KR101255271B1 - 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원래 영상의 밝기를 유지하면서 명암대비를 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 데이터 신호에 대응되는 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버와; 상기 액정패널에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버와; 입력되는 제 1 데이터의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 구하고, 외부로부터의 누승 계수와 백 라이트 가중치 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터를 생성하며, 히스토그램의 평균값에 따라 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하는 화질 개선부와; 상기 제 2 데이터를 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 콘트롤러와; 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트와; 상기 밝기 제어신호에 따라 상기 백 라이트를 구동하는 인버터를 포함하며, 상기 화질 개선부는, 상기 제 1 데이터를 이용하여 상기 제 2 데이터를 생성하기 위한 데이터 변조수단과, 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하기 위한 백 라이트 제어수단과, 외부로부터 입력되는 동기신호를 상기 제 2 데이터에 동기되도록 변경하여 상기 타이밍 콘트롤러로 공급하는 제어부를 포함하며, 상기 데이터 변조수단은; 상기 제 1 데이터를 휘도성분 및 색차성분으로 변환하기 위한 휘도/색 분리부와; 상기 휘도/색 분리부로부터 공급되는 프레임 단위의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 추출하고, 추출된 단계별 히스토그램을 이용하여 단계별 히스토그램의 수와 단계별 히스토그램의 기울기를 분석하는 히스토그램 분석부와; 상기 단계별 히스토그램의 수 및 기울기를 이용하여 상기 휘도/색 분리부로부터 공급되는 휘도성분의 명암대비를 확장하여 변조 휘도성분을 생성하는 히스토그램 변조부와; 상기 히스토그램 변조부에서 상기 휘도성분을 변조하는 동안 상기 색차성분을 지연시켜 지연 색차성분을 생성하는 지연부와; 상기 변조 휘도성분 및 지연 색차성분을 믹싱하여 상기 제 2 데이터를 생성하는 휘도/색 믹싱부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
명암대비, 히스토그램, 평균값, 기울기, 백 라이트 이득

Description

액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래의 액정 표시장치의 구동장치를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타내는 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 화질 개선부를 나타내는 블록도.
도 4는 도 3에 도시된 히스토그램 분석부를 나타내는 블록도.
도 5는 도 4에 도시된 백 라이트 이득 제어부에서 생성되는 백 라이트 이득값을 나타내는 그래프.
도 6은 도 4에 도시된 히스토그램 변조부에 의해 생성되는 영상의 밝기에 따른 데이터 스트레치 함수를 나타내는 그래프.
도 7a는 어두운 원래 영상을 나타내는 사진.
도 7b는 본 발명의 실시 예에 따라 변조된 어두운 영상을 나타내는 사진.
도 8a는 중간 밝기의 원래 영상을 나타내는 사진.
도 8b는 본 발명의 실시 예에 따라 변조된 중간 밝기의 영상을 나타내는 사진.
도 9a는 밝은 원래 영상을 나타내는 사진.
도 9b는 본 발명의 실시 예에 따라 변조된 밝은 영상을 나타내는 사진.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
22 : 액정패널 24 : 데이터 드라이버
26 : 게이트 드라이버 30 : 타이밍 콘트롤러
36 : 인버터 38 : 백 라이트
42 : 화질 개선부 70 : 데이터 변조수단
72 : 백 라이트 제어수단 150 : 히스토그램 생성부
152 : 평균값 생성부 154 : 빈도수 생성부
155 : 백 라이트 이득 제어부 157 : 최소 기울기 설정부
158 : 단계별 기울기 설정부
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 원래 영상의 밝기를 유지하면서 명암대비를 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
액정 표시장치는 데이터 신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 영상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시장치는 셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입으로 구현되어 컴퓨터용 모니터, 사무기기, 셀룰라폰 등의 표시장치에 적용되고 있다. 액티브 매트릭스 타입의 액정 표시장치에 사용되 는 스위칭 소자로는 주로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다.
도 1은 종래에 의한 액정 표시장치의 구동장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래에 의한 액정 표시장치의 구동장치는 m×n 개의 액정셀들(Clc)이 매트릭스 타입으로 배열되고 m 개의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)과 n 개의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)이 교차되며 그 교차부에 TFT가 형성된 액정패널(2)과, 액정패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(4)와, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(6)와, 데이터 드라이버(4)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 공급부(8)와, 시스템(20)으로부터 공급되는 동기신호를 이용하여 데이터 드라이버(4)와 게이트 드라이버(6)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(10)와, 전원 공급부(12)로부터 공급되는 전압을 이용하여 액정패널(2)에 공급되는 전압들을 발생하기 위한 직류/직류 변환부(이하 "DC/DC 변환부"라 함)(14)와, 백 라이트(18)를 구동하기 위한 인버터(16)를 구비한다.
시스템(20)은 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 클럭신호(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 데이터(R,G,B) 등을 타이밍 콘트롤러(10)로 공급한다.
액정패널(2)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 및 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 액정셀(Clc)을 구비한다. 액정셀(Clc)에 각각 형성된 TFT는 게이트 라인(GL)으로부터 공급되는 스캔신호에 응답 하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터 공급되는 데이터 신호를 액정셀(Clc)로 공급한다. 또한, 액정셀(Clc) 각각에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트 라인 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 공통전극 사이에 형성되어 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시킨다.
감마전압 공급부(8)는 복수의 감마전압을 데이터 드라이버(4)로 공급한다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 콘트롤러(10)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R, G, B)를 계조값에 대응하는 아날로그 감마전압(데이터 신호)으로 변환하고, 이 아날로그 감마전압을 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
게이트 드라이버(6)는 타이밍 콘트롤러(10)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 스캔펄스를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급하여 데이터 신호가 공급되는 액정패널(2)의 수평라인을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(10)는 시스템(20)으로부터 입력되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync) 및 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 드라이버(6) 및 데이터 드라이버(4)를 제어하기 위한 제어신호(CS)를 생성한다. 여기서 게이트 드라이버(6)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable; GOE)등이 포함된다. 그리고, 데이터 드라이버(4)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable; SOE) 및 극성신호(Polarity; POL)등이 포함된다. 그리고 타이밍 콘트롤러(10)는 시스템(20)으로부터 공급되는 데이터(R, G, B)를 정렬하여 데이터 드라이버(4)로 공급한다.
DC/DC 변환부(14)는 전원 공급부(12)로부터 입력되는 3.3V의 전압을 승압 또는 감압하여 액정패널(2)로 공급되는 전압을 발생한다. 이와 같은 DC/DC 변환부(14)는 감마 기준전압, 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL) 및 공통전압(Vcom)등을 생성한다.
인버터(16)는 백 라이트(18)를 구동시키기 위한 램프 구동전원을 백 라이트(18)로 공급한다. 백 라이트(18)는 인버터(16)로부터 공급되는 램프 구동전원에 대응되는 빛을 생성하여 액정패널(2)로 공급한다.
이와 같이 구동되는 액정패널(2)에서 생동감있는 영상을 표시하기 위해서는 밝은 영상과 어두운 영상의 명암대비를 뚜렷이 해야한다. 하지만, 종래의 액정 표시장치에서는 데이터에 대응하여 명암대비를 확장할 수 있는 방법이 없기 때문에 생동감있는 영상을 표시하기 곤란하다. 아울러, 종래의 액정 표시장치의 백 라이트(18)는 데이터와 무관하게 항상 일정한 밝기로 발광한다.
따라서, 종래의 액정 표시장치는 백 라이트(18)가 데이터와 무관하게 항상 일정한 밝기로 발광되므로 역동적이고 생생한 영상을 액정패널(2)에 표시하기 곤란하다. 예를 들어, 폭파장면이 좀더 생동감 있게 표현되려면 폭파되는 부분의 휘도를 강조하여야 한다. 하지만, 종래의 액정 표시장치에서는 데이터와 무관하게 백 라이트(18)가 일정 밝기로 발광하기 때문에 생동감 있는 영상이 표현되기 곤란하 다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 원래 영상의 밝기를 유지하면서 명암대비를 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 데이터 신호에 대응되는 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버와; 상기 액정패널에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버와; 입력되는 제 1 데이터의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 구하고, 외부로부터의 누승 계수와 백 라이트 가중치 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터를 생성하며, 히스토그램의 평균값에 따라 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하는 화질 개선부와; 상기 제 2 데이터를 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 콘트롤러와; 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트와; 상기 밝기 제어신호에 따라 상기 백 라이트를 구동하는 인버터를 포함하며, 상기 화질 개선부는, 상기 제 1 데이터를 이용하여 상기 제 2 데이터를 생성하기 위한 데이터 변조수단과, 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하기 위한 백 라이트 제어수단과, 외부로부터 입력되는 동기신호를 상기 제 2 데이터에 동기되도록 변경하여 상기 타이밍 콘트롤러로 공급하는 제어부를 포함하며, 상기 데이터 변조수단은; 상기 제 1 데이터를 휘도성분 및 색차성분으로 변환하기 위한 휘도/색 분리부와; 상기 휘도/색 분리부로부터 공급되는 프레임 단위의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 추출하고, 추출된 단계별 히스토그램을 이용하여 단계별 히스토그램의 수와 단계별 히스토그램의 기울기를 분석하는 히스토그램 분석부와; 상기 단계별 히스토그램의 수 및 기울기를 이용하여 상기 휘도/색 분리부로부터 공급되는 휘도성분의 명암대비를 확장하여 변조 휘도성분을 생성하는 히스토그램 변조부와; 상기 히스토그램 변조부에서 상기 휘도성분을 변조하는 동안 상기 색차성분을 지연시켜 지연 색차성분을 생성하는 지연부와; 상기 변조 휘도성분 및 지연 색차성분을 믹싱하여 상기 제 2 데이터를 생성하는 휘도/색 믹싱부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 데이터 신호에 대응되는 영상을 표시하는 액정패널과, 상기 액정패널에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버와, 상기 액정패널에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버를 구비하는 액정 표시장치의 구동방법에 있어서; 입력되는 제 1 데이터의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 구하고, 외부로부터의 누승 계수와 백 라이트 가중치 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터를 생성하는 단계와; 상기 제 2 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 데이터를 생성하는 단계는; 상기 제 1 데이터를 휘도성분 및 색차성분으로 변환하는 제 1 단계와; 프레임 단위의 상기 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 추출하고, 추출된 단계별 히스토그램을 이용하여 단계별 히스토그램의 수와 단계별 히스토그램의 기울기를 분석하는 제 2 단계와, 상기 단계별 히스토그램의 수 및 기울기를 이용하여 상기 휘도성분의 명암대비를 확장하여 변조 휘도성분을 생성하는 제 3 단계와; 상기 휘도성분을 변조하는 동안 상기 색차성분을 지연시켜 지연 색차성분을 생성하는 제 4 단계와; 상기 변조 휘도성분 및 지연 색차성분을 믹싱하여 상기 제 2 데이터를 생성하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 m개의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)과 n개의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)이 교차되며 그 교차부에 박막 트랜지스터가 형성된 액정패널(22)과; 각 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버(24)와; 각 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버(26)와; 입력되는 제 1 데이터들(Ri, Gi, Bi)의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램(Histogram)을 구하고, 외부로부터의 누승 계수(icoeff)와 백 라이트 가중치(BLW) 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터들(Ro, Go, Bo)을 생성하며, 히스토그램의 평균값에 따라 밝기 제어신호(Dim)를 생성하는 화질 개선부(42)와; 제 2 데이터들(Ro, Go, Bo)을 데이터 드라이버(24)에 공급함과 아울러 데이터 드라이버(24)와 게이트 드라이버(26)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(30)와; 액정패널(22)에 광을 조사하는 백 라이트(38)와, 밝기 제어신호(Dim)에 따라 백 라이트(38)를 구동하는 인버터(36)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi). 제 1 수직/수평 동기신호(Vsync1, Hsync1), 제 1 클럭신호(DCLK1), 제 1 데이터 인에이블 신호(DE1) 및 구동전원(Vin)을 생성하는 시스템(40)과, 복수의 서로 다른 기준 감마전압을 생성하여 데이터 드라이버(24)에 공급하는 감마전압 공급부(28)와, 시스템(40)으로부터의 구동전원(Vin)을 이용하여 타이밍 콘트롤러(30), 감마전압 공급부(28), 데이터 드라이버(24) 및 게이트 드라이버(26)의 구동에 필요한 구동전압을 생성하는 전원 공급부(32)와, 전원 공급부(32)로부터 공급되는 전압을 이용하여 액정패널(22)에 공급되는 전압들을 발생하는 직류/직류 변환부(이하 "DC/DC 변환부"라 함)(34)를 더 포함하여 구성된다.
시스템(40)은 제 1 수직/수평 동기신호(Vsync1, Hsync1), 제 1 클럭신호(DCLK1), 제 1 데이터 인에이블 신호(DE1) 및 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi)를 화질 개선부(42)로 공급하고, 외부로부터의 구동전원(Vin)을 전원 공급부(32)에 공급한다.
DC/DC 변환부(34)는 전원 공급부(32)로부터 입력되는 3.3V의 전압을 승압 또는 감압하여 액정패널(22)로 공급되는 전압을 발생한다. 이러한, DC/DC 변환 부(34)는 감마 기준전압, 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL) 및 공통전압(Vcom)등을 생성한다.
액정패널(22)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 및 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 액정셀(Clc)을 구비한다. 액정셀(Clc)에 각각 형성된 TFT는 게이트 라인(GL)으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터 공급되는 데이터 신호를 액정셀(Clc)로 공급한다. 또한, 액정셀(Clc) 각각에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트 라인 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 공통전극라인 사이에 형성되어 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시킨다.
화질 개선부(42)는 시스템(40)으로부터 공급되는 제 1 수직/수평 동기신호(Vsync1, Hsync1), 제 1 클럭신호(DCLK1) 및 제 1 데이터 인에이블 신호(DE1)에 따라 제 1 데이터들(Ri, Gi, Bi)의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 구하고, 외부로부터의 누승 계수(icoeff)와 백 라이트 가중치(BLW) 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터들(Ro, Go, Bo)을 생성하여 타이밍 콘트롤러(30)에 공급한다.
또한, 화질 개선부(42)는 히스토그램의 평균값에 따라 밝기 제어신호(Dim)를 생성하여 인버터(36)에 공급한다.
그리고, 화질 개선부(42)는 제 2 데이터들(Ro, Go, Bo)에 동기되도록 제 2 수직/수평 동기신호(Vsync2, Hsync2), 제 2 클럭신호(DCLK2), 제 2 데이터 인에이블 신호(DE2)를 생성하여 타이밍 콘트롤러(30)로 공급한다.
타이밍 콘트롤러(30)는 화질 개선부(42)로부터 입력되는 제 2 수직/수평 동기신호(Vsync2, Hsync2) 및 제 2 클럭신호(DCLK2)를 이용하여 게이트 드라이버(26) 및 데이터 드라이버(24)를 제어하기 위한 제어신호(CS)를 생성한다.
또한, 타이밍 콘트롤러(30)는 화질 개선부(42)로부터 공급되는 제 2 데이터(Ro, Go, Bo)를 액정패널(22)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(24)로 공급한다. 여기서, 게이트 드라이버(26)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable; GOE) 등이 포함된다. 그리고, 데이터 드라이버(24)를 제어하기 위한 제어신호(CS)에는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable; SOE) 및 극성신호(Polarity; POL) 등이 포함된다.
감마전압 공급부(28)는 전원 공급부(32)로부터의 구동전압을 이용하여 복수의 서로 다른 기준 감마전압을 생성하여 데이터 드라이버(24)로 공급한다.
데이터 드라이버(24)는 타이밍 콘트롤러(30)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 타이밍 콘트롤러(30)로부터 공급되는 제 2 데이터들(Ro, Go, Bo)의 계조값에 따라 서로 다른 복수의 감마전압 중 어느 하나를 데이터 신호로 선택하고, 선택된 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
게이트 드라이버(26)는 타이밍 콘트롤러(30)로부터의 제어신호(CS)에 응답하 여 스캔펄스를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급하여 데이터 신호가 공급되는 액정패널(22)의 수평라인을 선택한다.
인버터(36)는 화질 개선부(42)로부터 공급되는 밝기 제어신호(Dim)에 따라 램프 구동전원(또는 고압의 교류파형)을 조절하여 백 라이트(38)로 공급한다.
백 라이트(38)는 인버터(36)로부터 공급되는 램프 구동전원에 대응되는 밝기의 광을 발생하여 액정패널(22)의 배면에 조사한다. 이때, 백 라이트(38)는 에지형 방식 또는 직하형 방식에 의해 광을 발생하여 액정패널(22)의 배면에 조사한다.
에지형 방식의 백 라이트는 광을 액정패널(22) 쪽으로 안내하는 도광판의 측면에 적어도 하나의 광원을 배치하여 도광판을 통해 액정패널(22)에 광을 조사한다.
직하형 방식의 백 라이트는 액정패널(22)의 배면에 복수의 광원을 설치하여 액정패널(22)에 직접 광을 조사한다.
도 3은 도 2에 도시된 화질 개선부(42)를 나타내는 블록도이다.
도 3을 도 2와 결부하면, 화질 개선부(42)는 제 2 데이터들(Ro, Go, Bo)을 생성하여 타이밍 콘트롤러(30)에 공급하는 데이터 변조수단(70)과; 히스토그램의 평균값(M)에 따라 밝기 제어신호(Dim)를 생성하는 백 라이트 제어수단(72)과; 제 2 데이터들(Ro, Go, Bo)에 동기되도록 제 2 수직/수평 동기신호(Vsync2, Hsync2), 제 2 클럭신호(DCLK2), 및 제 2 데이터 인에이블 신호(DE2)를 생성하기 위한 제어부(68)를 포함하여 구성된다.
제어부(68)는 제 2 데이터들(Go, Go, Bo)에 동기되도록 외부로부터 공급되는 제 1 수직/수평 동기신호(Vsync1, Hsync1), 제 1 클럭신호(DCLK1), 및 제 1 데이터 인에이블 신호(DE1)를 제 2 수직/수평 동기신호(Vsync2, Hsync2), 제 2 클럭신호(DCLK2), 및 제 2 데이터 인에이블 신호(DE2)로 변환하여 타이밍 콘트롤러(30)에 공급한다.
데이터 변조수단(70)은 휘도/색 분리부(50), 지연부(52), 히스토그램 분석부(56), 히스토그램 변조부(58), 및 휘도/색 믹싱부(54)를 포함하여 구성된다.
휘도/색 분리부(50)는 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi)를 휘도성분(Y) 및 색차성분(U, V)으로 분리한다. 여기서, 휘도성분(Y) 및 색차성분(U, V) 각각은 아래의 수학식 1 내지 3에 의하여 구해진다.
Y = 0.299 × Ri + 0.587 × Gi + 0.114 × Bi
U = 0.493 × (Bi - Y)
V = 0.887 × (Ri - Y)
이러한, 휘도/색 분리부(50)는 수학식 1 내지 3에 의해 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi)로부터 분리된 휘도성분(Y)을 히스토그램 분석부(56) 및 히스토그램 변조부(58)에 공급함과 아울러 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi)로부터 분리된 색차성분(U, V)을 지연부(52)에 공급한다.
히스토그램 분석부(56)는 휘도/색 분리부(50)로부터 공급되는 프레임 단위의 휘도성분(Y)을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 추출하고, 추출된 히스토그램의 평균값(M)을 백 라이트 제어수단(72)에 공급한다. 또한, 히스토그램 분석부(56)는 추출된 단계별 히스토그램 수(Histc_i)를 히스토그램 변조부(58)에 공급함과 아울러 외부로부터의 누승 계수(icoeff)와 백 라이트 가중치(BLW) 및 히스토그램의 평균값(M)에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 기울기(Slope_i)를 생성하여 히스토그램 변조부(58)에 공급한다. 여기서, 히스토그램 분석부(56)는 휘도성분(Y)을 32단계로 구분하여 히스토그램을 추출하는 것으로 가정하기로 한다.
이를 위해, 히스토그램 분석부(56)는 도 4에 도시된 바와 같이 히스토그램 생성부(150), 평균값 생성부(152), 빈도수 생성부(154), 백 라이트 이득 제어부(155), 최소 기울기 설정부(157), 및 단계별 기울기 설정부(158)를 포함하여 구성된다.
히스토그램 생성부(150)는 휘도/색 분리부(50)로부터의 휘도성분(Y)을 32단계로 나누어 각 영역에 대응되도록 배치하여 프레임 단위의 히스토그램(Hist_i)(단, i는 1 내지 32)을 구한다. 즉, 히스토그램 생성부(150)는 단계별로 휘도성분(Y)을 계수하여 단계별 히스토그램(Hist_i)을 생성함으로써 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi)의 밝기 정보를 파악한다. 예를 들어, 히스토그램(Hist_i)이 높은 단계 쪽으로 치우치면 밝은 화면으로 파악되고, 낮은 단계 쪽으로 치우치면 어두운 화면으로 파악된다.
한편, 히스토그램 생성부(150)는 휘도/색 분리부(50)로부터의 휘도성분(Y)을 8단계, 16단계로 나누어 히스토그램(Hist_i)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 히스토그램 생성부(150)는 8비트의 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi)에 대응하는 휘도성분(Y)을 32계조 단위로 휘도성분(Y)을 계수하여 제 1 내지 제 8 단계의 히스토그램(Hist_i)을 생성하거나, 16계조 단위로 휘도성분(Y)을 계수하여 제 1 내지 제 16 단계의 히스토그램(Hist_i)을 생성할 수 있다.
평균값 생성부(152)는 히스토그램 생성부(150)로부터의 각 히스토그램 단계에 단계별 히스토그램을 곱셈하여 누적하고, 누적된 값을 전체 히스토그램 단계의 누적 값으로 나누어 아래의 수학식 4와 같이 히스토그램의 평균값(M)을 생성한다.
Figure 112006056662544-pat00001
빈도수 생성부(154)는 히스토그램의 평균값(M)을 기준으로 단계별 히스토그램(Hist_i)에 따라 히스토그램의 평균값(M)보다 작은 제 1 영역의 누적 히스토그램 수(LH)와 히스토그램의 평균값(M)보다 큰 제 2 영역의 누적 히스토그램 수(HH) 및 단계별 히스토그램 수(Histc_i)를 생성한다.
백 라이트 이득 제어부(155)는 사용자에 의해 설정되는 백 라이트 가중치(BLW) 및 누승 계수(icoeff)와 평균값 생성부(152)로부터 공급되는 히스토그램의 평균값(M)을 이용하여 아래의 수학식 5에 따라 백 라이트 이득값(nBLW)을 생성한 다. 여기서, 백 라이트 가중치(BLW)는 제 1 데이터(Ri, Gi, Bi)에 따른 최소 휘도에서 최대 휘도간의 비율을 보상하기 위하여 1 이상의 상수로 설정될 수 있다. 또한, 누승 계수(icoeff)는 백 라이트 이득값(nBLW)이 1 ~ 5 범위의 상수를 가지도록 설정된다.
Figure 112006056662544-pat00002
즉, 백 라이트 이득 제어부(155)는 누승 계수(icoeff)에 의해 음(-)으로 누승화된 히스토그램의 평균값(M)과 백 라이트 가중치(BLW)를 곱셈하여 비선형적인 백 라이트 이득값(nBLW)을 생성한다.
이에 따라, 비선형적인 백 라이트 이득값(nBLW)은 도 5에 도시된 바와 같이 히스토그램의 평균값(M)이 증가함에 따라 평균값(M)에 대한 백 라이트 이득값(nBLW)의 비가 감소하는 비선형적인 커브값을 가지게 된다.
이와 같은, 백 라이트 이득 제어부(155)를 하드웨어로 구성하는 첫번째 방법은 히스토그램 평균값(M)의 비트 수와 동일한 비트 수의 백 라이트 이득값(nBLW)이 등재된 룩업 테이블을 이용한다. 이때, 룩업 테이블에는 도 5에 도시된 비선형적인 커브값에 대응되도록 맵핑된 백 라이트 이득값(nBLW)이 등재된다.
또한, 백 라이트 이득 제어부(155)를 하드웨어로 구성하는 두번째 방법은 히스토그램 평균값(M)의 비트 수보다 작은 비트 수의 백 라이트 이득값(nBLW)이 등재된 룩업 테이블을 이용한다. 이때, 백 라이트 이득 제어부(155)는 8비트의 히스토 그램 평균값(M)을 5비트로 양자화하고, 5비트 히스토그램 평균값(M)에 도 5에 도시된 비선형적인 커브값에 대응되는 8비트의 백 라이트 이득값(nBLW)이 맵핑된 룩업 테이블을 이용한다.
예를 들어, 백 라이트 이득 제어부(155)는 아래의 표 1과 같이 맵핑된 룩업 테이블을 참조하여 비선형적인 백 라이트 이득값(nBLW)을 생성할 수 있다.
히스토그램의 평균값(M) 비선형적인 커브값 백 라이트 이득값(nBLW)
0 5 255
1 4 204
2 2.989698 152
3 2.521559 129
4 2.234574 114
5 2.034663 104
6 1.884675 96
7 1.766521 90
8 1.670176 85
9 1.589564 81
10 1.520758 78
11 1.461084 75
12 1.408652 72
13 1.362084 69
14 1.320341 67
15 1.282631 65
16 1.248331 64
17 1.216946 62
18 1.188080 61
19 1.161404 59
20 1.136652 58
21 1.113597 57
22 1.092050 56
23 1.071851 55
24 1.052862 54
25 1.034964 53
26 1.018055 52
27 1.002045 51
28 0.986856 50
29 0.972418 50
30 0.958670 49
31 0.945558 48
다른 한편, 백 라이트 이득 제어부(155)는 PWL(Piece-Wise Linear) 맵핑을 이용하여 룩업 테이블의 메모리 용량을 감소시켜 비선형적인 백 라이트 이득값(nBLW)을 생성할 수 있다. 여기서, PWL 맵핑은 인접한 히스토그램의 평균값(M)에 대응되는 비선형적인 커브값을 이용하여 8비트에서 5비트로 양자화된 인접한 히스토그램의 평균값(M) 사이의 기울기를 설정하여 백 라이트 이득값(nBLW)을 설정한다.
도 4에서, 최소 기울기 설정부(157)는 입력되는 최소 기울기 값(Smin), 히스토그램의 총 단계 수(Hsize), 히스토그램의 총 단계 수(Hsize)의 중간값(Histm) 및 히스토그램의 평균값(M)을 이용하여 히스토그램의 총 단계 수(Hsize)의 중간값(Histm)보다 작은 제 1 영역 및 큰 제 2 영역의 최소 기울기 값(Slmin, Shmin)을 각각 설정하여 단계별 기울기 설정부(158)에 공급한다. 이때, 외부로부터 입력되는 최소 기울기 값(Smin)은 히스토그램의 평활시 명암대비의 극한 강조로 인해 원래의 영상이 왜곡되는 것을 제한하기 위하여 0 ~ 1 사이의 상수로 설정된다.
구체적으로, 최소 기울기 설정부(157)는 히스토그램의 평균값(M)이 히스토그램의 총 단계 수(Hsize)의 중간값(Histm)보다 클 경우 아래의 수학식 6과 같이 히스토그램의 총 단계 수(Hsize), 히스토그램의 평균값(M) 및 최소 기울기 값(Smin)에 따라 제 1 영역의 최소 기울기 값(Slmin)을 설정함과 아울러 최소 기울기 값(Smin)을 제 2 영역의 최소 기울기 값(Shmin)으로 설정한다.
Slmin = 1 - {( Hsize - 1 - M ) / M } × ( 1 - Smin )
Shmin = Smin
반면에, 최소 기울기 설정부(157)는 히스토그램의 평균값(M)이 히스토그램의 총 단계 수(Hsize)의 중간값(Histm)과 같거나 작을 경우 아래의 수학식 7과 같이 최소 기울기 값(Smin)을 제 1 영역의 최소 기울기 값(Slmin)으로 설정함과 아울러 히스토그램의 총 단계 수(Hsize), 히스토그램의 평균값(M) 및 최소 기울기 값(Smin)에 따라 제 2 영역의 최소 기울기 값(Shmin)을 설정한다.
Slmin = Smin
Shmin = 1 - { M / ( Hsize - 1 - M )} × ( 1 - Smin )
단계별 기울기 설정부(158)는 백 라이트 이득 제어부(155)로부터의 백 라이트 이득값(nBLW)과, 최소 기울기 설정부(157)로부터의 제 1 영역 및 제 2 영역의 최소 기울기 값(Slmin, Shmin)과, 빈도수 생성부(154)로부터의 제 1 및 제 2 영역의 누적 히스토그램 수(LH, HH) 및 단계별 히스토그램 수(Histc_i)와, 평균값 생성부(152)로부터 공급되는 히스토그램의 평균값(M)과, 히스토그램의 총 단계 수(Hsize)를 이용하여 단계별 히스토그램의 기울기(Slope_i)를 설정한다.
구체적으로, 단계별 기울기 설정부(158)는 아래의 수학식 8과 같이 백 라이트 이득값(nBLW), 단계별 히스토그램 수(Histc_i), 제 1 영역의 누적 히스토그램 수(LH), 히스토그램의 평균값(M) 및 제 1 영역의 최소 기울기 값(Slmin)을 이용하여 히스토그램의 평균값(M)보다 작은 제 1 영역의 단계별 기울기(Slope_j)(단, j는 1 내지 M-1)를 설정한다.
Slope_j = nBLW × {( Histc_j / LH ) × M × ( 1 - Slmin ) + Slmin }
또한, 단계별 기울기 설정부(158)는 아래의 수학식 9와 같이 백 라이트 이득값(nBLW)에 따라 히스토그램의 평균값(M)을 가지는 히스토그램의 단계(Hist_M)의 기울기(Slope_M)를 설정한다.
Slope_M = nBLW
그리고, 단계별 기울기 설정부(158)는 아래의 수학식 10과 같이 백 라이트 이득값(nBLW), 제 2 영역의 최소 기울기 값(Shmin), 제 2 영역의 누적 히스토그램 수(HH), 단계별 히스토그램 수(Histc_i), 히스토그램의 평균값(M), 및 히스토그램의 총 단계 수(Hsize)를 이용하여 평균값(M)보다 큰 제 2 영역의 단계별 기울기(Slope_k)(단, k는 M+1 내지 i)를 설정한다.
Slope_k = {( Hsize - 1 - nBLW × M ) / (Hsize - 1 - M )} × {( Histc_k / HH ) × ( Hsize - M) × ( 1 - Shmin ) + Shmin }
이러한, 단계별 기울기 설정부(158)는 단계별 히스토그램의 기울기(Slope_i)를 설정하여 히스토그램 변조부(58)에 공급한다.
도 3에서, 히스토그램 변조부(58)는 히스토그램 분석부(56)로부터의 단계별 히스토그램의 기울기(Slope_i), 현재 히스토그램 단계(X_i), 이전 히스토그램 단계(Xoffset) 및 이전 단계의 히스토그램 수(Yoffset)를 이용하여 아래의 수학식 11과 같이 단계별 히스토그램의 기울기 함수(F_i)를 단계별로 누적하여 데이터 스트 레치 함수(F)를 생성한다.
F_i = Slope_i × ( X_i - Xoffset ) + Yoffset
여기서, 히스토그램 변조부(58)는 히스토그램 분석부(56)의 빈도수 생성부(154)로부터 공급되는 단계별 히스토그램 수(Histc_i)를 임시 저장하여 현재 히스토그램 단계(X_i)와, 이전 히스토그램 단계(Xoffset) 및 이전 단계의 히스토그램 수(Yoffset)를 제공하는 레지스터를 포함한다.
이에 따라, 히스토그램 변조부(58)는 레지스터로부터 제공되는 현재 히스토그램 단계(X_i)에서 이전 히스토그램 단계(Xoffset)를 감산 연산하여 현재 히스토그램 단계(X_i)에 대응되는 기울기(Slope_i)에 곱셈 연산하여 이전 단계의 히스토그램 수(Yoffset)를 합산함으로써 단계별 히스토그램의 기울기(Slope_i)를 단계별로 누적하여 데이터 스트레치 함수(F)를 생성한다.
또한, 히스토그램 변조부(58)는 생성된 데이터 스트레치 함수(F)를 참조하여 휘도/색 분리부(50)로부터 공급되는 휘도성분(Y)의 명암대비가 확장되도록 변조하여 변조 휘도성분(YM)을 생성한다.
지연부(52)는 히스토그램 분석부(56) 및 히스토그램 변조부(58)에서 휘도성분(Y)이 변조되는 동안 색차성분(U, V)을 지연시켜 지연 색차성분(UD, VD)을 생성한다. 그리고, 지연부(52)는 히스토그램 변조부(58)로부터 휘도/색 믹싱부(54)에 공급되는 변조 휘도성분(YM)과 동기되도록 지연 색차성분(UD, VD)을 휘도/색 믹싱부(54)로 공급한다.
휘도/색 믹싱부(54)는 변조 휘도성분(YM) 및 지연 색차성분(UD, VD)을 이용하여 제 2 데이터(Ro, Go, Bo)를 생성한다. 이때, 제 2 데이터(Ro, Go, Bo)는 아래의 수학식 12 내지 14에 의하여 구해진다.
Ro = YM + 0.000 × UD + 1.140 × VD
Go = YM - 0.396 × UD - 0.581 × VD
Bo = YM + 2.029 × UD + 0.000 × VD
이와 같은 데이터 변조수단(70)은 히스토그램 분석부(56) 및 히스토그램 변조부(58)를 이용하여 도 6에 도시된 바와 같이 원래 영상(200)의 밝기에 따라 데이터 스트레치 함수(202, 204, 206)를 생성하고 생성된 데이터 스트레치 함수(202, 204, 206)를 참조하여 원래 영상(200)의 휘도성분을 변조함으로써 원래 영상의 밝기를 유사하게 유지시킴과 아울러 명암대비를 증가시키게 된다.
도 3에서, 백 라이트 제어수단(72)은 히스토그램 분석부(56)로부터 공급되는 히스토그램의 평균값(M)에 대응되는 밝기 제어신호(Dim)를 생성하고, 생성된 밝기 제어신호(Dim)를 인버터(36)로 공급한다.
이를 위해, 백 라이트 제어수단(72)은 백 라이트 제어부(60) 및 디지털/아날로그 변환부(62)를 구비한다.
백 라이트 제어부(60)는 히스토그램 분석부(56)로부터 공급되는 히스토그램 의 평균값(M)에 대응되는 밝기 제어신호(Dim)를 생성한다. 이때, 백 라이트 제어부(60)는 히스토그램의 평균값(M)이 높은 휘도를 갖는다면 높은 휘도의 빛이 발생될 수 있도록 밝기 제어신호(Dim)를 생성되고, 평균값(M)이 낮은 휘도를 갖는다면 낮은 휘도의 빛이 발생될 수 있도록 밝기 제어신호(Dim)를 생성한다.
디지털/아날로그 변환부(62)는 밝기 제어신호(Dim)를 아날로그 변환하여 인버터(36)로 공급한다.
이에 따라, 상술된 인버터(36)는 밝기 제어신호(Dim)에 대응되는 램프 구동전원을 생성하여 백 라이트(38)로 공급한다. 백 라이트(38)는 인버터(36)로부터 공급되는 램프 구동전원에 대응되는 밝기의 광을 발생하여 액정패널(22)에 조사한다.
제어부(68)는 시스템(40)으로부터 입력되는 제 1 수직/수평 동기신호(Vsync1, Hsync1), 제 1 클럭신호(DCLK1), 제 1 데이터 인에이블 신호(DE1)를 입력받는다. 그리고, 제어부(68)는 제 2 데이터(Ro, Go, Bo)에 동기되도록 제 2 수직/수평 동기신호(Vsync2, Hsync2), 제 2 클럭신호(DCLK2), 제 2 데이터 인에이블 신호(DE2)를 생성하여 타이밍 콘트롤러(30)로 공급한다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법은 누승 계수(icoeff)와 백 라이트 가중치(BLW) 및 히스토그램의 평균값(M)에 따른 백 라이트 이득값(nBLW)을 이용하여 원래 영상의 평균밝기를 유지하면서 명암대비를 증가시킴으로써 전체적인 휘도의 명암대비를 뚜렷하게 하여 역동적이고 생동감 있는 영상을 표시할 수 있다.
예를 들어, 본 발명은 도 7a에 도시된 어두운 원래 영상의 밝기를 아래의 표 2와 같이 원래 영상의 밝기와 유사하게 유지시킴과 아울러 표준편차를 증가시켜 도 7b에 도시된 바와 같이 원래 영상의 평균밝기와 유사함과 아울러 명암대비가 확장된 영상을 구현할 수 있다.
원래 영상 변조 영상
어두운 영상 평균밝기 70 68
표준편차 6.65 6.8
표 2에 있어서, 표준편차는 아래의 수학식 15에 의해 한 프레임의 평균밝기(Y)와 각 픽셀의 밝기(Xt)의 차이를 제곱한 값의 평균을 제곱 근에 의해 구해진다.
Figure 112006056662544-pat00003
또한, 본 발명은 도 8a에 도시된 중간 밝기인 원래 영상의 밝기를 아래의 표 3과 같이 원래 영상의 밝기와 유사하게 유지시킴과 아울러 표준편차를 증가시켜 도 8b에 도시된 바와 같이 원래 영상의 평균밝기를 증가시킴과 아울러 명암대비가 확장된 영상을 구현할 수 있다.
원래 영상 변조 영상
중간 밝기의 영상 평균밝기 125 128
표준편차 6.86 7.6
그리고, 본 발명은 도 9a에 도시된 밝은 원래 영상의 밝기를 아래의 표 4와 같이 원래 영상의 밝기와 유사하게 유지시킴과 아울러 표준편차를 증가시켜 도 9b에 도시된 바와 같이 원래 영상의 평균밝기를 증가시킴과 아울러 명암대비가 확장된 영상을 구현할 수 있다.
원래 영상 변조 영상
밝은 영상 평균밝기 169 173
표준편차 4.0 4.9
한편, 상술한 백 라이트 제어수단(72)는 히스토그램 분석부로부터의 평균값(M)에 대응되는 복수의 밝기 제어신호를 생성하여 인버터(36)로 공급한다.
인버터(36)는 백 라이트 제어수단(72)으로부터 공급되는 복수의 밝기 제어신호에 대응되는 복수의 램프 구동전원을 백 라이트(38)로 공급한다.
백 라이트(38)는 직하형 방식으로써 복수의 램프들을 액정패널(22)의 배면에 설치하여 인버터(36)로부터 공급되는 복수의 램프 구동전원에 대응되는 광을 발생하여 액정패널(22)에 조사한다. 여기서, 복수의 램프들은 액정패널(22)의 배면에 대향하도록 x개의 구역으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 액정패널(22)은 복수의 램프들 각각으로부터 광을 조사받은 x개의 구역으로 나누어질 수 있다.
실제, 백 라이트 제어수단(72)은 액정패널(22)의 x개의 구역으로 공급되는 데이터에 대응되어 복수의 밝기 제어신호를 생성한다.
따라서, 백 라이트(38)는 히스토그램의 평균값(M)에 따라 인버터(36)로부터 공급되는 복수의 램프 구동전원에 대응되도록 복수의 램프 각각을 개별적으로 구동하여 액정패널(22)의 x개의 구역 각각에 광을 조사함으로써 액정패널(22)에 표시되는 영상의 휘도를 선택적으로 강조할 수 있다.
다른 한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법은 입력되는 제 1 데이터의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 구하고, 외부로부터의 누승 계수와 백 라이트 가중치 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터를 생성한다.
이에 따라, 본 발명은 원래 영상의 평균밝기를 유지하면서 명암대비를 증가시켜 더욱 생동감 있고 역동적인 영상을 표시할 수 있다.
나아가, 본 발명은 히스토그램의 평균값에 따라 백 라이트의 밝기를 제어함으로써 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Claims (27)

  1. 데이터 신호에 대응되는 영상을 표시하는 액정패널과;
    상기 액정패널에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버와;
    상기 액정패널에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버와;
    입력되는 제 1 데이터의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 구하고, 외부로부터의 누승 계수와 백 라이트 가중치 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터를 생성하며, 상기 히스토그램의 평균값에 따라 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하는 화질 개선부와;
    상기 제 2 데이터를 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 콘트롤러와;
    상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트와;
    상기 밝기 제어신호에 따라 상기 백 라이트를 구동하는 인버터를 포함하며,
    상기 화질 개선부는,
    상기 제 1 데이터를 이용하여 상기 제 2 데이터를 생성하기 위한 데이터 변조수단과,
    상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하기 위한 백 라이트 제어수단과,
    외부로부터 입력되는 동기신호를 상기 제 2 데이터에 동기되도록 변경하여 상기 타이밍 콘트롤러로 공급하는 제어부를 포함하며,
    상기 데이터 변조수단은;
    상기 제 1 데이터를 휘도성분 및 색차성분으로 변환하기 위한 휘도/색 분리부와;
    상기 휘도/색 분리부로부터 공급되는 프레임 단위의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 추출하고, 추출된 단계별 히스토그램을 이용하여 단계별 히스토그램의 수와 단계별 히스토그램의 기울기를 분석하는 히스토그램 분석부와;
    상기 단계별 히스토그램의 수 및 기울기를 이용하여 상기 휘도/색 분리부로부터 공급되는 휘도성분의 명암대비를 확장하여 변조 휘도성분을 생성하는 히스토그램 변조부와;
    상기 히스토그램 변조부에서 상기 휘도성분을 변조하는 동안 상기 색차성분을 지연시켜 지연 색차성분을 생성하는 지연부와;
    상기 변조 휘도성분 및 지연 색차성분을 믹싱하여 상기 제 2 데이터를 생성하는 휘도/색 믹싱부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 히스토그램 분석부는;
    상기 제 1 데이터들의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 상기 단계별 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부와;
    상기 히스토그램의 평균값을 생성하는 평균값 생성부와;
    상기 백 라이트 가중치와 상기 누승 계수 및 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 상기 백 라이트 이득값을 생성하는 백 라이트 이득 제어부와;
    상기 단계별 히스토그램 및 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 상기 히스토그램의 평균값보다 작은 제 1 영역의 누적 히스토그램 수, 상기 히스토그램의 평균값보다 큰 제 2 영역의 누적 히스토그램 수 및 상기 단계별 히스토그램 수를 생성하는 빈도수 생성부와;
    입력되는 최소 기울기 값, 상기 히스토그램의 평균값, 상기 히스토그램의 총 단계 수 및 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값을 이용하여 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값보다 작은 제 1 영역 및 큰 제 2 영역의 최소 기울기 값을 각각 설정하는 최소 기울기 설정부와;
    상기 백 라이트 이득값, 상기 제 1 및 제 2 영역의 최소 기울기 값과, 상기 제 1 및 제 2 누적 히스토그램 수와, 상기 단계별 히스토그램 수, 상기 히스토그램의 총 단계 수 및 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 단계별 히스토그램의 기울기를 설정하는 단계별 기울기 설정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 백 라이트 이득값은 상기 히스토그램의 평균값이 증가함에 따라 히스토그램의 평균값에 대한 상기 백 라이트 이득값의 비가 감소하는 비선형적인 커브값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백 라이트 이득 제어부는 { 백 라이트 가중치 × 히스토그램의 평균값-누승 계수 }에 의해 상기 백 라이트 이득값을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백 라이트 가중치는 1 이상의 상수로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 누승 계수는 상기 백 라이트 이득값이 1 ~ 5 범위의 값을 가지도록 설 정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 최소 기울기 설정부는,
    상기 히스토그램의 평균값이 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값보다 클 경우 [ 1 - {( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 히스토그램의 평균값 ) / 히스토그램의 평균값 } × ( 1 - 최소 기울기 값 ) ]에 의해 상기 제 1 영역의 최소 기울기 값을 설정함과 아울러 상기 최소 기울기 값을 상기 제 2 영역의 최소 기울기로 설정하고,
    상기 히스토그램의 평균값이 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값과 같거나 작을 경우 상기 최소 기울기 값을 상기 제 1 영역의 최소 기울기로 설정함과 아울러 [ 1 - { 히스토그램의 평균값 / ( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 히스토그램의 평균값 )} × ( 1 - 최소 기울기 값 ) ]에 의해 상기 제 2 영역의 최소 기울기 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계별 기울기 설정부는,
    [ 백 라이트 이득값 × {( 히스토그램의 평균값보다 작은 영역의 단계별 히스토그램 수 / 제 1 영역의 누적 히스토그램 수 ) × 히스토그램의 평균값 × ( 1 - 제 1 영역의 최소 기울기 값 ) + 제 1 영역의 최소 기울기 값 }]에 의해 상기 히 스토그램의 평균값보다 작은 영역의 단계별 히스토그램의 기울기를 설정하고,
    상기 백 라이트 이득값에 의해 상기 평균값을 가지는 히스토그램 단계의 기울기를 설정하고,
    [{( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 백 라이트 이득값 × 히스토그램의 평균값 ) / ( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 히스토그램의 평균값 )} × {( 히스토그램의 평균값보다 큰 영역의 단계별 히스토그램 수 / 제 2 영역의 누적 히스토그램 수 ) × ( 히스토그램의 총 단계 - 히스토그램의 평균값 ) × ( 1 - 제 2 영역의 최소 기울기 값 ) + 제 2 영역의 최소 기울기 값 }]에 의해 상기 히스토그램의 평균값보다 큰 영역의 단계별 히스토그램의 기울기를 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 히스토그램 변조부는 [ 단계별 히스토그램의 기울기 × ( 현재 히스토그램의 단계 - 이전 히스토그램의 단계 ) + 이전 단계의 히스토그램 수 ]에 의한 단계별 히스토그램 기울기 함수를 누적하여 데이터 스트레치 함수를 생성하고, 상기 생성된 데이터 스트레치 함수를 참조하여 상기 변조 휘도성분을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 라이트 제어수단은,
    상기 히스토그램의 평균값에 따라 상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하기 위한 백 라이트 제어부와,
    상기 백 라이트 제어부에서 생성된 상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털/아날로그 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 라이트는 상기 액정패널을 적어도 하나의 구역으로 분할하여 광을 조사하는 적어도 하나의 램프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 백 라이트 제어수단은 상기 구역별 휘도에 비례되는 광이 상기 램프에서 발생할 수 있도록 상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하여 상기 인버터로 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  15. 데이터 신호에 대응되는 영상을 표시하는 액정패널과, 상기 액정패널에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버와, 상기 액정패널에 스캔신호를 공급하는 게이트 드라이버를 구비하는 액정 표시장치의 구동방법에 있어서;
    입력되는 제 1 데이터의 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 구하고, 외부로부터의 누승 계수와 백 라이트 가중치 및 히스토그램의 평균값에 따른 백 라이트 이득값을 이용하여 단계별 히스토그램의 휘도에 따라 명암대비가 확장된 제 2 데이터를 생성하는 단계와;
    상기 제 2 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 단계를 포함하며,
    상기 제 2 데이터를 생성하는 단계는;
    상기 제 1 데이터를 휘도성분 및 색차성분으로 변환하는 제 1 단계와;
    프레임 단위의 상기 휘도성분을 복수의 단계로 구분하여 히스토그램을 추출하고, 추출된 단계별 히스토그램을 이용하여 단계별 히스토그램의 수와 단계별 히스토그램의 기울기를 분석하는 제 2 단계와,
    상기 단계별 히스토그램의 수 및 기울기를 이용하여 상기 휘도성분의 명암대비를 확장하여 변조 휘도성분을 생성하는 제 3 단계와;
    상기 휘도성분을 변조하는 동안 상기 색차성분을 지연시켜 지연 색차성분을 생성하는 제 4 단계와;
    상기 변조 휘도성분 및 지연 색차성분을 믹싱하여 상기 제 2 데이터를 생성하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 히스토그램의 평균값에 따라 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 밝기 제어신호에 따라 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  17. 삭제
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는;
    상기 단계별 히스토그램을 생성하는 제 2-1 단계와;
    상기 히스토그램의 평균값을 생성하는 제 2-2 단계와;
    상기 백 라이트 가중치와 상기 누승 계수 및 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 상기 백 라이트 이득값을 생성하는 제 2-3 단계와;
    상기 단계별 히스토그램 및 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 상기 히스토그램의 평균값보다 작은 제 1 영역의 누적 히스토그램 수, 상기 히스토그램의 평균값보다 큰 제 2 영역의 누적 히스토그램 수 및 상기 단계별 히스토그램 수를 생성하는 제 2-4 단계와;
    입력되는 최소 기울기 값, 상기 히스토그램의 평균값, 상기 히스토그램의 총 단계 수 및 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값을 이용하여 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값보다 작은 제 1 영역 및 큰 제 2 영역의 최소 기울기 값을 각각 설정하는 제 2-5 단계와;
    상기 백 라이트 이득값, 상기 제 1 및 제 2 영역의 최소 기울기 값과, 상기 제 1 및 제 2 누적 히스토그램 수와, 상기 단계별 히스토그램 수, 상기 히스토그램의 총 단계 수 및 상기 히스토그램의 평균값을 이용하여 단계별 히스토그램의 기울기를 설정하는 제 2-6 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 백 라이트 이득값은 상기 히스토그램의 평균값이 증가함에 따라 히스토그램의 평균값에 대한 상기 백 라이트 이득값의 비가 감소하는 비선형적인 커브값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2-3 단계는 { 백 라이트 가중치 × 히스토그램의 평균값- 누승 계수 }에 의해 상기 백 라이트 이득값을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 백 라이트 가중치는 1 이상의 상수로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 누승 계수는 상기 백 라이트 이득값이 1 ~ 5 범위의 값을 가지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2-5 단계는;
    상기 히스토그램의 평균값이 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값보다 클 경우 [ 1 - {( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 히스토그램의 평균값 ) / 히스토그램의 평균값 } × ( 1 - 최소 기울기 값 ) ]에 의해 상기 제 1 영역의 최소 기울기 값을 설정함과 아울러 상기 최소 기울기 값을 상기 제 2 영역의 최소 기울기로 설정하고,
    상기 히스토그램의 평균값이 상기 히스토그램의 총 단계의 중간값과 같거나 작을 경우 상기 최소 기울기 값을 상기 제 1 영역의 최소 기울기로 설정함과 아울러 [ 1 - { 히스토그램의 평균값 / ( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 히스토그램의 평균값 )} × ( 1 - 최소 기울기 값 ) ]에 의해 상기 제 2 영역의 최소 기울기 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2-6 단계는;
    [ 백 라이트 이득값 × {( 히스토그램의 평균값보다 작은 영역의 단계별 히스토그램 수 / 제 1 영역의 누적 히스토그램 수 ) × 히스토그램의 평균값 × ( 1 - 제 1 영역의 최소 기울기 값 ) + 제 1 영역의 최소 기울기 값 }]에 의해 상기 히스토그램의 평균값보다 작은 영역의 단계별 히스토그램의 기울기를 설정하고,
    상기 백 라이트 이득값에 의해 상기 평균값을 가지는 히스토그램 단계의 기울기를 설정하고,
    [{( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 백 라이트 이득값 × 히스토그램의 평균값 ) / ( 히스토그램의 총 단계 수 - 1 - 히스토그램의 평균값 )} × {( 히스토그램의 평균값보다 큰 영역의 단계별 히스토그램 수 / 제 2 영역의 누적 히스토그램 수 ) × ( 히스토그램의 총 단계 - 히스토그램의 평균값 ) × ( 1 - 제 2 영역의 최소 기울기 값 ) + 제 2 영역의 최소 기울기 값 }]에 의해 상기 히스토그램의 평균값보다 큰 영역의 단계별 히스토그램의 기울기를 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는 [ 단계별 히스토그램의 기울기 × ( 현재 히스토그램의 단계 - 이전 히스토그램의 단계 ) + 이전 단계의 히스토그램 수 ]에 의한 단계별 히스토그램 기울기 함수를 누적하여 데이터 스트레치 함수를 생성하고, 상기 생성된 데이터 스트레치 함수를 참조하여 상기 변조 휘도성분을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 액정패널에 광을 조사하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 램프 구동전원을 생성하는 단계와,
    상기 램프 구동전원을 이용하여 상기 액정패널을 적어도 하나의 구역으로 분할하여 광을 조사하는 적어도 하나의 램프를 구동시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하는 단계는 상기 구역별 휘도에 비례되는 광이 상기 램프에서 발생할 수 있도록 상기 적어도 하나의 밝기 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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