KR20080051817A - 액정 표시 장치 및 그의 감마 곡선 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 감마 곡선 생성 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 및 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 그리고 상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 출력하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 제1 영상 신호는 제1 감마 곡선을 따르고, 상기 제2 영상 신호는 제2 감마 곡선을 따르며, 상기 제1 감마 곡선 및 상기 제2 감마 곡선의 합성은 목표 감마 곡선이며, 상기 제1 감마 곡선의 한계 영역(A1, A2) 및 제2 감마 곡선의 한계 영역(B1, B2)은 각각, A1=1, B1={(RA+RB)/RB}×LT-RA/RB, A2={(RA+RB)/RA}×LT, B2=0(RA 및 RB는 상기 제1 및 제2 부화소의 면적이며 LT는 상기 목표 감마 곡선 상의 목표 휘도)을 충족하며, 상기 제1 감마 곡선의 영역(A3, A4) 및 제2 감마 곡선의 영역(B3, B4)은, A3=a×g+b, B3={(RA+RB)/RB}×LT-(RA/RB)×A3, B4=c×g+d, A4={(RA+RB)/RA}×LT-(RB/RA)×B4(A3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P1(XA, 1), P2(0, YA)으로부터 만들어지는 직선이며, B3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P3(XB, 0), P4(GLMAX, YB)로부터 만들어지는 직선이며, GLMAX은 최고 계조 값)을 충족하며,A3와 A4가 만나는 제1 부분 및 B3와 B4가 만나는 제2 부분 중 적어도 어느 하나는 2차 보간을 이용하여 곡선 처리 된다.
감마 곡선, SPVA, 옐로이쉬, 색좌표

Description

액정 표시 장치 및 그의 감마 곡선 생성 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR GENERATING GAMMA CURVE THEREOF}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 대한 등가 회로도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 감마 곡선을 도시하는 그래프.
도 4는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 색 보정 전의 색좌표를 도시하는 그래프.
도 5는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 정면을 기준으로 색 보정한 경우의 색좌표를 도시하는 그래프.
도 6은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 측면을 기준으로 색 보정한 경우의 색좌표를 도시하는 그래프.
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 한 실시예에 따라 감마 곡선을 생성하는 방법을 순차적으로 도시하는 그래프.
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 감마 곡선 생성 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.
현재의 액정 표시 장치는 R, G, B 각각의 화소의 전기 광학적 특성이 다름에도 불구하고, 전기 광학적 특성이 동일하다는 가정 하에 전기적인 신호를 동일하게 사용한다. 따라서 실제로 R, G, B의 감마 특성을 독립적으로 측정해 보면 하나의 곡선으로 일치하지 않는다. 이러한 결과로 인하여 계조별 색감이 일정하지 않거나 한 쪽으로 심하게 편향되는 경우가 있게 된다.
예를 들어 PVA 모드의 액정 표시 장치에서는 일반적으로 밝은 계조에서는 R 성분이 많으며 어두운 계조에서는 B 성분이 많다. 이로 인해 임의의 색상을 표시할 때 어두운 계조로 갈수록 푸르게 보이며, 만일 사람의 얼굴을 표시하는 경우에는 푸른색 계통의 색감이 가미되므로 차가운 색감을 나타낸다. 이는 계조 표현 시 계조 레벨의 증감과는 무관하게 색 온도 특성을 가져야 하지만 어두운 레벨 쪽으로 갈수록 색 온도가 급격히 상승하여, B 성분이 강하게 나타나기 때문이다.
이에 따라 R, G, B 각각의 감마 곡선을 독립적으로 변형시켜서 적응형 색 보정(adaptive color correction, 이하 ACC라 함) 기능을 갖는 액정 표시 장치가 개발되어 왔다.
그러나 이러한 색 보정 기술을 적용한 경우에는 액정 표시판 조립체의 측면에는 화면이 노랗게 시인되는 옐로이쉬(yellowish) 현상이 발생한다. 이에 따라 액정 표시판 조립체 측면의 광특성을 기준으로 색 보정을 행하면 정면에서 옐로이쉬가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 정면과 측면 모두의 옐로이쉬를 제거하여 액정 표시 장치의 화면 표시를 더욱 우수하게 하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 제1 및 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 그리고 상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 출력하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 제1 영상 신호는 제1 감마 곡선을 따르고, 상기 제2 영상 신호는 제2 감마 곡선을 따르며, 상기 제1 감마 곡선 및 상기 제2 감마 곡선의 합성은 목표 감마 곡선이며, 상기 제1 감마 곡선의 한계 영역(A1, A2) 및 제2 감마 곡선의 한계 영역(B1, B2)은 각각, A1=1, B1={(RA+RB)/RB}×LT-RA/RB, A2={(RA+RB)/RA}×LT, B2=0(RA 및 RB는 상기 제1 및 제2 부화소의 면적이며 LT는 상기 목표 감마 곡선 상의 목표 휘도)을 충족하며, 상기 제1 감마 곡선의 영역(A3, A4) 및 제2 감마 곡선의 영역(B3, B4)은, A3=a×g+b, B3={(RA+RB)/RB}×LT-(RA/RB)×A3, B4=c×g+d, A4={(RA+RB)/RA}×LT-(RB/RA)×B4(A3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P1(XA, 1), P2(0, YA)으로부터 만들어지는 직선이며, B3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P3(XB, 0), P4(GLMAX, YB)로부터 만들어지는 직선이며, GLMAX은 최고 계조 값)을 충족하며, A3와 A4가 만나는 제1 부분 및 B3와 B4가 만나는 제2 부분 중 적어도 어느 하나는 2차 보간을 이용하여 곡선 처리된다.
상기 목표 휘도 LT는, LT=(GL/GLMAX)γ(GL은 계조 값, GLMAX는 최고 계조 값)을 충족할 수 있다.
상기 γ는 2.2일 수 있다.
상기 2차 보간은 PCHIP(piecewise cubic hermite interpolation) 알고리즘을 이용할 수 있다.
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 어느 하나가 상기 2차 보간으로써 곡선 처리되면, 나머지 하나는 상기 목표 감마 곡선과의 관계에 의하여 계산될 수 있다.
상기 제1 부화소의 전압과 상기 제2 부화소의 전압은 서로 다를 수 있다.
상기 제1 부화소의 면적과 상기 제2 부화소의 면적은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법은 제1 감마 곡선을 따르는 제1 부화소 및 제2 감마 곡선을 따르는 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법으로서, A1=1, B1={(RA+RB)/RB}×LT-RA/RB, A2={(RA+RB)/RA}×LT, B2=0(RA 및 RB는 상기 제1 및 제2 부화소의 면적이며 LT는 목표 감마 곡선 상의 목표 휘도)를 충족하는 상기 제1 감마 곡선의 한계 영역(A1, A2) 및 제2 감마 곡선의 한계 영역(B1, B2)을 산출하는 단계, A3=a×g+b, B3={(RA+RB)/RB}×LT-(RA/RB)×A3, B4=c×g+d, A4={(RA+RB)/RA}×LT-(RB/RA)×B4(A3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P1(XA, 1), P2(0, YA)으로부터 만들어지는 직선이며, B3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P3(XB, 0), P4(GLMAX, YB)로부터 만들어지는 직선이며, GLMAX은 최고 계조 값)을 충족하는 상기 제1 감마 곡선의 영역(A3, A4) 및 제2 감마 곡선의 영역(B3, B4)을 산출하는 단계, A3와 A4의 만나는 제1 부분 및 B3와 B4의 만나는 제2 부분 중 적어도 어느 하나는 2차 보간을 이용하여 곡선 처리하는 단계를 포함한다.
상기 목표 휘도 LT는, LT=(GL/GLMAX)γ(GL은 계조 값, GLMAX는 최고 계조 값)을 충족할 수 있다.
상기 γ는 2.2일 수 있다.
상기 2차 보간은 PCHIP(piecewise cubic hermite interpolation) 알고리즘을 이용할 수 있다.
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 어느 하나가 상기 2차 보간으로써 곡선 처리되면, 나머지 하나는 상기 목표 감마 곡선과의 관계에 의하여 계산될 수 있다.
상기 제1 부화소의 전압과 상기 제2 부화소의 전압은 서로 다를 수 있다.
상기 제1 부화소의 면적과 상기 제2 부화소의 면적은 서로 다를 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 붙였다. 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 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 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-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 둘 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소 전극(PEa, PEb)을 포함하는 화소 전극(PE)를 포함한다. 각 부화소 전극(PEa, PEb)은 신호선(G1-Gn, D1-Dm)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-Gn)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D1-Dm)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 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 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-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)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 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-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 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 처리한다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 및 제2 부화소 전극(PEa, PEb)을 각각 포함하는 제1 및 제2 부화소를 포함하므로 두 부화소에 상응하는 데이터 전압에 상응하는 두 가지 영상 신호의 감마 곡선을 생성한다. 신호 제어부(600)는 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-Dm)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-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 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압 이 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 제어부(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-Gn)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 3 내지 도 5를 참고하여 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 색 보정 결과에 대하여 살펴본다.
도 3은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 색 보정 전의 색좌표를 도시하는 그래프이며, 도 4는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 정면을 기준으로 색 보정한 경우의 색좌표를 도시하는 그래프이고, 도 5는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 측면을 기준으로 색 보정한 경우의 색좌표를 도시하는 그래프이다.
도 3을 참고하면, 계조에 따른 색좌표(x, y)를 정면 및 측면에서 조사하여 도시하였다. 측면 및 정면 각각의 색좌표(x, y)는 모두 96 계조에서 192 계조 사 이에 그래프의 형태가 갑자기 꺾이는 계단 특성이 나타난다. 이러한 부분에서는 액정 표시 장치의 표시 동작 중에 옐로이쉬로 시인된다. 즉, 어떠한 색 보정도 행하지 않은 경우 정면 및 측면 모두에서 옐로이쉬 현상이 나타난다.
도 4를 참고하면, 액정 표시판 조립체의 정면 휘도에 근거하여 색 보정한 경우 정면의 색좌표는 64 계조 이상에서 변화없이 평평하게 나타나고 있음을 알 수 있다. 그러나 측면의 색좌표는 128 계조 내지 160 계조 사이 및 224 계조 내지 256 계조 사이에서 계단 특성이 나타나며 이에 따라 옐로이쉬 현상이 시인될 수 있다.
도 5를 참고하면, 액정 표시판 조립체의 측면 휘도에 근거하여 색 보정한 경우 측면의 색좌표는 64 계조 이상에서 큰 변화가 없이 대체로 평평하게 나타난다. 그러나 정면의 색좌표는 64 계조 내지 128 계조 사이에서 급하게 꺾여 이 부분에서 옐로이쉬 현상이 시인된다.
따라서 정면을 기준으로 하거나 측면을 기준으로 색 보정을 하면 모두 어느 다른 부분에서 옐로이쉬 현상이 나타남을 알 수 있다. 따라서 정면 및 측면 색좌표 모두에 있어서 계단 특성이 나타나지 않는 감마 곡선을 생성할 필요성이 있다.
이제 도 6을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감마 곡선에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 액정 표시 장치의 감마 곡선의 한 예를 도시하는 그래프이다.
도 6을 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.
이제 도 7 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따라 제1 및 제2 감마 곡선을 생성하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 한 실시예에 따라 제1 및 제2 감마 곡선을 생성하는 방법을 순차적으로 도시하는 그래프이다.
먼저 도 7에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)의 한계 영역을 도출한다.
제1 감마 곡선(A Gamma)의 한계 영역은 도 7의 A1, A2로 표시하였으며, A1, A2는 다음 수학식 1 및 수학식 2로 표현된다.
A1=1
A2={(RA+RB)/RA}×LT
제2 감마 곡선(B Gamma)의 한계 영역은 도 7의 B1, B2로 표시하였으며, B1, B2는 다음 수학식 3 및 수학식 4로 표현된다.
B1={(RA+RB)/RB}×LT-RA/RB
B2=0
수학식 1 내지 수학식 4에서, RA 및 RB는 상기 제1 및 제2 부화소의 면적이며 LT는 목표 감마 곡선(G gamma) 상의 목표 휘도이다.
수학식 1 내지 수학식 4에 의하여 정의되는 선(A1, A2, B1, B2)들의 내부 영역, 즉 도 7의 빗금 친 부분은 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)의 한계 영역이 된다.
그런 후 도 8과 같이 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)의 영역을 도출한다. 제1 감마 곡선(A Gamma)의 영역은 도 8의 A3, A4로 표시하였으며, A3, A4는 다음 수학식 5 및 수학식 7로 표현된다.
A3=a×g+b
B3={(RA+RB)/RB}×LT-(RA/RB)×A3
제2 감마 곡선(B Gamma)의 영역은 도 8의 B3, B4로 표시하였으며, B3, B4는 다음 수학식 6 및 수학식 8로 표현된다.
B4=c×g+d
A4={(RA+RB)/RA}×LT-(RB/RA)×B4
여기서, 수학식 5는 도 7에 도시한 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)의 한계 영역 내의 임의의 점 P1(XA,1) 및 P2(0, YA)을 잇는 직선이다. 즉, 수학식 5의 a는 (1-YA)/XA이며, b는 YA이다.
수학식 7은 도 7에 도시한 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)의 한계 영역 내의 임의의 점 P3(255, YB) 및 P4(XB, 0)을 잇는 직선이다. 즉, 수학식 7의 c는 YB/(255-XB)이고 d는 ??YBXB/(255-XB)이다. 한편, P3의 가로축 값인 255는 본 실시예를 256 계조로 가정하였을 때 최고 계조값을 가르키며, 다른 계조 범위를 갖는 액정 표시 장치에서도 최고 계조값으로 정할 수 있다.
또한 LT는 해당 계조에서 목표 휘도를 나타내며, LT는 목표 감마 곡선(G gamma) 상에 있다. LT는 다음 수학식 9에 의하여 정해진다.
LT=(GL/GLMAX)γ
여기서 GL은 해당 계조 값을 의미하며, GLMAX는 해당 액정 표시 장치의 계조 범위 중 최대값을 의미하며, 본 실시예에서는 255이다. γ는 상수값으로서 방송 신호에 따라 다양하게 정해질 수 있으며, 일반적으로 2.2이다.
결국 도 8에 따르면 A1은 A3로 이동하며 이에 따라 A2는 A4로 이동한다. 또한 B1은 B3로 이동하며, B2는 B4로 이동한다. 이에 따라 제1 및 제2 감마 곡선(A Gamma, B Gamma)의 영역이 정해진다.
이어서 도 9와 같이, A3 및 A4의 제1 경계 부분(C1) 및 B3 및 B4의 제2 경계 부분(C2)을 곡선 처리하여 최종적인 제1 감마 곡선(A gamma) 및 제2 감마 곡선(B gamma)를 생성한다.
이 때 제1 및 제2 경계 부분(C1, C2)은 2차 보간을 이용하여 완만하게 처리할 수 있으며, 2차 보간은 예를 들어 PCHIP(piecewise cubic hermite interpolation) 알고리즘을 이용할 수 있다.
이를 위하여 A3 및 A4의 경계점으로부터 수직 거리가 h인 제1점(P5), 제1 점(P5)으로부터 왼쪽을 향하여 수평 거리가 S1인 제2점(P6), 제1점(P6)으로부터 오른쪽을 향하여 수평 거리가 S2인 제3점(P7)을 정한다. 여기서 제2점(P6)은 제1 감마 곡선(A gamma)의 영역 중 A3 위에 존재하며, 제3점(P7)은 제1 감마 곡선(A gamma)의 영역 중 A4 위에 존재한다. 제1 내지 제3점(P5, P6, P7) 사이를 곡선으로 완만하게 처리하면 최종적인 제1 감마 곡선(A gamma)이 완성된다.
제2 감마 곡선(B gamma) 역시 제1 감마 곡선(A gamma)과 같은 방법으로 완성할 수 있으나, 목표 감마 곡선(G gamma)은 제1 감마 곡선(A gamma) 및 제2 감마 곡선(B gamma)의 합성의 산물이므로, 일단 제1 감마 곡선(A gamma)을 구하고 목표 감마 곡선(G gamma)와의 관계로부터 제2 감마 곡선(B gamma)을 구할 수도 있다.
이와 같은 방법으로 생성된 제1 감마 곡선(A gamma) 및 제2 감마 곡선(B gamma)을 따르는 액정 표시 장치는 최대 시야각을 갖는 감마 곡선 조합을 다양하게 생성할 수 있으며, 색좌표 상의 계단 특성을 제거할 수 있어 측면 및 정면 옐로이쉬 현상을 방지할 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 최대 시야각을 갖는 두 가지 감마 곡선의 다양한 조합을 더욱 간단하게 생성할 수 있으며, 이렇게 생성된 감마 곡선 조합은 색좌표 상의 계단 특성을 제거하여 정면과 측면 모두의 옐로이쉬를 제거할 수 있다. 이로써 액정 표시 장치의 화면 표시 품질을 높일 수 있다.

Claims (14)

  1. 제1 및 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 그리고
    상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제1 영상 신호 및 상기 제1 부화소에 인가되는 데이터 전압에 상응하는 제2 영상 신호를 출력하는 신호 제어부
    를 포함하고,
    상기 제1 영상 신호는 제1 감마 곡선을 따르고, 상기 제2 영상 신호는 제2 감마 곡선을 따르며, 상기 제1 감마 곡선 및 상기 제2 감마 곡선의 합성은 목표 감마 곡선이며,
    상기 제1 감마 곡선의 한계 영역(A1, A2) 및 제2 감마 곡선의 한계 영역(B1, B2)은 각각,
    A1=1, B1={(RA+RB)/RB}×LT-RA/RB
    A2={(RA+RB)/RA}×LT, B2=0
    (RA 및 RB는 상기 제1 및 제2 부화소의 면적이며 LT는 상기 목표 감마 곡선 상의 목표 휘도)
    을 충족하며,
    상기 제1 감마 곡선의 영역(A3, A4) 및 제2 감마 곡선의 영역(B3, B4)은,
    A3=a×g+b, B3={(RA+RB)/RB}×LT-(RA/RB)×A3
    B4=c×g+d, A4={(RA+RB)/RA}×LT-(RB/RA)×B4
    (A3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P1(XA, 1), P2(0, YA)으로부터 만들어지는 직선이며, B3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P3(XB, 0), P4(GLMAX, YB)로부터 만들어지는 직선이며, GLMAX은 최고 계조 값)
    을 충족하며,
    A3와 A4가 만나는 제1 부분 및 B3와 B4가 만나는 제2 부분 중 적어도 어느 하나는 2차 보간을 이용하여 곡선 처리되는
    액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 목표 휘도 LT는,
    LT=(GL/GLMAX)γ(GL은 계조 값, GLMAX는 최고 계조 값)
    을 충족하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 γ는 2.2인 액정 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 2차 보간은 PCHIP(piecewise cubic hermite interpolation) 알고리즘을 이용하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 어느 하나가 상기 2차 보간으로써 곡선 처리되면, 나머지 하나는 상기 목표 감마 곡선과의 관계에 의하여 계산되는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 부화소의 전압과 상기 제2 부화소의 전압은 서로 다른 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제1 부화소의 면적과 상기 제2 부화소의 면적은 서로 다른 액정 표시 장치.
  8. 제1 감마 곡선을 따르는 제1 부화소 및 제2 감마 곡선을 따르는 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법으로 서,
    A1=1, B1={(RA+RB)/RB}×LT-RA/RB
    A2={(RA+RB)/RA}×LT, B2=0
    (RA 및 RB는 상기 제1 및 제2 부화소의 면적이며 LT는 목표 감마 곡선 상의 목표 휘도)를 충족하는 상기 제1 감마 곡선의 한계 영역(A1, A2) 및 제2 감마 곡선의 한계 영역(B1, B2)을 산출하는 단계,
    A3=a×g+b, B3={(RA+RB)/RB}×LT-(RA/RB)×A3
    B4=c×g+d, A4={(RA+RB)/RA}×LT-(RB/RA)×B4
    (A3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P1(XA, 1), P2(0, YA)으로부터 만들어지는 직선이며, B3는 상기 한계 영역 중의 임의의 두 점 P3(XB, 0), P4(GLMAX, YB)로부터 만들어지는 직선이며, GLMAX은 최고 계조 값)을 충족하는 상기 제1 감마 곡선의 영역(A3, A4) 및 제2 감마 곡선의 영역(B3, B4)을 산출하는 단계,
    A3와 A4의 만나는 제1 부분 및 B3와 B4의 만나는 제2 부분 중 적어도 어느 하나는 2차 보간을 이용하여 곡선 처리하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 목표 휘도 LT는,
    LT=(GL/GLMAX)γ(GL은 계조 값, GLMAX는 최고 계조 값)
    을 충족하는 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 γ는 2.2인 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법.
  11. 제8항에서,
    상기 2차 보간은 PCHIP(piecewise cubic hermite interpolation) 알고리즘을 이용하는 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법.
  12. 제8항에서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 어느 하나가 상기 2차 보간으로써 곡선 처리되면, 나머지 하나는 상기 목표 감마 곡선과의 관계에 의하여 계산되는 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법.
  13. 제8항에서,
    상기 제1 부화소의 전압과 상기 제2 부화소의 전압은 서로 다른 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법.
  14. 제8항에서,
    상기 제1 부화소의 면적과 상기 제2 부화소의 면적은 서로 다른 액정 표시 장치의 감마 곡선 생성 방법.
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