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KR101341016B1 - 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법 및 장치 - Google Patents

액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법 및 장치 Download PDF

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KR101341016B1
KR101341016B1 KR1020090123194A KR20090123194A KR101341016B1 KR 101341016 B1 KR101341016 B1 KR 101341016B1 KR 1020090123194 A KR1020090123194 A KR 1020090123194A KR 20090123194 A KR20090123194 A KR 20090123194A KR 101341016 B1 KR101341016 B1 KR 101341016B1
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Abstract

본 발명은 백라이트 디밍과 더불어 데이터를 보상할 때 계조 포화로 인한 색상 변화를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 로컬 디밍 구동 방법은 입력 영상 데이터를 이용하여 각 화소의 영상 데이터들 중 최대 계조값을 화소별 최대값으로 검출하고 블록별로 화소별 최대값을 분석하여 그 분석 결과에 따른 블록별 로컬 디밍값을 결정하는 단계와; 상기 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 제1 게인값을 산출하는 단계와; 상기 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값을 제2 게인값으로 산출하는 단계와; 상기 제1 및 제2 게인값 중 작은 값을 최종 게인값으로 선택하는 단계와; 상기 최종 게인값을 이용하여 상기 입력 영상 데이터를 보상하는 단계와; 상기 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 백라이트 휘도를 블록별로 제어하는 단계를 포함한다.
LCD, 백라이트 디밍, 계조 포화, 색상 변화

Description

액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법 및 장치{METHOD FOR DRIVING LOCAL DIMMING OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 백라이트 디밍과 더불어 데이터를 보상할 때 계조 포화로 인한 색상 변화를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 영상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Dispaly Panel; PDP), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치 등과 같은 평판 표시 장치가 주로 이용된다.
액정 표시 장치는 굴절율 및 유전율 등의 이방성을 갖는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용한 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하는 구동 회로와, 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다. 액정 표시 장치의 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열 방향의 가변으로 백라이트 유닛으로부터 액정 패널 및 편광판을 통해 투과하는 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다.
액정 표시 장치에서 각 화소의 휘도는 백라이트 유닛의 휘도와 데이터에 따른 액정의 광투과율의 곱으로 결정된다. 액정 표시 장치는 콘트라스트비(Contrast Ratio) 향상과 소비 전력 감소를 위하여 입력 영상을 분석하여 디밍값 조정으로 백라이트 휘도를 제어함과 아울러 데이터를 보상하는 백라이트 디밍(Backlight Dimming)을 이용하고 있다. 예를 들면, 소비 전력 감소를 위한 백라이트 디밍 방법은 디밍값 감소로 백라이트 휘도를 감소시키고 데이터 보상으로 휘도를 상승시킴으로써 백라이트 유닛의 소비 전력을 감소시킨다. 또한, 대부분의 백라이트 디밍 방법은 데이터 보상시 효율성을 위하여 일정 수준의 계조 포화를 허용하고 있으나, 계조 포화를 허용한 데이터를 보상하는 경우 색상이 변화될 수 있다. 다시 말하여, 백라이트 디밍 방법은 입력 영상의 분석으로 검출된 게인값을 입력 데이터에 곱하여 데이터를 보상하고 있으나, 입력 데이터가 계조 포화 허용 데이터를 포함하는 경우 그 계조 포화 허용 데이터의 보상으로 색상 변화가 발생될 수 있다.
예를 들면, 데이터 "180" 이상의 계조값에 대하여 계조 포화를 허용하였을 때 입력 R/G/B 데이터 "240/200/180"에 게인값 "1.5"를 곱함으로써 입력 R/G/B 데이터를 출력 R/G/B/데이터 "255/255/255"로 변조한 경우 적색에 가까운 입력 데이터가 백색의 출력 데이터로 변조되어 색상이 왜곡되는 문제점이 있다. 또한 입력 R/G/B 데이터 "100/100/200"에 게인값 "2"를 곱하여 출력 R/G/B/데이터 "200/200/255"로 변조한 경우 청색에 가까운 입력 데이터가 백색에 가까운 출력 데이터로 변조되어 색상이 왜곡되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 백라이트 디밍과 더불어 데이터를 보상할 때 계조 포화로 인한 색상 변화를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법 및 장치에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법은 입력 영상 데이터를 이용하여 각 화소의 영상 데이터들 중 최대 계조값을 화소별 최대값으로 검출하고 블록별로 상기 화소별 최대값을 분석하여 그 분석 결과에 따른 블록별 로컬 디밍값을 결정하는 단계와; 상기 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 제1 게인값을 산출하는 단계와; 상기 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값을 제2 게인값으로 산출하는 단계와; 상기 제1 및 제2 게인값 중 작은 값을 최종 게인값으로 선택하는 단계와; 상기 최종 게인값을 이용하여 상기 입력 영상 데이터를 보상하는 단계와; 상기 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 백라이트 휘도를 블록별로 제어하는 단계를 포함한다.
상기 블록별 로컬 디밍값을 결정하는 단계는 상기 입력 영상 데이터로부터 상기 화소별 최대값을 검출하는 단계와; 상기 화소별 최대값을 상기 블록별로 합산 및 평균화하여 블록별 평균값을 검출하는 단계와; 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 블록별 평균값에 대응하는 상기 블록별 로컬 디밍값을 선택하여 출력하는 단계를 포함한다.
상기 제1 게인값을 산출하는 단계는 미리 설정된 광원의 광 프로파일을 이용하여, 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 각 화소에 도달하는 제1 총광량을 산출하는 단계와; 상기 블록별 로컬 디밍값과 상기 광 프로파일을 이용하여, 상기 백라이트 휘도가 상기 블록별로 조정되었을 때 각 화소에 도달하는 제2 총광량을 산출하는 단계와; 상기 제1 총광량에 대한 상기 제2 총광량의 비로 상기 제1 게인값을 상기 화소별로 산출하는 단계를 포함한다.
상기 제2 게인값은 상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 연산으로 상기 화소별로 산출되거나, 상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 특성이 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 화소별로 산출된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 상기 로컬 디밍 구동 방법을 이용하여 상기 보상된 데이터를 액정 패널에 공급하는 단계와; 상기 블록별로 제어되는 상기 백라이트 휘도와 상기 액정 패널에서 상기 보상된 데이터로 제어되는 광투과율의 조합으로 상기 입력 영상 데이터를 표시하는 단계를 포함한다
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 장치는 입력 영상 데이터를 이용하여 각 화소의 영상 데이터들 중 최대 계조값을 화소별 최대값으로 검출하고 블록별로 상기 화소별 최대값을 분석하는 영상 분석부와; 상기 영상 분석부로부터의 분석 결과에 따라 블록별 로컬 디밍값을 결정하여 출력하는 디밍값 결정부와; 상기 디밍값 결정부로부터의 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 제1 게인값을 산출하여 출력하는 제1 게인값 산출부와; 상기 영상 분석부로부터의 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값을 제2 게인값으로 산출하여 출력하는 제2 게인값 산출부와; 상기 제1 게인값 산출부로부터의 제1 게인값과 상기 제2 게인값 산출부로부터의 제2 게인값 중 작은 값을 최종 게인값으로 선택하는 출력하는 게인값 선택부와; 상기 최종 게인값을 이용하여 상기 입력 영상 데이터를 보상하는 데이터 보상부를 한다.
상기 영상 분석부는 상기 입력 영상 데이터로부터 상기 화소별 최대값을 검출하여 출력하는 최대값 검출부와; 상기 최대값 검출부로부터의 화소별 최대값을 상기 블록별로 합산 및 평균화하여 블록별 평균값을 검출하여 상기 디밍값 결정부로 출력하는 평균값 검출부를 포함하고; 상기 디밍값 결정부는 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 블록별 평균값에 대응하는 상기 블록별 로컬 디밍값을 선택하여 출력한다
상기 제1 게인값 산출부는 미리 설정된 광원의 광 프로파일을 이용하여, 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 각 화소에 도달하는 제1 총광량을 산출하고; 상기 블록별 로컬 디밍값과 상기 광 프로파일을 이용하여, 상기 백라이트 휘도가 상기 블록별로 조정되었을 때 각 화소에 도달하는 제2 총광량을 산출하고; 상기 제1 총광량에 대한 상기 제2 총광량의 비로 상기 제1 게인값을 상기 화소별로 산출하여 출력한다.
상기 제2 게인값 산출부는 상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 연산을 수행하여 상기 화소별로 상기 제2 게인값을 산출하여 출력한다.
상기 제2 게인값 산출부는 상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 특성이 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 화소별 최대값에 대응하는 상기 제2 게인값을 상기 화소별로 선택하여 출 력한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 로컬 디밍 구동 장치와; 상기 로컬 디밍 구동 장치로부터의 보상된 데이터를 액정 패널에 공급하는 패널 구동부와; 상기 로컬 디밍 구동 장치로부터의 보상된 데이터를 상기 패널 구동부로 출력함과 아울러 상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와; 상기 액정 패널로 광을 조사하는 다수의 발광 블록을 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 로컬 디밍 구동 장치로부터의 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 상기 발광 블록을 각각 구동하는 백라이트 드라이버를 구비한다.
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 로컬 디밍 구동 장치를 내장할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법 및 장치는 로컬 디밍으로 감소된 휘도를 보상하기 위하여 산출한 화소별 제1 게인값과, 화소별 최대값을 이용하여 산출한 화소별 최대 게인값인 제2 게인값 중 작은 값을 데이터 보상을 위한 최종 게인값으로 선택함으로써 화소별 최종 게인값은 화소별 최대 게인값을 초과하지 않도록 제한된다. 이에 따라, 입력 데이터와 최종 게인값으로 곱으로 보상된 데이터의 최대값이 최대 계조(255)를 초과하지 않고 입력 색상을 유지할 수 있으므로 데이터 보상시 계조 포화로 인한 색상 왜곡을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 로컬 디밍 방법을 단계적으로 나타낸 흐름도이다.
단계 2(S2)에서 외부로부터의 입력 데이터에서 화소별로 최대값을 검출한다. 외부로부터 입력된 R/G/B 데이터 중 최대값을 갖는 데이터를 화소별 최대값으로 검출한다.
단계 4(S2)에서 화소별 최대값을 발광 블록 단위로 분할하고 분할된 블록별로 화소별 최대값을 합산 및 평균화하여 블록별 평균값을 검출한다.
단계 6(S6)에서 블록별 평균값에 대응하는 블록별 로컬 디밍값을 결정한다. 일반적으로, 블록별 평균값에 대한 로컬 디밍값은 설계자에 의해 룩업 테이블 형태로 미리 설정되어 있으므로, 미리 설정된 룩업 테이블에서 블록별 평균값에 대응하는 로컬 디밍값을 블록별로 선택하여 출력한다. 블록별로 결정된 로컬 디밍값은 백라이트 내의 블록 연결 순서에 따라 재정렬되어 백라이트 드라이버로 공급됨으로써 백라이트 드라이버는 로컬 디밍값에 따라 블록별로 백라이트 휘도를 제어할 수 있다.
단계 8(S8)에서 블록별로 결정된 로컬 디밍값을 이용하여 데이터 보정을 위한 화소별 제1 게인값을 산출한다. 구체적으로, LED 백라이트를 다수의 블록으로 분할 구동하여 블록별로 백라이트 휘도를 제어하는 로컬 디밍 구동 방식은 램프 백라이트의 전체 휘도를 제어하는 글로벌 디밍 구동 방식 보다 휘도가 감소하므로, 로컬 디밍 구동으로 감소된 백라이트 휘도를 데이터로 보상하고 있다.
이를 위하여, 한 광원의 거리별 발광 특성을 수치화한 광 프로파일로부터 각 화소에 도달하는 광량을 계산하여 제1 게인값을 산출한다. 구체적으로, 제1 게인값은 아래의 수학식 1과 같이 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 각 화소에 도달하는 제1 총광량에 대하여 로컬 디밍으로 블록별로 백라이트 휘도가 조정되었을 때 각 화소에 도달하는 제2 총광량의 비로 검출된다.
화소별 제1 게인값 = (백라이트 최대 휘도에서 화소별 제1 총광량)/(로컬 디밍으로 조정된 백라이트 휘도에서 화소별 제2 총광량)
화소별 제1 총광량은 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 광 프로파일로부터 각 화소에 도달하는 광량을 검출하여 합산함으로써 산출하고, 화소별 제2 총광량은 로컬 디밍으로 백라이트 휘도가 블록별로 조정되었을 때 로컬 디밍값을 곱한 광 프로파일로부터 각 화소에 도달하는 광량을 합산함으로써 산출한다. 그리고, 상기 수학식 1과 같이 화소별로 제1 총광량에 대한 제2 총광량의 비를 각 화소의 제1 게인값으로 산출한다.
단계 10(S10)에서 상기 단계 2(S2)에서 검출된 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값인 화소별 제2 게인값을 산출한다. 화소별 제2 게인값은 다음 수학식 2와 같이 현재 데이터의 비트수에 해당하는 최대 계조(8비트 데이터이면 255)에 대한 각 화소의 최대값의 비율로 산출된다.
화소별 최대 게인값 = 255/화소별 최대값
화소별 제2 게인값은 상기 수학식 2의 연산으로 산출되거나, 도 2와 같이 화소별 최대값에 따라 화소별 최대 게인값이 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 산출될 수 있다.
단계 12(S12)에서 상기 단계 8(S8)에서 산출된 화소별 제1 게인값과, 상기 단계 10(S10)에서 산출된 화소별 제2 게인값을 비교하여 작은 게인값을 최종 게인값으로 선택하여 출력하고, 단계 14(S14)에서 입력 데이터에 최종 게인값을 곱함으로써 입력 데이터를 보상한다. 이는 데이터 보상시 화소별 최대값에 게인값을 곱하였을 때 해당 화소가 계조 포화된 화소인 경우 최대 계조(일반적으로 255 계조)를 초과하지 않도록 최종 게인값을 제한하기 위한 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법은 로컬 디밍으로 감소된 휘도를 보상하기 위하여 산출한 화소별 제1 게인값과, 화소별 최대값을 이용하여 산출한 화소별 최대 게인값인 제2 게인값 중 작은 값을 데이터 보상을 위한 최종 게인값으로 선택함으로써 화소별 최종 게인값은 화소별 최대 게인값을 초과하지 않도록 제한된다. 이에 따라, 입력 데이터와 최종 게인값으로 곱으로 보상된 데이터의 최대값이 최대 계조(255)를 초과하지 않고 입력 색상을 유지할 수 있으므로 데이터 보상시 계조 포화로 인한 색상 왜곡을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 로컬 디밍 드라이버를 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 로컬 디밍 드라이버(10)는 영상 분석부(11), 디밍값 결정부(14), 디밍값 출력부(15), 제1 게인값 산출부(16), 제2 게인값 산출부(17), 게인값 선택부(18), 데이터 보상부(19)를 구비한다.
영상 분석부(11)는 최대값 검출부(12) 및 평균값 검출부(13)를 구비한다. 최대값 검출부(12)는 외부로부터의 입력 데이터에서 화소별로 최대값을 검출하여 평 균값 검출부(13) 및 제2 게인값 산출부(17)로 출력한다. 최대값 검출부(12)는 외부로부터 입력된 각 화소의 R/G/B 데이터 중 최대값을 갖는 데이터를 화소별 최대값으로 검출하여 출력한다.
평균값 검출부(13)는 최대값 검출부(12)로부터의 화소별 최대값을 백라이트의 발광 블록 단위로 분할하고 분할된 블록별로 화소별 최대값을 합산 및 평균화하여 블록별 평균값을 검출하여 디밍값 결정부(14)로 출력한다.
디밍값 결정부(14)는 평균값 검출부(13)로부터의 블록별 평균값에 대응하는 블록별 로컬 디밍값을 결정하여 디밍값 출력부(15) 및 제1 게인값 산출부(16)로 출력한다. 디밍값 결정부(14)는 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 블록별 평균값에 대응하는 블록별 로컬 디밍값을 선택하여 출력한다.
디밍값 출력부(15)는 디밍값 결정부(14)로부터의 블록별 로컬 디밍값을 백라이트 내의 블록 연결 순서에 따라 재정렬하여 백라이트 드라이버로 공급한다. 이에 따라 백라이트 드라이버는 로컬 디밍값에 따라 블록별로 백라이트 휘도를 제어할 수 있다.
제1 게인값 산출부(16)는 디밍값 결정부(14)로부터의 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 화소별 제1 게인값을 산출한다. 제1 게인값 산출부(16)는 상기 수학식 1과 같이 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 각 화소에 도달하는 제1 총광량과, 로컬 디밍으로 블록별로 백라이트 휘도가 조정되었을 때 각 화소에 도달하는 제2 총광량을 산출하고, 제1 총광량에 대한 제2 총광량의 비인 제1 게인값을 산출하여 게인값 선택부(18)로 출력한다. 화소별 제1 총광량은 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 광 프로파일로부터 각 화소에 도달하는 광량을 검출하여 합산함으로써 산출하고, 화소별 제2 총광량은 로컬 디밍으로 백라이트 휘도가 블록별로 조정되었을 때 로컬 디밍값을 곱한 광 프로파일로부터 각 화소에 도달하는 광량을 합산함으로써 산출한다.
제2 게인값 산출부(17)는 최대값 검출부(12)로부터의 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값인 화소별 제2 게인값을 산출하여 게인값 산출부(17)로 출력한다. 화소별 제2 게인값은 상기 수학식 2와 같이 최대 계조(255)에 대한 각 화소의 최대값의 비율(255/화소별 최대값)로 산출된다. 제2 게인값 산출부(17)는 나눗셈 연산기를 이용하여 상기 수학식 2의 연산을 수행하여 화소별 제2 게인값을 산출하거나, 도 2와 같이 화소별 최대값에 따라 화소별 최대 게인값이 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 산출한다.
게인값 선택부(18)는 제1 게인값 산출부(16)로부터의 화소별 제1 게인값과, 제2 게인값 산출부(17)로부터의 화소별 제2 게인값을 비교하여 작은 게인값을 최종 게인값으로 선택하여 데이터 보상부(19)로 출력한다. 게인값 선택부(18)는 로컬 디밍으로 감소된 휘도를 보상하기 위하여 산출한 화소별 제1 게인값과, 화소별 최대값을 이용하여 산출한 화소별 최대 게인값인 제2 게인값 중 작은 값을 데이터 보상을 위한 최종 게인값으로 선택함으로써 화소별 최종 게인값은 화소별 최대 게인값을 초과하지 않도록 제한된다.
데이터 보상부(19)는 게인값 선택부(18)로부터의 최종 게인값을 입력 데이터와 곱함으로써 입력 데이터를 휘도 보상하여 타이밍 컨트롤러로 출력한다. 게인값 선택부(18)로부터의 최종 게인값이 화소별 최대 게인값을 초과하지 않으므로 입력 데이터와 최종 게인값으로 곱으로 보상된 데이터의 최대값이 최대 계조(255)를 초과하지 않고 입력 색상을 유지할 수 있으므로 데이터 보상시 계조 포화로 인한 색상 왜곡을 방지할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 로컬 디밍 드라이버(10)가 적용된 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 액정 표시 장치는 입력 영상 데이터를 다수의 블록별로 분석하여 로컬 디밍값을 결정하고 데이터를 보상하는 로컬 디밍 드라이버(10)와, 로컬 디밍 드라이버(12)로부터의 출력 데이터를 패널 드라이버(22)로 공급하고 패널 드라이버(22)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러(20)와, 로컬 디밍 드라이버(10)로부터의 블록별 로컬 디밍값에 기초하여 LED 백라이트 유닛(40)을 블록별로 구동하는 백라이트 드라이버(30)와, 패널 구동부(22)의 데이터 드라이버(24) 및 게이트 드라이버(26)에 의해 구동되는 액정 패널(28)을 구비한다. 여기서, 로컬 디밍 드라이버(10)는 타이밍 컨트롤러(20)에 내장될 수 있다.
로컬 디밍 드라이버(10)는 입력 영상 데이터 및 동기 신호를 이용하여 다수의 블록별로 데이터를 분석하고 그 분석 결과에 따라 블록별 로컬 디밍값을 결정한다. 로컬 디밍 드라이버(10)는 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 화소별 제1 게인값을 산출하고, 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값인 제2 게인값을 산출한다. 로컬 디밍 드라이버(10)는 제1 게인값과 제2 게인값 중 작은 값을 최종 게인값으로 선택하고 입력 영상 데이터와 최종 게인값의 곱으로 입력 데이터를 휘도 보 상하여 타이밍 컨트롤러(20)로 출력한다. 또한 로컬 디밍 드라이버(10)는 블록별로 결정된 로컬 디밍값을 백라이트(40)의 내의 블록 연결 순서를 따라 재정렬하여 백라이트 드라이버(30)로 공급한다.
타이밍 컨트롤러(20)는 로컬 디밍 드라이버(10)로부터의 출력 데이터를 정렬하여 패널 구동부(22)인 데이터 드라이버(24)로 출력한다. 또한 타이밍 컨트롤러(20)는 로컬 디밍 드라이버(12)로부터 입력된 다수의 동기 신호, 즉 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 이네이블 신호, 도트 클럭을 이용하여 데이터 드라이버(24)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와, 게이트 드라이버(26)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(24) 및 게이트 드라이버(26)로 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 각각 출력한다. 한편, 타이밍 컨트롤러(20)는 액정의 응답 속도를 향상시키기 위하여 인접 프레임간의 데이터 차에 따라 오버슈트(Overshoot) 값 또는 언더슈트(Undershoot) 값을 부가하여 데이터를 변조하는 오버 드라이빙 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.
패널 구동부(22)는 액정 패널(28)의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버(24)와, 액정 패널(28)의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(26)를 포함한다.
데이터 드라이버(24)는 타이밍 컨트롤러(20)로부터의 데이터 제어 신호에 응답하여 타이밍 컨트롤러(24)로부터의 디지털 영상 데이터를 감마 전압을 이용하여 아날로그 데이터 신호(화소 전압 신호)로 변환하여서 액정 패널(28)의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
게이트 드라이버(26)는 타이밍 컨트롤러(20)로부터의 게이트 제어 신호에 응답하여 액정 패널(28)의 게이트 라인(GL)을 순차 구동한다.
액정 패널(28)은 다수의 화소들이 배열된 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시한다. 각 화소는 휘도 보상된 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT)와 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다.
백라이트 드라이버(30)는 로컬 디밍 드라이버(10)로부터의 블록별 로컬 디밍값에 따라 LED 백라이트(40)를 블록별로 구동하여 블록별로 LED 백라이트(40)의 휘도를 조정한다. LED 백라이트(40)가 다수의 포트로 분할 구동되면 다수의 포트를 독립적으로 구동하기 위한 다수의 백라이트 드라이버(30)를 구비할 수 있다. 백라이트 드라이버(30)는 로컬 디밍값에 대응하는 듀티비를 갖는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호를 블록별로 생성하고, 생성된 PWM 신호에 대응하는 LED 구동 신호를 블록별로 공급함으로써 블록별로 LED 백라이트(40)를 구동한다. 백라이트 드라이버(30)는 로컬 디밍 드라이버(10)로부터 블록 연결 순서로 입력된 로컬 디밍값을 이용하여 발광 블록들을 순차 구동하여 블록별로 백라이트 휘도를 제어한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 블록별로 제어되는 상기 백라이트 휘도와 상기 액정 패널에서 상기 보상된 데이터로 제어되는 광투과율의 곱으로 상기 입력 영상 데이터를 표시한다.
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 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법을 단계적으로 나타낸 흐름도.
도 2는 도 1에 적용된 화소별 최대값에 대한 화소별 최대 게인값 특성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 장치를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

Claims (13)

  1. 입력 영상 데이터를 이용하여 각 화소의 영상 데이터들 중 최대 계조값을 갖는 영상 데이터를 화소별 최대값으로 검출하고, 블록별로 상기 화소별 최대값을 분석하여 그 분석 결과에 따른 블록별 로컬 디밍값을 결정하는 단계와;
    상기 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 제1 게인값을 산출하는 단계와;
    상기 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값을 제2 게인값으로 산출하는 단계와;
    상기 제1 및 제2 게인값 중 작은 값을 최종 게인값으로 선택하는 단계와;
    상기 최종 게인값을 이용하여 상기 입력 영상 데이터를 보상하는 단계와;
    상기 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 백라이트 휘도를 블록별로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 블록별 로컬 디밍값을 결정하는 단계는
    상기 입력 영상 데이터로부터 상기 화소별 최대값을 검출하는 단계와;
    상기 화소별 최대값을 상기 블록별로 합산 및 평균화하여 블록별 평균값을 검출하는 단계와;
    미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 블록별 평균값에 대응하는 상기 블록별 로컬 디밍값을 선택하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 게인값을 산출하는 단계는
    미리 설정된 광원의 광 프로파일을 이용하여, 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 각 화소에 도달하는 제1 총광량을 산출하는 단계와;
    상기 블록별 로컬 디밍값과 상기 광 프로파일을 이용하여, 상기 백라이트 휘도가 상기 블록별로 조정되었을 때 각 화소에 도달하는 제2 총광량을 산출하는 단계와;
    상기 제1 총광량에 대한 상기 제2 총광량의 비로 상기 제1 게인값을 상기 화소별로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 게인값은
    상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 연산으로 상기 화소별로 산출되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 게인값은
    상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 특성이 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 화소별로 산출되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 로컬 디밍 구동 방법을 이용하여 상기 보상된 데이터를 액정 패널에 공급하는 단계와;
    상기 블록별로 제어되는 상기 백라이트 휘도와 상기 액정 패널에서 상기 보상된 데이터로 제어되는 광투과율의 조합으로 상기 입력 영상 데이터를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  7. 입력 영상 데이터를 이용하여 각 화소의 영상 데이터들 중 최대 계조값을 갖는 영상 데이터를 화소별 최대값으로 검출하고, 블록별로 상기 화소별 최대값을 분석하는 영상 분석부와;
    상기 영상 분석부로부터의 분석 결과에 따라 블록별 로컬 디밍값을 결정하여 출력하는 디밍값 결정부와;
    상기 디밍값 결정부로부터의 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 제1 게인값을 산출하여 출력하는 제1 게인값 산출부와;
    상기 영상 분석부로부터의 화소별 최대값을 이용하여 화소별 최대 게인값을 제2 게인값으로 산출하여 출력하는 제2 게인값 산출부와;
    상기 제1 게인값 산출부로부터의 제1 게인값과 상기 제2 게인값 산출부로부터의 제2 게인값 중 작은 값을 최종 게인값으로 선택하는 출력하는 게인값 선택부와;
    상기 최종 게인값을 이용하여 상기 입력 영상 데이터를 보상하는 데이터 보상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 영상 분석부는
    상기 입력 영상 데이터로부터 상기 화소별 최대값을 검출하여 출력하는 최대값 검출부와;
    상기 최대값 검출부로부터의 상기 화소별 최대값을 상기 블록별로 합산 및 평균화하여 블록별 평균값을 검출하여 상기 디밍값 결정부로 출력하는 평균값 검출부를 포함하고;
    상기 디밍값 결정부는
    미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 블록별 평균값에 대응하는 상기 블록별 로컬 디밍값을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 게인값 산출부는
    미리 설정된 광원의 광 프로파일을 이용하여, 백라이트 전체가 최대 휘도일 때 각 화소에 도달하는 제1 총광량을 산출하고;
    상기 블록별 로컬 디밍값과 상기 광 프로파일을 이용하여, 상기 백라이트 휘도가 상기 블록별로 조정되었을 때 각 화소에 도달하는 제2 총광량을 산출하고;
    상기 제1 총광량에 대한 상기 제2 총광량의 비로 상기 제1 게인값을 상기 화소별로 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 게인값 산출부는
    상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 연산을 수행하여 상기 화소별로 상기 제2 게인값을 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 게인값 산출부는
    상기 입력 영상 데이터의 비트수에 대응하는 최대 계조에 대한 상기 화소별 최대값의 비의 특성이 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 화소별 최대값에 대응하는 상기 제2 게인값을 상기 화소별로 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 로컬 디밍 구동 장치.
  12. 청구항 7 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 로컬 디밍 구동 장치와;
    상기 로컬 디밍 구동 장치로부터의 보상된 데이터를 액정 패널에 공급하는 패널 구동부와;
    상기 로컬 디밍 구동 장치로부터의 보상된 데이터를 상기 패널 구동부로 출력함과 아울러 상기 패널 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와;
    상기 액정 패널로 광을 조사하는 다수의 발광 블록을 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 로컬 디밍 구동 장치로부터의 블록별 로컬 디밍값을 이용하여 상기 발광 블록을 각각 구동하는 백라이트 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 청구항 12에 있어서
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 로컬 디밍 구동 장치를 내장한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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