KR101296564B1

KR101296564B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101296564B1
Application number: KR1020080132721A
Authority: KR
Inventors: 안희원; 조대호; 홍희정; 권경준
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2013-08-13
Anticipated expiration: 2028-12-23
Also published as: KR20100073929A; US20100156924A1; US8350798B2

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치가 개시된다.

개시된 본 발명의 액정표시장치는 외부로부터 입력된 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 백라이트 유닛의 신뢰 범위 이상의 디밍 듀티를 유지할 수 있도록 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 변조하는 백라이트 디밍 변조부와, 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호 및 변조된 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 곱셈 연산하여 최종 백라이트 디밍 제어신호를 출력하는 연산부와, 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 변조된 최종 백라이트 디밍 제어신호와 대응되도록 영상 데이터를 변조하는 데이터 변조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 백라이트 유닛의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 크게 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device) 및 유기전계발광 표시장치(Organic electro luminescence Display device) 등이 있다.

표시장치들 중 액정표시장치는 후면의 광원에서 발생한 빛을 전면에 있는 액정표시패널의 각 화소가 일종의 광 스위치 역할을 하여 선택적으로 투과시킴으로 인하여 화상을 디스플레이하는 장치이다. 즉, 종래의 음극선관(CRT: cathode ray tube)이 전자선의 세기를 조절하여 휘도를 제어하는데 반하여, 액정표시장치는 광원에서 발생한 광의 세기를 제어하여 화면이 디스플레이된다.

액정표시장치는 액정표시패널과, 타이밍 컨트롤러와, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 공급된 타이밍 신호를 이용하여 액정표시패널을 구동시키는 게이트 및 데이 터 드라이버를 포함한다.

액정표시패널은 스캔 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인들과, 상기 게이트 라인들과 교차되어 영상 데이터를 전달하는 데이터 라인들을 포함하고, 상기 게이트 라인들 및 데이터 라인들에 의해 정의되는 화소와, 상기 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차영역에 형성된 박막 트랜지스터를 포함한다.

액정표시장치는 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함한다.

일반적인 액정표시장치는 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호와, 외부로부터 입력되는 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 백라이트 유닛의 광원을 구동시킨다.

그러나, 일반적인 액정표시장치는 내부/외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 백라이트 유닛의 광원을 구동함에 있어서, 백라이트 유닛의 기준 신뢰 범위(대략 디밍 듀티 30% 이상)가 이하로 설정되어 백라이트 유닛의 신뢰도가 저하되는 문제가 빈번하게 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 백라이트 유닛의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는,

외부로부터 입력된 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 백라이트 유닛의 신뢰 범위 이상의 디밍 듀티를 유지할 수 있도록 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 변조하는 백라이트 디밍 변조부; 상기 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호 및 상기 변조된 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 곱셈 연산하여 최종 백라이트 디밍 제어신호를 출력하는 연산부; 및 상기 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 상기 변조된 최종 백라이트 디밍 제어신호와 대응되도록 영상 데이터를 변조하는 데이터 변조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 백라이트 유닛의 신뢰 범위(일반적으로 디밍 듀티 30%이상) 이하로 설정되어 백라이트 유닛의 신뢰도 저하를 방지하기 위해 외부 백라이트 디밍 제어신호의 듀티에 따라 내부 알고리즘 백라이트 디밍 듀티를 변조하고, 영상 데이터를 변조하여 기존과 동일한 영상을 디스플레이함과 동시에 백라이트 유닛의 신뢰도 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서는 평판 표시장치 중에 액정표시장치를 일 예로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 디밍 변조 및 데이터 변조의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 교차되며, 그 교차부에 액정 셀(Clc)을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(130)와, 상기 액정표시패널(110)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)로 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(120)와, 게이트 드라이버(120)와 데이터 드라이버(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(150)와, 액정표시패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(170)을 포함한다.

액정표시패널(110)은 액정 셀마다 스위칭 소자로써, 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 접속되며, 드레인 전극은 액정 셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다. 액정 셀(Clc)의 공통 전극에는 공통전압(Vcom)이 공급되고, 스토리지 캐패시터(Cst)는 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온될 때 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터 공급되는 데이터 전압을 충전하여 액정 셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

스캔 펄스가 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급되면, 박막 트랜지스터(TFT)는 턴-온되어 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널을 형성하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm) 상의 전압을 액정 셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정 셀(Clc)의 액정분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의해 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.

게이트 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호(GCS)에 의해 스캔 펄스 를 순차적으로 발생하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 상기 스캔 펄스는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)이 순차적으로 1 수평 구간씩 인에이블(enable)되게 한다.

여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호(GCS)는 GSP, GSC, GOE 등을 포함한다.

데이터 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 구동 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 또한, 데이터 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력된 영상 데이터(R, G, B Data)를 샘플링하여 래치한 다음 감마전압 발생부(미도시)로부터 공급된 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정 셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 구동 제어신호(DCS)는 SSP, SSC, SOE, POL 등을 포함한다.

타이밍 컨트롤러(150)는 도시되지 않은 외부 시스템(예를 들면, 컴퓨터 시스템의 그래픽 모듈 또는 텔레비전 수신 시스템의 영사 복조 모듈)으로부터 공급되는 데이터 클럭 신호(DCLK), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 극성 반전 신호(POL)를 이용하여 게이트 제어신호(GCS) 및 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다.

백라이트 유닛(170)은 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력된 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호(I-CS)와 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)를 이용하여 광원을 구동한다.

백라이트 유닛(170)은 외부로부터 설정된 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)에 따라 내부 백라이트 디밍 제어신호(I-CS)를 변조하고, 변조된 백라이트 디밍 제어신호(MI-CS)와 상기 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)를 이용하여 광원을 구동시킨다.

즉, 본 발명의 백라이트 유닛(170)은 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)를 이용하여 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호(I-CS)를 변조하기 위한 내부 알고리즘 백라이트 디밍 변조부(172)와, 상기 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)를 이용하여 내부 맥라이트 디밍 범위를 설정하는 내부 알고리즘 백라이트 디밍 범위 설정부(171)를 포함한다.

상기 내부 알고리즘 백라이트 디밍 범위 설정부(171)는 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)의 디밍 듀티(duty)의 크기에 따라 최종 백라이트 디밍 제어신호의 신뢰 범위(일반적으로 30%) 이하로 설정됨을 방지하기 위해 내부 백라이트 디밍 듀티의 변조 범위를 설정하는 기능을 가진다.

내부 알고리즘 백라이트 디밍 범위 설정부(171)는 수학식 1을 이용하여 내부 알고리즘 백라이트 디밍의 최소 듀티를 계산한다.

내부 알고리즘 백라이트 디밍 변조부(172)는 상기 내부 알고리즘 백라이트 디밍 범위 설정부(171)로부터 계산된 내부 알고리즘 백라이트 디밍의 최소 듀티를 기준으로 내부 알고리즘 백라이트 디밍 듀티를 변조한다.

상기 내부 알고리즘 백라이트 디밍 변조부(172)로부터 변조된 내부 알고리즘 백라이트 디빙 변조신호(MI-CS)는 연산부(160)에 입력된다. 여기서, 상기 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)는 상기 연산부(160)에 입력된다.

연산부(160)는 곱셈 연산을 수행하여 백라이트 유닛(170)의 광원을 구동하는 최종 백라이트 디밍 제어신호를 생성한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(170)의 광원 구동을 위한 최종 백라이트 디밍 제어신호가 생성되는 방법을 설명하도록 한다.

백라이트 유닛(170)의 디밍 신뢰 범위가 100% 내지 30%라고 가정하면, 외부 백라이트 디밍 듀티가 60% 일 때, 수학식 1에 의해 내부 백라이트 디밍 듀티는 100% 내지 50%의 범위로 설정될 수 있다. 즉, 연산부(160)로부터 출력되는 최종 백라이트 디밍 듀티는 60% 내지 30%의 범위를 가지게 되어 디밍 신뢰 범위를 벗어나지 않게 된다.

여기서, 본 발명의 액정표시장치는 외부의 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)를 이용하여 영상 데이터를 변조하는 데이터 변조부(142)와, 상기 데이터 변조부(142)로부터 변조되는 영상 데이터의 변조 범위를 설정하는 내부 알고리즘 데이터 변조 범위 설정부(141)를 더 포함한다.

상기 데이터 변조부(142)는 내부 알고리즘 백라이트 디밍 듀티가 변조됨에 따라 내부 알고리즘 백라이트 디밍 듀티가 낮아지거나 높아지는 경우, 영상 데이터를 변조하여 보상하는 기능을 가진다. 즉, 데이터 변조부(142)는 내부 알고리즘 백라이트 디밍 듀티가 낮아지는 경우, 영상 데이터를 내부 알고리즘 계조보다 높은 계조로 변조하여 영상 품질 저하를 방지한다. 또한, 데이터 변조부(142)는 내부 알고리즘 백라이트 디밍 듀티가 높아지는 경우, 영상 데이터를 내부 알고리즘 계조보다 낮은 계조로 변조하여 영상 품질 저하를 방지한다.

상기 내부 알고리즘 데이터 변조 범위 설정부(141)는 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)를 이용하여 내부 백라이트 디밍 변조 범위에 따라 영상 데이터를 변조하는 범위를 설정하고, 설정된 데이터 변조 범위에 따라 데이터 변조부(142)는 영상 데이터를 변조한다.

즉, 변조된 영상 데이터는 상기 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)의 디밍 듀티가 가변되는 경우, 상기 내부 알고리즘 데이터 변조 범위 설정부(141)의 데이터 변조범위가 가변되어 최종 백라이트 디밍 듀티의 가변으로 영상을 보상한다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 백라이트 유닛(170)의 신뢰 범위(일반적으로 디밍 듀티 30%이상) 이하로 설정되어 백라이트 유닛(170)의 신뢰도 저하를 방지하기 위해 외부 백라이트 디밍 제어신호(O-CS)의 듀티에 따라 내부 알고리즘 백라이트 디밍 듀티를 변조하고, 영상 데이터를 변조하여 기존과 동일한 백라이트 유닛(170)의 신뢰도 저하를 방지함과 동시에 기존과 동일한 영상을 디스플레이할 수 있다.

본 발명에서는 표시장치를 액정표시장치로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 백라이트 유닛을 구비한 평판 표시장치는 모두 적용가능할 것이다.

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 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 디밍 변조 및 데이터 변조의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims

외부로부터 입력된 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 백라이트 유닛의 신뢰 범위 이상의 디밍 듀티를 유지할 수 있도록 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 변조하는 백라이트 디밍 변조부;

상기 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호 및 상기 변조된 내부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 곱셈 연산하여 최종 백라이트 디밍 제어신호를 출력하는 연산부;

상기 외부 알고리즘 백라이트 디밍 제어신호를 이용하여 상기 변조된 최종 백라이트 디밍 제어신호와 대응되도록 영상 데이터를 변조하는 데이터 변조부; 및

상기 백라이트 디밍 변조부의 변조 범위를 설정하는 내부 알고리즘 백라이트 디밍 변조 설정부를 포함하며,

상기 내부 알고리즘 백라이트 디밍 변조 설정부는,

를 이용하여 상기 변조된 내부 알고리즘 백라이트 디밍 범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,

상기 영상 데이터의 변조 범위를 설정하는 내부 알고리즘 데이터 변조 범위 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.