KR20080025931A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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김헌주
류한진
최성식
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Abstract

균일한 휘도를 제공하여 액정 표시 장치의 제조 원가를 절감할 수 있는 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 소정 데이터 전압을 인가했을 경우, 서로 다른 휘도를 나타내는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 액정 패널, 상기 소정 데이터 전압이 인가될 경우 상기 액정 패널이 나타내야 할 기준 휘도가 저장되어 있는 메모리 및 상기 소정 데이터 전압에 대응하는 화상 데이터를 제공받아, 상기 제1 영역 및 제2 영역이 상기 기준 휘도를 나타낼 수 있도록 상기 화상 데이터를 보정하는 휘도 보정부를 포함한다.
휘도, ACC, 직하형, 액정 표시 장치

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 데이터의 휘도 보정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 내부 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘도 보정부 내부 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 데이터를 보정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디더링 처리와 프레임 레이트 컨트롤 처리를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 데이터의 휘도 보정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 데이터의 휘도 보정을 나타내는 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 액정 패널 200: 구동 전압 발생부
300: 게이트 구동부 400: 감마 전압 발생부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
610: 메모리 620: 휘도 보정부
622: R 데이터 보정부 624: G 데이터 보정부
626: B 데이터 보정부 632: R 다계조화부
634: G 다계조화부 636: B 다계조화부
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 휘도를 제공하여 액정 표시 장치의 제조 원가를 절감할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 각 화소를 스위칭하는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성된 TFT 기판과, 색화소가 형성된 컬러필터 기판 및 TFT 기판 및 컬러필터 기판과의 사이에 밀봉된 액정층으로 구성된다. 액정층을 이루는 액정은 두 개의 기판 사이에 가해지는 전계에 따라서 배열이 변경되고, 배열에 따라서 광 투과도(transmissive index)가 변경되는 특징을 갖는다.
이러한 액정 표시 장치는 광을 제공하는 램프의 위치에 따라 에지형 액정 표 시 장치와 직하형 액정 표시 장치로 나누어진다.
에지형 액정 표시 장치는 도광판의 측면에 인접하여 배치된 하나 이상의 램프를 구비한다. 이때, 도광판은 램프로부터 발생된 광의 경로를 변경하여 액정 패널로 출사한다.
직하형 액정 표시 장치는 다수의 램프를 구비하며, 램프 하부에는 램프에서 발생된 광이 액정 패널의 표시부로 집중 조사될 수 있도록 반사판이 배치되어 있으며, 이는 광의 이용 효율을 최대한 좋게 하기 위함이다.
그러나, 직하형 액정 표시 장치는 램프가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역의 휘도보다 램프가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역의 휘도가 더 높게 나타난다. 이로 인해, 액정 패널 전체의 휘도가 균일하지 않다는 문제점이 있다.
그리고, 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시키기 위해 램프와 램프 사이의 거리와, 램프와 확산판까지의 거리의 비가 1.7이하가 되어야 한다. 이때, 램프에서 확산판까지 일정한 간격을 유지하도록 해야 하므로 액정 표시 장치의 두께가 두꺼워지게 되고, 이로 인해 인쇄 회로 기판과 액정 패널을 연결하는 구동 칩 패키지의 길이가 길어지게 된다. 따라서, 액정 표시 장치의 제조 원가가 상승되는 단점이 있다.
또한, 램프와 확산판 사이에 존재하는 일정 간격으로 인해 확산판이 자체 하중으로 인해 아래로 처지는 현상이 발생하게 되며, 확산판 상부에 액정 패널이 놓여지게 되면 확산판이 아래로 더욱 처지게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 균일한 휘도를 제공하여 액정 표시 장치의 제조 원가를 절감할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 소정 데이터 전압을 인가했을 경우, 서로 다른 휘도를 나타내는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 액정 패널, 상기 소정 데이터 전압이 인가될 경우 상기 액정 패널이 나타내야 할 기준 휘도가 저장되어 있는 메모리 및 상기 소정 데이터 전압에 대응하는 화상 데이터를 제공받아, 상기 제1 영역 및 제2 영역이 상기 기준 휘도를 나타낼 수 있도록 상기 화상 데이터를 보정하는 휘도 보정부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하 게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(10)는 전체적으로 보아 액정 패널 어셈블리(130), 백라이트 어셈블리(140) 및 상부 수납 용기(110)를 포함한다.
그리고 액정 패널 어셈블리(130)는 박막 트랜지스터 표시판(133), 공통 전극 표시판(134)을 포함하는 액정 패널(136), 액정(미도시), 게이트 테이프 캐리어 패키지(131), 데이터 테이프 캐리어 패키지(132) 및 인쇄회로기판(135)을 포함한다.
액정 패널(136)은 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)과 박막 트랜지스터 어레이, 화소 전극 등을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판(133)과, 블랙 매트릭스(black matrix), 공통 전극 등을 포함하고 박막 트랜지스터 표시판(133)에 대향하도록 배치된 공통 전극 표시판(134)을 포함한다.
그리고 게이트 테이프 캐리어 패키지(131)는 박막 트랜지스터 표시판(133)에 형성된 각 게이트 라인(미도시)에 접속되고, 데이터 테이프 캐리어 패키지(132)는 박막 트랜지스터 표시판(133)에 형성된 각 데이터 라인(미도시)에 접속된다.
한편 인쇄회로기판(135)에서는 게이트 테이프 캐리어 패키지(131)에 게이트 구동 신호 및 데이터 테이프 캐리어 패키지(132)에 데이터 구동 신호를 입력가능하도록 하는 게이트 구동신호 및 데이터 구동신호를 모두 처리하기 위한 여러 구동 부품이 실장된다.
그리고 백라이트 어셈블리(140)는 광학 시트들(141), 광학 플레이트(142), 램프(143), 반사판(144)을 포함한다.
램프(143)로는 LED(Light Emitted Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등을 사용할 수 있다. 이러한 램프(143)는 외부로부터 램프(143)에 인가된 램프 구동전압에 의해 광을 발생한다. 또한 램프(143)는 균일한 거리로 이격되어 동위상 병렬 연결되고, 직하형으로 구성될 수 있다. 램프(143) 내부의 방전 가스의 분포가 일정하도록 하여 균일한 휘도를 얻기 위해서 램프(143)는 액정 패널(136)에 대하여 가로 방향으로 배열되는 것이 바람직하다.
광학 플레이트(142)는 램프(143)의 상부에 설치될 수 있으며, 램프(143)에서 발생한 광의 휘도 균일성을 향상시키는 역할을 한다.
반사판(144)은 램프(143)의 하부에 설치되어 램프(143)의 하부로 방출되는 광을 상부로 반사한다. 이러한 반사판(144)은 하부 수납용기(160)의 바닥면에 일체로 형성될 수도 있다. 즉 하부 수납용기(160)를 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금 등의 반사도가 높은 물질로 구성하여 하부 수납용기(160) 자체가 반사판(144)의 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수도 있다.
그리고 광학 시트들(141)은 광학 플레이트(142) 상부에 설치되며, 램프(143)로부터 전달되는 광을 확산하고 집광하는 역할을 한다. 광학 시트들(141)은 확산 시트(diffusion sheet), 제1 프리즘 시트, 제2 프리즘 시트 등을 포함한다.
여기서 확산 시트는 램프(143) 상부에 위치하고 램프(143)로부터 입사되는 광의 휘도 및 휘도 균일성을 향상시키는 역할을 한다.
제1 프리즘 시트는 확산 시트 상부에 위치하고, 제1 프리즘 시트의 일면에는 확산 시트로부터 확산된 광을 집광하여 출사하기 위한 삼각기둥 모양의 프리즘 패턴(미도시)이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 예를 들어, 제1 프리즘 시트로는 휘도 강화 필름(Brightness Enhancement Film-Ⅲ, BEF-Ⅲ™, 제조사 3M)을 사용할 수 있다.
제2 프리즘 시트는 제1 프리즘 시트 상부에 위치하고, 광을 집광 및 편광하여 출사하는 다층 구조의 반사형 편광 프리즘 시트이다. 예를 들어, 제2 프리즘 시트로는 듀얼 휘도 강화 필름(Dual Brightness Enhancement Film, DBEF™, 제조사 3M)을 사용할 수 있다. 다만 제1 프리즘 시트만으로도 휘도 및 시야각을 충분히 확보할 수 있는 경우 제2 프리즘 시트는 제외될 수 있다.
백라이트 어셈블리(140)는 이러한 광학 시트들(141), 광학 플레이트(142), 램프(143) 및 반사판(144)을 수납하는 수납 프레임(150) 및 하부 수납 용기(160)를 포함한다.
액정 패널 어셈블리(130)는 광학 시트들(141) 위에 설치되며, 수납 프레임(150)의 지지를 받으며 하부 수납 용기(160) 내에 안착된다. 수납 프레임(150)은 직사각형 형상의 가장자리를 따라 형성된 측벽들로 구성되며 내측벽에 단차부 또는 돌기부가 형성되어 액정 패널 어셈블리(130)를 지지할 수 있는 구조로 이루어진다. 하부 수납 용기(160)는 직사각형 형상을 가지고 상면의 가장자리를 따라 측벽이 형 성되어 측벽 내에 백라이트 어셈블리(140) 및 액정 패널 어셈블리(130)를 수용하여 고정시키는 역할을 수행한다. 또한 하부 수납 용기(160)는 다수의 광학 시트들(141)이 휘어지는 것을 방지한다. 그리고 액정 패널 어셈블리(130)의 인쇄회로기판(135)은 하부 수납 용기(160)의 외측벽을 따라 절곡되어 하부 수납 용기(160)의 측벽 또는 배면에 안착된다. 여기서, 백라이트 어셈블리(140) 또는 액정 패널 어셈블리(130)를 하부 수납 용기(160)에 수용하는 방법에 따라서 하부 수납 용기(160)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
그리고 하부 수납 용기(160)에 수납된 액정 패널 어셈블리(130)의 상면을 덮도록 상부 수납 용기(110)가 하부 수납 용기(160)와 결합되도록 배치된다. 상부 수납 용기(110)의 상면에는 액정 패널 어셈블리(130)를 외부로 노출시키는 윈도우가 형성되어 있다.
상부 수납 용기(110)는 후크 결합(미도시) 및/또는 나사 결합(미도시)을 통하여 하부 수납 용기(160)와 체결될 수 있다. 이뿐만 아니라, 상부 수납 용기(110)와 하부 수납 용기(160)의 결합은 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 데이터의 휘도 보정을 나타내는 도면이다.
동일한 데이터 전압을 액정 패널(100)로 인가했을 경우, 액정 패널(100)은 동일한 휘도를 나타내야 한다. 그러나, 직하형 액정 표시 장치(도 1 참조)는 도 2에서와 같이, 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)이 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)보다 더 높은 휘 도를 갖게 되어 액정 패널(100)은 전체적으로 서로 다른 휘도(A)를 갖게 된다.
따라서, 본 발명에서는 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)에 해당하는 화상 데이터가 기준 휘도(c)를 갖도록 화상 데이터를 보정(B)한다. 이때, 기준 휘도(c)는 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도일 수 있다. 결과적으로, 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도와 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도가 동일하게 되고, 이로 인해 액정 패널은 전체적으로 균일한 휘도를 갖게 된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 액정 패널(100), 구동 전압 발생부(200), 게이트 구동부(300), 감마 전압 발생부(400), 데이터 구동부(500), 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 패널(100)은 등가 회로로 볼 때 다수의 표시 신호선(G1 - Gn, D1 -Dm)과 이에 연결되어 있으며, 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 단위 화소(pixel)를 포함한다.
여기서, 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)은 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트선(G1 - Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1 - Dm)을 포함한다. 게이트선(G1 - Gn)은 행방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1 - Dm)은 열방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 단위 화소는 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 커패시터(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 TFT 기판에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1 - Gn) 및 데이터선(D1 - Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)에 연결되어 있다.
액정 커패시터(Clc)는 TFT 기판의 화소 전극과 컬러 필터 기판의 공통 전극(24)을 두 단자로 하며 두 전극 사이의 액정층은 유전체로서 기능한다. 화소 전극은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극은 컬러 필터 기판의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 여기에서, 공통 전극이 TFT 기판에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.
유지 커패시터(Cst)는 TFT 기판에 구비된 별개의 신호선(미도시)과 화소 전극이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압이 인가된다(독립 배선 방식). 그러나, 유지 커패시터(Cst)는 화소 전극이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다(전단 게이트 방식).
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 단위 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터를 구비함으로써 가능하다. 여기에서, 컬러 필터는 컬러 필터 기판의 해당 영역에 형성할 수 있으며, 또한, TFT 기판의 화소 전극 위 또는 아래에 형성할 수 도 있다.
액정 패널(100)의 TFT 기판 및 컬러 필터 기판 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(미도시)가 부착된다.
구동 전압 발생부(200)는 다수의 구동 전압을 생성한다. 예를 들어, 구동 전압 발생부(200)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff) 및 공통 전압(Vcom)을 생성한다.
게이트 구동부(300)는 액정 패널(100)의 게이트선(G1 - Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1 - Gn)에 인가한다.
감마 전압 발생부(400)는 단위 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 감마 전압을 생성할 수 있다. 즉, 두 벌 중 한 벌은 정극성 데이터 전압이고, 다른 한 벌은 부극성 데이터 전압이 된다. 정극성 데이터 전압과 부극성 데이터 전압은 공통 전압(Vcom)에 대해 데이터 전압의 극성이 반대인 전압을 의미하며, 반전 구동시 교대하여 액정 패널에 각각 제공된다.
데이터 구동부(500)는 액정 패널(100)의 데이터선(D1 - Dm)에 연결되어 있으며, 감마 전압 발생부(400)로부터 제공된 다수의 감마 전압에 기초하여 다수의 계조 전압을 생성하고, 생성된 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 단위 화소에 인가하며 통상 다수의 집적 회로로 이루어진다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(300) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(300) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다. 한편, 신호 제어부(600)는 내부에 휘도 보정부(620)를 포함하며, 이를 통해 균일한 휘도를 갖는 화상 데이터를 액정 패널(100)로 전달한다. 이에 대한 설명은 도 4를 참조하여 자세하게 설명한다.
이하에서 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기로부터 RGB 화상 데이터(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 화상 데이터(R, G, B)를 액정 패널(100)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(300)로 제공하고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 화상 데이터(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 제공한다.
여기서, 게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클럭 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다. 이 중, 출력 인에이블 신호(OE)와 게이트 클럭 신호(CPV)는 구동 전압 발생부(200)로 제공된다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 화상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1 - Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(VCOM)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 '공통 전압 에 대한 데이터 전압의 극성'을 줄여 '데이터 전압의 극성'이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 단위 화소에 대응하는 화상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 중 각 화상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 화상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.
게이트 구동부(300)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 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.
하나의 게이트선(G1 - Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴온되어 있는 동안[이 기간을 '1H' 또는 '1 수평 주기(horizontal period)'이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D1 - Dm)에 공급한다. 데이터선(D1 - Dm)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 단위 화소에 인가된다.
액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판에 부착된 편광자(미도시)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1 - Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 단위 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 단위 화소에 인가되는 데이터 전압의 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 전압의 극성이 바뀌거나('라인 반전'), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다('도트 반전').
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 내부 블록도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘도 보정부 내부 블록도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 데이터를 보정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 메모리부(610)와 휘도 보정부(620)를 포함한다.
메모리(610)는 화상 데이터(R, G, B)에 대응하는 데이터 전압이 인가될 경우, 액정 패널(100)이 나타내야 할 기준 휘도가 저장되어 있다. 이때, 기준 휘도는 도 2에서와 같이 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도 또는 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도일 수 있다. 여기에서, 메모리(610)는 신호 제어부(600)의 내부에 배치될 수 있으며, 또한 신호 제어부(600)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 메모리(610)는 ROM으로 이루어질 수 있다.
휘도 보정부(620)는 R 데이터 보정부(622), G 데이터 보정부(624), B 데이터 보정부(626)와 이에 각각 연결된 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)를 포함한다.
R, G 및 B 데이터 보정부(622, 624, 626)는 외부로부터 제공되는 n 비트의 화상 데이터(R, G, B)를 메모리(610)에 저장되어 있는 기준 휘도에 맞게 미리 정해진 m 비트의 화상 데이터로 변환한 후에 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)에 각각 출력한다.
R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 m 비트(m>n)의 화상 데이터를 R, G 및 B 각각의 n 비트 화상 데이터로 변환한 후 신호 제어부(600)에 제공한다. 여기에서, R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 시간적으로 디더링(dithering) 처리와 프레임 레이트 컨트롤(frame rate control) 처리를 수행한다. 이러한 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 하나의 다계조화부로 될 수 있다.
도 6을 참조하면, 150 계조에 해당하는 B 화상 데이터의 휘도를 원하는 값으로 낮추기 위해서는 이에 해당하는 계조의 B 화상 데이터가 입력되어야 한다. 즉, 도 6에서 148.5 계조에 해당하는 B 화상 데이터가 입력될 때 원하는 휘도를 얻을 수 있다. 따라서, 외부로부터 입력되는 150 계조의 B 화상 데이터를 B 데이터 보정부(626)를 통해 148.5 계조의 화상 데이터로 보정하여야 한다. 그런데 입력되는 화상 데이터가 8비트라면, 148.5 계조를 표현할 수 없으므로, 더 높은 비트를 사용하여 표현해야 한다. 예를 들어 10비트를 사용한다면 148.5 계조는 594(=148.5×4)로 대응시킬 수 있다.
그리고, 데이터 구동부(500)로 전달되는 화상 데이터는 n 비트 또는 그 이하 의 비트를 사용하므로 다계조화부(632, 634, 636)에서는 m 비트의 화상 데이터에 대하여 공간적 디더링 처리와 시간적 프레임 레이트 컨트롤 처리를 하여 데이터 구동부(500)로 제공한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디더링 처리와 프레임 레이트 컨트롤 처리를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 10비트의 화상 데이터는 상위 8비트의 데이터와 하위 2 비트의 데이터로 나눌 수 있으며, 하위 2비트의 데이터는 ‘00’, ‘01’, ‘10’ 또는 ‘11’이 된다. 이때, 하위 2비트의 데이터가 ‘00’인 경우를 표시하기 위해서는 인접하는 4개의 화소를 전부 상위 8비트의 데이터로 표현하면 된다. 그리고, 하위 2비트의 데이터가 ‘01’인 경우를 표시하기 위해서는 인접하는 4개의 화소 중 하나의 화소에는 사위 8비트의 데이터에 1을 더한 값을 표시하면, 4개의 화소에서는 평균적으로 하위 2비트가 ‘01’인 경우가 된다. 이때, 플리커가 발생하지 않도록 상위 8비트+1에 해당하는 화소의 위치를 도 7에 도시한 바와 같이 프레임에 따라 이동시키면 된다.
마찬가지로, 하위 2비트가 ‘10’인 경우에는 인접하는 4개의 화소에서 2개의 화소를 상위 8비트+1의 데이터로 표시하고, 하위 2비트가 ‘11’인 경우에는 3개의 화소를 상위 8비트+1의 데이터로 표시하면 된다. 그리고 이 경우에도 플리커가 발생하지 않도록 8비트+1의 데이터로 표시되는 화소의 위치를 프레임에 따라 변경시키면 된다. 도 7에서는 4n, 4n+1, 4n+2 및 4n+3 프레임에 따라 화소의 위치를 변경하는 방법을 나타내고 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 데이터의 휘도 보정을 나타내는 도면이다.
동일한 데이터 전압을 액정 패널(100)로 인가했을 경우, 액정 패널(100)은 동일한 휘도를 나타내야 한다. 그러나, 직하형 액정 표시 장치(도 1 참조)는 도 8에서와 같이, 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도가 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도보다 더 낮은 휘도를 갖게 되어 액정 패널(100)은 전체적으로 서로 다른 휘도(A)를 갖게 된다.
따라서, 본 발명에서는 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)에 해당하는 화상 데이터가 기준 휘도(c)를 갖도록 화상 데이터를 보정(B)한다. 이때, 기준 휘도(c)는, 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도일 수 있다. 결과적으로, 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도와 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도가 동일하게 되고, 이로 인해 액정 패널은 전체적으로 균일한 휘도를 갖게 된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 본 발명의 제1 실시예(도 4 참조)와 같이 동일한 구조를 갖으며, 또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 데이터를 보정하는 방법은 본 발명의 제1 실시예(도 6 참조)와 같이 동일한 방법을 사용하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 메모리부(610)와 휘도 보 정부(620)를 포함한다.
메모리(610)는 화상 데이터(R, G, B)에 대응하는 데이터 전압이 인가될 경우, 액정 패널(100)이 나타내야 할 기준 휘도가 저장되어 있다. 이때, 기준 휘도는 도 8에서와 같이 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도 또는 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도일 수 있다.
휘도 보정부(620)는 R 데이터 보정부(622), G 데이터 보정부(624), B 데이터 보정부(626)와 이에 각각 연결된 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)를 포함한다.
R, G 및 B 데이터 보정부(622, 624, 626)는 외부로부터 제공되는 n 비트의 화상 데이터(R, G, B)를 메모리(610)에 저장되어 있는 기준 휘도에 맞게 미리 정해진 m 비트의 화상 데이터로 변환한 후에 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)에 각각 출력한다.
R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 m 비트(m>n)의 화상 데이터를 R, G 및 B 각각의 n 비트 화상 데이터로 변환한 후 신호 제어부(600)에 제공한다. 여기에서, R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 시간적으로 디더링(dithering) 처리와 프레임 레이트 컨트롤(frame rate control) 처리를 수행한다. 이러한 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 하나의 다계조화부로 될 수 있다.
그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 데이터를 보정하는 방법은 도 6에서와 같이 동일한 방법을 사용하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 데이터의 휘도 보정을 나타내는 도면이다.
동일한 데이터 전압을 액정 패널(100)로 인가했을 경우, 액정 패널(100)은 동일한 휘도를 나타내야 한다. 그러나, 직하형 액정 표시 장치(도 1 참조)는 도 9에서와 같이, 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도와 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도가 달라 액정 패널(100)은 전체적으로 서로 다른 휘도(A)를 갖게 된다.
따라서, 본 발명에서는 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)과 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)에 해당하는 화상 데이터가 기준 휘도(c)를 갖도록 화상 데이터를 보정(c)한다. 이때, 기준 휘도(c)는 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도보다는 높고, 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도보다 낮을 수 있다. 결과적으로, 램프(143)가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도와 램프(143)가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도가 동일하게 되고, 이로 인해 액정 패널은 전체적으로 균일한 휘도를 갖게 된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 본 발명의 제1 실시예(도 4 참조)와 같이 동일한 구조를 갖으며, 또한 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 데이터를 보정하는 방법은 본 발명의 제1 실시예(도 6 참조)와 같이 동일한 방법을 사용하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 메모리부(610)와 휘도 보정부(620)를 포함한다.
메모리(610)는 화상 데이터(R, G, B)에 대응하는 데이터 전압이 인가될 경우, 액정 패널(100)이 나타내야 할 기준 휘도가 저장되어 있다. 이때, 기준 휘도는 도 9에서와 같이 램프가 위치하지 않는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(b)의 휘도보다는 높고, 램프가 위치하는 곳에 대응되는 액정 패널의 소정 영역(a)의 휘도보다 낮을 수 있다.
휘도 보정부(620)는 R 데이터 보정부(622), G 데이터 보정부(624), B 데이터 보정부(626)와 이에 각각 연결된 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)를 포함한다.
R, G 및 B 데이터 보정부(622, 624, 626)는 외부로부터 제공되는 n 비트의 화상 데이터(R, G, B)를 메모리(610)에 저장되어 있는 기준 휘도에 맞게 미리 정해진 m 비트의 화상 데이터로 변환한 후에 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)에 각각 출력한다.
R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 m 비트(m>n)의 화상 데이터를 R, G 및 B 각각의 n 비트 화상 데이터로 변환한 후 신호 제어부(600)에 제공한다. 여기에서, R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 시간적으로 디더링(dithering) 처리와 프레임 레이트 컨트롤(frame rate control) 처리를 수행한다. 이러한 R, G 및 B 다계조화부(632, 634, 636)는 하나의 다계조화부로 될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 액정 표시 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 신호 제어부 내부에 휘도 보정부를 구비하여 액정 패널 전체의 휘도를 균일하게 조절할 수 있다.
둘째, 램프에서 확산판까지 일정한 간격을 유지하지 않아도 되므로 인쇄 회로 기판과 액정 패널을 연결하는 구동 칩 패키지의 길이가 짧아지게 되어 액정 표시 장치의 제조 원가가 절감된다.
셋째, 램프에서 확산판까지 일정한 간격을 유지하지 않아도 되므로 확산판이 아래로 처지는 현상을 방지할 수 있다.

Claims (13)

  1. 소정 데이터 전압을 인가했을 경우, 서로 다른 휘도를 나타내는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 액정 패널;
    상기 소정 데이터 전압이 인가될 경우 상기 액정 패널이 나타내야 할 기준 휘도가 저장되어 있는 메모리; 및
    상기 소정 데이터 전압에 대응하는 화상 데이터를 제공받아, 상기 제1 영역 및 제2 영역이 상기 기준 휘도를 나타낼 수 있도록 상기 화상 데이터를 보정하는 휘도 보정부를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 휘도는 상기 제1 영역이 나타내는 휘도에 해당하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역보다 높은 휘도를 갖는 영역이며,
    상기 휘도 보정부는 상기 제2 영역이 상기 제1 영역과 동일한 휘도를 나타낼 수 있도록 상기 제2 영역에 대응되는 상기 화상 데이터를 보정하는 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 휘도 보정부는,
    n 비트의 화상 데이터를 m 비트의 화상 데이터로 확장하는 데이터 보정부; 및
    상기 m 비트의 화상 데이터를 상기 n 비트의 화상 데이터로 축소하는 데이터 축소부를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 데이터 축소부는 디더링 처리와 프레임 레이트 제어 처리를 수행하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 휘도는 상기 제2 영역이 나타내는 휘도에 해당하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 제2 영역보다 낮은 휘도를 갖는 영역이며,
    상기 휘도 보정부는 제1 영역이 상기 제2 영역과 동일한 휘도를 나타낼 수 있도록 상기 제1 영역에 대응되는 상기 화상 데이터를 보정하는 액정 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 휘도 보정부는,
    n 비트의 화상 데이터를 m 비트의 화상 데이터로 확장하는 데이터 보정부; 및
    상기 m 비트의 화상 데이터를 상기 n 비트의 화상 데이터로 축소하는 데이터 축소부를 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 축소부는 디더링 처리와 프레임 레이트 제어 처리를 수행하는 액정 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 휘도는 상기 제1 영역의 휘도 보다는 높고, 상기 제2 영역의 휘도 보다 낮은 액정 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 휘도 보정부는 상기 제1 영역 및 제2 영역이 상기 기준 휘도를 나타낼 수 있도록 상기 화상 데이터를 보정하는 액정 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 휘도 보정부는,
    n 비트의 화상 데이터를 m 비트의 화상 데이터로 확장하는 데이터 보정부; 및
    상기 m 비트의 화상 데이터를 상기 n 비트의 화상 데이터로 축소하는 데이터 축소부를 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터 축소부는 디더링 처리와 프레임 레이트 제어 처리를 수행하는 액정 표시 장치.
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