KR101318754B1

KR101318754B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101318754B1
Application number: KR1020080128100A
Authority: KR
Inventors: 김의태; 최용우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2013-10-16
Also published as: US8149206B2; KR20100069425A; US20100149085A1

Abstract

본 발명은 저소비전력으로 인테리어 기능을 수행할 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 적어도 제1 및 제2 표시면을 가지는 액정표시패널; 상기 제1 표시면에 빛을 조사하는 제1 LED 광원; 상기 제2 표시면에 빛을 조사하는 제2 LED 광원; 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 LED 광원들을 개별 구동하고 제1 및 제2 디밍신호 중 어느 하나에 응답하여 상기 제1 및 제2 LED 광원들의 밝기를 조절하는 광원 구동회로; 및 상기 어드레스 신호를 발생하여 제1 단계에서 상기 제1 LED 광원을 점등시키고 제2 단계에서 상기 제1 및 제2 LED 광원들을 점등시키며, 상기 LED 광원들의 밝기를 조정하기 위한 상기 제1 디밍신호를 발생하여 상기 제1 LED 광원의 밝기를 상기 제1 단계보다 제2 단계에서 더 낮추는 광원 콘트롤러를 구비한다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}

액정표시장치는 비디오 신호에 대응하여 액정층에 인가되는 전계를 통해 액정층의 광투과율을 제어함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저 소비전력의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다.

액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.

도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 비디오 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여, 데이터전압을 액정셀(Clc)에 충전시킨다. 이를 위해, TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst1)의 일측 전극에 접속된다. 액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 스토리지 캐패시터(Cst1)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조한다.

그런데, 이와 같은 종래 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 표시장치가 점점 대면적화되어 감에 따라 비 시청시 거의 한쪽 벽면을 무덤덤한 검은색의 흉한 모습으로 채우는 것은 시감적으로 실내환경을 저해하고 답답한 느낌을 주어 심미적인 관점에서 불리하다. 이에 따라 액정표시장치에 대한 인테리어적 요구가 증가하고 있다. 그러나, 도 2와 같이 리모콘으로부터 입력신호를 받는 입력단 이외의 모든 전원이 차단되는 종래 액정표시장치의 스탠바이 모드(Standby Mode)에서는 영상표시가 불가능하여 인테리어 기능으로의 수행이 실질적으로 어렵다.

둘째, 고정세화, 대면적화의 경향에 따라 액정표시장치에서 소비되는 소비전력이 매우 증가하고 있는 실정에 비추어 보건 데, 인테리어 기능을 구현하기 위해 도 3과 같이 액정표시장치를 노멀 구동 모드로 장시간 계속해서 구동시키기에는 소비전력에 있어서 큰 부담이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 저소비전력에서 인테리어 기능을 수행할 수 있도록 한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시에에 따른 액정표시장치는 적어도 제1 및 제2 표시면을 가지는 액정표시패널; 상기 제1 표시면에 빛을 조사하는 제1 LED 광원; 상기 제2 표시면에 빛을 조사하는 제2 LED 광원; 어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 LED 광원들을 개별 구동하고 제1 및 제2 디밍신호 중 어느 하나에 응답하여 상기 제1 및 제2 LED 광원들의 밝기를 조절하는 광원 구동회로; 및 상기 어드레스 신호를 발생하여 제1 단계에서 상기 제1 LED 광원을 점등시키고 제2 단계에서 상기 제1 및 제2 LED 광원들을 점등시키며, 상기 LED 광원들의 밝기를 조정하기 위한 상기 제1 디밍신호를 발생하여 상기 제1 LED 광원의 밝기를 상기 제1 단계보다 제2 단계에서 더 낮추는 광원 콘트롤러를 구비한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 동적인 LED 광원들의 제어를 통해 목표하는 저소비전력에서 인테리어 기능을 수행할 수 있음과 아울러 인테리어 기능 수행을 위한 표시 영상의 생동감을 높일 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 액정표시장치는 LED 광원들의 점등 블럭수에 따른 디밍신호 조절을 통해 전체적인 밝기를 일정하게 유지함으로써 점등되는 구동 블럭수가 작을 때에도 영상의 어두운 느낌을 최소할 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하기 위한 액정모듈(10)과, 액정모듈(10)에 구동신호를 공급하는 시스템모듈(20)을 구비한다.

액정모듈(10)은 액정표시패널(11), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(13), 타이밍 콘트롤러(14), 광원 콘트롤러(15), 제1 멀티플렉서(16), 광원 구동회로(17) 및 백라이트 유닛(18)을 구비한다.

액정표시패널(11)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널은 m 개의 데이터라인들(DL)과 n 개의 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 m×n 개의 액정셀들(Clc)을 포함한다.

액정표시패널(11)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(DL), 게이트라인들(GL), TFT들, 및 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다. 액정셀들(Clc)은 TFT에 접속되어 화소전극들(1)과 공통전극(2) 사이의 전계에 의해 구동된다. 액정표시패 널(11)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서는 상부 유리기판 상에 형성되고, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(11)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(14)로부터의 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 노멀 구동을 위한 영상신호(이하, "제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)" 라 함) 또는 셀프 스크린 구동을 위한 영상신호(이하, "제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)" 라 함)를 감마기준전압 발생회로(미도시)로부터의 감마기준전압들(GMA)을 참조하여 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 데이터전압으로써 액정표시패널(11)의 데이터라인들(DL)에 공급한다. 이를 위해, 데이터 구동회로(12)는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 디지털 비디오 데이터(R1G1B1/R2G2B2)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R1G1B1/R2G2B2)를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 디지털 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압의 참조하에 정극성/부극성의 감마보상전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마전압에 의해 변환된 아날로그 데이터가 공급되는 데이터라인(DL)을 선택하기 위한 멀티플 렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인(DL) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 포함하는 다수의 데이터 드라이브 IC들로 구성된다.

게이트 구동회로(13)는 데이터전압이 공급될 액정표시패널(11)의 수평라인을 선택하는 스캔펄스를 게이트라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 이를 위해, 게이트 구동회로(13)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀(Clc)의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 레벨 쉬프터와 게이트라인(GL) 사이에 접속되는 출력 버퍼를 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 IC들로 구성된다.

타이밍 콘트롤러(14)는 시스템모듈(20)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 도트 클럭신호(DCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GDC,DDC)을 발생한다. 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)는 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(12) 내에서 디지털 데이터의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(SSC), 데이터 구동회로(12)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정표시패널(11)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 구동회로(13) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적 으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생되는 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC), 및 게이트 구동회로(13)의 출력을 지시하는 게이트 출력 인에이블신호(GOE) 등을 포함한다.

또한, 타이밍 콘트롤러(14)는 시스템모듈(20)로부터 입력되는 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1) 또는 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 액정표시패널(11)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(12)에 공급한다.

백라이트 유닛(18)은 광원 구동회로(17)에 의해 구동되는 LED 광원들로부터의 빛을 액정표시패널(11)에 조사한다. 이 백라이트 유닛(18)은 LED 광원들이 도광판의 측면과 대향하게 배치되는 에지형 백라이트 유닛으로 구현될 수 있고 또한, LED들이 확산판 아래에 배치되는 직하형 백라이트 유닛으로 구현될 수도 있다. 에지형 백라이트 유닛(11)은 LED 광원들로부터 발생된 빛을 도광판과 그 위에 적층된 다수의 광학시트들을 이용하여 균일한 면광원으로 변환하여 액정표시패널(11)에 빛을 조사한다. 직하형 백라이트 유닛(18)은 LED 광원들로부터 발생된 빛을 확산판과 그 위에 적층된 다수의 광학시트들을 통해 균일한 면광원으로 변환하여 액정표시패널(11)에 빛을 조사한다.

광원 콘트롤러(15)는 셀프 스크린 구동시 미리 정해진 점소등 패턴군에서 LED 광원들을 시간적 및 공간적으로 분할 구동시키기 위한 제1 디밍신호(DIM1)와 어드레스신호(ADDR)를 발생한다. 점소등 패턴군은 미리 정해진 시간에 따라 순차적으로 구동되는 다수의 점소등 패턴들을 포함한다. 점소등 패턴들 간 점등되는 LED 광원들의 갯수 및/또는 위치는 가변될 수 있다. 광원 콘트롤러(15)는 전체 LED 광원들의 풀(Full) 디밍시 소모되는 소비전력 대비 10 % 이내의 범위에서 셀프 스크린 구동시의 평균 소비전력이 형성될 수 있도록, 각 점소등 패턴들에서 점등되는 LED 광원들의 갯수에 역비례하는 디밍 데이터값으로 제1 디밍신호(DIM1)를 발생한다. 예컨대, 특정 점소등 패턴군이 제1 점소등 패턴, 및 이 제1 점소등 패턴보다 점등되는 LED 광원들의 갯수가 많은 제2 점소등 패턴으로 설정되어 있는 경우, 광원 콘트롤러(15)는 제1 기간 동안 제1 점소등 패턴에 대응되는 제1 LED 광원들을 점등시키고, 제1 기간에 이은 제2 기간 동안 제2 점소등 패턴에 대응되는 제1 LED 광원들 및 제2 LED 광원들을 점등시키되, 제1 디밍신호(DIM1)의 디밍 데이터값 조절을 통해 목표 소비전력 범위 내에서 제1 LED 광원들의 밝기를 제1 기간보다 제2 기간에서 더 낮춘다. 이를 위해, 제1 LED 광원들의 밝기를 제어하기 위한 디밍 데이터값은 제1 기간의 전반부 구간 내에서 제1 임계치까지 단계적으로 증가한 후, 제1 기간의 후반부 구간 내에서 제1 임계치보다 낮은 제2 임계치까지 단계적으로 감소하며, 제2 기간의 전반부 구간 동안 제2 임계치를 유지한 후 제2 기간의 후반부 구간 내에서 최소치(즉, "0")까지 단계적으로 감소한다. 반면, 제2 LED 광원들의 밝기를 제어하기 위한 디밍 데이터값은 제2 기간의 전반부 구간 내에서 제2 임계치까지 단계적으로 증가한 후, 제2 기간의 후반부 구간 내에서 최소치(즉, "0")까지 단계적으로 감소한다.

제1 멀티플렉서(16)는 외부로부터 입력되는 모드신호(Mode)에 따라 광원 구동회로(17)에 공급되는 디밍신호를 다르게 선택한다. 즉, 제1 멀티플렉서(16)는 셀프스크린 구동을 지시하는 모드신호에 응답하여 광원 콘트롤러(15)로부터의 제1 디밍신호(DIM1)와 어드레스신호(ADDR)를 광원 구동회로(17)에 공급하는 반면, 노멀구동을 지시하는 모드신호에 응답하여 시스템모듈(20)로부터 입력되는 제2 디밍신호(DIM2)를 광원 구동회로(17)에 공급한다.

광원 구동회로(17)는 셀프 스크린 구동시 제1 디밍신호(DIM1)와 어드레스신호(ADDR)에 응답하여 LED 광원들의 PWM 듀티를 조정하여 액정표시패널(11)에 조사되는 빛의 휘도를 조정한다. 또한, 광원 구동회로(17)는 노멀 구동시 제2 디밍신호(DIM2)에 응답하여 LED 광원들의 PWM 듀티를 조정하여 액정표시패널(11)에 조사되는 빛의 휘도를 조정한다. 노멀 구동시 광원 구동회로(17)의 동작에 대해서는 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허출원 제10-2008-0007282호(2008. 01. 23), 제10-2008-0066513호(2008. 07. 09), 제10-2008-0066511호(2008. 07. 09), 및 제10-2008-0064969호(2008. 07. 04)에 상세히 설명되어 있다.

시스템모듈(20)은 마이콤(21), 스케일러부(22), 이미지 저장부(23) 및 파워 유닛(24)을 구비한다.

마이콤(21)은 리모콘 및 선택버튼과 같은 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 모드신호(Mode)를 판단하고, 그 판단결과에 맞추어 스케일러부(22)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 다시 말해, 마이콤(21)은 노멀 구동 모드를 지시하는 모드신호(Mode)의 입력에 대응하여 제1 제어신호를, 셀프 스크린 구동 모드를 지시하는 모드신호(Mode)의 입력에 대응하여 제2 제어신호를, 모드신호(Mode)의 무입력에 대응하여 제3 제어신호를 발생한다.

이미지 저장부(23)는 데이터의 갱신 및 소거가 가능한 비휘발성 메모리 예를 들면, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 및/또는 EDID ROM(Extended Display Identification Data ROM)을 포함하여 셀프 스크린 구동 모드에서 표시화상의 갱신에 사용되는 새로운 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 저장한다. 이 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)는 사용자 인터페이스를 통해 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 의해 업 데이트 될 수 있다.

스케일러부(22)는 마이콤(21)으로부터의 제1 제어신호에 의해 동작됨으로써, DVD, CD 및 HDD 등의 저장매체, TV 수신회로 등으로부터의 다양한 속성의 영상 데이터를 표시 해상도에 맞게 변환 및 신호 보간하여 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)로 발생함과 아울러 제2 디밍신호(DIM2)를 생성하여 액정모듈(10)에 공급한다. 그 결과 액정모듈(10)은 노멀 구동 모드로 화상을 표시한다. 반면, 스케일러부(22)는 마이콤(21)으로부터의 제2 제어신호에 의해 응답하여, 이미지 저장부(23)에 저장된 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 독출하여 액정모듈(10)에 공급한다. 그 결과 액정모듈(10)은 셀프 스크린 구동 모드로 데이터를 표시한다. 이러한 구동 모드들에서 스케일러부(22)는 디지털 비디오 데이터(R1G1B1/R2G2B2)에 동기되는 타이밍신호들(Vsync,Hsync,DE,DCLK)을 생성하여 액정모듈(10)에 공급한다. 한편, 스케일러부(22)는 마이콤(21)으로부터의 제3 제어신호가 입력되면 그의 동작을 중지한다. 그 결과 액정모듈(10)은 스탠바이 모드로 동작된다.

파워 유닛(24)은 광원 구동회로(17)의 동작에 필요한 직류 입력전압(Vin)을 발생한다.

도 5는 도 4의 광원 콘트롤러(15)의 내부 구성을 보여준다. 도 6a 및 도 6b 는 점소등 패턴들의 일 예를 보여주고, 도 7은 점소등 패턴들을 구성하는 각 블럭에서 디밍 데이터를 제어하는 일 예를 보여준다. 그리고, 도 8은 점소등 패턴들의 다른 예와 함께 이 점소등 패턴들을 구성하는 각 블럭에서 디밍 데이터를 제어하는 다른 예를 보여주고, 도 9는 점소등 패턴군의 확장 예를 보여준다.

도 5를 참조하면, 광원 콘트롤러(15)는 패턴정보 저장부(151), 제2 멀티플렉서(152), 및 선택 제어부(153)를 구비한다.

패턴정보 저장부(151)는 미리 정해진 다수의 점소등 패턴군들(PT1 내지 PTn)을 제공한다. 점소등 패턴군들(PT1 내지 PTn) 각각은 미리 정해진 시간에 따라 순차적으로 구동되는 다수의 점소등 패턴들을 포함하며, 점소등 패턴들 각각은 해당 패턴에서 점등되는 LED 광원들의 위치를 지시하는 어드레스신호(ADDR)와 그 위치에서의 LED 광원들의 점등 밝기를 지시하는 디밍신호(DIM)에 맵핑된다.

첫번째 예로서, 다수의 점소등 패턴군들(PT1 내지 PTn) 중 어느 하나의 점소등 패턴군이 도 6a 및 도 6b와 같은 다수의 점소등 패턴들(S1 내지 S5)로 이루어진 경우를 가정하면, 제1 블럭(B1)에 배치된 LED 광원들만이 점등되는 패턴이 제1 점소등 패턴(S1), 제1 및 제2 블럭(B1,B2)에 배치된 LED 광원들만이 점등되는 패턴이 제2 점소등 패턴(S2), 제1 내지 제3 블럭(B1 내지 B3)에 배치된 LED 광원들만이 점등되는 패턴이 제3 점소등 패턴(S3), 모든 블럭들(B1 내지 B4)에 배치된 LED 광원들이 점등되는 패턴이 제4 점소등 패턴(S4), 및 모든 블럭들(B1 내지 B4)에 배치된 LED 광원들이 소등되는 패턴이 제5 점소등 패턴(S5)이 된다. 제1 내지 제4 점소등 패턴들(S1 내지 S4)은 모든 블럭들(B1 내지 B4)에 배치된 LED 광원들의 풀(Full) 디밍시 소모되는 소비전력 대비 10 % 이내의 범위에서 실질적으로 동일한 평균 소비전력을 유지할 수 있도록, 점등 블럭의 크기에 역비례하는 임계치 디밍 데이터에 맵핑된다. 즉, 제1 점소등 패턴(S1)으로부터 제4 점소등 패턴(S4)까지 점등 블럭의 크기가 증가할수록 임계치 디밍 데이터는 '95', '47', '32', '23'로 점점 감소한다. 그리고 각각의 점소등 패턴들은 그들 간에 플리커가 발생되지 않도록 최소단위의 디밍 데이터값씩 단계적으로 가변되어 자신의 임계치 디밍 데이터값에 수렴한다.

이를 도 7의 참조하에 각 점소등 패턴들(S1 내지 S4)을 구성하는 블럭들을 기준으로 설명하면 다음과 같다. 제1 블럭(B1)의 디밍 데이터값은 제1 점소등 패턴(S1)이 구동되는 제1 기간(T1)의 전반부 구간 내에서 제1 임계치('95')까지 단계적으로 증가한 후, 제1 기간(T1)의 후반부 구간 내에서 제2 임계치('47')까지 단계적으로 감소한다. 그리고, 제1 블럭(B1)의 디밍 데이터값은 제2 점소등 패턴(S2)이 구동되는 제2 기간(T2)의 전반부 구간 동안 제2 임계치('47')를 유지한 후 제2 기간(T2)의 후반부 구간내에서 제3 임계치(31)까지 단계적으로 감소한다. 그리고, 제1 블럭(B1)의 디밍 데이터값은 제3 점소등 패턴(S3)이 구동되는 제3 기간(T3)의 전반부 구간 동안 제3 임계치('31')를 유지한 후 제3 기간(T3)의 후반부 구간내에서 제4 임계치('23')까지 단계적으로 감소한다. 그리고, 제1 블럭(B1)의 디밍 데이터값은 제4 점소등 패턴(S4)이 구동되는 제4 기간(T4)의 전반부 구간 동안 제4 임계치('23')를 유지한 후 제4 기간(T4)의 후반부 구간내에서 최소치('0')까지 단계적으로 감소한 다음, 이 최소치('0')를 제5 점소등 패턴(S5)이 구동되는 구 간(T5) 동안 유지한다.

제2 블럭(B2)의 디밍 데이터값은 제1 점소등 패턴(S1)이 구동되는 구간(T1) 동안 최소치('0')를 유지하고, 제2 점소등 패턴(S2)이 구동되는 제2 기간(T2)의 전반부 구간 내에서 제2 임계치('47')까지 단계적으로 증가한 후, 제2 기간(T2)의 후반부 구간 내에서 제3 임계치('31')까지 단계적으로 감소한다. 그리고, 제2 블럭(B2)의 디밍 데이터값은 제3 점소등 패턴(S3)이 구동되는 제3 기간(T3)의 전반부 구간 동안 제3 임계치('31')를 유지한 후 제3 기간(T3)의 후반부 구간내에서 제4 임계치('23')까지 단계적으로 감소한다. 그리고, 제2 블럭(B2)의 디밍 데이터값은 제4 점소등 패턴(S4)이 구동되는 제4 기간(T4)의 전반부 구간 동안 제4 임계치('23')를 유지한 후 제4 기간(T4)의 후반부 구간내에서 최소치('0')까지 단계적으로 감소한 다음, 이 최소치('0')를 제5 점소등 패턴(S5)이 구동되는 구간(T5) 동안 유지한다.

제3 블럭(B3)의 디밍 데이터값은 제1 및 제2 점소등 패턴(S1,S2)이 구동되는 구간(T1,T2) 동안 최소치('0')를 유지하고, 제3 점소등 패턴(S3)이 구동되는 제3 기간(T3)의 전반부 구간 내에서 제3 임계치('31')까지 단계적으로 증가한 후, 제3 기간(T3)의 후반부 구간 내에서 제4 임계치('23')까지 단계적으로 감소한다. 그리고, 제3 블럭(B3)의 디밍 데이터값은 제4 점소등 패턴(S4)이 구동되는 제4 기간(T4)의 전반부 구간 동안 제4 임계치('23')를 유지한 후 제4 기간(T4)의 후반부 구간내에서 최소치('0')까지 단계적으로 감소한 다음, 이 최소치('0')를 제5 점소등 패턴(S5)이 구동되는 구간(T5) 동안 유지한다.

제4 블럭(B4)의 디밍 데이터값은 제1 내지 제3 점소등 패턴(S1 내지 S3)이 구동되는 구간(T1 내지 T3) 동안 최소치('0')를 유지하고, 제4 점소등 패턴(S4)이 구동되는 제4 기간(T4)의 전반부 구간 내에서 제4 임계치('23')까지 단계적으로 증가한 후, 제4 기간(T4)의 후반부 구간 내에서 최소치('0')까지 단계적으로 감소한 다음, 이 최소치('0')를 제5 점소등 패턴(S5)이 구동되는 구간(T5) 동안 유지한다.

두번째 예로서, 다수의 점소등 패턴군들(PT1 내지 PTn) 중 어느 하나의 점소등 패턴군이 도 8과 같은 다수의 점소등 패턴들(S1 내지 S5)로 이루어진 경우를 가정하면, 제1 블럭(B1)에 배치된 LED 광원들만이 점등되는 패턴이 제1 점소등 패턴(S1), 제1 및 제2 블럭(B1,B2)에 배치된 LED 광원들만이 점등되는 패턴이 제2 점소등 패턴(S2), 제1 내지 제3 블럭(B1 내지 B3)에 배치된 LED 광원들만이 점등되는 패턴이 제3 점소등 패턴(S3), 모든 블럭들(B1 내지 B4)에 배치된 LED 광원들이 점등되는 패턴이 제4 점소등 패턴(S4), 및 모든 블럭들(B1 내지 B4)에 배치된 LED 광원들이 소등되는 패턴이 제5 점소등 패턴(S5)이 된다. 제1 내지 제4 점소등 패턴들(S1 내지 S4)은 모든 블럭들(B1 내지 B4)에 배치된 LED 광원들의 풀(Full) 디밍시 소모되는 소비전력 대비 10 % 이내의 범위에서 실질적으로 동일한 평균 소비전력 또는 실질적으로 동일한 전체 평균 휘도를 유지할 수 있도록, 점등 블럭의 크기에 역비례하는 임계치 디밍 데이터에 맵핑된다. 이에 따라, 도 8의 표시 이미지를 통해 알 수 있듯이, 점등 블럭의 크기가 커질수록 점등되는 부분에서의 표시 휘도는 감소하게 된다. 다만, 전체 평균 휘도는 목표 지점 근처에서 거의 일정하게 유지된다.

이러한 점소등 패턴군은 도 9와 같은 다수의 점소등 패턴군들(#1 내지 #5)로 확대 가능하다. 점소등 패턴군들(#1 내지 #5)은 가로확장, 대각확장, 물방울닫힘, 물방울열림, 3블럭랜덤을 나타내는 것으로서, 이들 각각은 세부 점소등 패턴들로 구성된다. 세부 점소등 패턴들 각각은 해당 패턴에서 점등되는 LED 광원들의 위치를 지시하는 어드레스신호(ADDR)와 그 위치에서의 LED 광원들의 점등 밝기를 지시하는 디밍신호(DIM)에 맵핑된다.

선택 제어부(153)는 리모콘 및 선택버튼과 같은 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 정보(User)와 수직 동기신호(Vsync)를 이용하여 다수의 점소등 패턴군들(PT1 내지 PTn) 중 어느 하나를 선택하기 위한 선택신호(SEL)를 발생한다. 한편, 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 표시상태에 따라 점소등 패턴군이 디폴트 값으로 미리 설정된 경우에, 선택신호(SEL)는 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 표시상태에 따라 다르게 발생될 수 있다.

제2 멀티플렉서(152)는 선택 제어부(153)로부터의 선택신호(SEL) 또는 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)에 디폴트 값으로 맵핑된 선택신호(SEL)에 따라 다수의 점소등 패턴군들(PT1 내지 PTn) 중 어느 하나를 선택한 후, 선택된 패턴군에 속하는 점소등 패턴들의 위치정보와 밝기 정보를 각각 어드레스신호(ADDR) 및 제1 디밍신호(DIM1)로 하여 출력한다.

도 10은 셀프 스크린 구동시 도 4의 광원 구동회로(17)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 광원 구동회로(17)는 구동전압 발생부(171) 및 스위치 어 레이(172)를 구비한다. 광원 구동회로(17)에 접속되는 LED 광원들은 하나 이상의 LED들이 직렬로 접속된 다수의 LED열들(LS1 내지 LSk)을 포함한다.

구동전압 발생부(171)는 전원 입력단자에는 직류 입력전압(Vin)이 공급된다. 구동전압 발생부(171)의 전원 출력단자에는 LED열들(LS1 내지 LSk)의 애노드단자가 접속된다. 구동전압 발생부(171)는 광원 콘트롤러(15)로부터의 제1 디밍신호(DIM1)를 참조하여 제1 디밍신호(DIM1)에 포함된 디밍 데이터값에 부합되도록 LED 구동전압을 발생한 후, 전원 출력단자를 통해 LED 광원들에 이 LED 구동전압을 공급한다. LED 구동전압은 디밍 데이터값이 증가할수록 그 값이 높아지는 반면, 디밍 데이터값이 감소할수록 그 값이 낮아진다.

스위치 어레이(172)는 LED열들(LS1 내지 LSk)의 캐소드단자와 기저전압원(GND) 사이에 각각 접속된 다수의 스위치들(SW1 내지 SWk)을 포함한다. 이러한 스위치 어레이(172)는 광원 콘트롤러(15)로부터의 어드레스신호(ADDR)에 응답하여 스위칭 됨으로써 발광되는 LED 광원들을 결정한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 동적인 LED 광원들의 제어를 통해 목표하는 저소비전력에서 인테리어 기능을 수행할 수 있음과 아울러 인테리어 기능 수행을 위한 표시 영상의 생동감을 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 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 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 화소의 등가 회로도.

도 2는 스탠바이 모드에서의 영상의 표시상태를 보여주는 도면.

도 3은 노멀 구동 모드에서의 영상의 표시상태를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 블럭도.

도 5는 도 4의 광원 콘트롤러의 내부 구성을 보여주는 도면.

도 6a 및 도 6b는 점소등 패턴들의 일 예를 보여주는 도면.

도 7은 점소등 패턴들을 구성하는 각 블럭에서 디밍 데이터를 제어하는 일 예를 보여주는 도면.

도 8은 점소등 패턴들의 다른 예와 함께 이 점소등 패턴들을 구성하는 각 블럭에서 디밍 데이터를 제어하는 다른 예를 보여주는 도면.

도 9는 점소등 패턴군의 확장 예를 보여주는 도면.

도 10은 셀프 스크린 구동시 도 4의 광원 구동회로(17)의 동작을 설명하기 위한 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 액정모듈 11 : 액정표시패널

12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로

14 : 타이밍 콘트롤러 15 : 광원 콘트롤러

16 : 제1 멀티플렉서 17 : 광원 구동회로

18 : 백 라이트 유닛 20 : 시스템모듈

21 : 마이콤 22 : 스케일러부

23 : 이미지 저장부 24 : 파워 유닛

151 : 패턴정보 저장부 152 : 제2 멀티플렉서

153 : 선택 제어부

Claims

적어도 제1 및 제2 표시면을 가지는 액정표시패널;

상기 제1 표시면에 빛을 조사하는 제1 LED 광원;

상기 제2 표시면에 빛을 조사하는 제2 LED 광원;

어드레스 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 LED 광원들을 개별 구동하고 제1 및 제2 디밍신호 중 어느 하나에 응답하여 상기 제1 및 제2 LED 광원들의 밝기를 조절하는 광원 구동회로;

상기 어드레스 신호를 발생하여 제1 단계에서 상기 제1 LED 광원을 점등시키고 제2 단계에서 상기 제1 및 제2 LED 광원들을 점등시키며, 상기 LED 광원들의 밝기를 조정하기 위한 상기 제1 디밍신호를 발생하여 상기 제1 LED 광원의 밝기를 상기 제1 단계보다 제2 단계에서 더 낮추는 광원 콘트롤러; 및

셀프스크린 구동을 지시하는 제1 모드신호에 응답하여 상기 광원 콘트롤러로부터의 어드레스신호와 상기 제1 디밍신호를 상기 광원 구동회로에 공급하는 반면, 노멀 구동을 지시하는 제2 모드신호에 응답하여 외부로부터 입력되는 제2 디밍신호를 상기 광원 구동회로에 공급하는 제1 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제1 모드신호에 응답하여 상기 제1 단계 기간 동안 상기 제1 표시면에 표시될 데이터를 상기 액정표시패널에 공급하고 상기 제2 단계 기간 동안 상기 제1 및 제2 표시면에 표시될 데이터를 상기 액정표시패널에 공급하는 패널 구동회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제2 단계에서 점등되는 상기 제1 및 제2 LED 광원으로 인하여 소모되는 소비전력양은 상기 제1 단계에서 점등되는 상기 제1 LED 광원 광원으로 인하여 소모되는 소비전력양과 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 액정표시패널은 상기 제1 및 제2 표시면 이외에 제3 및 제4 표시면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제3 표시면에 빛을 조사하는 제3 LED 광원; 및

상기 제4 표시면에 빛을 조사하는 제4 LED 광원을 더 구비하고,

상기 광원 구동회로는 상기 어드레스 신호에 응답하여 상기 제3 및 제4 LED 광원들을 개별 구동하고 상기 제1 및 제2 디밍신호 중 어느 하나에 응답하여 상기 제1 및 제2 LED 광원들의 밝기를 조절하고,

상기 광원 콘트롤러는,

상기 셀프스크린 구동 모드에서 상기 어드레스 신호를 발생하여 제3 단계에서 상기 제1 내지 제3 LED 광원들을 점등시키고 제4 단계에서 상기 제1 내지 제4 LED 광원들을 점등시키며, 상기 제1 디밍신호를 발생하여 상기 제2 LED 광원의 밝기를 상기 제2 단계보다 상기 제3 단계에서 더 낮추고 상기 제3 LED 광원의 밝기를 상기 제3 단계보다 상기 제4 단계에서 더 낮추는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 광원 콘트롤러는,

상기 제4 단계에서 제4 LED 광원의 밝기를 상기 제1 내지 제3 LED 광원의 밝기와 동일하게 제어하며, 상기 노멀 구동 모드에서 상기 제1 디밍신호와 다른 제2 디밍신호로 상기 LED 광원들의 밝기를 제어하고,

제5 단계에서 상기 제1 디밍신호와 상기 어드레스신호를 이용하여 상기 제1 내지 제4 LED 광원들을 동시에 소등시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 패널 구동회로는,

상기 셀프스크린 구동 모드에서 상기 제3 단계 기간 동안 상기 제1 내지 제3 표시면에 표시될 데이터를 상기 액정표시패널에 공급하고 상기 제4 단계 기간 동안 상기 제1 내지 제4 표시면에 표시될 데이터를 액정표시패널에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 광원 콘트롤러는,

상기 제1 내지 제5 단계 각각에서 점소등되는 상기 제1 내지 제4 LED 광원들을 서로 다르게 지정하기 위한 다수의 광원 점소등 패턴군들이 저장된 메모리; 및

입력되는 선택신호에 응답하여 상기 광원 점소등 패턴군들 중 어느 하나를 선택하는 제2 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.