KR101351888B1 - 액정표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대용 표시장치에서의 소비전력 저감을 실현하면서도 화질의 저하가 없는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 액정화소가 형성된 액정패널과; 원시영상데이터를 입력받아 계조가 상향된 변환영상데이터로 변환하여 상기 액정패널로 출력하는 영상데이터변환부와; 상기 액정패널로 빛을 공급하는 백라이트와; 상기 변환영상데이터에 대응하여 상기 백라이트의 휘도를 제어하는 제1백라이트제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공하며, 상기 액정표시장치와 그 구동방법을 통해 소형 모델에서 영상의 표시품질을 저하시키지 않으면서도 액정표시장치 소비 전력을 크게 절감시킴으로써 소형 모델에서의 주요 이슈인 액정표시장치의 구동 시간을 더욱 연장할 수 있는 장점이 있으며, 또한 주변 환경에 따라 시청자에게 시감이 더욱 향상된 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{Liquid crystal display device and driving method thereof}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 기본 구성을 도시한 블록구성도
도 2는 도 1의 구성 중 액정패널을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명 제1실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 도시한 블록구성도
도 4는 도 3의 구성 중 영상데이터변환부(60)의 세부 구성을 도시한 블록구성도
도 5는 본 발명 제1실시예 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도
도 6은 영상데이터의 계조-휘도 관계를 설명하기 위한 그래프
도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 도시한 블록구성도
도 8은 본 발명 제2실시예 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
50 : 액정패널 60 : 영상데이터변환부
70 : 백라이트 80 : 제1백라이트제어부
110 : 조도측정부 120 : 조도데이터생성부
130 : 제2백라이트제어부
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히 휴대용 표시장치에서의 소비전력 저감을 실현하면서도 화질의 저하가 없는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중 특히 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 기본 구성을 도시한 블록구성도로서, 크게 액정패널(2)과 LCM구동회로부(26)로 구분된다.
각 구성을 보면, 인터페이스(10)는 퍼스널 컴퓨터등과 같은 구동시스템으로부터 LCM구동회로부(26)로 입력되는 데이터(RGB Data) 및 제어신호(입력 클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호 등)들을 입력받아 타이밍 컨트롤 러(12)로 공급한다. 주로 구동 시스템으로부터 데이터 및 제어 신호전송을 위해서 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스와 TTL 인터페이스 등이 사용되고 있다. 또한, 이러한 인터페이스 기능을 모아서 타이밍컨트롤러(12)와 함께 단일 칩(Chip)으로 집적시켜 사용하기도 한다.
액정패널(2)은 도 2와 같이, 글라스를 이용한 기판 상에 다수의 데이터라인(DL1~DLm)과 다수의 게이트라인(GL1~GLn)이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정(LC)이 구성되어 화면을 표시한다.
타이밍 컨트롤러(12)는 인터페이스(10)를 통해 입력되는 제어신호를 이용하여 복수개의 드라이브 집적회로들로 구성된 소스드라이버(18)와 복수개의 게이트 드라이버 집적회로들로 구성된 게이트 드라이버(20)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한 인터페이스(10)를 통해 입력되는 데이터들을 소스드라이버(18)로 전송한다.
기준전압생성부(16)는 소스드라이버(18)에서 사용되는 DAC(Digital To Analog Converter)의 기준전압들을 생성한다. 기준전압들은 패널의 투과율-전압특성을 기준으로 생산자에 의해서 설정된다.
소스드라이버(18)는 타이밍 컨트롤러(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 입력 데이터의 기준전압들을 선택하고, 선택된 기준전압을 액정패널(2)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
게이트드라이버(20)는 타이밍 컨트롤러(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응 답하여 액정패널(2)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프(on/off) 제어를 수행하는데, 액정패널(2) 상의 게이트라인(GL1~GLn)을 1 수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블(enable) 시킴으로써 액정패널(2) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1 라인 분씩 순차적으로 구동시켜 소스드라이버(18)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막트랜지스터(TFT)들에 접속된 픽셀들로 인가되도록 한다.
전원전압생성부(14)는 각 구성부들의 동작전원을 공급하고 액정패널(2)의 공통전극 전압을 생성하여 공급한다.
또한 도시되지는 않았지만 하나 이상의 램프(lamp)를 구비하여 상기 액정패널(2)로 광(light)을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 더욱 포함한다.
그런데, 액정표시장치는 휴대전화를 비롯한 10인치 이하의 소형제품에서는 상기 백라이트 유닛이 차지하는 전력이 전체 액정표시장치 구동에서 약 80% 이상을 차지한다.
따라서 본 발명에서는 소형모델에서 영상 화질의 변동없이 소비전력 저감을 수행할 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법을 제시하는 것을 목적으로 하며, 또한 주변 환경에 따라 능동적으로 백라이트를 조정함으로써 시감을 향상시킬 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법을 제안하는 것을 또다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 액정화소가 형성된 액정패널과; 원시영상데이터를 입력받아 계조가 상향된 변환영상데이터로 변환하여 상기 액정패널로 출력하는 영상데이터변환부와; 상기 액정패널로 빛을 공급하는 백라이트와; 상기 변환영상데이터에 대응하여 상기 백라이트의 휘도를 제어하는 제1백라이트제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
상기 영상데이터변환부는, 상기 외부회로로부터 m 개의 계조 표현이 가능한 원시영상데이터를 입력받아 저장하는 데이터저장부와; 상기 저장된 원시영상데이터 중에서 최대 계조를 표시하는 최대값 영상데이터를 검출하는 데이터검출부와; 상기 최대값 영상데이터를 m번째 계조 표시용 영상데이터로 변환하기 위한 곱셈인자를 산출하는 계산부와; 상기 원시영상데이터에 상기 곱셈인자를 곱하여 상기 변환영상데이터를 생성하는 변환영상데이터생성부를 더욱 포함한다.
상기 원시영상데이터는 n 비트의 디지털 데이터이고, 상기 m과 n은 m = 2n의 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 원시영상데이터는 상기 액정패널을 통한 1 프레임 표시분의 영상데이터인 것을 특징으로 한다.
상기 제1백라이트제어부는 상기 백라이트의 휘도를 하향 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 액정표시장치는, 상기 액정패널 주변의 외부광의 조도를 측정하는 조도측정부와; 상기 측정된 외부광의 조도에 대응되는 측정조도데이터를 생성하 는 조도데이터생성부와; 상기 측정조도데이터를 기준조도데이터와 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 백라이트의 휘도를 제어하는 제2백라이트제어부를 더욱 포함한다.
상기 조도측정부는 광센서인 것을 특징으로 한다.
상기 광센서는 상기 액정패널에 구성되거나 또는 상기 액정패널 외부에 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광센서는 박막트랜지스터형 광센서인 것을 특징으로 한다.
상기 제2백라이트제어부는 상기 제1백라이트제어부에 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2백라이트제어부는 상기 백라이트의 휘도를 상향 또는 하향 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 기준조도데이터는 서로 다른 값을 가진 다수의 조도데이터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 액정표시장치는, 상기 게이트라인으로 스캔신호를 출력하는 게이트구동부와; 상기 변환영상데이터를 입력받으며, 상기 스캔신호에 동기하여 상기 데이터라인으로 상기 변환영상데이터를 출력하는 소스구동부와; 상기 소스구동부와 게이트구동부의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 타이밍제어부를 더욱 포함한다.
상기 구성의 특징을 가지는 액정표시장치의 구동방법으로서,
m 개의 계조표현이 가능한 원시영상데이터를 입력받는 제1단계와; 상기 입력 된 원시영상데이터를 계조레벨이 상향된 변환영상데이터로 변환하여 액정패널로 출력하는 제2단계와; 상기 변환영상데이터에 대응하여 상기 백라이트의 휘도를 제어하는 제3단계와; 백라이트를 이용하여 상기 액정패널로 빛을 공급하는 제4단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제안한다.
상기 구동방법에 있어서, 상기 원시영상데이터는 n 비트의 디지털 데이터이고, 상기 m과 n은 m = 2n의 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2단계는, 상기 원시영상데이터에서 최대 계조를 표시하는 영상데이터인 최대값 영상데이터를 검출하는 단계와; 상기 최대값 영상데이터를 상기 m번째 계조 표시용 영상데이터로 변환하기 위한 곱셈인자를 산출하는 단계와; 상기 원시영상데이터에 상기 곱셈인자를 곱하여 상기 변환영상데이터를 생성하는 단계를 더욱 포함한다.
상기 제4단계는, 상기 백라이트의 휘도를 하향 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 원시영상데이터는 상기 액정패널을 통한 1 프레임 표시분의 영상데이터인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 구동방법에 있어서, 상기 액정패널 주변 외부광에 대한 조도를 측정하는 제5단계와; 상기 측정된 조도에 대한 측정조도데이터를 생성하는 제6단계와; 상기 측정조도데이터를 기준조도데이터와 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 백라이트의 휘도를 제어하는 제7단계를 포함하는 액정표시장치 구동방법을 제안 한다.
상기 구동방법에 있어서, 상기 기준조도데이터는 서로 다른 값을 가진 다수의 조도데이터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제7단계는, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 낮을 경우 상기 백라이트의 휘도를 하향 제어하고, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 높을 경우 상기 백라이트의 휘도를 상향 제어하며, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터와 동일할 경우 상기 백라이트의 휘도를 제어하지 않는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
제1실시예
도 3은 본 발명 제1실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 도시한 블록구성도로서, 액정패널(50)과, 영상데이터변환부(60)와, 백라이트(70)와, 제1백라이트제어부(80)로 구성된다.
상기 액정패널(50)에는 다수의 데이터라인과 게이트라인이 구성되고, 상기 데이터라인 및 게이트라인과 연결된 박막트랜지스터를 포함한 액정화소가 매트릭스 형상으로 형성되며, 상기 데이터라인으로 인가된 영상데이터는 상기 게이트라인으로 인가된 스캔신호에 의해 상기 박막트랜지스터를 스위칭하여 상기 액정화소에 입력된다.
상기 영상데이터변환부(60)는 외부회로, 예를 들어 액정표시장치의 타이밍컨트롤러(미도시함) 등에서 출력된 원시영상데이터(Ds)를 입력받아 전체 영상데이터 에 대한 데이터 스트레칭(Data stretching)을 수행하여 계조 레벨이 상향된 변환영상데이터(Dc)를 생성하여 출력한다.
이때 상기 영상데이터변환부(60)는 도 4와 같이 세부 구성을 가지는 바, 데이터저장부(62)와, 데이터검출부(64)와, 계산부(66)와, 변환영상데이터생성부(68)를 구비한다.
상기 데이터저장부(62)는 상기 액정패널(50)에 표시될 1프레임 표시분의 상기 원시영상데이터(Ds)를 저장하는 데이터 저장용 메모리 소자 내지는 장치이다. 이때 상기 원시영상데이터(Ds)는 m 개의 계조레벨이 표현될 수 있는 n 비트의 디지털 데이터이며, 상기 m = 2n 의 관계로 표현된다. 예를 들어, 상기 원시영상데이터(Ds)가 R, G, B 컬러 표시용 영상데이터를 포함한 6 비트의 디지털 데이터일 경우, 상기 R, G, B 컬러 표시용 영상데이터 각각은 26 = 64 , 즉 64계조를 표현할 수 있다.
상기 데이터검출부(64)는 상기 1프레임분의 원시영상데이터(Ds)에서 최대 데이터값을 검출하는데, 상기 데이터저장부(62)에 입력된 1 프레임분의 원시영상데이터(Ds) 모두를 서로 비교하여 최대값을 가진 최대값 영상데이터(Dmax)를 검출한다.
상기 계산부(66)는 상기 검출된 최대값 영상데이터(Dmax)에 대해 데이터 스트레칭을 수행하여 최대 계조, 즉 m번째 계조를 표현할 수 있도록 하는 데이터 스트레칭용 곱셈인자(s)를 검출한다.
예를 들어 6 비트의 원시영상데이터에서 검출된 최대값 영상데이터(Dmax)가 32계조를 표현하는 영상데이터라고 하면, 상기 검출된 최대값 영상데이터(Dmax)가 6 비트 영상데이터의 최대 표현 계조인 64계조를 표현하기 위해서는 곱셈인자 s = 2가 되어야 한다. 이에 상기 계산부(66)는 상기 '2'를 산출된 곱셈인자(s)로 출력한다.
상기 변환영상데이터생성부(68)는 상기 원시영상데이터(Ds)에 상기 계산부(66)에서 산출된 곱셈인자(s)를 이용하여 모든 영상데이터에 대한 데이터 스트레칭을 수행하여 변환영상데이터(Dc)를 출력한다.
즉, 상기 1 프레임분의 원시영상데이터(Ds)에 포함된 모든 영상데이터에 대해 상기 곱셈인자(s)만큼의 곱셈연산을 수행함으로서 상기 원시영상데이터(Ds) 전체의 계조가 상승되도록 한다.
상기와 같이 영상데이터변환부(60)에 의해 계조가 향상된 변환영상데이터(Dc)가 출력되고, 상기 출력된 변환영상데이터(Dc)는 상기 액정패널(50)로 입력되어 영상을 표시한다. 이때 상기 액정패널(50)로의 영상데이터 입력을 위한 소스구동부와 게이트구동부(미도시함) 및 상기 소스구동부와 게이트구동부의 구동 타이밍을 결정하는 제어신호를 출력하는 타이밍컨트롤러가 별도로 구성되고, 상기 영상데이터변환부(60)는 상기 소스구동부에 포함되도록 구성할 수도 있다.
이에 변환영상데이터(Dc)에 의해 상기 액정패널(50)에 표시되는 영상은 상기 원시영상데이터(Ds)에 의해 표시되는 영상보다 휘도가 더욱 향상된 영상을 표시하게 된다.
상기 백라이트(70)는 상기 액정패널(50) 측으로 빛을 공급하는 형광램프 또 는 LED 램프이다.
상기 제1백라이트제어부(80)는 상기 백라이트(70)의 발광제어를 위한 구동회로부로서, 상기 백라이트(70)로 인가되는 전압과 전류의 양을 제어하는데, 상기 변환영상데이터(Dc)에 이용된 곱셈인자(s)를 이용하여 상기 백라이트(70)의 발광 휘도를 1/s 배 보다 더욱 감소되도록 제어를 수행한다. 즉, 상기 백라이트(70)가 입력전류의 증가에 선형적인 휘도 증가를 보인다면 입력전류를 1/s 배 보다 더 감소시키면 상기 백라이트(70)의 휘도 역시 1/s배 보다 더욱 감소될 것이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명 제1실시예 따른 액정표시장치의 구동방법을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 타이밍컨트롤러(Timing controller)와 같은 외부회로로부터 n 비트 디지털 데이터로 m(즉 2n)개의 계조를 표현할 수 있는 원시영상데이터(Ds)를 1프레임 표시분만큼 입력받아 상기 영상데이터변환부(60)의 데이터저장부(62)에 저장한다.(st1) 이때 입력되는 원시영상데이터(Ds)는 상기 액정패널(50)로의 입력을 통해 영상을 표시하는 R, G, B 컬러 표시용 영상데이터이다.
다음, 상기 데이터검출부(64)는 상기 데이터저장부(62)에 저장된 원시영상데이터(Ds)에서 최대값을 가진 영상데이터, 즉 최대 계조를 표현하는 최대값 영상데이터(Dmax)를 검출한다.(st2) 예를 들어, QVGA 해상도 모델의 경우 320*240*3의 화소수를 가지므로 76800*3 개의 영상데이터에서 최대값 영상데이터(Dmax)를 검출한다.
상기 검출된 최대값 영상데이터(Dmax)에 대해 상기 계산부(66)는 데이터 스트레칭을 수행하여 최대 계조, 즉 m번째 계조를 표현할 수 있는 데이터 스트레칭용 곱셈인자(s)를 산출한다.(st3)
상기 산출된 곱셈인자(s), 즉 상기 원시영상데이터(Ds)에 데이터 보상을 수행할 보상치는 s 배가 되며, 이에 상기 변환영상데이터생성부(68)는 상기 원시영상데이터(Ds)에 대해 s 배의 데이터 스트레칭을 통해 변환영상데이터(Dc)를 생성한다.(st4) 예를 들어, 상기 QVGA 해상도 모델의 경우 상기 76800*3 개의 영상데이터 각각에 대해 s 배의 데이터 스트레칭을 수행한다.
상기 (st1) 내지 (st4)에 의해 원시영상데이터(Ds)는 s 배만큼 계조 상향이 수행된 변환영상데이터(Dc)로 출력되고, 상기 변환영상데이터(Dc)는 상기 액정패널(50)로 입력되어 영상을 표시한다.(st5) 이에 상기 액정패널(50)을 통해 표시되는 영상의 휘도는 상기 원시영상데이터(Ds)에 의한 표시 영상보다 향상되는 효과를 제공한다.
다음으로 상기 제1백라이트제어부(80)는 상기 변환영상데이터(Dc)의 생성에 사용된 곱셈인자(s)를 이용하여 백라이트(70)의 휘도 제어를 수행하게 되는데, 이때 제어되는 백라이트 휘도는 1/s 배 보다 더욱 감소되도록 제어한다.(st6)
이때 상기 제1백라이트제어부(80)에 의해 제어되는 백라이트(70)의 휘도 감소분에 대해 도 6의 계조-휘도 관계 그래프를 참조하여 설명하면, 일반적으로 액정화소에 표시되는 영상의 휘도는 일정 계조를 초과할 경우 상기 액정화소에 입력되는 영상데이터의 계조 증가분의 제곱에 가까운 휘도 증가를 나타내는 특성을 가진 다. 도 6의 그래프에서 예를 들면, m/2번째 계조의 영상데이터가 입력된 액정화소에서 A 의 휘도를 나타낸다면, 상기 m/2번째 계조보다 2배인 m번째 계조의 영상데이터에서는 액정화소는 상기 A의 2배 이상인 B 의 휘도를 나타낸다. 즉, 액정화소로 입력되는 영상데이터의 계조 증가분은 2배인 반면 이를 통해 실질적으로 액정화소에서 표시되는 영상의 휘도는 4배 가까이 상승된다.
따라서 상기 원시영상데이터(Ds)에서 s 배만큼의 데이터 스트레칭이 수행된 변환영상데이터(Dc)의 입력을 사용하면, 시청자에게 표시되는 실제 영상의 휘도감소 없이 상기 제1백라이트제어부(80)는 상기 백라이트(70)의 발광 휘도를 1/s 배보다 훨씬 더 낮출 수 있다.
실제로 실험을 해보면, 0~63 계조의 표현이 가능한 6 비트의 원시영상데이터(Ds)에서 32계조를 표현하는 영상데이터를 상기 데이터 스트레칭을 통해 최대 계조인 63계조를 표현할 수 있는 영상데이터로 변환하여 액정화소로 입력하면 상기 액정화소의 휘도는 거의 10배 가까이 증가된다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 상기 백라이트(70)의 발광 휘도를 1/10로 감소시켜도 실질적으로 액정화소는 32계조의 원시영상데이터(Ds)를 표시할 때와 동일한 휘도를 제공하며, 이에 상기 백라이트(70)에서의 소비 전력을 1/10로 저감할 수 있다는 결론을 얻게 된다. 이러한 효과는 백라이트 구동에 액정표시장치 전체 전력의 80% 이상을 소비하는 소형 모델의 액정표시장치에서는 소비 전력을 크게 저감할 수 있는 장점이 있다.
제2실시예
도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 도시한 블록구성도 로서, 액정패널(50)과, 영상데이터변환부(60)와, 백라이트(70)와, 제1백라이트제어부(80)와, 조도측정부(110)와, 조도데이터생성부(120)와, 제2백라이트제어부(130)로 구성된다.
상기 구성 중 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 상기 전술한 본 발명 제1실시예를 참조하며 그 설명을 생략한다.
상기 조도측정부(110)는 상기 액정패널(50)이 구동되는 주변 환경에서 제공되는 빛의 조도(Intensity of illumination)를 측정한다. 이때 조도측정을 위한 도구로는 광센서 등이 응용될 수 있고, 상기 광센서는 상기 액정패널(50)의 액정화소에 구성되는 박막트랜지스터 형성시 상기 액정패널(50)의 일 측에 박막트랜지스터형 광센서를 형성하거나 또는 별도의 광센서 단품을 이용하여도 무방하다.
상기 조도데이터생성부(120)는 상기 조도측정부(110)를 통해 측정된 조도에 대응되는 디지털 포맷의 조도데이터를 생성하며, 생성되는 조도데이터는 측정조도데이터가 되어 상기 백라이트(70)의 휘도 제어에 사용된다.
상기 제2백라이트제어부(130)는 상기 조도데이터생성부(120)에서 생성된 측정조도데이터를 미리 설정된 기준조도데이터와 비교하여 상기 백라이트(70)의 휘도를 상향 제어할지 또는 하향 제어할지를 결정하고 아울러 휘도 제어량을 결정한다.
이때 상기 제2백라이트제어부(130)는 설계자 또는 제조자에 의해 미리 설정된 기준조도데이터를 가지고 있으며, 상기 기준조도데이터는 소정의 분포 범위를 가지는 다수의 조도데이터로 구성된다. 이에 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터에 속할 경우 상기 제2백라이트제어부(130)는 상기 백라이트(70)의 휘도 제 어를 수행하지 않으며, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 낮을 경우 상기 제2백라이트제어부(130)는 상기 백라이트(70)의 휘도를 하향 제어하고, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 높을 경우 상기 제2백라이트제어부(130)는 상기 백라이트(70)의 휘도를 상향 제어한다.
상기 구성의 본 발명 제2실시예에 따른 액정표시장치에서 상기 제2백라이트제어부(130)는 상기 제1백라이트제어부(80)와 통합되어 하나의 회로구성으로 제작할 수도 있음은 당연하다.
상기와 같은 구성의 특징을 가지는 본 발명 제2실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 도 8의 흐름도를 참조하여 설명하는데, 본 발명 제1실시예와 동일한 구동 부분에 대해서는 상기 도 5의 흐름도를 그대로 참조하며 도 8에서는 본 발명 제2실시예에서의 특징된 구동방법만을 설명한다.
도 8을 보면, 전술한 도 5와 같은 (st1)~(st6)의 단계를 포함한 후, 광센서 등을 활용할 수 있는 상기 조도측정부(110)를 통해 상기 액정패널(50) 주변 환경에 대한 조도를 측정한다.(st11) 이때 상기 액정패널(50) 주변의 환경은 실내 또는 실외가 될 수 있을 것이다.
다음으로 상기 조도데이터생성부(120)는 상기 조도측정부(110)에 의해 측정된 조도에 따른 출력신호를 디지털 포맷의 측정조도데이터로 변환한다.(st12)
이후 상기 측정조도데이터는 상기 제2백라이트제어부(130)로 전달되고, 기준조도데이터를 구비한 상기 제2백라이트제어부(130)에 의해 상기 측정조도데이터와 상기 기준조도데이터의 비교를 통해 상기 백라이트(70)의 휘도를 제어한다.(st13) 이때 상기 기준조도데이터는 제조자에 의해 설정된 조도 범위에 해당하는 조도데이터가 디지털 데이터화되어 입력되어 있는 바, 예를 들어 실내 환경에 대응하는 100~200룩스(lx) 사이의 범위를 지정하는 다수의 조도데이터가 기준조도데이터로 입력될 수 있을 것이다.
이에 상기 제2백라이트제어부(130)는 입력된 측정조도데이터와 미리 구비된 기준조도데이터를 비교하여 그 결과에 따라 상기 백라이트(70)의 발광 휘도를 제어하는데, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 낮을 경우 상기 백라이트의 휘도를 하향 제어하고, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 높을 경우 상기 백라이트의 휘도를 상향 제어하며, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터일 경우 상기 백라이트의 휘도를 제어하지 않는다. 예를 들어, 기준조도데이터가 상기 100~200룩스(lx)일 때, 상기 측정조도데이터가 130룩스일 경우 상기 백라이트(70)의 휘도 제어는 수행되지 않으며, 상기 측정조도데이터가 70룩스일 경우에는 상기 액정패널(50)이 어두운 환경에 있음을 나타내므로 낮은 백라이트 휘도로도 충분히 영상의 시청이 가능하다. 따라서 상기 백라이트(70)의 휘도를 하향시키는 제어를 수행하며, 상기 측정조도데이터가 250룩스일 경우에는 상기 액정패널(50)이 밝은 환경에 있음을 나타내므로 주변의 밝은 빛에 의해 영상의 시청이 어려우므로 상기 백라이트(70)의 휘도를 더욱 상향 시키는 제어를 수행한다. 이때 상기 제2백라이트제어부(130)에 의해 하향 또는 상향 제어되는 백라이트(70)의 휘도는 소비 전력 문제를 고려하여 약 10% 내외가 적당하다. 이와 같이 주변 환경에 따라 백라이트(70)의 휘도를 제어할 경우 시청자가 느끼는 영상의 시감이 더욱 향상 되는 효과가 있다.
이상과 같이 설명한 본 발명 제1 내지 제2실시예에 따른 액정표시장치와 그 구동방법에 의하면, 소형 모델에서 영상의 표시품질을 저하시키지 않으면서도 액정표시장치 소비 전력을 크게 절감시킴으로써 소형 모델에서의 주요 이슈인 액정표시장치의 구동 시간을 더욱 연장할 수 있는 장점이 있으며, 또한 주변 환경에 따라 시청자에게 시감이 더욱 향상된 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (21)

  1. 데이터라인 및 게이트라인과 연결된 박막트랜지스터를 포함하고, 액정화소가 형성된 액정패널과;
    외부회로로부터 m 개의 계조 표현이 가능한 원시영상데이터를 입력받아 저장하는 데이터저장부와, 상기 저장된 원시영상데이터 중에서 최대 계조를 표시하는 최대값 영상데이터를 검출하는 데이터검출부와, 상기 최대값 영상데이터를 m번째 계조 표시용 영상데이터로 계조레벨을 상향 변환하기 위한 곱셈인자를 산출하는 계산부와, 상기 원시영상데이터에 상기 곱셈인자를 곱하여 변환영상데이터를 생성하여 상기 액정패널로 출력하는 변환영상데이터생성부를 포함하는 영상데이터변환부와;
    상기 액정패널로 빛을 공급하는 백라이트와;
    상기 변환영상데이터에 대응하여 상기 백라이트의 휘도를 상기 곱셈인자의 역수를 곱한 값보다 더욱 감소되도록 하향제어하는 제1백라이트제어부
    를 포함하는 액정표시장치
  2. 삭제
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 원시영상데이터는 n 비트의 디지털 데이터이고, 상기 m과 n은 m = 2n의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  4. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 원시영상데이터는 상기 액정패널을 통한 1 프레임 표시분의 영상데이터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  5. 삭제
  6. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널 주변의 외부광의 조도를 측정하는 조도측정부와;
    상기 측정된 외부광의 조도에 대응되는 측정조도데이터를 생성하는 조도데이터생성부와;
    상기 측정조도데이터를 기준조도데이터와 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 백라이트의 휘도를 제어하는 제2백라이트제어부
    를 더욱 포함하는 액정표시장치
  7. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 조도측정부는 광센서인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  8. 청구항 제 7 항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 액정패널에 구성되거나 또는 상기 액정패널 외부에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  9. 청구항 제 7 항에 있어서,
    상기 광센서는 박막트랜지스터형 광센서인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  10. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 제2백라이트제어부는 상기 제1백라이트제어부에 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  11. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 제2백라이트제어부는 상기 백라이트의 휘도를 상향 또는 하향 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  12. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 기준조도데이터는 서로 다른 값을 가진 다수의 조도데이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  13. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트라인으로 스캔신호를 출력하는 게이트구동부와;
    상기 변환영상데이터를 입력받으며, 상기 스캔신호에 동기하여 상기 데이터 라인으로 상기 변환영상데이터를 출력하는 소스구동부와;
    상기 소스구동부와 게이트구동부의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 타이밍제어부
    를 더욱 포함하는 액정표시장치
  14. m 개의 계조표현이 가능한 원시영상데이터를 입력받는 제1단계와;
    상기 입력된 원시영상데이터에서 최대 계조를 표시하는 영상데이터인 최대값 영상데이터를 검출하는 단계와, 상기 최대값 영상데이터를 m번째 계조 표시용 영상데이터로 계조레벨을 상향 변환하기 위한 곱셈인자를 산출하는 단계와, 상기 원시영상데이터에 상기 곱셈인자를 곱하여 변환영상데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 변환영상데이터를 액정패널로 출력하는 제2단계와;
    상기 변환영상데이터에 대응하여 백라이트의 휘도를 상기 곱셈인자의 역수를 곱한 값보다 더욱 감소되도록 하향제어하는 제3단계와;
    상기 백라이트를 이용하여 상기 액정패널로 빛을 공급하는 제4단계
    를 포함하는 액정표시장치 구동방법
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 제 14 항에 있어서,
    상기 원시영상데이터는 n 비트의 디지털 데이터이고, 상기 m과 n은 m = 2n의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 제 14 항에 있어서,
    상기 원시영상데이터는 상기 액정패널을 통한 1 프레임 표시분의 영상데이터 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  19. 청구항 제 14 항에 있어서,
    상기 액정패널 주변 외부광에 대한 조도를 측정하는 제5단계와;
    상기 측정된 조도에 대한 측정조도데이터를 생성하는 제6단계와;
    상기 측정조도데이터를 기준조도데이터와 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 백라이트의 휘도를 제어하는 제7단계
    를 포함하는 액정표시장치 구동방법
  20. 청구항 제 19 항에 있어서,
    상기 기준조도데이터는 서로 다른 값을 가진 다수의 조도데이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
  21. 청구항 제 19 항에 있어서,
    상기 제7단계는,
    상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 낮을 경우 상기 백라이트의 휘도를 하향 제어하고, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터보다 높을 경우 상기 백라이트의 휘도를 상향 제어하며, 상기 측정조도데이터가 상기 기준조도데이터와 동일할 경우 상기 백라이트의 휘도를 제어하지 않는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동방법
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