KR101012791B1

KR101012791B1 - Liquid crystal display and driving method thereof

Info

Publication number: KR101012791B1
Application number: KR1020030087588A
Authority: KR
Inventors: 박윤재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2011-02-08
Also published as: KR20050054239A

Abstract

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, the liquid crystal display device comprising: a signal processor for receiving a video signal from a plurality of pixels and an external device and generating a corrected video signal according to an average value of the video signal; And a data driver for applying a data voltage corresponding to the corrected image signal to the pixel. According to the present invention, an average value of an input image signal is calculated and gamma correction is performed by applying different conversion data from a look-up table according to the average value, so that the screen of the liquid crystal display is clear and the difference in brightness is reduced.

Liquid crystal display, gamma correction, video signal, gamma curve, lookup table, data voltage

Description

Liquid crystal display and driving method thereof {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 감마 값이 0.8, 1, 1.2인 경우의 감마 곡선을 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating a gamma curve when the gamma values are 0.8, 1, and 1.2.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부의 보정 동작을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a correction operation of a signal controller according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 특히 영상 신호 재생 시 최적의 감마를 적용할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly to a liquid crystal display device and a driving method thereof capable of applying an optimum gamma when reproducing an image signal.

일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있 고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다. 이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 형성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.A typical liquid crystal display (LCD) includes two display panels provided with pixel electrodes and a common electrode, and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. The pixel electrodes are arranged in a matrix and connected to switching elements such as thin film transistors (TFTs) to receive data voltages one by one in sequence. The common electrode is formed over the entire surface of the display panel and receives a common voltage. The pixel electrode, the common electrode, and the liquid crystal layer therebetween form a liquid crystal capacitor, and the liquid crystal capacitor becomes a basic unit that forms a pixel together with a switching element connected thereto. In such a liquid crystal display, a voltage is applied to two electrodes to form an electric field in the liquid crystal layer, and the intensity of the electric field is adjusted to control the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image.

액정 표시 장치에는 다양한 종류가 있다. 그런데, 그 중 모니터 겸용 비디오 모델은 밝기(brightness)와 콘트라스트(contrast)가 TV용 액정 표시 장치에 비하여 열악하여 TV나 비디오 모델에 비하여 화면의 선명함이 떨어진다. 그리고 비디오 테이프를 재생하거나, 비디오 게임을 재생하거나, TV의 각 채널을 재생하는 경우에 어떤 경우에는 화면이 밝고 어떤 경우에는 화면이 어두워지는 등 재생하는 영상 신호에 따라 화면의 밝기가 균일하지 않는 문제가 있다.There are various types of liquid crystal display devices. However, among the video models combined with the monitor, the brightness and contrast are inferior to the liquid crystal display for TVs, and thus the vividness of the screen is inferior to the TV or video models. In some cases, the brightness of the screen is not uniform depending on the video signal being played, such as when playing a videotape, playing a video game, or playing each channel of a TV, in which case the screen is bright and in some cases the screen is dark. There is.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부 장치로부터 입력되는 영상 신호에 대응하여 최적의 감마 보정을 함으로써 화면이 선명하고 밝기가 균일한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a clear screen and uniform brightness by correcting gamma optimally in response to an image signal input from an external device.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, The liquid crystal display according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem,

복수의 화소,A plurality of pixels,

외부 장치로부터 영상 신호를 받아 상기 영상 신호의 평균값에 따라 보정된 영상 신호를 생성하는 신호 처리부,A signal processor which receives a video signal from an external device and generates a corrected video signal according to an average value of the video signal;

상기 신호 처리부로부터의 상기 보정된 영상 신호에 해당하는 데이터 전압을 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.And a data driver for applying a data voltage corresponding to the corrected image signal from the signal processor to the pixel.

상기 신호 처리부는,The signal processing unit,

한 프레임의 상기 영상 신호의 평균값을 기억하는 레지스터, 그리고A register for storing an average value of the video signal of one frame, and

상기 영상 신호의 평균값에 따라 상기 영상 신호에 대응하는 감마 보정용 복수의 변환 데이터를 기억하는 룩업 테이블을 포함하는 것이 바람직하다.And a lookup table for storing a plurality of converted data for gamma correction corresponding to the video signal according to the average value of the video signal.

상기 평균값의 범위는 소정 개수로 나뉘고,The average value range is divided into a predetermined number,

상기 신호 제어부는 상기 평균값의 각 범위에 상기 복수의 변환 데이터 중 하나를 대응시켜 상기 보정된 영상 신호를 생성하며,The signal controller generates the corrected video signal by matching one of the plurality of converted data to each range of the average value,

상기 복수의 변환 데이터의 개수는 상기 소정 개수와 동일한 것이 바람직하다.Preferably, the number of the plurality of converted data is the same as the predetermined number.

상기 평균값의 범위는 3개의 범위로 나뉘고,The average value range is divided into three ranges,

상기 복수의 변환 데이터는 상기 3개의 범위 중 낮은 계조에 대응하는 제1 변환 데이터, 상기 3개의 범위 중 중간 계조에 대응하는 제2 변환 데이터, 그리고 상기 3개의 범위 중 높은 계조에 대응하는 제3 변환 데이터를 포함할 수 있다.The plurality of transform data may include first transform data corresponding to a low gray level among the three ranges, second transform data corresponding to a middle gray level among the three ranges, and a third transform corresponding to a high gray level among the three ranges. May contain data.

휘도＝A×(계조)^γ로 표현되는 감마 곡선에 대하여(여기서 A는 변환 계수이 고, γ는 감마 값임), 상기 제1 변환 데이터에 대응하는 감마 곡선의 감마 값은 1보다 작고, 상기 제2 변환 데이터에 대응하는 감마 곡선의 감마 값은 1이고, 상기 제3 변환 데이터에 대응하는 감마 곡선의 감마 값은 1보다 큰 것이 바람직하다.For the gamma curve represented by luminance = A × (gradation) ^γ (where A is the conversion coefficient and γ is the gamma value), the gamma value of the gamma curve corresponding to the first conversion data is less than 1, and the second The gamma value of the gamma curve corresponding to the converted data is 1, and the gamma value of the gamma curve corresponding to the third converted data is preferably larger than 1.

상기 영상 신호는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 이루어져 있으며, 상기 적색, 녹색, 청색에 대하여 각각 보정된 영상 신호를 생성할 수 있다.The video signal is composed of red (R), green (G), and blue (B), and can generate an image signal corrected for each of the red, green, and blue colors.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 방법은,According to another embodiment of the present invention, a method of driving a liquid crystal display including a plurality of pixels is provided.

외부 장치로부터 영상 신호를 받는 단계,Receiving an image signal from an external device,

한 프레임에 해당하는 상기 영상 신호의 평균값을 산출하는 단계,Calculating an average value of the video signal corresponding to one frame;

상기 평균값의 범위에 따라 서로 다른 감마 보정을 하는 단계, 그리고Performing different gamma correction according to the average value range, and

상기 감마 보정된 영상 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 화소에 인가하는 단계를 포함한다.And applying a data voltage corresponding to the gamma corrected image signal to the pixel.

상기 감마 보정 단계는 상기 평균값의 범위를 소정 개수로 나누고, 각 범위에 해당하는 감마 보정 변환 데이터를 상기 영상 신호에 적용하여 보정된 영상 신호를 생성하는 단계인 것이 바람직하다.The gamma correction step is a step of dividing the range of the average value by a predetermined number and generating a corrected image signal by applying gamma correction conversion data corresponding to each range to the image signal.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right on" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display and a driving method thereof according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

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.FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a pixel of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

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), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel assembly 300, a gate driver 400, a data driver 500, and a data driver The gray voltage generator 800 connected to the signal generator 500 and a signal controller 600 for controlling the gray voltage generator 800 are included.

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.The liquid crystal panel assembly 300 includes a plurality of display signal lines G ₁ -G _n , D ₁ -D _m and a plurality of pixels connected to the plurality of display signal lines G ₁ -G _n , D ₁ -D _m , and arranged in a substantially matrix form. .

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 데이터 신호선 또는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서 로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The display signal lines G ₁ -G _n and D ₁ -D _m are a plurality of gate lines G ₁ -G _n for transmitting a gate signal (also called a “scan signal”) and a data signal line or data for transmitting a data signal. Line D ₁ -D _m . The gate lines G ₁ -G _n extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines D ₁ -D _m extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.

각 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)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.Each pixel includes a switching element Q connected to a display signal line G ₁ -G _n , D ₁ -D _m , and a liquid crystal capacitor C _LC and a storage capacitor C _ST connected thereto. It includes. The holding capacitor C _ST can be omitted as necessary.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D _m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에 연결되어 있다.The switching element Q is provided on the lower panel 100, and the control terminal and the input terminal are connected to the gate line G ₁ -G _n and the data line D ₁ -D _m, respectively. The output terminal is connected to the liquid crystal capacitor C _LC and the storage capacitor C _ST .

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(V_com)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.The liquid crystal capacitor C _LC has two terminals, the pixel electrode 190 of the lower panel 100 and the common electrode 270 of the upper panel 200, and the liquid crystal layer 3 between the two electrodes 190 and 270. It functions as a dielectric. The pixel electrode 190 is connected to the switching element Q, and the common electrode 270 is formed on the front surface of the upper panel 200 and receives a common voltage V _com . Unlike in FIG. 2, the common electrode 270 may be provided in the lower panel 100. In this case, both electrodes 190 and 270 may be linear or rod-shaped.

유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C _ST is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the pixel electrode 190 provided on the lower panel 100, and a predetermined voltage such as a common voltage V _com is applied to the separate signal line. Is approved. However, the storage capacitor C _ST may be formed such that the pixel electrode 190 overlaps the front end gate line directly above the insulator.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.Meanwhile, in order to implement color display, each pixel must display color, which is possible by providing a red, green, or blue color filter 230 in a region corresponding to the pixel electrode 190. In FIG. 2, the color filter 230 is formed in a corresponding region of the upper panel 200. Alternatively, the color filter 230 may be formed above or below the pixel electrode 190 of the lower panel 100.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.A polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of at least one of the two display panels 100 and 200 of the liquid crystal panel assembly 300.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.The gray voltage generator 800 generates two sets of gray voltages related to the transmittance of the pixel. One of the two sets has a positive value for the common voltage (V _com ) and the other set has a negative value.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.The gate driver 400 is connected to the gate lines G ₁ -G _n of the liquid crystal panel assembly 300 to receive a gate signal formed by a combination of a gate on voltage V _on and a gate off voltage V _off from the outside. It is applied to the gate lines G ₁ -G _n and usually consists of a plurality of integrated circuits.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.The data driver 500 is connected to the data lines D ₁ -Dm of the liquid crystal panel assembly 300 to select the gray voltage from the gray voltage generator 800 and apply the gray voltage to the pixel as a data signal. Is made of.

복수의 게이트 구동 집적 회로 또는 데이터 구동 집적 회로는 TCP(tape carrier package)(도시하지 않음)에 실장하여 TCP를 액정 표시판 조립체(300)에 부착할 수도 있고, TCP를 사용하지 않고 유리 기판 위에 이들 집적 회로를 직접 부착할 수도 있으며(chip on glass, COG 실장 방식), 이들 집적 회로와 같은 기능을 수행하는 회로를 액정 표시판 조립체(300)에 직접 실장할 수도 있다.A plurality of gate drive integrated circuits or data drive integrated circuits may be mounted in a tape carrier package (TCP) (not shown) to attach TCP to the liquid crystal panel assembly 300, or to integrate these onto a glass substrate without using TCP. Circuits may be directly attached (chip on glass, COG mounting method), and circuits performing the same functions as those integrated circuits may be directly mounted on the liquid crystal panel assembly 300.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.The signal controller 600 generates control signals for controlling operations of the gate driver 400 and the data driver 500, and provides the corresponding control signals to the gate driver 400 and the data driver 500.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Next, the display operation of the liquid crystal display will be described in more detail.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 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 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 신호 제어부(600)가 영상 신호(R, G, B)를 보정하는 동작에 관하여는 뒤에서 상세히 다시 설명한다.The signal controller 600 inputs an input control signal for controlling the RGB image signals R, G, and B and their display from an external graphic controller (not shown), for example, a vertical sync signal V _sync and a horizontal sync signal. (H _sync ), a main clock (MCLK), a data enable signal (DE) is provided. The signal controller 600 properly processes the image signals R, G, and B according to the operating conditions of the liquid crystal panel assembly 300 based on the input image signals R, G, and B and the input control signal, and controls the gate control signal. After generating the CONT1 and the data control signal CONT2 and the like, the gate control signal CONT1 is sent to the gate driver 400 and the data control signal CONT2 and the processed image signals R ', G', and B 'are processed. ) Is sent to the data driver 500. The operation of the signal controller 600 to correct the image signals R, G, and B will be described later in detail.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 신호의 하이 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.The gate control signal CONT1 includes a vertical synchronization start signal STV for indicating the start of output of the gate-on pulse (high period of the gate signal), a gate clock signal CPV for controlling the output timing of the gate-on pulse, and a gate-on pulse. And an output enable signal OE that defines the width of the signal.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.The data control signal CONT2 is a load for applying a corresponding data voltage to the horizontal synchronization start signal STH indicating the start of input of the image data R ', G', and B 'and the data lines D ₁ -D _m . Signal LOAD, inverted signal RVS and data that inverts the polarity of the data voltage with respect to common voltage V _com (hereinafter referred to as " polarity of data voltage " by reducing " polarity of data voltage with respect to common voltage "). Clock signal HCLK and the like.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.The data driver 500 sequentially receives image data R ′, G ′, and B ′ corresponding to one row of pixels according to the data control signal CONT2 from the signal controller 600, and generates a gray voltage generator ( The image data R ', G', B 'is converted into the corresponding data voltage by selecting the gray voltage corresponding to each of the image data R', G ', and B' among the gray voltages from the 800.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G ₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. The gate driver 400 applies the gate-on voltage V _on to the gate lines G ₁ -G _n in response to the gate control signal CONT1 from the signal controller 600, thereby applying the gate lines G ₁ -G _n. Turn on the switching element (Q) connected to.

하나의 게이트선(G₁-G_n)에 게이트 온 전압(V_on)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴 온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D₁-D_m)에 공급한다. 데이터선(D₁-D_m)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.The gate-on voltage V _on is applied to one gate line G ₁ -G _n so that a row of switching elements Q connected thereto is turned on (this period is "1H" or "1 horizontal period). (horizontal period) "and equal to one period of the horizontal sync signal Hsync, the data enable signal DE, and the gate clock CPV], and the data driver 500 converts each data voltage to a corresponding data line D. ₁ -D _m ). The data voltage supplied to the data lines D ₁ -D _m is applied to the corresponding pixel through the turned-on switching element Q.

이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").In this manner, the gate-on voltages V _{on are} sequentially applied to all the gate lines G ₁ -G _n during one frame to apply data voltages to all the pixels. At the end of one frame, the next frame starts and the state of the inversion signal RVS applied to the data driver 500 is controlled so that the polarity of the data voltage applied to each pixel is opposite to that of the previous frame ("frame inversion). "). In this case, the polarity of the data voltage flowing through one data line may be changed (“line inversion”) within one frame or the polarity of the data voltage applied to one pixel row may be different according to the characteristics of the inversion signal RVS ( "Dot reversal").

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부(600)가 영상 신호(R, G, B)를 보정하여 보정된 영상 신호(R', G', B')를 생성하는 동작에 대하여 설명한다.Next, an operation of generating the corrected image signals R ', G', and B 'by correcting the image signals R, G, and B by the signal controller 600 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. .

외부 장치로부터 액정 표시 장치로 입력되는 신호는 복합 신호(composite signal)라 가정한다. 액정 표시 장치는 외부 장치로부터 아날로그 복합 신호를 받아 액정 표시 장치에 포함되어 있는 비디오 디코더(video decoder, 도시하지 않음) 를 통하여 디지털 신호로 변환한다. 그리고 변환된 디지털 신호는 액정 표시 장치 내에 있는 스케일러(도시하지 않음)를 통하여 액정 표시 장치의 해상도에 맞는 영상 신호(R, G ,B)로 변환된다. 신호 제어부(600)는 이렇게 생성된 영상 신호(R, G, B)를 처리하여 보정된 영상 신호(R', G', B')를 생성한다. 한편 본 실시예에서는 스케일러와 신호 처리부(600)를 별개의 부분으로 설명하지만 이들은 원칩(con-chip)에 구현될 수 있으며 하나의 부분으로 이해할 수도 있다.It is assumed that a signal input from an external device to the liquid crystal display is a composite signal. The liquid crystal display receives an analog composite signal from an external device and converts the analog composite signal into a digital signal through a video decoder (not shown) included in the liquid crystal display. The converted digital signal is converted into image signals R, G, and B corresponding to the resolution of the liquid crystal display through a scaler (not shown) in the liquid crystal display. The signal controller 600 processes the generated image signals R, G, and B to generate corrected image signals R ', G', and B '. Meanwhile, although the scaler and the signal processor 600 are described as separate parts in the present embodiment, they may be implemented in one chip and may be understood as one part.

신호 처리부(600)는 복수의 레지스터(도시하지 않음)를 포함한다. 레지스터는 입력되는 한 프레임의 영상 신호(R, G, B)의 평균값을 기억한다. 신호 처리부(600)는 영상 신호(R, G, B)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 각각에 대하여 평균값을 산출하여 레지스터에 기억시킨다.The signal processor 600 includes a plurality of registers (not shown). The register stores the average value of the video signals R, G, and B of one frame to be input. The signal processing unit 600 calculates an average value for each of red (R), green (G), and blue (B) of the image signals R, G, and B, and stores the average value in a register.

신호 처리부(600)는 룩업 테이블(lookup table, 도시하지 않음)을 포함한다. 룩업 테이블은 영상 신호(R, G, B)의 감마 보정을 위하여 변환 데이터를 기억한다. 액정 양단에 인가되는 전압과 투과율을 나타내는 V-T 곡선은 비선형으로서 화이트나 블랙 쪽은 전압 변동 대비 투과율이 적게 변하고 중간 계조 쪽은 많이 변한다. 그러나 외부 장치는 영상 신호(R, G, B)의 계조와 휘도의 관계는 선형적인 것으로 고려하여 영상 신호(R, G, B)를 출력한다. 따라서 액정 표시 장치에 입력되는 영상 신호(R, G, B)의 계조와 액정의 투과율을 선형적으로 대응시키는 작업이 필요하다. 이것을 감마 보정이라 하며, 통상 입력 영상 신호의 계조에 대응하여 액정이 선형적인 투과율을 나타내도록 하는 변환 데이터를 룩업 테이블에 기억시킨다.The signal processor 600 includes a lookup table (not shown). The lookup table stores the converted data for gamma correction of the image signals R, G, and B. The V-T curve representing the voltage and transmittance applied to both ends of the liquid crystal is non-linear. The transmittance is less changed with respect to voltage fluctuations and the mid-gradation is much changed in the white and black sides. However, the external device outputs the image signals R, G, and B in consideration of a linear relationship between the gray level and the luminance of the image signals R, G, and B. Therefore, it is necessary to linearly correspond to the gray level of the image signals R, G, and B input to the liquid crystal display and the transmittance of the liquid crystal. This is called gamma correction, and normally stores the converted data in the lookup table so that the liquid crystal exhibits a linear transmittance corresponding to the gray level of the input video signal.

계조와 휘도의 관계는 감마 값에 따라 다음 수식으로 결정된다. The relationship between gradation and luminance is determined by the following equation according to the gamma value.

휘도＝A×(계조)^γ Luminance = A x (gradation) ^γ

여기서, A는 변환 계수이며, γ는 감마 값을 나타낸다.Where A is a conversion coefficient and γ represents a gamma value.

도 3은 감마 값이 0.8, 1, 1.2인 경우의 감마 곡선을 보여주는 도면이다. 도 3에 보이는 것처럼, 감마 값이 1이면 계조와 휘도의 관계는 선형이 되며, 감마 값이 1보다 큰 경우의 감마 곡선은 감마 값이 1인 경우의 감마 곡선 아래쪽에 위치하고, 감마 값이 1보다 작은 경우의 감마 곡선은 감마 값이 1인 경우의 감마 곡선 위쪽에 위치한다. 감마 값이 1.2인 경우의 휘도는 동일한 계조에 대하여 감마 값이 1인 경우의 휘도보다 작고, 감마 값이 0.8인 경우의 휘도는 동일한 계조에 대하여 감마 값이 1인 경우의 휘도보다 크다.3 is a diagram illustrating a gamma curve when the gamma values are 0.8, 1, and 1.2. As shown in FIG. 3, when the gamma value is 1, the relationship between the gradation and the luminance becomes linear. When the gamma value is greater than 1, the gamma curve is located below the gamma curve when the gamma value is 1, and the gamma value is greater than 1. The gamma curve in the small case is located above the gamma curve in the case where the gamma value is one. The luminance when the gamma value is 1.2 is smaller than the luminance when the gamma value is 1 for the same gray scale, and the luminance when the gamma value is 0.8 is larger than the luminance when the gamma value is 1 for the same gray scale.

룩업 테이블에는 감마 값이 1인 경우뿐만 아니라 다양한 감마 값을 갖는 감마 곡선을 표현할 수 있도록 복수의 변환 데이터를 기억시킨다.The lookup table stores not only the gamma value of 1 but also a plurality of transform data so that a gamma curve having various gamma values can be represented.

본 발명은 입력되는 영상 신호의 평균 계조값이 낮은 계조를 나타내면 감마 값이 작은 변환 테이블을 선택하여 동일한 계조에 대하여 상대적으로 휘도가 높게 표시하며, 평균 계조값이 높은 계조를 나타내면 감마 값이 큰 변환 테이블을 선택하여 동일한 계조에 대하여 상대적으로 휘도가 낮게 표시하고, 평균 계조값이 중간 계조를 나타내면 감마 값이 1인 변환 테이블을 선택하여 통상의 휘도를 표시한다.The present invention selects a conversion table having a small gamma value when the average gray value of the input image signal is low, and displays a relatively high luminance for the same gray level, and converts a large gamma value when the gray level has a high average gray value. When the table is selected, the luminance is relatively low for the same gray scale, and if the average gray scale value represents the middle gray scale, a conversion table having a gamma value of 1 is selected to display normal luminance.

그러면 도 4를 참고로 하여, 본 발명의 신호 제어부(600)의 보정 동작을 설명한다.4, a correction operation of the signal controller 600 of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부(600)의 보정 동작을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a correction operation of the signal controller 600 according to an exemplary embodiment of the present invention.

설명의 편의를 위하여 영상 신호(R, G, B)가 0∼63 계조를 갖는다고 하고, α＝21, β＝42라 가정한다. 그러면, 평균값의 범위는 0∼20 계조(낮은 계조), 21∼42 계조(중간 계조), 43∼63 계조(높은 계조), 3개의 범위로 나뉜다. 룩업 테이블에는 감마 값이 0.8, 1.0, 1.2인 변환 데이터가 기억되어 있다고 가정한다.For convenience of explanation, it is assumed that the video signals R, G, and B have 0 to 63 gray levels, and α = 21 and β = 42. Then, the range of the average value is divided into three ranges: 0-20 gradation (low gradation), 21-42 gradation (middle gradation), 43-63 gradation (high gradation). It is assumed that the lookup table stores converted data having gamma values of 0.8, 1.0, and 1.2.

신호 제어부(600)는 외부 장치로부터 영상 신호(R, G, B)를 입력받는다. 그러고 한 프레임에 해당하는 영상 신호(R, G, B)의 평균값을 산출한다. 이 평균값이 낮은 계조에 속한다면 이 프레임의 영상 신호(R, G, B)는 감마 값이 0.8에 해당하는 변환 데이터를 통하여 보정된 영상 신호(R', G', B')로 변환된다. 이 평균값이 높은 계조에 속한다면 이 프레임의 영상 신호(R, G, B)는 감마 값이 1.2에 해당하는 변환 데이터를 통하여 보정된 영상 신호(R', G', B')로 변환된다. 이 평균값이 중간 계조에 속한다면 이 프레임의 영상 신호(R, G, B)는 감마 값이 1.0에 해당하는 변환 데이터를 통하여 보정된 영상 신호(R', G', B')로 변환된다.The signal controller 600 receives image signals R, G, and B from an external device. Then, an average value of the video signals R, G, and B corresponding to one frame is calculated. If the average value belongs to a low gray scale, the video signals R, G, and B of this frame are converted into corrected video signals R ', G', and B 'through converted data whose gamma value corresponds to 0.8. If the average value belongs to a high gradation, the video signals R, G, and B of this frame are converted into the corrected video signals R ', G', and B 'through converted data whose gamma value corresponds to 1.2. If the average value belongs to the middle gray scale, the video signals R, G, and B of this frame are converted into the corrected video signals R ', G', and B 'through converted data having a gamma value of 1.0.

평균값이 0∼20 계조에 속하는 경우는 프레임 전체가 낮은 휘도를 표시하므로 감마 값이 0.8에 해당하는 감마 곡선을 나타내는 변환 데이터를 선택하면 동일한 계조에 대하여 상대적으로 휘도가 높게 되고, 평균값이 43∼63 계조의 경우는 프레임 전체가 높은 휘도를 표시하므로 감마 값이 1.2에 해당하는 감마 곡선을 나타내는 변환 데이터를 선택하면 동일한 계조에 대하여 상대적으로 휘도가 낮게 된다. 평균값이 21∼42 계조의 경우는 프레임 전체가 중간 휘도를 표시하므로 감마 값이 1.0에 해당하는 감마 곡선을 나타내는 변환 데이터를 선택하면 적당한 휘도가 표시된다.If the average value is in the range of 0 to 20 gradations, the entire frame displays low luminance, so when the conversion data representing a gamma curve with a gamma value of 0.8 is selected, the luminance is relatively high for the same gradation, and the average value is 43 to 63. In the case of gray scale, since the entire frame displays high luminance, when the converted data representing a gamma curve having a gamma value of 1.2 is selected, the luminance is relatively low for the same gray scale. When the average value is 21 to 42 gradations, since the entire frame displays intermediate luminance, selecting the conversion data representing a gamma curve with a gamma value of 1.0 displays appropriate luminance.

평균값의 범위는 3개 이외의 값으로도 나눌 수 있다. 예를 들어, 영상 신호(R, G, B)가 0∼255 계조를 갖는다면, 평균값의 범위를 5개로 나누어 각 범위에 따라 서로 다른 감마 값, 예를 들면 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2를 갖는 변환 데이터를 대응시킬 수 있다. 평균값의 범위와 대응하는 감마 값은 다양한 변화가 가능하다.The range of average values can also be divided into values other than three. For example, if the image signals R, G, and B have 0 to 255 gradations, the gamma values are different for each range by dividing the range of the average value into five, for example, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2. Can convert the converted data having The gamma value corresponding to the range of average values can be varied.

데이터 구동부(500)는 보정된 영상 신호(R', G', B')를 이에 대응하는 데이터 전압으로 바꾸어 화소에 인가한다.The data driver 500 converts the corrected image signals R ', G', and B 'into data voltages corresponding thereto and applies them to the pixels.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

본 발명에 의하면, 입력되는 영상 신호의 평균값을 산출하고 평균값에 따라 룩업 테이블로부터 서로 다른 변환 데이터를 적용하여 감마 보정을 함으로써 액정 표시 장치의 화면이 선명하고 밝기의 차이가 줄어든다.
According to the present invention, an average value of an input image signal is calculated and gamma correction is performed by applying different conversion data from a look-up table according to the average value, so that the screen of the liquid crystal display is clear and the difference in brightness is reduced.

Claims

A plurality of pixels,

A signal processor which receives a video signal from an external device and generates a corrected video signal according to an average value of the video signal;

A data driver for applying a data voltage corresponding to the corrected image signal from the signal processor to the pixel

Including,

The average value of the video signal belongs to one average value range of N average value ranges (N is a natural number),

The N average value ranges correspond one to one to N converted data for gamma correction, respectively.

The converted data corresponding to the average value range to which the average value of the video signal belongs among the N converted data is selected,

The corrected image signal is generated by applying the converted data.

In claim 1,

The signal processing unit,

A register for storing an average value of the video signal of one frame, and

Look-up table for storing the N average value range and the N conversion data

Liquid crystal display comprising a.

delete

In claim 2,

N is 3,

The N converted data correspond to first converted data corresponding to a low gray scale among the N average ranges, second converted data corresponding to a middle gray scale among the N average ranges, and high gray among the N average ranges. Containing third converted data

Liquid crystal display.

In claim 4,

For a gamma curve expressed by luminance = A × (gradation) ^γ (where A is a conversion coefficient and γ is a gamma value), the gamma value of the gamma curve corresponding to the first converted data is less than 1, and the second The gamma value of the gamma curve corresponding to the converted data is 1, and the gamma value of the gamma curve corresponding to the third converted data is larger than 1.

In claim 5,

The image signal includes red (R), green (G), and blue (B), and generates a corrected image signal for each of the red, green, and blue colors.

As a method of driving a liquid crystal display device comprising a plurality of pixels,

Receiving an image signal from an external device,

Calculating an average value of the video signal corresponding to one frame;

Generating a gamma corrected image signal according to the average value, and

Applying a data voltage corresponding to the gamma corrected image signal to the pixel;

Including,

The N average value ranges correspond one to one to N gamma correction conversion data, respectively.

Among the N gamma correction conversion data, gamma correction conversion data corresponding to an average value range to which the average value of the video signal belongs is selected,

The corrected image signal is generated by applying the gamma correction conversion data.

delete