KR101362169B1 - 감마 보정 시스템 및 그의 보정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감마 보정 시간을 단축시키면서도 감마 보정효율 및 그 신뢰성을 향상시킴과 아울러, 감마 보정 장치를 단순화하여 영상 표시장치들의 제조 원가를 감소시킬 수 있도록 한 감마 보정 시스템 및 그의 보정 방법에 관한 것으로, 사용자로부터 설정된 감마보정 제어신호에 따라 영상 표시장치의 표시패널로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상에서 휘도 정보들을 교번적으로 반복 검출하는 휘도 검출부; 및 상기 감마보정 제어신호에 따라 상기 교번적으로 반복 검출된 휘도 정보들을 각각 평균하고 상기 각 평균값들의 비율에 따라 감마 보정 정보를 선택하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 감마 보정장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080093802
감마 전압보정, 휘도 검출부, 감마 프로그래밍, 액정 표시장치,

Description

감마 보정 시스템 및 그의 보정방법{GAMMA CORRECTION SYSTEM AND CORRECTION METHOD THE SAME}
본 발명은 감마 보정 시스템에 관한 것으로 특히, 감마 보정 시간을 단축시키면서도 감마 보정효율 및 그 신뢰성을 향상시킴과 아울러, 감마 보정 장치를 단순화하여 영상 표시장치들의 제조 원가를 감소시킬 수 있도록 한 감마 보정 시스템 및 그의 보정 방법에 관한 것이다.
최근, 대두되고 있는 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다. 이러한 평판 표시장치들은 해상도, 컬러표시 및 화질 등이 우수하여 노트북, 데스크 탑 모니터 및 모바일용 단말기에 활발하게 적용되고 있다.
상기의 평판 표시장치들 중 액정 표시장치나 발광 표시장치 등은 감마 기준전압 생성부로부터의 감마 전압들을 분압하여 복수의 계조 전압들을 생성하고, 이를 영상 신호로 선택하여 각각의 표시 패널에 공급한다.
하지만, 상기의 표시패널들 예를 들어 액정 표시장치의 액정패널들의 경우, 그 크기나 내부 스위칭 소자들의 저항 특성 등에 의해 감마 전압들이 왜곡되어 감마전압 편차가 발생하게 된다.
종래에는 감마 전압들이 왜곡되는 문제점을 바로잡기 위해 각각의 표시패널별로 감마 전압들을 보정하게 되는데, 이러한 감마 보정방법으로는 아날로그 또는 디지털 회로를 사용한 멀티 브레이크 포인트 보정방법, R-String 보정방법 또는 감마 프로그래밍 보정방법 등이 사용된다. 특히, 근래에는 집적회로들의 집적도가 향상되어 회로 크기 증대에 대한 제약이 저감되고, 보정 정밀도가 높아 감마 집적회로(Gamma-IC)를 프로그래밍하는 감마 프로그래밍 보정방법이 주로 사용되고 있다.
하지만, 종래 기술에 따른 감마 프로그래밍 보정 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 광학 장비를 이용하여 각 표시 패널의 포인트별로 고계조, 저계조, 화이트 및 블랙 휘도를 검출하고, 검출된 휘도의 변화율 등을 비교 분석함으로써 분석결과에 따라 감마 집적회로를 프로그래밍하게 된다. 이 경우, 각각의 광학 장비별로 초기 교정을 수행해야할 뿐만 아니라 복수의 측정 포인트에 의해 프로그래밍 오류 발생빈도가 높아지기 때문에 택트 타임(Tact Time)이 길다는 단점이 있다. 아울러, 감마 보정장치의 구성이 복잡해지고 그 비용 또한 높아지기 때문에 영상 표시패널들의 제조 원가가 상승하는 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감마 보정 시간을 단축시키면서도 감마 보정 효율 및 그 신뢰성을 향상시킴과 아울러, 감마 보정 장치를 단순화하여 영상 표시장치들의 제조 원가를 감소시킬 수 있도록 한 감마 보정 시스템 및 그의 보정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 시스템은 사용자로부터 설정된 감마보정 제어신호에 따라 영상 표시장치의 표시패널로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상에서 휘도 정보들을 교번적으로 반복 검출하는 휘도 검출부; 및 상기 감마보정 제어신호에 따라 상기 교번적으로 반복 검출된 휘도 정보들을 각각 평균하고 상기 각 평균값들의 비율에 따라 감마 보정 정보를 선택하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 감마 보정장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 감마보정 제어신호는 상기 휘도 검출부와 상기 감마 보정장치를 비롯하여 상기 영상 표시장치를 제어하기 위한 옵셋 정보를 다수 포함하며, 상기 옵셋 정보는 상기 영상 표시장치의 표시 패널에 교번적으로 반복 표시되는 적어도 두 계조 레벨의 영상 각각의 계조 정보, 상기 휘도 검출부의 휘도 정보 검출 횟수 및 상기 감마 보정장치의 감마 보정 제어신호를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 감마 보정장치는 복수의 감마 보정 정보를 저장하고 선택 제어신호가 입력되면 그에 대응하는 상기 감마 보정 정보를 출력하는 메모리부, 상기 휘도 검출부로부터 검출된 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보들을 순차적으로 입력받아 각 계조 레벨별로 휘도 정보들의 평균값 및 그 비율 정보를 산출하는 데이터 처리부, 상기 비율 정보에 대응하는 상기 선택 제어신호를 생성하여 상기 메모리부에 공급함과 아울러 상기 선택 제어신호 출력시 감마보정 인에이블 신호를 생성하여 이를 출력하는 감마 보정 제어부, 및 상기 감마 보정 제어부로부터 상기 감마보정 인에이블 신호가 공급되면 상기 메모리부로부터 상기 감마 보정 정보를 입력받고 상기 입력된 감마 보정 정보를 이용하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 감마 보정부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 방법은 사용자로부터 설정된 감마보정 제어신호에 따라 영상 표시장치의 표시패널로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상에서 휘도 정보들을 교번적으로 반복 검출하는 단계; 및 상기 감마보정 제어신호에 따라 상기 교번적으로 반복 검출된 휘도 정보들을 각각 평균하고 상기 각 평균값들의 비율에 따라 감마 보정 정보를 선택하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 휘도 정보들의 검출 단계는 단수개의 포토 센서를 포함한 상기의 휘도 검출부를 이용하여 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상의 휘도 정보들을 적어도 1회 교번적이고 반복적으로 검출한 것을 특징으로 한다.
상기 감마 전압 보정단계는 복수의 감마 보정 정보를 저장하고 선택 제어신 호가 입력되면 그에 대응하는 상기 감마 보정 정보를 출력하는 하는 단계, 상기 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보들을 순차적으로 입력받아 각 계조 레벨별로 휘도 정보들의 평균값 및 그 비율 정보를 산출하는 단계, 상기 비율 정보에 대응하는 상기 선택 제어신호를 생성하여 메모리부에 공급함과 아울러 상기 선택 제어신호 출력시 감마보정 인에이블 신호를 생성하여 이를 출력하는 단계, 상기 감마보정 인에이블 신호에 따라 상기 메모리부로부터 상기 감마 보정 정보를 입력받고 상기 입력된 감마 보정 정보를 이용하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 단계, 및 상기 감마 보정된 영상 표시장치의 휘도 정보를 다시 검출하여 상기 표시 패널의 불량 여부를 적어도 1회 이상 다시 검사하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 시스템 및 그의 구동방법은 감마 보정 시간을 단축시키면서도 감마 보정 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 감마 보정 장치를 단순화함으로써 영상 표시장치들의 제조 원가를 감소시킬 수 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 시스템 및 그의 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 시스템 나타낸 구성 블록도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 감마 보정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 감마 보정 시스템은 사용자로부터 설정된 감마 보정 제어신호(SCS)에 따라 영상 표시장치의 표시패널(2)로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상에서 휘도 정보(YDS)들을 교번적으로 반복 검출하는 휘도 검출부(32); 상기 감마보정 제어신호(SCS)에 따라 상기 교번적으로 반복 검출된 휘도 정보(YDS)들을 각각 평균하고, 각 평균값들의 비율에 따라 감마 보정 정보를 선택하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 감마 보정장치(20)를 구비한 것을 특징으로 한다.
휘도 검출부(32)는 도 3에 도시된 바와 같이, 포토 센서 등의 광학 장비를 단수개 구비하며, 감마 보정장치(30)로부터의 검출 제어신호(PCS)에 따라 표시패널(2)에서 표시되는 영상의 휘도 값 즉, 휘도 정보(YDS)들을 반복적으로 검출한다. 특히, 본 발명의 휘도 검출부(32)는 단수개로 이루어짐을 특징으로 하는데, 이는 표시 영상의 감마 변환특성이 부분적으로 변하지 않고 대부분 전 영역에서 전체적으로 유사하게 변하는 특성에 기인한다. 다시 말해, 감마 전압들이 높아지는 경우 감마 전압들은 표시패널(2)의 전 영역에 걸쳐 유사한 레벨로 높아지게 되며, 반대로 감마 전압들이 낮아지는 경우에도 표시패널(2)의 전 영역에 걸쳐 유사한 레벨로 낮아지게 된다. 본 발명에서의 휘도 검출부(32)는 각각의 표시패널(2)로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상에서 휘도 정보(YDS)들을 교번적으로, 그리고 반복적으로 검출하기 때문에 하나의 휘도 검출부(32)로 한 포인트에서만 휘도 정보(YDS)들을 검출하여도 그 정확도나 신뢰성은 더욱 향상될 수 있다.
감마 보정장치(20)는 사용자로부터 감마보정 제어신호(SCS)를 입력받고, 입력된 감마보정 제어신호(SCS)에 따라 영상 표시장치의 감마 전압 예를 들어, 감마 기준전압을 보정한다.
구체적으로, 감마 보정장치(20)는 감마보정 제어신호(SCS)에 따라 휘도 검출부(32)를 제어함으로써, 휘도 검출부(32)로부터 각각의 계조 레벨별 영상에 대한 휘도 정보(YDS)들을 교번적으로 반복 입력받고 이를 순차적으로 저장한다. 그리고, 각 계조 레벨별로 휘도 정보(YDS)들의 평균값을 산출한 다음 어느 한 계조 레벨의 휘도 평균값 대비 나머지 계조 레벨의 휘도 평균값 비율을 산출한다. 이러한 감마 보정장치(20)는 상기와 같이 산출된 휘도 평균값 비율에 대응하는 감마 보정 정보를 자체 구비한 메모리로부터 읽어들이고, 읽어들인 감마 보정 정보를 이용하여 영상 표시장치의 감마 전압 예를 들어, 감마 기준전압들을 보정한다. 이와 같은 본 발명의 감마 보정장치(20)에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 이 후에 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
사용자에 의해 설정 및 입력되는 상기의 감마보정 제어신호(SCS)는 휘도 검출부(32)와 감마 보정장치(20)를 비롯하여 영상 표시장치를 제어하기 위한 옵셋 정보를 다수 포함한다. 구체적으로, 옵셋 정보는 영상 표시장치의 표시 패널(2)에 교번적으로 반복 표시되는 적어도 두 계조 레벨의 영상 각각의 계조 정보, 휘도 검출부(32)의 휘도 정보(YDS) 검출 횟수 및 감마 보정장치의 감마 보정 제어신호 등을 포함한다. 따라서, 휘도 검출부(32)의 계조 레벨별 휘도 정보(YDS) 검출 횟수는 상기의 옵셋 정보에 따라 미리 설정될 수 있는데, 이때 교번적인 반복 검출 횟수는 각 계조 레벨별로 1회 이상 설정될 수 있다. 하지만, 이하에서는 설명의 편의상 휘도 검출부(32)가 휘도 정보(YDS)를 각각의 계조 레벨별로 5회 반복 검출하 는 경우만을 설명하기로 한다.
영상 표시장치는 감마보정 제어신호(SCS)의 옵셋 정보 예를 들어, 적어도 두 영상의 계조레벨 정보에 따라 적어도 두 계조 레벨의 영상을 반복적으로 표시 패널(2)에 표시하게 된다. 여기서, 두 계조 레벨의 영상은 사용자의 설정에 따라 8비트 256 계조 레벨의 영상 중 0 계조 레벨의 영상(0 Gray)과 127 계조 레벨의 영상(127 Gray)이 될 수 있다. 또한, 두 계조 레벨의 영상이 10비트 1028 계조 레벨의 영상 중 0 계조 레벨의 영상(0 Gray)과 511 계조 레벨의 영상(511 Gray)이 될 수도 있다. 이와 같이, 표시 영상의 계조 레벨과 계조 레벨별 표시 영상의 수 등은 사용자에 의해 다르게 설정될 수 있지만, 이하에서는 설명의 편의상 8비트 0 계조 레벨의 영상(0 Gray)과 127 계조 레벨의 영상(127 Gray)이 교번적으로 반복 표시되는 경우만을 설명하기로 한다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 감마 보정장치와 휘도 검출부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3에 도시된 감마 보정장치는 감마 보정 제어신호(SCS)에 포함된 옵셋 정보들에 따라 감마 보정장치의 구동 옵셋을 시간적으로 설정하는 옵셋 설정부(22), 복수의 감마 보정 정보(G-Data)를 저장하고 선택 제어신호(CS)가 입력되면 그에 대응하는 감마 보정정보(G-Data)를 출력하는 메모리부(26), 휘도 검출부(32)부로부터 검출된 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보(YDS)들을 순차적으로 입력받아 각 계조 레벨별로 휘도 정보(YDS)들의 평균값 및 그 비율 정보(DUS)를 산출하는 데이터 처리부(30), 상기 비율 정보(DUS)에 대응하는 상기 선택 제어신호(CS)를 생성하여 상 기 메모리부(26)에 공급함과 아울러 상기 선택 제어신호(CS) 출력시 감마보정 인에이블 신호(G-CS)를 생성하여 이를 출력하는 감마 보정 제어부(24), 및 상기 감마 보정 제어부(24)로부터 감마보정 인에이블 신호(G-CS)가 공급되면 상기 메모리부(26)로부터 감마 보정 정보(G-Data)를 입력받고 상기 입력된 감마 보정 정보(G-Data)를 이용하여 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 감마 보정부(28)를 구비한다.
옵셋 설정부(22)는 사용자로부터 감마보정 제어신호(SCS)를 입력받고 이를 정렬하여 감마 보정 제어부(24)에 순차 공급하는 인터페이스 구성이 될 수 있다. 구체적으로, 옵셋 설정부(22)는 감마보정 제어신호(SCS)에 포함된 다수의 옵셋 정보들을 시간적으로 분석한다. 그리고 시간적으로 감마 보정장치(20)의 구동 옵셋을 설정하여 감마 보정 제어부(24)에 제어 정보(CC)를 시간적으로 순차 공급한다. 이때, 옵셋 설정부(22)는 휘도 정보(YDS)들의 검출 계조 비트 수 및 휘도 정보(YDS)의 입/출력 비트 수를 설정하며, 옵셋 설정부(22)를 통해 메모리부(26)에 복수의 감마 보정정보(G-Data)를 미리 저장할 수도 있다. 이러한, 옵셋 설정부(22)의 기능이 감마 보정 제어부(24)에서 수행되도록 한다면 옵셋 설정 제어부(22)는 구비되지 않아도 무방하다. 즉, 옵셋 설정 제어부(22)는 감마 보정 제어부(24)에 내장될 수도 있다.
메모리부(26)는 적어도 하나의 룩-업 테이블 등의 비 휘발성 메모리로 구성될 수 있는데, 이러한 메모리부(26)에는 영상 표시장치의 감마 전압 예를 들어, 기준 감마전압을 보정하기 위한 복수의 감마 보정정보(G-Data)가 저장된다. 그리고, 메모리부(26)는 감마 보정 제어부(24)로부터 선택 제어신호(CS)가 입력되면, 입력된 선택 제어신호(CS)에 대응하는 감마 보정정보(G-Data) 즉, 어느 한 감마 전압특성에 대응하는 계조 별 계수 값들을 감마 보정부(28)에 순차적으로 공급한다.
구체적으로, 복수의 감마 보정정보(G-Data)는 복수의 표시 패널(2)로부터의 검출된 감마 전압특성들이 사용자가 설정한 최적의 감마 전압특성과 동일해지도록 보정하기 위한 계조 별 계수 값들이 될 수 있다. 다시 말해, 각각의 표시 패널(2)들을 통해 산출되는 감마 전압특성들을 그래프로 도시하면, 도 5와 같이 각 표시 패널(2)들의 특성 편차에 따라 감마 전압특성들 또한 왜곡된 형태로 서로 다르게 나타나게 된다. 여기서, 사용자가 2.2 감마 커브(2.2 Gamma Curve)의 감마 전압특성을 최적의 감마 전압레벨로 설정하였다면, 왜곡된 각 감마 전압레벨의 특성들을 2.2 감마(2.2 Gamma) 전압특성과 동일해지도록 보정하기 위한 계조 별 계수 값들이 메모리부(26)에 저장된다.
데이터 처리부(30)는 휘도 검출부(32)로부터 교번적으로 반복 검출된 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보(YDS)들을 순차적으로 입력받는다. 그리고 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보(YDS)들을 조합하여 각 계조 레벨별 휘도 평균값을 산출한 다. 이 후, 데이터 처리부(30)는 어느 한 계조 레벨 영상의 휘도 평균값 대비 나머지 계조 레벨 영상의 휘도 평균값 비율을 산출한다. 이렇게 산출된 평균값 비율은 비율 정보(DUS)로써 감마 보정 제어부(24)에 공급된다.
구체적으로, 데이터 처리부(30)는 휘도 검출부(32)로부터 0 계조 레벨 영상의 휘도 정보(YDS)와 127 계조 레벨 영상의 휘도 정보(YDS)를 교번적으로 5회씩 공 급받을 수도 있다. 이 경우, 데이터 처리부(30)는 5회 동안 공급되었던 0 계조 레벨 영상들의 휘도 정보(YDS)를 조합하고 그 평균값을 산출한다. 마찬가지로, 5회 동안 공급되었던 127 계조 레벨 영상의 휘도 정보(YDS)들을 조합하고 그 평균값을 산출한다. 여기서, 데이터 처리부(30)는 휘도 검출부(32)의 휘도 정보(YDS) 검출 오류를 보정 및 최소화하기 위해 가장 먼저 검출된 휘도 정보(YDS)와 마지막에 검출된 휘도 정보(YDS)를 제외하고, 두번째 내지 네번째 검출된 휘도 정보(YDS)들만을 조합하여 그 평균값을 각각 산출할 수도 있다. 이와 같이, 0 계조 레벨 영상들의 휘도 평균값과 127 계조 레벨 영상들의 휘도 평균값이 각각 산출되면 데이터 처리부(30)는 0 계조 레벨 영상들의 휘도 평균값 대비 127 계조 레벨 영상들의 휘도 평균값 비율을 산출한다. 이렇게 산출된 휘도 평균값 비율은 비율 정보(DUS)로써 감마 보정 제어부(24)에 공급된다. 여기서, 산출된 휘도 평균값 비율은 도 5에 도시된 바와 같이, 127 계조 레벨에서 약 12.0% 내지 30.0% 범위로 설정되기 때문에 메모리부(26)에 저장된 감마 보정 정보(G-Data) 또한 12.0% 내지 30.0% 범위에 대응하는 감마 전압특성들의 보정 계수 값들이 될 수 있다.
감마 보정 제어부(24)는 데이터 처리부(30)로부터 입력되는 비율 정보(DUS)에 대응하도록 선택 제어신호(CS)를 생성하여 메모리부(26)에 공급한다. 이에, 메모리부(26)는 선택 제어신호(CS)에 대응하는 어느 한 감마 보정 정보(G-Data)를 선택하고 이를 감마 보정부(28)에 공급하게 된다. 아울러, 감마 보정 제어부(24)는 선택 제어신호(CS)가 메모리부(26)에 공급될 때 감마보정 인에이블 신호(G-CS)를 생성하여 감마 보정부(28)에 공급한다.
감마 보정부(28)는 감마 보정 제어부(24)로부터의 감마보정 인에이블 신호(G-CS)에 따라 메모리부(26)로부터 공급되는 감마 보정 정보(G-Data)를 이용하여 영상 표시장치의 영상 표시장치의 감마 전압을 보정한다. 구체적으로, 감마 보정부(28)는 감마 프로그래밍 보정방법을 이용하기도 하는데 이때, 감마 보정부(28)는 그 내부에 구비된 프로그래머블 인터페이스 회로를 이용하여 감마 보정 정보(G-Data)에 포함된 각각의 계수 값에 따라 영상 표시장치의 감마 집적회로(Gamma-IC)를 프로그래밍하게 된다.
감마 보정부(28)의 감마 집적회로(Gamma-IC) 프로그래밍 방법 및 감마 보정 방법을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 메모리부(26)는 선택 신호(CS)가 입력되면 선택신호(CS)에 대응하는 감마 보정정보(G-Data)를 감마 보정부(28)에 공급하게 된다. 상술한 바와 같이, 상기 감마 보정정보(G-Data)는 어느 한 감마 전압 특성(예를 들어, 사용자가 설정한 2.2 Gamma Curve)의 감마 전압레벨 특성과 동일해지도록 왜곡된 감마 전압 특성을 보정하기 위한 각 계조 별 계수 값들이다. 이에, 감마 보정부(28)는 왜곡된 감마 전압 특성을 보정하기 위한 각 계조 별 계수 값들을 프로그래머블 인터페이스 회로를 이용하여 감마 집적회로(Gamma-IC)에 프로그래밍한다. 따라서, 감마 집적회로(Gamma-IC)는 프로그래밍된 각 계조 별 계수 값에 따라 전압 레벨이 보정된 감마 전압을 생성 및 출력하게 된다. 여기서, 감마 집적회로(Gamma-IC)는 통상적으로 사용 및 제품화된 프로그래머블 감마 IC가 될 수 있다. 프로그래머블 감마 IC 또한 통상적으로 사용되는 프로그래머블 보정회로나 프로그래머블 감마 버퍼 등과 같이, 디지털 신호로 프로그래밍되는 각 계조 별 계수 값들에 대응하는 아날로그 레벨의 감마 전압들을 각각 생성 및 출력하게 된다.
한편, 본 발명에서 사용되는 표시 패널(2)이 구비된 영상 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에서 영상 표시장치로 액정 표시장치가 사용되는 경우, 액정 표시장치는 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 액정패널(2), 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(4), 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(6), 외부로부터의 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞게 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급함과 아울러 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS)를 생성하여 게이트 드라이버(6) 및 데이터 드라이버(4)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8), 그리고 정극성 또는 부극성의 감마 기준전압(VGamma)을 생성하여 상기 데이터 드라이버(4)에 공급하는 감마 기준전압 생성부(10)를 구비한다.
여기서, 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터의 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞게 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급함과 아울러 외부 시스템으로부터 입력되는 동기신호(DCLK,Hsync,Vsync,DE)를 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS)를 생성하고 생성된 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS)를 게이트 및 데이터 드라이버(6,4)에 각각 공급한다.
액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 및 TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소전극, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 영상신호를 화소전극에 공급한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 영상신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고, 액정 커패시터(Clc)에는 스토리지 커패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 예 를 들어, 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock), 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호 등을 이용하여, 타이밍 컨트롤러(8)로부터 입력되는 정렬된 영상 데이터(Data)를 아날로그 전압 즉, 영상신호로 변환한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(4)는 SSC에 따라 타이밍 컨트롤러(8)를 통해 입력된 정렬 영상 데이터(Data)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인 분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(4)는 정렬된 영상 데이터(Data)의 계조 값에 따라 소정 레벨을 가지는 정극성 또는 부극성의 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 영상신호로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호에 응답하여 순차적으로 스캔펄스를 발생하고, 이를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 다시 말하여, 게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 GSP를 GSC에 따라 쉬프트 시켜서 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스 예를 들어, 게이트 온 전압을 순차적으로 공급한다. 그리고, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압이 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 여기서, 게이트 드라이버(6)는 스캔펄스의 펄스 폭을 GOE 신호에 따라 제어한다.
감마 기준전압 생성부(10)는 감마 집적회로(Gamma-IC)를 구비하여 외부로부 터의 입력전압을 정극성 및 부극성의 감마 기준전압(VGamma)으로 변환하여 데이터 드라이버의 감마 계조전압 생성부에 공급하게 된다. 이때, 감마 기준전압 생성부(10)는 감마 보정장치(20)의 감마 보정부(28)에 의해 프로그래밍되어 감마 보정된 기준 감마전압(VGamma)들을 감마 계조전압 생성부에 공급하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 시스템의 감마 보정방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하여 감마 보정 시스템의 감마 보정방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 옵셋 설정 단계(ST1)에서는 사용자로부터 감마보정 제어신호(SCS)를 입력받고 감마보정 제어신호(SCS)에 포함된 다수의 옵셋 정보들을 분석한다. 그리고 감마 보정장치(20)의 구동 옵셋을 설정하여 감마 보정 제어부(24)에 제어 정보(CC)를 시간적으로 순차 공급한다.
다음으로, 표시 패널(2)의 휘도 측정 단계(ST2)에서는 휘도 검출부(32)가 감마 보정 제어부(24)로부터의 검출 제어신호(PCS)에 따라 영상 표시장치의 표시패널(2)에서 표시되는 영상의 휘도 정보(YDS)들을 반복적으로 검출한다. 이때, 휘도 검출부(32)는 표시패널(2)로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상의 휘도 정보(YDS)들을 교번적으로, 그리고 반복적으로 검출하고 검출된 휘도 정보(YDS)들을 데이터 처리부(30)에 공급한다.
휘도 정보별 평균값 산출 단계(ST3)에서는 휘도 검출부(32)로부터 교번적으로 반복 검출된 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보(YDS)들을 순차적으로 입력받아 각 계조 레벨별로 휘도 정보(YDS)들을 조합하여 각 계조 레벨별 휘도 평균값을 산출한다. 다시 말해, 데이터 처리부(30)는 휘도 검출부(32)로부터 0 계조 레벨 영상의 휘도 정보(YDS)와 127 계조 레벨 영상의 휘도 정보(YDS)를 교번적으로 5회씩 공급받을 수 있다. 이 경우, 데이터 처리부(30)는 5회 동안 공급되었던 0 계조 레벨 영상들의 휘도 정보(YDS)를 조합하고 그 평균값을 산출한다. 마찬가지로, 5회 동안 공급되었던 127 계조 레벨 영상의 휘도 정보(YDS)들을 조합하고 그 평균값을 산출한다. 여기서, 데이터 처리부(30)는 휘도 검출부(32)의 휘도 정보(YDS) 검출 오류를 보정 및 최소화하기 위해 가장 먼저 검출된 휘도 정보(YDS)와 마지막에 검출된 휘도 정보(YDS)를 제외하고, 두번째 내지 네번째 검출된 휘도 정보(YDS)들만을 조합하여 그 평균값을 각각 산출할 수도 있다.
평균값 비율 산출 단계(ST4)에서는 미리 설정된 어느 한 계조 레벨의 휘도 평균값 대비 나머지 계조 레벨의 휘도 평균값 비율을 산출한다. 다시 말해, 평균값 비율 산출 단계(ST4)에서 데이터 처리부(30)는 0 계조 레벨 영상의 휘도 평균값 대비 127 계조 레벨 영상의 휘도 평균값 비율을 산출한다. 이렇게 산출된 휘도 평균값 비율은 비율 정보(DUS)로써 감마 보정 제어부(24)에 공급된다.
계수 값 선택 및 출력 단계(ST5)에서는 상기의 비율 정보(DUS)에 대응하도록 선택 제어신호(CS)를 생성하여 메모리부(26)에 공급한다. 이에, 메모리부(26)는 선택 제어신호(CS)에 대응하는 어느 한 감마 보정 정보(G-Data)를 선택하고, 이를 감마 보정부(28)에 공급하게 된다. 아울러, 선택 제어신호(CS)가 메모리부(26)에 공급될 때 감마 보정 제어부(24)는 감마보정 인에이블 신호(G-CS)를 생성하여 감마 보정부(28)에 공급한다.
다음으로, 감마 보정 단계(ST6)에서 감마 보정부(28)는 감마 보정 제어부(24)로부터의 감마보정 인에이블 신호(G-CS)에 따라 메모리부(26)로부터 공급되는 감마 보정 정보(G-Data)를 이용하여 영상 표시장치의 감마 전압 예를 들어 감마 기준전압(VGamma)을 보정한다. 구체적으로, 감마 보정부(28)는 감마 프로그래밍 보정방법을 이용하기도 하는데 이때, 감마 보정부(28)는 그 내부에 구비된 프로그래머블 인터페이스 회로를 이용하여 감마 보정 정보(G-Data)에 따라 영상 표시장치의 감마 집적회로(Gamma-IC)를 프로그래밍하게 된다.
이 후, 표시패널의 휘도검사 단계(ST7)에서는 감마 보정된 영상 표시장치의 표시 패널(2)로부터 적어도 두 계조 레벨의 영상으로부터 휘도 정보(YDS)들을 교번적으로, 그리고 반복적으로 적어도 1회 이상 예를 들어, 3회씩 다시 검출하고 검출된 휘도 정보(YDS)를 미리 설정된 기준 휘도 정보들과 비교하여 검사 결과를 판단한다.
검사 확인단계(ST8)에서 검사결과 이상이 없으면 표시 패널(2)을 양품 판정하여 검사를 종료하고, 만일 검사 과정에서 검출된 휘도 정보(YDS)가 기준 휘도 정보와 불일치하여 불량 판정되면 다시 표시패널의 휘도 측정단계(ST2)를 수행한 후 감마 보정 단계(ST6) 및 표시패널 휘도검사 단계(ST7) 까지 수행하게 된다. 하지만, 재검사 판별 단계(ST9)에서 재검사 횟수가 2회 이상 수행되는 경우에는 더 이상의 감마 보정 과정을 수행하지 않고 바로 불량 판정하여 검사를 종료하게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 시스템 및 그의 보정방법은 표시 영상의 감마 변환특성이 부분적인 영역으로 변하지 않고 대부분 전 영역에서 전체적으로 유사하게 변하는 특성에 기인하여 각각의 표시패널(2)로부터 적어도 두 계조 레벨 단위로 표시되는 각 영상의 휘도 정보(YDS)들을 교번적으로, 그리고 반복적으로 검출한 후 그 결과 값을 평균화한 다음 그 대조 비율에 따라 감마 보정 계수를 산출한다. 그리고, 이와 같이 산출된 감마 보정 계수를 이용하여 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하게 되므로 감마 보정 시간을 단축시키면서도 감마 보정 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 감마 보정 장치를 단순화함으로써 영상 표시장치들의 제조 원가를 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 감마 보정장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 시스템 나타낸 구성 블록도.
도 3은 도 2의 감마 보정 시스템을 나타낸 도면.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 감마 보정장치와 휘도 검출부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성도.
도 5는 복수의 표시패널로부터 측정된 휘도 정보에 따른 감마 커브를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 감마 보정 방법을 나타낸 순서도.
＜본 발명의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＞
2 : 표시 패널 4 : 데이터 드라이버
6 : 게이트 드라이버 8 : 타이밍 컨트롤러
10 : 감마 기준전압 생성부 20 : 감마 보정 장치
22 : 옵셋 설정부 24 : 감마 보정 제어부
26 : 메모리부 28 : 감마 보정부
30 : 데이터 처리부 32 : 휘도 검출부

Claims (10)

  1. 사용자로부터 설정된 감마보정 제어신호에 따라 영상 표시장치의 표시패널로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상에서 휘도 정보들을 교번적으로 반복 검출하는 휘도 검출부; 및
    상기 감마보정 제어신호에 따라 상기 교번적으로 반복 검출된 휘도 정보들을 평균하고 검출된 어느 한 계조 레벨의 휘도 평균값 대비 나머지 계조 레벨들의 휘도 평균값 비율에 따라 감마 보정 정보를 선택하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 감마 보정장치를 구비한 것을 특징으로 하는 감마 보정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감마보정 제어신호는
    상기 휘도 검출부와 상기 감마 보정장치를 비롯하여 상기 영상 표시장치를 제어하기 위한 옵셋 정보를 다수 포함하며,
    상기 옵셋 정보는 상기 영상 표시장치의 표시 패널에 교번적으로 반복 표시되는 적어도 두 계조 레벨의 영상 각각의 계조 정보, 상기 휘도 검출부의 휘도 정보 검출 횟수 및 상기 감마 보정장치의 감마 보정 제어신호를 포함한 것을 특징으로 하는 감마 보정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 검출부는
    단수개의 포토 센서를 포함한 단수개의 광학 장비로 이루어진 것을 특징으로 하는 감마 보정 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감마 보정장치는
    복수의 감마 보정 정보를 저장하고 선택 제어신호가 입력되면 그에 대응하는 상기 감마 보정 정보를 출력하는 메모리부,
    상기 휘도 검출부로부터 검출된 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보들을 순차적으로 입력받아 각 계조 레벨별로 휘도 정보들의 평균값 및 그 비율 정보를 산출하는 데이터 처리부,
    상기 비율 정보에 대응하는 상기 선택 제어신호를 생성하여 상기 메모리부에 공급함과 아울러 상기 선택 제어신호 출력시 감마보정 인에이블 신호를 생성하여 이를 출력하는 감마 보정 제어부, 및
    상기 감마 보정 제어부로부터 상기 감마보정 인에이블 신호가 공급되면 상기 메모리부로부터 상기 감마 보정 정보를 입력받고 상기 입력된 감마 보정 정보를 이용하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 감마 보정부를 구비한 것을 특징으로 하는 감마 보정 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 감마 보정부는
    그 내부에 구비된 프로그래머블 인터페이스 회로를 이용하여 상기 감마 보정 정보에 포함된 각각의 계수 값에 따라 영상 표시장치의 감마 집적회로(Gamma-IC)를 프로그래밍한 것을 특징으로 하는 감마 보정 시스템.
  6. 사용자로부터 설정된 감마보정 제어신호에 따라 영상 표시장치의 표시패널로부터 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상에서 휘도 정보들을 교번적으로 반복 검출하는 단계; 및
    상기 감마보정 제어신호에 따라 상기 교번적으로 반복 검출된 휘도 정보들을 평균하고 검출된 어느 한 계조 레벨의 휘도 평균값 대비 나머지 계조 레벨들의 휘도 평균값 비율에 따라 감마 보정 정보를 선택하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 감마 보정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 감마보정 제어신호는
    휘도 검출부와 상기 감마 보정장치 및 상기 영상 표시장치를 제어하기 위한 옵셋 정보를 다수 포함하며,
    상기 옵셋 정보는 상기 영상 표시장치의 표시 패널에 교번적으로 반복 표시되는 적어도 두 계조 레벨의 영상 각각의 계조 정보, 상기 휘도 검출부의 휘도 정보 검출 횟수 및 상기 감마 보정장치의 감마 보정 제어신호를 포함한 것을 특징으 로 하는 감마 보정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 휘도 정보들의 검출 단계는
    단수개의 포토 센서를 포함한 상기의 휘도 검출부를 이용하여 적어도 두 계조 레벨로 표시되는 각 영상의 휘도 정보들을 적어도 1회 교번적이고 반복적으로 검출한 것을 특징으로 하는 감마 보정 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 감마 전압 보정단계는
    복수의 감마 보정 정보를 저장하고 선택 제어신호가 입력되면 그에 대응하는 상기 감마 보정 정보를 출력하는 하는 단계,
    상기 각 계조 레벨별 영상의 휘도 정보들을 순차적으로 입력받아 각 계조 레벨별로 휘도 정보들의 평균값 및 그 비율 정보를 산출하는 단계,
    상기 비율 정보에 대응하는 상기 선택 제어신호를 생성하여 메모리부에 공급함과 아울러 상기 선택 제어신호 출력시 감마보정 인에이블 신호를 생성하여 이를 출력하는 단계,
    상기 감마보정 인에이블 신호에 따라 상기 메모리부로부터 상기 감마 보정 정보를 입력받고 상기 입력된 감마 보정 정보를 이용하여 상기 영상 표시장치의 감마 전압을 보정하는 단계, 및
    상기 감마 보정된 영상 표시장치의 휘도 정보를 다시 검출하여 상기 표시 패널의 불량 여부를 적어도 1회 이상 다시 검사하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 감마 보정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 감마 전압 보정단계는
    프로그래머블 인터페이스 회로를 이용하여 상기 감마 보정 정보에 포함된 각각의 계수 값에 따라 영상 표시장치의 감마 집적회로를 프로그래밍한 것을 특징으로 하는 감마 보정 방법.
KR1020080093802A 2008-09-24 2008-09-24 감마 보정 시스템 및 그의 보정방법 KR101362169B1 (ko)

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