KR20100000848A

KR20100000848A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20100000848A
Application number: KR1020080060497A
Authority: KR
Inventors: 강원석; 정호영; 정우남
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2010-01-06

Abstract

본 발명은 고 화질의 화상 구현이 가능한 액정표시장치가 개시된다.

본 발명의 액정표시장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소를 가지는 액정표시패널과, 액정표시패널 주변의 조도를 검출하는 조도 센싱부와, 조도 센싱부로부터 검출된 주위 조도에 따라 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터를 이용하여 액정표시패널의 휘도를 가변하기 위한 제1 및 제2 출력 데이터를 생성하는 데이터 변조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

조도, 색 재현, 휘도, 고화질, 시인성

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 고 화질의 화상 구현이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 크게 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device) 및 유기전계발광 표시장치(Organic electro luminescence Display device) 등이 있다.

표시장치들 중 액정표시장치는 후면의 광원에서 발생한 빛을 전면에 있는 액정표시패널의 각 화소가 일종의 광 스위치 역할을 하여 선택적으로 투과시킴으로 인하여 화상을 디스플레이하는 장치이다. 즉, 종래의 음극선관(CRT: cathode ray tube)이 전자선의 세기를 조절하여 휘도를 제어하는데 반하여, 액정표시장치는 광원에서 발생한 광의 세기를 제어하여 화면이 디스플레이된다.

액정표시장치는 액정표시패널과, 타이밍 컨트롤러와, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 공급된 타이밍 신호를 이용하여 액정표시패널을 구동시키는 게이트 및 데이터 드라이버를 포함한다.

액정표시패널은 스캔 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인들과, 상기 게이트 라인들과 교차되어 영상 데이터를 전달하는 데이터 라인들을 포함하고, 상기 게이트 라인들 및 데이터 라인들에 의해 정의되는 화소와, 상기 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차영역에 형성된 박막 트랜지스터를 포함한다.

액정표시패널에는 표현되는 영상이 정지 영상일 경우, 하나의 프레임으로 이루어지며, 복수의 순차적인 정지 영상이 연속적으로 표현되는 동영상일 경우 복수의 프레임으로 이루어진다. 상기 영상이 동영상일 경우, 상기 액정표시패널의 액정층은 각 프레임에 해당하는 데이터 신호의 크기만큼 연속적으로 구동된다.

이와 같은 액정표시장치는 주위 조도와 관계없이 데이터 계조레벨을 결정하는 감마기준전압을 일정하게 발생함으로써, 주변 조도와 관계없이 일정한 휘도의 화면을 제공한다. 이에 따라, 일반적인 액정표시장치는 밝은 주변 환경에서 화면의 휘도가 낮아지는 문제가 있었다.

즉, 일반적인 액정표시장치는 주변 조도에 따라 시인성이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 고 화질의 화상 구현이 가능한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는,

적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소를 가지는 액정표시패널: 상기 액정표시패널 주변의 조도를 검출하는 조도 센싱부; 및 상기 조도 센싱부로부터 검출된 주위 조도에 따라 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터를 이용하여 상기 액정표시패널의 휘도를 가변하기 위한 제1 및 제2 출력 데이터를 생성하는 데이터 변조부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액정표시장치는 액정표시장치의 주위 조도를 검출하여 검출된 주위 조도에 따라 저조도에서는 고 색재현율을 유지하며, 고조도에서는 고휘도 및 시인성을 확보할 수 있도록 주위 조도에 따라 변조된 제1 출력 데이터 또는 제2 출력 데이터를 선택적으로 액정표시패널에 공급함으로써, 고 화질의 화상 구현이 가능한 액정표시장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서는 평판 표시장치 중에 액정표시장치를 일 예로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 데이터 변조부의 구조를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 교차되며, 그 교차부에 액정 셀(Clc)을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(120)와, 상기 액정표시패널(110)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)로 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(130)와, 게이트 드라이버(130)와 데이터 드라이버(120)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(150)를 포함한다.

본 발명의 액정표시장치는 타이밍 컨트롤러(150) 또는 도시되지 않은 외부의 시스템으로부터 공급된 데이터 신호(Data)를 주위 조도에 따라 보상하는 데이터 변조부(170)와, 액정표시패널(110)의 주위 조도를 검출하는 조도 센싱부(160)를 더 포함한다.

액정표시패널(110)은 액정 셀마다 스위칭 소자로써, 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된다. 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 접속되며, 드레인 전극은 액정 셀(Clc)의 화소 전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다. 액정 셀(Clc)의 공통 전극에는 공통전압(Vcom)이 공급되고, 스토리지 캐패시터(Cst)는 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온될 때 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터 공급되 는 데이터 전압을 충전하여 액정 셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

스캔 펄스가 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급되면, 박막 트랜지스터(TFT)는 턴-온되어 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널을 형성하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm) 상의 전압을 액정 셀(Clc)의 화소 전극에 공급한다. 이때 액정 셀(Clc)의 액정분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의해 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.

데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 구동 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 또한, 데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력된 데이터(Data)를 샘플링하여 래치한 다음 감마전압 발생부로부터 공급된 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정 셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 구동 제어신호(DCS)는 SSP, SSC, SOE, POL 등을 포함한다.

게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호(GCS)에 의해 스캔 펄스 즉, 게이트 드라이버(130)는 스캔 펄스를 순차적으로 발생하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다.

여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호(GCS)는 GSP, GSC, GOE 등을 포함한다.

타이밍 컨트롤러(150)는 시스템(100)으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호(Vsync/Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 클럭 신호(clk) 및 데이터 신호(Data)를 이용하여 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어한다.

데이터 변조부(170)는 적색, 녹색 및 청색 화소들의 입력 데이터(Data Ri, Gi, Bi)를 공급받아 조도 센싱부(160)로부터 검출된 조도에 따라 저조도에서는 고 색재현율을 유지하고, 고조도에서는 고 색재현율, 고 휘도를 유지하여 시인성을 확보하는 역할을 한다. 여기서, 본 발명의 화소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소로 이루어진다.

데이터 변조부(170)는 비교기(170), 룩업 테이블(Look-up table, 173), 적색 계산회로(174a), 녹색 계산회로(174b), 청색 계산회로(174c), 저조도 블럭(176), 고조도 블럭(175) 및 선택기(175)를 포함한다.

본 발명의 데이터 변조부(170)는 액정표시장치의 주변 조도에 따라 최적의 휘도 데이터를 출력하는 역할을 한다.

상기 데이터 변조부(170)의 각 구성들을 설명함과 동시에 액정표시장치의 주변 조도가 저조도인 경우와 고저도의 경우를 나누어 설명하도록 한다.

먼저, 액정표시장치의 주변 조도가 저조도의 경우, 저조도 블럭(176)으로부터 출력되는 제1 출력 데이터(LWo, LRo, LGo, LBo)는 다음과 같은 구성들로부터 생성된다.

비교기(171)는 서브 화소들의 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 공급받고, 상기 서브 화소들의 적색, 녹색 및 청색(Ri, Gi, Bi)의 값을 서로 비 교한다. 상기 서브 화소들의 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 비교하여 얻어진 최소값(Yimin)은 룩업 데이블(173)로 출력되고, 서브 화소들의 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 비교하여 얻어진 최대값(Yimax)은 적색 계산회로(174a), 녹색 계산회로(174b) 및 청색 계산회로(174c)로 각각 출력된다.

룩업 테이블(173)은 상기 최소값(Yimin)을 수신하고, 상기 최소값(Yimin)을 이용하여 휘도를 조절하는 백색 서브 화소에 공급되는 백색 출력 휘도 데이터(Wo)로 변환한다.

적색 계산회로(174a)는 적색 입력 데이터(Ri), 상기 최대값(Yimax) 및 상기 백색 출력 휘도 데이터(Wo)를 공급받아 수학식 1에 따라 계산을 수행한다.

녹색 계산회로(174b)는 녹색 입력 데이터(Gi), 상기 최대값(Yimax) 및 상기 백색 출력 휘도 데이터(Wo)를 공급받아 수학식 2에 따라 계산을 수행한다.

청색 계산회로(174c)는 청색 입력 데이터(Bi), 상기 최대값(Yimax) 및 상기 백색 출력 휘도 데이터(Wo)를 공급받아 수학식 3에 따라 계산을 수행한다.

그 결과 적색, 녹색 및 청색 계산회로(174a, 174b, 174c)로부터 출력되는 적색, 녹색 및 청색 출력 휘도 데이터(Ro, Go, Bo)를 각각 얻는다.

예를 들어 비교기(171)로 입력되는 적색 입력 데이터(Ri)가 240, 녹색 입력 데이터(Gi)가 160, 청색 입력 데이터(Bi)가 120인 경우에 대해 설명하도록 한다.

비교기(171)는 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 수신하고, 최소값(Yimin)을 룩업 테이블(173)로 출력하고, 최대값(Yimax)을 적색, 녹색 및 청색 계산회로(174a, 174b, 174c)에 각각 공급한다. 따라서, 최소값(Yimin)은 120이 되고, 최대값(Yimax)은 240이 된다. 여기서, 룩업 테이블(173)로부터 출력되는 백색 출력 휘도 데이터(Wo)는 120이 된다.

적색, 녹색 및 청색 계산회로(174a, 174b, 174c)는 상기 수학식 1 내지 3을 통해 적색, 녹색 및 청색 출력 휘도 데이터(Ro, Go, Bo)가 얻어진다. 즉 적색, 녹색 및 청색 출력 휘도 데이터(Ro, Go, Bo)는 각각 240, 120, 60이 된다.

이상에서 같이, 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)는 Ri:Gi:Bi = 240:160:120 = 6:4:3이고, 최종 저조도 블럭(176)으로부터 출력되는 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 휘도 데이터(Ro, Go, Bo. Wo)는 (Ro+Wo):(Go+Wo):(Bo+Wo) = 360:240:180 = 6:4:3이다. 따라서, Ri:Gi:Bi = (Ro+Wo):(Go+Wo):(Bo+Wo)의 관계가 충족된다.

상기 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 휘도 데이터(Ro, Go, Bo. Wo)는 상기 저조도 블럭(176)으로 입력되며, 상기 저조도 블럭(176)은 제1 출력 데이터(LRo, LGo, LBo. LWo)를 선택기(178)로 출력한다. 여기서, 상기 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 휘도 데이터(Ro, Go, Bo. Wo)는 상기 제1 출력 데이터(LRo, LGo, LBo. LWo)와 동일한 값을 가진다.

즉, 저조도 블럭(176)은 액정표시장치의 주위 조도가 저조도의 경우, 색도 및 휘도를 향상시켜 액정표시패널에 디스플레이되는 화상의 색 재현율을 향상시키는 역할을 한다.

액정표시장치의 주변 조도가 고조도의 경우, 고조도 블럭(175)으로부터 출력되는 제2 출력 데이터(HRo, HGo, HBo. HWo)는 다음과 같은 구성들로부터 생성된다.

고조도 블럭(175)은 비교기(171)에 입력되는 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)를 수신하고, 상기 룩업 테이블(173)로부터 출력되는 백색 출력 휘도 데이터(Wo)를 수신한다. 또한, 고조도 블럭(175)은 상기 조도 센싱부(160)로부터 검출된 주위 조도(Io)를 수신한다.

고조도 블럭(175)은 수학식 4에 따라 계산을 수행한다.

이상에서의 수학식 4를 통해 고조도 블럭(175)은 대략 70%의 명도를 가지는 제2 출력 데이터(HRo, HGo, HBo. HWo)를 생성한다.

고조도 블럭(175)은 약 70%의 명도를 가지는 제2 출력 데이터(HRo, HGo, HBo. HWo)를 선택기(178)로 출력한다.

고조도 블럭(175)은 액정표시장치의 주위 조도가 고조도인 경우, 고휘도 및 시인성을 확보할 수 있는 변조된 상기 제2 출력 데이터(HRo, HGo, HBo. HWo)를 생성하는 역할을 한다.

선택기(178)는 외부로부터 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 제어신호(ICS)에 의해 상기 저조도 블럭(176) 또는 고조도 블럭(175)으로부터 출력되는 제1 출력 데이터(LRo, LGo, LBo. LWo) 또는 제2 출력 데이터(HRo, HGo, HBo. HWo) 중 어느 하나를 출력단(output)으로 출력한다.

여기서, 상기 제어신호(ICS)는 조도 센싱부(160)로부터 검출된 주위 조도에 따라 상기 제1 출력 데이터(LRo, LGo, LBo. LWo) 또는 제2 출력 데이터(HRo, HGo, HBo. HWo)를 선택하는 역할을 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시장치의 주위 조도를 검출하여 검출된 주위 조도에 따라 저조도에서는 고 색재현율을 유지하며, 고조도에서는 고휘도 및 시인성을 확보할 수 있도록 주위 조도에 따라 변조된 제1 출력 데이터(LRo, LGo, LBo. LWo) 또는 제2 출력 데이터(HRo, HGo, HBo. HWo)를 선택적으로 액정표시패널에 공급함으로써, 고 화질의 화상 구현이 가능한 액정표시장치를 구현할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 데이터 변조부의 구조를 도시한 도면이다.

Claims

적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소를 가지는 액정표시패널:

상기 액정표시패널 주변의 조도를 검출하는 조도 센싱부; 및

상기 조도 센싱부로부터 검출된 주위 조도에 따라 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터를 이용하여 상기 액정표시패널의 휘도를 가변하기 위한 제1 및 제2 출력 데이터를 생성하는 데이터 변조부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1 항에 있어서,

상기 데이터 변조부는,

상기 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터를 수신하여 비교하는 비교부;

상기 비교부로부터 상기 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터의 최저값을 수신하는 룩업 테이블;

상기 룩업 테이블로부터 출력되는 백색 출력 휘도 데이터와, 상기 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터를 각각 수신하는 적색, 녹색 및 청색 계산회로;

상기 적색, 녹색 및 청색 계산회로로부터 각각 출력되는 적색, 녹색, 청색 출력 휘도 데이터와, 상기 룩업 테이블로부터 출력되는 상기 백색 출력 휘도 데이터를 이용하여 상기 제1 출력 데이터를 생성하는 저조도 블럭;

상기 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터와, 상기 백색 출력 휘도 데이터 및 상기 조도 센싱부로부터 검출된 주위 조도를 이용하여 상기 제2 출력 데이터를 생성 하는 고조도 블럭; 및

상기 저조도 블럭 및 고조도 블럭으로부터 생성된 상기 제1 및 제2 출력 데이터 중 어느 하나를 선택하는 선택기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2 항에 있어서,

상기 데이터 변조부는 저조도의 경우, 상기 적색, 녹색 및 청색 출력 휘도 데이터와, 상기 백색 출력 휘도 데이터와 동일한 상기 제1 출력 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2 항에 있어서,

상기 데이터 변조부는 고조도의 경우, 상기 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터와, 상기 백색 출력 휘도 데이터를 이용하여 상기 제2 출력 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 출력 데이터는 명도가 대략 70%인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2 항에 있어서,

상기 제2 출력 데이터는 입력된 상기 적색, 녹색 및 청색 입력 데이터와, 백색 출력 휘도 데이터를 이용하여 수학식
으로 얻어진 값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.