KR101306138B1

KR101306138B1 - 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치 및 이의 구동방법

Info

Publication number: KR101306138B1
Application number: KR1020070020421A
Authority: KR
Inventors: 이태욱
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2013-09-17
Also published as: KR20080079862A

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 램프를 백라이트로 사용하는 액정표시장치에서 백라이트 램프의 온도변화에 따라 휘도를 조절하는 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

본 발명은, 백라이트 장치의 온도변화를 감지하고 결과신호를 생성하는 온도센서와, 상기 결과신호의 형태를 변환하는 AD컨버터와, 백라이트램프의 온/오프를 제어하는 PWM신호의 듀티비를 조절하는 PWM조절부를 포함하는 온도보상회로를 구비하고, 이를 통해 백라이트 램프의 온도변화를 감지하고, 이 결과에 따라 PWM신호의 듀티 비를 조절한다.

또한, 영상의 형태에 따라 백라이트의 휘도값을 보상하는 AFLC 구동 액정표시장치에 있어서, 백라이트 램프의 온도변화를 감지하고, 이 결과에 따라 백라이트장치에 공급되는 PWM신호의 듀티 비를 조절한다.

따라서, 백라이트 램프의 색좌표의 변화에 따른 휘도저하 및 컬러쉬프트 현상을 개선하는 효과가 있다.

온도센서, 컬러 쉬프트(Color shift)

Description

온도보상회로를 포함하는 액정표시장치 및 이의 구동방법{LCD including Temperature compensation circuit and driving method of the same}

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2는 액정표시장치에 LED 램프가 실장되는 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 온도에 따른 LED 램프의 접합온도와 휘도 관계를 나타낸 그래프이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 온도보상회로의 구조를 보다 상세하게 도시한 블록도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 온도보상회로의 구동방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 온도보상회로의 구조를 보다 상세하게 도시한 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

4 : 외부시스템 8 : 인터페이스

100 : 액정패널 120 : 타이밍 컨트롤러

130 : 구동회로부 150 : 백라이트 장치

164 : AD컨버터 166 : PWM조절부

170 : 전원부

일반적인 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한 화상구현원리를 갖는 바, 주지된 바와 같이 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열방향에 따라 굴절율이 다른 광학적 이방성과 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열 방향이 변화되는 분극성질을 띤다.

이에, 액정표시장치는 상술한 액정을 사이에 두고 서로 마주보는 면에 투명 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 기판을 대면 합착시킨 액정패널(Liquid crystal panel)과, 구비되는 구동회로를 통해 액정패널의 두 전계생성전극 사이의 전기장 크기에 따라 액정의 배열방향을 인위적으로 조절한다.

또한, 상기 액정패널은 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원을 필수구성요소로 하며, 배면으로 구비되는 백라이트 장치를 통해 빛을 공급받아 식별가능한 휘도의 화상이 구현된다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 블록도로서, 도면을 참조하면, 두 기판사이에 액정이 개재되어 액정의 굴절율에 따라 영상의 계조를 표시하는 액정패널(10)과, 외부시스템(4)으로부터 입력되는 제어신호 및 데이터신호를 전달하는 인터페이스(8)와, 인터페이스(8)로부터 상기 제어신호 및 데이터신호를 전달받아 액정패널(10)에 개재된 액정의 굴절율을 제어하는 구동회로부(30)와, 액정패널(10)에 빛을 공급하는 백라이트 장치(50)와, 구동전압을 생성하여 이를 상술한 구성요소(10, 30, 50)에 공급하는 전원부(70)로 구성된다.

먼저, 액정패널(10)은 두 기판사이에 개재된 액정과, 상기 두 기판 중 일 기판에 다수의 신호라인 및 이와 연결되는 스위칭 소자를 구비하고, 이 스위칭 소자의 턴-온/오프 동작을 통해 상기 두 기판사이의 전계를 제어하여 영상을 표시한다.

인터페이스(8)는 퍼스널 컴퓨터등과 같은 외부시스템(4)으로부터 입력되는 데이터신호(RGB Data) 및 제어신호들(입력클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호)을 입력받아 구동회로부(30)에 공급한다.

구동회로부(30)는 복수개의 드라이버 집적회로들로 구성되며, 인터페이스(8)를 통해 입력되는 상기 제어신호를 이용하여 액정패널(10)을 제어하고 상기 데이터신호를 변환하여 액정패널(10)에 공급한다.

백라이트 장치(50)는 광원인 백라이트 램프와, 백라이트 램프를 온(On)/오프(Off)하는 램프 구동부로 구성되며, 액정패널(10)의 배면으로 빛을 공급한다.

전원부(70)는 액정패널(10) 및 각 회로의 공급에 필요한 전원전압을 생성하여 공급하고, 특히, 액정패널(10)의 상기 일 기판에 인가되는 공통전압을 생성하고, 이를 액정패널(10)에 공급한다.

여기서, 상기 백라이트 장치(50)의 백라이트 램프로는 일반적으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 또는 외부전극형광램프(Exterior Electrode Flourescent Lamp : EEFL)가 널리 이용되는데, 최근의 동향은 백라이트 램프의 색 재현율 향상, 저전력화, 박형화 등의 여러 가지 요구에 의하여 불연속 발광소자인 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED)램프를 사용하여 표시 품위를 향상시키기 위한 기술 개발 등이 제안되고 있다.

상기 LED램프를 백라이트 램프로 사용할 경우에는 개별적으로 제어하기가 용이하며, 특히 이러한 특성을 활용하여 백라이트 램프를 소정개의 논리적 그룹으로 나누어 개별적으로 제어하는 로컬 디밍(local dimming)에 유리하다.

도 2는 액정표시장치에 LED 램프가 실장되는 형태를 개략적으로 도시한 도면으로서, LED램프(52)는 다수개가 메탈PCB(54)상에 일렬로 본딩되며, 상기 메탈PCB(54)는 다수개가 나란히 액정표시장치의 커버버텀(61)상에 실장되는 형태이다.

여기서, 메탈PCB(54)로는 LED램프(52)의 전기적 연결과 함께 방열 기능을 수행할 수 있도록, 알루미늄 등의 고전도성 저저항의 금속심재가 매립된 에폭시와 같은 수지 유전체판 표면에 구리박막을 증착시킨 것이 주로 활용되며, 그 이유는 LED 램프(52)의 특성상 휘도가 커질 경우에 필연적으로 내부 온도가 증가하고, 이에 따라 온도 상승 시 색 좌표가 변화되기 때문에 발광에 따른 접합 저항열을 신속하게 외부로 방출하기 위한 것이다.

도 3은 온도에 따른 LED 램프의 접합온도와 휘도 관계를 나타낸 그래프로서, LED 램프의 접합온도가 증가할수록 출력 휘도는 낮아지며, 도시한 바와 같이 접합온도가 약 30℃를 기준으로 삼원색(R,G,B)에 해당하는 LED램프의 휘도크기가 역전되는 컬러 쉬프트가 발생하기 시작한다. 특히, 적색 LED램프의 경우 그 변화폭이 다른 색에 비하여 현저하게 두드러지게 된다.

이러한 온도 변화에 따른 LED 램프의 특성변화, 즉 컬러쉬프트 문제는 기존의 CCFL, EEFL 등의 형광램프를 LED 램프로 대체하는 데 큰 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, LED 램프가 백라이트 램프로 사용되는 액정표시장치에서, 온도 변화에 따라 백라이트 램프의 온/오프 제어신호를 보상하는 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

삭제

상기 PWM조절부는, 상기 백라이트 램프의 온도가 증가될 경우, 상기 듀티 비를 크게 증가 시키는 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 램프는 다수의 LED램프와, 상기 LED램프가 배치되는 메탈PCB로 구성되고, 상기 온도센서는 상기 메탈PCB의 일측에 실장되는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치는, 액정패널과; 상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트 장치와; 외부시스템과 연결되는 인터페이스로부터 제어신호 및 데이터신호를 공급받아 상기 액정패널의 광 투과율을 제어하고, 상기 액정패널을 소정개의 블록으로 나누어 상기 백라이트 장치가 상기 소정개의 블록에서 나타내는 휘도를 각각 달리하도록 제어하는 PWM신호를 생성하는 구동회로부와; 상기 백라이트 장치의 온도변화에 따라 상기 소정개의 블록에서 나타내는 휘도를 각각 달리하도록 상기 PWM신호의 듀티비를 보상하는 온도보상회로와; 상기 액정패널과 상기 백라이트 장치와 상기 구동회로부 및 상기 온도보상회로에 필요한 구동전압을 생성하고 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동회로부는 상기 PWM신호를 생성하는 PWM 조절부를 내장하고, 상기 데이터신호에 따라 상이한 휘도를 갖는 광을 공급하도록 상기 PWM신호를 생성하는 영상보상회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 장치는, 다수의 LED 램프와; 상기 LED램프가 배치되는 메탈PCB를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도보상회로는, 상기 백라이트 장치의 온도변화를 감지하고 결과신호를 생성하는 온도센서와; 상기 결과신호의 형태를 아날로그에서 디지털로 변환하는 AD컨버터와; 상기 디지털 결과신호로부터 상기 PWM신호의 듀티비의 보상정도를 결정하는 PWM조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동회로부는, 상기 PWM신호를 생성하는 PWM생성부를 포함하고, 상기 제어신호에 대응하여 상기 액정패널을 구동하기 위한 구동제어신호를 생성하며, 상기 데이터신호를 재배치하는 타이밍컨트롤러와; 상기 구동제어신호에 대응하여 상기 액정패널을 제어하는 게이트드라이버와; 상기 구동제어신호에 대응하여 상기 재배치된 데이터신호를 영상신호로 변환하여 상기 액정패널에 공급하는 데이터드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치의 구동방법은, 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트 장치와, 인터페이스로부터 제어신호 및 데이터신호를 공급받아 상기 액정패널의 광 투과율을 제어하고, 상기 액정패널을 소정개의 블록으로 나누어 상기 백라이트 장치가 상기 소정개의 블록에서 나타나는 휘도를 각각 달리하도록 제어하는 PWM신호를 생성하는 구동회로부와, 상기 백라이트 장치의 온도변화에 따라 상기 PWM신호의 듀티비를 조절하는 온도보상회로와, 상기 액정패널, 상기 백라이트 장치, 상기 구동회로부 및 상기 온도보상회로에 필요한 구동전압을 생성하고 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 백라이트 장치의 온도변화를 감지하고, 결과신호를 생성하는 단계와; 상기 결과신호의 형태를 아날로그에서 디지털로 변환하는 단계와; 상기 변환된 결과신호에 대응하여 상기 PWM신호의 듀티 비의 보상정도를 결정하는 단계와; 상기 보상정도 및 데이터신호를 참조하여 상기 PWM신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동회로부는, 상기 PWM신호를 생성하는 PWM 조절부를 내장하고 상기 영상보상회로가 상기 데이터신호에 대응하여 상기 PWM신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 변환된 결과신호에 대응하여 상기 PWM신호의 듀티 비의 보상정도를 결정하는 단계는, 상기 백라이트 장치의 온도가 소정레벨로 상승할 경우, 상기 PWM신호의 듀티 비를 증가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는, 영상을 표시하는 액정패널(100)과, 외부시스템(4)으로부터 입력되는 제어신호 및 데이터신호를 전달하는 인터페이스(8)와, 인터페이스(8)로부터 제어신호 및 데이터신호를 전달받아 액정패널(100)을 구동하는 구동회로부(130)와, 액정패널(100)의 배면으로 구비 되어 빛을 공급하는 백라이트 장치(150)를 포함한다.

보다 상세하게는, 상기 액정패널(100)은 다수의 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차하여 배치되고, 이 교차지점에 스위칭 소자(T)와, 이와 접속되어 영상의 계조를 표시하는 액정캐패시터(Clc)와, 상기 액정캐패시터(Clc)에 인가되는 영상신호를 소정기간 유지하여 주는 스토리지 캐패시터(Cst)로 구성된다.

인터페이스(8)는 퍼스널 컴퓨터 등과 같은 외부시스템(4)으로부터 입력되는 데이터신호 및 제어신호들(입력클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호)을 입력받아 구동회로부(130)에 공급하는 역할을 한다.

구동회로부(130)는 인터페이스(8)를 통해 외부시스템(4)과 연결되며, 상기 외부시스템(4)으로부터 제어신호 및 데이터신호를 입력받아 게이트 및 데이터제어신호를 생성한다.

또한, 구동회로부(130)는 백라이트 장치(150)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(120)와, 액정패널(100)의 일측단에 구비되고, 상기 게이트 및 데이터제어신호에 대응하여 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)을 통해 주사신호 및 영상신호를 액정패널(100)에 공급하는 게이트 및 데이터 드라이버(134, 136)로 구성된다.

여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(120)는 백라이트 장치(150)의 턴-온/오프를 제어하는 PWM신호(Pulse Width Modulation, 이하 PWM)를 생성하는 PWM생성부(미도시)를 구비한다.

백라이트 장치(150)는 광원인 백라이트 램프(152)와, 상기 타이밍컨트롤 러(120)의 PWM신호에 대응하여 백라이트 램프(152)의 듀티 비(Duty ratio)를 제어하는 램프 구동부(156)로 구성된다.

여기서, 백라이트 램프(152)는, 도 2에 도시한 바와 같이 LED램프(도 2의 52) 다수개가 메탈PCB(도 2의 54)상에 일렬로 본딩되며, 상기 메탈PCB(도 2의 54)는 다수개가 나란히 커버버텀(도 2의 61)상에 실장되어 액정패널의 배면으로 빛을 공급하는 형태이다.

온도보상회로(164)는 상기 백라이트 램프(152)의 온도를 감지하고 그 결과를를 신호처리하기 용이한 형태로 변환하고, 이를 통해 PWM신호의 듀티 비를 조절하는 수단을 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치 및 이의 구동방법의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부시스템(4)은 제어신호 및 데이터신호를 인터페이스(8)를 통해 타이밍 컨트롤러(120)로 공급하게 된다.

타이밍 컨트롤러(120)는 상기 제어신호에 대응하여, 게이트제어신호 및 데이터제어신호를 생성하여 게이트 및 데이터 드라이버(134, 136)에 공급한다. 또한, 상기 데이터신호를 데이터 드라이버(136)가 처리할 수 있는 형태로 재배치하여, 데이터 드라이버(136)에 공급하며, PWM신호를 생성하고 이를 백라이트 장치(150)의 램프구동부(156)에 공급한다.

게이트 드라이버(134)는 상기 게이트제어신호에 대응하여 주사신호를 생성하고, 게이트라인(GL)을 통해 순차적으로 액정패널(100)에 공급하여 액정패널(100)상 에 화소가 한 수평라인분씩 선택되도록 한다.

상기 데이터 드라이버(126)는 상기 데이터제어신호에 대응하여 상기 재배치된 데이터신호를 영상의 계조를 나타내는 전압형태의 신호인 영상신호를 생성하고, 게이트라인(GL)이 순차적으로 선택될 때마다 상기 데이터라인(DL)에 상기 영상신호를 공급하게 된다.

액정패널(100)은, 상기 주사신호에 대응하여 구비되는 박막트랜지스터(T)가 턴-온(Turn-on) 되고, 이에 접속되는 화소전극에 데이터신호가 공급된다. 이에 따라, 상기 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정층의 광 투과율을 조절하게 한다.

백라이트 장치(150)의 램프구동부(156)는 타이밍컨트롤러(120)로부터 상기 PWM신호에 대응하여 백라이트 램프(152)를 온/오프하게 된다.

온도보상회로(200)는, 상기 백라이트 램프(152)의 온/오프시 발생하는 온도 변화를 감지하고 이에 따른 결과신호를 생성한다. 이때, 상기 결과신호는 아날로그 형태이므로 이를 디지털형태로 변환한다. 이후, 디지털 형태의 결과신호를 통해 상기 PWM신호의 듀티비 보상신호를 생성하고 타이밍컨트롤러(120)에 공급한다.

타이밍컨트롤러(120)는 내장된 PWM조절부(미도시)를 통해 상기 보상신호를 참조하여 PWM신호의 듀티 비를 조절하고 이를 백라이트 장치(150)의 램프 구동부(156)로 출력한다.

이러한 동작은, 상기 온도보상회로(200)에 의하여 백라이트 램프(152)의 온도변화가 감지되었을 때, 이에 예상되는 휘도저하값을 보상하여 PWM신호의 듀티 비 를 적절하게 조절함으로서 백라이트 램프(152)가 일정한 색좌표를 유지하도록 하는 것이다. 예를 들어 백라이트 램프(152)의 온도가 소정레벨로 상승하게 되면, 백라이트 램프(152)의 휘도를 높이기 위하여, PWM신호의 듀티 비를 크게 조절하게 된다.

이하, 도 5를 참조하여 종래의 액정표시장치와 차별되는 특징인 온도보상회로의 구조에 대하여 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 온도보상회로의 구조를 보다 상세하게 도시한 블록도이다.

도시한 바와 같이, 온도보상회로(160)는 백라이트 램프(도 4의 152)의 온도변화를 감지하는 온도센서(162)와, 상기 온도센서(162)의 결과신호의 형태를 변환하는 AD컨버터(164)와, PWM신호를 생성하는 PWM생성부(124)와 연결되어 PWM신호의 듀티비를 보상하는 PWM조절부(166)로 구성된다.

여기서, 온도센서(162)는 LED램프(152)의 온도변화를 용이하게 감지하기 위해, 백라이트 장치(150)의 메탈PCB(도2의 54)에 실장되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도센서(162)는 아날로그-디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, 이하 AD컨버터)(164)와 연결된다.

그리고, 상기 AD컨버터(164)는 PWM조절부(166)와 연결된다. 여기서, PWM조절부(166)와 AD컨버터(164)의 연결구조는 I2C인터페이스로 연결되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 PWM조절부(166)는 설계자의 의도에 따라 타이밍컨트롤러(120) 에 내장될 수도 있다.

PWM조절부(166)는 기 설정된 신호-온도 테이블과의 대응을 통해 LED램프(152) 온도를 규정하고, PWM신호를 보상한다.

이러한 구조의 온도보상회로의 동작을 설명하면, 먼저 온도센서(162)가 백라이트 램프(152)의 턴-온/오프 동작 수행시에 발생하는 온도의 변화를 감지하고, 그에 대응하는 아날로그 형태의 결과신호를 AD컨버터(164)에 출력하여 디지털 형태로 변환한다.

이후, 상기 변환된 결과신호는 PWM조절부(166)에 입력되고, 이를 통해 LED램프의 온도변화에 따른 휘도보상정도 결정 및 이에 대응하는 PWM신호의 듀티 비 보상정도가 결정된다.

PWM생성부(124)는 상기 PWM신호의 듀티 비 보상정도를 고려하여 PWM신호를 생성하고, 이를 램프구동부(156)에 공급한다.

이러한 동작을 통해, 백라이트 램프(152)의 구동에 의한 온도변화에 따라 백라이트 램프의 휘도를 조절함으로서, 백라이트 램프(152)의 색좌표 변화를 보상하게 된다.

도면을 참조하면, S1단계는, 온도 센서를 사용하여 백라이트 램프의 온도변화를 감지하는 단계이다.

S2단계는, 상기 온도 센서를 통해 감지된 아날로그 형태의 결과신호를 디지 털 형태로 변환하는 단계이다.

S3단계는, 상기 디지털 형태의 결과신호에 대응하여 PWM신호의 듀티 비의 보상정도를 결정하는 단계이다.

여기서, 상기 보상정도는 상기 결과신호에 의하여 백라이트 램프의 온도가 소정레벨로 상승하였다고 판단되면, 백라이트 램프의 휘도를 높이기 위하여 PWM신호의 듀티 비를 크게 증가하는 것으로 보상정도가 결정된다.

S4단계는, 상기 보상정도를 참조하여 PWM신호를 생성하는 단계이다.

이러한 과정을 통해, 본 발명의 실시예에 의한 온도보상회로는 백라이트 램프의 온도변화에 대응하여 백라이트 장치에 공급되는 PWM신호의 듀티 비를 조절하며, 백라이트 램프의 색좌표 변화에 따른 휘도저하 및 컬러쉬프트 현상을 방지하게 된다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치를 도시한 블록도이다.

본 발명의 제2 실시예는 AFLC(Area Focused Luminance Controllable) 구동 액정표시장치에 온도보상회로를 적용한 실시예로써, 상기 AFLC 구동이란, 한 화면에 표시되는 영상을 소정개의 논리적 블록으로 나누고, 각각의 블록에 해당하는 데이터신호가 표시하는 평균휘도값에 따라 상기 블록에 해당하는 백라이트의 휘도를 달리하는 영상보상하는 구동방법이다. 여기서, 상기 논리적 블록이란 한 화면에 표시되는 영상을 소정개의 논리적 단위로 분할한 것으로서, 1 프레임의 영상을 다수의 블록으로 나누는 것을 말한다.

보다 상세하게는, AFLC 구동방법은 한 화면의 영상을 블록으로 나누고, 해당 블록의 평균휘도값이 소정의 임계휘도값 보다 밝은 영상일 경우, 해당 블록에 대응하는 위치의 백라이트 램프 휘도를 보다 크게 하여 밝은 영상을 강조한다.

또한, 해당 블록의 평균휘도값이 소정의 임계휘도값 보다 어두운 영상일 경우, 해당 블록에 대응하는 위치의 백라이트 램프 휘도를 보다 작게 조절한다.

이러한 AFLC 기법을 적용하면 표시되는 영상의 모션블러를 제거하고 콘트라스트를 강조할 수 있다.

상술한 바와 같이, AFLC 구동 액정표시장치는 백라이트를 국부적으로 제어하는 백라이트 모듈레이션(backlight modulation)이 선행되어야 하기 때문에, 특히 LED램프를 백라이트로 사용하는 것이 유리하며 이에 따라, AFLC 구동 액정표시장치에서는 본 발명의 기술적 사상이 더욱 적용되어야 할 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의한 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정패널(200)과, 외부시스템(4)으로부터 입력되는 제어신호 및 데이터신호를 전달하는 인터페이스(8)와, 인터페이스(8)로부터 제어신호 및 데이터신호를 전달받아 액정패널(200)을 구동하는 구동회로부(230)와, 액정패널(200)의 배면으로 구비되어 빛을 공급하는 백라이트 장치(250)를 포함한다.

이러한 구조는 상술한 제1 실시예와 동일한 구성요소를 포함하며, 이하의 설명에서는 편의상 동일한 구조 및 동작을 수행하는 구성요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.

제2 실시예에서는 구동회로부(230)에 타이밍 컨트롤러(220)가 포함되고, 상 기 타이밍컨트롤러(220)는 상기 데이터신호를 입력받아 이를 블록단위로 분석하여 그 결과에 따라, 백라이트 장치(250)의 램프 구동부(256)를 제어하는 PWM신호를 생성하고 이를 공급하는 영상보상회로(222)를 포함한다. 여기서, 영상보상회로(222)는 상기의 PWM생성부(미도시)가 내장된다.

또한, 타이밍컨트롤러(220)는 영상보상회로(222)에 PWM신호의 듀티 비를 보상하는 보상신호를 생성하는 PWM조절부(266)를 더욱 포함하며, 백라이트 장치(250)는 백라이트 램프(252)의 온도변화를 감지하는 온도센서(262)를 구비한다.

온도센서(262)는 상기 백라이트 램프(252)의 온/오프시 발생하는 온도 변화를 감지하고 이에 따른 결과신호를 생성한다. 이때, 상기 결과신호는 아날로그 형태이므로 이를 디지털형태로 변환하는 AD컨버터(264)가 필요하다. 이를 통해 변환된 디지털 형태의 결과신호에 의하여 상기 PWM신호의 듀티 비 보상신호를 생성하고 타이밍컨트롤러(220)의 영상보상회로(222)에 공급한다.

영상보상회로(222)는 PWM조절부(266)로부터 입력되는 상기 보상신호를 참조하여 PWM신호의 듀티 비를 조절하고 이를 백라이트 장치(250)의 램프 구동부(256)로 출력한다.

이러한 동작은, 상기 온도센서(262)에 의하여 백라이트 램프(252)의 온도변화가 감지되었을 때, 이에 예상되는 휘도저하값을 보상하여 PWM신호의 듀티 비를 적절하게 조절함으로서, 백라이트 램프(252)가 일정한 색좌표를 유지하도록 하는 것이다. 예를 들어 백라이트 램프(252)의 온도가 소정레벨로 상승하게 되면, 백라이트 램프(252)의 휘도를 높이기 위하여, PWM신호의 듀티 비를 크게 조절하게 된 다.

이하, 도 8을 참조하여 종래의 액정표시장치와 차별되는 특징인 온도보상회로의 구조에 대하여 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 온도보상회로의 구조를 보다 상세하게 도시한 블록도이다.

도시한 바와 같이, 온도보상회로(260)는 백라이트 램프(252)의 온도변화를 감지하는 온도센서(262)와, 상기 온도센서(262)의 결과신호의 형태를 변환하는 AD컨버터(264)와, 기저장된 온도에 대응하는 색좌표가 저장되어 있는 메모리부(225)와, 영상보상회로(222)와 연결되어 PWM신호의 듀티 비를 보상하는 PWM조절부(266)로 구성된다.

여기서, 온도센서(262)는 LED램프(252)의 온도변화를 용이하게 감지하기 위해, 백라이트 장치(250)의 메탈PCB(도2의 54)에 실장되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도센서(262)는 아날로그-디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, 이하 AD컨버터)(264)와 연결된다. 상기 AD컨버터(264)는 필요에 따라 구성 가능한 임의의 구성부인데, 온도센서(262)에 의해 감지되어 출력된 LED램프(252)의 온도변화를 사용자의 필요에 따라 별도의 신호로 변환하여 응용하기 위해 구성되는 것이다.

그리고, 상기 AD컨버터(264)는 PWM조절부(266)와 연결된다. 여기서, PWM조절부(266)와 AD컨버터(264)의 연결구조는 I2C인터페이스로 연결되는 것이 바람직하다. 그 이유는, I2C 인터페이스는 노이즈에 강하여 신뢰성이 높고, 매우 적은 전력 을 사용하며, 다양한 온도환경에서도 잘 동작할 뿐만 아니라, 다양한 전압레벨을 지원하기 때문이다.

PWM조절부(266)는 기 설정된 신호-온도정보가 저장되어 있는 메모리부(225)로부터 AD컨버터(264)에서 입력되는 온도감지결과에 대응하여 백라이트 램프(252)의 온도를 규정하고, 이에 대한 색온도 변화에 따라 PWM신호의 보상신호를 생성하고 영상보상회로(222)에 공급한다.

이러한 구조의 온도보상회로의 동작을 설명하면, 먼저 온도센서(262)가 백라이트 램프(252)의 턴-온/오프 동작 수행시에 발생하는 온도의 변화를 감지하고, 그에 대응하는 아날로그 형태의 결과신호를 AD컨버터(264)에 출력하여 디지털 형태로 변환한다.

이후, 상기 변환된 결과신호는 PWM조절부(266)에 입력되고 또한 메모리부(225)에 저장되어 있는 신호-온도정보에 따라, 백라이트 램프(252)의 온도변화에 따른 휘도보상정도 및 이에 대응하는 PWM신호의 듀티 비 보상정도를 결정하여 보상신호를 영상보상회로(222)에 출력한다.

영상보상회로(222)는 기 설정된 PWM신호의 듀티 비와, 상기 보상신호를 곱하여 PWM신호를 생성하고, 이를 램프구동부(256)에 공급한다.

이러한 동작을 통해, 백라이트 램프(252)의 구동에 의한 온도변화에 따라 백라이트 램프의 휘도를 조절함으로서, 백라이트 램프(252)의 색좌표 변화를 보상하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 의한 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치 및 이의 구동방법은, 백라이트 램프의 온도변화를 감지하고, 이 결과에 따라 백라이트장치에 공급되는 PWM신호의 듀티 비를 조절한다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 의한 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치 및 이의 구동방법은, 영상의 형태에 따라 백라이트의 휘도값을 보상하는 AFLC 구동 액정표시장치에 있어서, 백라이트 램프의 온도변화를 감지하고, 이 결과에 따라 백라이트장치에 공급되는 PWM신호의 듀티 비를 조절한다.

Claims

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액정패널과;

상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트 장치와;

외부시스템과 연결되는 인터페이스로부터 제어신호 및 데이터신호를 공급받아 상기 액정패널의 광 투과율을 제어하고, 상기 액정패널을 소정개의 블록으로 나누어 상기 백라이트 장치가 상기 소정개의 블록에서 나타나는 휘도를 각각 다르도록 제어하는 PWM신호를 생성하는 구동회로부와;

상기 백라이트 장치의 온도변화에 따라 상기 PWM신호의 듀티비를 보상하는 온도보상회로와;

상기 액정패널과 상기 백라이트 장치와 상기 구동회로부 및 상기 온도보상회로에 필요한 구동전압을 생성하고 공급하는 전원부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 구동회로부는 상기 PWM신호를 생성하는 PWM 조절부를 내장하고, 상기 데이터신호에 따라 상기 소정개의 블록에서 나타나는 휘도를 각각 달리하도록 상기 PWM신호를 생성하는 영상보상회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 백라이트 장치는, 다수의 LED 램프와;

상기 LED램프가 배치되는 메탈PCB

를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 온도보상회로는, 상기 백라이트 장치의 온도변화를 감지하고 결과신호를 생성하는 온도센서와;

상기 결과신호의 형태를 아날로그에서 디지털로 변환하는 AD컨버터와;

상기 디지털 결과신호로부터 상기 PWM신호의 듀티비의 보상정도를 결정하는 PWM조절부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 구동회로부는,

상기 PWM신호를 생성하는 PWM생성부를 포함하고, 상기 제어신호에 대응하여 상기 액정패널을 구동하기 위한 구동제어신호를 생성하며, 상기 데이터신호를 재배치하는 타이밍컨트롤러와;

상기 구동제어신호에 대응하여 상기 액정패널을 제어하는 게이트드라이버와;

상기 구동제어신호에 대응하여 상기 재배치된 데이터신호를 영상신호로 변환하여 상기 액정패널에 공급하는 데이터드라이버

를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상회로를 포함하는 액정표시장치.
액정패널과, 상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트 장치와, 인터페이스로부터 제어신호 및 데이터신호를 공급받아 상기 액정패널의 광 투과율을 제어하고, 상기 액정패널을 소정개의 블록으로 나누어 상기 백라이트 장치가 상기 소정개의 블록에서 나타나는 휘도를 각각 달리하도록 제어하는 PWM신호를 생성하는 구동회로부와, 상기 백라이트 장치의 온도변화에 따라 상기 PWM신호의 듀티비를 조절하는 온도보상회로와, 상기 액정패널, 상기 백라이트 장치, 상기 구동회로부 및 상기 온도보상회로에 필요한 구동전압을 생성하고 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

상기 백라이트 장치의 온도변화를 감지하고, 결과신호를 생성하는 단계와;

상기 결과신호의 형태를 아날로그에서 디지털로 변환하는 단계와;

상기 변환된 결과신호에 대응하여 상기 PWM신호의 듀티 비의 보상정도를 결정하는 단계와;

상기 보상정도 및 데이터신호를 참조하여 상기 PWM신호를 생성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 9 항에 있어서,

상기 구동회로부는, 상기 PWM신호를 생성하는 PWM 조절부를 내장하고, 영상보상회로가 상기 데이터신호에 대응하여 상기 PWM신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 변환된 결과신호에 대응하여 상기 PWM신호의 듀티 비의 보상정도를 결정하는 단계는, 상기 백라이트 장치의 온도가 소정레벨로 상승할 경우, 상기 PWM신호의 듀티 비를 증가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.