KR20080002019A

KR20080002019A - 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법

Info

Publication number: KR20080002019A
Application number: KR1020060060555A
Authority: KR
Inventors: 홍희정; 권경준; 안인호
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-04
Also published as: KR101296626B1

Abstract

본 발명은 단색 화상의 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 4색의 서브픽셀로 구성되는 복수의 단위픽셀을 가지는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 광을 조사하는 백 라이트와, 입력되는 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환하여 상기 각 서브픽셀에 공급함과 아울러 상기 3색 입력 데이터를 프레임 단위로 분석하여 단색 비율에 따른 디밍신호를 생성하는 구동 회로부와, 상기 디밍신호에 대응되는 백 라이트 구동전압을 생성하여 상기 백 라이트를 구동하는 백 라이트 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하여 본 발명은 한 프레임의 데이터 패턴 중 단색 패턴의 비율에 따라 백 라이트의 휘도를 제어함으로써 RGBW형 화상 표시부에서 표시되는 단색 패턴의 휘도 저하를 보상하여 생생한 영상 구현이 가능하며 소비전력을 감소시킬 수 있다.

RGBW, 단색, 혼색, 디밍, 휘도

Description

액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래의 RGB형 액정 표시장치의 단위픽셀을 나타내는 도면.

도 2는 종래의 RGBW형 액정 표시장치의 스트라이프 형태의 단위픽셀을 나타내는 도면.

도 3은 종래의 RGBW형 액정 표시장치의 쿼드 형태의 단위픽셀을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면.

도 5는 도 4에 도시된 타이밍 컨트롤러를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 데이터 변환부를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 7은 한 프레임 내의 혼색 패턴과 단색 패턴을 나타내는 도면.

도 8a 내지 도 8d는 한 프레임 내에서 단색 패턴의 비율을 나타내는 도면.

도 9는 도 5에 도시된 백 라이트 제어부를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 디밍커브를 나타내는 그래프.

도 11은 도 5에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 데이터 변환부를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 12 및 도 13은 도 11에 도시된 4색 데이터 변조부에 의한 데이터 변조를 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >

2 : 화상 표시부

4 : 백 라이트

6 : 구동 회로부

8 : 백 라이트 구동부

20 : 타이밍 컨트롤러

30 : 게이트 드라이버

40 : 데이터 드라이버

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 단색 화상의 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.

통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 단위픽셀과 이들 단위픽셀에 공급될 화상신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정패널에 의해 백 라이트(Back Light)에서 공급 되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

각 단위픽셀은 도 1에 도시된 바와 같이 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀(R, G, B)로 구성된다. 이러한, 각 단위픽셀은 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀(R, G, B)을 투과하는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 혼합하여 컬러 화상을 표시한다.

그러나, 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀(R, G, B)로 하나의 단위픽셀을 구성하는 일반적인 액정 표시장치(이하, "RGB형 액정 표시장치"라 함)에서는 광 효율이 저하되는 단점이 발생한다.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀(R, G, B, W)로 하나의 단위픽셀을 구성하는 RGBW형 액정 표시장치가 제안되었다.

RGBW형 액정 표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀(R, G, B, W)이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되거나 도 3에 도시된 바와 같이 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀(R, G, B, W)이 쿼드(Quad) 형태로 배치될 수 있다. 이때, RGBW형 액정 표시장치의 단위픽셀의 면적은 RGB형 액정 표시장치의 단위픽셀의 면적과 동일하다. 그러나, RGBW형 액정 표시장치에서 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀(R, G, B) 각각의 면적은 RGB형 액정 표시장치의 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀(R, G, B)보다 1.33배 작게 된다.

이와 같은, RGBW형 액정 표시장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀(R, G, B, W)을 투과하는 적색 광, 녹색 광, 청색 광 및 백색 광을 혼합하여 컬러 화상을 표시한다. 이러한, RGBW형 액정 표시장치는 백색 서브픽셀(W)을 투과하는 백색 광에 의해 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀(R, G, B, W)을 가지는 단위픽셀보다 1.33정도 높은 휘도를 갖는다.

그러나, 혼색의 화상을 표시하는 경우 RGBW형 액정 표시장치는 RGB형 액정 표시장치보다 낮은 휘도를 갖는 반면에 단색의 화상을 표시하는 경우 RGBW형 액정 표시장치는 RGB형 액정 표시장치보다 낮은 휘도를 갖는다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 단색 화상의 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 4색의 서브픽셀로 구성되는 복수의 단위픽셀을 가지는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 광을 조사하는 백 라이트와, 입력되는 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환하여 상기 각 서브픽셀에 공급함과 아울러 상기 3색 입력 데이터를 프레임 단위로 분석하여 단색 비율에 따른 디밍신호를 생성하는 구동 회로부와, 상기 디밍신호에 대응되는 백 라이트 구동전압을 생성하여 상기 백 라이트를 구동하는 백 라이트 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 4색의 서브픽셀로 구성되는 복수의 단위픽셀을 가지는 화상 표시부의 구동방법에 있어서, 입력되는 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환함과 아울러 상기 3색 입력 데이터를 프레임 단위로 분석하여 단색 비율에 따른 디밍신호를 생성하는 단계와, 상기 서브픽셀에 스캔펄스를 공급하는 단계와, 상기 4색 출력 데이터 각각을 화상신호로 변환하여 상기 스캔펄스에 동기되도록 상기 각 서브픽셀에 공급하는 단계와, 상기 디밍신호에 대응되는 백 라이트 구동전압으로 백 라이트를 구동하여 상기 화상 표시부에 광을 조사하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 4색의 서브 픽셀영역마다 형성된 액정셀을 포함하는 화상 표시부(2)와, 화상 표시부(2)에 광을 조사하는 백 라이트(4)와, 입력되는 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 4색 출력 데이터(Ro, Go, Bo, Wo)로 변환하여 화상 표시부(2)에 공급함과 아울러 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 프레임 단위로 분석하여 단색 비율에 따른 디밍신호(Dim)를 생성하는 구동 회로부(6)와, 디밍신호(Dim)에 따라 백 라이트(50)를 구동하는 백 라이트 구동부(8)를 포함하여 구성된다.

화상 표시부(2)는 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)에 접속되는 액정셀들을 구비한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm) 으로부터의 데이터 신호를 액정셀로 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 서브 픽셀전극으로 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 또한, 액정셀은 액정 커패시터(Clc)에 충전된 데이터 신호를 다음 데이터 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.

이러한, 화상 표시부(2)은 매트릭스 형태로 배치된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 픽셀들을 포함한다. 이때, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 픽셀들 각각에는 각 색에 대응되는 컬러필터가 형성되는 반면에, 백색(W) 서브 픽셀에는 별도의 컬러필터가 배치되지 않는다. 그리고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 픽셀들은 스트라이프 형태로 배치되거나 쿼드 형태로 배치될 수 있다.

백 라이트 구동부(8)는 외부로부터 입력되는 입력전원(Vin)을 이용하여 구동 회로부(6)로부터 공급되는 디밍신호(Dim)에 따라 백 라이트 구동전압(VL)을 생성하여 백 라이트(4)에 공급한다.

백 라이트(4)는 백 라이트 구동부(8)로부터 공급되는 백 라이트 구동전압(VL)에 대응되는 휘도의 광을 발생하여 화상 표시부(2)에 조사한다. 이때, 백 라이트(4)는 관내전극 램프, 관외전극 램프, 발광 다이오드 중 어느 하나로 구성되거나 발광 다이오드와 램프의 혼합으로 구성될 수 있다.

구동 회로부(6)는 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 4색 출력 데이터(Ro, Go, Bo, Wo)로 변환하고, 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 프레임 단위로 분석하여 단색 비율에 따른 디밍신호(Dim)를 생성하는 타이밍 컨트롤러(20)와, 타이밍 컨트롤러(20)의 제어에 의해 스캔펄스를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버(30)와; 타이밍 컨트롤러(20)의 제어에 따라 타이밍 컨트롤러(20)로부터 공급되는 4색 출력 데이터(Ro, Go, Bo, Wo) 각각을 화상신호로 변환하여 스캔펄스에 동기되도록 해당 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급하는 데이터 드라이버(40)를 포함하여 구성된다.

게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(20)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 따라 스캔펄스 즉, 게이트 하이펄스를 순차적으로 발생하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 이 스캔펄스에 응답하여 박막 트랜지스터(TFT)는 턴-온된다.

데이터 드라이버(40)는 타이밍 컨트롤러(20)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(20)로부터 공급되는 4색 출력 데이터(Ro, Go, Bo, Wo)를 아날로그 신호인 화상신호로 변환하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 화상신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(40)는 극성 제어신호에 응답하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급되는 화상신호의 극성을 반전시키게 된다.

타이밍 컨트롤러(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 외부로부터의 동기신호(DE, DCLK, Hsync, Vsync)를 이용하여 게이트 및 데이터 드라이버(30, 40)를 제어하기 위한 제어신호(GCS, DCS)를 생성하는 제어신호 생성부(22)와, 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호(ORS)를 생성함과 아울러 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)의 단색과 혼색의 비율에 대응되는 게인 값을 이용하여 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 4색 출력 데이터(Ro, Go, Bo, Wo)로 변환하는 데이터 변환부(24)와, 단색 비율신호(ORS)에 따라 디밍신호(Dim)를 생성하는 백 라이트 제어부(26)를 포함하여 구성된다.

제어신호 생성부(22)는 외부로부터 입력되는 동기신호, 즉 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 게이트 드라이버(30)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 드라이버(40)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 데이터 변환부(24)는 도 6에 도시된 바와 같이 색 패턴 분석부(100), 게인 값 생성부(102), 데이터 증폭부(104), 백색 데이터 추출부(106) 및 4색 데이터 생성부(108)를 포함하여 구성된다.

색 패턴 분석부(100)는 한 프레임의 단위픽셀별 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 분석하여 단색 패턴의 비율에 대응되는 단색 비율신호(ORS)를 생성함과 아울러 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호(GSS)를 생성한다. 여기서, 단색 패턴은 하나의 단위픽셀을 구성하는 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀 각각의 계조 중 어느 하나가 0이 아닌 계조 값을 갖는다. 혼색 패턴은 하나의 단위픽셀을 구성하는 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀 각각의 계조가 0이 아닌 계조 값을 갖는다. 예를 들어, 데이터가 8비트일 경우 적색의 단색 패턴은 적색 서브픽셀이 0~255의 계조를 가지는 반면에 녹색 및 청색 서브픽셀 각각은 0의 계조를 갖는다. 또한, 데이터가 8비트일 경우 녹색의 단색 패턴은 녹색 서브픽셀이 0~255의 계조를 가지 는 반면에 적색 및 청색 서브픽셀 각각은 0의 계조를 갖는다. 마찬가지로, 데이터가 8비트일 경우 청색의 단색 패턴은 청색 서브픽셀이 0~255의 계조를 가지는 반면에 적색 및 녹색 서브픽셀 각각은 0의 계조를 갖는다.

구체적으로, 색 패턴 분석부(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 한 프레임의 단위픽셀별 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)의 계조에 따라 혼색 패턴들(MCP)과 단색 패턴들(RCP, GCP, BCP)을 검출하고, 검출된 단색 패턴들(RCP, GCP, BCP)의 계조 중 가장 큰 계조를 포함하는 단색 패턴들(RCP, GCP, BCP)의 개수가 한 프레임 내에서 차지하는 비율을 단색 비율신호(ORS)로 생성한다. 예를 들어, 한 프레임 내에서 1000개의 적색 단색 패턴들(RCP) 중 가장 큰 계조가 100이고, 600개의 녹색 단색 패턴들(GCP) 중 가장 큰 계조가 150이고, 800개의 청색 단색 패턴들(BCP) 중 가장 큰 계조가 200일 경우, 색 패턴 분석부(100)는 가장 큰 200계조를 포함하는 청색의 단색 패턴(BCP)의 개수 800이 한 프레임에서 차지하는 비율을 단색 비율신호(ORS)로 생성한다.

한편, 한 프레임 내에서 1000개의 적색 단색 패턴들(RCP) 중 가장 큰 계조가 100이고, 600개의 녹색 단색 패턴들(GCP) 중 가장 큰 계조가 150이고, 800개의 청색 단색 패턴들(BCP) 중 가장 큰 계조가 200일 경우, 색 패턴 분석부(100)는 가장 많은 단색 단위픽셀 수를 가지는 적색의 단색 패턴들(RCP)의 개수 1000이 한 프레임에서 차지하는 비율을 단색 비율신호(ORS)로 생성할 수 있다.

그리고, 색 패턴 분석부(100)는 한 프레임의 단위픽셀별 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)의 계조에 따라 혼색 패턴(MCP)과 단색 패턴들(OCP)을 검출하고, 검 출된 혼색 패턴(MCP)의 수와 단색 패턴들(OCP)의 수의 비율에 따라 게인 설정신호(GSS)를 생성한다.

구체적으로, 색 패턴 분석부(100)는 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이 한 프레임의 전체 단위픽셀 수 중 혼색 패턴 수(MCP)와 단색 패턴 수(OCP)의 비율에 대응되는 게인 설정신호(GSS)를 생성한다. 여기서, 도 7a는 한 프레임 내에서 단색 패턴(OCP)의 비율이 10%인 것을 나타내고, 도 7b는 한 프레임 내에서 단색 패턴(OCP)의 비율이 50%인 것을 나타내고, 도 7c는 한 프레임 내에서 단색 패턴(OCP)의 비율이 80%인 것을 나타내고, 도 7d는 한 프레임 내에서 단색 패턴(OCP)의 비율이 100%인 것을 나타낸다.

도 6에서, 게인 값 생성부(102)는 색 패턴 분석부(100)로부터의 게인 설정신호(GSS)에 따라 1 ~ 2 범위를 가지는 게인 값(G)을 생성한다. 즉, 게인 값 생성부(102)는 한 프레임 내에서 단색 비율이 높을수록 1에 가까운 게인 값(G)을 생성하고, 단색 비율이 낮을수록 2에 가까운 게인 값(G)을 생성한다. 예를 들어, 게인 값 생성부(102)는 게인 설정신호(GSS)가 한 프레임 내에서 단색 비율이 100%에 대응될 경우 1의 게인 값(G)을 생성하고, 0%에 대응될 경우 2의 게인 값(G)을 생성한다. 그리고, 게인 값 생성부(102)는 게인 설정신호(GSS)가 한 프레임 내에서 단색 비율이 1% ~ 99%에 대응될 경우 단색 비율에 따라 1.1 ~ 1.99의 게인 값(G)을 생성한다.

데이터 증폭부(104)는 게인 값 생성부(102)으로부터 공급되는 게인 값(G)을 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)에 곱셈하여 3색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba)를 생성한 다.

백색 데이터 생성부(106)는 데이터 증폭부(104)로부터 공급되는 3색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba)의 공통성분을 백색 데이터(Wa)로 추출한다. 즉, 백색 데이터 생성부(106)는 적색, 녹색 및 청색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba) 각각의 계조 값 중 최소의 계조 값을 백색 데이터(Wa)로 추출한다.

4색 데이터 생성부(108)는 데이터 증폭부(104)로부터 공급되는 3색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba)에서 백색 데이터 생성부(106)로부터 공급되는 백색 데이터(Wa)를 감산하여 3색 출력 데이터(Ro, Go, Bo)를 생성하고, 생성된 3색 출력 데이터(Ro, Go, Bo)와 백색 데이터(Wa)를 포함하는 4색 출력 데이터(Ro, Go, Bo, Wo)를 생성하여 데이터 드라이버(40)로 출력한다.

도 4에서, 백 라이트 제어부(26)는 도 9에 도시된 바와 같이 디밍커브 선택부(120) 및 디밍신호 생성부(122)를 포함하여 구성된다.

디밍커브 선택부(120)는 서로 다른 복수의 디밍커브들 중 사용자로부터 공급되는 화면 선택신호(User)에 대응되는 디밍커브(Dim_C)를 선택하여 디밍신호 생성부(122)에 제공한다.

디밍커브(Dim_C)는 사용자로부터의 화면 선택신호(User)에 따라 도 10a에 도시된 바와 같이 드라마/영화를 표준모드로 표시하기 위한 제 1 디밍커브(Dim_C1)와, 도 10b에 도시된 바와 같이 드라마/영화를 밝은 모드로 표시하기 위한 제 2 디밍커브(Dim_C2)와, 도 10c에 도시된 바와 같이 애니매이션(Animation) 또는 컴퓨터 입력을 표준 모드로 표시하기 위한 제 3 디밍커브(Dim_C3)와, 도 10d에 도시된 바 와 같이 애니매이션 또는 컴퓨터 입력을 밝은 모드로 표시하기 위한 제 4 디밍커브(Dim_C4) 중 어느 하나로 선택될 수 있다.

제 1 디밍커브(Dim_C1)는 한 프레임 내에서 단색 비율에 따라 백 라이트의 디밍이 30%에서 100%까지 선형적으로 증가하도록 설정된다.

제 2 디밍커브(Dim_C2)는 한 프레임 내에서 단색 비율이 50% 이하일 경우 백 라이트의 디밍이 30%에서 100%까지 비선형적으로 증가되도록 설정되고, 단색 비율이 50% 이상일 경우 백 라이트 디밍이 100%가 되도록 설정된다.

제 3 디밍커브(Dim_C3)는 한 프레임 내에서 단색 비율이 50% 이하일 경우 백 라이트의 디밍이 50% 정도로 설정되고, 단색 비율이 50% ~ 80% 정도일 경우 백 라이트 디밍이 50%에서 100%까지 선형적으로 증가되도록 설정되고, 단색 비율이 80% 이상일 경우 백 라이트 디밍이 100%가 되도록 설정된다.

제 4 디밍커브(Dim_C4)는 한 프레임 내에서 단색 비율이 50% 이하일 경우 백 라이트의 디밍이 50% 정도로 설정되고, 단색 비율이 50% ~ 80% 정도일 경우 백 라이트 디밍이 50%에서 120%까지 선형적으로 증가되도록 설정되고, 단색 비율이 80% 이상일 경우 백 라이트 디밍이 120%가 되도록 설정된다.

도 9에서, 디밍신호 생성부(122)는 디밍커브 선택부(120)에 의해 제공되는 디밍커브(Dim_C)를 참조하여 데이터 변환부(24)로부터 공급되는 단색 비율신호(ORS)에 대응되는 디밍신호(Dim)를 생성하고, 생성된 디밍신호(Dim)를 백 라이트 구동부(8)에 공급한다.

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방 법은 한 프레임의 데이터 패턴 중 단색 패턴의 비율에 따라 백 라이트의 휘도를 제어함으로써 RGBW형 화상 표시부(2)에서 표시되는 단색 패턴의 휘도 저하를 보상하여 생생한 영상 구현이 가능하며 소비전력을 감소시킬 수 있다.

한편, 도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 데이터 변환부를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 데이터 변환부(24)는 색 패턴 분석부(200), 게인 값 생성부(102), 데이터 증폭부(104), 백색 데이터 추출부(106), 4색 데이터 생성부(108) 및 4색 데이터 변조부(210)를 포함하여 구성된다.

색 패턴 분석부(200)는 도 6에서 설명한 바와 같이 한 프레임의 단위픽셀별 3색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 분석하여 단색 패턴의 비율에 대응되는 단색 비율신호(ORS)를 생성함과 아울러 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호(GSS)를 생성한다.

또한, 색 패턴 분석부(200)는 한 프레임의 단색 패턴들 중 가장 큰 계조를 가지는 단색 패턴의 계조 값에 대응되는 변조 기준값(MRef)을 검출하여 4색 데이터 변조부(210)에 공급한다. 여기서, 색 패턴 분석부(200)는 한 프레임의 단색 패턴들 중 가장 많은 수를 가지는 단색 패턴의 계조 값에 대응되는 변조 기준값(MRef)을 검출하여 4색 데이터 변조부(210)에 공급할 수 있다.

게인 값 생성부(102), 데이터 증폭부(104) 및 백색 데이터 추출부(106) 각각은 도 6과 동일한 구성이므로 상술한 설명으로 대신하기로 한다.

4색 데이터 생성부(108)는 데이터 증폭부(104)로부터 공급되는 3색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba)에서 백색 데이터 생성부(106)로부터 공급되는 백색 데이터(Wa)를 감산하여 1차 3색 출력 데이터(Rb, Gb, Bb)를 생성하고, 생성된 1차 3색 출력 데이터(Rb, Gb, Bb)와 백색 데이터(Wa)를 포함하는 4색 데이터(Rb, Gb, Bb, Wb)를 생성한다.

4색 데이터 변조부(210)는 색 패턴 분석부(200)로부터 공급되는 변조 기준값(Mref)과 옵셋 계조(OSG)를 이용하여 4색 데이터(Rb, Gb, Bb, Wb) 중 단색 데이터(Rb, Gb, Bb)의 계조를 최소 계조 또는 최대 계조 쪽으로 쉬프트시켜 2차 3색 출력 데이터(Ro, Go, Bo) 및 백색 데이터(Wo)를 포함하는 4색 출력 데이터를 데이터 드라이버(40)로 공급한다.

구체적으로, 4색 데이터 변조부(210)는 도 12에 도시된 바와 같이 변조 기준값(Mref)이 중간 계조(Mean) 이상일 경우 중간 계조(Mean)보다 옵셋 계조(OSG)만큼 작은 단색 데이터(OCP)의 계조 이상의 계조들을 중간 계조(Ref) 이상으로 쉬프트시킨다. 예를 들어, 데이터가 8비트이고, 옵셋 계조(OSG)이 20일 경우에 있어서, 중간 계조(Mean)보다 20의 옵셋 계조(OSG)만큼 작은 108계조의 단색 데이터(OCP)가 공급될 경우 4색 데이터 변조부(210)는 단색 데이터(OCP)의 108계조를 중간 계조(Mean)인 128로 쉬프트시킨다. 마찬가지로, 단색 데이터(OCP)의 계조가 109일 경우 단색 데이터(OCP)의 계조는 129로 쉬프트된다. 반면에, 단색 데이터(OCP)가 235 이상일 경우 단색 데이터(OCP)의 계조는 최대 계조(Max)인 255계조가 된다.

또한, 4색 데이터 변조부(210)는 도 13에 도시된 바와 같이 변조 기준 값(Mref)이 중간 계조(Mean) 이하일 경우 중간 계조(Mean)보다 옵셋 계조(OSG)만큼 큰 단색 데이터(OCP)의 계조 이하의 계조들을 중간 계조(Ref) 이하로 쉬프트시킨다. 예를 들어, 데이터가 8비트이고, 옵셋 계조(OSG)이 20일 경우에 있어서, 중간 계조(Mean)보다 20의 옵셋 계조(OSG)만큼 큰 148계조의 단색 데이터(OCP)가 공급될 경우 4색 데이터 변조부(210)는 단색 데이터(OCP)의 148계조를 중간 계조(Mean)인 128로 쉬프트시킨다. 마찬가지로, 단색 데이터(OCP)의 계조가 147일 경우 단색 데이터(OCP)의 계조는 127로 쉬프트된다. 반면에, 단색 데이터(OCP)가 20 이하일 경우 단색 데이터(OCP)의 계조는 최소 계조(Min)인 0계조가 된다.

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법은 한 프레임의 데이터 패턴 중 단색 패턴의 비율에 따라 백 라이트의 휘도를 제어함과 아울러 단색 패턴의 데이터를 변조함으로써 RGBW형 화상 표시부(2)에서 표시되는 단색 패턴의 휘도 저하를 보상하여 생생한 영상 구현이 가능하며 소비전력을 감소시킬 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법은 한 프레임의 데이터 패턴 중 단색 패턴의 비율에 따라 백 라이트의 휘도를 제 어함으로써 RGBW형 화상 표시부에서 표시되는 단색 패턴의 휘도 저하를 보상하여 생생한 영상 구현이 가능하며 소비전력을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 한 프레임의 데이터 패턴 중 단색 패턴의 비율에 따라 백 라이트의 휘도를 제어함과 아울러 단색 패턴의 데이터를 변조함으로써 RGBW형 화상 표시부에서 표시되는 단색 패턴의 휘도 저하를 보상하여 생생한 영상 구현이 가능하며 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Claims

4색의 서브픽셀로 구성되는 복수의 단위픽셀을 가지는 화상 표시부와,

상기 화상 표시부에 광을 조사하는 백 라이트와,

입력되는 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환하여 상기 각 서브픽셀에 공급함과 아울러 상기 3색 입력 데이터를 프레임 단위로 분석하여 단색 비율에 따른 디밍신호를 생성하는 구동 회로부와,

상기 디밍신호에 대응되는 백 라이트 구동전압을 생성하여 상기 백 라이트를 구동하는 백 라이트 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동 회로부는

상기 4색 출력 데이터 및 상기 디밍신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러와,

상기 타이밍 컨트롤러의 제어에 의해 상기 서브픽셀에 스캔펄스를 공급하는 게이트 드라이버와,

상기 타이밍 컨트롤로의 제어에 의해 상기 4색 출력 데이터 각각을 화상신호로 변환하여 상기 스캔펄스에 동기되도록 상기 각 서브픽셀에 공급하는 데이터 드라이버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 2 항에 있어서,

상기 타이밍 컨트롤러는,

외부로부터의 동기신호를 이용하여 상기 게이트 및 상기 데이터 드라이버를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부와,

상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호를 생성함과 아울러 상기 3색 입력 데이터의 단색과 혼색의 비율에 대응되는 게인 값을 이용하여 상기 3색 입력 데이터를 상기 4색 출력 데이터로 변환하는 데이터 변환부와,

상기 단색 비율신호에 따라 상기 디밍신호를 생성하는 백 라이트 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터 변환부는;

상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호를 생성함과 아울러 상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호를 생성하는 색 패턴 분석부와;

상기 게인 설정신호에 따라 상기 게인 값을 생성하는 게인 값 생성부와;

상기 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 데이터 증폭부와;

상기 3색 증폭 데이터의 공통성분을 백색 데이터로 추출하는 백색 데이터 생성부와;

상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 3색 출력 데이터를 생성하고, 상기 3색 출력 데이터와 상기 백색 데이터를 포함하는 상기 4색 출력 데이터를 생성하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 4색 데이터 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터 변환부는;

상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호를 생성함과 아울러 상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호를 생성하고, 상기 단색 패턴들 중 가장 큰 계조를 가지는 단색 패턴의 계조 값에 대응되는 변조 기준값을 검출하는 색 패턴 분석부와;

상기 게인 설정신호에 따라 상기 게인 값을 생성하는 게인 값 생성부와;

상기 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 데이터 증폭부와;

상기 3색 증폭 데이터의 공통성분을 백색 데이터로 추출하는 백색 데이터 생성부와;

상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 1차 3색 출력 데이터를 생성하고, 상기 1차 3색 출력 데이터와 상기 백색 데이터를 포함하는 4색 데이터를 생성하는 4색 데이터 생성부와;

설정된 옵셋 계조와 상기 변조 기준값을 이용하여 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조를 최대 계조 또는 최소 계조 쪽으로 쉬프트시켜 상기 4색 출력 데이터를 생성하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 4색 데이터 변조부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터 변환부는;

상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호를 생성함과 아울러 상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호를 생성하고, 상기 단색 패턴들 중 가장 많은 단위픽셀 수를 가지는 단색 패턴의 계조 값에 대응되는 변조 기준값을 검출하는 색 패턴 분석부와;

상기 게인 설정신호에 따라 상기 게인 값을 생성하는 게인 값 생성부와;

상기 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 데이터 증폭부와;

상기 3색 증폭 데이터의 공통성분을 백색 데이터로 추출하는 백색 데이터 생성부와;

상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 1차 3색 출력 데이터를 생성하고, 상기 1차 3색 출력 데이터와 상기 백색 데이터를 포함하는 4색 데이터를 생성하는 4색 데이터 생성부와;

설정된 옵셋 계조와 상기 변조 기준값을 이용하여 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조를 최대 계조 또는 최소 계조 쪽으로 쉬프트시켜 상기 4색 출력 데이터를 생성하여 상기 데이터 드라이버에 공급하는 4색 데이터 변조부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 색 패턴 분석부는,

상기 3색 입력 데이터의 계조에 따라 혼색 패턴들과 단색 패턴들을 검출하고, 상기 검출된 단색 패턴들의 계조 중 가장 큰 계조를 포함하는 단색 패턴들의 개수가 한 프레임 내에서 차지하는 비율을 상기 단색 비율신호로 생성하고,

상기 검출된 혼색 패턴들의 수와 단색 패턴들의 수의 비율에 따라 상기 게인 설정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 색 패턴 분석부는,

상기 3색 입력 데이터의 계조에 따라 혼색 패턴들과 단색 패턴들을 검출하고, 상기 검출된 단색 패턴들 중 가장 많은 단위픽셀 수를 가지는 단색 패턴들의 개수가 한 프레임 내에서 차지하는 비율을 상기 단색 비율신호로 생성하고,

상기 검출된 혼색 패턴들의 수와 단색 패턴들의 수의 비율에 따라 상기 게인 설정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 게인 값 설정부는 상기 게인 설정신호에 따라 1 내지 2 범위의 게인 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 4색 데이터 변조부는,

상기 변조 기준값이 중간 계조 이상일 경우 상기 중간 계조보다 상기 옵셋 계조만큼 작은 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조 이상의 계조들을 상기 중간 계조 이상으로 쉬프트시키고,

상기 변조 기준값이 중간 계조 이하일 경우 상기 중간 계조보다 상기 옵셋 계조만큼 큰 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조 이하의 계조들을 상기 중간 계조 이하로 쉬프트시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 3 항에 있어서,

상기 백 라이트 제어부는,

복수의 서로 다른 디밍커브 중 사용자의 선택에 대응되는 디밍커브를 선택하는 디밍커브 선택부와,

상기 디밍커브 선택부에 의해 제공되는 상기 디밍커브를 참조하여 상기 단색 비율신호에 대응되는 상기 디밍신호를 생성하여 상기 백 라이트 구동부에 공급하는 디밍신호 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
4색의 서브픽셀로 구성되는 복수의 단위픽셀을 가지는 화상 표시부의 구동방법에 있어서,

입력되는 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환함과 아울러 상기 3색 입력 데이터를 프레임 단위로 분석하여 단색 비율에 따른 디밍신호를 생성하는 단계와,

상기 서브픽셀에 스캔펄스를 공급하는 단계와,

상기 4색 출력 데이터 각각을 화상신호로 변환하여 상기 스캔펄스에 동기되도록 상기 각 서브픽셀에 공급하는 단계와,

상기 디밍신호에 대응되는 백 라이트 구동전압으로 백 라이트를 구동하여 상기 화상 표시부에 광을 조사하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환하는 단계는;

상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호를 생성함과 아울러 상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호를 생성하는 단계와;

상기 게인 설정신호에 따라 상기 게인 값을 생성하는 단계와;

상기 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 단계와;

상기 3색 증폭 데이터의 공통성분을 백색 데이터로 추출하는 단계와;

상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 3색 출력 데이터를 생성하고, 상기 3색 출력 데이터와 상기 백색 데이터를 포함하는 상기 4색 출력 데이터를 생성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환하는 단계는;

상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호를 생성함과 아울러 상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호를 생성하고, 상기 단색 패턴들 중 가장 큰 계조를 가지는 단색 패턴의 계조 값에 대응되는 변조 기준값을 검출하는 단계와;

상기 게인 설정신호에 따라 상기 게인 값을 생성하는 단계와;

상기 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 단계와;

상기 3색 증폭 데이터의 공통성분을 백색 데이터로 추출하는 단계와;

상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 1차 3색 출력 데이터를 생성하고, 상기 1차 3색 출력 데이터와 상기 백색 데이터를 포함하는 4색 데이터를 생성하는 단계와;

설정된 옵셋 계조와 상기 변조 기준값을 이용하여 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조를 최대 계조 또는 최소 계조 쪽으로 쉬프트시켜 상기 4색 출력 데이터를 생성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 3색 입력 데이터를 4색 출력 데이터로 변환하는 단계는;

상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴을 분석하여 단색 비율신호를 생성함과 아울러 상기 3색 입력 데이터의 단색 패턴과 혼색 패턴의 비율에 따른 게인 설정신호를 생성하고, 상기 단색 패턴들 중 가장 많은 단위픽셀 수를 가지는 단색 패턴의 계조 값에 대응되는 변조 기준값을 검출하는 단계와;

상기 게인 설정신호에 따라 상기 게인 값을 생성하는 단계와;

상기 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 단계와;

상기 3색 증폭 데이터의 공통성분을 백색 데이터로 추출하는 단계와;

상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 1차 3색 출력 데이터를 생성하고, 상기 1차 3색 출력 데이터와 상기 백색 데이터를 포함하는 4색 데이터를 생성하는 단계와;

설정된 옵셋 계조와 상기 변조 기준값을 이용하여 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조를 최대 계조 또는 최소 계조 쪽으로 쉬프트시켜 상기 4색 출력 데이터를 생성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

상기 단색 비율신호 및 상기 게인 설정신호를 생성하는 단계는,

상기 3색 입력 데이터의 계조에 따라 혼색 패턴들과 단색 패턴들을 검출하고, 상기 검출된 단색 패턴들의 계조 중 가장 큰 계조를 포함하는 단색 패턴들의 개수가 한 프레임 내에서 차지하는 비율을 상기 단색 비율신호로 생성하고,

상기 검출된 혼색 패턴들의 수와 단색 패턴들의 수의 비율에 따라 상기 게인 설정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 단색 비율신호 및 상기 게인 설정신호를 생성하는 단계는,

상기 3색 입력 데이터의 계조에 따라 혼색 패턴들과 단색 패턴들을 검출하고, 상기 검출된 단색 패턴들 중 가장 많은 단위픽셀 수를 가지는 단색 패턴들의 개수가 한 프레임 내에서 차지하는 비율을 상기 단색 비율신호로 생성하고,

상기 검출된 혼색 패턴들의 수와 단색 패턴들의 수의 비율에 따라 상기 게인 설정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 게인 값을 생성하는 단계는 상기 게인 설정신호에 따라 1 내지 2 범위의 게인 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 4색 출력 데이터를 생성하는 단계는,

상기 변조 기준값이 중간 계조 이상일 경우 상기 중간 계조보다 상기 옵셋 계조만큼 작은 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조 이상의 계조들을 상기 중간 계조 이상으로 쉬프트시키고,

상기 변조 기준값이 중간 계조 이하일 경우 상기 중간 계조보다 상기 옵셋 계조만큼 큰 상기 3색 출력 데이터 중 단색 데이터의 계조 이하의 계조들을 상기 중간 계조 이하로 쉬프트시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단색 비율신호에 따라 상기 디밍신호를 생성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
제 20 항에 있어서,

상기 디밍신호를 생성하는 단계는,

복수의 서로 다른 디밍커브 중 사용자의 선택에 대응되는 디밍커브를 선택하는 단계와,

상기 선택된 디밍커브를 참조하여 상기 단색 비율신호에 대응되는 상기 디밍신호를 생성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.