KR20070020744A - 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법 - Google Patents

표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다.
이 표시 장치의 구동 방법은, 영상 데이터를 입력하는 단계, 상기 영상 데이터의 계조를 판별하는 단계, 상기 판별된 계조에 따라 중심값을 추출하는 단계, 상기 중심값을 기초로 기울기를 설정하는 단계, 상기 기울기를 이용하여 상기 영상 데이터를 변환하는 단계, 그리고 상기 변환된 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 계조 데이터 전체에 대한 평균값이 아니라 포기 알고리즘을 적용하여 묶음 단위로 중심값을 찾고 이 값을 이용하여 휘도를 높이고 낮춤으로써 대비비를 강화시킬 수 있다.
표시장치, 대비비, 포기알고리즘, 중심값, 중간값, 휘도

Description

표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법 {DRIVING APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAY DEVICE}
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명함으로써 본 발명을 분명하게 하고자 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시한 휘도 조정부의 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시한 휘도 조정부의 동작을 설명하는 흐름도이다.
<도면 부호에 대한 설명>
3: 액정층 100: 하부 표시판
191: 화소 전극 200: 상부 표시판
230: 색 필터 270: 공통 전극
300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
700: 휘도 조정부 710: 수신부
720: 판별부 730: 추출부
740: 설정부 750: 변환부
760: 출력부 800: 계조 전압 생성부
R,G,B: 입력 영상 데이터 DE: 데이터 인에이블 신호
MCLK: 메인 클록 Hsync: 수평 동기 신호
Vsync: 수직 동기 신호 CONT1: 게이트 제어 신호
CONT2: 데이터 제어 신호 Clc: 액정 축전기
Cst: 유지 축전기 Q: 스위칭 소자
본 발명은 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것으로서 대비비를 강화할 수 있는 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 전계 발광 표시 장치(organic electroluminescence display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.
PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, 유기 EL 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하 는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
이러한 평판 표시 장치 중에서 예를 들어 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치는 스위칭 소자를 포함하는 화소와 표시 신호선이 구비된 표시판, 그리고 표시 신호선 중 게이트선에 게이트 신호를 내보내어 화소의 스위칭 소자를 턴온/오프시키는 게이트 구동부, 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 전압을 데이터 전압으로 선택하여 표시 신호선 중 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부를 포함한다.
한편, 이러한 회로 소자들을 구비한 표시 장치에서 표시 장치 내에서 저계조의 휘도와 고계조의 휘도를 향상시켜 화면 전체적으로 대비비(contrast ratio)를 향상시킬 필요가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대비비를 향상시킬 수 있는 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치는, 외부로부터의 영상 데이터를 처리하여 내보내는 신호 제어부, 상기 처리된 영상 데이터를 수신하고 상기 영상 데이터 중 소정의 데이터에 대하여 변환을 행하여 내보내는 휘도 조정부, 그리고 상기 휘도 조정부로부터의 변환 데이터를 수신하여 계조에 따른 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동부를 포함한다.
이 때, 상기 휘도 조정부는, 상기 처리된 영상 데이터를 수신하는 수신부, 상기 수신부에 연결되어 있는 판별부, 상기 판별부에 연결되어 있는 추출부, 상기 추출부에 연결되어 있는 설정부, 상기 수신부 및 상기 설정부에 연결되어 있는 변환부, 그리고 상기 변환부에 연결되어 있는 출력부를 포함한다.
상기 판별부는 상기 영상 데이터의 계조를 판별하여 상기 계조 중 제1 계조와 제2 계조를 선택할 수 있으며, 상기 추출부는 상기 제1 계조 또는 상기 제2 계조에 대하여 포기 알고리즘(Forgy's algorithm)을 적용하여 제1 중심값 또는 제2 중심값을 추출할 수 있다.
상기 설정부는 상기 추출한 제1 및 제2 중심값을 이용하여 상기 제1 계조에 대한 제1 기울기 또는 상기 제2 계조에 대한 제2 기울기를 설정할 수 있으며, 상기 변환부는 상기 설정한 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 이용하여 상기 제1 계조 또는 제2 계조를 변환시킬 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 기울기는 제1 기준점 및 제2 기준점을 상기 제1 및 제2 중심값으로 각각 나누어 얻어질 수 있으며, 상기 제1 기준점은 상기 제1 계조의 최소값과 상기 제1 중심값의 중간값이고, 상기 제2 기준점은 상기 제2 계조의 최대값과 상기 제2 중심값의 중간값일 수 있다.
상기 제1 기울기는 1보다 작고, 상기 제2 기울기는 1보다 클 수 있다.
상기 제1 계조는 하위 계조이고, 상기 제2 계조는 상위 계조일 수 있으며, 상기 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있다. 이 경우, 상기 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드(normally black mode)일 수 있다.
한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 영상 데이터를 입력하는 단계, 상기 영상 데이터의 계조를 판별하는 단계, 상기 판별된 계조에 따라 중심값을 추출하는 단계, 상기 중심값을 기초로 기울기를 설정하는 단계, 상기 기울기를 이용하여 상기 영상 데이터를 변환하는 단계, 그리고 상기 변환된 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 영상 데이터의 계조를 판별하는 단계는 상기 영상 데이터의 계조를 판별하여 상기 계조 중 제1 계조와 제2 계조를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 중심값을 추출하는 단계는 상기 제1 계조 또는 상기 제2 계조에 대하여 포기 알고리즘을 적용하여 제1 중심값 또는 제2 중심값을 추출할 수 있다.
상기 기울기를 설정하는 단계는 상기 추출한 제1 및 제2 중심값을 이용하여 상기 제1 계조에 대한 제1 기울기 또는 상기 제2 계조에 대한 제2 기울기를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상 데이터를 변환하는 단계는 상기 설정한 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 이용하여 상기 제1 계조 또는 제2 계조를 변환시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 기울기는 제1 기준점 및 제2 기준점을 상기 제1 및 제2 중심값으로 각각 나누어 얻어질 수 있다.
상기 제1 기준점은 상기 제1 계조의 최소값과 상기 제1 중심값의 중간값이고, 상기 제2 기준점은 상기 제2 계조의 최대값과 상기 제2 중심값의 중간값일 수 있으며, 상기 제1 기울기는 1보다 작고, 상기 제2 기울기는 1보다 클 수 있다.
이 때, 상기 제1 계조는 하위 계조이고, 상기 제2 계조는 상위 계조일 수 있다.
상기 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있으며, 이 경우 상기 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드일 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명하며, 액정 표시 장치를 한 예로 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구 동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)와 신호 제어부(600)와 데이터 구동부(500) 사이에 배치된 휘도 조정부(700)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이 터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보 여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.
휘도 조정부(700)는 저계조 및 고계조의 계조값을 조정함으로써 휘도를 변화시켜 대비비를 강화한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한 다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게 이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT1)를 휘도 조정부(700)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 휘도 조정부(700)로부터의 디지털 영상 신호(DAT3)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT3)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT3)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결 된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
도 3은 도 1에 도시한 휘도 조정부(700)의 블록도이고, 도 4는 도 3에 도시한 휘도 조정부(700)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
아래에서는 액정 표시 장치가 계조값이 커지면 휘도가 증가하는 노멀리 블랙 모드(normally black mode)인 경우에 대하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 휘도 조정부(700)는 수신부(710), 판별부(720), 추출부(730), 설정부(740), 변환부(750) 및 출력부(700)를 포함한다.
수신부(710)는 신호 제어부(600)로부터의 영상 데이터(DAT1)를 수신한다. 이 때, 신호 제어부(600)는 영상 데이터(DAT1)를 RSDS(reduced swing differential signaling) 방식으로 전송하는 데, 수신부(710)는 이 영상 데이터(DAT1)를 수신하여 원래의 영상 데이터(DAT2)로 복원한다.
판별부(720)는 복원한 영상 신호 중에서 상위 계조와 하위 계조를 판별한다. 예를 들어, 영상 데이터(DAT2)가 8비트인 경우 모두 256계조를 가지게 되며, 이 중 상위 계조는 245계조 이상을, 하위 계조는 15계조 이하를 선택하여 추출부(720)로 내보낸다.
추출부(720)는 입력된 하위 계조 및 상위 계조 데이터에 대하여 포기 알고리즘(Forgy's algorithm)을 실행하여 입력된 계조 데이터에 대한 최적값을 추출한다.
예를 들어, 입력된 계조 데이터가 하위 계조 중에서 2, 4, 6, 8 및 10계조의 5개 계조 데이터가 입력된 경우, 알려진 바와 같이 포기 알고리즘은 분할 묶음화(partition clustering)를 행한다. 포기 알고리즘은 각 묶음에 대하여 개별적으로 중심값(controid)을 찾아가는 과정으로서 간략하게 설명하면,
1. 샘플을 둘 이상의 묶음으로 배치한다.
2. 각 묶음에서 가장 가까운 중심값을 찾아서 샘플을 배정한다.
3. 단계 2에서 샘플이 묶음을 변화시키지 못하면 종료한다.
4. 묶음이 변화하면 중심값을 찾아서 다시 단계 2로 간다.
앞서 예를 든 것처럼, 입력된 계조 데이터는 5개의 샘플로서, 2개의 묶음으로 나눌 것을 예상하고 임의의 중심값을 각각 2와 4로 정한다. 물론, 더 많은 묶음으로 나눌 수 있다. 그러면 각 샘플과 가장 가까운 중심값을 찾으면 2는 2이고, 4는 4, 나머지 6, 8 및 10도 4가 된다. 그러면 샘플들은 {2}와 {4, 6, 8, 10}의 두 묶음으로 나누어진다(단계 1).
이번에는 각 묶음에서 샘플들에 가장 가까운 중심값을 찾기 위하여 묶음별로 평균값을 구한 후, 그 평균값과 각 샘플들과 가장 가까운 값을 찾는다(단계 2). 즉, 첫 번째 묶음에서는 샘플이 하나이므로 평균값은 그대로 2이고, 두 번째 묶음에서는 4개의 샘플들을 더한 후 4로 나누면 평균값은 7이 된다. 그러면 샘플 2와 4는 평균값 2에 가깝고 나머지 샘플 6, 8 및 10은 평균값 7에 가깝게 되어 {2, 4}와 {6, 8, 10}으로 묶음을 다시 나눌 수 있다. 이 경우에는 묶음이 변하였으므로, 단계 2를 반복한다. 이에 따라, 첫 번째 묶음의 평균값은 3이고, 두 번째 묶음의 평균값은 8이 된다. 앞서와 같이 각 샘플과 평균값과의 거리를 비교하면, 2와 4는 평균값 3에 가깝고, 6, 8 및 10은 평균값 8에 가까우므로 묶음을 변화시키지 못한다. 그러면, 이 평균값(3, 8)이 각 묶음에 속한 샘플들에 대한 중심값이 되고, 포기 알고리즘은 종료한다(단계 4).
설정부(740)는 각 묶음에 대하여 추출된 중심값(3, 8)과 계조 데이터를 입력 받아 기울기를 설정한다.
Slp = LGP/Cnt
LGP = (Min+Cnt)/2
여기서, Slp는 기울기, LGP는 하위 계조에 대한 기준점, Cnt는 중심값, 그리고 Min은 각 묶음에 속한 샘플 중 최소값을 말한다.
이 때, 첫 번째 묶음의 기준점(LGP1)은 (2+3)/2 = 2.5이고, 기울기(Slp1)는 2.5/3이 되며, 두 번째 묶음의 기준점(LGP2)은 (6+8)/2 =7이고, 기울기(Slp2)는 7/8이 되며, 두 기울기는 모두 1보다 작다.
변환부(750)는 설정부(740)와 수신부(710)에 연결되어 있으며 설정된 기울기를 이용하여 입력된 계조 데이터의 값을 변환한다. 이는 각 묶음에 속한 샘플에 설정부(740)에서 구한 기울기(Slp1, Slp2)를 곱하여 변환한다. 그런데, 계조 데이터는 정수(integer)로 표현되는데, 샘플에 기울기를 곱하게 되면 정수가 아닌 값이 될 경우가 있다. 이 경우에는 변환부(750)에 룩업 테이블을 두어 어느 값을 기준으로 정수화할 수 있다. 예를 들어, 2 계조의 변환값을 구하면 5/3가 되며 이 값은 2보다 작으므로 1 계조로 변환하는 등이다.
출력부(760)는 변환된 데이터를 입력받아 신호 제어부(600)에서 데이터 구동부(500)로 전송하는 방식인 RSDS 방식으로 데이터(DAT3)를 출력한다.
이와 같이, 저계조의 경우에는 좀 더 어둡게 하여 대비비를 강화한다.
한편, 고계조의 경우에도 마찬가지로 적용된다. 즉, 판별부(720)에서 고계 조 데이터를 선택하여 추출부(730)로 보내면, 추출부(730)는 포기 알고리즘을 적용하여 각 묶음의 중심값을 추출하고, 이 값을 이용하여 설정부(740)는 기울기를 설정한다.
다만, 기울기는 저계조의 데이터에서와는 다음의 경우가 상이하다.
Slp = HGP/Cnt
LGP = (Max+Cnt)/2
여기서, HGP는 고계조에서의 기준점이고, Max는 각 묶음에 속하는 샘플 중 최대 계조값을 말한다.
이에 따라, 기울기는 저계조에서와 달리 1보다 커지게 되어 휘도를 높이게 된다. 따라서, 고계조에서는 더욱 밝게 하여 대비비를 강화한다. 또한, 앞서 설명한 것처럼 정수화하기 위하여 룩업 테이블을 사용하되, 입력된 계조 데이터보다 한 단계 높은 계조로 변환되도록 한다. 예를 들어, 245.xx일 때, 246계조로 변환하는 등이다.
도 4를 참조하여 정리하면, 영상 데이터(DAT1)를 입력받고(S01), 상위 계조와 하위 계조를 판별하여 선택하고(S02), 하위 계조 또는 상위 계조 별로 중심값을 추출하며(S03), 수학식 1 및 2를 적용하여 기울기를 각각 설정하고(S04), 각 샘플에 구한 기울기를 곱하여 변환하면서 룩업 테이블을 이용하여 정수화한 후(S05), 변환된 데이터를 출력한다(S06).
한편, 액정 표시 장치가 노멀리 화이트 모드인 경우에는 계조값이 커지면 휘도가 감소하므로, 노멀리 블랙 모드와는 달리 저계조에서 기울기를 1보다 크게 하고 고계조에서는 기울기를 1보다 작게 하여 대비비를 강화할 수 있다.
이와 같이, 계조 데이터 전체에 대한 평균값이 아니라 포기 알고리즘을 적용하여 묶음 단위로 중심값을 찾고 이 값을 이용하여 휘도를 높이고 낮춤으로써 대비비를 강화시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (23)

  1. 외부로부터의 영상 데이터를 처리하여 내보내는 신호 제어부,
    상기 처리된 영상 데이터를 수신하고 상기 영상 데이터 중 소정의 데이터에 대하여 변환을 행하여 내보내는 휘도 조정부, 그리고
    상기 휘도 조정부로부터의 변환 데이터를 수신하여 계조에 따른 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동부
    를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 휘도 조정부는
    상기 처리된 영상 데이터를 수신하는 수신부,
    상기 수신부에 연결되어 있는 판별부,
    상기 판별부에 연결되어 있는 추출부,
    상기 추출부에 연결되어 있는 설정부,
    상기 수신부 및 상기 설정부에 연결되어 있는 변환부, 그리고
    상기 변환부에 연결되어 있는 출력부
    를 포함하는
    표시 장치의 구동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 판별부는 상기 영상 데이터의 계조를 판별하여 상기 계조 중 제1 계조와 제2 계조를 선택하는 표시 장치의 구동 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 추출부는 상기 제1 계조 또는 상기 제2 계조에 대하여 포기 알고리즘(Forgy's algorithm)을 적용하여 제1 중심값 또는 제2 중심값을 추출하는 표시 장치의 구동 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 설정부는 상기 추출한 제1 및 제2 중심값을 이용하여 상기 제1 계조에 대한 제1 기울기 또는 상기 제2 계조에 대한 제2 기울기를 설정하는 표시 장치의 구동 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 변환부는 상기 설정한 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 이용하여 상기 제1 계조 또는 제2 계조를 변환시키는 표시 장치의 구동 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 및 제2 기울기는 제1 기준점 및 제2 기준점을 상기 제1 및 제2 중 심값으로 각각 나누어 얻어지는 표시 장치의 구동 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 기준점은 상기 제1 계조의 최소값과 상기 제1 중심값의 중간값이고, 상기 제2 기준점은 상기 제2 계조의 최대값과 상기 제2 중심값의 중간값인 표시 장치의 구동 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 기울기는 1보다 작고, 상기 제2 기울기는 1보다 큰 표시 장치의 구동 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 계조는 하위 계조이고, 상기 제2 계조는 상위 계조인 표시 장치의 구동 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 표시 장치는 액정 표시 장치인 표시 장치의 구동 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드(normally black mode)인 표시 장치 의 구동 장치.
  13. 영상 데이터를 입력하는 단계,
    상기 영상 데이터의 계조를 판별하는 단계,
    상기 판별된 계조에 따라 중심값을 추출하는 단계,
    상기 중심값을 기초로 기울기를 설정하는 단계,
    상기 기울기를 이용하여 상기 영상 데이터를 변환하는 단계, 그리고
    상기 변환된 영상 데이터를 출력하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 영상 데이터의 계조를 판별하는 단계는 상기 영상 데이터의 계조를 판별하여 상기 계조 중 제1 계조와 제2 계조를 선택하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 중심값을 추출하는 단계는 상기 제1 계조 또는 상기 제2 계조에 대하여 포기 알고리즘을 적용하여 제1 중심값 또는 제2 중심값을 추출하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 기울기를 설정하는 단계는 상기 추출한 제1 및 제2 중심값을 이용하여 상기 제1 계조에 대한 제1 기울기 또는 상기 제2 계조에 대한 제2 기울기를 설정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 영상 데이터를 변환하는 단계는 상기 설정한 제1 기울기 또는 상기 제2 기울기를 이용하여 상기 제1 계조 또는 제2 계조를 변환시키는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 및 제2 기울기는 제1 기준점 및 제2 기준점을 상기 제1 및 제2 중심값으로 각각 나누어 얻어지는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 제1 기준점은 상기 제1 계조의 최소값과 상기 제1 중심값의 중간값이고, 상기 제2 기준점은 상기 제2 계조의 최대값과 상기 제2 중심값의 중간값인 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 제1 기울기는 1보다 작고, 상기 제2 기울기는 1보다 큰 표시 장치의 구동 장치.
  21. 제20항에서,
    상기 제1 계조는 하위 계조이고, 상기 제2 계조는 상위 계조인 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 표시 장치는 액정 표시 장치인 표시 장치의 구동 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드인 표시 장치의 구동 방법.
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