KR20110076656A

KR20110076656A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20110076656A
Application number: KR1020090133409A
Authority: KR
Inventors: 김종훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2011-07-06
Also published as: KR101647031B1

Abstract

본 발명은 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치가 개시된다.

개시된 본 발명의 액정표시장치는 로컬 디밍 구동방식의 액정표시장치에 있어서, 모든 블럭에 대한 영상 데이터를 분석하는 데이터 분석부와, 데이터 분석부로부터 분석된 영상 데이터에 따라 최대 계조를 설정하는 최대 계조 설정부와, 미리 설정된 제1 최대 계조에 따라 오버 드라이빙(over driving)된 영상 데이터를 출력하는 제1 룩업 테이블 및 최대 계조 설정부로부터 제1 최대 계조 이하의 제2 최대 계조가 설정되는 경우, 제2 최대 계조에 따라 미리 설정된 제1 최대 계조의 오버 드라이빙된 영상 데이터와의 차이값을 제1 룩업 테이블에 가산하는 제2 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

오버드라이빙, 휘도, 계조, ODC, 화질, 디밍

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 로컬 디밍 방식의 백라이트 유닛에 있어서, 화질 저하를 개선할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회로 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), ELD(electro luminescent display), VFD(cacuum fluorescent display) 등 여러 가지 평판 표시장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장치에서 표시장치로 활용되고 있다.

그 중에 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(cathode ray tube)를 대체하면서 액정표시장치(LCD)가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 TV 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 화상을 표시한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으 며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.

일반적으로 상기 액정표시장치는 크게 화상을 표시하는 액정표시패널과 상기 액정표시패널에 구동신호를 인가하는 구동부로 구분할 수 있다.

액정표시패널은 도면에 도시되지 않았지만, 일정한 셀갭을 갖고 합착된 두 개의 기판과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.

두 개의 기판 중 하나의 기판에는 일정 간격으로 배열된 게이트 라인들과, 화소 영역을 정의하기 위해 상기 게이트 라인들에 수직한 방향으로 배열된 데이터 라인들과, 상기 각 화소 영역에 형성된 복수의 화소전극과 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되는 부분에 형성된 박막 트랜지스터(TFT: thin film trasistor)를 포함한다.

박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인의 스캔 신호에 따라 상기 데이터 라인의 데이터 신호를 각 화소 전극에 전달하는 역할을 한다. 따라서, 게이트 라인들에 순차적으로 스캔 신호를 인가하면, 그 때마다 해당 화소 영역의 화소전극에 데이터 신호가 인가되므로 영상이 표시된다.

일반적인 액정표시장치는 각 화소에 데이터 신호가 공급되면서 백라이트 유닛이 온-오프되는 디밍(dimming) 방식으로 구동된다.

상기 백라이트 유닛이 디밍 방식으로 구동되는 것은 얼룩현상을 개선하기 위한 것으로 보다 상세히 설명하면, 백라이트 유닛은 어느 화소에 해당하는 박막 트랜지스터의 턴-온 되기 전에 오프 상태를 유지하고, 화소에 데이터 신호가 충전된 시점에는 백라이트 유닛이 온 상태로 변경되어 영상이 디스플레이된다.

그러나, 디밍 방식의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치는 광원의 온-오프 반복에 의해 휘도가 저하되는 문제가 있었다.

또한, 복수의 영역으로 나누어 구동되는 로컬 디밍 구동의 액정표시장치는 블럭별 영상 데이터의 최대 계조가 상이함으로 최대 계조를 255그레이(8bit 기준)로 설정해야 함으로써, 일부 영상 데이터에 대해서는 오버 드라이빙(over driving) 구동이 적용되지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 로컬 디밍 구동의 백라이트 유닛에 있어서, 화질 저하를 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는,

로컬 디밍 구동방식의 액정표시장치에 있어서, 모든 블럭에 대한 영상 데이터를 분석하는 데이터 분석부; 상기 데이터 분석부로부터 분석된 영상 데이터에 따라 최대 계조를 설정하는 최대 계조 설정부; 미리 설정된 제1 최대 계조에 따라 오버 드라이빙(over driving)된 영상 데이터를 출력하는 제1 룩업 테이블; 및 상기 최대 계조 설정부로부터 상기 제1 최대 계조 이하의 제2 최대 계조가 설정되는 경우, 상기 제2 최대 계조에 따라 미리 설정된 상기 제1 최대 계조의 오버 드라이빙된 영상 데이터와의 차이값을 상기 제1 룩업 테이블에 가산하는 제2 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 ODC 구동부는 로컬 디밍 구동의 액정표시장치에 있어서, 기본적으로 최대 계조를 255그레이(8bit 기준)로 설정되고, 1 프레임의 R, G, B 데이터를 분석하여 최대 계조가 255그레이 이하로 가변됨에 따라 제1 룩업 테이블의 오버 드라이빙(over driving)된 R, G, B 데이터에 제2 룩업 테이블의 차이값을 가산함으로써, 휘도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, MPRT를 개선할 수 있는 효과가 있 다.

또한, 본 발명은 최대 계조가 가변됨에 따라 오버 드라이빙(over driving)된 R, G, B 데이터를 변조함으로써, 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 ODC 구동부를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(120)와, 상기 액정표시패널(110)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(130)와, 상기 게이트 드라이버(120) 및 데이터 드라이버(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(140)를 포함한다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는 상기 타이밍 컨트롤러(140)로부터 R, G, B 데이터를 변조하는 데이터 변조부(160a)와, 상기 데이터 변조부(160a)에서 변조된 R, G, B 데이터에 반비례하여 백라이트 디밍 신호를 생성하는 백라이트 디밍 조절부(180)와, 액정표시패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(150)을 포함한다.

액정표시패널(110)에는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 서로 교차되고, 그 교차부에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성된다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는 경우 턴-온되어 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터의 데이터 신호를 액정 셀에 공급한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이터 라인들(GL1 내지 GLn)로부터 게이트 로우 전압(VGL)이 공급되는 경우 턴-오프되어 액정 셀에 충전된 데이터 전압이 유지되게 한다.

액정 셀은 등가적으로 액정 용량 캐패시터(Clc)로 표현되며, 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 화소전극을 포함한다. 액정 셀은 다음 화소 신호가 충전될 때까지 충전된 화소 신호를 안정적으로 유지되게 하기 위하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소 전극과 전단 게이트 라인 사이에 형성된다. 상기 액정 셀은 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 충전되는 화소 데이터 전압에 따라 유전 이방성을 가지는 액정의 배열 상태가 가변하여 광투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.

타이밍 컨트롤러(140)는 도시되지 않은 시스템으로부터 공급된 수직/수평 동기신호(Vsync/Hsync), 데이터 이네이블(DE) 신호 및 클럭신호(Clk)를 이용하여 상기 게이트 드라이버(120)와 데이터 드라이버(130)를 제어하는 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다.

데이터 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 수평 기간마다 1라인분씩의 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 특히, 데이터 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터의 디지털 화소 데이터 신호를 감마 전압 발생부(미도시)로부터의 감마전압을 이용 하여 아날로그 화소 데이터 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 공급한다.

게이트 드라이버(120)는 상기 타이밍 컨트롤러(140)로부터 생성된 게이트 제어신호(GCS)에 의해 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 하이 전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)을 순차적으로 공급한다.

백라이트 유닛(150)은 백라이트 디밍 조절부(180)에서 생성된 디밍 신호를 공급받아 디밍 방식으로 구동된다. 백라이트 디밍 조절부(180)는 백라이트의 디밍 듀티(duty)를 결정하는데, 상기 디밍 듀티가 감소된 만큼 데이터 변조부(160a)에서 계조를 증가시켜 휘도를 보상한다.

데이터 변조부(160a)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 입력되는 R, G, B 데이터를 백라이트 유닛(150)의 디밍 듀티가 감소되어 휘도가 감소되는 것을 보상하기 위해 계조를 증가시켜 데이터 드라이버(130)로 공급한다.

본 발명은 OCD 구동부(160b)를 더 포함한다. 상기 ODC 구동부(160b)는 데이터 변조부(160a)로부터 입력된 변조된 R,G,B 데이터를 분석하는 데이터 분석부(161)와, 상기 데이터 분석부(161)로부터 분석된 변조된 R,G,B 데이터에 따라 최대 계조를 설정하는 최대 데이터 설정부(162)와, 상기 최대 데이터 설정부(162)로부터 설정된 최대 계조가 가변됨에 따라 보정된 R, G, B 데이터와의 차이 값이 저장된 제2 룩업 테이블(166b)을 포함한다. 여기서, 보정된 R, G, B 데이터는 최대 계조가 미리 설정된 255그레이(8bit)에 대해 제1 룩업 테이블(166a)로부터 출력되는 오버 드라이빙(over driving)된 데이터이다.

ODC 구동부(160b)는 변조된 이전 프레임의 R, G, B 데이터를 1 프레임동안 저장하는 프레임 메모리(164)와, 상기 프레임 메모리(164)에 저장된 변조된 이전 프레임의 R, G, B 데이터와 변조된 현재 프레임의 R, G, B 데이터를 비교하는 비교부(165)와, 상기 변조된 이전 프레임의 R, G, B 데이터와 변조된 현재 프레임의 R, G, B 데이터에 따라 보정된 R, G, B 데이터를 데이터 드라이버(130)에 공급하는 제1 룩업 테이블(166a)을 포함한다.

또한, ODC 구동부(160b)는 상기 최대 데이터 설정부(162)로부터 설정되는 최대 계조에 따라 제1 룩업 테이블(166a)에 제2 룩업 테이블(166b)의 차이값을 가산하는 가산기(168)와, 상기 제2 룩업 테이블(166b)의 차이값을 제1 룩업 테이블(166a)과 가산할지를 선택하는 선택기(167)를 더 포함한다.

데이터 분석부(161)는 로컬 디밍 구동의 액정표시장치에 있어서, 모든 블럭의 R, G, B 데이터를 분석한다. 즉, 데이터 분석부(161)는 복수의 블럭들에 해당하는 R, G, B 데이터를 분석한다.

최대 데이터 설정부(162)는 데이터 분석부(161)로부터의 분석된 R, G, B 데이터에 따라 최대 계조를 설정한다. 예를 들면, 데이터 분석부(161)로부터 1프레임의 R, G, B 데이터가 0 내지 240그레이(8bit 기준)인 경우, 최대 계조를 255그레이로 설정한다.

제1 룩업 테이블(166a)은 변조된 현재 프레임의 R, G, B 데이터를 x축으로 배열하고, 상기 프레임 메모리(164)에 저장된 변조된 이전 프레임의 R, G, B 데이터를 y축으로 배열하여 상기 x축과 y축이 만나는 부분에 보정된 R, G, B 데이터에 해당하는 값을 저장하고 있다.

본 발명의 ODC 구동부(160b)는 최대 데이터 설정부(162)로부터 최대 계조가 255그레이로 설정된 경우, 제1 룩업 테이블(166a)로부터 보정된 R, G, B 데이터를 데이터 드라이버(130)에 출력한다.

한편, 최대 데이터 설정부(162)는 1 프레임의 R, G, B 데이터가 0 내지 200계조(8bit 기준)인 경우, 최대 계조를 224그레이로 설정한다.

여기서, 제1 룩업 테이블(166a)은 최대 계조가 255그레이로 설정되어 보정된 R, G, B 데이터를 가지며, 제2 룩업 테이블(166b)은 최대 계조가 224그레이에 대응하여 제1 룩업 테이블(166a)의 보정된 R, G, B 데이터와의 차이값을 가진다.

여기서, 제2 룩업 테이블(166b)은 상기 최대 데이터 설정부(162)로부터 설정되는 최대 계조가 가변되는 경우, 제1 룩업 테이블(166a)의 보정된 R, G, B 데이터와의 차이값도 가변된다.

본 발명의 ODC 구동부(160b)는 로컬 디밍 구동의 액정표시장치에 있어서, 기본적으로 최대 계조를 255그레이로 설정되고, 1 프레임의 R, G, B 데이터를 분석하여 최대 계조가 255그레이 이하로 가변됨에 따라 제1 룩업 테이블(166a)의 오버 드라이빙(over driving)된 R, G, B 데이터에 제2 룩업 테이블(166b)의 차이값을 가산함으로써, 휘도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, MPRT를 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 3은 최대 계조를 255그레이로 설정한 제1 룩업 테이블을 도시한 도면이고, 도 4는 최대 계조를 224그레이로 설정하여 제1 룩업 테이블의 보정된 R,G,B 데이터와의 차이값을 나타낸 제2 룩업 테이블을 도시한 도면이고, 도 5는 최대 계조가 224그레이로 설정되어 제1 룩업 테이블에 제2 룩업 테이블의 차이값을 가산한 도면이다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 룩업 테이블에는 최대 계조가 255그레이로 설정되어 보정된 R, G, B 데이터가 데이터 드라이버로 출력되며, R, G, B 데이터를 분석하여 최대 계조가 255그레이 이하로 설정될 수 있는 조건에 있어서, 예를 들면 224그레이로 설정되는 경우, 미리 설정된 제1 룩업 테이블의 보정된 R, G, B 데이터와 최대 계조가 224그레이로 설정에 따른 차이값이 제2 룩업 테이블에 저장된다.

본 발명은 로컬 디밍 구동의 액정표시장치에 있어서, 최대 계조가 255그레이로 설정되고, R, G, B 데이터를 분석하여 255그레이 이하의 영상인 경우에 가변되는 최대 계조에 따라 기존 255그레이에 대한 보정된 R, G, B 데이터를 데이터 드라이버에 출력하는 제1 룩업 테이블에 제2 룩업 테이블의 차이값을 가산함으로써, MPRT를 극대화할 수 있다.

도 6은 최대 계조를 255그레이로 설정한 액정표시장치의 MPRT를 측정한 그래프와, 본 발명의 가변되는 최대 계조에 따라 제2 룩업 테이블을 이용하여 제1 룩업 테이블의 보정된 R,G,B 데이터에 차이값을 가산한 액정표시장치의 MPRT를 측정한 그래프이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 직하 방식의 백라이트 유닛이 구비되고, 로컬 디밍 구동방식의 액정표시장츨 9×9 그레이로 나누어 MPRT를 측정한 그래프이다.

본 발명의 액정표시장치는 R, G, B 데이터를 분석하여 미리 설정된 제1 최대 계조(예를 들어 255그레이) 이하의 제2 최대 계조(예를 들어 224그레이)가 설정되는 경우, 상기 제1 최대 계조에 대한 제1 룩업 테이블의 오버 드리이빙된 R, G, B 데이터와, 상기 제2 최대 계조에 대응하여 제1 룩업 테이블의 오버 드리이빙된 R, G, B 데이터의 차이값을 가산함으로써, 가변되는 제2 최대 계조에 따라 오버 드리이빙된 R, G, B 데이터를 변조하여 MPRT를 개선할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 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 도시한 구성도이다.

도 2는 도 1의 데이터 변조부를 도시한 도면이다.

도 3은 최대 계조를 255그레이로 설정한 제1 룩업 테이블을 도시한 도면이다.

도 4는 최대 계조를 224그레이로 설정하여 제1 룩업 테이블의 보정된 R,G,B 데이터와의 차이값을 나타낸 제2 룩업 테이블을 도시한 도면이다.

도 5는 최대 계조가 224그레이로 설정되어 제1 룩업 테이블에 제2 룩업 테이블의 차이값을 가산한 도면이다.

Claims

로컬 디밍 구동방식의 액정표시장치에 있어서,

모든 블럭에 대한 영상 데이터를 분석하는 데이터 분석부;

상기 데이터 분석부로부터 분석된 영상 데이터에 따라 최대 계조를 설정하는 최대 계조 설정부;

미리 설정된 제1 최대 계조에 따라 오버 드라이빙(over driving)된 영상 데이터를 출력하는 제1 룩업 테이블; 및

상기 최대 계조 설정부로부터 상기 제1 최대 계조 이하의 제2 최대 계조가 설정되는 경우, 상기 제2 최대 계조에 따라 미리 설정된 상기 제1 최대 계조의 오버 드라이빙된 영상 데이터와의 차이값을 상기 제1 룩업 테이블에 가산하는 제2 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 최대 계조에 따른 상기 제2 룩업 테이블의 차이값을 상기 제1 룩업 테이블에 가산하는 가산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1 항에 있어서,

상기 최대 계조 설정부로부터 설정되는 상기 제2 최대 계조는 분석된 영상 데이터에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3 항에 있어서,

상기 제2 룩업 테이블의 차이값은 상기 제2 최대 계조에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.