KR0166145B1 - 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는 PWM 조광구동회로부를 구비하고 있고, 인버터부를 제어하여 액정패널의 배면측에 설치된 형광관을 PWM 조광한다. 상기 PWM 조광구동회로부에 의한 PWM 조광 주기는, 액정패널의 n화면표시기간(n은 2 이상의 정수)에 m회(m은 n보다 크고, 또한, n의 배수 이외의 정수), 예를들어, 2화면표시기간에 5회, 형광관을 점멸시키는 주기로 되도록 설정되어 있다. PWM 조광구동회로부는, 액정패널의 수직구동주기에 대응한 표시 패널용 수직동기신호에 의거하여 2화면마다 형광관의 점멸주기와 액정패널의 구동주기를 동기시키면서 인버터부를 제어한다. 이것에 의해, 플리커 및 플러터를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 인버터부에서 발생하는 소리울림을 저감시킬 수 있고, 더욱이, 조광 변동을 적게할 수 있다.

Description

백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치
제1도-제20도는 본 발명의 실시예를 나타내는 것이다.
제1도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 것으로, 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
제2도는 상기 액정표시장치의 PWM 조광구동회로부의 1구성예를 나타내는 개략 회로도이다.
제3도는 상기 액정표시장치의 인버터부의 1구성예를 나타내는 개략 회로도이다.
제4(a)도-제4(e)도는 상기 액정표시장치의 영상처리/시스템 제어부에서의 각종 신호의 파형을 나타내는 타이밍 챠트이다.
제5(a)도-제5(g)도는 상기 액정표시장치의 PWM 조광구동회로부에서의 각종 신호의 파형을 나타내는 타이밍 챠트의 일예이다.
제6도는 상기 액정표시장치의 인버터부에서의 전류, 전압 및 각종 신호의 파형을 나타내는 타이밍 챠트이다.
제7도는 2수직기간에 6회의 점멸이 행해지는 PWM 조광의 점멸 타이밍을 나타내는 설명도이다.
제8(a)도 및 제8(b)도는 제7도의 점멸 타이밍에서 PWM 조광이 행해진 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제9도는 제7도에 나타낸 PWM 조광주기와 같은 주기에서, 듀티율을 50%로 변경시킨 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제10도는 제7도에 나타낸 PWM 조광주기와 같은 주기에서, 듀티율을 70%로 변경시킨 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제11도는 2수직기간에 5회의 점멸이 행해지는 PWM 조광의 점멸 타이밍을 나타내는 설명도이다.
제12(a)-제12(c)도는 제11도의 점멸 타이밍에서 PWM 조광이 행해진 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제13(a)도-제13(c)도는 제11도에 나타낸 PWM 조광주기와 같은 주기에서, 듀티율을 50%로 변경시킨 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제14(a)도-제14(c)도는 제11도에 나타낸 PWM 조광주기와 같은 주기에서 듀티율을 70%로 변경시킨 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제15(a)도-제15(d)도는 2수직기간에 5.6회의 점멸주기에서 PWM 조광이 행해진 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제16(a)도 및 제16(b)도는 소정의 화면 마다 PWM 조광주기와 표시화면의 구동주기가 동기되지 않은 경우에 플러터가 발생하는 것을 설명하기 위한 설명도이다.
제17(a)도-제17(g)도는 소정의 화면 마다 PWM 조광주기와 표시화면의 구동주기가 동기되지 않은 경우에 플러터가 발생하는 것을 설명하기 위한 설명도이다.
제18도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
제19도는 상기 액정표시장치의 시스템 제어 회로의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
제20도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 것으로, 2개의 표시 영역을 갖는 액정패널을 나타내는 개략 평면도이다.
제21도-제25도는 종래 기술을 나타내는 것이다.
제21도는 종래의 PWM 조광 방식의 백라이트 장치의 개략적인 구성을 나타내는 회로도이다.
제22(a)도-제22(f)도는 상기 종래의 백라이트 장치에서의 각종 신호의 파형을 나타내는 파형도이다.
제23도는 2수직기간에 2회의 점멸이 행해지는 PWM 조광의 점멸 타이밍을 나타내는 설명도이다.
제24도는 제23도의 점멸 타이밍에서 PWM 조광이 행해진 경우에 표시화면내에 형성되는 명암 패턴을 설명하기 위한 설명도이다.
제25도는 액정패널의 어떤 호소에서 광 투과율의 시간 변화를 나타내는 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정 모듈 1a : 액정패널
1b : 액정 드라이버 1c : 액정패널 컨트롤부
1d : 액정패널용 동기 형성부 2 : 영상 처리/시스템 제어부
2a : 영상 처리 회로 2b : 시스템 제어 회로
3 : 표시 패널 조명 장치 4 : 형광관
5 : 인버터부 6 : 백라이트용 전력 공급부
7 : PWM 조광구동회로부 8 : 2분주 회로
9 : 동기식 세트/리세트 회로 10 : 2수직기간 5분할 회로
11 : 펄스 카운트 회로
12 : PWM 조광 점등 펄스 발생회로
20 : 영상처리/CG처리/시스템 제어부
21 : CG부 21a : 외부 동기클록 발생부
21b : 내부 클록 발생부 21c : 액정 펄스용 동기 형성부
22 : 영상신호 전환부 23 : 시스템 제어 회로
26 : 시스템 클록 발생부 28 : 점등기간 설정부
29 : PWM 조광부
본 발명은 액정 표시 패널의 배면측에 광원이 설치되어 있는, 백라이트(back light) 제어기능을 가진 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 광원을 주기적으로 점멸시키고 그 점등기간과 소등기간과의 시간 비율을 변화시켜 조광(調光)하는, 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치에 관한 것이다.
각 화소에 대응하는 액정을 구동시켜 표시를 행하는 액정 표시 패널에서는, 액정이 자기 발광하지 않기 때문에, 액정 표시 패널을 투과한 외래광을 반사시켜 표시시키거나, 또는 액정 표시 패널의 배면에 배치된 발광체를 발광시켜 표시시킨다.
일반적으로, 액정 표시 패널의 배면에 배치된 발광원을 백라이트라고 부르고, 형광관이 백라이트로 사용되는 일이 많다. 형광관은, 관 양끝의 전극들 사이에 높은 전압이 인가되는 것에 의해 관내 방전이 일어나고, 관내의 수은 증기가 이 방전 에너지에 의해 높은 에너지 준위로 여기된 후에 원래의 에너지 준위로 되돌아갈 때 자외선을 방출하고, 이것을 관 내면에 도포된 형광체가 가시광으로 변환시킴으로써 발광한다.
형광관을 발광시키는데 높은 전압을 형광관에 인가할 필요가 있기 때문에, 일반적으로는, 인버터에 의해 저전압의 직류 전력을 고전압이고 고주파(10K∼100KHz)인 교류 전력으로 변환시켜 형광관에 공급한다.
액정의 백라이트의 조광 방식으로서는, 종래부터, 전압 제어 조광 방식 또는 PWM(Pulse Wide Modulation:펄스폭 변조) 조광 방식이 이용되고 있다.
상기의 전압 제어 조광 방식은 전류 제어와 전류 귀환 제어를 포함하고, 인버터에의 입력 전압을 변화시키는 것에 의해 인버터의 출력 전압(즉, 형광관에의 인가 전압)을 조정하여 조광을 행하는 방식이다. 또한, 형광관은 방전 에너지에 의해 발광시키기 때문에, 형광관에의 인가 전압이 너무 낮게 되면 방전이 불안정하게 되므로, 상기 전압 제어 조광 방식에서는 큰 조광 범위가 달성되지 않고 조광비는 2:1정도이다.
한편, 상기 PWM 조광 방식은, 광원을 주기적으로 점멸시키고 그 점등 기간과 소등 기간과의 시간 비율을 변화시켜 조광하는 시분할 방식이고, 조광비를 크게할 수 있다(조광비 100:1 이상도 가능). 이 때문에, 큰 조광비가 요구되는 경우에는 PWM 조광 방식이 이용된다.
종래의 PWM 조광 방식의 백라이트 장치를 제21도 및 제22(f)도에 의거하여 이하에 설명한다. 이 백라이트 장치는 제21도에 나타낸 바와 같이, PWM 조광구동회로부(51)와, 인버터부(52)와, 이 인버터부(52)의 전원(53)과, 형광관(54)으로 구성된다.
상기 PWM 조광구동회로부(51)는, 3각파 발진 회로(55)와, 파형 설정부(56)와, 연산 증폭기(operational amplifier)(57)와, 컴패러터(comparator)(58)와, NAND 게이트(59)로 구성된다. 이 PWM 조광구동회로부(51)에 의한 형광관(54)의 구동주기는 고정 주기로 되고, 상기 3각파 발진 회로(55)로부터는, 구동주기를 결정하는 3각파 신호(a)(제22(a)도 참조)가 일정 주기로 출력된다. 이 3각파 신호(a)의 파형 및 주기는 파형 설정부(56)에 의해 설정된다. 즉, 제22(a)도에서, 시간 t0로부터 시간 tf까지의 사이의 3각파 신호(a)의 파형은 파형 설정부(56)의 저항(Ron)과 콘덴서(Cf)와의 시정수(時定數)에 의해 결정되고, 시간 tf로부터 시간 to'까지의 사이의 3각파 신호(a)의 파형은 파형 설정부(56)의 저항(Roff)과 콘덴서(Cf)와의 시정수에 의해 결정된다.
또한, 상기 3각파 발진 회로(55)로부터는, 제22(b)도에 나타낸 바와 같이, 1주기(시간 to로부터 시간 to'까지)의 기간중에서의 시간 tf로부터 시간 to'까지의 기간만 L 레벨로 되는 데드 타임(dead time) 신호(b)가 출력된다. 이 데드 타임 신호(b)가 L 레벨인 기간은 PWM 조광의 1주기중의 데드 타임(발광을 정지시키는 시간)으로 되고, 점등 기간이 제한된다.
표시 장치의 휘도 조절 볼륨을 조작하면, 그 조작량에 상응한 직류의 제어 입력 신호(Vct1)가 상기 PWM 조광구동회로부(51)에 입력된다. 이때, 연산 증폭기(57)로부터는, 제22(c)도에 나타낸 바와 같이, 제어 입력 신호(Vct1)의 직류 전압 레벨에 상응한 신호(c)가 컴패러터(58)로 출력되고, 그 컴패러터(58)에서 상기 신호(c)와 상기 3각파 신호(a)가 비교된다. 또한, 설명의 편의상, 제22(c)도에는, 제어 입력 신호(Vct1)가 L레벨(최소레벨)의 경우와 H레벨(최대 레벨)의 경우와에 대응하는 2개 레벨의 다른 신호(c)를 기재하고 있으나, 신호(c)의 레벨은 상기 2개 신호 레벨 사이에서 가변적이다.
상기 컴패러터(58)로부터는, 제22(d)도에 나타낸 바와 같이, 신호(c)의 레벨에 대응한 신호(d)가 NAND 게이트(59)로부터 출력되고, 그 NAND 게이트(59)로부터는, 제22(e)도에 나타낸 바와 같이, 상기 데드 타임 신호(b)에 의해 점등기간에 제한이 가해진 신호(e)가 인버터부(52)로부터 출력된다. 이것에 의해, 인버터부(52)는 제22(f)도에 나타낸 바와 같이, 예를들어 제어 입력 신호(Vct1)가 L레벨인때는 1주기의 기간중에 시간 t2로부터 시간 tf까지의 기간만 발진하고, 제어 입력 신호(Vct1)가 H레벨인때는 시간 t1으로부터 시간 tf까지의 기간만 발진한다. 즉, 아날로그량의 제어 입력 신호(Vct1)의 레벨을 변화시킴으로써 인버터부(52)의 발진 기간이 변화하고, 그 결과, 형광관(54)의 점등기간과 소등 기간과의 시간 비율이 변화하여 조광이 행해진다.
상기 종래의 PWM 조광 방식의 백라이트 장치에서는, 이하에 나타내는 플리커(flicker)(깜박거림)의 발생, 소리울림 발생, 휘도의 불안정(조광 변동)등의 문제가 있다.
플리커에 관해서는, 깜박거림의 주파수가 어느 정도보다 크면(통상, 일반적인 영화를 상영할때의 1초당의 코마(coma)이송수 이상의 깜박거림이면), 인간의 눈에는 플리커가 느껴지지 않는다. 예를들어, 일반 형광등 조명에서는, 50Hz(60Hz)의 상용 교류 전원을 사용한 경우, 1주기당 2회 점멸하고, 그의 점멸 주파수는 100Hz(120Hz)로 높고, 인간의 눈에는 플리커가 느껴지는 일이 없다.
상기 종래의 백라이트 장치에서도, 단일 광원으로 사용될때는 플리커가 느껴지는 일이 없다. 그러나, 상기 종래의 백라이트 장치를 액정패널의 백라이트로 사용한 경우, 액정패널의 표시 구동 주기와 백라이트의 점멸 주기와의 불일치에 의해 플리커가 발생하는 일이 있고, 액정패널에 표시되는 그림에 따라서는 플리커가 눈에 띄기 쉽게 된다.
그래서, 수평 동기 및 수직 동기를 가지는 영상 신호를 화면 표시하는, 백라이트 장치를 가진 표시 패널에 PWM 조광 방식을 적용하는 경우, 플리커를 방지하는데는, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)를 표시 패널의 수직 동기 주파수(fv)에 대하여 fsw》fv의 관계로 되 많게 된다.
또한, 큰 전류와 높은 전압을 처리하는 인버터부(52)의 동작에 의해(예를들어, 발진 개시시의 전류의 과도적 변화 등에 기인하여) 노이즈가 발생하고, 이 노이즈가 제어 입력 신호(Vct1)에 중첩된다. 이 때문에, 컴패러터(58)에 입력되는 신호(c)의 전압 레벨이 변화하고, 점등기간과 소등기관과의 시간 비율이 일정하지 않고, 휘도의 불안정(조광 변동)을 초래한다. 또한, 인버터부(52)에서 발생한 노이즈는 PWM 조광구동회로부(51)의 3각파 발진회로(55)에도 영향을 끼치고, 점멸 주파수의 변화도 초래한다. 이것이 플리커나 플러터(flutter)의 일 요인으로도 된다.
그런데, 일본국 공개 특허 공보인 특개평 5-127626호 공보에는, 세그멘트 표시의 표시구동 주기와 백라이트의 점멸 주기와를 동기시키는 기술이 개시되어 있다. 이 기술을 NTSC 방식의 텔레비전 신호를 표시할 수 있는 액정표시장치에 응용하는 것을 고려하면, 예를들어 백라이트의 점멸 주기를 수평 표시에 동기시키는 경우, PWM 조광 점멸 주파수 fsw=15.75kHz로 된다. 이것에서는, 점멸 주파수가 너무 높기 때문에, 인버터 주파수를 고려하면 실질적으로 PWM 조광을 할 수 없다. 한편, 백라이트의 점멸 주기를 수직 표시에 동기시키는 경우, PWM 조광 점멸 주파수 fsw=60Hz(=수직 동기 주파수(fv))로 되고, 점멸 주파수는 낮게 된다. 그러나, 이 경우, 다음과 같은 문제가 발생한다.
즉, 백라이트의 점멸주기를 수직 표시에 동기시키면, 제23도에 나타낸 바와 같이, 각 화면의 주사 개시시에 소정 기간 점등하고, 1화면 기간에 1회의 점멸, 즉, 2화면 기간에 2회의 점멸을 행하는 것으로 된다. 또한, 이 도면의 종축의 1은 점등상태를 나타내도록 설정할 필요가 있다. 이와 같이 PWM 조광 점멸 주파수(fsw)를 높게 설정하는 것에 의해 깜박거림의 주파수가 높게 되고, 화면의 표시주기와 형광관(54)의 점멸 주기가 비동기이어도 플리커를 방지할 수 있다.
예를들어 NTSC 방식의 텔레비전 신호의 경우, 수직 동기 주파수(fv)가 60Hz이므로, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)는 그 10배인 600Hz 정도로 설정하면 바람직하지만, 이와 같이 높은 주파수로 되면 PWM 조광구동회로부(51)로부터의 입력 신호(e)에 대하여 인버터부(52)의 발진이 따를수 없게되고 발진 출력의 효율이 악화된다. 또한, 인버터부(52)에서의 발진과 발진 정지와의 사이의 이행 단계에서 전자 노이즈(電磁 noise)가 발생(상세한 것은 후술함)하는데, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)가 높으면 전자 노이즈의 총량이 증대한다. 또한, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)가 높으면 PWM 조광의 1주기가 짧게되어 조광비를 크게할 수 없다.
PWM 조광 점멸 주파수(fsw)를 높게하는 만큼 플리커의 방지 효과는 높게 되지만, 상기와 같은 노이즈, 발진 효율, 조광비 등을 고려하여, 통상, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)는 플리커 증상이 비교적 뚜렷하게 되지 않는 300∼400Hz 정도로 설정된다.
또한, 상기 인버터부(52)에는, 일반적으로, 제21도에 나타낸 바와 같은 자여진(self-excited)의 전압 공진형 발진 회로가 사용된다. 이 인버터부(52)에서, 발진과 발진 정지와의 사이의 이행 단계에서 쵸크 코일(L)에 펄스 전류가 흐르고, 이 때의 급격한 전류 변화에 의해 전자 노이즈가 발생한다(소리울림의 발생). 특히, 발진 정지시에 큰 전자 노이즈가 발생한다. 이 전자 노이즈의 총발생량은 PWM 조광 점멸 주파수(fsw)가 높은 만큼 0은 소등상태를 나타낸다. 또한, 이 도면에서는, 점멸주기의 듀티율(duty率)을 50%로 하고 있다.
액정표시장치의 표시 구동 방식으로서, 화면 최상단 라인으로부터 화면 최하단 라인으로 순차 주사를 행하는 선순차(線順次) 주사 방식을 고려하면, 제24도에 나타낸 바와 같이, 어느 화면에 있어서도, 화면 최상단 라인으로부터 N라인재(듀티율 50%에서는 중간 라인)을 주사하는 기간에 백라이트가 점등하고, N라인째로부터 화면 최하단 라인을 주사하는 기간에 백라이트가 소등하는 것으로 된다.
그런데, 액정 장치는 용량성이고, 앞 화면의 주사에서 화소에 공급된 신호(전하)는 다음 화면의 주사시까지 어느 정도 보유된다. 그러나, 화소의 보유 전하량도, 다음 화면의 주사가 행해질때까지 서서히 저하한다. 예를들어, TFT(Thin Film Transistor)등의 화소 구동용 액티브(active) 소자를 사용한 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 모듈의 경우에 관하여 제25도를 참조하여 설명한다. 제25도는, 통상시는 비투과 모드인 화소에 신호가 공급되면 투과 모드로 되는 노멀리 블랙형(normally black type)(네가티브 표시형)의 액정표시장치에서 어떤 주사 라인중의 어떤 화소의 광 투과율의 시간 변화를 나타낸다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 주사가 행해져 화소에 신호가 공급된 시간(twrite)의 직후가 광 투과율이 가장 높고, 그 후는 다음의 주사가 행해질때까지 투과율이 서서히 저하한다.
상술한 바와 같이, 1화면중에서 화면 최상단 라인으로부터 N라인째 까지의 영역에서는, 백라이트의 점등 기간중에 반드시 주사가 행해진다. 바꿔말하면, 상기 영역의 각 화소의 투과율이 가장 높은 상태로 된때 백라이트는 반드시 점등 상태로 되어 있다. 한편, 1화면중에서 N라인째로부터 화면 최하단 라인까지의 영역에서는, 백라이트의 소등 기간중에 반드시 주사가 행해진다. 바꿔말하면, 상기 영역의 각 화소의 투과율이 가장 높은 상태로 되어 있을 때, 백라이트는 반드시 소등 상태로 되어 있고, 투과율이 저하한 후에 백라이트가 점등한다.
따라서, 표시화면내의 상부와 하부에서 휘도가 다르게 되고 상부가 밝고 하부가 어둡게 느껴진다. 이런 휘도 변화는 일정 주파수에서 발생하여 플리커로 된다.
본 발명의 목적은, 플리커를 효과적으로 방지할 수 있음과 동시에 소리울림을 적게 할 수 있는 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는,
(1) 액정 표시 패널과,
(2) 상기 액정 표시 패널에 주기적으로 구동 신호를 공급하여 액정 표시 패널에 주기적 화면 표시를 행하게 하는 표시 패널 구동 수단과,
(3) 상기 액정 표시 패널의 배면측에 설치된 광원과,
(4) 상기 광원을 구동시키는 광원 구동 수단과,
(5) 상기 광원을 주기적으로 점멸시키도록 상기 광원 구동 수단을 제어하고, 1점멸주기내의 점등기간과 소등기간과의 시간 비율을 변화시키는 것에 의해 조광을 행하는 조광 수단을 포함한다. 그리고, 상기 조광 수단이, 액정 표시 패널의 n화면표시기간(n은 2 이상의 정수)에 m회(m은 n보다 크고, 또한, n의 배수 이외의 정수) 상기 광원을 점멸시키는 점멸주기로 되도록 상기 광원 구동 수단을 제어하는 구성으로 되어 있다.
상기 구성에 의하면, 조광 수단이 광원 구동 수단을 제어하여 액정 표시 패널의 배면측에 설치된 광원을 PWM 조광한다. 상기 조광 수단에 의한 PWM 조광 주기는, 액정 표시 패널의 n화면표시기간(n은 2 이상의 정수)에 m회(m은 n보다 크고, 또한, n의 배수 이외의 정수) 상기 광원을 점멸시키는 점멸주기로 되도록 설정되어 있다.
상기 조건에서는, 1화면표시기간에 적어도 1회는 광원의 점멸이 행해지기 때문에, 1화면표시기간(1화면분)만을 고려하면, 시간축에는 명암이 반드시 존재한다. 단, 상기 액정 표시 패널에서는, 1개의 2차원적 표시 영역에 대하여, 일정 주기에서 복수 화면이 연속하는 것에 의해 표시가 되기 때문에, 영상의 명암은 시간적으로 전후의 화면의 점멸 타이밍을 총합하여 고려할 필요가 있다.
상기 조건 이외의 점멸주기(예를들면, 2화면표시기간에 2회의 점멸을 행하도록 하는 점멸주기)로 한 경우, 각 화면의 점멸 타이밍이 항상 일정하게 되고, 표시화면내에 휘도 변화폭이 큰 명암 패턴이 형성된다. 이것에 대하여, 상기 조건의 점멸주기(예를들면, 2화면표시기간에 3회 또는 5회의 점멸을 행하는 점멸주기)로 한 경우, 전후 화면의 점멸 타이밍에 차이가 생기고, 상기 조건 이외의 점멸주기의 경우 보다도, 표시화면내의 휘도 변화 폭이 작게되고, 또한, 휘도 변화의 주파수도 높게 된다. 이 때문에, 플리커를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, PWM 조광의 점멸 주파수를 비교적 낮은 주파수로 설정하는 것도 가능하고, 이 때문에, 광원 구동 수단으로부터 발생되는 소리울림을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 플리커 발생 방지외에, 플러터 발생도 방지할 수 있는, 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기 구성의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 이하에 나타내는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 액정표시장치는, 상기한 (1)-(5)외에, (6) 상기 표시 패널 구동 수단에 의한 액정 표시 패널의 수직구동주기에 대응한 표시 패널용 수직동기신호를 생성하는 수직동기신호 생성 수단을 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수직동기신호에 의거하여 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기를 동기시키는 동기 수단을 포함하며, 소정의 화면 마다 광원의 점멸 주기와 액정 표시 패널의 구동주기를 동기시키면서 상기 광원 구동 수단을 제어하는 구성으로 한다.
이 구성에 의하면, 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기와의 사이의 작은 위상 어긋남도, 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기를 동기시키는 동기수단에 의해 일정 화면 마다 보정되기 때문에, 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기와의 사이의 상관 관계가 대략 일정하게 유지되어, 플러터 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 플리커 발생 방지외에, 노이즈의 영향을 받기 어려운 구성으로 하여 안정된 점멸주기가 얻어지게 하는, 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기 구성의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 이하에 나타내는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 액정표시장치는, 상기한 (1)-(5)외에, (7) 상기 액정 표시 패널 구동 수단에 의한 액정 표시 패널의 수평구동주기에 대응한 표시 패널용 수평동기신호를 생성하는 수평동기신호 생성 수단을 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수평동기신호를 분주하는 분주(分周) 수단을 포함하고, 수평동기신호를 분주하는 것에 의해 광원의 점멸주기를 설정하는 구성으로 한다.
이 구성에 의하면, 수직구동주기와 상관 관계가 있는 수평구동주기에 대응한 표시 패널용 수평동기신호를 분주하여 광원의 점멸주기를 얻도록 되어 있기 때문에, 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기와의 사이의 위상 어긋남을 적게할 수 있어, 플러터 발생을 방지할 수 있다.
또한, 종래에는, 3각파 발진 회로인 발진 수단을 이용하여 점멸주기를 결정하고 있어, 그 발진 수단이 인버터 회로에서 발생하는 노이즈의 영향을 받는 것에 의해 점멸주기가 일정하지 않은 문제가 있었으나, 상기와 같은 표시 패널용 수평동기신호를 분주하여 점멸주기를 얻는 것에 의해, 상기와 같이 노이즈의 영향을 받는 일이 없이 안정된 점멸주기가 얻어진다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 플리커 발생 방지외에, 휘도의 불안정(조광 변동)을 없게 하는 것에 의해 양호한 표시 상태를 유지할 수 있는, 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기한 구성의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 이하에 나타내는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 액정표시장치는, 상기한 (1)-(5) 및 (7)외에, (8) 상기 광원의 점멸의 1주기내에서의 점등기간을 설정하는 점등기간 설정 수단을 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수평동기신호의 펄스수를 카운트하는 카운트 수단을 포함하며, 상기 점등기간 설정 수단으로 설정되는 해당 점등기간을, 상기 표시 패널용 수평동기신호의 펄스수의 카운트에 의거하여 결정하는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 점등기간 설정 수단에 의해 설정되는 점등기간으로 되도록, 조광수단이 광원 구동 수단을 제어하도록 되어 있다. 이때, 상기 조광 수단은, 상기 점등기간 설정 수단으로 설정되는 점등기간을, 표시 패널용 수평동기신호의 카운트에 의해 얻도록 되어 있기 때문에, 종래의 아날로그 방식의 PWM 조광에서 발생하는 휘도의 불안정(조광 변동)을 회피할 수 있다. 즉, 종래의 아날로그 방식의 PWM 조광에서는, 인버터 회로에서 발생하는 노이즈가 제어 입력 신호(Vct1)(제20도 참조)에 중첩되어 점등기간과 소등기간과의 시간 비율이 일정하지 않게 하여, 휘도의 불안정을 초래하였으나, 상기와 같이 표시 패널용 수평동기신호의 카운트에 의해 점등기간을 결정하면, 상기와 같은 노이즈의 영향을 받는 일이 없다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은, 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이익은, 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백하게 될 것이다.
[실시예 1]
본 발명의 1실시예에 관하여 제1도-제17(g)도에 의거하여 이하에 상세히 설명한다.
이 실시예에 따른 백라이트(back light) 제어기능을 가진 액정표시장치는, 제1도에 나타낸 바와 같이, 액정 모듈(1)과, 영상 처리/시스템 제어부(2)와, 표시 패널 조명 장치(3)를 구비하고 있다.
상기 액정 모듈(1)로서는, 화소 구동용 액티브(active) 소자로서 TFT(Thin Film Transistor; 박막 트랜지스터)를 사용하는 액티브 매트릭스 구동 방식의 것을 사용할 수 있다. 이 액정 모듈(1)은, 액정패널(1a)(액정 표시 패널)과, 이 액정패널(1a)을 구동시키는 액정 드라이버(1b)(표시 패널 구동 수단)와, 상기 액정 드라이버(1b)를 통해 액정패널(1a)의 표시를 제어하는 액정패널 컨트롤부(1c)를 구비하고 있다.
상기 액정패널(1a)은, 복수의 TFT가 매트릭스상으로 형성된 투명한 TFT 기판, 이 TFT 기판과 대향하여 배치된 투명한 대향 기판, 및 상기 TFT 기판과 대향 기판 사이에 넣어져 밀봉된 액정 등으로 구성된다. 상기 TFT 기판에는, 투명 도전막으로된 띠 형상의 복수의 신호 전극과 복수의 게이트 전극이 직교하여 배치되어 있다. 또한, 상기 TFT 기판에서 신호 전극과 게이트 전극과의 각 교차부에는, 상기 TFT와 투명 도전막으로 된 화소 전극이 배치되어 있고, TFT의 소오스는 신호 전극에, 그의 드레인은 화소 전극에, 그리고 그의 게이트는 게이트 전극에 각각 접속되어 있다. 또한, 상기 대향 전극에는, 투명 도전막으로된 대향 전극이 형성되어 있다. 그리고, 화소 전극과, 대향 전극과, 이들 화소 전극과 대향 전극 사이에 끼워져 설치된 액정과에 의해 화소가 형성되어 있다. 또한 이 액정패널(1a)의 표시 방식은, 통상시(전원 OFF시)는 비투과 모드이고 화소에 신호가 공급되면 투과 모드로 되는 노멀리 블랙형(normally black type)(네가티브 표시형)으로 한다.
상기 액정 드라이버(1b)는, 상기 액정패널(1a)의 신호 전극에 접속되어 있는 소오스 구동 회로(1b1)와, 상기 게이트 전극에 접속되어 있는 게이트 구동 회로(1b2)로 구성되어 있다. 이 액정 드라이버(1b)의 표시 구동 방식은, 설명을 간단히 하기 위해,화면 최상단 라인에서부터 화면 최하단 라인으로 논인터레이스(non-interlace)로 순차 주사를 행하는 선순차(線順次) 주사 방식으로 한다.
상기 영상 처리/시스템 제어부(2)는, 영상 처리 회로(2a)와, 시스템 제어 회로(2b)(점등 기간 설정 수단)로 구성되어 있다. 상기 영상 처리 회로(2a)는, 텔레비전 신호의 영상 신호 등의 입력 영상 신호(VBS)를 상기 액정 모듈(1)에서의 처리에 적합한 형태로 변환한다. 상기 시스템 제어 회로(2b)는, 마이크로컴퓨터로 구성되고, 액정표시장치의 도시되지 않은 조작부의 조작에 따라 장치 각부의 제어를 행한다. 예를들면, 상기 시스템 제어회로(2b)는, 사용자의 휘도 조절 조작에 따라 표시 화면의 휘도를 변화시키도록 표시 패널 조명 장치(3)를 제어한다.
상기 영상 처리 회로(2a)는, 입력 영상 신호(VBS)로부터, 3원색(R,G,B)으로 분리된 영상 신호(VR,VG,VB)와 복합동기신호(Csy)를 추출하여 액정 모듈(1)로 출력함과 동시에, 입력 영상 신호(VBS)가 NTSC 방식인가 또는 PAL 방식인가를 판별하여 판별 신호(N/P)(NTSC 방식:H레벨, PAL 방식:L레벨)를 액정 모듈(1)로 출력한다.
상기 액정 모듈(1)의 액정패널 컨트롤부(1c)는, 상기 복합동기신호(Csy)에 의거하여 표시 패널용 수직동기신호(Vsy) 및 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 형성하는 액정패널용 동기형성부(1d)(수직동기신호 생성 수단, 수평동기신호 생성 수단)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 액정패널 컨트롤부(1c)는, 상기 각 동기신호(Vsy,Hsy)를 액정 드라이버(1b)의 게이트구동 회로(1b2)로 출력함과 동시에, 영상 신호(VR,VG,VB) 및 소오스 클록 펄스(CK)를 소오스 구동 회로(1b1)로 출력한다. 상기 액정 드라이버(1b)는, 상기 각 동기 신호(Vsy,Hsy)에 의거하여 액정패널(1a)의 게이트 전극을 순차 주사하면서(각 게이트 전극에 순차 게이트 신호를 출력하여 주사 라인상의 각 TFT를 ON 상태로 하면서) 액정패널(1a)의 신호 전극에 영상신호(VR,VG,VB)에 대응한 소오스 신호를 공급하여 액정패널(1a)에 표시를 행하게 한다.
상기 액정 모듈(1)은, 상기 표시 패널용 수직동기신호(Vsy), 표시 패널용 수평동기신호(Hsy) 및 판별 신호(N/P)의 각 출력 단자를 가지고 있다. 이 액정 모듈(1)로부터는, 상기 표시 패널용 수직동기신호(Vsy) 및 표시 패널용 동기신호(Hsy)가 영상 처리/시스템 제어부(2)의 영상 처리 회로(2a)로 보내진다. 또한, 액정 모듈(1)로부터는, 상기 표시 패널용 수직동기신호(Vsy), 표시 패널용 수평동기신호(Hsy) 및 판별 신호(N/P)가 표시 패널 조명 장치(3)로 보내진다.
상기 표시 패널 조명 장치(3)는, 기본적으로는, 표시 패널의 배면에 설치된 형광관(4)(광원)과, 상기 형광관(4)에 전압을 인가하여 형광관(4)을 구동시키는 인버터(inverter)부(5)(광원 구동 수단)와, 상기 인버터부(5)에 전력을 공급하는 백라이트용 전력 공급부(6)와, 상기 인버터부(5)의 동작을 제어하여 PWM 조광(調光)을 행하는 PWM 조광구동회로부(7)(조광 수단)로 구성되어 있다.
여기서, 본 발명의 기본 원리를 제7도에 의거하여 다음에 설명한다. 이 도면에서, 점멸주기의 듀티율(duty率)을 40%로 하고 있다.
PWM 조광에서는, 형광관(4)의 점등과 소등을 동기적으로 반복하고 있고, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)와 액정패널(1a)의 수직 동기 주파수(fv)와의 관계가 fsw fv이면 1화면분(1수직기간)만을 고려할 때, 시간축에는 반드시 명암이 있다. 액정패널(1a)에서는, 일정 수직주기에서 복수 화면이 연속하는 것에 의해 표시가 되기 때문에 복수 화면에 대하여 고려할 경우 수직동기에 대하여 PWM 조광주기(점멸주기가 어떤 조건을 만족하면, 이하와 같이 표시 화면인 평면상에 일정 명암 패턴이 형성된다. 여기서는, 설명을 간단히 하기 위해 2화면분(2수직기간)에 대한 PWM 조광주기에서 관하여 고려한다.
먼저, 2수직기간에 짝수회의 점멸이 행하여지도록한 PWM 조광주기의 경우, 즉, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)와 수직 동기 주파수(fV)와의 관계가,
fsw= n1·fv(n1은 정의 정수)
인 경우를 고려한다. 상기 조건을 만족시키는 일예로서, 제7도에는, 2수직기간에 6회의 점멸이 행해지는 경우를 나타내고 있다. 또한, 이 도면의 종축의 1은 점등 상태를 나타내고, 0은 소등 상태를 나타낸다. 이 경우, 제8(a)도에 나타낸 바와 같이, 1화면째의 점등부(1·2·3)와 2화면째의 점등부(4·5·6)가 완전히 겹친다. 또한, 상기 점등부는 백라이트의 점등기간에 주사가 행해지는 표시화면내의 영역인 것이다. 즉, 어느 화면에서도, 화면 최상단 라인으로부터 H1라인째, H2라인째로부터 H3라인째, H4라인째로부터 H5라인째를 주사하고 있는 각 기간에 백라이트가 점등하고, 상기 이외의 라인을 주사하고 있는 기간에 백라이트가 소등하는 것으로 된다.
이 경우에서의 표시화면중의 휘도 변화를 제8(b)도에 나타내고 있다. 이 경우, 명암은 2수직기간 상당에 대하여 3회로 된다.
또한, 설명의 편의상, 제8(b)도의 종축에는 단위가 없는 눈금 0, 1, 2를 부기하고 있다. 여기서, 눈금 0은 2수직기간에 점등 없음, 눈금 1은 2수직기간에 1회 점등, 눈금 2는 2수직기간에 2회 점등의 경우에 대응하는 것이다. 이것과 같은 눈금을 제12(c)도, 제13(c)도, 제14(c)도 및 제15(d)도에도 각각 부기하고 있다.
또한, 상기와 같은 PWM 조광주기에서 듀티율을 50%로 한 경우를 제9도에 나타내고, 듀티율을 70%로 한 경우를 제10도에 나타낸다. 이들 도면에 나타내어진 바와 같이, 2수직기간에 짝수회의 점등이 행해지도록한 PWM 조광주기의 경우, 듀티율을 아무리 변경시켜도, 0(2수직기간에 점등 없음)과 2(2수직기간에 2회 점등)와의 사이의 스텝 변화가 있고, 후술하는 제12(c)도에 나타내는 0-1사이의 휘도 변화, 제13(c)도에 나타내는 항상 '1(휘도 변화 없음), 제14(c)도에 나타내는 1-2사이의 휘도 변화, 제15(d)도에 나타내는 0-1-2-1-0의 휘도 변화는 되지 않는다. 즉, 항상 최소 0과 최대 2 사이의 급격한 휘도 변화가 보여진다.
다음에, 2수직기간에 3회 이상의 홀수회의 점멸이 행해지도록한 PWM 조광주기의 경우, 즉, PWM 조광 점멸 주파수(fsw)와 수직 동기 주파수(fv)와의 관계가,
fsw= (2n2+1)·fv/2(n2는 정의 정수)
인 경우를 고려한다. 상기 조건을 만족시키는 일예로서 제11도에는 2수직기간에 5회의 점멸이 행해지는 경우를 나타내고 있다. 또한, 이 도면의 종축의 1은 점등 상태를 나타내고, 0은 소등 상태를 나타내고 있다. 또한, 이 도면에서는, 점멸주기의 듀티율을 40%로 하고 있다. 이 경우, 제12(a)도에 나타낸 바와 같이, 1화면째의 점등부(1·2·3)와 2화면째의 점등부(4·5)에 겹침은 일어나지 않는다. 즉, 듀티율 50% 미만에서는, 앞의 화면에서 점등기간에 주사가 행해지는 영역(영역내의 라인)은 다음의 화면에서는 소등기간에 주사가 행해진다. 제12(b)도는 2수직기간에 표시화면 내의 어느 영역을 주사하고 있을 때 점등이 행해지는가를 보기위해 제12(a)도의 1화면째와 2화면째와의 시간축을 겹친 도면이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 1화면째의 소등부의 중앙에 2화면째의 점등부가 끼어들어간 형상으로 된다.
표시화면내의 각 주사 라인은 2화면(2수직기간)에서 2회 주사가 행해지고, 각 화소에는 2회 신호가 써넣어진다. 상기의 경우, 2화면중 어느 한쪽 화면의 주사중(각 화소의 투과율이 가장 높은 상태로 되어 있는때)에 백라이트가 점등하는 5개의 명(明)영역과, 어느 화면에서도 주사중은 백라이트가 소등 상태인 5개의 암(暗)영역으로 표시화면이 분할된다. 이 휘도 변화는 표시화면중의 명 영역 및 암 영역의 수에 상응한 일정 주파수에서 발생한다. 이 표시화면중의 휘도 변화를 제12(c)도에 나타내고 있다.
상기 경우의 명 영여과 암 영역 사이의 휘도 변화폭은, 전술한 2수직기간에 짝수회의 점멸이 행해지도록한 PWM 조광의 경우의 절반이다(제8(b)도 및 제12(c)도 참조). 이것은, 2수직기간에 짝수회 점멸하는 경우 명 영역에서는 2화면중 어느쪽 화면의 주사중에도 백라이트가 점등하는데 대하여, 상기의 경우 명 영역에서는 2화면중 어느 한쪽 화면의 주사중에 밖에 백라이트가 점등하지 않기 때문이다.
또한, 상기 경우의 휘도 변화의 주파수는, 전술한 2수직기간에 짝수회의 점멸이 행해지도록한 PWM 조광의 경우와 비교하여 2배가 된다. 즉, 2수직기간에 짝수회 n0(제8(a)도에서는 6회) 점멸하는 경우, 표시화면내에 (n0/2)개(제8(b)도에서는 3개)의 명 영역 및 암 영역이 형성되는데 대하여, 2수직기간에 3 이상의 홀수회 n0(제12(a)도에서는 5회)의 점멸이 행해지면 표시화면내에 n0개(제12(a)도에서는 5개)의 명 영역 및 암 영역이 형성된다(제8(b)도 및 제12(c)도 참조).
상기와 같이, 2수직기간에 3회 이상의 홀수회의 점멸이 행히지도록한 PWM 조광을 행하는 경우, 2수직기간에 짝수회의 점멸이 행해지도록한 PWM 조광을 행하는 경우에 비하여, 표시화면내의 휘도 변화폭을 1/2배, 휘도 변화의 주파수를 2배로 할 수 있기 때문에, 플리커를 크게(약 1/4배로) 저감시킬 수 있다.
또한, 상기에서는, 2수직기간에 3회 이상의 홀수회의 점멸이 행해지도록한 PWM 조광의 듀티율을 40%로 하여 설명하였으나, 이하에 설명하는 바와 같이, 듀티율을 50% 또는 그 이상으로 한 경우에도, 플리커 발생을 방지할수 있다.
2수직기간에 5회의 점멸주기에서 듀티율을 50%로 한 경우를 제13(a)도-제13(c)도에 나타낸다. 이 경우, 제13(a) 및 13(b)도에 나타낸 바와 같이, 1화면째의 점등부(1·2·3)와 2화면째의 소등부가 완전히 겹침과 동시에, 1화면째의 소등부와 2화면째의 점등부(4·5)가 완전히 겹치고, 표시화면내에 명 영역과 암 영역이 생기지 않고, 제13(c)도에 나타낸 바와 같이 표시화면의 전체 면의 휘도가 대략 균일하게 된다. 따라서, 이 경우는 플리커가 일어나지 않는다.
또한, 2수직기간에 5회의 점멸주기에서 듀티율을 70%로 한 경우를 제14(a)도-제14(c)도에 나타낸다. 이 경우, 제14(a) 및 14(b)도에 나타낸 바와 같이, 표시화면내에 1화면째의 점등부와 2화면째의 소등부가 겹치는 영역이 존재하지만, 양 화면 모두 소등부로 되는 영역은 존재하지 않는다. 이 경우, 제14(c)도에 나타낸 바와 같이 2화면중 어느쪽 화면의 주사중(각 화소의 투과율이 가장 높은 상태로 되어 있을때)에도 백라이트가 점등하는 5개의 명 영역과, 2화면중 어느 한쪽 화면의 주사중에 백라이트가 점등하는 5개의 암 영역으로 표시화면이 분할된다. 이 경우의 명 영역과 암 영역 사이의 휘도 변화폭은 듀티율이 50% 미만인 때와 같다(제12(c)도 및 제14(c)도 참조). 따라서, 듀티율이 50% 미만인 때와 같은 이유로 플리커를 억제할 수 있다.
또한, 상기에서는, 2수직기간에 대하여만 고려하였으나, 3수직기간 이상에 대하여도 상기와 같은 고려가 성립한다. 예를들면, 3수직기간에 대하여 3의 배수(즉, 3,6,9…)회의 점멸로 되는 PWM 조광주기의 경우, 모든 화면의 점등부가 완전히 겹치고, 2수직기간에 짝수회의 점멸이 행해지는 경우와 같은 명암 패턴이 표시화면상에 형성된다. 한편, 3수직기간에 대하여 3의 배수 이외의 4 이상의 정의 정수(즉, 4,5,7…)회의 점멸로 되는 PWM 조광주기의 경우, 3수직기간을 기본 단위로 하여 고려하면, 2수직기간에 3회 이상의 홀수회의 점멸이 행해지는 경우와 같이, 3수직기간에 대하여 3의 배수회의 점멸보다도 표시화면내의 휘도 변화폭이 작고, 또한, 휘도 변화의 주파수가 높은 명암 패턴을 형성할 수 있다.
즉, n 수직기간(n은 2 이상의 정수)에 m회의 점멸(m은 n보다 크고, 또한, n의 배수 이외의 정수)을 행하도록 하는 PWM 조광주기로 함으로써 효과적으로 플리커 발생을 방지할 수 있다. 또한, 종래 기술의 란에서 설명한 PWM 조광 점멸 주파수 fsw=수직 동기 주파수 fv의 경우의 PWM 조광은 2수직기간에 2회(즉, 짝수회)의 점멸이 행해지는 PWM 조광에 해당한다.
또한, 2수직기간의 점멸 회수가 정수로 되지 않은 경우의 일예로서, 2수직기간의 점멸 회수가 5.6회(듀티율 50%)인 경우를 제15(a)도-제15(d)도에 나타낸다. 또한, 제15(b)도는 제15(a)도의 1화면째와 2화면째의 시간축을 겹치게한 것이고, 제15(c)도는 제15(a)도의 3화면째와 4화면째의 시간축을 겹치게 한 것이다. 또한, 제15(d)도는 제15(c)도에 대응한 표시화면중의 휘도 변화를 나타내고 있다. 이 경우, 표시화면내의 명 영역과 암 영역과 중간 영역이 모두 변화하고, 위치 고정된 명암 패턴은 형성되지 않으나, 일정 패턴에서 시프트(shift)한다. 상기의 경우, 명 영역은 2화면중 어느쪽 화면의 주사중에도 백라이트가 점등하는 영역이고, 암 영역은 2화면중 어느쪽 화면의 주사중에도 백라이트가 소등하는 영역이고, 그리고 중간 영역은 명 영역과 암 영역의 중간의 휘도를 가지는 영역이고, 2화면중 어느 한쪽 화면의 주사중에 백라이트가 점등하는 영역이다. 이 경우의 표시화면내의 휘도 변화폭은 2수직기간에 3회 이상의 홀수회의 점멸주기로 한 경우 보다도 크다.
또한, 2수직기간의 점멸 회수가 5.6회라고 하는 것은, 5수직기간의 점멸 회수가 14회라고 하는 것으로 되고, 5수직기간을 단위로 하여 고려하면 표시영역내의 휘도 변화폭은 작고, 플리커 방지 효과가 기대될 수 있다. 단, 상술한 바와 같이 2∼4화면을 단위로 하여 본 경우에 표시화면내의 휘도 변화폭은 크게 되어 있다. 또한, 휘도 변화의 주파수도 낮은 주파수로 된다. 이것을 구체예를 들어 설명하면, NTSC 방식이면 수직 동기 주파수는 60Hz이므로 PWM 조광 주파수는 168Hz로 되고 5수직동기기간마다 반복되는 고정된 명암 패턴의 주파수는 12Hz로 된다. 일반적으로, PWM 조광 주파수(fp)를, 수직 동기 주파수(fv)와 PWM 조광 주파수(fp)와의 공약수로 나눈 주파수에서 휘도 변화가 일어난다. 2수직기간의 점멸 회수가 5.6회와 같이 2수직기간의 점멸 회수가 정수로 되지 않는 경우, 휘도 변화의 주파수는 낮은 주파수로 된다. 이상과 같이, 2수직기간의 점멸 회수가 정수로 되지 않은 경우, 휘도 변화의 주파수가 낮은 주파수로 되고, 또한, 휘도 변화폭이 크게 되어 있기 때문에 플리커로서 인지되기 쉽게 된다. 따라서, 2수직기간에 3회 이상의 홀수회의 점멸주기로한 경우가 가장 플리커 방지 효과가 크다.
그런데, 상기와 같이 표시화면의 수직 구동 동기에 상응하여 PWM 조광 동기를 설정하면 효과적으로 플리커를 방지할 수 있으나, PWM 조광 주기와 표시화면의 구동주기가 상기의 관계(즉, n 수직기간(n은 2 이상의 정수)에 m회의 점멸(m은 n 보다 크고, 또한 n의 배수 이외의 정수)를 행한다고 하는 관계)로부터 약간이라도 벗어나 있으면, 화면에 표시되는 그림에 따라서는 플리커의 휘도 변화 주기 보다도 긴 주기(1초∼10초 정도의 주기)로 휘도 변화가 일어나는 플러터로 될 가능성이 있다. 예를들어, 상술한 PWM 조광 주파수(fp)와 수직 동기 주파수(fv)와의 관계에서, 수직 동기 주파수(fv)를 60Hz로 함과 동시에, 2수직주기의 점멸 회수를 5회보다 0.01회 벗어난 5.01회로 하면, PWM 조광 주파수(fP)는 150.3Hz로 된다. 이 경우, 벗어남 주기는 1/0.3=3.3(sec)이고, 3.3초마다 고정 명암 패턴이 반복되는 것으로 되고, 이것이 플러터로 된다. 플리커는 비교적 높은 주파수의 변동이고, 플러터는 비교적 낮은 주파수의 변동이다. 상기 플러터는 액정패널(1a)의 투과율 변화와, PWM 조광의 조광 주파수 및 조광 듀티와, 화면에 표시되는 그림과의 3개의 조건이 어떤 형으로 갖추어진때에 감지된다.
이하에, 제17(a)도-제17(g)도를 참조하여 플러터에 관하여 설명한다.
제17(a)도-제17(g)도에서는, 시간 t0로부터 시간 t2까지가 1화면기간(1수직기간)으로 되어 있다. 시간 t0는 각 화면의 개시 시간, 시간 t2는 각 화면의 종료시간에 각각 해당하고, 시간 t0의 상태와 시간 t2의 상태는 같다. 즉, 제17(a)도-제17(g)도에서는 전후의 화면의 시간축이 겹쳐진 도면으로 되어 있다.
제17(a)도는, 액정패널 화면과의 비교를 위해 CRT 화면에서의 어떤 주사선의 휘도의 경시변화(輕視變化)를 나타낸 것이다. 여기서는 논인터레이스(non-interlace)의 것으로 하여 설명한다. CRT 화면에서는, 전자선에 의해 주사될때(시간 t1)에 해당 주사선상의 휘도가 피이크로 되고, 그후, 다음(다음 화면의) 전자선에 의한 주사까지에 해당 주사선상의 휘도는 거의 제로까지 감쇠한다.
제17(b)도는, TFT 등의 화소 구동용 액티브 소자를 이용한 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정패널 화면에서의 어떤 주사선의 광투과율의 경시변화를 상기와 같이 나타내는 것이다. 또한, 백라이트의 휘도가 플래이트(flat)(패널면내 및 시간축에 휘도 변화가 없음)하면 액정패널 화면에서의 어떤 주사선의 휘도 변화를 나타내는 것으로 된다. 주사가 행해질때(시간 t1)에 해당 주사선상의 광투과율이 피이크로 되고, 그후, 다음(다음 화면의) 주사까지 해당 주사선상의 광투과율은 서서히 감쇠한다. 또한, 제17(b)도에 나타낸 액정패널 화면에서의 광투과율 변화는, 제17(a)도에 나타낸 CRT 화면에서의 휘도 변화에 비하면 작으나, 약간이지만 광투과율 변화가 있는 것을 나타내기 위해 종축의 눈금을 확대하여 나타내었다.
제17(c)도는, 여기서 고려하는 플러터의 설명을 위해 제17(b)도의 종축의 눈금을 더욱 확대한 것이다.
제17(d)도 및 제17(e)도는 PWM 조광이 행해져 있는 백라이트 자체의 경시적인 휘도 변화를 나타내는 것이다. PWM 조광 주기와 표시화면의 구동주기를 동기시키지 않으면 1초∼10초 정도의 주기에서 제17(d)도의 위상으로부터 제17(e)도의 위상으로, 또 그의 역으로 PWM 조광의 위상이 변화하는 것은 피하기 어렵다. 제17(d)도에서는, 주사가 행해진 시간 t1에서의 백라이트의 휘도가 고휘도로 되어 있다. 한편, 제17(e)도에서는 주사가 행해진 시간 t1에서의 백라이트의 휘도가 저휘도로 되어 있다.
제17(f)도는 상술한 액정패널의 투과율 변화를 확대한 제17(c)도와 제17(d)도와를 조합시킨 것이고, 제17(d)도의 위상으로 PWM 조광이 행해진 경우에서의 액정패널 화면에서의 어떤 주사선의 휘도 변화를 나타내고 있다. 이 경우, 광투과율이 최소로부터 최대로 변화한때(주사가 행해진 시간 t1)에 백라이트의 휘도가 고휘도이므로 시간 t1에서 액정 표시의 휘도 변화가 일어나는 것으로 된다.
제17(g)도는, 상술한 액정패널의 투과율 변화를 확대한 제17(c)도와 제17(e)도와를 조합시킨 것이고, 제17(e)도의 위상으로 PWM 조광이 행해진 경우에서의 액정패널 화면에서의 어떤 주사선의 휘도 변화를 나타내고 있다. 이 경우, 광투과율이 최소로부터 최대로 변화한때(주사가 행해진 시간 t1)에 백라이트의 휘도가 저휘도이므로 시간 t1에서는 액정표시의 휘도변화가 일어나지만 약간이고, 그후, 백라이트 휘도가 고휘되로 되는 시간 t1'에서 액정 표시의 휘도의 큰 변화가 일어나는 것으로 된다.
상술한 바와 같이, PWM 조광 주기와 표시화면의 구동주기를 동기시키지 않으면, 제17(d)도, 제17(e)도와 같이 백라이트의 PWM 조광의 위상이 어긋남이 일어나고, 이 결과, 제17(f)도, 제17(g)도와 같이 액정표시의 휘도 변화가 일어나는 타이밍이 변하는 것으로 된다. 제17(d)도와 제17(e)도와의 위상 어긋남은 180°이지만, 이와 같은 180° 위상 어긋남이 일어나는 주기를 T로 하면 2T의 주기에서 플러터가 발생하는 것으로 된다.
또한, 플러터 현상은 다음과 같은 경우에도 발생한다. 예를들면, 어떤 화면의 상하 방향(수직방향)의 휘도 분포가 제16(a)도이고, 이 화면중의 A라인은 명 영역에 존재하는 것으로 한다. PWM 조광주기와 표시화면의 구동주기와의 상기 관계를 항상 일정하게 유지하는 것은 곤란하고, 양 주기의 상관 관계가 상기 조건으로부터 약간이라도 벗어나 있으면 표시화면상의 휘도분포 패턴(명암 패턴)은 시간축 방향으로 계속 벗어나고, T 시간후에는 180° 위상이 어긋나 제16(b)도에 나타낸 바와 같이 상기 A라인이 암 영역에 존재하는 휘도패턴으로 된다. 즉, 2T의 주기에서 휘도 변화(휘도의 변이)가 발생한다. 1초∼10초 정도의 주기에서 상기와 같은 휘도 변화가 발생하면 플러터로서 감지되도록 된다.
상기와 같은 플러터 현상은 소정 화면마다 PWM 조광주기와 표시화면의 수직구동주기를 동기시킴으로써 방지될 수 있다.
그래서, 본 실시예에서는, 2수직기간에 5회의 점멸주기에서 PWM 조광을 행함과 동시에, 2화면마다 PWM 조광주기와 표시화면의 구동주기를 동기시키는 구성의 PWM 조광구동회로부(7)에 관하여 설명한다.
제1도에 도시된 바와 같이, 상기 PWM 조광구동회로부(7)는, 표시 패널용 수직동기신호(Vsy)를 2분주(分周)하는 2분주 회로(8)와, 상기 2분주 회로(8)의 출력과 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)에 의거하여 2수직주기 마다 1수평주기 펄스폭의 동기용 펄스(2Tv)를 출력하는 동기식 세트/리세트 회로(9)와, 판별 신호(N/P)와 상기 동기용 펄스(2Tv)와 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)에 의거하여 2수직기간을 5분할하여 동기의 펄스신호(2/5Tv)를 발생하는 2수직기간 5분할 회로(10)(분주 수단)와, 상기 신호(2/5Tv)에서 리세트하고, 리세트후에 시스템 제어 회로(2b)로부터의 조광용 디지탈 제어 신호(DATA)로 설정된 수의 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 카운트하여 리세트 펄스(PR)를 형성하는 펄스 카운트 회로(11)(카운트 수단)와, 상기 신호(2/5Tv)와 상기 리세트 펄스(PR)에 의거하여 백라이트의 점등기간을 결정하는 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)를 발생하는 PWM 조광 점등 펄스 발생회로(12)를 구비하고 있다. 이 PWM 조광구동회로부(7)의 회로 구성의 일예를 제2도에 나타낸다.
또한, 상기 2분주 회로(8)와 동기식 세트/리세트 회로(9)에 의해 특허청구의 범위에 기재된 동기 수단이 구성되어 있다.
정규 텔레비전 방송 방식인 NTSC 방식에서는 2수직기간이 525수평기간이고, PAL 방식에서는 2수직기간이 625수평기간이며, 2수직기간내의 수평동기신호의 펄스수는 정해져 있다. 따라서, 상기 2수직기간 5분할 회로(10)는, 수평동기신호를 분주하는 것으로 PWM 조광주기를 얻도록 되어 있다. 이 실시예에서, 2수직기간에 5회의 점멸로 하는 PWM 조광주기로 정한 것은 5가 525와 625와의 공약수이기 때문이다. 또한, 525와 625와의 공약수에서 3 이상으로 되는 것은 5만이 아니라 25도 있지만 2수직기간에 25회의 점멸로 하는 것은 점멸 주파수가 너무 높게 되어 부적당하다. 상기 2수직기간 5분할 회로(10)는, NTSC 방식의 경우에 수평동기신호를 105분주하고, 한편, PAL 방식의 경우에 수평동기신호를 125분주하는 것에 의해 PWM 조광주기를 얻는다. 따라서, NTSC 방식의 경우의 점멸 주파수는 150Hz, PAL 방식의 경우의 점멸 주파수는 125Hz로 된다.
상기 인버터부(5)는, 제3도에 나타낸 바와 같이, 자여진(self-excited)의 전압 공진형 발진 회로이고, 기본적으로는, 정전류화용 인덕턴스 코일(쵸크 코일)(L), 인버터 트랜스(IT), 공진 콘덴서(C), 푸시-풀(push-pull) 스위치 동작의 트랜지스터(Q1·Q2), 상기 트랜지스터(Q1·Q2)의 구동 제어용 트랜지스터(Q3), 정전류화용 밸러스트(ballast) 콘덴서(C0)로 구성되어 있다.
상기 형광관(4)으로서는, CCFT(Cold Cathode Fluorescent Tube:냉음극 형광관)이 사용되고 있다.
상기 구성에서, 액정표시장치의 동작을 이하에 설명한다.
제1도에 나타낸 바와 같이, 텔레비전 수상기나 비데오 테이프 레코더(VTR) 등의 외부장치로부터 NSTC 방식 또는 PAL 방식의 텔레비전 신호의 영상 신호(VBS)(제4(a)도 참조)가 액정표시장치의 영상 처리/시스템 제어부(2)에 입력되면, 먼저 영상 처리/시스템 제어부(2)의 영상처리 회로(2a)가 상기 영상 신호(VBS)로부터 3원색(R,G,B)의 영상 신호(VR,VG,VB)(제4(d)도 참조)와 복합동기신호(Csy)(제4(b)도 참조)를 분리하여, 이들 신호(VR,VG,VB)를 액정 모듈(1)로 출력한다. 또한, 상기 영상 처리 회로(2a)는 상기 영상 신호(VBS)가 NSTC 방식인가 PAL 방식인가를 판별하는 판별 신호(N/P)도 액정 모듈(1)로 출력한다.
액정 모듈(1)에서는, 액정패널용 동기 형성부(1d)가 상기 복합동기신호(Csy)에 의거하여 표시 패널용 수직동기신호(Vsy)(제4(c)도 참조) 및 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)(제4(e)도 참조)를 형성하고, 상기 Vsy및 Hsy를 표시 패널용 조명 장치(3)의 PWM 조광구동회로부(7)로 출력한다. 또한, 판별신호(N/P)도 액정 모듈(1)로부터 PWM 조광구동회로부(7)로 보내진다.
상기 PWM 조광구동회로부(7)에서는, 2분주 회로(8)가 상기 액정 모듈(1)로부터의 주파수 fv(NTSC 방식:60Hz, PAL 방식:50Hz)의 표시 패널용 수직동기신호(Vsy)(제5(a)도 참조)를 2분주하고, 주파수 fv(NTSC 방식:30Hz, PAL 방식:25Hz)의 신호 SR(제5(b)도 참조)을 동기식 세트/리세트 회로(9)로 출력한다.
상기 동기식 세트/리세트 회로(9)는 동기식 모노멀티바이브레이터로 구성되고, 상기 동기식 세트/리세트 회로(9)의 출력 신호(SR)와 액정 모듈(1)로부터의 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)(제5(d)도 참조)에 의거하여 2수직기간 마다 1수평주기(1H) 펄스폭의 동기용 펄스(2Tv)(제5(c)도 참조)를 형성하고, 2수직기간 5분할 회로(10)로 출력한다.
상기 2수직기간 5분할 회로(10)는, 상기 액정 모듈(1)로부터의 판별 신호(N/P)에 의거하여 카운터 세트값을 105와 125와로 바꾸는, 리세트를 가진 다운 카운터(예를들면, 제2도에 나타낸 74HC40103)를 구비하고 있다. 이 2수직기간 5분할 회로(10)는 상기 동기식 세트/리세트 회로(9)로부터의 동기용 펄스(2Tv)에서 리세트함과 동시에, NTSC 방식에서 105수평주기마다, PAL 방식에서 125수평주기 마다 자기(自己) 리세트를 걸고 액정 모듈(1)로부터의 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 NSTC 방식(2수직기간은 525수평기간)에서 105분주하고, PAL 방식(2수직기간은 625수평기간)에서 125분주한다. 또한, 상기 2수직기간 5분할 회로(10)는, 동기용 펄스(2Tv)에 의한 리세트를 자기 리세트보다도 우선시킨다. 즉, 동기용 펄스(2Tv)에 의한 리세트후에 합계 4개의 자기 리세트를 행하고, 그 다음의 (5회째의) 자기 리세트를 행하지 않고 동기용 펄스(2Tv)에 의한 리세트를 우선시킨다. 이것에 의해, 2수직기간 5분할 회로(10)는, NTSC 방식 또는 PAL 방식중 어느 경우에도 2수직기간 마다 동기를 행하면서 2수직기간에 5펄스(펄스폭은 1수평기간폭)의 펄스 신호(2/5Tv)(제5(e)도 참조)를 형성한다. 이 신호(2/5Tv)는 펄스 카운트 회로(11) 및 PWM 조광 점등 펄스 발생 회로(12)로 보내진다.
상기 펄스 카운트 회로(11)는, 리세트를 가진 다운 카운터(예를들면, 제2도에 나타낸 74HC40103)로 구성되고, 시스템 제어 회로(2b)로부터의 조광용 디지탈 제어 신호(DATA)에 의거하여 카운터 세트값을 설정함과 동시에, 상기 2수직기간 5분할 회로(10)로부터의 신호(2/5Tv)에서 리세트한다. 이 펄스 카운트 회로(11)는, 상기 신호(2/5Tv)에 의한 리세트시부터 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)에 의거한 카운트 다운을 개시하고, 카운터 세트값과 동수의 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)가 입력된때 리세트 펄스(PR)(제5(f)도 참조)를 출력한다.
상기 PWM 조광 점등 펄스 발생 회로(12)는, 상기 2수직기간 5분할 회로(10)로부터의 신호(2/5Tv)에서 세트하고, 상기 펄스 카운트 회로(11)로부터의 리세트 펄스(PR)에서 리세트하는 것으로, 상기 제어 신호(DATA)에 상응한 수평 동기 펄스 갯수분의 기간폭의 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)를 발생한다. 상기 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)는 인버터부(5)로 입력되어 그 인버터부(5)를 발진시킨다.
상기 인버터부(5)는, PWM 조광구동회로부(7)로부터의 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)가 L레벨로 된때 발진 모드로 되어 형광관(4)에 전압을 인가하고, 상기 VPWM이 H레벨로 된때 발진 정지 모드로 이행한다.
이상에 의해, 2수직기간에 5회의 점멸주기로 PWM 조광이 행해지는 것으로 되어 효과적으로 플리커 발생을 방지할 수 있고, 또한, 2수직기간 마다 PWM 조광주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 동기가 행해지므로 플러터 발생도 방지할 수 있다.
특히, 상기의 2수직기간 마다의 PWM 조광주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 동기는, VTR에서의 특수재생(슬로우 재생이나 스틸 재생 등)에 의해 얻어지는 신호 등의 정규방송 형식의 규격에서 벗어난 영상 신호에 대하여 유효하다.
즉, 예를들어 텔레비전 수상기의 수신 신호와 같이 정규 방송 형식의 규격에 대략 적합하여 있는 영상 신호의 경우, 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 분주하여 얻은 주기에 의거하여 PWM 조광하면 상기와 같은 2수직기간 마다의 동기를 행하지 않고서도 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 사이의 위상 어긋남이 비교적 일어나기 어렵다. 이 때문에, 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 분주하여 PWM 조광주기를 얻는 것으로 플러터 방지 효과가 기대될 수 있다.
그러나, VTR의 특수 재생에 의한 영상 신호에서는, 정규 방송 형식의 규격에 대하여 동기 신호의 동기 어긋남이 일어나고, 1수직기간내의 수평동기신호의 펄스수가 규격치에서 벗어나는 일이 많다. 이 경우, 만약 상기와 같은 2수직기간 마다의 동기를 행하지 않고 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 분주하여 얻은 동기만에 의거하여 PWM 조광하면, 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 사이에 위상 어긋남이 일어나 플러터가 발생하기 쉽다. 그래서, 상기와 같은 2수직기간 마다의 동기를 행함으로써 확실히 플러터를 방지할 수 있다.
이 실시예에서는, NTSC 방식에서의 PWM 조광 점멸 주파수가 150Hz(PAL 방식의 경우는 125Hz)로 되고 종래의 PWM 조광 점멸 주파수 300∼400Hz에 비하여 약 1/2로 되어 있다. 또한, 2수직기간에 3회의 점멸주기로 하면, 더욱 PWM 조광 점멸 주파수를 낮출 수 있다. 이와 같이, 본 발명을 적용하면, 플리커를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 PWM 조광 점멸 주파수를 종래보다도 낮게할 수 있다. PWM 조광 점멸 주파수를 낮게할 수 있으면, 인버터부(5)의 쵸크 코일(L)(제3도 참조)로부터 발생되는 소리울림을 감소시킬 수 있다.
즉, PWM 조광 점멸 주파수가 낮게 되면, 당연히 쵸크 코일(L)에서 발생하는 전자 노이즈의 기본 주파수도 저하한다. 음파의 주파수는 인간의 청각에 영향을 주고, 일반적으로 약 600Hz 이하에서는 물리적인 음향 레벨이 같아도 음파의 주파수의 저하와 함께 듣기 어렵게 된다. 이 실시예에서 발생하는 전자 노이즈의 기본파의 주파수는 150Hz이고, 이것은 종래의 전자 노이즈의 기본파의 주파수 300∼400Hz의 약 1/2이므로 약 1/2의 청각레벨에서 밖에 감지되지 않는다. 또한, 1회의 점멸에 의해 발생하는 소리울림의 에너지는 대략 일정하므로 PWM 조광 점멸 주파수가 약 1/2로 되면, 소리울림의 에너지의 총량(음향 레벨)도 약 1/2로 된다. 즉, PWM 조광 점멸 주파수를 종래의 약 1/2로 저하시키면 청각 레벨과 소리울림 에너지와의 관점에서 소리울림을 약 1/4로 할 수 있다.
그런데, 액정 패널(1a)의 휘도의 설정, 즉, 형광관(4)의 점멸기간의 설정은 시스템 제어 회로(2a)로부터의 제어 신호(DATA)에 의해 행해진다.
상기 시스템 제어 회로(2b)에 의한 점등기간의 설정은, PWM 조광의 1주기내의 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)의 펄스수를 지정하는 것에 의해 행해진다. 따라서, NTSC 방식에서는 상기 수평동기신호(Hsy)의 펄스수가 1∼105(전점등)의 105단계, PAL 방식에서는 그 펄스수가 1∼125(전점등)의 125단계로 설정가능하다. 그러나, 이 실시예에서는, 전점등 또는 전소등으로 하지 않은 경우에 점등기간(PWM 조광 점등 펄스(VPWM)의 점등기간 펄스폭)에 상한 및 하한을 마련하고 있다. 이 이유를 이하에 설명한다.
제3도의 인버터부(5)는 PWM 조광구동회로부(7)로부터의 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)가 L레벨로 되면 발진 모드로 옮겨지지만, 그후, 인버터부(5)의 발진 출력을 얻어 형광관(4)이 최초로 점등하기까지에 어느 정도의 시간을 요한다. 이것을 제3도 및 제6도를 사용하여 다음에 설명한다.
제6도중의 a로부터 b까지의 기간은, PWM 조광 점등 펄스(VPWM)가 H레벨로부터 L레벨로 바뀐후 트랜지스터(Q1·Q2)가 ON하기 까지의 기간이다. 또한, 제6도중의 b로부터 c까지의 기간은, 인버터 트랜스(IT)의 인덕턴스(LIT)는 정전류(定電流)화용 인덕턴스 코일(L)의 인덕턴스(LL)보다도 충분히 작은(LIT《LL)것으로부터 트랜스 전압(VT)이 그라운드(ground) 전위에 있는 기간이다. 제6도중의 시간 c로부터 인버터 트랜스(IT)에 전압이 걸려 발진으로 옮겨가지만 트랜스 출력(V0)에 발진 파형을 얻는 것이 시간 d로부터이다. 그리고, 인버터부(5)의 발진 출력 전압이 형광관(4)의 방전 개시 전압보다도 높게 되어 형광관(4)이 방전을 개시하는 것이 시간 e로부터이고, 또한, 정상의 방전 전류로 되는 것이 시간 f로부터이다.
따라서, 백라이트용 전력 공급부(6)로부터 인버터부(5)에 전압(VB)이 공급되면서도 시간 f까지는 형광관(4)이 점등하지 않고, 이 기간은 백라이트용 전력 공급부(6)로부터의 공급 전류(IB)와 공급전압(VB)을 곱한 전력을 쓸데없이 소비하고 있는 것으로 된다. 또한, 발진 모드에의 이행시 과도 현상에 의해 상기의 전류(IB)는 피이크에서 정상의 약 2배로 되어 인버터 트랜스(IT), 공진 콘덴서(C) 및 트랜지스터(Q1·Q2)와 같은 부품에는 정상 전압의 2배 정도의 전압이 인가된다. 이 때문에, 부품에 큰 부하가 걸린다.
또한, 상기의 전류의 과도 변화는, 백라이트용 전력 공급부(6)의 전원 그라운드의 전위와 인버터부(5)의 인버터 그라운드의 전위와로 변화를 일으킨다. 종래 기술란에 설명한 아날로그 방식의 PWM 조광 구동 회로(제21도 참조)에서는, 그 회로 입력 신호에 상기의 변화가 중첩되고 조광 변동을 일으키지만, 본 실시예의 디지탈식 PWM 조광구동회로부(7)에서는 종래와 같은 조광 변동이 일어나지 않는다.
한편, 인버터부(5)는 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)가 H레벨로 되면 발진 정지 모드로 옮겨지지만, 이때의 인버터 트랜스(IT)와 공진 콘덴서(C)와의 공진 주파수(트랜지스터(Q1·Q2)가 OFF로 되고 발진시와 공진 주파수가 다르다)는 높고 선택도가 높게 되며, 시간 i에서 정상의 약 5배의 서어지 전압이 발생되고, 부품에 과대한 부하가 걸린다. 이 서어지 전압은 고주파수와 고전압이고 노이즈 발생을 초래한다.
제6도중의 a로부터 f까지의 기간은 약 30μsec이고, 또한, 상기와 같은 서어지 전압이 발생하는 i로부터 k까지의 기간도 30μsec정도이다. 또한, d로부터 g까지의 기간은 정상에 비하여 전류가 크고 전압도 높기 때문에 이 기간에 발진 정지로 되면 정상의 10배의 서어지 전압이 발생할 수 있다. f로부터 g까지의 기간은 30μsec, 즉, a로부터 g까지의 기간은 약 60μsec이고, PWM 조광 점등 펄스(VPWM)의 L레벨 기간은 적어도 60μsec는 필요한 것으로 고려된다.
NTSC 방식의 1수평기간은 63.5μsec, PAL 방식의 1수평기간은 64.0μsec이고, PWM 조광구동회로부(7)가 출력하는 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)를 1수평기간으로 하여도 좋으나, 이것에서는 실제의 형광관(4)의 점등기간이 30μsec정도 밖에 되지 않고 2수평기간의 경우에 비하여 극단으로 점등기간이 짧게 되어 버린다. 또한, 신뢰성의 것도 고려하면, PWM 조광 점등 펄스(VPWM)의 최저 펄스폭은 2수평기간으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 인간의 밝기에 대한 느낌은 대수적이고, 예를들어 NTSC 방식에서 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)를 105수평기간으로 하여 전점등으로 한 경우와, 상기 VPWM을 100수평기간으로한 경우에서는, 그 정도 큰 휘도차로 되어 나타나지 않는다(Log 1.05정도의 차). 한편, 발광 효율과 노이즈의 면에서 소등기간을 설정한 경우와 전점등과를 비교하면, 단연, 전점등의 쪽이 유리하다. 이 때문에, 최대 점등기간에 제한을 두는 것이 바람직하다. 예를들어, NTSC 방식이면 100수평기간 정도, PAL 방식에서도 120수평기간정도로 최대 점등기간을 제한하여도 실용상(휘도 조정상) 문제는 없다.
또한, 점등기간에 상한 및 하한을 두지 않으면 125단계의 설정을 가능하게 하기 위해 7비트의 제어신호(DATA)가 필요하게 된다. 그래서, 7비트 중의 하위 2비트의 정보를 고정으로 하면 제어 신호(DATA)를 5비트로 할 수 있다. 예를들어, 하위 2비트를 2에 고정하면 NTSC 방식에서 2∼102수평기간, PAL 방식에서 2∼122수평기간의 범위에서 점등기간을 변화시킬 수 있고(조광비 50:1 이상), 또한, 하위 2비트를 0으로 고정하면 NTSC 방식에서 4∼100수평기간, PAL 방식에서 4∼120수평기간의 범위에서 점등기간을 변화시킬 수 있다(조광비 25:1 이상).
상기 시스템 제어 회로(2b)는 액정표시장치에 설치되어 있는 도시되지 않은 휘도 조절 조작부의 조작량에 따른 제어신호(DATA)를 PWM 조광구동회로부(7)로 출력하도록 되어 있다. 예를들어, 휘도 조절 조작부의 휘도 업-다운 버튼을 조작할 때 마다 2,4,8,16,32,64,128(실제는 NTSC 방식:105, PAL 방식:125) 수평기간에 대응하는 제어신호(DATA)를 발생한다. 이것에 의해, 각 레벨을 배가하여 얻은 7개 레벨의 휘도가 달성될 수 있다. 또한, 상기 중간 레벨의 휘도를 얻는데 3,6,12,24,48,96 수평기간에 대응하는 제어신호(DATA)를 발생시키면 된다.
또한, 상기 PWM 조광구동회로부(7)는 디지탈식이고, 시스템 제어 회로부(2b)로부터의 디지탈 제어 신호(DATA)에 의해 점등기간을 1수평기간 단위로 조정 가능하고, 예를들어, 백라이트의 상태(백라이트용 전력 공급부(6)의 전원 전압, 형광관(4)의 관전류, 형광관(4)의 온도 등), 실제의 휘도, 사용시의 주위 밝기, 또는 표시 모드 등에 따라 용이하게 휘도 보정을 행할 수 있다. 이 구체예를 다음에 나타낸다.
본 실시예의 액정표시장치에는, 제1도에 나타낸 바와 같이, 외래광의 광강도를 전기신호로 변환하는 광 검출기(30)가 설치되어 있고 시스템 제어 회로(2b)가 주위의 밝기를 인식할 수 있는 구성으로 되어 있다. 그리고, 시스템 제어 회로(2b)는 주위의 밝기에 따라 제어신호(DATA)를 바꾸고 형광관(4)의 점등기간을 자동조정한다. 예를들어 밝은 날의 옥외에서는 점등기간을 길게하여 휘도가 보다 높게 되도록 자동 보정한다.
또한, 상기 시스템 제어 회로(2b)는 백라이트용 전력 공급부(6)의 전원 전압을 감시하는 기능을 가지고 있어, 전원 전압이 소정치 이상으로 저하하면 점등기간이 길게 되도록 PWM 조광구동회로부(7)로 출력하는 제어신호(DATA)를 변경시킨다.
또한, 본 실시예의 액정표시장치에는, 제1도에 나타낸 바와 같이, 형광관(4)의 관면 온도를 전기신호로 변환하는 온도 검출부(31)가 설치되어 있고, 시스템 제어 회로(2b)가 형광관(4)의 관면 온도를 감시하는 구성으로 되어 있다. 형광관(4)의 관면 온도와 휘도와의 사이에는, 형광관(4)의 관면 온도가 어떤 온도(예를들어 35℃)로 되면 휘도가 최대로 되고, 그 온도가 어떤 온도 이하(예를들어 25℃ 이하)로 되면 휘도가 급격히 저하한다고 하는 일정한 관계(온도-휘도 특성)가 있다. 그래서, 시스템 제어 회로(2b)는, 형광관(4)의 관면 온도에 따라 제어신호(DATA)를 바꾸고, 형광관(4)의 점등기간을 자동 조정한다.
또한, 제1도에 나타낸 바와 같이, 광원의 휘도를 직접적으로 검출하는 휘도 검출기(32)를 설치하여, 이 검출기(32)의 검출량이 일정하게 되도록 형광관(4)의 점등기간을 자동 제어하는 것도 당연할 수 있다.
또한 NTSC 방식이나 PAL 방식의 영상 신호의 표시 모드외에, 예를들어 컴퓨터 그래픽 표시 모드를 가지고 있고, 표시 모드의 전환이 가능한 액정표시장치의 경우에는, 표시모드에 따라(즉, 영상의 내용에 의해) 제어신호(DATA)를 바꾸고 형광관(4)의 점등기간을 자동 조정한다.
이상과 같이, 본 실시예의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 액정패널(1a)과, 상기 액정 표시 패널(1a)에 주기적으로 구동 신호(게이트 신호)를 공급하여 액정 표시 패널에 주기적 화면표시를 행하게 하는 액정 드라이버(1b)와, 상기 액정 표시 패널(1a)의 배면측에 설치된 형광관(4)과, 상기 형광관(4)을 구동시키는 인버터부(5)와, 상기 형광관(4)을 주기적으로 점멸시키도록 상기 인버터부(5)를 제어하고, 1점멸주기내의 점등기간과 소등기간과의 시간 비율을 바꾸는 것에 의해 조광을 행하는 PWM 조광구동회로부(7)를 구비하고 있고, 상기 PWM 조광구동회로부(7)가, 액정표시 패널의 n 화면표시(n 수직)기간(n은 2 이상의 정수)에 m회(m은 n보다 크고, 또한 또한, n의 배수 이외의 정수) 상기 형광관(4)을 점멸시키는 점멸주기로 되도록 상기 인버터부(5)를 제어하는 구성이고, 이것을 제1의 특징으로 하고 있다.
이것에 의해, 상기의 조건 이외의 점멸 주기로 형광관(4)을 구동시키는 것 보다도, 표시화면내의 휘도의 변화폭이 작고, 또한, 휘도변화의 주파수가 높게 되고, 플리커를 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 2수직기간에 3회 이상의 홀수회의 점멸주기로 한 경우가 가장 플리커 방지효과가 크다. 또한, 예를들어 상기와 같이 2수직기간에 5회의 점멸주기로 하거나, 혹은 2수직기간에 3회의 점멸주기로 하는 것과 같이, PWM 조광 점멸 주파수를 비교적 낮은 주파수로 설정하는 것도 가능하고, 이 때문에, 인버터부(5)로부터 발생되는 소리울림을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 상기한 제1특징의 구성에 있어서, 추가로 액정 드라이버(1b)에 의한 액정패널(1a)의 수직구동주기에 대응한 표시 패널용 수직동기신호(Vsy)를 생성하는 액정패널용 동기 형성부(1d)를 구비하고 있고, 상기 PWM 조광구동회로부(7)는, 상기 표시 패널용 수직동기신호(Vsy)에 의거하여, 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기와를 동기시키는 동기 수단으로서의 2분주 회로(8) 및 동기식 세트/리세트 회로(9)를 구비하고, 2화면마다 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기와를 동기시키면서 상기 인버터부(5)를 제어하는 구성이고, 이것을 제2의 특징으로 하고 있다. 또한, 상기에서는 일예로서 2화면마다 동기시키는 구성을 나타내었으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
이것에 의해, 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 사이의 작은 위상어긋남도 2화면마다 보정되기 때문에, 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 사이의 상관 관계가 대략 일정하게 유지되어, 플러터 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 상기한 제1 또는 제2특징의 구성에 있어서 상기 액정 드라이버(1b)에 의한 액정패널(1a)의 수평구동주기에 대응한 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 생성하는 액정 패널용 동기형성부(1d)를 구비하고 있고, 상기 PWM 조광구동회로부(7)는, 상기 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 분주하는 분주 수단으로서의 2수직기간 5분할 회로(10)를 구비하여, 상기 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 분주하는 것에 의해 형광관(4)의 점멸주기를 얻도록 하는 구성이고, 이것을 제3의 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 수직구동주기와 상관 관계가 있는 수평구동동기에 대응한 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 분주하여 형광관(4)의 점멸주기를 얻는 것에 의해, 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기사이의 위상 어긋남을 적게할 수 있고, 플러터 발생을 방지할 수 있다. 또한, 종래에서는, 3각파 발진 회로(제21도 참조)인 발진 수단을 이용하여 점멸주기를 결정하고 있고, 그 발진 수단이 인버터 회로에서 발생하는 노이즈의 영향을 받음으로써 점멸주기가 일정하지 않은 문제가 있었으나, 상기와 같이 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 분주하여 점멸주기를 얻는 것에 의해, 인버터부(5)에서 발생하는 노이즈의 영향을 받는 일이 없고 안정된 점멸주기가 얻어진다.
상기한 제3특징의 구성에 있어서, NTSC 방식의 영상 신호를 처리하여 액정패널(1a)에 나타내는 경우에는, 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 105분주하고, 또한, PAL 방식의 영상 신호를 처리하여 액정패널(1a)에 나타내는 경우에는, 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 125분주하고, 2수직기간에 5회의 점멸주기로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, NTSC 방식 또는 PAL 방식의 규격에 적합한 영상신호에 대하여 형광관(4)의 점멸주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 동기 관계를 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 상기한 제3특징의 구성에 있어서, NTSC 방식과 PAL 방식의 영상신호를 어느것이나 액정패널(1a)에 표시할 수 있는 것이어서, 상기 영상신호가 NTSC 방식인가 또는 PAL 방식인가를 판별하여 판별 결과에 상응한 판별신호(N/P)를 생성하는 판별 수단으로서의 영상 처리 회로(2a)를 구비하고 있고, 상기 PWM 조광구동회로부(7)는, 상기 판별 신호(N/P)에 의거하여 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)의 분주의 전환을 행하고, NTSC 방식의 영상신호인 때는 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 105분주하는 한편, PAL 방식의 영상신호인때는 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 125분주하는 구성이고, 이것을 제4의 특징으로 하고 있다.
이것에 의해, NTSC 방식과 PAL 방식 모두의 텔레비전 방식의 영상신호에도 대응할 수 있다.
또한, 본 실시예의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 상기한 제3 또는 제4특징의 구성에 있어서, 상기 형광관(4)의 점멸의 1주기 내에서의 점멸기간을 설정하는 점등기간 설정 수단으로서의 시스템 제어 회로(2b)를 구비하고 있고, 상기 PWM 조광구동회로부(7)는, 상기 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)의 펄스수를 카운트하는 카운트 수단을 구비하고, 상기 시스템 제어 회로(2b)로 설정되는 점등기간을 상기 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)의 카운트에 의해 얻도록 한 구성이고, 이것을 제5의 특징으로 하고 있다.
이것에 의해, 종래의 아날로그 방식의 PWM 조광(제21도 참조)에서 일어나는 휘도 불안정(조광 변동)을 없게 할 수 있다. 즉, 종래의 아날로그 방식의 PWM 조광에서는, 인버터 회로에서 발생하는 노이즈가 제어 입력신호(Vct1)(제21도 참조)에 중첩되어 점등기간과 소등기간과의 시간 비율이 일정하지 않고, 휘도의 불안정을 초래하였으나, 본 실시예에서는 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)의 카운트에 의해 점등기간을 결정하기 때문에, 인버터부(5)에서 발생하는 노이즈의 영향을 받는 일이 없고, 상기의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 실시예의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 상기한 제5특징의 구성에 있어서, 상기 시스템 제어 회로(2b)는, 전점등 및 전소등이 되지 않도록 점등기간을 설정하는 경우, 미리 정해진 점등기간의 하한 보다도 짧은 점등기간의 설정을 행하지 않음과 동시에, 미리 정해진 점등기간의 상한 보다도 긴 점등기간의 설정을 행하지 않는 구성이고, 이것을 제6의 특징으로 하고 있다.
이것에 의해, 전점등과 전소등을 제외하고, 점멸의 1주기 내에서의 점등의 최소기간과 소등의 최소기간이 제한이 마련된다. 이 때문에, 매우 짧은 점등기간을 설정한 때문에 발광 효율이 나쁘게 되어 전소등과의 차이가 명확하게 되지 않는다고 하는 사태를 회피할 수 있고, 또한, 매우 짧은 소등기간을 설정한 때문에 전체 인버터부(5)의 부품에 고부하가 걸린다고 하는 사태를 회피할 수 있다. 더욱이, 매우 짧은 소등기간을 설정하여 전점등과의 차이가 명확하게 되지 않아도 상관없고, 소등기간을 마련함으로써 전점등보다 발광 효율이 악화되고 또한 노이즈가 발생한다고 하는 사태를 회피할 수 있다.
또한, 본 발명의 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 상기한 제6특징의 구성에 있어서, 상기 시스템 제어 회로(2b)는, 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)의 펄스수에 대응한 제어신호(DATA)를 PWM 조광구동회로부(7)로 출력하는 것에 의해 점등기간을 설정하고, 주위의 밝기, 전원전압, 형광관(4)의 온도-휘도 특성, 또는 표시 모드 등에 따라 제어 신호(DATA)를 변경시켜 점등기간의 자동 보정을 행하는 자동 보정 기능을 가지는 구성이고, 이것을 제7의 특징으로 하고 있다.
이것에 의해, 액정표시장치의 현재의 사용 조건에 적합한 휘도에서 표시를 행할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, NTSC 방식 및 PAL 방식의 텔레비전 신호의 영상을 표시하는 액정표시장치에 관하여 설명하였으나, 컴퓨터 그래픽 표시를 행하는 액정표시장치에도 적용가능하다. 또한, 상기 실시예에서는, 조광 수단으로서, 동기식 모노멀티바이브레이터나 리세트를 가진 다운 카운터 등을 이용한 하드적인 회로 구성의 PWM 조광구동회로부(7)를 나타내었으나, 이 조광 수단을 메모리내의 프로그램을 실행하는 CPU(Central Processing Unit)의 기능 모듈에 의해 구성하는 것도 가능하다. 이하에, 실시예 2로서, 텔레비전의 영상과 컴퓨터 그래픽(이하, CG로 칭한다)과를 전환하여 나타낼 수 있는 기능을 가짐과 동시에, 조광 수단을 메모리내의 프로그램을 실행하는 CPU의 기능 모듈에 의해 구성한 예를 나타낸다.
[실시예 2]
본 발명의 다른 실시예에 관하여 제18-제20도에 의거하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기한 실시예 1의 도면에 나타내어진 부재와 동일한 구성, 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부기하고 그의 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치는, 예를들어, 액정패널을 구비한 카 네비게이션(car navigation) 시스템 등에 적용되는 것이어서, 제18도에 나타낸 바와 같이, 액정 모듈(1')과 영상처리/CG처리/시스템 제어부(20)를 구비하고 있다.
상기 액정 모듈(1')은, 상기한 실시예 1의 액정 모듈(1)로부터 액정패널 컨트롤부(1c)를 생략한 구성이고, 액정 모듈(1')의 외부로부터 공급되는 표시 패널용 수직동기신호(Vsy), 표시 패널용 수평동기신호(Hsy) 및 소오스 클록 펄스(CK)에 의해 동작한다.
상기 영상처리/CG처리/시스템 제어부(20)는, 영상 처리 회로(2a)와, CG부(21)와, 영상신호 전환부(22)와, 시스템 제어 회로(23)를 구비하고 있다.
상기 CG부(21)는, 상기 시스템 제어 회로(23)로부터의 제어 데이터에 따라 3원색(R,G,B)으로 분리된 CG 영상신호(RC,GC,BC)를 발생한다. 이 CG부(21)는, 외부 동기 클록 발생부(21a)와 내부 클록 발생부(21b)와, 액정패널용 동기 형성부(21c)(수직동기신호 생성수단)를 구비하고 있다.
상기 외부 동기클록 발생부(21a)는, 상기 영상처리회로(2a)에서 입력 영상 신호(VBS)로부터 분리된 복합동기신호(Csy)에 동기한 소정 주파수의 외부 동기클록을 발생한다. 상기 내부 클록 발생부(21b)는, 소정 주파수의 내부 클록을 발생한다. 상기 액정패널용 동기 형성부(21c)는, 상기 시스템 제어 회로(23)의 지령에 의거하여 상기 외부 동기클록과 내부 클록과를 전환하고, 전환된 쪽의 클록을 소오스 클록 펄스(CK)로 하여 액정 모듈(1')로 출력함과 동시에, 전환된 쪽의 클록을 분주하여 표시 패널용 수직동기신호(Vsy) 및 표시 패널용 수평동기신호(Hsy)를 생성하여 액정 모듈(1')로 출력한다.
상기 영상신호 전환부(22)는, 액정 모듈(1')에 영상신호(VR,VG,VB)로서 출력하는 신호를, 상기 시스템 제어 회로(23)의 지령에 의거하여, 상기 영상처리 회로(2a)에서 입력 영상신호(VBS)로부터 분리된 영상신호(RT,GT,BT) 또는 상기 CG부(21)에서 생성된 CG 영상신호(RC,GC,BC)중 어느 하나로 전환한다.
상기 시스템 제어 회로(23)는, 액정표시장치의 도시되지 않은 조작부의 조작에 따라 장치 전체의 제어를 행하는 것이고, 제19도에 나타낸 바와 같이, CPU(24)와, 메모리(25)와, 소정 주파수의 시스템 클록(CKs)을 발생하는 시스템 클록 발생부(26)와, 입출력 제어부(이하, I/O부라 칭한다)(27)를 구비한 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다.
상기 시스템 제어 회로(23)는, 제18도에 도시된 바와 같이, 액정표시장치에 설치되어 있는 도시되지 않은 휘도 조절 조작부의 조작량에 따라 형광관(4)의 점멸의 1주기 내에서의 점등기간을 설정하는 점등기간 설정부(28)(점등기간 설정수단)를 가지고 있다. 또한 시스템 제어 회로(23)는, 상기 CG부(21)의 액정패널용 동기 형성부(21c)에서 생성된 표시 패널용 수직동기신호(Vsy)와, 상기 시스템 클록 발생부(26)가 발생하는 시스템 클록(CKs)과, 상기 점등기간 설정부(28)의 설정치에 의거하여, PWM 조광 점등 펄스(VPWM)를 생성하는 PWM 조광부(29)(조광 수단)를 가지고 있다.
또한, 상기 점등기간 설중부(28) 및 PWM 조광부(29)는, 소정의 프로그램을 격납하고 있는 메모리(25)와, 이 메모리(25)내의 상기 프로그램을 실행하는 CPU(24)로 구성되는 시스템 제어 회로(23)의 기능 모듈이다.
상기 PWM 조광부(29)는, 상기 표시 패널용 수직동기신호(Vsy)의 입력에 의거하여 2수직기간 마다 점멸주기와 표시구동주기와를 동기시키면서, 시스템 클록(CKs)을 카운트하여 2수직기간을 5분할한 주기의 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)를 발생한다. 또한, 상기 PWM 조광부(29)는, 상기 PWM 조광 점등 펄스(VPWM)의 점등 펄스폭을 상기 점등기간 설정부(28)의 설정치에 의거하여 변화시킨다.
상기 구성에 있어서, 시스템 제어 회로(23)는, 액정표시장치에 설치되어 있는 도시되지 않은 표시 모드 전환 조작부의 조작에 따라 상기 CG부(21) 및 영상신호 전환부(22)를 제어하고, 텔레비전의 영상을 표시하는 텔레비전 표시 모드와, CG 영상을 표시하는 CG 표시모드와의 전환을 행한다. 이 표시 모드의 전환시, PWM 조광부(29)는, NTSC 방식의 영상신호, PAL 방식의 영상신호, 또는 CG 영상신호에 응하여 점멸의 1주기(2수직기간을 5분할한 주기)를 결정하는 시스템 클록(CKs)의 펄스수를 설정한다.
이것에 의해, 텔레비전 표시 모드와 CG 표시 모드중 어느 표시 모드에서도, 2수직기간에 5회의 점멸주기에서 PWM 조광이 행해지는 것으로 되고, 효과적으로 플리커 발생을 방지할 수 있다. 또한, 2수직기간 마다 PWM 조광주기와 액정패널(1a)의 구동주기와의 동기가 행해지므로 플러터 발생도 방지할 수 있다.
그런데, 예를들어, 제20도에 나타낸 바와 같이, 액정패널(1a)내에, 텔레비전 영상을 표시하는 영역(A)과, 문자 등의 CG 영상을 표시하는 영역(B)을 형성하여, 양 표시영역(A.B)에 동시에 영상을 표시하는 경우에도, 본 발명의 적용이 가능하다. 이 경우, 표시 영역 A의 표시주기와 표시영역 B의 표시주기와를 정수배의 관계로 하는 것에 의해, 어느 표시영역(A.B)에 대하여도, n 화면표시시간(n은 2 이상의 정수)에 m회(m은 n보다 크고, 또한, n의 배수 이외의 정수) 형광관(4)을 점멸시키는 점멸주기로 되도록 PWM 조광할 수 있다. 즉, 액정패널(1a)내에 표시주기가 다른 복수의 표시영역이 형성되어 있는 경우에도, 액정패널(1a)의 배면측에 1개의 형광관(4)만을 설치하여도 된다.
또한, 상기 각 실시예에서는, 액정 모듈(1)(1')이 논인터레이스로 순차 주사를 행하는 선순차 주사 방식의 것으로 하여 설명하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 인터레이스 방식의 선순차 주사를 행하는 것이어도 좋고, 또한, 점순차 주사 방식이어도 좋다. 또한, 세그멘트 표시 방식의 액정표시장치에도 적용가능하다. 또한, 상기 각 실시예에서는, 액정패널(1a)의 표시방식을 노멀리 블랙형(normally black type)(네가티브 표시형)으로 하였으나, 통상시(전원 OFF시)는 투과 모드인 화소에 신호가 공급되면 비투과 모드로 되는 노멀리 화이트형(포지티브 표시형)이어도 좋다.
상술한 바와 같이 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 여러 가지 방식으로 변경될 수 있음은 자명하다. 이러한 변경은 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 당업자들에게는 분명한 것이겠지만 그러한 모든 변형은 첨부된 특허청구의 범위내에 포함되는 것이다.

Claims (19)

  1. 액정 표시 패널, 상기 액정 표시 패널에 주기적으로 구동 신호를 공급하여 액정 표시 패널에 주기적 화면 표시를 행하게 하는 표시 패널 구동 수단, 상기 액정 표시 패널의 배면측에 설치된 광원, 상기 광원을 구동시키는 광원 구동 수단, 및 상기 광원을 주기적으로 점멸시키도록 상기 광원 구동 수단을 제어하고, 1점멸주기내의 점등기간과 소등기간과의 시간 비율을 변화시킴으로써 조광을 행하는 조광 수단을 포함하고, 상기 조광 수단은, 액정 표시 패널의 n화면표시기간(n은 2 이상의 정수)에 m회(m은 n보다 크고, 또한, n의 배수 이외의 정수) 상기 광원을 점멸시키는 점멸주기로 되도록 상기 광원 구동 수단을 제어하는 것인, 백라이트 제어기능을 가진 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조광 수단은 2화면표시기간에 3 이상의 홀수회 상기 광원을 점멸시키는 점멸주기로 되도록 상기 광원 구동 수단을 제어하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광원을 형광관이고, 상기 광원 구동 수단은, 직류 전원과, 그 직류 전원의 직류전력을 고주파의 교류전력으로 변환시켜 상기 형광관에 인가하는 인버터 회로를 포함하고 있는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액정표시장치는, 상기 표시 패널 구동 수단에 의한 액정표시 패널의 수직구동주기에 대응한 표시 패널용 수직동기신호를 발생하는 수직동기신호 발생수단을 더 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수직동기신호에 의거하여 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기와를 동기시키는 동기 수단을 포함하고, 소정의 화면마다 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기와를 동기시키면서 상기 광원 구동 수단을 제어하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 동기 수단은, 표시 패널용 수직동기신호를 2분주(分周)하는 2분주 회로를 포함하고, 2화면마다 광원의 점멸주기와 액정 표시 패널의 구동주기와를 동기시키는 것인, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 액정표시장치는, 상기 표시 패널 구동 수단에 의한 액정 표시 패널의 수평구동주기에 대응한 표시 패널용 수평동기신호를 발생하는 수평동기신호 발생수단을 더 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수평동기신호를 분주하는 분주 수단을 포함하고, 수평동기신호를 분주하는 것에 의해 광원의 점멸주기를 설정하는 것인, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 액정표시장치는, 2수직기간이 525수평기간인 NTSC 방식의 텔레비전 영상을 상기 표시 패널 구동 수단에서의 처리에 적합한 형태로 변환시키는 영상 처리 수단을 더 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수평동기신호를 105분주하여 광원의 점멸주기가 2화면표시기간에 5회의 점멸주기로 되도록 설정하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 상기 액정표시장치는, 2수직기간이 625수평기간인 PAL 방식의 텔레비전 영상을 표시 패널 구동 수단에서의 처리에 적합한 형태로 변환시키는 영상처리 수단을 더 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수평동기신호를 125분주하여 광원의 점멸주기가 2화면표시기간에 5회의 점멸주기로 되도록 설정하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 액정표시장치는, 2수직기간이 525수평기간인 NTSC 방식의 텔레비전 영상과 2수직기간이 625수평기간인 PAL 방식의 텔레비전 영상을 어느것이나 상기 액정 표시 패널에 표시할 수 있도록 텔레비전 영상 신호를 상기 표시 패널 구동 수단에서의 처리에 적합한 형태로 변환시키는 영상 처리 수단을 더 포함하고, 상기 영상 처리 수단은, 상기 텔레비전 영상 신호가 NTSC 방식의 것인가 PAL 방식의 것인가를 판별하여 그 판별 결과를 나타내는 판별 신호를 출력하는 판별 수단을 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 판별 신호에 의거하여 상기 분주 수단의 분주율의 변경을 행하고, 상기 판별 신호가 NTSC 방식을 나타내는 것이면 상기 표시 패널용 수평동기신호를 105분주하는 한편, 상기 판별 신호가 PAL 방식을 나타내는 것이면 상기 표시 패널용 수평동기신호를 125분주하는 것에 의해, 상기 텔레비전 영상 신호가 어떤 방식일지라도 광원의 점멸주기가 2수직기간에 5회의 점멸주기로 되도록 설정하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 액정표시장치는, 상기 광원의 점멸의 1주기 내에서의 점등기간을 설정하는 점등기간 설정 수단을 더 포함하고, 상기 조광 수단은, 상기 표시 패널용 수평동기신호의 펄스수를 카운트하는 카운트 수단을 포함하고, 상기 점등기간 설정 수단에 의해 설정되는 해당 점등기간을, 상기 표시 패널용 수평동기신호의 펄스수의 카운트에 의거하여 결정하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 점등기간 설정 수단은, 전점등 및 전소등이 되지 않도록 점등기간을 설정하는 경우, 상기 광원의 점멸의 1주기 내에서의 점등의 최소기간과 소등의 최소기간에 제한을 두기위해, 미리 정해진 점등기간의 하한 보다도 짧은 점등기간의 설정을 행하지 않음과 동시에, 미리 정해진 점등기간의 상한 보다도 긴 점등기간의 설정을 행하지 않는 구성인, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 점등기간 설정 수단은, 표시 패널용 수평동기신호의 펄스수에 대응한 디지탈의 제어 데이터를 상기 조광 수단에 출력하는 것에 의해 점등기간을 설정하는 것이고, 상기 조광 수단은, 상기 디지탈의 제어 데이터에 의거하여, 상기 광원의 점멸의 1주기 내의 점등기간을 카운트하는 상기 카운트 수단의 카운트값을 변경시키는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 점등기간 설정 수단은, 외래광의 광강도를 검출하는 검출 수단을 포함하고, 외래광의 광강도가 강한 만큼 점등기간이 길게 되도록, 상기 검출 수단의 검출 출력에 응하여 상기 제어 데이터를 변경하는 자동 보정 기능을 가지는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 점등기간 설정 수단은, 상기 광원을 구동시키는 상기 광원 구동 수단의 전원전압을 감시하고, 그 전원전압이 소정치 이상으로 저하하면 점등기간이 길게 되도록 상기 제어 데이터를 변경하는 자동 보정 기능을 가지는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 광원이 형광관이고, 상기 점등기간 설정 수단은, 상기 형광관의 관면 온도를 검출하는 검출 수단을 포함하고, 상기 검출 수단의 검출 출력에 응하여 상기 제어 데이터를 변경하는 자동 보정 기능을 가지는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 점등기간 설정 수단은, 상기 광원의 휘도를 검출하는 검출 수단을 포함하고, 그 검출 수단의 검출 출력에 응하여 상기 제어 데이터를 변경하는 자동 보정 기능을 가지는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  17. 제1항에 있어서, 텔레비전 영상을 상기 표시 패널 구동수단에서의 처리에 적합한 형태로 변환하는 텔레비전 영상 처리 수단, 컴퓨터 그래픽 영상을 상기 표시 패널 구동수단에서의 처리에 적합한 형태로 변환하는 컴퓨터 그래픽 영상 처리 수단 및 상기 표시 패널 구동 수단에 입력되는 영상 신호를 상기 텔레비전 영상 처리수단에서 처리되는 영상 신호가 상기 컴퓨터 그래픽 영상 처리 수단에서 처리되는 영상 신호중 어느 하나로 바꾸는 영상 전환 수단을 더 포함하고 있는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 패널은, 복수의 영상을 동시에 표시가능하고 표시주기가 다른 복수의 표시영역을 가지고, 상기 표시 패널 구동 수단은, 각 표시영역의 표시주기가 상호 정수배의 관계로 되도록 각 표시영역의 표시를 제어하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 액정표시장치는, 텔레비전 영상을 상기 표시 패널 구동 수단에서의 처리에 적합한 형태로 변환하는 텔레비전 영상 처리 수단, 및 컴퓨터 그래픽 영상을 상기 표시 패널 구동 수단에서의 처리에 적합한 형태로 변환하는 컴퓨터 그래픽 영상 처리 수단을 더 포함하고, 상기 액정 표시 패널은, 텔레비전 영상을 표시하는 제1표시영역과, 컴퓨터 그래픽 영상을 표시하는 제2표시영역을 가지며, 상기 표시 패널 구동수단은, 상기 제1표시영역의 표시주기와 제2표시영역의 표시주기가 정수배의 관계로 되도록 각 표시영역의 표시를 제어하는, 백라이트 제어 기능을 가진 액정표시장치.
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