상기 녹색 입력 부픽셀 및 상기 청색 입력 부픽셀 중 임의의 것의 디지털 값이 제로값일 때, 상기 W의 값은 제로인 것을 특징으로 하는, 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 디스플레이 장치로서, 상기 장치는

상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)에 의해 각각 나타내어진 복수의 종류의 함수를 저장하기 위한 저장 수단과,

상기 저장 수단에 의해 저장된 상기 함수 W=f(Ymin, Ymax)에 의해 나타내어진 상기 복수의 종류의 함수 중 임의의 것을 선택하기 위한 선택 수단을

포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 디스플레이 장치로서,

여기서, 상기 적색 출력 부픽셀, 상기 녹색 출력 부픽셀 및 상기 청색 출력 부픽셀은 미리 결정된 제어 신호에 의거하여, 휘도를 위해 상기 부픽셀을 사용하지 않고, 메인 픽셀 유닛을 형성하도록 배열되어, 그로 인해 상기 장치가 컬러-디스플레이 가능한 액정 디스플레이 장치로서 사용되는 것이 가능하게 하는, 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 디스플레이 장치로서, 여기서, 상기 장치는 미리 결정된 제어 신호에 기초하여, 상기 적색 출력 부픽셀, 상기 녹색 출력 부픽셀 및 상기 청색 출력 부픽셀이 휘도를 위해 상기 부픽셀을 사용하지 않고 메인 픽셀 유닛으로서 배열되며, 동시에 상기 적색 출력 부픽셀, 상기녹색 출력 부픽셀 및 상기 청색 출력 부픽셀이 휘도를 위해 상기 부픽셀을 사용하여 메인 픽셀로서 배열되는, 이미지 디스플레이를 수행하는 것이 가능하도록 제작되는, 액정 디스플레이 장치.