KR100610620B1 - 액정표시장치와 그 화이트밸런스 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화이트 밸런스를 보정하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 다수의 액정셀들이 배치되는 액정표시패널과; 적색과 청색의 색온도를 조정하고 조정된 적색과 청색의 데이터를 미조정된 녹색 데이터와 함께를 출력하는 색온도 보정부와; 상기 색온도 보정부로부터의 데이터를 상기 데이터라인들에 공급하기 위한 데이터 구동부와; 상기 게이트라인들에 스캔펄스를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동부를 구비한다.

Description

액정표시장치와 그 화이트밸런스 보정방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND WHITE BALANCE CORRECTING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 색온도 보정 데이터 결정방법을 단계적으로 나타내는 흐름도.

도 3은 휘도 측정 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.

도 4는 각 계조에서 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 색온도 보정 데이터 결정방법을 단계적으로 나타내는 흐름도.

도 6a 및 도 6b는 변곡점에서의 측정과 선형보간 방법으로 구해진 적색 및 청색 색온도 보정 데이터의 일예를 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 타이밍 콘트롤러 2 : 색온도 보정부

3 : 데이터 구동부 4 : 게이트 구동부

5 : 데이터라인 6 : 게이트라인

7 : 액정표시패널 11 : 측정장치

12 : 시편 액정표시패널 13 : 광센서

14 : 룩업 테이블

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 화이트 밸런스를 보정하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 자발광소자가 아니기 때문에 백라이트유닛이 필요하다.

최근, 액정표시장치는 사무기기의 표시소자, 모니터에서 텔레비젼으로 그 응용분야가 확대되고 있다. 따라서, 액정표시장치의 제조업체들은 기존의 음극선관(CRT)에 버금가는 화질을 구현할 수 있도록 화질 개선에 많은 투자를 하고 있다.

액정표시장치에는 패널 특성과 표현 계조에 따라 색온도가 높아지고, 색 좌 표가 청색조 쪽으로 치우치게 되어 화이트 밸런스가 맞기 않게 되는 문제점이 있다. 이러한 화이트 밸런스를 보정하기 위한 많은 방법이 제안되고 있는데, 그 중 하나로 대한민국 공개특허공보 제2001-0040042호에서는 ASIC과 메모리를 이용하여 R, G, B 각 신호 중 적어도 하나의 색 신호에서 최고 계조로부터의 오프셋량을 각 색온도마다 결정하며, 결정된 색온도마다 중간 계조에서의 화이트 포인트를 수렴하는 방향으로 오프셋량을 조정하고 그 조정된 오프셋량을 입력신호에 인가하여 색도를 조정하는 방법을 제안한 바 있다. 그러나 이와 같은 화이트 보정방법과 알려진 다른 화이트 보정방법은 각 색의 계조에서 화이트 밸런스를 맞추기 위한 측정 및 계산량이 많을 뿐만 아니라 녹색의 색온도를 조정할 경우 휘도가 변동하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 화이트 밸런스를 보정하도록 한 액정표시장치와 그 화이트밸런스 보정방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 다수의 액정셀들이 배치되는 액정표시패널과; 적색과 청색의 색온도를 조정하고 조정된 적색과 청색의 데이터를 미조정된 녹색 데이터와 함께 출력하는 색온도 보정부와; 상기 색온도 보정부로부터의 데이터 를 상기 데이터라인들에 공급하기 위한 데이터 구동부와; 상기 게이트라인들에 스캔펄스를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동부를 구비한다.

상기 색온도 보정부는 미조정된 적색과 청색의 데이터를 미리 설정된 상기 적색과 청색의 색온도 보정 데이터로 변조하는 룩업 테이블을 구비한다.

상기 액정표시장치는 상기 미조정된 적색과 청색의 데이터를 상기 색온도 보정부에 공급하고 상기 색온도 보정부에 의해 보정된 적색 및 청색의 데이터와 함께 상기 미조정된 녹색의 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급하고 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비한다.

상기 조정된 적색과 청색의 데이터 및 상기 미조정된 녹색 데이터는 화이트계조와 블랙계조에서 수렴되고 중간계조에서 분산된다.

상기 액정표시장치의 화이트밸런스 보정방법은 액정표시패널에 대하여 에이징을 실시하는 단계와; 상기 액정표시패널에 각 계조를 표시하고 상기 각 계조의 휘도를 측정하는 단계와; 상기 측정된 휘도에 기초하여 적색 및 청색의 색온도를 조정하면서 각 계조의 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 결정하는 단계와; 상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 룩업 테이블에 저장하는 단계와; 녹색의 색온도를 조정하지 않고 상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 이용하여 적색 및 청색 데이터의 색온도를 조정하는 단계를 포함한다.

상기 액정표시장치의 화이트밸런스 보정방법은 액정표시패널에 대하여 에이징을 실시하는 단계와; 계조들이 선형적으로 변하지 않는 변곡점 계조들을 상기 액정표시패널에 표시하고 상기 각 변곡점 계조의 휘도를 측정하는 단계와; 상기 측정 된 휘도에 기초하여 적색 및 청색의 색온도를 조정하면서 상기 변곡점들에서의 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 결정하는 단계와; 상기 변곡점들 이외의 계조들에서 이웃하는 상기 변곡점들 사이의 선형보간법으로 나머지 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 결정하는 단계와; 상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 룩업 테이블에 저장하는 단계와; 녹색의 색온도를 조정하지 않고 상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 이용하여 적색 및 청색 데이터의 색온도를 조정하는 단계를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 1 내지 도 6b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 데이터라인들(5)과 게이트라인들(6)이 교차되며 그 교차부에 액정셀들(Clc)을 구동하기 위한 TFT들이 형성된 액정표시패널(7)과, 액정표시패널(7)의 데이터라인들(5)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(3)와, 액정표시패널(7)의 게이트라인들(6)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(4)와, 적색 및 청색 데이터(R,B)에 대하여 색온도를 보정하는 색온도 보정부(2)와, 데이터 구동부(3)와 게이트 구동부(4)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(1)를 구비한다.

액정표시패널(7)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 데이터라인들(5)과 게이트라인들(6)이 상호 직교되도록 형성된다. 데이 터라인들(5)과 게이트라인들(6)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(6)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(5)로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(6)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(5)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 또한, 액정표시패널(7)의 하부유리기판 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst)가 형성된다. 이 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 전단 게이트라인(6) 사이에 형성될 수도 있으며, 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

데이터 구동부(3)는 쉬프트레지스터, 타이밍 콘트롤러(1)로부터의 스트레칭된 디지털 비디오 데이터들(R'GB')을 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 아날로그 정극성/부극성의 감마보상전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마보상전압이 공급되는 데이터라인(5)을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인 사이에 접속된 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 데이터 구동부(3)는 타이밍 콘트롤러(1)로부터 공급되는 색온도 보정 데이터(R'GB')를 입력 받고 그 데이터들(R'GB')을 타이밍 콘트롤러(1)의 제어 하에 스캔펄스에 동기되도록 액정표시패널(7)의 데이터라인들(5)에 공급한다.

게이트 구동부(4)는 타이밍 콘트롤러(1)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터, 스캔펄스의 스윙폭을 액 정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 게이트 구동부(4)는 스캔펄스를 게이트라인(6)에 공급함으로써 그 게이트라인(6)에 접속된 TFT들을 턴-온(Turn-on)시켜 데이터의 화소전압 즉, 아날로그 감마보상전압이 공급될 1 수평라인의 액정셀들(Clc)을 선택한다. 데이터 구동부(3)로부터 발생되는 데이터들은 스캔펄스에 의해 선택된 수평라인의 액정셀(Clc)에 공급된다.

색온도 보정부(2)는 적색 색온도 보정 데이터(R')와 청색 색온도 보정 데이터(B')를 저장한 룩업 테이블을 이용하여 적색 데이터(R)와 청색 데이터(B)의 색온도를 보정한다.

타이밍 콘트롤러(1)는 디지털 비디오 데이터(RGB), 수평 동기신호(H), 수직 동기신호(H, V) 및 클럭신호(CLK)를 입력받고 게이트 구동부(4)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생함과 아울러 데이터 구동부(3)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(1)는 시스템으로부터의 원 데이터(RGB)에서 적색 및 청색 데이터(R, B)를 색온도 보정부(2)에 공급하고 색온도 보정부(2)에 의해 색온도가 보정된 데이터(R', B')를 데이터 구동부(3)에 공급한다.

도 2는 색온도 보정을 위한 데이터를 결정하는 방법을 단계적으로 나타내는 흐름도이고, 도 3은 액정표시패널의 휘도를 측정하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 각 계조의 휘도와 색온도의 안정화를 위하여 일정 시간 동안 시편 액정표시패널(12)에 대하여 에이징(aging)을 실시한다.(S1)

S1 단계에 이어서, 본 발명은 시편 액정표시패널(12)의 표시면 위에 광센서(13)를 정렬시킨 상태에서 시편 액정표시패널(12)에 각 계조의 테스트 데이터를 표시하여 각 계조의 휘도를 측정한다.(S2)

S2 단계에서 이어서, 본 발명은 각 계조별로 측정된 휘도를 측정장치(11) 내의 분광기를 통해 각 색의 휘도를 추출한 다음, 각 계조별로 측정된 휘도를 변화시키지 않는 범위에서 적색 데이터와 청색 데이터를 조정하면서 각 계조의 적색 색온도 보정 데이터(R')와 청색 색온도 보정 데이터(B')를 결정한다.(S3) 이 때, 적색, 녹색, 및 청색 데이터는 피크 화이트(또는 최고 계조)와 피크 블랙(최저 계조)에서 원래의 데이터로 고정되며, 적색과 청색에서의 색온도 보정 데이터(R',B')는 피크 화이트와 피크 블랙을 제외한 중간 계조들에서 결정된다. 적색 및 청색의 색온도 보정 데이터(R',B')와 보정되지 않은 녹색 데이터(G)의 일예는 도 4와 같다.

S3 단계에 이어서, 본 발명은 각 계조별로 결정된 적색과 청색에서의 색온도 보정 데이터(R',B')를 룩업 테이블(14) 내의 메모리, 예를 들면 전기적 소거 및 프로그램 가능 ROM(Electrically Erasable and Programmable ROM, EEPROM)에 저장한다.(S4)

도 5는 색온도 보정을 위한 데이터를 결정하는 다른 방법을 단계적으로 나타내는 흐름도이다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명은 각 계조의 휘도와 색온도의 안정화를 위하여 일정 시간 동안 시편 액정표시패널(12)에 대하여 에이징(aging)을 실시한다.(S51)

S51 단계에 이어서, 본 발명은 시편 액정표시패널(12)의 표시면 위에 광센서(13)를 정렬시킨 상태에서 시편 액정표시패널(12)에 변곡점 계조를 표시하여 각 계조의 휘도를 측정한다.(S52) 여기서, 변곡점 계조란 특히, 적색(R)과 청색(B)의 계조가 선형적으로 변하지 않고 이웃하는 계조들 사이의 변화가 심한 계조이다.

S52 단계에서 이어서, 본 발명은 각 계조별로 측정된 휘도를 측정장치(11) 내의 분광기를 통해 각 색의 휘도를 추출한 다음, 각 계조별로 측정된 휘도를 변화시키지 않는 범위에서 적색 데이터와 청색 데이터를 조정하면서 변곡점에서의 적색 색온도 보정 데이터(R')와 변곡점에서의 청색 색온도 보정 데이터(B')를 결정한다.(S53) 이 때, 적색, 녹색, 및 청색 데이터는 피크 화이트(또는 최고 계조)와 피크 블랙(최저 계조)에서 원래의 데이터로 고정되며, 적색과 청색에서의 색온도 보정 데이터(R',B')는 피크 화이트와 피크 블랙을 제외한 중간 계조 구간에서의 변곡점마다 설정된다. 그리고 본 발명은 변곡점들 이외의 적색 및 청색 색온도 보정 데이터(R', B')을 이웃하는 변곡점들 사이에서 선형보간방법으로 계산하여 각 계조들의 적색 및 청색 색온도 보정 데이터(R',B')를 결정한다. 도 6a 및 도 6b는 변곡점에서의 측정과 선형보간 방법으로 구해진 적색 및 청색 색온도 보정 데이터의 일예를 나타낸다.

S53 단계에 이어서, 본 발명은 각 계조별로 결정된 적색과 청색에서의 색온도 보정 데이터(R',B')를 룩업 테이블(14) 내의 메모리에 저장한다.(S54)

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 화이트밸런스 보정방법은 중각계조구간에서 적색 및 청색의 데이터의 색온도를 각각 보정하여 전계조에서 화이트 밸런스를 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 휘도에 가장 영향을 크게 주는 녹색 데이터를 조정하지 않으므로 휘도 변동없이 색온도 보정을 할 수 있고 변곡점 계조에서 측정된 휘도를 바탕으로 색온도를 결정한 후에 나머지 계조들에서 선형보간법으로 최적 색온도 데이터를 결정하므로 빠른 시간 내에 화이트 밸런스를 보정할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 다수의 액정셀들이 배치되는 액정표시패널과;

   적색과 청색의 색온도를 조정하고 조정된 적색과 청색의 데이터를 미조정된 녹색 데이터와 함께 출력하는 색온도 보정부와;

   상기 색온도 보정부로부터의 데이터를 상기 데이터라인들에 공급하기 위한 데이터 구동부와;

   상기 게이트라인들에 스캔펄스를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 색온도 보정부는,

   미조정된 적색과 청색의 데이터를 미리 설정된 상기 적색과 청색의 색온도 보정 데이터로 변조하는 룩업 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 미조정된 적색과 청색의 데이터를 상기 색온도 보정부에 공급하고 상기 색온도 보정부에 의해 보정된 적색 및 청색의 데이터와 함께 상기 미조정된 녹색의 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급하고 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 조정된 적색과 청색의 데이터 및 상기 미조정된 녹색 데이터는 화이트계조와 블랙계조에서 수렴되고 중간계조에서 분산되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 액정표시패널에 대하여 에이징을 실시하는 단계와;

   상기 액정표시패널에 각 계조를 표시하고 상기 각 계조의 휘도를 측정하는 단계와;

   상기 측정된 휘도에 기초하여 적색 및 청색의 색온도를 조정하면서 각 계조의 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 결정하는 단계와;

   상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 룩업 테이블에 저장하는 단계와;

   녹색의 색온도를 조정하지 않고 상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 이용하여 적색 및 청색 데이터의 색온도를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 화이트밸런스 보정방법.
6. 액정표시패널에 대하여 에이징을 실시하는 단계와;

   계조들이 선형적으로 변하지 않는 변곡점 계조들을 상기 액정표시패널에 표 시하고 상기 각 변곡점 계조의 휘도를 측정하는 단계와;

   상기 측정된 휘도에 기초하여 적색 및 청색의 색온도를 조정하면서 상기 변곡점들에서의 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 결정하는 단계와;

   상기 변곡점들 이외의 계조들에서 이웃하는 상기 변곡점들 사이의 선형보간법으로 나머지 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 결정하는 단계와;

   상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 룩업 테이블에 저장하는 단계와;

   녹색의 색온도를 조정하지 않고 상기 적색 및 청색 색온도 보정 데이터를 이용하여 적색 및 청색 데이터의 색온도를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 화이트밸런스 보정방법.

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