KR100556663B1 - 액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드 구현 방법 - Google Patents

액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드 구현 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프레임 메모리에 저장된 프레임에 대한 휘도 영상 데이터로부터 산출되는 최대 휘도값을 기초로 하여 액정 표시 장치용 백 라이트의 휘도 레벨을 순차적으로 조절하는 방법 및 백 라이트의 저전력 모드를 구현하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백 라이트의 휘도를 조절하는 방법은 소정 개수의 프레임에 대한 휘도 영상 데이터로부터 최대 휘도값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 최대 휘도값을 기초로하여 백 라이트의 휘도 레벨을 산출하는 단계와, 상기 산출된 백 라이트의 휘도 레벨을 상기 백 라이트의 이전 휘도 레벨과 비교하는 단계와, 상기 산출된 휘도 레벨이 이전 휘도 레벨과 동일하지 않은 경우에, 상기 백 라이트의 휘도를 일정 레벨만큼 조절하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 갑작스런 휘도 변화에 기인하여 스크린의 화면이 깜박거리는 현상을 감소시킬 수 있으며, 또한 화면의 명암비를 전체적으로 자연스럽게 할 수 있다.

Description

액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드 구현 방법{METHOD FOR IMPLEMENTING LOW POWER MODE OF BACK LIGHT UNIT IN AN LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예가 적용되는 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 백 라이트의 휘도를 조절하는 절차에 대해 개략적으로 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따라 영상 신호가 입력되지 않는 경우에 저전력 모드를 구현하는 방법을 도시한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
10: 스케일러
12: 포맷 변환부
14: OSC 생성부
16: 메모리 메모리 제어부
20: 프레임 메모리
30: 마이콤
40: 인버터
50: LCD 모듈
100: 액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)용 백 라이트의 휘도 조절 방법에 관한 것으로서, 특히 프레임 메모리에 저장된 소정수의 프레임에 대한 휘도 영상 데이터로부터 산출되는 최대 휘도값을 기초로 백 라이트의 휘도 레벨을 순차적으로 조절하는 방법 및 백 라이트의 저전력 모드를 구현하는 방법에 관한 것이다.
최근에는 정보 산업의 발달과 더불어 대화면의 영상을 표시할 수 있는 액정 표시 장치의 수요가 높아지고 있다. 그러나, 이러한 화면의 대형화에 따라 액정 표시 장치의 광원으로서 이용되는 램프의 개수가 증가하게 되어 제품의 소비 전력이 증가되는 문제점이 있다.
통상적으로, LCD용 백 라이트의 램프로는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; 이하, 'CCFL'이라 함)가 이용되는데, 이 CCFL의 휘도와 수명은 반비례 관계를 갖는다. 따라서, 휘도를 높이기 위하여 고전류를 사용하는 경우에 램프의 수명이 단축되기 때문에, 램프의 수명 단축을 막기 위해서는 램프의 휘도를 낮추어야 한다. 그러나, 최근 LCD 제품에서 휘도는 제품의 경쟁력으로 받아들여지고 있다. 또한, LCD 제품의 대형화 추세에 따라 LCD 패널에 사용되는 램프의 수가 증가되고 있으므로 그에 따른 전력 소모는 계속 증가되고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술을 살펴보면, 첫 번째 동영상과 정지 영상을 구분하여 동영상의 경우에는 휘도를 낮게 조정하고 정지 영상의 경우에는 휘도를 높게 조정하는 방법이 있으나, 이 경우에 동영상과 정지 영상이 혼재되는 경우에 휘도 변화가 자주 발생하여 사용자의 시각을 피로하게 한다는 문제점이 있다.
두 번째, 화면의 계조를 3단계로 나누어 각 계조에 해당하는 화면 성분을 추출한 후에 해당 계조에 따라 백 라이트 유니트의 휘도를 제어하는 방법이 있다. 그러나, 이 경우에 화면의 계조를 3단계로 분할하는 경우에, 각 단계간의 차이가 커서 화면의 밝기가 부자연스럽게 변화되는 문제점이 있다.
세 번째, 평소에는 램프의 수명 단축에 영향이 없는 범위 내의 휘도로서 백 라이트를 동작시키다가 고휘도가 필요한 화면을 구동하게 되는 경우에 일시적으로 램프에 고전류를 흘려보내 백 라이트의 휘도를 높이는 방법이 있다. 그러나, 이 경우에 광고 등과 같이 고휘도의 화면이 지속적으로 필요한 경우에는 수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 액정 표시 장치로 입력되는 영상 데이터에 따라 백 라이트의 휘도를 순차적으로 조절함으로써 램프의 수명을 높이고 화면의 전체적인 명암비를 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 영상 데이터가 입력되지 않는 경우에, 백 라이트의 휘도를 최소 레벨로 유지하고, 최소 개수의 램프만을 가동시킴으로써 저전력 모드를 구현하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 본 발명의 목적 및 장점 이외에 다른 목적 및 장점은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 통하여 명백해 질 것이다.
본 발명의 제1 특징에 따른 액정 표시 장치용 백 라이트의 휘도 조절 방법은 프레임 메모리에 저장된 소정 수의 프레임에 대한 휘도 영상 데이터로부터 최대 휘도값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 최대 휘도값을 기초로하여 백 라이트의 휘도 레벨을 산출하는 단계와, 상기 산출된 백 라이트의 휘도 레벨을 상기 백 라이트의 이전 휘도 레벨과 비교하는 단계와, 상기 산출된 휘도 레벨이 이전 휘도 레벨과 동일하지 않은 경우에, 상기 백 라이트의 휘도를 일정 레벨만큼 조절하는 단계를 포함한다.
*또한, 상기 특징에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 백 라이트의 휘도 레벨은 계단식(stepwise)으로 설정된다.
본 발명의 제2 특징에 따른 액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드 구현 방법은 수평 및 수직 동기 신호가 입력되는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 수평 및 수직 동기 신호가 입력되지 않는 경우에, 상기 백 라이트의 휘도를 최소 레벨로 순차적으로 낮추는 단계와, 수평 및 수직 동기 신호가 입력되지 않음을 나타내는 OSD를 출력시키는 단계와, 상기 OSD를 출력시킬 수 있는 소정 수의 백라이트 램프만 ON시키고, 그 이외의 다른 램프는 모두 OFF시키는 단계를 포함한다.
상기 특징에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드 구현 방법은 소정 수의 백라이트 램프만을 ON시킨 후 소정의 시간이 경과했는지 판단하는 단계와, 상기 소정의 시간이 경과하는 경우에, 상기 ON상태의 백라이트 램프를 OFF시키고 다음 순서의 소정 수의 백라이트 램프만을 ON시키는 단계와, 상기 OSD를 상기 (f) 단계에서 ON된 램프에 대응하는 위치로 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 갑작스런 휘도 변화에 기인하여 스크린의 화면이 깜박거리는 현상을 감소시킬 수 있으며, 또한 화면 전체의 명암비를 자연스럽게 할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예가 적용되는 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 입력되는 영상 신호의 포맷 및 해상도를 LCD 모듈(50)에 적합한 포맷 및 해상도로 변환시키는 스케일러(10), 상기 스케일러(10)로부터 변환된 영상 데이터를 저장하는 프레임 메모리(20), 액정 표시 장치의 각 구성 요소의 동작을 제어하는 마이콤(30), 및 상기 LCD 모듈(50) 내의 램프에 LCD 구동 전원을 공급하는 인버터(40)를 포함한다.
상기 스케일러(10)는 입력되는 영상 신호를 LCD 모듈(50)에 적합한 포맷으로 변환시키는 포맷 변환부(12), 스크린(미도시)에 OSD를 출력하기 위한 OSD 생성부(14), 및 상기 각 구성 요소를 제어하는 메모리 제어부(16)를 포함한다.
또한, 상기 LCD 모듈(50)은 액정, 편광판 등으로 구성되는 액정 패널(미도시)과, 램프, 프리즘 등으로 구성되는 백 라이트(미도시)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스케일러(10)의 메모리 제어부(16)는 상기 프레임 메모리(20)에 저장된 화면의 국부적인 소정의 수의 프레임(예컨대, 5개의 프레임)에 대한 휘도값의 영상 데이터로부터의 최대 휘도값을 산출하여 이를 마이콤(30)으로 전송한다. 상기 마이콤(30)은 수신된 상기 최대 휘도값을 기준으로 백 라이트의 휘도 레벨을 조정한다.
한편, 백 라이트에서 발산되는 백색광의 휘도 레벨은 사전에 수 개 내지 수십 개의 단계로 분할되어 계단식으로(Stepwise) 설정된다. 따라서, 상기 마이콤(30)은 상기 스케일러(10)의 메모리 제어부(16)로부터 수신된 해당 프레임의 최대 휘도값이 어느 휘도 레벨에 속하는지를 판단한 후에, 백 라이트의 휘도가 해당 휘도 레벨이 되도록 조정한다.
이제, 전술한 구성을 갖는 액정 표시 장치(100)에 있어서, 백 라이트의 휘도를 조절하는 방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 백 라이트의 휘도를 조절하는 절차에 대해 개략적으로 도시한 흐름도이다.
먼저, 휘도 조정에 사용될 데이터의 초기값을 설정한다(단계 10). 여기서, 휘도 조정에 사용될 데이터라 함은 프레임 메모리(20)에 저장된 프레임 중 몇개의 프레임 마다 휘도의 최대값을 산출할 것인지에 대한 데이터와, 백 라이트의 휘도 레벨을 몇 단계로 구분할 것인지에 대한 데이터 등이 포함된다. 그 다음, 상기 스케일러(10)의 메모리 제어부(16)는 프레임 메모리(20)에 저장된 소정 수의 프레임에 대한 휘도 영상 데이터로부터 최대 휘도값을 산출하여 이를 마이콤(30)으로 전송한다(단계 12). 다음, 상기 마이콤(30)은 산출된 최대 휘도값을 기초로 백 라이트의 휘도 레벨을 설정한다(단계 14). 다음, 상기 스케일러(10)의 메모리 제어부(16)는 다음 순서의 소정 수의 프레임에 대한 휘도 영상 데이터로부터 최대 휘도값을 산출하여 이를 마이콤(30)으로 전송한다(단계 16). 다음, 상기 마이콤은 전송된 최대 휘도값을 기초로 백 라이트의 휘도 레벨을 산출한다(단계 18). 다음, 상기 마이콤(30)은 상기 산출된 휘도 레벨을 이전 휘도 레벨과 비교한다(단계 20). 다음, 그 비교 결과 휘도 레벨의 조정이 필요한지 여부를 판단한다(단계 22). 여기서, 휘도 레벨의 조정이 필요한 경우는 마이콤에서 산출된 휘도 레벨이 이전의 휘도 레벨과 상이한 경우를 말한다.
상기 비교 결과 휘도 레벨의 조정이 필요한 경우(단계 22에서 "예"), 상기 마이콤(30)은 백 라이트의 휘도를 1 레벨만큼 조정한다(단계 24). 여기서, 마이콤에서 산출된 휘도 레벨이 이전 휘도 레벨 보다 두 레벨 이상 높거나 낮은 경우에도 해당 휘도 레벨로 바로 이동하는 것이 아니라 1 레벨만 높게 또는 낮게 조정한다. 다음, 단계 16으로 이동하여 전술한 과정을 반복한다.
한편, 단계 20에서 휘도 레벨의 조정이 필요없다고 판단되는 경우에(단계 20 에서 "아니오"), 단계 16으로 바로 이동한다.
본 발명에 따르면, 백 라이트의 휘도가 2 레벨 이상 높거나 낮아지는 경우에도, 휘도 레벨을 1 레벨 만큼씩만 순차적으로 조절할 수 있게 된다. 이로써, 갑작스런 휘도 변화가 발생하는 경우에도 백 라이트의 휘도는 순차적으로 변화되기 때문에 화면이 깜박거리는 플리커(flicker) 현상을 막을 수 있으며, 화면 명암비가 전체적으로 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 백 라이트의 휘도를 조절하는 방법에 대하여 살펴보았다.
이제, 도 3을 참조하여, 액정 표시 장치에 영상 신호가 입력되지 않는 경우에 백 라이트를 저전력 모드에서 동작시키는 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따라 영상 신호가 입력되지 않는 경우에 저전력 모드를 구현하는 방법을 도시한 흐름도이다. 참고로, 본 제2 실시예는 전술한 제1 실시예의 도 1에 도시된 액정 표시 장치(100)에서 구현되며, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 먼저 마이콤(30)은 수직 및 수평 동기 신호가 입력되는지 여부를 판단한다(단계 101). 여기서, 수평 및 수직 동기 신호가 입력되지 않는다는 것은 영상 신호가 입력되지 않는다는 것을 의미한다. 즉, 영상 신호는 R, G, B 등의 색 신호 및 수평 동기신호와 수직 동기신호를 포함하고 있으므로, 적어도 수평 동기신호와 수직 동기신호 중 어느 하나가 입력되는지를 판단하면 상기 영상 신호가 입력되고 있는 지의 여부를 판단할 수 있게 된다.
따라서, 수직 및 수평 동기 신호가 입력되지 않는 경우에(단계 101에서 "아니오"), 백 라이트의 휘도 레벨을 순차적으로 낮추어 최소의 휘도 레벨이 되도록 조정한다(단계 103). 다음, 영상 신호가 입력되지 않음을 사용자에게 알리는 OSD를 스크린에 디스플레이한다(단계 105). 다음, 마이콤은 인버터(40)를 제어하여, 상기 OSD를 디스플레이시킬 수 있는 최소 개수(예컨대, 1개)의 백라이트 램프만을 ON시키고, 그 이외의 램프는 모두 OFF시킨다(단계 107). 그 다음, 소정의 시간이 경과되면(단계 109에서 "예"), 상기 ON 상태의 백라이트 램프를 OFF시키고, 그 다음 순서의 소정 수의 백라이트 램프만을 ON시킨다(단계 111). 여기서, OSD 디스플레이시에 ON되는 백라이트 램프의 개수와, 소정 시간 경과 후에 ON되는 백라이트 램프의 순서는 사용자에 의해 사전 설정될 수 있다. 다음, ON 상태로된 상기 소정의 수의 램프에 대응하는 위치로 상기 OSD의 표시 위치를 이동시킨다(단계 113). 다음, 단계 109로 이동하여 상기 절차를 반복한다.
여기서, 소정 수의 백라이트 램프를 번갈아 가며 ON시키는 것은 OSD를 디스플레이하기 위하여 어느 일정한 백라이트 램프만을 ON시키는 경우에 해당 램프의 수명이 단축되는 것을 막기 위해서이다. 또한, ON되는 램프의 위치에 대응하여 OSD를 이동시키는 것은 ON되는 램프에 의하여 OSD가 보다 효과적으로 디스플레이되도록 하기 위함이다.
본 발명에 따르면, 액정 표시 장치용 백 라이트의 휘도를 입력되는 영상 신호의 데이터 값에 따라 조정함으로써, 갑작스런 휘도 변화에 기인하여 플리커(flicker) 현상이 발생하는 종래의 문제점을 해결할 수 있으며, 자연스런 명암비를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 영상 신호가 입력되지 않는 경우에 백 라이트의 램프를 최소 개수만 ON시킴으로써 저전력 모드를 구현할 수 있게 된다. 이로써, 액정 표시 장치의 대형화에 따라 수반되는 고전력 소비화의 문제점을 해결할 수 있는 이로운 효과가 있다.
이상으로, 본 발명을 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으나, 이 분야의 당업자라면 본 발명이 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변경될 수 있음을 이해할 것이다. 즉, 본 발명은 첨부된 청구 범위 내에서 변경 가능하므로, 전술한 예시적인 실시예로 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims (2)

  1. 액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드를 구현하는 방법에 있어서,
    (a) 수평 또는 수직 동기 신호가 입력되는지 여부를 확인하는 단계;
    (b) 상기 수평 또는 수직 동기 신호가 입력되지 않는 경우에, 상기 백 라이트의 휘도를 최소 레벨로 순차적으로 낮추는 단계;
    (c) 수평 또는 수직 동기 신호가 입력되지 않음을 나타내는 OSD 화면을 출력시키는 단계; 및
    (d) 상기 OSD 화면만을 출력시킬 수 있는 최소 개수의 백라이트 램프만 ON시키고 그 이외의 램프는 모두 OFF시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드 구현 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (e) 상기 최소 개수의 백라이트 램프만을 ON시킨 후 소정의 시간이 경과했는지 판단하는 단계;
    (f) 상기 소정의 시간이 경과하는 경우에, 상기 ON상태의 램프를 OFF시키고 다음 순서의 소정 수의 램프만을 ON시키는 단계;
    (g) 상기 OSD 화면을 상기 (f) 단계에서 ON된 램프에 대응하는 위치로 이동시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백 라이트의 저전력 모드 구현 방법.
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