KR101136220B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

액정의 응답특성을 고려하고 잔상을 극복하여 화질을 향상시킨 액정표시장치가 개시된다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 R, G, B 데이터 신호와 소정의 동기신호 및 클럭신호를 생성하는 시스템과, 상기 R, G, B 데이터 신호를 이용하여 휘도성분 신호(Y)를 분석하고 상기 휘도성분 신호(Y)의 경계부를 강조한 제 1 R, G, B 데이터 신호를 생성하는 데이터 처리부 및 상기 제 1 R, G, B 데이터 신호를 정렬하고 소정의 제어신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
휘도성분 신호, 데이터 신호

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display device}
도 1은 종래 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 액정표시장치의 잔상을 보여주는 예시를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 데이터 처리부를 상세히 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
102:액정패널 104:게이트 드라이버
106:데이터 드라이버 108:타이밍 컨트롤러
110:데이터 처리부 111:제 1 신호 변환부
112:시스템 113:동영상 감지부
115:경계부 감지부 117:명암대비 강조부
119:제 2 신호 변환부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정의 느린 응답특성을 고려하여 영상의 경계부분에 대한 명암대비를 강조시켜 영상처리를 한 액정표시장치에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device; 이하 " LCD" 라 함)는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀들과 상기 픽셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 제어하기 위한 다수의 제어용 스위치 즉, 박막트랜지스터(TFT)들로 구성된 액정패널에서 백라이트 유닛에서 공급되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
최근들어, 상기 액정표시장치는 텔레비젼이나 컴퓨터의 모니터에 사용되면서 부피의 축소 뿐 아니라, 모니터 자체에서 주위 환경의 명도와 채도에 따라, 그 모니터 내의 화면의 밝기가 변화되는 기술, 즉 명도와 채도를 조절하는 기술에 까지 이르게 되었다.
도 1은 종래 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 배열되고 소정의 데이터를 표시하는 액정패널(2)과, 상기 게이트라인(GL0 ~ GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(4)와, 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(6)와, 상기 게이트 드라이버(4) 및 데이터 드라이버(6)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8)와, 상기 타이밍 컨트롤러(8)로 소정의 동기신호 및 R, G, B 데이터를 공급하는 시스템(12)을 포함한다.
상기 액정패널(2)에는 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 배열되고 상기 게이트라인(GL0 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)의 교차부에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트라인(GL0 ~ GLn)으로 스캔신호가 공급되면 온(on) 되어 상기 복수개의 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로 데이터 전압이 공급된다.
상기 게이트 드라이버(4)는 상기 타이밍 컨트롤러(8)로부터 생성된 게이트 제어신호에 따라 스캔신호 즉, 게이트 하이 전압(VGH)을 상기 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)에 순차적으로 공급한다.
상기 데이터 드라이버(6)는 상기 타이밍 컨트롤러(8)로부터 생성된 데이터 제어신호에 따라 데이터 전압을 상기 복수개이 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로 공급한다. 상기 데이터 전압은 도시되지 않은 감마전압 생성부에서 생성된 감마전압을 이용하여 상기 데이터 드라이버(6)로 공급된 R, G, B 데이터 신호를 아날로그로 변환한 전압을 의미한다.
상기 타이밍 컨트롤러(8)는 상기 시스템(12)으로부터 공급된 수직/수평 동기신호(V/H)와 클럭신호를 이용하여 상기 게이트 드라이버(4)를 제어하는 게이트 제어신호 및 상기 데이터 드라이버(6)를 제어하는 데이터 제어신호를 생성한다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러(8)는 상기 시스템(12)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호를 정렬하여 상기 데이터 드라이버(6)로 공급한다.
상기 시스템(12)은 소정의 동기신호 즉, 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)와 클럭신호 및 R, G, B 데이터 신호를 상기 타이밍 컨트롤러(8)로 공급한다.
상기 액정패널(2)은 2장의 유리기판(미도시)으로 이루어져 있고 상기 2장의 유리기판 사이에 액정이 충진되어 있다. 상기 액정표시장치경우, 한 화면의 주사기간(프레임)은 16.67ms 정도이다. 한편 상기 액정표시장치에 충진된 액정의 응답속도는 수십 msec 정도이다.
상기 액정의 응답속도에 따라 상기 액정을 투과하는 백라이트의 광 투과 특성이 결정된다. 상기 액정의 응답속도가 느리기 때문에 액정표시장치에서 동화상을 표시하는 경우 데이터 전압의 변화에 액정응답이 추종할 수 없어 잔상이 발생하게 된다.
예를들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(2) 상에 원이 이동하는 동영상이 디스플레이 될때, 상기 원의 경계부에서 상기 원이 이동하는 방향으로 잔상이 발생하게 된다. 이는 상기 원을 표현하는 데이터 전압이 상기 액정의 응답속도보다 빠르기 때문에 발생하는 것이다.
따라서, 액정의 느린 응답속도로 인해 상기 액정패널(2) 상에 물체가 빠르게 이동하는 동영상이 디스플레이 될때 상기 물체가 이동하는 방향으로 상기 물체의 경계부에 원하지 않는 계조, 즉 잔상 등이 표시되어 화질의 품질 저하가 발생된다.
본 발명은 느린 액정응답속도를 고려하여 물체가 이동하는 등의 동영상이 액정패널 상에 표시될때 상기 물체의 경계부의 명암대비를 강조하여 잔상 등을 극복하고 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 R, G, B 데이터 신호와 소정의 동기신호 및 클럭신호를 생성하는 시스템과, 상기 R, G, B 데이터 신호를 이용하여 휘도성분 신호(Y)를 분석하고 상기 휘도성분 신호(Y)의 경계부를 강조한 제 1 R, G, B 데이터 신호를 생성하는 데이터 처리부 및 상기 제 1 R, G, B 데이터 신호를 정렬하고 소정의 제어신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 소정의 동기신호와 클럭신호 및 R, G, B 데이터 신호를 생성하는 시스템(112)과, 상기 시스템(112)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호의 명암 대비비를 강조하여 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G' , B')로 변환하는 데이터 처리부(110)와, 상기 데이터 처리부(110)로부터 공급된 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')를 정렬한 제 2 R, G, B 데이터 신호(R", G", B")를 데이터 드라이버(106)로 공급하는 타이밍 컨트롤러(108)와, 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 배열된 액정패널(102)과, 상기 게이트라인(GL0 ~ GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(104)와, 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(106)를 포함한다.
상기 액정패널(102)에는 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 배열되고 상기 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)의 교차점에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)는 도시되지 않은 픽셀전극과 전기적으로 연결된다.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)으로 스캔신호가 공급되면 턴-온(on)되어 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로 데이터 전압이 공급되어 상기 픽셀전극에 충전된다. 상기 픽셀전극에 충전된 데이터 전압으로인해 상기 액정패널(102) 상에 소정의 데이터가 표시된다.
상기 게이트 드라이버(104)는 상기 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)과 전기적으로 연결되어 상기 게이트라인(GL0 ~ GLn)을 구동시킨다.
즉, 상기 게이트 드라이버(104)는 상기 타이밍 컨트롤러(108)로부터 생성된 게이트 제어신호에 따라 스캔신호 즉, 게이트 하이 전압(VGH)을 상기 복수개의 게이트라인(GL0 ~ GLn)에 순차적으로 공급하여 상기 게이트라인(GL0 ~ GLn)을 구동시킨다.
상기 데이터 드라이버(106)는 상기 복수개의 데이터라인(DL1 ~ DLm)과 전기적으로 연결되어 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)을 구동시킨다.
즉, 상기 데이터 드라이버(106)는 상기 타이밍 컨트롤러(108)로부터 생성된 데이터 제어신호에 따라 데이터 전압을 상기 복수개의 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로 공급하여 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)을 구동시킨다.
상기 타이밍 컨트롤러(108)는 상기 시스템(112)으로부터 공급된 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync) 및 클럭신호를 이용하여 상기 게이트 제어신호 및 데이터 제어신호를 생성한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(108)는 상기 데이터 처리부(110)로부터 공급된 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')를 정렬하여 생성된 제 2 R, G, B 데이터 신호(R", G", B")를 상기 데이터 드라이버(106)로 공급한 다.
상기 시스템(112)은 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync) 및 클럭신호를 상기 타이밍 컨트롤러(108)로 공급하고 R, G, B 데이터 신호(R, G, B)를 상기 데이터 처리부(110)로 공급한다.
상기 데이터 처리부(110)는 상기 시스템(112)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호(R, G, B)를 이용하여 명암대비비가 강조된 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')를 생성하여 상기 타이밍 컨트롤러(108)로 공급한다.
상기 데이터 처리부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 신호 변환부(111)와, 동영상 감지부(113)와, 경계부 감지부(115)와, 명암대비 강조부(117) 및 제 2 신호 변환부(119)를 포함한다.
상기 제 1 신호 변환부(111)는 상기 시스템(112)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호(R, G, B)를 휘도성분 신호(Y)와 색차성분 신호(UV)로 분리한다. 상기 분리된 휘도성분 신호(Y)는 상기 동영상 감지부(113) 및 경계부 감지부(115)로 공급되고 상기 색차성분 신호(UV)는 상기 제 2 신호 변환부(119)로 공급된다.
상기 동영상 감지부(113)는 상기 분리된 휘도성분 신호(Y)를 이용하여 동영상의 유무를 판단한다. 즉, 상기 동영상 감지부(113)는 상기 분리된 휘도성분 신호(Y)를 프레임 단위의 계조로 구분한다. 상기 동영상 감지부(113)는 상기 프레임 단위의 계조로 구분된 휘도성분 신호(Y)를 통해 소정의 히스토그램(Histogram)을 얻는다.
상기 히스토그램(Histogram)을 통해 상기 분리된 휘도성분 신호(Y)의 속도 및 방향 정보를 얻는다.
상기 히스토그램(Histogram)이 복수의 프레임동안 일정한 밝기를 갖는다면, 상기 프레임동안 상기 액정패널(102)에 표시되는 화면은 정지영상을 된다. 만약, 상기 히스토그램(Histogram)이 복수의 프레임동안 다양한 밝기를 갖는다면, 상기 프레임동안 상기 액정패널(102)에 표시되는 화면은 동영상이 된다.
이와같이, 상기 동영상 감지부(113)는 상기 제 1 신호 변환부(111)로부터 공급된 휘도성분 신호(Y)를 히스토그램으로 변환하여 상기 휘도성분 신호(Y)의 동영상 유무를 판단하여 상기 휘도성분 신호(Y)가 동영상일 경우, 속도와 방향성분을 갖는 휘도성분 신호(Y)를 상기 명암대비 강조부(117)로 공급한다.
상기 경계부 감지부(115)는 상기 제 1 신호 변환부(111)에서 분리된 휘도성분 신호(Y)를 이용하여 상기 휘도성분 신호(Y)의 경계부를 감지하게 된다. 즉, 상기 휘도성분 신호(Y)가 원을 표현한다면, 상기 경계부 감지부(115)는 상기 휘도성분 신호(Y)를 이용하여 상기 원의 경계부를 감지한다.
경계부가 감지된 휘도성분 신호(Y)는 상기 명암대비 강조부(117)로 공급된다.
상기 명암대비 강조부(117)는 상기 동영상 감지부(113)로부터 속도와 방향성분이 감지된 휘도성분 신호(Y)와 상기 경계부 감지부(115)로부터 공급된 휘도성분 신호(Y)를 이용하여 상기 휘도성분 신호(Y)의 명암대비를 강조한 변조 휘도성분 신호(Y')를 생성한다.
즉, 상기 명암대비 강조부(117)는 상기 휘도성분 신호(Y)의 움직이는 방향과 속도를 고려하여 상기 휘도성분 신호(Y)의 경계부분의 명암대비를 강조하게된다.
상기 휘도성분 신호(Y)가 원을 표현하고 오른쪽으로 움직이는 동영상이라면, 상기 명암대비 강조부(117)는 상기 원의 오른쪽 부분 경계부의 명암대비를 강조한 변조 휘도성분 신호(Y')를 생성한다.
상기 명암대비 강조부(117)는 상기 원의 오른쪽 부분 경계부의 명암대비를 강조하기 위해서 상기 휘도성분 신호(Y)를 어두운 부분은 더 어둡게 표현되도록 하고 밝은 부분은 더 밝게 표현되도록 하는 변조 휘도성분 신호(Y')로 변환한다.
상기 명암대비 강조부(117)는 도시되지 않은 룩업 테이블에 저장된 복수개의 변조 데이터를 이용하여 상기 휘도성분 신호(Y)를 명암대비가 강조된 변조 휘도성분 신호(Y')로 변환한다.
상기 동영상의 방향과 속도를 고려하여 경계부의 명암대비가 강조된 변조 휘도성분 신호(Y')는 상기 제 2 신호 변환부(119)로 공급된다.
상기 제 1 신호 변환부(111)에서 분리된 색차성분 신호(UV)는 상기 밝기성분 신호(Y)가 경계부의 명암대비가 강조된 변조 밝기성분 신호(Y')로 변환되는 과정에서 지연되어 상기 제 2 신호 변환부(119)로 공급된다.
상기 제 2 신호 변환부(119)는 상기 명암대비 강조부(117)로부터 공급된 변조 휘도성분 신호(Y')와 상기 제 1 신호 변환부(111)로부터 공급된 색차성분 신호(UV)를 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')로 변환한다.
상기 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')는 상기 시스템(112)으로 공급된 R, G, B 데이터 신호(R, ,G, B)에 비해 명암대비가 강조된 신호를 의미한다.
즉, 상기 시스템(112)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호(R, G, B)는 상기 데이터 처리부(110)로 공급되어 명암대비가 강조된 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')로 변환된다.
상기 제 2 신호 변환부(119)에서 명암대비가 강조된 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G' B')은 상기 타이밍 컨트롤러(108)로 공급된다.
상기 타이밍 컨트롤러(108)는 상기 명암대비가 강조된 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')를 정렬하여 생성된 제 2 R, G, B 데이터 신호(R", G", B")를 상기 데이터 드라이버(106)로 공급한다.
상기 데이터 드라이버(106)는 명암대비가 강조되고 정렬된 상기 제 2 R, G, B 데이터 신호(R", G", B")를 도시되지 않은 감마전압 생성부에서 생성된 감마전압과 디지털-아날로그 컨버터를 이용하여 아날로그 데이터 전압으로 변환한다.
상기 아날로그 데이터 전압은 상기 박막트랜지스터(TFT)의 온/오프(on/off)에 따라 상기 액정패널(102) 상에 표시된다. 이때, 상기 액정패널(102) 상에 표시된 데이터는 상기 시스템(112)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호(R, G, B)보다 명암대비가 강조된것을 의미한다.
상기 액정패널(102) 상에 오른쪽으로 이동하는 원이 표현되면, 상기 원의 오른쪽 경계부는 명암대비가 강조된다. 이로인해, 상기 원의 경계부의 어두운 부분은 더 어둡게 표현되고 밝은 부분은 더 밝게 표현되어 액정의 느린 응답특성으로 인해 발생하는 잔상 등을 시각적으로 저감시키는 효과를 가져온다.
종래의 액정표시장치의 경우 오른쪽으로 이동하는 원이 표현되었을 경우, 상 기 원의 오른쪽 부분에서 잔상이 발생하게 된다. 그 이유는 액정의 느린응답특성으로 인해 상기 원에 해당하는 데이터 전압을 추종할 수 없기 때문이다.
따라서, 상기 잔상 등을 시각적으로 저감시키기 위해서 본 발명의 액정표시장치는 액정의 응답속도에 변화를 주지 않고 상기 데이터 전압에 해당하는 R, G, B 데이터 신호의 명암대비를 강조한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 시스템(112)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호(R, G, B)를 휘도성분 신호(Y) 및 색차성분 신호(UV)로 분리하여 상기 휘도성분 신호(Y)를 이용하여 동영상 여부를 판단하고 상기 휘도성분 신호(Y)의 경계부를 감지하여 상기 휘도성분 신호(Y)의 명암대비를 강조한 변조 휘도성분 신호(Y')을 생성한다. 상기 명암대비가 강조된 변조 휘도성분 신호(Y')와 상기 색차성분 신호(UV)를 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')로 변환한다.
상기 변환된 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')는 상기 시스템(112)으로부터 공급된 R, G, B 데이터 신호(R, G, B) 보다 명암대비가 강조되어 상기 타이밍 컨트롤러(108)로 공급된다.
상기 제 1 R, G, B 데이터 신호(R', G', B')는 타이밍 컨트롤러(108)에서 정렬되어 제 2 R, G, B 데이터 신호(R", G", B")로 변환된다. 상기 제 2 R, G, B 데이터 신호(R", G", B")는 방향 및 속도를 고려하여 경계부분의 명암대비가 강조되어 상기 액정패널(102) 상에 표시된다.
상기 액정패널(102) 상에 표시된 제 2 R, G, B 데이터 신호(R", G", B")가 오른쪽으로 이동하는 원이라면, 상기 원의 오른쪽 경계부분의 명암대비가 강조되어 종래의 액정표시장치에서 발생한 잔상 등을 시각적으로 저감시켜 화질을 향상시킬 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 동영상으로 판단되는 R, G, B 데이터 신호를 경계부의 명암대비를 강조한 제 2 R, G, B 데이터 신호로 변환시켜 종래의 액정표시장치에서 발생한 잔상 등을 시각적으로 저감시켜 상기 잔상을 극복하고 화질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 시스템으로부터 공급되어 동영상으로 판단된 R, G, B 데이터 신호를 휘도성분 신호(Y)와 색차성분 신호(UV)로 분리하고, 상기 휘도성분 신호(Y)를 이용하여 경계부분의 명암대비를 강조시킨 제 1 R, G, B 데이터 신호로 변환하는 데이터 처리부를 구비함으로써, 종래의 액정표시장치에서 발생한 잔상 등을 시각적으로 저감시켜 화질을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. R, G, B 데이터 신호와 소정의 동기신호 및 클럭신호를 생성하는 시스템;
    상기 R, G, B 데이터 신호를 이용하여 휘도성분 신호(Y)를 분석하고 상기 휘도성분 신호(Y)의 경계부를 강조한 제 1 R, G, B 데이터 신호를 생성하는 데이터 처리부; 및
    상기 제 1 R, G, B 데이터 신호를 정렬하고 소정의 제어신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 R, G, B 데이터 신호를 휘도성분 신호(Y)와 색차성분 신호(UV)로 분리하는 제 1 신호 변환부;
    상기 휘도성분 신호(Y)의 히스토그램을 분석하여 동영상 유무를 판단하는 동영상 감지부;
    상기 휘도성분 신호(Y)의 경계부를 감지하는 경계부 감지부;
    상기 휘도성분 신호(Y)의 동영상 유무와 감지된 경계부를 이용하여 상기 휘도성분 신호(Y)의 명암대비를 강조한 변조 휘도성분 신호(Y')를 생성하는 명암대비 강조부; 및
    상기 변조 휘도성분 신호(Y')와 상기 색차성분 신호(UV)를 제 1 R, G, B 데이터 신호로 변환하는 제 2 신호 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러에서 정렬된 상기 제 1 R, G, B 데이터 신호를 아날로그 전압으로 변환하는 데이터 드라이버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 동영상 감지부는 상기 휘도성분 신호(Y)를 히스토그램으로 분석하여 상기 휘도성분 신호(Y)의 속도 및 방향정보를 분석하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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