JP2007122081A

JP2007122081A - 液晶表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JP2007122081A
Application number: JP2007021694A
Authority: JP
Inventors: Sang-Chul Lee; 相哲李; Chingo Kaku; 珍午郭; Chung-Hyuk Shin; 重 ▲ヒョック▼ 愼; Jong-Hyon Park; 鐘賢朴
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2007-05-17
Also published as: TW535138B; JP4034069B2; JP2003075804A; US20030038770A1; KR20030017187A; KR100767370B1

Abstract

【課題】ウェーブノイズの発生を軽減できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】タイミング制御部７１０に色信号とタイミング制御信号が入力される。パルスカウンティング及び生成部７１２は入力された垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）に基づいて垂直同期開始信号（ＳＴＶ）を生成し、この信号（ＳＴＶ）のパルス数をカウントしてカウンティングパルス７１１を積分器７２０に提供する。積分器７２０はカウンティングパルス信号７１１から積分信号７２１を生成し、比較器７３０は、積分信号７２１と基準信号（ＲＥＦ）を比較して生成したインバータ制御信号７３１をインバータ４００に提供し、これに基づいてランプ部５００を駆動する。
【選択図】図５

Description

本発明は液晶表示装置とその駆動方法に関し、より詳しくはウェーブノイズの発生を減衰させるための液晶表示装置とその駆動方法に関する。

一般に受動形表示装置である液晶表示装置（以下、ＬＣＤ）は光源として小型蛍光ランプを含むバックライトを使用する。
ランプはインバータで駆動され、このインバータには２種類のインバータが存在する、つまり、アナログ調光方式を利用するアナログ形インバータとデジタルまたはバースト（burst）調光方法を利用するデジタル形インバータが存在する。アナログインバータは調整可能な調光範囲が非常に狭いため、一般にデジタルインバータが好ましい。

ＬＣＤにおける前段ゲート駆動方式とは、液晶キャパシタだけでなく保存キャパシタでも一方の端子が、ゲート線に連結されたゲート端子を有するトランジスタ端子（信号出力端子）に連結される反面、保存キャパシタのみ他側端子が前段ゲート線に連結され、液晶キャパシタの他側端子は共通電圧に連結されることを特長とする。トランジスタに連結された端子の電位は現在ゲート線がターンオフされた状態から前段ゲート線がターンオンされる時に変わる。このような電位変化は光の透過量を変化させる結果を招く。従って画素列の明るさも時間によって変化する。

また、インバータから出力される調光信号の振幅が変わるためにバックライトの明るさも時間によって変わる。
上述の前段ゲート駆動方式を使うと、時間に応じて変化する光の強さと時間によって変化する調光が互いに干渉して視聴者の目にも感知される脈打ち現象が発生する。

本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、ウェーブノイズを生成しない、調光周波数を見出さなくてもよいように、ウェーブノイズの発生を軽減できる液晶表示装置を提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、このような液晶表示装置を駆動するための方法を提供することにある。

前記技術的課題を解決するための本発明の液晶表示装置は、複数の画素と前記画素に信号を伝達する複数の信号線を含むＬＣＤパネル、そして、前記ＬＣＤパネルに光を供給するため互いに離隔した二つ以上のランプを含むバックライトユニットを含み、前記ランプの点滅時期は互いに異なる。

本発明の一特徴として、前記ランプの点滅時期は互い違いになっている。
本発明の他の特徴として、前記バックライトユニットは前記ランプを各々制御する複数のランプ駆動信号を前記各ランプに提供する複数の電源変換部を追加的に含み、前記複数のランプ駆動信号は位相差を有する。
本発明の他の特徴として、前記ランプの数は二つであり、前記二つのランプを制御する二つのランプ駆動信号の位相差は１８０°である。

本発明の他の特徴として、前記各画素は電界生成電極とこれに連結されたスイッチング素子を含み、前記信号線は前記スイッチング素子に連結されて前記スイッチング素子を制御する走査信号を伝達するゲート線と前記スイッチング素子に連結されて画像信号を伝達するデータ線を含み、前記スイッチング素子は前記走査信号に応答して前記電界生成電極に前記画像信号を伝達する。

本発明の他の特徴として、前記ＬＣＤパネルは前段ゲート駆動方式を採択することが好ましい。
本発明の他の特徴として、前記バックライトユニットはデジタル調光方式で駆動されることが好ましい。
前記技術的課題を解決するための本発明の他の液晶表示装置は、複数の画素と前記画素に信号を伝達する複数の信号線を含むＬＣＤパネル、そしてＬＣＤパネルに光を供給するバックライトユニットを含み、前記バックライトユニットは前記ＬＣＤパネルの制御信号に同期して制御される。

このような本発明の特徴として、前記バックライトユニットは発光ランプと前記ランプを制御するランプ駆動信号を前記ランプに提供する電源変換部を含み、前記ランプ駆動信号は前記ＬＣＤパネルの制御信号に同期する。
本発明の他の特徴として、前記各画素は電界生成電極とこれに連結されたスイッチング素子を含み、前記信号線は前記スイッチング素子に連結されて前記スイッチング素子を制御する走査信号を伝達するゲート線と前記スイッチング素子に連結されて画像信号を伝達するデータ線を含み、前記スイッチング素子は前記走査信号に応答して前記電界生成電極に前記画像信号を伝達する。

本発明の他の特徴として、外部から色信号とそのディスプレイを制御するタイミング信号の提供を受けて、前記タイミング信号に基づいて前記ＬＣＤパネル制御信号を生成して、前記色信号と共に前記ＬＣＤパネルに供給し、前記ＬＣＤパネル制御信号に基づいてバックライト制御信号を生成して前記電源変換部に供給する制御部を追加的に含み、前記電源変換部は前記バックライト制御信号に基づいて前記ランプ駆動信号を生成する。

本発明の他の特徴として、前記タイミング信号は垂直同期信号及び水平同期信号を含み、前記バックライト制御信号は前記垂直同期信号または水平同期信号のうちどちらか一つに基づいて生成される。
本発明の他の特徴として、前記バックライト制御信号は前記タイミング信号に含まれる垂直同期信号によって生成される垂直同期開始信号または前記タイミング信号に含まれる水平同期信号によって生成される水平同期開始信号のうちどちらか一つに基づいて生成される。

本発明の他の特徴として、前記バックライト制御信号を生成する前記制御部は、前記タイミング信号または前記ＬＣＤパネル制御信号のうちどちらか一つに基づいて生成したカウンティングパルスを出力するタイミング制御部、前記カウンティングパルスを積分して積分信号を生成する積分器、そして前記積分信号を基準信号と比較して前記バックライト制御信号を生成して前記電源変換部に提供する比較器を含む。

本発明の他の特徴として、前記積分信号は一フレーム内で時間の増加によってピークが増加、減少または一定の三角波形態である。
本発明の他の特徴として、前記バックライト制御信号は一フレーム内で時間の増加によってオン区間が増加、減少または一定である。
本発明の他の特徴として、前記ＬＣＤパネルは前段ゲート駆動方式を採択するのが好ましい。

本発明の他の特徴として、前記バックライトユニットはデジタル調光方式で駆動されるのが好ましい。
前記技術的課題を解決するための本発明は、ＬＣＤパネルと前記ＬＣＤパネルに光を供給するバックライトユニットを含む液晶表示装置の駆動方法を提供する。前記液晶表示装置駆動方法は、外部から色信号とそのディスプレイを制御するタイミング信号を受信する段階、前記タイミング信号に基づいて生成したＬＣＤパネル制御信号と前記色信号を前記ＬＣＤパネルに供給する段階、そして前記タイミング信号前記制御信号のうちどちらか一つに基づいて前記バックライトユニットを制御するバックライト制御信号を生成して前記バックライトユニットに提供する段階を含む。

前記本発明の一特徴として、前記バックライト制御信号生成段階は、前記タイミング信号に同期するパルス信号を生成する段階、前記パルス信号を積分して積分信号を生成する段階、そして前記積分信号と基準信号を比較して前記バックライト制御信号を生成する段階を含む。

本発明による駆動方法は上記のように、デジタル調光方式のインバータのインバータ制御信号を垂直同期信号などＬＣＤパネルの制御信号と同期させる。それにより、前段ゲート方式での輝度変化周期とバックライトの輝度変化周期が一致するので、脈打ち現象によるウェーブノイズ発生が減少する。

以下、通常の知識を持っている者が本発明を容易に実施できるように実施例に関し説明する。
図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置を示した図面である。
図１を参照すると、本発明の第１実施例による液晶表示装置はＬＣＤパネル６００、タイミング制御部１００、ゲートドライバー２００、一対のデータドライバー３１０、３２０、一対のデジタルインバータ４１０、４２０、一対のランプ部５１０、５２０を含む。

ＬＣＤパネル６００には行列形式で配列された複数の画素（図示せず）とこの画素に信号を伝達する配線６１０、６２０が備えており、各画素は配線６１０、６２０に連結されている三端子スイッチング素子つまり薄膜トランジスタと、これに連結された電界生成電極を含む。ＬＣＤパネル６００に備えられた配線としては、走査信号またはゲート信号を伝達するゲート線６１０と画像信号またはデータ信号を伝達するデータ線６２０などがあり、場合によって共通電極信号を伝達する信号線が備えられることもある。薄膜トランジスタはゲート線６１０からの走査信号に応答してデータ線６２０からの画像信号を電界生成電極に伝達する。

ＬＣＤパネルは次のようなバックライトユニットを含んでいる。つまり、ＬＣＤパネル６００の上下側面またはＬＣＤパネル６００の裏側の上下部には各々互いに離隔された上部及び下部ランプ部５１０、５２０が配置されており、これらランプ部は各々上部及び下部インバータ４１０、４２０に連結されてこれらインバータに制御される。

ＬＣＤパネル６００の側面にはゲート線６１０と連結されてゲート信号を供給するゲートドライバー２００が位置しており、上下には各々データ線６２０と連結されてデータ線６２０にデータ信号を供給する上部及び下部データドライバー３１０、３２０が位置している。本実施例で上部及び下部データドライバー３１０、３２０は各々ＬＣＤパネル６００の奇数番目データ線と偶数番目データ線に連結されているが、その他の方法で連結することも可能である。

ゲートドライバー２００及びデータドライバー３１０、３２０とインバータ４１０、４２０はタイミング制御部１００に連結されて制御を受けるが、これについて下記に詳細に説明する。
タイミング制御部１００は外部のグラフィック制御機（図示せず）から赤、緑、青の色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と画面表示を制御する各種タイミング信号、例えば垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、主クロック信号（ＭＣＬＫ）の提供を受ける。タイミング制御部１００はタイミング信号に基づいてゲートドライバー２００及びデータドライバー３１０、３２０を各々制御するゲート及びデータドライバー制御信号１３１、１１１、１１２を生成して、これを各々ゲートドライバー２００とデータドライバー３１０、３２０に送る。この時データドライバー３１０、３２０には色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）も共に供給される。ゲートドライバー２００は制御信号１３１に応答してＬＣＤパネル６００のゲート線６１０に順次にゲート信号を印加しゲート線６１０に連結された薄膜トランジスタをオンオフさせる。一方、データドライバー３１０、３２０は制御信号１１１、１１２に応答して色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に該当する画像信号をデータ線６２０に印加することによって、この画像信号が導通した薄膜トランジスタを通じて電界生成電極に印加され表示動作を行うことができるようにする。

タイミング制御部１００はまたタイミング信号に基づいてインバータ４１０、４２０を制御するインバータ制御信号１２１、１２２を生成し、これを各々インバータ４１０、４２０に出力する。各インバータ４１０、４２０はインバータ制御信号１２１、１２２に基づいて各ランプ部５１０、５２０を制御するランプ駆動信号４１１、４２１を提供し、この駆動信号４１１、４２１によって各ランプ部５１０、５２０が点滅する。

この時上部ランプ部５１０と下部ランプ部５２０の点滅時期は互いに異なって同時に点滅されないことが良く、特に二つのランプ部５１０、５２０が交互に点滅されるのが好ましい。このようにする場合、ＬＣＤパネル６００の明るさ変化を減らすことができる。
このためには二つのランプ部５１０、５２０に印加されるランプ駆動信号４１１、４２１に位相差を与えなければならず、特に位相反転あるいは、位相差が１８０°である場合が最も好ましい。

図２には位相差が１８０°である二つのランプ駆動信号４１１、４２１の波形と、この場合のＬＣＤパネル６００の明るさが示されている。図２のランプ駆動信号４１１、４２１のオン区間はオフ区間に比べて短いためＬＣＤパネル６００の明るさが周期的に変化する。しかし、普通は明るさが暗い区間が明るい区間に比べて相対的に非常に短いために全体的な明るさの変化は非常に小さい。このように大部分の時間の間、一定の明るさを維持すれば前段ゲート駆動方式での電圧変化による明るさとバックライトの明るさが光学的に干渉して現れるウェーブノイズ現象が多少減少する。

一方、インバータ４１０、４２０は多様な構造を有することができるが、その例が図３及び図４に示されている。
図３に示したインバータ４３０はパルス発生器４１２、コントローラ４１４及びトランスフォーマー４１６を含む。
パルス発生器４１２は外部から提供されるパワーオン／オフ信号（ＰＷ）によって起動されて、タイミング制御部１００から提供されるインバータ制御信号１２１、１２２、例えば輝度制御信号（ＢＣ）に基づいてパルス信号を生成してコントローラ４１４に提供する。この時パルスの振幅及び幅とパルス数は輝度制御信号（ＢＣ）によって変わることがある。

コントローラ４１４はパルス発生器４１２から提供される信号に応答して、入力される電圧（Ｖｉｎ、ＧＮＤ）を選択しインバータ制御信号としてトランスフォーマー４１６に出力し、トランスフォーマー４１６は提供されたインバータ制御信号をランプ部５１０、５２０に印加する。
図４に示したインバータ４４０はコントローラ４２２とトランスフォーマー４１６だけを含み、別途のパルス発生器は設けない。従ってタイミング制御部１００から提供されるインバータ制御信号１２１、１２２がパルス形である点が異なるが、他の動作は図３の場合と同一である。

前記に説明した液晶表示装置はランプ部が二個所以上配置されている場合であったが、一個所にだけある場合もある。この場合、前記とは異なる方法でバックライトを制御しなければならず、下記にその方法について説明する。
図５は本発明の第２実施例による液晶表示装置を示した図面である。
図５を参照すると、本発明の第２実施例による液晶表示装置はＬＣＤパネル６００とその一側面に位置したランプ部５００とそれを制御するインバータ４００、そしてゲートドライバー２００、データドライバー３００とこれらを制御する制御部７００を含む。図１に示した液晶表示装置と比較すると、ランプ部５００とインバータ４００及びデータドライバー３００が一つずつのみあり、タイミング制御部（図１の１００）とは機能が多少異なるコントローラ７００があるという点を除くと、各部分の構造と機能が殆ど同じである。第１実施例による液晶表示装置と異なる点を説明する。

まず、図５に示す本実施例の液晶表示装置はデータドライバー３００が二つあるデュアルバンク（dual bank）形ではなく、一つだけのシングルバンク（single bank）形である。これによりＬＣＤパネル６００のデータ線６２０が全て一つのデータドライバー３００に連結されている。しかし、本実施例はデュアルバンク形液晶表示装置にも適用可能であるのは当然のことであり、反対に第１実施例もシングルバンク形に適用可能である。

制御部７００はパルスカウンティング及び生成部７１２を備えたタイミング制御部７１０と積分器７２０と比較器７３０を含み、これらが順次に連結された構造を有する。以下、このような液晶表示装置でバックライトを駆動する方法について図５及び図６を参考として説明する。
外部のグラフィック制御機（図示せず）でタイミング制御部７１０に入力される信号は第１実施例と同様に色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とタイミング制御信号（Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ、ＤＥ、ＭＣＬＫ）である。図５及び図６に示したように、パルスカウンティング及び生成部７１２は入力された垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）に基づいて垂直同期開始信号（ＳＴＶ）を生成し、この信号（ＳＴＶ）のパルス数をカウンティングしてカウンティングパルス７１１を積分器７２０に提供する。図６には二つの垂直同期開始信号ごとに一つのカウンティングパルスを生成する例が示されている。積分器７２０はカウンティングパルス信号７１１を積分して三角波形である積分信号７２１を生成した後、これを比較器７３０に提供する。比較器７３０は積分信号７２１と基準信号（ＲＥＦ）を比較して生成したインバータ制御信号７３１をインバータ４００に提供して、インバータ４００はこれに基づいてランプ部５００を駆動する。

この時カウンティングパルス信号７１１のパルスの振幅、幅、パルス数等は多様に変化することができ、これにより積分信号７２１とインバータ制御信号７３１も変化することができるが、図７乃至図９にその例を示した。
図７と図８は、一フレーム内で積分信号７２１である三角波のピーク値が増加または減少する例を示しており、図９はピーク値が一定な例を示している。図７または図８で三角波は一フレーム内で下方のピークがＭＩＮである時から上方のピークがＭＡＸである時まで、またはその反対に変化する。図７乃至図９でインバータ制御信号７３１のオン区間は積分信号７２１が基準信号（ＲＥＦ）より大きい区間と定義されるので、図７の場合オン区間がフレームの終わりへ行くほどますます長くなり、図８の場合はその反対で、図９の場合は一定である。

しかし、図７と８の場合には一フレームとインバータパルスが正確にマッチングされるようにパルスカウンティング及び生成部７１２を設計しなければならない。このためにはパルスカウンティング及び生成部７１２に内蔵可能なカウンターを設置することが好ましい。
以上でインバータ制御信号７３１は垂直同期開始信号（ＳＴＶ）に基づいて生成することを一例として説明したが、これとは異なって垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）や水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、または水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）によって生成される水平同期開始信号（ＳＴＨ）に基づいて生成されることも可能である。

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は下記の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逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることを理解することができる。

本発明の第実施例による液晶表示装置を示したブロック図である。本発明の第１実施例による液晶表示装置のランプ駆動信号の波形とＬＣＤパネルの明るさを示した波形図である。液晶表示装置のインバータの例を示したブロック図である。液晶表示装置のインバータの例を示したブロック図である。本発明の第２実施例による液晶表示装置を示したブロック図である。本発明の第２実施例による液晶表示装置のバックライトを駆動するのに用いられる信号の波形図である。本発明の第２実施例による液晶表示装置のバックライトを駆動するのに用いられる信号の波形図である。本発明の第２実施例による液晶表示装置のバックライトを駆動するのに用いられる信号の波形図である。本発明の第２実施例による液晶表示装置のバックライトを駆動するのに用いられる信号の波形図である。

符号の説明

１００タイミング制御部
１１１ゲート及びデータドライバー制御信号
１１２ゲート及びデータドライバー制御信号
１２１インバータ制御信号
１２２インバータ制御信号
１３１ゲート及びデータドライバー制御信号
２００ゲートドライバー
３００データドライバー
３１０データドライバー
３２０データドライバー
４００インバータ
４１０デジタルインバータ
４１１ランプ駆動信号
４１２パルス発生器
４１４コントローラ
４１６トランスフォーマ
４２２コントローラ
４２１ランプ駆動信号
４２０デジタルインバータ
４３０インバータ
４４０インバータ
５００ランプ部
５１０上部ランプ部
５２０下部ランプ部
６００ＬＣＤパネル
６１０ゲート線
６２０データ線
７００コントローラ
７１０タイミング制御部
７１１カウンティングパルス信号
７１２パルスカウンティング及び生成部
７２０積分器
７２１積分信号
７３０比較器
Ｖｓｙｎｃ垂直同期信号
Ｈｓｙｎｃ水平同期信号
ＤＥデータイネーブル信号
ＭＣＬＫ主クロック信号

Claims

ＬＣＤパネルと前記ＬＣＤパネルに光を供給するバックライトユニットを含む液晶表示装置の駆動方法であって、
外部から色信号とそのディスプレイを制御するタイミング信号を受信する段階と、
前記タイミング信号に基づいて生成したＬＣＤパネル制御信号と前記色信号を前記ＬＣＤパネルに供給する段階と、
前記タイミング信号と前記制御信号のうちどちらか一つに基づいて前記バックライトユニットを制御するバックライト制御信号を生成して前記バックライトユニットに提供する段階と、
を含む液晶表示装置の駆動方法。
前記バックライト制御信号生成段階は、
前記タイミング信号に同期するパルス信号を生成する段階と、
前記パルス信号を積分して積分信号を生成する段階と、
前記積分信号と基準信号を比較して前記バックライト制御信号を生成する段階と、
を含む、請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。