KR101096716B1 - 액정표시장치의 구동장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 화질을 개선하고 휘도를 안정적으로 표현할 수 있도록 한 액정표시장치의 구동장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 액정패널과, 액정패널에 광을 조사하기 위한 직하형 백라이트 어셈블리와, 직하형 백라이트 어셈블리의 구동을 제어하기 위한 램프구동장치와, 램프구동장치에 비디오 데이터에 상응하는 온오프 신호를 인가하는 타이밍 컨트롤러를 구비한다.

Description

액정표시장치의 구동장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING LAMP OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래의 직하형 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 절단한 단면도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 액정패널을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ'를 절단한 단면도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 타이밍 컨트롤러를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 실시 예에 따른 버스트 모드의 파형도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 실시 예에 따른 리니어 모드의 파형도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 버스트 모드 와 리니어 모드 혼합형태의 파형도를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정표시패널의 스캐닝구간을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 102 : 액정패널 10, 110 : 광학 시이트
12, 112 : 확산판 14, 114 : 반사 시이트
34, 134 : 램프하우징 36, 136 : 램프
104 : 상부기판 106 : 하부기판
TFT : 박막 트랜지스터 Lc : 액정
GL : 게이트 라인 DL : 데이터 라인
142 : 피드백 회로 144 : PWM 제어부
146 : 인버터 148 : 트랜스 포머
150 : 타이밍 컨트롤러 151 : 일차권선
152 : 보조권선 153 : 이차권선
156 : 전원부 160 : 램프 구동부
182 : 데이터 정렬부 184 : 검출부
186 : 신호생성부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 화질을 개선하고 휘도를 안정적으로 표현할 수 있도록 한 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 LCD는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한, LCD용 백 라이트는 직하형 방식과 에지형 방식의 두 종류가 있다. 직하형은 평면에 램프를 여러 개 배치한다. 그리고 램프와 액정패널 사이에 확산판을 설치하여 액정패널과 램프 사이를 일정하게 유지한다. 에지형 방식은 평판 외곽에 램프를 설치한 것으로, 램프로부터 발생하는 광이 투명한 도광판을 이용하여 액정패널 전체의 면으로 입사된다.
도 1 및 도 2는 종래의 직하형 백 라이트를 채택한 LCD를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 직하형 백 라이트를 채택한 LCD는 화상을 표시하기 위한 액정패널(2)과, 액정패널(2)에 균일한 광을 조사하기 위한 직하형 백 라이트 어셈블리를 구비한다.
액정패널(2)은 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되고, 이 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다. 이러한 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)에 접속되게 된다. 화소전극은 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동하여 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 한편, 액정패널(2)은 화상을 구현하기 위하여 액정이 빛을 투과하도록 활성화되는 지연시간을 가지게 된다.
직하형 백 라이트 어셈블리는 램프하우징(34)과, 램프하우징(34)의 전면에 적층되는 반사 시이트(14)와, 반사 시이트(14)의 상부에 위치하는 다수의 램프(36)와, 확산판(12) 및 광학 시이트(10)을 구비한다.
램프 하우징(34)은 다수의 램프들(36) 각각에서 방출되는 가시광선의 빛샘을 방지함과 아울러 다수의 램프들(36)의 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 확산판(12) 쪽으로 반사시킴으로써 램프들(36)에서 발생되는 광의 효율을 향상시킨다.
반사 시이트(14)는 램프 하우징(34)의 상면과 다수개의 램프(36)사이에 배치되어 램프들(36)로부터 발생된 광을 반사시켜 액정표시패널(2) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
다수의 램프들(36) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다.
이러한, 다수의 램프들(36) 각각은 도시하지 않은 인버터로부터의 고압의 교류파형이 고압전극 및 저압전극에 인가되면, 저압전극으로부터 전자가 방출되어 유리관 내부의 불활성기체들과 충돌하여 기하급수적으로 전자의 양이 늘어나게 된다. 이 늘어난 전자들에 의해 유리관 내부에 전류가 흐르게 됨으로써, 전자에 의해 불활성기체가 여기되면서 자외선이 방출된다. 이 자외선은 유리관 내측벽에 도포된 발광성 형광체에 충돌하여 가시광선을 방출시킨다. 이 때, 다수의 램프들(36)에는 고압의 교류파형이 지속적으로 공급되어 항상 점등된다.
이와 같은 다수의 램프들(36)은 램프 하우징(34) 상에 나란하게 배치된다. 이 때, 다수의 램프들(36)은 고압전극 및 저압전극의 배열이 동일하게 램프 하우징(34) 상에 배치된다.
확산판(12)은 다수의 램프들(36)에서 발산된 광을 액정패널(2) 쪽으로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다. 이러한, 확산판(12)은 투명한 수지로 구성된 필름의 양면에 광 확산용 부재를 코팅한 것을 사용한다.
광학 시이트들(10)은 확산판(12)으로부터 출사된 광의 시야각을 좁게 함으로써 액정표시장치의 정면 휘도를 향상시키고 소비전력을 줄일 수 있다.
이와 같은, 종래의 LCD는 램프 하우징(34)에 배치되는 다수의 램프들(36)을 이용하여 균일한 광을 발생시켜 액정패널(2)에 조사함으로써 원하는 화상을 표시하게 된다. 그러나, 종래의 LCD는 광원으로 사용되는 램프(36)들 전체를 지속적으로 온 시켜놓아야 함으로 소비전력이 큰 단점이 있을 뿐만아니라, 액정패널(2) 상에 폭발이나 섬광 등과 같은 화상을 표시하기 위하여 액정패널(2) 상의 일정부분만 순 간적으로 밝게 하는 피크 휘도(Peak Brightness)를 구현할 수 없는 단점이 있다. 또한, 액정패널(2)에 주입된 액정들이 활성화 되기 위한 지연시간을 보상하는 방법에 있어서, 액정의 특성에 관계없이 동일한 전원을 공급하게 됨으로 휘도를 저하시키는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정패널의 화질을 개선하고 휘도를 안정적으로 표현할 수 있도록 한 액정표시장치의 구동장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동장치는 액정패널에 광을 조사하는 다수개의 램프와; 상기 액정패널의 화상구현기간 이전의 스캐닝기간동안 상기 램프에 공급될 교류신호의 듀티비 및 진폭 중 어느 하나를 상기 액정패널의 기준휘도에 따라 고정하고 그에 상호 대응되게 상기 교류신호의 진폭 및 듀티비를 가변하는 램프구동부를 구비한다.
상기 램프구동부는 외부로부터 공급된 직류신호를 고압의 교류신호로 전환하는 인버터와; 상기 인버터로부터의 교류신호를 제어하는 제1 제어부를 포함한다.
상기 액정표시장치의 램프구동장치에 있어서, 상기 램프구동부는 상기 화상구현기간에 상기 액정패널에 공급될 데이터의 휘도값에 따라 휘도가변신호를 생성하여 상기 램프구동부에 공급하는 제2 제어부를 추가로 구비한다.
상기 인버터는 상기 제 2 제어부로부터 발생되는 휘도가변신호에 대응되어 상기 램프에 공급되는 상기 교류신호의 온주기와 오프주기를 교번적으로 반복하여 형성한다.
상기 제 2 제어부는 상기 액정패널에 구현되는 화상의 휘도강약에 따라 상기 제 1 제어부로부터 발생되는 신호의 온오프 듀티비 및 진폭 중 적어도 하나를 변환한다.
상기 각각의 램프는 상기 제 1 제어부로부터 발생하는 온오프 듀티비 및 진폭 중 적어도 하나가 변환된 상기 신호에 대응되어 상기 램프로부터 발생되는 휘도가 제어된다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동방법은 액정패널의 화상구현기간 이전의 스캐닝기간동안 상기 액정패널의 기준휘도에 따라 램프에 공급되는 교류신호의 듀티비 및 진폭 중 어느 하나를 설정하는 단계와; 상기 스캐닝기간동안 상기 설정된 듀티비 및 진폭 중 어느 하나에 따라 상호 대응되게 상기 교류신호의 진폭 및 듀티비를 가변시키는 단계를 포함한다.
상기 기준휘도에 따라 램프에 공급되는 교류신호의 듀티비 미치 진폭 중 어느하나를 설정하는 단계는, 상기 액정패널에 주입되는 액정셀의 특성에 따라 결정된다.
상기 액정표시장치의 램프구동방법은 액정패널에 구현되는 각 화상의 휘도 강약에 따라 제 1 제어부가 휘도가변신호를 생성하는 단계와; 상기 제 1 제어부의 휘도가변신호에 따라 제 2 제어부가 제어신호를 생성하는 단계와; 상기 제어신호에 대응되는 교류파형을 생성하는 단계와; 각각의 램프가 상기 교류파형을 각각 공급받아 광을 발생하여 상기 액정패널에 조사하는 단계를 가지는 화상구현기간을 더 포함한다.
상기 액정패널에 구현되는 각 화상의 휘도 강약에 따라 제 1 제어부가 휘도가변신호를 생성하는 단계는; 외부로부터 입력되는 비디오 데이터의 휘도에 대응되는 상기 휘도가변신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 제 1 제어부의 휘도가변신호에 따라 제 2 제어부가 제어신호를 생성하는 단계는; 상기 제 1 제어부의 온오프 신호의 듀티비를 변환하는 단계 및 상기 제 1 제어부의 온오프 신호의 진폭을 변환하는 단계 중 적어도 하나에 의해 상기 제어신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 제어신호에 대응되는 교류파형을 생성하는 단계는; 상기 제어신호의 듀티비가 변화하는 경우 교류파형의 온 타임주기를 변화시키는 단계 및 상기 제어신호의 진폭이 변화하는 경우 교류파형의 진폭을 변화시키는 단계 중 적어도 하나에 의해 상기 교류파형이 생성되는 단계를 포함한다.
상기 각각의 램프가 상기 교류파형을 각각 공급받아 광을 발생하여 상기 액정패널에 조사하는 단계는; 상기 각각의 램프가 상기 변화된 온 타임주기를 갖는 교류파형 및 상기 변화된 진폭을 갖는 교류파형 중 적어도 하나에 대응되어 변화된 관전류 및 변화된 교류전압을 공급받아 각기 다양한 휘도를 갖는 광을 발생시키는 단계와; 화상 구현 기간에 상기 비디오 데이터의 휘도에 따른 광을 발생하는 램프들이 상기 액정패널에 순차적으로 광을 조사하는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정패널(102)과, 액정패널(102)에 광을 조사하기 위한 직하형 백 라이트 어셈블리와, 직하형 백 라이트 어셈블리의 구동을 제어하기 위한 램프구동장치(160)와, 램프구동장치(160)에 비디오 데이터에 상응하는 온오프 신호를 인가하는 타이밍 컨트롤러(150)를 구비한다.
액정패널(102)은 도 4에 도시된 바와 같이 상부기판(104) 및 하부기판(106) 사이에 액정(Lc)이 주입되고 상부기판(104)과 하부기판(106) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다. 이러한, 액정패널(102)의 상부기판상에는 컬러필터(108), 공통전극(118), 블랙 매트릭스(117) 등이 형성된다. 또한, 액정패널(102)의 하부기판(106)상에는 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차로 정의되는 영역마다 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와 화소전극(Lc)들을 구비한다.
직하형 백 라이트 어셈블리는 도 5에 도시된 바와 같이 램프하우징(134)과, 램프하우징(134)의 전면에 적층되는 반사 시이트(114)와, 반사 시이트(114)의 상부에 적층되어 광을 발생하는 다수의 램프들(136)과, 확산판(112) 및 확산판(112) 위 에 놓여지는 광학 시이트들(110)을 포함한다.
램프 하우징(134)은 다수의 램프들(136) 각각에서 방출되는 가시광선의 빛샘을 방지함과 아울러 다수의 램프들(136)의 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 확산판(112) 쪽으로 반사시킴으로써 램프들(136)에서 발생되는 광의 효율을 향상시킨다.
반사 시이트(114)는 램프 하우징(134)의 상면과 다수개의 램프(136)사이에 배치되어 램프들(136)로부터 발생된 광을 반사시켜 액정표시패널(102) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
다수의 램프들(136) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다.
이러한, 다수의 램프들(136) 각각은 인버터로부터의 고압의 교류파형이 고압전극 및 저압전극에 인가되면, 저압전극으로부터 전자가 방출되어 유리관 내부의 불활성기체들과 충돌하여 기하급수적으로 전자의 양이 늘어나게 된다. 이 늘어난 전자들에 의해 유리관 내부에 전류가 흐르게 됨으로써, 전자에 의해 불활성기체가 여기 되면서 자외선이 방출된다. 이 자외선은 유리관 내측벽에 도포된 발광성 형광체에 충돌하여 가시광선을 방출시킨다.
확산판(112)은 다수의 램프들(136)에서 발산된 광을 액정패널(102) 쪽으로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다. 이러한, 확산판(112)은 투명한 수지로 구성된 필름의 양면에 광 확산용 부재를 코팅한 것을 사용 한다.
광학 시이트들(110)은 확산판(112)으로부터 출사된 광의 시야각을 좁게 함으로써 액정표시장치의 정면 휘도를 향상시키고 소비전력을 줄일 수 있다.
램프구동부(160)는 도 6에 도시된 바와 같이 전원부(156)로부터 전원을 공급받아 교류파형으로 변환하는 인버터(146)와, 인버터(146)와 램프(136)의 일단 사이에 배치되어 인버터(146)로부터 발생된 교류파형을 승압하는 트랜스포머(148)와, 트랜스포머(148)와 램프(136)의 일단 사이에 배치되어 트랜스포머(148)로부터 램프(136)로 공급되는 관전류를 검사하고 이에 따른 피드백(Feed Back : F/B)신호를 생성하는 피드백 회로(142)와, 인버터(146)와 피드백 회로(142) 사이에 배치되어 피드백 신호를 공급받아 인버터(146)로부터 발생되는 교류파형을 변환하기 위해 사용되는 펄스 신호를 생성하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation : 이하 "PWM" 이라 함) 제어부(144)를 구비한다.
인버터(146)는 PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스에 의해 스위칭 되는 스위칭 소자를 이용하여, 전압원으로부터 공급되는 전압을 교류파형으로 변환하게 된다. 이렇게 형성된 교류 전압은 트랜스포머(148)로 전달된다.
트랜스포머(148)는 인버터(146)로부터 공급되는 교류파형을 램프(136)를 구동시키기 위한 고압의 교류파형으로 승압하게 된다. 이를 위해, 트랜스포머(148)의 일차 권선(151)은 인버터(146)에 접속되며, 이차 권선(153)은 램프의 일단과 피드백 회로(142)사이에 접속되고, 일차 권선(151)의 전압이 이차 권선(153)에 유기되도록 유도하는 보조권선(152)이 일차권선(151)과 이차권선(153)사이에 배치된다. 이러한, 트랜스포머(148)의 이차 권선(153)에는 일차 권선(151)과 이차 권선(153)간의 권선비에 의해 인버터(146)로부터 공급되는 교류파형이 고압의 교류파형으로 승압되어 유기된다. 이렇게 승압된 고압의 교류파형은 램프(136)의 일단에 공급된다.
피드백 회로(142)는 이차권선(153)에 유기된 교류 고전압에 의해 램프(136)에 전달되는 전류를 검출하여 피드백(F/B)전압을 생성한다. 이러한 피드백 회로(142)는 램프(136)의 출력단에 위치할 수 있으며, 출력단에 위치할 경우에는 램프(136)로부터 출력되는 출력값을 검출한다
PWM 제어부(144)는 램프(136)에 흐르는 관전류를 피드백 받아 인버터(146)의 스위칭 소자의 스위칭을 제어하게 된다. 이러한, PWM 제어부(144) 각각은 인버터(146)의 스위칭 소자의 스위칭을 제어하여 교류파형을 가변하게 된다.
타이밍 컨트롤러(150)는 도 7에 도시된 바와 같이 외부로부터 전달된 데이터를 정렬하는 데이터 정렬부(182)와, 데이터의 휘도를 판별하는 검출부(184)와, 검출부(184)에 의해 판별된 휘도에 따라 온 타임주기와 온 오프 타임주기를 가지는 휘도가변신호를 생성하는 신호생성부(186)를 구비한다.
데이터 정렬부(182)는 도시하지 않은 디지털 비디오 카드로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터를 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 재정렬한다.
검출부(184)는 재정렬된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터로부터 각 데이터에 따른 특정 휘도값을 검출하게 된다.
신호생성부(186)는 검출부(184)에 의해 검출된 휘도값을 가지는 디지털 비디 오 데이터에 대응되는 액정패널(102)의 영역의 휘도를 증가시키기 위한 휘도가변신호(LVS)를 생성한다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부(160) 수행과정을 살펴보기로 하자.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부(160)는 각 램프(136)로부터 발생되는 휘도를 제어하기 위한 방식으로 다양한 방식을 가질 수 있다. 이러한, 휘도를 제어하는 방식은 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 휘도가변신호(LVS)를 PWM 제어부(144)에 공급하고, 이후 PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스 신호의 듀티비를 변환하는 버스트 모드 방식과, PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스 신호의 진폭을 변환하는 리니어(Linear)모드 방식 및 버스트 모드와 리니어 모드의 혼합형태 등이 있다.
도 8에 도시된 버스트 모드 방식은 타이밍 컨트롤러(150)로부터의 휘도가변신호(LVS)에 따라 PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스 신호의 듀티비가 변환된다. 이를 상세히 설명하면, t11구간동안 PWM 제어부(144)로부터의 펄스 신호가 인버터(146)에 공급되면, 인버터(146)에 포함된 스위칭 소자는 t11구간 펄스 신호의 온 타임(Ton) 주기동안에는 스위칭동작을 하게 되어 전원부로부터 공급된 직류전압을 교류파형으로 변환되고, 펄스 신호의 오프 타임(Toff) 주기동안에는 스위칭이 오프 됨으로써 교류파형이 형성되지 않는다. 이러한 교류파형은 트랜스포머(148)을 거치면서 승압되고, 이후 승압된 교류파형이 램프(136)에 공급됨으로써 광을 발생시키게 된다.
한편, t12구간동안 PWM 제어부(144)로부터의 펄스 신호가 인버터(146)에 공급되면, 인버터(146)에 포함된 스위칭 소자는 도시된 t12구간 펄스 신호의 온 타임(Ton)동안에 스위칭동작을 하게된다. 이를 t11구간과 비교하면, t12구간에서는 인버터(146)의 스위칭 동작시간이 길어짐에 따라 인버터(146)로부터 발생되는 교류파형이 t11구간보다 길게 형성된다. 이에 따라, 트랜스포머(148)를 거치며 승압된 교류파형이 램프(136)에 공급되어 발생된 광은 t11구간에서 발생되는 램프의 휘도보다 상대적으로 밝은 휘도를 발생하게 된다.
도 9에 도시된 리니어 모드 방식은 타이밍 컨트롤러(150)로부터의 휘도가변신호(LVS)에 따라 PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스 신호의 진폭이 변환된다. 이를 상세히 설명하면, t21구간동안 PWM 제어부(144)로부터의 펄스 신호가 인버터(146)에 공급되면, 인버터(146)에 포함된 스위칭 소자는 펄스 신호의 온 타임(Ton)동안에 t21구간에 도시된 펄스 신호의 진폭에 대응되어 스위칭동작을 하게 되어 전원부로부터 공급된 직류전압이 교류파형으로 변환된다. 펄스 신호의 오프 타임(Toff)동안에는 스위칭이 오프 됨으로써 교류파형이 형성되지 않는다. 이러한 교류파형은 트랜스포머(148)을 거치면서 승압되고, 승압된 교류파형이 램프(136)에 공급됨으로써 광을 발생시킨다.
한편, t22구간동안 PWM 제어부(144)로부터의 펄스 신호가 인버터(146)에 공급되면, 인버터(146)에 포함된 스위칭 소자는 펄스 신호의 온 타임(Ton)동안에 t22에 도시된 펄스 신호의 진폭에 대응되어 스위칭동작을 하게 됨으로서, t21구간동안 발생된 교류파형에 비하여 상대적으로 큰 진폭의 교류파형이 형성된다. 이러한 교 류파형은 트랜스포머(148)을 거치면서 승압되고, 승압된 교류파형이 램프(136)에 공급됨으로써 t21구간에서 램프(136)로부터 발생한 광보다 상대적으로 큰 밝기를 가지게된다.
도 10에 도시된 버스트 모드와 리니어 모드의 혼합형태는 타이밍 컨트롤러(150)로부터의 휘도가변신호(LVS)에 따라 PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스 신호의 주파수 진폭이 변환된다. 이를 상세히 설명하면, t31구간동안 PWM 제어부(144)로부터의 펄스 신호가 인버터(146)에 공급되면, 인버터(146)에 포함된 스위칭 소자는 펄스 신호의 온 타임(Ton)동안에 t31구간에 도시된 펄스 신호의 주기 및 진폭에 대응되어 스위칭동작을 하게 되어 전원부(156)로부터 공급된 직류전압을 교류파형으로 변환한다. 펄스 신호의 오프 타임(Toff)동안에는 스위칭이 오프 되어 교류파형이 형성되지 않는다. 이러한 교류파형은 트랜스포머(148)을 거치면서 승압되고, 승압된 교류파형이 램프(136)에 공급됨으로써 광을 발생시킨다.
한편, t32구간동안 PWM 제어부(144)로부터의 펄스 신호가 인버터(146)에 공급되면, 인버터(146)에 포함된 스위칭 소자는 t32구간에 도시된 펄스 신호의 주기 및 진폭에 대응되어 스위칭동작을 하게 되는데, 펄스 신호의 오프 타임(Toff)동안에는 스위칭이 오프 됨으로써 교류파형이 발생하지 않고, 펄스 신호의 온 타임(Ton)동안 전원부(156)로부터 공급된 직류전압을 교류파형으로 변환한다. 이를 t31구간과 비교하면, t32구간은 전술한 버스트 모드 방식으로 램프(136)를 구동함으로써 t31구간보다 상대적으로 밝은 휘도를 갖게된다.
또한, t33구간동안 PWM 제어부(144)로부터의 펄스 신호가 인버터(146)에 공 급되면, 인버터(146)에 포함된 스위칭 소자는 t33구간에 도시된 펄스 신호의 주기 및 진폭에 대응되어 스위칭동작을 하게 되어 전원부(156)로부터 공급된 직류전압을 교류파형으로 변환한다. 이를 t31구간 및 t32구간과 비교하면, t33구간은 전술한 버스트 모드 방식 및 리니어 모드 방식으로 램프(136)를 구동함으로써 t31구간 및 t32구간보다 상대적으로 밝은 휘도를 갖게된다.
결과적으로, 버스트 모드 방식 및 리니어 모드 방식을 타임컨트롤러로부터 발생되는 휘도가변신호(LVS)의 온 타임(Ton) 및 오프 타임(Toff)과 조합함으로써 램프(136)로부터 발생되는 광의 휘도를 다양하게 표현할 수 있게된다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 나타낸 파형도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동장치(160)는 스캐닝 기간과 화상구현 기간을 포함한다.
스캐닝 기간에는 비슷한 계조가 동화상에서 일체화되어 화질을 저하시키는 블러(Blur)현상을 감쇄시키기 위해서 스캐닝(Scanning) 기술을 사용한다. 액정(Lc)은 전원이 공급되어 그 액정이 활성화 되는데 지연시간을 가지게 되는데, 이러한 지연시간은 각 액정의 종류 및 두께 등의 액정특성에 따라 서로 다른 지연시간을 가진다. 이에 따라, 스캐닝기간은 액정패널이 실질적인 화상을 구현하기 이전단계에서, 화상이 표시되는 각각의 액정에 전원을 공급하여 미리 고르게 활성화 시킴으로써 액정이 갖는 지연시간을 보상하게 된다. 또한, 이 스캐닝구간은 액정에 화상이 구현되는 시점을 결정하게 된다. 한편, 도 11에 도시된 "a" 구간은 스캐닝 구간에서 액정(Lc)이 특정 기준휘도 값보다는 적게 활성화 되었지만, 사용자의 시야에서는 큰 차이를 느낄수 없는 시점을 나타낸 것이다. 즉, "a"구간에서도 액정패널(102)에 화상이 구현될 수 있다.
이러한 스캐닝 기간은 전술한 버스트 모드와 리니어 모드를 상호 조합하여 일정한 휘도를 안정적으로 제공할 수 있다. 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동장치(160)는 스캐닝기간동안 특정 기준휘도 즉, 노멀(Normal)휘도(예를 들면, 500nt)에 해당되는 값을 각 액정패널의 특성에 따라 할당한다. 이에 따라, 특정 출력 파워(Power)를 결정한 후, 그에 해당하는 PWM 제어부(144) 펄스의 듀티비와 진폭을 조절하게된다. 여기서 노멀 휘도는 각 액정패널의 특성에 따라 실험적 및 통계적 결과에 의해 결정될 수 있다.
일 예로서, PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스의 온 타임 듀티비가 작게 결정된 경우, 인버터(146)로부터 발생되어 램프(136)에 공급되는 관전류가 적게 흐르게 된다. 따라서, 램프(136)로부터 발생되는 광의 휘도는 미리 결정된 노멀 휘도에 비하여 상대적으로 감소하게 된다. 이를 보상하기 위하여 온 타임의 듀티비는 변화시키지 않고 온 타임의 펄스의 진폭을 노멀 휘도에 상응되게 크게 변화시킴으로써 램프(136)로부터 발생되는 광의 휘도를 노멀 휘도에 상응되게 보상할 수 있다.
또 다른 예로써, PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스의 온 타임의 듀티비가 크게 결정된 경우 인버터(146)로부터 발생되어 램프(136)로 공급되는 관전류가 상대적으로 많이 흐르게 된다. 이에 따라, 램프(136)로부터 발생된 광은 미리 결 정된 노멀 휘도보다 더 큰 휘도 값을 갖게 된다. 이를 보정하기 위해서 PWM 제어부(144)로부터 발생되는 펄스의 온 타임의 펄스 진폭을 작게 설정한다. 결과적으로 램프(136)로부터 발생되는 광의 휘도는 미리 결정된 노멀휘도와 상응하게 된다.
한편, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예에서 상술한 방식으로 구동되는 액정표시장치의 램프구동장치(160)는 다양한 형태의 램프에 사용한다. 예를 들면, "U"자형태의 램프들을 2열로 나란하게 배치하고 순차적으로 턴온 및 턴 오프 시킬수 있다. 같은 방식으로, "L"자형태의 램프, 직선형 램프, 환형 및 원형 램프 등을 각각 또는 군 단위로 분할 구동할 수 있다. 따라서, 본 발명의 램프의 형태에 국한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부는 PWM 제어부로부터 발생되는 펄스 신호의 주기 및 진폭을 상호 조합하여 다양하게 변화 시킴으로써 램프에 공급되는 관전류 및 전압의 크기를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부는 램프의 밝기를 액정패널에 구현되는 각 화상을 유동적으로 조절하게 된다. 결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부는 액정패널의 화질을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부는 다양한 특성의 액정패널에 맞게 스캐닝의 듀티비를 자유롭게 활용할 수 있다. 덧붙여, 특정 듀티비를 사용하더라도 진폭을 출력에 맞게 조절함으로써 전체 휘도를 동일하게 유 지함으로써 램프로부터 발생되는 휘도를 안정적으로 제공할 수 있다.
덧붙여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프구동부는 램프들은 순차적으로 턴 온 및 턴 오프시키는 분할 구동방식으로 구동되기 때문에 전력소비를 저감할 수 있으며, 다양한 형태의 램프 즉, "U"자형, "L"자형, 직선형, 원형 등의 램프를 사용함으로써 액정패널의 휘도를 개선할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (13)

  1. 액정패널에 광을 조사하는 다수개의 램프와;
    상기 액정패널의 화상구현기간 이전의 스캐닝기간동안 상기 램프에 공급될 교류신호의 듀티비 및 진폭 중 어느 하나를 상기 액정패널의 기준휘도에 따라 고정하고 그에 상호 대응되게 상기 교류신호의 진폭 및 듀티비를 가변하는 램프구동부를 구비하며,
    상기 화상구현기간 이전의 스캐닝기간은 상기 액정패널이 실질적으로 화상을 구현하기 이전단계에서 액정을 활성화시켜 상기 액정의 지연시간을 보상하는 기간이고,
    상기 램프구동부는 상기의 스캐닝기간에 상기 기준휘도에 해당하는 값을 설정하여 상기 설정된 값에 따라 상기 교류신호의 진폭 및 듀티비를 가변하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프구동부는
    외부로부터 공급된 직류신호를 고압의 교류신호로 전환하는 인버터와;
    상기 인버터로부터의 교류신호를 제어하는 제1 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화상구현기간에 상기 액정패널에 공급될 데이터의 휘도값에 따라 휘도 가변신호를 생성하여 상기 램프구동부에 공급하는 제2 제어부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인버터는
    상기 제 2 제어부로부터 발생되는 휘도가변신호에 대응되어 상기 램프에 공급되는 상기 교류신호의 온주기와 오프주기를 교번적으로 반복하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 제어부는
    상기 액정패널에 구현되는 화상의 휘도강약에 따라 상기 제 1 제어부로부터 발생되는 신호의 온오프 듀티비 및 진폭 중 적어도 하나를 변환하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각각의 램프는
    상기 제 1 제어부로부터 발생하는 온오프 듀티비 및 진폭 중 적어도 하나가 변환된 상기 신호에 대응되어 상기 램프로부터 발생되는 휘도가 제어되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동장치.
  7. 액정패널의 화상구현기간 이전의 스캐닝기간동안 상기 액정패널의 기준휘도에 따라 램프에 공급되는 교류신호의 듀티비 및 진폭 중 어느 하나를 설정하는 단계와;
    상기 스캐닝기간동안 상기 설정된 듀티비 및 진폭 중 어느 하나에 따라 상호 대응되게 상기 교류신호의 진폭 및 듀티비를 가변시키는 단계를 포함하며,
    상기 화상구현기간 이전의 스캐닝기간은 상기 액정패널이 실질적으로 화상을 구현하기 이전단계에서 액정을 활성화시켜 상기 액정의 지연시간을 보상하는 기간이고,
    상기 교류신호의 진폭 및 듀티비를 가변하는 단계는
    상기의 스캐닝기간에 상기 기준휘도에 해당하는 값을 설정하여 상기 설정된 값에 따라 상기 교류신호의 진폭 및 듀티비를 가변하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기준휘도에 따라 램프에 공급되는 교류신호의 듀티비 미치 진폭 중 어느하나를 설정하는 단계는,
    상기 액정패널에 주입되는 액정셀의 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    액정패널에 구현되는 각 화상의 휘도 강약에 따라 제 1 제어부가 휘도가변신호를 생성하는 단계와;
    상기 제 1 제어부의 휘도가변신호에 따라 제 2 제어부가 제어신호를 생성하는 단계와;
    상기 제어신호에 대응되는 교류파형을 생성하는 단계와;
    각각의 램프가 상기 교류파형을 각각 공급받아 광을 발생하여 상기 액정패널에 조사하는 단계를 가지는 화상구현기간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액정패널에 구현되는 각 화상의 휘도 강약에 따라 제 1 제어부가 휘도가변신호를 생성하는 단계는;
    외부로부터 입력되는 비디오 데이터의 휘도에 대응되는 상기 휘도가변신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동방법
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 제어부의 휘도가변신호에 따라 제 2 제어부가 제어신호를 생성하는 단계는;
    상기 제 1 제어부의 온오프 신호의 듀티비를 변환하는 단계 및 상기 제 1 제어부의 온오프 신호의 진폭을 변환하는 단계 중 적어도 하나에 의해 상기 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어신호에 대응되는 교류파형을 생성하는 단계는;
    상기 제어신호의 듀티비가 변화하는 경우 교류파형의 온 타임주기를 변화시키는 단계 및 상기 제어신호의 진폭이 변화하는 경우 교류파형의 진폭을 변화시키는 단계 중 적어도 하나에 의해 상기 교류파형이 생성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 각각의 램프가 상기 교류파형을 각각 공급받아 광을 발생하여 상기 액정패널에 조사하는 단계는;
    상기 각각의 램프가 상기 변화된 온 타임주기를 갖는 교류파형 및 상기 변화된 진폭을 갖는 교류파형 중 적어도 하나에 대응되어 변화된 관전류 및 변화된 교류전압을 공급받아 각기 다양한 휘도를 갖는 광을 발생시키는 단계와;
    화상 구현 기간에 상기 비디오 데이터의 휘도에 따른 광을 발생하는 램프들이 상기 액정패널에 순차적으로 광을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동방법.
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