KR20040041940A

KR20040041940A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20040041940A
Application number: KR1020020070050A
Authority: KR
Inventors: 이승우; 유윤주; 박두식; 김종선; 조희근; 김창용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-05-20
Also published as: US20050057472A1; US20090021535A1; EP1420385A3; TW200414098A; CN1512475A; EP1420385B1; US7365723B2; CN100369099C; EP1420385A2; JP2004163946A

Abstract

본 발명의 액정 표시 장치는, 외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터의 특정 데이터 값이 표현하고 있는 계조에서의 휘도가 80 cd/㎡로 되도록 화상 데이터의 휘도를 조정하는 휘도 조정부와, 각 화상 데이터에 대해 감마 2.2 곡선을 충족하는 감마 특성을 갖는 화상 데이터를 출력시키는 감마 변환부를 포함하는 타이밍 제어부; 상기 타이밍 제어부에서 화상 데이터를 입력받아, 그 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 출력시키는 데이터 구동부; 및 적어도 80 cd/㎡ 이상의 휘도로 램프가 발광하도록 제어하는 인버터를 포함한다.

상기 본 발명의 액정 표시 장치에서는 백라이트의 휘도를 80 cd/㎡ 보다 큰 특정한 값으로 고정하고, 입력된 화상 데이터의 휘도가 특정 화상 데이터 값에서 80 cd/㎡를 충족하도록 화상 데이터의 휘도를 조정하고, sRGB 색공간에서 요구되는 감마 2.2 곡선에 맞게 RGB 화상 데이터의 감마 특성을 변환시킴으로써, sRGB 모드를 액정 표시 장치에서 구현할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인터넷 상의 표준 색공간(color space)인 sRGB 모드를 구현하기 위한 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터(personal computer)나 텔레비전 등의 표시 장치 분야에서 대화면화, 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구를 충족시키기 위하여 음극선관(CRT : cathode-ray tube) 대신에 액정 표시 장치와 같은 플랫 패널 표시 장치(flat panel display)가 개발되어 컴퓨터용 표시 장치, 액정 텔레비전 등의 분야에서 실용화되고 있다.

액정 표시 장치의 패널은 매트릭스 형태로 화소 패턴이 형성된 기판과 그에대향하는 기판으로 이루어진다. 상기 두 기판 사이에는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질이 주입된다. 상기 두 기판의 양단에 인가되는 전계의 세기를 조절함으로써 기판을 투과하는 빛의 양이 제어되어 원하는 화상(image)에 대한 표시가 이루어진다.

일반적으로, 디스플레이 장치는 그 장치에 고유한 RGB 색 공간을 이용하여 원래의 영상을 화면 상에 재현한다. 즉, 다수의 계조 레벨로써 색 공간이 표현될 때, 각 계조 레벨에 대응하는 휘도 곡선, 바꾸어 말하면 감마 곡선에 의해 감마 보정을 수행하고, 여기에 색 보정을 추가적으로 수행함으로써 원래의 영상을 복원한다. 그런데, 상기 RGB 색 공간은 대부분 장치 의존적(device-dependent)이므로, 장치 개발자나 사용자는 원래의 영상을 재현할 때 장치 고유의 이미지 프로파일을 고려하여야 하며, 이것은 상당한 부담이 된다. 그리고, 표시 장치의 종류와 특성도 매우 다양하여 이들에 대한 표준적인 색공간의 정의가 필요하였다. 이러한 경향에 따라, 1996년 11월에 HP사와 MS사에 의해 RGB 모니터들의 평균 개념으로써 단일 표준 RGB 색공간, 즉 sRGB 색공간이 제안되었다. 이러한 sRGB 색공간은 그 이후에 인터넷 상의 표준적인 색공간으로 받아들여지고 있다.

이러한 sRGB 색공간을 액정 표시 장치에서 구현하고자 하는 요구가 있으며, 본 발명은 이것을 달성하기 위한 기술에 관한 것이다.

상기 sRGB 색공간을 액정 표시 장치에 구현하기 위해서는 세가지 요건이 충족되어야 한다. 첫째, 최대 입력 계조 레벨에 대한 표시 휘도 레벨이 80cd/㎡이어야 하며, 둘째, 입력 계조 레벨의 휘도 특성을 나타내는 감마 곡선이 감마 2.2 곡선을 충족하여야 하며, 셋째, RGB 컬러에 대한 표시 모델 오프셋이 제로(zero)이어야 한다.

액정 표시 장치 분야에서는 이러한 sRGB 색공간을 장치에 구현할 것이 요청되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 설명한 바와 같은 기술적 배경하에서 종래의 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, sRGB 색공간을 구현한 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체 구성을 나타낸 도면.

도 2a는 상기 도 1에 도시된 타이밍 제어부에서 수행되는 휘도 조정 과정을 나타낸 도면.

도 2b는 상기 도 1에 도시된 타이밍 제어부에서 수행되는 감마 보정을 설명하기 위하여 원 감마 곡선과 감마 2.2 곡선을 비교하여 나타낸 도면.

도 3은 상기 도 1에 도시된 감마 변환부를 보다 상세하게 나타낸 도면.

도 4는 상기 도 3에 도시된 감마 변환부에서 감마 곡선의 보정 과정을 설명하는 도면.

도 5는 상기 도 3에 도시된 감마 변환부의 다른 변형예를 나타낸 도면.

도 6은 상기 도 3에 도시된 감마 변환부의 또 다른 변형예를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 목표 감마 데이터와 원 데이터의 차이를 비교하여 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 수식 연산에 의한 감마 변환이 적용될 경우의 처리 흐름을 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 설명하는 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 : 액정 패널 20 : 게이트 구동부

30 : 데이터 구동부 40 : 타이밍 제어부

41 : 제어신호 처리블록 42 : 휘도 조정부

43 : 감마 변환부 50 : 전압 발생부

60 : 램프 70 : 인버터

본 발명의 액정 표시 장치는,

외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터의 특정 데이터 값이 표현하고 있는 계조에서의 휘도가 80 cd/㎡로 되도록 화상 데이터의 휘도를 조정하는 휘도 조정부와, 각 화상 데이터에 대해 감마 2.2 곡선을 충족하는 감마 특성을 갖는 화상 데이터를 출력시키는 감마 변환부를 포함하는 타이밍 제어부;

상기 타이밍 제어부에서 화상 데이터를 입력받아, 그 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 출력시키는 데이터 구동부; 및

적어도 80 cd/㎡ 이상의 휘도로 램프가 발광하도록 제어하는 인버터를 포함한다.

상기한 본 발명의 액정 표시 장치에서는 백라이트의 휘도를 80 cd/㎡ 보다 큰 특정한 값으로 고정하고, 입력된 화상 데이터의 휘도가 특정 화상 데이터 값에서 80 cd/㎡를 충족하도록 화상 데이터의 휘도를 조정하고, sRGB 색공간에서 요구되는 감마 2.2 곡선에 맞게 RGB 화상 데이터의 감마 특성을 변환시킴으로써, sRGB 모드를 구현할 수 있으며, 액정 표시 장치의 표시 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

아래에서는 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.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

상기 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 전압 발생부(50), 램프(60) 및 인버터(70)를 포함한다.

상기 타이밍 제어부(40)는 외부의 그래픽 소스(graphic source, 도시하지 않음)로부터 RGB 화상 데이터(RGB)와 함께 해당 RGB 화상 데이터의 디스플레이를 위한 동기 신호(Hsync, Vsync)와 클럭 신호(DE, MCLK)를 제공받아, 상기 RGB 화상 데이터(RGB)에 대해 휘도 조정과 감마 보정을 수행하여 보정된 RGB 화상데이터(R'G'B')를 얻어 상기 데이터 구동부(30)에 출력한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(40)는 게이트 구동부(20)와 데이터 구동부(30)의 디스플레이 동작을 제어하기 위한 신호(HCLK, STH, LOAD, Gate clock, STV, OE)를 생성하여 해당 구동부(20, 30)에 출력한다.

보다 구체적으로, 상기 타이밍 제어부(40)는 동기 신호(Hsync, Vsync)와 클럭 신호(DE, MCLK)를 이용하여 상기 디스플레이 동작을 제어하기 위한 신호(HCLK, STH, LOAD, Gate clock, STV, OE)를 생성하는 제어신호 처리블록(41)과, RGB 화상 데이터의 특정 데이터 값이 표현하고 있는 계조에서의 휘도가 80 cd/㎡가 되도록 화상 데이터의 휘도를 조정하는 휘도 조정부(42)와, 상기 RGB 화상 데이터의 감마 특성을 감마 2.2 곡선에 맞게 변환하는 감마 변환부(43)를 그 내부에 포함하고 있다.

상기 휘도 조정부(42)와 감마 변환부(43)는 RGB 화상 데이터를 처리하는 수단이며, 아래에서는 이에 대해 보다 상세하게 설명한다.

상기 휘도 조정부(42)는 n비트의 RGB 화상 데이터를 입력받아 상기 RGB 화상 데이터의 특정 데이터 값이 표현하고 있는 계조에서의 휘도가 80 cd/㎡가 되도록 화상 데이터의 휘도를 조정한다. 도 2a에는 이러한 휘도 조정 과정이 도시되어 있다. 입력된 RGB 화상 데이터의 특정 데이터가 나타내는 계조가 "D"라고 할 때, 상기 계조 "D"에서 휘도가 80 cd/㎡로 되기 위해서는 "ΔD"만큼의 계조가 상기 계조 "D"에 더해져야 한다. 따라서, 상기 휘도 조정부(42)는 특정 화상 데이터가 나타내는 계조에서의 휘도가 80 cd/㎡로 되도록 입력된 화상 데이터에 상기 "ΔD"에 대응하는 데이터 값을 더해줌으로써 이러한 휘도 조정을 수행한다. 이러한 휘도 조정에 의해, 계조에 대한 휘도 곡선이 도 2a에 도시된 바와 같이 "A"방향으로 이동하게 된다.

상기 감마 변환부(43)는 상기 휘도 조정부(42)로부터 휘도가 조정된 화상 데이터를 입력받아 화상 데이터의 감마 특성을 감마 2.2 곡선에 맞게 변환시키며, 감마 특성이 변환된 화상 데이터(R'G'B')를 출력시킨다. 이 때, 상기 감마 변환부(42)는 룩업 테이블(LUT : Look-Up Table)을 이용하거나 수식 연산에 의해 감마 특성의 변환을 수행할 수 있으며, 도 1에 도시된 구성은 룩업 테이블을 이용한 방법을 가정한 것이다. 이 경우에는 원래의 RGB 화상 데이터의 각 계조 별로 감마 특성 변환 후의 RGB 화상 데이터를 매핑(mapping)시켜서 룩업 테이블을 구성하고, 입력되는 RGB 화상 데이터에 대응하는 변환된 RGB 화상 데이터를 상기 룩업 테이블로부터 검색하여 출력시킨다. 여기서, 감마 특성 변환의 정밀도를 증가시키기 위해 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터의 비트수를 원 RGB 화상 데이터의 비트수보다 크게 할 수도 있다. 상기 도 1의 감마 변환부(43)에서는 n비트의 원 RGB 화상 데이터 대해 동일 비트의 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터가 출력된다. 도 2b는 원 RGB 화상 데이터의 감마 곡선과 sRGB 색공간의 감마 특성에 대한 요건인 감마 2.2 곡선을 비교하여 도시하고 있다. 상기 도 2에서, 가로축은 입력된 RGB 화상 데이터의 최대값이 1로 정규화된 계조 레벨(gray level)이고, 세로축은 해당 계조 레벨에 대응하는 최대값이 1로 정규화된 휘도 레벨(luminance)이다. sRGB 색공간의 요건을 충족시키기 위해서는 상기 감마 2.2 곡선을 충족하도록 RGB 데이터의감마 특성을 변환하는 것이 필수적이다. 상기 감마 변환부(43)에 의해 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터(R'G'B')는 상기 데이터 구동부(30)에 출력된다.

상기 데이터 구동부(30)는 상기 제어 신호(HCLK, STH)를 이용하여 상기 타이밍 제어부(40)의 감마 변환부(43)로부터 RGB 화상 데이터(R'G'B')를 제공받아 이를 저장하고, 상기 전압 발생부(50)로부터 액정 패널(10)에 실제로 인가되는 아날로그 전압인 계조 전압(Vgray)을 제공받아 각 화소를 위한 RGB 화상 데이터에 대응하는 계조 전압(Vgray)을 선택한 후, 로드 신호(LOAD)에 따라 상기 선택된 전압을 액정 패널(10)에 전달한다.

상기 게이트 구동부(20)는 상기 타이밍 제어부(40)로부터 게이트 클럭 신호(Gate clock)와 수직 라인 시작 신호(STV)를 제공받고, 상기 전압 발생부(50)로부터 게이트 전압(Vgate)을 제공받으며, 출력 인에이블 신호(OE)에 따라 상기 액정 패널(10) 상의 게이트 라인을 선택하기 위한 게이트 전압을 순차적으로 출력시킴으로써, 상기 액정 패널(10) 상의 각 게이트 라인을 순차적으로 스캐닝(scanning)한다.

상기 도면에 상세하게 도시하지 않았지만, 상기 액정 패널(10)은 가로 방향으로 배열되어 상기 게이트 전압을 전달하는 복수의 게이트 라인과, 세로 방향으로 배열되어 상기 계조 전압을 전달하는 복수의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 화소를 포함한다. 상기 각 화소는 해당 게이트 라인이 선택될 경우에 그 내부에 구비된 박막 트랜지스터에 의해 기록 가능한 상태로 되며, 데이터 라인을 통해 전달된 계조 전압에 의해 그에대응하는 소정의 휘도 레벨로 표시됨으로써 화면 전체적으로 의도하는 화상이 표시될 수 있다.

상기 램프(60)는 상기 액정 패널(10)의 백라이트(backlight)로서 동작하며, 상기 인버터(70)는 상기 램프(60)의 발광을 제어한다. 본 발명의 실시예에서는 sRGB 색공간의 휘도 요건을 충족하기 위해서 상기 인버터(70)가 최소한 80cd/㎡보다 더 큰 밝기로 상기 램프(60)를 제어하는 것으로 가정한다.

다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 감마 변환부(43)의 동작에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 상기 도 1의 감마 변환부(43)의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 4는 상기 도 3의 감마 변환부(43)에서 감마 곡선의 변환 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

상기 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 감마 변환부(43)는 R 데이터 보정부(431), G 데이터 보정부(432) 및 B 데이터 보정부(433)를 포함한다. 상기 도 3에 도시된 감마 변환부(43)는 휘도 조정부(42)에서 출력된 n비트의 RGB 화상 데이터를 입력받아 그 감마 특성을 감마 2.2곡선을 충족하도록 변환시켜서 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터를 출력시킨다. 이 때, 감마 특성의 변환은 각 컬러(R, G, B)에 대해 독립적으로 수행되도록 한 것에 특징이 있다.

보다 상세하게, 상기 R, G 및 B 데이터 보정부(431, 432, 433)는 원 화상 데이터가 입력되면 그 데이터에서 감마 2.2 곡선이 가지는 휘도 값과 동일한 휘도 값을 출력하게 되는 원 화상 계조에 해당하는 화상 데이터를 출력시킨다. 도 4를 그예로서 참조하면, 입력된 원 화상 데이터의 계조 레벨이 128일 경우, 이 계조 레벨에 대한 감마 2.2 곡선이 가지는 휘도 값과 동일한 휘도값을 출력하는 원 화상 계조는 129.4이다. 상기 각 R, G 및 B 데이터 보정부(431, 432, 433)는 서로 동일한 휘도 값을 갖는 원 화상 데이터의 감마 곡선과 감마 2.2 곡선의 화상 데이터를 서로 매핑시켜서 룩업 테이블 형태로 저장하고 있으며, 원 화상 데이터가 입력되면, 그 계조에서 감마 2.2 곡선이 가지는 휘도 값과 동일한 휘도 값을 갖는 원 화상 계조에 해당하는 화상 데이터를 출력시킨다. 즉, 상기 예에서는 계조 레벨 129.4에 해당하는 화상 데이터를 출력시킨다. 여기서, 상기 감마 변환의 정밀도를 높이기 위하여 감마 변환된 화상 데이터의 비트수를 m비트(m은 n보다 크다)로 확장하는 것이 가능하다. 이렇게 할 경우, 상기 도 4의 예에서와 같이 소수점 이하의 계조 레벨에 대한 표현도 가능해진다. 또한, 상기 R, G 및 B 데이터 보정부(431, 432, 433)는 상기 룩업 테이블을 저장하기 위해 비휘발성 메모리 소자인 ROM(read only memory) 소자로 구현될 수 있고, 이들은 각각 독립적인 ROM 소자로 구현되거나 하나의 ROM 소자로 구현될 수도 있다.

상기 도 3에 도시된 감마 변환부(43)에서는 R, G 및 B 데이터 보정부(431, 432, 433)가 비휘발성 메모리 소자인 ROM 소자로 구현되었으나, 이에 대한 변형이 가능하다. 도 5 및 도 6에는 상기 감마 변환부에 대한 다른 변형예가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 변형예는 감마 변환부(43) 외에 ROM 제어부(44)와 외부 목표 감마 데이터 저장부(45)를 더 포함하고 있으며, 상기 감마 변환부(43)의 R, G 및 B데이터 보정부(431, 432, 433)는 휘발성 메모리 소자인 RAM(random access memory) 소자로 형성되어 있다.

상기 외부 목표 감마 데이터 저장부(45)에는 타이밍 제어부로 입력되는 RGB 화상 데이터의 각 계조 레벨에 대해 그 계조 레벨에 대응하는 감마 2.2 곡선의 휘도값과 동일한 휘도값을 갖는 계조 레벨을 서로 매핑시킨 룩업 테이블이 저장되어 있으며, ROM 제어부(44)는 상기 외부 목표 감마 데이터 저장부(45)에 저장되어 있는 룩업 테이블을 상기 각 R, G 및 B 데이터 보정부(431, 432, 433)에 로드(load)시킨다. 이후의 동작에 대한 설명은 도 3을 참조하여 설명한 것과 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다.

상기 도 5에 도시된 변형예에서는 상기 외부 목표 감마 데이터 저장부(45)에 룩업 테이블을 저장하므로 액정 패널을 변경하더라도 그에 해당하는 최적의 룩업 테이블만을 변경하면 대응이 가능하다.

도 6에는 상기 감마 변환부에 대한 또 다른 변형예가 도시되어 있다.

상기 도 6에 도시된 또 다른 변형예는 감마 변환부(43), ROM 제어부(44) 및 외부 목표 감마 데이터 저장부(45) 외에 내부 목표 감마 데이터 저장부(46)를 더 포함한다는 점에서 상기 도 5에 도시된 변형예와 다르다.

보다 상세하게, 상기 내부 목표 감마 데이터 저장부(46)는 상기 외부 목표 감마 데이터 저장부(45)와 같이 앞에서 설명한 룩업 테이블을 저장하고 있으며, 상기 ROM 제어부(44)는 상기 외부 또는 내부 목표 감마 데이터 저장부(45, 46)에 저장되어 있는 룩업 테이블을 상기 감마 변환부(43) 내의 R, G 및 B 데이터보정부(431, 432, 433)에 로드시킨다. 이 후의 동작은 상기 도 3을 참조한 설명과 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다.

이와 같이 설명된 상기 도 3의 감마 변환부(43)와, 상기 도 7 및 도 8에 도시된 변형예에서는 룩업 테이블을 저장하기 위한 ROM 또는 RAM 소자의 저장 용량은 상당히 크다. 예를 들면, 8비트 데이터를 저장하기 위해서는 R, G 및 B 데이터 보정부(431, 432, 433)의 전체 ROM에는 6144(=3X256X8) 비트가 필요하다. 이와 같이, 감마 변환부(42)를 메모리 소자로 구현하면, 상당히 큰 저장 용량이 필요할 뿐만 아니라 전체 시스템의 소비 전력도 증가한다. 따라서, 상기 예에서 룩업 테이블을 메모리 소자에 저장하는 방식 대신에, 주문형 반도체 회로(ASIC : Application Specific Integrated Circuit)를 이용하여 룩업 테이블에 해당하는 기능을 구현하는 방법이 제안된다.

아래에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 수식 연산에 의해 감마 2.2 곡선을 충족하도록 감마 변환을 수행하는 방법에 대해 설명한다. 상기 수식 연산에 의한 감마 변환 방법은 입력된 RGB 화상 데이터로부터 감마 2.2 곡선을 충족하는 목표 감마 데이터를 수식 연산을 통해 구한다는 점에 특징이 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 목표 감마 데이터와 입력된 원래의 화상 데이터의 차이를 비교하여 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 수식 연산에 의한 감마 변환이 적용될 경우의 처리 흐름을 나타낸 도면이다.

상기 수식 연산에 의한 감마 변환 방법에서는 RGB 화상 데이터가 256 계조를표현할 수 있는 8비트 신호인 것으로 가정하고, RGB 화상 데이터의 목표 감마 데이터와 원래의 입력된 데이터 간의 차이는 도 7과 같이 주어지는 것으로 가정한다.

도 7에 도시한 바와 같이, G 화상 데이터(G)의 목표 감마 데이터와 원 화상 데이터 간의 차이는 없으며, R 및 B 화상 데이터(R, B)의 목표 감마 데이터와 원 화상 데이터 간의 차이는 대략 계조 레벨 160 근처에서 그 곡선의 형태가 변한다. 이러한 점을 감안하여, R 및 B 화상 데이터(R, B)와 목표 감마 데이터 간의 차이(△R, △B)를 근사적인 수학식으로 표현하면, 각각 아래의 수학식 1 및 2와 같이 된다.

아래에서는 이러한 수학식 1 및 2를 이용하여 R 및 B 화상 데이터(R, B)의 목표 감마 데이터를 구하는 로직의 흐름에 대하여 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 8에 도시한 바와 같이, 8비트의 R 화상 데이터가 입력되면, 이 값과 미리 설정된 경계치 "160" 중에서 어느 것이 큰지 비교한다(S501).

상기 R 화상 데이터(R)가 경계치 "160"보다 크면, R 화상 데이터(R)에서 경계치 "160"을 뺀다(S502). 다음으로, 그 결과 값(R-160)에 1/(255-160)을 곱해야 하지만, 이 연산은 1/(255-160)이 대략 11/1024와 유사하므로, 단순화를 위하여 (R-160)에 11을 곱한 후 하위 10비트를 반올림한다(S503). 다음으로, ((R-160)X11/1024)의 제곱과 4제곱을 차례로 연산하여야 하며, 이 연산은 ASIC 상에서 파이프라인으로 해결할 수 있다(S504, S505). 앞에서 연산한 결과(((R-160)X11/1024)⁴)에 6을 곱하는 연산을 수행하고(S506), 6에서 이 연산된 값(6X((R-160)X11/1024)⁴)을 빼어서 △R을 수학식 1과 같이 구한다(S507).

상기 단계(S501)에서, R 화상 데이터(R)가 경계치 "160"보다 작으면, 경계치 "160"에서 R 화상 데이터(R)를 뺀다(S511). 다음으로, 그 결과 값(160-R)에 1/160을 곱해야 하지만, 이 연산은 1/160이 대략 13/2048과 유사하므로 (160-R)에 13을 곱한 후 하위 11비트를 반올림한다(S512). 다음으로, ((160-R)X13/2048)에 6을 곱하는 연산을 수행하고(S513), 6에서 상기 단계(S513)의 연산 결과(((160-R)X13/2048)X6)를 빼어서 △R을 수학식 1과 같이 구한다(S514).

상기 단계(S507 또는 S514)에서 구해진 △R로부터 R 화상 데이터의 10비트 감마 변환된 데이터를 구하기 위해서, 8비트의 R화상 데이터에 "4"를 곱하여 10비트로 변환한 후, 이 값에 △R을 더한다(S508).

마찬가지로, B 화상 데이터(B)도 이와 같은 로직으로 계산할 수 있다.

상기 설명된 수식 연산에 의한 감마 변환 방법은 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터를 구하기 위해서 각 화상 데이터에 대응하는 목표 감마 데이터를 룩업테이블을 저장하는 방법이 아니라 ASIC 상에서 연산에 의해 얻을 수 있으며, 이 방법은 룩업 테이블을 저장하기 위한 메모리 소자를 필요로 하지 않는다.

다음으로, 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다.

도 9에는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 sRGB 모드를 구현하는 과정이 도시되어 있다.

상기 도 9에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 백라이트의 휘도를 80 cd/㎡ 보다 큰 특정값으로 고정하는 제1단계와, 소정 범위의 데이터 중에서 임의의 화상 데이터가 나타내는 계조 레벨에서의 휘도 레벨이 80 cd/㎡가 되도록 화상 데이터의 휘도를 조정하고, 상기 입력된 화상 데이터의 감마 특성을 감마 2.2 곡선에 맞게 변환하는 제2단계로 이루어진다.

상기 제1단계는 백라이트 휘도를 조정하는 과정으로서, sRGB 색공간에서 요구되는 조건을 충족시키기 위하여 백라이트 램프가 최소한 80 cd/㎡보다 큰 휘도로 발광하도록 인버터를 제어하는 과정이다.

상기 제2단계는 크게 화상 데이터의 휘도를 조정하는 과정과 감마 변환을 수행하는 과정으로 나누어질 수 있다. 상기 휘도 조정 과정에서는 소정 범위의 입력된 화상 데이터 중에서 임의의 화상 데이터가 나타내는 계조 레벨에서의 휘도 레벨이 80 cd/㎡가 되도록 화상 데이터의 휘도가 조정된다. 상기 감마 변환 과정에서는 입력 계조에 대한 휘도의 함수로 표현되는 감마 2.2 곡선을 충족하도록 원 RGB 화상 데이터의 감마 특성이 변환된다. 이러한 감마 변환은 룩업 테이블을 이용하거나ASIC 상에서 구현되는 수식 연산에 의해 원 RGB 화상 데이터로부터 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터를 구함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 수식 연산에 의할 경우에는 상기 수학식 1 및 2를 이용하여 원 RGB 화상 데이터로부터 감마 2.2 곡선을 충족하도록 감마 특성이 변환된 목표 감마 데이터를 구할 수 있다.

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.

이와 같이 본 발명에 의하면, 백라이트의 휘도를 80 cd/㎡ 보다 큰 특정한 값으로 고정하고, 입력된 화상 데이터의 휘도가 특정 화상 데이터 값에서 80 cd/㎡를 충족하도록 화상 데이터의 휘도를 조정하고, sRGB 색공간에서 요구되는 감마 2.2 곡선에 맞게 RGB 화상 데이터의 감마 특성을 변환시키는 액정 표시 장치를 제공함으로써, sRGB 모드를 액정 표시 장치에서 구현할 수 있으며, 액정 표시 장치의 표시 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims

외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터의 특정 데이터 값이 표현하고 있는 계조에서의 휘도가 80 cd/㎡로 되도록 화상 데이터의 휘도를 조정하는 휘도 조정부와, 각 화상 데이터에 대해 감마 2.2 곡선을 충족하는 감마 특성을 갖는 화상 데이터를 출력시키는 감마 변환부를 포함하는 타이밍 제어부;

상기 타이밍 제어부에서 화상 데이터를 입력받아, 그 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 출력시키는 데이터 구동부; 및

적어도 80 cd/㎡ 이상의 휘도로 램프가 발광하도록 제어하는 인버터를 포함하는

액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 휘도 조정부는

상기 화상 데이터의 특정 데이터 값이 표현하고 있는 계조에서의 휘도가 80 cd/㎡로 되도록하기 위하여, 상기 특정 데이터 값에 소정의 데이터 값을 더하여 휘도 조정을 수행하는

액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 감마 변환부는 RGB의 각 컬러 별로 독립적으로 감마 변환을 수행하기 위한 R 데이터 보정부, G 데이터 보정부 및 B 데이터 보정부로 이루어지며,

상기 각 R, G 및 B 데이터 보정부는 화상 데이터에 의해 표현되는 각 계조 레벨에 대해 감마 2.2 곡선을 충족하는 감마 특성을 갖는 화상 데이터를 저장하고 있으며, 입력되는 화상 데이터에 대응하여 상기 저장된 화상 데이터를 출력시키는

액정 표시 장치.
제3항에 있어서,

상기 각 R, G 및 B 데이터 보정부는 비휘발성 메모리 소자로 구현되는

액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 감마 변환부는 RGB의 각 컬러 별로 독립적으로 감마 변환을 수행하기 위한 R 데이터 보정부, G 데이터 보정부 및 B 데이터 보정부로 이루어지고,

입력되는 화상 데이터에 의해 표현되는 각 계조 레벨에 대해 감마 2.2 곡선을 충족하는 감마 특성을 갖는 화상 데이터를 저장하고 있는 목표 감마 데이터 저장부와, 상기 목표 감마 데이터 저장부에 저장된 화상 데이터를 상기 R, G 및 B 데이터 보정부에 로드하는 제어부를 더 포함하며,

상기 R, G 및 B 데이터 보정부는 상기 입력된 화상 데이터의 계조 레벨에 대응하는 것을 상기 로드된 화상 데이터 중에서 선택하여 출력시키는

액정 표시 장치.
제5항에 있어서,

상기 R, G 및 B 데이터 보정부는 휘발성 메모리 소자로 구현되고,

상기 목표 감마 데이터 저장부는 비휘발성 메모리 소자로 구현되는

액정 표시 장치.
제5항에 있어서,

상기 목표 감마 데이터 저장부는 상기 타이밍 제어부의 내부와 외부에 구비된 비휘발성 메모리 소자로 구현되는

액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 감마 변환부는 주문형 반도체 회로에 의해 구현되는 수식 연산에 의해 입력되는 화상 데이터로부터 감마 특성이 변환된 화상 데이터를 구하는

액정 표시 장치.
백라이트의 휘도를 80 cd/㎡ 보다 큰 특정값으로 고정하는 제1단계와,

소정 범위의 입력된 화상 데이터 중에서 특정 화상 데이터가 나타내는 계조에서의 휘도 레벨이 80 cd/㎡가 되도록 상기 화상 데이터의 휘도를 조정하고, 상기 입력된 화상 데이터의 감마 특성을 감마 2.2 곡선에 맞게 변환하는 제2단계를 포함하는

액정 표시 장치의 구동 방법.
제9항에 있어서,

상기 제2단계의 감마 특성 변환은 주문형 반도체 회로 상에서 구현되는 수식 연산에 의해 이루어지는

액정 표시 장치의 구동 방법.