KR100824415B1 - 액정표시장치의 감마전압 발생장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기준 감마전압을 자동으로 설정할 수 있는 액정표시장치의 감마전압 발생장치 및 방법에 관한것이다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 감마전압 발생장치는 테스트 패턴데이터를 액정모듈에 공급하기 위한 데이터 발생기와, 상기 액정모듈의 화면에 표시된 상기 테스트 패턴데이터의 휘도값을 검출하기 위한 휘도검출기와, 상기 화면에서 검출된 휘도값과 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값을 비교하고, 그 비교결과에 따라 감마전압 조정신호를 발생하기 위한 제어부와, 상기 제어부의 감마전압 조정신호에 응답하여 감마전압을 조정하여 상기 액정모듈에 공급하는 감마전압 조정기를 구비하고, 상기 제어부는 상기 화면에서 검출된 휘도값과 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값이 동일한 경우에는 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값을 산출한다.

본 발명에 의하면, 최적의 기준 감마전압을 설정하고 소프트웨어적인 방법으로 기준 감마전압에 해당하는 저항값을 자동으로 산출함으로써, 종래의 기준 감마전압의 저항값을 설정하기 위한 시간보다 크게 단축시킬 수 있다. 이렇게 기준 감마전압의 저항값을 소프트웨어적으로 설정하게 되므로 많은 인력이 필요하지 않다.

Description

액정표시장치의 감마전압 발생장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING GAMMA VOLTAGE OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 2는 종래의 감마전압 발생부의 분압저항들에 대한 저항값을 설정하는 과정을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 감마전압 조정기를 통해 분압저항들에 대한 저항값을 설정하는 과정을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 기준 감마전압의 저항값을 소프트웨어적으로 산출하는 것을 나타내는 순서도.

도 5는 본 발명에 따른 감마전압 조정기를 상세하게 나타내는 회로도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

2, 22 : 액정모듈 4 : 게이트 드라이버

6 : 데이터 드라이버 8 : 감마전압발생부

10, 30 : 컴퓨터 12 : 광학 측정기

32 : 아날로그-디지털 변환기 34 : 감마전압 조정기

36 : 마이컴 38 : 광학센서

본 발명은 액정표시장치의 감마전압 발생장치에 관한 것으로, 특히 기준 감마전압을 자동으로 설정할 수 있는 액정표시장치의 감마전압 발생장치 및 방법에 관한것이다.

통상의 액정표시장치는 영상신호에 따라 액정의 광투과율을 조절하여 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치에서는 화상의 계조가 영상신호의 전압레벨에 따라 선형적으로 변하지 않고 비선형적으로 변하는 감마특성이 나타나게 된다. 이는 액정의 광투과율이 영상신호의 전압레벨에 따라 선형적으로 변하지 않음과 아울러 액정의 광투과율에 따라 화상의 계조가 선형적으로 변하지 않는 것에 기인한다. 이 감마특성으로 인해 화상이 열화되는 것을 방지하기 위하여 감마보정 전압들을 이용하여 영상신호의 전압레벨들간의 간격들을 다르게 변화시킨다. 다시 말하여, 액정표시장치는 영상신호의 전압레벨에 따라 서로 다른 레벨을 가지게끔 미리 설정된 감마보정 전압을 영상신호의 전압레벨에 옵셋전압으로 부가시킴으로써 감마특성을 보정하게 된다.

이를 위하여, 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 도시하지 않은 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정모듈(2)와, 액정모듈(2)의 게이트라인들(GL1 내지 GLm)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(4)와, 액정모듈(2)의 데이터라인들(DL1 내지 DLn)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(6)와, 데이터 드라이버(6)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 발생부(8)를 구비한다.

액정모듈(2)은 매트릭스 형태로 배열되어진 액정셀들과, m개의 게이트라인들(GL1 내지 GLm)과 n개의 데이터라인들(DL1 내지 DLn)의 교차부에 각각 형성되어 액정셀에 공급되는 데이터신호를 절환하기 위한 스위칭소자인 박막트랜지스터를 구비한다.

게이트 드라이버(4)는 게이트라인들(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 게이트신호를 공급하여 해당 게이트라인에 접속되어진 박막트랜지스터들이 구동되게 한다.

데이터 드라이버(6)는 게이트신호에 동기되어 1수평라인분의 화소신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLn)에 공급하게 된다. 이 경우, 감마전압 발생부(8)는 영상신호의 전압레벨에 따라 서로 다른 레벨을 가지게끔 미리 설정된 직류전압을 감마전압으로 데이터 드라이버(6)에 공급하게 된다. 이에 따라, 데이터 드라이버(6)는 화소신호에 감마전압 발생부(8)로부터의 감마전압을 부가하여 데이터라인들에 공급함으로써 액정표시장치에서의 감마특성이 보정되게 된다. 이러한 감마전압 발생부(8)는 다수의 저항들이 병렬로 배치된 분압저항열로 구성된다.

이와 같은, 감마전압 발생부(8)의 분압저항열에 대한 저항값을 결정하기 위하여 도 2와 같은 설계과정을 거치게 된다.

도 2를 참조하면, 종래의 감마전압 설계장치는 액정모듈(2)과, 액정모듈(2)에 RGB 테스트 패턴을 공급하기 위한 컴퓨터(10)와, 액정모듈(2)로부터 방출되는 가시광의 광량을 측정하기 위한 광학측정기(12)와, 액정모듈(2)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 발생부(8)를 구비한다.

액정모듈(2)에는 도시하지 않은 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버들이 구성된다.

컴퓨터(10)는 RGB 테스트 패턴을 발생하여 액정모듈(2)의 도시하지 않은 데이터 드라이버에 공급하게 된다. RGB 테스트 패턴은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 각각의 서브 픽셀을 동일한 데이터로 증가시키게 되면, 백색광(White)에서 흑색광(Black)까지의 그레이 패턴이 생성된다.

감마전압 발생부(8)는 도시하지 않은 분압저항열들의 분압노드에서 발생하는 감마전압레벨(GMA1 ~ GMA16)을 액정모듈(2)의 데이터 드라이버에 공급하게 된다.

이에 따라, 액정모듈(2)에는 RGB 테스트 패턴에 해당하는 그레이 스케일별 감마전압이 화상표시면에 표시되게 된다.

광학측정기(12)는 액정모듈(2)의 화상표시부에 표시되는 RGB 테스트 패턴의 휘도값을 측정하게 된다.

그런 다음, 시스템 엔지니어는 측정된 데이터신호의 그레이 스케일별 휘도에 대한 콘트라스트비 및 그레이 곡선을 그래프로 작성한 후 최적의 기준 감마전압 값을 설정하게 된다. 최적의 기준 감마전압에 대한 각각의 전압값에 해당하는 분압저항열의 저항값을 계산한 후, 수동에 의해 저항값 및 공통전압(Vcom)을 조정하여 기준 감마전압을 재설정하게 된다. 재설정된 기준 감마전압은 액정모듈(2)에 공급된 후 상술한 과정을 반복하여 최적의 기준 감마전압에 해당하는 각각의 저항값을 결정하게 된다.

이와 같이, 분압저항열의 저항값의 설정은 많은 시간을 반복적으로 측정해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기준 감마전압을 자동으로 설정할 수 있는 액정표시장치의 감마전압 발생장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 감마전압 발생장치는 테스트 패턴데이터를 액정모듈에 공급하기 위한 데이터 발생기와, 상기 액정모듈의 화면에 표시된 상기 테스트 패턴데이터의 휘도값을 검출하기 위한 휘도검출기와, 상기 화면에서 검출된 휘도값과 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값을 비교하고, 그 비교결과에 따라 감마전압 조정신호를 발생하기 위한 제어부와, 상기 제어부의 감마전압 조정신호에 응답하여 감마전압을 조정하여 상기 액정모듈에 공급하는 감마전압 조정기를 구비하고, 상기 제어부는 상기 화면에서 검출된 휘도값과 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값이 동일한 경우에는 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값을 산출한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 감마전압 발생장치는 상기 산출된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값에 해당하는 저항들을 이용하여 감마전압 발생회로를 구성한다.
상기 감마전압 조정기는 다수개의 분압저항을 구비하고, 상기 분압저항들을 통해 상기 감마전압을 조정한다.

삭제

본 발명에 따른 액정표시장치의 감마전압 발생방법은 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 설정함과 아울러 제어부를 초기화시키는 단계와, 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 상기 제어부에 다운로드하는 단계와, 상기 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값에 해당하는 감마전압을 발생하여 액정모듈의 표시면에 표시하는 단계와, 상기 액정모듈의 표시면에 표시된 상기 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 측정하는 단계와, 상기 액정모듈에서 측정된 휘도값과 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 비교하는 단계와, 상기 액정모듈에서 측정된 휘도값과 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값이 동일하지 않을 경우에는 상기 감마전압을 조정하여 상기 액정모듈의 표시면에 표시하고, 이를 다시 측정하여 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값과 동일할 때까지 반복하는 단계와, 상기 액정모듈에서 측정된 휘도값과 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값이 동일한 경우에는 상기 설정된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값을 산출하는 단계를 포함한다.

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 기준 감마전압 자동 제어장치는 액정모듈(22)과, 액정모듈(22)에 테스트 패턴데이터를 공급하기 위한 컴퓨터(30)와, 액정모듈(22)로부터 방출되는 가시광의 광량을 측정하기 위한 다수의 광학센서(38)와, 광학센서(38)로부터 공급되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아 날로그-디지털 변환기(32)와, 컴퓨터(30)로부터 공급되는 테스트 패턴데이터의 휘도값과 액정모듈(22)에서 측정된 휘도값을 비교하여 그 비교결과에 따라 감마전압을 조정하는 조정신호를 발생하는 마이컴(36)과, 마이컴(36)으로부터 공급되는 조정신호에 의해 기준 감마전압을 조정하기 위한 감마전압 조정기(34)를 구비한다.

액정모듈(22)은 도시하지 않은 데이터 드라이버와 게이트 드라이버 등으로 구성되어 컴퓨터(30)로부터 공급되는 테스트 패턴데이터에 해당하는 감마전압(GMA1 내지 GMA16)을 화상표시면에 표시한다. 또한, 액정모듈(22)의 표시면에서의 휘도를 측정하기 위한 그레이 패턴이 6비트 데이터 드라이버의 경우에는 0 내지 63까지의 그레이 레벨이 표현되고, 8비트 데이터 드라이버의 경우에는 0 내지 255까지의 그레이 레벨이 표현된다.

컴퓨터(30)는 그레이 스케일별 테스트 패턴데이터를 발생하여 액정모듈(22)에 공급함과 아울러 테스트 패턴데이터신호의 휘도값을 시리얼 포트(Serial Port)를 통해 마이컴(36)으로 전송한다. 테스트 패턴데이터는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 각각의 서브 픽셀을 동일한 데이터로 증가시키게 되면, 백색광(White)에서 흑색광(Black)까지의 그레이 패턴이 생성된다.

광학 센서(38)는 액정모듈(22)의 표시면으로부터 방출되는 가시광에 대한 휘도를 검출하기 위하여 적어도 2개 이상으로 구성된다. 이 광학 센서(38)에 의해 검출된 아날로그 전압값은 아날로그-디지털 변환기(32)에 공급된다.

아날로그-디지털 변환기(32)는 광학 센서(38)로부터 공급되는 아날로그 전압값을 10비트(Bit)의 디지털 값으로 변환하여 마이컴(36)에 공급한다.

마이컴(36)은 액정모듈(22)에서 측정된 휘도값과 컴퓨터(30)의 시리얼 포트로부터 전송된 테스트 패턴데이터의 휘도값을 비교하게 된다. 이 때, 마이컴(36)은 측정된 휘도값과 테스트 패턴데이터의 휘도값이 동일할 경우에는 테스트 패턴데이터의 휘도값에 해당하는 도 5에 도시된 감마전압 조정기(34)의 분압저항열에 대한 각각의 저항값을 산출하게 된다. 산출된 저항값은 다시 마이컴(36)의 시리얼포트를 통해 컴퓨터(30)의 표시면에 표시된다. 반면에, 측정된 휘도값과 테스트 패턴데이터의 휘도값이 동일하지 않은 경우에 있어서, 마이컴(36)은 측정된 휘도값이 높을 경우에는 테스트 패턴데이터의 휘도값을 감소시키는 조정신호를, 낮은 경우에는 테스트 패턴데이터의 휘도값을 증가시키는 조정신호를 감마전압 조정기(34)에 공급한다.

감마전압 조정기(34)는 마이컴(36)으로부터 공급되는 8비트의 조정신호에 대응하는 감마전압을 조정하여 조정된 감마전압레벨(GMA1 ~ GMA16)을 액정모듈(22)에 공급한다. 이를 위해, 감마전압 조정기(34)는 8비트 입력라인과 16채널의 출력라인을 구비한다. 또한, 감마전압 조정기(34)는 감마전압레벨(GMA1 ~ GMA16)의 공통전압(Vcom)을 공급하는 역할을 한다.

감마전압레벨(GMA1 ~ GMA16)은 액정모듈(22)에 도시하지 않은 데이터 드라이버에 공급되어 다시 256계조의 그레이레벨로 표현되어 테스트 패턴데이터에 해당하는 그레이레벨이 표시면에 표시된다.

이와 같은, 감마전압레벨(GMA1 ~ GMA16)을 발생하기 위하여 감마전압 조정기(34)는 다수의 분압저항열로 구성되어져 있다. 이러한 분압저항열의 각 저항값은 도 4와 같은 순서에 의해 결정된다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 분압저항열의 각 저항값 설계의 제1 단계(S1)는 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 설정함과 아울러 마이컴(36)을 초기화시키게 된다. 제2 단계(S2)는 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 컴퓨터(30)의 시리얼포트를 통해 마이컴(36)에 다운로드한다.

그런 다음, 제3 단계(S3)는 테스트 패턴데이터의 휘도값에 해당하는 감마전압을 발생하여 액정모듈(22)의 표시면에 표시한다. 제4 단계(S4)는 액정모듈(22)의 표시면에 표시되는 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 측정하게 된다.

제5 단계(S5)는 액정모듈(22)에서 측정된 휘도값과 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 비교하게 된다. 제6 단계(S6)는 두 휘도값이 동일한 경우에는 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값에 해당하는 감마전압의 저항값을 산출하게 된다. 제7 단계(S7)는 산출된 감마전압의 저항값에 따라 도 5와 같은 감마전압 조정기(34)의 분압저항열을 구성하게 된다.

액정모듈(22)에서 측정된 휘도값과 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값이 동일하지 않을 경우에는 감마전압을 조정하고, 이 조정된 감마전압을 통해 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 조정하여 액정모듈(22)의 표시면에 표시하게 된다. 액정모듈(22)에 표시된 조정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 다시 측정하고, 다시 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값과 반복적으로 비교함으로써, 최종적으로 동일한 휘도값을 결정하여 도 5에 도시된 감마전압 조정기(34)의 저항값을 산출하게 된다.-제 8단계(S8)

이와 같이, 본 발명의 설계과정에 의해 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값에 해당하는 저항값은 도 5에 도시된 감마전압 조정기(34)의 분압저항열에 대한 각각의 저항값이 된다.

도 5는 감마전압 조정기(34)의 정극성부를 나타낸 것으로, 부극성부는 공급전압의 극성이 다를 뿐 정극성부와 실질적으로 동일한 구성을 가진다.

본 발명에 따른 감마전압 조정기(34)는 다수의 분압저항열로 배치하여 구성된다. 이러한 감마전압 조정기(34)는 기준 감마전압(GMA1 내지 GMA16)을 발생시키기 위하여, 공통전압(VDD)과 제1 기저전압원(GND1) 사이에 직렬접속된 제1 분압저항들(R1 내지 R9)과, 공통전압(VDD)와 제2 기저전압원(GND2) 사이에 직렬접속된 제2 분압저항들(R10 내지 R18)을 구비한다.

각각의 분압저항들(R1 내지 R18)의 저항값은 설계과정에서 자동으로 산출된 저항값에 대응한다. 이러한, 자동으로 산출된 저항값에 의해 배치된 제1 분압저항들(R1 내지 R9) 사이의 각 노드점은 각각의 제1 분압저항들(R1 내지 R9)의 분압 저항비에 따라 그 전압레벨이 결정되어 8개의 기준 감마전압(GMA1 내지 GMA8)이 나타나게 된다. 또한, 제2 분압저항들(R9 내지 R18) 사이의 각 노드점은 각각의 제2 분압저항들(R9 내지 R18)의 분압 저항비에 따라 그 전압레벨이 결정되어 8개의 기준 감마전압(GMA9 내지 GMA16)이 나타나게 된다.

각각의 노드점에 나타나는 기준 감마전압(GMA1 내지 GMA16)은 액정모듈(22)의 전기·광학적 특성을 고려하여 데이터의 표현 가능한 범위로 선택된 계조값에 대응하여 전압크기가 다르게 설정된다. 이는 가장 낮은 휘도의 데이터는 공통전압(VDD)에 대응하는 GMA1이며, 상대적으로 높은 휘도의 데이터는 GMA2, GMA3,...,GMAN에 대응하게 된다. 이러한, 기준 감마전압(GMA1 내지 GMA16)은 액정모듈(22)의 도시하지 않은 데이터 드라이버에 공급되어 데이터에 해당하는 감마전압레벨로 화상표시면에 공급된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 감마전압 발생장치 및 방법은 최적의 기준 감마전압을 설정하고 소프트웨어적인 방법으로 기준 감마전압에 해당하는 저항값을 자동으로 산출함으로써 종래의 기준 감마전압의 저항값을 설정하기 위한 시간보다 크게 단축시킬 수 있다. 이렇게 기준 감마전압의 저항값을 소프트웨어적으로 설정하게 되므로 많은 인력이 필요하지 않다.

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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 테스트 패턴데이터를 액정모듈에 공급하기 위한 데이터 발생기와,

   상기 액정모듈의 화면에 표시된 상기 테스트 패턴데이터의 휘도값을 검출하기 위한 휘도검출기와,

   상기 화면에서 검출된 휘도값과 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값을 비교하고, 그 비교결과에 따라 감마전압 조정신호를 발생하기 위한 제어부와,

   상기 제어부의 감마전압 조정신호에 응답하여 감마전압을 조정하여 상기 액정모듈에 공급하는 감마전압 조정기를 구비하고,

   상기 제어부는 상기 화면에서 검출된 휘도값과 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값이 동일한 경우에는 상기 데이터 발생기로부터 발생된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값을 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 감마전압 발생장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 산출된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값에 해당하는 저항들을 이용하여 감마전압 발생회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 감마전압 발생장치.
4. 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 설정함과 아울러 제어부를 초기화시키는 단계와,

   상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 상기 제어부에 다운로드하는 단계와,

   상기 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값에 해당하는 감마전압을 발생하여 액정모듈의 표시면에 표시하는 단계와,

   상기 액정모듈의 표시면에 표시된 상기 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 측정하는 단계와,

   상기 액정모듈에서 측정된 휘도값과 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값을 비교하는 단계와,

   상기 액정모듈에서 측정된 휘도값과 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값이 동일하지 않을 경우에는 상기 감마전압을 조정하여 상기 액정모듈의 표시면에 표시하고, 이를 다시 측정하여 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값과 동일할 때까지 반복하는 단계와,

   상기 액정모듈에서 측정된 휘도값과 상기 설정된 테스트 패턴데이터에 대한 휘도값이 동일한 경우에는 상기 설정된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 감마전압 발생방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 산출된 테스트 패턴데이터의 휘도값에 대한 저항값에 해당하는 저항들을 이용하여 감마전압 발생회로를 구성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 감마전압 발생방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 감마전압 조정기는 다수개의 분압저항을 구비하고,

   상기 분압저항들을 통해 상기 감마전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 감마전압 발생장치.

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