KR100599515B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공중전파된 방송신호에서 임계치를 초과하는 휘도를 검출한 후, 그 검출 결과로써 계조 발생부에서 발생시키는 계조 전압을 제어하여 액정패널의 액정 배열상태를 조절한다.

이에 따라 액정패널에 표시되는 화상이 과도한 밝기에 묻혀버리는 포화상태를 방지하여 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.

액정표시장치, 휘도 조절용 전압, 계조 발생부, 계조 전압

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치를 나타낸 블럭도.

도 2는 도 1에 도시된 계조 발생부의 상세 블럭도.

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정패널에 표시되는 화상이 과도한 밝기에 묻혀버리는 포화상태를 방지하기 위하여 공중전파된 텔레비전 방송신호에서 휘도의 임계치 초과여부를 검출하고, 그 검출 결과로써 계조 발생부에서 발생시키는 계조 전압을 제어하여 화상의 밝기를 조절하는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없다.

이러한 문제점을 해소하고자 평판 디스플레이장치의 개발이 이루어지고 있으며, 특히 액정(Liquid Crystal) 패널 내부에 주입된 액정의 전기 광학적 성질을 이 용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)가 활발하게 개발되어 왔다.

액정표시장치는 화소별로 인가되는 전압에 따라서 광의 투과도가 변하는 액정의 전기적인 특성을 이용한 것이며, 액정은 광을 발생시키는 발광소자가 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광소자이기 때문에 액정패널의 후면에 부착된 백라이트를 이용하여 화상을 디스플레이시킨다.

이러한 액정표시장치는 다른 표시장치에 비하여 가볍고 얇으며 저전압 구동이 가능하고 소비전력이 적기 때문에 휴대용 컴퓨터와 데스크탑형 컴퓨터의 모니터로 널리 이용될 뿐만 아니라 최근에는 텔레비전 방송신호를 수신하여 표시하는 장치로도 그 사용이 증가하고 있다.

상술한 텔레비전 방송신호 수신기로 사용되는 액정표시장치는 공중전파된 텔레비전 방송신호를 영상처리하는 텔레비전 신호 처리부와, 영상처리된 데이터와 데이터 제어신호에 따라 화상을 액정패널에 표시하는 영상 디스플레이부를 포함한다.

텔레비전 신호 처리부는 공중전파된 텔레비전 방송신호를 안테나를 통하여 수신하여, 텔레비전 방송신호에서 반송 색신호를 분리하고 색차신호를 복조하여 R(Red), G(Green), B(Blue)의 3원색을 검출하는 영상처리를 수행하고, 영상 디스플레이부는 텔레비전 신호 처리부에서 검출된 R, G, B 데이터를 데이터 제어신호에 따라 처리하여 액정패널에 디스플레이한다.

한편, 액정표시장치의 화면밝기는 액정패널로 빛을 제공하는 백라이트 어셈블리의 광량이나, 계조전압에 따른 액정패널의 액정의 배열상태에 의하여 주로 결정된다.

여기서, 백라이트 어셈블리의 광량은 인버터 전원을 공급받아 직류전압을 교류전압으로 변환하여 램프에 인가하는 인버터에 의해 제어되고, 액정 배열상태는 계조전압의 레벨에 의해 제어된다.

종래의 액정표시장치에 구성되어 계조전압을 발생시키는 계조 발생부는 직렬로 연결된 복수개의 저항들을 구비하고, 전원부에서 전압이 공급되면 복수개의 저항에서 전압강하된 계조전압을 발생시킨다.

그러나, 직렬로 연결된 복수개의 각각의 저항값은 가변할 수 없기 때문에 일정한 레벨의 전압이 공급된 계조 발생부에서 발생시킨 계조전압에 따라 제어되는 액정의 배열상태는 공중전파된 텔레비전 방송신호에서 검출된 R, G, B 데이터의 휘도와 관계없이 일정하며, 이에 따라 액정패널에 표시되는 화상이 어두운 배경의 화면에서 블랙 레벨이 잠기거나, 밝은 배경의 화면에서 과도한 밝기에 화상의 일부가 묻혀버리는 포화상태(saturation)가 되는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정패널에 표시되는 화상이 과도한 밝기에 묻혀버리는 현상을 방지하기 위하여 공중전파된 방송신호에서 임계치를 초과하는 휘도를 검출한 후, 그 검출 결과로써 계조 발생부에서 발생시키는 계조 전압을 제어하여 화상의 밝기를 조절하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공중전파된 방송신호를 수신하여 RGB 데이터를 검출하고, RGB 데이터의 휘도가 미리 정해진 임계치를 초과하면 그에 대응하는 휘도 조절용 전압을 생성하며, 휘도 조절용 전압에 따른 소정의 램프 제어신호를 출력하는 텔레비전 신호 처리부와, 텔레비전 신호 처리부에서 검출된 RGB 데이터와 RGB 데이터의 제어신호에 따라 화상을 액정패널에 표시하고, 텔레비전 신호 처리부에서 출력되는 램프 제어신호에 따라 액정패널의 액정 배열상태를 제어하는 계조전압의 크기를 제어하는 액정패널 구동회로부와, 램프에 인가되는 전류의 양을 조절하고, 조절된 전류의 양에 따라 액정패널로 광을 제공하는 백라이트부를 포함한다.

여기서, 텔레비전 신호 처리부는 공중전파된 방송신호를 수신하여 특정 주파수 대역으로 동조한 후 복합영상신호를 출력하는 RF 처리부와, RF 처리부에서 출력되는 복합영상신호에서 RGB 데이터를 검출하고, RGB 데이터의 휘도가 임계치를 초과하면 그에 대응하는 휘도 조절용 전압을 생성하여 출력하는 영상처리부와, RGB 데이터와 제어신호 및 휘도 조절용 전압에 따른 램프 제어신호를 영상 디스플레이부로 출력하도록 제어하는 마이크로 프로세서를 포함한다.

여기서, 액정패널 구동회로부는 램프 제어신호에 따라 액정의 배열상태를 제어하는 계조전압을 출력하는 계조 발생부를 포함하며, 계조 발생부의 상단 전압부에는 전자식 가변저항이 복수개의 저항과 직렬로 설치되고, 전자식 가변저항의 값은 램프 제어신호에 대응하여 가변된다.

이하, 본 발명에 의한 액정표시장치를 첨부도면 도 1과 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 실시예는 텔레비전 신호 처리부와 영상 디스플레이부 로 구성되며, 텔레비전 신호 처리부는 RF처리부(10), 영상처리부(20) 및 마이크로 프로세서(30)를 포함하고, 영상 디스플레이부는 액정패널을 구동하기 위한 액정패널 구동회로부와 액정패널로 빛을 제공하는 백라이트부를 포함한다.

이를 구체적으로 살펴보면, RF(Radio Frequancy) 처리부(10)는 공중전파된 텔레비전 방송신호인 RF 방송신호를 수신하여 특정 주파수 대역, 즉 소정 채널로 동조한 후 복합영상신호로 출력한다.

영상처리부(20)는 RF 처리부(10)에 의해 선택된 채널의 방송신호인 복합영상신호에서 영상의 휘도(밝기)를 나타내는 휘도 신호인 Y신호와 칼라 신호인 C신호 또는 R, G, B 형태의 영상신호를 검출한다.

또한, 영상처리부(20)는 액정패널(110)에 표시되는 화상의 휘도신호 레벨을 검출하고, 검출된 휘도 신호의 레벨이 미리 정해진 임계치를 초과하면 이에 대응하는 휘도 조절용 전압을 생성하여 출력한다.

마이크로 프로세서(30)는 영상처리부(20)에서 출력되는 R, G, B 영상신호와 R, G, B 영상신호를 제어하기 위한 RGB 데이터의 제어신호를 액정패널 구동회로부의 타이밍 컨트롤러(50)로 입력하도록 제어하고, 영상처리부(20)에서 출력되는 휘도 조절용 전압에 대응하는 소정의 제어신호(이하, '휘도 제어신호'라 함)를 액정패널 구동회로부의 계조 발생부(60)로 공급한다.

한편, 직류 전원이 인가되는 전원부(40)는 액정패널 구동회로부의 타이밍 컨트롤러(50)와 계조 발생부(60) 및 게이트 전압발생부(70)의 동작에 필요한 전압을 공급한다.

타이밍 컨트롤러(50)는 액정패널(110)과 전기적으로 연결된 소스 드라이브 IC(90)에 각종 제어신호와 R, G, B 데이터를 출력하고, 게이트 드라이브 IC(100)에도 각종 제어신호를 출력한다.

계조 발생부(60)는 전원부(40)에서 인가되는 전압으로 계조 수에 대응되는 복수 레벨의 전압들을 생성하여, 계조전압으로써 소스 드라이브 IC(100)에 인가한다.

여기서, 소스 드라이브 IC(100)에 인가되는 계조전압은 인간의 시각이 느끼는 빛의 양을 단계적으로 나눈 그레이 스케일(Gray scale)에 따라 액정이 빛을 통과시키는 정도를 인위적으로 조절한다.

실제 화상을 구현하는데 있어서, 전원부로부터 공급되는 전압에 대해 투과율이 거의 선형적으로 변화하는 구간을 몇 단계로 나누어 계조를 표시하게 되므로, 섬세한 화상을 표시하기 위해서는 중간 부분의 계조가 좁게 나누어져야 한다.

즉, 전원부로부터 공급되는 전압을 이용하여 액정패널의 화소전극에 인가되는 복수개의 계조 전압을 발생시키는 계조 발생부에서는 인가 전압에 대해 투과율이 일정한 간격을 유지하도록 하기 위하여 계조전압을 중간 부분은 좁게, 화이트나 블랙 부분은 넓게 하는 작업인 감마보정(γ- correction)을 수행한다.

본 발명에 의한 계조 발생부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전자식 가변저항(Vr)(65)과 복수개의 저항(R1~Rn)이 직렬로 연결된 구성을 갖는다. 상단전압부에 설치된 전자식 가변저항(65)에는 전원부(40)에서 인가되는 전압과 마이크로 프로세서(30)에서 출력되는 소정의 휘도 제어신호가 입력되도록 구성되며, 전자식 가변저항(65)에서 전압강하된 전압이 이후에 설치된 저항 스트링(R1, R2 ~ Rn)에 인가된다.

게이트 전압발생부(70)는 게이트 드라이브 IC(100)에 턴온/턴오프 전압 발생을 위한 전압을 공급한다.

소스 드라이브 IC(90)는 타이밍 컨트롤러(50)와 계조 발생부(60)에서 생성된 R, G, B 데이터와 데이터 제어신호 및 계조 전압들로써 데이터 신호를 생성하여 액정패널(110)로 제공한다.

게이트 드라이브 IC(100)는 마이크로 프로세서(30)의 게이트 제어신호와 게이트 전압발생부(70)의 게이트 온/오프 전압으로써 게이트 신호를 생성하여 액정패널(110)로 제공한다.

액정패널(110)은 데이터 신호와 게이트 신호에 따라 백라이트부의 램프(120)에서 방사된 빛을 통과시켜 화상을 표시한다.

또한, 백라이트부의 인버터(80)는 펄스의 듀티를 조절하는 펄스폭 변조 방식이나 진폭을 조절하는 진폭 변조 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 출력신호를 조절하여 램프(120)로 제공되는 전류의 양을 조절한다.

램프(120)는 인버터(80)에서 교류전압에 따라 동작되어 빛을 액정패널(110)로 방사한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 액정표시장치의 동작을 살펴보면, 직류전원이 인가된 전원부(40)는 타이밍 컨트롤러(50)와 계조 발생부(60) 및 게이트 전압발생부(70)의 동작에 필요한 전압을 인가하고, 인버터 전원은 인버터(80)에 인가된다.

마이크로 프로세서(30)는 공중전파된 RF 방송신호를 입력받아서 RF 처리부(10)와 영상처리부(20)에서 영상검파하여 검출되는 R, G, B 데이터를 타이밍 컨트롤러(50)로 전송하도록 제어하고, 영상처리부(20)에서 출력된 휘도 조절용 전압에 대응하는 휘도 제어신호를 계조 발생부(60)로 공급한다.

계조 발생부(60)는 전원부(40)에서 인가되는 전압으로 복수 레벨의 계조전압을 발생시키는데, 마이크로 프로세서(30)에서 소정의 휘도 제어신호가 전자식 가변저항(65)으로 입력되면, 전자식 가변저항(65)의 값은 휘도 제어신호에 따라 변화된다.

전원부(40)에서 인가된 전압이 휘도 제어신호에 따라 저항값이 변화된 전자식 가변저항(65)에서 전압강하되고, 전자식 가변저항(65)에서 전압강하된 전압은 이후에 설치된 저항(R1)에 인가된다.

따라서, 휘도 제어신호에 따라 변화되는 전자식 가변저항(65)의 값이 클수록 저항(R1)에 인가되는 전압은 감소되고, 복수개의 저항(R1~Rn)에서 출력되는 계조전압도 감소된다.

이와 같이 계조 발생부(60)의 전자식 가변저항(65)의 값에 따라 감소되어 출력되는 계조 전압은 소스 드라이브 IC(90)로 전송된다.

소스 드라이브 IC(90)는 타이밍 컨트롤러(50)와 계조 발생부(60)에서 생성된 R, G, B 데이터와 데이터 제어신호 및 계조 전압들로써 데이터 신호를 생성하여 액정패널(110)로 제공하고, 게이트 드라이브 IC(100)는 마이크로 프로세서(30)의 게이트 제어신호와 게이트 전압발생부(70)의 게이트 온/오프 전압으로써 게이트 신호 를 생성하여 액정패널(110)로 제공한다.

액정패널(110)은 소스 신호와 데이터 신호로써 인버터(80)의 제어에 따라 램프(120)에서 방사되는 광을 투과시켜 화면을 형성하는데, 이때 광을 투과시키는 액정패널(110)의 액정의 배열상태를 제어하는 계조전압이 계조 발생부(60)의 전자식 가변저항(65)에 의해 감소된 상태이므로 광의 투과율이 낮아지고, 이에 따라 액정패널(110)에 표시되는 화상의 밝기가 감소된다.

이와 같은 방법으로 디스플레이되는 화상의 휘도가 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 액정의 배열상태를 제어하여 디스플레이되는 화상의 밝기를 조절한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 공중전파된 방송신호에서 데이터의 휘도가 임계치를 초과하는 정도에 따라서 액정의 배열상태를 제어하기 때문에, 액정패널에 표시되는 화상이 과도한 밝기에 묻혀버리는 현상을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 공중전파된 방송신호를 수신하여 RGB 데이터를 검출하고, 상기 RGB 데이터의 휘도가 미리 정해진 임계치를 초과하면 그에 대응하는 휘도 조절용 전압을 생성하며, 상기 휘도 조절용 전압에 따른 소정의 휘도 제어신호를 출력하는 텔레비전 신호 처리부;

   상기 텔레비전 신호 처리부에서 검출된 상기 RGB 데이터와 상기 RGB 데이터의 제어신호에 따라 화상을 액정패널에 표시하고, 상기 텔레비전 신호 처리부에서 출력되는 상기 휘도 제어신호에 따라 상기 액정패널의 액정 배열상태를 제어하는 계조전압의 크기를 제어하는 액정패널 구동회로부;

   광을 발생하여 상기 액정패널에 제공하는 램프 및 상기 램프에 구동 전류를 인가하는 인버터를 갖는 백라이트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 텔레비전 신호 처리부는,

   공중전파된 방송신호를 수신하여 특정 주파수 대역으로 동조한 후 복합영상신호를 출력하는 RF 처리부와;

   상기 RF 처리부에서 출력되는 상기 복합영상신호에서 상기 RGB 데이터를 검출하고, 상기 RGB 데이터의 제어신호를 생성하며, 상기 RGB 데이터의 휘도가 임계치를 초과하면 그에 대응하는 상기 휘도 조절용 전압을 생성하여 출력하는 영상처리부와;

   상기 RGB 데이터, 상기 RGB 데이터의 제어신호 및 상기 휘도 조절용 전압에 따른 상기 휘도 제어신호를 상기 액정패널 구동회로부로 출력하도록 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 액정패널 구동회로부는,

   상기 휘도 제어신호에 따라 상기 액정의 배열상태를 제어하는 계조전압을 출력하는 계조 발생부를 포함하며;

   상기 계조 발생부의 상단 전압부에는 전자식 가변저항이 복수개의 저항과 직렬로 설치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전자식 가변저항의 값은 상기 휘도 제어신호에 대응하여 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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