KR100958324B1

KR100958324B1 - 입력 영상 데이터에 따른 백라이트 휘도 조절 기능을가지는 영상 데이터 처리 장치, 이를 가지는 액정 표시장치 및 액정 표시 장치의 구동 방법

Info

Publication number: KR100958324B1
Application number: KR1020080074423A
Authority: KR
Inventors: 권오경
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-05-17
Also published as: KR20100012965A

Abstract

액정 표시장치는 입력 영상 데이터에 기초하여 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트 를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하고, 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 처리부와, 상기 변환 영상 데이터를 제공받아 상기 변환 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 액정 표시 패널과, 상기 백라이트 구동 신호에 기초하여 백라이트의 휘도를 조절하여 상기 액정 표시 패널로 상기 휘도 조절된 백라이트를 공급하는 백라이트 유닛을 포함한다. 입력되는 영상 데이터에 따라서 백라이트의 휘도를 줄이면서도 영상의 표시 품질의 저하를 줄일 수 있고, 영상의 표시 품질의 저하를 최소화하면서도 액정 표시 장치의 소비 전력을 크게 절감시킬 수 있다.

백라이트, 영상 데이터, 휘도, 대각선 효과, 보상, 보정

Description

입력 영상 데이터에 따른 백라이트 휘도 조절 기능을 가지는 영상 데이터 처리 장치, 이를 가지는 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 구동 방법{Image data Processing Apparatus having function of adjusting luminance of backlight according to input image data, Liquid Crystal Display, and Method of driving the same}

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로서, 입력 영상 데이터에 따른 백라이트 휘도 조절 기능을 가지는 영상 데이터 처리 장치, 이를 가지는 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

디스플레이 장치 중 특히 액정표시장치는 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 랩탑 컴퓨터, 모니터, 티브이(TV) 등에서 영상을 디스플레이하는데 널리 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.

일반적으로 액정표시장치는 크게 액정 화소부와 구동부로 구분된다.

상기 액정 화소부는 픽셀 전극 및 박막트랜지스터(TFT)가 매트릭스 형태로 배열되는 하측 유리기판과, 공통전극 및 칼라 필터층이 형성되는 상측 유리기판, 그리고 상기 상측 및 하측 유리기판 사이에 채워지는 액정층으로 구성된다. 상기 액정 화소부에는 복수의 데이터 라인이 제1 방향으로 배열되고, 복수의 스캔 라인이 상기 제1 방향에 실질적으로 직각을 이루는 제2 방향을 따라서 배열된다.

상기 구동부는 외부의 그래픽 카드(graphic card)등으로부터 입력되는 영상 신호를 처리하여 복합 동기신호를 출력하는 영상신호 처리부와, 상기 영상신호 처리부에서 출력되는 복합 동기신호를 입력받아 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 분리하여 출력하고 모드 선택 신호에 따라 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(timing controller)와, 상기 타이밍 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와, 상기 타이밍 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 상기 스캔 라인에 순차적으로 구동 전압을 인가하는 게이트 구동부등으로 구성된다. 상기 종래 액정 표시 장치는 액정 표시 패널로 백라이트를 공급하는 램프부와 상기 램프부를 구동하는 램프 구동부를 더 포함한다. 상기 램프 구동부는 상기 타이밍 제어부로부터 디밍 제어신호(dimming control signal)를 제공받아 상기 램프부를 구동하여 상기 램프부의 휘도를 제어한다.

그러나, 종래 액정 표시 장치의 경우 입력되는 영상 데이터와 관계없이 상기 액정 표시 패널로 공급되는 백라이트가 최대 휘도로 켜져 있기 때문에 액정 표시 장치의 전력의 소모가 많게 된다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 입력 영상 데이터에 따라서 백라이트의 휘도를 줄이면서도 영상의 표시 품질의 저하를 최소화하기 위한 영상 데이터 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 제2 목적은 상기 영상 데이터 처리 장치를 가지는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 제3 목적은 입력 영상 데이터에 따라서 백라이트의 휘도를 줄이면서도 영상의 표시 품질의 저하를 최소화하기 위한 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 백라이트의 휘도를 조절하기 위한 백라이트 구동 신호를 액정 표시 패널로 제공하는 영상 데이터 처리 장치는, 외부로부터 입력 영상 데이터를 입력받아 상기 입력 영상 데이터를 복수의 분할 영역으로 분리하고, 상기 분리된 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 백라이트 구동 신호 생성부와, 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하여 상기 액정 표시 패널로 제공하는 변환 영상 데이터 생성부를 포함한다. 상기 영상 데이터 처리 장치는 한 프레임의 입력 영상 데이터- 여기서, 상기 입력 영상 데이터는 2ⁿ 계조를 나타내는 n(자연수) 비트의 디지털 값임-를 입력받아 제공하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 상기 백라이트 구동 신호 생성부는 상기 저장부에 저장된 상기 한 프레임의 입력 영상 데이터 중에서 소정 계조값 이상의 휘도를 가지는 픽셀의 비율에 상응하는 초기값을 구하는 초기값 추출부와, 상기 한 프레임의 입력 영상 데이터를 복수의 분할 영역으로 분리하는 영역 분리부와, 상기 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 백라이트 구동 신호 산출부를 포함할 수 있다. 상기 백라이트 구동 신호 산출부는 상기 복수의 분할 영역 각각에 대한 픽셀 단위의 입력 영상 데이터의 최대값 및 평균값을 구하여 상기 평균값에 차이값-여기서, 차이값은 상기 최대값과 상기 평균값의 휘도 차이값임-과 변화율을 곱한 값을 더하여 상기 백라이트 구동 신호를 생성하고, 상기 변화율은 하기의 수학식

(1 - 초기값) X (차이값/2ⁿ) + 초기값

에 의해 구해질 수 있다. 상기 변환 영상 데이터 생성부는 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 부근의 계조를 픽셀당 소정 계조값만큼 보정한 백라이트 데이터를 생성하는 경계면 보정부와, 상기 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 변환부를 포함할 수 있다. 상기 경계면 보정부는 상기 분할된 복수의 영역들간의 대각선 효과를 고려한 보정을 위해 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수직 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정하고, 상기 분할된 복수 의 영역들의 경계면 부근에서 수평 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정하여 상기 백라이트 데이터를 생성할 수 있다. 상기 영상 데이터 변환부는 상기 백라이트 데이터의 감소량만큼 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 증가시켜 변환 영상 데이터를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 액정 표시 장치는 입력 영상 데이터에 기초하여 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하고, 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 처리부와, 상기 변환 영상 데이터를 제공받아 상기 변환 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 액정 표시 패널과, 상기 백라이트 구동 신호에 기초하여 백라이트의 휘도를 조절하여 상기 액정 표시 패널로 상기 휘도 조절된 백라이트를 공급하는 백라이트 유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 제3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 액정 표시 장치 구동 방법은 한 프레임의 입력 영상 데이터-여기서, 상기 입력 영상 데이터는 2ⁿ 계조를 나타내는 n(자연수) 비트의 디지털 값임-를 복수의 분할 영역으로 분리하여 상기 분리된 복수의 분할 영역 각각에 대해 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 단계와, 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 단계와, 상기 백라이트 구동 신호에 기초하여 상기 백라이트의 휘도를 조절하여 액정 표시 패널로 상기 휘도 조절된 백라이트를 공급하는 단계와, 상기 변환 영상 데이터를 상기 액정 표시 패널로 제공하여 상기 변환 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 단계를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 입력되는 영상 데이터에 따라서 백라이트의 휘도를 줄이면서도 영상의 표시 품질의 저하를 줄일 수 있다.

또한, 영상의 표시 품질의 저하를 최소화하면서도 액정 표시 장치의 소비 전력을 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일 치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(10), 백라이트 유닛, 및 영상 데이터 처리부(100)를 포함한다. 백라이트 유닛은 백라이트(30) 및 백라이트 제어부(40)를 포함한다.

백라이트 유닛은 영상 데이터 처리부(100)로부터의 백라이트 구동 신호(27)에 기초하여 백라이트의 휘도를 조절하여 액정 표시 패널(10)로 상기 휘도 조절된 백라이트를 공급한다.

영상 데이터 처리부(100)는 그래픽 메모리등과 같은 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터(21)에 기초하여 복수의 분할 영역 각각에 대해 백라이트(30)를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성한다. 영상 데이터 처리부(100)는 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정하여 백라이트 데이터를 생성한 후 상기 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터(21)의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하여 액정 표시 패널(10)로 제공한다.

액정 표시 패널(10)은 화소부(1), 데이터 구동부(4) 및 게이트 구동부(6)를 포함한다. 액정 표시 패널(10)은 상기 변환 영상 데이터(23)를 제공받아 상기 변환 영상 데이터(23)에 상응하는 영상을 표시한다.

게이트 구동부(6)는 스캔 제어 신호(25)에 응답하여 복수의 스캔 라인들 중 적어도 하나를 선택하기 위한 복수의 스캔 라인 신호(G1, G2, ..., Gn-1, Gn)를 화소부(1)로 제공한다. 데이터 구동부(4)는 영상 데이터 처리부(100)로부터 변환 영상 데이터(23)를 입력받아 영상 데이터 신호를 복수의 데이터 라인들(D1, D2, ..., Dn-1, Dn)을 통해 화소부(1)로 제공한다.

화소부(1)는 상기 데이터 라인 및 스캔 라인과 연결된 박막트랜지스터를 포함한 액정 화소가 매트릭스 형상으로 형성된다. 상기 데이터 라인으로 인가된 영상데이터는 상기 스캔 라인으로 인가된 스캔 라인 신호에 의해 상기 박막 트랜지스터를 스위칭하여 상기 액정 화소에 입력된다.

도 2는 도 1의 영상데이터처리부의 세부 구성을 도시한 블록도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 영상 데이터 처리부(100)는 저장부(110), 백라이트 구동 신호 생성부(150) 및 변환 영상 데이터 생성부(180)을 포함한다.

백라이트 구동 신호 생성부(150)는 초기값 추출부(120), 영역 분리부(130), 백라이트 구동 신호 산출부(140)를 포함할 수 있다. 변환 영상 데이터 생성부(180)는 경계면 보상부(160) 및 영상 데이터 변환부(170)를 포함할 수 있다.

저장부(110)는 액정 표시 패널에 표시될 1 프레임 표시분의 입력 영상 데이터(21)를 저장한다(단계 S810). 여기서, 상기 입력 영상 데이터(21)는 m개의 계조 레벨이 표현될 수 있는 n비트의 디지털 데이터이며, m=2ⁿ의 관계를 가진다. 예를 들어, 입력 영상데이터(21)가 R, G, B 표현이 가능한 8비트 데이터일 경우, 상기 R, G, B 입력 영상데이터는 각각 2⁸=26, 즉 256 계조를 표현할 수 있다.

초기값 추출부(120)는 저장부(110)에 저장된 1 프레임의 입력 영상 데이터 중에서 소정 계조값 이상의 휘도를 가지는 픽셀의 비율에 상응하는 초기값을 추출한다(단계 S820). 예를 들어, 상기 초기값은 1 프레임의 입력 영상 데이터 중에서 최대 휘도의 1/2 이상의 휘도에 상응하는 휘도를 가지는 픽셀들의 비율에 따라 결정될 수 있다. 에 따라 초기값을 추출한다. 예를 들어, 8비트 데이터, 즉 256계조를 표현 가능한 입력 영상 데이터일 경우, 1 프레임의 픽셀 데이터들 중에 128 계조 이상의 휘도를 가지는 픽셀들의 비율을 구하여 초기값을 추출할 수 있다.

영역 분리부(130)는 액정 표시 장치의 크기와 해상도에 따라 정해진 복수의 분할 영역으로 입력 영상 데이터(21)를 분리한다(단계 S830). 예를 들어, Full-HD 해상도(1920 X 1080)를 8 x 8(64개)의 분할 영역으로 분리하면, 하나의 분할 영역은 32,400개(240 X 135)의 픽셀을 가진다.

백라이트 구동 신호 산출부(140)는 상기 분할된 영상 데이터에서 데이터의 최대값, 평균값과 차이값을 계산하여(단계 S840) 백라이트 구동 신호(27)를 구한다(단계 S850). 상기 분할된 영상 데이터를 픽셀 단위로 모두 비교하여 최대값과 평균값을 계산하고, 상기 계산된 최대값과 평균값을 이용하여 차이값을 계산한다. 상기 차이값은 영상 데이터의 최대값과 평균값의 휘도 차이값을 나타낸다.

상기 백라이트 구동신호(27)는 상기 평균값에 상기 차이값과 변화율의 곱을 더하여 얻을 수 있다.

도 3은 도 1의 백라이트 구동 신호 산출부에서의 변화율을 산출하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.

상기 변화율은 도 3과 같이 다음의 수학식 1에 의해 구할 수 있다.

변화율 = (1-초기값) X (차이값 / m) + 초기값

예를 들어, 8비트(m=256)의 입력 영상 데이터(21)에서 추출된 초기값이 0.5이고, 분할 영역의 최대값이 200 계조, 평균값이 100계조 일 때, 계산된 차이값은 100이되고, 변화율은 0.695가 된다. 이에 상기 분할 영역의 백라이트 구동신호는 170 계조에 해당하는 백라이트 전력신호가 된다.

백라이트 구동 신호 산출부(140)에 의해 생성된 백라이트 구동신호(27)는 백라이트 제어부(40)로 입력되어 백라이트(30)를 구동한다. 백라이트(30)는 액정 표시 패널(10)로 빛을 공급한다. 예를 들어, 백라이트(30)는 액정 표시 패널(10)로 영역별로 분리하여 빛을 공급할 수 있는 형광 램프 또는 LED 램프로 구현될 수 있다.

도 4는 도 1의 경계면 보상부에서의 보상 연산을 설명하기 위한 개념도이다. 도 5 내지 도 7은 도 1의 경계면 보상부에서의 2단계 백라이트 데이터 연산을 설명 하기 위한 개념도이다.

경계면 보상부(160)는 상기 분할된 복수의 영역의 경계면 부근의 계조를 픽셀당 소정 계조값만큼 보정한 백라이트 데이터를 생성한다(단계 S860). 경계면 보상부(160)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 분할된 복수의 영역들간의 대각선 효과를 고려한 보정을 위해, 도 6에 되시된 바와 같이 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수직 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정하고, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수평 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 픽셀당 소정 계조씩 보정하여 상기 백라이트 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서는 상기 수직 방향으로 보정한 후 수평 방향으로 보정하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 수평 방향으로 보정한 후 수직 방향으로 보정할 수도 있음은 물론이다.

경계면 보상부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이 LED의 조도 범위를 고려하여 분할된 분할 영역의 경계면 부근의 데이터를 선형적으로 변화시키며, 도 5와 같이 분할된 영역의 모서리에 대한 연산을 위해 상기 수평 방향으로 보정된 데이터를 이용하여 상기 수직 방향으로 보정된 데이터를 생성함으로써 2단계로 보정을 수행한다. 예를 들어, 서로 인접하며, 100 계조와 160 계조를 가지고, 빛이 분산되어 영향을 미치는 누화 거리가 30 픽셀인 두개의 분할 영역의 경우, 두 분할 영역의 경계면에서 픽셀간에 2계조씩 변화하는 백라이트 데이터를 생성할 수 있다.

영상 데이터 변환부(170)는 최대 휘도에 비하여 경계면 보상부(160)에서 생성된 백라이트 데이터의 감소량만큼 입력 영상 데이터(21)를 증가시켜 변환 영상 데이터(23)를 생성한다(단계 S870). 예를들어, 8비트인 입력 영상 데이터의 픽셀 데이터가 150 계조이고, 상기 백라이트 데이터가 200 계조이면, 상기 백라이트 데이터의 감소량은 55(255-200)가 되므로, 상기 픽셀 데이터를 205 계조로 변화시켜 상기 변환 영상 데이터를 생성할 수 있다.

상기와 같이 영상 데이터 변환부(170)에 의해 휘도가 변환된 변환 영상 데이터(23)가 출력되고, 상기 출력된 변환 영상 데이터(27)는 액정 표시 패널(10)로 입력되어 영상을 표시한다. 상기 변환 영상 데이터(27)에 의해 액정 표시 패널(10)에 표시되는 영상은 백라이트 휘도에도 불구하고 상기 입력 영상 데이터와 동일한 휘도를 나타낼 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래의 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 화소 회로의 회로도이다.

도 2는 도 1의 영상데이터처리부의 세부 구성을 도시한 블록도이다. 도3은 본 발명의 실시예에 따른 변화율을 설명하기 위한 그래프이다.

도 4는 도 1의 경계면 보상부에서의 보상 연산을 설명하기 위한 개념도이다.

도 5 내지 도 7은 도 1의 경계면 보상부에서의 2단계 백라이트 데이터 연산을 설명하기 위한 개념도이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims

입력 영상 데이터에 기초하여 복수의 분할 영역 각각에 대해 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하고, 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 처리부;

상기 변환 영상 데이터를 제공받아 상기 변환 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 액정 표시 패널; 및

상기 백라이트 구동 신호에 기초하여 백라이트의 휘도를 조절하여 상기 액정 표시 패널로 상기 휘도 조절된 백라이트를 공급하는 백라이트 유닛을 포함하되,

상기 영상 데이터 처리부는 상기 복수의 분할 영역 각각에 대한 픽셀 단위의 입력 영상 데이터의 최대값 및 평균값을 구하여 상기 평균값에 차이값-여기서, 차이값은 상기 최대값과 상기 평균값의 휘도 차이값임-과 변화율을 곱한 값을 더하여 상기 백라이트 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 영상 데이터 처리부는

한 프레임의 입력 영상 데이터-여기서, 상기 입력 영상 데이터는 2ⁿ 계조를 나타내는 n(자연수) 비트의 디지털 값임-를 입력받아 제공하는 저장부;

상기 한 프레임의 입력 영상 데이터를 복수의 분할 영역으로 분리하고, 상기 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 백라이트 구동 신호 생성부; 및

상기 분할된 복수의 영역의 경계면 부근의 픽셀들의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 변환 영상 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 백라이트 구동 신호 생성부는

상기 저장부에 저장된 상기 한 프레임의 입력 영상 데이터 중에서 미리 설정된 계조값 이상의 휘도를 가지는 픽셀의 비율에 상응하는 초기값을 구하는 초기값 추출부;

상기 한 프레임의 입력 영상 데이터를 복수의 분할 영역으로 분리하는 영역 분리부; 및

상기 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 백라이트 구동 신호 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 초기값은

상기 한 프레임의 입력 영상 데이터 중에서 최대 휘도의 1/2 이상의 휘도에 상응하는 휘도를 가지는 픽셀들의 비율에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 변화율은 하기의 수학식

(1 - 초기값) X (차이값/2ⁿ) + 초기값

에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 변환 영상 데이터 생성부는

상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터를 생성하는 경계면 보정부; 및

상기 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 경계면 보정부는

상기 분할된 복수의 영역들간의 대각선 효과를 고려한 보정을 위해 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수직 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정하고, 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수평 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정하여 상기 백라이트 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 영상 데이터 변환부는

상기 백라이트 데이터의 감소량만큼 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 증가시켜 변환 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
백라이트의 휘도를 조절하기 위한 백라이트 구동 신호를 액정 표시 패널로 제공하는 영상 데이터 처리 장치에 있어서,

외부로부터 입력 영상 데이터를 입력받아 상기 입력 영상 데이터를 복수의 분할 영역으로 분리하고, 상기 분리된 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 백라이트 구동 신호 생성부; 및

상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하여 상기 액정 표시 패널로 제공하는 변환 영상 데이터 생성부를 포함하되,

상기 백라이트 구동 신호 생성부는 상기 복수의 분할 영역 각각에 대한 픽셀 단위의 입력 영상 데이터의 최대값 및 평균값을 구하여 상기 평균값에 차이값-여기서, 차이값은 상기 최대값과 상기 평균값의 휘도 차이값임-과 변화율을 곱한 값을 더하여 상기 백라이트 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
제10항에 있어서, 상기 영상 데이터 처리 장치는

한 프레임의 입력 영상 데이터-여기서, 상기 입력 영상 데이터는 2ⁿ 계조를 나타내는 n(자연수) 비트의 디지털 값임-를 입력받아 제공하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
제11항에 있어서, 상기 백라이트 구동 신호 생성부는

상기 저장부에 저장된 상기 한 프레임의 입력 영상 데이터 중에서 미리 설정된 계조값 이상의 휘도를 가지는 픽셀의 비율에 상응하는 초기값을 구하는 초기값 추출부;

상기 한 프레임의 입력 영상 데이터를 복수의 분할 영역으로 분리하는 영역 분리부; 및

상기 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 백라이트 구동 신호 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
제10항에 있어서, 상기 백라이트 구동 신호 생성부는

상기 변화율을 하기의 수학식

(1 - 초기값) X (차이값/2ⁿ) + 초기값

을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
제12항에 있어서, 상기 변환 영상 데이터 생성부는

상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터를 생성하는 경계면 보정부; 및

상기 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 영상 데이터 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
제14항에 있어서, 상기 경계면 보정부는

상기 분할된 복수의 영역들간의 대각선 효과를 고려한 보정을 위해 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수직 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정하고, 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수평 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정하여 상기 백라이트 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
제14항에 있어서, 상기 영상 데이터 변환부는

상기 백라이트 데이터의 감소량만큼 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 증가시켜 변환 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
한 프레임의 입력 영상 데이터-여기서, 상기 입력 영상 데이터는 2ⁿ 계조를 나타내는 n(자연수) 비트의 디지털 값임-를 복수의 분할 영역으로 분리하여 상기 분리된 복수의 분할 영역 각각에 대해 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 단계;

상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 단계;

상기 백라이트 구동 신호에 기초하여 상기 백라이트의 휘도를 조절하여 액정 표시 패널로 상기 휘도 조절된 백라이트를 공급하는 단계; 및

상기 변환 영상 데이터를 상기 액정 표시 패널로 제공하여 상기 변환 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 단계를 포함하되,

상기 백라이트 구동 신호는 상기 복수의 분할 영역 각각에 대한 픽셀 단위의 입력 영상 데이터의 최대값 및 평균값을 구하여 상기 평균값에 차이값-여기서, 차이값은 상기 최대값과 상기 평균값의 휘도 차이값임-과 변화율을 곱한 값을 더하여 생성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 구동 방법.
제17항에 있어서, 상기 백라이트 구동 신호를 생성하는 단계는

상기 한 프레임의 입력 영상 데이터 중에서 미리 설정된 계조값 이상의 휘도를 가지는 픽셀의 비율에 상응하는 초기값을 구하는 단계;

상기 한 프레임의 입력 영상 데이터를 복수의 분할 영역으로 분리하는 단계; 및

상기 복수의 분할 영역 각각에 대해 상기 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 구동 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 구동 방법.
제17항에 있어서,

상기 변화율은 하기의 수학식

(1 - 초기값) X (차이값/2ⁿ) + 초기값

에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 구동 방법.
제17항에 있어서, 상기 변환 영상 데이터를 생성하는 단계는

상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터를 생성하는 단계; 및

상기 백라이트 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 변환시킨 변환 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 구동 방법.
제20항에 있어서, 상기 분할된 복수의 영역의 경계면의 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정한 백라이트 데이터를 생성하는 단계는

상기 분할된 복수의 영역들간의 대각선 효과를 고려한 보정을 위해 상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수직 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정하는 단계; 및

상기 분할된 복수의 영역들의 경계면 부근에서 수평 방향으로 상기 경계면 부근의 계조를 각 픽셀별로 보정하여 상기 백라이트 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 구동 방법.
제17항에 있어서, 상기 변환 영상 데이터를 생성하는 단계는

상기 백라이트 데이터의 감소량만큼 상기 입력 영상 데이터의 휘도를 증가시켜 변환 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 구동 방법.