KR101319318B1 - 액정표시장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 R 데이터, G 데이터 및 B 데이터의 휘도값에 비례하여 백라이트의 휘도를 조절함으로써 다이나믹 영상을 제공함과 아울러 컨트라스트 비를 높일 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것으로, 레드 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 레드 발광다이오드 스트링, 그린 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 그린 발광다이오드 스트링 및 블루 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 블루 발광다이오드 스트링을 구비하는 백라이트; 일정 기간 동안 입력된 영상데이터들의 휘도값을 액정표시패널 상의 서브픽셀 별로 분석하여 입력된 각 영상데이터의 휘도값들 중에 최대분포 휘도값을 검출하는 휘도분포 검출부; 상기 휘도분포 검출부에 의해 검출된 최대분포 휘도값들을 이용하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 전압 산출부; 및 상기 전압 산출부에 의해 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 인버터를 포함한다.
액정표시장치, 발광다이오드, 휘도, 데이터

Description

액정표시장치 및 그의 구동 방법{LCD and drive method thereof}
도 1은 일반적인 액정표시장치에 형성된 픽셀의 등가 회로도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구성도.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 휘도분포 검출부에 의해 생성된 히스토그램.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도.
도 7은 도 2 및 도 5에 도시된 인버터 및 백라이트의 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100, 200: 액정표시장치 110: 액정표시패널
120: 데이터 구동부 130: 게이트 구동부
140: 감마기준전압 발생부 150: 타이밍 컨트롤러
160: 백라이트 161: 레드 발광다이오드 스트링
162: 그린 발광다이오드 스트링 163: 블루 발광다이오드 스트링
170: 휘도분포 검출부 180, 220: 전압 산출부
190: 인버터 210: 평균휘도 검출부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 R 데이터, G 데이터 및 B 데이터의 휘도값에 비례하여 백라이트의 휘도를 조절할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하며, 그리고 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 입력 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터라 인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.
TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.
액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.
스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.
이와 같은 구조의 픽셀들을 갖는 종래의 액정표시장치는 다수의 발광다이오드들로 이루어진 백라이트를 구비하며, R 데이터, G 데이터 및 B 데이터의 휘도값에 관계없이 백라이트의 휘도를 일정하게 유지시킨다.
이와 같이 종래의 액정표시장치는 백라이트의 휘도를 일정하게 유지시킴으로써, R 데이터, G 데이터 및 B 데이터의 휘도값에 비례하여 백라이트의 휘도를 가변시키지 못하고, 이로 인해 다이나믹 영상을 제공하지 못함과 아울러 컨트라스트 비가 낮아지는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 R 데이터, G 데이터 및 B 데이터의 휘도값에 비례하여 백라이트의 휘도를 조절할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 R 데이터, G 데이터 및 B 데이터의 휘도값에 비례하여 백라이트의 휘도를 조절함으로써, 다이나믹 영상을 제공함과 아울러 컨트라스트 비를 높일 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는, 레드 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 레드 발광다이오드 스트링, 그린 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 그린 발광다이오드 스트링 및 블루 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 블루 발광다이오드 스트링을 구비하는 백라이트; 일정 기간 동안 입력된 영상데이터들의 휘도값을 액정표시패널 상의 서브픽셀 별로 분석하여 입력된 각 영상데이터의 휘도값들 중에 최대분포 휘도값을 검출하는 휘도분포 검출부; 상기 휘도분포 검출부에 의해 검출된 최대분포 휘도값들을 이용하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 전압 산출부; 및 상기 전압 산출부에 의해 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 인버터를 포함한 다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법은, 일정 기간 동안 입력된 영상데이터들의 휘도값을 액정표시패널 상의 서브픽셀 별로 분석하여 입력된 각 영상데이터의 휘도값들 중에 최대분포 휘도값을 검출하는 단계; 상기 검출된 최대분포 휘도값들을 이용하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는, 레드 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 레드 발광다이오드 스트링, 그린 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 그린 발광다이오드 스트링 및 블루 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 블루 발광다이오드 스트링을 구비하는 백라이트; 일정 기간 동안 입력된 영상데이터들의 휘도값을 액정표시패널 상의 서브픽셀 별로 분석하여 입력된 각 영상데이터의 평균 휘도값을 검출하는 휘도분포 검출부; 상기 휘도분포 검출부에 의해 검출된 평균 휘도값들을 이용하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 전압 산출부; 및 상기 전압 산출부에 의해 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 인버터를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법은, 일정 기간 동안 입력된 영상데이터들의 휘도값을 액정표시패널 상의 서브픽셀 별로 분석하여 입력된 각 영상데이터의 평균 휘도값을 검출하는 단계; 상기 검출된 평균 휘도값들을 이용하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치에 형성된 픽셀의 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 다수의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 다수의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 대응되게 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 액정표시패널(110)의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(150)를 구비한다.
그리고, 본 발명의 액정표시장치(100)는, 레드 광, 그린 광 및 블루 광을 발생하는 백라이트(160)와, 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 영상데이터들의 휘도값을 서브픽셀 별로 분석하여 입력된 각 영상데이터의 휘도값들 중에 최대분포 휘도값을 검출하는 휘도분포 검출부(170)와, 검출된 최대분포 휘도값들을 이 용하여 백라이트(160)의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하기 위한 전압 산출부(180)와, 전압 산출부(180)에 의해 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 백라이트(160)에 공급하는 인버터(190)를 구비한다.
액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 액정표시패널(110)의 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인들(GL1 내지 GLn) 중에서 자신의 게이트단자에 접속된 게이트라인을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. TFT의 턴-온시 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 중에서 TFT의 드레인단자에 접속된 데이터라인 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다. 이러한 TFT는 하나의 픽셀을 이루는 R 서브픽셀, G 서브픽셀 및 B 서브픽셀마다 형성된다. 특히, 본 발명에서는 각 픽셀이 R 서브픽셀, G 서브픽셀 및 B 서브픽셀로 이루어진 것으로 구현하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터구동 제 어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(130)는 게이트구동전압 발생부(미도시)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다. 여기서, 게이트구동전압 발생부는 고전위 전원전압(VDD)을 인가받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 상기 게이트구동전압 발생부는 액정표시패널(110)의 각 서브픽셀에 구비된 TFT의 문턱전압 이상이 되는 게이트 하이전압(VGH)을 발생하고 TFT의 문턱전압 미만이 되는 게이트 로우전압(VGL)을 발생한다. 이렇게 발생된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)은 각각 게이트 구동부(130)에 의해 발생되는 스캔펄스의 하이레베전압과 로우레벨전압을 결정하는데 이용된다.
감마기준전압 발생부(140)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.
타이밍 컨트롤러(150)는 시스템으로부터 공급되는 디지털 비디오 데이 터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하고, 게이트구동 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함한다.
백라이트(160)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 레드(Red) 발광다이오드 스트링(161), 그린(Green) 발광다이오드 스트링(162) 및 블루(Blue) 발광다이오드 스트링(163)으로 이루어진 발광다이오드 스트링 그룹들(160-1 내지 160-i)로 구성된다.
레드 발광다이오드 스트링들(161)은 인버터(190)로부터 공급되는 레드 구동전압에 의해 발광되어 레드 광을 액정표시패널(110)에 조사한다. 여기서, 레드 광의 광량은 레드 구동전압의 크기가 커지면 증가되고 레드 구동전압의 크기가 작아지면 작아진다.
그린 발광다이오드 스트링들(162)은 인버터(190)로부터 공급되는 그린 구동전압에 의해 발광되어 그린 광을 액정표시패널(110)에 조사한다. 여기서, 그린 광의 광량은 그린 구동전압의 크기가 커지면 증가되고 그린 구동전압의 크기가 작아지면 작아진다.
블루 발광다이오드 스트링들(163)은 인버터(190)로부터 공급되는 블루 구동전압에 의해 발광되어 블루 광을 액정표시패널(110)에 조사한다. 여기서, 블루 광 의 광량은 블루 구동전압의 크기가 커지면 증가되고 블루 구동전압의 크기가 작아지면 작아진다.
휘도분포 검출부(170)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 R 데이터들, G 데이터들 및 B 데이터들의 휘도값을 서브픽셀 별로 분석한 후 입력된 영상데이터들의 휘도값 중에 최대분포 휘도값을 검출하여 전압 산출부(180)로 출력한다.
보다 구체적으로, 휘도분포 검출부(170)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 R 데이터들의 계조레벨을 R 서브픽셀 별로 분석한 후 분석된 R 데이터들의 계조레벨을 이용하여 각 R 서브픽셀의 R휘도값을 검출하고, 이어서 도 3a에 도시된 바와 같이 R 휘도값의 분포를 나타내는 히스토그램(Histogram)을 생성한 후, 이 히스토그램을 통해 최대분포 R휘도값을 산출하여 전압 산출부(180)로 출력한다. 여기서, 휘도분포 검출부(170)는 도 3a에 도시된 히스토그램에서 Rmax 점과 직교되는 수평좌표 상의 R 휘도값을 최대분포 R휘도값으로 검출하는데, 이는 최대분포 R휘도값을 갖는 R 데이터를 공급받는 R 서브픽셀 수가 가장 많은 경우이다.
휘도분포 검출부(170)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 G 데이터들의 계조레벨을 G 서브픽셀 별로 분석한 후 분석된 G 데이터들의 계조레벨을 이용하여 각 G 서브픽셀의 G휘도값을 검출하고, 이어서 도 3b에 도시된 바와 같이 G 휘도값의 분포를 나타내는 히스토그램을 생성한 후, 이 히스토그램을 통해 최대분포 G휘도값을 산출하여 전압 산출부(180)로 출력한다. 여기서, 휘도분포 검출부(170)는 도 3b에 도시된 히스토그램에서 Gmax 점과 직교되는 수평좌표 상의 G 휘도값을 최대분포 G휘도값으로 검출하는데, 이는 최대분포 G휘도값을 갖는 G 데이터를 공급 받는 G 서브픽셀 수가 가장 많은 경우이다.
휘도분포 검출부(170)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 B 데이터들의 계조레벨을 B 서브픽셀 별로 분석한 후 분석된 B 데이터들의 계조레벨을 이용하여 각 B 서브픽셀의 B휘도값을 검출하고, 이어서 도 3c에 도시된 바와 같이 B 휘도값의 분포를 나타내는 히스토그램을 생성한 후, 이 히스토그램을 통해 최대분포 B휘도값을 산출하여 전압 산출부(180)로 출력한다. 여기서, 휘도분포 검출부(170)는 도 3c에 도시된 히스토그램에서 Bmax 점과 직교되는 수평좌표 상의 B 휘도값을 최대분포 B휘도값으로 검출하는데, 이는 최대분포 B휘도값을 갖는 B 데이터를 공급받는 B 서브픽셀 수가 가장 많은 경우이다.
전압 산출부(180)는 휘도분포 검출부(180)에 의해 검출된 최대분포 R휘도값, 최대분포 G휘도값 및 최대분포 B휘도값이 입력되면, 이 최대분포 휘도값들을 각각 다음 수학식1 내지 수학식3에 대입하여 레드 발광다이오드 스트링들(161)의 레드 구동전압, 그린 발광다이오드 스트링들(162)의 그린 구동전압 및 블루 발광다이오드 스트링들(163)의 블루 구동전압을 산출하여 인버터(190)로 출력한다. 단, 다음 수학식1 내지 수학식3에서 Dmax V는 임의의 상수로서 인버터(190)의 최대출력 전압값이고, 최대계조값은 각 서브픽셀에 공급되는 데이터의 계조값 중 최대값이다.
레드 구동전압 = (최대분포 R휘도값/최대 계조값)*Dmax V
전압 산출부(180)는 상기 수학식1을 통해 구해지는 몫을 레드 발광다이오드 스트링들(162)의 구동전압인 레드 구동전압으로 산출한다.
그린 구동전압 = (최대분포 G휘도값/최대 계조값)*Dmax V
전압 산출부(180)는 상기 수학식2를 통해 구해지는 몫을 그린 발광다이오드 스트링들(162)의 구동전압인 그린 구동전압으로 산출한다.
블루 구동전압 = (최대분포 B휘도값/최대 계조값)*Dmax V
전압 산출부(180)는 상기 수학식3을 통해 구해지는 몫을 블루 발광다이오드 스트링들(163)의 구동전압인 블루 구동전압으로 산출한다.
인버터(190)는 전압 산출부(180)에 의해 산출된 레드 구동전압을 발생하여 레드 발광다이오드 스트링들(161)로 공급하고, 전압 산출부(180)에 의해 산출된 그린 구동전압을 발생하여 그린 발광다이오드 스트링들(162)로 공급한다. 또한, 인버터(190)는 전압 산출부(180)에 의해 산출된 블루 구동전압을 발생하여 블루 발광다이오드 스트링들(163)로 공급한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 레드 발광다이오드 스트링들(161), 그린 발광다이오드 스트링들(162) 및 블루 발광다이오드 스트링들(163)이 구동되어 액정표시패널(110)에 레드 광, 그린 광 및 블루 광을 조사하고 있는 상태에서(S101), 휘도분포 검출부(170)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 R 데이터들의 R 휘도값, G 데이터들의 G휘도값 및 B 데이터들의 B휘도값을 각각 R 서브픽셀, G 서브픽 셀 및 B 서브픽셀 별로 분석하여 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같은 히스토그램들을 생성한다(S102).
히스토그램들이 생성된 상태에서, 휘도분포 검출부(170)는 생성된 히스토드램들로부터 각각 최대분포 R휘도값, 최대분포 G휘도값 및 최대분포 B휘도값을 검출하여 전압 산출부(180)로 출력한다(S103). 이어서, 전압 산출부(180)는 검출된 최대분포 R휘도값, 최대분포 G휘도값 및 최대분포 B휘도값을 각각 상기 수학식1 내지 수학식3에 대입하여 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하여 인버터(190)로 출력한다(S104).
입력된 RGB 데이터에 비례되는 백라이트(160)의 구동전압들이 산출되면, 인버터(190)는 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 각각 레드 발광다이오드 스트링들(161), 그린 발광다이오드 스트링들(162) 및 블루 발광다이오드 스트링들(163)로 공급한다(S105).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치(200)는, 도 2에 도시된 액정표시장치(100)와 동일하게, 액정표시패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 감마기준전압 발생부(140), 타이밍 컨트롤러(150), 백라이트(160) 및 인버터(190)를 구비한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치(200)는, 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 영상데이터들의 휘도값을 서브픽셀 별로 분석하여 입력된 각 영상데이터들의 평균 휘도값을 검출하는 평균휘도 검출부(210)와, 검출된 평균 휘도값들을 이용하여 백라이트(160)의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하기 위한 전압 산출부(220)를 구비한다.
평균휘도 검출부(210)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 R 데이터들의 계조레벨을 R 서브픽셀 별로 분석한 후 분석된 R 데이터들의 계조레벨을 이용하여 각 R 서브픽셀의 R휘도값을 검출하고, 이어서 검출된 R휘도값들의 가산값을 액정표시패널(110) 상에 형성된 R 서브픽셀 수로 나누어서 몫을 R평균휘도값으로 검출하여 전압 산출부(220)로 출력한다.
평균휘도 검출부(210)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 G 데이터들의 계조레벨을 G 서브픽셀 별로 분석한 후 분석된 G 데이터들의 계조레벨을 이용하여 각 G 서브픽셀의 G휘도값을 검출하고, 이어서 검출된 G휘도값들의 가산값을 액정표시패널(110) 상에 형성된 G 서브픽셀 수로 나누어서 몫을 G평균휘도값으로 검출하여 전압 산출부(220)로 출력한다.
평균휘도 검출부(210)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 B 데이터들의 계조레벨을 B 서브픽셀 별로 분석한 후 분석된 B 데이터들의 계조레벨을 이용하여 각 B 서브픽셀의 B휘도값을 검출하고, 이어서 검출된 R휘도값들의 가산값을 액정표시패널(110) 상에 형성된 B 서브픽셀 수로 나누어서 몫을 B평균휘도값으로 검출하여 전압 산출부(220)로 출력한다.
전압 산출부(220)는 평균휘도 검출부(210)에 의해 검출된 R평균휘도값, G평균휘도값 및 B평균휘도값이 입력되면, 이 평균휘도값들을 각각 다음 수학식4 내지 수학식6에 대입하여 레드 발광다이오드 스트링들(161)의 레드 구동전압, 그린 발광 다이오드 스트링들(162)의 그린 구동전압 및 블루 발광다이오드 스트링들(163)의 블루 구동전압을 산출하여 인버터(190)로 출력한다. 단, 다음 수학식4 내지 수학식6에서 Dmax V는 임의의 상수로서 인버터(190)의 최대출력 전압값이고, 최대계조값은 각 서브픽셀에 공급되는 데이터의 계조값 중 최대값이다.
레드 구동전압 = (R평균휘도값/최대 계조값)*Dmax V
전압 산출부(220)는 상기 수학식4를 통해 구해지는 몫을 레드 발광다이오드 스트링들(161)의 구동전압인 레드 구동전압으로 산출하며, 이 레드 구동전압은 전압 산출부(180)에 의해 산출된 레드 구동전압과 동일한 전압이다.
그린 구동전압 = (G평균휘도값/최대 계조값)*Dmax V
전압 산출부(220)는 상기 수학식5를 통해 구해지는 몫을 그린 발광다이오드 스트링들(162)의 구동전압인 그린 구동전압으로 산출하며, 이 그린 구동전압은 전압 산출부(180)에 의해 산출된 그린 구동전압과 동일한 전압이다.
블루 구동전압 = (B평균휘도값/최대 계조값)*Dmax V
전압 산출부(220)는 상기 수학식6을 통해 구해지는 몫을 블루 발광다이오드 스트링들(163)의 구동전압인 블루 구동전압으로 산출하며, 이 블루 구동전압은 전압 산출부(180)에 의해 산출된 블루 구동전압과 동일한 전압이다.
인버터(190)는 전압 산출부(220)에 의해 산출된 레드 구동전압을 발생하여 레드 발광다이오드 스트링들(161)로 공급하고, 전압 산출부(220)에 의해 산출된 그린 구동전압을 발생하여 그린 발광다이오드 스트링들(162)로 공급한다. 또한, 인버터(190)는 전압 산출부(220)에 의해 산출된 블루 구동전압을 발생하여 블루 발광다이오드 스트링들(163)로 공급한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 레드 발광다이오드 스트링들(161), 그린 발광다이오드 스트링들(162) 및 블루 발광다이오드 스트링들(163)이 구동되어 액정표시패널(110)에 레드 광, 그린 광 및 블루 광을 조사하고 있는 상태에서(S201), 평균휘도 검출부(210)는 시스템으로부터 1프레임 기간 동안 입력된 R 데이터들의 계조레벨, G 데이터들의 계조레벨 및 B 데이터들의 계조레벨을 분석한 후 분석된 계조레벨들을 이용하여 각 R 서브픽셀의 R휘도값, 각 G 서브픽셀의 G휘도값 및 각 B 서브픽셀의 B휘도값을 검출한다(S202).
이렇게 1프레임 기간 동안 R휘도값들, G휘도값들 및 B휘도값들이 검출되면, 평균휘도 검출부(210)는 검출된 R휘도값들의 가산값, G휘도값들의 가산값 및 B휘도값들의 가산값을 각각 액정표시패널(110) 상에 형성된 R 서브픽셀 수, G 서브픽셀 수 및 B 서브픽셀 수로 나누어서 몫을 R평균휘도값, G평균휘도값 및 B평균휘도값으로 검출하여 전압 산출부(220)로 출력한다(S203). 이어서, 전압 산출부(180)는 검출된 R평균휘도값, G평균휘도값 및 B평균휘도값을 각각 상기 수학식4 내지 수학식6에 대입하여 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하여 인버 터(190)로 출력한다(S204).
입력된 RGB 데이터에 비례되는 백라이트(160)의 구동전압들이 산출되면, 인버터(190)는 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 각각 레드 발광다이오드 스트링들(161), 그린 발광다이오드 스트링들(162) 및 블루 발광다이오드 스트링들(163)로 공급한다(S205).
도 7은 도 2 및 도 5에 도시된 인버터 및 백라이트의 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 인버터(190)는, 외부로부터 입력된 버스트디밍신호에 따라 펄스폭변조신호(PWM : Pulse Width Modulation)를 출력함과 아울러 전압 산출부(180)나 전압 산출부(220)에 의해 산출된 구동전압들의 크기에 따라 펄스폭변조신호의 듀티비를 가변시키는 제어부(191)와, 제어부(191)로부터 공급된 레드 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 레드 구동전압을 발생하는 레드 발광다이오드 드라이버(192)와, 제어부(191)로부터 공급된 그린 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 그린 구동전압을 발생하는 그린 발광다이오드 드라이버(193)와, 제어부(191)로부터 공급된 블루 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 블루 구동전압을 발생하는 블루 발광다이오드 드라이버(194)를 구비한다. 여기서, 제어부(191)에 공급되는 버스트디밍신호는 백라이트(160)의 구동에 이용되는 신호로서 액정표시장치의 백라이트에 통상적으로 사용되는 신호이다.
제어부(191)는 외부로부터 입력된 버스트디밍신호에 따라 레드 펄스폭변조신호, 그린 펄스폭변조신호 및 블루 펄스폭변조신호를 발생하여 각각 레드 발광다이오드 드라이버(192), 그린 발광다이오드 드라이버(193) 및 블루 발광다이오드 드라 이버(194)로 출력한다. 이때, 레드 발광다이오드 드라이버(192)는 제어부(191)로부터 입력된 레드 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 크기의 레드 구동전압을 레드 발광다이오드 스트링들(161)로 공급하고, 그린 발광다이오드 드라이버(193)는 제어부(191)로부터 입력된 그린 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 크기의 그린 구동전압을 그린 발광다이오드 스트링들(162)로 공급하며, 그리고 블루 발광다이오드 드라이버(194)는 제어부(191)로부터 입력된 블루 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 크기의 블루 구동전압을 블루 발광다이오드 스트링들(163)로 공급한다. 이렇게 백라이트(160)가 구동되고 있는 상태에서, 인버터(190)가 전압 산출부(180)나 전압 산출부(220)에 의해 산출된 구동전압들을 이용하여 백라이트(160)의 휘도를 조절하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제어부(191)는 전압 산출부(180)나 전압 산출부(220)에 의해 산출된 레드 구동전압이 입력되면 산출된 레드 구동전압의 크기에 비례되는 듀티비를 갖는 레드 펄스폭변조신호를 발생하여 레드 발광다이오드 드라이버(192)로 출력하고, 이어 레드 발광다이오드 드라이버(192)는 입력된 레드 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 크기의 레드 구동전압을 레드 발광다이오드 스트링들(161)로 공급한다.
제어부(191)는 전압 산출부(180)나 전압 산출부(220)에 의해 산출된 그린 구동전압이 입력되면 산출된 그린 구동전압의 크기에 비례되는 듀티비를 갖는 그린 펄스폭변조신호를 발생하여 그린 발광다이오드 드라이버(193)로 출력하고, 이어 그린 발광다이오드 드라이버(193)는 입력된 그린 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 크기의 그린 구동전압을 그린 발광다이오드 스트링들(162)로 공급한다.
제어부(191)는 전압 산출부(180)나 전압 산출부(220)에 의해 산출된 블루 구동전압이 입력되면 산출된 블루 구동전압의 크기에 비례되는 듀티비를 갖는 블루 펄스폭변조신호를 발생하여 블루 발광다이오드 드라이버(194)로 출력하고, 이어 블루 발광다이오드 드라이버(194)는 입력된 블루 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되는 크기의 블루 구동전압을 블루 발광다이오드 스트링들(163)로 공급한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 시스템으로부터 입력된 R 데이터의 휘도값에 비례하여 레드 발광다이오드 스트링들(161)의 레드 휘도를 실시간으로 증감시키고, 시스템으로부터 입력된 G 데이터의 휘도값에 비례하여 그린 발광다이오드 스트링들(162)의 그린 휘도를 실시간으로 증감시키며, 그리고 B 데이터의 휘도값에 비례하여 블루 발광다이오드 스트링들(161)의 블루 휘도를 실시간으로 증감시킴으로써, 컨트라스트 비를 높임과 아울러 다이나믹 영상을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 본 발명의 다른 목적은 R 데이터, G 데이터 및 B 데이터의 휘도값에 비례하여 백라이트의 휘도를 조절함으로써, 다이나믹 영상을 제공함과 아울러 컨트라스트 비를 높일 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (28)

  1. 레드 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 레드 발광다이오드 스트링, 그린 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 그린 발광다이오드 스트링 및 블루 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 블루 발광다이오드 스트링을 구비하는 백라이트;
    1 프레임 기간 동안 입력된 영상데이터들 각각의 휘도값을 액정표시패널 상의 서브픽셀 별로 분석하여 상기 입력된 영상데이터의 휘도값들 중에 최대분포 휘도값을 검출하되, 상기 최대분포 휘도값을 상기 영상데이터의 R, G, B 컬러 별로 검출하는 휘도분포 검출부;
    상기 영상데이터의 R, G, B 컬러 별로 검출된 최대분포 휘도값 각각을 최대 계조값으로 나눈뒤 특정 전압값을 곱셈하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 전압 산출부; 및
    상기 전압 산출부에 의해 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 인버터를 포함하고;
    상기 특정 전압값은 상기 인버터의 최대 출력 전압값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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  8. 레드 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 레드 발광다이오드 스트링, 그린 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 그린 발광다이오드 스트링 및 블루 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 블루 발광다이오드 스트링을 구비하는 백라이트에 의해 휘도가 조절되는 액정표시장치의 구동 방법에 있어서,
    1 프레임 기간 동안 입력된 영상데이터들 각각의 휘도값을 액정표시패널 상의 서브픽셀 별로 분석하여 상기 입력된 영상데이터의 휘도값들 중에 최대분포 휘도값을 검출하되, 상기 최대분포 휘도값을 상기 영상데이터의 R, G, B 컬러 별로 검출하는 단계;
    상기 영상데이터의 R, G, B 컬러 별로 검출된 최대분포 휘도값 각각을 최대 계조값으로 나눈뒤 특정 전압값을 곱셈하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 단계; 및
    인버터에서 상기 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 단계를 포함하고;
    상기 특정 전압값은 상기 인버터의 최대 출력 전압값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
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  15. 레드 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 레드 발광다이오드 스트링, 그린 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 그린 발광다이오드 스트링 및 블루 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 블루 발광다이오드 스트링을 구비하는 백라이트;
    1 프레임 기간 동안 입력된 영상데이터들을 분석하여 각 서브픽셀의 휘도값을 검출하고, 상기 검출된 서브픽셀들의 휘도값을 상기 서브픽셀들의 R, G, B 컬러 별로 가산한뒤 상기 R, G, B 컬러별 서브픽셀의 수로 나누어서 R, G, B 컬러 별로 평균 휘도값을 검출하는 휘도분포 검출부;
    상기 영상데이터의 R, G, B 컬러 별로 검출된 평균 휘도값 각각을 최대 계조값으로 나눈뒤 특정 전압값을 곱셈하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 전압 산출부; 및
    상기 전압 산출부에 의해 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 인버터를 포함하고;
    상기 특정 전압값은 상기 인버터의 최대 출력 전압값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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  22. 레드 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 레드 발광다이오드 스트링, 그린 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 그린 발광다이오드 스트링 및 블루 구동전압을 공급받아 발광되는 하나 이상의 블루 발광다이오드 스트링을 구비하는 백라이트에 의해 휘도가 조절되는 액정표시장치의 구동 방법에 있어서,
    1 프레임 기간 동안 입력된 영상데이터들을 분석하여 각 서브픽셀의 휘도값을 검출하고, 상기 검출된 서브픽셀들의 휘도값을 상기 서브픽셀들의 R, G, B 컬러 별로 가산한뒤 상기 R, G, B 컬러별 서브픽셀의 수로 나누어서 R, G, B 컬러 별로 평균 휘도값을 검출하는 단계;
    상기 영상데이터의 R, G, B 컬러 별로 검출된 평균 휘도값 각각을 최대 계조값으로 나눈뒤 특정 전압값을 곱셈하여 상기 백라이트의 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 산출하는 단계; 및
    인버터에서 상기 산출된 레드 구동전압, 그린 구동전압 및 블루 구동전압을 발생하여 상기 백라이트에 공급하는 단계를 포함하고;
    상기 특정 전압값은 상기 인버터의 최대 출력 전압값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
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