KR20070081521A - 액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시장치 - Google Patents

액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시장치 Download PDF

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손정호
서덕종
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삼성전자주식회사
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K93/00—Floats for angling, with or without signalling devices

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
복수의 화소가 구비된 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치는, 외부로부터의 입력 영상 데이터를 처리하여 내보내는 신호 제어부, 상기 액정 표시판 조립체에 빛을 제공하는 백라이트부, 그리고 기준 계조 전압을 생성하여 내보내는 계조 전압 생성부를 포함하고, 상기 신호 제어부는, 상기 입력 영상 데이터를 분석하여 히스토그램을 생성하는 데이터 분석부, 그리고 상기 데이터 분석부에 연결되어 있으며, 상기 히스토그램에 기초하여 각각 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 백라이트 제어부 및 계조 전압 제어부를 포함한다.
이러한 방식으로, 빛샘으로 인하여 블랙이 명확하게 표시되지 않을 경우에도 블랙을 선명하게 표시할 수 있고, 또한 어두운 영역 사이의 대비비를 증가시킬 수 있다.
액정표시장치, 휘도, 신호제어부, 히스토그램, 빛샘

Description

액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 {DRIVING APPARATUS FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE SAME}
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명함으로써 본 발명을 분명하게 하고자 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시한 신호 제어부의 개략적인 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시한 계조 전압 생성부의 회로도의 한 예이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 나타나는 화상의 변화를 히스토그램과 함께 나타낸 도면이다.
<도면 부호에 대한 설명>
3: 액정층 100: 하부 표시판
191: 화소 전극 200: 상부 표시판
230: 색 필터 270: 공통 전극
300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
601: 데이터 분석부 603: 계조 전압 제어부
605: 백라이트 제어부 800: 계조 전압 생성부
900: 백라이트부
R,G,B: 입력 영상 데이터 DE: 데이터 인에이블 신호
MCLK: 메인 클록 Hsync: 수평 동기 신호
Vsync: 수직 동기 신호 CONT1: 게이트 제어 신호
CONT2: 데이터 제어 신호 DAT: 디지털 영상 신호
Clc: 액정 축전기 Cst: 유지 축전기
Q: 스위칭 소자
본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.
이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 빛은 별도로 구비된 인공 광원이거나 자연 광일 수 있다.
액정 표시 장치는 수광 소자로서 백라이트부라는 인공 광원을 두어 빛을 공급한다.
한편, 블랙(black)을 표시할 때 빛샘이 발생하여 제대로 블랙을 구현하지 못하는 경우가 있으며, 이때에는 백라이트부에서 나오는 빛의 양을 조절하여 블랙을 구현한다. 하지만, 이 경우에 화면이 전체적으로 어두워져 어두운 부분에는 계조간 구분이 쉽지 않다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 액정 표시 장치용 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따라 복수의 화소가 구비된 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치는, 외부로 부터의 입력 영상 데이터를 처리하여 내보내는 신호 제어부, 상기 액정 표시판 조립체에 빛을 제공하는 백라이트부, 그리고 기준 계조 전압을 생성하여 내보내는 계조 전압 생성부를 포함하고,
상기 신호 제어부는, 상기 입력 영상 데이터를 분석하여 히스토그램을 생성하는 데이터 분석부, 그리고 상기 데이터 분석부에 연결되어 있으며, 상기 히스토그램에 기초하여 각각 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 백라이트 제어부 및 계조 전압 제어부를 포함한다.
이때, 상기 히스토그램은 휘도에 따른 상기 화소의 수효를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 입력 영상 데이터는 낮은 휘도를 갖는 블랙 데이터, 높은 휘도를 갖는 화이트 데이터, 그리고 중간 휘도를 갖는 중간 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력 영상 데이터는 복수의 계조를 포함하며, 상기 블랙 데이터가 제1 계조와 이보다 조금 큰 제2 계조를 포함하고, 상기 백라이트부는 상기 제1 제어 신호를 입력받아 상기 빛의 양을 줄일 수 있다.
또한, 상기 중간 데이터 또는 상기 화이트 데이터가 제3 계조를 포함하며, 상기 계조 전압 생성부는 상기 제2 제어 신호를 입력받아 상기 제2 계조 및 제3 계조에 대한 계조 전압을 높여서 내보낼 수 있다.
한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 화소가 구비된 액정 표시판 조립체, 외부로부터의 입력 영상 데이터를 처리하여 내보내는 신호 제어부, 상기 액정 표시판 조립체에 빛을 제공하는 백라이트부, 그리고 기준 계조 전압을 생성하여 내보내는 계조 전압 생성부를 포함하고,
상기 신호 제어부는, 상기 입력 영상 데이터를 분석하여 히스토그램을 생성하는 데이터 분석부, 그리고 상기 데이터 분석부에 연결되어 있으며, 상기 히스토그램에 기초하여 각각 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 백라이트 제어부 및 계조 전압 제어부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 히스토그램은 휘도에 따른 상기 화소의 수효를 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 입력 영상 데이터는 낮은 휘도를 갖는 블랙 데이터, 높은 휘도를 갖는 화이트 데이터, 그리고 중간 휘도를 갖는 중간 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력 영상 데이터는 복수의 계조를 포함하며, 상기 블랙 데이터가 제1 계조와 이보다 조금 큰 제2 계조를 포함하고, 상기 백라이트부는 상기 제1 제어 신호를 입력받아 상기 빛의 양을 줄일 수 있다.
또한, 상기 중간 데이터 또는 상기 화이트 데이터가 제3 계조를 포함하며, 상기 계조 전압 생성부는 상기 제2 제어 신호를 입력받아 상기 제2 계조 및 제3 계조에 대한 계조 전압을 높여서 내보낼 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함 한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 도 3은 도 1에 도시한 신호 제어부의 개략적인 블록도이고, 도 4는 도 1에 도시한 계조 전압 생성부의 회로도의 한 예이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 백라이트부(900), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이 에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
도 3에는 이러한 계조 전압 생성부(800)의 한 예를 나타내었다.
계조 전압 생성부(800)는 한 쌍의 감마 레지스터(820, 830)와 뒤쪽 감마 레지스터(830)에 10 비트의 버스로 연결된 멀티플렉서(840, 850), 그리고 각 멀티플렉서(840, 850)에 연결되어 있는 복수의 저항열(841, 851)을 포함한다.
감마 레지스터(820, 830)는 신호 제어부(600)로부터 계조 전압 제어 신호(CONT4)를 수신 및 저장하며, 계조 전압 제어 신호(CONT4)는 디지털값이다.
멀티플렉서(840, 850)는 감마 레지스터(820, 830)에 저장된 디지털값을 선택 신호로 하여 저항열(841, 851)에 의하여 분압된 전압 중 일부를 선택함으로써 아날로그 전압으로 변환하여 2개의 버스 배선을 통하여 데이터 구동부(500)로 출력한다. 예를 들어, 도시한 바와 같이 10비트의 데이터 중 최상위 1비트는 스위칭 소자(SW1, SW2)의 개폐를 위한 선택 신호로 사용되고, 나머지 9비트는 멀티플렉서(840, 850)의 선택 신호로 사용되는데, 9비트인 경우에는 모두 512개를 선택할 수 있다. 이 때, 멀티플렉서(840)에서는 예를 들어 8개의 정극성의 기준 전압을, 멀티플렉서(850)에서는 8개의 부극성의 기준 전압을 각각 출력할 수 있으며, 출력된 아날로그 전압(GAM_IN)은 버퍼(860)를 통하여 증폭되어, 앞에서 설명한 것처럼 데이터 구동부(500)에 공급된다.
각 저항열(841, 851)의 양단은 일정한 기준 전압(VREF1, VREF2, VREF3, VREF4)에 각각 연결되어 있고, 각 저항열(841, 851)의 중심은 일정한 중심 전압(VCNT1, VCNT2)에 각각 연결되어 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되 어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.
백라이트부(900)는 인버터(910)와 광원부(920)를 포함하며 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 제공한다.
신호 제어부(600)는 도 4에 도시한 것처럼 영상 데이터(R, G, B)를 입력받아 휘도에 따른 화소의 수효를 분석하는 데이터 분석부(601)와 이에 연결되어 있는 계조 전압 제어부(603) 및 백라이트 제어부(605)를 포함한다. 신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(800), 백라이트부(900) 등을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2), 인버터 제어 신호(CONT3) 및 계조 전압 제어 신호(CONT4) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 또한, 인버터 제어 신호(CONT3)를 백라이트부(900)의 인버터(910)로 내보내고, 계조 전압 제어 신호(CONT4)를 계조 전압 생성부(800)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치의 동작에 대하여 도 5를 참고로 하여 좀더 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 입력되는 영상 데이터를 처리하는 과정을 히스토그램과 함께 나타낸 도면이다.
여기서, 도 5의 (a)의 왼쪽에는 입력되는 영상 데이터(R, G, B)에 의하여 표시될 수 있는 화상(이하, '원 화상'이라 한다)의 한 예를 나타내었고, 도 5의 (b)의 왼쪽에는 도 5의 (a)에 나타낸 원 화상을 백라이트부(900)를 제어하여 표시되는 화상을 나타내었으며, 도 5의 (c)의 왼쪽에는 도 5의 (b)에 나타낸 화상을 계조 전압 생성부(800)를 제어하여 표시되는 화상을 나타내었다.
또한, 도 5의 (a) 내지 (c)의 오른쪽에는 왼쪽에 나타낸 화상에서 각 영역(x, x', x", y, y')이 나타내는 휘도와 이 휘도에 따른 화소 수를 막대 그래프로 표시한 히스토그램을 도시하였다. 좀더 정확하게는, 영상 데이터(R, G, B)가 8비트 신호일 경우, 0계조에서 255계조까지 모두 256개의 계조로 나타낼 수 있으며, 이 계조가 나타내는 휘도이다. 이때, 액정 표시 장치가 노멀리 블랙 모드(normally black mode)라 가정하면 계조가 커질때 휘도가 증가하는 감마 곡선을 갖는다. 아래에서는 영상 데이터(R, G, B)가 0계조 근처일 때에는 블랙 데이터라 하고, 255계조 근처일 때에는 화이트 데이터라 하며, 그 사이의 계조를 중간 데이터라 한다.
신호 제어부(600)의 데이터 분석부(601)는 입력되는 영상 데이터(R, G, B)의 휘도를 분석하고 이 휘도에 따른 화소의 수효를 히스토그램으로 생성한다.
예를 들어, 도 5의 (a)에 도시한 것처럼, 원 화상이 어두운 영역(x), 약간 더 어두운 영역(x') 그리고 밝은 영역(y)으로 나타낼 수 있는 영상 데이터(R, G, B)가 입력되는 경우, 각 영역(x, x', y)에 대한 휘도를 구하고 이 휘도를 갖는 화소의 수효를 구하는 것이다.
한편, 이러한 정보는 각각 계조 전압 제어부(603)와 백라이트 제어부(605)로 보내진다.
백라이트 제어부(605)는 도 5의 (a)에 도시한 것처럼 입력 영상 데이터(R, G, B)가 0 계조 근처의 블랙 데이터와 그 외의 중간 데이터를 포함하는 경우, 백라이트 제어 신호(CONT3)를 백라이트부(900)의 인버터(910)로 내보낸다.
인버터(910)는 광원부(920)에서 나오는 빛의 양을 조절하여 화상의 밝기를 조정하며, 도 5의 (b)에서 왼쪽에 나타낸 것과 같은 화상을 만들어낸다. 즉, 오른쪽의 히스토그램에 나타낸 것처럼, 기준선(RL1, RL2)을 중심으로 약간 왼쪽으로 이동하게 화상의 휘도를 낮추어 준다. 다만, 도 5의 (b) 및 (c)에 나타낸 히스토그램은 데이터 분석부(601)가 생성하는 것은 아니며, 단지 설명의 편의를 위하여 도 5의 (a)에 맞추어 도시한 것이다.
원 화상의 각 영역(x, x', y)은 조금 더 어두운 영역(x', x", y')으로 옮겨가며, 특히 원 화상의 어두운 영역(x, x')은 원래보다 더 어두워져 더 정확한 블랙을 나타낸다. 즉, 원 화상을 그대로 표시할 경우에 빛샘으로 인하여 흐릿하던 블랙이 명확해진다.
하지만, 원 화상의 두 영역(x, x')의 계조 차이가 별로 없을 경우에는, 도 5의 (b)의 두 영역(x', x")에서 휘도 차이가 미미해져 구분이 잘 되지 않을 수 있으며, 이로 인해 대비비(contrast ratio)가 떨어질 수 있다.
이러한 현상을 계조 전압 제어부(603)가 계조 전압 제어 신호(CONT4)를 생성하여 계조 전압 생성부(800)를 제어함으로써 개선한다.
즉, 계조 전압 제어 신호(CONT4)를 수신한 계조 전압 생성부(800)는 원 화상의 더 어두운 영역(x')을 제외한 두 영역(x, y)에 해당하는 데이터에 대한 기준 전압을 높게 하여 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 이와 같이, 원 화상의 두 영역(x, y)에 해당하는 데이터에 대한 기준 전압을 높여 주면, 백라이트부(900)에서 나오는 빛이 줄어들어 전체적으로 어두워진 화상을 원 화상과 동일한 밝기를 갖도록 할 수 있다.
이러한 처리 과정을 거쳐서 원 화상의 어두운 영역(x')은 더 어두운 영역(x")으로 바뀌고, 원 화상의 두 영역(x, y)은 원래의 밝기를 회복한다. 즉, 도 5의 (c)에 도시한 히스토그램에서 영역(x")은 기준선(RL3)과 일치하고, 영역(x')은 기준선(RL1)과, 영역(y)은 기준선(RL2)과 일치한다.
따라서, 선명한 블랙을 표시하는 한편, 두 어두운 영역(x, x")은 밝기가 달라져 대비비가 높아진다.
이러한 방식으로, 빛샘으로 인하여 블랙이 명확하게 표시되지 않을 경우에도 블랙을 선명하게 표시할 수 있고, 또한 어두운 영역 사이의 대비비를 증가시킬 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.

Claims (10)

  1. 복수의 화소가 구비된 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치로서,
    외부로부터의 입력 영상 데이터를 처리하여 내보내는 신호 제어부,
    상기 액정 표시판 조립체에 빛을 제공하는 백라이트부, 그리고
    기준 계조 전압을 생성하여 내보내는 계조 전압 생성부
    를 포함하고,
    상기 신호 제어부는
    상기 입력 영상 데이터를 분석하여 히스토그램을 생성하는 데이터 분석부, 그리고
    상기 데이터 분석부에 연결되어 있으며, 상기 히스토그램에 기초하여 각각 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 백라이트 제어부 및 계조 전압 제어부
    를 포함하는
    액정 표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 히스토그램은 휘도에 따른 상기 화소의 수효를 나타내는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 입력 영상 데이터는 낮은 휘도를 갖는 블랙 데이터, 높은 휘도를 갖는 화이트 데이터, 그리고 중간 휘도를 갖는 중간 데이터를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 입력 영상 데이터는 복수의 계조를 포함하며,
    상기 블랙 데이터가 제1 계조와 이보다 조금 큰 제2 계조를 포함하고,
    상기 백라이트부는 상기 제1 제어 신호를 입력받아 상기 빛의 양을 줄이는
    액정 표시 장치의 구동 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 중간 데이터 또는 상기 화이트 데이터가 제3 계조를 포함하며,
    상기 계조 전압 생성부는 상기 제2 제어 신호를 입력받아 상기 제2 계조 및 제3 계조에 대한 계조 전압을 높여서 내보내는
    액정 표시 장치의 구동 장치.
  6. 복수의 화소가 구비된 액정 표시판 조립체,
    외부로부터의 입력 영상 데이터를 처리하여 내보내는 신호 제어부,
    상기 액정 표시판 조립체에 빛을 제공하는 백라이트부, 그리고
    기준 계조 전압을 생성하여 내보내는 계조 전압 생성부
    를 포함하고,
    상기 신호 제어부는
    상기 입력 영상 데이터를 분석하여 히스토그램을 생성하는 데이터 분석부, 그리고
    상기 데이터 분석부에 연결되어 있으며, 상기 히스토그램에 기초하여 각각 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 백라이트 제어부 및 계조 전압 제어부
    를 포함하는
    액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 히스토그램은 휘도에 따른 상기 화소의 수효를 나타내는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 입력 영상 데이터는 낮은 휘도를 갖는 블랙 데이터, 높은 휘도를 갖는 화이트 데이터, 그리고 중간 휘도를 갖는 중간 데이터를 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 입력 영상 데이터는 복수의 계조를 포함하며,
    상기 블랙 데이터가 제1 계조와 이보다 조금 큰 제2 계조를 포함하고,
    상기 백라이트부는 상기 제1 제어 신호를 입력받아 상기 빛의 밝기를 줄이는
    액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 중간 데이터 또는 상기 화이트 데이터가 제3 계조를 포함하며,
    상기 계조 전압 생성부는 상기 제2 제어 신호를 입력받아 상기 제2 계조 및 제3 계조에 대한 계조 전압을 높여서 내보내는
    액정 표시 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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