KR20060111148A - 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 입력 계조에 대하여 고계조 출력 데이터와 저계조 출력 데이터로 분리하고 고계조 출력 데이터로 최고 계조에서 표시하는 휘도 이상을 표시할 수 있도록 하여 저계조 출력 데이터로 표시되는 휘도와 고계조 출력 데이터로 표시되는 휘도의 차이를 크게 한다.

그 결과 표시 장치의 측면 시인성이 개선되고 표시 장치의 표시 특성이 향상되고, 계조 전압 생성부에 인가되는 AVDD 전압을 높게 인가하여 표시 장치 전체적으로 휘도가 떨어지지 않도록 한다.

계조 전압 생성부, 데이터 구동부, 감마 곡선, 고계조, 저계조

Description

표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법{DRIVING APPARATUS OF DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 고계조 감마 곡선, 저계조 감마 곡선 및 원래 감마 곡선을 나타낸 그래프이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인가되는 고계조 출력 데이터 및 저계조 출력 데이터 값과 표시되는 계조의 관계를 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명이 적용되는 하나의 화소 구조로, 하나의 화소가 2개의 부화소로 분리되어 있는 것을 도시하고 있는 평면도이다.

도 6은 본 발명이 적용되는 또 하나의 화소 구조를 도시하는 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 계조 전압 생성부를 도시하고 있는 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3: 액정층 100: 하부 표시판

190: 화소 전극 200: 상부 표시판

230: 색필터 270: 공통 전극

300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부

500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부

610: 영상 데이터 보정부 611: 신호 처리부

612: 데이터 저장장치 613: 제1 데이터 저장부

614: 제2 데이터 저장부 800: 계조 전압 생성부

본 발명은 표시 장치의 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어있는 액정층을 포함하며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.

수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부와 돌기로 액정 분자가 기우는 방향을 결정할 수 있으므로, 이들을 사용하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.

그러나 수직 배향 방식의 액정 표시 장치는 정면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어지는 문제점이 있다. 예를 들어, 절개부가 구비된 PVA(patterned vertically aligned) 방식 액정 표시 장치의 경우에는 측면으로 갈수록 영상이 밝아져서, 심한 경우에는 높은 계조 사이의 휘도 차이가 없어져 그림이 뭉그러져 보이는 경우도 발생한다.

측면 시인성을 개선하기 위하여 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고 두 부화소를 용량성 결합시킨 후 한 쪽 부화소에는 직접 전압을 인가하고 다른 쪽 부화소에는 용량성 결합에 의한 전압 하강을 일으켜 두 부화소의 전압을 달리 함으로써 투과율을 다르게 하는 방법이 제시되었다.

이 때, 두 부화소 중 하나는 고전압이 걸리며, 다른 하나는 저전압이 걸리게된다. 고전압과 저전압은 표시 장치 전체의 감마 곡선을 기준으로 나뉘어지는데, 감마 곡선에서 최고 휘도를 표시하는 전압 이상의 전압은 인가할 수 없어서 시인성 개선에 한계가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 장치의 시인성을 개선하여 측면에서 인식되는 화면과 정면에서 인식되는 화면이 차이가 없도록 하며, 보다 개선된 화질을 표시할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 입력 계조에 대하여 고계조 출력 데이터와 저계조 출력 데이터로 분리하고 고계조 출력 데이터로 최고 계조에서 표시하는 휘도 이상을 표시할 수 있도록 하여 저계조 출력 데이터로 표시되는 휘도와 고계조 출력 데이터로 표시되는 휘도의 차이를 크게 한다.

구체적으로는, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 화소 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터는 상기 제1 입력 영상 데이터의 계조보다 높은 계조를 가지는 제1 출력 영상 데이터와 입력 영상 데이터의 계조보다 낮은 계조를 가지는 제2 출력 영상 데이터로 변환하는 신호 제어부, 그리고 상기 신호 제어부로부터의 제1 및 제2 출력 영상 데이터를 제1 및 제2 데이터 전압으로 변환하여 해당하는 화소에 각각 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 제1 출력 영상 데이터는 최고 계조에서의 휘도보다 높은 휘도를 표시할 수 있는 데이터를 포함한다.

상기 제1 출력 영상 데이터와 상기 제2 출력 영상 데이터는 매 프레임마다 인접한 서로 다른 화소 전극에 인가될 수 있다.

상기 화소 전극은 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극으로 분리되어 있으며, 상기 제1 출력 영상 데이터와 상기 제2 출력 영상 데이터는 매 프레임마다 각각 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극에 인가될 수 있다.

입력되는 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 더 포함하며, 상기 AVDD 전압은 상기 최고 계조에서의 계조 전압보다 높을 수 있다.

상기 계조 전압 생성부는 상기 제1 출력 영상 데이터용 계조 전압을 생성하는 부분과 상기 제2 출력 영상 데이터용 계조 전압을 생성하는 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 화소 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 입력 영상 데이터를 출력 영상 데이터로 변환하여 내보는 신호 제어부, 입력되는 제1 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하며, 상기 입력 영상 데이터의 계조값에 비하여 높은 계조값을 표시하는 제1 계조 전압을 생성하는 제1 계조 전압 생성부, 입력되는 제2 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하며, 상기 입력 영상 데이터의 계조값에 비하여 낮은 계조값을 표시하는 제2 계조 전압을 생성하는 제2 계조 전압 생성부, 상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터에 기초하여 상기 제1 계조 전압 생성부 및 상기 제2 계조 전압 생성부에서 상기 제1 및 제2 계조 전압을 제1 및 제2 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 제1 계조 전압은 최고 계조에서의 휘도보다 높은 휘도를 표시할 수 있는 전압을 포함한다.

상기 제1 데이터 전압과 상기 제2 데이터 전압은 매 프레임마다 인접한 서로 다른 화소 전극에 인가될 수 있다.

상기 화소 전극은 제1 및 제2 부화소 전극으로 분리되어 있으며, 상기 제1 데이터 전압과 상기 제2 데이터 전압은 매 프레임마다 각각 상기 제1 및 제2 부화소 전극에 인가될 수 있다.

상기 제1 AVDD 전압은 상기 최고 계조에서의 계조 전압보다 높을 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 화소 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 입력 영상 데이터를 출력 영상 데이터로 변환하여 내보는 신호 제어부, 입력되는 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터에 기초하여 상기 계조 전압 생성부의 계조 전압을 이용하여 제1 및 제2 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 제1 데이터 전압은 최고 계조에서의 휘도보다 높은 휘도를 표시할 수 있는 전압값을 가진다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다. 또한 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주 보는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 둘 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소, 예를 들면 i번째 게이트선(G_i)과 j번째 데이터선(D_j)으로 정의되는 화소는 게이트선(G_i) 및 데이터선(D_j)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

각 화소의 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등으로 이루어지며, 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 있는 제어 단자, 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 삼단자 소자이다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(C_LC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개 로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색을 들 수 있다.

도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 화소에 인가한다.

게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)는 복수의 구동 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착될 수도 있다. 이와는 달리, 게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)가 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.

신호 제어부(600)는 영상 데이터 보정부(610)를 포함하고 있고, 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 데이터(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게 이트 온 전압(Von)의 출력시간을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소에 대한 데이터의 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 포함한다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 수신하고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 아날로그 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 차례로 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이로 인해 화소의 휘도가 정해진다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(Hsync) 및 게이트 인에이블 신호(DE)의 한 주기]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이하여, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성은 소정 프레임마다 극성이 반전되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전") 이때, 한 프레임 내에서 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 인접 데이터선을 통하여 동시에 흐르는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

다음, 도 3 및 도 4를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따라 신호 제어부(600)에서 행해지는 데이터 처리에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 고계조 감마 곡선, 저계조 감마 곡선 및 원래 감마 곡선을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 인가되는 고계조 출력 데이터, 저계조 출력 데이터와 표시되는 계조의 관계를 보여주는 도면이다.

도 1을 참고로 하여 이미 설명한 것처럼, 신호 제어부(600)는 영상 데이터 보정부(610)를 포함한다. 영상 데이터 보정부(610)는 신호 처리부(611)와 신호 처리부(611)에 연결된 데이터 기억 장치(612)를 포함한다. 데이터 기억 장치(612)는 제1 및 제2 데이터 기억부(613, 614)를 포함한다.

제1 및 제2 데이터 기억부(613, 614)는 롬(ROM)이나 램(RAM) 등과 같은 기억 장치나 룩업 테이블(look-up table) 등일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 다른 종류의 기억 소자를 이용할 수 있다.

제1 및 제2 데이터 기억부(613, 614)는 각각의 계조를 가지는 영상 데이터에 대응하는 변환 데이터를 기억하고 있다. 제1 데이터 기억부(613)에 기억되어 있는 변환 데이터는 원래의 영상 데이터보다 높은 계조를 가지며 (따라서 앞으로 "고계조 변환 데이터"라 함) 제2 데이터 기억부(614)에 기억되어 있는 제2 변환 데이터는 원래의 영상 데이터보다 낮은 계조를 가진다(따라서 앞으로 "저계조 변환 데이터"라 함).

고계조 변환 데이터의 계조가 나타내는 휘도를 원래의 영상 데이터에 대한 함수로 그려보면 도 3의 곡선(T1)(앞으로 "고계조 감마 곡선"이라 함)이 되고, 저계조 변환 데이터의 계조가 나타내는 휘도를 원래의 영상 데이터에 대한 함수로 그려보면 도 3의 곡선(T2)(앞으로 "저계조 감마 곡선"이라 함)이 된다. 곡선(Ti)은 원래 영상 데이터의 계조가 나타내는 휘도를 계조의 함수로 나타낸 곡선이다(앞으로 "원래 감마 곡선"이라 함).

이때, 이상적으로는 고계조 감마 곡선(T1)과 저계조 감마 곡선(T2)을 평균한 곡선이 바로 원래 감마 곡선(Ti)이 되는 것이 바람직하다. 이때 평균이라 함은 가중치 없이 1:1로 평균하는 것을 의미할 수도 있고 어느 한 쪽, 예를 들면 저계조 감마 곡선(T2)에 가중치를 주어 평균할 수도 있다.

액정 표시 장치의 휘도는 액정 표시 장치를 바라보는 각도에 따라 달라질 수 있고 이에 따라 감마 곡선도 보는 각도에 따라 달라질 수 있다. 따라서 모든 각도에서 고계조 감마 곡선(T1)과 저계조 감마 곡선(T2)의 평균이 원래 감마 곡선(Ti)이 되기는 어려우며, 적어도 정면에서 바라보았을 때 이 관계가 성립하도록 고계조 및 저계조 변환 데이터를 결정하는 것이 바람직하다. 그리고 다른 각도, 예를 들면 특정 기준 각도에서 바라보았을 때 고계조 감마 곡선(T1)과 저계조 감마 곡선(T2)의 평균이 원래 감마 곡선(Ti)과 가장 가까운 형태가 되도록 고계조 및 저계조 변환 데이터를 결정하는 것이 바람직하다.

한편, 고계조 감마 곡선은 원래 감마 곡선(Ti)의 최고 휘도(W점의 휘도)보다 높은 휘도를 표시할 수 있는 계조 영역(L: 이하에서는 초과 휘도 영역이라 함)이 존재한다. 고계조 데이터를 통하여 초과 휘도 영역을 가지도록 하는 이유는 다음과 같다. 일반적으로 입력 영상 데이터를 고계조 변환 데이터와 저계조 변환 데이터로 구분하고, 이를 출력 영상 데이터로 변환하여 데이터 구동부로 인가하여 해당 화소에 데이터 전압을 인가한다. 이때 고계조 감마 곡선(T1)과 저계조 감마 곡선(T2)을 정면 감마 곡선(Ti)과 일치시켜 측면 시인성을 향상시키는데, 저계조 감마 곡선(T2)과 고계조 감마 곡선(T1)의 휘도차가 크면 클수록 측면 시인성 및 표시 특성이 향상되기 때문이다.

신호 제어부(600)의 신호 처리부(611)는 입력 영상 데이터(R, G, B) 각각에 대하여 이에 대응하는 변환 데이터를 데이터 기억 장치(612)의 제1 데이터 기억부(613) 및 제2 데이터 기억부(614)에서 찾아 이를 출력 영상 데이터로서 출력한다. 앞으로 제1 데이터 기억부(613)에서 골라낸 출력 영상 데이터를 고계조 출력 (영상) 데이터라 하고 제2 데이터 기억부(614)에서 골라낸 출력 영상 데이터를 저계조 출력 (영상) 데이터라 하며, 이들을 서로 다른 종류의 출력 영상 데이터라 한다.

이렇게 출력된 출력 영상 데이터는 데이터 구동부(500)로 전송되어 고계조 출력 데이터 및 저계조 출력 데이터에 해당하는 데이터 전압(각각 고계조 데이터 전압과 저계조 데이터 전압이라 함)으로 바뀌게되며, 바뀐 데이터 전압은 데이터선을 따라 화소(또는 부화소)로 전송된다. 출력 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압은 계조 전압 생성부(800)를 이용하여 생성한다. 본 실시예에서는 하나의 계조 전압 생성부(800)를 이용하여 고계조 및 저계조 출력 데이터 값에 따른 데이터 전압을 생성한다. 그러나 본 실시예와 달리 고계조 출력 데이터용 계조 전압 생성부와 저계조 출력 데이터용 계조 전압 생성부를 분리하여 데이터 전압을 생성할 수도 있다.

고계조 데이터 전압과 저계조 데이터 전압은 각 프레임마다 인접 화소(또는 부화소)에 인가된다. 고계조 데이터 전압이 인가되는 화소(또는 부화소)와 저계조 데이터 전압이 인가되는 화소(또는 부화소)는 항상 일정한 것이 바람직하나, 반드시 특정 화소에 특정 종류의 데이터 전압이 인가되어야 하는 것은 아니다.

도 4에서는 출력 영상 데이터 값과 계조의 관계를 보여주고 있다. 여기서 G 값은 출력 영상 데이터의 값을 나타내며, G 값이 높을수록 높은 휘도를 표시할 수 있다. 본 실시예는 256계조를 예로 들어 설명한다.

우선 고계조 출력 데이터를 살펴본다. 고계조 출력 데이터에는 초과 영역(L)이 존재하고, 초과 영역(L)에 해당하는 계조에서는 최고 계조(255 계조)일 때의 고계조 출력 데이터의 값(G 값)보다 높은 G값을 가진다. 도 4에서 최고 계조(255 계조)일 때 고계조 출력 데이터는 230G 이나 222 계조일 때는 253G, 223 계조일 때는 254G, 224 계조일 때는 255G, 253 계조일 때는 253G를 가지는 것을 확인할 수 있다.

한편, 저계조 출력 데이터에는 초과 영역이 존재하지 않으며, 계조가 증가할수록 저계조 출력 데이터 값(G 값)도 함께 증가한다. 다만, 도 3의 저계조 감마 곡선에서 확인할 수 있듯이 계조가 증가해도 저계조 출력 데이터 값(G 값)이 증가하지 않는 부분이 존재한다. 도 4에서 2계조 내지 4계조일 때 저계조 출력 데이터는 2G로 동일한 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 계조가 달라져도 동일한 저계조 출력 데이터가 인가되지만 고계조 출력 데이터가 서로 다른 값을 인가하므로 각 계조별로 서로 다른 휘도를 표시하게 된다.

이상에서 살펴본 고계조 출력 데이터와 저계조 출력 데이터는 각각 고계조 데이터 전압과 저계조 데이터 전압으로 변환되어 서로 다른 화소 또는 부화소에 인가된다. 도 5는 부화소별로 다른 데이터 전압이 인가되는 경우를 도시하고 있으며, 도 6에서는 화소별로 다른 데이터 전압이 인가되는 경우를 도시하고 있다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 화소 전극을 2개의 부화소로 나누고 각각의 부화소에 고계조 데이터 전압과 저계조 데이터 전압을 인가한다. 고계조 데이터 전압이 부화소 a에 인가되는 경우에 저계조 데이터 전압은 부화소 b에 인가된다. 고계조 데이터 전압이 인가되는 부화소와 저계조 데이터 전압이 인가되는 부화소는 서로 바뀔 수 있다. 또한, 매 프레임별로 고계조 데이터 전압이 인가되는 부화소가 바뀔 수도 있으나, 한번 고계조 데이터 전압이 인가된 부화소에 프레임마다 고계조 데이터 전압을 인가하고, 나머지 부화소에 저계조 데이터 전압을 인가하는 것이 바람직하다.

한편, 도 6에서는 인접하는 화소의 화소 전극에 각각 고계조 데이터 전압과 저계조 데이터 전압을 인가한다. 고계조 데이터 전압이 화소 c에 인가되는 경우에 저계조 데이터 전압은 화소 d에 인가된다. 고계조 데이터 전압이 인가되는 화소와 저계조 데이터 전압이 인가되는 화소는 서로 바뀔 수 있다. 또한, 매 프레임별로 고계조 데이터 전압이 인가되는 화소가 바뀔 수도 있으나, 한번 고계조 데이터 전압이 인가된 화소에 프레임마다 고계조 데이터 전압을 인가하고, 인접 화소에 저계조 데이터 전압을 인가하는 것이 바람직하다.

이하에서는 출력 영상 데이터 값인 G 값에 대해서 살펴본다. G값은 고계조 감마 곡선에서 최고 휘도를 표시하는 H 계조(최고 휘도 계조)에서 해당 최고 휘도를 표시하기 위하여 인가하여야 하는 전압을 256계조로 나눈 값이다. 그 결과 총 256개의 G값(0G부터 255G까지)이 존재한다. 최고 휘도 계조(H 계조)에서 고계조 출력 데이터는 255G값을 가지며, 최고 계조(255계조)일 때의 고계조 출력 데이터는 230G를 가진다.

이상과 같은 전압을 인가하기 위해서는 계조 전압 생성부(800)에서 발생할 수 있는 전압의 크기가 증가하여야 한다. 도 7에서는 계조 전압 생성부(800)의 회로도를 도시하고 있다. 계조 전압 생성부(800)는 도 7에서 도시하고 있는 바와 같이 인가되는 AVDD 전압을 다수의 저항(R₁, R₂,,,R_x)으로 분할하여 계조 전압을 생성하는 구조를 가진다. 분할된 AVDD 전압은 단자(P₁, P₂, P₃,,,P_y)에서 측정할 수 있다. 저항의 개수 및 단자의 개수는 다양한 조합이 가능하며, 단자의 개수가 반드시 표시 장치가 표시할 수 있는 계조의 수(256)와 일치하여야 할 필요가 없다. 또한, AVDD 전압이 반드시 H 계조(최고 휘도 계조)에서의 전압값일 필요는 없다.

본 발명에서는 인가되는 AVDD 전압을 높여 최고 휘도 계조(H 계조)를 표시할 수 있도록 한다. 그 결과 표시 장치 전체적으로도 휘도가 떨어지지 않는다.

여기서 AVDD 전압은 데이터 구동부(500)에서 허용하는 범위 내에서 높게 설정하는 것이 바람직하다.

한편 한 화소(또는 부화소)에 대한 하나의 영상 데이터를 한 번은 공통 전압에 대하여 양의 극성을 가지는 영상 데이터로 변환하여 내보내고 또 한 번은 음의 극성을 가지는 영상 데이터로 변환하여 내보낼 수도 있다.(반전 구동) 또한, 출력 프레임 주파수를 입력 프레임 주파수에 비하여 두 배로 하여 고계조 출력 데이터와 저계조 출력 데이터의 차이를 눈으로 인식하기 어렵도록 할 수도 있다.

또한 앞서 설명한 실시예와 달리 입력 영상 데이터는 변환하지 않고 계조 전 압 집합을 두 개 만들고 이 두 개의 계조 전압 집합을 이용하여 고계조 데이터 전압 및 저계조 데이터 전압을 생성하여 화소(또는 부화소)에 인가할 수도 있다. 영상 데이터에 대하여 이 두 개의 계조 전압 집합이 나타내는 감마 곡선은 도 3에 나타낸 고계조 및 저계조 감마 곡선(T1, T2)과 각각 동일하다. 이 경우, 신호 제어부(600)는 입력 영상 데이터를 고계조 또는 저계조 출력 영상 데이터로 변환하는 대신, 두 개의 계조 전압 집합을 생성하여 화소(또는 부화소)에 인가하도록 하는 제어 신호를 생성하여 데이터 구동부(500)에 제공할 수 있다. 데이터 구동부(500)는 이 제어 신호에 따라서 각각의 영상 데이터를 두 개의 계조 전압 집합에서 각각 선택한 계조 전압으로 변환하고 이를 데이터 전압으로 출력한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 입력 계조에 대하여 고계조 출력 데이터와 저계조 출력 데이터로 분리하고 고계조 출력 데이터로 최고 계조에서 표시하는 휘도 이상을 표시할 수 있도록 하여 저계조 출력 데이터로 표시되는 휘도와 고계조 출력 데이터로 표시되는 휘도의 차이를 크게 한다. 그 결과 표시 장치의 측면 시인성이 개선되고 표시 장치의 표시 특성이 향상된다.

또한, 계조 전압 생성부에 인가되는 AVDD 전압을 높게 인가하여 표시 장치 전체적으로 휘도가 떨어지지 않도록 한다.

Claims (10)

1. 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 화소 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,

   입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터는 상기 제1 입력 영상 데이터의 계조보다 높은 계조를 가지는 제1 출력 영상 데이터와 입력 영상 데이터의 계조보다 낮은 계조를 가지는 제2 출력 영상 데이터로 변환하는 신호 제어부, 그리고

   상기 신호 제어부로부터의 제1 및 제2 출력 영상 데이터를 제1 및 제2 데이터 전압으로 변환하여 해당하는 화소에 각각 인가하는 데이터 구동부

   를 포함하고,

   상기 제1 출력 영상 데이터는 최고 계조에서의 휘도보다 높은 휘도를 표시할 수 있는 데이터를 포함하는

   표시 장치의 구동 장치.
2. 제1항에서,

   상기 제1 출력 영상 데이터와 상기 제2 출력 영상 데이터는 매 프레임마다 인접한 서로 다른 화소 전극에 인가되는 표시 장치의 구동 장치.
3. 제1항에서,

   상기 화소 전극은 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극으로 분리되어 있으며,

   상기 제1 출력 영상 데이터와 상기 제2 출력 영상 데이터는 매 프레임마다 각각 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극에 인가되는 표시 장치의 구동 장치.
4. 제1항에서,

   입력되는 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 더 포함하며,

   상기 AVDD 전압은 상기 최고 계조에서의 계조 전압보다 높은 표시 장치의 구동 장치.
5. 제4항에서,

   상기 계조 전압 생성부는 상기 제1 출력 영상 데이터용 계조 전압을 생성하는 부분과 상기 제2 출력 영상 데이터용 계조 전압을 생성하는 부분을 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
6. 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 화소 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,

   입력 영상 데이터를 출력 영상 데이터로 변환하여 내보는 신호 제어부,

   입력되는 제1 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하며, 상기 입력 영상 데이터의 계조값에 비하여 높은 계조값을 표시하는 제1 계조 전압을 생성하는 제1 계조 전압 생성부,

   입력되는 제2 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하며, 상기 입력 영상 데이터의 계조값에 비하여 낮은 계조값을 표시하는 제2 계조 전압을 생성하는 제2 계조 전압 생성부,

   상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터에 기초하여 상기 제1 계조 전압 생성부 및 상기 제2 계조 전압 생성부에서 상기 제1 및 제2 계조 전압을 제1 및 제2 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부

   를 포함하고,

   상기 제1 계조 전압은 최고 계조에서의 휘도보다 높은 휘도를 표시할 수 있는 전압을 포함하는

   표시 장치의 구동 장치.
7. 제6항에서,

   상기 제1 데이터 전압과 상기 제2 데이터 전압은 매 프레임마다 인접한 서로 다른 화소 전극에 인가되는 표시 장치의 구동 장치.
8. 제6항에서,

   상기 화소 전극은 제1 및 제2 부화소 전극으로 분리되어 있으며,

   상기 제1 데이터 전압과 상기 제2 데이터 전압은 매 프레임마다 각각 상기 제1 및 제2 부화소 전극에 인가되는 표시 장치의 구동 장치.
9. 제6항에서,

   상기 제1 AVDD 전압은 상기 최고 계조에서의 계조 전압보다 높은 표시 장치의 구동 장치.
10. 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 화소 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,

    입력 영상 데이터를 출력 영상 데이터로 변환하여 내보는 신호 제어부,

    입력되는 AVDD 전압을 저항으로 분할하여 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부,

    상기 신호 제어부로부터의 출력 영상 데이터에 기초하여 상기 계조 전압 생성부의 계조 전압을 이용하여 제1 및 제2 데이터 전압으로 변환하여 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부

    를 포함하고,

    상기 제1 데이터 전압은 최고 계조에서의 휘도보다 높은 휘도를 표시할 수 있는 전압값을 가지는

    표시 장치의 구동 장치.

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