KR20080051598A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 적어도 3색의 색을 나타내는 복수의 화소, 상기 화소에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부, 상기 적어도 3색의 영상 신호를 감마 보정하여 각 색의 보정 영상 신호를 생성하는 색 보정부, 상기 적어도 3색의 영상 신호 및 상기 보정 영상 신호 중 DCC를 수행할 신호의 수효에 따라 상기 보정 영상 신호의 DCC 여부를 판단하는 DCC 판단부, 상기 DCC 판단부의 판단에 따라 상기 보정 영상 신호를 DCC 보정하여 출력 영상 신호를 생성하는 DCC 보정부, 그리고 상기 출력 영상 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. 따라서 ACC 및 DCC를 수행하여 감마 보정 및 응답 속도 향상을 가지면서 한 도트에 대한 영상 신호의 DCC 여부를 함께 판단함으로써 색 깨짐 현상을 방지할 수 있다.

액정 표시 장치, ACC, 디더링, 입/출력 비트 수

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 신호 제어부의 블록도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 ACC를 나타내는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 DCC 판단부의 동작을 설명하는 순서도이다.

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 능동형 평판 표시 장치에서는 행렬 형태로 배열된 복수의 화소가 행렬 형태로 배열되며, 주어진 영상 정보에 따라 각 화소의 휘도를 제어함으로써 영상을 표시한다.

이중 액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함하며, 액정층에 전기장을 인가하고 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

현재의 액정 표시 장치는 R, G, B 각각의 화소의 전기 광학적 특성이 분명히 다름에도 불구하고, 전기 광학적 특성이 동일하다는 가정 하에 전기적인 신호를 동일하게 사용한다. 따라서 실제로 R, G, B의 감마 특성을 독립적으로 측정해 보면 하나의 곡선으로 일치하지 않는다. 이러한 결과로 인하여 계조 별 색감이 일정하지 않거나 한 쪽으로 심하게 쏠리는 경우가 있게 된다.

예를 들어 PVA 모드의 액정 표시 장치에서는 일반적으로 밝은 계조에서는 R 성분이 많으며 어두운 계조에서는 B 성분이 많다. 이로 인해 임의의 색상을 표시할 때 어두운 계조로 갈수록 푸르게 보이는 문제가 발생하며, 만일 사람의 얼굴을 표시하는 경우에는 푸른색 계통의 색감이 가미되므로 차가운 색감을 나타내는 문제점이 있다.

이는 계조 표현 시 계조 레벨의 증감과는 무관하게 색온도 특성을 가져야 하지만 어두운 레벨 쪽으로 갈수록 색온도가 급격히 상승하여, B 성분이 강하게 나타나기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 R, G, B 각각의 감마 곡선을 독립적으로 변형시켜서 적응형 색 보정(adaptive color correction, 이하 ACC라 함)를 실시한 영상 신호를 데이터 구동부로 출력하는 액정 표시 장치가 제공되었다.

한편, 액정 표시 장치는 컴퓨터의 표시 장치뿐만 아니라 텔레비전 등의 표시 화면으로도 널리 사용됨에 따라 동영상을 표시할 필요가 높아지고 있다. 그러나 액정 표시 장치는 액정의 응답 속도가 느리므로 동영상을 표시하기 어렵다. 또한 액정 표시 장치는 홀드 타입(hold type)의 표시 장치이므로 동영상을 표시할 때 영상이 흐려지는 블러링(blurring) 현상이 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 목표 전압보다 높거나 낮은 전압을 인가하는 DCC가 제공되었다.

그러나 ACC와 DCC를 함께 수행하는 경우, 동화상에서 색이 깨지는 현상이 발생한다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 ACC와 DCC를 수행하면서 색 깨짐 현상을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 적어도 3색의 색을 나타내는 복수의 화소, 상기 화소에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부, 상기 적어도 3색의 영상 신호를 감마 보정하여 각 색의 보정 영상 신호를 생성하는 색 보정부, 상기 적어도 3색의 영상 신호 및 상기 보정 영상 신호 중 DCC를 수행할 신호의 수효에 따라 상기 보정 영상 신호의 DCC 여부를 판단하는 DCC 판단부, 상기 DCC 판단부의 판단에 따라 상기 보정 영상 신호를 DCC 보정하여 출력 영상 신호를 생성하는 DCC 보정부, 그리고 상기 출력 영상 신호를 데이터 전 압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다.

상기 DCC 판단부는 상기 적어도 3색의 영상 신호 또는 보정 영상 신호 중 적어도 2색의 영상 신호 또는 보정 영상 신호가 선경사를 가지면 DCC 보정부에 해당 보정 영상 신호의 DCC 수행을 지시할 수 있다.

상기 DCC 판단부는 상기 적어도 3색의 영상 신호의 선경사 여부를 판단한 후, 상기 적어도 3색의 보정 영상 신호의 선경사 여부를 판단할 수 있다.

상기 DCC 판단부는 상기 적어도 3색의 영상 신호가 모두 선경사를 갖지 않으면 상기 DCC 처리부에 해당 보정 영상 신호를 DCC수행하지 않도록 지시할 수 있다.

상기 DCC 판단부는 상기 적어도 2색의 영상 신호가 선경사를 갖는 경우, 상기 3색의 보정 영상 신호의 선경사 여부를 판단할 수 있다.

상기 DCC 판단부는 상기 3색의 보정 영상 신호 중 적어도 2색의 출력 영상 신호가 선경사를 갖는 경우, 상기 DCC 처리부에 해당 보정 영상 신호의 DCC 수행을 지시할 수 있다.

상기 DCC 판단부는 이전 및 다음 영상 신호와 상기 영상 신호 및 상기 보정 영상 신호를 비교하여 선경사 여부를 판단할 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 나 타내었다. 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 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.

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), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(R', G', B'-G_n, D₁-D_m)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-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m) 은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, …, n) 게이트선(G_i)과 j번째(j=1, 2, …, m) 데이터선(D_j)에 연결된 화소(PX)는 신호선(G_i, D_j)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(G_i)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D_j)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다. 박막 트랜지스터는 다결정 규소나 비정질 규소를 포함할 수 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 인가 받는다. 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 사 이에 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. 즉, 적색, 녹색, 청색을 각각 나타내는 3개의 화소(PX)가 한 색을 나타내는 한 도트(dot)를 형성한다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다. 계조 전압 생성부(800)가 생성하는 한 벌의 계조 전압 집합 내에 들어 있는 계조 전압의 수효는 액정 표시 장치가 표시할 수 있는 계조의 수효와 동일할 수 있다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 조명부(900) 등을 제어하며, 입력 영상 신호(R, G, B)를 처리한다. 이러한 신호 제어부(600)는 뒤에서 상세히 설명한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m) 및 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 이와는 달리 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 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. 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 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 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 출력 영상 신호(DAT)를 생성하여 적절히 처리하고, 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 조명 제어 신호(CONT3) 등을 생성한다. 그런 다음, 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 출력 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)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 묶음의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 액정 표시판 조립체(300)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 전압 극 성(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 묶음의 화소(PX)에 대한 디지털 출력 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 출력 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 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 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.

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-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압의 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 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

이하에서는 도 3 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부(600)에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 신호 제어부의 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 색 보정부(610), DCC 판단부(630) 및 DCC 보정부(650)를 포함한다.

신호 제어부(600)는 한 도트를 형성하는 적어도 3색의 화소(PX)에 대응하는 적어도 3색의 입력 영상 신호(R, G, B)를 ACC(accurate color capture) 및 DCC(dynamic capacitance compensation)의 처리를 통하여 보정하여 출력 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 출력한다.

색 보정부(610)는 초기 기동 시 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 제공되는 입력 영상 신호(R, G, B)에 대응하여 ACC 데이터(R', G', B')를 생성하여 저장하고, 초기 기동 후 외부로부터 입력 영상 신호(R, G, B)가 입력됨에 따라 입력 영상 신호(R, G, B)에 대응하는 ACC 데이터(R', G', B')를 출력한다.

자세하게 설명하면, 색 보정부(610)는 액정 표시 장치의 초기 기동 시에, 외부로부터 각 색에 대한 특정 비트 수의 입력 영상 신호(R, G, B)를 제공받아 ACC 데이터(R', G', B')로 변환하여 룩업 테이블(도시하지 않음)에 저장한다.

또한 색 보정부(610)는 액정 표시 장치의 초기 기동 이후에 외부로부터 각 색의 입력 영상 신호(R, G, B)가 입력됨에 따라 각 입력 영상 신호(R, G, B)에 대응하는 ACC 데이터(R', G', B')를 출력한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 ACC를 나타내는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 청색 감마 곡선(Blue gamma curve)을 임의의 목표 감마 곡선(Target gamma curve)으로 변화시키는 방법의 개념을 설명한다.

도 4와 같이 청색 감마 곡선을 목표 감마 곡선으로 바꾸고자 할 때, 예를 들어 130 계조에 상응하는 휘도를 목표 감마 곡선으로 맞추기 위해서는 다음의 순서를 따른다.

먼저, 입력 영상 신호(R, G, B), 예를 들어, 130 계조 정보를 갖는 청색 입력 영상 신호(B)가 입력됨에 따라 130 계조에 해당하는 목표 감마 곡선의 휘도를 찾는다.

이어, 목표 감마 곡선 상에서 찾아진 해당 휘도에 대응하는 원래의 청색 감마 곡선의 대응점을 찾는다. 만일 청색 감마 곡선상에서 대응점(즉, 휘도)이 존재하지 않은 경우에는 소정의 내삽(interpolation) 과정을 통해 청색 감마 곡선의 휘도 값을 찾는다. 이어, 해당 대응점의 계조 값을 찾는다.

도 4에서 보면 상기한 순서대로 찾은 값은 128.5가 된다.

색 보정부(610)의 룩업 테이블(도시하지 않음)은 입력 영상 신호(R, G, B)의 각 계조에 상응하는 ACC 데이터(R', G', B')를 기억하고 있으며, 이러한 ACC 데이터(R', G', B')는 입력 영상 신호(R, G, B)보다 더 높은 비트 수의 디지털 신호일 수 있다. 즉, 입력 영상 신호(R, G, B)가 8비트의 디지털 신호인 경우 그에 상응하는 ACC 데이터(R', G', B')는 128.5로서 8비트 이상의 비트 수를 가진다. 물론 입력되는 8비트보다 더 많은 비트로 변환하면 색 보정 효과가 월등해짐은 당업자라면 자명하다. 룩업 테이블(도시하지 않음)이 기억하고 있는 ACC 데이터(R', G', B')가 9비트인 경우 516 계조를 표현할 수 있으며, 10비트인 경우 1024 계조를 표현할 수 있다.

도 4에서는 소정의 목표 감마 곡선을 설정하여 청색 감마 곡선을 변화시키는 것을 설명하였으나, 녹색 감마 곡선을 목표 감마 곡선으로 설정하고, 설정된 녹색 감마 곡선을 기준으로 청색 감마 곡선을 일치(또는 수렴)시킬 수도 있을 것이다.

또한, 이와 같은 방법을 이용하여 8비트를 갖는 적색 감마 곡선도 목표 감마 곡선 또는 설정된 녹색 감마 곡선에 연동하여 8비트보다 높은 비트 수의 대응 값을 찾아낼 수 있음은 자명하다.

이와 같이 목표 감마 곡선에 따라 각 색의 입력 영상 신호(R, G, B)를 색 보정하는 경우, 입력 영상 신호(R, G, B)와 ACC 데이터(R', G', B')의 계조 차가 각 색에 따라 달라진다.

한편, 신호 제어부(600)는 DCC 판단부(630) 및 DCC 처리부(650)를 포함한다.

DCC 판단부(630) 및 DCC 처리부(650)는 ACC 데이터(R', G', B')를 DCC하여 생성된 보정 영상 신호를 출력 영상 신호(DAT)로 출력하거나 ACC 데이터(R', G', B')를 그대로 출력 영상 신호(DAT)로서 출력한다.

이하에서는 DCC 처리부(650)의 보정에 대하여 상세하게 설명한다.

액정 축전기(Clc)의 양단에 전압을 인가하면 액정층(3)의 액정 분자들은 그 전압에 대응하는 안정한 상태로 재배열하고자 하는데, 액정 분자의 응답 속도가 늦기 때문에 안정한 상태에 이르기까지는 어느 정도의 시간이 소요된다. 액정 축전기(Clc)에 인가되는 전압을 계속해서 유지하고 있으면 액정 분자는 안정한 상태에 이르기까지 계속해서 움직이고 그 동안 광투과율 또한 변화한다. 액정 분자가 안정한 상태에 이르러 더 이상 움직이지 않으면 광투과율 또한 일정해진다.

이와 같이 안정한 상태에서의 화소 전압을 목표 화소 전압이라 하고 이때의 광투과율을 목표 광투과율이라 하면, 목표 화소 전압과 목표 광투과율은 일대일 대응 관계가 있다.

그러나 각 화소(PX)의 스위칭 소자(Q)를 턴 온시켜 데이터 전압을 인가하는 시간이 제한되어 있기 때문에, 데이터 전압을 인가하는 동안 액정 분자들이 안정한 상태에 이르기는 어렵다. 그런데 스위칭 소자(Q)가 턴 오프되더라도 액정 축전기(Clc) 양단의 전압차는 여전히 존재하며 이에 따라 액정 분자들이 안정한 상태를 향하여 계속해서 움직인다. 이와 같이 액정 분자들의 배열 상태가 변하면 액정층(3)의 유전율이 바뀌고 이에 따라 액정 축전기(Clc)의 정전 용량이 변화한다. 스위칭 소자(Q)가 턴 오프된 상태에서는 액정 축전기(Clc)의 한 쪽 단자가 부유(floating) 상태에 있으므로, 누설 전류를 고려하지 않는다면 액정 축전기(Clc)에 저장된 총 전하는 변하지 않고 일정하다. 그러므로 액정 축전기(Clc)의 정전 용량 변화는 액정 축전기(Clc) 양단의 전압, 즉 화소 전압의 변화를 초래한다.

따라서 안정한 상태를 기준으로 한 목표 화소 전압에 대응하는 데이터 전압(앞으로 "목표 데이터 전압"이라 함)을 그대로 화소(PX)에 인가하면, 실제 화소 전압은 목표 화소 전압과 다를 것이고 이에 따라 목표 투과율을 얻을 수 없다. 특히, 목표 투과율이 그 화소(PX)가 애초에 가지고 있던 투과율과 차이가 나면 날수록 실제 화소 전압과 목표 화소 전압의 차이는 더욱 심해진다.

따라서 화소(PX)에 인가하는 데이터 전압을 목표 데이터 전압보다 크거나 작게 할 필요가 있으며 그 방법 중 하나가 바로 DCC이다.

DCC 처리부(650)로부터 생성된 M 번째 프레임의 보정 영상 신호(g_M')는 다음과 같은 함수(F1)로 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

g_M'＝F1(g_M, g_M-1/2)

앞으로 DCC 처리 대상 프레임의 영상 신호를 "현재 영상 신호(current image signal)"라 하고, 그 직전 프레임의 영상 신호를 "이전 영상 신호(previous image signal)"라 한다.

보정 영상 신호(g_M')는 기본적으로 실험 결과에 의하여 결정되며, 보정된 현재 영상 신호(g_M')와 이전 영상 신호(g_M-1/2)의 차는 보정 전의 현재 영상 신호(g_M)와 이전 영상 신호(g_M-1/2)의 차보다 대체로 크다. 그러나 현재 영상 신호(g_M)와 이전 영상 신호(g_M-1/2)가 동일하거나 둘 사이의 차가 작을 때에는 보정 영상 신호(g_M')가 현재 영상 신호(g_M)와 동일하게 할 수 있다(즉, 보정하지 않을 수 있다).

이와 같이 하면, 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압은 목표 데이터 전압보다 높거나 낮은 전압이 된다.

계조의 수효가 256개인 경우 몇 개의 이전 영상 신호(g_M-1/2) 및 현재 영상 신호(g_M)의 쌍에 대한 현재 영상 신호(g_M)의 보정 영상 신호(g_M')를 룩업 테이블 따위에 기억될 수 있다.

그런데 이전 및 현재 영상 신호의 모든 쌍(g_M-1/2, g_M)에 대하여 보정 영상 신호(g_M')를 기억해 두려면 룩업 테이블의 크기가 매우 커야 한다. 그러므로 몇 개의 이전 및 현재 영상 신호 쌍(g_M-1/2, g_M)에 대해서만 보정 영상 신호(g_M')를 기준 보정 영상 신호로서 기억해두고, 나머지 이전 및 현재 영상 신호 쌍(g_M-1/2, g_M)에 대해서 는 기준 보정 영상 신호를 토대로 보간법으로 연산하여 보정 영상 신호(g_M')를 구하는 것이 바람직하다. 임의의 한 이전 및 현재 영상 신호 쌍(g_M-1/2, g_M)에 대한 보간은 해당 영상 신호 쌍(g_M-1/2, g_M)과 가까운 [표 1]의 영상 신호 쌍(g_M-1/2, g_M)에 대한 기준 보정 영상 신호들을 찾아 그 값들을 기초로 해당 영상 신호 쌍(g_M-1/2, g_M)에 대한 보정 영상 신호(g_M')를 구하는 것이다.

예를 들면, 디지털 신호인 영상 신호를 상위 비트와 하위 비트로 나누고, 룩업 테이블에는 하위 비트가 0인 이전 영상 신호와 현재 영상 신호 쌍(g_M-1/2, g_M)에 대한 기준 보정 영상 신호를 기억해둔다. 임의의 이전 및 현재 영상 신호 쌍(g_M-1, g_M)에 대하여 그 상위 비트를 기초로 관련 기준 보정 영상 신호들을 룩업 테이블에서 찾은 뒤, 이전 및 현재 영상 신호(g_M-1/2, g_M)의 하위 비트와 룩업 테이블에서 찾은 기준 보정 영상 신호를 이용하여 보정 영상 신호(g_M')를 산출한다.

그러나 이러한 방법에 의해서도 목표 투과율을 얻기 어려울 수 있으며 이 경우에는 이전 프레임에서 중간 크기의 전압 등을 미리 주어 액정 분자들을 미리 기울어지게 한 다음[이를 선경사(pretilt)라 함] 다시 현재 프레임에서 다시 전압을 인가하는 방법을 사용한다.

이를 위하여, DCC 처리부(650)는 현재 프레임의 영상 신호(g_M)를 보정할 때 이전 프레임의 영상 신호(g_M-1/2)뿐 아니라 다음 프레임의 영상 신호[앞으로 "다음 영상 신호(next image signal)"라 함](g_M+1/2)까지도 고려한다. 예를 들어, 현재 영상 신호(g_M)가 이전 영상 신호(g_M-1/2)와 동일하지만, 다음 영상 신호(g_M+1/2)가 현재 영상 신호(g_M)와 차이가 많이 나면 현재 영상 신호(g_M)를 보정하여 다음 프레임을 대비하도록 한다.

이러한 영상 신호 및 데이터 전압의 보정은 영상 신호가 나타낼 수 있는 계조 중 최고 계조 또는 최저 계조에 대해서는 행하지 않을 수도 있으며, 행할 수도 있다. 최고 계조 또는 최저 계조에 대해서 보정을 하기 위해서 계조 전압 생성부(800)가 생성하는 계조 전압의 범위를 영상 신호의 계조가 나타내는 목표 휘도 범위(또는 목표 투과율 범위)를 얻기 위하여 필요한 목표 데이터 전압의 범위보다 넓히는 방법을 사용할 수 있다.

DCC 판단부(630)는 한 도트에 대응하는 입력 영상 신호(R, G, B)와 색 보정부(610)로부터의 ACC 데이터(R', G', B')의 선경사 여부를 판단하여 DCC 여부를 제어하는 제어 신호(SEL)를 DCC 처리부(650)로 출력한다.

DCC 처리부(650)는 제어 신호(SEL)에 따라 해당하는 도트의 ACC 데이터(R', G', B')만을 DCC 처리하여 출력 영상 신호(DAT)를 생성한다.

이하, 도 5를 참조하여 DCC 판단부(630)의 동작을 설명한다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 DCC 판단부의 동작을 설명하는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 DCC 판단부(630)는 각 도트의 입력 영상 신호(R, G, B) 및 ACC 데이터(R', G', B')에 대하여 각각 DCC 여부를 판단한다.

먼저, DCC 판단부(630)는 각 도트의 적어도 3색의 입력 영상 신호(R, G, B), 예를 들어 적색, 청색 및 녹색의 입력 영상 신호(R, G, B)를 입력 받아 소정의 순서로 각 색의 선경사 여부를 판단한다.

이때 선경사 여부는 위에 설명된 바와 같이 이전, 현재 및 다음 입력 영상 신호(R, G, B)에 따라 결정된다.

적색, 녹색 및 청색의 입력 영상 신호(R, G, B)가 모두 선경사를 갖지 않는 경우, 제1 판단 플레그(P)는 1을 가진다. 한편, 초기에 제1 열 플레그(A)는 0의 값을 가지며, 각 색의 입력 영상 신호(R, G, B)가 선경사를 가질 때마다 제1 열 플레그(A)는 1씩 증가하고, 3색의 입력 영상 신호(R, G, B)의 선경사 여부를 모두 판단한 후 제1 열 플레그(A)의 값이 1보다 크면 제1 판단 플레그(P)는 0을 가진다.

제1 판단 플레그(P)의 값이 결정되면, 적색, 녹색 및 청색의 ACC 데이터(R', G', B')에 대한 선경사 여부를 판단한다.

ACC 데이터(R', G', B')의 선경사 여부 판단은 입력 영상 신호(R, G, B)의 그것과 동일하다. 즉, 모든 ACC 데이터(R', G', B')가 선경사를 갖지 않는 경우, 제2 판단 플레그(P1)는 1을 갖고, 각 색의 ACC 데이터(R', G', B')가 선경사를 가질 때마다 0으로 시작된 제2 열 플레그(B)는 1씩 증가하고, 최후의 제2 열 플레그(B)의 값이 1보다 크면 제2 판단 플레그(P1)는 0을 가진다.

한 도트에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)와 ACC 데이터(R', G', B')의 선경 사 여부의 판단이 종료되면, DCC 판단부(630)는 제1 및 제2 판단 플레그(P, P1)에 따라 제어 신호(SEL)를 생성한다.

제1 판단 신호(P)가 1인 경우, 해당 도트에 대한 3색의 ACC 데이터(R', G', B')는 DCC되지 않는다. 따라서 이러한 경우, ACC 데이터(R', G', B')에 대한 선경사 여부를 판단하지 않고 DCC를 수행하지 않는 제어 신호를 생성할 수도 있다.

제1 판단 신호(P)가 0인 경우, 즉, 적어도 2색의 입력 영상 신호(R, G, B)가 선경사를 가지는 경우, 제2 판단 신호(P1)의 값에 따라 DCC여부를 판단한다.

제2 판단 신호(P1)가 1인 경우, 해당 도트에 대한 3색의 ACC 데이터(R', G', B')는 DCC를 수행하지 않고, 제2 판단 신호(P1)가 0인 경우, ACC 데이터(R', G', B')의 DCC를 수행하는 제어 신호(SEL)를 생성한다.

이와 같이, 한 도트를 이루는 3색 중 2 이상의 색에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)가 선경사를 갖고, 그 도트의 2 이상의 색에 대한 ACC 데이터(R', G', B')가 선경사를 갖는 경우에만 해당 ACC 데이터(R', G', B')를 DCC 처리한다. 따라서 한 도트를 이루는 3개의 입력 영상 신호(R, G, B)는 선경사를 갖지 않으나, 각 색의 감마 곡선에 따라 색 보정된 ACC 데이터(R', G', B') 중 일부가 DCC 처리되어 나타나는 색 깨짐 현상을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 ACC 및 DCC를 수행하여 감마 보정 및 응답 속도 향상을 가지면서 한 도트에 대한 영상 신호의 DCC 여부를 함께 판단함으로써 색 깨짐 현상을 방지할 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 (7)

1. 적어도 3색의 색을 나타내는 복수의 화소,

   상기 화소에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부,

   상기 적어도 3색의 영상 신호를 감마 보정하여 각 색의 보정 영상 신호를 생성하는 색 보정부,

   상기 적어도 3색의 영상 신호 및 상기 보정 영상 신호 중 DCC를 수행할 신호의 수효에 따라 상기 보정 영상 신호의 DCC 여부를 판단하는 DCC 판단부,

   상기 DCC 판단부의 판단에 따라 상기 보정 영상 신호를 DCC 보정하여 출력 영상 신호를 생성하는 DCC 보정부, 그리고

   상기 출력 영상 신호를 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부

   를 포함하는 액정 표시 장치.
2. 제1항에서,

   상기 DCC 판단부는

   상기 적어도 3색의 영상 신호 또는 보정 영상 신호 중 적어도 2색의 영상 신호 또는 보정 영상 신호가 선경사를 가지면 DCC 보정부에 해당 보정 영상 신호의 DCC 수행을 지시하는 액정 표시 장치.
3. 제2항에서,

   상기 DCC 판단부는

   상기 적어도 3색의 영상 신호의 선경사 여부를 판단한 후, 상기 적어도 3색의 보정 영상 신호의 선경사 여부를 판단하는 액정 표시 장치.
4. 제3항에서,

   상기 DCC 판단부는

   상기 적어도 3색의 영상 신호가 모두 선경사를 갖지 않으면 상기 DCC 처리부에 해당 보정 영상 신호를 DCC수행하지 않도록 지시하는 액정 표시 장치.
5. 제4항에서,

   상기 DCC 판단부는

   상기 적어도 2색의 영상 신호가 선경사를 갖는 경우, 상기 3색의 보정 영상 신호의 선경사 여부를 판단하는 액정 표시 장치.
6. 제5항에서,

   상기 DCC 판단부는

   상기 3색의 보정 영상 신호 중 적어도 2색의 출력 영상 신호가 선경사를 갖는 경우, 상기 DCC 처리부에 해당 보정 영상 신호의 DCC 수행을 지시하는 액정 표시 장치.
7. 제3항에서,

   상기 DCC 판단부는 이전 및 다음 영상 신호와 상기 영상 신호 및 상기 보정 영상 신호를 비교하여 선경사 여부를 판단하는 액정 표시 장치.

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