KR101329967B1 - 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정의 동작 속도를 감안하여 백 라이트의 구동 타이밍을 제어함으로써 표시되는 영상의 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 복수의 광원을 구비하여 광을 발생하는 백 라이트 및 사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값과 외부로부터의 디밍 제어신호를 이용하여 상기 백 라이트의 점등 및 소등 시점을 적어도 한 프래임 단위로 제어함으로써 상기 백 라이트로부터 출사되는 광량을 제어하는 백 라이트 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법{BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정의 동작 속도를 감안하여 백 라이트의 구동 타이밍을 제어함으로써 표시되는 영상의 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 영상 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display)와 같은 여러 가지 평판 표시장치가 활용되고 있다.

이 중, 액정 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정 셀을 구비한 액정패널에 의해 백 라이트 유닛(Back Light Unit)으로부터 공급된 광의 투과량이 조절되어 원하는 영상을 표시하게 된다.

종래에는 백 라이트 유닛의 광원으로써 형광램프들을 주로 사용하였지만, 최근에는 백 라이트 유닛의 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 따라 형광 램프 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)를 이용한 백 라이트 유닛이 이용되고 있다.

이러한 백 라이트 유닛은 LED 등의 광원들에 공급되는 구동 전류량을 조절하여 백 라이트의 밝기를 제어하게 되는데, 종래에는 액정 표시장치에 표시되는 영상과 무관하게 일정한 밝기의 광을 액정 표시장치로 공급하기도 하였다. 이렇게 액정의 응답 속도와는 무관하게 백 라이트를 온 또는 오프 시키는 경우, 응답 속도가 느린 액정 고유의 특성에 의해 표시 영상이 흐릿하게 되는 동작 흐름(Motion Blurring) 현상이 발생하게 된다.

구체적으로, 액정 표시장치의 경우는 액정의 고유한 점성 및 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느린 단점이 있다. 일반적으로, 액정의 응답속도는 움직이는 표시 영상의 한 프레임기간(NTSC : 16.67ms)보다 길기 때문에 액정 셀에 충전되는 전압이 원하는 전압에 도달하기 전에 다음 프레임으로 진행되게 된다. 하지만, 상술한 바와 같이, 종래의 백 라이트 유닛은 액정의 응답속도나 표시 영상의 특성과는 무관하게 백 라이트를 온 또는 오프 시키기 때문에 표시 영상의 화질을 저하시키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액정패널의 액정 동작 속도를 감안하여 백 라이트의 구동 타이밍을 제어함으로써 표시되는 영상의 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 복수의 광원을 구비하여 광을 발생하는 백 라이트 및 사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값과 외부로부터의 디밍 제어신호를 이용하여 상기 백 라이트의 점등 및 소등 시점을 적어도 한 프래임 단위로 제어함으로써 상기 백 라이트로부터 출사되는 광량을 제어하는 백 라이트 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 백 라이트 제어부는 상기 백 라이트의 각 광원들로 구동 전원을 공급하는 구동전원 생성부, 상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하도록 PWM 신호를 생성함과 아울러 상기의 소등 시점 설정 값에 따라 상기 PWM 신호가 지연될 수 있도록 지연 기간 설정 값을 생성하는 구동 MCU(Micro Controller Unit), 및 상기 지연 기간 설정 값에 대응하여 상기 PWM 신호를 지연시키고 지연된 PWM 신호에 따라 백 라이트 구동 전류들을 공급 또는 차단시키는 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 MCU는 매 프래임 기간 중 사용자에 의해 상기 소등 시점 설정 값으로 미리 설정된 시점을 상기 백 라이트의 소등 시점으로 설정하고, 상기 디밍 제어신호의 듀티 비 정보에 따라 PWM 신호가 하이로 입력되는 시점을 상기 백 라이트의 점등 시점으로 설정하며, 상기 소등 시점 설정 값에서 상기 백 라이트 점등 기간을 뺀 이전의 기간을 상기 PWM 신호의 지연 기간 설정 값으로 설정하여 상기 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC로 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC 각각은 상기의 지연 기간 설정 값(DTS)에 대응하는 기간 동안 상기 구동 MCU(22)로부터의 상기 PWM 신호를 지연시킨 후, 상기 지연 기간 후 상기 하이 상태의 PWM 신호에 따라 각 광원 구동 전류가 상기 백 라이트로부터 공급되도록 함으로써 상기 백 라이트를 점등시킴과 아울러 상기 PWM 신호가 로우 신호로 전환되는 시점에 상기 백 라이트로부터의 광원 구동 전류를 차단함으로써 상기 백 라이트를 소등시키는 것을 특징으로 한다.

상기 소등 시점 설정 값은 매 프래임 기간의 시작 시점에서 상기 백 라이트가 소등되는 시점까지의 기간을 설정한 디지털 값으로서, 액정 표시패널에 구비된 복수의 수평 라인들 중 어느 한 수평 라인들에 구비된 화소 영역들의 액정이 폴링(Falling)되는 시점과 동기되어 상기 백 라이트가 소등 되도록 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 복수의 화소 영역을 구비한 액정패널; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버; 상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버; 상기 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 디밍 제어신호와 게이트 및 데이터 제어신호를 생성하여 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값과 상기의 디밍 제어신호를 이용하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 상기에서 상술한 바와 같은 본 발명의 백 라이트 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛의 구동방법은 복수의 광원을 구비한 백 라이트 및 상기 백 라이트를 제어하는 백 라이트 제어부를 구비한 백 라이트 유닛의 구동 방법에 있어서, 사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값과 외부로부터의 디밍 제어신호를 이용하여 상기 백 라이트의 점등 및 소등 시점을 적어도 한 프래임 단위로 제어함으로써 상기 백 라이트로부터 출사되는 광량을 제어하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 광량을 제어하는 단계는 상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하도록 PWM 신호를 생성함과 아울러 상기의 소등 시점 설정 값에 따라 상기 PWM 신호가 지연될 수 있도록 지연 기간 설정 값을 생성하는 단계 및 상기 지연 기간 설정 값에 대응하여 상기 PWM 신호를 지연시키고 지연된 PWM 신호에 따라 백 라이트 구동 전류들을 공급 또는 차단시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 지연 기간 설정 값 생성 단계는 매 프래임 기간 중 사용자에 의해 상기 소등 시점 설정 값으로 미리 설정된 시점을 상기 백 라이트의 소등 시점으로 설정하고, 상기 디밍 제어신호의 듀티 비 정보에 따라 PWM 신호가 하이로 입력되는 시점을 상기 백 라이트의 점등 시점으로 설정하며, 상기 소등 시점 설정 값에서 상기 백 라이트 점등 기간을 뺀 이전의 기간을 상기 PWM 신호의 지연 기간 설정 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 소등 시점 설정 값은 매 프래임 기간의 시작 시점에서 상기 백 라이트가 소등되는 시점까지의 기간을 설정한 디지털 값으로서, 액정 표시패널에 구비된 복수의 수평 라인들 중 어느 한 수평 라인들에 구비된 화소 영역들의 액정이 폴링(Falling)되는 시점과 동기되어 상기 백 라이트가 소등 되도록 설정된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법은 액정의 동작 속도를 감안하여 백 라이트의 구동 타이밍을 제어함으로써 표시되는 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 백 라이트 제어부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 구동 MCU의 지연 기간 설정 값 생성 방법을 나타낸 도면.
도 4는 소등 시점 설정 값에 따른 백 라이트 구동 타이밍을 나타낸 도면.

이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치를 나타낸 구성도이다.

먼저, 도 1에 도시된 액정 표시장치는 복수의 화소 영역을 구비한 액정패널(2); 액정패널(2)의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)들을 구동하는 데이터 드라이버(4); 액정패널(2)의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)들을 구동하는 게이트 드라이버(6); 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 정렬하여 상기 데이터 드라이버(4)에 공급함과 아울러 디밍 제어신호(Dim)와 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS)를 생성하여 게이트 및 데이터 드라이버(4,6)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8); 및 사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값(Tset)과 상기의 디밍 제어신호(Dim)를 이용하여 백 라이트(14)의 점등 및 소등 시점을 제어함으로써 상기 액정패널(2)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(12)을 구비한다.

액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소 영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 및 TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소전극, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 영상신호를 화소 전극에 공급한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소 전극에 공급된 영상신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차 전압을 충전하고, 그 차 전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고, 액정 커패시터(Clc)에는 스토리지 커패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.

데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 예를 들어, 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock), 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호 등을 이용하여, 타이밍 컨트롤러(8)로부터 보상 변환된 데이터(Data)를 아날로그 전압 즉, 영상 신호로 변환한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(4)는 SSC에 따라 타이밍 컨트롤러(8)를 통해 정렬된 영상 데이터(Data)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인 분의 영상 신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(4)는 정렬 입력된 영상 데이터(Data)의 계조 값에 따라 소정 레벨을 가지는 정극성 또는 부극성의 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 영상 신호로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호에 응답하여 순차적으로 스캔 펄스를 발생하고, 이를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 다시 말하여, 게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 GSP를 GSC에 따라 쉬프트 시켜서 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스 예를 들어, 게이트 온 전압을 순차적으로 공급한다. 그리고, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압이 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 여기서, 게이트 드라이버(6)는 스캔 펄스의 펄스 폭을 GOE 신호에 따라 제어한다.

타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하고, 정렬된 영상 데이터(Data)를 적어도 한 수평라인 단위로 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 동기신호 즉, 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync,Vsync) 중 적어도 하나를 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS)를 생성하고, 이를 게이트 및 데이터 드라이버(6,4)에 각각 공급함으로써 게이트 및 데이터 드라이버(6,4)를 제어한다. 아울러, 타이밍 컨트롤러(8)는 정렬된 영상 데이터(Data)의 밝기나 휘도 정보 등에 따라 상기의 동기신호들 중 적어도 하나를 이용하여 디밍 제어신호(Dim)를 생성하고, 이를 백 라이트 유닛(12)에 공급함으로써 백 라이트 유닛(12)을 제어한다.

백 라이트 유닛(12)은 광을 발생하는 복수의 광원과 복수의 광원으로부터 입사되는 광의 효율을 향상시키는 광학부를 구비한 백 라이트(14) 및 사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값(Tset)과 외부로부터의 디밍 제어신호(Dim)를 이용하여 백 라이트(14)의 점등 및 소등 시점을 제어함으로써 영상 표시패널에 공급되는 광량을 제어하는 백 라이트 제어부(16)를 구비한다.

백 라이트(14)는 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 광원들을 구비하고, 각 광원들로 공급되는 구동 전원(Vled)에 따라 동시 또는 순차적으로 각 광원들을 온/오프시켜서 광을 발생하게 된다. 아울러, 광학부는 광원으로부터의 입사광을 확산 및 집광시켜 광 효율을 향상시키게 된다.

백 라이트(14)의 광원들로는 크게 선 광원, 면 광원 또는 점 광원이나 그 조합 형태로 구성될 수 있는데, 선 광원으로는 냉음극형광램프(CCFL; Cold Cathod Fluorescent Lamp)와 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 있으며, 점 광원으로는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 등이 이용될 수 있다. 이하에서는, 복수의 LED가 직렬 또는 병렬 연결된 적어도 하나의 LED군이 백 라이트(14)의 광원으로 이루어진 예를 설명하기로 한다. 백 라이트(14)의 각 LED군은 백색의 LED들로만 구성되어 백색광을 발생할 수 있으며, 적색, 녹색, 청색의 LED들이 조합되도록 하여 백색의 광을 발생할 수도 있다. 이러한 복수의 LED군들은 구동 전원(Vled)에 의해 광을 발생하되, 그 출력단에서 조절되는 LED 구동 전류량 또는 구동 전류 공급기간 등에 의해 발광량 즉, 밝기 정도가 제어된다.

백 라이트 제어부(16)는 사용자로부터 미리 설정된 소등 시점 설정 값(Tset)에 따라 매 프레임 기간 단위로 백 라이트(14)의 소등 시점을 설정한다. 그리고, 상기 설정된 소등 시점과 타이밍 컨트롤러부터의 디밍 제어신호(Dim)에 따라 백 라이트(14)의 점등 시점을 설정한다. 그리고, 설정된 점등 시점에 백 라이트(14)의 각 광원들이 점등되고, 다시 상기 설정된 소등 시점에 소등되도록 제어함으로써 백 라이트(14)의 발광량을 제어한다.

구체적으로, 백 라이트 제어부(16)는 먼저 소등 시점 설정 값(Tset)에 따라 매 프레임 기간 단위로 백 라이트(14)의 소등 시점을 설정한다. 그리고, 외부 또는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 입력되는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비에 대응하도록 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 신호를 생성한다. 여기서, PWM 신호는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비 정보에 따라 각 LED군의 온/오프 주기 예를 들어, 하이/로우 주기가 가변된 신호이다.

백 라이트 제어부(16)는 상기 설정된 백 라이트(14)의 소등 시점과 동기되도록 각 LED군을 오프 시키기 위해 PWM 신호를 지연시킨 후 지연된 PWM 신호를 이용하여 각 LED군을 온 시킨다. 다시 말해, 백 라이트 제어부(16)는 상기 설정된 백 라이트(14)의 소등 시점에 PWM 신호가 로우 신호로 전환되도록 PWM 신호를 지연시킨 후, 소정 기간 동안 지연된 후에 하이 상태의 PWM 신호에 따라 각 LED군이 온 되도록 함으로써 미리 설정된 백 라이트(14)의 소등 시점에 각 LED군이 오프되도록 한다. 이렇게 백 라이트 제어부(16)는 소정의 기간 동안 지연되는 PWM 신호에 따라 백 라이트(14)의 각 구동 전류 출력단으로부터 각각 출력되는 LED 구동 전류 출력 시점을 조절함으로써, 각 LED군들 온/오프 시키는 버스트 모드(Burst Mode)로 구동한다.

도 2는 도 1에 도시된 백 라이트 제어부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 백 라이트 제어부(16)는 상기 백 라이트(14)의 각 광원들로 구동 전원(Vled)을 공급하는 구동전원 생성부(24), 외부 또는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 입력되는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비에 대응하도록 PWM 신호를 생성함과 아울러 상기의 소등 시점 설정 값(Tset)에 따라 상기 PWM 신호가 지연될 수 있도록 지연 기간 설정 값(DTS)을 생성하는 구동 MCU(Micro Controller Unit, 22), 상기 지연 기간 설정 값(DTS)에 대응하여 상기 PWM 신호를 지연시키고 지연된 PWM 신호에 따라 백 라이트 구동 전류(Io1 내지 Ion)들을 공급 또는 차단시키는 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC(26)를 구비한다.

여기서, 상기 백 라이트(16)의 각 광원들 예를 들어, 각 LED군의 출력단과 각 백 라이트 제어 IC(26)의 사이에는 적어도 하나의 커넥터(28)가 더 구비되어 상기 각 LED군의 출력단으로부터의 각 구동 전류(Io1 내지 Ion)가 보다 안정적으로 상기 백 라이트 제어 IC(26)에 공급되도록 할 수 있다.

구동전원 생성부(22)는 외부로부터의 전원신호(Vin)를 이용하여 복수의 LED군들의 구동에 적합한 구동 전원(Vled)을 동시 또는 순차적으로 발생시켜서 복수의 LED군들 각각에 동시 또는 순차적으로 공급한다. 이러한 구동전원 생성부(22)는 각 LED군들에 공급되는 구동 전원(Vled) 특성 즉, 각 구동 전원(Vled)의 전류량 및 전압 크기 특성에 관한 데이터를 저장할 수 있도록 적어도 하나의 레지스터를 더 구비하기도 한다. 만일, 각 LED군들에 포함된 LED들의 색상이나 특성 차이로 인해 그 구동 전류량이나 전압 레벨이 각각 다를 경우, 각 LED군들의 구동 특성에 알맞게 구동 전원(Vled)이 발생되어 각 LED군들에 공급될 수 있다.

구동 MCU(22)는 외부 또는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 입력되는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비에 대응하도록 PWM 신호를 생성한다. PWM 신호는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비가 50%일 경우에는 해당 프래임 기간 중 50% 기간 동안 하이 상태로 생성되며, 듀티비가 30%일 경우에는 해당 프래임 기간 중 30% 기간 동안 하이 상태로 생성된다. 그리고, 하이 상태로 유지되는 기간 외에 나머지 기간에는 로우 상태로 생성된다. 아울러, 구동 MCU(22)는 사용자로부터 미리 설정되어 입력된 소등 시점 설정 값(Tset)에 따라 상기 생성된 PWM 신호가 지연될 수 있도록 지연 기간 설정 값(DTS)을 생성하게 된다. 다시 말해, 구동 MCU(22)는 소등 시점 설정 값(Tset)에 따른 백 라이트(14)의 소등 시점에 PWM 신호가 로우 신호로 전환되어, 백 라이트(14)가 오프되도록 하기 위해 PWM 신호의 지연 기간을 설정한다. 그리고 설정된 지연 기간에 해당하는 값을 지연 기간 설정 값(DTS)으로 각각의 백 라이트 제어 IC(26)에 공급한다.

도 3은 도 2에 도시된 구동 MCU의 지연 기간 설정 값 생성 방법을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 4는 소등 시점 설정 값에 따른 백 라이트 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 외부로부터의 수직 동기신호(Vsync)는 매 프레임 단위로 공급되어 매 프레임의 시작 시점을 설정한다. 구동 MCU(22)로 공급되는 디밍 제어신호(Dim)는 미리 설정된 듀티 비 정보를 가지고 적어도 한 프래임 단위로 입력된다. 따라서, 구동 MCU(22)는 디밍 제어신호(Dim)의 듀티 비 정보에 대응되도록 적어도 한 프래임 단위로 PWM 신호를 생성한다. 그리고 구동 MCU(22)는 소등 시점 설정 값(Tset)에 따른 백 라이트(14)의 소등 시점에 PWM 신호가 로우 신호로 전환되어 백 라이트(14)가 오프되도록 하기 위해 PWM 신호의 지연 기간을 지연 기간 설정 값(DTS)으로 설정한다. 여기서, 소등 시점 설정 값(Tset)은 매 프래임 기간 중 백 라이트(14)가 소등되는 시점을 사용자가 미리 설정한 값으로서, 매 프래임의 시작 시점에서 백 라이트(14)가 소등되는 시점까지의 기간을 설정한 디지털 값이 될 수 있다. 액정 패널(2)의 크기나 액정패널(2)의 활용도에 따라 액정의 응답 속도는 다를 수 있다. 따라서, 액정 패널(2)에 이용되는 백 라이트(14)의 소등 시점 설정 값(Tset)은 그 실험 결과에 따라 사용자가 미리 설정함이 바람직하다.

도 3으로 도시된 바와 같이, 지연 기간 설정 값(DTS)으로 설정되는 PWM 신호의 지연 기간(delay time)은 백 라이트(14) 소등 시점 즉, 상기 설정된 소등 시점 설정 값(Tset)에서 PWM 신호의 하이 기간 즉, 백 라이트(14) 점등 기간을 뺀 이전의 기간이 될 수 있다.

상술한 바와 같이, 백 라이트(14) 소등 시점은 매 프래임 기간 중 사용자에 의해 소등 시점 설정 값(Tset)으로 미리 설정된 시점이 될 수 있다. 그리고, 백 라이트(14)의 점등 시점은 듀티 비 정보에 따라 PWM 신호가 하이로 입력되는 시점이며, 지연 기간 설정 값(DTS)으로 설정되는 PWM 신호의 지연 기간(delay time)은 상기 소등 시점 설정 값(Tset)에서 백 라이트(14) 점등 기간을 뺀 이전의 기간(delay time)이 될 수 있다. 구동 MCU(22)는 백 라이트(14)의 소등 시점에 PWM 신호가 로우 신호로 전환되어 백 라이트(14)가 오프되도록 하기 위해 지연 기간 설정 값(DTS)을 백 라이트 제어IC(26)로 PWM 신호와 함께 공급한다.

이에 따라, 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC(26) 각각은 상기의 지연 기간 설정 값(DTS)에 대응하는 기간 동안 구동 MCU(22)로부터의 PWM 신호를 지연시킨 후, 지연 기간 후 하이 상태의 PWM 신호에 따라 각 LED 구동 전류(Io1 내지 Ion)가 백 라이트(14)로부터 공급되도록 함으로써 백 라이트(14)를 점등시킨다. 그리고 PWM 신호가 로우 신호로 전환되는 시점에 백 라이트(14)로부터의 각 LED 구동 전류(Io1 내지 Ion)를 차단함으로써 백 라이트(14)를 소등시킨다. 이렇게, 백 라이트 제어 IC(26)는 지연 기간 설정 값(DTS)에 따라 PWM 신호를 지연시킨 후 지연된 PWM 신호에 따라 각 구동 전류(Io1 내지 Ion)들을 스위칭함으로써 각 LED군들의 온/오프를 제어할 수 있다. 이 경우, 각 LED군들을 버스트 모드로 구동할 수 있다.

한편, 도 4로 도시된 바와 같이 사용자로부터 미리 설정되는 소등 시점 설정 값(Tset)은 액정 패널(2)에 구비된 복수의 수평 라인들 중 어느 한 수평 라인들에 구비된 화소 영역들의 액정이 폴링(Falling)되는 시점과 동기되도록 설정될 수 있다. 일반적으로, 액정의 응답속도는 움직이는 표시 영상의 한 프레임기간(NTSC : 16.67ms)보다 길기 때문에 각 화소 영역에 충전되는 전압이 원하는 전압에 도달하기 전에 다음 프레임으로 진행되게 된다. 이에, 본 발명에서는 복수의 수평 라인들 중 어느 한 수평 라인들에 구비된 화소 영역(c_line_pixel)들의 액정이 폴링(Falling)되는 시점과 동기되어 백 라이트(14)가 소등 되도록 소등 시점 설정 값(Tset)을 설정한다.

이렇게 어느 한 수평 라인 화소 영역(c_line_pixel)의 액정이 폴링되는 시점 이 전 기간 즉, 액정이 라이징(Rising) 기간에 백 라이트(14)가 온 상태를 유지하도록 하면 동작 흐름(Motion Blurring) 현상이 발생하는 폴링 타이밍에 백 라이트(14)를 오프시켜 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 액정의 동작 속도를 감안하여 액정 패널(2)의 크기 등에 따라 백 라이트(14)의 구동 타이밍을 제어함으로써 표시되는 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.

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.

2 : 액정패널 4 : 데이터 드라이버
6 : 게이트 드라이버 8 : 타이밍 컨트롤러
12 : 백 라이트 유닛 14 : 백 라이트
16 : 백 라이트 제어부 22 : 구동 MCU
24 : 구동전원 생성부 26 : 백 라이트 제어 IC
28 : 커넥터

Claims (10)

1. 복수의 광원을 구비하여 광을 발생하는 백 라이트, 및
   사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값과 외부로부터의 디밍 제어신호를 이용하여 상기 백 라이트의 점등 및 소등 시점을 적어도 한 프래임 단위로 제어함으로써 상기 백 라이트로부터 출사되는 광량을 제어하는 백 라이트 제어부를 구비하며,
   상기 소등 시점 설정 값은
   매 프래임 기간의 시작 시점에서 상기 백 라이트가 소등되는 시점까지의 기간을 설정한 디지털 값으로서,
   액정 표시패널에 구비된 복수의 수평 라인들 중 어느 한 수평 라인들에 구비된 화소 영역들의 액정이 폴링(Falling)되는 시점과 동기되어 상기 백 라이트가 소등 되도록 설정된 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 백 라이트 제어부는
   상기 백 라이트의 각 광원들로 구동 전원을 공급하는 구동전원 생성부,
   상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하도록 PWM 신호를 생성함과 아울러 상기의 소등 시점 설정 값에 따라 상기 PWM 신호가 지연될 수 있도록 지연 기간 설정 값을 생성하는 구동 MCU(Micro Controller Unit), 및
   상기 지연 기간 설정 값에 대응하여 상기 PWM 신호를 지연시키고 지연된 PWM 신호에 따라 백 라이트 구동 전류들을 공급 또는 차단시키는 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC를 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 MCU는
   매 프래임 기간 중 사용자에 의해 상기 소등 시점 설정 값으로 미리 설정된 시점을 상기 백 라이트의 소등 시점으로 설정하고,
   상기 디밍 제어신호의 듀티 비 정보에 따라 PWM 신호가 하이로 입력되는 시점을 상기 백 라이트의 점등 시점으로 설정하며,
   상기 소등 시점 설정 값에서 상기 백 라이트 점등 기간을 뺀 이전의 기간을 상기 PWM 신호의 지연 기간 설정 값으로 설정하여 상기 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC로 공급하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 백 라이트 제어 IC 각각은
   상기의 지연 기간 설정 값(DTS)에 대응하는 기간 동안 상기 구동 MCU(22)로부터의 상기 PWM 신호를 지연시킨 후,
   상기 지연 기간 후 상기 하이 상태의 PWM 신호에 따라 각 광원 구동 전류가 상기 백 라이트로부터 공급되도록 함으로써 상기 백 라이트를 점등시킴과 아울러
   상기 PWM 신호가 로우 신호로 전환되는 시점에 상기 백 라이트로부터의 광원 구동 전류를 차단함으로써 상기 백 라이트를 소등시키는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
5. 삭제
6. 복수의 화소 영역을 구비한 액정패널;
   상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버;
   상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버;
   외부로부터 입력되는 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 디밍 제어신호와 게이트 및 데이터 제어신호를 생성하여 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및
   사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값과 상기의 디밍 제어신호를 이용하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 상기 제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 구비된 백 라이트 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
7. 복수의 광원을 구비한 백 라이트 및 상기 백 라이트를 제어하는 백 라이트 제어부를 구비한 백 라이트 유닛의 구동 방법에 있어서,
   사용자로부터 설정된 소등 시점 설정 값과 외부로부터의 디밍 제어신호를 이용하여 상기 백 라이트의 점등 및 소등 시점을 적어도 한 프래임 단위로 제어함으로써 상기 백 라이트로부터 출사되는 광량을 제어하는 단계를 포함하며,
   상기 소등 시점 설정 값은
   매 프래임 기간의 시작 시점에서 상기 백 라이트가 소등되는 시점까지의 기간을 설정한 디지털 값으로서,
   액정 표시패널에 구비된 복수의 수평 라인들 중 어느 한 수평 라인들에 구비된 화소 영역들의 액정이 폴링(Falling)되는 시점과 동기되어 상기 백 라이트가 소등 되도록 설정된 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛의 구동방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 광량을 제어하는 단계는
   상기 디밍 제어신호의 듀티 비에 대응하도록 PWM 신호를 생성함과 아울러 상기의 소등 시점 설정 값에 따라 상기 PWM 신호가 지연될 수 있도록 지연 기간 설정 값을 생성하는 단계, 및
   상기 지연 기간 설정 값에 대응하여 상기 PWM 신호를 지연시키고 지연된 PWM 신호에 따라 백 라이트 구동 전류들을 공급 또는 차단시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛의 구동방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 지연 기간 설정 값 생성 단계는
   매 프래임 기간 중 사용자에 의해 상기 소등 시점 설정 값으로 미리 설정된 시점을 상기 백 라이트의 소등 시점으로 설정하고,
   상기 디밍 제어신호의 듀티 비 정보에 따라 PWM 신호가 하이로 입력되는 시점을 상기 백 라이트의 점등 시점으로 설정하며,
   상기 소등 시점 설정 값에서 상기 백 라이트 점등 기간을 뺀 이전의 기간을 상기 PWM 신호의 지연 기간 설정 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛의 구동방법.
10. 삭제

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