(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の画像信号源から画像表示のためのＲ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の提供を受けて画像を表示する液晶表示装置において、
前記階調信号に適応してガンマ曲線を調整し、調整されたガンマ曲線に基づいて一つ以上の可変形階調電圧を出力して画像を表示する液晶表示モジュールを含み、
前記液晶表示モジュールは、
前記画像信号源から提供されるＲＧＢ階調データをチェックして画面の輝度レベルを感知し、感知された輝度レベルに応じて調整電圧を出力する画面輝度決定部と、
前記調整電圧に基づいて所定のガンマ定数を有するガンマ曲線に変更し、前記変更されたガンマ曲線の両端の電圧に相当し、前記ガンマ曲線の前記変更に依存しない固定形階調電圧と、前記変更されたガンマ曲線に基づいて、（全階調数−固定形階調電圧数）の可変形階調電圧を出力する階調電圧発生部と、
前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の階調に対応する、階調電圧発生部で出力された階調電圧を、データ電圧として、ＬＣＤパネルに印加するデータドライバ部と
を含み、
前記画面輝度決定部は、
外部から１Ｈ間入力される階調データの平均値を計算し、これによって所定のデューティ信号を出力する矩形波出力部と、
前記デューティ信号の入力により、前記デューティ信号をアナログ変換した調整電圧を前記階調電圧発生部に出力するアナログ変換部とを含む、液晶表示装置。
【請求項２】
前記変更されたガンマ曲線は、前記所定のガンマ定数によって線形または非線形に変更される、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記変更されたガンマ曲線は、
低階調または高階調レベルのうちのある一つのレベルと中間階調レベルとの間の間隔が両側より中央で大きいかあるいは同一である、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記ガンマ定数は、
表示される画面の輝度レベルが中間階調レベル表示時より明るい場合には前記中間階調レベル表示によるガンマ定数より大きい値であり、
表示される画面の輝度レベルが中間階調レベル表示時より暗い場合には中間階調レベル表示によるガンマ定数より小さい値である、請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記アナログ変換部は、
前記デューティ信号に基づいてスイッチングされるトランジスタと；
前記トランジスタのスイッチング動作によってレベル低減された液晶印加電圧を充放電して、アナログ変換された調整電圧を出力する充放電部とを含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記調整電圧は前記充放電部のＲＣ時定数によって決定され、前記デューティ信号のデューティとパルス数に比例する、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記矩形波出力部は、
前記Ｒ、Ｇ、Ｂ階調データの各々を合算し、前記合算された階調データを出力する合算部と；
前記合算された階調データに対して１Ｈ間累算して出力する１ライン合算部と；
１Ｈ間累算された階調データを３で除算し、除算された階調データのうち所定の上位桁に対応するデータを出力する分割部と；
前記上位桁データを順次にダウンカウンティングし、カウンティング数を出力するカウンティング部と；
前記カウンティング数に基づいて所定のデューティを有する矩形波を出力するデューティ信号発生部とを含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記矩形波出力部は、
前記Ｒ、Ｇ、Ｂ階調データのうちの少なくともある一つのピクセル階調データに加重値を付与するためのピクセルデータ変換部をさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記階調電圧発生部は、
液晶印加電圧に基づいて前記調整電圧を増幅した第１強制電圧を出力する第１増幅部と；
液晶印加電圧に基づいて基準センター電圧を増幅して第２強制電圧を出力する第２増幅部と；
抵抗列とこれに並列連結された一つ以上の抵抗からなり、前記液晶印加電圧と第２強制電圧に基づいて一つ以上の可変形正極性階調電圧を出力する正極性階調電圧発生部と；
抵抗列とこれに並列連結された一つ以上の抵抗からなり、前記基準センター電圧と第１強制電圧に基づいて一つ以上の可変形負極性階調電圧を出力する負極性階調電圧発生部とを含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記正極性階調電圧発生部は前記基準センター電圧をクランピングするダイオード列をさらに含む、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記負極性階調電圧発生部は前記基準センター電圧をクランピングするダイオード列をさらに含む、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
多数のゲート線、前記ゲート線と絶縁して交差する多数のデータ線、前記ゲート線及びデータ線によって囲まれた領域に形成され、各々前記ゲート線及びデータ線に連結されているスイッチング素子を有する行列の形態で配列された多数の画素を含む液晶表示装置の駆動方法において、
（ａ）前記ゲートラインに走査信号を順次に供給する段階と；
（ｂ）外部の画像信号源から画像表示のためのＲ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の提供を受けて前記階調信号に適応してガンマ曲線を調整し、前記調整されたガンマ曲線の両端の電圧に相当し、前記ガンマ曲線の前記調整に依存しない固定形階調電圧と、前記調整されたガンマ曲線に基づいて、（全階調数−固定形階調電圧数）の可変形階調電圧を出力する段階と；
（ｃ）前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の階調に対応する、前記可変形階調電圧もしくは前記固定形階調電圧のいずれかの階調電圧を、データ電圧として、前記データラインに供給する段階とを含み、
前記段階（ｂ）は、
（ｂ−１）外部の画像信号源から１Ｈ間入力される階調データの平均値を計算して、前記計算された平均値によって所定のデューティ信号を出力する段階と；
（ｂ−２）前記デューティ信号の入力によって前記デューティ信号をアナログに変換した調整電圧を出力する段階と；
（ｂ−３）前記調整電圧に基づいて所定のガンマ定数を有するガンマ曲線に変更し、前記変更されたガンマ曲線の両端の電圧に相当し、前記ガンマ曲線の前記変更に依存しない固定形階調電圧と、前記変更されたガンマ曲線に基づいて、（全階調数−固定形階調電圧数）の可変形階調電圧を出力する段階とを含む、液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１３】
前記段階（ｂ−１）は、
（ｂ−１１）Ｒ、Ｇ、Ｂ階調データの各々を合算する段階と；
（ｂ−１２）前記合算された階調データに対し、１Ｈ間累算する段階と；
（ｂ−１３）前記１Ｈ間累算された階調データを３で除算する段階と；
（ｂ−１４）前記除算した階調データのうち所定の上位桁に対応するデータのみを分割して出力する段階と；
（ｂ−１５）前記上位桁データを順次にダウンカウンティングし、カウンティング数を出力する段階と；
（ｂ−１６）前記カウンティング数に基づいて所定のデューティを有する矩形波を出力する段階とを含む、請求項１２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置及びその駆動方法に係わり、より詳しくは、入力階調データに適応してガンマ曲線調整機能を付与することにより、階調データを損失することなく、コントラストの高い画面を表示するための液晶表示装置及びその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶表示装置（ＬＣＤ）の場合、各表示点の階調（輝度）を表現するデータビット数が増加すると、これに連動して階調電圧の段数を増加する必要がある。最近ではデータビット数を増加する傾向にあり、これに伴って必要な階調電圧の段数も増加している。例えば、３ビットのデータを受けるＬＣＤの場合には８個の階調電圧が必要となり、この程度までは特別な問題はないが、最近は６ビットや８ビットのデータが多く用いられているので、必要な階調電圧の数も増加させなければならない。
【０００３】
このように多段階の階調電圧を全て外部で作って入力するのは非常に難しいことであるため、ＬＣＤのドライブＩＣは８乃至９個の階調電圧だけを外部から受け取り、その間の階調電圧はドライバーＩＣ内部で抵抗分割して作って用いる。
【０００４】
外部からは、例えばＶ０〜Ｖ９までの１０個の階調電圧だけを入力するようになっており、その間の値はドライバー内部で一定の規則によって内挿生成するようになっていて、その状態が非線形であることが多い。これは液晶の光透過性など、光電変換特性が非線形的になっているために、これを望ましい特性に補正して、好ましい光透過特性を得ようとするためであるが、このような非線形操作をガンマ補正といい、ガンマ（γ）補正の際に用いられる入出力関係曲線をガンマ曲線という。
【０００５】
図１ａ乃至図１ｃは一般的な階調データによる輝度の範囲を説明するためのガンマ曲線であって、一般的なＴＦＴ ＬＣＤモジュールは図１ａに示したようにγ=２.２のガンマ曲線（出力＝入力**２.２）を有するように調整されている。
【０００６】
しかし、入力階調データに対するガンマ曲線が固定されている場合、次のような問題を生じる。撮影時のデジタル化方式の影響もあるが、例えば、海浜のように全体的に明るい環境の画面では階調データの大部分が高い輝度を示すので、高輝度部の微妙なコントラストが失われる。つまり、図１ｂに示したように輝度の範囲が減ってコントラストが小さくなる。
【０００７】
同様に、図１ｃに示したように、森の中のように全体的に暗い環境の画面では、ほとんどの階調データが低い輝度を示すので、これもまた低輝度部の微妙なコントラストが失われる。
【０００８】
従って、大低のＬＣＤモニターやグラフィックカードでは、使用者がガンマ曲線を直接選択調整する機能を付与している。
【０００９】
つまり、使用者が主に明るい画面を使用する場合にはガンマ定数（γ）を２.２より大きく設定し、暗い画面を主に用いる場合であればガンマ定数を２.２より小さく設定する機能を付与することにより、輝度の範囲を広くしてガンマ定数を２.２に固定設定された画面よりコントラストが増加した感じの画面を使用するようにしている。
【００１０】
しかし、このような使用者の操作によるガンマ曲線の調整は次のような問題点がある。
【００１１】
従来はガンマ曲線調整が固定形かまたは手動形であったため、表示される画面の状態で使用者がいちいち再調整しなければならなかった。つまり、γ>２.２に設定した状態で暗い画面を表示する際にはさらに暗くなってコントラストがさらに落ちて見えるようになり、γ<２.２に設定した状態で明るい画面を表示する際にはさらに明るくなってやはりコントラストが落ちて見えるという問題点がある。
【００１２】
また、階調データの損失が挙げられる。つまり、ガンマ定数の変更を単純な輝度シフトで代用するため、γ>２.２に設定することは低輝度階調データを一定のビット数だけ取り去ることであるためブラック近くのデータが失われ、反対にγ<２.２の場合には低輝度階調データを一定のビット数だけ付け足すことであるためホワイト近くのデータが押し出されて失われ、いずれの場合も全ての階調データを表現することができなくなる。また、ガンマ補正の計算を正しく行っても、ＬＣＤの場合には最大輝度の固定という制限があるため、類似の結果になる。
【００１３】
例えば、０乃至６３階調データを表示する際、４階調データを足したり引いてデータをシフトすると、フルブラック近くにある０乃至３階調データまたはフルホワイト近くの６０乃至６３階調のデータが失われるという問題点がある。
【００１４】
これはまた、使用者がガンマ曲線調整量を大きくすればするほど階調表現と関係ないデータ量が増加するという問題点でもある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の技術と課題はこのような従来の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、手動で調整されるガンマ曲線を、液晶表示モジュール内において画面の階調水準に合わせて階調データの損失なく調整することができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、前記液晶表示装置の駆動方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記本発明の目的を実現するための一つの特徴による液晶表示装置は、外部の画像信号源から画像表示のためのＲ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の提供を受けて画像を表示する液晶表示装置において、
前記階調信号に適応してガンマ曲線を調整し、調整されたガンマ曲線に基づいて一つ以上の可変形階調電圧を出力して画像を表示する液晶表示モジュールを含み、前記液晶表示モジュールは、前記画像信号源から提供されるＲＧＢ階調データをチェックして画面の輝度レベルを感知し、感知された輝度レベルに応じて調整電圧を出力する画面輝度決定部と、前記調整電圧に基づいて所定のガンマ定数を有するガンマ曲線に変更し、前記変更されたガンマ曲線の両端の電圧に相当し、前記ガンマ曲線の前記変更に依存しない固定形階調電圧と、前記変更されたガンマ曲線に基づいて、（全階調数−固定形階調電圧数）の可変形階調電圧を出力する階調電圧発生部と、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の階調に対応する、階調電圧発生部で出力された階調電圧を、データ電圧として、ＬＣＤパネルに印加するデータドライバ部とを含んで構成される。
【００２１】
この時、前記変更されたガンマ曲線は前記所定のガンマ定数によって線形または非線形に変更され、また低階調または高階調レベルのうちのいずれかのレベルと中間階調レベルとの間の間隔が両側よりは中央において大きいかまたは同一であるのが好ましく、表示される画面の輝度レベルが中間階調レベル表示時より明るい場合は前記中間階調レベル表示によるガンマ定数より大きい値であり、表示される画面の輝度レベルが中間階調レベル表示時より暗い場合は中間階調レベル表示によるガンマ定数より小さい値であるのが好ましい。
【００２２】
また、前記画面輝度決定部は、
外部から１Ｈ間入力される階調データの平均値を計算し、これによって所定のデューティ信号を出力する矩形波出力部と；前記デューティ信号の入力により、前記デューティ信号をアナログ変換した調整電圧を前記階調電圧発生部に出力するアナログ変換部とを含むことを特徴とする。
【００２３】
前記矩形波出力部は、
前記Ｒ、Ｇ、Ｂ階調データの各階調値を合算し、前記合算された階調データを出力する合算部と；前記合算された階調データに対して１Ｈ間累算して出力する１ライン合算部と；１Ｈ間累算された階調データを３で除算し、除算された階調データのうち所定の上位桁に対応するデータを出力する分割部と；前記上位桁データを順次にダウンカウンティングし、カウンティング数を出力するカウンティング部と；前記カウンティング数に基づいて所定のデューティを有する矩形波を出力するデューティ信号発生部とを含むことを特徴とする。
【００２４】
ここで、前記矩形波出力部は、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ階調データのうちの少なくともいずれか一つのピクセルの階調データに加重値を付与するためのピクセルデータ変換部をさらに含むことが好ましい。
【００２５】
また、前記本発明の他の目的を実現するための一つの特徴による液晶表示装置の駆動方法は、多数のゲート線、前記ゲート線と絶縁して交差する多数のデータ線、前記ゲート線及びデータ線によって囲まれた領域に形成され、各々前記ゲート線及びデータ線に連結されているスイッチング素子を有する行列の形態で配列された多数の画素を含む液晶表示装置の駆動方法において、
（ａ）前記ゲートラインに走査信号を順次に供給する段階と；（ｂ）外部の画像信号源から画像表示のためのＲ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の提供を受けて前記階調信号に適応してガンマ曲線を調整し、前記調整されたガンマ曲線の両端の電圧に相当し、前記ガンマ曲線の前記調整に依存しない固定形階調電圧と、前記調整されたガンマ曲線に基づいて、（全階調数−固定形階調電圧数）の可変形階調電圧を出力する段階と；（ｃ）前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の階調信号の階調に対応する、前記可変形階調電圧もしくは前記固定形階調電圧のいずれかの階調電圧を、データ電圧として、前記データラインに供給する段階とを含むことを特徴とする。
【００２７】
また、前記段階（ｂ）は、（ｂ−１）外部の画像信号源から１Ｈ間入力される階調データの平均値を計算して、前記計算された平均値によって所定のデューティ信号を出力する段階と；（ｂ−２）前記デューティ信号の入力によって前記デューティ信号をアナログに変換した調整電圧を出力する段階と；（ｂ−３）前記調整電圧に基づいて所定のガンマ定数を有するガンマ曲線に変更し、前記変更されたガンマ曲線の両端の電圧に相当し、前記ガンマ曲線の前記変更に依存しない固定形階調電圧と、前記変更されたガンマ曲線に基づいて、（全階調数−固定形階調電圧数）の可変形階調電圧を出力する段階とを含むことを特徴とする。
【００２８】
この時、前記段階（ｂ−１）は、（ｂ−１１）Ｒ、Ｇ、Ｂ階調データの各々を合算する段階と；（ｂ−１２）前記合算された階調データに対し、１Ｈ間累算する段階と；（ｂ−１３）前記１Ｈ間累算された階調データを３で除算する段階と；（ｂ−１４）前記除算した階調データのうち所定の上位桁に対応するデータのみを分割して出力する段階と；（ｂ−１５）前記上位桁データを順次にダウンカウンティングし、カウンティング数を出力する段階と；（ｂ−１６）前記カウンティング数に基づいて所定のデューティを有する矩形波を出力する段階とを含むことが好ましい。
【００２９】
このような液晶表示装置及びその駆動方法によれば、手動で調整されるガンマ曲線を、液晶表示モジュール内で階調データを損失せずに画面の階調水準に合わせて自動に調整することができ、手動でガンマ曲線を調整するためのデータを入力するとしても、液晶表示モジュール内で階調データを失うことなく画面の階調水準に合わせて調整することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように実施例について説明する。
【００３１】
図２は本発明による液晶表示装置を説明するための図である。
【００３２】
図２を参照すれば、本発明による液晶表示装置は、画像信号源１００と液晶表示モジュール２００とからなる。
【００３３】
画像信号源１００は、表示のための画像信号（ＲＧＢ）と共に画像信号の表示を制御する制御信号を液晶表示モジュール２００に出力する。この時出力される制御信号は水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）を含む。
【００３４】
液晶表示モジュール２００は、画面輝度決定部２１０、階調電圧発生部２２０、タイミング制御部２３０、データドライバー部２４０、ゲートドライバー部２５０及びＬＣＤパネル２６０からなっており、階調信号に適応して調整されたガンマ曲線に応じて画像を表示する。
【００３５】
より詳しくは、画面輝度決定部２１０は画像信号源から提供されるＲＧＢ階調信号の提供を受け、各々の階調レベルをチェックして画面の輝度水準を決定し、決定された輝度水準に応じて調整電圧（ＶＩＮ）を階調電圧発生部２２０に出力する。この時出力される調整電圧（ＶＩＮ）は、決定される輝度水準に比例または反比例する。
【００３６】
階調電圧発生部２２０は、調整電圧（ＶＩＮ）の提供を受けてこれに基づいてガンマ曲線を調整し、調整されたガンマ曲線に基づいて複数の階調電圧をデータドライバー部２４０に出力する。例えば、輝度水準に比例する調整電圧を受ける場合には正極性階調電圧は調整電圧に比例して増加させ、負極性階調電圧は調整電圧に反比例して減少させる。
【００３７】
つまり、中間階調表示画面でガンマ＝２.２となる階調電圧設定において、中間階調表示画面より明るい画面ではさらに高い調整電圧が出力され、階調電圧発生部２２０は２.２より大きいガンマ定数を用いてガンマ曲線を調整し、中間階調画面より暗い画面ではさらに低い調整電圧が出力され、階調電圧発生部２２０は２.２より小さいガンマ定数を用いてガンマ曲線を調整する。
【００３８】
タイミング制御部２３０は、ＲＧＢ画像データと共にデータドライバー部２４０の駆動のための制御信号（ＨＣＬＫ、ＳＴＨ、ＬＯＡＤ）をデータドライバー部２４０に出力し、ゲートドライバー部の駆動のための制御信号（Ｇａｔｅ ｃｌｏｃｋ、ＳＴＶ）をゲートドライバー部２５０に出力する。
【００３９】
データドライバー部２４０は、ＲＧＢ画像データと共にその出力のための制御信号をタイミング制御部２３０から受け、階調電圧発生部２２０から提供される適応された階調電圧に基づいてＬＣＤパネル２６０の各画素（ＰＩＸＥＬ）に伝達される電圧値を一つのラインの間隔で下げ、ゲートドライバー部２５０は、各画素の電圧値が画素に伝達できるように導く。
【００４０】
以上で説明したように本発明の一実施例によれば、画像信号源から提供される階調データを分析して画面の全体的輝度水準を決定し、これに適応して液晶表示モジュールの階調電圧を出力することにより、階調データを損失することなく、画面に応じてガンマ曲線を調整することができる。
【００４１】
図３は図２の画面輝度決定部の一例を説明するための図である。
【００４２】
図３を参照すれば、本発明の実施例による画面輝度決定部２１０は、矩形波出力部２１１０とアナログ変換部２１２０とから構成されており、外部から入力される階調データの提供を受けて画面全体的輝度水準を決定し、決定された輝度レベル電圧を階調電圧発生部２２０に出力する。
【００４３】
より詳しくは、矩形波出力部２１１０は、１Ｈの間入力される階調データの平均値に比例するデューティを有するデューティ信号（Ｄｏｕｔ）をアナログ変換部２１２０に出力する。
【００４４】
例えば、ホワイト階調データが１Ｈ間入力されるのを１００％デューティ信号とすれば、中間階調データが入力される場合には５０％デューティ信号、そしてブラック階調データが１Ｈ間入力される場合には０％デューティ信号が出力される。矩形波出力部２１１０はタイミング制御部２３０に装着されることもでき、スタンドアローン（ｓｔａｎｄ ａｌｏｎｅ）方式で具現することができるのであろう。
【００４５】
アナログ変換部２１２０は、矩形波出力部２１１０からデューティ信号（Ｄｏｕｔ）の提供を受け、これをアナログ変換して調整電圧（ＶＩＮ）を階調電圧発生部２２０に出力する。つまり、アナログ変換部２１２０は一定デューティの矩形波の提供を受け、アナログタイプの調整電圧に変換するデジタル−アナログ変換機の機能を果たす。
【００４６】
以下、矩形波出力部２１１０とアナログ変換部２１２０の各々の一例を、添付する図を参照してより詳細に説明する。
【００４７】
図４は図３の矩形波出力部をより詳細に説明するための矩形波出力部２１１０の図である。
【００４８】
図４を参照すれば、本発明の実施例による矩形波出力部２１１０は、ピクセルデータ変換部１１１、合算部１１２、１ライン合算部１１３、分割部１１４、カウンティング部１１５及びデューティ信号発生部１１６を含み、外部から１Ｈ間入力される階調データを平均して所定のデューティ信号（Ｄｏｕｔ）を出力する。
【００４９】
この時、矩形波出力部２１１０の制御部は、ロード信号（ＬＯＡＤ）、アディング信号（ＡＤＤＩＮＧ）、ラインアディング信号（ＬＩＮＥ ＡＤＤＩＮＧ）、分割信号（ＤＩＶ）、カウンティング信号（ＣＯＵＮＴＩＮＧ）を出力するものであり、タイミング制御部２３０の一部として構成することもでき、スタンドアローン方式で具現することもできる。
【００５０】
一方、説明の便宜のためにＲ及びＢピクセル階調データは各々‘００００００’の６ビットデータが入力され、Ｇピクセル階調データは‘１１１１１１’の６ビットデータが入力される場合を一例として説明する。
【００５１】
ピクセルデータ変換部１１１は、外部から入力される第１ピクセル階調データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の提供を受け、タイミング制御部２３０から提供されるロード信号（ＬＯＡＤ）に基づいて、輝度成分の多い緑色信号Ｇピクセル階調データに所定の加重値を付与し、他のＲ、Ｂピクセル階調データは、Ｇピクセル階調データをコピーして第２ピクセル階調データ（Ｒ'、Ｇ'、Ｂ'）を作り、合算部１１２に出力する。つまり、合算部１１２に出力される第２ピクセル階調データ（Ｒ'、Ｇ'、Ｂ'）は全てＧピクセル階調データレベルのような‘１１１１１１’の６ビットである。
【００５２】
合算部１１２は、第２ピクセル階調データの提供を受けてアディング信号（ＡＤＤＩＮＧ）に基づいてＲＧＢ各ピクセル階調データの各階調値を合算し、合算された階調データ（ＳＵＭ）を１ライン合算部１１３に出力する。この時、合算された階調データは‘１０１１１１０１’、つまり、‘１１１１１１’＝６３の３倍となる１８９である。
【００５３】
１ライン合算部１１３は、ラインアディング信号（ＬＩＮＥ ＡＤＤＩＮＧ）に基づいて合算された階調データに対して一つのゲートラインの間に累算し、累算された階調データ（ＴＳＵＭ）を分割部１１４に出力する。この時、一つのゲートラインが１０２４ＲＧＢピクセルであるＸＧＡ級解像度に適用されれば、合算された階調データ（ＴＳＵＭ）は‘１０１１１１０１００００００００００’の１８ビットである。
【００５４】
分割部１１４は、分割信号（ＤＩＶ）に基づいて累算された階調データ（ＴＳＵＭ）を‘３’で除算し、除算された階調データのうち上位桁６ビットを抽出してカウンティング部１１５に出力する。この時、‘３’で除算された階調データは‘１１１１１１００００００００００’であり、６ビットの分抽出された上位桁は‘１１１１１１’である。
【００５５】
カウンティング部１１５はデューティレジスター（ＤＵＴＹ ＲＥＳＩＳＴＥＲ）とダウンカウンター（ＤＯＷＮ ＣＯＵＮＴＥＲ）とからなって、上位桁６ビットに基づいて所定のカウンティング数をデューティ信号発生部１１６に提供する。つまり、デューティレジスターは、ロード信号（ＬＯＡＤ）が入力されることによって分割部１１４から提供される上位桁６ビットの提供を受け、デューティレジスターに保存する。また、ダウンカウンターはカウンティング信号（ＣＯＵＮＴＩＮＧ）に基づいて保存された上位桁６ビットの１ビットずつ順次にダウンカウンティングして、そのカウンティング数をデューティ信号発生部１１６に提供する。
【００５６】
デューティ信号発生部１１６は、ダウンカウンティング数の提供を受けてデューティ信号（Ｄｏｕｔ）をアナログ変換部１２０に出力する。もしホワイトデータが１Ｈ間入力される場合には１００％のデューティ信号（Ｄｏｕｔ）が出力されることであり、中間階調データが入力される場合には５０％のデューティ信号（Ｄｏｕｔ）が出力されることであり、ブラックデータが１Ｈ間入力される場合には０％のデューティ信号（Ｄｏｕｔ）が出力されることである。
【００５７】
以上で説明した矩形波出力部では加重値を付与するためにピクセルデータ変換部１１１を備え、Ｒ、Ｇ、ＢピクセルデータのうちＧピクセルデータに加重値を付与することを説明したが、ＲやＧピクセルデータのうち少なくともいずれかに対して加重値を付与することもでき、加重値付与過程を省略することもできるのであろう。
【００５８】
図５は、図３のアナログ変換部２１２０をより詳細に説明するための図である。
【００５９】
図３乃至図５を参照すれば、第１トランジスタＱ１１のベース端に連結された第１抵抗（Ｒ１１）を経由して矩形波出力部２１１０から出力されるデューティ信号（Ｄｏｕｔ）が入力されることにより、調整電圧（ＶＩＮ）が出力される。
【００６０】
例えば、デューティ信号（Ｄｏｕｔ）がローレベルである間には第１トランジスタＱ１１はターンオフされ、キャパシターＣ１に電圧が充電される。この時、充電電圧はＡＶＤＤ・（Ｒ13／（Ｒ12＋Ｒ13＋Ｒ14））である。
【００６１】
一方、矩形波出力部２１１０から出力されるデューティ信号（Ｄｏｕｔ）がハイレバルである間には第１トランジスタＱ１１はターンオンされ、キャパシターＣ１に充電された電圧が放電される。ここで、出力電圧である調整電圧（ＶＩＮ）は抵抗（Ｒ１５）とキャパシターＣ１の時定数（ｔｉｍｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ）によって決定され、これによって調整電圧（ＶＩＮ）はデューティ信号（Ｄｏｕｔ）のデューティとパルス数に比例する値である。
【００６２】
図６は、図５における時間対比各々のデューティ率のシミュレーション結果を示しており、特に、Ｒ１１=２０ｋΩ、Ｒ１２=１ｋΩ、Ｒ１３=１ｋΩ、Ｒ１４=１ｋΩ、Ｒ１５=２０ｋΩ、Ｃ１=０.１ｋΩの部品値を有し、ＡＶＤＤ=９Ｖである時、デューティ信号（Ｄｏｕｔ）が初期デューティ率０％（つまり、ブラック階調）から１０％、３０％、５０％、７０％、９０％までの回路シュミレータ ＰＳｐｉｃｅによるシミュレーション結果を示する。
【００６３】
図６に示したように、調整電圧（ＶＩＮ）の出力は一つのフレームの間、つまり、１６.６ｍｓ後にデューティに比例する電圧レベルとなることが分かる。もちろん、時間は図５で開示したＲ１５とＣ１の時定数を調整することによって変更が可能である。
【００６４】
シミュレーション結果を整理すると図７のようになる。
【００６５】
図７に示したように、デューティ信号（Ｄｏｕｔ）は調整電圧（ＶＩＮ）に線形的に比例することを確認することができ、ここで一つの画面の平均階調データをアナログ電圧に変換するＤ/Ａコンバータ機能を遂行することが分かる。
【００６６】
図８は、図３の階調電圧発生部２２０を説明するための回路図であり、特に、液晶印加電圧（ＡＶＤＤ）を抵抗列に分割して複数の階調電圧を発生させる回路図である。
【００６７】
図８を参照すれば、本発明の実施例による階調電圧発生部２２０は第１電圧源２２１０、第２電圧源２２２０、第１増幅部２２３０、第２増幅部２２４０、正極性階調電圧発生部２２５０及び負極性階調電圧発生部２２６０を含む。
【００６８】
第１電圧源２２１０は、第１電圧（ＡＶＤＤ）を第１増幅部２２３０、第２増幅部２２４０及び正極性階調電圧発生部２２５０に提供するが、この時、第１電圧（ＡＶＤＤ）は液晶表示モジュールの入力電圧として９Ｖを用いる。
【００６９】
第２電圧源２２２０は図２の画面輝度決定部２１０に相当し、第２電圧（ＶＩＮ）を第１増幅部２２３０に提供するが、この時、第２電圧（ＶＩＮ）は調整電圧として０乃至３Ｖのアナログ電圧を用いる。
【００７０】
第１増幅部２２３０は、第１電圧（ＡＶＤＤ）に基づいて第２電圧（ＶＩＮ）を増幅して負極性階調電圧発生部２２６０に第１強制電圧（ｆｏｒｃｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ）２２３１を提供する。より詳しくは、画面輝度決定部２１０から出力される調整電圧（ＶＩＮ）は第１増幅部２２３０によりＶＩＮ・（１＋（ＲB／ＲA））にポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）増幅され、この時、（ＲB／ＲA）の比を‘２’になるようにして最大３Ｖの調整電圧の場合は最大９Ｖまでレベル増幅される。
【００７１】
第２増幅部２２４０は第１電圧（ＡＶＤＤ）に基づいて、基準センター電圧（ＲＥＦ＿ＣＥＮＴＥＲ）を増幅して正極性階調電圧発生部２２５０に第２強制電圧２２４１を提供する。この時出力される第２強制電圧２２４１は、（１＋（ＲD／ＲC））・ＲＥＦ＿ＣＥＮＴＥＲ＝（１＋（ＲD／ＲC））・（ＡＶＤＤ／２）である。
【００７２】
正極性階調電圧発生部２２５０は、抵抗列（Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２５）とこれに並列連結された抵抗（Ｒ２６、Ｒ２７）、そして第１ダイオード列（Ｄ１１、Ｄ１２）からなり、第１電圧（ＡＶＤＤ）と第２強制電圧２２４１に基づいて固定形正極性階調電圧（ＶREF1、ＶREF5）と複数の可変形正極性階調電圧（VREF2、ＶREF3、ＶREF4）を液晶表示モジュール２００のデータドライバー２４０に出力し、基準センター電圧（ＲＥＦ＿ＣＥＮＴＥＲ）を第２増幅部２２４０及び負極性階調電圧発生部２２６０に各々出力する。第１ダイオード列（Ｄ１１、Ｄ１２）の電圧降下量によって液晶しきい電圧が発生する。
【００７３】
負極性階調電圧発生部２２６０は第２ダイオード列（Ｄ２１、Ｄ２２）とこれに直列連結された抵抗列（Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５）と、これに並列連結された抵抗（Ｒ３６、Ｒ３７）からなり、基準センター電圧（ＲＥＦ＿ＣＥＮＴＥＲ）と第１強制電圧２２３１に基づいて固定形負極性階調電圧（ＶREF6、VREF10）と複数の可変形負極性階調電圧（ＶREF7、ＶREF8、ＶREF9）を液晶表示モジュールのデータドライバー２４０に出力する。第２ダイオード列（Ｄ２１、Ｄ２２）の電圧降下量によって液晶しきい電圧が発生する。
【００７４】
ここで、ノーマリーホワイトモードのＬＣＤである場合、ＶREF1とＶREF10はフルブラック電圧となり、ＶREF5とＶREF6がフルホワイト階調電圧となる。
【００７５】
以上の一実施例では２個の固定形正極性階調電圧と２個の固定形負極性階調電圧を出力し、３個の可変形正極性階調電圧と３個の可変形負極性階調電圧を出力することを一例に説明したが、可変形正極性階調電圧や可変形負極性階調電圧を出力する抵抗列の間に複数の抵抗列を追加することによって追加的階調電圧をさらに出力することもできる。例えば、ＶREFnとＶREFn+1の間を１６等分する場合、全体的に６４階調を表現することができる。
【００７６】
図８で液晶制御のための正極性階調電圧（ＶREF1〜ＶREF5）と負極性階調電圧（ＶREF6〜ＶREF10）は、入力される調整電圧（ＶＩＮ）の電位によって添付した図９のようにガンマ曲線がシフトする。
【００７７】
図９は、図８の階調電圧発生部の入力電圧を０乃至３Ｖに変化させる時、ＰＳｐｉｃｅによるシミュレーション結果を説明するための図である。
【００７８】
図８と図９を参照すれば、調整電圧（ＶＩＮ）=１.５Ｖ、γ=２.２に設定した時、ＶＩＮ>１.５であればガンマ電圧がホワイト電圧にシフトするのでγ<２.２に相当し、ＶＩＮ<１.５であればガンマ電圧がブラック電圧にシフトするのでγ>２.２に相当する。
【００７９】
従って、調整電圧（ＶＩＮ）のレベルによって図９のようなガンマ曲線を示すようになる。
【００８０】
図１０は本発明による階調データ対比輝度レベルを説明するための図であり、低階調データや高階調データの近辺ではガンマ曲線の傾きの変化が激しくないが、中階調データ近辺ではガンマ曲線の傾きの変化の激しいことが確認される。
【００８１】
つまり、同じ階調データに対して画面によって決定される様々なガンマ電圧を発生させることができる。従って、既存品とは違って階調データを損失せずに画面状態に応じて自動的にガンマ曲線を調整させることができる。
【００８２】
以上で説明したように、本発明の一実施例は一つの画面の明るさの程度に応じてＴＦＴ ＬＣＤのガンマ曲線が自動的に調整されるようにしたものであって、γ=２.２に設定されたガンマ曲線で画面がホワイトレベルに偏れば、その程度によってγ>２.２である特定ガンマになり、画面がブラックレベルに偏れば、その程度によってγ<２.２である特定ガンマが自動的に調整されるようにすることにより、使用者が手動でいちいち操作していた既存の不便さを解決すると共にコントラストが最適である表示装置を提供することができる。
【００８３】
また、本発明の一実施例は、ガンマ曲線の調整によって発生していた階調データの損失など、既存のガンマ曲線調整方式の問題を克服して最適のコントラストを有する表示装置を提供することができる。
【００８４】
以上では外部から入力される階調データをチェックし、チェックされた階調データに基づいてガンマ曲線の傾きを自動的に調整するようにガンマ曲線を調整することについて説明した。
【００８５】
一方、外部からガンマ曲線を調整するための調整データを入力し、入力される調整データに基づいてガンマ曲線の傾きを自動的に調整するようにガンマ曲線を調整することもできる。以下、これに対する様々な実施例について説明する。
【００８６】
図１１は本発明の他の実施例による液晶表示装置を説明するための図であって、特に、アナログインターフェース方式を有する液晶表示装置を説明する。
【００８７】
図１１を参照すれば、本発明の他の実施例による液晶表示装置は画像信号源１００と液晶表示モジュール２００とからなり、ガンマ曲線調整データによる調整電圧に基づいて液晶ガンマ曲線を調整する。
【００８８】
画像信号源１００はＤ／Ａコンバータ１１０を含み、使用者の操作などによってガンマ曲線を調整するための所定の調整データが入力されることにより、これをアナログタイプのガンマ調整電圧に変換して液晶表示モジュール２００に出力する。例えば、８段階のガンマ曲線を選択しようとするならば３ビットの階調データ（Ｇ［０：２］）が必要であり、これをＤ／Ａコンバータ１１０を経由して所定の電圧レベルに変更する。
【００８９】
液晶表示モジュール２００は図８に示した階調電圧発生部を含んで、入力されるガンマ調整電圧に比例または反比例するように液晶制御電圧、つまり階調電圧を変更させる。ここで、階調電圧発生部は図８で示した回路を適用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００９０】
以上で説明したように本発明の他の実施例によれば、アナログインターフェース方式を有するＬＣＤであっても使用者が直接ガンマ曲線調整のための調整データを入力しても、階調データを損失せずに所定のガンマ定数を有するようにガンマ曲線を調整することができる。
【００９１】
図１２は本発明の他の実施例による液晶表示装置を説明するための図であり、特に、デジタルインターフェース方式を有する液晶表示装置を説明する。
【００９２】
図１２を参照すれば、本発明の他の実施例による液晶表示装置は画像信号源１００と液晶表示モジュール２００とからなり、ガンマ曲線調整データに基づいて液晶表示モジュール内で液晶ガンマ曲線を調整する。
【００９３】
画像信号源１００は、Ｎビットのガンマ曲線調整データＧ［０：Ｎ−１］を液晶表示モジュール２００に伝送する。この時、Ｇ［０：Ｎ−１］のガンマ曲線調整データはＴＴＬ信号やＬＶＤＳまたはＴＤＭＳ方式で伝送されることができる。
【００９４】
液晶表示モジュール２００はＤ／Ａコンバータ２７０と階調電圧発生部２２０とを含んで、Ｎビットのガンマ曲線調整データをアナログ変換してガンマ調整電圧を発生し、発生したガンマ調整電圧に基づいて階調電圧発生部２２０では液晶制御電圧を変更する。階調電圧発生部２２０は調整電圧（ＶＩＮ）を０乃至３Ｖに設定する場合は図８で言及した回路を用いることができるので、詳細な説明は省略する。
【００９５】
Ｎビットのガンマ曲線調整データは、液晶表示モジュールで様々なＤ／Ａ変換方法によって所定の電圧に変更することができる。
【００９６】
図１３は図１２の一例を説明するための図である。
【００９７】
図１３を参照すれば、使用者の操作などによって画像信号源１００から提供される入力される階調データが３ビットである時、３−８デコーダー２４０を通じて８階調データにデコーディングし、デコーディングされた８階調データに基づいてアナログスイッチング部２５０では外部から固定されて入力される第１乃至第８固定電圧（Ｖ１〜Ｖ８）のうちのいずれか一つを選択して、調整電圧（ＶＩＮ）を階調電圧発生部２２０に出力する。
【００９８】
以上で説明したように、本発明のまた他の実施例によれば、デジタルインターフェース方式を有するＬＣＤで使用者が直接ガンマ曲線調整のための調整データを入力しても、階調データを損失せずに所定のガンマ定数を有するようにガンマ曲線を調整することができる。
【００９９】
また、使用者が直接ガンマ曲線調整のための調整データを入力しなくても画像階調データの輝度レベルを自動的に感知し、感知された輝度レベルに応じたデューティ信号を図１３の３−８デコーダー２４０に入力することにより、外部から固定されて入力される第１乃至第８固定電圧（Ｖ１〜Ｖ８）のうちのいずれか一つを選択して調整電圧（ＶＩＮ）を階調電圧発生部２２０に出力する、他の実施例を具現することもできる。
【０１００】
では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部から入力される階調データに適応して所定のガンマ定数を用いてガンマ曲線を自動調整することにより、階調データを損失せずにコントラストの高い鮮明な表示画面を出力する、自動方式のガンマ曲線調整機能を有する液晶表示装置及びその駆動方法を提供することができる。
【０１０２】
また本発明によれば、使用者が手動でガンマ曲線調整のためのデータを入力しても階調データを損失せずにコントラストの高い鮮明な表示画面を出力することができる、手動方式のガンマ曲線調整機能を有する液晶表示装置及びその駆動方法を提供することができる。
【０１０３】
また、自動方式と手動方式を混合した半自動方式のガンマ曲線調整機能を有する液晶表示装置及びその駆動方法を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】一般の階調データによる輝度の範囲を説明するための図である。
【図１ｂ】一般の階調データによる輝度の範囲を説明するための図である。
【図１ｃ】一般の階調データによる輝度の範囲を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例による液晶表示装置を説明するための図である。
【図３】前記図２の画面決定部の一例を説明するための図である。
【図４】前記図３の矩形波出力部の一例を説明するための図である。
【図５】前記図３のアナログ変換部の一例を説明するための図である。
【図６】前記図５の時間対比各々のデューティ率のシミュレーション結果を示した図である。
【図７】図６のシミュレーション結果を整理した図である。
【図８】前記図３の階調電圧発生部を説明するための回路図である。
【図９】前記図８の階調電圧発生部の入力電圧を０乃至３Ｖに変化させる時、ピスパイスによるシミュレーション結果を説明するための図である。
【図１０】本発明による階調データ対比輝度レベルを説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施例による液晶表示装置を説明するための図である。
【図１２】本発明のまた他の実施例による液晶表示装置を説明するための図である。
【図１３】前記図１２の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１００  画像信号源
１１０、２７０  Ｄ／Ａコンバータ
１１１  ピクセルデータ変換部
１１２  合算部
１１３  １ライン合算部
１１４  分割部
１１５  カウンティング部
１１６  デューティ信号発生部
１２０、２１２０  アナログ変換部
２００  液晶表示モジュール
２１０  輝度決定部
２２０  階調電圧発生部
２３０  タイミング制御部
２４０  データドライバー部
２５０  ゲートドライバー部
２６０  ＬＣＤパネル
２１１０  矩形波出力部
２２１０  第１電圧源
２２２０  第２電圧源
２２３０  第１増幅部
２２３１  第１強制電圧
２２４１  第２強制電圧
２２４０  第２増幅部
２２５０  正極性階調電圧発生部
２２６０  負極性階調電圧発生部
Ｃ１  キャパシター
Ｑ１１  第１トランジスタ
Ｒ１１  第１抵抗
ＶＩＮ  調整電圧
【図１ａ】
0005078207.tif 000002
【図１ｂ】
0005078207.tif 000003
【図１ｃ】
0005078207.tif 000004
【図２】
0005078207.tif 000005
【図３】
0005078207.tif 000006
【図４】
0005078207.tif 000007
【図５】
0005078207.tif 000008
【図６】
0005078207.tif 000009
【図７】
0005078207.tif 000010
【図８】
0005078207.tif 000011
【図９】
0005078207.tif 000012
【図１０】
0005078207.tif 000013
【図１１】
0005078207.tif 000014
【図１２】
0005078207.tif 000015
【図１３】
0005078207.tif 000016