KR101951934B1

KR101951934B1 - 액정표시장치와 그 구동방법

Info

Publication number: KR101951934B1
Application number: KR1020120100070A
Authority: KR
Inventors: 권오경; 오의열; 홍희정; 조병철; 조현석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사; 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2019-02-25
Also published as: KR20140033776A

Abstract

본 발명은 로컬 디밍 방법을 이용하는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 m×n (m, n은 2 이상의 자연수) 개의 가상 블록들로 분할된 표시패널; 상기 표시패널에 광을 조사하는 다수의 광원들을 포함하는 백라이트 유닛; 입력 디지털 데이터를 분석하여 블록별 디밍 비율을 산출하고, 상기 블록별 디밍 비율에 기초하여 블록별로 펄스 폭 변조신호를 생성하며, 상기 블록별 디밍 비율에 따라 감소된 계조 값만큼 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하는 영상 처리부; 및 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티비에 기초하여 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 백라이트 구동부를 포함한다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 로컬 디밍 방법을 이용하는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 음극선관을 빠르게 대체하고 있다.

액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 영상을 표시한다. 액정표시장치의 화질은 콘트라스트(contrast) 특성에 의해 좌우된다. 하지만, 액정층에 인가되는 데이터 전압을 제어하여 액정층의 광투과율을 변조하는 방법만으로는 콘트라스트 특성을 개선하는데 한계가 있다. 콘트라스트 특성을 개선하기 위하여, 영상에 따라 백라이트 유닛의 휘도를 조정하는 백라이트 디밍 방법이 제안된 바 있다. 백라이트 디밍 방법에는 표시면 전체의 휘도를 조정하는 글로벌 디밍 방법(global dimming method)과, 국부적으로 표시면의 휘도를 조정하는 로컬 디밍 방법(local dimming method)이 있다. 글로벌 디밍 방법은 이전 프레임과 그 다음 프레임간에 측정되는 동적 콘트라스트(Dynamic contrast)를 개선할 수 있다. 로컬 디밍 방법은 한 프레임기간 내에서 표시면의 휘도를 국부적으로 제어함으로써 글로벌 디밍 방법으로 개선하기가 어려운 정적 콘트라스트(static contrast)를 개선할 수 있다.

종래 로컬 디밍 방법은 입력 디지털 데이터를 액정표시패널의 표시화면에서 매트릭스 형태로 나뉘어진 가상의 블록들에 따라 분리하고, 블록별로 입력 디지털 데이터의 대표값을 도출하며, 블록별 대표값에 따라 블록별로 디밍값을 조절하여 백라이트(광원들)의 휘도를 국부적으로 제어한다. 그리고 나서, 종래 로컬 디밍 방법은 디밍값 조절로 인한 부족한 휘도 분을 보상하기 위해 입력 디지털 데이터에 소정의 픽셀 이득값을 곱하여 입력 디지털 데이터를 보상한다. 하지만, 종래 로컬 디밍 방법은 백라이트 휘도를 낮출수록 디밍값 조절로 인한 부족한 휘도 분을 보상하기 위한 픽셀 보상값을 크게 해야 한다. 하지만, 입력 디지털 데이터의 보상 범위는 최대 계조값 이내로 제한되므로, 입력 디지털 데이터가 고계조에 해당하는 경우 픽셀 보상값을 증가시키는데 한계가 있다. 즉, 백라이트의 휘도를 낮출수록 로컬 디밍 효과를 높일 수는 있지만, 화질 저하가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 백라이트의 휘도를 낮춤과 동시에 화질 저하를 방지할 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 m×n (m, n은 2 이상의 자연수) 개의 가상 블록들로 분할된 표시패널; 상기 표시패널에 광을 조사하는 다수의 광원들을 포함하는 백라이트 유닛; 입력 디지털 데이터를 분석하여 블록별 디밍 비율을 산출하고, 상기 블록별 디밍 비율에 기초하여 블록별로 펄스 폭 변조신호를 생성하며, 상기 블록별 디밍 비율에 따라 감소된 계조 값만큼 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하는 영상 처리부; 및 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티비에 기초하여 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 백라이트 구동부를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 표시패널을 m×n (m, n은 2 이상의 자연수) 개의 가상 블록들로 분할하는 단계; 백라이트 유닛의 다수의 광원들을 이용하여 상기 표시패널에 광을 조사하는 단계; 입력 디지털 데이터를 분석하여 블록별 디밍 비율을 산출하고, 상기 블록별 디밍 비율에 기초하여 블록별로 펄스 폭 변조신호를 생성하며, 상기 블록별 디밍 비율에 따라 감소된 계조 값만큼 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하는 단계; 및 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티비에 기초하여 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 단계를 포함한다.

본 발명은 블록별로 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖도록 블록별 디밍 비율을 산출한다. 특히, 본 발명에서 상기 소정의 차이는 화질 저하가 발생하지 않을 정도에서의 차이를 의미한다. 그 결과, 본 발명은 화질 저하가 발생하지 않을 정도로 백라이트의 휘도를 낮추기 때문에, 화질 저하가 발생하지 않는 범위 내에서 로컬 디밍을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 주변 블록들의 디밍 비율들을 고려하여 블록별 디밍 비율을 조정하고, 백라이트 유닛의 광원들간의 빛간섭을 고려하여 블록별 디밍 비율을 조정한다. 그 결과, 본 발명은 광원들간의 빛간섭으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있으며 더욱 현실적으로 블록별 디밍 비율을 산출할 수 있으므로, 로컬 디밍 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명은 입력 디지털 데이터와 보상 디지털 데이터의 컬러 비율을 일치시키기 위해 보상 디지털 데이터를 변환한다. 그 결과, 본 발명은 입력 디지털 데이터의 화이트 밸런스와 보상 디지털 데이터의 화이트 밸런스를 일치시킬 수 있으므로, 로컬 디밍으로 인한 백라이트 유닛의 광원들의 컬러 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 도 1의 영상 처리부를 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부의 영상처리방법을 보여주는 흐름도.
도 4는 표시패널의 가상 블록들을 보여주는 일 예시도면.
도 5는 도 2의 디밍 비율 산출부의 블록별 디밍 비율 산출방법을 보여주는 흐름도.
도 6a 내지 도 6d는 디밍 비율 산출부에 의해 산출된 블록별 디밍 비율과 디밍 비율 조정부에 의해 조정된 블록별 디밍 비율을 보여주는 일 예시도면들.
도 7은 (r,s) 블록의 빛 분포함수의 일 예를 보여주는 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 표시패널(10), 백라이트 유닛(30), 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 백라이트 구동부(130), 영상 처리부(140), 및 타이밍 콘트롤러(150) 등을 구비한다.

표시패널(10)은 두 장의 유리기판과 이들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터 라인들(DL)과 다수의 게이트 라인들(GL)이 교차된다. 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차 구조에 의해 표시패널(10)에는 액정셀(Clc)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 액정셀(Clc)들 각각은 박막 트랜지스터(thin film transisotr, 이하 "TFT"라 칭함), TFT에 접속된 화소 전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등을 포함한다. 표시패널(10)의 상부 유리기판상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소 전극(1)과 함께 하부 유리기판상에 형성된다. 액정셀(Clc)들 각각은 화소 전극(1)과 공통전극(2) 사이의 전계에 의해 구동된다. 액정셀(Clc)은 적색(red) 액정셀, 녹색(green) 액정셀, 및 청색(blue) 액정셀 중 어느 하나로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 예를 들어, 액정셀(Clc)은 노란색(yellow) 액정셀, 자홍색(magenta) 액정셀, 청록색(cyan) 액정셀, 및 화이트(white) 액정셀로 구현될 수도 있다. 또한, 액정셀(Clc)이 적색 액정셀로 구현된 화소는 적색 서브 화소로 기능하고, 액정셀(Clc)이 녹색 액정셀로 구현된 화소는 녹색 서브 화소로 기능하며, 액정셀이 청색 액정셀로 구현된 화소는 청색 서브 화소로 기능한다. 본 발명에서는 하나의 화소가 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하는 것을 중심으로 설명하였다. 표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

표시패널(10)은 도 4와 같이 m×n (m, n은 2 이상의 자연수) 개의 가상 블록들로 분할될 수 있다. m×n 개의 블록들 각각은 i×j(i, j는 2 이상의 자연수) 개의 픽셀들을 포함할 수 있다. 표시패널(10)의 블록들에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.

백라이트 유닛(30)은 상기 표시패널에 광을 조사하는 다수의 광원들을 포함한다. 백라이트 유닛(30)은 광원들을 표시패널(10)의 블록 단위로 구동한다. 백라이트 유닛(30)은 직하형(direct type)과 에지형(edge type) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 직하형 백라이트 유닛(30)은 표시패널(10)의 아래에 다수의 광학 시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛(30)은 표시패널(10)의 아래에 다수의 광학 시트들과 도광판이 적층되고 도광판의 측면에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 광원들은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들로 구현될 수 있다.

게이트 구동부(110)는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들을 포함한다. 게이트 드라이브 집적회로는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 구비한다. 게이트 구동부(110)는 타이밍 콘트롤러(150)의 제어 하에 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 순차적으로 출력하여 게이트 라인들(GL)에 공급함으로써, 데이터 전압이 인가될 수평 라인을 선택한다.

데이터 구동부(120)는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들을 포함한다. 데이터 드라이브 집적회로는 타이밍 콘트롤러(150)로부터 보상 디지털 데이터(R'G'B')를 입력받는다. 데이터 드라이브 집적회로는 보상 디지털 데이터(R'G'B')를 감마전압 발생회로(미도시)로부터 공급되는 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압으로 변환한다. 데이터 드라이브 집적회로는 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압을 표시패널(10)의 데이터 라인(DL)들에 공급한다.

백라이트 구동부(130)는 영상 처리부(140)로부터 입력되는 펄스 폭 변조신호(pulse width modulation signal, PWM)의 듀티비(duty ratio)에 기초하여 광원들을 블록 단위로 구동한다. 광원들의 점소등 시간은 펄스 폭 변조신호의 듀티비에 의해 결정된다. 또한, 펄스 폭 변조신호의 듀티비는 디밍 비율에 따라 결정된다.

영상 처리부(140)는 입력 디지털 데이터(RGB)를 분석하여 블록별 디밍 비율을 산출하고, 산출된 블록별 디밍 비율에 기초하여 블록별로 펄스 폭 변조신호(PWM)를 생성하여 백라이트 구동부(130)로 출력한다. 또한, 영상 처리부(140)는 블록별 디밍 비율에 따라 감소된 계조 값만큼 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하고, 보상 디지털 데이터(R'G'B')를 타이밍 콘트롤러(150)로 출력한다. 영상 처리부(140)는 타이밍 콘트롤러(150)에 내장될 수도 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(140)에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 결부하여 후술한다.

도 2는 도 1의 영상 처리부를 보여주는 블록도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부의 영상처리방법을 보여주는 흐름도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(140)는 데이터 분리부(141), 디밍 비율 산출부(142), 디밍 비율 조정부(143), 데이터 보상부(144), 및 펄스 폭 변조신호 생성부(145)를 포함한다.

첫 번째로, 데이터 분리부(141)는 표시패널(10)의 가상 블록들에 따라 입력 디지털 데이터(x_i)를 분리한다. 즉, 데이터 분리부(141)는 입력 디지털 데이터(x_i)가 어느 블록에 포함되는지를 결정한다. 구체적으로, 데이터 분리부(141)는 입력 디지털 데이터(x_i)가 공급될 픽셀이 포함된 블록에 입력 디지털 데이터(x_i)가 포함되는 것으로 결정한다.

도 4는 표시패널의 가상 블록들을 보여주는 일 예시도면이다. 도 4를 참조하면, 표시패널(10)은 m×n 개의 블록들(BL(1,1)~BL(m,n))로 분할될 수 있다. m×n 개의 블록들(BL(1,1)~BL(m,n)) 각각은 i×j 개의 픽셀들(P(1,1)~P(i,j))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)의 해상도가 1920×1080이고 표시패널(10)이 8×8 개의 블록들로 분할된 경우, 블록들 각각은 240×135(32,400) 개의 픽셀들을 포함한다. 데이터 분리부(141)에 입력되는 1 프레임 기간의 입력 디지털 데이터(x_i)는 1920×1080 개에 해당한다. 데이터 분리부(141)는 m×n 개의 블록들(BL(1,1)~BL(m,n)) 각각이 i×j 개의 입력 디지털 데이터(x_i)를 포함하도록 입력 디지털 데이터(x_i)를 분리한다. 예를 들어, 입력 디지털 데이터(x_i)가 (1,1) 블록(BL(1,1))에 포함된 픽셀에 공급될 예정이라면, 데이터 분리부(141)는 입력 디지털 데이터(x_i)가 (1,1) 블록(BL(1,1))에 포함되는 것으로 결정한다. (S101)

두 번째로, 디밍 비율 산출부(142)는 블록별로 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합 또는 명암비(contrast ratio)가 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖도록 블록별 디밍 비율(DR)을 산출한다. 구체적으로, 디밍 비율 산출부(142)는 도 5와 같이 (r,s)(r는 1≤r≤m을 만족하는 자연수, s는 1≤s≤n을 만족하는 자연수) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)와 미리 설정된 백라이트 계조 값(Gbl)에 기초하여 출력 디지털 데이터(x_o)를 생성하고, (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖는 경우 백라이트 계조 값(Gbl)에 기초하여 (r,s) 블록(BL(r,s))의 디밍 비율(DR(r,s))을 산출한다. 또한, 디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖지 않는 경우 백라이트 계조 값(Gbl)을 감소시킨 후, (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖는지 재비교한다.

즉, 본 발명의 디밍 비율 산출부(142)는 블록별로 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖도록 블록별 디밍 비율을 산출한다. 특히, 본 발명에서 상기 소정의 차이는 화질 저하가 발생하지 않을 정도에서의 차이를 의미한다. 그 결과, 본 발명은 화질 저하가 발생하지 않을 정도로 백라이트의 휘도를 낮추기 때문에, 화질 저하가 발생하지 않는 범위 내에서 로컬 디밍을 구현할 수 있다. 이하에서, 도 5를 결부하여 디밍 비율 산출부(142)의 디밍 비율 산출방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. (S102)

도 5는 도 2의 디밍 비율 산출부의 디밍 비율 산출방법을 보여주는 흐름도이다. 도 5에는 디밍 비율 산출부(142)의 (r,s) 블록(BL(r,s))의 디밍 비율 산출방법이 나타나 있다. 도 5를 참조하면, 디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합과 명암비를 산출한다. 디밍 비율 산출부(142)는 수학식 1과 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합(TL_I)을 산출한다.

수학식 1에서, TL_I는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합, x_i(p,q)는 (p,q) 좌표의 입력 디지털 데이터를 의미한다. (r,s) 블록(BL(r,s))에는 입력 디지털 데이터(x_i)가 i×j 개 존재하므로, 디밍 비율 산출부(142)는 (1,1) 좌표 내지 (p,q) 좌표의 입력 디지털 데이터(x_i)의 합계를 계산함으로써 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합(TL_I)을 계산할 수 있다.

디밍 비율 산출부(142)는 수학식 2와 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 명암비(CR_I)를 산출한다.

수학식 2에서, CR_I는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 명암비, max[x_i(1,1),x_i(1,2),…,x_i(i,j)]는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 i×j 개의 입력 디지털 데이터(x_i)의 최대값, min[x_i(1,1),x_i(1,2),…,x_i(i,j)]는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 i×j 개의 입력 디지털 데이터(x_i)의 최소값을 의미한다. (S201)

디밍 비율 산출부(142)는 초기 백라이트 계조 값(Gbl)을 2^k-1 로 설정한다. k는 입력 디지털 데이터(x_i)의 비트 수를 의미한다. 따라서, 입력 디지털 데이터(x_i)가 8 비트인 경우, 초기 백라이트 계조 값은 255로 설정된다. (S202)

디밍 비율 산출부(142)는 수학식 3과 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)가 백라이트 계조 값(Gbl)보다 작은 경우 출력 디지털 데이터(x_o)를 입력 디지털 데이터(x_i)로 설정하고, 입력 디지털 데이터(x_i)가 백라이트 계조 값(Gbl)보다 크거나 같은 경우 출력 디지털 데이터(x_o)를 백라이트 계조 값(Gbl)으로 설정한다.

수학식 3에서, x_o는 출력 디지털 데이터, x_i는 입력 디지털 데이터, Gbl은 백라이트 계조 값을 의미한다. 디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 i×j 개의 입력 디지털 데이터(x_i) 모두를 수학식 3과 같이 연산함으로써 i×j 개의 출력 디지털 데이터(x_o)를 생성한다. (S203)

디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합과 명암비를 산출한다. 디밍 비율 산출부(142)는 수학식 4와 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합(TL_O)을 산출한다.

수학식 4에서, TL_O는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합, x_i(p,q)는 (p,q) 좌표의 입력 디지털 데이터를 의미한다. (r,s) 블록(BL(r,s))에는 출력 디지털 데이터(x_o)가 i×j 개 존재하므로, 디밍 비율 산출부(142)는 (1,1) 좌표 내지 (p,q) 좌표의 출력 디지털 데이터(x_o)의 합계를 계산함으로써 (r,s) 블록(BL(r,s))의 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합(TL_O)을 계산할 수 있다.

디밍 비율 산출부(142)는 수학식 5와 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 출력 디지털 데이터(x_o)의 명암비(CR_O)를 산출한다.

수학식 5에서, CR_O는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 출력 디지털 데이터(x_o)의 명암비, max[x_o(1,1),x_o(1,2),…,x_o(i,j)]는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 i×j 개의 출력 디지털 데이터(x_o)의 최대값, min[x_o(1,1),x_o(1,2),…,x_o(i,j)]는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 i×j 개의 출력 디지털 데이터(x_o)의 최소값을 의미한다. (S204)

디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합(TL_I)과 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합(TL_O)의 차가 제1 문턱 값(TH1)보다 크거나 같은지를 비교한다.

디밍 비율 산출부(142)는 수학식 6과 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합(TL_I)과 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합(TL_O)의 차가 제1 문턱 값보다 크거나 같은 경우, 백라이트 계조 값(Gbl)에 기초하여 (r,s) 블록(BL(r,s))의 디밍 비율을 산출한다. 예를 들어, 디밍 비율 산출부(142)는 수학식 7과 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 디밍 비율(DR(r,s))을 산출할 수 있다.

디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합(TL_I)과 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합(TL_O)의 차가 제1 문턱 값(TH1)보다 작은 경우, 수학식 8과 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 명암비(CR_I)와 출력 디지털 데이터(x_o)의 명암비(CR_O)의 차가 제2 문턱 값(TH2)보다 크거나 같은지를 비교한다.

디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 명암비(CR_I)와 출력 디지털 데이터(x_o)의 명암비(CR_O)의 차가 제2 문턱 값(TH2)보다 크거나 같은 경우, 백라이트 계조 값(Gbl)에 기초하여 (r,s) 블록(BL(r,s))의 디밍 비율을 산출한다. 예를 들어, 디밍 비율 산출부(142)는 수학식 7과 같이 (r,s) 블록(BL(r,s))의 디밍 비율(DR(r,s))을 산출할 수 있다. (s207)

디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 명암비(CR_I)와 출력 디지털 데이터(x_o)의 명암비(CR_O)의 차가 제2 문턱 값(TH2)보다 작은 경우, 백라이트 계조 값(Gbl)을 감소시킨다. 예를 들어, 디밍 비율 산출부(142)는 도 5와 같이 백라이트 계조 값(Gbl)을 1 만큼 감소시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.

결국, 디밍 비율 산출부(142)는 (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 계조 총합(TL_I)과 출력 디지털 데이터(x_o)의 계조 총합(TL_O)의 차가 제1 문턱 값(TH1)보다 작고, (r,s) 블록(BL(r,s))의 입력 디지털 데이터(x_i)의 명암비(CR_I)와 출력 디지털 데이터(x_o)의 명암비(CR_O)의 차가 제2 문턱 값(TH2)보다 작은 경우, 백라이트 계조 값(Gbl)을 감소시킨 후, s203 내지 s205 단계를 반복 수행한다. (s208)

디밍 비율 조정부(143)는 디밍 비율 산출부(142)로부터 산출된 블록별 디밍 비율을 입력받는다. 디밍 비율 조정부(143)는 블록별 디밍 비율을 주변 블록들의 디밍 비율들과 비교하여 조정한다. 또한, 디밍 비율 조정부(143)는 백라이트 유닛(30)의 광원들간의 빛간섭을 고려하여 블록별 디밍 비율을 조정한다.

구체적으로, 디밍 비율 조정부(143)는 (r,s) 블록의 디밍 비율(DR(r,s))을 (r,s) 블록의 주변 블록들의 디밍 비율들과 비교하여 (r,s) 블록의 디밍 비율(DR(r,s))을 1차 조정한다. 그리고 나서, 디밍 비율 조정부(143)는 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))에 빛 분포함수를 적용하여 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율(BD(r,s))을 산출하고, 디밍 비율 산출부(142)로부터 산출된 (r,s) 블록 디밍 비율(DR(r,s))과 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율(BD(r,s))을 비교하여 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))을 2차 조정한다. 이하에서, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 디밍 비율 조정부(143)의 디밍 비율 조정방법을 상세히 설명한다.

도 6a 내지 도 6d는 디밍 비율 산출부에 의해 산출된 블록별 디밍 비율과 디밍 비율 조정부에 의해 조정된 블록별 디밍 비율을 보여주는 일 예시도면들이다. 도 6a에는 디밍 비율 산출부(142)에 의해 산출된 블록별 디밍 비율이 나타나 있고, 도 6b에는 디밍 비율 조정부(143)에 의해 1차 조정된 블록별 디밍 비율이 나타나 있다. 도 6c에는 디밍 비율 조정부(143)에 의해 빛 분포함수가 적용된 블록별 디밍 비율이 나타나 있고, 도 6d에는 디밍 비율 조정부(143)에 의해 2차 조정된 블록별 디밍 비율이 나타나 있다.

디밍 비율 조정부(143)는 수학식 9와 같이 (r,s) 블록의 주변 블록들의 디밍 비율들에 가중치 α를 곱하여 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))을 산출한다.

수학식 9에서, (r,s) 블록의 주변 블록들은 (r-1,s-1) 블록, (r-1,s) 블록, (r-1,s+1) 블록, (r,s-1) 블록, (r,s+1) 블록, (r+1,s-1) 블록, (r+1,s) 블록, 및 (r+1,s+1) 블록인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 또한, 가중치 α는 0 보다 크고 1 보다 작거나 같은 값을 가지며, 사전 실험을 통해 적절한 값으로 미리 결정될 수 있다. 다만, 가중치 α가 클수록 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))은 주변 블록들의 디밍 비율들의 최대 값에 가까운 값을 갖게 되므로, 전력 소모가 커질 수 있음에 유의하여야 한다.

디밍 비율 조정부(143)는 수학식 10과 같이 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))을 디밍 비율 산출부(142) 의해 산출된 (r,s) 블록의 디밍 비율(DR(r,s))과 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))의 최대값으로 재조정한다. 이는 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))이 디밍 비율 산출부(142) 의해 산출된 (r,s) 블록의 디밍 비율(DR(r,s))보다 낮아지는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 디밍 비율 조정부(143)에 의해 1차 조정된 블록별 디밍 비율은 도 6b와 같다. 도 6b에서 디밍 비율 조정부(143)는 가중치 α를 2/3로 설정하여 1차 조정된 블록별 디밍 비율을 산출하였음에 유의하여야 한다.

디밍 비율 조정부(143)는 수학식 11과 같이 1차 조정된 블록별 디밍 비율에 빛 분포함수(LSF)를 적용하여 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율(BD(r,s))을 산출한다.

수학식 11에서, MDR1(u,v)는 1차 조정된 (u,v) 블록의 디밍 비율, LSFr,s(u,v)는 (r,s) 블록을 기준 블록으로 하여 산출된 (u,v) 블록의 빛 분포함수 값, BD(r,s)는 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 의미한다. (r,s) 블록을 기준 블록으로 하여 산출된 (u,v) 블록의 빛 분포함수 값(LSFr,s(u,v))은 기준 블록인 (r,s) 블록 아래에 배치된 백라이트 유닛(30)의 광원(들)의 빛 분포함수로부터 산출된다.

도 7은 빛 분포함수의 일 예를 보여주는 그래프이다. 도 7을 참조하면, x축은 광원의 중심으로부터 거리를 나타내고, y축은 휘도를 나타낸다. 즉, 빛 분포함수는 광원의 중심으로부터 거리가 멀어질수록 휘도가 낮아지는 형태의 그래프를 갖는다. 그러므로, 기준 블록이 (r,s) 블록인 경우, 기준 블록인 (r,s) 블록에 가까운 블록일수록 빛 분포함수 값은 커지고, 기준 블록인 (r,s) 블록에 먼 블록일수록 빛 분포함수 값은 작아진다. 즉, (r,s) 블록을 기준 블록으로 하여 산출된 (u,v) 블록의 빛 분포함수 값(LSFr,s(u,v))은 (u,v) 블록이 (r,s) 블록에 가까울수록 커지고, (u,v) 블록이 (r,s) 블록에 멀수록 작아진다.

디밍 비율 조정부(143)는 수학식 12와 같이 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율(BD(r,s))이 디밍 비율 산출부(142)로부터 산출된 (r,s) 블록의 디밍 비율(DR(r,s))보다 낮은 경우, 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))을 상향조정하여 2차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR2(r,s))을 산출한다. 또한 디밍 비율 조정부(143)는 수학식 12와 같이 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율(BD(r,s))이 디밍 비율 산출부(142)로부터 산출된 (r,s) 블록의 디밍 비율(DR(r,s))보다 크거나 같은 경우, 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR1(r,s))을 2차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR2(r,s))로 산출한다.

수학식 12에서, MDR1(r,s)는 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율, LSF(r,s)는 (r,s) 블록의 빛 분포함수 값, BD(r,s)는 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율, MDR2(r,s)는 2차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율, DR(r,s)는 디밍 비율 산출부(142)에 의해 산출된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 의미한다. (r,s) 블록의 빛 분포함수 값(LSF(r,s))은 (r,s) 블록 아래에 배치된 백라이트 유닛(30)의 광원(들)의 빛 분포함수로부터 산출될 수 있다.

디밍 비율 조정부(143)에 의해 빛 분포함수가 적용된 블록별 디밍 비율은 도 6c와 같고, 디밍 비율 조정부(143)에 의해 2차 조정된 블록별 디밍 비율은 도 6d와 같다. 도 6c 및 도 6d를 참조하면, 디밍 비율 조정부(143)는 빛 분포함수가 적용된 블록별 디밍 비율이 디밍 비율 산출부(142)로부터 산출된 디밍 비율보다 작은 경우, 1차 조정된 블록별 디밍 비율(MDR1(r,s))을 2차 조정한다. 도 6c에서, 빗금친 블록들은 빛 분포함수가 적용된 블록별 디밍 비율이 디밍 비율 산출부(142)로부터 산출된 디밍 비율보다 작은 경우에 해당하는 블록들이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 디밍 비율 조정부(143)는 주변 블록들의 디밍 비율들을 고려하여 블록별 디밍 비율을 조정하고, 백라이트 유닛의 광원들간의 빛간섭을 고려하여 블록별 디밍 비율을 조정한다. 그 결과, 본 발명은 광원들간의 빛간섭으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있으며 더욱 현실적으로 블록별 디밍 비율을 산출할 수 있으므로, 로컬 디밍 효과를 극대화할 수 있다. (S103)

데이터 보상부(144)는 블록별 디밍 비율이 감소된 만큼 입력 디지털 데이터를 보상한다. 데이터 보상부(144)는 디밍 비율 조정부(143)에 의해 2차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR2(r,s))이 감소된 만큼 입력 디지털 데이터를 보상한다. 예를 들어, 데이터 보상부(144)는 입력 디지털 데이터(x_i)가 150 계조 값을 갖고, 2차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율(MDR2(r,s))에 따른 계조 값이 200 계조 값인 경우, (r,s) 블록의 디밍 비율 감소량은 "255 - 200 = 55" 계조 값에 해당하므로, 입력 디지털 데이터(x_i)를 "150 + 55 = 205" 계조로 보상한다. 즉, 입력 디지털 데이터(x_i)를 보상하기 위한 보상 데이터(Dc)는 수학식 13과 같이 산출될 수 있다.

수학식 13에서, Dc는 보상 데이터, MDR2(r,s)는 디밍 비율 조정부(143)에 의해 2차 보정된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 의미한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(140)에서 디밍 비율 조정부(143)는 생략될 수 있다. 이 경우, 데이터 보상부(144)는 디밍 비율 산출부(142)에 의해 산출된 (r,s) 블록의 디밍 비율(DR(r,s))이 감소된 만큼 입력 디지털 데이터를 보상한다. 이 경우, 수학식 13에서 MDR2(r,s)는 DR(r,s)로 치환될 것이다.

또한, 데이터 보상부(144)는 입력 디지털 데이터(x_i)와 보상 디지털 데이터(x_c)의 컬러 비율을 일치시키기 위해 보상 디지털 데이터(x_c)를 변환할 수 있다. 이를 위해, 데이터 보상부(144)는 백라이트 최대 휘도(BL_full), 각 서브 화소의 백라이트 휘도(BL_p _(r/g/b)), 각 서브 화소의 보상 디지털 데이터(x_c _(r/g/b))를 이용하여 서브 화소별 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터(D_r _/g/b)를 산출한다. 데이터 보상부(144)는 수학식 14와 같이 (p,q) 좌표의 서브 화소별 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터(D_r _/g/b(p,q))를 산출할 수 있다.

D_r _/g/b(p,q)는 (p,q) 좌표의 r(적색), g(녹색), 또는 b(청색) 서브 화소의 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터, x_c _(r/g/b)(p,q)는 (p,q) 좌표의 r, g, 또는 b 서브 화소의 보상 디지털 데이터, BL_full은 백라이트 최대 휘도, BL_p _(r/g/b)(p,q)는 (p,q) 좌표의 r, g, 또는 b 서브 화소의 백라이트 휘도를 의미한다. 데이터 보상부(144)는 (p,q) 좌표의 r, g, 및 b 서브 화소의 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터(D_r _/g/b(p,q))를 모두 산출한다.

데이터 보상부(144)는 수학식 15와 같이 r, g, 및 b 서브 화소의 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터(D_r _/g/b)를 이용하여 r, g, 및 b 서브 화소의 컬러비율이 보상된 디지털 데이터(CPI_r _/g/b)를 산출한다.

수학식 15에서, CPI_r _/g/b(p,q)는 (p,q) 좌표의 r, g, 또는 b 서브 화소의 컬러비율이 보상된 디지털 데이터, D_r _/g/b(p,q)는 (p,q) 좌표의 r, g, 및 b 서브 화소의 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터, k는 디지털 데이터의 비트 수를 의미한다. 이 경우, 2^k-1은 k 비트 수의 디지털 데이터가 가질 수 있는 최대 계조 값을 의미한다.

데이터 보상부(144)는 수학식 15를 이용하여 (p,q) 좌표의 r, g, 및 b 서브 화소의 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터(D_r _/g/b(p,q))가 최대 계조 값(2^k-1)을 초과하는 경우, (p,q) 좌표의 r, g, 및 b 서브 화소의 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터(D_r _/g/b(p,q))를 (p,q) 좌표의 r, g, 또는 b 서브 화소의 컬러비율이 보상된 디지털 데이터(CPI_r _/g/b(p,q))로 변환한다. 데이터 보상부(144)는 최종적으로 보상된 디지털 데이터(R'G'B')를 타이밍 콘트롤러(150)로 출력한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 데이터 보상부(144)는 입력 디지털 데이터와 보상 디지털 데이터의 컬러 비율을 일치시키기 위해 보상 디지털 데이터를 변환한다. 그 결과, 본 발명은 입력 디지털 데이터의 화이트 밸런스와 보상 디지털 데이터의 화이트 밸런스를 일치시킬 수 있으므로, 로컬 디밍으로 인한 백라이트 유닛의 광원들의 컬러 손상을 방지할 수 있다. (S104)

펄스 폭 변조신호 생성부(145)는 디밍 비율 조정부(143)에 의해 2차 조정된 블록별 디밍 비율에 기초하여 펄스 폭 변조신호(PWM)를 블록별로 생성한다. 예를 들어, 펄스 폭 변조신호 생성부(145)는 도 6d에 도시된 블록별 디밍 비율과 같이 백라이트 유닛(30)의 광원들이 점등하도록 제어할 수 있는 펄스 폭 변조신호(PWM)를 블록별로 생성할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(140)에서 디밍 비율 조정부(143)는 생략될 수 있다. 이 경우, 한편, 펄스 폭 변조신호 생성부(145)는 디밍 비율 산출부(142)에 의해 산출된 블록별 디밍 비율에 기초하여 펄스 폭 변조신호(PWM)를 블록별로 생성할 수 있다.

펄스 폭 변조신호 생성부(145)는 블록별로 생성된 펄스 폭 변조신호(PWM)를 백라이트 구동부(130)에 출력한다. 백라이트 구동부(130)는 블록별 펄스 폭 변조신호(PWM)의 듀티비에 기초하여 백라이트 유닛(30)의 광원들을 블록 단위로 구동한다. (S105)

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 블록별로 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖도록 블록별 디밍 비율을 산출한다. 특히, 본 발명에서 상기 소정의 차이는 화질 저하가 발생하지 않을 정도에서의 차이를 의미한다. 그 결과, 본 발명은 화질 저하가 발생하지 않을 정도로 백라이트의 휘도를 낮추기 때문에, 화질 저하가 발생하지 않는 범위 내에서 로컬 디밍을 구현할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10: 표시패널 30: 백라이트 유닛
110: 게이트 구동부 120: 데이터 구동부
130: 백라이트 구동부 140: 영상 처리부
141: 데이터 분리부 142: 디밍 비율 산출부
143: 디밍 비율 조정부 144: 데이터 보상부
145: 펄스 폭 변조신호 생성부 150: 타이밍 콘트롤러

Claims

m×n (m, n은 2 이상의 자연수) 개의 가상 블록들로 분할된 표시패널;
상기 표시패널에 광을 조사하는 다수의 광원들을 포함하는 백라이트 유닛;
입력 디지털 데이터를 분석하여 블록별 디밍 비율을 산출하고, 상기 블록별 디밍 비율에 기초하여 블록별로 펄스 폭 변조신호를 생성하며, 상기 블록별 디밍 비율에 따라 감소된 계조 값만큼 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하는 영상 처리부; 및
상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티비에 기초하여 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 백라이트 구동부를 포함하고,
상기 영상 처리부는,
상기 블록별로 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖도록 상기 블록별 디밍 비율을 산출하는 디밍 비율 산출부;
상기 블록별 디밍 비율이 감소된 만큼 상기 입력 디지털 데이터를 보상하는 데이터 보상부; 및
상기 블록별 디밍 비율에 기초하여 펄스 폭 변조신호를 블록별로 생성하는 펄스 폭 변조신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 디밍 비율 산출부는,
(r,s)(r는 1≤r≤m을 만족하는 자연수, s는 1≤s≤n을 만족하는 자연수) 블록의 입력 디지털 데이터와 미리 설정된 백라이트 계조 값에 기초하여 출력 디지털 데이터를 생성하고, 상기 (r,s) 블록의 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 상기 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖는 경우 상기 백라이트 계조 값에 기초하여 상기 (r,s) 블록의 디밍 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 디밍 비율 산출부는,
상기 (r,s) 블록의 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 상기 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖지 않는 경우 상기 백라이트 계조 값을 감소시킨 후, 상기 (r,s) 블록의 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 상기 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖는지 재비교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 블록별로 상기 입력 디지털 데이터를 분리하는 데이터 분리부; 및
상기 블록별 디밍 비율을 주변 블록들의 디밍 비율들과 비교하여 조정하고, 상기 광원들간의 빛간섭을 고려하여 상기 블록별 디밍 비율을 조정하는 디밍 비율 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 디밍 비율 조정부는,
(r,s)(r는 1≤r≤m을 만족하는 자연수, s는 1≤s≤n을 만족하는 자연수) 블록의 디밍 비율을 상기 (r,s) 블록의 주변 블록들의 디밍 비율들과 비교하여 상기 (r,s) 블록의 디밍 비율을 1차 조정하고, 상기 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율에 빛 분포함수를 적용하여 상기 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 산출하고, 상기 디밍 비율 산출부로부터 산출된 (r,s) 블록 디밍 비율과 상기 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 비교하여 상기 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 2차 조정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 빛 분포함수는,
상기 광원의 중심으로부터 거리가 멀어질수록 휘도가 낮아지는 형태의 그래프를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 데이터 보상부는,
상기 입력 디지털 데이터와 보상 디지털 데이터의 컬러 비율을 일치시키기 위해 상기 보상 디지털 데이터를 변환하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 데이터 보상부는,
백라이트 최대 휘도, 각 서브 화소의 백라이트 휘도, 및 각 서브 화소의 보상 디지털 데이터를 이용하여 서브 화소별 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터를 산출하고, 상기 서브 화소별 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터를 이용하여 서브 화소별 컬러비율이 보상된 디지털 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
보상 디지털 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 및
상기 표시패널의 게이트 라인들에 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부를 더 포함하는 액정표시장치.
표시패널을 m×n (m, n은 2 이상의 자연수) 개의 가상 블록들로 분할하는 단계;
백라이트 유닛의 다수의 광원들을 이용하여 상기 표시패널에 광을 조사하는 단계;
입력 디지털 데이터를 분석하여 블록별 디밍 비율을 산출하고, 상기 블록별 디밍 비율에 기초하여 블록별로 펄스 폭 변조신호를 생성하며, 상기 블록별 디밍 비율에 따라 감소된 계조 값만큼 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하는 단계; 및
상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티비에 기초하여 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 단계를 포함하고,
상기 블록별로 펄스 폭 변조신호를 생성하며, 상기 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하는 단계는,
상기 블록별로 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖도록 상기 블록별 디밍 비율을 산출하는 단계;
상기 블록별 디밍 비율이 감소된 만큼 상기 입력 디지털 데이터를 보상하는 단계; 및
상기 블록별 디밍 비율에 기초하여 펄스 폭 변조신호를 블록별로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
삭제
제 11 항에 있어서,
상기 블록별 디밍 비율을 산출하는 단계는,
(r,s)(r는 1≤r≤m을 만족하는 자연수, s는 1≤s≤n을 만족하는 자연수) 블록의 입력 디지털 데이터와 미리 설정된 백라이트 계조 값에 기초하여 출력 디지털 데이터를 생성하고, 상기 (r,s) 블록의 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 상기 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖는 경우 상기 백라이트 계조 값에 기초하여 상기 (r,s) 블록의 디밍 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 13 항에 있어서,
상기 블록별 디밍 비율을 산출하는 단계는,
상기 (r,s) 블록의 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 상기 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖지 않는 경우 상기 백라이트 계조 값을 감소시킨 후, 상기 (r,s) 블록의 입력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비가 상기 출력 디지털 데이터의 계조 총합 또는 명암비와 소정의 차이를 갖는지 재비교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 11 항에 있어서,
상기 블록별로 펄스 폭 변조신호를 생성하며, 상기 블록별로 입력 디지털 데이터를 보상하는 단계는,
상기 블록별로 상기 입력 디지털 데이터를 분리하는 단계; 및
상기 블록별 디밍 비율을 주변 블록들의 디밍 비율들과 비교하여 조정하고, 상기 광원들간의 빛간섭을 고려하여 상기 블록별 디밍 비율을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,
상기 블록별 디밍 비율을 조정하는 단계는,
(r,s)(r는 1≤r≤m을 만족하는 자연수, s는 1≤s≤n을 만족하는 자연수) 블록의 디밍 비율을 상기 (r,s) 블록의 주변 블록들의 디밍 비율들과 비교하여 상기 (r,s) 블록의 디밍 비율을 1차 조정하고, 상기 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율에 빛 분포함수를 적용하여 상기 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 산출하고, 상기 디밍 비율 산출부로부터 산출된 (r,s) 블록 디밍 비율과 상기 빛 분포함수가 적용된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 비교하여 상기 1차 조정된 (r,s) 블록의 디밍 비율을 2차 조정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 16 항에 있어서,
상기 빛 분포함수는,
상기 광원의 중심으로부터 거리가 멀어질수록 휘도가 낮아지는 형태의 그래프를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 11 항에 있어서,
상기 블록별 디밍 비율이 감소된 만큼 상기 입력 디지털 데이터를 보상하는 단계는,
상기 입력 디지털 데이터와 보상 디지털 데이터의 컬러 비율을 일치시키기 위해 상기 보상 디지털 데이터를 변환하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 18 항에 있어서,
상기 블록별 디밍 비율이 감소된 만큼 상기 입력 디지털 데이터를 보상하는 단계는,
백라이트 최대 휘도, 각 서브 화소의 백라이트 휘도, 및 각 서브 화소의 보상 디지털 데이터를 이용하여 서브 화소별 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터를 산출하고, 상기 서브 화소별 백라이트 휘도가 반영된 디지털 데이터를 이용하여 서브 화소별 컬러비율이 보상된 디지털 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 11 항에 있어서,
보상 디지털 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하는 단계; 및
상기 표시패널의 게이트 라인들에 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치의 구동방법.