KR101502862B1 - 액정표시장치의 백라이트 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 구동방법에 관한 것으로서, 영상표시가 수행되는 액정표시패널의 영상표시영역을 n 개의 서브영역으로 분할하는 제1단계와; 상기 영상표시를 위한 홀수 번째 영상표시 프레임에서, 상기 n 개의 서브영역 각각은 제1타이밍 내지 제n타이밍에 대응되는 시점에 백라이트 점등 구동을 시작하는 제2단계와; 상기 영상표시를 위한 짝수 번째 영상표시 프레임에서, 상기 n 개의 서브영역 각각은 상기 제2단계에서의 백라이트 점등 구동 시점보다 Td 만큼 지연된 시점에 백라이트 점등 구동을 시작하는 제3단계를 포함하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법을 통해, 액정표시장치의 영상표시 중 백라이트 스캐닝 구동에 의해 발생되는 모션-블러 현상을 개선하되, 특히 블록 분할 스캐닝 구동을 수행하는 백라이트 구동방법에서 상기 모션-블러 현상의 개선효과가 더욱 현저하여 영상의 시감 특성이 향상되는 장점이 있다.

Description

액정표시장치의 백라이트 구동방법{Driving method of backlight unit for liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치의 백라이트 구동방법에 관한 것으로서, 특히 스캐닝 방식의 백라이트 구동에서 발생되는 모션-블러(Motion blur) 현상을 개선한 액정표시장치의 백라이트 구동방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중 특히 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.
도 1은 일반적인 액정표시장치(100)를 도시한 블록구성도로서, 설명의 편의를 위해 액정표시패널(110)과 다수의 소스구동부(SD1~SD4) 및 다수의 게이트구동부(GD1~GD4)만을 도시하였다.
상기 액정표시패널(110)은 글라스(glass) 등을 이용한 기판 상에 다수개의 데이터라인(DL1~DLm)과 다수개의 게이트라인(GL1~GLn)이 서로 교차되게 형성되고, 상기 교차되는 영역에 스위칭 박막트랜지스터(TFT)와 액정커패시터(Clc)와 저장커패시터(Cst)를 구비하여 화소(pixel)로 정의한다.
상기 화소는 상기 다수개의 데이터라인(DL1~DLm)과 다수개의 게이트라인(GL1~GLn)이 서로 교차되는 영역마다 형성되어 매트릭스 형태로 배치되며, 상기 다수의 화소에 영상데이터가 기입되어 영상을 표시하는 영역을 액티브영역(Active area, A/A)이라 한다.
상기 다수의 소스구동부(SD1~SD4) 각각은 영상데이터(D)를 상기 다수개의 데이터라인(DL1~Dlm)으로 출력하여 상기 액정표시패널(110)로 제공하며, 이에 상기 다수의 게이트구동부(GD1~GD4) 각각은 각각의 게이트라인(GL1~GLn)으로 게이트구동신호(Vg)를 순차 출력하여 각각의 화소에 구성된 박막트랜지스터(TFT)의 스위칭을 제어함으로써 상기 영상데이터(D)가 화소에 기입되어 영상을 표시하도록 한다.
물론 일반적인 액정표시장치는 상기한 구성 이외에, 상기 다수의 소스구동부(SD1~SD4)로 영상데이터와 다수의 제어신호를 제공하고, 또한 상기 다수의 게이트구동부(GD1~GD4)로 상기 게이트구동신호(Vg)의 출력을 지시하는 게이트출력인에이블(GOE)신호를 포함한 다수의 제어신호를 제공하는 타이밍제어부와, 상기 다수의 소스구동부(SD1~SD4)로 감마기준전압을 제공하는 감마기준전압생성부, 상기 액정표시패널(110)로 빛을 공급하는 백라이트 유닛부, 상기 각 구성부의 동작전압을 제공하는 전원공급부를 더욱 포함한다.
상기한 일반 구성의 액정표시장치(100)는 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리가 위치하는데, 특히 대형 패널의 경우 상기 액정표시패널(110)의 배면에 복수개의 램프가 위치하는 직하형 백라이트 어셈블리를 채용한다.
이러한 직하형 백라이트 어셈블리는 램프의 선광을 면광으로 바꾸어주는 도광판이 필요 없는 것으로, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 구비되는 다수의 램프와 상기 램프에서 조사된 빛을 표시면으로 반사시켜 빛 손실을 방지하는 반사시트와 상기 램프의 상부에 빛을 산란시켜 균일한 빛을 발산하는 확산판 및 다수의 확산시트를 포함한 광 산란수단으로 이루어진다.
상기한 구성의 직하형 백라이트 어셈블리는 액정패널의 프레임 구동에 따라 각각의 램프를 순차적으로 온/오프 시키며 구동하는 스캐닝 구동을 수행하는데, 액정표시패널의 1프레임 주기 동안 모든 램프가 순차적으로 온/오프된다.
그런데, 상기와 같은 방식의 백라이트 스캐닝 구동은 영상데이터 입력에 따른 액정의 반응과 백라이트를 On/Off 하는 타이밍에 따른 문제로 인해, 즉 영상데이터의 입력에 따라 액정이 반응하는 순간에 발생되는 과도기적인 정보(또는, 원하지 않는 정보)를 시청자의 눈이 인식하기 때문에 모션-블러(Motion-blur) 현상이 발생되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 백라이트 스캐닝 구동에 따른 표시화면의 모션-블러 현상을 개선하기 위해 다수개의 백라이트를 복수개의 블록으로 분할하여 구동시키는 백라이트 스캐닝 방식을 채택하며, 특히 모션-블러 개선 정도를 더욱 극대화한 액정표시장치의 백라이트 구동방법을 제안하는 것을 주된 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 영상표시가 수행되는 액정표시패널의 영상표시영역을 n 개의 서브영역으로 분할하는 제1단계와; 상기 영상표시를 위한 홀수 번째 영상표시 프레임에서, 상기 n 개의 서브영역 각각은 제1타이밍 내지 제n타이밍에 대응되는 시점에 백라이트 점등 구동을 시작하는 제2단계와; 상기 영상표시를 위한 짝수 번째 영상표시 프레임에서, 상기 n 개의 서브영역 각각은 상기 제1타이밍 내지 제n타이밍보다 Td 만큼 지연된 시점에 백라이트 점등 구동을 시작하는 제3단계를 포함하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법을 제안한다.
액정표시장치의 백라이트 구동방법에 있어서, 상기 n 개의 서브영역 각각은 그 배면에 다수개의 백라이트가 구성되고, 상기 다수개의 백라이트는 해당 서브영역 내에서 순차 스캐닝 방식으로 점등 구동되는 것을 특징으로 한다.
액정표시장치의 백라이트 구동방법에 있어서, 상기 n 은 3 이상의 자연수인 것을 특징으로 한다.
액정표시장치의 백라이트 구동방법에 있어서, 상기 다수개의 백라이트 각각은 t 시간동안 점등된 후 소등되며, 상기 Td는 t/2 이상의 시간인 것을 특징으로 한다.
액정표시장치의 백라이트 구동방법에 있어서, 상기 t 시간은 상기 일 영상표시 프레임 시간보다 짧은 시간인 것을 특징으로 한다.
액정표시장치의 백라이트 구동방법에 있어서, 상기 제1타이밍 내지 제n타이밍 중에는 서로 동일한 타이밍이 존재하는 것을 특징으로 한다.
액정표시장치의 백라이트 구동방법에 있어서, 상기 다수개의 백라이트는 상기 액정표시패널의 배면에 구성되는 것을 특징으로 한다.
액정표시장치의 백라이트 구동방법에 있어서, 상기 다수개의 백라이트는 형광램프 또는 LED인 것을 특징으로 한다.
상기한 특징을 가지는 본 발명에 따르면, 액정표시장치의 영상표시 중 백라이트 스캐닝 구동에 의해 발생되는 모션-블러 현상을 개선하되, 특히 블록 분할 스캐닝 구동을 수행하는 백라이트 구동방법에서 상기 모션-블러 현상의 개선효과가 더욱 현저하여 영상의 시감 특성이 향상되는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
제1실시
도 2는 본 발명 제1실시에 따른 액정표시장치의 백라이트 구동방법을 설명하 기 위한 백라이트 배치 평면도로서, 영상표시영역(A/A) 내에 다수개의 백라이트(L10, L20, L30)가 구성된 평면도이다.
상기 영상표시영역(A/A)은 통상 액티브영역(Active area:A/A)이라 칭하며 액정표시패널(미도시함) 상에서 영상표시가 수행되는 영역으로서, 상기 영상표시영역(A/A)에 대응되는 액정표시패널의 배면에 직하형 백라이트 어셈블리 방식으로 상기 다수개의 백라이트(대표 도시 L10, L20, L30)가 구성된다.
아울러 본 발명에서는 종래기술에 따른 백라이트 스캐닝 구동에서의 단점인 휘도 감소를 해결하기 위해 채택한 방안 블록 분할 구동을 수행하며, 상기 다수개의 백라이트(L10, L20, L30)의 블록 분할 구동을 위해 상기 영상표시영역(A/A)은 설계자에 따라 n 개(sub1~sub n: n은 3이상의 자연수)까지 분할되어 질 수 있으나 이후 설명될 백라이트 구동방법의 설명의 편의를 위해 제1서브영역 내지 제3서브영역(sub1, sub2, sub3)으로 3분할하였다.
또한 상기 제1 내지 제3서브영역(sub1, sub2, sub3) 각각에 대응되어 구성되는 다수개의 백라이트(L10, L20, L30)는 형광램프(CCFL 또는 EEFL) 또는 발광다이오드(LED)를 이용하며, 각 서브영역(sub1, sub2, sub3) 마다 상기 대표 도시된 백라이트(L10, L20, L30)들을 시작으로 그 하단부 방향으로 순차 점등되는 백라이트 스캐닝 구동이 수행된다.
이하 상기한 구성에서 본 발명 제1실시에 따른 액정표시장치의 백라이트 구동방법은, 상기 제1 내지 제3서브영역(sub1, sub2, sub3) 중 홀수 번째의 서브영역인 제1 및 제3서브영역(sub1, sub3)과 짝수 번째의 서브영역인 제2서브영역(sub2) 에서의 백라이트 스캐닝 구동 타이밍을 서로 상이하게 설정하는데 특징이 있다.
즉, 도 3의 본 발명 제1실시에 따른 백라이트 구동 타이밍도를 참조하면, 시간에 따라 각 서브영역(sub1, sub2, sub3)의 첫 데이터 입력 위치(도 2의 ①, ②, ③)에서의 액정충전 특성과 그 데이터 입력 위치에 대응되는 백라이트(L10, L20, L30)의 점등 타이밍을 예시하였다.
이에 본 발명 제1실시에 따른 액정표시장치의 백라이트 구동방법을 설명하면, 액정표시패널의 상부 화소로부터 하부 화소로 영상데이터가 순차 입력되어 나타나는 영상표시 구동에 따라, 상기 제1서브영역(sub1)의 제1데이터입력위치(①)에서 영상데이터 입력후 액정의 반응에 소요되는 소정의 시간을 감안하여 상기 백라이트(L10)로부터 시작되는 백라이트 스캐닝 구동이 상기 제1서브영역(sub1)에서 수행된다.
이후 계속해서, 상기 영상표시 구동에 따른 영상데이터의 입력 순서에 따라 상기 제2서브영역(sub2)에 제2데이터입력위치(②)로부터의 영상데이터 입력이 시작되면, 역시 영상데이터의 액정 기입후 소정의 시간이 지난뒤 상기 백라이트(L20)로부터 시작되는 백라이트 스캐닝 구동이 상기 제2서브영역(sub2)에서 수행된다.
마찬가지로, 상기 제3서브영역(sub3) 역시 상기 제1 및 제2서브영역(sub1, sub2)에서와 같이, 제3서브영역(sub3)의 시작위치인 상기 제3데이터입력위치(③)로부터의 영상데이터 입력이 시작되면, 영상데이터에 의한 액정의 반응을 위한 소정의 시간이 지난뒤 상기 백라이트(L30)로부터 시작되는 백라이트 스캐닝 구동이 상기 제3서브영역(sub3)에서 수행된다.
이때 상기 제1서브영역(sub1)과 상기 제3서브영역(sub3)에서의 백라이트 스캐닝 구동은, 상기 제3서브영역(sub3)에서의 마지막 영상데이터 입력 이후 곧바로 상기 제1서브영역(sub1)의 상기 제1데이터입력위치(①)에서의 영상데이터 입력이 실행되는 연속타이밍이 존재하기 때문에 상기 제1서브영역(sub1)과 제3서브영역(sub3)은 동일한 타이밍을 가지는 백라이트 스캐닝 구동을 수행하여도 무방하다.
이에 상기 도 2에서는 상기 제1서브영역(sub1)과 제3서브영역(sub3)의 백라이트 구동제어를 위한 회로부를 제1제어부(10)로 공용하고, 상기 제2서브영역(sub2)의 백라이트 구동제어를 위한 회로부를 제2제어부(20)로 분리시킨 형식을 도시하였다.
그런데, 상기한 제1실시의 백라이트 구동방법에서는, 도 4를 참조하면, 다수개의 백라이트를 다수개의 블록(block)으로 구분하여 스캐닝 구동을 수행하기 때문에 영상데이터 입력에 따른 액정의 반응과 백라이트를 온/오프(On/Off)하는 타이밍에 따른 문제로 인해, 즉 영상데이터의 입력에 따라 액정이 반응하는 순간에 발생되는 과도기적인 정보(또는, 원하지 않는 정보)가 시청자의 눈에 인식되어 모션-블러 개선 정도가 떨어지는 영역이 발생한다.
이에 상기 모션-블러 개선 현상이 상대적으로 떨어지는 영역(이하, 개선영역(M))의 백라이트를 오프(off)시켜 상기 과도기적인 정보의 인식을 방해함으로써 모션-블러 개선 효과를 극대화시킬 수 있다.
이러한 상기 개선영역(M)의 위치는 상기 제1 내지 제3서브영역(sub1,sub2, sub3) 각각에서 수행되는 백라이트 스캐닝 구동에서의 백라이트 점등/소등 타이밍 및 점등 시간비 등의 설정으로 그 위치를 조절할 수 있으나 상대적으로 모션-블러 개선 효과가 적은 영역은 시청자에게 인식되는 단점이 있다.
제2실시
본 발명에 따른 제2실시는 상기 제1실시에서의 단점으로 지적된 개선영역(M)의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 특히 영상표시영역(A/A) 전체에서 고른 모션-블러 개선효과를 제공함과 더불어 표시화면에서 상기 개선영역(M)을 최대한 감소시키는 데에 목적이 있다.
이에 본 발명 제2실시에 따른 액정표시장치의 백라이트 구동방법의 설명을 위해 상기 도 2의 백라이트 평면 배치도를 다시 인용하며, 아울러 도 5의 본 발명 제2실시에 따른 백라이트 구동 타이밍도를 참조한다.
본 발명의 제2실시에 따른 액정표시장치의 백라이트 구동방법의 주요 특징은, 상기 본 발명 제1실시에서와 같이 매 프레임마다 동일 타이밍에 백라이트의 점등 구동을 실시하는 것이 아니라 연속한 두 프레임에서 서로 다른 점등 타이밍을 가지도록 백라이트 구동을 실시하는데 특징이 있다.
즉, 전술한 도 2와 같이, 영상표시영역(A/A)이 n 개(이하 상기 n=3으로 실시하여 설명함)의 서브영역으로 분할되어 각각 제1 내지 제3서브영역(sub1, sub2, sub3)에 대응되는 영역마다 다수개의 백라이트(L10, L20, L30)를 구성하는 제1단계(st1)의 특징에 이어, 상기 영상표시를 위한 홀수 번째 영상표시 프레임에서 상기 n 개의 서브영역 각각은 제1타이밍 내지 제n타이밍에 대응되는 시점에 백라이트 점등 구동을 시작하는 제2단계(st2)와, 상기 영상표시를 위한 짝수 번째 영상표시 프레임에서 상기 n 개의 서브영역 각각은 상기 제2단계에서의 백라이트 점등 구동 시점보다 Td 만큼 지연된 시점에 백라이트 점등 구동을 시작하는 제3단계(st3)와 같이 설명되는 구동의 특징을 가진다.
물론 상기 각 서브영역(sub1, sub2, sub3) 마다 구성된 다수개의 백라이트들은 해당 서브영역 내에서 순차적으로 점등되는 백라이트 스캐닝 구동이 수행된다.
도 5의 타이밍도를 보면, 홀수 번째(odd) 프레임에서 제1 내지 제3서브영역(sub1, sub2, sub3)으로의 분할에 따라 상기 제1서브영역(sub1)은 제1타이밍(t1odd)에서 백라이트(L10)를 시작으로 순차 스캐닝 구동되고, 상기 제2서브영역(sub2)은 제2타이밍(t2odd)에서 백라이트(L20)를 시작으로 순차 스캐닝 구동을 시작하게 된다.
이때 상기 제3서브영역(sub3)의 백라이트(L30)는 상기 도 3에서 상기 제1서브영역(sub1)과 공용되는 회로 구성(즉, 제1제어부(10))으로 제시하였기 때문에 상기 제1타이밍(t1odd)에 구동 시작됨은 당연하여 그 백라이트(L30)의 구동 타이밍을 별도로 도시하지 않았으며, 설계자에 따라 별도의 제3제어부(미도시)를 구성하여 상기 제1타이밍(t1odd) 및 상기 제2타이밍(t2odd)보다 늦은 구동 타이밍을 별로도 제시할 수도 있음은 당연하다.
또한 상기 일 백라이트의 점등시간은 t 시간이고, 상기 t 시간은 1 영상표시 프레임 시간(Tf)보다 짧은 시간인 것은 당연하다.
이후 짝수 번째(even) 프레임에서, 상기 각각의 서브영역(sub1, sub2, sub3) 은 상기 홀 수 번째(odd) 백라이트 구동 타이밍보다 Td 만큼 지연된 시간에 t 시간의 점등시간을 가지고 백라이트 스캐닝 구동을 시작한다. 즉, 상기 제1 및 제3서브영역(sub1, sub3)은 '제1타이밍+Td'(t1odd+Td = t1even)에서 백라이트(L10, L30)를 시작으로 각각 순차 스캐닝 구동되고, 상기 제2서브영역(sub2)은 '제2타이밍+Td'(t2odd+Td = t2even)에서 백라이트(L20)를 시작으로 순차 스캐닝 구동을 시작하게 된다.
이때 상기 지연시간 'Td'는 상기 백라이트 점등시간(t) 보다 짧으며, 특히 Td= t/2 이상인 것이 바람직하다.
이상 상기 본 발명 제2실시의 백라이트 구동방법을 요약하면, 상기 전술한 본 발명 제1실시에서 제시한 서브영역별 시차를 가지는 백라이트 스캐닝 구동을 수행하되 홀수 번째 및 짝수 번째 프레임 별로 다시 한번더 시차를 가지도록 함으로써 상기 제1실시의 백라이트 구동 방법에서 미처 강조하지 못한 영역을 보상하는 효과를 제공하게 된다.
즉, 상기 제1실시에서 나타난 개선영역(M)은 매 프레임마다 백라이트 점등 타이밍이 고정됨으로 인해 발생되기 때문이며, 이에 본 발명 제2실시에서는 홀수 번째 및 짝수 번째 영상표시 프레임 별로 시차를 주어 백라이트 구동을 수행하여 상기 개선영역(M)을 분산시킨 효과를 도출하여, 도 7과 같이, 영상표시영역(A/A) 중 다른 영역에 비해 상대적으로 모션-블러 개선 효과가 떨어지는 개선영역(M)이 제1실시에 비해 현저하게 줄어드는 결과를 얻음으로써 표시 영상의 시감 특성이 더 욱 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치(100)를 도시한 블록구성도
도 2는 본 발명 제1실시에 따른 액정표시장치의 백라이트 구동방법을 설명하기 위한 백라이트 배치 평면도
도 3은 본 발명 제1실시에 따른 백라이트 구동 타이밍도
도 4는 본 발명 제1실시에서 발생되는 모션-블러 현상을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명 제2실시에 따른 백라이트 구동 타이밍도
도 6은 본 발명 제2실시에 의해 개선된 모션-블러 현상을 설명하기 위한 도면
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
Tf : 1 영상표시 프레임 시간 t : 백라이트 점등시간
t1odd, t2odd : 제1, 제2타이밍 Td : 지연시간

Claims (8)

  1. 영상표시가 수행되는 액정표시패널의 영상표시영역을 n 개의 서브영역으로 분할하는 제1단계와;
    상기 영상표시를 위한 모든 홀수 번째 영상표시 프레임에서, 상기 n 개의 서브영역 각각은 제1타이밍 내지 제n타이밍에 대응되는 시점에 순차적으로 백라이트 점등 구동을 시작하는 제2단계와;
    상기 영상표시를 위한 모든 짝수 번째 영상표시 프레임에서, 상기 n 개의 서브영역 각각은 상기 제1타이밍 내지 제n타이밍보다 Td 만큼 지연된 시점에 순차적으로 백라이트 점등 구동을 시작하는 제3단계
    를 포함하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 n 개의 서브영역 각각은 그 배면에 다수개의 백라이트가 구성되고, 상기 다수개의 백라이트는 해당 서브영역 내에서 순차 스캐닝 방식으로 점등 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 n 은 3 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
  4. 청구항 제 2 항에 있어서,
    상기 다수개의 백라이트 각각은 t 시간동안 점등된 후 소등되며, 상기 Td는 t/2 이상의 시간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
  5. 청구항 제 4 항에 있어서,
    상기 t 시간은 상기 일 영상표시 프레임 시간보다 짧은 시간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
  6. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 제1타이밍 내지 제n타이밍 중에는 서로 동일한 타이밍이 존재하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
  7. 청구항 제 2 항에 있어서,
    상기 다수개의 백라이트는 상기 액정표시패널의 배면에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
  8. 청구항 제 2 항에 있어서,
    상기 다수개의 백라이트는 형광램프 또는 LED인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 구동방법
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