KR20060062912A

KR20060062912A - 표시 장치의 구동 장치

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Publication number: KR20060062912A
Application number: KR1020040101915A
Authority: KR
Inventors: 정호용; 박철우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-06-12

Abstract

본 발명은 표시 장치의 구동 장치, 특히 중소형 표시 장치의 데이터 처리 장치에 관한 것이다.

행렬로 배치되어 있는 4색 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치는, 외부로부터의 3색 영상 신호를 입력받아 4색 영상 신호로 변환하는 데이터 처리부, 그리고 상기 데이터 처리부로부터의 상기 4색 영상 신호에 해당하는 데이터 전압을 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 처리부는, 상기 3색 신호가 제1 영역 또는 제2 영역에 속하는지 여부를 결정하는 영역 결정부, 상기 제1 또는 제2 영역에 따른 증가비를 계산하는 증가비 계산부, 상기 증가비에 기초하여 증가값을 계산하는 증가값 계산부, 상기 증가값 중 최소값을 백색 신호 성분으로 추출하는 백색 신호 추출부, 상기 추출된 백색 신호를 이용하여 출력 3색 신호를 추출하는 출력 3색 신호 추출부, 그리고 상기 백색 신호 및 상기 출력 3색 신호별로 소정 감마값을 갖도록 보정하는 감마 보정부를 포함한다. 이와 같이, 감마 및 역감마 변환을 하지 않고 대신 감마 보정부를 두어 색 오류를 방지함으로써, 감마 및 역감마 변환에 필요한 메모리의 수 및 용량을 줄여 원가를 절감할 수 있다.

표시장치, 중소형, 데이터, 감마, 백색, 휘도, LUT

Description

표시 장치의 구동 장치 {DRIVING APPARATUS FOR DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.

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

도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 처리 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 6a 및 도 6b는 감마 보정부를 거치기 전과 후의 감마 곡선을 각각 나타내는 그래프이다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 처리부의 블록도이다.

본 발명은 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.

최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 전계 발 광 표시 장치(organic electroluminescence display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, 유기 EL 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

이러한 평판 표시 장치 중에서 예를 들어 액정 표시 장치와 유기 EL 표시 장치는 스위칭 소자를 포함하는 화소와 표시 신호선이 구비된 표시판, 그리고 표시 신호선 중 게이트선에 게이트 신호를 내보내어 화소의 스위칭 소자를 턴온/오프시키는 게이트 구동부, 표시 신호선 중 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부를 포함한다.

한편, 표시 장치 중에서 핸드폰과 같은 중소형 표시 장치에서 외부의 MPU(mobile processing unit)에서 입력되는 영상 데이터를 처리하기 위하여 큰 용량을 갖는 메모리를 필요로 한다. 특히, 4색 표시 장치의 경우에는 3색 영상 데이터를 처리하기 위하여 계조값을 갖는 영상 데이터를 휘도값으로 변환하는 감마 변환과 이를 다시 계조로 변환하는 역감마 변환을 거치는 과정에서 메모리의 용량이 증가하여 원가가 상승한다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따라, 행렬로 배치되어 있는 4색 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치는, 외부로부터의 3색 영상 신호를 입력받아 4색 영상 신호로 변환하는 데이터 처리부, 그리고 상기 데이터 처리부로부터의 상기 4색 영상 신호에 해당하는 데이터 전압을 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 처리부는, 상기 3색 영상 신호 중 최대 크기의 영상 신호를 이용하여 상기 3색 신호가 제1 영역 또는 제2 영역에 속하는지 여부를 결정하는 영역 결정부, 상기 제1 또는 제2 영역에 따른 증가비를 계산하는 증가비 계산부, 상기 증가비에 기초하여 증가값을 계산하는 증가값 계산부, 상기 증가값 중 최소값을 백색 신호 성분으로 추출하는 백색 신호 추출부, 상기 추출된 백색 신호를 이용하여 출력 3색 신호를 추출하는 출력 3색 신호 추출부, 그리고 상기 백색 신호 및 상기 출력 3색 신호별로 소정 감마값을 갖도록 보정하는 감마 보정부를 포함한다.

이때, 상기 감마 보정부는 상기 백색 신호 및 상기 출력 3색 신호에 해당하는 계조 휘도 곡선을 감마 보정된 휘도 곡선으로 사상(mapping)하는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.

상기 제1 영역은 가변 스케일링 영역이고, 상기 제2 영역은 고정 스케일링 영역일 수 있다.

또한, 상기 출력 3색 신호는 적색, 녹색 및 청색 신호를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 4색 화소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소를 포함할 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

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 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 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 표시 장치는 표시판부(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.

표시판부(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(Px)를 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 데이터 신호선 또는 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 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 화소 회로(pixel circuit)를 포함한다.

스위칭 소자(Q)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 화소 회로에 연결되어 있다. 또한, 스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터인 것이 바람직하며, 특히 비정질 규소를 포함하는 것이 좋다.

평판 표시 장치의 대표격인 액정 표시 장치의 경우, 도 2에 도시한 바와 같이 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이의 액정층(3)을 포함한다. 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있다. 액정 표시 장치의 화소 회로는 스위칭 소자(Q)에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유 지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

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.

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.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 삼원색, 예를 들면 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

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

다시 도 1을 참조하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소의 휘도와 관련된 한 벌 또는 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌이 있는 경우 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 표시판부(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 인가한다. 이러한 게이트 구동부(400)는 실질적으로 시프트 레지스터로서 일렬로 배열된 복수의 스테이지(stage)를 포함한다.

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

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하며, 데이터 처리부(700)는 영상 데이터(R, G, B)를 처리하여 4색 영상 데이터로 변환한다.

그러면 이러한 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

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 제어 신호 및 입력 영상 신호(R, G, B)를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영 상 신호(R, G, B)를 표시판부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 이때 처리된 영상 신호(DAT)는 적색, 녹색, 청색 이외에 백색 신호를 포함할 수 있다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(V_on)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 입력 시작을 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. 도 2에 도시한 액정 표시 장치 등의 경우, 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)도 포함될 수 있다.

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

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. 데이터선(D₁-D_m)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.

도 2에 도시한 액정 표시 장치의 경우, 화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(V_com)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다. 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 나타난다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(H_sync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 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. 도 2에 도시한 액정 표시 장치의 경우, 특히 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 내에 서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: "행 반전", "점 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: "열 반전", "점 반전").

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치에 대하여 도 3 내지 도 7을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 원리를 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 6a 및 도 6b는 감마 보정부를 거치기 전과 후의 계조를 각각 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치의 블록도이다.

도 3은 3 가지의 입력 색 성분들 예를 들면, RGB 3차원 색 공간을 나타내고, 도 4는 4가지의 색 성분 예를 들면, RGBW를 RG와 W를 이용하여 2차원상에서 예시적으로 도시한 도면으로서, X축은 R과 W를 합한 축에 해당하고, Y축은 G와 W를 합한 축에 해당한다.

순도를 유지하면서도 영상의 밝기를 원하는 대로 변경하기 위해, 본 발명에 의한 영상의 밝기 변경 방법 및 장치는 4색 처리방식을 도입한다. 임의의 두 색 신호들(1, 2)의 합은 두 벡터들의 내적으로서 다음 수학식 1과 같이 표현된다.

여기서, i (i=1 내지 3)는 색 신호를 나타내고, mag_i는 색 신호의 크기를 나타내고, Uvec_i는 색 신호의 방향 벡터를 나타내며, Dot는 내적을 각각 나타낸다.

도 3에 도시된 영상의 입력 색 신호(1)에 광량 증가를 위하여, 백색 신호(2)를 영상의 입력 색 신호(1)에 혼합하면, 혼합색(3)이 나타난다. 이 때, 혼합색(3)은 영상의 입력 색 신호(1)와 일반적으로 다른 방향 벡터를 갖게 되므로, 결과적으로 입력 영상의 색 신호(1)는 광량은 증가되었지만 색이 달라 보이게 된다. 따라서, 혼합 색(3)을 원래의 영상 입력 색 신호(1) 방향으로 일치하도록 만들어주는 보정 과정이 필요하다. 예컨대, 영상의 입력 색 신호(1)의 방향 벡터와 일치된 밝기 증가된 목표 벡터(T)를 얻기 위해, 백색 신호(2)와 보정 벡터 성분(4)의 내적을 다음 수학식 2와 같이 수행한다.

보정 벡터 성분(4)의 크기(mag4)와 방향 벡터(Uvec4)는 입력 색 신호(1)의 크기(mag1)와 방향 벡터(Uvec1), 백색 신호(2)의 크기(mag2)와 방향 벡터(Uvec2)의 함수가 된다. 따라서, 입력 색 신호(1)의 크기(mag1)와 방향 벡터(Uvec1), 백색 신호(2)의 크기(mag2)와 방향 벡터(Uvec2)중 적어도 하나가 변하면, 보정 벡터 성분(4)의 크기(mag4)와 방향 벡터(Uvec4)도 변한다.

이 때, 수학식 2는 4가지의 색으로 임의의 입력 영상(1)의 색상을 자연스럽게 재현하는데 충분한 조건이 되지 못한다. 그러므로, 도 4에 도시된 색역의 범위 (color gamut)를 고려하여 백색 성분의 량을 결정해야 한다. 왜냐하면, 4색 공간은 RGB 3색 공간처럼 정육면체의 컬러 범위가 아니기 때문이다.

도 4에 도시된 입력 색역의 범위를 Org-R'-F-G'의 정사각형이라고 할 때 출력 색역의 범위는 6개의 꼭지점들(Org-G'-A-D-B-R')을 잇는 육각형이 된다. 여기서, 두 개의 삼각형들(G'-G"-A 및 B-R'-R") 내부는 색 성분을 표현할 수 없는 공간이다.

도 4에서 사각형(Org-A'-F-B') 내부에 놓여 있는 입력 색 성분들은 일정한 크기의 값과 승산될 때, 벡터 방향을 유지하면서 그의 크기를 증가할 수 있다. 그러나, 그의 크기를 증가한 후에 색 성분이 사각형(Org-A'-F-B') 이외의 공간에 놓이는 경우, 일정한 크기를 색 성분에 승산하면 증가된 크기를 갖는 색 성분이 색 공간상의 외부의 위치로 사상될 수 있다.

따라서, 정사각형(Org-R'-F-G')의 내부에 있는 입력 색 성분들의 밝기를 벡터 방향을 유지하면서 표현 가능한 범위내에서 증가를 할 경우, 두 개의 삼각형들(Org-G'-A' 및 Org-R'-B') 내부에 놓여 있는 색들과 사각형(Org-A'-F-B') 내부에 놓여 있는 색들은 분리해서 처리해야 한다. 또한, 두 개의 삼각형들(Org-G'-A' 및 Org-R'-B') 내부에 놓여있는 색들은 표현 가능한 범위의 좌표를 고려하여 입력 색 성분들에 따른 출력 색 성분들의 크기를 조절해 주어야 한다.

도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 색역들 중에서 3가지의 입력 색 성분들의 경계값을 계산하고(S501), 이 경계값이 속하는 영역을 결정한다(S502). 여기서, 3가지의 입력 색 성분들은 영상 처리에서 일반적으로 이용되는 색 신호로서, RGB, 휘도(Y) 및 색차 신호들(CrCb), 휘도(Y) 및 색차 신호들(I 및 Q), 색.밝기.순도.(HLS:Hue Lightness Saturation) 또는 국제조명위원회의 휘도 및 색차 신호들(CIELAB 또는 CIELUV) 등이 될 수 있다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해, 3가지의 입력 색 성분들은 RGB라 가정한다.

입력 색 성분들(R0, G0, B0)을 표현하는 입력 벡터를 입력 색역의 경계로 즉, 정사각형(Org-R'-F-G')의 변으로 연장시킬 때 경계와 만나는 교점들(R3, G3, B3)을 다음 수학식 3과 같이 구한다.

여기서, M1 은 R₀ , G₀ 및 B₀ 중 최대값에 해당하고, k1 은 입력 색 성분들이 가질 수 있는 휘도 레벨의 최대값으로서 예를 들면 255가 될 수 있고, 교점들(R3, G3, B3)은 도 4에 도시된 G'-F 또는 F-R' 선상에 놓일 수 있으며, 입력 색 성분들(R0 , G0,B0)이 Q점에 해당할 때, 교점들(R3 , G3, B3)은 K점에 해당한다.

단계(S502) 후에, 교점들(R3, G3, B3)중 적어도 하나가 문턱값(ThVal) 보다 작은가를 판단하여 속하는 영역을 결정한다(S503). 여기서, 교점들(R3, G3, B3)중 적어도 하나가 문턱값(ThVal) 보다 작으면, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)은 고정되지 않은 가변 스케일 링 공간 즉, 도 2에 도시된 두 개의 삼각형들 영역(Org-G'- A', Org-R'-B')에 속한다. 그러나, 교점들(R3 , G3, B3)중 어느 것도 문턱값(ThVal) 보다 작지 않으면, 입력 색 성분들(R0 , G0, B0)은 고정된 고정 스케일링 공간 즉, 도 4에 도시된 사각형 영역(Org-A'-F-B')에 속한다.

만일, 교점들(R3 , G3, B3)중 적어도 하나가 문턱값(ThVal) 보다 적은 것으로 판단되면, 교점들(R3 , G3, B3)중 최소값을 각 교점(R3, G3 또는 B3)으로부터 다음 수학식 4와 같이 감산한다(S504).

여기서, R4, G4 및 B4 는 감산된 결과들을 나타내고, Min(R3, G3, B3)는 R3, G3, B3 중에서 최소값을 나타낸다.

단계(S504) 후에, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)의 휘도 레벨들 중 최대값(k1)을 감산된 결과들(R4, G4, B4) 중 최대값으로 다음 수학식 5와 같이 제산하고, 제산된 결과를 증가비(S1)로서 결정한다(S505).

여기서, Max(R4, G4, B4)는 감산된 결과들(R4, G4, B4)중 최대값을 나타낸다.

그러나, 교점들(R3, G3, B3)중 어느 것도 문턱값(ThVal) 보다 적지 않은 것 으로 판단되면, 소정값(S2)을 증가비(S1)로서 결정한다(S506). 여기서, 소정값(S2)은 입력 색 성분들(R0, G0, B0)과 독립적으로 정해진다.

여기서, 3가지의 입력 색 성분들(R0, G0, B0)에 의해 만들어진 백색 성분과 백색 필터에 의해 재현되는 백색 성분이 동일하다고 가정할 때, 증가비(S1)와 입력 색 성분들(R0, G0, B0)을 각각 승산하고, 다음 수학식 6과 같이 승산된 결과들을 증가값들(R2, G2, B2)로서 결정한다(S507).

그러나, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)에 의해 만들어진 백색 성분과 백색 필터에 의해 재현되는 백색 성분이 동일하지 않을 뿐만 아니라 백색 필터가 임의의 컬러 필터일 경우, 도 5에 도시된 단계(S507)에 대한 본 발명의 다른 실시예는 다음과 같다.

배합비들(Ra, Ga, Ba)중에서 최소값과 증가비(S1)를 승산한다. 여기서, 배합비(Ra, Ga, Ba)란, 백색 성분을 생성하기 위해 입력 색 성분들(R0, G0, B0)을 혼합할 때, 입력 색 성분들(R0, G0, B0) 상호간의 비율을 의미한다. 예를 들어, 배합비들(Ra, Ga, Ba)중 최대값을 1로 정규화할 경우, 배합비(Ra:Ga:Ba)는 예를 들면 1:0.95:0.9가 될 수 있다. 이와 같이 배합비(Ra, Ga, Ba)가 서로 다를 경우, 전술한 수학식 6에 표현된 증가값들(R2, G2, B2)은 다음 수학식 7과 같이 수정된다.

여기서, Cmin 은 배합비들(Ra, Ga, Ba)중 최소값을 나타낸다.

결국, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)이 고정 스케일링 공간에 속할 때, 증가비(S1)를 입력 색 성분들(R0, G0, B0)에 수학식 6 또는 7과 같이 승산하면, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)의 크기는 증가하면서 입력 색 성분들(R0, G0, B0)의 벡터 방향은 일정하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 수학식 6을 이용하면, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)에 해당하는 도 4의 P점은 증가값들(R2, G2, B2)에 해당하는 P'점이 된다.

그러나, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)이 가변 스케일링 공간에 속할 때, 입력 색 성분들(R0, G0, B0)의 벡터 방향의 연장선과 각각 만나는 입력 색역의 교점(IP1)과 출력 색역의 교점(IP2)으로부터 다음 수학식 8과 같이 증가비(S1)를 구한다.

여기서, 교점(IP1)은 도 4에 도시된 K점으로서 (R3, G3, B3)에 해당하며, 교점(IP2)은 도 4에 도시된 H점에 해당한다. 그러므로, 수학식 8은 점 H와 점 K의 비율에 의해 증가비(S1)를 결정한다. 이 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 선분(K-K') 과 선분(R'-B)는 동일한 기울기를 가지기 때문에, 교점(IP1)에 해당하는 점 H에 대한 교점(IP1)에 해당하는 점 K의 비율은 점 R'에 대한 점 K'의 비율과 동일하다. 여기서, 점 K'는 (R4, G4, B4)에 해당한다. 결국, 입력 색 신호(R0, G0, B0)가 점 Q인 경우, 증가비(S1)를 점 Q에 승산하면, 출력 색역 내의 한 점 Q"을 얻을 수 있다.

한편, 단계(S507)에서 구한 전술한 수학식 6 또는 7에 표현된 증가값들(R2, G2, B2)은 입력 색 성분(R0, G0, B0)의 밝기를 증가시킨 결과이므로 실질적으로 백색 성분을 포함하고 있다. 그러므로, 단계(S507) 후에, 증가값들(R2, G2, B2)을 이용하여 백색 성분의 값(W out)을 구한다(S508).

이어, 증가값들(R2, G2, B2)중 최소값을 백색 성분의 값(W out)으로서 결정하고(S508), 결정된 백색 성분의 값(Wout)이 백색 성분 이 가질 수 있는 휘도 레벨의 최대값(k2)보다 큰 가를 판단한다(S509).

만일, 결정된 백색 성분의 값(Wout)이 백색 성분이 가질 수 있는 휘도 레벨의 최대값(k2) 이하인 것으로 판단되면, 단계(S511)로 진행한다. 그러나, 결정된 백색 성분의 값(Wout)이 백색 성분이 가질 수 있는 휘도 레벨의 최대값(k2)보다 큰 것으로 판단되면, 결정된 백색 성분의 값(Wout)을 백색 성분이 가질 수 있는 휘도 레벨의 최대값(k2)으로 갱신한다(S510). 여기서, 최대값(k2)은 예를 들면 255가 될 수 있다.

이때, 3가지의 입력 색 성분들(R0, G0, B0)에 의해 만들어진 백색 성분과 백 색 필터에 의해 재현되는 백색 성분이 동일하다고 가정할 때, 다음 수학식 9와 같이 증가값들(R2, G2, B2)로부터 백색 성분(Wout)의 값을 감산하고, 감산된 결과들을 출력 색 성분들(Rout, Gout, Bout)로서 결정한다(S511).

이어, 추출된 영상 신호(Rout, Gout, Bout, Wout)의 감마 보정을 행한다(S512).

이때, 본 발명에 따른 데이터 처리 방법에서는 감마 변환과 역감마 변환을 행하지 않으므로 도 6a에 도시한 바와 같이 처리된 영상 데이터(Rout, Gout, Bout, Wout)에 오류가 발생할 수 있다. 감마 보정(S511)은 이러한 오류를 처리하는 과정으로서, 출력된 영상 데이터(Rout, Gout, Bout, Wout) 별로 도 6a에 도시한 바와 같은 계조 휘도 곡선을 얻고 이어 도 6b에 도시한 곡선 모양으로 데이터 사상(mapping)을 하는 방식이다. 사상된 데이터는 룩업 테이블(LUT) 형태로 메모리에 저장한다.

한편, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 처리부(700)의 블록도이다.

이러한 데이터 처리부(700)는 도 1에 도시한 신호 제어부(600)에 포함되거나 별개의 장치로 구현될 수 있다.

도 7에 도시한 것처럼, 데이터 처리부(700)는 영역 결정부(701), 증가비 계산부(702), 증가값 계산부(703), 백색 신호 추출부(704), 3색 신호 추출부(705) 및 감마 보정부(706)를 포함한다.

영역 결정부(701)는 3색 영상 데이터(R0, G0, B0)가 입력되면(S501), 3색 영상 데이터의 크기의 비교하여 최대값을 정한 후 수학식 3에 기초하여 경계값(R3, G3, B3)을 계산하고(S502), 이 경계값(R3, G3, B3)이 문턱값(ThVal)과 비교하여 가변 스케일링 영역 또는 고정 스케일링 영역에 속하는지 결정한다(S503).

증가비 계산부(702)는 3색 영상 데이터(R0, G0, B0)가 가변 스케일링 영역에 속하는 경우에는 수학식 4에 기초하여 값(R4, G4, B4)을 계산하여(S504), 수학식 5에 기초하여 증가비(S1)를 구한다(S505). 또한, 3색 영상 데이터(R0, G0, B0)가 고정 스케일링 영역에 속하는 경우에는 미리 정해진 값(S2)을 증가비(S1)로 정한다(S506).

증가값 계산부(703)는 앞에서 구한 증가비(S1)를 3색 영상 데이터(R0, G0, B0)에 곱한 값(R2, G2, B2)을 구한다(S507)

백색 신호 성부 추출부(704)는 앞에서 구한 값(R2, G2, B2) 중 최소값을 백색 신호 성분으로 결정한다(S508). 이어, 이 백색 신호 성분(Wout)이 최대 계조값(k2)을 넘는지 판단하고(S509), 넘는 경우에는 최대 계조값(k2)을 백색 신호 성분으로 결정하고(S510), 넘지 않는 경우에는 단계(S508)에서 결정된 값이 그대로 백색 신호 성분(Wout)이 된다.

3색 신호 성분 추출부(705)는 앞에서 구한 백색 신호 성분(Wout)을 사용하여 3색 출력 신호(Rout, Gout, Bout)를 구한다(S511).

감마 보정부(706)는 백색 신호 성분(Wout)과 3색 신호 성분(Rout, Gout, Bout)을 입력받아 도 6b에 도시한 것과 같은 감마 곡선을 갖도록 룩업 테이블을 이용한 데이터 사상으로 최종 4색 출력 신호(R'out, G'out, B'out, W'out)를 내보낸다.

이와 같이, 감마 변환과 역감마 변환에 필요한 메모리를 두지 않는 대신, 색 보정에 필요한 최소한의 룩업 테이블만을 둠으로써 그만큼 메모리의 용량을 줄일 수 있으므로 메모리를 포함하는 칩의 원가를 절감할 수 있다.

예를 들어, 3색 입력 데이터가 6비트일 때, 감마 변환에 필요한 3*2⁶*15비트의 메모리와, 역감마 변환에 필요한 4(RGBW)*2⁶*6비트의 메모리 대신, 4*2⁶*6비트의 룩업 테이블만 마련하면 되므로 그만큼 메모리의 수 및 용량을 줄일 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 감마 변환과 역감마 변환에 필요한 메모리를 두지 않는 대신, 색 보정에 필요한 최소한의 룩업 테이블만을 둠으로써 그만큼 메모리의 용량을 줄일 수 있으므로 원가를 절감할 수 있다.

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, 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

행렬로 배치되어 있는 4색 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,

외부로부터의 3색 영상 신호를 입력받아 4색 영상 신호로 변환하는 데이터 처리부, 그리고

상기 데이터 처리부로부터의 상기 4색 영상 신호에 해당하는 데이터 전압을 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부

를 포함하고,

상기 데이터 처리부는

상기 3색 영상 신호 중 최대 크기의 영상 신호를 이용하여 상기 3색 신호가 제1 영역 또는 제2 영역에 속하는지 여부를 결정하는 영역 결정부,

상기 제1 또는 제2 영역에 따른 증가비를 계산하는 증가비 계산부,

상기 증가비에 기초하여 증가값을 계산하는 증가값 계산부,

상기 증가값 중 최소값을 백색 신호 성분으로 추출하는 백색 신호 추출부,

상기 추출된 백색 신호를 이용하여 출력 3색 신호를 추출하는 출력 3색 신호 추출부, 그리고

상기 백색 신호 및 상기 출력 3색 신호별로 소정 감마값을 갖도록 보정하는 감마 보정부

를 포함하는

표시 장치의 구동 장치.
제1항에서,

상기 감마 보정부는 상기 백색 신호 및 상기 출력 3색 신호에 해당하는 계조 휘도 곡선을 감마 보정된 휘도 곡선으로 사상(mapping)하는 룩업 테이블을 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
제2항에서,

상기 제1 영역은 가변 스케일링 영역이고, 상기 제2 영역은 고정 스케일링 영역인 표시 장치의 구동 장치.
제3항에서,

상기 출력 3색 신호는 적색, 녹색 및 청색 신호를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
제4항에서,

상기 4색 화소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.