KR20060035025A

KR20060035025A - 액정표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20060035025A
Application number: KR1020040084097A
Authority: KR
Inventors: 김현석
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-04-26

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 광량에 대응하여 데이터 분포곡선이 다른 다수의 히스토그램과 상기 광량에 대응하여 제어치가 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 저장하는 메모리와; 영상데이터와 제어신호를 생성하는 시스템과; 외부 환경의 광량에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 외부 감지 시스템과; 상기 영상데이터 및 제어신호와 상기 가변신호에 대응하여 변조된 콘트라스트 및 휘도에 대응되는 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 내부 처리 시스템과; 상기 내부 처리 시스템으로부터의 백 라이트 제어신호에 대응되어 액정패널의 콘트라스트 및 휘도를 조절하는 램프구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid Crystal Display Device and Driving Method thereof}

도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 외부 감지 시스템을 상세히 나타낸 도면이다.

도 4는 도 2의 내부 처리 시스템을 상세히 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4의 화질처리부를 상세히 나타낸 도면이다.

도 6은 도 2의 램프 구동부를 상세히 나타낸 도면이다.

도 7은 도 2의 룩 업 테이블에 저장되는 히스토그램 유형들을 나타낸 일예이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11, 22 : 액정표시패널 12 : 백 라이트 유닛

14 : 전원 20 : 타이밍 제어부

24 : 데이터 드라이버 26 : 게이트 드라이버

28 : 감마전압 공급부 30 : 내부 처리 시스템

32 : 화질처리부 34 : 교환기

35 : 시스템 36 : 메모리

40 : 외부 감지 시스템 42 : 판단부

44 : 감지부 52 : IC 마스터 제어기

53 : 룩 업 테이블 54 : 휘도색분리부

55 : 히스토그램분석부 56 : MAX(RGB)

57 : 휘도색믹싱부 58 : 윈도우

59 : 백 라이트 조절부 60 : 램프 구동부

62 : 피드백 회로 64 : PWM제어기

66 : 인버터 69 : 램프

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 외부환경에 따른 콘트라스트 조절이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

이러한 액정표시장치 중 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액 티브 매트릭스 타입의 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.

최근, 액정표시장치는 사무기기의 표시소자, 모니터에서 텔레비젼으로 그 응용분야가 확대되고 있다.

도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치는 액정표시패널(11)의 배면에 백라이트 유닛(12)이 설치되는 투과형으로 제작되고 있다. 이러한 투과형 액정표시장치의 액정표시패널(11)은 도 1과 같이 백라이트유닛(12)으로부터 입사되는 광의 투과율을 비디오 데이터에 따라 조정하여 영상을 표시한다.

백라이트 유닛(12)은 램프와, 램프로부터의 선광원을 면광원으로 변환하기 위한 도광판, 및 광의 균일도와 효율을 높이기 위한 확산시트 및 프리즘시트 등의 광학시트를 포함한다. 백라이트 유닛(12)의 램프는 인버터(14)로부터의 관전류에 따라 양극과 음극 사이의 방전관 내에서 방전을 일으켜 백색광을 발생한다.

인버터(14)는 전원(13)으로부터의 직류전원을 교류전원으로 변환하고 그 교류전원을 승압하여 관전류를 발생시킨다.

백라이트 유닛(12)의 밝기는 고정되어 있다. 이 때문에 액정표시장치는 외부 환경의 변화에 따른 콘트라스트 비율조절이 불가능하여 외부환경이 변화 함에따라 동일한 콘트라스트가 유지됨에도 불구하고 사용자는 콘트라스트가 저하됨을 느끼게 되어 화상의 품질이 저하되게 된다. 이에 따라, 외부 환경의 변화에 적응하여 콘트라스트 개선을 위한 다양한 기술이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 외부 환경의 변화에 따른 콘트라스트 조절이 가능한 액정표시장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 광량에 대응하여 데이터 분포곡선이 다른 다수의 히스토그램과 상기 광량에 대응하여 제어치가 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 저장하는 메모리와; 영상데이터와 제어신호를 생성하는 시스템과; 외부 환경의 광량에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 외부 감지 시스템과; 상기 영상데이터 및 제어신호와 상기 가변신호에 대응하여 변조된 콘트라스트 및 휘도에 대응되는 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 내부 처리 시스템과; 상기 내부 처리 시스템으로부터의 백 라이트 제어신호에 대응되어 액정패널의 콘트라스트 및 휘도를 조절하는 램프구동부를 구비한다.

상기 외부 감지 시스템은 외부 환경의 변화를 감지하는 하나 이상의 광센서를 가지는 감지부와; 상기 감지부에 의하여 감지된 각각의 광량에 따른 콘트라스트 가변신호를 생성하는 판단부를 구비한다.

상기 내부 처리 시스템은 상기 외부 처리 시스템으로부터의 가변신호를 수신하는 교환기와; 상기 교환기로부터의 신호를 수신하여 상기 시스템으로부터의 영상데이터 및 제어신호를 변조하는 화질처리부와; 상기 화질처리부에 각기 다른 히스 토그램 유형들 및 상기 히스토 그램 유형들에 따른 백 라이트 제어신호를 공급하는 메모리를 구비한다.

상기 화질처리부는 상기 메모리 및 상기 교환기와 통신하여 상기 메모리로부터 히스토그램을 수신하고 상기 교환기로부터 가변신호를 수신하는 IC 마스터 제어기와; 상기 시스템으로부터의 영상데이터를 휘도 및 색으로 분리하는 휘도색분리부와; 상기 시스템으로부터의 영상데이터 중 최대값을 가지는 색 신호를 검출하는 최대값검출부와; 상기 시스템으로부터의 제어신호를 가변함과 아울러 히스토그램 분석 영역을 설정하는 윈도우와; 상기 윈도우에 의해 설정된 히스토그램 분석 영역내에서 상기 휘도색분리부로부터의 휘도신호와 최대값을 가지는 색 신호와 IC 마스터 제어기로부터의 가변신호 및 히스토그램을 이용하여 히스토그램을 분석하는 히스토그램분석부와; 히스토그램분석부의 결과와 IC 마스터 제어기로부터의 가변신호 및 상기 휘도신호 들의 조합에 대응되는 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 룩 업 테이블과; 상기 룩 업 테이블에 의해 선택된 히스토그램의 휘도신호와 휘도색분리부에 의해 분리된 색신호를 조합하여 영상데이터를 생성하는 휘도색믹싱부와; 상기 룩 업 테이블에 의해 선택된 백 라이트 제어신호를 상기 램프구동부에 공급하는 백 라이트 조절부를 구비한다.

상기 램프구동부 광을 발생하는 램프와; 상기 램프에 흐르는 신호를 검출하는 피드백회로와; 상기 백 라이트 조절부로부터의 백 라이트 제어신호에 대응하여 전압레벨을 조절하는 인버터와; 상기 인버터 및 상기 피드백 회로 사이에 접속됨과 아울러 상기 백 라이트 조절부로부터의 백 라이트 제어신호에 의해 펄스폭을 변조 하는 PWM 제어기와; 상기 인버터로부터의 교류신호를 승압하여 램프에 공급하는 트랜스포머를 구비한다.

상기 백 라이트 제어신호는 램프에 인가되는 관전류의 듀티비 및 관전류의 세기 중 어느 하나를 변화시킨다.

영상데이터를 입력받고 상기 영상데이터에서 휘도성분을 추출하는 휘도 추출부와; 상기 휘도성분에 따라 상기 영상데이터의 속성을 지시하는 히스토그램 파라미터 발생부와; 외부 환경의 광량에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 외부 감지 시스템과; 광량에 대응하여 데이터 분포곡선이 다른 다수의 히스토그램과 상기 광량에 대응하여 제어치가 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 저장하는 메모리와; 상기 다수의 히스토그램과 상기 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 상기 메모리로부터 로드받고 상기 휘도성분과 상기 히스토그램 파라미터 및 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램과 상기 백라이트 제어신호를 선택하는 선택부를 구비한다.

상기 외부 감지 시스템은 외부 환경의 변화를 감지 하는 하나 이상의 광센서를 가지는 감지부와; 상기 감지부에 의하여 감지된 각각의 광량에 따른 콘트라스트 가변신호를 생성하는 판단부를 구비한다.

액정표시패널과; 외부 환경의 광량에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 제1 시스템과; 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 영상 데이터의 콘트라스트 특성을 다르게 하는 다수의 히스토그램 유형 정보 중 어느 하나를 선택함과 아울러, 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램 유형 정보에 대응하여 제어 치가 다르게 설정되는 다수의 광원 제어신호 중 어느 하나를 선택하는 제2 시스템과; 상기 선택된 히스토그램 유형 정보로 변조된 영상 데이터를 상기 액정표시패널에 공급하는 패널 구동부와; 상기 선택된 광원 제어신호에 의해 밝기가 제어되는 빛을 상기 액정표시패널에 조사하는 광원을 구비한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시구동방법은 광량에 대응하여 데이터 분포곡선이 다른 다수의 히스토그램과 상기 광량에 대응하여 제어치가 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 마련하는 단계와; 외부 환경에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 단계와; 영상데이터를 입력받고 상기 영상데이터로부터 추출된 휘도성분에 따라 상기 영상데이터의 속성을 지시하는 히스토그램 파라미터을 생성하는 단계와;

상기 히스토그램 파라미터 및 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 단계와; 상기 선택된 히스토그램 유형 정보로 변조된 영상 데이터를 화상을 표시하는 액정표시패널에 공급하고 상기 선택된 백 라이트 제어신호에 의해 상기 액정표시패널에 조사하는 광원의 밝기를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 히스토그램 파라미터 및 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 단계는 외부환경이 밝을 경우 휘도 및 콘트라스트가 높은 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하고, 외부환경이 어두울 경우 휘도 및 콘트라스트가 낮은 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택한다.

이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 영상데이터에 대응되는 신호를 생성하는 시스템(35)과, 외부 감지 시스템(40)과, 외부 감지 시스템(40)으로부터 데이터를 공급받아 영상데이터 신호와 조합하여 변조된 영상데이터 신호를 생성하는 내부 처리 시스템(30)과, 내부 처리 시스템(30)으로부터 생성된 신호에 따라 밝기 조절하는 백 라이트 유닛 및 램프 구동부(60)와, 액정패널(22) 및 패널 구동부를 구비한다.

시스템(35)은 'Vsyn1', 'Hsyn1', 'DCLK1' 및 'DE1' 즉, 수직/수평 동기신호(Vsyn1, Hsyn1), 디지털 비디오 데이터의 샘프링을 위한 도트클럭(DCLK1) 및 디지털 비디오 데이터(Ri, Gi, Bi)가 존재하는 기간을 지시하는 데이터 인에이블신호(DE1) 등을 생성한다. 이러한 시스템(35)의 예로써 그래픽카드 등이 있다.

외부 감지 시스템(40)은 도 3에 도시된 바와 같이 외부 환경의 변화를 감지하는 감지부(44)와, 감지부(44)로부터의 데이터를 통하여 변화 여부를 판단하는 판단부(42)를 구비한다.

감지부(44)는 외부의 광의 변화를 감지할 수 있는 광센서 등을 이용하여 외부 광을 감지하게 된다. 이러한 광센서는 적어도 하나가 설치되고, 하나 이상의 광센서로부터의 각각의 광 변화량을 평균하여 외부 광 변화를 계산할 수 있다.

판단부(42)는 감지부(44)로부터 공급된 광 변화량에 대응되는 콘트라스트 비율 조절 신호를 생성하여 내부 처리 시스템(30)에 공급한다. 예를 들면, 감지부 (44)가 감지하는 외부 광량을 등급별로 나누고, 각 등급에 따라 다른 신호를 생성하도록 한다. 외부 광량이 가장 많을 때 즉, 가장 밝은 경우를 16등급으로 하고, 외부 광량이 가장 적을 때 즉, 가장 어두운 경우를 1등급으로 한 후, 각 등급에 따라 서로 다른 신호를 생성한다. 여기서, 등급에 따라 디지털화 한다면, 4개의 비트를 이용하여 서로 다른 신호를 생성할 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 전술한 일 예에서의 밝기 등급에 제한받지 않는다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 외부 광원의 밝기 등급은 2~256 등급으로 분류하여 처리할 수 있을뿐만아니라, 사용자의 요구에 따라 더 세밀한 등급분류도 가능하다.

외부 감지 시스템(40)의 판단부(42)로부터 공급된 데이터에 대응하여 그에 따른 콘트라스트를 조절하는 내부 처리 시스템(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 외부 감지 시스템(40)과 데이터를 교환하는 교환기(34)와, 교환기(34)로부터 데이터를 공급 받아 그에 따른 신호를 생성하는 화질 처리부(32)와, 화질 처리부(32)가 신호를 생성하기 위해 필요한 히스토그램 유형 및 백 라이트 제어신호를 공급하는 메모리(36)를 구비한다.

교환기(34)는 외부 감지 시스템(40)과 화질처리부(32) 사이에 위치하여 외부 감지 시스템(40)으로부터 발생되는 콘트라스트 가변신호를 화질 처리부(32)에 공급한다.

메모리(36)는 EEPROM으로 구성되며, 입력 영상의 밝기 정보(Y)에 대응되는 변조 휘도 신호 및 변조 콘트라스트 신호와 히스토그램 유형에 따라 설정된 백 라이트 제어 신호가 미리 등재되어 있다. 백 라이트 제어 신호는 저휘도모드 및 저 콘트라스모드, 정상모드 및 고휘도모드 및 고 콘트라스트모드에 따라 백 라이트 유닛(8)의 램프 관전류의 듀티비를 다르게 하기 위한 제어 신호, 각 모드에 따라 관전류 세기를 다르게 하기 위한 제어 신호를 포함한다. 여기서, 히스토그램 유형은 각 영상화질에 최적화된 휘도 및 콘트라스트를 표현하기 위한 실험적 값으로 결정되어 특정 영상에 따라 선택적으로 이용된다.

화질 처리부(32)는 도 5에 도시된 바와 같이 메모리(36) 및 외부 감지 시스템(40)으로부터 데이터를 공급받는 IC 마스터 제어기(52)와, 시스템(35)으로부터 화질 처리부(32)에 공급되는 'Ri', 'Gi' 및 'Bi'의 3 원색 디지털 비디오 데이터신호를 YUV신호를 변환하는 휘도색분리부변환부(54)와, 히스토그램 분석을 위하여 'Ri', 'Gi' 및 'Bi'에서 최대 RGB 값을 산출하는 MAX(RGB)(56)와, 히스토 그램 분석 영역을 설정하는 윈도우(58)와, 그레이(Gray) 히스토그램을 분석하고 히스토그램의 폴(Pole)값과 평균값(Mean)을 계산하는 히스토 그램 분석부(55)와, 히스토 그램 분석부(55)로부터 분석된 히스토그램 및 외부 감지 시스템(40)으로부터 공급된 콘트라스트 가변신호와 휘도색분리부(54)로부터의 밝기 정보인 Y 신호에 대응하는 히스토그램 유형을 선택하는 룩 업 테이블(53)과, 선택된 히스토그램에 따라 RGB신호로 복원하는 휘도색믹싱부(57)와, 히스토그램의 폴값과 평균값 및, 룩 업 테이블(53)에 의해 선택된 히스토그램의 백 라이트 제어 신호를 공급받아 PWM제어기에 공급하거나, DAC(Digital Analog Converter)를 이용하여 인버터에 전압 레벨로 공급하는 백 라이트 조절부(59)를 구비한다.

IC 마스터 제어기(52)는 화질처리부(32)를 전체적으로 초기화한다. 이때, 메모리(36)에 저장된 초기 히스토그램이 룩 업 테이블(53)에 저장되고, 이후 룩 업 테이블(53)에 저장된 히스토그램에 따라 화질처리부(32)를 초기화하게 된다. 이러한 IC 마스터 제어기(52)는 교환기(34) 및 메모리(36)와 통신하여 각각의 데이터를 룩 업 테이블(53)에 공급하게 된다.

휘도색분리부(54)는 시스템(35)을부터 공급된 'Ri', 'Gi' 및 'Bi'의 3 원색 디지털 비디오 데이터신호를 YUV신호를 변환한다. 이러한 변환은 다음과 같은 수학식 1, 2, 3에 따른다.

Y=0.229×Ri + 0.587×Gi + 0.114×Bi

U=0.493×(Bi-Y)

V=0.887×(Ri-Y)

MAX(RGB)(56)는 히스토 그램 분석을 위해, 시스템(35)으로부터 공급된 'Ri', 'Gi' 및 'Bi'의 3 원색 디지털 비디오 데이터신호 중 최대 값을 산출하여 히스토 그램 분석부(55)에 공급하게 된다.

윈도우(58)는 히스토 그램의 분석 영역을 설정한다. 그리고, 윈도우(58)는 시스템(35)으로부터 공급되는 'Vsyn1', 'Hsyn1', 'DCLK1' 및 'DE1' 즉, 수직/수평동기신호(Vsyn1, Hsyn1), 디지털 비디오 데이터의 샘프링을 위한 도트클럭(DCLK1) 및 디지털 비디오 데이터(Ri, Gi, Bi)가 존재하는 기간을 지시하는 데이터 인에이 블신호(DE1)를 변조되는 영상신호에 맞게 'Vsyn2', 'Hsyn2', 'DCLK2' 및 'DE2'로 변조한다.

히스토 그램 분석부(55)는 휘도색분리부(54)로부터 공급된 Y 신호와, Max(RGB)(56)로부터 공급된 영상신호 데이터 신호 중 최대값과, 윈도우(58)로부터 설정된 히스토 그램 설정 영역을 조합하여 히스토 그램을 분석하게 된다. 이에 따라, 그레이 히스토 그램을 산출하고, 히스토 그램의 폴값과 평균값을 룩 업 테이블(53) 및 백 라이트 조절부(59)에 공급하게 된다.

룩 업 테이블(53)은 다양한 휘도 및 콘트라스트에 대응되는 히스토그램 유형을 메모리(36)로부터 읽어들여 테이블형태로 저장한다. 이러한 룩 업 테이블(53)은 히스토그램 분석부(55)로부터 공급된 히스토그램 분포의 경계치를 계산하여 계산된 값과, 외부 감지 시스템(40)으로부터 공급된 콘트라스트 가변신호와, 휘도색분리부(54)로부터 공급된 Y 신호값 각각의 조합에 대응되는 히스토그램 유형을 선택하여 휘도색믹싱부(57)에 공급한다. 또한, 룩 업 테이블(53)에 저장된 히스토그램 유형에 따라 각기 다른 백 라이트 제어신호를 백 라이트 조절부(59)에 공급하게 된다.

휘도색믹싱부(57)는 룩 업 테이블(53)로부터 공급된 커브 및 휘도색분리부(54)로부터 공급된 U, V 신호를 조합하여 변조된 R0, G0, B0 신호를 생성한다. 여기서, 휘도색믹싱부(57)는 다음과 같은 수학식 4, 5, 6을 이용하여 변조하게 된다.

R = YM + (0.000×U) + (1.140×V)

G = YM - (0.396×U) - (0.581×V)

B = YM + (2.029)×U + (0.000×V)

백 라이트 조절부(59)는 히스토그램 분석부(55)의 히스토그램의 폴값과 평균값 및 룩 업 테이블()에 의해 선택된 히스토그램 유형이 가지는 백 라이트 제어신호에 따라 PWM 제어부에 공급되는 신호를 조절하게 된다. 또한, 백 라이트 조절부(59)는 히스토그램의 폴값과 평균값 및 룩 업 테이블(53)에 의해 선택된 히스토그램 유형에 따라 DAC의 전압 레벨을 인버터에 공급하여 램프의 밝기를 조절한다.

램프를 구동하는 램프 구동부(60)는 도 6에 도시된 바와 같이 외부로부터 공급된 직류전원을 교류로 변환하는 인버터(66)와, 인버터(66)의 교류전원을 승압시켜 램프(69)에 공급하는 트랜스포머(68)와, 트랜스포머(68)와 램프(69)사이에 접속되어 전류를 검출하는 피드백 회로(62)와, 피드백 회로(62)와 인버터(66) 사이에 접속되어 인버터(66)에 공급되는 펄스를 제어하는 PWM제어기(64)를 구비한다. 여기서, PWM제어기(64)는 백 라이트 조절부(59)로부터의 신호에 따라 펄스를 조절함으로써 램프(69)에 밝기를 조절하게 된다.

백 라이트 유닛은 램프 구동부(60)의 신호에 따라 광을 조절함으로써 콘트라스트를 조절하게 된다. 이러한 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 램프와, 램프를 감싸는 램프하우징과, 램프로부터 발생되는 광을 산란시키는 도광판과, 도광판의 배면에 위치하여 빛샘을 방지하는 반사판과, 도광판의 전면에 배치되어 광의 출사 각을 변환시키는 광학 시이트를 구비한다.

액정표시패널(22)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 이 액정표시패널(22)의 하부 유리기판 상에 형성된 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)은 상호 직교된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에 형성된 박막트랜지스터(Thin Filim Transistor, 이하 "TFT"라 한다)는 게이트라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)으로부터의 데이터전압을 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 해당 게이트라인(G1 내지 Gn)에 접속되며, 소스전극은 해당 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정표시패널(22)의 상부 유리기판 상에는 도시하지 않은 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 그리고 액정표시패널(22)의 상부 유리기판의 광출사면과 하부 유리기판의 광입사면 상에는 광축이 직교하는 편광판이 각각 부착되고 하부 유리기판의 액정 대향면과 상부 유리기판의 액정 대향면 각각에는 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 또한, 액정표시패널(22)의 액정셀(Clc) 각각에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 이 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트라인 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 도시하지 않은 공통전극라인 사이에 형성되어 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

패널 구동부는 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버(24)와, 게이트 라인에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버(26)와, 데이 터 드라이버(24) 감마 전압을 공급하는 감마전압 공급부(28)와, 데이터 드라이버(24)와 게이트 드라이버(26)에 제어신호를 공급하는 타이밍 제어부(20)를 구비한다.

데이터 드라이버(24)는 타이밍 콘트롤러(20)로부터의 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(Ro,Go,Bo)를 감마전압 공급부(28)로부터의 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 데이터전압으로써 액정표시패널(22)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.

게이트 드라이버(26)는 타이밍 제어부(20)로부터의 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트전압의 스캔펄스를 발생하고 그 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터신호가 공급되는 액정표시패널(22)의 수평라인을 선택한다.

타이밍 제어부(20)는 내부 처리 시스템(30)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(Ro,Go,Bo)를 데이터 드라이버(24)에 공급하고 타이밍 제어신호들(Vsync2, Hsync2, DCLK2, DE2)를 이용하여 게이트 드라이버(26)와 데이터 드라이버(24)를 제어하기 위한 제어신호(DDC, GDC)를 발생한다. 게이트 드라이버(26)의 제어신호(DDC)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable : GOE) 등이 포함되며, 데이터 드라이버(24)의 제어신호(DDCS)에는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : GSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable : SOC) 및 극성신호(Polarity : POL) 등이 포함된다.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법에 대하여 살펴보기로 하자.

먼저, 액정표시장치의 초기화의 경우, 메모리(36)에 저장된 초기 히스토그램 유형 및 히스토그램 유형에 따른 백 라이트 제어신호를 내부 처리 시스템(30) 공급된다. 이를 구체적으로 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이 정상 히스토그램 유형(B) 및 히스토그램 유형(B)에 따른 백 라이트 제어신호는 화질처리부(32)의 IC 마스터 제어기(52)에 공급되고, IC 마스터 제어기(52)는 정상 히스토그램 유형(B) 및 이 히스토그램 유형(B)에 따른 백 라이트 제어신호를 룩 업 테이블(53)에 저장한다. 이후, 룩 업 테이블(53)에 저장된 히스토그램 유형에 따라 시스템(35)으로부터 공급된 영상데이터(Ri, Gi, Bi)신호를 변조하여 타이밍 제어부(20)에 공급하게 된다. 여기서, 룩 업 테이블(53)에 저장된 히스토그램의 유형은 외부 감지 시스템(40)으로부터 공급된 콘트라스트 가변신호가 고려되지 않는다. 즉, 룩 업 테이블(53)에 의해 선택되는 히스토그램 유형은 시스템(35)으로부터 공급된 영상데이터(Ri, Gi, Bi)의 밝기 정보(Y)와 이 영상데이터(Ri, Gi, Bi)에 따른 히스토그램 분석에 의해서 이루어진다.

다음으로, 외부 환경이 어두운 경우, 외부 감지 시스템(40)에 포함된 감지부(44) 즉, 광센서는 감소된 광량을 감지하여 판단부(42)에 공급한다. 이에 따라, 판단부(42)는 감소된 광량에 대응되는 콘트라스트 가변신호를 생성하게 된다. 이렇게 생성된 콘트라스트 가변신호는 내부 처리 시스템(30)의 교환기(34)에 공급된다. 교환기(34)는 콘트라스트 가변신호를 화질처리부(32)의 IC 마스터 제어기(52) 에 공급하게 된다. 이때, IC 마스터 제어기(52)는 도 7에 도시된 바와 같이 메모리(36)에 저장된 다양한 형태의 히스토그램 유형 중 콘트라스트 비율이 낮은 즉, 명암대비가 낮은 히스토그램 유형(A)을 선택한다. 이렇게 선택된 콘트라스트 비율이 낮은 히스토그램 유형(A)은 시스템(35)으로부터 공급된 영상데이터(Ri,Gi,Bi)로부터 추출된 밝기 정보(Y)와 히스토그램 분석부(55)에 의해 추출된 폴값과 평균값을 룩 업 테이블(53)로 공급된다. 이에 따라, 룩 업 테이블(53)은 휘도 및 콘트라스트 비율이 낮은 히스토그램 유형(A)을 선택하여 휘도색믹싱부(57) 및 백 라이트 조절부(59)에 공급한다. 여기서, 각 히스토그램 유형에 대응되는 백 라이트 제어신호가 룩 업 테이블(53)에 함께 저장되어 있다. 이후, 휘도색믹싱부(57)는 선택된 히스토그램과 휘도색분리부(54)로부터의 U, V 신호와 조합하여 변조된 RGB 신호를 생성한다. 또한, 백 라이트 조절부(59)는 룩 업 테이블(53)로부터의 백 라이트 제어신호와 히스토그램 분석부(55)로부터의 폴값과 평균값에 대응되는 신호를 생성하여 PWM제어기 및 인버터에 공급하게 된다. 이에 따라, 램프(69)의 밝기가 더 어둡게 조절되어 전체적으로 콘트라스트가 감소되어 사용자에게 보다 감각적인 영상을 제공하게 된다.

다음으로, 외부 환경이 밝은 경우, 외부 감지 시스템(40)에 포함된 감지부(44) 즉, 광센서는 증가된 광량을 감지하여 판단부(42)에 공급한다. 이에 따라, 판단부(42)는 증가된 광량에 대응되는 콘트라스트 가변신호를 생성하게 된다. 이렇게 생성된 콘트라스트 가변신호는 내부 처리 시스템(30)의 교환기(34)에 공급된다. 교환기(34)는 콘트라스트 가변신호를 화질처리부(32)의 IC 마스터 제어기(52) 에 공급하게 된다. 이때, IC 마스터 제어기(52)는 도 7에 도시된 바와 같이 메모리(36)에 저장된 다양한 형태의 히스토그램 유형 중 콘트라스트 비율이 높은 즉, 명암대비가 높은 히스토그램 유형(C)을 선택한다. 이렇게 선택된 콘트라스트 비율이 높은 히스토그램 유형(C)은 시스템(35)으로부터 공급된 영상데이터(Ri,Gi,Bi)로부터 추출된 밝기 정보(Y)와 히스토그램 분석부(55)에 의해 추출된 폴값과 평균값을 룩 업 테이블(53)로 공급된다. 이에 따라, 룩 업 테이블(53)은 콘트라스트 비율이 높은 히스토그램 유형(C)을 선택하여 휘도색믹싱부(57) 및 백 라이트 조절부(59)에 공급한다. 여기서, 각 히스토그램 유형에 대응되는 백 라이트 제어신호가 룩 업 테이블(53)에 함께 저장되어 있다. 이후, 휘도색믹싱부(57)는 선택된 히스토그램과 휘도색분리부(54)로부터의 U, V 신호와 조합하여 변조된 RO, GO, BO 신호를 생성한다. 또한, 백 라이트 조절부(59)는 룩 업 테이블(53)로부터의 백 라이트 제어신호와 히스토그램 분석부(55)로부터의 폴값과 평균값에 대응되는 신호를 생성하여 PWM제어기 및 인버터에 공급하게 된다. 이에 따라, 램프(69)의 밝기가 더 밝게 조절되어 전체적으로 콘트라스트가 증가되어 사용자에게 보다 감각적인 영상을 제공하게 된다.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 외부 환경의 변화에 따라 휘도 가변신호를 생성하여, 이 휘도 가변신호에 따른 히스토그램을 적용할 수 있다. 예를 들면, 외부 환경이 어두울 경우, 사용자의 눈부심 등을 방지하기 위하여 어두운 휘도 신호를 생성하여 화질처리부(32)에 공급하고, 이에 따라 룩 업 테이블(53)에서 휘도가 낮은 히스토그램 유형을 선택하여 휘도색믹싱부(57)에 공급하고, 낮은 휘도를 가지는 히스토그램 유형이 가지는 백 라이트 제어 신호를 백 라이트 조절부(59)에 공급함으로써, 백 라이트의 밝기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 외부 환경에 따른 패널의 휘도를 감소시킴으로써 사용자에게 좀더 감각적인 영상을 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 외부 환경의 변화에 따라 적응적으로 액정패널의 콘트라스트 및 휘도를 제어함으로서 사용자에게 보다 감각적인 영상을 제공할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 어두운 환경에서는 액정패널의 콘트라스트 및 휘도를 감소시켜 사용자의 눈부심을 방지하고 명암번짐등을 방지함으로써 보다 나은 영상을 인식하도록 하며, 밝은 환경에서는 액정패널의 콘트라스 및 휘도를 증가시켜 영상의 밝은 부분을 더욱 밝게 하여 사용자에게 보다 나은 영상을 인식하도록 함으로써 화질개선을 달성할 수 있다.

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

광량에 대응하여 데이터 분포곡선이 다른 다수의 히스토그램과 상기 광량에 대응하여 제어치가 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 저장하는 메모리와;

영상데이터와 제어신호를 생성하는 시스템과;

외부 환경의 광량에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 외부 감지 시스템과;

상기 영상데이터 및 제어신호와 상기 가변신호에 대응하여 변조된 콘트라스트 및 휘도에 대응되는 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 내부 처리 시스템과;

상기 내부 처리 시스템으로부터의 백 라이트 제어신호에 대응되어 액정패널의 콘트라스트 및 휘도를 조절하는 램프구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 외부 감지 시스템은

외부 환경의 변화를 감지하는 하나 이상의 광센서를 가지는 감지부와;

상기 감지부에 의하여 감지된 각각의 광량에 따른 콘트라스트 가변신호를 생성하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 내부 처리 시스템은

상기 외부 처리 시스템으로부터의 가변신호를 수신하는 교환기와;

상기 교환기로부터의 신호를 수신하여 상기 시스템으로부터의 영상데이터 및 제어신호를 변조하는 화질처리부와;

상기 화질처리부에 각기 다른 히스토그램 유형들 및 상기 히스토 그램 유형들에 따른 백 라이트 제어신호를 공급하는 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 화질처리부는

상기 메모리 및 상기 교환기와 통신하여 상기 메모리로부터 히스토그램을 수신하고 상기 교환기로부터 가변신호를 수신하는 IC 마스터 제어기와;

상기 시스템으로부터의 영상데이터를 휘도 및 색으로 분리하는 휘도색분리부와;

상기 시스템으로부터의 영상데이터 중 최대값을 가지는 색 신호를 검출하는 최대값검출부와;

상기 시스템으로부터의 제어신호를 가변함과 아울러 히스토그램 분석 영역을 설정하는 윈도우와;

상기 윈도우에 의해 설정된 히스토그램 분석 영역내에서 상기 휘도색분리부 로부터의 휘도신호와 최대값을 가지는 색 신호와 IC 마스터 제어기로부터의 가변신호 및 히스토그램을 이용하여 히스토그램을 분석하는 히스토그램분석부와;

히스토그램분석부의 결과와 IC 마스터 제어기로부터의 가변신호 및 상기 휘도신호 들의 조합에 대응되는 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 룩 업 테이블과;

상기 룩 업 테이블에 의해 선택된 히스토그램의 휘도신호와 휘도색분리부에 의해 분리된 색신호를 조합하여 영상데이터를 생성하는 휘도색믹싱부와;

상기 룩 업 테이블에 의해 선택된 백 라이트 제어신호를 상기 램프구동부에 공급하는 백 라이트 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 램프구동부

광을 발생하는 램프와;

상기 램프에 흐르는 신호를 검출하는 피드백회로와;

상기 백 라이트 조절부로부터의 백 라이트 제어신호에 대응하여 전압레벨을 조절하는 인버터와;

상기 인버터 및 상기 피드백 회로 사이에 접속됨과 아울러 상기 백 라이트 조절부로부터의 백 라이트 제어신호에 의해 펄스폭을 변조하는 PWM 제어기와;

상기 인버터로부터의 교류신호를 승압하여 램프에 공급하는 트랜스포머를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 백 라이트 제어신호는

램프에 인가되는 관전류의 듀티비 및 관전류의 세기 중 어느 하나를 변화시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
영상데이터를 입력받고 상기 영상데이터에서 휘도성분을 추출하는 휘도 추출부와;

상기 휘도성분에 따라 상기 영상데이터의 속성을 지시하는 히스토그램 파라미터 발생부와;

외부 환경의 광량에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 외부 감지 시스템과;

광량에 대응하여 데이터 분포곡선이 다른 다수의 히스토그램과 상기 광량에 대응하여 제어치가 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 저장하는 메모리와;

상기 다수의 히스토그램과 상기 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 상기 메모리로부터 로드받고 상기 휘도성분과 상기 히스토그램 파라미터 및 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램과 상기 백라이트 제어신호를 선택하는 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 외부 감지 시스템은

외부 환경의 변화를 감지하는 하나 이상의 광센서를 가지는 감지부와;

상기 감지부에 의하여 감지된 각각의 광량에 따른 콘트라스트 가변신호를 생성하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
액정표시패널과;

외부 환경의 광량에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 제1 시스템과;

상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 영상 데이터의 콘트라스트 특성을 다르게 하는 다수의 히스토그램 유형 정보 중 어느 하나를 선택함과 아울러, 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램 유형 정보에 대응하여 제어치가 다르게 설정되는 다수의 광원 제어신호 중 어느 하나를 선택하는 제2 시스템과;

상기 선택된 히스토그램 유형 정보로 변조된 영상 데이터를 상기 액정표시패널에 공급하는 패널 구동부와;

상기 선택된 광원 제어신호에 의해 밝기가 제어되는 빛을 상기 액정표시패널에 조사하는 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
광량에 대응하여 데이터 분포곡선이 다른 다수의 히스토그램과 상기 광량에 대응하여 제어치가 다른 다수의 백 라이트 제어신호를 마련하는 단계와;

외부 환경에 따른 콘트라스트 제어신호를 생성하는 단계와;

영상데이터를 입력받고 상기 영상데이터로부터 추출된 휘도성분에 따라 상기 영상데이터의 속성을 지시하는 히스토그램 파라미터을 생성하는 단계와;

상기 히스토그램 파라미터 및 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 단계와;

상기 선택된 히스토그램 유형 정보로 변조된 영상 데이터를 화상을 표시하는 액정표시패널에 공급하고 상기 선택된 백 라이트 제어신호에 의해 상기 액정표시패널에 조사하는 광원의 밝기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서,

상기 히스토그램 파라미터 및 상기 콘트라스트 제어신호에 기반하여 상기 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 단계는

외부환경이 밝을 경우 휘도 및 콘트라스트가 높은 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하고,

외부환경이 어두울 경우 휘도 및 콘트라스트가 낮은 히스토그램 및 백 라이트 제어신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.