JP2010034043A - バックライトアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトアッセンブリを提供する。
【解決手段】調光信号の入力を受け、調光信号に対応するデューティ比であり、周期が一定ではないパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号出力部と、パルス幅変調信号に基づいて光を発散する光源と、を含むバックライトアッセンブリを提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、バックライトアッセンブリに関するものである。

フラットパネル表示装置の一つである液晶表示装置は、画素電極を備える第１表示板、共通電極を備える第２表示板、第１表示板と第２表示板との間に注入された誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）の液晶層を含む液晶パネルを含む。画素電極と共通電極との間に電界が形成され、この電界の強度を調節することによって液晶パネルを透過する光の量が制御され、所望する画像が表示される。
このような液晶表示装置は、自体発光型表示装置ではないため、液晶パネルの背面にランプを備える。ランプは、インバータにより、電源の供給を受けて、光を提供するが、光の輝度を調節するためにパルス幅変調信号を用いる。

韓国特許出願公開第２００２−０１８８８３号明細書

そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、パルス幅変調信号と、液晶表示装置内部で用いられる信号間の重複により発生するウォーターフォールノイズ（ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｎｏｉｓｅ）を低減するバックライトアッセンブリを提供するものである。

また本発明の目的は、ウォーターフォールノイズ（ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｎｏｉｓｅ）を減らし、表示品質を向上させることができるバックライトアッセンブリを提供するものである。

上記目的を達成するためになされた本発明によるバックライトアッセンブリ、これを含む表示装置及びその駆動方法は、調光信号の入力を受け、前記調光信号に対応するデューティ比であり、周期が一定ではないパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号出力部と、前記パルス幅変調信号に基づいて光を発散する光源と、を有すことを特徴とする。

前記パルス幅変調信号出力部は、周期が一定ではないランダム（ｒａｎｄｏｍ）周波数信号と前記調光信号の電圧レベルを比較し、前記パルス幅変調信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のバックライトアッセンブリ、これを含むことが好ましい。

前記パルス幅変調信号出力部は、前記ランダム周波数信号を出力するランダム周波数信号生成部と、前記ランダム周波数信号と前記調光信号の電圧レベルを比較する比較器と、を含むことが好ましい。

前記ランダム周波数信号生成部は、制御電圧の電圧レベルに応じて前記ランダム周波数信号を出力する電圧制御発振器（ｖｏｌａｔｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を含むことを特徴とする請求項３に記載のバックライトアッセンブリ、これを含むことが好ましい。

前記ランダム周波数信号生成部は、ランダムデータを保存するメモリと、クロック信号の入力を受けてカウントし、アドレス信号を出力するカウンタと、前記アドレス信号に応答して前記メモリから前記ランダムデータを読出し、前記ランダムデータに対応するアナログ形態の前記制御電圧を出力するデジタルアナログコンバータと、をさらに含むことが好ましい。

前記パルス幅変調信号出力部は、前記調光信号の電圧レベルに対応する前記デューティ比である前記パルス幅変調信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のバックライトアッセンブリ、これを含むことが好ましい。
前記パルス幅変調信号は、所定の範囲内で任意に決定されるランダム周波数であり、
前記ランダム周波数範囲は、前記パルス幅変調信号に対応するスイッチング速度に前記光源が正常に応答しなくなり始める時の周波数を最大周波数とし、前記光源が発散する前記光が到達する液晶パネルにフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒｉｎｇ）が生じ始める時の周波数を最小周波数とすることが好ましい。

前記ランダム周波数は、中心周波数を含み、前記最大および最小周波数は、前記中心周波数を基準として±１０％幅の周波数であることが好ましい。
前記光源を流れる電流または前記光源に印加される電圧のフィードバックを受け、前記調光信号の電圧レベルを調節するフィードバックユニットをさらに含むことが好ましい。
外部から提供されたデジタル形態の光データ信号の入力を受け、前記光データ信号に対応するアナログ形態の前記調光信号を出力するデジタルアナログコンバータをさらに含むことが好ましい。

前述した構成を適用する場合、ウォーターフォールノイズを減少させることができるため表示品質が向上する。

本発明の第１の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。 （ａ）図１のパルス幅変調信号出力部を説明するための信号図である。（ｂ）図１のＤＣ−ＡＣインバータの動作を説明するための信号図である。 図１のＰＷＭ信号出力部を説明するためのブロック図である。 （ａ）図４のＰＷＭ信号出力部の動作を説明するための信号図である。（ｂ）（ａ）のＰＷＭ信号を説明するためのグラフである。 図３のランダム周波数信号生成部を説明するためのブロック図である。 本発明の第２の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するためのバックライトアッセンブリのブロック図である。 本発明の第３の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。 本発明の第４の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。 図８のバックライトドライバを説明するための回路図である。 本発明の第５の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。 図１０の光源の配置構造を説明するためのブロック図である。 図１０の液晶表示装置の動作を説明するための図である。

本発明の利点、特徴、およびそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述される実施形態を参照すると明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されることが可能である。本実施形態は、単に本発明の開示が完全になるように、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に対して発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によってのみ定義される。なお、明細書全体にかけて、同一の参照符号は同一の構成要素を指すものとする。

一つの素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）が、他の素子と「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」または「カップリングされた（ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と参照されるときは、他の素子と直接接続またはカップリングされた場合、あるいは中間に他の素子を介在させた場合のすべてを含む。これに対し、一つの素子が異なる素子と「直接接続された（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」または「直接カップリングされた（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と参照されるときは、間に他の素子を介在させないことを表わす。明細書全体にかけて、同一の参照符号は、同一の構成要素を参照する。「および／または」は、言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組合せを含む。

第１、第２等が、多様な素子、構成要素および／またはセクションを説明するために使用される。しかしながら、これら素子、構成要素および／またはセクションは、これらの用語によって制限されないことはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素、またはセクションを他の素子、構成要素、またはセクションと区別するために使用されるものである。したがって、以下で言及される第１素子、第１構成要素、または第１セクションは、本発明の技術的思想内で第２素子、第２構成要素、または第２セクションであり得ることはもちろんである。

本明細書で使用された用語は、実施形態を説明するためであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において単数形は、文言で特別に言及しない限り、複数形をも含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及した構成要素、段階、動作、および／または素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作、および／または素子の存在または追加を排除しない。

他に定義されなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に共通に理解され得る意味において使用されるものである。また、一般的に使用される辞典に定義されている用語は、明確に特別に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。

以下で表示装置の一例として液晶表示装置を例えて、本発明を説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。

図１〜図３を参照して本発明の第１の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。図２（ａ）は、図１のパルス幅変調信号出力部を説明するための信号図である。図２（ｂ）は、図１のＤＣ−ＡＣインバータの動作を説明するための信号図である。

図１を参照すると、液晶表示装置１０は、画像を表示する液晶パネル１００と液晶パネル１００に光を提供するバックライトアッセンブリ５００を含む。バックライトアッセンブリ５００はパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：以下ＰＷＭという）信号出力部２００と、ＤＣ−ＡＣインバータ３００と光源４００を含む。

液晶パネル１００は、多数のゲートライン（未図示）と、多数のデータライン（未図示）と、これらが交差する領域ごとに形成された多数の画素（未図示）を含み画像を表示する。

ＰＷＭ信号出力部２００は、調光（ｄｉｍｍｉｎｇ）信号（ＤＩＭ）の入力を受けて調光信号（ＤＩＭ）に対応するデューティ比（ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）であり、周期（ｐｅｒｉｏｄ）が一定ではないＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を出力する。例えば、図２（ａ）に示すように、ＰＷＭ信号出力部２００は、周期が一定ではなく可変のＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を出力する。すなわち、図２（ａ）において各周期（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）は互いに異なる（Ｐ１≠Ｐ２≠Ｐ３）。しかし、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比は、調光信号（ＤＩＭ）に対応した一定の値である。すなわち、図２（ａ）において、第１周期（Ｐ１）間のデューティ比はＨ１／Ｐ１であり、第２周期（Ｐ２）間のデューティ比はＨ２／Ｐ２であり、第３周期（Ｐ３）間のデューティ比はＨ３／Ｐ３であり、各デューティ比は（Ｈ１／Ｐ１）＝（Ｈ２／Ｐ２）＝（Ｈ３／Ｐ３）を満足する。

ＤＣ−ＡＣインバータ３００は、外部から、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバーター（未図示）から昇圧された直流電圧（ＤＣ）の入力を受け、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）がハイレベルである時間のあいだ直流電圧（ＤＣ）を交流電圧（ＡＣ）に変換し、交流の駆動電圧（Ｖｄ）を出力する。さらに具体的に、ＤＣ−ＡＣインバータ３００は、スイッチング素子（未図示）を含み、ハイレベルのＰＷＭ信号（ＰＷＭ）によってイネーブルされ、図２（ｂ）に示すように、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）がハイレベルである時間のあいだ交流の駆動電圧（Ｖｄ）を出力する。

光源４００は、交流の駆動電圧（Ｖｄ）の入力を受けて光を発散する。光源４００は交流の駆動電圧（Ｖｄ）に応じて光を発散するが、交流の駆動電圧（Ｖｄ）は、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）がハイレベルである時間のあいだ提供されるため、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比に応じて光源４００の輝度が調節される。ここで、光源４００は線光源４００であり得る。例えば、光源４００は、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）、熱陰極蛍光ランプ（Ｈｏｔ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＨＣＦＬ）、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＥＥＦＬ）のうち一つであり得る。ただし、光源４００が線光源にのみ限定されず、交流の駆動電圧（Ｖｄ）を受け、光を発散するいかなる形態の光源４００であり得る。

整理して説明すると、バックライトアッセンブリ５００は、調光信号（ＤＩＭ）に対応するデューティ比であるＰＷＭ信号（ＰＷＭ）に基づいて光を発散する。ここで、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比は調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルに対応することができる。ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期は一定ではない。例えば、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期はランダム（ｒａｎｄｏｍ）であり得る。

さらに、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）は、所定の範囲内で任意に決定されるランダム周波数である。周波数は、周期と反比例の関係であるため、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期は周波数に対応するともいえる。

この時、ランダム周波数の範囲は、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）に対応するスイッチング速度に光源が正常に応答しなくなり始める時の周波数を最大周波数とし、光源が発散する光が到達する液晶パネルにフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒｉｎｇ）が生じ始める時の周波数を最小周波数とすることができる。例えば、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のランダム周波数は最大および最小周波数とし、所定の中心周波数を基準とし±１０％幅の周波数とすることができる。

中心周波数は、本発明の実施形態によるバックライトアッセンブリが適用される表示装置の駆動周波数、および／またはバックライトアッセンブリに使用される光源の駆動周波数に応じて調節され得る。例えば、表示装置の駆動周波数は、中心周波数の上限と関連し、光源の駆動周波数は、中心周波数の下限と関連することもある。

このようにＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期が一定ではない場合、すなわち、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周波数が一定ではない場合、ウォーターフォールノイズ（ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｎｏｉｓｅ）が減る。さらに具体的に説明すると、液晶表示装置１０を駆動することに用いられる様々な信号の周波数は相異なる。例えば、液晶パネル１００の各ゲートライン（未図示）の活性化時点を知らせるゲートクロック信号の周波数、交流の駆動電圧（Ｖｄ）の周波数およびＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周波数が互いに異なる。このような互いに異なる周波数の信号が重畳する場合、うなり（ｂｅａｔ）現象が生じ、これによって、液晶パネル１００の輝度の差が規則的に生じ、ウォーターフォール現象が生じ得る。しかし、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周波数が一定ではない場合、うなり現象が生じなくなり、生じても液晶パネル１００の輝度差が規則的に生じなくなる。したがって、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期が一定ではない場合、すなわち、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周波数が一定ではない場合、ウォーターフォールノイズ（ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｎｏｉｓｅ）が減る。

以下では、図３〜図５を参照してＰＷＭ信号出力部２００が図２（ａ）に示すようなＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を生成する方法を説明する。図３は、図１のＰＷＭ信号出力部２００を説明するためのブロック図である。図４（ａ）は、図３のＰＷＭ信号出力部２００の動作を説明するための信号図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＰＷＭ信号を説明するためのグラフである。図５は、図３のランダム周波数信号生成部２１０を説明するためのブロック図である。

先ず図３を参照すると、ＰＷＭ信号出力部２００はランダム周波数信号生成部２１０と比較器２６０を含む。

ランダム周波数信号生成部２１０は、周波数が一定ではないランダム周波数信号（ＲＦＳ）を出力する。例えば、ランダム周波数信号生成部２１０は、図４（ａ）に示すように、周期（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が一定ではない三角波を出力することができる（Ｐ１≠Ｐ２≠Ｐ３）。このようなランダム周波数信号生成部２１０の具体的な内部ブロックは図５を参照して後述する。

比較器２６０は、ランダム周波数信号（ＲＦＳ）と調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルを比較する。比較結果によって、例えば、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルがランダム周波数信号（ＲＦＳ）の電圧レベルより高い場合、ハイレベルを出力し、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルがランダム周波数信号（ＲＦＳ）の電圧レベルより低い場合、ローレベルを出力する。したがって、比較器２６０は、図４（ａ）に示すＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を出力する。この時、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周波数は一定ではないが、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比は一定である。ここで、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比は調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルに応じて決定される。

さらに図４（ｂ）を参照してより具体的に説明すると、図４（ａ）のランダム周波数信号（ＲＦＳ）の一周期は、図４（ｂ）に示すように座標平面上で２つの直線グラフで示すことができる。すなわち、ｙ＝ａｘである直線と、ｙ＝ｍ−ｂ（ｘ−ｍ／ａ）である直線で示すことができる。調光信号（ＤＩＭ）は、ｙ＝ｋで示すことができる。

図４（ｂ）に示すように、ｙ＝ａｘである直線と、ｙ＝ｍ−ｂ（ｘ−ｍ／ａ）である直線が、ｙ＝ｋである直線より大きい区間の長さは、（ｍ−ｋ）／ａ＋（ｍ−ｋ）／ｂとなり、一周期の長さは、ｍ／ａ＋ｍ／ｂとなる。ここで、デューティ比は（ｍ−ｋ）／ｍとなる。すなわち、デューティ比はｍとｋによって決定される。ｍは、ランダム周波数信号（ＲＦＳ）の振幅であり、ｋは、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルである。結果的に、ランダム周波数信号（ＲＦＳ）の振幅が一定である時、デューティ比は、ランダム周波数信号（ＲＦＳ）の周波数と関係がなく調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルに応じて変化する。

図３および図４（ａ）から分かるように、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルが大きくなるとＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比は小さくなり、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルが小さくなるとＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比は大きくなる。ただし、ＰＷＭ信号出力部２００は、これとは反対に、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルが大きくなると、デューティ比が大きくなり、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルが小さくなると、デューティ比が小さくなるＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を出力することもできる。比較器２６０は、演算増幅器で構成される。

図５を参照して図３のランダム周波数信号生成部２１０について説明する。ただし、本発明のランダム周波数信号生成部２１０が以下で説明に限定されるものではない。図５を参照すると、ランダム周波数信号生成部２１０は、カウンタ２２０と、メモリ２３０と、第１デジアナコンバータ２４０および電圧制御発振器（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２５０を含む。

メモリ２３０は、ランダムデータ（ＲＤ）を保存する。

カウンタ２２０は、クロック信号（ＣＬＯＣＫ）の入力を受けてクロック信号をカウントし、カウント結果は、メモリ２３０のアドレス信号（ＡＤＤＲ）として出力する。例えば、クロック信号（ＣＬＯＣＫ）は、外部から別途に提供される信号であり、または液晶表示装置１０内部で用いられる信号の一つである。

第１デジアナコンバータ２４０は、アドレス信号（ＡＤＤＲ）に応答し、メモリ２３０からランダムデータ（ＲＤ）を読出する。例えば、第１デジアナコンバータ２４０は、アドレス信号（ＡＤＤＲ）に対応するメモリセルに保存されたランダムデータ（ＲＤ）を読出す。第１デジアナコンバータ２４０は、読出されたランダムデータ（ＲＤ）をアナログ形態の制御電圧（Ｖｃｏｎ）に変換する。

電圧制御発振器２５０は、制御電圧（Ｖｃｏｎ）の電圧レベルに応じて周波数が変化するランダム周波数信号（ＲＦＳ）を出力する。ここで、電圧制御発振器２５０は広く知られている回路であるため、本明細書における詳細な説明は省略する。本発明は、電圧制御発振器２５０のいかなる形態にも限定されない。

図６を参照して本発明の第２の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図６は、本発明の第２の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するためのバックライトアッセンブリのブロック図である。図１に示す構成要素と同一の機能の構成要素に対しては同一の図面符号を使い、説明の便宜上、該当構成要素に対する詳細な説明は省略する。

図６を参照すると、前の実施形態とは異なり、バックライトアッセンブリ５０１は、フィードバックユニット４５０をさらに含む。フィードバックユニット４５０は、例えば、光源４００の輝度を一定に維持するために用いられる。

さらに具体的には、フィードバックユニット４５０は、光源４００を流れる電流（ＣＵＲ）のフィードバックを受け、電流（ＣＵＲ）の量に応じて調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルを調節する。さらに図３および図４を参照して説明すると、例えば、光源４００に流れる電流（ＣＵＲ）の量が大きくなると、フィードバックユニット４５０は調光信号（ＤＩＭ）の電圧のレベルを上げる。調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルが高くなると、図４で分かるようにＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比が小さくなる。ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比が小さくなると、交流の駆動電圧（Ｖｄ）が光源４００に提供される時間が短くなるため、光源４００に流れる電流（ＣＵＲ）の量が減る。また、これとは反対に、光源４００に流れる電流（ＣＵＲ）の量が小さくなると、フィードバックユニット４５０は、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルを下げ、光源４００に流れる電流の量を増加することができる。すなわち、フィードバックユニット４５０を光源４００に流れる電流（ＣＵＲ）の量を検出して調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルを調節し、光源４００の輝度を一定に維持することができる。例えば、フィードバックユニット４５０は、抵抗（未図示）を含み、光源４００に流れる電流（ＣＵＲ）を電圧に変換し調光信号（ＤＩＭ）として出力することもできる。

このようなフィードバックユニット４５０は光源４００に過電流が流れる時、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルを調節し、光源４００で交流の駆動電圧（Ｖｄ）を遮断する機能を果たすこともある。また、フィードバックユニットは、光源４００に印加される電圧を検出し調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルを調節することもできる。

次に図７を参照して本発明の第３の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図７は、本発明の第３の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。図１に示す構成要素と同一の機能をする構成要素に対しては同一の図面符号を使い、説明の便宜上、該当構成要素に対する詳細な説明は省略する。

本実施形態による液晶表示装置１１は、信号制御部６００と第２デジアナコンバータ７００をさらに含む。

信号制御部６００は、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および外部制御信号（ＣＯＮＴ１）の入力を受けて画像データ信号（ＩＤＡＴ）および内部制御信号（ＣＯＮＴ２）を出力する。例えば、画像データ信号（ＩＤＡＴ）は、応答速度向上および表示品質向上のためにＲ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が変換された信号である。外部制御信号（ＣＯＮＴ１）は、垂直同期信号、水平同期信号、メインクロック信号およびデータイネーブル信号であり、内部制御信号（ＣＯＮＴ２）は、液晶パネル１００を駆動する信号として、ゲートドライバ（未図示）の動作を開示する垂直開始信号、ゲートオン電圧の出力時期を決定するゲートクロック信号およびゲートオン電圧のパルス幅を決定する出力イネーブル信号、データドライバ（未図示）の動作を開示する水平開示信号および画像データ電圧の出力を指示する出力指示信号を含む。

また、信号制御部６００は、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に応じて光源４００の輝度を調節するためのデジタル形態の光データ信号（ＬＤＡＴ）を出力することができる。例えば、信号制御部６００は、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に応じて光源４００の輝度を上げるか下げるかの判断をし、判断結果によって光データ信号（ＬＤＡＴ）を出力する。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が全体的に暗い画像を示す場合、信号制御部６００は、光源４００の輝度を下げるために光データ信号（ＬＤＡＴ）を出力する。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が全体的に明るい画像を示す場合、信号制御部６００は光源４００の輝度を上げるために光データ信号（ＬＤＡＴ）を出力する。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が動画を示すのかまたは停止画像を示すのかによって光源４００の輝度を調節するために光データ信号（ＬＤＡＴ）を出力する。

第２デジアナコンバータ７００は、デジタル形態の光データ信号（ＬＤＡＴ）をアナログ形態の調光信号（ＤＩＭ）に変換して出力する。

バックライトアッセンブリ５００は、前述したように、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルに応じてＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を出力し、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比によって光源４００の輝度を調節する。前述したように、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比は、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルに応じて決定され、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期は一定ではない。

ただし、第２デジアナコンバータ７００は、信号制御部６００内部に備えることもでき、バックライトアッセンブリ５００内部に備えることもできる。

図８および図９を参照して本発明の第４の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図８は、本発明のまた他の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。図９は、図８のバックライトドライバを説明するための回路図である。図１に示す構成要素と同一の機能をする構成要素に対しては同一の図面符号を使い、説明の便宜上、該当構成要素に対する詳細な説明は省略する。

図８を参照すると、本実施形態によるバックライトアッセンブリ５０２は、ＰＷＭ信号出力部２００とバックライトドライバ３５０と光源４０１を含む。以下で光源４０１が発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）である場合を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

さらに図９を参照してより詳細に説明すると、バックライトドライバ３５０は、スイッチング素子を含み、光データ信号（ＬＤＡＴ）に対応するＰＷＭ信号（ＰＷＭ）に応答し、発光ダイオード（ＬＥＤ）を動作させる。

動作を説明すると、バックライトドライバ３５０のスイッチング素子がハイレベルのＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の入力を受けてターンオンすると、駆動電圧（Ｖｄ）が発光ダイオード（ＬＥＤ）に提供されるため、電流が発光ダイオード（ＬＥＤ）およびインダクタ（Ｌ）を通じて流れるようになる。この時、インダクタ（Ｌ）には電流によるエネルギーが保存される。ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）がローレベルになると、スイッチング素子がターンオフされ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、インダクタ（Ｌ）およびダイオード（Ｄ）が閉回路を形成して電流が流れるようになる。この時、インダクタ（Ｌ）に保存されたエネルギーが放電され電流が減少する。ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比によってスイッチング素子がターンオンする時間が調節されるため、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）のデューティ比によって発光ダイオード（ＬＥＤ）の輝度が制御される。

図１０から図１２を参照して本発明の第５の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明する。図１０は、本発明の第５の実施形態によるバックライトアッセンブリ、これを含む液晶表示装置およびその駆動方法を説明するための液晶表示装置のブロック図である。図１１は、図１０の光源の配置構造を説明するためのブロック図である。図１２は、図１０の液晶表示装置の動作を説明するための図である。図８に示す構成要素と同一の機能をする構成要素に対しては同一の図面符号を使って説明の便宜上、該当構成要素に対する詳細な説明は省略する。

図１０を参照すると、液晶パネル１００は、多数の表示ブロック（ＤＢ１〜ＤＢ（ｎ×ｍ））に区分される。例えば、多数の表示ブロック（ＤＢ１〜ＤＢ（ｎ×ｍ））は（ｎ×ｍ）行列形態で配列される。各表示ブロック（ＤＢ１〜ＤＢ（ｎ×ｍ））は、多数の画素を含む。

多数の光源４０１は、図１１のように配置され光を提供する。すなわち、多数の光源４０１は、マトリックス形態で配列された表示ブロックと対応するように配置され、各光源は少なくとも一つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。多数の光源４０１は、各バックライトドライバ（３５０＿１〜３５０＿ｎ）に接続され、各表示ブロック（ＤＢ１〜ＤＢ（ｎ×ｍ））で表示される画像によって輝度が調節される。

さらに図１２を参照して説明すると、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が図１２のような画像を表示する場合、各表示ブロックごとに輝度が決定される。例えば、液晶パネル１００の下の部分の輝度は低く、液晶パネル１００の中間の部分の輝度は部分的に高いものと決定される。したがって、信号制御部６０１は、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の入力を受け、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を用いて、各表示ブロック（ＤＢ１〜ＤＢ（ｎ×ｍ））の輝度を判断する。そして、信号制御部６０１は、各表示ブロック（ＤＢ１〜ＤＢ（ｎ×ｍ））に対応する光源４０１の輝度を調節するために、各表示ブロック（ＤＢ１〜ＤＢ（ｎ×ｍ））の輝度に対応する光データ信号（ＬＤＡＴ）を出力する。

第２デジアナコンバータ７００は、光データ信号（ＬＤＡＴ）の入力を受けて調光信号（ＤＩＭ）に変換し、調光信号（ＤＩＭ）をＰＷＭ信号出力部２００に出力する。ＰＷＭ信号出力部２００は、調光信号（ＤＩＭ）の入力を受けてＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を出力する。

バックライトドライバ３５０は、前述したように、調光信号（ＤＩＭ）の入力を受けて光源４００、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）の輝度を調節する。

このような場合、画像の輝度に応じて光源４０１の輝度を調節するため、明暗比が向上して表示品質が向上する。

前述したように、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）は、調光信号（ＤＩＭ）の電圧レベルに応じてデューティ比が決定され、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期は一定ではない。例えば、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）の周期はランダムであり得る。したがって、ウォーターフォールノイズが減るようになり、表示品質が向上する。

尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明のバックライトアッセンブリは、液晶表示装置に適用され得る。

１０，１１ 液晶表示装置
１００ 液晶パネル
２００ ＰＷＭ信号出力部
２１０ ランダム周波数信号生成部
２２０ カウンタ
２３０ メモリ
２４０ 第１デジアナコンバータ
２５０ 電圧制御発振器
２６０ 比較器
３００ ＤＣ−ＡＣインバータ
３５０ バックライトドライバ
４００，４０１ 光源
４５０ フィードバックユニット
５００，５０１，５０２ バックライトアッセンブリ
６００ 信号制御部
７００ 第２デジアナコンバータ

Claims (10)

1. 調光信号の入力を受け、前記調光信号に対応するデューティ比であり、周期が一定ではないパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号出力部と、
   前記パルス幅変調信号に基づいて光を発散する光源、を有すことを特徴とするバックライトアッセンブリ。
2. 前記パルス幅変調信号出力部は、周期が一定ではないランダム（ｒａｎｄｏｍ）周波数信号と前記調光信号の電圧レベルを比較し、前記パルス幅変調信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のバックライトアッセンブリ。
3. 前記パルス幅変調信号出力部は、
   前記ランダム周波数信号を出力するランダム周波数信号生成部と、前記ランダム周波数信号と前記調光信号の電圧レベルを比較する比較器と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のバックライトアッセンブリ。
4. 前記ランダム周波数信号生成部は、
   制御電圧の電圧レベルに応じて前記ランダム周波数信号を出力する電圧制御発振器（ｖｏｌａｔｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を含むことを特徴とする請求項３に記載のバックライトアッセンブリ。
5. 前記ランダム周波数信号生成部は、
   ランダムデータを保存するメモリと、
   クロック信号の入力を受けてカウントし、アドレス信号を出力するカウンタと、
   前記アドレス信号に応答して前記メモリから前記ランダムデータを読出し、前記ランダムデータに対応するアナログ形態の前記制御電圧を出力するデジタルアナログコンバータと、をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のバックライトアッセンブリ。
6. 前記パルス幅変調信号出力部は、前記調光信号の電圧レベルに対応する前記デューティ比である前記パルス幅変調信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のバックライトアッセンブリ。
7. 前記パルス幅変調信号は、所定の範囲内で任意に決定されるランダム周波数であり、
   前記ランダム周波数範囲は、前記パルス幅変調信号に対応するスイッチング速度に前記光源が正常に応答しなくなり始める時の周波数を最大周波数とし、前記光源が発散する前記光が到達する液晶パネルにフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒｉｎｇ）が生じ始める時の周波数を最小周波数とすることを特徴とする請求項６に記載のバックライトアッセンブリ。
8. 前記ランダム周波数は、中心周波数を含み、前記最大および最小周波数は、前記中心周波数を基準として±１０％幅の周波数であることを特徴とする請求項７に記載のバックライトアッセンブリ。
9. 前記光源を流れる電流または前記光源に印加される電圧のフィードバックを受け、前記調光信号の電圧レベルを調節するフィードバックユニットをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のバックライトアッセンブリ。
10. 外部から提供されたデジタル形態の光データ信号の入力を受け、前記光データ信号に対応するアナログ形態の前記調光信号を出力するデジタルアナログコンバータをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のバックライトアッセンブリ。

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