KR20080046981A - 액정 표시 장치 및 그의 영상 신호 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 영상 신호 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 및 제2 부화소를 포함하는 복수의 화소, 상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제2 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 출력하는 영상 신호 처리부, 상기 제1 및 제2 영상 신호 각각에 대하여 온도에 따른 보정값을 저장하는 룩업 테이블을 포함하고, 상기 영상 신호 처리부는 상기 룩업 테이블에 저장되어 있는 값을 근거하여 상기 제1 및 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나의 보정값이 정해진다.

interpolation, LUT, 온도보정

Description

액정 표시 장치 및 그의 영상 신호 보정 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF MODIFYING IMAGE SIGNALS FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호 제어부를 도시하는 블록도.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 및 제2 부화소의 계조에 따른 휘도를 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 및 제2 부화소에입력되는 영상 신호에서 계조에 따른 출력 코드를 도시하는 그래프.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 액정 표시 장치의 영상 신호를 보정하는 방법을 설명하는 그래프.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 룩업 테이블을 도시하는 도면.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 액정 표시 장치의 영상 신호를 보정하는 방법을 설명하는 그래프.

본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 영상 신호 보정 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.

이러한 액정 표시 장치에서 외부의 그래픽 소스(graphics source)로부터 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 등과 같은 기본색(primary color)의 영상 신호가 입력된다. 액정 표시 장치의 신호 제어부는 이 영상 신호를 적절히 처리한 후 IC(integrated circuit) 등으로 이루어진 데이터 구동부에 제공한다. 데이터 구동부는 인가된 영상 신호에 해당하는 아날로그 계조 전압을 선택하여 액정 표시판 조립체에 인가한다.

한편 액정 표시 장치의 액정은 주변 온도에 따라 전압-휘도간 특성이 변하는 특성을 가지고 있다. 따라서 이를 보상하기 위하여 휘도에 대한 정보를 가지고 있 는 영상 신호를 온도에 따라 보정하면 주변 온도가 변하더라도 액정의 특성 변화를 보상할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주변 온도를 고려하여 영상 신호를 보정하여 온도에 따른 액정의 변화 특성을 보상하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 및 제2 부화소를 포함하는 복수의 화소, 상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제2 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 출력하는 영상 신호 처리부, 상기 제1 및 제2 영상 신호 각각에 대하여 온도에 따른 보정값을 저장하는 룩업 테이블을 포함하고, 상기 영상 신호 처리부는 상기 룩업 테이블에 저장되어 있는 값을 근거하여 상기 제1 및 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나의 보정값이 구해진다.

상기 룩업 테이블에는 상기 제1 또는 제2 영상 신호의 전체 계조 값 중 일부의 계조 값에 대한 보정값이 저장되어 있을 수 있다.

상기 룩업 테이블에 저장되어 있지 않은 계조 값에 대한 제1 또는 제2 영상 신호의 보정값은 각각 보간법에 의하여 구하여 질 수 있다.

상기 보간법은, V_f=(V_i-V_n)/(V_n+1-V_n)×(V_n+1'-V_n')+V_n'(V_n 은 보정 전 제1 출력 코드, V_n'보정 후 제1 출력 코드, V_n+1은 보정 전 제2 출력 코드, V_n+1'은 보정 후 제 2 출력 코드, Vi는 보정 전 제3 출력 코드, Vf는 보정 후 제3 출력 코드이며, 보정 전 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 전 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있으며, 보정 후 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 후 제 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있다)을 충족하도록 이루어 질 수 있다.

상기 제1 또는 제2 영상 신호 중 어느 하나의 영상 신호에 대하여 상기 보간법에 의하여 보정값을 구한 경우 다른 하나의 영상 신호는, L_B R_B =(R_A+R_B)(L_A+L_B)-R_AL_A(L_A 및 L_B는 각각 제1 및 제2 영상 신호의 보정된 출력 코드이며, R_A 및 R_B는 각각 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소의 면적이다.)에 의하여 산출될 수 이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법은 제1 및 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법으로서, 상기 제1 부화소에 입력되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제2 부화소에 입력되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 입력 받는 단계, 상기 제1 및 제2 영상 신호 각각의 온도에 따른 보정값을 룩업 테이블에 저장하는 단계, 상기 룩업 테이블의 보정값에 따라 상기 제1 및 제2 영상 신호 각각을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 룩업 테이블에는 전체 계조 값중 일부 계조 값만을 저장할 수 있다.

상기 룩업 테이블에 저장되어 있지 않은 계조 값에 대한 제1 또는 제2 영상 신호 각각의 보정값은 보간법에 의하여 구하여 질 수 있다.

상기 보간법은, V_f=(V_i-V_n)/(V_n+1-V_n)×(V_n+1'-V_n')+V_n'(V_n 은 보정 전 제1 출력 코드, V_n'보정 후 제1 출력 코드, V_n+1은 보정 전 제2 출력 코드, V_n+1'은 보정 후 제2 출력 코드, Vi는 보정 전 제3 출력 코드, Vf는 보정 후 제3 출력 코드이며, 보정 전 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 전 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있으며, 보정 후 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 후 제 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있다)을 충족하도록 이루어 질 수 있다.

상기 제1 또는 제2 영상 신호 중 어느 하나의 영상 신호에 대하여 상기 보간법에 의하여 보정값을 구한 경우 다른 하나의 영상 신호의 보정값은, L_B R_B =(R_A+R_B)(L_A+L_B)-R_AL_A(L_A 및 L_B는 각각 제1 및 제2 영상 신호의 보정된 출력 코드이며, R_A 및 R_B는 각각 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소의 면적이다.)에 의하여 산출될 수 있다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 한 실시에에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 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 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)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 둘 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게 이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PEa, PEb)를 포함한다. 각 부화소(PEa, PEb)는 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(storage capacitor)(도시하지 않음)를 포함한다. 유지 축전기는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D₁-D_m)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기는 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 축전기는 화소 전극(PE)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 기 본색을 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 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(PE) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)에는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 구비되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우 에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

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-G_n, D₁-D_m) 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 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 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, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)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 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 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 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 부화소 전극(PEa, PEb)에 인가된다.

부화소 전극(PEa, PEb)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 각 액정 축전기(Clca, Clcb)의 충전 전압, 즉 부화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 부화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.

하나의 입력 영상 데이터는 한 쌍의 출력 영상 데이터로 변환되고 이들은 한 쌍의 부화소에 서로 다른 투과율을 부여한다. 따라서 두 부화소는 서로 다른 감마 곡선을 나타내며 한 화소(PX)의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선이 된다. 정면에서의 합성 감마 곡선은 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 이와 같이 영상 데이터를 변환함으로써 측면 시인성이 향상된다.

이와 같은 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치에서는, 신호 제어 부(600)가 한 화소(PX)에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)를 수신하여 두 부화소 전극(PEa, PEb)에 대한 출력 영상 신호(DAT)로 변환하여 데이터 구동부(500)에 전송할 수 있다. 이와는 달리, 계조 전압 생성부(800)에서 두 부화소에 대한 계조 전압 집합을 따로 만들고 이를 번갈아 데이터 구동부(500)에 제공하거나, 데이터 구동부(500)에서 이를 번갈아 선택함으로써, 두 부화소에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다.

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-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 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(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

이제 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호 제어부의 블록도 이다.

도 3을 참고하면 본 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 입력부(610), 제1 영상 신호 처리부(620), 제2 영상 신호 처리부(630), 프레임 메모리(631) 및 출력부(640)을 포함한다.

입력부(610)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B)를 받는 부분이다.

제1 영상 신호 처리부(620)는 입력부(610)로부터 전달받은 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 처리하는 부분이다.

액정 축전기(Clca, Clcb)의 양단에 전압을 인가하면 액정 분자들은 그 전압에 대응하는 안정한 상태로 재배열하여 목표하는 광투과율을 달성한다. 그러나 액정 분자는 주변의 온도에 따라 전압에 따른 휘도의 상관 관계가 변하는 특성을 가지고 있다. 따라서 주변 온도를 고려하여 화소(PX)에 인가하는 데이터 전압을 목표 데이터 전압보다 높이거나 낮추어 액정의 온도에 따른 특성을 보상할 필요가 있다. 영상 신호 처리부(620)는 특히 온도에 따라 액정의 전압-휘도간 상관 관계가 변하는 것을 고려하여 감마 곡선을 보정하는 영상 신호 처리 동작을 수행한다.

제2 영상 신호 처리부(630)는 액정의 응답 속도를 높이기 위하여 영상 신호를 보정하는 부분이다.

액정 축전기(Clc)의 양단에 전압을 인가하면 액정층(3)의 액정 분자들은 그 전압에 대응하는 안정한 상태로 재배열하고자 하는데, 액정 분자의 응답 속도가 늦기 때문에 안정한 상태에 이르기까지는 어느 정도의 시간이 소요된다. 액정 축전 기(Clc)에 인가되는 전압을 계속해서 유지하고 있으면 액정 분자는 안정한 상태에 이르기까지 계속해서 움직이고 그 동안 광투과율 또한 변화한다. 따라서 액정 분자가 안정한 상태에 이르기 까지의 시간을 고려하여 화소(PX)에 인가하는 데이터 전압을 목표 데이터 전압보다 크거나 작게 할 필요가 있으며 그 방법 중 하나가 바로 DCC(dynamic capacitance compensation)인데, 제2 영상 신호 처리부(630)는 특히 DCC처리를 수행하는 부분이다.

이러한 DCC처리는 적어도 2개 프레임의 영상 신호를 비교하여 보정하는데, 이를 위하여 이전 프레임의 영상 신호를 기억해둘 공간이 필요하며 프레임 메모리(631)가 이러한 역할을 수행한다.

출력부(640)는 처리가 완료된 출력 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

이와 같이 DCC 처리를 하는 제2 영상 신호 처리부(630)에 영상 신호가 입력되기 전에 온도에 따른 보정을 행하면 DCC 처리 시 온도 보정을 함께 하는 경우에 비하여 더욱 정교하게 온도 보상을 행할 수 있다. 또한 제2 영상 신호 처리부(630)에 온도 보상 회로 자체를 없애거나 사용되는 메모리 용량을 줄일 수 있다.

그러면 도 4 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 영상 신호 처리부(620)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 및 제2 부화소에서 계조에 따른 휘도를 나타내는 그래프이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 및 제2 부화소에서 계조에 따른 영상 신호의 계조 별 출력 코드의 한 예를 도시하는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 액정 표시 장치의 영상 신호를 보정하는 방법을 도시하는 그래프이며, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 룩업 테이블을 도시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 액정 표시 장치의 영상 신호를 보정하는 방법을 도시하는 그래프 이다.

먼저 도 4를 참고하면, 휘도에 따른 목표 감마 곡선(G Gamma), 제1 감마 곡선(A Gamma) 및 제2 감마 곡선(B Gamma)이 도시되어 있다. 이들 감마 곡선(G Gamma, A Gamma, B Gamma)을 참고하면 계조와 휘도는 일대일 관계이다. 제1 감마 곡선(A Gamma)은 제1 부화소의 계조 및 휘도의 관계를 나타내며, 제2 감마 곡선(B Gamma)은 제2 부화소의 계조 및 휘도의 관계를 나타낸다. 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)은 제1 및 제2 부화소 전압의 평균이 화소(PX) 전체의 목표 전압이 되도록 결정된다.

도 5를 참고하면, 도 4에 도시한 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)의 각 계조에 따른 출력을 디지털값으로 표현하였다. 이때 출력은 휘도 또는 투과율을 상대적인 수치로 정규화(normalize)하여 예를 들어 12bit의 디지털 값으로 표현하였다. 이를 앞으로 출력 코드라 한다.

이제 도 6 및 도 7을 참고하여, 도 5와 같이 표현된 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)을 주변 온도에 따라 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저 도 6과 같이 전체 계조 중 일부의 계조, 예를 들어 7개의 계조를 선택한다. 일부의 계조가 선택되면, 선택된 계조에 대응하는 출력 코드에 대하여 주변 온도에 따라 각 출력 코드의 보정값을 도 7과 같은 룩업 테이블에 저장한다. 온도는 도 7과 같이 0℃ 내지 50℃ 각각에 따라 각 출력 코드를 어떻게 보상할 것인 지를 저장할 수 있다.

이 때 선택하는 계조 값은 7개 보다 많거나 작을 수 있으며, 온도 범위도 도 7의 경우보다 더 많은 경우의 수 또는 더 적은 경우의 수를 정하여 저장할 수도 있다.

그런 후 입력 영상 신호(R, G, B)가 상기 선택된 계조 값에 해당되는 경우 도 7의 룩업 테이블로부터 보정값을 읽어와서 제2 영상 신호 보정부(630)로 출력한다. 만일 입력 영상 신호(R, G, B)가 상기 선택된 계조 값에 해당되지 않는 경우에는 보간법(interpolation)으로 연산하여 보정값을 구한다.

이제 도 8을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따라 보간법에 의하여 영상 신호를 보정하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 8을 참고하면 온도에 따른 보정을 하기 전의 감마 곡선(O gamma)(이하 보정 전 감마 곡선이라 한다) 및 보정한 후의 감마 곡선(C gamma) (이하 보정 후 감마 곡선이라 한다)이 도시되어 있다.

보정 전 감마 곡선(O gamma)에서 룩업 테이블(611)에 각각의 보정값이 저장되어 있으며 이웃하는 두 계조 값을 제1 및 제2 계조 값(X_n, X_n+1)이라 하고, 제1 및 제2 계조 값(X_n, X_n+1) 사이에 존재하며 룩업 테이블(611)에 보정값이 저장되어 있지 않은 계조 값을 제3 계조 값(X_i)라 한다. 제1 내지 제3 계조 값(X_n, X_n+1, Xi) 각각 에 대응하는 보정 전 출력 코드는 제1, 제2 및 제3 보정 전 출력 코드(V_n, V_n+1, V_i)라 한다. 제1, 제2 및 제3 보정 전 출력 코드(V_n, V_n+1, V_i) 각각의 보정 값은 보정 후 감마 곡선(C gamma) 상에 존재하며 각각 제1 내지 제3 보정 후 출력 코드(V_n', V_n+1', V_f)이다. 이 때 제1 및 제2 보정 후 출력 코드(V_n', V_n+1')는 앞서 설명한 바와 같이 도 7과 같은 룩업 테이블(611)에 저장되어 있으므로 룩업 테이블(611)의 내용을 읽어오기만 하면 된다. 그러나 제3 보정 후 출력 코드(V_f)는 하기 수학식에 의한 보간법으로 산출한다.

V_f=(V_i-V_n)/(V_n+1-V_n)×(V_n+1'-V_n')+V_n'

이와 같이 일부의 계조에 대한 출력 코드만을 보정하여 룩업 테이블(611)에 저장하고 나머지 값은 수학식 1과 같은 수식으로만 보정값을 계산하면, 모든 계조에 대한 출력 코드를 보정하여 룩업 테이블(611)에 저장하는 경우보다 룩업 테이블(611)의 용량을 줄일 수 있어 더욱 경제적이다.

한편, 앞서 설명한 제1 영상 신호 보정부(620)의 보정 방법은 제1 감마 곡선(A gamma) 또는 제2 감마 곡선(B gamma) 중 어느 하나에 따르는 영상 신호에 대한 것이다. 두 감마 곡선 (A gamma, B gamma) 중 어느 하나를 따른 영상 신호에 대한 온도 보정이 이루어진 후에는 다른 하나의 감마 곡선을 따르는 영상 신호에 대한 온도 보정은 다음 수학식 2에 의하여 구할 수 있다.

L_BR_B=(R_A+R_B)(L_A+L_B)-R_AL_A

여기서, L_A 및 L_B 는 각각 제1 부화소 및 제2 부화소 각각에 상응하는 영상 신호의 출력 코드 값이며, R_A 및 R_B은 각각 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)의 면적을 나타낸다. 즉, 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)의 면적에 따라 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)의 휘도가 달라지므로 이를 고려하면, 두 부화소 중 어느 하나에 상응하는 영상 신호를 보정하면, 나머지 하나에 상응하는 영상 신호도 수학식 2에 의하여 간단하여 보정할 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.

본 발명에 따르면 주변 온도를 고려하여 영상 신호를 보정하여 온도에 따른 액정의 변화 특성을 보상함에 있어서, 보상에 사용되는 메모리 용량을 줄이고, 보상의 미세 조정이 가능하다.

Claims (10)

1. 제1 및 제2 부화소를 포함하는 복수의 화소,

   상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제2 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 출력하는 영상 신호 처리부,

   상기 제1 및 제2 영상 신호 각각에 대하여 온도에 따른 보정값을 저장하는 룩업 테이블

   을 포함하고,

   상기 영상 신호 처리부는 상기 룩업 테이블에 저장되어 있는 값을 근거하여 상기 제1 및 제2 영상 신호 중 적어도 어느 하나의 보정값이 정해지는 액정 표시 장치.
2. 제1항에서,

   상기 룩업 테이블에는 상기 제1 또는 제2 영상 신호의 전체 계조 값 중 일부의 계조 값에 대한 보정값이 저장되어 있는 액정 표시 장치.
3. 제2항에서,

   상기 룩업 테이블에 저장되어 있지 않은 계조 값에 대한 제1 또는 제2 영상 신호의 보정값은 각각 보간법에 의하여 구하여 지는 액정 표시 장치.
4. 제3항에서,

   상기 보간법은,

   V_f=(V_i-V_n)/(V_{n +1}-V_n)×(V_{n +1}'-V_n')+V_n'

   (V_n 은 보정 전 제1 출력 코드, V_n'보정 후 제1 출력 코드, V_{n +1}은 보정 전 제2 출력 코드, V_n+1'은 보정 후 제2 출력 코드, Vi는 보정 전 제3 출력 코드, Vf는 보정 후 제3 출력 코드이며, 보정 전 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 전 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있으며, 보정 후 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 후 제 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있다)

   을 충족하도록 이루어 지는

   액정 표시 장치.
5. 제4항에서,

   상기 제1 또는 제2 영상 신호 중 어느 하나의 영상 신호에 대하여 상기 보간법에 의하여 보정값을 구한 경우 다른 하나의 영상 신호는,

   L_B R_B =(R_A+R_B)(L_A+L_B)-R_AL_A

   (L_A 및 L_B는 각각 제1 및 제2 영상 신호의 보정된 출력 코드이며, R_A 및 R_B는 각각 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소의 면적이다.)

   에 의하여 산출되는

   액정 표시 장치.
6. 제1 및 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법으로서,

   상기 제1 부화소에 입력되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제2 부화소에 입력되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 입력 받는 단계,

   상기 제1 및 제2 영상 신호 각각의 온도에 따른 보정값을 룩업 테이블에 저장하는 단계,

   상기 룩업 테이블의 보정값에 따라 상기 제1 및 제2 영상 신호 각각을 보정하는 단계

   를 포함하는 액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법.
7. 제6항에서,

   상기 룩업 테이블에는 전체 계조 값중 일부 계조 값만을 저장하는 액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법.
8. 제7항에서,

   상기 룩업 테이블에 저장되어 있지 않은 계조 값에 대한 제1 또는 제2 영상 신호 각각의 보정값은 보간법에 의하여 구하여 지는 액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법.
9. 제8항에서,

   상기 보간법은,

   V_f=(V_i-V_n)/(V_n+1-V_n)×(V_n+1'-V_n')+V_n'

   (V_n 은 보정 전 제1 출력 코드, V_n'보정 후 제1 출력 코드, V_n+1은 보정 전 제2 출력 코드, V_n+1'은 보정 후 제2 출력 코드, Vi는 보정 전 제3 출력 코드, Vf는 보정 후 제3 출력 코드이며, 보정 전 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 전 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있으며, 보정 후 제3 출력 코드에 대응하는 계조 값은 보정 후 제 제1 및 제2 출력 코드 각각에 대응하는 계조 값 사이에 있다)

   을 충족하도록 이루어 지는

   액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법.
10. 제9항에서,

    상기 제1 또는 제2 영상 신호 중 어느 하나의 영상 신호에 대하여 상기 보간법에 의하여 보정값을 구한 경우 다른 하나의 영상 신호의 보정값은,

    L_B R_B =(R_A+R_B)(L_A+L_B)-R_AL_A

    (L_A 및 L_B는 각각 제1 및 제2 영상 신호의 보정된 출력 코드이며, R_A 및 R_B는 각각 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소의 면적이다.)

    에 의하여 산출되는

    액정 표시 장치의 영상 신호 보정 방법.

Images