KR20110070392A - 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시영상의 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 액정표시장치는 영상 데이터가 표시되는 액정표시패널; 다수의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널에 조사되는 면광원을 매트릭스 형태의 블록 단위로 분할하는 백라이트 유닛; 상기 영상 데이터를 상기 블록 단위로 분석하고, 인접한 여러 프레임에 걸친 영상 밝기의 블록별 누적 평균값에 비례하도록 블록별 디밍값을 결정하되, 상기 분석 결과에 기초한 해당 프레임의 블록별 대표값을 각 위치에 대응되는 이웃한 이전 프레임들의 블록별 대표값들과 비교하여 영상의 변화량을 산출하고, 이 산출 결과를 기초로 누적 프레임수를 가변시키는 백라이트 제어회로; 및 상기 블록별 디밍값에 따라 듀티비가 가변되는 펄스 폭 변조로 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 백라이트 구동회로를 구비한다.

Description

액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DIMMING CONTROLLING METHOD OF THEREOF}

본 발명은 표시영상의 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 "TFT")를 이용하여 영상을 표시한다. 액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 영상을 표시한다.

액정표시장치의 화질은 콘트라스트 특성에 의해 좌우된다. 액정층에 인가되는 데이터전압을 제어하여 액정층의 광투과율을 변조하는 방법만으로는 이 콘트라 스트 특성을 개선하는데 한계가 있다. 콘트라스트 특성을 개선하기 위하여, 영상에 따라 백라이트 유닛의 휘도를 조정하는 AFLC(Area Focused Luminance Cortrollable) 기술이 제안된 바 있다.

AFLC 기술은 한 화면에 표시되는 영상을 소정 개수의 논리적 블록으로 나누고, 각각의 블록에 해당되는 데이터 신호가 표시할 평균 휘도값에 따라 해당 블록에 대응되는 백라이트(광원들)의 휘도를 조절한다. AFLC 기술은 1 프레임분의 영상을 소정 개수의 블록 단위로 분석하여, 평균 휘도값이 큰 블록에 대해서는 해당 블록의 백라이트 휘도를 증가시키고, 평균 휘도값이 작은 블록에 대해서는 해당 블록의 백라이트 휘도를 감소시킨다.

이러한 AFLC 기술은 매 순간마다 화면에 출력되는 영상의 밝기에 비례하여 각 블록의 백라이트 휘도를 국부적으로 조절함으로써 콘트라스트 특성 개선과 소비전력 저감을 꾀할 수 있지만, 영상의 밝기가 자주 변하는 경우에는 빠른 백라이트 변화로 인해 플리커를 유발하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 플리커를 유발하지 않으면서 표시영상의 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있도록 한 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 백라이트 응답 속도를 빠르게 하면서 표시영상의 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있도록 한 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 영상 데이터가 표시되는 액정표시패널; 다수의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널에 조사되는 면광원을 매트릭스 형태의 블록 단위로 분할하는 백라이트 유닛; 상기 영상 데이터를 상기 블록 단위로 분석하고, 인접한 여러 프레임에 걸친 영상 밝기의 블록별 누적 평균값에 비례하도록 블록별 디밍값을 결정하되, 상기 분석 결과에 기초한 해당 프레임의 블록별 대표값을 각 위치에 대응되는 이웃한 이전 프레임들의 블록별 대표값들과 비교하여 영상의 변화량을 산출하고, 이 산출 결과를 기초로 누적 프레임수를 가변시키는 백라이트 제어회로; 및 상기 블록별 디밍값에 따라 듀티비가 가변되는 펄스 폭 변조로 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 백라이트 구동회로를 구비한다.

상기 백라이트 제어회로는, 상기 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 크면 상기 누적 프레임수를 줄이고, 상기 영상의 변화량이 상기 임계값보다 작으면 상기 누적 프레임수를 늘린다.

상기 백라이트 제어회로는, 상기 영상 데이터를 상기 블록 단위로 분석하여 해당 프레임에 대한 블록별 APL값을 산출하는 APL 산출부; 상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값들을, 해당 프레임에 이웃한 이전 프레임들의 블록별 APL 값들과 함께 저장하는 APL 저장부; 상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값을 각 위치에 대응되는 이전 프레임들의 APL 값들과 비교하고, 그 비교 결과를 토대로 블록별 영상의 변화량을 산출하는 변화량 산출부; 상기 블록별 영상의 변화량에 기초하여 각 블록에 적용될 상기 누적 프레임수를 지시하는 MAF의 탭 길이를 조절하는 탭길이 조절부; 및 상기 조절된 탭 길이와, 상기 해당 프레임과 이에 이웃하는 이전 프레임들의 블록별 APL 값들을 참조하여, 상기 조절된 탭 길이에 해당되는 프레임수를 누적시켜 평균을 취한 값을 상기 해당 프레임의 블록별 디밍값으로 결정하는 디밍값 결정부를 구비한다.

상기 탭길이 조절부는, 상기 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 크면 상기 탭 길이를 줄이고, 상기 영상의 변화량이 상기 임계값보다 작으면 상기 탭 길이를 늘린다.

상기 임계값은 플리커로 인한 APL의 떨림보다는 큰 값으로 정해진다.

상기 탭 길이에 대한 최대값은 플리커를 효과적으로 제거할 수 있는 범위 내에서 2의 승수로 결정되는 값들 중 가장 작은 값으로 미리 설정된다.

본 발명의 실시예에 따라 영상 데이터가 표시되는 액정표시패널과, 다수의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널에 조사되는 면광원을 매트릭스 형태의 블록 단위로 분할하는 백라이트 유닛을 갖는 액정표시장치의 디밍 제어방법은, 상기 영상 데이터를 상기 블록 단위로 분석하여 해당 프레임에 대한 블록별 APL값을 산출하는 단계; 상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값들을, 해당 프레임에 이웃한 이전 프레임들의 블록별 APL 값들과 함께 저장하는 단계; 상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값을 각 위치에 대응되는 이전 프레임들의 APL 값들과 비교하고, 그 비교 결과를 토대로 블록별 영상의 변화량을 산출하는 단계; 상기 블록별 영상의 변화량에 기초하여 각 블록에 적용될 상기 누적 프레임수를 지시하는 MAF의 탭 길이를 조절하는 단계; 및 상기 조절된 탭 길이와, 상기 해당 프레임과 이에 이웃하는 이전 프레임들의 블록별 APL 값들을 참조하여, 상기 조절된 탭 길이에 해당되는 프레임수를 누적시켜 평균을 취한 값을 상기 해당 프레임의 블록별 디밍값으로 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법은 입력 영상 데이터를 블록 단위로 분석하고, 인접한 여러 프레임에 걸친 영상 밝기의 블록별 누적 평균값에 비례하도록 블록별 디밍값을 결정하되, 상기 분석 결과에 기초한 해당 프레임의 블록별 대표값을 각 위치에 대응되는 이웃한 이전 프레임들의 블록별 대표값들과 비교하여 영상의 변화량을 산출하고, 이 산출 결과를 기초로 누적되는 프레임수 를 가변시킨다. 즉, 영상의 변화량이 크면 백라이트 응답속도 향상을 위해 누적되는 프레임수를 줄이고, 영상의 변화량이 작으면 플리커 방지를 위해 누적되는 프레임수를 늘린다. 그 결과, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법은 플리커를 유발하지 않고 백라이트 응답 속도를 빠르게 하면서 표시영상의 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 액정표시패널(10)의 데이터라인들(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동회로(12), 액정표시패널(10)의 게이트라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동회로(13), 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(11), 액정표시패널(10)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(16), 백라이트 유닛(16)의 광원들을 구동하기 위한 백라이트 구동회로(15), 및 입력 영상을 분석하여 그 분석 결과에 따라 백라이트 구동회로(15)를 제어하는 백라이트 제어회로(14)를 구비한다.

액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판과 이들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수의 게이트라인들(GL)이 교차된다. 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(10)에는 액정셀(Clc)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 또한, 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 TFT, TFT에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다.

액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

데이터 구동회로(12)는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들을 포함한다. 데이터 드라이브 집적회로는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 디지털 영상 데이터를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압의 참조하에 정극성/부극성의 감마전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마전압에 의해 변환된 아날로그 데이터가 공급되는 데이터라인(DL)을 선택하기 위한 멀티플렉서, 및 멀티플렉서와 데이터라인(DL) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 구비한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 디지털 영 상 데이터(RGB)를 래치하고, 이 래치된 디지털 영상 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환한 후 데이터라인들(DL)에 공급한다.

게이트 구동회로(13)는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들을 포함한다. 게이트 드라이브 집적회로는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 구비한다. 게이트 구동회로(13)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 출력하여 게이트라인들(GL)에 공급함으로써, 데이터전압이 인가될 수평 라인을 선택한다.

타이밍 콘트롤러(11)는 외부 비디오 소스가 실장된 시스템 보드로부터 입력되는 디지털 영상 데이터(RGB)를 액정표시패널(10)의 해상도에 맞게 재정렬하여 백라이트 제어회로(14)에 공급한다. 그리고, 백라이트 제어회로(14)로부터 피드백되는 디지털 영상 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(12)에 공급한다.

타이밍 콘트롤러(11)는 시스템 보드로부터의 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC, GDC)을 발생한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 신호의 프레임들 사이에 보간 프레임을 삽입하고 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 체배하여 60×N(N은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작을 제어할 수 있다.

백라이트 유닛(16)은 다수의 광원들을 포함하여 액정표시패널(10)에 조사되는 면광원을 매트릭스 형태의 블록들로 분할한다. 백라이트 유닛(16)은 직하형(Direct type)과 에지형(Edge type) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 도 1에 도시된 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛을 예시하였지만 본 발명의 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛에 한정되지 않고 공지된 어떠한 구조의 백라이트 유닛도 포함할 수 있다. 직하형 백라이트 유닛(16)은 액정표시패널(10)의 아래에 다수의 광학시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 광원들은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들로 구현될 수 있다. 광학 시트들은 1 매 이상의 프리즘 시트와 1 매 이상의 확산시트를 포함하여 확산판으로부터 입사되는 빛을 확산하고 액정표시패널의 광입사면에 대하여 실질적으로 수직인 각도로 빛의 진행경로를 굴절시킨다.

백라이트 제어회로(14)는 한 프레임 분의 디지털 영상 데이터(RGB)를 면광원의 분할 개수에 맞춰 소정 개수의 논리적 단위 예컨대, 도 2와 같이 다수의 블럭들(BLK[1,1] ~ BLK[n,m])로 분할한다. 백라이트 제어회로(14)는 입력 영상 데이터(RGB)를 블록 단위로 분석하고, 인접한 여러 프레임에 걸친 영상 밝기의 블록별 누적 평균값에 비례하도록 블록별 디밍값(BLdim)을 결정한다. 특히, 백라이트 제어회로(14)는 블록별 디밍값(BLdim)을 결정함에 있어 상기 분석 결과에 기초한 해당 프레임의 블록별 대표값을 각 위치에 대응되는 이웃한 이전 프레임들의 블록별 대표값들과 비교하여 영상의 변화량을 산출하고, 이 산출 결과를 기초로 누적되는 프레임수를 가변시킨다. 즉, 영상의 변화량이 크면 백라이트 응답속도 향상을 위 해 누적되는 프레임수를 줄이고, 영상의 변화량이 작으면 플리커 방지를 위해 누적되는 프레임수를 늘린다.

백라이트 구동회로(15)는 백라이트 제어회로(14)로부터 입력되는 블록별 디밍값(BLdim)에 따라 듀티비가 가변되는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation : PWM)로 백라이트 유닛(16)의 광원들을 블록 단위로 구동한다. PWM 듀티비에 따라 광원들의 점소등 시간이 제어된다.

도 3은 백라이트 제어회로(14)를 상세히 보여준다.

도 3을 참조하면, 백라이트 제어회로(14)는 APL 산출부(141), APL 저장부(142), 변화량 산출부(143), 탭길이 조절부(144), 및 디밍값 결정부(145)를 구비한다.

APL 산출부(141)는 디지털 영상 데이터(RGB)를 프레임 단위로 입력받고, 한 프레임분의 디지털 영상 데이터(RGB)를 도 2와 같이 액정표시패널(10)의 표시화면에서 매트릭스 형태로 나뉘어진 가상의 블록들(BLK[1,1] 내지 BLK[n,m]) 단위로 분석하여 블록별 대표값을 산출한다. 블록별 대표값은, 각 블록 내에 포함된 픽셀들의 RGB 값들 중에서 최대 계조값을 도출하고 이 최대값들의 총합을 그 블록에 포함된 픽셀수로 나눈 APL(Average Picture Level) 값으로 취해질 수 있다.

APL 저장부(142)는 APL 산출부(141)로부터 입력되는 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값들을 해당 프레임에 이웃한 이전 프레임들의 블록별 APL 값들과 함께 저장한다.

변화량 산출부(143)는 APL 산출부(141)로부터 입력되는 블록별 해당 프레임 의 APL 값을 APL 저장부(142)로부터 입력되는 이전 프레임들의 APL 값들과 비교하고, 그 비교 결과를 토대로 블록별 영상의 변화량을 산출한다.

탭길이 조절부(144)는 변화량 산출부(143)로부터 입력되는 블록별 영상의 변화량에 기초하여 해당 프레임의 각 블록에 적용될 MAF(Moving Average Filtering)의 탭 길이(Tap-length)를 조절한다. MAF는 여러 개의 인접한 프레임에서 출력된 영상 데이터 신호로 결정되는 영상 밝기의 누적 평균 값에 비례하게 백라이트의 휘도를 조절하는 기법이다. 예컨대, 도 4와 같이 T 번째 프레임의 X 위치 블록의 영상의 밝기를 P(T,X), T 번째 프레임의 X 위치 블록의 백라이트의 휘도를 L(T,X)라 가정할 경우, P(T,X), P(T-1,X), ... , P(T-K,X) 라는 K+1 개의 프레임을 누적시켜 평균을 취한 값을 L(T,X)로 결정하는 것이 탭 길이 K+1인 경우의 MAF 기법이다. MAF 기법에 의하면, 여러 개의 인접한 프레임의 영상 밝기를 누적시킨 값을 기반으로 백라이트의 휘도가 조정되기 때문에, 영상의 잦은 변화에 의한 영상 데이터의 떨림이 발생하는 경우에도 불구하고 백라이트의 휘도만은 잦은 변화를 보이지 않게 된다. 그 결과 백라이트의 휘도가 자주 변함으로써 발생되는 플리커는 해소된다. 탭 길이는 프레임 누적수를 의미한다. 탭길이 조절부(144)는 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 작으면 탭 길이 즉, 프레임 누적수를 늘림으로써 플리커를 해소한다. 반면, 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 크면 탭 길이 즉, 프레임 누적수를 줄임으로써, 영상의 급격한 변화에 대응하여 백라이트의 응답속도를 향상시킨다. 여기서, 임계값은 플리커로 인한 APL의 떨림보다는 큰 값으로 정해진다. 실제 여러 종류의 영상을 측정한 결과에 따르면 대부분의 경우 플 리커로 인한 APL 떨림은 0 ~ 255 계조를 기준으로 5를 넘지 않았다. 또한, 거의 모든 화면 전환(영상의 급격한 변화) 에서는 5보다 큰 값으로 APL이 변하였다. 따라서, 아래의 예들에서는 임계치를 5로 설정하였다. MAF의 어댑티브(Adaptive) 한 동작에서, 메모리의 용량 관계로 필터의 탭 길이를 무한정 크게 할 수는 없고 최대값을 미리 설정해 주어야 한다. 탭 길이에 대한 최대값은 플리커를 효과적으로 제거할 수 있는 정도 예컨대, 약 10 정도의 값으로 충분하다. 다만, 실제 구현에서 최대값을 위해 지정되는 메모리는 2의 승수로 결정되는 것이 가장 효율적이기 때문에, 아래의 예들에서는 10을 넘는 값 중 가장 작은 2의 승수인 16을 최대값으로 설정하였다. 이하, 영상에 따른 탭길이 조절부(144)의 동작을 설명한다.

탭길이 조절부(144)는 도 5와 같이 블록별 영상의 변화량 대부분이 미리 정해진 임계값(5)보다 작은 경우(영상의 급격한 변화가 없는 경우)에 대응하여 해당 프레임의 각 블록에 적용될 MAF의 탭 길이를 도 6과 같이 미리 정해진 최대값(16) 근처로 조절함으로써, 백라이트의 잦은 휘도 변화를 방지하여 플리커를 해소한다.

탭길이 조절부(144)는 도 7에서 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값(5)보다 작은 부분(영상의 급격한 변화가 없는 경우)에 대응하여 해당 프레임의 각 블록에 적용될 MAF의 탭 길이를 도 8과 같이 미리 정해진 최대값(16) 근처로 조절함으로써, 백라이트의 잦은 휘도 변화를 방지하여 플리커를 해소한다. 다만, 탭길이 조절부(144)는 도 7에서 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계치(5)보다 아주 큰 부분(영상의 급격한 변화가 있는 경우)에 대응하여 해당 프레임(40번째 프레임 전후)의 각 블록에 적용될 MAF의 탭 길이를 도 8과 같이 미리 정해진 최대 값(16)보다 훨씬 낮은 레벨(2 ~ 3) 근처로 조절함으로써, 영상의 급격한 변화에 대응하여 백라이트의 응답속도를 향상시킨다.

탭길이 조절부(144)는 도 9에서 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값(5)보다 작은 부분(영상의 급격한 변화가 없는 경우)에 대응하여 해당 프레임(20번째 프레임 전후 및 80번째 프레임 전후)의 각 블록에 적용될 MAF의 탭 길이를 도 10과 같이 미리 정해진 최대값(16) 근처로 조절함으로써, 백라이트의 잦은 휘도 변화를 방지하여 플리커를 해소한다. 다만, 탭길이 조절부(144)는 도 9에서 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값(5)보다 큰 부분을 포함하는 경우(영상에 물체의 빠른 움직임이 존재하는 경우)에 대응하여 해당 프레임(40 ~ 60번째 프레임)의 각 블록에 적용될 MAF의 탭 길이를 도 10과 같이 미리 정해진 최대값(16)보다 낮은 레벨(4 ~ 12) 근처로 조절함으로써, 영상의 빠른 변화에 대응하여 백라이트의 응답속도를 향상시킨다.

디밍값 결정부(145)는 탭길이 조절부(144)에서 결정된 탭 길이와, APL 저장부(142)에 저장된 해당 프레임과 이에 이웃하는 이전 프레임들의 블록별 APL 값들을 참조하여, 이 탭 길이에 해당되는 프레임수를 누적시켜 평균을 취한 값을 해당 프레임의 블록별 디밍값(BLdim)으로 결정한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 디밍 제어방법을 보여준다.

도 11을 참조하면, 이 디밍 제어방법은 디지털 영상 데이터를 프레임 단위로 입력받고, 한 프레임분의 디지털 영상 데이터를 액정표시패널의 표시화면에서 매트릭스 형태로 나뉘어진 가상의 블록들 단위로 분석하여 블록별 APL값을 산출한다.(S10,S20)

이 디밍 제어방법은 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값들을 해당 프레임에 이웃한 이전 프레임들의 블록별 APL 값들과 함께 저장한다.(S30)

이 디밍 제어방법은 블록별 해당 프레임의 APL 값을 각 위치에 대응되는 이전 프레임들의 APL 값들과 비교하고, 그 비교 결과를 토대로 블록별 영상의 변화량을 산출한다.(S40)

이 디밍 제어방법은 블록별 영상의 변화량을 미리 정해진 임계값과 비교한 후(S50), 이 비교 결과에 따라 각 블록에 적용될 MAF(Moving Average Filtering)의 탭 길이(Tap-length)를 조절한다. 탭 길이는 프레임 누적수를 의미한다. 상기 비교 결과 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 크면(Yes), 이 디밍 제어방법은 탭 길이 즉, 프레임 누적수를 줄임으로써, 영상의 급격한 변화에 대응하여 백라이트의 응답속도를 향상시킨다.(S60). 반면, 상기 비교 결과 블록별 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 작으면(No), 이 디밍 제어방법은 탭 길이 즉, 프레임 누적수를 늘림으로써 플리커를 해소한다.(S70) 여기서, 임계값은 플리커로 인한 APL의 떨림보다는 큰 값으로 미리 정해질 수 있다. 또한, 탭 길이에 대한 최대값은 플리커를 효과적으로 제거할 수 있는 범위 내에서 2의 승수로 결정되는 값들 중 가장 작은 값으로 미리 설정될 수 있다.

이 디밍 제어방법은 상기 결정된 탭 길이와, 상기 저장된 해당 프레임과 이 에 이웃하는 이전 프레임들의 블록별 APL 값들을 참조하여, MAF 통과값 즉, 결정된 탭 길이에 해당되는 프레임수를 누적시켜 평균을 취한 값을 해당 프레임의 블록별 디밍값으로 결정한다.(S80,S90)

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법은 입력 영상 데이터를 블록 단위로 분석하고, 인접한 여러 프레임에 걸친 영상 밝기의 블록별 누적 평균값에 비례하도록 블록별 디밍값을 결정하되, 상기 분석 결과에 기초한 해당 프레임의 블록별 대표값을 각 위치에 대응되는 이웃한 이전 프레임들의 블록별 대표값들과 비교하여 영상의 변화량을 산출하고, 이 산출 결과를 기초로 누적되는 프레임수를 가변시킨다. 즉, 영상의 변화량이 크면 백라이트 응답속도 향상을 위해 누적되는 프레임수를 줄이고, 영상의 변화량이 작으면 플리커 방지를 위해 누적되는 프레임수를 늘린다. 그 결과, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그의 디밍 제어방법은 플리커를 유발하지 않고 백라이트 응답 속도를 빠르게 하면서 표시영상의 콘트라스트 비를 향상시킬 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 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 도면.

도 2는 한 프레임 분의 영상 데이터가 면광원의 분할 개수에 맞춰 소정 개수의 분할되는 예를 보여주는 도면.

도 3은 백라이트 제어회로를 상세히 보여주는 블록도.

도 4는 MAF 기법을 보여주는 도면.

도 5 및 도 6은 영상의 급격한 변화가 없는 경우 본 발명의 MAF 기법을 적용한 결과를 보여주는 도면들.

도 7 및 도 8은 영상의 급격한 변화가 있는 경우 본 발명의 MAF 기법을 적용한 결과를 보여주는 도면들.

도 9 및 도 10은 영상에 물체의 빠른 움직임이 존재하는 경우 본 발명의 MAF 기법을 적용한 결과를 보여주는 도면들.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 디밍 제어방법을 보여주는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 액정표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러

12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로

14 : 광원 제어회로 15 : 광원 구동회로

16 : 백라이트 유닛 141 : APL 산출부

142 : APL 저장부 143 : 변화량 산출부

144 : 탭길이 조절부 145 : 디밍값 결정부

Claims (10)

1. 영상 데이터가 표시되는 액정표시패널;

   다수의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널에 조사되는 면광원을 매트릭스 형태의 블록 단위로 분할하는 백라이트 유닛;

   상기 영상 데이터를 상기 블록 단위로 분석하고, 인접한 여러 프레임에 걸친 영상 밝기의 블록별 누적 평균값에 비례하도록 블록별 디밍값을 결정하되, 상기 분석 결과에 기초한 해당 프레임의 블록별 대표값을 각 위치에 대응되는 이웃한 이전 프레임들의 블록별 대표값들과 비교하여 영상의 변화량을 산출하고, 이 산출 결과를 기초로 누적 프레임수를 가변시키는 백라이트 제어회로; 및

   상기 블록별 디밍값에 따라 듀티비가 가변되는 펄스 폭 변조로 상기 광원들을 상기 블록 단위로 구동하는 백라이트 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 백라이트 제어회로는, 상기 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 크면 상기 누적 프레임수를 줄이고, 상기 영상의 변화량이 상기 임계값보다 작으면 상기 누적 프레임수를 늘리는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 백라이트 제어회로는,

   상기 영상 데이터를 상기 블록 단위로 분석하여 해당 프레임에 대한 블록별 APL값을 산출하는 APL 산출부;

   상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값들을, 해당 프레임에 이웃한 이전 프레임들의 블록별 APL 값들과 함께 저장하는 APL 저장부;

   상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값을 각 위치에 대응되는 이전 프레임들의 APL 값들과 비교하고, 그 비교 결과를 토대로 블록별 영상의 변화량을 산출하는 변화량 산출부;

   상기 블록별 영상의 변화량에 기초하여 각 블록에 적용될 상기 누적 프레임수를 지시하는 MAF의 탭 길이를 조절하는 탭길이 조절부; 및

   상기 조절된 탭 길이와, 상기 해당 프레임과 이에 이웃하는 이전 프레임들의 블록별 APL 값들을 참조하여, 상기 조절된 탭 길이에 해당되는 프레임수를 누적시켜 평균을 취한 값을 상기 해당 프레임의 블록별 디밍값으로 결정하는 디밍값 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 탭길이 조절부는,

   상기 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 크면 상기 탭 길이를 줄이고, 상기 영상의 변화량이 상기 임계값보다 작으면 상기 탭 길이를 늘리는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 임계값은 플리커로 인한 APL의 떨림보다는 큰 값으로 정해지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 탭 길이에 대한 최대값은 플리커를 효과적으로 제거할 수 있는 범위 내에서 2의 승수로 결정되는 값들 중 가장 작은 값으로 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 영상 데이터가 표시되는 액정표시패널과, 다수의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널에 조사되는 면광원을 매트릭스 형태의 블록 단위로 분할하는 백라이트 유닛을 갖는 액정표시장치의 디밍 제어방법에 있어서,

   상기 영상 데이터를 상기 블록 단위로 분석하여 해당 프레임에 대한 블록별 APL값을 산출하는 단계;

   상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값들을, 해당 프레임에 이웃한 이전 프레임들의 블록별 APL 값들과 함께 저장하는 단계;

   상기 해당 프레임에 대한 블록별 APL 값을 각 위치에 대응되는 이전 프레임들의 APL 값들과 비교하고, 그 비교 결과를 토대로 블록별 영상의 변화량을 산출하는 단계;

   상기 블록별 영상의 변화량에 기초하여 각 블록에 적용될 상기 누적 프레임수를 지시하는 MAF의 탭 길이를 조절하는 단계; 및

   상기 조절된 탭 길이와, 상기 해당 프레임과 이에 이웃하는 이전 프레임들의 블록별 APL 값들을 참조하여, 상기 조절된 탭 길이에 해당되는 프레임수를 누적시켜 평균을 취한 값을 상기 해당 프레임의 블록별 디밍값으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 디밍 제어방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 탭 길이를 조절하는 단계는,

   상기 영상의 변화량이 미리 정해진 임계값보다 크면 상기 탭 길이를 줄이고, 상기 영상의 변화량이 상기 임계값보다 작으면 상기 탭 길이를 늘리는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 디밍 제어방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 임계값은 플리커로 인한 APL의 떨림보다는 큰 값으로 정해지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 디밍 제어방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 탭 길이에 대한 최대값은 플리커를 효과적으로 제거할 수 있는 범위 내에서 2의 승수로 결정되는 값들 중 가장 작은 값으로 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 디밍 제어방법.

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