KR100985858B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지가 표시되는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 액정표시패널을 조명하는 복수 색상의 광을 발광하기 위한 다수의 발광 소자가 소정의 패턴으로 배열된 백라이트 어레이부와; 상기 각 발광 소자의 발광 여부 및 광의 세기를 제어하는 백라이트 구동부와; 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 이미지의 표현 가능한 밝기 레벨, 즉 휘도의 손실 및 대비비의 저하 문제를 발생하지 않고 화이트 밸런스를 조절할 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제어블럭도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제어블럭도이고,
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트의 구성을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 신호입력부 20 : 신호처리부
22 : 포맷 판단부 30 : 패널 구동부
40 : 액정표시패널 50 : 백라이트 유니트
52 : 백라이트 구동부 54 : 백라이트 어레이부
60 : 제어부 70 : 사용자 입력부
본 발명은, 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액정표시패널을 조명하는 복수 색상의 광을 발광하기 위한 다수의 발광 소자가 소정의 패턴으로 배열된 백라이트 어레이부를 마련하고, 백라이트 어레이부를 제어하여 화이트 밸런스를 조절할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
이미지를 표시하는 디스플레이장치 중, 액정표시장치는 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각적 변화로 변환하는 것으로, 액정셀에 의한 광의 변조를 이용한 디스플레이장치이다.
액정표시장치는 PDP(Plasma Display Panel)나 FED(Field Emission Display)와 같은 다른 디스플레이장치와 달리, 그 자체가 비발광성으로 액정을 투과하는 광의 양을 조절하는 역할만 하므로 화면 전체에 균일한 빛을 공급하기 위한 광원을 필요로 한다.
따라서 액정표시장치는 액정표시패널 외에, 액정표시패널의 후방에서 광을 조명하는 백라이트 유니트(BLU : Back Light Unit)를 포함하게 된다. 여기서, 백라이트 유니트는 광원으로써의 램프와, 램프로부터 출광된 광을 면광원으로 전환하고 광효율 및 휘도를 향상시키기 위한 도광판, 프리즘시트, 편광판 등의 광학시트를 포함하는 것이 일반적이다. 그리고, 인버터는 램프로부터 출광되는 광의 밝기를 제어하여 액정표시패널에 표시되는 이미지의 밝기, 즉, 휘도를 조절한다.
일반적으로, 광원으로서의 램프는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)나 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp) 등의 백색광을 발광하는 음극형광램프를 사용한다.
한편, 현재의 TV 방송 방식으로는 PAL(Phase Alternate Line) 방식, SECAM(System Equential Couleur A Memoire) 방식, NTSC(National Television System Committee) 방식이 주로 사용되는데, 종래의 액정표시장치는 상기의 방송 방식 중 어느 하나만을 지원하도록 제조되거나, 상기의 방송 방식 중 2 이상의 방송 방식을 지원하는 경우 지원하는 각 방송 방식에 따라 수신되는 영상신호를 일정한 신호처리 알고리즘을 통해 처리하여 각 방송 방식에 따른 화이트 밸런스를 조절하였다.
일 예로, 각 방송 방식에 따른 화이트 밸런스의 조절 방법으로는, 먼저, 영상신호에 포함된 R(Red) 신호, G(Green) 신호, B(Blue) 신호 각각의 콘트라스트 게인(Contrast Gain)을 변경하여 최대 휘도를 구한 후 최대 밝기의 지점에서 R 신호, G 신호, B 신호의 콘트라스트를 조정하여 화이트 밸런스를 맞추었다.
그런 다음, 영상신호가 최소 밝기인 지점에서 R 신호, G 신호, B 신호의 각 밝기를 조정하여 화이트 밸런스를 맞춘 다음 조정된 G 신호의 최대치와 최소치로 감마값을 설정하고, R 신호과 B 신호에 대하여도 동일하게 감마값을 설정하였다. 그리고, 조정 간격의 각 계조에서 G 신호의 값을 고정하고, R 신호과 B 신호의 설정된 감마값을 변경하면서 화이트 밸런스를 맞추었다.
그런데, 상기와 같이 R 신호, G 신호 및 B 신호의 컷오프값 및 감마보정에 기초한 화이트 밸런스의 조절방법은 영상신호의 콘트라스트와 밝기를 변경하여 화이트 밸런스를 조절하기 때문에 대비비(Contrast Ratio)가 저하되는 단점이 있다. 또한, 각 신호의 최대 밝기 및 최소 밝기에 기초한 화이트 밸런스의 조절으로 이미 지의 표현 가능한 밝기 레벨의 손실을 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 이미지의 표현 가능한 밝기 레벨, 즉 휘도의 손실 및 대비비의 저하 문제를 야기시키지 않고 화이트 밸런스를 조절할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 입력되는 영상신호의 포맷에 따라 화이트 밸런스를 조절할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 이미지가 표시되는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 액정표시패널을 조명하는 복수 색상의 광을 발광하기 위한 다수의 발광 소자가 소정의 패턴으로 배열된 백라이트 어레이부와; 상기 각 발광 소자의 발광 여부 및 광의 세기를 제어하는 백라이트 구동부와; 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 발광 소자는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 입력되는 영상신호의 신호 특성에 기초하여 상기 영상신호의 포맷을 판단하는 포맷 판단부를 더 포함하며; 상기 제어부는 상기 포맷 판단부에 의해 판단된 상기 영상신호의 포맷에 대응하여 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 것이, 영상신호의 포 맷에 따라 화이트 밸런스가 자동으로 조절될 수 있어 바람직하다.
그리고, 상기 포맷 판단부는 상기 영상신호의 수평 주파수 및/또는 수직 주파수에 기초하여 상기 영상신호의 포맷을 판단할 수 있다.
또한, 사용자의 조작에 따라 제1 제어신호를 발생하는 사용자 입력부를 더 포함하며; 상기 제어부는 상기 사용자 입력부로부터의 상기 제어신호에 대응하여 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 것이, 사용자가 화이트 밸런스를 조절할 수 있어 바람직하다.
그리고, 상기 제어부는 상기 사용자 입력부로부터의 제2 제어신호에 대응하여 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 톤이 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 것이, 사용자가 원하는 화이트 톤으로 이미지를 표시할 수 있어 바람직하다.
그리고, 상기 영상신호의 포맷은 NTSC 방식, PAL 방식 및 SECAM 방식 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 실시예가 상이하더라도 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하며, 그 설명은 필요에 따라 생략한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 신호입력부(10), 신호처리부(20), 액정표시패널(40), 패널 구동부(30), 백라이트 유니트(50) 및 이들을 제어하는 제어부를 포함한다.
액정표시패널(40)은 도시되지 않은 스위칭소자와 화소전극 등이 형성된 제1기판과, R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러필터가 형성된 제2기판과, 양 기판 사이에 위치하는 액정을 포함한다. 패널 구동부(30)로부터의 신호는 제1기판의 소스측 인쇄회로기판 및 게이트측 인쇄회로기판을 거쳐 스위칭소자에 인가되고, 이에 따라 액정이 전기적 신호를 받게 되어 백라이트 어레이부(54)로부터의 광을 투과 및 차단하거나 투과되는 광의 량을 조절하여 이미지를 표시한다.
신호처리부(20)는 신호입력부(10)를 통해 입력되는 영상신호를 디스플레이부가 표시 가능한 포맷의 영상시호로 변환한다. 본 발명에 따른 신호처리부(20)는 스케일러와, 신호입력부(10)를 통해 입력되는 영상신호를 스케일러가 처리 가능한 신호로 변환하는 신호변환부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호변환부는 안테나(미도시)나 유선 케이블(미도시)을 통해 입력되는 RF 신호인 방송 신호를 수신하여 선별하는 튜너(21d)와, 튜너(21d)에 의해 선별된 방송 신호를 스케일러(22)가 처리 가능한 포맷으로 변환하여 출력하는 비디오 디코더(21c)를 포함한다. 또한, 신호변환부는 컴퓨터, DVD, VCR 등과 같은 외부 영상기기로부터 입력되는 다양한 포맷의 영상신호를 처리하기 위한 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 수신부나 비디오 디코더 등을 포함할 수 있음은 물론이다. 그리고, 스케일러는 신호변환부로부터 출력되는 영상신호를 이미지의 출력 규격에 맞는 수직주파수, 해상도, 화면 비율 등에 맞도록 변환한다.
신호입력부(10)는 영상신호를 수신하여, 수신된 영상신호를 신호처리부(20) 로 출력한다. 여기서, 신호입력부(10)는 전술한 신호변환부의 구성에 대응하여 다양한 구성을 갖는다. 예컨대, 입력되는 아날로그 영상신호를 A/D 컨버터로 출력하는 아날로그 입력단자나, 디지털 영상신호의 입력을 지원하는 LVDS나 TMDS 인터페이스를 지원하기 위한 디지털 입력단자를 포함할 수 있다. 또한, 튜너에 입력되는 방송 신호를 수신하기 위한 전술한 안테나나 유선 케이블도 신호입력부(10)에 포함된다.
본 발명에 따른 백라이트 유니트(50)는 백라이트 어레이부(54)와 백라이트 구동부(52)를 포함하며, 액정표시패널(40)에 이미지가 표시될 수 있도록 광을 조사한다.
백라이트 어레이부(54)는 복수 색상의 광을 발광하기 위한 다수의 발광 소자를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 소자는 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)를 포함한다. 여기서, 발광 다이오드는 적색 파장의 광을 발광하는 적색 발광 다이오드(R-LED)와, 녹색 파장의 광을 발광하는 녹색 발광 다이오드(G-LED)와, 청색 파장의 광을 발광하는 청색 발광 다이오드(B-LED)를 포함하는 것이 바람직하다. 아울러, 하나의 발광 다이오드에서 적색, 녹색 및 청색을 선택적으로 발광 가능한 경우 이를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
각 색상의 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 백라이트 어레이부(54)에 일정한 패턴으로 배열된다. 예컨대, 각 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)는 액정표시패널(40)의 가로방향을 따라 순차적으로 R-G-G-B-R-G-G-B-R-G-G-B...... 패턴으로 배열될 수 있으며, R-G-B......, R-R- G......, R-G-B-B...... 패턴 등 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지가 자연의 색상 그대로를 표현하는데 적합하도록 각 색상의 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)의 특성, 예컨대 광의 최대 밝기 등을 고려하여 최적의 배열로 배치할 수 있다.
백라이트 구동부(52)는 제어부의 제어에 따라 각 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)의 발광 여부 및 발광되는 광의 세기를 조절한다. 여기서, 백라이트 구동부(52)는 제어부의 제어에 따라 각 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)에 인가되는 전류의 세기를 조절하여, 각 색상의 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)로부터의 광의 세기를 조절하여 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스(White Balance)나 화이트 톤(White tone)을 조절하게 된다.
제어부는 발광되는 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)의 백라이트 어레이부(54) 상의 좌표값과 광의 세기에 대한 정보를 포함한 제어신호를 백라이트 구동부(52)에 제공하고, 백라이트 구동부(52)는 제어부로부터의 제어신호에 기초하여 발광되는 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)와 그 광의 세기를 조절할 수 있다.
여기서, 백라이트 구동부(52)는 제어부로부터의 제어신호에 따라 각 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)의 발광 여부 및 광의 세기를 제어하기 위한 수평 구동부(52a) 및 수직 구동부(52a)를 포함할 수 있으며, 각 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)는 수평 구동부(52a) 및 수직 구동부(52a)로부터의 신호의 조합에 따라 발광 여부 및 광의 세기가 조절될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 신호입력 부(10)를 통해 입력되는 영상신호의 신호 특성에 기초하여 영상신호의 포맷을 판단하는 포맷 판단부(22)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포맷 판단부(22)는 튜너에 입력되는 방송 신호가 NTSC 방식, PAL 방식 및 SECAM 방식 중 어느 것인지를 입력되는 방송 신호의 신호특성, 예컨대, 수평주파수 및/또는 수직주파수에 기초하여 판단할 수 있다. 일반적으로, NTSC 방식에 의한 방송 신호는 그 수직주파수가 525이고, PAL 방식에 의한 방송 신호는 그 수직주파수가 625인 바 포맷 판단부(22)는 각 방송신호의 수직주파수를 카운팅하여, 튜너를 통해 입력되는 영상신호의 방송 방식을 판단하게 된다.
여기서, 제어부는 포맷 판단부(22)에 의해 판단된 방송 방식에 기초하여, 각 방송 방식에 대응하는 기 설정된 화이트 밸런스에 따라 백라이트 구동부(52)에 제어신호를 인가하고, 백라이트 구동부(52)는 각 색상의 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED)의 발광 여부 및 광의 세기를 조절함으로써 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스를 조절한다.
예를 들어, NTSC 방식의 방송 신호의 경우 화이트 밸런스가 IR : IG : IB = 2.6 5.1 : 1이 되어야 하므로, 백라이트 구동부(52)는 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 상기와 같은 비율을 가질 수 있도록 적색 발광 다이오드(R-LED), 녹색 발광 다이오드(G-LED) 및 청색 발광 다이오드(B-LED)로부터 발광되는 광의 세기를 제어한다. 여기서, 제어부는 액정표시패널(40)의 각 색상의 컬러필터의 광 특성을 고려하여 적색 발광 다이오드(R-LED), 녹색 발광 다이오드(G-LED) 및 청색 발광 다이오드(B-LED)로부터 발광되는 각 광의 최적의 세기에 대한 정보를 미리 설정해 두는 것이 바람직하다.
이에 따라, 신호처리부(20)를 통과하는 방송 신호는 전술한 종래의 화이트 밸런스 조절 과정을 거치지 않게 되어, 영상 신호의 휘도의 손실이 제거되고, 대비비의 저하 문제가 발생하지 않는다.
한편, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자의 조작에 따라 제어신호를 발생하는 사용자 입력부(70)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어부는 사용자 입력부(70)로부터의 제어신호에 대응하여 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스를 조절한다. 즉, 사용자는 사용자 입력부(70)를 통해 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스를 조절할 수 있게 된다.
여기서, 사용자 입력부(70)는 액정표시장치의 전면에 마련된 도시되지 않은 선택버튼과, 선택버튼의 조작에 대응하여 제어신호를 발생하는 신호발생부를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 입력부(70)는 리모콘과, 리모콘으로부터 수신되는 신호에 따라 제어신호를 발생하는 수신부를 포함할 수 있음은 물론이고, 기타 제어부에 제어신호를 인가할 수 있는 다른 구성도 본 발명에 따른 사용자 입력부(70)에 포함될 수 있음은 물론이다.
또한, 제어부는 사용자가 사용자 입력부(70)를 통해 방송 방식이나, 외부 영상기기를 선택하는 것에 대응하여 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 백라이트 구동부(52)를 제어할 있다. 즉, 제어부는 사용자가 방송 방식이나 외부 영상기기를 선택하는 것을 화이트 밸런스를 조절하기 위한 제어신호로 인식할 수 있다.
전술한 실시예에서는 튜너를 통해 입력되는 영상신호의 방송 방식에 따른 화이트 밸런스의 조절 과정을 일 예로 설명하였으나, 다양한 포맷의 영상신호 예컨대, 컴퓨터, VCR, DVD 등의 외부 영상기기로부터 입력되는 다양한 포맷의 영상신호에 대응하는 화이트 밸런스를 기 설정하고, 신호입력부(10)를 통해 입력되는 영상신호의 포맷을 감지하여 전술한 바와 같이 백라이트 어레이부(54)를 통해 화이트 밸런스를 조절할 수 있다. 따라서, 각 포맷의 영상신호에 대해 신호처리부(20)에서 화이트 밸런스를 조절하던 종래의 화이트 밸런스 조절 방법보다 화이트 밸런스 조절 방법이 간단해진다.
또한, 전술한 실시예에서는 입력되는 영상신호의 포맷 및/또는 사용자 입력부(70)를 통한 사용자의 선택에 따라 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스를 백라이트 유니트(50)를 제어하여 조절하는 것을 일 예로 설명하였으나, 사용자가 선호하는 화이트 톤을 표현하기 위해 각 색상의 발광 다이오드(R-LED, G-LED, B-LED) 중 어느 하나의 광의 세기를 조절할 수 있음은 물론이다.
그리고, 전술한 실시예에서는 포맷 판단부(22)와 사용자 입력부(70)가 각각 별도로 본 발명에 따른 액정표시장치에 마련되는 것으로 설명하였으나, 하나의 액정표시장치에 포맷 판단부(22) 및 사용자 입력부(70)가 마련될 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 액정표시패널(40)을 조명하는 복수 색상의 광을 발광하기 위한 다수의 발광 소자가 소정의 패턴으로 배열된 백라이트 어레이부(54)와, 각 발광 소자의 발광 여부 및 광의 세기를 제어하는 백라이트 구동부(52)와, 액정표시패널(40)에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 백라이트 구동부(52)를 제어하는 제어부를 마련하여, 이미지의 표현 가능한 밝기 레벨, 즉 휘도의 손실 및 대비비의 저하 문제를 발생하지 않고 화이트 밸런스를 조절할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이미지의 표현 가능한 밝기 레벨, 즉 휘도의 손실 및 대비비의 저하 문제를 발생하지 않고 화이트 밸런스를 조절할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.
또한, 입력되는 영상신호의 포맷에 따라 화이트 밸런스를 자동으로 조절할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.

Claims (7)

  1. 이미지가 표시되는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치에 있어서,
    상기 액정표시패널을 조명하는 복수 색상의 광을 발광하기 위한 다수의 발광 소자가 소정의 패턴으로 배열된 백라이트 어레이부와;
    상기 각 발광 소자의 발광 여부 및 광의 세기를 제어하는 백라이트 구동부와;
    입력되는 영상신호의 신호 특성에 기초하여 판단된 상기 영상신호의 포맷에 대응하여 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자 각각은 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입력되는 영상신호의 신호 특성에 기초하여 상기 영상신호의 포맷을 판단하는 포맷 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 포맷 판단부는 상기 영상신호의 수평 주파수 및/또는 수직 주파수에 기초하여 상기 영상신호의 포맷을 판단하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    사용자의 조작에 따라 제1 제어신호를 발생하는 사용자 입력부를 더 포함하며;
    상기 제어부는 상기 사용자 입력부로부터의 상기 제1 제어신호에 대응하여 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 밸런스가 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 사용자 입력부로부터의 제2 제어신호에 대응하여 상기 액정표시패널에 표시되는 이미지의 화이트 톤이 조절되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 영상신호의 포맷은 NTSC 방식, PAL 방식 및 SECAM 방식 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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