KR100985571B1

KR100985571B1 - 디스플레이 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR100985571B1
Application number: KR1020040041128A
Authority: KR
Inventors: 백흠일
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2004-06-05
Publication date: 2010-10-05
Also published as: US20050151711A1; US7554565B2; CN100382608C; KR20050069865A; CN1637842A

Abstract

본 발명의 목적은, 높은 대비비를 가지며 선명한 영상을 표현할 수 있는 디스플레이 및 그 구동방법을 제공함에 있다.

본 발명은, 레드, 그린, 블루 색을 각각 표시하기 위한 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 속성 신호를 생성하는 속성 신호 발생부와; 상기 속성 신호를 사용하여 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)로 변환하는 신호 처리부와; 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각을 입력받는 R, G, B 서브 화소가 하나의 화소를 이루고, 상기 화소가 다수 배치된 영상 표시부를 포함하며, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B _o) 각각은, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 중 하나가 나머지 신호 레벨과 다른 경우에, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 이하의 신호 레벨을 갖는 디스플레이를 제공한다.

본 발명은, 입력 영상 신호를 영상 대비 팩터와 연산시 사용되는 화이트 영상 신호를 사용하여 출력 레벨을 조절함으로써, 대비비가 높은 영상을 표시할 수 있는 효과가 있다.

Description

디스플레이 및 그 구동방법{Display device and driving method of the same}

도 1은 비발광형 디스플레이로서 종래의 액정표시장치를 도시한 도면.

도 2는 종래의 액정표시장치의 감마 커브를 도시한 도면.

도 3은 종래의 액정표시장치의 화상을 표시한 사진.

도 4a와 4b는 본 발명의 실시예에 따른, 비발광형 디스플레이로서 액정표시장치를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 감마 커브를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 화상을 표시한 사진.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

270 : 입력 신호 처리부 271 : 제 1 신호 변환부

272 : 산술 연산부 273 : 제 2 신호 변환부

본 발명은 액정표시장치를 포함하는 디스플레이 및 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치를 포함하는 비발광형 디스플레이는, 색을 표시하는 화소가 매트릭스 형태로 배열되며, 별도의 광원을 조사하여 화상을 표시하게 된다.

도 1은 비발광형 디스플레이로서 종래의 액정표시장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(100)에는 신호제어부(130), 계조전압 발생부(120), 게이트 구동부(140), 데이터 구동부(150), 액정 패널(160)이 위치한다.

신호제어부(130)는 R(Red : 레드), G(Green : 그린), B(Blue : 블루) 영상 신호를 적합하게 변환하여 데이터 구동부(150)에 출력한다. 그리고, 동기신호 등 화상 표시에 필요한 각종 제어 신호를 게이트 구동부(140), 데이터 구동부(150) 등에 출력한다.

계조 전압 발생부(120)는 데이터 구동부(150)에 i-계조에 대응하는 전압(V₁~V_i)을 제공한다. 예를 들면, 입력되는 R, G, B 신호가 8 비트(bit)인 경우, 계조 전압 발생부(120)는 2⁸에 대응하는 256 계조의 전압(V₁~V₂₅₆)을 발생시킨다.

게이트 구동부(140)는 신호제어부(130)로부터 받은 제어 신호에 의해 게이트 배선(145)에 주사 신호를 출력하며, 데이터 구동부(150)는 신호제어부(130)로부터 받은 제어 신호에 의해 데이터 배선(155)에 영상 신호를 출력한다.

영상표시부인 액정 패널(160)에는 R, G, B 각각의 색을 표현하기 위해, R, G, B 각 서브 화소 마다 게이트 및 데이터 배선(145, 155)과 연결되는 박막트랜지스터(T), 액정 커패시터(C_LC), 스토리지 커패시터(C_ST)가 위치한다. 여기서, R, G, B 세 개의 서브 화소는 하나의 화소를 이루어 영상을 표시하게 된다.

박막트랜지스터(T)의 게이트 단자는 게이트 배선(145)과 연결되고, 소스 단자는 데이터 배선(155)과 연결된다. 액정 커패시터(C_LC)는 박막트랜지스터(T) 드레인 단자 및 공통 전압(미도시)과 연결된다. 그리고, 스토리지 커패시터(C_ST)는 드레인 단자 및 전단의 게이트 배선(145)과 연결된다.

이하, 위와 같은 구성을 가지는 종래의 액정표시장치가 구동되는 방법을 설명한다.

하나의 프레임 동안 게이트 배선(145)이 순차적으로 선택되고, 선택된 게이트 배선(145)에는 주사 신호가 인가된다. 선택된 게이트 배선(145)의 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극에 온(ON) 상태의 주사 신호가 인가되면, 선택된 게이트 배선(145)에 위치하는 박막트랜지스터(T)는 온 상태가 되고, 채널(channel)은 열리게 된다.

여기서, 데이터 구동부(150)에서는 R, G, B 영상 신호를 R, G, B 서브 화소 각각에 대응되는 데이터 배선(155)에 전달하게 되고, 전달된 영상 신호는 선택된 게이트 배선에 연결된 서브 화소의 액정 커패시터(C_LC)와 스토리지 커패시터(C_ST)에 충전된다.

게이트 배선(145)에 오프(OFF) 상태의 주사 신호가 인가 되면 박막트랜지스터(T)는 오프 상태가 되어 채널은 닫히게 되고, 액정 커패시터(C_LC)와 스토리지 커패시터(C_ST)에 충전된 전압은 유지된다.

전술한 바와 같은 동작을 통해 종래의 액정표시장치는 R, G, B 세 개의 서브 화소를 통해 영상을 표시하게 된다.

도 2는 종래의 액정표시장치의 감마 커브를 도시한 도면이다. 여기서, 도 2는 감마(γ) 값이 2.2 인 경우의 W(white) 색과, R, G, B 각각의 단색의 감마 커브를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, W 색은, R, G, B 단색과 감마커브가 일치하게 된다. 즉, W 색은 R, G, B 단색과 영상 표시에서, 동일한 레벨의 입력 신호에 대해 동일한 휘도를 가지게 된다.

따라서, 단색으로 표시되는 화상 영역은 화이트 색을 표시하는 화상 영역과 휘도차가 발생하지 않아, 높은 대비비를 갖는 영상을 표시할 수 없게 되고, 그에 따라 영상의 선명도가 저하된다.

도 3은 종래의 액정표시장치의 영상을 표시한 사진이다.

도시한 바와 같이, 사진에 도시된 헬리콥터 동체의 밝기와, 풀숲의 밝기는 커다란 차이를 보이지 못하게 된다. 따라서, 낮은 영상 대비비를 갖고, 전체적으로 영상의 선명도가 저하된다.

전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 높은 대비비를 가지며 선명한 영상을 표현할 수 있는 디스플레이 및 그 구동방법을 제공함에 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 레드, 그린, 블루 색을 각각 표시하기 위한 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 속성 신호를 생성하는 속성 신호 발생부와; 상기 속성 신호를 사용하여 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G _o, B_o)로 변환하는 신호 처리부와; 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각을 입력받는 R, G, B 서브 화소가 하나의 화소를 이루고, 상기 화소가 다수 배치된 영상 표시부를 포함하며, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각은, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 중 하나가 나머지 신호 레벨과 다른 경우에, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 이하의 신호 레벨을 갖는 디스플레이를 제공한다.

여기서, 상기 속성 신호 발생부는, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 중 최대 신호(MAX)과 최소 신호(MIN)을 추 출하는 최대·최소 신호 추출부와; 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 영상 대비 팩터(α, 0≤α ≤1)를 생성하는 영상 대비 팩터 발생부와; 상기 최소 신호(MIN)를 통해 중간 신호(W)를 생성하는 중간 신호 발생부를 포함할 수 있다. 상기 신호 처리부는, 상기 영상 대피 팩터(α)와, 상기 최대 신호(MAX)와, 상기 중간 신호(W)를 통해 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 출력할 수 있다. 상기 중간 신호(W)는, W = Min(R_i, G _i, B_i)^k 의 관계식에 따라 발생되고, 상기 k는 실수일 수 있다. 상기 신호 처리부는, (R_o, G_o, B_o) = ((1 - α) ×MAX + αW)/ MAX ×(R_i, G_i, B_i) 의 연산 관계식에 따라, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R _o, G_o, B_o)를 출력할 수 있다.

그리고, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 L^* 신호 영역에서 Y 신호 영역으로 변환하여 상기 속성 신호 발생부에 전달하는 제 1 신호 영역 변환부와; 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 Y 신호 영역에서 L ^* 신호 영역으로 변환하여 상기 영상 표시부에 전달하는 제 2 신호 영역 변환부를 더욱 포함할 수 있다. 상기 제 1, 2 신호 영역 변환부는 입력 신호에 대응하는 출력 신호가 테이블로 이루어진 룩업 테이블을 사용할 수 있다.

또한, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 타이밍에 따라 제어하여 상기 영상 표시부에 전달하는 신호 제어부를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상 표시부에 빛을 공급하는 광원을 더욱 포함할 수 있다.

또한, 상기 화소는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결되는 액정 커패시터를 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은, 레드, 그린, 블루 색을 각각 표시하기 위한 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 속성 신호를 생성하는 속성 신호 발생 단계와; 상기 속성 신호를 사용하여 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)로 변환하는 신호 처리 단계와; 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각을 입력받는 R, G, B 서브 화소가 하나의 화소를 이루고, 상기 화소가 다수 배치된 영상 표시부를 통해 영상을 표시하는 영상 표시 단계를 포함하고, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각은, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 중 하나가 나머지 신호 레벨과 다른 경우에, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 이하의 신호 레벨을 갖는 디스플레이 구동방법을 제공한다.

여기서, 상기 속성 신호 발생 단계는, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 최대 신호(MAX)과 최소 신호(MIN)을 추출하는 최대·최소 신호 추출 단계와; 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 영상 대비 팩터(α, 0 ≤α≤1)를 생성하는 영상 대비 팩터 발생 단계와; 상기 최소 신호(MIN)를 통해 중간 신호(W)를 생성하는 중간 신호 발생 단계를 포함할 수 있다. 상기 신호 처리 단계는, 상기 영상 대피 팩터(α)와, 상기 최대 신호(MAX)와, 상기 중간 신호(W)를 통해, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 출력할 수 있다. 상기 중간 신호(W)는, W = Min(R _i, G_i, B_i)^k

의 관계식에 따라 발생되고, 상기 k는 실수일 수 있다. 상기 신호 처리 단계는, (R_o, G_o, B_o) = ((1 - α) ×MAX + αW)/ MAX ×(R_i, G _i, B_i) 의 연산 관계식에 따라, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 출력할 수 있다.

그리고, 상기 속성 신호 발생 단계 전에, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 L^* 신호 영역에서 Y 신호 영역으로 변환하는 제 1 신호 영역 변환 단계와; 상기 영상 표시 단계 전에, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 Y 신호 영역에서 L^* 신호 영역으로 변환하는 제 2 신호 영역 변환 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 제 1, 2 신호 영역 변환 단계는 입력 신호에 대응하는 출력 신호가 테이블로 구성된 룩업 테이블을 사용할 수 있다.

또한, 상기 영상 표시 단계 전에, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 를 타이밍에 따라 제어하여 상기 영상 표시부에 전달하는 신호 제어 단계를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상 표시부에 빛을 공급하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 4a와 4b는 본 발명의 실시예에 따른, 비발광형 디스플레이인 액정표시장치를 도시한 도면으로서, 도 4b는 도 4a의 영상신호 처리부를 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에서는 비발광형 디스플레이의 일예로서 액정표시장치를 예로 들어 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, R, G, B 영상 신호를 영상 신호 처리부를 이용하여 변환함으로써, 종래에 비해 높은 영상 대비비와 선명한 영상을 구현한다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(200)에는 신호제어부(230), 계조전압 발생부(220), 게이트 구동부(240), 데이터 구동부(250), 액정 패널(260)이 위치한다. 그리고, R, G, B 영상 신호를 변환하여 신호제어부에 전달하는 영상신호 변환부(270)가 위치한다.

신호제어부(230)는 영상신호 변환부(270)로부터 변환된 R, G, B 영상 신호를 데이터 구동부(250)에 출력한다. 그리고, 동기신호 등 영상 표시에 필요한 각종 제 어 신호를 생성하여 게이트 구동부(240)와 데이터 구동부(250)에 전달한다.

계조 전압 발생부(220)는 데이터 구동부(250)에 i-계조에 대응하는 전압(V₁~V_i)을 제공한다. 예를 들면, 입력되는 R, G, B 신호가 8 비트(bit)인 경우, 계조 전압 발생부(220)는 2⁸에 대응하는 256 계조의 전압(V₁~V₂₅₆)을 발생시킨다.

게이트 구동부(240)는 신호제어부(230)로부터 받은 제어 신호에 의해 게이트 배선(245)에 주사 신호를 출력하며, 데이터 구동부(250)는 신호제어부(230)로부터 받은 제어 신호에 의해 데이터 배선(255)에 영상 신호를 출력한다.

영상 표시부인 액정 패널(260)은 R, G, B 색을 표시하기 위한 R, G, B 각 서브 화소 마다 게이트 및 데이터 배선(245, 255)과 연결되는 박막트랜지스터(T), 액정 커패시터(C_LC), 스토리지 커패시터(C_ST)가 위치한다. 여기서, R, G, B 세 개의 서브 화소는 하나의 화소를 이루어 영상을 표시하게 된다.

박막트랜지스터(T)의 게이트 단자는 게이트 배선(245)과 연결되고, 소스 단자는 데이터 배선(255)과 연결된다. 화소 전극 및 공통 전극과 두 전극 사이의 액정으로 구성되는 액정 커패시터(C_LC)는 박막트랜지스터(T)의 드레인 단자 및 공통 전압(미도시)과 연결된다. 그리고, 스토리지 커패시터(C_ST)는 드레인 단자 및 전단의 게이트 배선(245)과 연결된다.

영상신호 변환부(270)는 R, G, B 영상 신호를 변환하여 신호 제어부(230)에 전달한다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 영상신호 변환부(270)는, 영상 신호의 신호 영역을 변환하는 제 1, 2 신호 영역 변환부(271, 272)와, 영상 대비 조절부(273)를 포함한다.

제 1 신호 영역 변환부(271)는 영상 신호의 신호 영역을 변환하는 기능을 하게 된다. 제 1 신호 영역 변환부(271)는, 영상 신호를 입력하는 입력부(290)로부터 출력된 L^* 신호 영역의 소스 영상 신호(R_s, G_s, B_s)를 Y 신호 영역의 제 1 영상 신호(Ri, Gi, Bi)로 변환하여 영상 대비 조절부(273)에 전달한다.

제 1 신호 영역 변환부(271)는,

L^* = 116(Y/Y_n)^1/3 - 16

의 역함수인 제 1 신호 영역 변환식에 따라, 소스 영상 신호(R_s, G_s, B_s)를 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)로 변환하게 된다. 여기서, L^* 신호 영역의 신호는 사람이 느끼는 빛의 휘도치(lightness 또는 brightness)이며, Y 신호 영역의 신호는 빛의 휘도 측정 기계가 느끼는 휘도치 (luminance)이고, Y_n은 광원의 휘도치(luminance)이다.

특히, 제 1 신호 영역 변환부(271)는 영상 신호의 효율적인 변환을 위해, 제 1 신호 영역 변환식을 룩업 테이블(Look-Up Table)을 사용할 수 있다. 룩업 테이블은 제 1 신호 영역 변환식에 따라 내부에 입력 신호에 대응되는 출력 신호가 테이블로 구성되어, 소스 영상 신호(R_s, G_s, B_s)가 입력되면 룩업 테이블 상에 마련된 출력 값인 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)가 출력된다.

영상 대비 조절부(273)는 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 일정 비율로 변환하게 된다. 영상 대비 조절부(273)는 속성 신호 발생부(274)와 신호 처리부(278)를 포함한다.

속성 신호 발생부(274)는 MIN·MAX(최소·최대) 신호 추출부(275), 중간 신호 발생부(276), 영상 대비 팩터 발생부(277)를 포함한다.

MIN·MAX 신호 추출부(275)는, 제 1 영상신호(R_i, G_i, B_i)의 최대 신호(MAX)와 최소 신호(MIN)를 추출하는 기능을 한다.

즉, MIN·MAX 신호 추출부(275)는,

MIN = Min(R_i, G_i, B_i)

MAX = Max(R_i, G_i, B_i)

와 같은 최대 및 최소 신호(MAX, MIN)를 추출하게 된다.

MIN·MAX 신호 추출부(275)를 통해 추출된 최대 신호(MAX)는 신호 처리부(278)로 입력된다. 그리고, 최소 신호(MIN)는 중간 신호 발생부(275)로 입력된다.

중간 신호 발생부(276)는 중간 신호(W), 즉 가상의 화이트 영상 신호(W)를 발생시켜 신호 처리부(278)에 출력하게 된다. 중간 신호(W)는 신호 처리부(276)의 연산 과정에 사용되기 위해 발생되는 신호이다.

중간 신호 발생부(276)는 MIN·MAX 신호 추출부(275)로부터 발생된 최소 신호(MIN)를 사용하여 중간 신호(W)를 출력하게 된다.

생성되는 중간 신호(W)는,

W = Min(R_i, G_i, B_i)^k

과 같은 중간 신호 발생 관계식에 의해 발생된다. 여기서, k 는 실수 영역에 해당되는 값을 가지게 된다. k = 1 인 경우에는 중간 신호(W)는 최소 신호(MIN)가 된다.

영상 대비 팩터 발생부(277)는 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 영상 대비 팩터인 α 를 발생시켜 신호 처리부(278)에 출력하게 된다. 영상 대비 팩터 α 는, 0≤α≤1 의 범위를 갖는다.

신호 처리부(278)는 최대 신호(MAX), 중간 신호(W), 영상 대비 팩터(α)를 이용하여 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 제 2 영상 신호(R_i`, G_i`, B_i`)로 변환하여 출력하게 된다.

신호 처리부(278)는 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 신호 연산식에 따라 연산하여 제 2 영상 신호(R_i`, G_i`, B_i`)를 출력하게 되는데, 제 2 영상 신호(R _i`, G_i`, B_i`)는 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 이하의 값을 갖게 된다.

신호 연산부(276)는, 예를 들면,

R_i`, G_i`, B_i` = ((1 - α) ×MAX + αW)/ MAX ×R_i, G _i, B_i

의 연산 관계식을 사용하게 된다. 여기서,

0≤((1 - α) ×MAX + αW)/ MAX≤1

과 같은 범위를 갖게 된다. 따라서, 제 2 영상 신호(R_i`, G_i`, B_i`)는 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 일정 비율, 즉 0 이상 1 이하의 비율에 해당되는 값을 가지게 된다.

이하, 신호 처리부에서의 연산 과정에 대해 구체적인 예를 들어 보다 상세히 설명한다.

영상 대비 팩터(α)가 0.5 이고, 중간 신호(W)가 최소 신호(MIN)인 경우를 예로 들어 설명한다.

α = 0.5 이고, W = MIN 인 경우에, 연산 관계식은,

(R_i`, G_i`, B_i`) = (MAX + W)/(2 ×MAX) ×(R_i, G_i, B_i)

이다. 여기서, 단색으로서 레드색을 표시하는 경우에, G_i, B_i의 신호 레벨은,

G_i = B_i = 0

이 되고,

W = Min(R_i, G_i, B_i) = 0

이 되고,

MAX = Max(R_i, G_i, B_i ) = R_i

이 된다. 따라서, 연산 관계식에 의해,

R_i` = (MAX + W)/(2 ×MAX) ×R_i = (R_i + 0)/(2 ×R_i) ×R _i = R_i/2

가 된다.

따라서, 레드색을 표시하는 경우에, 영상 신호 R_i` 는 영상 신호 R_i 의 1/2 배의 신호 레벨을 가지게 된다.

여기서, 영상 신호 R_i 의 신호 레벨을 "H" 라고 하면,

R_i` = R_i/2 = H/2

가 된다.

한편, 화이트 색을 표시하는 경우에, 영상 신호의 레벨이

R_i = G_i = B_i = H

와 같이 레드 색을 표시하는 경우와 동일한 신호 레벨 "H"가 되면,

W = Min(R_i, G_i, B_i ) = H

가 되고,

MAX = Max(R_i, G_i, B_i ) = H

이 된다. 따라서, 연산 관계식에 의해,

R_i`, G_i`, B_i` = (MAX + W)/(2 ×MAX) ×R_i, G_i, B_i = (H + H)/(2 ×H) ×H = H

가 된다.

따라서, 화이트 색을 표시하는 경우에, 영상 신호 R_i`, G_i`, B_i` 는 영상 신호 R_i, G_i, B_i 와 같은 "H" 신호 레벨을 가지게 된다.

전술한 바와 같이, α= 0.5이고, W = MIN 인 경우에, 레드 색을 표시하는 화상 영역에 비해 화이트 색을 표시하는 화상 영역이 2 배 높은 신호 레벨을 갖게 된다. 이와 같은 경우는, 그린 색과 블루 색을 표시하는 경우에도 마찬가지로 적용된다.

따라서, 화이트 색을 표시하는 화상 영역이 단색을 표시하는 화상 영역에 비해 더욱 밝게 보이게 되어, 대비비가 높은 영상을 표시하게 된다. 또한, 단색 이외의 다른 색에 대해서도 연산 관계식에 따르면 출력 신호가 입력 신호에 비해 더 낮은 레벨을 갖게 됨에 따라, 화이트 색은 더욱 밝게 보이게 되어, 대비비가 높은 영상을 표시하게 된다.

영상 대비 팩터(α)는, 연산 관계식에서 나타난 바와 같이, 제 1 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 출력 레벨을 조절하여 영상의 대비비를 조절하게 되는데, 영상 대비 팩터(α)가 증가하게 되면 영상 대비비 역시 증가하게 되고, 영상 대비 팩터(α)가 감소하게 되면 영상 대비비 역시 감소하게 된다.

예를 들면, α= 0.3 에서, 레드 색을 표시하는 경우에,

R_i` = 0.7 R_i

이 된다. 즉, 동일한 제 1 영상 신호 레벨로 화이트를 표시하는 경우에 비해 출력 레벨은 0.7 배가 된다.

한편, 중간 신호 W는

W = Min(R_i, G_i, B_i)^k

과 같은 중간 신호 관계식에 따라 그 값이 정해지게 되는데, 이에 따라 신호 처리부(278)를 통해 출력되는 영상 신호 레벨은 변화된다.

신호 처리부(278)를 통해 출력된 제 2 영상 신호(R_i`, G_i`, B_i`)는 제 2 신호 영역 변환부(272)를 통해 신호 영역이 변환된다. Y 신호 영역의 제 2 영상 신호(R_i`, G_i`, B_i`)는 L^* 신호 영역의 제 3 영상 신호(R _o, G_o, B_o)로 변환된다.

제 2 신호 영역 변환부(272)는, 제 1 신호 영역 변환부(271)의 제 1 신호 영역 변환식의 역함수(L^* = 116(Y/Y_n)^1/3 - 16)인 제 2 신호 영역 변확식에 의해 영상 신호를 변환하게 된다. 물론, 제 1 신호 영역 변환부(271)와 마찬가지로, 룩업 테이블을 사용하여 영상 신호를 직접적으로 변환할 수 있게 된다.

신호 영역이 변환된 제 3 영상 신호(R_o, G_o, B_o)는 신호 제어부(230)에 전달된다. 신호 제어부(230)는 전달된 제 3 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 타이밍에 따라 데이터 구동부(도 4a의 250)에 출력하게 되고, 데이터 구동부는 영상 신호를 액정 패널(260)의 서브 화소에 전달하여 영상을 표시하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 감마 커브를 도시한 도면이다. 여기서, 감마 커브는 영상 대비 팩터, α = 0.5 인 경우를 도시하고 있다.

도시한 바와 같이, 화이트 색을 표시하는 경우는, 레드 색, 그린 색, 블루 색과 같은 단색을 표시하는 경우에 비해 2 배 높은 휘도를 가지게 된다. 따라서, 단색을 표시하는 화상 영역은 화이트 색을 표시하는 화상 영역에 비해 상대적으로 어둡게 보이게 되어, 대비비가 높은 영상을 표시할 수 있게 된다. 또한, 이는 레드 색, 그린 색, 블루 색 이외의 다른 색에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 영상을 표시한 사진이다.

도 6에 도시된 헬리콥터 동체의 밝기는 도 3과 유사하나, 풀숲의 밝기는 도 6이 도 3에 비해 어둡게 표시된다. 따라서, 도 6이 도 3에 비해 전반적으로 선명한 화상을 표시하게 된다.

본 발명은 입력 영상 신호를 영상 대비 팩터와 연산시 사용되는 중간 신호를 사용하여 출력 레벨을 조절함으로써, 대비비가 높은 영상을 표시할 수 있게 된다.

본 발명은 액정표시장치 뿐만 아니라, 영상 표시를 위해 별도의 광원을 사용하는, 비발광형 디스플레이에 적용할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예는, 본 발명의 일예로서, 그에 대한 자유로운 변형이 가능하다. 그와 같은 변형은, 본 발명의 정신에 포함되는 범위에서, 본 발명의 권리 범위에 속한다 함은 당업자에게 자명한 사실이다.

전술한 바와 같이, 본 발명은, 입력 영상 신호를 영상 대비 팩터와 연산시 사용되는 화이트 영상 신호를 사용하여 출력 레벨을 조절함으로써, 대비비가 높은 영상을 표시할 수 있는 효과가 있다.

Claims

레드, 그린, 블루 색을 각각 표시하기 위한 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 속성 신호를 생성하는 속성 신호 발생부와;

상기 속성 신호를 사용하여 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)로 변환하는 신호 처리부와;

상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각을 입력받는 R, G, B 서브 화소가 하나의 화소를 이루고, 상기 화소가 다수 배치된 영상 표시부를 포함하며,

상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각은, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 중 하나가 나머지 신호 레벨과 다른 경우에, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 이하의 신호 레벨을 갖는 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 속성 신호 발생부는,

상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 중 최대 신호(MAX)과 최소 신호(MIN)을 추출하는 최대·최소 신호 추출부와;

상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 영상 대비 팩터(α, 0≤α≤1)를 생성하는 영상 대비 팩터 발생부와;

상기 최소 신호(MIN)를 통해 중간 신호(W)를 생성하는 중간 신호 발생부를 포함하는 디스플레이.
제 2 항에 있어서,

상기 신호 처리부는,

상기 영상 대피 팩터(α)와, 상기 최대 신호(MAX)와, 상기 중간 신호(W)를 통해 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 출력하는 디스플레이.
제 2 항에 있어서,

상기 중간 신호(W)는,

W = Min(R_i, G_i, B_i)^k

의 관계식에 따라 발생되고, 상기 k는 실수인 디스플레이.
제 3 항에 있어서,

상기 신호 처리부는,

(R_o, G_o, B_o) = ((1 - α) ×MAX + αW)/ MAX ×(R_i, G _i, B_i)

의 연산 관계식에 따라, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 출력하는 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 L^* 신호 영역에서 Y 신호 영역으로 변환하여 상기 속성 신호 발생부에 전달하는 제 1 신호 영역 변환부와;

상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 Y 신호 영역에서 L^* 신호 영역으로 변환하여 상기 영상 표시부에 전달하는 제 2 신호 영역 변환부를 더욱 포함하는 디스플레이.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1, 2 신호 영역 변환부는 입력 신호에 대응하는 출력 신호가 테이블 로 이루어진 룩업 테이블을 사용하는 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 타이밍에 따라 제어하여 상기 영상 표시부에 전달하는 신호 제어부를 더욱 포함하는 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 영상 표시부에 빛을 공급하는 광원을 더욱 포함하는 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 화소는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결되는 액정 커패시터를 포함하는 디스플레이.
레드, 그린, 블루 색을 각각 표시하기 위한 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 속성 신호를 생성하는 속성 신호 발생 단계와;

상기 속성 신호를 사용하여 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)로 변환하는 신호 처리 단계와;

상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각을 입력받는 R, G, B 서브 화소가 하나의 화소를 이루고, 상기 화소가 다수 배치된 영상 표시부를 통해 영상을 표시하는 영상 표시 단계를 포함하고,

상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o) 각각은, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 중 하나가 나머지 신호 레벨과 다른 경우에, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i) 이하의 신호 레벨을 갖는 디스플레이 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 속성 신호 발생 단계는,

상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 최대 신호(MAX)과 최소 신호(MIN)을 추출하는 최대·최소 신호 추출 단계와;

상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)의 속성을 분석하여 영상 대비 팩터(α, 0≤α≤1)를 생성하는 영상 대비 팩터 발생 단계와;

상기 최소 신호(MIN)를 통해 중간 신호(W)를 생성하는 중간 신호 발생 단계를 포함하는 디스플레이 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 신호 처리 단계는,

상기 영상 대피 팩터(α)와, 상기 최대 신호(MAX)와, 상기 중간 신호(W)를 통해, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 출력하는 디스플레이 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 중간 신호(W)는,

W = Min(R_i, G_i, B_i)^k

의 관계식에 따라 발생되고, 상기 k는 실수인 디스플레이 구동방법.
제 13 항에 있어서,

상기 신호 처리 단계는,

(R_o, G_o, B_o) = ((1 - α) ×MAX + αW)/ MAX ×(R_i, G _i, B_i)

의 연산 관계식에 따라, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 변환하 여 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 출력하는 디스플레이 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 속성 신호 발생 단계 전에, 상기 R, G, B 입력 영상 신호(R_i, G_i, B_i)를 L^* 신호 영역에서 Y 신호 영역으로 변환하는 제 1 신호 영역 변환 단계와;

상기 영상 표시 단계 전에, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 Y 신호 영역에서 L^* 신호 영역으로 변환하는 제 2 신호 영역 변환 단계를 더욱 포함하는 디스플레이 구동방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1, 2 신호 영역 변환 단계는 입력 신호에 대응하는 출력 신호가 테이블로 구성된 룩업 테이블을 사용하는 디스플레이 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 영상 표시 단계 전에, 상기 R, G, B 출력 영상 신호(R_o, G_o, B_o)를 타이 밍에 따라 제어하여 상기 영상 표시부에 전달하는 신호 제어 단계를 더욱 포함하는 디스플레이 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 영상 표시부에 빛을 공급하는 단계를 더욱 포함하는 디스플레이 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 화소는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결되는 액정 커패시터를 포함하는 디스플레이 구동방법.