KR102113178B1 - 표시 장치 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

색 재현성이 개선된 액정 표시 장치가 제공된다. 상기 액정 표시 장치는 액정 패널, 주변 광 감지부, 감마 제어부, 데이터 구동부, 및 게이트 구동부를 포함한다. 상기 액정 패널은 화상을 표시하는 화소들을 포함한다. 상기 주변 광 감지부는 상기 액정 패널 주위의 주변 광의 조도를 감지하여, 주변 광 정보를 생성한다. 상기 감마 제어부는 상기 주변 광 정보에 기초하여, 입력에 대한 출력을 정의하는 기준 감마 곡선(reference gamma curve)의 일부 구간을 조절하여 조절된 감마 곡선(controlled gamma curve)을 생성한다. 상기 데이터 구동부는 상기 조절된 감마 곡선에 기초하여 영상 신호를 데이터 전압으로 변환하고, 상기 화소들에 상기 데이터 전압을 공급한다. 상기 게이트 구동부는 상기 화소들에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 액정 표시 장치{Display apparatus and liquid crystal display apparatus}
본 발명의 실시예들은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 주변 광에 따라 적응하는 표시 장치 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치, 예컨대, 액정 표시 장치는 화상 신호에 대응하여 액정층에 인가되는 전계를 통해 액정층의 광투과율을 제어함으로써 화상을 표시한다. 액정 표시 장치는, 감마 기준 전압을 이용하여 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 데이터 전압을 액정 셀의 화소 전극에 공급한다. 액정 셀의 액정 분자들은 데이터 전압이 공급된 화소 전극과 공통 전압이 공급된 공통 전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조한다.
액정 표시 장치를 통해 표시되는 화상은 주변 광의 조도 및 색 온도 등과 같은 외부 환경에 따라 왜곡될 수 있다. 주변 광의 조도가 강할 경우, 액정 표시 장치를 통해 표시되는 화상의 색공간은 좁아지게 되며, 색 재현성이 감소된다. 주변 광이 특정 색상을 가질 경우, 사람의 눈은 주변 광과 동일한 색상의 화상에 대하여 둔감하게 느낀다. 예를 들어, 붉은 조명 하에서, 시청자는 빨간 벽돌을 빨간 벽돌로 인식하지 못하고 하얀 벽돌로 인식할 수 있다. 이는 붉은 조명 하에서 화이트 색상의 물체도 사람의 눈에는 붉게 보이기 때문이다.
따라서, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 색 재현성을 감소시키지 않으면서 이러한 화상 왜곡 현상을 감소시킬 수 있는 표시 장치 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 패널, 주변 광 감지부, 감마 제어부, 데이터 구동부, 및 게이트 구동부를 포함한다. 상기 패널은 화상을 표시하는 화소들을 포함한다. 상기 주변 광 감지부는 상기 패널 주위의 주변 광의 조도를 감지하여, 주변 광 정보를 생성한다. 상기 감마 제어부는 상기 주변 광 정보에 기초하여, 입력에 대한 출력을 정의하는 기준 감마 곡선(reference gamma curve)의 일부 구간을 조절하여 조절된 감마 곡선(controlled gamma curve)을 생성한다. 상기 데이터 구동부는 상기 조절된 감마 곡선에 기초하여 영상 신호를 데이터 전압으로 변환하고, 상기 화소들에 상기 데이터 전압을 공급한다. 상기 게이트 구동부는 상기 화소들에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부를 포함한다.
상기 표시 장치의 일 예에 따르면, 상기 일부 구간은 상기 입력에 대하여 상기 주변 광의 조도와 동일한 조도를 갖는 환경 하에서의 상기 패널의 색재현율(color gamut ratio)이 암실 환경 하에서의 상기 패널의 색재현율보다 소정 크기 이상으로 낮은 구간으로 결정될 수 있다.
상기 표시 장치의 다른 예에 따르면, 상기 일부 구간은 상기 주변 광의 조도에 따라 결정될 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 일부 구간은 제1 입력과 상기 제1 입력보다 큰 제2 입력 사이의 구간으로 정의될 수 있따. 상기 제1 입력은 상기 주변 광의 조도가 높아질수록 동일하거나 커지도록 결정될 수 있다. 상기 제2 입력은 상기 주변 광의 조도가 높아질수록 동일하거나 커지도록 결정될 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 입력이 상기 일부 구간 내에 포함되는 경우, 상기 기준 감마 곡선에 따른 기준 출력과 상기 조절된 감마 곡선에 따른 조절된 출력은 서로 상이할 수 있다. 상기 입력이 상기 기준 감마 곡선의 전체 구간 중에서 상기 일부 구간을 제외한 나머지 구간 내에 포함되는 경우, 상기 기준 감마 곡선에 따른 상기 기준 출력과 상기 조절된 감마 곡선에 따른 상기 조절된 출력은 서로 동일할 수 있다. 상기 입력의 최소 값 및 최대 값은 상기 나머지 구간 내에 포함될 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 조절된 감마 곡선은 상기 일부 구간 내에서 일정한 기울기를 가질 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 일부 구간은 제1 입력과 상기 제1 입력보다 큰 제2 입력 사이의 구간으로 정의될 수 있다. 상기 조절된 감마 곡선의 상기 제1 입력에서의 기울기는 상기 기준 감마 곡선의 상기 제1 입력에서의 기울기보다 클 수 있다. 상기 조절된 감마 곡선의 상기 제2 입력에서의 기울기는 상기 기준 감마 곡선의 상기 제2 입력에서의 기울기보다 작을 수 있다. 상기 조절된 감마 곡선은 상기 일부 구간 내에서 단조 증가하는 기울기를 가질 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 표시 장치는 상기 주변 광의 조도에 따라 정의되는 복수의 조절된 감마 곡선들을 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다. 상기 감마 제어부는 상기 주변 광 정보에 대응하는 상기 조절된 감마 곡선을 상기 메모리로부터 독출할 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 주변 광 감지부는 상기 주변광의 조도를 측정하는 조도 센서일 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 표시 장치는 상기 패널의 배면에서 광을 조명하는 백 라이트, 상기 주변 광 정보를 수신하고, 상기 주변 광의 조도와 미리 설정된 임계 조도를 비교하는 비교부, 및 상기 주변 광의 조도가 상기 임계 조도보다 큰 경우, 상기 주변 광 조도에 기초하여 상기 백 라이트의 휘도를 제어하는 백 라이트 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 패널, 주변 광 감지부, 감마 제어부, 데이터 구동부, 및 게이트 구동부를 포함한다. 상기 패널은 제1 화소들, 제2 화소들, 및 제3 화소들을 포함한다. 상기 주변 광 감지부는 상기 패널 주위의 주변 광에 포함된 제1 광량, 제2 광량 및 제3 광량을 측정하고, 상기 제1 광량에 대응하는 제1 광량 정보, 상기 제2 광량에 대응하는 제2 광량 정보, 및 상기 제3 광량에 대응하는 제3 광량 정보를 생성한다. 상기 감마 제어부는 상기 제1 광량 정보에 기초하여 제1 기준 감마 곡선의 제1 일부 구간을 조절하여 제1 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 제2 광량 정보에 기초하여 제2 기준 감마 곡선의 제2 일부 구간을 조절하여 제2 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 제3 광량 정보에 기초하여 제3 기준 감마 곡선의 제3 일부 구간을 조절하여 제3 조절된 감마 곡선을 생성한다. 상기 데이터 구동부는 상기 제1 조절된 감마 곡선에 기초하여 제1 영상 신호를 제1 데이터 전압으로 변환하고, 상기 제1 데이터 전압을 상기 제1 화소들에 공급하고, 상기 제2 조절된 감마 곡선에 기초하여 제2 영상 신호를 제2 데이터 전압으로 변환하고, 상기 제2 데이터 전압을 상기 제2 화소들에 공급하고, 상기 제3 조절된 감마 곡선에 기초하여 제3 영상 신호를 제3 데이터 전압으로 변환하고, 상기 제3 데이터 전압을 상기 제3 화소들에 공급한다. 상기 게이트 구동부는 게이트 신호를 상기 제1 화소들, 상기 제2 화소들, 및 상기 제3 화소들에 공급한다.
상기 표시 장치의 일 예에 따르면, 상기 제1 일부 구간은 상기 제1 광량 정보에 따라 결정될 수 있다. 상기 제2 일부 구간은 상기 제2 광량 정보에 따라 결정될 수 있다. 상기 제3 일부 구간은 상기 제3 광량 정보에 따라 결정될 수 있다.
상기 표시 장치의 다른 예에 따르면, 상기 제1 일부 구간은 상기 제1 광량 정보에 대응하는 제1 조명 환경 하에서 상기 제1 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표(color space coordinates)가 암실 환경 하에서 상기 제1 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정될 수 있다. 상기 제2 일부 구간은 상기 제2 광량 정보에 대응하는 제2 조명 환경 하에서 상기 제2 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표가 암실 환경 하에서 상기 제2 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정될 수 있다. 상기 제3 일부 구간은 상기 제3 광량 정보에 대응하는 제3 조명 환경 하에서 상기 제3 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표가 암실 환경 하에서 상기 제3 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정될 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 주변 광에 포함된 상기 제1 광량이 많을수록 상기 제1 기준 감마 곡선과 상기 제1 조절된 감마 곡선의 편차는 커질 수 있다. 상기 주변 광에 포함된 상기 제2 광량이 많을수록 상기 제2 기준 감마 곡선과 상기 제2 조절된 감마 곡선의 편차는 커질 수 있다. 상기 주변 광에 포함된 상기 제3 광량이 많을수록 상기 제3 기준 감마 곡선과 상기 제3 조절된 감마 곡선 편차는 커질 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 주변 광에 포함된 상기 제1 광량이 많을수록 상기 제1 일부 구간은 길어질 수 있다. 상기 주변 광에 포함된 상기 제2 광량이 많을수록 상기 제2 일부 구간은 길어질 수 있다. 상기 주변 광에 포함된 상기 제3 광량이 많을수록 상기 제3 일부 구간은 길어질 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 주변 광 감지부는 제1 광 센서, 제2 광 센서, 및 제3 광 센서를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 표시 장치는 상기 패널의 배면에서 광을 조명하는 백 라이트, 상기 제1 광량 정보, 상기 제2 광량 정보 및 상기 제3 광량 정보를 수신하고, 상기 제1 광량 정보, 상기 제2 광량 정보 및 상기 제3 광량 정보를 기초로 상기 주변 광의 조도를 산출하는 조도 산출부, 상기 주변 광의 조도와 미리 설정된 임계 조도를 비교하는 비교부, 및 상기 주변 광의 조도가 상기 임계 조도보다 큰 경우, 상기 주변 광의 조도에 기초하여 상기 백 라이트의 휘도를 제어하는 백 라이트 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널, 백 라이트, 주변 광 감지부, 조도 산출부, 판단부, 백 라이트 제어부, 감마 제어부, 데이터 구동부, 및 게이트 구동부를 포함한다. 상기 액정 패널은 적색 화소들, 녹색 화소들, 및 청색 화소들을 포함한다. 상기 백 라이트는 상기 액정 패널의 배면에서 광을 조명한다. 상기 주변 광 감지부는 상기 액정 패널 주위의 주변 광에 포함된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 측정하고, 상기 적색 광량에 대응하는 적색 광량 정보, 상기 녹색 광량에 대응하는 녹색 광량 정보, 및 상기 청색 광량에 대응하는 청색 광량 정보를 생성한다. 상기 조도 산출부는 상기 적색 광량 정보, 상기 녹색 광량 정보 및 상기 청색 광량 정보를 수신하고, 상기 적색 광량 정보, 상기 녹색 광량 정보 및 상기 청색 광량 정보를 기초로 상기 주변 광의 조도를 산출한다. 상기 판단부는 상기 주변 광의 조도와 미리 설정된 임계 조도를 비교하고, 비교 결과에 따라서 보정 모드를 제1 보정 모드 또는 제2 보정 모드 중 하나로 결정한다. 상기 백 라이트 제어부는 상기 제1 보정 모드에서, 상기 주변 광의 조도에 기초하여 상기 백 라이트의 휘도를 제어한다. 상기 감마 제어부는 상기 제2 보정 모드에서, 상기 적색 광량 정보에 기초하여 제1 기준 감마 곡선의 제1 일부 구간을 조절하여 제1 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 녹색 광량 정보에 기초하여 제2 기준 감마 곡선의 제2 일부 구간을 조절하여 제2 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 청색 광량 정보에 기초하여 제3 기준 감마 곡선의 제3 일부 구간을 조절하여 제3 조절된 감마 곡선을 생성한다. 상기 데이터 구동부는 상기 제2 보정 모드에서, 상기 제1 조절된 감마 곡선에 기초하여 적색 영상 신호를 적색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 적색 데이터 전압을 상기 적색 화소들에 공급하고, 상기 제2 조절된 감마 곡선에 기초하여 녹색 영상 신호를 녹색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 녹색 데이터 전압을 상기 녹색 화소들에 공급하고, 상기 제3 조절된 감마 곡선에 기초하여 청색 영상 신호를 청색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 청색 데이터 전압을 상기 청색 화소들에 공급한다. 상기 게이트 구동부는 게이트 신호를 상기 적색 화소들, 상기 녹색 화소들, 및 상기 청색 화소들에 공급한다.
상기 액정 표시 장치의 일 예에 따르면, 상기 데이터 구동부는 상기 제1 보정 모드에서, 상기 제1 기준 감마 곡선에 기초하여 적색 영상 신호를 적색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 적색 데이터 전압을 상기 적색 화소들에 공급하고, 상기 제2 기준 감마 곡선에 기초하여 녹색 영상 신호를 녹색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 녹색 데이터 전압을 상기 녹색 화소들에 공급하고, 상기 제3 기준 감마 곡선에 기초하여 청색 영상 신호를 청색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 청색 데이터 전압을 상기 청색 화소들에 공급할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면 액정 표시 장치는 주변 광으로 인한 색 재현성이 감소되는 현상을 감소시킬 수 있으므로, 색 재현성을 개선할 수 있다. 뿐만 아니라, 주변 광의 색상에 따라 액정 표시 장치를 통해 표시되는 화상이 왜곡되는 현상도 감소될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따라서 그레이스케일 입력에 대한 색 재현율 및 감마를 나타내는 예시적인 그래프들을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 조절된 감마 곡선들을 도시한다.
도 4는 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 다른 실시예에 따라서 그레이스케일 입력에 대한 적색, 녹색 및 청색의 색공간 좌표 및 감마를 나타내는 예시적인 그래프들을 도시한다.
도 6는 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 액정 패널(130), 데이터 구동부(140), 게이트 구동부(150), 주변 광 감지부(110), 및 감마 제어부(120)를 포함한다. 액정 패널(130)은 화상을 표시하는 화소(PX)들을 포함한다. 주변 광 감지부(110)는 액정 패널(130) 주위의 광의 조도를 감지하여, 주변 광 정보(L)를 생성한다. 감마 제어부(120)는 주변 광 정보(L)에 기초하여, 입력에 대한 출력을 정의하는 기준 감마 곡선(reference gamma curve)의 일부 구간을 조절하여 조절된 감마 곡선(controlled gamma curve)을 생성한다. 데이터 구동부(140)는 상기 조절된 감마 곡선에 기초하여 영상 신호(R, G, B)를 데이터 전압(VR, VG, VB)으로 변환하고, 화소(PX)들에 데이터 전압(VR, VG, VB)을 공급한다. 게이트 구동부(150)는 화소(PX)들에 게이트 신호를 공급한다.
액정 패널(130)은 두 장의 유리 기판 사이의 액정층을 포함한다. 액정 패널(130)은 서로 교차하는 복수의 데이터 라인들(DL)과 복수의 게이트 라인들(GL), 및 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소(PX)들을 포함한다. 복수의 화소(PX)들은 복수의 데이터 라인들(DL)과 복수의 게이트 라인들(GL)에 연결된다. 상기 화소(PX)는 액정 셀로 지칭될 수 있다.
액정 패널(130)의 하부 유리 기판에는 데이터 라인들(DL), 게이트 라인들(GL), 박막 트랜지스터들, 및 스토리지 커패시터들이 형성된다. 화소(PX)들은 박막 트랜지스터에 접속되어 화소 전극들과 공통 전극 사이의 전계에 의해 구동된다. 액정 패널(130)의 상부 유리기판 상에는 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 공통 전극이 형성된다.
TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동 방식에서는 공통 전극이 상부 유리 기판 상에 형성된다. IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동 방식에서는 공통 전극이 화소 전극과 함께 하부 유리 기판 상에 형성된다. 액정 패널(130)의 상부 유리 기판과 하부 유리 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
도시되지는 않았지만, 데이터 구동부(140)와 게이트 구동부(150)는 타이밍 컨트롤러(미 도시)로부터 제공되는 데이터 제어 신호와 게이트 제어 신호에 의해 제어된다. 타이밍 컨트롤러는 외부 시스템 보드(미 도시)로부터 데이터 인에이블 신호, 도트 클럭 등의 타이밍 신호를 입력 받는다. 타이밍 컨트롤러는 상기 타이밍 신호에 응답하여 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호, 및 게이트 구동부(150)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호를 생성한다. 게이트 제어 신호는 게이트 스타트 펄스, 게이트 쉬프트 클럭 신호, 및 게이트 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 데이터 제어 신호는 소스 스타트 펄스, 소스 샘플링 클럭 신호, 소스 출력 인에이블 신호, 및 극성 제어 신호 등을 포함할 수 있다.
감마 곡선은 2가지 방식으로 조절할 수 있다. 한 가지 방식은 데이터 변조 방식으로서, 영상 신호(R, G, B)를 변조하여 변조 영상 신호를 생성한 후, 기준 감마 전압들을 기초로 변조 영상 신호를 데이터 전압(VR, VG, VB)으로 변환하는 것이다. 다른 한 가지 방식은 기준 감마 전압 변조 방식으로서, 영상 신호(R, G, B)를 변조하지 않고, 기준 감마 전압들을 변조하여 변조 기준 감마 전압들을 생성한 후, 변조 기준 감마 전압들을 기초로 영상 신호(R, G, B)를 데이터 전압(VR, VG, VB)으로 변환하는 것이다. 감마 제어부(120)는 두 방식을 모두 적용할 수 있도록 감마 곡선을 조절한다는 것에 주의한다. 조절된 감마 곡선은 영상 신호(R, G, B)을 기초로 변조 영상 신호를 생성하는데 사용될 수도 있고, 기준 감마 전압들을 기초로 변조 기준 감마 전압들을 생성하는데 사용될 수 있다.
데이터 변조 방식의 경우에 대하여 설명한다. 타이밍 컨트롤러는 외부 시스템 보드로부터 영상 신호(R, G, B)를 수신한다. 타이밍 컨트롤러는 영상 신호(R, G, B)를 감마 제어부(120)에 제공하고, 감마 제어부(120)는 조절된 감마 곡선을 이용하여 변조 영상 신호를 생성한다. 감마 제어부(120)는 변조 영상 신호를 타이밍 컨트롤러에 제공하고, 타이밍 컨트롤러는 변조 영상 신호를 액정 패널(130)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동부(140)에 공급한다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 데이터 제어 신호에 응답하여, 기준 감마 전압들에 기초하여 변조 영상 신호를 데이터 전압(VR, VG, VB)으로 변환하여 액정 패널(130)의 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 데이터 구동부(140)는 클럭 신호를 샘플링하기 위한 쉬프트 레지스터, 변조 영상 신호를 변조 영상 데이터로서 일시적으로 저장하기 위한 레지스터, 쉬프트 레지스터로부터 제공되는 클럭 신호에 응답하여, 변조 영상 데이터를 1 라인분씩 출력하기 위한 래치, 기준 감마 전압들 중에서 래치로부터 제공되는 변조 영상 데이터의 값에 대응하는 정극성/부극성의 감마 전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 선택된 정극성/부극성 감마 전압에 의해 변환된 데이터 전압(VR, VG, VB)이 공급되는 데이터 라인(DL)을 선택하기 위한 멀티플렉서, 및 멀티플렉서와 데이터 라인(DL) 사이에 접속되어 데이터 전압(VR, VG, VB)을 데이터 라인(DL)에 출력하는 출력 버퍼 등을 포함하는 복수의 데이터 드라이브 IC들로 구성될 수 있다.
기준 감마 전압 변조 방식에 대하여 설명한다. 타이밍 컨트롤러는 외부 시스템 보드로부터 영상 신호(R, G, B)를 수신하고, 영상 신호(R, G, B)를 액정 패널(130)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동부(140)에 공급한다.
감마 제어부(120)는 조절된 감미 곡선을 이용하여 기준 감마 전압 생성부로부터 제공되는 기준 감마 전압들을 변조 기준 감마 전압들로 변환한다. 데이터 구동부(140)는 타이밍 콘트롤러로부터 제공된 데이터 제어 신호에 응답하여 영상 신호(R, G, B)를 감마 제어부(120)로부터 제공되는 변조 기준 감마 전압들에 기반하여 데이터 전압(VR, VG, VB)으로 변환하고, 데이터 전압(VR, VG, VB)을 액정 패널(130)의 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
게이트 구동부(150)는 데이터 전압(VR, VG, VB)이 공급될 액정 패널(130)의 수평 라인을 선택하는 스캔 펄스를 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(150)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력 신호를 화소(PX)의 박막 트랜지스터를 구동시킬 수 있는 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 레벨 쉬프터와 게이트 라인(GL) 사이에 접속되어 스캔 펄스를 게이트 라인들(GL)에 출력하는 출력 버퍼를 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 IC들로 구성될 수 있다.
주변 광 감지부(110)는 액정 패널(130) 주위의 주변 광의 조도를 감지하여 주변 광 정보(L)를 생성하기 위한 조도 센서를 포함할 수 있다. 조도 센서는 포토 다이오드로 구성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 주변 광 감지부(110)는 주변 광에 포함된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 측정한 후, 측정된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 기초로 상기 주변 광의 조도를 산출할 수 있다. 이를 위해, 주변 광 감지부(110)는 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광에 각각 반응하는 3개의 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 주변 광 감지부(110)는 주변 광 정보(L)를 감마 제어부(120)에 제공한다.
감마 제어부(120)는 주변 광 정보(L)에 대응하는 조절된 감마 곡선을 생성한다. 조절된 감마 곡선은 기준 감마 곡선의 일부 구간을 변경한 것이다. 기준 감마 곡선은 암실 환경에서 적용할 감마 곡선으로 정의된다. 상기 일부 구간은 주변 광 정보(L)에 따라 결정될 수 있다. 또한, 기준 감마 곡선과 조절된 감마 곡선은 상기 일부 구간에서 상이하며, 기준 감마 곡선과 조절된 감마 곡선의 상이한 정도는 주변 광 정보(L)에 따라 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 감마 제어부(120)는 조절된 감마 곡선을 이용하여 영상 신호(R, G, B)를 변조 영상 신호로 변환하거나, 기준 감마 전압들을 변조 기준 감마 전압들로 변환할 수 있다.
본 명세서에서, 기준 감마 곡선과 조절된 감마 곡선은 입력과 출력을 정의하는 전달 함수로 이해될 수 있다. 입력은 영상 신호(R, G, B)의 그레이스케일 값을 의미할 수 있다. 출력은 데이터 전압(VR, VG, VB)의 전압 레벨을 의미할 수 있다.
감마 곡선은 감마 제어부(120) 내에 데이터 집합의 형태로 생성될 수 있다. 데이터 집합은 입력들과 상기 감마 곡선에 따른 입력들에 대한 출력들을 포함할 수 있다. 데이터 집합은 상기 입력들과 출력들의 매핑 테이블을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 조절된 감마 곡선과 기준 감마 곡선은 상기 일부 구간에서 서로 상이하고, 나머지 구간에서는 서로 동일하다. 여기서, 일부 구간은 상기 입력들의 소정의 범위로 정의될 수 있다. 일부 구간은 제1 입력과 제2 입력 사이의 입력에 대응할 수 있다. 예컨대, 제1 입력이 I1이고 제2 입력이 I2인 경우, 일부 구간은 영상 신호(R, G, B)의 그레이스케일 값이 I1 내지 I2 사이인 경우로 정의될 수 있다.
영상 신호(R, G, B)의 그레이스케일 값이 상기 일부 구간 내에 포함되는 경우, 기준 감마 곡선에 따른 출력과 조절된 감마 곡선에 따른 출력은 서로 상이하다. 즉, 기준 감마 곡선에 따라 결정되는 데이터 전압(VR, VG, VB)과 조절된 감마 곡선에 따라 결정되는 데이터 전압(VR, VG, VB)은 서로 상이하다. 이에 반하여, 영상 신호(R, G, B)의 그레이스케일 값이 나머지 구간 내에 포함되는 경우, 기준 감마 곡선에 따른 출력과 조절된 감마 곡선에 따른 출력은 서로 동일하다. 즉, 기준 감마 곡선에 따라 결정되는 데이터 전압(VR, VG, VB)과 조절된 감마 곡선에 따라 결정되는 데이터 전압(VR, VG, VB)은 서로 동일하다.
기준 감마 곡선의 일부 구간을 조절하여 생성되는 조절된 감마 곡선에 대하여 도 2 및 도 3를 참조하여 상세히 후술한다. 한편, 감마 제어부(120)는 RGB 색공간 대신 YCbCr 색공간이 사용되는 액정표시장치에도 그대로 적용할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 RGB 색공간이 사용된 예에 한정하여 설명한다.
일 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(100)는 주변 광의 조도에 따라 정의되는 복수의 조절된 감마 곡선들을 저장하는 메모리(160)를 더 포함할 수 있다. 즉, 주변 광의 조도가 0 nit인 암실 환경에서 적용될 기준 감마 곡선 및 주변 광의 조도가 미리 정해진 값을 갖는 환경들에서 각각 적용될 복수의 조절된 감마 곡선들에 관한 정보가 메모리(160)에 저장될 수 있다. 예컨대, 주변 광의 조도가 10 nit, 20 nit, 30 nit, ..., 90 nit, 100 nit, 200 nit, 300 nit, ..., 900 nit, 1000 nit, 2000 nit, 3000 nit인 환경들 각각에서 적용될 조절된 감마 곡선들에 관한 정보가 메모리(160)에 저장될 수 있다. 조절된 감마 곡선에 대한 정보는 입력과 출력이 정의된 데이터 집합의 형태일 수 있다. 메모리(160)에 저장되는 복수의 조절된 감마 곡선들에 대한 정보는 복수 회의 시험에 의해 생성될 수 있다. 감마 제어부(120)는 주변 광 감지부(110)로부터 제공되는 주변 광 정보(L)에 대응하는 조절된 감마 곡선을 메모리(160)로부터 독출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(100)는 액정 패널(130)의 배면에서 광을 조명하는 백 라이트(190), 주변 광 정보(L)를 수신하고, 상기 주변 광의 조도와 미리 설정된 임계 조도를 비교하는 비교부(170), 및 상기 주변 광의 조도가 상기 임계 조도보다 큰 경우, 주변 광 정보(L)에 기초하여 백 라이트(190)의 휘도를 제어하는 백 라이트 제어부(180)를 더 포함할 수 있다.
백 라이트(190)는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Flouscent Lamp: EEFL), 및 LED 중 적어도 어느 하나의 광원을 포함할 수 있다. 백 라이트(190)는 백 라이트 구동부에 의해 제어될 수 있다. 백 라이트 구동부는 외부 시스템 보드로부터 입력되는 동작 전원을 이용하여 디밍 신호에 부합되는 백 라이트 제어 신호를 발생한다. 백 라이트 구동부는 광원의 종류에 따라 인버터 또는 LED 드라이브일 수 있다.
미리 설정된 임계 조도는 실내 환경과 실외 환경을 구분하는 조도 값일 수 있다. 예컨대, 미리 설정된 임계 조도는 1000 nit 내지 10000 nit 사이의 어느 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 미리 설정된 임계 조도는 5000 nit일 수 있다. 실외 환경과 같이 강한 조도의 환경에서는 백 라이트(190)의 휘도를 높임으로써, 액정 표시 장치(100)에서 표시되는 화상의 시인성이 개선될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따라서 그레이스케일 입력에 대한 색 재현율 및 감마를 나타내는 예시적인 그래프들을 도시한다.
도 2를 참조하면, 2개의 그래프가 도시된다. 위의 그래프는 주변 광의 조도에 따라 달라지는 그레이스케일 입력에 대한 색 재현율(Lo, La, Lb, Lc)을 도시한다. 아래의 그래프는 기준 감마 곡선(RGC) 및 주변 광의 조도에 따라 달라지는 조절된 감마 곡선들(CGCa,CGCb, CGCc)을 도시한다.
색 재현율은 원본의 색상을 얼마나 재현하는 지에 대한 수치적 비율을 의미한다. 이상적으로 그레이스케일 입력에 대한 색 재현율(gamut ratio)은 그레이스케일 입력이 0일 때를 제외하고는 1(즉, 100%)이어야 한다. 실제로는 그레이스케일 입력이 최대에 가까울수록(즉, 8 bit일 경우, 255에 가까울수록) 색 재현율은 1에 근사하지만, 그레이스케일 입력이 0에 가까울수록 도 2의 위의 그래프에 도시된 바와 같이 감소하게 된다. 그 이유는 그레이스케일 입력이 낮을 때에는 액정 표시 장치에서 방출되는 광의 휘도가 높지 않으므로, 액정 표시 장치 내의 빛 샘 현상 등과 같은 내부적 요인, 및 외부 광의 반사 등과 같은 외부 요인들이 더욱 중요한 인자가 되기 때문이다. 그 결과, 색 재현율은 떨어지게 된다. 그레이스케일 입력이 최소(즉, 0)가 되면, 외부로 빛을 방출하지 않으므로 색 재현율은 0이 된다. 색 재현율은 외부 환경, 특히 주변 광의 조도에 의해 영향을 받는다. 또한, 색 재현율은 액정 표시 장치의 설계, 액정층의 물질, 표시 방식 등에 따라서도 달라진다.
위의 그래프에서 곡선(Lo)는 암실 환경에서의 그레이스케일 입력에 대한 색 재현율을 나타낸다. 곡선들(La, Lb, Lc)은 주변 광이 존재하는 환경에서의 그레이스케일 입력에 대한 색 재현율을 나타낸다. 곡선(La)은 주변 광의 제1 조도일 때의 색 재현율 그래프이고, 곡선(Lb)은 주변 광의 제2 조도일 때의 색 재현율 그래프이고, 곡선(Lc)은 주변 광의 제3 조도일 때의 색 재현율 그래프이다. 제1 조도는 제2 조도보다 낮고, 제3 조도는 제2 조도보다 높다. 즉, 주변 광의 조도가 높을수록, 색 재현성을 떨어지게 된다. 그 이유는 주변 광이 액정 표시 장치의 화면에서 반사되기 때문이다. 그레이스케일 입력이 높을 경우에는 액정 표시 장치의 화면에서 방출되는 광의 휘도가 높기 때문에, 주변 광의 영향은 상대적으로 감소된다. 그에 따라, 암실 환경과 주변 광이 존재하는 환경 모두 거의 동일한 색 재현성을 갖는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주변 광의 조도가 강할수록 색 재현율 그래프는 우측으로 이동하게 된다. 제1 조도의 주변 광을 갖는 환경에서는 그레이스케일 입력이 클 때에는 암실에서의 색 재현율 그래프(Lo)와 제1 조도의 주변 광을 갖는 환경에서의 제1 색 재현율 그래프(La)가 서로 동일하거나 소정의 크기 이하로 차이가 나지만, 그레이스케일 입력이 제1 입력(I2a)보다 작아지면, 제1 색 재현율 그래프(La)는 암실에서의 색 재현율 그래프(Lo)보다 낮아진다. 그레이스케일 입력이 0에 가까운 입력(I1) 이하로 작아지면, 제1 색 재현율 그래프(La)와 암실에서의 색 재현율 그래프(Lo)는 서로 동일하거나 소정 크기 이하로 차이가 나게 된다. 상기 소정의 크기는 예컨대, 0.1% 내지 5%의 범위의 색 재현율에서 선택될 수 있다. 상기 소정의 크기는 예컨대, 0.5% 내지 3%의 범위의 색 재현율에서 선택될 수 있다. 상기 소정의 크기는 예컨대, 1% 내지 2%의 범위의 색 재현율에서 선택될 수 있다.
제2 조도의 주변 광을 갖는 환경에서는 그레이스케일 입력이 제1 입력(I1a)보다 큰 제2 입력(I2a)보다 작을 때, 제2 조도의 주변 광을 갖는 환경에서의 제2 색 재현율 그래프(Lb)는 암실에서의 색 재현율 그래프(Lo)보다 낮아진다. 그레이스케일 입력이 0에 가까운 입력(I1) 이하로 작아지면, 제2 색 재현율 그래프(Lb)와 암실에서의 색 재현율 그래프(Lo)는 서로 동일하거나 소정 크기 이하로 차이가 나게 된다
제3 조도의 주변 광을 갖는 환경에서는 그레이스케일 입력이 제2 입력(I1b)보다 큰 제3 입력(I2c)보다 작을 때, 제3 조도의 주변 광을 갖는 환경에서의 제3 색 재현율 그래프(Lc)는 암실에서의 색 재현율 그래프(Lo)보다 낮아진다. 그레이스케일 입력이 0에 가까운 입력(I1) 이하로 작아지면, 제2 색 재현율 그래프(Lb)와 암실에서의 색 재현율 그래프(Lo)는 서로 동일하거나 소정 크기 이하로 차이가 나게 된다.
도 2의 아래 그래프를 참조하면, 암실에서 액정 표시 장치에 적용할 감마 곡선은 기준 감마 곡선(RGC)이지만, 제1 조도의 주변 광을 갖는 환경에서 액정 표시 장치에 적용할 감마 곡선은 제1 조절된 감마 곡선(CGCa)이고, 제2 조도의 주변 광을 갖는 환경에서 액정 표시 장치에 적용할 감마 곡선은 제2 조절된 감마 곡선(CGCb)이고, 제3 조도의 주변 광을 갖는 환경에서 액정 표시 장치에 적용할 감마 곡선은 제3 조절된 감마 곡선(CGCc)일 수 있다. 도 2의 아래의 그래프에서 감마 곡선의 출력을 감마라고 표시하였다. 상술한 바와 같이, 감마는 데이터 전압(VR, VG, VB)의 전압 레벨을 의미할 수 있다. 즉, 도 2의 아래의 그래프는 영상 신호(R, G, B)의 그레이스케일 값에 대한 데이터 전압(VR, VG, VB)의 전압 레벨을 나타낼 수 있다.
제1 조절된 감마 곡선(CGCa)은 기준 감마 곡선(RGC)와 입력(I1)과 제1 입력(I2a)의 사이로 정의되는 제1 조절 구간(CI1)에서 상이하고, 전체 구간에서 제1 조절 구간(CI1)을 제외한 제1 비조절 구간(NCI1)에서는 동일하다. 제2 조절된 감마 곡선(CGCb)은 기준 감마 곡선(RGC)와 입력(I1)과 제2 입력(I2b)의 사이로 정의되는 제2 조절 구간(CI2)에서 상이하고, 제2 비조절 구간(NCI2)에서는 동일하다. 제3 조절된 감마 곡선(CGCc)은 기준 감마 곡선(RGC)와 입력(I1)과 제3 입력(I2c)의 사이로 정의되는 제3 조절 구간(CI3)에서 상이하고, 제3 비조절 구간(NCI3)에서는 동일하다.
최소의 그레이스케일 값을 갖는 입력과 최대의 그레이스케일 값을 갖는 입력은 모두 제1 내지 제3 비조절 구간(NCI1, NCI2, NCI3)에 포함된다. 즉, 최소의 그레이스케일 값을 갖는 입력과 최대의 그레이스케일 값을 갖는 입력에 대하여, 제1 내지 제3 조절된 감마 곡선(CGCa)에 따른 출력과 기준 감마 곡선(RGC)에 따른 출력은 서로 동일하다. 즉, 조절된 감마 곡선들(CGCa, CGCb, CGCc)은 기준 감마 곡선(RGC)의 전체 구간에 대하여 수정을 한 것이 아니라, 일부 구간에 대하여 수정을 한 것이다.
가장 낮은 제1 조도의 환경에서 액정 표시 장치에 적용할 제1 조절된 감마 곡선(CGCa)의 제1 조절 구간(CI1)의 폭이 가장 좁고 변화폭도 가장 작다. 가장 높은 제3 조도의 환경에서 액정 표시 장치에 적용할 제3 조절된 감마 곡선(CGCc)의 제3 조절 구간(CI3)의 폭이 가장 넓고 변화폭도 가장 크다. 따라서, 제1 조절된 감마 곡선(CGCa)와 기준 감마 곡선(RGC)의 편차가 가장 적고, 제3 조절된 감마 곡선(CGCc)와 기준 감마 곡선(RGC)의 편차가 가장 크다. 즉, 가장 낮은 제1 조도의 환경에서 제1 조절 구간(CI1) 내의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치의 휘도를 약하게 증가시키고, 가장 낮은 제3 조도의 환경에서 제3 조절 구간(CI3) 내의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치의 휘도를 강하게 증가시킨다.
제1 내지 제3 조절 구간(CI1, CI2, CI3)의 하한이 모두 입력(I1)인 것으로 예시되어있지만, 제1 내지 제3 조절 구간(CI1, CI2, CI3)의 하한들은 모두 상이할 수 있다. 제1 내지 제3 조절 구간(CI1, CI2, CI3)의 하한은 조도가 높을수록 커질 수 있다. 또한, 도 2의 그래프들에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 조절 구간(CI1, CI2, CI3)의 상한은 조도가 높을수록 커질 수 있다.
제1 조절 구간(CI1)에서의 제1 조절된 감마 곡선(CGCa), 제2 조절 구간(CI2)에서의 제2 조절된 감마 곡선(CGCb), 및 제3 조절 구간(CI3)에서의 제3 조절된 감마 곡선(CGCc)은 일정한 기울기를 갖는 것으로 예시적으로 도시된다. 그러나, 제1 조절 구간(CI1)에서의 제1 조절된 감마 곡선(CGCa), 제2 조절 구간(CI2)에서의 제2 조절된 감마 곡선(CGCb), 및 제3 조절 구간(CI3)에서의 제3 조절된 감마 곡선(CGCc)은 다른 형태를 가질 수 있다.
도 2의 아래 그래프에 도시된 바와 같이, 주변 광의 조도에 따라 액정 표시 장치에 적용할 감마 곡선을 제1 내지 제3 조절된 감마 곡선(CGCa, CGCb, CGCc)으로 변경함에 따라, 도 2의 위의 그래프에 도시된 바와 같이, 색 재현율은 개선된다. 제1 색 재현율 그래프(La)는 제1 개선된 색 재현율 그래프(La')와 같이 개선된다. 제2 색 재현율 그래프(Lb)는 제2 개선된 색 재현율 그래프(Lb')와 같이 개선된다. 제3 색 재현율 그래프(Lc)는 제3 개선된 색 재현율 그래프(Lc')와 같이 개선된다.
따라서, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 주변 광의 조도에 따라 액정 표시 장치의 휘도를 조절하므로, 시인성이 개선될 수 있다.
뿐만 아니라, 감마 곡선을 조절하는 구간을 색 재현율 그래프에 따라 결정함으로써, 화질의 왜곡 없이, 색 재현율을 개선함으로써 원색에 가까운 색상을 표현할 수 있다. 예컨대, 비 조절 구간에 대해서도 감마 곡선이 수정되는 경우, 주변 광에 의한 왜곡보다 감마 곡선의 수정에 의한 왜곡이 더 커지는 문제가 발생한다.
도 3은 일 실시예에 따른 조절된 감마 곡선들을 도시한다.
도 3을 참조하면, 기준 감마 곡선(RGC), 및 제1 및 제2 조절된 감마 곡선들(CGC1, CGC2)이 도시된다.
기준 감마 곡선(RGC)은 암실 환경의 액정 표시 장치에 적용할 영상 신호(R, G, B)의 그레이스케일 값에 대한 데이터 전압(VR, VG, VB)의 전압 레벨을 나타낸다.
제1 및 제2 조절된 감마 곡선들(CGC1, CGC2)은 소정의 조도를 갖는 주변 광의 환경에서 액정 표시 장치에 적용할 영상 신호(R, G, B)의 그레이스케일 값에 대한 데이터 전압(VR, VG, VB)의 전압 레벨을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 제1 및 제2 조절된 감마 곡선들(CGC1, CGC2)은 소정의 일부 구간에서만 기준 감마 곡선(RGC)와 상이하다. 도시된 바와 같이, 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)은 상기 일부 구간 내에서 일정한 기울기를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)은 상기 일부 구간 내에서 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)과 기준 감마 곡선(RGC) 사이에서 연속적인 곡선으로 결정될 수 있다. 예컨대, 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)에서 상기 일부 구간의 하한에서의 기울기는 기준 감마 곡선(RGC)의 상기 일부 구간의 하한에서의 기울기보다 크고, 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)에서 상기 일부 구간의 상한에서의 기울기는 기준 감마 곡선(RGC)의 상기 일부 구간의 하한에서의 기울기보다 작다. 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)은 상기 일부 구간 내에서 단조 증가하는 기울기를 가질 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 4를 참조하면, 액정 표시 장치(200)는 액정 패널(230), 데이터 구동부(240), 게이트 구동부(250), 주변 광 감지부(210), 및 감마 제어부(220)를 포함한다. 액정 패널(230), 데이터 구동부(240), 및 게이트 구동부(250)는 도 1의 액정 패널(130), 데이터 구동부(140), 게이트 구동부(150)와 실질적으로 동일하며, 반복되는 설명은 생략한다.
액정 패널(230)은 적색 화소들, 녹색 화소들, 및 청색 화소들을 포함한다. 주변 광 감지부(210)는 액정 패널(230) 주위의 주변 광에 포함된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 측정하고, 상기 적색 광량에 대응하는 적색 광량 정보(RL), 상기 녹색 광량에 대응하는 녹색 광량 정보(GL), 및 상기 청색 광량에 대응하는 청색 광량 정보(BL)를 생성한다. 감마 제어부(220)는 적색 광량 정보(RL)에 기초하여 제1 기준 감마 곡선의 제1 일부 구간을 조절하여 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)을 생성하고, 녹색 광량 정보(GL)에 기초하여 제2 기준 감마 곡선의 제2 일부 구간을 조절하여 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)을 생성하고, 청색 광량 정보(BL)에 기초하여 제3 기준 감마 곡선의 제3 일부 구간을 조절하여 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)을 생성한다. 데이터 구동부(240)는 제1 조절된 감마 곡선(CRC1)에 기초하여 적색 영상 신호(R)를 적색 데이터 전압(VR)으로 변환하고, 적색 데이터 전압(VR)을 상기 적색 화소들에 공급하고, 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)에 기초하여 녹색 영상 신호(G)를 녹색 데이터 전압(VG)으로 변환하고, 녹색 데이터 전압(VG)을 상기 녹색 화소들에 공급하고, 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)에 기초하여 청색 영상 신호를 청색 데이터 전압(VB)으로 변환하고, 청색 데이터 전압(VB)을 상기 청색 화소들에 공급한다. 게이트 구동부(250)는 게이트 신호를 상기 적색 화소들, 상기 녹색 화소들, 및 상기 청색 화소들에 공급한다.
액정 표시 장치(200)에서, 적색 영상 신호(R)를 적색 데이터 전압(VR)으로 변환하는데 이용되는 제1 감마 곡선, 녹색 영상 신호(G)를 녹색 데이터 전압(VG)으로 변환하는데 이용되는 제2 감마 곡선, 및 청색 영상 신호(B)를 청색 데이터 전압(VB)으로 변환하는데 이용되는 제3 감마 곡선은 서로 상이할 수 있다. 액정 표시 장치(200)의 컬러 필터의 색상에 따라 광이 투과하는 정도가 상이하며, 이를 보정하기 위하여 색상에 따라 다른 감마 곡선이 이용될 수 있다.
주변 광 감지부(210)는 주변 광에 포함된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 각각 측정하기 위한 적색 광 센서, 녹색 광 센서 및 청색 광 센서를 포함할 수 있다. 주변 광 감지부(210)는 상기 적색 광량에 대응하는 적색 광량 정보(RL), 상기 녹색 광량에 대응하는 녹색 광량 정보(GL), 및 상기 청색 광량에 대응하는 청색 광량 정보(BL)를 생성하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있다. 상기 적색 광 센서, 상기 녹색 광 센서 및 상기 청색 광 센서는 주변 광에 포함된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 각각 측정하여 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL), 및 청색 광량 정보(BL)를 각각 생성할 수 있다.
감마 제어부(220)는 주변 광 감지부(210)로부터 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL), 및 청색 광량 정보(BL)를 수신할 수 있다. 감마 제어부(220)는 적색 광량 정보(RL)에 기초하여 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)을 생성하고, 녹색 광량 정보(GL)에 기초하여 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)을 생성하고, 청색 광량 정보(BL)에 기초하여 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)을 생성할 수 있다. 제1 내지 제3 조절된 감마 곡선(CGC1, CGC2, CGC3)들은 데이터 변조 방식 및 기준 감마 전압 변조 방식 모두에서 사용될 수 있다.
제1 조절된 감마 곡선(CGC1)은 암실 환경에서 적색 영상 신호(R)를 적색 데이터 전압(VR)으로 변환하는데 이용되는 제1 기준 감마 곡선과 제1 일부 구간에서만 상이할 수 있다. 상기 제1 일부 구간은 적색 광량 정보(RL)에 따라 결정된다. 상기 제1 일부 구간은 적색 광량 정보(RL)에 대응하는 적색 조명 환경 하에서 상기 적색 화소들만 켜진 액정 패널(230)에 대하여 측정된 색공간 좌표(color space coordinates)가 암실 환경 하에서 상기 적색 화소들만 켜진 액정 패널(230)에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정될 수 있다.
제2 조절된 감마 곡선(CGC2)은 암실 환경에서 녹색 영상 신호(G)를 녹색 데이터 전압(VG)으로 변환하는데 이용되는 제2 기준 감마 곡선과 제2 일부 구간에서만 상이할 수 있다. 상기 제2 일부 구간은 녹색 광량 정보(GL)에 따라 결정된다. 상기 제2 일부 구간은 녹색 광량 정보(GL)에 대응하는 녹색 조명 환경 하에서 상기 녹색 화소들만 켜진 액정 패널(230)에 대하여 측정된 색공간 좌표가 암실 환경 하에서 상기 녹색 화소들만 켜진 액정 패널(230)에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정될 수 있다.
제3 조절된 감마 곡선(CGC3)은 암실 환경에서 청색 영상 신호(B)를 청색 데이터 전압(VB)으로 변환하는데 이용되는 제3 기준 감마 곡선과 제3 일부 구간에서만 상이할 수 있다. 상기 제3 일부 구간은 청색 광량 정보(BL)에 따라 결정된다. 상기 제3 일부 구간은 청색 광량 정보(BL)에 대응하는 청색 조명 환경 하에서 상기 청색 화소들만 켜진 액정 패널(230)에 대하여 측정된 색공간 좌표가 암실 환경 하에서 상기 청색 화소들만 켜진 액정 패널(230)에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 일부 구간들과 색공간 좌표의 관계에 대하여 도 5를 참조하여 아래에서 자세히 설명한다.
제1 조절된 감마 곡선(CGC1)은 적색 영상 신호(R)를 적색 데이터 전압(VR)으로 변환하는데 이용되고, 데이터 구동부(240)는 적색 데이터 전압(VR)을 액정 패널(230)의 적색 화소들에게 공급한다. 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)은 녹색 영상 신호(G)를 녹색 데이터 전압(VG)으로 변환하는데 이용되고, 데이터 구동부(240)는 녹색 데이터 전압(VG)을 액정 패널(230)의 녹색 화소들에게 공급한다. 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)은 청색 영상 신호(B)를 청색 데이터 전압(VB)으로 변환하는데 이용되고, 데이터 구동부(240)는 청색 데이터 전압(VB)을 액정 패널(230)의 청색 화소들에게 공급한다.
일 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(200)는 액정 패널(230)의 배면에서 광을 조명하는 백 라이트(290), 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL) 및 청색 광량 정보(BL)를 수신하고, 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL) 및 청색 광량 정보(BL)를 기초로 상기 주변 광의 조도(L)를 산출하는 조도 산출부(215), 상기 주변 광의 조도(L)와 미리 설정된 임계 조도를 비교하는 비교부(270), 및 상기 주변 광의 조도(L)가 상기 임계 조도보다 큰 경우, 상기 주변 광의 조도(L)에 기초하여 백 라이트(290)의 휘도를 제어하는 백 라이트 제어부(280)을 더 포함할 수 있다. 백 라이트(290), 백 라이트 제어부(280) 및 비교부(270)는 도 1을 참조로 설명되는 백 라이트(190), 백 라이트 제어부(180) 및 비교부(170)와 실질적으로 동일하다. 반복되는 설명은 생략한다.
조도 산출부(215)는 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL) 및 청색 광량 정보(BL)를 기초로 상기 주변 광의 조도(L)를 산출할 수 있다. 조도 산출부(215)는 상기 주변 광의 조도(L)에 대응하는 주변 광 정보를 생성할 수 있다. 상기 주변 광 정보는 도 1을 참조로 설명되는 주변 광 감지부(110)에 의해 생성되는 주변 광 정보(L)에 대응할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(200)는 메모리(260)를 더 포함할 수 있다. 메모리(260)는 도 1을 참조로 앞에서 설명한 메모리(160)에 대응하며, 반복되는 설명은 생략한다. 메모리(260)는 적색 광량들에 따라 정의되는 복수의 제1 조절된 감마 곡선들, 녹색 광량들에 따라 정의되는 복수의 제2 조절된 감마 곡선들, 적색 광량들에 따라 정의되는 복수의 제3 조절된 감마 곡선들을 저장할 수 있다.
구체적으로, 메모리(260)는 예컨대 적색 광량을 8비트의 그레이스케일 값으로 표시할 때, 적색 광량이 0 내지 255 중 어느 하나일 때에 액정 표시 장치(200)에 적용할 제1 조절된 감마 곡선들을 모두 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(260)는 적색 광량이 0일 때의 제1 조절된 감마 곡선, 적색 광량이 10일 때의 제1 조절된 감마 곡선, 적색 광량이 20일 때의 제1 조절된 감마 곡선, 적색 광량이 100일 때의 제1 조절된 감마 곡선, 적색 광량이 150일 때의 제1 조절된 감마 곡선, 적색 광량이 200일 때의 제1 조절된 감마 곡선, 적색 광량이 250일 때의 제1 조절된 감마 곡선, 적색 광량이 255일 때의 제1 조절된 감마 곡선 등을 저장할 수 있다.
메모리(260)는 녹색 광량이 0 내지 255 중 어느 하나일 때에 액정 표시 장치(200)에 적용할 제2 조절된 감마 곡선들을 모두 저장할 수 있다. 메모리(260)는 청색 광량이 0 내지 255 중 어느 하나일 때에 액정 표시 장치(200)에 적용할 제3 조절된 감마 곡선들을 모두 저장할 수 있다.
감마 제어부(220)는 주변 광 감지부(210)로부터 상기 주변 광에 포함되는 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량에 각각 대응하는 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL) 및 청색 광량 정보(BL)를 수신하고, 적색 광량 정보(RL)에 대응하는 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)을 메모리(260)로부터 독출하고, 녹색 광량 정보(GL)에 대응하는 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)을 메모리(260)로부터 독출하고, 청색 광량 정보(BL)에 대응하는 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)을 메모리(260)로부터 독출할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 다른 실시예에 따라서 그레이스케일 입력에 대한 적색, 녹색 및 청색의 색공간 좌표 및 감마를 나타내는 예시적인 그래프들을 도시한다.
도 5a에서, 상부 그래프에는 암실 환경에서 적색 영상 신호(R)의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치가 방출하는 적색광의 색공간 좌표의 x 좌표 그래프(RCCx0) 및 y 좌표 그래프(Rccy0)가 도시된다. 상부 그래프에는 적색 조명 환경에서 적색 영상 신호(R)의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치가 방출하는 적색광의 색공간 좌표의 x 좌표 그래프(RCCx1) 및 y 좌표 그래프(Rccy1)가 도시된다.
도 2에 도시되는 색 재현율 그래프와 유사하게, 도 5a의 색공간 좌표 그래프에서도 암실 환경과 조명 환경에 따라 색공간 좌표 그래프는 일부 구간에서 차이가 난다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 적색 영상 신호(R)의 그레이스케일 값이 제1 입력(I1) 이상이고 제2 입력(I2) 이하인 구간에서 적색 조명 환경에서의 색공간 좌표 그래프(RCCx1, RCCy1)는 암실 환경에서의 색공간 좌표 그래프(RCCx0, RCCy0)와 편차가 발생한다.
상기 일부 구간의 하한은 제1 입력(I1)으로 정의되고, 상기 일부 구간의 상한은 제2 입력(I2)으로 정의될 수 있다.
도 5a에서 하부 그래프에는 암실 환경에서 적색 영상 신호(R)의 그레이스케일 입력에 대한 적색 감마, 즉, 적색 데이터 전압(VR)의 레벨이 제1 기준 감마 곡선(RRGC)로서 도시된다. 하부 그래프에는 적색 조명 환경에서 액정 표시 장치에 적용될 적색 영상 신호(R)의 그레이스케일 입력에 대한 적색 감마, 즉, 적색 데이터 전압(VR)의 레벨이 제1 조절된 감마 곡선(RCGC)로서 도시된다. 도시된 바와 같이, 제1 조절된 감마 곡선(RCGC)은 상기 일부 구간에서만 제1 기준 감마 곡선(RRGC)와 상이하다.
도 2에 도시되는 색 재현율 그래프와 유사하게, 적색 조명이 강할수록 상기 일부 구간의 폭은 넓어진다. 또한, 적색 조명이 강할수록 제1 조절된 감마 곡선(RCGC)와 제1 기준 감마 곡선(RRGC)의 편차는 커진다. 그에 따라, 적색 조명이 강할수록, 액정 표시 장치(200)의 적색 화소는 더욱 강한 적색 광을 방출하며, 액정 표시 장치(200)의 적색 색상이 강조된다. 적색 조명 하에서 사람의 눈이 적색에 둔감해지는 현상으로 인한 시인성 저하의 문제는 개선될 수 있다.
도 5b에서, 상부 그래프에는 암실 환경에서 녹색 영상 신호(G)의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치가 방출하는 녹색광의 색공간 좌표의 x 좌표 그래프(GCCx0) 및 y 좌표 그래프(Gccy0)가 도시된다. 상부 그래프에는 녹색 조명 환경에서 녹색 영상 신호(G)의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치가 방출하는 녹색광의 색공간 좌표의 x 좌표 그래프(GCCx1) 및 y 좌표 그래프(Gccy1)가 도시된다.
도 2에 도시되는 색 재현율 그래프와 유사하게, 도 5b의 색공간 좌표 그래프에서도 암실 환경과 조명 환경에 따라 색공간 좌표 그래프는 일부 구간에서 차이가 난다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 녹색 영상 신호(G)의 그레이스케일 값이 제1 입력(I1) 이상이고 제2 입력(I2) 이하인 구간에서 녹색 조명 환경에서의 색공간 좌표 그래프(GCCx1, GCCy1)는 암실 환경에서의 색공간 좌표 그래프(GCCx0, GCCy0)와 편차가 발생한다. 상기 일부 구간의 하한은 제1 입력(I1)으로 정의되고, 상기 일부 구간의 상한은 제2 입력(I2)으로 정의될 수 있다.
도 5a에서 하부 그래프에는 암실 환경에서 녹색 영상 신호(G)의 그레이스케일 입력에 대한 녹색 감마, 즉, 녹색 데이터 전압(VR)의 레벨이 제2 기준 감마 곡선(GRGC)로서 도시되고, 녹색 조명 환경에서 액정 표시 장치에 적용될 녹색 영상 신호(G)의 그레이스케일 입력에 대한 녹색 감마, 즉, 녹색 데이터 전압(VR)의 레벨이 제2 조절된 감마 곡선(GCGC)로서 도시된다. 도시된 바와 같이, 제2 조절된 감마 곡선(GCGC)은 제1 입력(I1)과 제2 입력(I2)에 의해 한정되는 상기 일부 구간에서만 제2 기준 감마 곡선(GRGC)와 상이하다.
도 2에 도시되는 색 재현율 그래프와 유사하게, 녹색 조명이 강할수록 상기 일부 구간의 폭은 넓어진다. 또한, 녹색 조명이 강할수록 제2 조절된 감마 곡선(GCGC)와 제2 기준 감마 곡선(GRGC)의 편차는 커진다. 그에 따라, 녹색 조명이 강할수록, 액정 표시 장치(200)의 녹색 화소는 더욱 강한 녹색 광을 방출하며, 액정 표시 장치(200)의 녹색 색상이 강조된다. 녹색 조명 하에서 사람의 눈이 녹색에 둔감해지는 현상으로 인한 시인성 저하의 문제는 개선될 수 있다.
도 5c에서, 상부 그래프에는 암실 환경에서 청색 영상 신호(B)의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치가 방출하는 청색광의 색공간 좌표의 x 좌표 그래프(BCCx0) 및 y 좌표 그래프(Bccy0)가 도시된다. 상부 그래프에는 청색 조명 환경에서 청색 영상 신호(B)의 그레이스케일 입력에 대하여 액정 표시 장치가 방출하는 청색광의 색공간 좌표의 x 좌표 그래프(BCCx1) 및 y 좌표 그래프(Bccy1)가 도시된다.
도 2에 도시되는 색 재현율 그래프와 유사하게, 도 5b의 색공간 좌표 그래프에서도 암실 환경과 조명 환경에 따라 색공간 좌표 그래프는 일부 구간에서 차이가 난다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 청색 영상 신호(B)의 그레이스케일 값이 제1 입력(I1) 이상이고 제2 입력(I2) 이하인 구간에서 청색 조명 환경에서의 색공간 좌표 그래프(BCCx1, BCCy1)는 암실 환경에서의 색공간 좌표 그래프(BCCx0, BCCy0)와 편차가 발생한다. 상기 일부 구간의 하한은 제1 입력(I1)으로 정의되고, 상기 일부 구간의 상한은 제2 입력(I2)으로 정의될 수 있다.
도 5a에서 하부 그래프에는 암실 환경에서 청색 영상 신호(B)의 그레이스케일 입력에 대한 청색 감마, 즉, 청색 데이터 전압(VR)의 레벨이 제3 기준 감마 곡선(BRGC)로서 도시되고, 청색 조명 환경에서 액정 표시 장치에 적용될 청색 영상 신호(B)의 그레이스케일 입력에 대한 청색 감마, 즉, 청색 데이터 전압(VR)의 레벨이 제3 조절된 감마 곡선(BCGC)로서 도시된다. 도시된 바와 같이, 제3 조절된 감마 곡선(BCGC)은 제1 입력(I1)과 제2 입력(I2)에 의해 한정되는 상기 일부 구간에서만 제3 기준 감마 곡선(BRGC)와 상이하다.
도 2에 도시되는 색 재현율 그래프와 유사하게, 청색 조명이 강할수록 상기 일부 구간의 폭은 넓어진다. 또한, 청색 조명이 강할수록 제3 조절된 감마 곡선(BCGC)와 제3 기준 감마 곡선(BRGC)의 편차는 커진다. 그에 따라, 청색 조명이 강할수록, 액정 표시 장치(200)의 청색 화소는 더욱 강한 청색 광을 방출하며, 액정 표시 장치(200)의 청색 색상이 강조된다. 청색 조명 하에서 사람의 눈이 청색에 둔감해지는 현상으로 인한 시인성 저하의 문제는 개선될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조로 앞에서 설명한 바와 같이, 적색, 녹색 또는 청색 조명 하에서 사람의 눈이 주변 조명과 동일한 색상에 둔감해지는 현상에 의한 시인성 저하의 문제는 개선될 수 있다. 뿐만 아니라, 주변 광이 단일 색상의 광이 아닐 경우에도 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 유용하다. 주변 광이 혼합 색상 광, 즉, 화이트 색상인 경우, 주변 광의 조도가 높다는 것은 주변 광에 포함되는 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량이 모두 많다는 것을 의미한다. 이 경우, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 높은 적색 광량에 대응하여 제1 조절된 감마 곡선(RCGC)을 이용하여 적색 화소들로부터 방출되는 적색 휘도를 높이고, 높은 녹색 광량에 대응하여 제2 조절된 감마 곡선(GCGC)을 이용하여 녹색 화소들로부터 방출되는 녹색 휘도를 높이고, 높은 청색 광량에 대응하여 제3 조절된 감마 곡선(BCGC)을 이용하여 청색 화소들로부터 방출되는 청색 휘도를 높일 수 있다. 즉, 주변 광의 조도가 높아지면, 그에 대응하여 액정 표시 장치는 색공간 좌표가 왜곡되지 않는 범위 내에서 발광 휘도를 높일 수 있다. 그에 따라, 시인성이 개선될 뿐만 아니라, 색 재현율도 개선된다.
도 5a 내지 도 5c는 색공간 좌표에 관하여 설명하였지만, 도 2에 도시된 색 재현율은 표시 장치가 표시할 수 있는 빛의 색공간 좌표에 의해 정의될 수 있다. 따라서, 도 2를 참조로 앞에서 설명된 특징들은 양립 가능한 범위 내에서 도 5a 내지 도 5c의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 6는 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 6을 참조하면, 액정 표시 장치(300)는 액정 패널(330), 백 라이트(390), 주변 광 감지부(310), 조도 산출부(315), 판단부(375), 백 라이트 제어부(380), 감마 제어부(320), 데이터 구동부(340), 및 게이트 구동부(350)를 포함한다.
액정 패널(330)은 적색 화소들, 녹색 화소들, 및 청색 화소들을 포함한다. 백 라이트(390)는 액정 패널(330)의 배면에서 광을 조명한다. 주변 광 감지부(310)는 액정 패널(330) 주위의 주변 광에 포함된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 측정하고, 상기 적색 광량에 대응하는 적색 광량 정보(RL), 상기 녹색 광량에 대응하는 녹색 광량 정보(GL), 및 상기 청색 광량에 대응하는 청색 광량 정보(BL)를 생성한다. 조도 산출부(315)는 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL) 및 청색 광량 정보(BL)를 수신하고, 적색 광량 정보(RL), 녹색 광량 정보(GL) 및 청색 광량 정보(BL)를 기초로 상기 주변 광의 조도(L)를 산출한다. 판단부(375)는 상기 주변 광의 조도(L)와 미리 설정된 임계 조도를 비교하고, 비교 결과에 따라서 보정 모드를 제1 보정 모드 또는 제2 보정 모드 중 하나로 결정한다. 백 라이트 제어부(380)는 상기 제1 보정 모드에서, 상기 주변 광의 조도(L)에 기초하여 백 라이트(390)의 휘도를 제어한다. 감마 제어부(320)는 상기 제2 보정 모드에서, 적색 광량 정보(RL)에 기초하여 제1 기준 감마 곡선의 제1 일부 구간을 조절하여 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)을 생성하고, 녹색 광량 정보(GL)에 기초하여 제2 기준 감마 곡선의 제2 일부 구간을 조절하여 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)을 생성하고, 청색 광량 정보(BL)에 기초하여 제3 기준 감마 곡선의 제3 일부 구간을 조절하여 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)을 생성한다. 데이터 구동부(340)는 상기 제2 보정 모드에서, 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)에 기초하여 적색 영상 신호(R)를 적색 데이터 전압(VR)으로 변환하고, 적색 데이터 전압(VR)을 상기 적색 화소들에 공급하고, 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)에 기초하여 녹색 영상 신호(G)를 녹색 데이터 전압(VG)으로 변환하고, 녹색 데이터 전압(VG)을 상기 녹색 화소들에 공급하고, 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)에 기초하여 청색 영상 신호(B)를 청색 데이터 전압(VB)으로 변환하고, 청색 데이터 전압(VB)을 상기 청색 화소들에 공급한다. 게이트 구동부(350)는 게이트 신호를 상기 적색 화소들, 상기 녹색 화소들, 및 상기 청색 화소들에 공급한다.
액정 표시 장치(300)의 액정 패널(330), 백 라이트(390), 주변 광 감지부(310), 조도 산출부(315), 백 라이트 제어부(390), 감마 제어부(320), 데이터 구동부(340), 및 게이트 구동부(350)는 도 4에 도시되는 액정 표시 장치(200)의 액정 패널(230), 백 라이트(290), 주변 광 감지부(210), 조도 산출부(215), 백 라이트 제어부(280), 감마 제어부(220), 데이터 구동부(240), 및 게이트 구동부(250)와 실질적으로 동일하거나 유사하며, 반복되는 설명은 생략하고 차이가 있는 부분에 대해서만 설명한다.
판단부(375)는 상기 주변 광의 조도(L)와 미리 설정된 임계 조도를 비교하여, 보정 모드를 결정한다. 보정 모드는 제1 보정 모드 및 제2 보정 모드를 포함한다. 제1 보정 모드는 상기 주변 광의 조도(L)가 미리 설정된 임계 조도보다 큰 경우에 동작한다. 제2 보정 모드는 상기 주변 광의 조도(L)가 미리 설정된 임계 조도보다 작은 경우에 동작한다. 미리 설정된 임계 조도는 실내 환경과 실외 환경을 구분하는 조도 값일 수 있다. 예컨대, 미리 설정된 임계 조도는 1000 nit 내지 10000 nit 사이의 어느 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 미리 설정된 임계 조도는 5000 nit일 수 있다.
판단부(375)가 보정 모드를 제1 보정 모드로 결정할 경우, 백 라이트 제어부(380)에 주변 광의 조도(L)에 관한 신호 및 인에이블 신호(Enable)를 송신할 수 있다. 백 라이트 제어부(380)는 판단부(375)로부터 제공된 인에이블 신호(Enable)에 응답하여 주변 광의 조도(L)에 따라 백 라이트(390)의 휘도를 제어할 수 있다. 백 라이트 제어부(380)는 주변 광의 조도(L)가 높을 경우, 백 라이트(390)의 휘도를 높일 수 있다. 실외 환경과 같이 조도가 높은 환경에서 높은 조도에 대응하여 백 라이트(390)의 휘도를 높임으로써, 액정 표시 장치(300)에서 표시되는 화상의 시인성이 개선될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 보정 모드에서 감마 제어부(320)는 비활성화될 수 있으며, 제1 내지 제3 조절된 감마 곡선(CGC1, CGC2, CGC3)은 생성되지 않을 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(340)는 상기 제1 기준 감마 곡선에 기초하여 적색 영상 신호(R)를 적색 데이터 전압(VR)으로 변환하고, 적색 데이터 전압(VR)을 액정 패널(330)의 상기 적색 화소들에 공급하고, 상기 제2 기준 감마 곡선에 기초하여 녹색 영상 신호(G)를 녹색 데이터 전압(VG)으로 변환하고, 녹색 데이터 전압(VG)을 액정 패널(330)의 상기 녹색 화소들에 공급하고, 상기 제3 기준 감마 곡선에 기초하여 청색 영상 신호(B)를 청색 데이터 전압(VB)으로 변환하고, 청색 데이터 전압(VB)을 액정 패널(330)의 상기 청색 화소들에 공급할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 판단부(375)가 보정 모드를 제1 보정 모드로 결정하더라도, 백 라이트 제어부(380)와 감마 제어부(320) 모두 활성화될 수 있다.
판단부(375)가 보정 모드를 제2 보정 모드로 결정할 경우, 감마 제어부(320)에 인에이블 신호(Enable)를 송신할 수 있다. 감마 제어부(320)는 도 4를 참조로 설명되는 감마 제어부(220)와 동일하게 동작하며, 적색 광량 정보(RL)에 기초하여 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)을 생성하고, 녹색 광량 정보(GL)에 기초하여 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)을 생성하고, 청색 광량 정보(BL)에 기초하여 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)을 생성한다. 감마 제어부(320)에서 생성된 제1 조절된 감마 곡선(CGC1)은 적색 영상 신호(R)를 적색 데이터 전압(VR)으로 변환하는데 이용되고, 데이터 구동부(340)는 적색 데이터 전압(VR)을 액정 패널(330)의 적색 화소들에게 공급한다. 감마 제어부(320)에서 생성된 제2 조절된 감마 곡선(CGC2)은 녹색 영상 신호(G)를 녹색 데이터 전압(VG)으로 변환하는데 이용되고, 데이터 구동부(340)는 녹색 데이터 전압(VG)을 액정 패널(330)의 녹색 화소들에게 공급한다. 감마 제어부(320)에서 생성된 제3 조절된 감마 곡선(CGC3)은 청색 영상 신호(B)를 청색 데이터 전압(VB)으로 변환하는데 이용되고, 데이터 구동부(340)는 청색 데이터 전압(VB)을 액정 패널(330)의 청색 화소들에게 공급한다.
그에 따라, 주변 광이 특정 색 좌표를 가질 경우, 시청자가 액정 표시 장치(300)으로부터 표시되는 화면을 왜곡하여 인식하는 문제가 개선될 수 있다. 액정 표시 장치(300)의 시인성은 개선된다.
일 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(300)는 메모리(360)를 더 포함할 수 있다. 메모리(360)는 도 4를 참조로 앞에서 설명한 메모리(260)에 대응하며, 반복되는 설명은 생략한다. 메모리(360)는 적색 광량들에 따라 정의되는 복수의 제1 조절된 감마 곡선들, 녹색 광량들에 따라 정의되는 복수의 제2 조절된 감마 곡선들, 적색 광량들에 따라 정의되는 복수의 제3 조절된 감마 곡선들을 저장할 수 있다.
본 명세서에서는 액정 표시 장치에 대한 다양한 실시예들을 중심으로 예시적으로 설명하였지만, 본 발명은 액정 표시 장치 외에 유기 발광 표시 장치와 같은 다양한 표시 장치에도 적용될 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300: 액정 표시 장치
110, 210, 220: 주변 광 감지부
120, 220, 320: 감마 제어부
130, 230, 330: 액정 패널
140, 240, 340: 데이터 구동부
150, 250, 350: 게이트 구동부
160, 260, 270: 메모리
170, 270: 비교부
180, 280, 380: 백라이트 제어부
190, 290, 390: 백라이트
215, 315: 조도 산출부
375: 판단부

Claims (21)

  1. 화상을 표시하는 화소들을 포함하는 패널;
    상기 패널 주위의 주변 광의 조도를 감지하여, 주변 광 정보를 생성하는 주변 광 감지부;
    상기 주변 광 정보에 기초하여, 입력에 대한 출력을 정의하는 기준 감마 곡선(reference gamma curve)의 일부 구간을 조절하여 조절된 감마 곡선(controlled gamma curve)을 생성하는 감마 제어부;
    상기 조절된 감마 곡선에 기초하여 영상 신호를 데이터 전압으로 변환하고, 상기 화소들에 상기 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 화소들에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부를 포함하고,
    상기 일부 구간은 제1 입력값 이상 제2 입력값 이하인 입력 범위에 의해 정의되고,
    상기 입력 범위는 상기 주변 광의 조도가 증가할수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 입력 범위 내의 입력값에 대하여, 상기 주변 광의 조도와 동일한 조도를 갖는 환경 하에서의 상기 패널의 색재현율(color gamut ratio)은 암실 환경 하에서의 상기 패널의 색재현율보다 소정 크기 이상으로 낮은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 입력값과 상기 제2 입력값은 상기 주변 광의 조도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 입력값은 상기 주변 광의 조도가 높아질수록 동일하거나 커지도록 결정되고,
    상기 제2 입력값은 상기 주변 광의 조도가 높아질수록 동일하거나 커지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    입력값이 상기 입력 범위 내에 포함되는 경우, 상기 기준 감마 곡선에 따른 기준 출력값과 상기 조절된 감마 곡선에 따른 조절된 출력값은 서로 상이하고,
    입력값이 상기 입력 범위 내에 포함되지 않는 경우, 상기 기준 감마 곡선에 따른 상기 기준 출력값과 상기 조절된 감마 곡선에 따른 상기 조절된 출력값은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 입력의 최소 값 및 최대 값은 상기 입력 범위 내에 포함되는 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 조절된 감마 곡선은 상기 일부 구간 내에서 일정한 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 조절된 감마 곡선의 상기 제1 입력값에서의 기울기는 상기 기준 감마 곡선의 상기 제1 입력값에서의 기울기보다 크고,
    상기 조절된 감마 곡선의 상기 제2 입력값에서의 기울기는 상기 기준 감마 곡선의 상기 제2 입력값에서의 기울기보다 작으며,
    상기 조절된 감마 곡선은 상기 일부 구간 내에서 단조 증가하는 기울기를 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 주변 광의 조도에 따라 정의되는 복수의 조절된 감마 곡선들을 저장하는 메모리를 더 포함하며,
    상기 감마 제어부는 상기 주변 광 정보에 대응하는 상기 조절된 감마 곡선을 상기 메모리로부터 독출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 주변 광 감지부는 상기 주변광의 조도를 측정하는 조도 센서인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 패널의 배면에서 광을 조명하는 백 라이트;
    상기 주변 광 정보를 수신하고, 상기 주변 광의 조도와 미리 설정된 임계 조도를 비교하는 비교부; 및
    상기 주변 광의 조도가 상기 임계 조도보다 큰 경우, 상기 주변 광 조도에 기초하여 상기 백 라이트의 휘도를 제어하는 백 라이트 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 서로 다른 색상의 제1 화소들, 제2 화소들, 및 제3 화소들을 포함하는 패널;
    상기 패널 주위의 주변 광에 포함된 제1 색상의 제1 광량, 제2 색상의 제2 광량 및 제3 색상의 제3 광량을 측정하고, 상기 제1 광량에 대응하는 제1 광량 정보, 상기 제2 광량에 대응하는 제2 광량 정보, 및 상기 제3 광량에 대응하는 제3 광량 정보를 생성하는 주변 광 감지부;
    상기 제1 광량 정보에 기초하여 제1 기준 감마 곡선의 제1 일부 구간을 조절하여 제1 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 제2 광량 정보에 기초하여 제2 기준 감마 곡선의 제2 일부 구간을 조절하여 제2 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 제3 광량 정보에 기초하여 제3 기준 감마 곡선의 제3 일부 구간을 조절하여 제3 조절된 감마 곡선을 생성하는 감마 제어부;
    상기 제1 조절된 감마 곡선에 기초하여 제1 영상 신호를 제1 데이터 전압으로 변환하고, 상기 제1 데이터 전압을 상기 제1 화소들에 공급하고, 상기 제2 조절된 감마 곡선에 기초하여 제2 영상 신호를 제2 데이터 전압으로 변환하고, 상기 제2 데이터 전압을 상기 제2 화소들에 공급하고, 상기 제3 조절된 감마 곡선에 기초하여 제3 영상 신호를 제3 데이터 전압으로 변환하고, 상기 제3 데이터 전압을 상기 제3 화소들에 공급하는 데이터 구동부; 및
    게이트 신호를 상기 제1 화소들, 상기 제2 화소들, 및 상기 제3 화소들에 공급하는 게이트 구동부를 포함하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 일부 구간은 상기 제1 광량 정보에 따라 상기 주변 광 내의 상기 제1 광량이 클수록 상기 제1 일부 구간이 넓어지도록 결정되고,
    상기 제2 일부 구간은 상기 제2 광량 정보에 따라 상기 주변 광 내의 상기 제2 광량이 클수록 상기 제2 일부 구간이 넓어지도록 결정되고,
    상기 제3 일부 구간은 상기 제3 광량 정보에 따라 상기 주변 광 내의 상기 제3 광량이 클수록 상기 제3 일부 구간이 넓어지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 일부 구간은 상기 제1 광량 정보에 대응하는 제1 조명 환경 하에서 상기 제1 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표(color space coordinates)가 암실 환경 하에서 상기 제1 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정되고,
    상기 제2 일부 구간은 상기 제2 광량 정보에 대응하는 제2 조명 환경 하에서 상기 제2 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표가 암실 환경 하에서 상기 제2 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정되고,
    상기 제3 일부 구간은 상기 제3 광량 정보에 대응하는 제3 조명 환경 하에서 상기 제3 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표가 암실 환경 하에서 상기 제3 화소들만 켜진 상기 패널에 대하여 측정된 색공간 좌표보다 소정 크기 이상으로 다른 구간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 주변 광에 포함된 상기 제1 광량이 많을수록 상기 제1 기준 감마 곡선과 상기 제1 조절된 감마 곡선의 편차는 커지고,
    상기 주변 광에 포함된 상기 제2 광량이 많을수록 상기 제2 기준 감마 곡선과 상기 제2 조절된 감마 곡선의 편차는 커지고,
    상기 주변 광에 포함된 상기 제3 광량이 많을수록 상기 제3 기준 감마 곡선과 상기 제3 조절된 감마 곡선 편차는 커지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 주변 광에 포함된 상기 제1 광량이 많을수록 상기 제1 일부 구간은 길어지고,
    상기 주변 광에 포함된 상기 제2 광량이 많을수록 상기 제2 일부 구간은 길어지고,
    상기 주변 광에 포함된 상기 제3 광량이 많을수록 상기 제3 일부 구간은 길어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 주변 광 감지부는 제1 광 센서, 제2 광 센서, 및 제3 광 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 패널의 배면에서 광을 조명하는 백 라이트;
    상기 제1 광량 정보, 상기 제2 광량 정보 및 상기 제3 광량 정보를 수신하고, 상기 제1 광량 정보, 상기 제2 광량 정보 및 상기 제3 광량 정보를 기초로 상기 주변 광의 조도를 산출하는 조도 산출부;
    상기 주변 광의 조도와 미리 설정된 임계 조도를 비교하는 비교부; 및
    상기 주변 광의 조도가 상기 임계 조도보다 큰 경우, 상기 주변 광의 조도에 기초하여 상기 백 라이트의 휘도를 제어하는 백 라이트 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 화소들, 상기 제2 화소들, 및 상기 제3 화소들은 적색 화소들, 녹색 화소들, 및 청색 화소들에 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 적색 화소들, 녹색 화소들, 및 청색 화소들을 포함하는 액정 패널;
    상기 액정 패널의 배면에서 광을 조명하는 백 라이트;
    상기 액정 패널 주위의 주변 광에 포함된 적색 광량, 녹색 광량 및 청색 광량을 측정하고, 상기 적색 광량에 대응하는 적색 광량 정보, 상기 녹색 광량에 대응하는 녹색 광량 정보, 및 상기 청색 광량에 대응하는 청색 광량 정보를 생성하는 주변 광 감지부;
    상기 적색 광량 정보, 상기 녹색 광량 정보 및 상기 청색 광량 정보를 수신하고, 상기 적색 광량 정보, 상기 녹색 광량 정보 및 상기 청색 광량 정보를 기초로 상기 주변 광의 조도를 산출하는 조도 산출부;
    상기 주변 광의 조도와 미리 설정된 임계 조도를 비교하고, 비교 결과에 따라서 보정 모드를 제1 보정 모드 또는 제2 보정 모드 중 하나로 결정하는 판단부;
    상기 제1 보정 모드에서, 상기 주변 광의 조도에 기초하여 상기 백 라이트의 휘도를 제어하는 백 라이트 제어부;
    상기 제2 보정 모드에서, 상기 적색 광량 정보에 기초하여 제1 기준 감마 곡선의 제1 일부 구간을 조절하여 제1 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 녹색 광량 정보에 기초하여 제2 기준 감마 곡선의 제2 일부 구간을 조절하여 제2 조절된 감마 곡선을 생성하고, 상기 청색 광량 정보에 기초하여 제3 기준 감마 곡선의 제3 일부 구간을 조절하여 제3 조절된 감마 곡선을 생성하는 감마 제어부;
    상기 제2 보정 모드에서, 상기 제1 조절된 감마 곡선에 기초하여 적색 영상 신호를 적색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 적색 데이터 전압을 상기 적색 화소들에 공급하고, 상기 제2 조절된 감마 곡선에 기초하여 녹색 영상 신호를 녹색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 녹색 데이터 전압을 상기 녹색 화소들에 공급하고, 상기 제3 조절된 감마 곡선에 기초하여 청색 영상 신호를 청색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 청색 데이터 전압을 상기 청색 화소들에 공급하는 데이터 구동부; 및
    게이트 신호를 상기 적색 화소들, 상기 녹색 화소들, 및 상기 청색 화소들에 공급하는 게이트 구동부를 포함하는 액정 표시 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는 상기 제1 보정 모드에서,
    상기 제1 기준 감마 곡선에 기초하여 적색 영상 신호를 적색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 적색 데이터 전압을 상기 적색 화소들에 공급하고,
    상기 제2 기준 감마 곡선에 기초하여 녹색 영상 신호를 녹색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 녹색 데이터 전압을 상기 녹색 화소들에 공급하고,
    상기 제3 기준 감마 곡선에 기초하여 청색 영상 신호를 청색 데이터 전압으로 변환하고, 상기 청색 데이터 전압을 상기 청색 화소들에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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