KR100495979B1 - 액정 디스플레이의 구동 방법, 액정 디스플레이 장치 및 이를 장착한 모니터 - Google Patents

액정 디스플레이의 구동 방법, 액정 디스플레이 장치 및 이를 장착한 모니터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 액정 디스플레이의 구동 방법은 간단하고 저렴한 구성으로 고화질화를 실현하고, 환경변화, 타이밍 신호의 주파수 특성, 백라이트의 휘도에 따른 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동, 또는 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차로 인한 문제를 해결하고, 감마 특성의 직선성의 저하를 방지할 수 있다.
상기 액정 디스플레이의 구동 방법은 8비트의 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터에 감마 보정을 행할 때, 각 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터마다 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가한 각 10비트의 제1 보정 적색 데이터, 제1 보정 녹색 데이터, 제1 보정 청색 데이터를 취득하는 단계와, 액정 디스플레이의 데이터 전극에 공급되는 데이터 적색 신호, 데이터 녹색 신호, 데이터 청색 신호를 생성하여 프레임 레이트 제어를 하는 단계를 포함한다.

Description

액정 디스플레이의 구동 방법, 액정 디스플레이 장치 및 이를 장착한 모니터{METHOD FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MONITOR PROVIDED WITH THE SAME}
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 개인용 컴퓨터나 TV 수상기 등의 모니터로서 쓰이는 액정 디스플레이를 구동하는 액정 디스플레이의 구동방법, 액정 디스플레이 장치 및 모니터에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액정 디스플레이에 문자나 화상등을 단계적으로 명암을 주어 그레이 스케일을 표시하는 액정 디스플레이의 구동방법, 이러한 액정 디스플레이의 구동방법이 적용된 액정 디스플레이 장치 및 이 액정 디스플레이 장치를 갖는 모니터에 관한 것이다.
본 발명은 일본 특개평 2001-200095(2001. 06. 29)호를 우선권 주장한 출원이다.
종래의 기술
도 13은 일본 특개평 2001-134242호에 개시된 종래의 액정 디스플레이 장치의 구성예를 도시한 블록도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 종래의 액정 디스플레이 장치는 컬러 액정 디스플레이(1)와 제어회로(2)와, 그레이 스케일 전원회로(3)와, 데이터 전극 구동회로(4)와, 주사전극 구동회로(5)로 구성되어 있다.
컬러 액정 디스플레이(1)는 예를 들어, 박막 트랜지스터(TFT)를 스위치 소자로서 사용하는 액티브 매트릭스 구동방식의 컬러 액정 디스플레이이다. 컬러 액정 디스플레이(1)에서, 행방향으로 소정의 간격으로 마련된 복수개의 주사전극(게이트선)과 열방향으로 소정간격으로 마련된 복수개의 데이터 전극(소스선)으로 둘러싸인 영역을 화소로서 사용한다. 컬러 액정 디스플레이(1)에 있어서, 등가적 용량성 부하인 액정 셀과, 공통전극과, 해당 액정 셀을 구동하는 TFT와, 데이터전하를 하나의 수직 동기 기간의 사이 축적하는 커패시터가 각 화소마다 배치되어 있다. 그리고, 컬러 액정 디스플레이(1)를 구동하기 위해, 공통전극에 공통전위(Vcom)를 인가하는 동안, 디지탈 영상 데이터의 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 의해 생성되는 데이터 적색 신호, 데이터 녹색 신호, 데이터 청색 신호를 데이터 전극에 인가하고, 수평 동기 신호(SH) 및 수직 동기 신호(SV) 등에 따라서 생성되는 주사신호를 주사전극에 인가한다. 상기에 의해, 컬러 액정 디스플레이(1)의 표시화면에 컬러 문자나 화상 등이 표시된다. 컬러 액정 디스플레이(1)는 해상도가 1280 × 1024 화소인 SXGA(super extended graphics array)이다.
제어회로(2)는 예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)로 구성되고, 도 14에 도시된 바와 같이, 제어부(6)와, 감마 보정부(71 내지 73)를 포함한다. 제어부(6)는 수평주사 펄스(PH), 수직주사 펄스(PV) 및 컬러 액정 디스플레이(1)를 교류 구동하기 위한 극성반전 펄스(POL)를 발생하여 데이터 전극 구동회로(4) 및 주사전극 구동회로(5)에 공급한다. 또한, 제어부(6)는 감마 보정부(71 내지 73)를 제어하기 위한 제어신호(SCR, SCG 및 SCB)를 감마 보정부(71 내지 73)에 공급한다. 감마 보정부(71 내지 73)는 제어부(6)로부터 공급되는 제어신호(SCR, SCG 및 SCB)에 따라, 연산처리에 의해 외부에서 공급되는 각 8비트의 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 각각 개별적으로 감마 보정 수행함으로써 그레이 스케일을 제공한다. 감마 보정부(71 내지 73)는 각 보정결과를 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)로서 데이터 전극 구동회로(4)에 공급한다.
이하, 감마 보정에 관해서 설명한다. 예를 들어, 비디오 카메라에 의해 촬영된 경치나 인물 등의 피사체가 갖는 휘도의 대수값을 가로축에, 비디오 카메라로부터의 영상신호에 의해 디스플레이에 표시된 재생화상의 휘도의 대수값을 세로축에 있어서 재생특성을 표현하고, 이 재생특성의 곡선의 경사각을 θ로 한 경우, tanθ의 값을 감마(γ)라고 한다. 피사체의 휘도가 정확히 디스플레이에 재생되는 경우, 즉, 가로축에 표시된 대수값(입력)이 1 증감하고, 세로축에 표시된 대수값(출력)도 1 증감하는 경우에, 재생 특성 곡선은 경사각(θ)이 45°의 직선이 되고, tan45°= 1이므로, 감마는 1이 된다. 따라서, 피사체의 휘도를 정확히 재생하기 위해서는 피사체의 화상을 취하기 위해 사용되는 비디오 카메라로 구성된 화상 장치에서 화상을 재생하기 위해 사용되는 CRT(Cathode Ray Tube)까지의 전체 시스템의 감마를 1로 할 필요가 있다. 그러나, 비디오 카메라를 구성하는 CCD(Charged Coupled Device) 등의 화상 장치나 CRT 디스플레이 등은 각각 고유의 감마를 갖고 있다. CCD의 감마는 1, CRT 디스플레이의 감마는 약 2.2이다. 따라서, 시스템 전체의 감마를 1로 하고, 양호한 그레이 스케일의 재생 화상을 얻기 위해서, 영상신호를 보정해야 하며, 이것을 감마 보정이라고 한다. 일반적으로는 영상신호에 대하여 CRT 디스플레이의 특성(감마 특성)에 적합하도록 감마 보정을 수행하고 있다.
감마 보정부(71 내지 73)에 의해 이루어지는 감마 보정은 제1의 감마 보정과, 적색, 녹색, 청색에 공통으로 감마보정을 수행하는 데이터 전극 구동회로(4)에 의한 또다른 제2의 감마 개략(coarse) 보정으로는 충분히 보정할 수 없는 적색, 녹색, 청색의 차이를 보정하는데 사용하는 제2의 감마 정밀 보정을 포함한다. 여기서, 제1의 감마 보정이란, 입력 화상의 휘도에 대한 재생화상의 휘도의 특성을 임의로 부여하기 위해 보정하는 감마 보정, 예를 들어, CRT 디스플레이의 감마 특성(감마는 약 2.2)에 적합시키기 위한 감마 보정을 말한다. 또한, 제2의 감마 보정이란, 컬러 액정 디스플레이(1)의 적색, 녹색, 청색의 각 인가전압에 대한 투과율의 특성에 적합한 감마 보정을 말한다.
그레이 스케일 전원회로(3)는 도 14에 도시된 바와 같이, 기준전압(Vaa)에 대한 단자와 접지와의 사이에 직렬 접속된 저항(81 내지 819)과, 각 입력단이 인접하는 저항의 접속점에 접속된 전압 폴로어(91 내지 917)로 구성되어 있다. 그레이 스케일 전원회로(3)는 서로 인접gks 저항(81 내지 819)의 접속점에서 발생하고, 제2의 감마 개략 보정을 위해 설정된 그레이 스케일전압(V0 내지 V17)을 증폭 및 완충하여 데이터 전극 구동회로(4)에 공급한다. 데이터 전극 구동회로(4)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 다중화기(10; MPX)와, 8비트의 DAC(디지탈-아날로그 변환기)와, 전압 폴로어(121 내지 12384)를 대개 포함한다.
MPX(10)는 그레이 스케일 전원회로(3)로부터 공급되는 그레이 스케일전압(V0 내지 V17)중, 그레이 스케일전압(V0 내지 V8)의 세트 또는 그레이 스케일전압(V9 내지 V17)의 세트를, 제어회로(2)로부터 공급되는 극성반전 펄스(POL)에 따라 바꿔 DAC(11)에 공급한다. DAC(11)는 제어회로(2)로부터 공급되는 각 8비트의 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)에 대하여, MPX(10)로부터 공급되는 그레이 스케일전압(V0 내지 V8)의 세트 또는 그레이 스케일전압(V9 내지 V17)의 세트에 따라서, 제2의 감마 개략 보정을 행한다. 그리고, DAC(11)는 제2의 감마 개략 보정이 수행된 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)를 아날로그의 데이터 적색 신호, 데이터 녹색 신호, 데이터 청색 신호로 변환하여 해당하는 전압 폴로어(121 내지 12384)에 각각 공급한다. 전압 폴로어(121 내지 12384)는 DAC(11)로부터 공급되는 데이터 적색 신호, 데이터 녹색 신호, 데이터 청색 신호를 증폭 및 완충하여 컬러 액정 디스플레이(1)에 해당하는 데이터 전극에 인가한다. 주사전극 구동회로(5)는 제어회로(2)로부터 공급되는 수직주사 펄스(PV)의 타이밍에 의해, 주사신호를 순차 발생하여 컬러 액정 디스플레이(1)에 해당하는 주사전극에 순차 인가한다.
상기와 같이, 종래의 액정 디스플레이 장치에서, 제어회로(2)는 외부에서 공급되는 각 8비트의 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 각각 개별적으로 제1의 감마 보정과 제2의 감마 개략 보정을 수행한다. 여기서, 외부에서 공급되는 각 8비트의 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 감마 특성(그레이 스케일-정규 휘도 특성)이 도 15에 곡선 a에 도시되고, 제1의 감마 보정이 도 15에 곡선 b에 의해 도시한 CRT 디스플레이의 감마 특성(그레이 스케일-정규 휘도 특성, 감마는 약 2.2)에 적합시키기 위한 감마 보정이라고 가정한다. 도 15에서, 정규 휘도는 최대 그레이 스케일(8비트, 즉, 255그레이 레벨)일 때의 휘도를 1로 한 경우의 상대휘도를 뜻한다.
따라서, 제어회로(2)로부터 출력되는 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)의 감마 특성은 도 15에 곡선 c에서 도시된 바와 같이, 곡선 b, 즉, CRT 디스플레이의 감마 특성(감마는 약 2.2)에 거의 매치된다. 그러나, 도 16에 도시된 바와 같이, 곡선 b 및 곡선 c 부분, 예를 들어, 150그레이 스케일과 160그레이 스케일 사이의 부분을 확대하여 보면, 곡선 b 및 곡선 c 상의 값에 완전히 일치하지는 않는다. 또한, 도 16에 있어서, 그레이 스케일과 정규 휘도와의 관계가 주기적으로 역전되지만, 이것은 측정 오차에 의한 것으로, 이론적으로는 동일한 값이다. 이것은 각 8비트의 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)를 8비트의 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)의 연산처리에 의해 변환하기 때문에, 원래 변환해야 할 그레이 레벨이 존재하지 않아, 근접한 그레이 레벨이 변환되어야 하므로. 이로 인해, 감마 보정 후의 감마 특성의 직선성이 손상된다.
그 결과, 예를 들어, 도 17에 도시된 것과 같이, 도 17의 왼쪽에서 오른쪽을 향하여 표시휘도가 직선적으로 증가해 나가는 화상(이것을, 그레이 스케일 이미지라고 부른다)을 컬러 액정 디스플레이(1)에 표시할 때, 원래의 그레이 레벨도 왼쪽에서 오른쪽으로 서서히 높아져 가야하지만, 어떤 개소에서 오른쪽의 그레이 스케일과 좌측의 그레이 스케일이 같게 되어, 세로의 줄무늬가 표시된다. 따라서, 종래의 액정 디스플레이 장치는 특히, 고세밀인 화상을 표시해야 하는 의료용의 전자기기의 표시장치에 사용할 수 없다. 상기 문제점을 해결하기 위해, 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 비트수를 증가시키는 것으로는, 액정 디스플레이 장치 전체의 회로규모를 크게 하여, 고가가 된다.
또한, 종래의 액정 디스플레이 장치에 있어서는 각 8비트의 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)는 8비트의 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)로 단순 변환된다. 따라서, 종래의 액정 디스플레이 장치는 주위 온도, 주위 조도등의 환경의 변화, 외부에서 공급되는 타이밍 신호의 주파수 특성, 컬러 액정 디스플레이(1)에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도에 따른 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동, 또는 컬러 액정 디스플레이(1)의 제조 과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적절히 대응할 수 없다는 결점이 있다.
상술한 결함은 흑백 사진 액정 디스플레이의 구동회로에서도 발생한다.
본 발명의 목적은 간단하고 또한 저렴한 구성으로 감마 보정 후의 감마 특성의 직선성의 악화를 방지할 수 있고, 고화질이 실현되며, 환경변화, 타이밍 신호의 주파수 특성, 백라이트의 휘도에 따른 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동, 또는 컬러 액정 디스플레이(1)의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응할 수 있는 액정 디스플레이의 구동방법, 액정 디스플레이 장치 및 모니터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1의 양상에 따르면, 액정 디스플레이의 구동방법은 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때에, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가한 감마 보정 데이터를 얻는 제1의 단계와,
상기 감마 보정 데이터에 따라서 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 데이터 신호를 생성하여 액정 디스플레이의 데이터 전극에 순차 인가되도록 프레임 레이트 제어를 함으로써 상기 디지탈 영상 데이터가 표현하는 그레이 스케일수보다 많은 그레이 스케일수를 표현하는 제2의 단계를 갖는 것이다.
또한, 상기 제1의 단계는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 상기 감마 보정 데이터를 얻는 하위 단계를 갖는다.
또한, 상기 제1의 단계에서, 상기 하위 단계에 의해 기억매체에 미리 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독된다.
또한, 제1의 단계에서, 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하는 제1의 하위 단계와, 상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 어떤 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(19)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하여, 상기 그레이 레벨(n0)이 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨인 경우에는 감마 보정을 하지 않고 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하는 제2의 하위 단계를 사용하여 상기 감마 보정 데이터를 얻는다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (m b - ma)···식(1)
ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(na)의 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(nb)의 때에 얻어지는 휘도이다.
또한, 제1의 단계에서,제1 및 제2의 하위 단계에 의해 미리 얻어져, 기억매체에 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독된다.
또한, 제1의 단계에서, 상기 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가하고, 하프톤이 제공될 때 정 프레임과 부 프레임의 데이터 신호가 공급되는지 여부에 의해 상기 데이터 신호의 전압을 다르게 한 그레이 스케일 보정을 행한 감마 보정 데이터가 얻어진다.
또한, 상기 제1의 단계는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 상기 감마 보정 데이터를 얻는 하위 단계를 갖는다.
또한, 상기 제1의 단계에서, 상기 하위 단계에 의해 미리 얻어져, 기억매체에 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독된다.
또한, 상기 제1의 단계는 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하는 제1의 하위 단계와, 상기 액정 디스플레이에 각 하프톤(nx)을 표시할 때의 공통전위(Vx)를 측정하여, 기준으로 하는 그레이 스케일을 상기 액정 디스플레이에 표시할 때의 공통전위(VREF)와 측정된 상기 각 공통전위(Vx)와의 차이를 전류전압(VDCx)으로서 산출하는 제2의 하위 단계와, 상기 액정 디스플레이에 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 데이터 신호(Vnx)를 측정하는 제3의 하위 단계와, 상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위하여, 어떤 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(2)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨에 관해서는 감마 보정하지 않고, 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하는 제4의 하위 단계와, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하지 않고 상기 그레이 레벨(n1)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Vn1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Vn1-|와, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하여 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Un1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|와의 사이에 식(3) 및 식(4)이 성립하여, 상기 데이터 전극에 상기 정 프레임의 데이터 신호|Un1+|를 인가한 경우에 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+)로 하고, 상기 데이터 전극에 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|를 인가한 경우에 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr-)로 한 경우, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되는 경우 및 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)을 그대로의 그레이 스케일로 하고, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호 특성내에서 상기 데이터 신호|Un1+| 및 |Un1-|을 제공하는 가장 근접한 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc+ 및 nd+) 및 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc- 및 nd-)을 식(23) 및 식(24)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)로 하는 제5의 하위 단계를 사용하여 상기 감마 보정 데이터를 얻는다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (m b - ma)···식(2)
ma는 상기 액정 디플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(na)의 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(nb)의 때에 얻어지는 휘도이다.
|Un1+| = ||Vn1+|-VDCx|··· 식(3)
|Un1-| = ||Vn1-|+VDCx|··· 식(4)
nr+ = (|Un1+|+|Und+|ㆍnc - |Unc+|ㆍnd) / (|Und+| - |Unc+|)··· 식(5)
|Unc+| 및 |Und+|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이며,
nr- = (|Un1-|+|Und-|ㆍnc-|Unc-|ㆍnd) / (|Und-|-|Unc-|)··· 식(6)
|Unc-| 및 |Und-|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이다.
또한, 상기 제1의 단계에서, 하위 단계에 의해 미리 얻어져 기억매체에 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독된다.
또한, 상기 감마 보정은 주위온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 중 하나를 선택할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기 디지탈 영상 데이터는 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터를 포함하고, 상기 감마 보정은 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 각각 개별적으로 수행된다.
또한, 상기 감마 보정은 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 대하여 입력 화상의 휘도에 대한 재생화상의 휘도의 특성을 임의로 부여하기 위해서 보정하는 제1의 감마 보정과, 상기 액정 디스플레이의 인가전압에 대한 적색, 녹색, 청색의 투과율의 특성에 적합하도록 보정하는 제2의 감마 보정을 포함한다.
또한, 상기 정보는 상기 감마 보정 데이터마다 상기 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 패턴을 선택하는 데이터이다.
본 발명의 제 2의 양상에 따르면, 액정 디스플레이 장치는,
액정 디스플레이;
디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때에, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가한 감마 보정 데이터를 얻는 감마 보정 회로; 및
상기 감마 보정 데이터에 따라서 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 데이터 신호를 생성하여 액정 디스플레이의 데이터 전극에 순차 인가되도록 프레임 레이트 제어를 함으로써 상기 디지탈 영상 데이터가 표현하는 그레이 스케일수보다도 많은 그레이 스케일수를 표현하는 데이터 신호 생성 회로를 포함한다.
또한, 상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 상기 감마 보정 데이터를 구한다.
또한, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 얻어진 상기 감마 보정 데이터가 미리 저장된 보정 데이터 기억 회로를 포함하고, 상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급한다.
또한, 상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고, 상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(25)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하며, 상기 그레이 레벨(n0)이 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨인 경우에는 감마 보정을 하지 않고, 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 함으로써 상기 감마 보정 데이터를 얻는다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (m b - ma)··· 식(7)
ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(na)의 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(nb)의 때에 얻어지는 휘도이다.
또한, 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고,
상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 어떤 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(8)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하며, 상기 그레이 레벨(n0)이 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 감마 보정을 하지 않고, 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 함으로써 얻어진 상기 감마 보정 데이터가 미리 저장된 보정 데이터 기억 회로를 포함하고,
상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하고 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급한다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (m b - ma)··· 식(8)
ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(na)의 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(nb)의 때에 얻어지는 휘도이다.
또한, 상기 감마 보정 회로는 상기 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때에, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가하며, 하프톤이 제공되는 동안 정 프레임 또는 부 프레임의 데이터 신호가 공급되는지 여부에 의해 상기 데이터 신호의 전압을 다르게 하는 그레이 스케일 보정을 행한 감마 보정 데이터를 얻는다.
또한, 상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 상기 감마 보정 데이터를 얻는다.
또한, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 얻어진 상기 감마 보정 데이터가 미리 저장된 보정 데이터 기억 회로를 포함하고, 상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급한다.
또한, 상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 각 하프톤(nx)을 표시할 때의 공통전위(Vx)를 측정하고, 기준으로 하는 그레이 스케일을 상기 액정 디스플레이에 표시할 때의 공통전위(VREF)와 측정한 상기 각 공통전위(Vx)와의 차이를 전류전압(VDCx)으로서 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 데이터 신호(Vnx)를 측정하며, 상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 어떤 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(27)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨에 관해서는 감마 보정하지 않고, 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하며, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하지 않고서 상기 그레이 레벨(n1)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Vn1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Vn1-|와, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하여 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Un1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|와의 사이에 식(10) 및 식(11)이 성립하고, 상기 데이터 전극에 상기 정 프레임의 데이터 신호|Un1+|를 인가한 경우에 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+)로 하여, 상기 데이터 전극에 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|를 인가한 경우에 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr-)로 한 경우, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되는 경우 및 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)을 그대로의 그레이 스케일로 하고, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호 특성내에서 상기 데이터 신호|Un1+| 및 |Un1-|을 제공하는 가장 근접한 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc+ 및 nd+) 및 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc- 및 nd-)을 식(12) 및 식(13)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)로 함으로써 상기 감마 보정 데이터를 얻는다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)··· 식(9)
ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(na)의 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(nb)의 때에 얻어지는 휘도이다.
|Un1+| = ||Vn1+|-VDCx|··· 식(10)
|Un1-| = ||Vn1-|+VDCx|··· 식(11)
nr+ = (|Un1+|+|Und+|ㆍnc - |Unc+|ㆍnd) / (|Und+|-|Unc+|)··· 식(12)
|Unc+| 및 |Und+|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이고,
nr-=(|Un1-|+|Und-|ㆍnc-|Unc-|ㆍnd)/(|U nd-|-|Unc-|)··· 식(13)
|Unc-| 및 |Und-|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이다.
또한, 상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 각 하프톤(nx)을 표시할 때의 공통전위(Vx)를 측정하고, 기준으로 하는 그레이 스케일을 상기 액정 디스플레이에 표시할 때의 공통전위(VREF)와 측정한 상기 각 공통전위(Vx)와의 차이를 전류전압(VDCx)으로서 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 데이터 신호(Vnx)를 측정하고,
상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(32)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨의 경우에는, 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하며, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하지 않고서 상기 그레이 레벨(n1)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Vn1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Vn1-|와, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하여 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Un1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|와의 사이에 식(15) 및 식(16)이 성립하고, 상기 데이터 전극에 상기 정 프레임의 데이터 신호|Un1+|를 인가한 경우에 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+)로 하고, 상기 데이터 전극에 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|를 인가한 경우에 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr-)로 한 경우, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되는 경우 및 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)을 그대로의 그레이 스케일로 하고, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성의 안에서 상기 데이터 신호|Un1+| 및 |Un1-|을 제공하는 가장 근접한 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc+ 및 nd+) 및 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc- 및 nd-)을 식(17) 및 식(18)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)로 함으로써 상기 감마 보정 데이터가 얻어지고,
상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급한다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)··· 식(14)
ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(na)의 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(nb)의 때에 얻어지는 휘도이다.
|Un1+| = ||Vn1+|-VDCx|··· 식(15)
|Un1-| = ||Vn1-|+VDCx|··· 식(16)
nr+ = (|Un1+| + |Und+|ㆍnc - |Unc+|ㆍnd ) / (|Und+| - |Unc+|)··· 식(17)
|Unc+| 및 |Und+|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이고,
nr- = (|Un1-| + |Und-|ㆍnc - |Unc-|ㆍnd ) / (|Und-| - |Unc-|)··· 식(18)
|Unc-| 및 |Und-|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이다.
또한, 주위온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 보정 데이터, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 데이터가 미리 기억되어, 외부에서 공급되는 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 감마 보정 데이터를 상기 감마 보정 회로에 공급하는 보정 데이터 기억 회로를 포함하고, 상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급한다.
또한, 상기 보정 데이터 기억 회로는 주위온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 보정 데이터, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 데이터가 미리 기억되어, 외부에서 공급되는 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 감마 보정 데이터를 상기 감마 보정 회로에 공급하고, 상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급한다.
또한, 상기 디지탈 영상 데이터는 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터를 포함하고, 상기 감마 보정은 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 각각 개별적으로로 수행된다.
상기 감마 보정은 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 대하여, 입력 화상의 휘도에 대한 재생화상의 휘도의 특성을 임의로 부여하기 위해서 보정하는 제1의 감마 보정과, 상기 액정 디스플레이의 인가전압에 대한 적색, 녹색, 청색의 투과율의 특성에 적합하도록 보정하는 제2의 감마 보정을 포함한다.
또한, 상기 정보는 상기 감마 보정 데이터마다 상기 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 패턴을 선택하는 데이터이다.
본 발명의 제 3의 양상에 따르면, 상술한 액정 디스플레이 장치를 갖는 모니터가 마련된다.
각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가한 감마 보정 데이터를 얻은 후, 감마 보정 데이터에 따라서 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 데이터 신호를 생성하여 액정 디스플레이의 데이터 전극에 순차 인가되도록 프레임 레이트 제어를 함으로써 디지탈 영상 데이터가 표현하는 그레이 스케일수보다도 많은 그레이 스케일수를 표현한다. 이로 인해, 간단하고 또한 저렴한 구성으로 감마 보정 후의 감마 특성의 직선성의 악화를 방지할 수가 있다. 그 결과, 고화질화를 실현할 수가 있다.
또한,디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 수행할 때에, 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가하고,
하프톤이 제공되는 동안 정 프레임 또는 부 프레임의 상기 데이터 신호가 공급되는지에 여부에 의해 상기 데이터 신호의 전압을 다르게 하는 그레이 스케일 보정을 행하여 감마 보정 데이터를 얻는다. 따라서, 데이터 전극구동회로의 구성이 간단하게 되어, 칩 면적이 저감될 수 있다. 따라서, 액정 디스플레이 장치에 대한 최근의 공간절약화의 요구에 충분히 대응할 수 있다.
또한, 감마 보정은 주위온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 중 하나를 선택가능하게 구성되어 있다. 이로 인해, 주위온도, 주위 조도 등의 환경변화, 타이밍 신호의 주파수 특성, 백라이트의 휘도에 따른 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동, 또는 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에도 대응할 수 있다.
이하, 본 발명의 여러 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술될 것이다.
제1의 실시예
도 1은 본 발명의 제1의 실시예인 액정 디스플레이의 구동방법을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1에 있어서, 도 13과 동일한 기능을 하는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 제1의 실시예의 액정 디스플레이 장치는 도 13에 도시된 제어회로(2), 그레이 스케일 전원회로(3) 및 데이터 전극 구동회로(4) 대신에, 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21), 감마 보정 데이터 기억 회로(22), 감마 보정 회로(23), 프레임 레이트 제어 회로(FRC ; Frame Rate control circuit)(24), 제어회로(25) 및 데이터 전극 구동회로(26)를 신규로 포함한다.
디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)는 RAM 등의 반도체 메모리 등으로 이루어져서 외부로부터 공급되는 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)로 이루어지는 디지탈 영상 데이터를 기억한다. 감마 보정 데이터 기억 회로(22)는 ROM, RAM, 또는 플래시 EEPROM 등의 불휘발성 반도체 메모리 등의 반도체 메모리로 이루어진다. 감마 보정 데이터 기억 회로(22)는 8종류의 보정 패턴(패턴1 내지 패턴8)에 각각 대응되고 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)가 미리 기억되고, 외부로부터 공급되는 3 비트의 보정 패턴 선택 데이터(DP)에 의해 선택된 보정 패턴에 각각 대응하는 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 공급한다. 상기 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)는 종래 기술에서와 같이 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)를 8비트의 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)로 감마 보정함으로써 발생하는 감마 보정 후의 감마 특성의 선형성의 악화를 방지하기 위해 사용한다.
8종류의 보정 패턴은 예를 들어, 액정 디스플레이 장치의 주위 온도의 변화에 의해 야기되는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴, 액정 디스플레이 장치의 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴, 백라이트의 휘도 변화에 의하여 변동하는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성에 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴, 컬러 액정 디스플레이(1)의 제조 과정에서 발생하는 감마 특성의 분산(dispersion)에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 데이터 등으로 이루어진다.
각 보정 패턴마다의 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)는 설치 상태의 액정 디스플레이 장치의 주위 온도나 주위 조도, 타이밍 신호의 주파수 특성, 백라이트의 휘도 등을 각각 변화시킨 경우의 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성, 또는 컬러 액정 디스플레이(1)의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차를 미리 측정하여, 그 감마 특성의 변동이나 격차의 영향을 감마 보정에 의해 제거하기 위한 값으로 구성되어 있다. 즉, 본 실시예의 감마 보정은 상기 한 제1의 감마 보정과, 제2의 감마 보정을 포함하고 있다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 구성하는 감마 보정 데이터 기억 회로(22)의 구성을 개념적으로 도시하는 다이어그램이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 보정 패턴마다 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)가 기억되어 있다. 어드레스의 하위 10 비트(A9 내지 A0)에 있어서, 0 내지 255(10진수)가 적색의 보정 데이터(DRR)의 기억영역에 할당되고, 256 내지 511(10진수)가 녹색의 보정 데이터(DGR)의 기억영역에 할당되고, 512 내지 767(10진수)가 청색의 보정 데이터(DBR)의 기억영역에 할당된다. 또한, 어드레스의 상위 3 비트(A12 내지 A10)에 있어서, 0(10진수)이 패턴1의 기억영역에 할당되고, 1(10진수)이 패턴2의 기억영역에 할당되고, 7(10진수)이 패턴8의 기억영역에 할당된다. 따라서, 상기 전술한 보정 패턴 선택 데이터(DP)는 선택해야 할 보정 패턴의 어드레스의 상위 3 비트(A12 내지 A10)의 값에 해당된다.
다음에, 상기 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)의 산출방법에 관하여 설명한다.
(1) 먼저, 컬러 액정 디스플레이(1)의 데이터 전극에 0 내지 255의 그레이 스케일의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여 액정 디스 플레이(1)의 감마 특성을 산출한다. 여기서, 도 3은 곡선 a에서 산출된 감마 특성의 일례를 도시한다. 도 3에 있어서, 곡선 b는 감마 보정을 희망하는 감마 특성의 하나, 예를 들어, CRT 디스플레이의 감마 특성(감마는 약 2.2)을 도시하고 있다.
(2) 두번째로, 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성을 소망의 감마 특성, 예를 들어, CRT 디스플레이의 감마 특성에 적합시킨다, 즉, 어떤 그레이 스케일 레벨에서 CRT 디스플레이의 감마 특성과 동일한 정규 휘도가 되도록 하기 위해서는 이하에 도시한 방법에 의한 감마 보정을 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, CRT 디스플레이의 감마 특성을 도시하는 곡선 b에서, 그레이 레벨이 n0인 경우에 정규 휘도는 m0가 되고, 한편, 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성을 도시하는 곡선 a에서, 정규 휘도가 m0이 되도록 하는 그레이 스케일은 n1이다. 따라서, 그레이 레벨(n0)이 입력된 경우에 그레이 레벨(n1)이 출력된다. 그레이 레벨(n1)은 이하의 방법에 의해 구해진다.
(a) 그레이 레벨(n0)을 감마 보정함으로써 구해진 그레이 레벨이 정수이면, 그 구해진 그레이 레벨을 그대로 그레이 레벨(n1)로서 사용한다.
(b) 그레이 레벨(n0)을 감마 보정함으로써 구해진 그레이 레벨이 정수가 아니면, 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성을 도시하는 곡선 "a"에서 정규 휘도가 m0이 되도록 하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)(도 4를 참조)을 식(101)에 대입하여 얻어진 그레이 레벨을 그레이 스케일(n1)로서 사용한다. 도 4는 도 3의 A의 부분 확대도이다. 도 4에 있어서, 직선 L은 도 3에 도시한 곡선 a의 근사직선이다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb)/(mb - ma) ··· 식(101)
식(101)에 있어서, ma 및 mb는 각각 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성을 도시하는 곡선 "a"에서의 그레이 레벨(na 및 nb)의 경우에 얻어지는 정규 휘도이다.
이하, 식(101)을 구하는 방법에 관해서 설명한다.
일반적으로, 직선 L은 식(102)로 표시된다.
y = αx + β ···식(102)
식(102)에 있어서, α는 기울기이고, β는 절편이다.
식(102)에 도 4에 도시된 2개의 좌표(na, ma) 및 (nb, mb)의 값을 대입하면 식(103) 및 식(104)가 얻어진다.
ma = αna + β ···식(103)
mb = αnb + β ···식(104)
식(104)로부터 식(103)을 감산하여 기울어 α에 관해 정리하면, 식(105)이 얻어진다.
α= (mb - ma)/(nb - na) ···식(105)
더욱이, 식(103)과 식(104)를 가산함과 동시에 식(105)를 대입하여 절편(β)에 관해서 정리하면 식(106)이 얻어진다.
β= (maㆍnb - mbㆍna)/(nb - na) ···식(106)
그레이 레벨(na 및 nb)은 인접한 값이므로 식(107)의 관계에 있다.
nb - na = 1 ···식(107)
따라서, 식(107)을 식(105) 및 식(106)에 대입하면, 식(108) 및 식(109)가 얻어진다.
α= mb - ma ···식(108)
β= maㆍnb - mbㆍna ···식(109)
식(102)에 식(108) 및 식(109)를 대입하면 식(110)이 얻어진다.
y = (mb - ma) x + maㆍnb - mbㆍna ···식(110)
식(110)에 좌표(n1, m0)의 값을 대입하여 그레이 레벨(n1)에 관해서 정리하면 식(101)이 얻어진다.
(c) 최소 그레이 스케일, 즉, 0의 그레이 스케일과 최대 그레이 스케일, 즉, 255의 그레이 스케일 양쪽에 관해서는 감마 보정을 하지 않고 그대로 그레이 스케일로서 사용된다.
다음에, 얻어진 8비트의 그레이 레벨(n1)(10진수)를 식(111)에 대입함으로써 10 비트의 그레이 스케일 n'1(10진수)을 산출한다.
n'1= INT(4ㆍn1 + 0.5) ···식(111)
상기 식(111)에 있어서, "INT()"의 의미는 괄호 내의 연산결과의 정수부만을 사용하는 것을 의미한다.
이상 설명한 산출방법을 사용하여, 모든 보정 패턴의 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)를 산출한다.
감마 보정 회로(23)는 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)로부터 공급되는 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 대하여, 감마 보정 데이터 기억 회로(22)로부터 공급되는 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 사용하여 감마 보정을 행하여지는 것에 의해 그레이 스케일성을 부여한다. 그리고, 감마 보정 회로(23)는 각 보정결과를 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)로서 FRC 회로(24)에 공급한다. 감마 보정 회로(23)에 있어서의 감마 보정은 제1의 감마 보정과 제2의 감마 보정을 포함하고 있다. 감마 보정 회로(23)는 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 따라서 감마 보정 데이터 기억 회로(22)로부터 보정 패턴 선택 데이터(DP)에 의해 선택된 보정 패턴의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 선택함으로써 감마 보정을 한다.
FRC 회로(24)는 감마 보정 회로(23)로부터 공급되는 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1 )(도 2를 참조)에 대하여 프레임 레이트 제어를 행하여 각각 8비트인 제2의 보정 적색 데이터(DRG2), 제2의 보정 녹색 데이터(DGG2), 제2의 보정 청색 데이터(DBG2 )로 변환하여 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다. 프레임 레이트 제어란 컬러 액정 디스플레이(1)가 보통의 구동방식으로 구동된 경우에 표시되는 그레이 스케일로 그 이상의 그레이 스케일수를 표현하는 구동방식이다. 예를 들어, 디지탈 영상 데이터를 구성하는 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 비트수가 각 8비트인 경우, 보통의 구동방식을 쓰면 255그레이 스케일 밖에 표현할 수 없다. 이에 비해, 디지탈 영상 데이터를 구성하는 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 비트수가 각 10 비트이면, 1024 그레이 스케일의 표현이 가능해진다. 단지, 디지탈 영상 데이터를 구성하는 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 비트수를 8비트로부터 10 비트로 하면, 상기와 같이 액정 디스플레이 장치 전체의 회로규모가 커져 고가로 된다. 그래서, 본 실시예에 있어서 프레임 레이트 제어를 쓰는 것에 의해 인간의 잔상효과를 이용하여 적은 비트수라도 많은 비트수의 경우와 다름없는 그레이 스케일표현을 하는 것이다. 즉, 수직 동기 신호(SV)가 공급되는 타이밍에 a 그레이 스케일(a는 자연수)의 화상과 (a + 1) 그레이 스케일의 화상을 되풀이하여 표시하면, 인간의 눈에는 a 그레이 스케일의 화상을 표시했을 때의 휘도와 (a + 1) 그레이 스케일의 화상을 표시했을 때의 휘도와의 중간의 휘도(이하, <a, a+ 1> 휘도라고 함)로서 육안으로 인식된다. 더욱이, 수직 동기 신호(SV)가 공급되는 타이밍에 a 그레이 스케일의 화상을 한 번 표시한 후, (a + 1) 그레이 스케일의 화상을 2회 표시하는 것을 되풀이하면 인간의 눈에는 (a + 1) 그레이 스케일의 화상을 표시했을 때의 휘도와, <a, a+ 1> 휘도와의 중간의 휘도로서 육안으로 인식된다.
따라서, FRC 회로(24)는 감마 보정 회로(23)로부터 공급되는 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)(총칭하여 제1의 보정 데이터라고 부른다)에 대하여, 전술한 수직 동기 신호(SV)의 타이밍에 프레임 레이트 제어를 행하여 각각 8비트인 제2의 보정 적색 데이터(DRG), 제2의 보정 녹색 데이터(DGG2), 제2의 보정 청색 데이터(DBG2)(총칭하여 제2의 보정 데이터라고 부른다)로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다. 구체적으로는 10 비트의 제1의 보정 데이터의 데이터 포맷에서, 하위 2 비트(B1, B0)에 각각 대응하는 데이터(D1, D0)가 확장된 데이터를 나타내고, 상위 8비트(B9 내지 B2)에 각각 대응하는 데이터(D9 내지 D2)가 컬러 액정 디스플레이(1)가 보통의 구동방식으로 구동하는 경우에 표시되는 데이터를 나타낸다.
도 6은 제2의 보정 데이터를 출력하는데 채택되는 알고리즘을 도시한다. 즉, 제1의 보정 데이터의 하위 2 비트에 대응하는 데이터(D1, D0)가 "00"인 경우에는 상위 8비트에 대응하는 데이터(D9 내지 D2)(a 그레이 스케일)를 그대로 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다. 제1의 보정 데이터의 하위 2 비트에 대응하는 데이터(D1, D0)가 "01"인 경우에는 제1 내지 제3 프레임은 상위 8비트에 대응하는 데이터(D9 내지 D2)(a 그레이 스케일)를 그대로 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급하여, 제4 프레임은 상위 8비트에 대응하는 데이터(D9 내지 D2)에 1을 가산한 데이터((a + 1) 그레이 스케일)를 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다. 이것을 4 프레임 마다 반복한다. 예를 들어, 정지화상인 제1의 보정 데이터에 대하여 제1의 프레임을 출력한 뒤, 이후에 입력되는 3 프레임분의 보정 데이터를 무시하여 제1의 보정 데이터의 제2 내지 제4 프레임의 데이터를 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다.
유사하게, 제1의 보정 데이터의 하위 2 비트에 대응하는 데이터(D1, D0)가 "10"인 경우에는 제1 및 제2 프레임은 상위 8비트에 대응하는 데이터(D9 내지 D2)(a 그레이 스케일)를 그대로 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급하여, 제3및 제4 프레임은 상위 8비트에 대응하는 데이터(D9 내지 D2)에 1을 가산한 데이터((a + 1) 그레이 스케일)를 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다. 이것을 4 프레임마다 반복된다. 제1의 보정 데이터의 하위 2 비트에 대응하는 데이터(D1, D0)가 "11"인 경우에는 제1의 프레임은 상위 8비트에 대응하는 데이터(D9 내지 D2)(a 그레이 스케일)를 그대로 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급하여, 제2 내지 제4 프레임은 상위 8비트에 대응하는 데이터(D9 내지 D2)에 1을 가산한 데이터((a + 1) 그레이 스케일)를 제2의 보정 데이터로서 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다. 이것을 4 프레임마다 반복된다.
더욱이, FRC 회로의 구성 및 동작의 상세에 관해서는 일본특개평 2-285391호 공보나 일본특개평 5-249436호공보 등을 참조하면 된다.
이와 같이, FRC 회로를 쓰는 것에 의해, 처리해야 할 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 비트수를 단지 크게 하는 경우와 비교하여 액정 디스플레이 장치를 간단하고 또한 저렴하게 구성할 수가 있다.
제어회로(25)는 예를 들어, ASIC로 구성된다. 제어회로(25)는 외부로부터 공급되는 수평 동기 신호(SH), 수직 동기 신호(SV) 및 클록(CLK) 등에 따라 수평주사 펄스(PH), 수직주사 펄스(PV) 및 극성반전 펄스(POL)를 발생하여 데이터 전극 구동회로(26) 및 주사전극 구동회로(5)에 공급한다.
데이터 전극 구동회로(26)는 제어회로(25)로부터 공급되는 수평주사 펄스(PH) 및 극성반전 펄스(POL)에 따라 FRC 회로(24)로부터 공급되는 각각 8비트인 제2의 보정 적색 데이터(DRG), 제2의 보정 녹색 데이터(DGG2), 제2의 보정 청색 데이터(DBG2)를 아날로그의 데이터 적색 신호, 데이터 녹색 신호, 데이터 청색 신호로 변환을 하여 컬러 액정 디스플레이(1)의 대응하는 데이터 전극에 순차 인가한다.
다음에, 상기 구성의 액정 디스플레이 장치의 동작에 관해서 설명한다. 먼저, 외부에서 보정 패턴 선택 데이터(DP)로서 도 2에 도시한 패턴1을 선택하기 위한 "0001"(2진수)이 공급되면, 감마 보정 데이터 기억 회로(22)의 어드레스(A12 내지 A0)가 "0" 내지 "767"(10진수)의 기억영역으로부터 패턴1에 대응하는 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)가 순차 판독되고 감마 보정 회로(23)에 공급된다. 상기 패턴1은 예를 들어, 액정 디스플레이 장치의 주위 온도의 변화에 의해 야기되는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴이다.
다음에, 외부에서 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)로 이루어지는 디지탈 영상 데이터가 공급되면 그 디지탈 영상 데이터가 일단 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)에 저장된 후 판독되고 감마 보정 회로(23)에 공급된다. 이로 인해, 감마 보정 회로(23)는 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)로부터 공급되는 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB )에 대하여, 감마 보정 데이터 기억 회로(22)로부터 공급되는 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)를 사용하여 감마 보정을 행하여 그레이 스케일성을 부여한다. 그리고, 감마 보정 회로(23)는 각 보정결과를 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)로서 FRC 회로(24)에 공급한다.
다음에, FRC 회로(24)는 감마 보정 회로(23)로부터 공급되는 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)에 대하여 프레임 레이트 제어를 행하여 각각 8비트인 제2의 보정 적색 데이터(DRG), 제2의 보정 녹색 데이터(DGG2), 제2의 보정 청색 데이터(DBG2)로 변환하여 데이터 전극 구동회로(26)에 공급한다. 또한, 제어회로(25)는 외부로부터 공급되는 수평 동기 신호(SH), 수직 동기 신호(SV) 및 클록(CLK) 등에 따라 수평주사 펄스(PH), 수직주사 펄스(PV) 및 극성반전 펄스(POL)를 발생하여 데이터 전극 구동회로(26) 및 주사전극 구동회로(5)에 공급한다. 그 결과, 데이터 전극 구동회로(26)는 제어회로(25)로부터 공급되는 수평주사 펄스(PH) 및 극성반전 펄스(POL)에 따라 FRC 회로(24)로부터 공급되는 각각 8비트인 제2의 보정 적색 데이터(DRG), 제2의 보정 녹색 데이터(DGG2), 제2의 보정 청색 데이터(DBG2)를 아날로그의 데이터 적색 신호, 데이터 녹색 신호, 데이터 청색 신호로 변환하여 컬러 액정 디스플레이(1)의 대응하는 데이터 전극에 순차 인가한다. 또한, 주사전극 구동회로(5)는 제어회로(2)로부터 공급되는 수직주사 펄스(PV)의 타이밍에 주사신호를 순차 발생하여 컬러 액정 디스플레이(1)의 대응하는 주사전극에 순차 인가한다.
전술한 동작을 실행함에 의해, 액정 디스플레이 장치의 주위 온도의 변화에 따라 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성이 변동한 경우 그렇지만, 컬러 액정 디스플레이(1)에는 고화질의 화상이 표시된다.
이와 같이, 본 실시예의 구성에 의하면, 감마 보정 회로(23)에 있어서, 외부로부터 공급되는 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB )에 대하여 감마 보정을 행함으로써 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)를 얻고 있다. 더욱이, FRC 회로(24)에 있어서, 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)에 대하여 프레임 레이트 제어를 행하여 각각 8비트인 제2의 보정 적색 데이터(DRG2), 제2의 보정 녹색 데이터(DGG2), 제2의 보정 청색 데이터(DBG2)로 변환하고 있다. 이로 인해, 간단하면서 저렴한 구성으로 감마 보정 후의 감마 특성의 선형성의 악화를 방지할 수가 있어 고화질화를 실현할 수가 있다.
또한, 본 실시예의 구성에 의하면, 감마 보정 데이터 기억 회로(22)에 8종류의 보정 패턴에 각각 대응하는 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)가 미리 기억되어 있고, 보정 패턴 선택 데이터(DP)에 의해 선택된 보정 패턴에 각각 대응하는 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 감마 보정 회로(23)에 공급하고 있다. 이로 인해, 본 실시예의 액정 디스플레이 장치에 의하면, 예를 들어, 주위 온도, 주위 조도 등의 환경의 변화, 외부로부터 공급되는 타이밍 신호의 주파수 특성, 백라이트의 휘도에 따른 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동, 또는 컬러 액정 디스플레이(1)의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적절히 대응할 수가 있다.
제2의 실시예
도 7은 본 발명의 제2의 실시예인 액정 디스플레이의 구동방법을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 7에 있어서, 도 1의 각부에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 도 7에 도시한 액정 디스플레이 장치에 있어서는 도 1에 도시한 감마 보정 데이터 기억 회로(22), 감마 보정 회로(23) 및 제어회로(25) 대신에 감마 보정 데이터 기억 회로(31), 감마 보정 회로(32) 및 제어회로(33)가 신규로 제공된다. 본 실시예의 액정 디스플레이 장치는 감마 보정을 할 때에 하프톤이 제공되는 경우의 정의 프레임 동안 또는 음의 프레임 동안에 신호가 제공되느냐의 여부에 따라 데이터 적색 신호, 데이터 녹색 신호, 데이터 청색 신호의 전압을 다르게 하는 그레이 스케일 보정기능을 갖고 있다. 더욱이, 본 실시예의 액정 디스플레이 장치는 후술하는 바와 같이 감마 보정 데이터 기억 회로(31)에 기억되어 있는 내용, 즉, 컬러 액정 디스플레이(1)상에 각 계조가 표시되는 경우에 구해지는 각 휘도의 값, 컬러 액정 디스플레이(1)의 각 그레이 레벨에 있어서의 기준전위(Vcom)의 피드스루(feedthrough) 성분(직류성분)의 값, 컬러 액정 디스플레이(1)상에 각 계조가 표시될 때에 데이터 전극에 인가하는 데이터 신호의 값에 따라 감마 보정 및 그레이 스케일 보정을 한다.
감마 보정 데이터 기억 회로(31)는 ROM, RAM, 또는 플래시 EEPROM 등의 불휘발성 반도체 메모리 등의 반도체 메모리로 이루어지고, 도 8에 도시된 바와 같이, 정의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31a) 및 부의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31b)를 갖는다. 감마 보정 데이터 기억 회로(31)는 정 프레임 및 부 프레임 마다 8종류의 보정 패턴(패턴1 내지 패턴8)에 대응하는 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)가 미리 기억되어 있고, 외부로부터 공급되는 3 비트의 보정 패턴 선택 데이터(DP)에 의해 선택된 보정 패턴에 각각 대응하는 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 감마 보정 회로(32)에 공급한다. 상기 정 프레임 및 부 프레임마다의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)는 종래 기술과 같이 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)를 8비트의 보정 적색 데이터(DRG), 보정 녹색 데이터(DGG), 보정 청색 데이터(DBG)에 대한 감마 보정을 함으로써 발생하는 감마 보정 후의 감마 특성의 선형성의 악화를 방지하기 위해서 사용된다. 더욱이, 상기 정 프레임 및 부 프레임 마다의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)는 상기 그레이 스케일 보정을 하기 위해서 사용된다.
8종류의 보정 패턴은 예를 들어, 액정 디스플레이 장치의 주위 온도의 변화에 의해 야기되는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴, 액정 디스플레이 장치의 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성에 적응시키기 위한 보정 패턴, 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성에 적응시키기 위한 보정 패턴, 컬러 액정 디스플레이(1)의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 보정 데이터 등으로 이루어진다. 각 보정 패턴마다의 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)는 설치상태의 액정 디스플레이 장치의 주위 온도나 주위 조도, 타이밍 신호의 주파수 특성, 백라이트의 휘도 등을 각각 변화시킨 경우의 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성, 또는 컬러 액정 디스플레이(1)의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차를 미리 측정하여, 그 감마 특성의 변동이나 격차의 영향을 감마 보정에 의해 제거하기 위한 값으로 구성되어 있다. 즉, 상기 실시예의 감마 보정은 전술한 제1의 감마 보정과 전술한 제2의 감마 보정을 포함하고 있다.
또한, 감마 보정 데이터 기억 회로(31)의 구성의 개념에 관해서는 정 프레임 및 부 프레임에 대응하여 정의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31a) 및 부의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31b)가 제공되는 것 이외에는 도 1에 도시한 감마 보정 데이터 기억 회로(22)의 개념적인 구성과 동일하기 때문에 그 설명은 생략한다.
다음에, 전술한 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)의 산출방법에 관해서 설명한다.
(1) 먼저, 전술한 제1의 실시예의 경우에서와 같이, 컬러 액정 디스플레이(1)의 데이터 전극에 0 내지 255의 그레이 스케일의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여 감마 특성을 산출한다(도 3참조).
(2) 다음에, 컬러 액정 디스플레이(1)상에 각 하프톤을 표시할 때의 공통전위(Vcom)(이것은 컬러 액정 디스플레이(1)에 그레이 레벨(nx)을 표시할 때의 공통전위(Vx)라고 한다)를 측정한다. 그리고, 이것들의 공통전위(Vx)를 상대화하기 위해 식(112)에 도시된 바와 같이, 기준으로 하는 그레이 스케일(256 그레이 레벨을 표시하는 본 실시예의 액정 디스플레이 장치에 있어서는 예컨대, 127 그레이 레벨)을 컬러 액정 디스플레이(1)에 표시할 때의 공통전위(Vcom)(이것은 컬러 액정 디스플레이(1)에 기준그레이 스케일을 표시할 때의 공통전위(VREF)라고 한다)와 측정한 각 공통전위(Vx)의 차이를 전류전압(VDCx)로서 구해진다.
VDCx = Vx - VREF ···식(112)
도 9는 기준그레이 레벨이 127 그레이 레벨인 경우의 전류전압(VDCx)을 구하는 방법의 일례를 도시하고 있다. 또한, 도 9는 그레이 스케일의 변화에 따라 공통전위(Vcom)가 변화되는 것 같은 것을 도시하고 있지만, 실제로는 그레이 스케일의 변화에 따라 액정 셀의 용량이 변화되는 것에 의해 피드스루 성분(직류성분)이 변화되어 그 변화를 공통전위(Vcom)의 변화로서 나타내고 있는 것에 불과하다. 도 9에 도시한 공통전위(Vx)는 실제로는 컬러 액정 디스플레이(1)의 화면의 특정개소(예를 들어, 화면중앙)에 각 그레이 음영이 표시되는경우에 발생하는 플리커(flicker)가 최소가 될 때의 값을 측정한다. 여기서, 플리커가 최소가 될 때의 공통전위(Vx)라는 것은 공통전위(Vcom)의 피드스루 성분(직류성분)에 포함된 정 및 부 양쪽 모두를 함께 소거할 수가 있는 값을 뜻한다.
(3) 다음에, 컬러 액정 디스플레이(1)에 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 데이터 전극에 인가되는 데이터 신호(Vnx)를 측정한다. 여기서, 도 10에 그레이 스케일에 대한 데이터 신호의 특성의 일례를 도시한다.
(4) 다음에, 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성을 소망의 감마 특성, 예를 들어, CRT 디스플레이의 감마 특성에 적합시킨다, 즉, 어떤 그레이 스케일의 경우에 CRT 디스플레이의 감마 특성과 동일한 정규 휘도가 되도록 하기 위해서는 이하에 도시한 방법에 의해 감마 보정한다. 도 3에 도시된 바와 같이, CRT 디스플레이의 감마 특성을 나타내는 곡선 b에서, 그레이 레벨이 n0인 경우의 정규 휘도를 m0으로 되도록 하는 한편, 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성을 나타내는 곡선 a에서, 정규 휘도를 m0이 되도록 하는 그레이 스케일은 그레이 레벨이 n1이다. 따라서, 그레이 레벨(n0)이 입력된 경우에 그레이 레벨(n1)이 출력된다. 그레이 레벨(n1)을 구하는 방법은 이하에 도시한 방법에 의해 이루어진다.
(a) 그레이 레벨(n0)을 감마 보정한 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 그 그레이 스케일을 그대로 그레이 레벨(n1)로서 사용한다.
(b) 그레이 레벨(n0)을 감마 보정한 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성에서 정규 휘도가 m0이 되도록 하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)(도 4참조)을 식(101)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 그레이 레벨(n1)로서 사용한다.
n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb)/(mb - ma) ···식(101)
식(101)에 있어서, ma 및 mb는 각각 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨(na 및 nb)의 경우에 얻어지는 정규 휘도이다.
또, 식(101)을 구하는 방법에 관해서는 전술한 제1의 실시예와 동일하다.
(c) 최소 그레이 스케일, 즉, 0의 그레이 스케일과, 최대 그레이 스케일, 즉, 255의 그레이 스케일에 관해서는 감마 보정을 하지 않고 그대로의 그레이 스케일로서 사용한다.
다음에, 컬러 액정 디스플레이(1)상에 그레이 레벨(n1)이 표시될 때, 데이터 신호로서 정 프레임 동안에 공급되는 데이터 신호|Vn1+|, 및 부 프레임 동안에 공급되는 데이터 신호|Vn1-|가 데이터 전극에 인가된다면 그레이 스케일 보정을 하지 않는 경우에 식(113)이 유도된다.
|Vn1+| = |Vn1-| ···식(113)
이하, 도 9에 도시된 예에 있어서, 컬러 액정 디스플레이(1)에 그레이 레벨(nx)을 표시할 때의 직류전압은 전류전압(VDCx)이므로, 상기 전류전압(VDCx )을 사용하여 그레이 스케일 보정을 한 경우에 데이터 신호로서 정 프레임의 동안에 공급되는 데이터 신호|Un1 + |, 및 부 프레임의 동안에 공급되는 데이터 신호|Un1-|가 컬러 액정 디스플레이(1)의 데이터 전극에 인가되면, 식(114) 및 식(115)가 성립한다. 도 11은 데이터 신호|Vn1+|, |Vn1-|, |Un1 + | 및 |Un1-|과 공통전위(Vcom)의 관계의 일례를 도시한다.
|Un1+| = ||Vn1+|- VDCx| ···식(114)
|Un1-| = ||Vn1-|+ VDCx| ···식(115)
여기에서, 정 프레임 동안에 공급되는 데이터 신호|Un1 + |를 데이터 전극에 인가한 경우에 컬러 액정 디스플레이(1)상에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+)로 정의 되고, 부 프레임 동안에 공급되는 데이터 신호|Un1-|를 데이터 전극에 인가한 경우에 컬러 액정 디스플레이(1)상에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr-)로 정의한다. 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)을 구하는 방법은 이하에 도시한 방법에 의해 이루어진다.
(d) 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되는 경우에는 그 그레이 스케일을 그대로 그레이 스케일로 사용한다.
(e) 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되지 않는 경우에는 컬러 액정 디스플레이(1)의 그레이 스케일에 대한 데이터 신호 특성내에서 데이터 신호|Un1 + | 및 |Un1-|을 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(nc+ 및 nd+)(정 프레임의 경우) 및 2개의 그레이 레벨(nc- 및 nd-)(부 프레임의 경우)(도 12는 정 프레임의 경우)을 식(16)(정 프레임의 경우) 및 식(17)(부 프레임의 경우)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)로 사용한다. 도 12는 도 10의 B의 부분의 확대도이다. 도 12에 있어서, 직선 M은 도 10에 도시한 곡선 c의 근사직선이다.
nr+ = (|Un1+| + |Und+|ㆍnc - |Unc+|ㆍnd )/(|Und+| - |Unc+|) ···식(116)
식(116)에 있어서, |Unc+| 및 |Und+|는 각각 컬러 액정 디스플레이(1)의 그레이 스케일에 대한 데이터 신호의 특성에 있어서, 정 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 데이터 신호이며,
nr- = (|Un1-| + |Und-|ㆍnc - |Unc-|ㆍnd )/(|Und-| - |Unc-|) ···식(117)
식(117)에 있어서, |Unc-| 및 |Und-|는 각각 컬러 액정 디스플레이(1)의 그레이 스케일에 대한 데이터 신호의 특성에 있어서, 부 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 데이터 신호이며,
또한, 식(116) 및 식(117)을 구하는 방법에 관해서는 전술한 제1의 실시예에 있어서의 식(101)을 구하는 방법과 동일하다.
(f) 최소 그레이 스케일, 즉, 0의 그레이 스케일과, 최대 그레이 스케일, 즉, 255의 그레이 스케일에 관해서는 감마 보정을 하지 않고 그대로 그레이 스케일로 사용한다.
다음에, 얻어진 8비트의 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)(10진수)을 식(118) 및 식(119)에 대입함으로써 10 비트의 그레이 스케일 n'r+ 및 n'r-(10진수)를 산출한다.
n'r+ = INT(4ㆍnr+ + 0.5) ···식(118)
n'r- = INT(4ㆍnr- + 0.5) ···식(119)
식(118) 및 식(119)에 있어서, INT()는 괄호 내의 연산결과의 정수부만을 사용한다는 것을 의미한다. 전술한 산출방법을 사용함으로써, 모든 보정 패턴의 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)를 산출한다.
감마 보정 회로(32)는 정의 프레임 보정 회로(32a) 및 부의 프레임 보정 회로(32b)를 갖는다. 정의 프레임 보정 회로(32a)는 제어회로(33)로부터 공급되는 프레임신호(SF)에 따라 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)로부터 공급되는 정 프레임의 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 대하여, 감마 보정 데이터 기억 회로(31)을 구성하는 정의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31a)에서 공급되는 정 프레임의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 사용하여 감마 보정을 행함에 의해 그레이 스케일성을 부여한다. 유사하게, 부의 프레임 보정 회로(32b)는 프레임신호(SF)에 따라서, 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)로부터 공급되는 부 프레임의 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 대하여, 감마 보정 데이터 기억 회로(31)을 구성하는 부의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31b)에서 공급되는 부 프레임의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 사용하여 감마 보정을 행함에 의해 그레이 스케일성을 부여한다. 그리고, 감마 보정 회로(32)는 각 보정결과를 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)로서 FRC 회로(24)에 공급한다. 감마 보정 회로(32)에 있어서의 감마 보정은 제1의 감마 보정과 제2의 감마 보정을 포함하고 있다. 정의 프레임 보정 회로(32a)는 프레임신호(SF)의 타이밍에, 정 프레임의 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 따라 정의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31a)에서, 보정 패턴 선택 데이터(DP)에 의해 선택된 보정 패턴의 정 프레임의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 선택함으로써 감마 보정을 한다. 유사하게, 부의 프레임 보정 회로(32b)는 프레임신호(SF)의 타이밍에, 부 프레임의 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 따라 부의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31b)에서, 보정 패턴 선택 데이터(DP)에 의해 선택된 보정 패턴의 부 프레임의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 선택함으로써 감마 보정을 한다.
제어회로(33)는 예를 들어, ASIC로 이루어진다. 제어회로(33)는 외부로부터 공급되는 수평 동기 신호(SH), 수직 동기 신호(SV) 및 클록(CLK) 등에 따라 수평주사 펄스(PH), 수직주사 펄스(PV), 프레임신호(SF) 및 극성반전 펄스(POL)를 발생하여 감마 보정 회로(32), 데이터 전극 구동회로(26) 및 주사전극 구동회로(5)에 공급한다. 프레임신호(SF)는 1화면의 표시기간을 나타내는 신호이고 1화면마다 정 및 부가 반전하는 신호이며 수직 동기 신호(SV)를 1/2 분주함으로써 얻어진다.
다음에, 전술한 구성의 액정 디스플레이 장치의 동작에 관해서 설명한다. 먼저, 외부에서 보정 패턴 선택 데이터(DP)로서, 도 2에 도시한 패턴1을 선택하기 위한 "000"(2진수)이 공급되면, 감마 보정 데이터 기억 회로(31)을 구성하는 정의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31a) 및 부의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31b)의 각의 어드레스(A12 내지 A0)가 "0" 내지 "767"(10진수)의 기억영역에서 패턴1에 해당하는 정 프레임 및 부 프레임 각각의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)가 순차 판독되고, 감마 보정 회로(32)를 구성하는 정의 프레임 보정 회로(32a) 및 부의 프레임 보정 회로(32b)에 공급된다. 상기 패턴1은 예를 들어, 액정 디스플레이 장치의 주위 온도의 변화에 의해 야기되는 컬러 액정 디스플레이(1)의 감마 특성의 변동에 대해 화상 신호가 적응되도록 사용되는 보정 패턴이다.
다음에, 외부에서 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)로 이루어지는 디지탈 영상 데이터가 공급되면, 그 디지탈 영상 데이터가 일단 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)에 저장된 후, 판독되고 감마 보정 회로(32)에 공급된다. 이로 인해, 감마 보정 회로(32)에 있어서, 정의 프레임 보정 회로(32a)는 프레임신호(SF)에 따라 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)로부터 공급되는 정 프레임의 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 대하여, 정의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31a)에서 공급되는 정 프레임의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)를 사용하여 감마 보정을 행함으로써 그레이 스케일성을 부여한다. 유사하게,부의 프레임 보정 회로(32b)는 프레임신호(SF)에 따라 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)로부터 공급되는 부 프레임의 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)에 대하여, 부의 프레임 보정 데이터 기억 회로(31b)에서 공급되는 부 프레임의 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(DBR)를 사용하여 감마 보정을 행함에 의해 의해 그레이 스케일성을 부여한다. 그리고, 감마 보정 회로(32)는 각 보정결과를 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)로서 FRC 회로(24)에 공급한다. 또한, FRC 회로(24), 제어회로(33), 데이터 전극 구동회로(26) 및 주사전극 구동회로(5)의 동작에 관해서는 상기 한 제1의 실시예의 동작과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
이와 같이, 본 실시예의 구성에 의하면, 전술한 제1의 실시예의 구성 및 동작 이외에, 감마 보정 회로(32)에 있어서, 외부로부터 공급되는 정 프레임 및 부 프레임 각각의 각각 8비트인 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB )에 대하여, 감마 보정 및 그레이 스케일 보정을 행함으로써 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1 )를 얻고 있다. 즉, 본 실시예의 구성에 있어서는 감마 보정 데이터 기억 회로(31)에 기억되어 있는 내용, 즉, 컬러 액정 디스플레이(1)에 각 계조를 표시했을 때의 각 휘도의 값, 컬러 액정 디스플레이(1)의 각 계조에 있어서의 기준전위(Vcom)의 피드 스루 성분(직류성분)의 값, 컬러 액정 디스플레이(1)에 각 계조를 표시할 때에 데이터 전극에 인가하는 데이터 신호의 값에 따라 감마 보정 및 그레이 스케일 보정을 하고 있다. 따라서, 본 실시예의 구성에 의하면, 전술한 제1의 실시예에서 얻어지는 이외에 이하에 기술되는 효과가 얻어진다.
즉, 종래의 그레이 스케일 보정은 데이터 전극 구동회로에서 데이터 신호의 전압을 보정하고 그에 따라 데이터 전극 구동회로의 회로구성이 복잡하게 되어 반도체 집적회로로 구성한 경우에 칩 면적이 커진다. 또한, 데이터 전극 구동회로를 구성하는 반도체 집적회로는 보통, 컬러 액정 디스플레이(1)의 복수개의 데이터 전극마다 복수개 마련할 필요가 있어 화면이 크게 됨에 따라 그 갯수가 증가한다. 그리고, 데이터 전극 구동회로는 보통, 액정 디스플레이나 주사전극 구동회로, 제어회로등과 동시에, LCD 모듈로서 일체화되기 때문에, 종래와 같이, 데이터 전극 구동회로에서 데이터 신호의 전압을 보정함으로써 그레이 스케일 보정하는 경우에는 액정 디스플레이 장치에 대한 최근의 공간 절약화의 요구에 충분히 부응할 수 없다. 이에 비해, 본 실시예의 구성에 의하면, 감마 보정 회로(32)에 있어서 그레이 스케일 보정도 하기 때문에, 데이터 전극 구동회로의 구성이 간단하게 되어 칩면적을 삭감할 수가 있다. 이로 인해, 액정 디스플레이 장치에 대한 최근의 공간 절약화의 요구에 충분히 부응할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상술하여 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시예에 한 정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경등이 있더라도 본 발명에 포함된다. 예를 들어, 전술한 각 실시예에 있어서는 감마 보정 회로(23 및 32)에 의하여 제1의 감마 보정 및 제2의 감마 보정을 하는 예를 개시했지만, 감마 보정 회로(23 및 32)에 의해 제1의 감마 보정 및 제2의 감마 미세 보정을 하고, 데이터 전극 구동회로(26)에 의해 제2의 감마 개략 보정을 하도록 구성하여도 양호하다. 상기 경우에, 도 13에 도시한 그레이 스케일 전원회로(3)가 필요하고 데이터 전극 구동회로(26)는 도 14에 도시된 데이터 전극 구동회로(4)와 거의 동일한 구성이 된다.
또한, 전술한 각 실시예에 있어서는 감마 보정 데이터 기억 회로(22 및 31)에 8종류의 보정 패턴을 미리 기억하는 예를 개시하였지만, 보정 패턴의 종류는 8종류 이상 또는 이하여도 좋다. 또한, 전술한 각 실시예에 있어서는 감마 보정 데이터 기억 회로(22 및 31)에 각 보정 패턴마다 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 미리 기억하는 예를 개시하지만, 보정 데이터는 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)가 공통으로 기억될 수 있다. 이로 인해, 감마 보정 데이터 기억 회로(22 및 31)의 기억 용량을 삭감할 수 있고 또한 기억 용량이 변경됨이 없이 보정 패턴의 종류를 증가시킬 수 있다. 또한, 전술한 각 실시예에 있어서는 감마 보정 회로(23 및 32)는 감마 보정 데이터 기억 회로(22 및 32)에 미리 기억되어 있는 각각 10 비트인 적색의 보정 데이터(DRR), 녹색의 보정 데이터(DGR), 청색의 보정 데이터(D)를 사용하여 감마 보정을 실행하는 예를 개시했지만, 예를 들어, 감마 보정 회로(23 및 32)는 연산처리에 의해 감마 보정을 실행하도록 구성하여도 좋다. 또한, 전술한 각 실시예에 있어서는 (a) 내지 (c)에 도시한 방법에 의해 그레이 레벨(n1)을 구했지만, 이것에 한정되지 않고 그레이 레벨(n1)은 다른 근사법을 사용하여 구하더라도 좋다. 또한, 전술한 각 실시예에 있어서는 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)를 마련하는 예를 개시했지만, 이것에 한정되지 않고, 디지탈 영상 데이터 기억 회로(21)를 마련하지 않고 디지탈 영상 데이터를 직접 감마 보정 회로(23 및 32)에 공급하도록 구성하여도 좋다. 또한, 전술한 각 실시예에 있어서는 디지탈 영상 데이터를 구성하는 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 비트수가 8비트이며, 감마 보정 회로(23 및 32)에 있어서 각 10 비트의 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)에 감마 보정하는 예를 개시했지만, 이것에 한 정되지 않는다. 예를 들어, 적색 데이터(DR), 녹색 데이터(DG), 청색 데이터(DB)의 비트수가 6 비트 이며, 제1의 보정 적색 데이터(DRG1), 제1의 보정 녹색 데이터(DGG1), 제1의 보정 청색 데이터(DBG1)의 비트수가 8비트라도 좋다.
또한, 본 발명은 컬러 액정 디스플레이 뿐만아니라, 흑백사진액정 디스플레이에도 적용할 수가 있다. 또한, 본 발명을 적용한 액정 디스플레이 장치는 개인용 컴퓨터나 TV 수상기 등의 모니터에 적용할 수가 있고, 이 경우에 모니터는 상기 구성의 액정 디스플레이 장치 이외에도 아날로그의 영상신호를 디지탈 영상 데이터로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기(DAC)와, 외부로부터 공급되는 수평 동기 신호(SH) 및 수직 동기 신호(SV)에서 각종의 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제어기와, DAC에서 출력되는 여러가지 해상도를 갖는 디지탈 영상 데이터의 해상도를 컬러 액정 디스플레이(1)의 해상도에 합치시키기 위한 스케일링(scaling) 회로를 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때에, 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 복수회 변화시키는 정보를 부가한 감마 보정 데이터를 얻은 후, 감마 보정 데이터에 따라서 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 복수회 변화시키는 데이터 신호를 생성하여 액정 디스플레이의 데이터 전극에 순차 인가되도록 프레임 레이트 제어를 함으로써 디지탈 영상 데이터가 표현하는 그레이 스케일수 보다도 많은 그레이 스케일수를 표현한다. 이로 인해, 간단하고 또한 저렴한 구성으로 감마 보정 후의 감마 특성의 선형성의 악화를 방지할 수가 있다. 그 결과, 고화질화를 실현할 수가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때, 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 복수회 변화시키는 정보를 부가함과 동시에, 하프톤이 제공되는 경우의 정의 프레임 동안 또는 음의 프레임 동안에 신호가 제공되느냐의 여부에 따라 데이터 신호의 전압을 다르게 한 그레이 스케일 보정을 행한 감마 보정 데이터를 얻고 있다. 따라서, 데이터 전극 구동회로의 구성이 간단하게 되어 칩면적을 삭감할 수가 있다. 이로 인해, 액정 디스플레이 장치에 대한 최근의 공간 절약화의 요구에 충분히 부응할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 감마 보정은 주위 온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 중 하나를 선택가능하도록 구성되어 있다. 이로 인해, 주위 온도, 주위 조도 등의 환경변화, 타이밍 신호의 주파수 특성, 백라이트의 휘도에 따른 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동, 또는 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에도 적응이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1의 실시예에 따른 액정 디스플레이의 구동방법을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 도 1의 액정 디스플레이 장치를 구성하는 감마 보정 데이터 기억 회로(22)의 구성을 도시한 개념도.
도 3은 CRT 디스플레이의 감마 특성 및 컬러 액정 디스플레이 장치의 감마 특성의 일례를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 "A" 부분의 확대도.
도 5는 10비트의 제1 보정 데이터의 데이터 형식의 일례를 도시한 도면.
도 6은 10비트의 제2 보정 데이터의 데이터 형식의 일례를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 디스플레이의 구동방법을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 구성하는 감마 보정 데이터 기억 회로(31) 및 감마 보정 회로(32)의 구성을 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 제 2의 실시예에 적용된 기준 그레이 스케일이 127 그레이 스케일인 경우의 전류전압(VDCx)을 구하는 방법의 일례를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제 2의 실시예에 적용된 그레이 스케일에 대한 데이터 신호의 특성의 일례를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 적용된 |Vn1+|, |Vn1-|, |Un1+| 및 |Un1-|과 공통전위(Vcom)와의 관계의 일례를 도시한 도면.
도 12는 도 10의 "B" 부분의 확대도.
도 13은 일본 특개평 제 2001-134242호에 기재된 종래의 액정 디스플레이 장치의 구성예를 도시하는 개략 블록도.
도 14는 종래의 액정 디스플레이 장치를 구성하는 제어회로(2),그레이 스케일 전원회로(3) 및 데이터 전극 구동회로(4)의 구성을 도시하는 개략 블록도.
도 15는 CRT 디스플레이의 감마 특성, 디지탈 영상 데이터의 감마 특성 및 후자를 전자에게 적합시킨 경우의 감마 특성의 각 일례를 도시한 도면.
도 16은 도 15에 도시된 두개의 곡선 부분을 도시하는 확대도.
도 17은 그레이 스케일에 대한 디스플레이의 일례를 도시하는 도면.
♠도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명♠
1 : 액정 디스플레이 5 : 주사 전극 구동 회로
21 : 디지탈 영상 데이터 기억 회로 22 : 감마 보정 데이터 기억 회로
23 : 감마 보정 회로 24 : FRC 회로
25 : 제어 회로 26 : 데이터 전극 구동 회로

Claims (30)

  1. 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키기 위해 사용되는 정보를 부가한 감마 보정 데이터를 얻는 제1의 단계, 및
    상기 감마 보정 데이터에 의거하여 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키기 위해 사용되는 데이터 신호를 생성하여 액정 디스플레이의 데이터 전극에 순차 인가하는 방식으로 프레임 레이트 제어를 수행함으로써 상기 디지탈 영상 데이터에 의해 표현된 그레이 스케일수보다도 많은 그레이 스케일수를 표현하는 제2의 단계를 갖는 액정 디스플레이의 구동방법에 있어서,
    상기 제1의 단계는 상기 액정 디스플레이 감마특성 중에서 원하는 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 스케일을 이용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 상기 감마 보정 데이터를 얻는 하위 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1의 단계에서,
    제 1 항에 기재된 하위 단계에 의해 미리 얻어지고, 기억매체에 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 단계에서,
    상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가할 때 얻어지는 휘도를 측정하여, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하는 제1의 하위 단계와,
    상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수이면, 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 아니면, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(1)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)이 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 감마 보정을 하지 않고 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하는 제2의 하위 단계를 사용함으로써 상기 감마 보정 데이터가 얻어지며.
    n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)···식(1)
    ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 na일 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 nb일 때에 얻어지는 휘도인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 단계에서,
    제 4항에 기재된 상기 제1 및 제2의 하위 단계에 의해 미리 얻어지고, 기억 매체에 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 단계에서,
    상기 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때에, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가하고, 하프톤이 제공되는 동안 정 프레임 또는 부 프레임의 상기 데이터 신호가 공급되는지에 여부에 의해 상기 데이터 신호의 전압을 다르게 하는 그레이 스케일 보정을 행하여 감마 보정 데이터를 얻는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1의 단계에서,
    제 6 항에 기재된 하위 단계에 의해 미리 얻어지고, 기억매체에 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제1의 단계에서,
    상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가할 때 얻어지는 휘도를 측정하여, 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하는 제1의 하위 단계를 사용하고,
    상기 액정 디스플레이에 하프톤(nx)을 표시할 때 사용되는 공통전위(Vx)를 측정하고, 기준으로 하는 그레이 스케일을 상기 액정 디스플레이에 표시할 때의 공통전위(VREF)와 측정된 상기 공통전위(Vx)와의 차이를 전류전압(VDCx)으로서 산출하는 제2의 하위 단계를 사용하고,
    상기 액정 디스플레이에 상기 하프톤(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 데이터 신호(Vnx)를 측정하는 제3의 하위 단계를 사용하고,
    상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되는 경우에는 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)를 식(2)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하는 제4의 하위 단계를 사용하고,
    상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하지 않고서 상기 그레이 레벨(n1)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Vn1+|와 부 프레임의 데이터 신호|Vn1-| 및, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하여 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Un1+| 와 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|와의 사이에 식(3) 및 식(4)이 성립할 때, 상기 데이터 전극에 상기 정 프레임의 데이터 신호|Un1+|를 인가할 때 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+)로 하고, 상기 데이터 전극에 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|를 인가할 때에는 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr-)로 한 경우, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수 및 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨이라면, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 그레이 스케일로서 사용되고, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 아니면, 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에서 상기 데이터 신호|Un1+| 및 |Un1-|을 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc+ 및 nd+) 및 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc- 및 nd-)을 식(5) 및 식(6)에 대입하여 얻어진 그레이 레벨을 그레이 레벨(n r+ 및 nr-)로 하는 제5의 하위 단계를 사용함으로써 상기 감마 보정 데이터가 얻어지며,
    n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)···식(2)
    ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 na일 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 nb일 때에 얻어지는 휘도이고,
    |Un1+| = ||Vn1+| - VDCx|···식(3)
    |Un1-| = ||Vn1-| + VDCx|···식(4)
    nr+=(|Un1+| + |Und+|ㆍnc- |Unc+|ㆍnd) / (|Und+|-|Unc+|)···식(5)
    |Unc+| 및 |Und+|는 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서 상기 정 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이고,
    nr- = (|Un1-| + |Und-|ㆍnc - |Unc-|ㆍnd ) / (|Und-| - |Unc-|)···식(6)
    |Unc-| 및 |Und-|는 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서 상기 부 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제1의 단계에서,
    제 9항에 기재된 제1내지 제5의 하위 단계에 의해 미리 얻어지고, 기억매체에 저장된 상기 감마 보정 데이터는 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 감마 보정은 주위 온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의해 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도 변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정, 및 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 중에서 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 디지탈 영상 데이터는 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터를 포함하고, 상기 감마 보정은 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 각각에 개별적으로 행하여지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 감마 보정은 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 대하여 입력 화상의 휘도에 대한 재생화상의 휘도의 특성을 임의로 부여하기 위해 수행되는 제1의 감마 보정과, 입력 화상 신호가 상기 액정 디스플레이의 인가전압의 적색, 녹색, 청색에 대한 투과율의 특성에 적합하도록 보정하는 제2의 감마 보정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 정보는 상기 감마 보정 데이터마다 상기 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 패턴을 선택하기 위해 사용되는 데이터인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동방법.
  15. 액정 디스플레이,
    디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가한 감마 보정 데이터를 얻는 감마 보정 회로, 및
    상기 감마 보정 데이터에 의해 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 데이터 신호를 생성하고, 액정 디스플레이의 데이터 전극에 순차 인가되도록 프레임 레이트 제어를 수행함으로써 상기 디지탈 영상 데이터가 표현하는 그레이 스케일수보다 많은 그레이 스케일수를 표현하는 데이터 신호 생성 회로를 구비한 액정 디스플레이에 있어서,
    상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성 중에서 원하는 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 이용하여 근사값에 의해 얻어진 그레이 스케일로부터 상기 감마 보정 데이터를 얻는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  16. 삭제
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 얻어진 상기 감마 보정 데이터가 저장된 보정 데이터 기억 회로를 더 포함하고,
    상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호가 공급될 때 얻어지는 휘도를 측정하여 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고, 상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수이면 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 아니면 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(7)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)이 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 감마 보정을 하지 않고, 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 함으로써 상기 감마 보정 데이터를 얻으며,
    n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)···식(7)
    ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 na일 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 nb일 때에 얻어지는 휘도인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가할 때 얻어지는 휘도를 측정하여 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고, 상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수이면 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 아니면 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(8)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)이 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 감마 보정을 하지 않고, 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 함으로써 얻어진 상기 감마 보정 데이터가 미리 저장된 보정 데이터 기억 회로를 더 포함하고,
    상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급하며,
    n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)···식(8)
    ma는 컬러 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 na일 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 컬러 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 nb일 때에 얻어지는 휘도인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 감마 보정 회로는 상기 디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키기 위해 사용되는 정보를 부가하고,
    하프톤이 제공되는 동안 정 프레임 또는 부 프레임의 상기 데이터 신호가 공급되는지에 여부에 의해 상기 데이터 신호의 전압을 다르게 하는 그레이 스케일 보정을 행하여 감마 보정 데이터를 얻는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  21. 삭제
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 그레이 레벨을 사용하여 근사값에 의해 산출된 그레이 스케일로부터 얻어진 상기 감마 보정 데이터가 미리 저장된 보정 데이터 기억 회로를 더 포함하고,
    상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 각 하프톤(nx)을 표시할 때의 공통전위(Vx)를 측정하고, 기준으로 하는 그레이 스케일을 상기 액정 디스플레이에 표시할 때의 공통전위(VREF)와 측정된 상기 공통전위(Vx)와의 차이를 전류전압(VDCx)으로서 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 상기 하프톤(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 데이터 신호(Vnx)를 측정하고, 상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수이면 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 아니면 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)를 식(9)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하며,
    상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하지 않고서 상기 그레이 레벨(n1)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Vn1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Vn1-|와, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하여 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Un1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|와의 사이에 식(10) 및 식(11)이 성립할 때, 상기 데이터 전극에 상기 정 프레임의 데이터 신호|Un1+|를 인가할 때에는 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+)로 하고, 상기 데이터 전극에 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|를 인가할 때에는 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr-)로 한 경우에, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되는 경우 및 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)을 그대로 그레이 스케일로 하고, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 아니면 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에서 상기 데이터 신호|Un1+| 및 |Un1-|을 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc+ 및 nd+) 및 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc- 및 nd-)을 식(12) 및 식(13)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)로 함으로써 상기 감마 보정 데이터를 얻고,
    n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)···식(9)
    ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서 그레이 레벨이 na일 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서 그레이 레벨이 nb일 때에 얻어지는 휘도이고,
    |Un1+| = ||Vn1+|-VDCx|···식(10)
    |Un1-| = ||Vn1-|+VDCx|···식(11)
    nr+ = (|Un1+|+|Und+|ㆍnc-|Unc+|ㆍnd) / (|Und+|-|Unc+|)···식(12)
    |Unc+| 및 |Und+|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이며,
    nr- = (|Un1-|+|Und-|ㆍnc - |Unc-|ㆍnd) / (|Und-|-|Unc-|)···식(13)
    |Unc-| 및 |Und-|는 각각 상기 액정 디스플레이의 상기 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 상기 데이터 전극에 최소 그레이 레벨로부터 최대 그레이 레벨까지의 데이터 신호를 인가한 경우에 얻어지는 휘도를 측정하여 상기 액정 디스플레이의 감마 특성을 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 각 하프톤(nx)을 표시할 때의 공통전위(Vx)를 측정하고, 기준으로 하는 그레이 스케일을 상기 액정 디스플레이에 표시할 때의 공통전위(VREF)와 측정한 상기 각 공통전위(Vx)와의 차이를 전류전압(VDCx)으로서 산출하고, 상기 액정 디스플레이에 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 데이터 신호(Vnx)를 측정하며,
    상기 감마 특성을 소망의 감마 특성에 적합하게 하기 위해서, 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수이면 상기 얻어진 그레이 스케일을 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 그레이 레벨(n0)을 감마 보정하여 얻어진 그레이 스케일이 정수가 아니면 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에서 소망의 휘도를 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 그레이 레벨(na 및 nb)을 식(14)에 대입하여 얻어진 그레이 스케일을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 최소 그레이 레벨 및 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(n0)을 상기 새로운 그레이 레벨(n1)로 하고, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하지 않고서 상기 그레이 레벨(n1)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Vn1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Vn1-|와, 상기 액정 디스플레이에 그레이 스케일 보정을 하여 상기 그레이 레벨(nx)을 표시할 때에 상기 데이터 전극에 인가되는 정 프레임의 데이터 신호|Un1+| 및 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|와의 사이에 식(15) 및 식(16)이 성립할 때, 상기 데이터 전극에 상기 정 프레임의 데이터 신호|Un1+|를 인가할 때 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr+)로 하고, 상기 데이터 전극에 부 프레임의 데이터 신호|Un1-|를 인가할 때는 상기 액정 디스플레이에 표시되는 그레이 스케일을 그레이 레벨(nr-)로 한 경우, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되는 경우 및 최소 그레이 레벨 또는 최대 그레이 레벨인 경우에는 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)을 그대로 그레이 스케일로 하고, 상기 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)이 정수가 되지 않는 경우에는 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성의 안에서 상기 데이터 신호|Un1+| 및 |Un1-|을 제공하는 그레이 레벨에 가장 근접한 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc+ 및 nd+) 및 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc- 및 nd-)을 식(17) 및 식(18)에 대입하여 얻어진 그레이 레벨을 그레이 레벨(nr+ 및 nr-)로 함으로써 상기 감마 보정 데이터가 얻어지고,
    상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급하며,
    n1 = (m0 + mbㆍna - maㆍnb) / (mb - ma)···식(14)
    ma는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 na일 때에 얻어지는 휘도이고, mb는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 있어서의 그레이 레벨이 nb일 때에 얻어지는 휘도이고,
    |Un1+| = ||Vn1+|-VDCx|···식(15)
    |Un1-| = ||Vn1-|+VDCx|···식(16)
    nr+ = (|Un1+| + |Und+|ㆍnc - |Unc+|ㆍnd) / (|Und+| - |Unc+|)···식(17)
    |Unc+| 및 |Und+|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 정 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호이고,
    nr- = (|Un1-|+|Und-|ㆍnc - |Unc-|ㆍnd) / (|Und-| - |Unc-|)···식(18)
    |Unc-| 및 |Und-|는 각각 상기 액정 디스플레이의 그레이 스케일에 대한 상기 데이터 신호의 특성에 있어서, 상기 2개의 부 프레임의 그레이 레벨(nc 및 nd)을 표시할 때의 상기 데이터 신호인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  25. 제 15항에 있어서,
    주위온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 데이터를 미리 저장하고, 외부에서 공급되는 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 감마 보정 데이터를 상기 감마 보정 회로에 공급하는 보정 데이터 기억 회로를 포함하고,
    상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  26. 제 17항에 있어서,
    상기 보정 데이터 기억 회로는 주위온도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 주위 조도의 변화에 의해 야기되는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성의 변동에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 보정 데이터, 타이밍 신호의 주파수 특성에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이에 그 이면에서 빛을 조사하는 백라이트의 휘도변화에 의하여 변동하는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성에 적응시키기 위한 감마 보정에 관한 감마 보정 데이터, 상기 액정 디스플레이의 제조과정에서 발생하는 감마 특성의 격차에 적응시키기 위한 감마 보정 데이터를 미리 기억하고, 외부에서 공급되는 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 감마 보정 데이터를 상기 감마 보정 회로에 공급하며,
    상기 감마 보정 회로는 상기 보정 데이터 기억 회로에서 상기 보정 패턴 선택 데이터에 의해 선택된 상기 감마 보정 데이터를 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 판독하여 상기 데이터 신호 생성 회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  27. 제 15항에 있어서,
    상기 디지탈 영상 데이터는 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터를 포함하고, 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 각각 개별적으로 감마 보정이 수행되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 감마 보정은 상기 적색 데이터, 상기 녹색 데이터, 상기 청색 데이터에 대하여 입력 화상의 휘도에 대한 재생화상의 휘도의 특성을 임의로 부여하기 위해서 보정하는 제1의 감마 보정과, 상기 액정 디스플레이의 인가 전압에 대한 적색, 녹색, 청색의 투과율의 특성에 적합하도록 이미지 신호를 보정하는 제2의 감마 보정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  29. 제 15항에 있어서,
    상기 정보는 상기 감마 보정 데이터마다 상기 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 패턴을 선택하는데 사용되는 데이터인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  30. 액정 디스플레이 장치를 구비한 모니터에 있어서,
    상기 액정 디스플레이 장치가,
    액정 디스플레이;
    디지탈 영상 데이터에 감마 보정을 행할 때, 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키는 정보를 부가한 감마 보정 데이터를 얻는 감마 보정 회로; 및
    상기 감마 보정 데이터에 의해 상기 각 디지탈 영상 데이터에 대해 그레이 스케일을 여러번 변화시키기 위해 사용되는 데이터 신호를 생성하여 액정 디스플레이의 데이터 전극에 순차 인가되도록 프레임 레이트 제어를 함으로써 상기 디지탈 영상 데이터에 의해 표현되는 그레이 스케일 수보다도 많은 그레이 스케일 수를 표현하는 데이터 신호 생성 회로를 포함함과 함께,
    상기 감마 보정 회로는 상기 액정 디스플레이의 감마 특성 중에서 원하는 휘도를 제공하는 가장 가까운 2개의 그레이 스케일을 이용하여 근사값을 산출하여 얻어진 그레이 스케일 감마 보정 데이터를 얻는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치를 갖는 모니터.
KR10-2002-0036655A 2001-06-29 2002-06-28 액정 디스플레이의 구동 방법, 액정 디스플레이 장치 및 이를 장착한 모니터 KR100495979B1 (ko)

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