KR20070075009A - Display device and method of driving the same - Google Patents

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KR20070075009A KR1020060003256A KR20060003256A KR20070075009A KR 20070075009 A KR20070075009 A KR 20070075009A KR 1020060003256 A KR1020060003256 A KR 1020060003256A KR 20060003256 A KR20060003256 A KR 20060003256A KR 20070075009 A KR20070075009 A KR 20070075009A
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최욱철
정호용
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삼성전자주식회사
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Abstract

A display device and a method of driving the same are provided to enhance image quality by driving the display device through an HDR(High Dynamic Range) scheme. A display device includes a timing controller(110), a light source driver(170), a light source(180), a data driver(140), and a display panel(160). The timing controller converts a primary gradation signal to a high gradation signal using the primary gradation signal and generates first and second gradation signals based on the high gradation signal. The light source driver outputs a driving signal in response to the first gradation signal. The light source generates a light based on the driving signal. The data driver converts the second gradation signal to an analog gradation voltage and outputs the converted analog gradation voltage. The display panel displays images in response to the analog gradation voltage.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널 및 광원부의 구동을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating driving of the liquid crystal display panel and the light source unit illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 타이밍 제어부에 대한 상세한 블록도이다.3 is a detailed block diagram of the timing controller shown in FIG. 1.

도 4는 도 3에 도시된 고계조 변환부의 동작을 설명하기 위한 변환곡선들이다. FIG. 4 is conversion curves for describing an operation of the high gray scale conversion unit illustrated in FIG. 3.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 5A and 5B are flowcharts illustrating a method of driving a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110 : 타이밍 제어부 140 : 데이터 구동부110: timing controller 140: data driver

160 : 액정표시패널 170 : 광원 구동부160: liquid crystal display panel 170: light source driver

180 : 광원부 112 : 데이터 입력부180: light source unit 112: data input unit

113 : 제1 저장부 114 : 고계조 변환부113: first storage unit 114: high gradation conversion unit

115 : 제2 저장부 116 : 평균계조 연산부115: second storage unit 116: average gray calculator

117 : 제1 계조 변환부 118 : 제2 계조 변환부117: first grayscale conversion unit 118: second grayscale conversion unit

본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화질 개선을 위한 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a display device and a driving method thereof, and more particularly, to a display device for improving image quality and a driving method thereof.

일반적으로 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 광원 유닛을 포함한다. 상기 액정표시패널은 복수의 화소부들이 정의된 대향하는 두 기판들과, 상기 두 기판들 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 광원 유닛은 상기 액정표시패널의 앞면에 배치되어 프론트 광을 제공하는 전면 광원 유닛과, 상기 액정표시패널의 뒷면에 배치되어 백 광을 제공하는 배면 광원 유닛(이하, '백라이트 유닛'이라 함)으로 나누어진다. In general, a liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel for displaying an image and a light source unit for providing light to the liquid crystal display panel. The liquid crystal display panel includes two opposing substrates in which a plurality of pixel portions are defined, and a liquid crystal layer interposed between the two substrates. The light source unit is disposed on a front surface of the liquid crystal display panel to provide front light, and a rear light source unit disposed on a rear surface of the liquid crystal display panel to provide white light (hereinafter, referred to as a backlight unit). Divided by.

상기 백라이트 유닛의 광원으로는 일반적으로 형광램프(예컨대, CCFL, EEFL) 및 발광 다이오드(LED)를 사용한다. 상기 발광 다이오드를 사용하는 경우, 복수의 발광 다이오드들을 상기 액정표시패널의 배면에 배열하여 백(Back) 광을 상기 액정표시패널에 제공한다. Generally, a fluorescent lamp (eg, CCFL, EEFL) and a light emitting diode (LED) are used as a light source of the backlight unit. When the light emitting diode is used, a plurality of light emitting diodes are arranged on the rear surface of the liquid crystal display panel to provide back light to the liquid crystal display panel.

상기 백라이트 유닛은 상기 액정표시패널에 구동되는 동안 항상 광을 발생한다. 즉, 상기 액정표시패널에 완전한 블랙 영상을 표시할 경우에도 상기 백라이트 유닛은 광을 상기 액정표시패널에 제공한다. 이와 같이 상기 액정표시패널과 백라이트 유닛의 이원화된 구동방식에 따라서 사람의 눈에는 원치 않는 영상이 보여지는 화질 저하의 문제점을 갖는다. 바람직하게 사람의 눈에 보여지는 영상의 선명도 는 밝은 영상에 대해서는 더욱 밝게 표시되고, 어두운 영상에 대해서는 더욱 어둡게 표시되어야 선명도가 우수하다고 평가된다. The backlight unit always generates light while being driven by the liquid crystal display panel. That is, even when a complete black image is displayed on the liquid crystal display panel, the backlight unit provides light to the liquid crystal display panel. As described above, according to the dual driving method of the liquid crystal display panel and the backlight unit, there is a problem of deterioration in image quality that an unwanted image is seen in the human eye. Preferably, the sharpness of the image seen by the human eye is displayed brighter for bright images and darker for dark images.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 화질 개선을 위한 표시 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention was conceived in this respect, and an object of the present invention is to provide a display device for improving image quality.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of driving the display device.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 장치는 타이밍 제어부, 광원 구동부, 광원부, 데이터 구동부 및 표시 패널을 포함한다. 상기 타이밍 제어부는 프레임 단위의 k비트 원시계조신호들을 이용해 상기 원시계조신호를 2k비트의 고계조신호로 변환하고, 상기 고계조신호에 기초해 k비트의 제1 계조신호 및 제2 계조신호를 산출한다. 상기 광원 구동부는 상기 제1 계조신호에 응답하여 구동신호를 출력한다. 상기 광원부는 상기 구동신호에 의해 소정의 휘도를 갖는 광을 발생한다. 상기 데이터 구동부는 상기 제2 계조신호를 아날로그 계조전압으로 변환하여 출력한다. 상기 표시 패널은 상기 계조전압에 응답하여 영상을 표시한다. A display device according to an exemplary embodiment for realizing the object of the present invention includes a timing controller, a light source driver, a light source, a data driver, and a display panel. The timing controller converts the raw gradation signal into a 2 k-bit high gradation signal using k-bit raw gradation signals in frame units, and calculates a k-bit first gradation signal and a second gradation signal based on the high gradation signal. do. The light source driver outputs a driving signal in response to the first gray level signal. The light source unit generates light having a predetermined luminance by the driving signal. The data driver converts the second gray level signal into an analog gray level voltage and outputs the analog gray level voltage. The display panel displays an image in response to the gray voltage.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 영상을 표시하는 표시 패널에 계조전압을 출력하는 데이터 구동부와, 상기 표시 패널에 광을 발생하는 광원에 구동신호를 출력하는 광원 구동부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법은 프레임 단위의 k비트 원시계조신호들을 이용해 상기 원시계조신호를 2k비트의 고계조신호로 변환하고, 소정 단위의 고계조신호들에 대한 평균계조신호를 산출하 고, 상기 평균계조신호를 상기 k비트의 제1 계조신호로 변환하여 상기 광원 구동부에 출력하고, 상기 고계조신호를 이용해 상기 k비트의 제2 계조신호를 산출하여 상기 데이터 구동부에 출력한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a data driver for outputting a gray voltage to a display panel for displaying an image, and a light source driver for outputting a driving signal to a light source for generating light on the display panel. In the driving method of the display device, the raw gradation signal is converted into a high gradation signal of 2 k bits using the k-bit raw gradation signals in a frame unit, and the average gradation signal for the high gradation signals in a predetermined unit is calculated. The average gradation signal is converted into the k-bit first gradation signal, and output to the light source driver. The second gradation signal of the k-bit is calculated using the high gradation signal and output to the data driver.

이러한 표시 장치 및 이의 구동 방법에 의하면, 프레임 화면의 밝기 정도에 적응적으로 k비트의 원시계조신호를 2k비트의 고계조신호로 변환시킴으로써 이미지를 보다 상세하게 표현할 수 있다. According to such a display device and a driving method thereof, an image can be expressed in more detail by converting a k-bit raw gradation signal into a 2k-bit high gradation signal adaptively to the brightness of the frame screen.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 표시 장치는 타이밍 제어부(110), 구동전압 발생부(120), 기준감마전압발생부(130), 데이터 구동부(140), 게이트 구동부(150), 액정표시패널(160), 광원 구동부(170) 및 광원부(180)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the display device includes a timing controller 110, a driving voltage generator 120, a reference gamma voltage generator 130, a data driver 140, a gate driver 150, and a liquid crystal display panel 160. , A light source driving unit 170 and a light source unit 180.

상기 타이밍 제어부(110)는 외부 장치로부터 원시제어신호(101a) 및 k(k는 자연수)비트의 원시계조신호(101b)가 입력된다. 상기 타이밍 제어부(110)는 프레임 화면의 밝기 정도에 적응적인 변환곡선을 이용하여 상기 k비트의 원시계조신호(101b)를 2k비트의 고계조신호로 변환한다. 상기 타이밍 제어부(110)는 상기 타이밍 제어부(110)는 상기 2k비트의 계조신호를 각각 k비트의 제1 계조신호(110d) 및 제2 계조신호(110e)로 변환한다. 상기 k비트의 제1 계조신호(110d)는 상기 광원 구동부(170)에 제공되며, 상기 k비트의 제2 계조신호(110e)는 상기 데이터 구동부(140)에 제공된다. 즉, 상기 제1 계조신호(110d)는 상기 광원부(180)의 밝기를 제 어하는 휘도신호이며, 상기 제2 계조신호(110e)는 상기 액정표시패널(160)을 구동하는 데이터신호이다. The timing controller 110 receives a source control signal 101a and a source grayscale signal 101b of k (k is a natural number) bits from an external device. The timing controller 110 converts the k-bit raw gradation signal 101b into a 2k-bit high gradation signal using a conversion curve adaptive to the brightness of the frame screen. The timing controller 110 converts the 2k-bit gradation signal into k-bit first gradation signal 110d and second gradation signal 110e, respectively. The k-bit first gray level signal 110d is provided to the light source driver 170, and the k-bit second gray level signal 110e is provided to the data driver 140. That is, the first gray level signal 110d is a luminance signal that controls the brightness of the light source unit 180, and the second gray level signal 110e is a data signal for driving the liquid crystal display panel 160.

상기 타이밍 제어부(110)는 상기 원시제어신호(101a)에 기초하여 상기 표시 장치를 구동하기 위한 제어신호들을 생성하여 출력한다. 구체적으로 상기 제어신호들은 상기 구동전압 발생부(120)를 제어하는 제1 제어신호(110a), 상기 데이터 구동부(140)를 제어하는 제2 제어신호(110b), 상기 게이트 구동부(150)를 제어하는 제3 제어신호(110c) 및 광원 구동부(170)를 제어하는 제4 제어신호(110d)를 포함한다. 상기 제4 제어신호(110d)는 상기 제1 계조신호를 포함한다. The timing controller 110 generates and outputs control signals for driving the display device based on the original control signal 101a. In detail, the control signals control the first control signal 110a for controlling the driving voltage generator 120, the second control signal 110b for controlling the data driver 140, and the gate driver 150. The third control signal 110c and the fourth control signal 110d for controlling the light source driver 170 are included. The fourth control signal 110d includes the first gray level signal.

상기 구동전압 발생부(120)는 상기 표시 장치를 구동하기 위한 구동전압들을 발생한다. 구체적으로, 상기 구동전압 발생부(120)는 상기 기준감마전압발생부(130)에는 아날로그 구동전압(120b)을 출력하고, 상기 게이트 구동부(150)에는 게이트 전압들(120c)을 출력하며, 상기 액정표시패널(160)에는 공통전압(120d)을 출력한다. The driving voltage generator 120 generates driving voltages for driving the display device. In detail, the driving voltage generator 120 outputs an analog driving voltage 120b to the reference gamma voltage generator 130, and outputs gate voltages 120c to the gate driver 150. The common voltage 120d is output to the liquid crystal display panel 160.

상기 기준감마전압발생부(130)는 상기 아날로그 구동전압(120b)을 이용하여 10개 내지 20개의 기준감마전압들(130a)을 생성하여 상기 데이터 구동부(140)에 출력한다. The reference gamma voltage generator 130 generates 10 to 20 reference gamma voltages 130a by using the analog driving voltage 120b and outputs the same to the data driver 140.

상기 데이터 구동부(140)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 상기 k비트의 제2 계조신호(110e)를 계조전압으로 변환하여 출력한다. 구체적으로, 상기 데이터 구동부(140)는 제2 제어신호(110b) 및 기준감마전압들(130a)을 이용하여 상기 제2 계조신호(110e)를 계조전압으로 변환하여 상기 액정표시패널(160)에 출력한다. The data driver 140 converts the k-bit second gray level signal 110e provided from the timing controller 110 into a gray level voltage and outputs the gray level voltage. In detail, the data driver 140 converts the second gray level signal 110e into a gray level voltage by using the second control signal 110b and the reference gamma voltages 130a to the liquid crystal display panel 160. Output

상기 게이트 구동부(150)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 제3 제어신호(110c) 및 상기 구동전압 발생부(120)로부터 제공된 게이트 전압들(120c)을 이용하여 게이트 신호들을 생성하고, 생성된 게이트 신호들을 상기 액정표시패널(160)에 출력한다. The gate driver 150 generates gate signals using the third control signal 110c provided from the timing controller 110 and the gate voltages 120c provided from the driving voltage generator 120. The gate signals are output to the liquid crystal display panel 160.

상기 액정표시패널(160)은 복수의 게이트 배선(GL)들과 복수의 소스 배선(DL)들에 의해 정의된 복수의 화소부(P)들을 포함하고, 각 화소부(P)는 스위칭 소자(TFT)와 상기 스위칭 소자(TFT)에 연결된 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST)를 포함한다. 상기 액정 캐패시터(CLC) 및 스토리지 캐패시터(CST)의 각각 일단에는 상기 구동전압 발생부(120)로부터 제공된 공통전압(120d)이 인가된다.The liquid crystal display panel 160 includes a plurality of pixel portions P defined by a plurality of gate lines GL and a plurality of source lines DL, and each pixel portion P includes a switching element ( And a liquid crystal capacitor CLC and a storage capacitor CST connected to the TFT and the switching element TFT. A common voltage 120d provided from the driving voltage generator 120 is applied to one end of each of the liquid crystal capacitor CLC and the storage capacitor CST.

상기 광원 구동부(170)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 상기 k비트의 제1 계조신호(110d)에 기초하여 상기 광원부(180)를 구동시킨다. 상기 광원 구동부(170)는 상기 제1 계조신호(110d)를 펄스 폭 변조하고, 상기 펄스 폭 변조된 구동신호(170a)를 상기 광원부(180)에 인가한다. The light source driver 170 drives the light source unit 180 based on the k-bit first gray level signal 110d provided from the timing controller 110. The light source driver 170 pulse width modulates the first gray level signal 110d and applies the pulse width modulated drive signal 170a to the light source unit 180.

상기 광원부(180)는 복수의 발광 다이오드들(LED)을 포함하며, 상기 발광 다이오드들은 상기 복수개의 광원블록들로 나누어져 구동된다. 상기 타이밍 제어부(110)는 상기 광원블록별 각각에 대응하는 제1 계조신호(110d)를 상기 광원 구동부(170)에 제공하고, 상기 광원 구동부(170)는 상기 제1 계조신호(110d)를 펄스 폭 변조하여 복수의 광원블록들 중 해당하는 광원블록에 인가한다.The light source unit 180 includes a plurality of light emitting diodes (LEDs), and the light emitting diodes are driven by being divided into the plurality of light source blocks. The timing controller 110 provides the first gray level signal 110d corresponding to each light source block to the light source driver 170, and the light source driver 170 pulses the first gray level signal 110d. The width modulation is applied to a corresponding light source block among the plurality of light source blocks.

도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널 및 광원부의 구동을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating driving of the liquid crystal display panel and the light source unit illustrated in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 액정표시패널(160)은 M개의 데이터 배선들과 N개의 게이트 배선들에 의해 M×N개의 화소부들로 이루어지고, 한 프레임의 화면(260)을 표시한다. 여기서, M, N은 자연수이다. 1 and 2, the liquid crystal display panel 160 is formed of M × N pixel parts by M data lines and N gate lines, and displays a screen 260 of one frame. . Here, M and N are natural numbers.

상기 한 프레임 화면(260)을 예컨대 6개의 화면블록들(B1, B2, B3, B4, B5, B6)로 이루어진다. 즉, 하나의 화면블록(B1)은 m×n개의 화소부들로 이루어지며, 이에 의해 m×n개의 계조신호들에 의해 구동된다. 여기서, m < M, n < N인 자연수이다. The one frame screen 260 is composed of, for example, six screen blocks B1, B2, B3, B4, B5, and B6. That is, one screen block B1 is composed of m × n pixel parts, thereby being driven by m × n gray level signals. Where m < M and n < N.

상기 광원부(180)는 복수의 발광 다이오드(181)들을 포함한다. 상기 광원부(180)는 상기 6개의 화면블록들(B1, B2, B3, B4, B5, B6)에 대응하여 6개의 광원블록들(LB1, LB2, LB3, LB4, LB5, LB6)로 이루어진다. 이에 따라서, 광원 구동부(170)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공되는 제1 계조신호(110d)에 따라서 상기 광원블록들(LB1, LB2, LB3, LB4, LB5, LB6)을 구동시키는 펄스 폭 변조된 전원신호인 구동신호(170a-1, 170a-2, 170a-3, 170a-4, 170a-5, 170a-6)를 출력한다.The light source unit 180 includes a plurality of light emitting diodes 181. The light source unit 180 includes six light source blocks LB1, LB2, LB3, LB4, LB5, and LB6 corresponding to the six screen blocks B1, B2, B3, B4, B5, and B6. Accordingly, the light source driver 170 modulates the pulse width to drive the light source blocks LB1, LB2, LB3, LB4, LB5, and LB6 according to the first gray level signal 110d provided from the timing controller 110. The driving signals 170a-1, 170a-2, 170a-3, 170a-4, 170a-5, and 170a-6, which are the power signals, are output.

도 3은 도 1에 도시된 타이밍 제어부에 대한 상세한 블록도이다. 도 4는 도 3에 도시된 고계조 변환부의 동작을 설명하기 위한 변환곡선들이다. 3 is a detailed block diagram of the timing controller shown in FIG. 1. FIG. 4 is conversion curves for describing an operation of the high gray scale conversion unit illustrated in FIG. 3.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 타이밍 제어부(110)는 제어신호 생성부(111), 데이터 입력부(112), 제1 저장부(113), 고계조 변환부(114), 제2 저장부(115), 평균계조 연산부(116), 제1 계조 변환부(117) 및 제2 계조 변환부(118)를 포함한다. 2 to 4, the timing controller 110 includes a control signal generator 111, a data input unit 112, a first storage unit 113, a high gray scale conversion unit 114, and a second storage unit. 115, an average gray calculator 116, a first gray converter 117, and a second gray converter 118.

상기 제어신호 생성부(111)는 외부로부터 입력된 원시제어신호(101a)에 기초 하여 표시 장치를 구동하기 위한 제1, 제2 및 제3 제어신호(110a, 110b, 110c)를 생성하여 출력한다. 상기 원시제어신호(101a)는 메인클럭신호(MCLK), 수평동기신호(HSYNC), 수직동기신호(VSYNC) 및 데이터인에이블신호(DE)를 포함한다. The control signal generator 111 generates and outputs first, second and third control signals 110a, 110b, and 110c for driving the display device based on the raw control signal 101a input from the outside. . The original control signal 101a includes a main clock signal MCLK, a horizontal synchronization signal HSYNC, a vertical synchronization signal VSYNC, and a data enable signal DE.

상기 데이터 입력부(112)는 외부장치로부터 제공되는 원시계조신호(101b), 즉, k비트의 원시계조신호(Di)를 수신한다. The data input unit 112 receives a raw gradation signal 101b provided from an external device, that is, a k-bit original gradation signal Di.

상기 제1 저장부(113)에는 입력된 원시계조신호가 프레임 단위로 저장된다. The input raw gradation signal is stored in a frame unit in the first storage unit 113.

상기 고계조 변환부(114)는 프레임 화면의 밝기 정도에 적응적인 변환곡선을 이용하여 상기 k비트의 원시계조신호(Di)를 2k비트의 고계조신호(HDi)로 변환한다.The high gradation converter 114 converts the k-bit raw gradation signal Di into a 2k-bit high gradation signal HDi using a conversion curve adaptive to the brightness of the frame screen.

구체적으로, 상기 프레임 단위의 원시계조신호들에 대한 평균밝기신호(AL)를 산출한다. 산출된 평균밝기신호(AL)는 기설정된 임계범위에 기초하여 프레임 화면의 밝기 정도를 구분한다. 예를 들면, 원시계조신호가 8비트인 경우, 산출된 평균밝기신호가 제1 임계범위(0 내지 85)내에 존재할 경우는 어두운 화면, 제2 임계범위(86 내지 176)에 존재할 경우는 보통 화면, 그리고 제3 임계범위(171 내지 255)에 존재할 경우는 밝은 화면으로 구분한다. Specifically, an average brightness signal AL of the raw gradation signals in the frame unit is calculated. The calculated average brightness signal AL classifies the brightness level of the frame screen based on a predetermined threshold range. For example, when the raw gradation signal is 8 bits, when the calculated average brightness signal exists in the first threshold range (0 to 85), it is a dark screen, and when it is in the second threshold range (86 to 176), a normal screen And, if present in the third threshold range (171 to 255) it is divided into a bright screen.

상기와 같이 평균밝기신호(AL)에 기초하여 프레임 화면의 밝기 정도를 구분한 후, 상기 임계범위에 대응하는 변환곡선을 적용하여 k비트의 원시계조신호(Di)를 2k비트의 고계조신호(HDi)로 변환한다. After dividing the brightness level of the frame screen based on the average brightness signal AL as described above, a k-bit raw gradation signal Di is converted into a 2 k-bit high gradation signal (by applying a conversion curve corresponding to the threshold range). HDi).

예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고계조 변환부(114)에는 상기 제1 내지 제3 임계범위에 각각 대응하는 제1 변환곡선(C1), 제2 변환곡선(C2) 및 제3 변환곡선(C3)이 변환 룩업테이블 또는 변환 함수 형태로 기저장된다. For example, as shown in FIG. 4, the high gradation converter 114 includes a first conversion curve C1, a second conversion curve C2, and a third corresponding to the first to third threshold ranges, respectively. The transformation curve C3 is stored in the form of a transformation lookup table or a transformation function.

상기 제1 변환곡선(C1)은 프레임 화면의 밝기 정도가 어두운 화면인 경우에 적용되는 변환곡선으로, 저계조 범위(0 내지 171)내의 8비트 계조신호가 16비트의 계조신호로 변환될 때 넓은 영역에 분포되도록 하여 어두운 화면을 보다 상세하게 표시시키기 위한 곡선이다. 상기 제2 변환곡선(C2)은 프레임 화면의 밝기 정도가 보통 화면인 경우에 적용되는 변환곡선으로, 8비트의 원시계조신호를 16비트의 고계신호로 선형으로 변환시키기 위한 곡선이다. 한편, 제3 변환곡선(C3)은 프레임 화면의 밝기 정도가 밝은 화면인 경우에 적용되는 변환곡선으로, 고계조 범위(172 내지 255)내의 8비트 계조신호가 16비트의 계조신호로 변환될 때 넓은 영역에 분포되도록 하여 밝은 화면을 보다 상세하게 표시시키기 위한 곡선이다.The first conversion curve C1 is a conversion curve applied when the brightness of the frame screen is dark. When the 8-bit gradation signal in the low gradation range (0 to 171) is converted into a 16-bit gradation signal, It is a curve for displaying a dark screen in detail by distributing it to an area. The second conversion curve C2 is a conversion curve applied when the brightness of the frame screen is a normal screen, and is a curve for linearly converting an 8-bit raw gray level signal into a 16-bit high level signal. On the other hand, the third conversion curve C3 is a conversion curve applied when the brightness of the frame screen is bright, and when the 8-bit gradation signal in the high gradation range 172 to 255 is converted into a 16-bit gradation signal. It is a curve for displaying a bright screen in more detail by distributing it in a wide area.

이상에서는 프레임 화면의 밝기 정도를 3단계로 구분하는 경우를 예로 하였으나, 3단계 이상으로 구분할 수도 있음은 당연하다. In the above, an example of dividing the brightness of the frame screen into three levels is taken as an example.

상기 제2 저장부(115)에는 상기 고계조 변환부(114)로부터 출력되는 고계조신호(HDi)를 소정 단위로 저장된다. 바람직하게는 상기 액정표시패널(160)에 표시되는 한 프레임의 고계조신호들 중 n개의 수평라인에 해당되는 고계조신호들을 저장한다. 예컨대, 제1 화면블록 및 제2 화면블록(B1, B2)에 해당하는 고계조신호들을 저장한다. The second storage unit 115 stores the high gray level signal HDi output from the high gray level converter 114 in a predetermined unit. Preferably, the high gradation signals corresponding to n horizontal lines among the high gradation signals of one frame displayed on the liquid crystal display panel 160 are stored. For example, high gradation signals corresponding to the first screen block and the second screen blocks B1 and B2 are stored.

상기 평균계조 연산부(116)는 상기 제2 저장부(115)에 저장된 고계조신호들을 중 상기 m×n개의 화소부들에 대응하는 고계조신호들에 대한 평균계조신호(AD)를 산출한다. 구체적으로 상기 화면블록들(B1, B2, B3, B4, B5, B6) 각각에 대응하여 평균계조신호(AD)를 산출하여 출력한다. 각 평균계조신호(AD)는 2k비트의 계조 신호이다. The average gradation calculator 116 calculates an average gradation signal AD for the high gradation signals corresponding to the m × n pixel units among the high gradation signals stored in the second storage 115. Specifically, the average gray level signal AD is calculated and output corresponding to each of the screen blocks B1, B2, B3, B4, B5, and B6. Each average gray level signal AD is a 2k bit gray level signal.

상기 제1 계조 변환부(117)는 상기 2k비트의 평균계조신호(AD)를 k비트의 평균계조신호, 즉, 제1 계조신호(110d)로 변환하여 출력한다. 상기 k비트의 제1 계조신호(110d)는 상기 광원 구동부(170)에 제공된다. 상기 광원 구동부(170)는 상기 제1 계조신호(110d)를 펄스 폭 변조(PWM)하여 복수의 광원블록들(LB1, LB2, LB3, LB4, LB5, LB6) 중 해당하는 광원블록에 출력한다. The first grayscale converter 117 converts the 2k bit average gray signal AD into a k bit average gray signal, that is, the first gray signal 110d. The k-bit first gray level signal 110d is provided to the light source driver 170. The light source driver 170 may pulse-modulate the first gray level signal 110d to output a corresponding light source block among the plurality of light source blocks LB1, LB2, LB3, LB4, LB5, and LB6.

상기 제2 계조 변환부(118)는 상기 제2 저장부(115)에서 독출된 상기 2k비트의 고계조신호(HDi)를 k비트의 제2 계조신호(110e)로 변환한다. 바람직하게 상기 제2 계조 변환부(118)는 상기 2k비트의 고계조신호(HDi)를 상기 k비트의 제1 계조신호(110d)로 나누어 상기 제2 계조신호(110e)를 산출한다. 상기 제2 계조신호(110e)는 상기 데이터 구동부(140)에 제공된다. The second gray level converter 118 converts the high gray level signal HDi of 2k bits read from the second storage unit 115 into a second gray level signal 110e of k bits. Preferably, the second gray level converter 118 calculates the second gray level signal 110e by dividing the high gray level signal HDi of 2k bits by the first gray level signal 110d of k bits. The second gray level signal 110e is provided to the data driver 140.

예를 들면, 상기 제1 화면블록(B1)의 고계조신호들을 상기 제1 광원블록(LB1)에 해당하는 제1 계조신호로 각각 나누어 상기 제1 화면블록(B1)에 해당하는 제2 계조신호들을 산출한다. 이렇게 산출된 상기 제2 계조신호들은 데이터 구동부(140)에 제공되고, 상기 데이터 구동부(140)는 상기 제2 계조신호들을 아날로그 계조전압들로 변환하여 상기 액정표시패널(160)에 출력함으로써 상기 제1 화면블록(B1)에 영상이 표시된다. 이때, 제1 광원블록(LB1)은 상기 제1 계조신호에 대응하는 밝기를 갖는 광을 출사한다. For example, a second gray level signal corresponding to the first screen block B1 may be divided by dividing the high gray level signals of the first screen block B1 into first gray level signals corresponding to the first light source block LB1. Calculate them. The calculated second gray level signals are provided to the data driver 140, and the data driver 140 converts the second gray level signals into analog gray voltages and outputs the analog gray voltages to the liquid crystal display panel 160. 1 The image is displayed on the screen block B1. In this case, the first light source block LB1 emits light having brightness corresponding to the first gray level signal.

이에 의해 상기 제1 화면블록(B1)은 상대적으로 고해상도의 영상을 표시하며, 제1 광원블록(LB1)은 상대적으로 저해상도의 영상을 표시한다. 즉, k비트의 계 조신호를 2k비트의 고계조신호로 변환한 후, 상기 2k비트의 고계조신호를 각각 k비트의 제1 계조신호와 k비트의 제2 계조신호로 변환하여 표시 장치를 구동시킨다.Accordingly, the first screen block B1 displays a relatively high resolution image, and the first light source block LB1 displays a relatively low resolution image. That is, after converting the k-bit gradation signal into a 2k-bit high gradation signal, the 2k-bit high gradation signal is converted into a k-bit first gradation signal and a k-bit second gradation signal, respectively, to drive the display device. Let's do it.

따라서, 상기 표시 장치는 HDR(High Dynamic Range)로 구동됨에 따라서 어두운 화면 및 밝은 화면을 보다 상세하게 표시할 수 있다. Accordingly, the display device may display a dark screen and a bright screen in more detail as the display device is driven by a high dynamic range (HDR).

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 5A and 5B are flowcharts illustrating a method of driving a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 5b를 참조하면, 상기 데이터 입력부(112)는 외부장치로부터 제공되는 원시계조신호(101b), 예컨대, 8비트의 원시계조신호(Di)를 수신한다(S110). 수신된 원시계조신호(Di)는 제1 저장부(113)에 프레임 단위로 저장된다. 상기 고계조 변환부(114)는 상기 제1 저장부(113)에 저장된 프레임 단위의 원시계조신호에 대한 평균밝기신호(AL)를 먼저 산출한다(S120).2 to 5B, the data input unit 112 receives a raw gradation signal 101b provided from an external device, for example, an 8-bit original gradation signal Di (S110). The received raw gray level signal Di is stored in the first storage unit 113 in units of frames. The high gradation converter 114 first calculates an average brightness signal AL of the raw gradation signal in units of frames stored in the first storage unit 113 (S120).

상기 고계조 변환부(114)는 상기 평균밝기신호(AL)에 기초해 프레임 화면의 밝기 정도를 판단한다. 구체적으로, 상기 평균밝기신호(AL)가 저계조 범위인 제1 임계범위(0 내지 85) 내에 존재하는지를 판단한다(S130). 상기 평균밝기신호(AL)가 제1 임계범위 내에 존재할 경우, 상기 고계조 변환부(114)는 기저장된 제1 변환곡선(C1)을 적용하여 상기 원시계조신호를 16비트의 고계조신호(HDi)로 변환한다(S132). The high gray scale conversion unit 114 determines the degree of brightness of the frame screen based on the average brightness signal AL. In detail, it is determined whether the average brightness signal AL exists within the first threshold range 0 to 85 which is the low gradation range (S130). When the average brightness signal AL is within the first threshold range, the high gray scale conversion unit 114 applies the pre-stored first conversion curve C1 to convert the raw gray level signal into a 16-bit high gray level signal HDi. (S132).

한편, 상기 평균밝기신호(AL)가 제1 임계범위 내에 존재하지 않는 경우, 중간계조 범위인 제2 임계범위(86 내지 170) 내에 존재하는지를 판단한다(S140). 상기 평균밝기신호(AL)가 제2 임계범위 내에 존재할 경우, 상기 고계조 변환부(114) 는 기저장된 제2 변환곡선(C2)을 적용하여 상기 원시계조신호를 16비트의 고계조신호(HDi)로 변환한다(S142).On the other hand, if the average brightness signal AL does not exist within the first threshold range, it is determined whether the average brightness signal AL exists within the second threshold range 86 to 170 which is the halftone range (S140). When the average brightness signal AL is within the second threshold range, the high gray scale conversion unit 114 applies the pre-stored second conversion curve C2 to convert the raw gray level signal into a 16-bit high gray level signal HDi. (S142).

한편, 상기 평균밝기신호(AL)가 제2 임계범위 내에 존재하지 않는 경우, 고계조 범위인 제3 임계범위(171 내지 255) 내에 존재하는지를 판단한다(S150). 상기 평균밝기신호(AL)가 제3 임계범위 내에 존재할 경우, 상기 고계조 변환부(114)는 기저장된 제3 변환곡선(C3)을 적용하여 상기 원시계조신호를 16비트의 고계조신호(HDi)로 변환한다(S152). 상기와 같이 고계조 변환부(114)로부터 출력된 고계조신호(HDi)는 제2 저장부(115)에 저장된다. Meanwhile, when the average brightness signal AL does not exist within the second threshold range, it is determined whether the average brightness signal AL exists within the third threshold range 171 to 255 which is the high gradation range (S150). When the average brightness signal AL is within the third threshold range, the high gray scale conversion unit 114 applies the pre-stored third conversion curve C3 to convert the raw gray level signal into a 16-bit high gray level signal HDi. (S152). As described above, the high gray level signal HDi output from the high gray level conversion unit 114 is stored in the second storage unit 115.

상기 평균계조 연산부(115)는 상기 저장부(114)에 저장된 소정 단위, 즉 화면블록별 고계조신호들에 대한 평균계조신호(AD)를 산출한다(S160). 구체적으로 상기 화면블록들(B1, B2, B3, B4, B5, B6) 각각에 대응하여 평균계조신호를 산출한다. The average gradation calculator 115 calculates an average gradation signal AD for a predetermined unit stored in the storage 114, that is, high gradation signals for each screen block (S160). Specifically, an average gray level signal is calculated for each of the screen blocks B1, B2, B3, B4, B5, and B6.

상기 제1 계조 변환부(116)는 상기 2k비트의 평균계조신호(AD)를 k비트의 평균계조신호인 제1 계조신호(110d)로 변환하고, 상기 제2 계조 변환부(117)는 상기 저장부(114)에서 독출된 상기 2k비트의 고계조신호를 k비트의 제2 계조신호(110e)로 변환한다(S170). 바람직하게 상기 제2 계조 변환부(117)는 상기 2k비트의 고계조신호(HDi)를 상기 k비트의 제1 계조신호(110d)로 나누어 상기 제2 계조신호(110e)를 산출한다. The first gray level converter 116 converts the 2k bit average gray signal AD into a first gray level signal 110d, which is a k bit average gray signal, and the second gray level converter 117 The 2k bit high gray level signal read from the storage unit 114 is converted into a k bit second gray level signal 110e (S170). Preferably, the second gray level converter 117 calculates the second gray level signal 110e by dividing the high gray level signal HDi of 2k bits by the first gray level signal 110d of k bits.

이 후, 상기 k비트의 제1 계조신호(110d)는 광원 구동부(170)에 제공되어 상기 광원부(180)를 구동시키고, 상기 k비트의 제2 계조신호(110e)는 데이터 구동부 (140)에 제공되어 상기 액정표시패널(160)을 구동시킨다(S180).Thereafter, the k-bit first gray level signal 110d is provided to the light source driver 170 to drive the light source unit 180, and the k-bit second gray level signal 110e is transmitted to the data driver 140. It is provided to drive the liquid crystal display panel 160 (S180).

이에 의해 프레임 화면의 밝기에 적응적으로 원시계조신호를 고계조신호로 변환시킴으로써 어두운 화면 및 밝은 화면 모두에서 보다 선명하고 상세한 이미지를 표시할 수 있다. Accordingly, by converting the raw gradation signal into a high gradation signal adaptively to the brightness of the frame screen, a clearer and more detailed image can be displayed on both a dark screen and a bright screen.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 프레임 화면의 밝기 정도에 적응적으로 k비트의 원시계조신호를 2k비트의 고계조신호로 변환시켜 표시 장치를 HDR 방식으로 구동시킴으로써 어두운 화면 및 밝은 화면 모두에서 상세한 이미지 표현을 가능하게 할 수 있다. 따라서 표시 장치에 표시되는 영상의 화질을 보다 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the k-bit raw gradation signal is converted into a 2k-bit high gradation signal by adaptively adapting the brightness level of the frame screen to drive the display device in the HDR method, so that both a dark screen and a bright screen can be operated. Detailed image representation can be enabled. Therefore, the image quality of the image displayed on the display device can be further improved.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.

Claims (11)

프레임 단위의 k비트 원시계조신호들을 이용해 상기 원시계조신호를 2k비트의 고계조신호로 변환하고, 상기 고계조신호에 기초해 k비트의 제1 계조신호 및 제2 계조신호를 산출하는 타이밍 제어부;A timing controller converting the raw gradation signal into a 2 k-bit high gradation signal using k-bit raw gradation signals in frame units and calculating a k-bit first gradation signal and a second gradation signal based on the high gradation signal; 상기 제1 계조신호에 응답하여 구동신호를 출력하는 광원 구동부;A light source driver configured to output a driving signal in response to the first gray level signal; 상기 구동신호에 의해 소정의 휘도를 갖는 광을 발생하는 광원부;A light source unit generating light having a predetermined luminance by the driving signal; 상기 제2 계조신호를 아날로그 계조전압으로 변환하여 출력하는 데이터 구동부; 및 A data driver converting the second gray level signal into an analog gray level voltage and outputting the analog gray level voltage; And 상기 계조전압에 응답하여 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. And a display panel displaying an image in response to the gray voltage. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는The method of claim 1, wherein the timing controller 상기 프레임 단위의 원시계조신호들을 합하여 평균밝기신호를 구하고, 평균밝기신호에 기초해 상기 원시계조신호를 고계조신호로 변환하는 고계조 변환부;A high gradation converter configured to obtain an average brightness signal by adding the raw gradation signals in the frame unit and convert the raw gradation signal into a high gradation signal based on the average brightness signal; 소정 단위의 고계조신호들에 대한 평균계조신호를 산출하는 평균계조 연산부;An average gradation calculator for calculating an average gradation signal for the high gradation signals in a predetermined unit; 상기 평균계조신호를 상기 k비트의 제1 계조신호로 변환하여 상기 광원 구동부에 출력하는 제1 계조 변환부; 및A first gradation converter converting the average gradation signal into a k-bit first gradation signal and outputting it to the light source driver; And 상기 고계조신호를 이용해 상기 k비트의 제2 계조신호를 산출해 상기 데이터 구동부에 출력하는 제2 계조 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. And a second gray level converter which calculates the k-bit second gray level signal using the high gray level signal and outputs the second gray level signal to the data driver. 제2항에 있어서, 상기 고계조 변환부는 기설정된 복수의 변환곡선들 중 상기 평균밝기신호에 해당하는 변환곡선을 이용해 상기 원시계조신호를 고계조신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.The display device of claim 2, wherein the high gray scale conversion unit converts the raw gray level signal into a high gray level signal using a conversion curve corresponding to the average brightness signal among a plurality of preset conversion curves. 제3항에 있어서, 상기 복수의 변환곡선들은 저계조 범위에 대응하는 제1 변환곡선과, 중간계조범위에 대응하는 제2 변환곡선 및 고계조 범위에 대응하는 제3 변환곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.The method of claim 3, wherein the plurality of conversion curves include a first conversion curve corresponding to a low gradation range, a second conversion curve corresponding to a mid gradation range, and a third conversion curve corresponding to a high gradation range. Display device. 제2항에 있어서, 상기 소정 단위는 상기 프레임 단위 보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.The display device of claim 2, wherein the predetermined unit is smaller than the frame unit. 제5항에 있어서, 상기 제2 계조 변환부는 상기 소정 단위의 고계조신호들을 상기 제1 계조신호로 각각 나누어 상기 제2 계조신호들을 산출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. The display device as claimed in claim 5, wherein the second gray level converter divides the high gray level signals of the predetermined unit into the first gray level signals to calculate the second gray level signals. 영상을 표시하는 표시 패널에 계조전압을 출력하는 데이터 구동부와, 상기 표시 패널에 광을 발생하는 광원에 구동신호를 출력하는 광원 구동부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에서,In a driving method of a display device comprising a data driver for outputting a gray voltage to a display panel for displaying an image and a light source driver for outputting a drive signal to a light source for generating light on the display panel, 프레임 단위의 k비트 원시계조신호들을 이용해 상기 원시계조신호를 2k비트의 고계조신호로 변환하는 단계;Converting the raw gradation signal into a high gradation signal of 2 k bits using k-bit raw gradation signals in frame units; 소정 단위의 고계조신호들에 대한 평균계조신호를 산출하는 단계;Calculating an average gradation signal for the high gradation signals in a predetermined unit; 상기 평균계조신호를 상기 k비트의 제1 계조신호로 변환하여 상기 광원 구동부에 출력하는 단계; 및Converting the average gradation signal into the k-bit first gradation signal and outputting it to the light source driver; And 상기 고계조신호를 이용해 상기 k비트의 제2 계조신호를 산출하여 상기 데이터 구동부에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법. And calculating the k-bit second gray level signal using the high gray level signal and outputting the k-bit second gray level signal to the data driver. 제7항에 있어서, 상기 2k비트의 고계조신호로 변환하는 단계는The method of claim 7, wherein converting the high gray signal of 2k bits 상기 프레임 단위의 원시계조신호들을 합하여 평균밝기신호를 산출하는 단계; 및 Calculating an average brightness signal by adding the raw gradation signals in the frame unit; And 기설정된 복수의 변환곡선들 중 상기 평균밝기신호에 해당하는 변환곡선을 이용해 상기 원시계조신호를 고계조신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.And converting the raw gradation signal into a high gradation signal using a conversion curve corresponding to the average brightness signal among a plurality of preset conversion curves. 제8항에 있어서, 상기 복수의 변환곡선들은 저계조 범위에 대응하는 제1 변환곡선과, 중간계조범위에 대응하는 제2 변환곡선 및 고계조 범위에 대응하는 제3 변환곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.The method of claim 8, wherein the plurality of conversion curves include a first conversion curve corresponding to a low gradation range, a second conversion curve corresponding to a mid gradation range, and a third conversion curve corresponding to a high gradation range. A driving method of the display device. 제7항에 있어서, 상기 소정 단위는 상기 프레임 단위 보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.The method of claim 7, wherein the predetermined unit is smaller than the frame unit. 제10항에 있어서, 상기 제2 계조신호는 소정 단위의 고계조신호들을 상기 제1 계조신호로 각각 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법. The driving method of claim 10, wherein the second gray level signal is calculated by dividing a high gray level signal of a predetermined unit by the first gray level signal, respectively.
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KR101104917B1 (en) * 2010-10-07 2012-01-12 삼익전자공업 주식회사 Circuit for processing gray scales of electric sign board

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