JP2009230157A

JP2009230157A - 色補正機能を有する液晶表示装置並びにその駆動装置及び駆動方法

Info

Publication number: JP2009230157A
Application number: JP2009162326A
Authority: JP
Inventors: Seung-Woo Lee; 昇祐李; Shosen Kin; 鍾宣金; Su-Hyun Kwon; 秀現權
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: CN1395229A; JP2009064031A; US20030016199A1; CN1290074C; KR20030005748A; JP4923021B2; US7030846B2; US20100309234A1; KR100750929B1; US20060007089A1; JP2003029724A; TWI288856B; WO2003007287A1; US7746304B2; US8823618B2; JP4929315B2

Abstract

【課題】ＬＣＤ画像ディスプレイ時に階調別色感が異なる問題点及び色温度が変化する問題点を解決するための色補正機能の提供。
【解決手段】Ｒ、Ｇ、Ｂデータ補正部１１２、１１４、１１６は外部から入力されるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの８ビット原始画像データを、液晶特性に合うように予め決められた９ビットデータに変換した後、第１乃至第３多階調化部１２２、１２４、１２６に各々出力し、第１乃至第３多階調化部１２２、１２４、１２６はＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの８ビット補正画像データに変換する。この結果、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正画像データに対してＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのガンマ曲線を別途に調節することができるので階調別色感が異なって現れる問題や色温度が急変する問題を解決することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は３原色式のカラー画像表示用液晶表示装置（以下、LCD）並びに駆動装置及び駆動方法に関し、より詳しくはＬＣＤ画像ディスプレイ時に液晶パネルの特性に応じてＲ、Ｇ、Ｂガンマ曲線を変形させて、輝度を表す階調（グレー）別色感が異なって感じられる視認性の問題点及び、色温度が変化する問題点を解決するための適応形色補正（Adaptive Color Correction ;以下、ACC）機能を有する液晶表示装置並びにその駆動装置及び駆動方法に関する。

近来、パーソナルコンピュータやテレビなどの軽量化及び薄形化によってディスプレイ装置も軽量化及び薄形化が要求されており、このような要求によって陰極線管（CRT）の代りに液晶表示装置（LCD）のようなフラットパネル形ディスプレイが開発され、様々な分野において実用化されている。

ＬＣＤは２枚の基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界を印加し、この電界の強さを調節して液晶を透過する光の偏光状況を変化させ、最終的には光量を調節することによって所望の画像を表示する装置である。

次に、ＴＮモードと比較して、反射型ＬＣＤに多いＥＣＢモードで生ずる階調間カラーシフト（color shift）現象を比較説明する。

まず、ＴＮ、垂直配向モード及び水平配向モードで透過率を決定する数式は下記する数１乃至数３である。

ここで、（ｕ＝２Δｎｄ／λ）である。

前記数１乃至数３で、電圧が変更することによってＴＮとＥＣＢの場合には波長に反比例してｕ値が変わるが、ＣＥモードの場合にはθ値が変わる。

つまり、ＴＮやＶＡ、ＰＶＡなどのように液晶が垂直方向に傾きながら効果的なΔｎｄが変わる場合には前記数式でｕ値の分母にλ値が入るために波長別に分散特性があり、これにより波長別に透過率の差異が発生する。

特に、ＣＥは駆動電圧が増加しても波長による透過率の差異がないが、ＴＮとＥＣＢモードでは波長別に透過率の差異が発生する。

図１はＴＮとＥＣＢモードで４５０ｎｍと６００ｎｍ波長での透過率差異をΔｎｄ値によって図示し、この時ＥＣＢとＴＮで透過率が最大になる値が各々０．２７ｎｍと０．４７ｎｍ程度であるので、この値に占めるΔｎｄの割合をＸ軸にとり図示する。

図１のように、ＴＮとＥＣＢが中間階調で低波長透過率が高く出るために、グラフが"+"方向に高く現れる。このような傾向はＴＮよりＥＣＢで少し強く現れる。このためにＴＮやＥＣＢモードでは階調間のカラーシフト現象が激しく発生する。

図２は、前記図１の値が５５０ｎｍ波長での透過率に占める値を示す図面である。

図２を参照すると、低階調でブルー色感を有し、高い階調では黄色が強くなる（yellowish）ことが分かる。

このように、階調間カラーシフト現象はＴＮより垂直配向モードで激しく発生する。特に、ＴＮでは直線偏光が物質内を通過して出た透過光が入射光の偏光面に対して一定の角度ほど回転する現象である旋光効果のため、前記カラーシフト現象がＶＡに比べて相対的に激しくないと知られている。

このようなカラーシフト現象によって、ＬＣＤで階調パターンをディスプレイする時、階調レベルによって色感が変わる視認性を有する。

図３は、一般的なＰＶＡ液晶表示装置で現れる階調パターンによる色感を説明するための図面である。

図３に示したように、任意の中間階調をディスプレイしても、暗い階調（低輝度部）へ行くほど青く見える問題が発生し、万一ヒトの顔をディスプレイすれば、青色系統の色感が加味されるので冷たい色感を示す問題点がある。

このような視認性が現れる理由はＲＧＢ別ガンマ曲線を別途に測定してみればその差異が分かる。

図４は、一般的なＰＶＡモード液晶のホワイトグレー（白黒系輝度）別色座標の変化を説明するための図面である。

図４を参照すると、ＰＶＡモードではホワイトグレーの色座標移動が非常に大きいことが確認できる。

一方、輝度を表す階調（グレー）別に色温度を測定した結果を図５に示す。

図５はＰＶＡモードの階調別色温度測定曲線である。ここで色温度（color temperature）とは光源から出る光と色座標が同一の光を放射する黒体の温度である。

階調表現の時、階調レベルの増減とは関係なく色温度特性を有するのが理想的であるが、図５に示したように、実質的には暗いレベル（またはブラックレベル）側に行くほど色温度が急激に上昇する問題点が発生する。

図６は一般的なＰＶＡ液晶パネルのＲＧＢ別ガンマ曲線を示し、もちろんＲ（Ｒｅｄ：赤）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ：緑）、Ｂ（Ｂｌｕｅ：青）各々に対するガンマ曲線の階調別輝度レベルは差異があるが、これを正規化（Normalizing）して一つの図面で示す。
図６に示すとおり、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の曲線が一致せず、また、その間隔も一定ではないことがわかる。すなわち、暗い階調レベルになるにつれて、Ｇ成分やＲ成分はゼロに近く、Ｂ成分のみがゼロより大きな輝度レベルを示しているため、図３に示す通り、観察者の目にはとても青く（Ｂｌｕｉｓｈ）見られるという問題が生じる。

従って、本発明の技術と課題はこのような従来の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的はＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのガンマ曲線を独立的に変形させて階調別に色温度が変化し階調別色感が異なって現れる視認性の問題点を解決するための色補正機能を有する液晶表示装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、液晶パネルの特性に応じてＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのガンマ曲線を独立的に変形させることによって、垂直配向モード（VA）またはパターン化された垂直配向モード（PVA）の液晶によって色温度特性が変動することにより引き起こされる階調別色感が異なって現れる視認性の問題点を解決するための色補正機能を有する液晶表示装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、前記色補正機能を有する液晶表示装置の駆動装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、前記色補正機能を有する液晶表示装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと色補正部とを有する。その色補正部は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始ガンマ曲線に対応するＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データを受信すると、液晶パネルの特性に従って設定された所定の仮想ガンマ曲線の上の階調値に基づいてＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正画像データを生成し、その補正画像データに対応するＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正ガンマ曲線の階調値を保存し、その補正ガンマ曲線の階調値に基づいてＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データをガンマ補正する。

本発明の別の一実施形態による液晶表示装置は、液晶パネル、スキャンドライバー、データドライバー、及び制御部を有する。液晶パネルは、所定の特性を持つ液晶層、走査信号を伝達する複数のゲートライン、画像信号を伝達する複数のデータライン、及び、前記複数のゲートラインと前記複数のデータラインとに連結されているスイッチング回路を含む。スキャンドライバーは、前記スイッチング回路をオンさせるためのゲートオン電圧を前記複数のゲートラインに対して順番に印加する。データドライバーは、画像信号を表すデータ電圧を前記複数のデータラインに対して印加する。制御部は、初期動作では、外部から入力されたＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データに対応する補正画像データを所定の仮想ガンマ曲線に沿って生成しながら、前記補正画像データを所定のメモリに保存する。制御部は初期動作後、外部からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データを受信すると、前記メモリから前記原始画像データに対応する補正画像データを抽出しながら、抽出された画像データを前記データドライバーに伝送し、前記スキャンドライバーの動作を制御するためのタイミング信号を生成しながら前記スキャンドライバーに出力し、前記データドライバーの動作を制御するためのタイミング信号を生成しながら前記データドライバーに出力する。

本発明の一つの一実施形態による液晶表示装置の駆動装置は、液晶パネルを有する液晶表示装置を駆動するための装置である。その液晶パネルは、所定の特性を持つ液晶層、複数のゲートライン、前記複数のゲートラインから絶縁された状態で前記複数のゲートラインと交差する複数のデータライン、及び、前記複数のゲートラインと前記複数のデータラインとによって囲まれた領域にマトリックス状に配列され、いずれかのゲートラインとデータラインとに連結されているスイッチング素子をそれぞれ含む複数の画素を含む。本発明によるその駆動装置は、スキャンドライバー、データドライバー、及び制御部を含む。スキャンドライバーは、前記スイッチング素子をオンさせるためのゲートオン電圧を前記複数のゲートラインに対して順番に印加する。データドライバーは、画像信号を表すデータ電圧を前記複数のデータラインに対して印加する。制御部は、初期動作時に、外部から入力されたＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データに対応する補正画像データを所定の仮想ガンマ曲線に沿って生成しながら、前記補正画像データを所定のメモリに保存する。制御部は初期動作後、外部からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データを受信すると、前記メモリから前記原始画像データに対応する補正画像データを抽出しながら前記データドライバーに伝送し、前記スキャンドライバーの動作を制御するためのタイミング信号を生成しながら前記スキャンドライバーに出力し、前記データドライバーの動作を制御するためのタイミング信号を生成しながら前記データドライバーに出力する。

本発明の一つの一実施形態による液晶表示装置の駆動方法は、液晶パネルを有する液晶表示装置を駆動するための方法である。その液晶パネルは、所定の特性を持つ液晶層、複数のゲートライン、前記複数のゲートラインから絶縁された状態で前記複数のゲートラインと交差する複数のデータライン、及び、前記複数のゲートラインと前記複数のデータラインとによって囲まれた領域にマトリックス状に配列され、いずれかのゲートラインとデータラインとに連結されているスイッチング素子をそれぞれ含む複数の画素を含む。本発明によるその駆動方法は、（ａ）前記複数のゲートラインに対して順番に走査信号を伝送する段階、（ｂ）画像表示用のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの階調データを外部から受信したとき、前記階調データに基づいてＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正ガンマ曲線を設定し、前記補正ガンマ曲線に基づいてデータ電圧を生成する段階、及び、（ｃ）段階（ｂ）で生成されたデータ電圧を前記複数のデータラインに供給する段階を有する。

本発明の更に別の一実施形態による液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと色補正部、とを有する。色補正部は、所定の仮想ガンマ曲線の上の階調値に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの入力画像データに対応するＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの第１補正画像データを生成し、前記第１補正画像データに従ってＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの第２補正画像データを出力する。本発明によるこの液晶表示装置では、前記第１補正画像データのビット数は前記入力画像データのビット数以上であり、前記第２補正画像データのビット数は前記第１補正画像データのビット数以下である。

本発明の他の一実施形態による液晶表示装置は、液晶パネル、スキャンドライバー、データドライバー、及び制御部を有する。液晶パネルは、所定の特性を持つ液晶層、走査信号を伝達する複数のゲートライン、画像信号を伝達する複数のデータライン、及び、前記複数のゲートラインと前記複数のデータラインとに連結されているスイッチング回路を含む。スキャンドライバーは、前記スイッチング回路をオンさせるためのゲートオン電圧を前記複数のゲートラインに対して順番に印加する。データドライバーは、画像信号を表すデータ電圧を前記複数のデータラインに対して印加する。色補正部は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの入力画像データに対応するＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの第１補正画像データを所定の仮想ガンマ曲線に沿って生成し、前記第１補正画像データに従ってＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの第２補正画像データを出力する。前記色補正部は、前記第１補正画像データを保存するための第１メモリ、及び、前記データドライバーに適した前記第２補正画像データを出力する多階調化部を含む。

本発明の別の一実施形態による液晶表示装置の駆動方法は、液晶パネルを有する液晶表示装置を駆動するための方法である。その液晶パネルは、所定の特性を持つ液晶層、複数のゲートライン、前記複数のゲートラインから絶縁された状態で前記複数のゲートラインと交差する複数のデータライン、及び、前記複数のゲートラインと前記複数のデータラインとによって囲まれた領域にマトリックス状に配列され、いずれかのゲートラインとデータラインとに連結されているスイッチング素子をそれぞれ含む複数の画素を含む。本発明によるこの駆動方法は、前記複数のゲートラインに対して順番に走査信号を伝送する段階、前記液晶パネルの特性に従って設定された所定の仮想ガンマ曲線の上の階調値に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの入力画像データに対応するＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの第１補正画像データを生成する段階、前記第１補正画像データに従ってＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの第２補正画像データを出力する段階、及び、前記第２補正画像データを前記データラインに供給する段階を有する。

このような色補正機能を有する液晶表示装置及びその駆動装置及びその方法によると、外部から印加される原始画像データをＲ、Ｇ、Ｂ各々に対して別途に調節し、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのガンマ曲線を一つの曲線に示すことによって階調別色感が異なって現れる視認性の問題点を解決し、色温度が変化する問題点を解決することができる。

ＴＮとＥＣＢモードで４５０ｎｍと６００ｎｍ波長での透過率の差異をΔｎｄ値によって示す図面である。前記図１の値が５５０ｎｍ波長での透過率に占める値を示す図面である。一般的なＰＶＡ液晶表示装置で現れる階調パターンによる色感を説明するための図面である。一般的なＰＶＡモード液晶のホワイトグレー別色座標の変化を説明するための図面である。ＰＶＡモードの階調別色温度測定曲線を示す図面である。一般的な階調別Ｒ、Ｇ、Ｂガンマ曲線を示す図面である。本発明の一実施例による液晶表示装置を説明するための図面である。本発明による色補正部を概念的に説明するための図面である。本発明の一例によってＢガンマ曲線を任意の目標ガンマ曲線に変化させる方法の概念を説明するための図面である。本発明によって９ビットのデータを８ビットで表現するディザーリング／ＦＲＣを説明するための図面である。従来の色座標移動測定曲線と本発明による色補正以降の色座標移動測定曲線を一つの図面に配置した図面である。従来の色温度測定曲線と本発明による色補正以降の色温度測定曲線を一つの図面に配置した図面である。本発明によって１０ビットデータを８ビットで表現するディザーリング／ＦＲＣ処理を説明するための図面である。本発明によって６フレーム間ディザーリング／ＦＲＣ処理を説明するための図面である。前記図９で一致するＢの輝度がないことを説明するための図面である。前記図９で一致する輝度がない場合データ生成方法を説明するための図面である。本発明の第１実施例による色補正部を説明するための図面である。本発明の第２実施例による色補正部を説明するための図面である。本発明の第３実施例による色補正部を説明するための図面である。

以下、通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように実施例について説明する。
一般に階調の色温度は各Ｒ、Ｇ、Ｂの色座標と輝度（luminance）によって決められる。従って測定されたガンマ曲線に対してＲ、Ｇ、Ｂ別に曲線を変動させると階調が変わってもホワイトグレーの色座標は大きな変動がない、つまり、色温度が変わらない特性を得ることができる。

このような色温度を低くする方法としてはブルー（B）のガンマ曲線を本来より低くし、レッド（R）のガンマ曲線を高める方法を利用する。好ましくは実際に外部から入力されるデータに対比してブルー（B）は小さい値を、レッド（R）は大きい値を予め決めて置いた値によって駆動ＩＣに伝達する。

（実施例１）
図７は本発明の一実施例による色補正機能を有する液晶表示装置を説明するための図面である。

図７を参照すると、本発明の一実施例による液晶表示装置は色補正部１１０を内蔵するタイミング制御部１００、データドライバー２００、スキャンドライバー３００及びＬＣＤパネル（液晶パネル）４００を含む。

色補正部１１０を内蔵するタイミング制御部１００は外部のグラフィックコントローラー（図示せず）などからＲＧＢ画像信号（原始画像信号）と共に当該ＲＧＢ画像信号のディスプレイのための同期信号（Hsync, Vsync）とクロック信号（DE, MCLK）などの提供を受けて、色補正されたＲＧＢ補正画像信号（Ｒ'、Ｇ'、Ｂ'：各Ｎビット）をデータドライバー２００に出力すると共に、データドライバー２００とスキャンドライバー３００の駆動のためのデジタル信号、つまり、タイミング信号を生成して該当ドライバー２００、３００に出力する。

より詳しくは、タイミング制御部１００はデータドライバー２００内のデータシフトのための水平クロック信号（HCLK）と、データ（デジタル化原始画像データ）がデータドライバー２００でアナログに変換され、変換されたアナログ値をＬＣＤパネル４００に印加することを命令する水平同期開始信号（STH）と、データドライバー２００へのデータや信号等のローディングを命令するロード信号（LOADまたはTP）を各々前記データドライバー２００に出力する。

また、タイミング制御部１００はゲートラインに印加されるゲートオン信号の周期設定のためのゲートクロック信号（Gate clock）と、前記ゲートオン信号の開始を命令する垂直同期開始信号（STV）と、前記スキャンドライバー３００の出力をイネーブルさせる出力イネーブル信号（OE;Out Enable）を前記スキャンドライバー３００に出力する。

一方、前記タイミング制御部１００に内蔵される色補正部１１０は初期起動後、外部からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データが入力されることによって前記原始画像データに対応する補正画像データを出力する。

より詳しくは、前記色補正部１１０は液晶表示装置の初期起動以降に外部からＲ、Ｇ、Ｂ各々に対する原始画像データが入力されることにより、前記原始画像データに対応する補正画像データを予め設定してあるルックアップテーブルより抽出し、抽出された補正画像データを多階調変換して出力する。この時多階調変換される以前の補正画像データは原始画像データのビット数Ｎと同一になる場合もあり、原始画像データのビット数より多くなる場合もある。また、多階調変換された後の補正画像データは原始画像データのビット数と同一であることが好ましい。

また前記液晶表示装置がアナログタイプである場合には、外部から入力されるアナログ原始画像信号をデジタル原始画像データに変換させるためのＡ／Ｄコンバータをさらに備えることが好ましい。

また、以上に述べた実施例１では色補正部１１０を通じて外部のグラフィックコントローラー（図示せず）などから原始画像データの提供を受け一般的なタイミング制御部側に提供することをその一例として説明したが、一般的なタイミング制御部側の後端に配置しても本発明の要旨から逸脱しないだろう。

また、この実施例１では色補正部をタイミング制御部に内蔵することをその一例として説明したが、タイミング制御部の外部に配置することもできる。

データドライバー２００はタイミング制御部１００からＲ'、Ｇ'、Ｂ'デジタルデータ（R[0:N-1]、G[0:N-1]、B[0:N-1]）の提供を受けてそれを保存して置き、ＬＣＤパネル４００に供給することを命令するロード信号が印加されると、それぞれのデジタルデータに該当する電圧を選択してＬＣＤパネル４００にデータ電圧（V1, V2, V3, …, Vn）（図示せず）を伝達する。

またデータドライバー２００はＬＣＤパネル４００上に配列された画素に印加するデータ電圧の極性が毎フレームごとに互いに相反する反転になるようにデータ電圧（V1, V2, V3, …, Vn）を出力する。この時、毎フレームごとに画素の極性が相反するように反転させることは既に周知の如く、液晶の一般的な特性に起因するためである。

スキャンドライバー３００はシフトレジスター、レベルシフター及びバッファーなどを含み、タイミング制御部１００からゲートクロック信号と垂直同期開始信号（STV）の提供を受け、ゲート駆動電圧発生部（図示せず）またはタイミング制御部１００から電圧（Von, Voff及びVcom）（図示せず）の提供を受けて、ＬＣＤパネル４００上の各画素の電圧値を画素に伝達する。

ＬＣＤパネル４００はｎ個のデータラインと、前記データラインと交差して配列されたｍ個のゲートラインと、前記データラインと前記ゲートライン間に格子配列された一定の領域に形成され、第１の端子が前記ゲートラインに連結され、第２の端子が前記データラインに連結された画素で構成され、スキャンドライバー３００から提供されるゲート電圧（G1, G2, …, Gm）（図示せず）が当該画素に印加されることによりデータドライバー２００から提供されるデータ電圧（V1, V2, …, Vm）（図示せず）に応答して内蔵された当該画素電極を駆動する。

図８は本発明による色補正部を概念的に説明するための図面である。

図８を参照すると、本発明による色補正部はＲデータ補正部１１２、Ｇデータ補正部１１４、Ｂデータ補正部１１６、第１多階調化部１２２、第２多階調化部１２４、第３多階調化部１２６を含む。

動作する時、Ｒ、Ｇ、Ｂデータ補正部１１２、１１４、１１６は外部から入力されるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの８ビット原始画像データを液晶特性に合うように予め決められた９ビットデータに変換した後、第１乃至第３多階調化部１２２、１２４、１２６に各々出力し、第１乃至第３多階調化部１２２、１２４、１２６はＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの８ビット補正画像データに変換した後、タイミング制御部１００に提供する。ここで、好ましくは前記多階調化部１２２、１２４、１２６は空間的、そして時間的にディザーリング（Dithering：隣接ピクセルの平均値により中間レベルを表示する）処理とフレームレートコントロール（frame rate control;以下、FRC）処理を行う。つまり、空間的・時間的な視覚的平均化作用により、実質的な階調分解能を高める。

以下、前記ディザーリング処理方式とＦＲＣ処理方式について簡略に説明する。

一般に液晶表示装置では階調（GRAY）レベルを表現するためにＦＲＣという方式が利用される。つまり、ＬＣＤパネルに表現できる画面一フレーム内の一つのピクセルはＸ、Ｙ平面上の点で示すことができる。この時、Ｘは水平ライン番号を示し、Ｙは垂直ライン番号を示すが、フレーム番号を示す時間軸の変数をＺと設定すると、一つの地点でのピクセルの位置に対する座標軸はＸ、Ｙ、Ｚの３次元で表現できる。

また、デューティ比率（DUTY RATE）はＸ、Ｙを一定の値に固定させ、その位置で決められたフレームが繰り返される間ピクセルがオンになる回数を前記決められたフレーム回数で割った値（比較）で定義される。例えば、ＬＣＤフレームの（１、１）位置である階調レベルのデューティ比率が１／２であると仮定すれば、（１、１）の位置では２フレーム中の１フレームだけピクセルがオンになるということを示す。従って液晶表示装置で階調レベルを表現するためには、それぞれの階調レベルごとにデューティ比率を設定しておき、設定されたデューティ比率によってピクセルをオン／オフさせる。

このような方法によってピクセルをオン／オフさせる方式をＦＲＣ方式という。

しかし、このようなＦＲＣ方式だけでＬＣＤを駆動すると、隣接したピクセルが同時にオン／オフされる現象が発生し得る。このように、隣接したピクセルが同時にオン／オフされると視覚的に画面がちらつくフリッカー（flicker）が発生する。

このようなフリッカー現象を除去するためにはディザーリング方式が利用される。ディザーリング方式は同時に同じ階調レベルが隣接したピクセルに発生しても、ピクセルの表示位置、つまり、フレーム、垂直ラインまたは水平ラインの位置によって同一でないオン／オフ値を有するように制御する方式をいう。

以下、前記色補正部の利用を具体化した実現方法を説明する。

図９は本発明の一例としてＢガンマ曲線（Blue gamma curve）を任意の目標ガンマ曲線（Target gamma curve）に変化させる方法の概念を説明する。

図９のように、ブルーのガンマ曲線を目標ガンマ曲線に変化しようとする時、例えば１３０階調（８ビット＝０〜２５５での１３０）の輝度を目標ガンマ曲線まで低くするためには次の順序にしたがう。

まず、原始画像データ、例えば、１３０階調情報を有するＢデータが入力されることによって１３０階調に該当する目標ガンマ曲線の輝度を探す（１）。

次に、目標ガンマ曲線上で見つけられた該当輝度に対応する元来のＢガンマ曲線の対応点を探す（２）。万一Ｂガンマ曲線上で対応点（つまり、輝度）が存在しない場合には所定の内挿（interpolation）過程を通じてＢ階調値を探す。特にこのような内挿過程は入力画像データが低階調で入力される時行われる。

次に、該当対応点の階調値を探す（３）。

図９について調べると、前記順序で探した値は１２８．５となる。前記１２８．５は従来の８ビットデータでは表現できない値になる。従って階調分解能の拡張が必須である。つまり、８ビットよりさらに多い階調が表現できる９ビットあるいはさらに多いビットの対応値が必要となる。前記９ビットは５１２個の階調が表現できる。もちろん入力される８ビットよりさらに多くのビットに変換する時、色補正効果が十分に行われることは当業者であれば容易に分かる。

従って、前記方法で２５６個の各々に該当するＢデータの９ビット情報を探して変更することができる。変更された９ビットに対して液晶表示装置が表現できる方法は空間的ディザーリングと時間的フレームレートコントロール（frame rate control：FRC）方式によって円滑にディスプレイすることができる。

前記図９では所定の目標ガンマ曲線を設定してブルー（B）ガンマ曲線を変化させることをその一例として説明したが、グリーン（G）ガンマ曲線を目標ガンマ曲線に設定し、設定されたＧガンマ曲線を基準にＢガンマ曲線を一致（または収斂）させることができる。

また、前記方法を利用して８ビットを有するＲのガンマ曲線も目標ガンマ曲線または設定されたＧガンマ曲線に連動して９ビットの対応値を捜し出すことができることは自明である。

図１０は本発明によって９ビットのデータを８ビットで表現するディザーリング／ＦＲＣを説明するための図面である。

もし９ビットデータの最下位ビットが"１"である場合、上位８ビットデータと合成してどの位置になるか、また幾番目フレームに該当するかによって上位８ビットの値をそのまま送るか、前記"１"を足して送れば、ディスプレイ画面ではその差異を感じることが少ない。

このような方法でＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのデータに対してガンマ調整を行ってＲ、Ｇ、Ｂガンマ曲線を測定すればブルー（B）の補正ガンマ曲線はブルー（B）の原始ガンマ曲線より低く設定され、レッド（R）の補正ガンマ曲線はレッド（R）の原始ガンマ曲線より高く設定される。

前記調整されたガンマ曲線を有する時の色座標と色温度の変化を図１１と図１２に各々示した。

図１１は従来の色座標移動測定曲線（ＡＣＣ前）と本発明によるＡＣＣ以降の色座標移動測定曲線（ＡＣＣ後）を一つの図面に配置したものであり、図１２は従来の色温度測定曲線（ＡＣＣ前）と本発明による適応形色補正（ACC）以降の色温度測定曲線（ＡＣＣ後）を一つの図面に配置したものである。

図１１と図１２を参照すると、従来の色座標の移動程度に比べて本発明による色座標の移動は非常に少なくなったことを確認でき、従来技術では激しく上昇した色温度変化が、本発明によれば殆ど変化なく一定に維持されていることを確認することができる。

一方、前記で説明した９ビットデータの代わりに１０ビットを使用した場合には、ディザーリング／ＦＲＣが図１３のように適用されれば９ビットと比較して同様な結果が出る。

図１３は本発明によって１０ビットデータを８ビットで表現するディザーリング／ＦＲＣ処理を説明するための図面であり、表１は本発明の一例によって８ビットに対する１０ビットの一対一変換関係を示し、これに対応するＦＲＣ実例を示す。

前記表１に示したように、外部から８ビットの原始画像データを受信してデータ拡張により１０ビットに変換してからメモリ（ルックアップテーブル）に保存し、外部から８ビットの原始画像データを受信する場合に保存された１０ビットの補正画像データを呼び出して出力する。

たとえ１０ビットを出力しても、図１３に示したようなＦＲＣ方式によって実質的には８ビットだけでもディスプレイすることが可能である。

以上の実施例では８ビットの原始画像データに対応する１０ビットの補正画像データを求めてガンマ曲線を調整したが、８ビットや１０ビットに限定しない。即ち、６ビットの原始画像データに対応する８ビットの補正画像データを求めてガンマ曲線を調整することもできる。

また８ビットの原始画像データに対して８ビットの補正画像データを求めてガンマ曲線を調整することも可能である。

以下、８ビット-８ビット変換過程を簡略に説明する。

まず、１０ビットではない最も近い８ビットデータを探す。このように探した８ビットデータはＦＲＣ方式によってデータドライバーに伝送される。１０ビットでＦＲＣする方式は入力データの下位２ビットを用いて実現する。

表２は本発明の他の一例によって８ビットに対する新たな８ビットの一対一変換関係を示し、これに対応するＦＲＣ実例を示す。

下記の表３は前記表１で説明した８ビット-１０ビット変換に対して前記表２で説明した８ビット-８ビット変換の差異を説明するための表である。

前記表３に示したように、８ビット-８ビット変換の場合も単調増加するが、８ビット-１０ビット変換に比べてガンマ曲線がスムースに変わらない短所がある。

一方、より少ないビット数を利用するのでメモリ使用量が減る長所がある。もしこのような曲線が視認性に大きい影響を与えないならば適用することが可能である。

以上では入力される画像データのビット数と同一であるかまたは大きいビット数に変換することを説明したが、駆動ＩＣへの最終出力が６ビットである場合の適用に関する実施例を説明すると次の通りである。

９ビットのデータを生成する方法と類似しているが、上位６ビットと下位３ビットに分割してディザーリング／ＦＲＣ処理を行えばよい。

つまり、下位３ビットでディザーリング／ＦＲＣ処理を行うので８（２³）フレーム間の時間が必要となる。

また、液晶の応答速度が問題になる場合には図１４に示したように、６フレーム間だけＦＲＣ処理を行うこともできる。

図１４は本発明によって６フレーム間ディザーリング／ＦＲＣ処理を説明するための図面である。この時、下位３ビットは"０"から"５´までだけ数を有するようにデータを修正する。

下位３ビットの値が６個だけ存在するので６フレーム内にＦＲＣを遂行すればよい。

以下、前記図９で言及したように、Ｂガンマ曲線上でＧ階調の輝度に対するＢ階調値が存在しない時に遂行される内挿過程について添付した図面を参照してより詳細に説明する。

図１５は前記図９で一致するブルー（B）の輝度がない場合を説明するための図面であり、図１６は前記図９で一致する輝度がない場合、データ生成方法を説明するための図面である。特に、目標ガンマ曲線をグリーン（G）ガンマ曲線に設定し、原始階調データを８ビットとし、補正階調データを１０ビットとしたことをその一例として説明する。

図１５に示したように、上位階調から下位階調に変換する過程を通じて１０ビットの補正画像データを作るとＢガンマ曲線と会わない場合が発生する。

このような場合には図１６に示したように、該当階調データ（三角形表示）より上位階調から最下位階調までの輝度まで単調減少する任意の仮想ガンマ曲線を作る。次いで作られた仮想曲線に基づいて前記図９に示したように、上位階調から下位階調に変換する過程を通じて８ビット原始画像データを１０ビットの補正画像データを生成する。

このように生成された１０ビットデータは所定形式でテーブル化されてメモリ、好ましくは揮発性メモリに保存し、毎回入力される原始画像データに対応して前記テーブルに保存された１０ビットの補正画像データを抽出して出力する。

前記出力された１０ビット補正画像データは下位２ビットに基づいてＦＲＣ処理してデータドライバーとしては８ビットデータが伝送されると、ガンマ曲線がＲ、Ｇ、Ｂ別に一致する優れた画質のディスプレイを得ることができる。万一、一つの曲線に一致することでも階調によって色感が現れるとしたら、その色感をなくすために該当色のガンマ曲線を低くしたりその他の色のガンマ曲線を上げる方法で最適の補正画像データを探すことができる。

以上では８ビットの原始画像データを１０ビットの補正画像データに変更することをその一例として説明したが、９ビットの補正画像データに変更することができることは自明なことである。

このような実施例を実現するための全体駆動概念に関する説明をすると次の通りである。

特に、タイミング制御部の最終出力が８ビットである場合についてだけ説明する。６ビット出力の場合は、６ビット出力に該当するディザーリング／ＦＲＣブロックを用いればいいためである。

図１７は本発明の第１実施例による色補正部を説明するための図面であって、特に、外部メモリに拡張データを保存する回路構成の概念図である。

図１７を参照すると、本発明の第１実施例による色補正部はＲＯＭ制御器１３０、第１ＲＡＭ１３２、第２ＲＡＭ１３４、第３ＲＡＭ１３６、第１多階調化部１２２、第２多階調化部１２４及び第３多階調化部１２６を含む。

この時第１乃至第３ＲＡＭ１３２、１３４、１３６は外部から提供される原始画像データに対応する補正画像データを所定のルックアップテーブル（LUT）形態に保存し、原始画像データに対応する補正画像データの出力要請によって該当補正画像データを抽出して提供する。

動作時に、液晶特性に最適に調整された拡張データが色補正部１１０の外部に保存されている時、色補正部１１０は電源投入直後の初期に外部ＲＯＭ５０から拡張データを読み込んで内部のＲＡＭ１３２、１３４、１３６にデータを各々保存する。

全てのデータが保存された後、グラフィックコントローラなどの外部から入力されるデジタル映像データがＲＡＭ１３２、１３４、１３６に蓄積され、拡張されたデータ９ビットをディザーリング／ＦＲＣ処理を行う多階調化部１２２、１２４、１２６に送って最終的にタイミング制御部１００を経由してデータドライバー２００に出力する。

図面上では外部から８ビットデータの提供を受けて９ビットデータに拡張した後、ディザーリング／ＦＲＣ処理を通じて８ビットデータを出力することをその一例として説明したが、外部からＮビットデータの提供を受けてＮビットまたは前記Ｎより大きいビットでデータ拡張した後、ディザーリング／ＦＲＣ処理を通じてＮビットデータを出力することができるのは自明なことである。

前記本発明の第１実施例による色補正部の回路構成は外部のＲＯＭ５０に拡張データを保存するので液晶パネルを変更しても変更された液晶パネルに最適な拡張データを保存するＲＯＭ値だけを変えて対応できる長所がある。

（実施例２）
図１８は本発明の第２実施例による色補正部を説明するための図面であって、特に、内部ＲＯＭに拡張データを保存する回路構成の概念図である。

図１８を参照すると、本発明の第２実施例による色補正部は第１ＲＯＭ１４２、第２ＲＯＭ１４４、第３ＲＯＭ１４６、第１多階調化部１２２、第２多階調化部１２４及び第３多階調化部１２６を含む。

内部のＲＯＭを読む速度が充分であればＲＯＭからデータを読み込んだ後、内部のＲＡＭを使用する必要がない。従って外部のデジタル映像データはＲＯＭに蓄積され、入力されるデータに合う拡張データである９ビットをディザーリング／ＦＲＣ処理を行う多階調化部１２２、１２４、１２６に送って最終的にタイミング制御部１００を経由してデータドライバー２００に出力する。

図面上では外部から８ビットデータの提供を受けて９ビットデータに拡張した後、ディザーリング／ＦＲＣ処理を通じて８ビットデータを出力することをその一例として説明したが、外部からＮビットデータの提供を受けてＮビットまたはＮより大きいビットでデータ拡張した後、ディザーリング／ＦＲＣ処理を通じてＮビットデータを出力することができるのは自明なことである。

また、色補正部をタイミング制御部の前端に配置することをその一例として説明したが、色補正部をタイミング制御部の後端に配置することも可能である。

前記本発明の第２実施例による色補正部の回路構成は外部に別途に追加的なＲＯＭを使用しないのでＬＣＤの単価を下げることができる。

（実施例３）
図１９は本発明の第３実施例による色補正部を説明するための図面であって、特に、従来のデジタルロジックを使用してデータを保存する場合である。

図１９を参照すると、第１乃至第３ロジック１５２、１５４、１５６は初期起動の時、外部からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの階調表現のための原始画像データの提供を受けて補正画像データを生成し所定の揮発性メモリ（図示せず）に保存し、初期起動の後、外部からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データが入力されることによって前記揮発性メモリから前記原始画像データに対応する補正画像データを抽出してディザーリング及びＦＲＣ処理を行う第１乃至第３多階調化部１２２、１２４、１２６に出力する。

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができる。

以上説明したように、本発明によって外部からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データが入力されることによってビット拡張を通じて新たなＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正画像データを生成して保存し、保存されたＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正画像データに対してＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのガンマ曲線を別途に調節することができるので階調別色感が異なって現れる問題や色温度が急変する問題を解決することができる。

また、前記ビット拡張を通じて新たなＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正画像データを生成せずにもＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの原始画像データのビットと同一なＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正画像データを生成して保存し、保存されたＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの補正画像データに対してＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのガンマ曲線を別途に調節することができるのでメモリ使用量を低減しながら階調別色感が異なって現れる問題や色温度が急変する問題を解決できる。

本発明は３原色式のカラー画像表示用液晶表示装置（以下、LCD）に適用可能である。

５０非揮発性メモリ（またはＲＯＭ）
１００タイミング制御部
１１０色補正部
１１２、１１４、１１６データ補正部
１２２、１２４、１２６多階調化部
１３０ＲＯＭ制御器
１３２、１３４、１３６揮発性メモリ
１４２、１４４、１４６ＲＯＭ
１５２、１５４、１５６ロジック
２００データドライバー
３００スキャンドライバー
４００ＬＣＤパネル

Claims

第１の色及び第２の色をそれぞれ示す第１ガンマ曲線及び第２ガンマ曲線を有する液晶表示装置であり、
画像を表示する液晶表示パネルと、
色補正部と、を有し、
前記色補正部は、第１の階調値を有する前記第１の色の第１入力画像データを、第２の階調値を有する前記第１の色の第１出力画像データに変換し、
前記第１出力画像データのルミネッセンス値は、前記第１入力画像データに関して第２ガンマ曲線のルミネッセンス値と同じである、液晶表示装置。
前記第１の色は青または赤であり、前記第２の色は緑である、請求項１に記載の液晶表示装置。
第１の色及び第２の色をそれぞれ示す第１ガンマ曲線及び第２ガンマ曲線を有する液晶表示装置であり、
画像を表示する液晶表示パネルと、
色補正部と、を有し、
前記色補正部は、第１の階調値を有する前記第１の色の第１入力画像データを、第２の階調値を有する前記第１の色の第１出力画像データに変換し、
前記第１出力画像データのルミネッセンス値は、前記第１入力画像データに関して仮想ガンマ曲線のルミネッセンス値と同じであり、
前記仮想ガンマ曲線は、前記第１ガンマ曲線と前記第２ガンマ曲線との間のルミネッセンス値を有している、液晶表示装置。
前記第１ガンマ曲線と前記第１ガンマ曲線とは、前記第１入力画像データに関して異なるルミネッセンス値を有している、請求項３に記載の液晶表示装置。
前記第１の色は青または赤であり、前記第２の色は緑である、請求項３に記載の液晶表示装置。