KR20220085972A - 액정 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미니 LED의 밝기 레벨에 따라 픽셀 데이터를 보상할 때 인접한 미니 LED 간의 계단형 밝기 차이를 완화시킬 수 있는 액정 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 일 측면에 따른 액정 표시 장치의 영상 프로세서는 각 LED의 밝기 레벨에 따라 결정된 제1 게인을 적용하여 입력 영상의 각 픽셀 데이터를 1차 보상하고, 각 LED 밝기 레벨을 각 서브픽셀의 위치별로 미분한 값과 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 가중치 및 보상 계수를 이용하여 제2 게인을 산출하고, 산출된 제2 게인을 적용하여 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하고, 2차 보상된 픽셀 데이터를 출력할 수 있다.

Description

액정 디스플레이 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 각 미니 발광 다이오드의 밝기 레벨에 따라 픽셀 데이터를 보상할 때 인접한 미니 발광 다이오드 간의 계단형 밝기 차이를 완화시킬 수 있는 액정 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치는 굴절율 및 유전율 등의 이방성을 갖는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용한 픽셀 매트릭스를 통해 영상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하는 구동 회로와, 액정 패널에 빛을 조사하는 백라이트 모듈을 구비한다.
광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 어레이를 이용하는 LED 백라이트 모듈은 고휘도 및 저소비 전력의 장점이 있다.
소비 전력 감소와 명암비 향상을 위하여, 액정 디스플레이 장치는 입력 영상에 따라 로컬 디밍(Local Dimming) 영역 단위로 구분하여 LED 백라이트 모듈의 밝기를 조절함과 아울러 픽셀 데이터를 보상하는 로컬 디밍 방법을 이용하고 있다.
최근 LED 소자의 크기가 감소된 미니(mini) LED 소자를 적용하여 LED 백라이트 모듈에 배치되는 LED 소자의 수가 많아진 미니 LED 백라이트 모듈이 제안되고 있다.
그런데, 종래의 로컬 영역 단위로 밝기를 조절하고 아티팩트(Artifact)를 제거하는 방식은 로컬 디밍의 확장인 미니 LED를 이용한 액정 디스플레이 장치에서는 큰 효과를 기대하기 어려운 점이 있다.
본 발명은 미니 LED의 밝기 레벨에 따라 픽셀 데이터를 보상할 때 인접한 미니 LED 간의 계단형 밝기 차이를 완화시킬 수 있는 액정 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공한다.
일 측면에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널을 구동하는 패널 드라이버; 백라이트 모듈을 구동하는 백라이트 드라이버; 및 각 프레임의 입력 영상을 다수의 단위 블록으로 분할하여 분석한 결과에 따라 각 LED의 밝기 레벨을 결정하여 백라이트 드라이버로 출력하고, 각 LED 밝기 레벨에 따라 각 서브픽셀의 픽셀 데이터를 보상하여 패널 드라이버로 출력하는 영상 프로세서를 포함하고, 영상 프로세서는 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 제1 게인을 적용하여 입력 영상의 각 픽셀 데이터를 1차 보상하고, 각 LED 밝기 레벨을 각 서브픽셀의 위치별로 미분한 값과 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 가중치 및 보상 계수를 이용하여 제2 게인을 산출하고, 산출된 제2 게인을 적용하여 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하고, 2차 보상된 픽셀 데이터를 출력할 수 있다.
영상 프로세서는 각 프레임의 입력 영상을 상기 다수의 단위 블록으로 분할하고, 각 단위 블록별로 분할된 영상 특성을 분석한 각 단위 블록의 영상 분석 결과를 출력하는 영상 분석부; 각 단위 블록의 영상 분석 결과에 따라 상기 각 단위 블록에 대응하는 각 LED 밝기 레벨을 결정하여 출력하는 LED 밝기 레벨 결정부; 및 각 LED 밝기 레벨에 따라 제1 게인과 제2 게인을 결정하고, 입력 영상의 각 픽셀 데이터에 제1 게인을 적용하여 1차 보상하고, 제2 게인을 1차 보상된 픽셀 데이터에 옵셋값으로 인가하여 2차 보상하는 픽셀 데이터 보상부를 포함할 수 있다.
영상 분석부는 각 단위 블록으로 분할된 픽셀 데이터들의 평균값 또는 최대값을 산출하거나, 분할된 픽셀 데이터의 분포도를 이용하여 각 단위 블록의 영상 분석 결과로 출력할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부는 각 LED 밝기 레벨에 따라 LED 밝기 레벨과 반비례하는 제1 게인을 산출하고, 산출된 제1 게인과 각 서브픽셀의 픽셀 데이터를 곱셈 연산하여 각 픽셀 데이터를 1차 보상할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부는 각 LED 밝기 레벨을 각 단위 블록에 적용하여 각 단위 블록의 각 서브픽셀의 위치별로 LED 밝기 레벨을 결정하고, 복수의 서브픽셀 각각의 LED 밝기 레벨과 가우시안 라플라시안 마스크의 복수의 마스크 계수를 컨볼루션하여 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값을 산출할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부는 각 LED 밝기 레벨에 반비례하는 가중치와, 실측 휘도와의 편차를보상하기 위하여 각 LED 밝기 레벨에 따른 보상 계수를 결정하고, 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값에 가중치 및 보상 계수를 적용하여 제2 게인을 산출할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부는 가중치를 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값과 곱셈 연산하고, 보상 계수를 합산 연산하여 제2 게인을 산출하고, 1차 보상된 픽셀 데이터와 제2 게인을 합산 연산할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부는 N*N 크기(N은 양의 정수)의 마스크 계수와, N*N 크기의 서브픽셀들 각각의 LED 밝기 레벨을 컨볼루션하여, 각 서브픽셀의 위치에서 인접 서브픽셀과의 LED 밝기 레벨의 변화량을 미분값으로 산출할 수 있다.
일 측면에 따른 액정 디스플레이 장치의 구동 방법은 액정 패널의 복수의 서브픽셀들을 포함하는 다수의 단위 블록에 각각 대응하여 배치된 각 LED를 광원으로 구비하는 백라이트 모듈을 포함하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에서, 각 프레임의 입력 영상을 다수의 단위 블록으로 분할하여 각 단위 블록의 영상 분석 결과를 출력하는 단계; 각 단위 블록의 영상 분석 결과에 따라 각 LED의 밝기 레벨을 결정하여 출력하는 단계; 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 제1 게인을 적용하여 입력 영상의 각 픽셀 데이터를 1차 보상하는 단계; 각 LED 밝기 레벨을 각 서브픽셀의 위치별로 미분한 값과 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 가중치 및 보상 계수를 이용하여 제2 게인을 산출하는 단계; 및 산출된 제2 게인을 적용하여 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하고, 2차 보상된 픽셀 데이터를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 액정 디스플레이 장치 및 그 구동 방법은 각 미니 LED의 밝기 레벨에 따라 결정되는 제1 게인을 적용하여 픽셀 데이터를 1차 보상하고, 픽셀 위치별 미니 LED의 밝기 레벨에 대한 미분값에 미니 LED 간의 밝기 레벨에 따른 가중치(α) 및 보상 계수(β)를 적용한 제2 게인을 적용하여 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하여 출력함으로써, 인접한 미니 LED 간의 계단형 밝기 차이를 완화시키고 화질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 영상 프로세서의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 영상 프로세서의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 영상 분석 결과에 따른 LED 밝기 레벨 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 액정 패널과 백라이트 밝기에 따른 동일 휘도의 인지 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 영상 프로세서의 LED 밝기 레벨의 미분 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 영상 프로세서에 적용되는 가중치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에 다른 영상 프로세서에 적용되는 보상 계수를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 미니 LED 밝기 레벨 간의 계단형 차이가 완화되는 효과를 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
명세서에서 사용되는"부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 프로세스들, 함수들, 드라이버들, 펌웨어, 회로, 데이터, 데이터베이스, 테이블들을 포함한다.
이하, 본 발명의 각 실시예에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 블록도이이다.
도 1을 참조하면, 액정 디스플레이 장치는 액정 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 감마 전압 생성부(500), 백라이트 모듈(600), 백라이트 드라이버(700), 영상 프로세서(800) 등을 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(200)와 데이터 드라이버(300)는 패널 드라이버로 정의될 수 있다. 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400)는 디스플레이 드라이버로 정의될 수 있다.
액정 패널(100)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 어레이가 배치된 제1 기판과, 컬러 필터 어레이가 배치된 제2 기판과, 실런트에 의해 합착되는 제1 및 제2 기판 사이에 배치된 액정층과, 제1 및 제2 기판의 외측면에 각각 부착된 편광판을 포함할 수 있다.
액정 패널(100)은 서브픽셀들(P)이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 영역을 통해 영상을 표시한다. 각 서브픽셀(P)은 적색광을 방출하는 적색 서브픽셀, 녹색광을 방출하는 녹색 서브픽셀, 청색광을 방출하는 청색 서브픽셀, 백색광을 방출하는 백색 서브픽셀 중 어느 하나이고, 각 TFT에 의해 독립적으로 구동될 수 있다. 단위 픽셀은 색이 다른 2개, 3개, 4개 서브픽셀의 조합으로 구성될 수 있다.
각 서브픽셀(SP)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 TFT, TFT와 접속된 픽셀 전극과 공통 전극 사이에 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비할 수 있다.
각 서브픽셀(SP)에서 TFT의 게이트 전극은 액정 패널(100)에 배치된 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 드라이버(200)와 연결되고, 각 TFT의 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나의 입력 전극은 액정 패널(100)에 배치된 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 드라이버(300)와 연결된다. 각 서브픽셀(SP)의 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)는 게이트 드라이버(200)로부터 해당 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 게이트 온 전압의 스캔 펄스에 응답하여 TFT가 턴-온되는 동안, 데이터 드라이버(300)로부터 해당 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 신호를 턴-온된 TFT를 통해 공급받아 픽셀 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 픽셀 전압으로 충전할 수 있다.
각 서브픽셀(SP)은 충전된 픽셀 전압에 따라 액정을 구동하여 액정 배열 방향을 가변시킴으로써 미니 LED 백라이트 모듈(600)로부터 액정 패널(100) 및 편광판을 통해 투과하는 광 투과율을 조절할 수 있다. 각 서브픽셀(SP)은 미니 LED 백라이트 모듈(600)의 밝기와 각 서브픽셀(SP)에서 데이터 신호에 따라 제어되는 광 투과율의 곱으로 입력 영상의 원하는 계조를 표현할 수 있다.
액정 패널(100)은 디스플레이 영역과 전체적으로 오버랩하여 사용자의 터치를 센싱하는 터치 센서 스크린을 더 포함할 수 있고, 터치 센서 스크린은 액정 패널(100)에 내장되거나 액정 패널(100)의 디스플레이 영역 상에 배치될 수 있다.
백라이트 모듈(600)은 액정 패널(100)의 배면과 마주하는 미니 LED 어레이(610)를 광원으로 구비하여 바텀 기판 상에 배치되는 직하형 미니 LED 백라이트 모듈로 구성될 수 있다. 백라이트 모듈(600)은 액정 패널(100)의 디스플레이 영역 전체와 마주하도록 다수의 미니 LED들이 매트릭스 형태로 배치된 미니 LED 어레이(610)와, 그 미니 LED 어레이(610) 상에 적층되어 광 효율을 향상시키는 복수의 광학 시트를 포함할 수 있다.
미니 LED 어레이(610)는 각 미니 LED 소자의 칩 크기가 작아 보다 많은 미니 LED 소자들이 촘촘하게 배열된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 미니 LED 소자의 칩 크기는 100~200㎛ 정도로 작을 수 있다. 미니 LED 어레이(610)는 수백개의 LED 소자를 포함하는 관련 기술의 LED 백라이트 보다 많은 수천-수만 개의 미니 LED 소자들을 포함할 수 있다. 미니 LED 어레이(610)는 액정 패널(100)의 픽셀 해상도 보다 작은 해상도를 갖기 때문에 각 미니 LED 소자는 복수의 서브픽셀들(SP)을 포함하는 단위 블록에 대응하여 광을 제공할 수 있다.
미니 LED 어레이(610)는 백라이트 드라이버(700)에 의해 각 미니 LED 소자가 독립적으로 구동될 수 있고 각 미니 LED 소자는 개별적으로 밝기가 조절된 광을 각 단위 블록에 속하는 복수의 서브픽셀들(SP)에 제공할 수 있다.
백라이트 드라이버(700)는 영상 프로세서(800)에서 결정된 각 미니 LED의 밝기 레벨을 공급받고, 미니 LED 어레이(610)의 각 미니 LED에 각 밝기 레벨에 따른 구동 신호를 공급하여 각 미니 LED 소자의 밝기를 제어할 수 있다.
이에 따라, 미니 LED 백라이트 모듈(600)을 이용한 액정 디스플레이 장치는 각 미니 LED 소자별로 밝기를 조절할 수 있으므로 관련 기술의 로컬 디밍 방식보다 검은색을 분명하게 표현하여 화질 및 명암비를 높일 수 있다.
게이트 드라이버(200)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 복수의 게이트 제어 신호에 따라 제어되어, 액정 패널(100)의 게이트 라인(GL)들을 개별적으로 구동할 수 있다. 게이트 드라이버(200)는 복수의 게이트 라인(GL)들을 순차적으로 구동할 수 있다. 게이트 드라이버(200)는 각 게이트 라인(GL)의 구동 기간에는 해당 게이트 라인(GL)에 게이트 온 전압의 스캔 신호를 공급할 수 있고, 각 게이트 라인(GL)의 비구동 기간에는 해당 게이트 라인(GL)에 게이트 오프 전압을 공급할 수 있다.
게이트 드라이버(200)는 적어도 하나의 게이트 구동 IC(Integrated Circuit)로 구성되고 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등과 같은 회로 필름에 실장되어 액정 패널(100)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 액정 패널(100) 상에 실장될 수 있다. 이와 달리, 게이트 드라이버(200)는 액정 패널(100)의 각 서브픽셀(SP)의 TFT와 함께 TFT 기판에 형성되어 액정 패널(100)의 베젤 영역 내에 내장될 수 있다.
데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 데이터 제어 신호에 따라 제어되고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 디지털 픽셀 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여, 액정 패널(100)의 데이터 라인(DL)들에 각각 데이터 신호를 공급할 수 있다. 데이터 드라이버(300)는 감마 전압 생성부(500)로부터 공급된 복수의 기준 감마 전압들이 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 픽셀 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환할 수 있다.
데이터 드라이버(300)는 적어도 하나의 데이터 구동 IC로 구성되어 TCP, COF, FPC 등과 같은 회로 필름에 실장되어 액정 패널(100)에 TAB 방식으로 부착되거나, COG 방식으로 액정 패널(100)의 베젤 영역 상에 실장될 수 있다.
감마 전압 생성부(500)는 전압 레벨이 서로 다른 복수의 기준 감마 전압들을 포함하는 기준 감마 전압 세트를 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급할 수 있다. 감마 전압 생성부(500)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 디스플레이 장치의 감마 특성에 대응하는 복수의 기준 감마 전압들을 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급할 수 있다. 감마 전압 생성부(500)는 프로그래머블 감마(Programmable Gamma) IC로 구성될 수 있고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터 감마 데이터를 공급받고 감마 데이터에 따라 기준 감마 전압 레벨을 생성하거나 조정하여 데이터 드라이버(300)로 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 영상 프로세서(800)에서 보상 처리된 픽셀 데이터와, 동기 신호들을 공급받을 수 있다. 동기 신호는 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 액정의 응답 속도를 향상시키기 위하여 인접 프레임간의 픽셀 데이터 차이에 따른 오버슈트(Overshoot) 값 또는 언더슈트(Undershoot) 값을 각 픽셀 데이터에 부가하여 변조하는 오버 드라이빙 처리를 수행할 수 있고, 변조된 픽셀 데이터를 데이터 드라이버(300)로 공급할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 공급받은 동기 신호들과 내부 레지스터에 저장된 타이밍 설정 정보(스타트 타이밍, 펄스폭 등)를 이용하여, 복수의 데이터 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급할 수 있고, 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 게이트 드라이버(200)로 공급할 수 있다.
영상 프로세서(800)는 입력 영상에 따라 각 LED 소자의 밝기를 제어하기 위한 각 LED 밝기 레벨을 결정할 수 있고, 결정된 각 LED 밝기 레벨을 반영하여 각 서브픽셀(SP)에 공급될 픽셀 데이터를 보상할 수 있다. 영상 프로세서(800)는 각 LED 밝기 레벨을 백라이트 드라이버(700)로 출력할 수 있고, 보상된 픽셀 데이터를 타이밍 컨트롤러(400)로 출력할 수 있다.
한편, 영상 프로세서(800)는 타이밍 컨트롤러(400)에 내장되거나, 영상 프로세서(800)와 타이밍 컨트롤러(400) 및 데이터 드라이버(300)가 통합 IC로 집적화될 수 있다. 이와 달리, 영상 프로세서(800)는 호스트 시스템의 시스템 온 칩(System on Chip; SoC)에 내장될 수 있다. 예를 들면, 호스트 시스템은 컴퓨터, TV 시스템, 셋탑 박스, 태플릿이나 휴대폰 등과 같은 휴대 단말기의 시스템 중 어느 하나일 수 있다.
영상 프로세서(800)는 각 프레임의 입력 영상을 다수의 단위 블록으로 분할하여 단위 블록별로 영상 특성을 분석할 수 있다.
영상 프로세서(800)는 단위 블록별 영상 분석 결과에 따라 각 단위 블록에 대응하는 각 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 결정할 수 있고, 결정된 각 LED 소자의 밝기 레벨을 백라이트 드라이버(700)로 출력할 수 있다.
영상 프로세서(800)는 결정된 각 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 이용하여 LED 밝기 레벨과 반비례 관계를 갖는 제1 게인을 산출하고 산출된 제1 게인을 적용하여 각 픽셀 데이터를 1차 보상할 수 있다.
특히, 영상 프로세서(800)는 서브픽셀 위치별로 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 미분하여 각 서브픽셀의 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값, 즉 인접한 서브픽셀 간의 LED 밝기 레벨의 변화량을 각 서브픽셀의 위치별로 산출할 수 있다. 또한, 영상 프로세서(800)는 각 서브픽셀별 LED 밝기 레벨의 미분값에 LED 밝기 레벨에 따라 설정된 가중치(α,β)를 적용하여 제2 게인을 산출할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
영상 프로세서(800)는 1차 보상된 픽셀 데이터에, 산출된 제2 게인을 적용하여 2차 보상하고 2차 보상된 픽셀 데이터를 포함하는 출력 영상을 타이밍 컨트롤러(400)로 출력할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 영상 분석 결과를 반영하여 각 미니 LED의 밝기 레벨을 결정하고, 결정된 각 미니 LED의 밝기 레벨에 따라 각 픽셀 데이터를 보상할 때, 인접한 서브픽셀 간의 LED 밝기 레벨의 변화량 및 LED 밝기 레벨에 따른 가중치를 더 반영함으로써, 인접한 미니 LED 간의 계단형 밝기 차이를 완화시키고 화질을 향상시킬 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 영상 프로세서의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 영상 프로세서의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 영상 분석 결과에 따른 LED 밝기 레벨관계를 나타낸 그래프이고, 도 5는 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 액정 패널과 백라이트 밝기에 따른 동일 휘도의 인지 영상을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 일 실시예에 따른 영상 프로세서의 LED 밝기 레벨의 미분 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 영상 프로세서(800)는 영상 분석부(810), LED 밝기 레벨 결정부(820), 픽셀 데이터 보상부(830)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 영상 프로세서의 구동 방법은 도 2에 도시된 영상 프로세서(800)의 영상 분석부(810), LED 밝기 레벨 결정부(820), 픽셀 데이터 보상부(830)에 의해 수행될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 영상 프로세서(800)에서 영상 분석부(810)는 각 프레임의 입력 영상을 입력받고(S802), 각 프레임의 입력 영상을 다수의 단위 블록으로 분할하여 단위 블록별로 영상 특성을 분석하고 단위 블록별 영상 분석 결과를 출력할 수 있다(S804). 각 단위 블록은 백라이트 모듈(600)의 각 미니 LED 소자에 대응하는 복수의 서브픽셀에 공급될 복수의 픽셀 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들면, 영상 분석부(810)는 각 단위 블록에 포함되는 복수의 픽셀 데이터의 평균값 또는 최대값을 산출하여 각 단위 블록의 영상 분석 결과, 즉 각 단위 블록의 대표값으로 출력할 수 있다. 한편, 영상 분석부(810)는 히스토그램 분석을 이용하여 각 단위 블록에 포함되는 복수의 픽셀 데이터의 분포도를 산출하고 픽셀 데이터의 분포도에 따른 각 단위 블록 영상 분석 결과를 출력할 수 있다.
영상 프로세서(800)에서 LED 밝기 레벨 결정부(820)는 영상 분석부(810)로부터 공급된 단위 블록별 영상 분석 결과에 따라 각 단위 블록에 대응하는 각 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 결정할 수 있다(S806).
예를 들면, 영상 프로세서(800)에는 단위 블록별 영상 분석 결과에 대응하는 미니 LED 소자의 밝기 레벨이 미리 설정되어 룩업 테이블(Look-up Table; LUT) 형태로 저장될 수 있다. LED 밝기 레벨 결정부(820)는 LUT에서 각 단위 블록의 영상 분석 결과에 대응하는 각 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 선택하여 출력할 수 있다.
한편, LED 밝기 레벨 결정부(820)는 단위 블록별 영상 분석 결과에 따라 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 산출하는 함수를 이용하여 단위 블록별 영상 분석 결과에 대응하는 각 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 결정할 수 있다.
이와 달리, 영상 프로세서(800)의 LUT에는 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 영상 분석 결과에 대응하는 복수의 LED 밝기 레벨이 샘플링되어 저장되어 있고, LED 밝기 레벨 결정부(820)는 LUT에 저장되지 않은 밝기 레벨을 인접한 LED 밝기 레벨을 보간 처리하여 결정할 수 있다.
도 4를 참조하면, LED 밝기 레벨 결정부(820)는 LUT에 저장된 제1 포인트(P1)의 밝기 레벨과 제2 포인트(P2)의 밝기 레벨을 이용하여 아래 수학식 1과 같이 선형 보간 처리하여, LUT에 저장되지 않은 제3 포인트(P3)의 밝기 레벨(L3)을 결정할 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서 L1은 제2 포인트(P1)의 LED 밝기 레벨(YPn+1)과 제1 포인트(P1)의 LED 밝기 레벨(YPn)과의 차이를 의미하고, L2는 제3 포인트(P3)의 영상 분석 결과(Xk)와 제1 포인트(P1)의 영상 분석 결과(XPn)와의 차이를, L4는 제2 포인트(P3)의 영상 분석 결과(XPn+1)와 제1 포인트(P1)의 영상 분석 결과(XPn)와의 차이를 의미하며, L3은 보간 처리를 통해 산출된 제3 포인트(P3)의 LED 밝기 레벨을 의미한다.
LED 밝기 레벨 결정부(820)는 단위 블록별 영상 분석 결과에 따라 결정된 각 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 백라이트 드라이버(700)로 출력함(S808)과 아울러 픽셀 데이터 보상부(830)로 출력할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부(830)는 LED 밝기 레벨 결정부(820)로부터 공급된 각 LED 소자의 밝기 레벨에 따른 제1 게인을 산출하고, 산출된 제1 게인을 각 픽셀 데이터에 적용하여 각 픽셀 데이터를 1차 보상할 수 있다(S810).
픽셀 데이터 보상부(830)는 각 LED 소자의 밝기 레벨을 이용하여 LED 밝기 레벨과 반비례 관계를 갖는 제1 게인을 산출할 수 있다.
예를 들면, 픽셀 데이터 보상부(830)는 선형 함수(-Gain = 100/LEDlevel), 비선형 커브 함수, 또는 실측 기반 함수를 이용하여, 각 LED 소자의 밝기 레벨(LEDlevel)과 반비례하는 제1 게인(-Gain)을 산출하고, 산출된 제1 게인(-Gain)을 단위 블록의 각 픽셀 데이터(Pix)에 적용하여 각 픽셀 데이터를 1차 보상(GainedPix = -Gain * Pix)할 수 있다.
도 5를 참조하면, 백라이트 모듈(600A)의 밝기가 높은 경우 액정 패널(100A)에 공급되는 출력 영상은 휘도가 감소하도록 보상되며, 시청자는 백라이트 모듈(600A)의 밝기와 액정 패널(100A)에 출력된 영상에 따른 광 투과율의 조합에 따른 인지 영상을 시청할 수 있다.
반면, 백라이트 모듈(600B)의 밝기가 낮은 경우 액정 패널(100B)에 공급되는 출력 영상은 휘도가 증가하도록 보상되며, 시청자는 백라이트 모듈(600B)의 밝기와 액정 패널(100B)에 출력된 영상에 따른 광 투과율의 조합에 따른 인지 영상을 시청할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부(830)는 각 LED 소자의 밝기 레벨을 이용하여 서브픽셀 위치별로 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 미분하여 각 서브픽셀에 대한 LED 밝기 레벨의 미분값, 즉 인접한 서브픽셀 간의 LED 밝기 레벨의 변화량을 각 서브픽셀의 위치별로 산출할 수 있다(S812).
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 액정 패널(100)은 제1 내지 제4 미니 LED(LED1~LED4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 단위 블록(B1~B4)으로 분할될 수 있고, 각 단위 블록(B1~B4)는 복수의 서브픽셀들(SP)을 포함할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부(830)는 제1 블록(B1)에는 제1 LED 밝기 레벨(70)을 적용하고, 제1 블록(B2)에는 제2 LED 밝기 레벨(80)을, 제3 블록(B3)에는 제1 LED 밝기 레벨(80)을, 제4 블록(B4)에는 제4 LED 밝기 레벨(85)을 각각 적용하여, 제1 내지 제4 단위 블록(B1~B4)의 각 서브픽셀(SP)의 위치별로 LED 밝기 레벨을 결정할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부(830)는 각 서브픽셀(SP)의 위치별로 결정된 LED 밝기 레벨에 N*N 크기(N은 양의 정수)의 가우시안 라플라시안(Laplacian of Gaussian; LoG) 마스크, 예를 들면 아래 3*3 크기의 라플라시안 마스크 계수들을 적용하여 컨볼루션(Convoltution)함으로써, 각 서브픽셀 위치별로 미니 LED 소자의 밝기 레벨을 미분하여 각 서브픽셀에 대한 LED 밝기 레벨의 미분값인 각 서브픽셀의 인접 서브픽셀과의 LED 밝기 레벨의 변화량을 산출할 수 있다. 이에 따라, 미니 LED 소자의 경계에 위치하는 각 서브픽셀의 위치에서 인접 서브픽셀과의 LED 밝기 레벨의 변화량을 미분값으로 산출할 수 있다.
<Laplacian of Gaussian>
Figure pat00002
3*3 서브픽셀들의 LED 밝기 레벨 중 미분값을 산출하고자 하는 타겟 서브픽셀의 LED 밝기 레벨에 상기 라플라시안 마스크 중 중심 계수(8)를 적용하고(곱하고), 타겟 서브픽셀과 상하좌우 및 대각선 방향으로 인접한 8개의 인접 서브픽셀의 LED 밝기 레벨 각각에 나머지 계수(-1)를 적용한(곱한) 결과를 모두 합산함으로써, 타겟 서브픽셀 위치의 LED 밝기 레벨의 미분값을 산출할 수 있다. 상기 라플라시안 마스크를 하나의 서브픽셀 단위로 쉬프트시키면서 3*3 서브픽셀들의 LED 밝기 레벨과 3*3 라플라시안 마스크 계수를 컨볼루션함으로써 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값인 LED 밝기 레벨 변화량을 산출할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부(830)는 각 서브픽셀의 LED 밝기 레벨의 미분값(-Diff)에, LED 밝기 레벨에 따른 가중치(α) 및 보상 계수(β)를 적용하여 제2 게인을 산출할 수 있다(S814).
먼저, 픽셀 데이터 보상부(830)는 LED 밝기 레벨에 따라 미리 설정된 가중치(α)와, LED 밝기 레벨과 실측 휘도와의 편차를 보상하기 위한 보상 계수(β)를 결정하고, LED 밝기 레벨에 따라 결정된 가중치(α) 및 보상 계수(β)를 각 서브픽셀의 LED 밝기 레벨의 미분값(-Diff)에 적용하여 제2 게인(α * -Diff + β)을 산출할 수 있다.
LED 밝기 레벨에 따른 가중치(α)는, 각 LED 소자의 밝기 레벨(LEDlevel)을 이용하여 각 LED 소자의 밝기 레벨(LEDlevel)과 반비례하도록 산출될 수 있다.
도 7을 참조하면, LED 밝기 레벨(LED level)이 낮을수록 입력 픽셀 데이터(Input pixel level)에 적용되는 제1 게인(Gain)이 증가하기 때문에, 액정 디스플레이 장치의 실측 휘도에서 LED 밝기 레벨(LED level)이 낮을 때 LED 밝기 레벨(LED level)이 높을 때보다 계단화 현상이 두드러지게 보임을 알 수 있다.
이러한 LED 밝기 레벨에 따른 계단화 현상을 완화시키기 위하여, LED 밝기 레벨의 역수인 가중치(α = Const./LEDlevel, Const.는 상수)를 산출하여 각 서브픽셀의 LED 밝기 레벨의 미분값(-Diff)에 적용(α * -Diff)할 수 있다. 한편, LED 밝기 레벨에 따른 가중치(α)는 전술한 LED 밝기 레벨의 역수로 한정되지 않고, 픽셀 데이터(Input pixel level)에 적용되는 제1 게인(Gain)을 산출하는 수식에 따라 가변될 수 있다.
LED 밝기 레벨과 실측 휘도와의 편차를 보상하기 위한 보상 계수(β)는 각 LED 소자의 밝기 레벨에 따라 결정될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 이상적일 때 LED 밝기 레벨(LED level)과 액정 패널의 휘도는 비례하지만, 실정 측정 휘도는 도 8b에 도시된 바와 같이 비례하는 추세를 보이지만 비선형적으로 미세하게 가변함을 알 수 있다. 도 8b와 같이 선형적으로 비례하지 않는 원인은 액정 패널(100)의 광 투과율과 공정 편차 등의 여러가지 원인이 혼합되어 발생할 수 있다.
LED 밝기 레벨(LED level)과 실측 휘도와의 비선형 관계를 완화시키기 위하여, LED 밝기 레벨(LED level)에 따른 보상 계수(β)는 미리 설정되어 LUT 형태로 영상 프로세서(800)에 저장되거나 복수의 LED 밝기 레벨(LED level)에 따른 보상 계수(β)가 샘플링되어 LUT에 저장될 수 있다.
픽셀 데이터 보상부(830)는 LED 밝기 레벨(LED level)에 대응하는 보상 계수(β)를 LUT로부터 선택하여 결정하거나, LUT로부터 선택한 인접한 보상 계수를 보간 처리하여 결정할 수 있다.
픽셀 데이터 보상부(830)는 제1 게인을 적용하여 1차 보상된 픽셀 데이터(GainedPix)에 제2 게인(α * -Diff + β)을 옵셋으로 적용하여 2차 보상하고(S816), 최종 보상된 픽셀 데이터(Output Pixel = GainedPix + α * -Diff + β)를 출력 영상으로 공급할 수 있다(S818).
도 9a 및 도 9b는 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서 미니 LED 밝기 레벨 간의 계단형 차이가 완화되는 효과를 나타낸 도면이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 인접한 미니 LED 간의 밝기 레벨(LED level)이 계단형으로 증가하는 밝기 차이를 갖는 경우, 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨(LED level)의 미분 값(-Diff)에 LED 밝기 레벨(LED level)에 따른 가중치(α) 및 보상 계수(β)가 적용된 제2 게인(α * -Diff + β)이, LED 밝기 레벨(LED level)에 따른 제1 게인에 의해 1차 보상된 픽셀 데이터(GainedPix)에, 옵셋으로 인가됨으로써, 1차 보상된 픽셀 데이터(GainedPix)를 2차 보상될 수 있다. 2차 보상된 픽셀 데이터(Output Pixel = GainedPix + α * -Diff + β)는 액정 패널의 각 서브픽셀에 보상된 데이터 신호로 공급될 수 있다. 이에 따라, 미니 LED의 밝기 레벨에 따라 조절된 각 미니 LED의 밝기와 보상된 데이터 신호에 따른 각 서브픽셀의 광 투과율의 조합에 따른 인지 휘도에서 계단형으로 증가하는 LED 밝기의 차이가 완화되는 효과가 있음을 알 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 인접한 미니 LED 간의 밝기 레벨(LED level)이 계단형으로 감소하는 밝기 차이를 갖는 경우에도, 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨(LED level)의 미분 값(-Diff)에 LED 밝기 레벨(LED level)에 따른 가중치(α) 및 보상 계수(β)가 적용된 제2 게인(α * -Diff + β)이, LED 밝기 레벨(LED level)에 따른 제1 게인에 의해 1차 보상된 픽셀 데이터(GainedPix)에, 옵셋으로 인가됨으로써, 1차 보상된 픽셀 데이터(GainedPix)를 2차 보상될 수 있다. 2차 보상된 픽셀 데이터(Output Pixel = GainedPix + α * -Diff + β)가 액정 패널의 각 서브픽셀에 보상된 데이터 신호로 공급됨으로써, 미니 LED의 밝기 레벨에 따라 조절된 각 미니 LED의 밝기와 보상된 데이터 신호에 따른 각 서브픽셀의 광 투과율의 조합에 따른 인지 휘도에서 계단형으로 감소하는 LED 밝기 차이가 완화되는 효과가 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 측면에 따른 액정 디스플레이 장치 및 그 구동 방법은 각 미니 LED의 밝기 레벨에 따라 결정되는 제1 게인을 적용하여 픽셀 데이터를 1차 보상하고, 픽셀 위치별 미니 LED의 밝기 레벨에 대한 미분값에 미니 LED 간의 밝기 레벨에 따른 가중치(α) 및 보상 계수(β)를 적용한 제2 게인을 적용하여 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하여 출력함으로써, 인접한 미니 LED 간의 계단형 밝기 차이를 완화시키고 화질을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 모바일 디바이스, 영상 전화기, 스마트 와치(smart watch), 와치 폰(watch phone), 웨어러블 기기(wearable device), 폴더블 기기(foldable device), 롤러블 기기(rollable device), 벤더블 기기(bendable device), 플렉서블 기기(flexible device), 커브드 기기(curved device), 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), PDA(personal digital assistant), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 데스크탑 PC(desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 네비게이션, 차량용 네비게이션, 차량용 표시장치, 텔레비전, 월페이퍼(wall paper) 표시장치, 샤이니지(signage) 기기, 게임기기, 노트북, 모니터, 카메라, 캠코더, 및 가전 기기 등에 적용될 수 있다.
상술한 본 명세서의 다양한 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 명세서의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 기술 사상이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 명세서의 기술 범위 또는 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 명세서는 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 명세서의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 액정 패널 200: 게이트 드라이버
300: 데이터 드라이버 400: 타이밍 컨트롤러
500: 감마 전압 생성부 600: 백라이트 모듈
610: 미니 LED 어레이 700: 백라이트 드라이버
800: 영상 프로세서 810: 영상 분석부
820: LED 밝기 레벨 결정부 830: 픽셀 데이터 보상부

Claims (17)

  1. 액정 패널을 구동하는 패널 드라이버;
    백라이트 모듈을 구동하는 백라이트 드라이버; 및
    각 프레임의 입력 영상을 상기 다수의 단위 블록으로 분할하여 분석한 결과에 따라 각 발광 다이오드(이하 LED)의 밝기 레벨을 결정하여 상기 백라이트 드라이버로 출력하고, 상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 각 서브픽셀의 픽셀 데이터를 보상하여 상기 패널 드라이버로 출력하는 영상 프로세서를 포함하고,
    상기 영상 프로세서는
    상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 제1 게인을 적용하여 상기 입력 영상의 각 픽셀 데이터를 1차 보상하고,
    상기 각 LED 밝기 레벨을 각 서브픽셀의 위치별로 미분한 값과 상기 각 LED의 밝기 레벨에 따라 결정된 가중치 및 보상 계수를 이용하여 제2 게인을 산출하고, 상기 산출된 제2 게인을 적용하여 상기 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하고, 상기 2차 보상된 픽셀 데이터를 출력하는 액정 디스플레이 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상 프로세서는
    상기 각 프레임의 입력 영상을 상기 다수의 단위 블록으로 분할하고, 각 단위 블록별로 분할된 영상 특성을 분석한 각 단위 블록의 영상 분석 결과를 출력하는 영상 분석부;
    상기 각 단위 블록의 영상 분석 결과에 따라 상기 각 단위 블록에 대응하는 상기 각 LED 밝기 레벨을 결정하여 출력하는 LED 밝기 레벨 결정부; 및
    상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 상기 제1 게인과 상기 제2 게인을 결정하고, 상기 입력 영상의 각 픽셀 데이터에 상기 제1 게인을 적용하여 1차 보상하고, 상기 제2 게인을 상기 1차 보상된 픽셀 데이터에 옵셋값으로 인가하여 2차 보상하는 픽셀 데이터 보상부를 포함하는 액정 디스플레이 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 영상 분석부는
    상기 각 단위 블록으로 분할된 픽셀 데이터들의 평균값 또는 최대값을 산출하거나, 상기 분할된 픽셀 데이터의 분포도를 이용하여 상기 각 단위 블록의 영상 분석 결과로 출력하는 액정 디스플레이 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 픽셀 데이터 보상부는
    상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 상기 LED 밝기 레벨과 반비례하는 상기 제1 게인을 산출하고, 상기 산출된 제1 게인과 상기 각 서브픽셀의 픽셀 데이터를 곱셈 연산하여 상기 각 픽셀 데이터를 1차 보상하는 액정 디스플레이 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 픽셀 데이터 보상부는
    상기 각 LED 밝기 레벨을 상기 각 단위 블록에 적용하여 상기 각 단위 블록의 각 서브픽셀의 위치별로 상기 LED 밝기 레벨을 결정하고,
    상기 복수의 서브픽셀 각각의 LED 밝기 레벨과 가우시안 라플라시안 마스크의 복수의 마스크 계수를 컨볼루션하여 상기 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값을 산출하는 액정 디스플레이 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 픽셀 데이터 보상부는
    상기 각 LED 밝기 레벨에 반비례하는 가중치와, 실측 휘도와의 편차를보상하기 위하여 상기 각 LED 밝기 레벨에 따른 보상 계수를 결정하고,
    상기 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값에 상기 가중치 및 보상 계수를 적용하여 상기 제2 게인을 산출하는 액정 디스플레이 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 픽셀 데이터 보상부는
    상기 가중치를 상기 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값과 곱셈 연산하고, 상기 보상 계수를 합산 연산하여 상기 제2 게인을 산출하고,
    상기 1차 보상된 픽셀 데이터와 상기 제2 게인을 합산 연산하는 액정 디스플레이 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 픽셀 데이터 보상부는
    상기 N*N 크기(N은 양의 정수)의 마스크 계수와, 상기 N*N 크기의 서브픽셀들 각각의 LED 밝기 레벨을 컨볼루션하여, 상기 각 서브픽셀의 위치에서 인접 서브픽셀과의 LED 밝기 레벨의 변화량을 상기 미분값으로 산출하는 액정 디스플레이 장치.
  9. 액정 패널의 복수의 서브픽셀들을 포함하는 다수의 단위 블록에 각각 대응하여 배치된 각 LED를 광원으로 구비하는 백라이트 모듈을 포함하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법에서,
    각 프레임의 입력 영상을 상기 다수의 단위 블록으로 분할하여 각 단위 블록의 영상 분석 결과를 출력하는 단계;
    상기 각 단위 블록의 영상 분석 결과에 따라 각 LED의 밝기 레벨을 결정하여 출력하는 단계;
    상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 제1 게인을 적용하여 상기 입력 영상의 각 픽셀 데이터를 1차 보상하는 단계;
    상기 각 LED 밝기 레벨을 각 서브픽셀의 위치별로 미분한 값과 상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 결정된 가중치 및 보상 계수를 이용하여 제2 게인을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 제2 게인을 적용하여 상기 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하고, 상기 2차 보상된 픽셀 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 2차 보상된 픽셀 데이터를 상기 액정 패널의 각 서브픽셀에 보상된 데이터 신호로 공급하는 단계; 및
    상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 상기 백라이트 모듈의 상기 각 LED 밝기를 제어하는 단계를 더 포함하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 각 단위 블록의 영상 분석 결과는,
    상기 각 단위 블록으로 분할된 픽셀 데이터들의 평균값 또는 최대값을 산출하거나, 상기 분할된 픽셀 데이터의 분포도를 이용하여 산출하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 각 픽셀 데이터를 1차 보상하는 단계는
    상기 각 LED 밝기 레벨에 따라 상기 LED 밝기 레벨과 반비례하는 상기 제1 게인을 산출하고, 상기 산출된 제1 게인과 상기 각 서브픽셀의 픽셀 데이터를 곱셈 연산하여 상기 각 픽셀 데이터를 1차 보상하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 게인을 산출하는 단계는
    상기 각 LED 밝기 레벨을 상기 각 단위 블록에 적용하여 상기 각 단위 블록의 각 서브픽셀의 위치별로 상기 LED 밝기 레벨을 결정하고,
    상기 복수의 서브픽셀 각각의 LED 밝기 레벨과 가우시안 라플라시안 마스크의 복수의 마스크 계수를 컨볼루션하여 상기 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값을 산출하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 게인을 산출하는 단계는
    상기 각 LED 밝기 레벨에 반비례하는 가중치와, 실측 휘도와의 편차를보상하기 위하여 상기 각 LED 밝기 레벨에 따른 보상 계수를 결정하고,
    상기 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값에 상기 가중치 및 보상 계수를 적용하여 상기 제2 게인을 산출하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 게인을 산출하는 단계는
    상기 가중치를 상기 각 서브픽셀 위치별 LED 밝기 레벨의 미분값과 곱셈 연산하고, 상기 보상 계수를 합산 연산하여 상기 제2 게인을 산출하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 1차 보상된 픽셀 데이터를 2차 보상하는 단계는
    상기 1차 보상된 픽셀 데이터에 상기 제2 게인을 옵셋값으로 합산 연산하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
  17. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 게인을 산출하는 단계는
    상기 N*N 크기(N은 양의 정수)의 마스크 계수와, 상기 N*N 크기의 서브픽셀들 각각의 LED 밝기 레벨을 컨볼루션하여, 상기 각 서브픽셀의 위치에서 인접 서브픽셀과의 LED 밝기 레벨의 변화량을 상기 미분값으로 산출하는 액정 디스플레이 장치의 구동 방법.
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