KR101545924B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 소비전력을 직접적으로 측정하려는 목적의 소비전력 측정 장치를 별도로 마련하지 않아도 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 간접적으로 소비전력을 측정하는 것이 가능하고 그 소비전력을 액정패널의 화면 상에 다양한 방법으로 표시하는 것이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 액정패널; 상기 액정패널에 광을 공급하는 적어도 하나의 램프를 포함하는 백라이트; 외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 상기 액정패널을 구동하기 위한 제어신호를 발생하고 외부로부터 입력된 3 색의 화소 데이터를 재정렬하여 출력하는 타이밍 제어부; 외부로부터 입력된 3 색의 화소 데이터의 계조 차이에 따라 히스토그램을 생성하는 히스토그램 분석부; 상기 히스토그램 분석부로부터의 히스토그램 분석 결과를 이용하여 게인 값을 출력하는 게인 값 추출부; 상기 게인 값 추출부로부터 입력받은 게인 값에 따른 디밍 신호를 발생하고, 상기 디밍 신호를 이용하여 듀티 비가 가변된 펄스폭 변조 신호를 생성하는 디밍 신호 발생부; 상기 디밍 신호 발생부로부터의 펄스폭 변조 신호에 따라 램프의 온/오프 시간을 제어하는 인버터; 적어도 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최대 일때의 최대 소비전력 값과 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최소일 때의 최소 소비전력 값이 저장된 소비전력 룩업 테이블; 소비전력 값을 액정패널에 표시하기 위한 소비전력 표시 데이터가 저장된 소비전력 표시 메모리; 및 상기 소비전력 룩업 테이블을 참조하여 인버터로부터의 펄스폭 변조 신호에 대응되는 소비전력 값을 산출하고, 산출 한 소비전력 값에 대응되는 소비전력 표시 데이터를 소비전력 표시 메모리로부터 선택하여 타이밍 제어부로 출력하는 소비전력 산출부; 에 의해 달성된다.

액정표시장치, 소비전력

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명의 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 소비전력을 직접적으로 측정하는 소비전력 측정 장치를 별도로 마련하지 않아도 소비전력의 측정이 가능하고 그 소비전력을 액정패널의 화면 상에 다양한 방법으로 표시하는 것이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 널리 이용되고 있다.

통상적으로 액정표시장치는 매트릭스형태로 배열된 다수의 제어용 스위칭 소자에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

이러한 액정표시장치는 상부기판인 컬러필터 기판과 하부기판인 박막트랜지스터 어레이 기판이 서로 대향하고 상기 두 기판 사이에는 액정층이 충진된 액정패널과, 상기 액정패널에 주사신호 및 화상정보를 공급하여 액정패널을 동작시키는 구동부를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 액정표시장치에 있어서 최근에는 소비전력이 최소화된 모델에 대한 소비자의 기대가 높아지고 있으며, 소비전력을 최소화하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다.

상기와 같이 소비전력을 최소화하기 위한 다양한 방법 중에서 가장 널리 이용되는 방법은 액정표시장치의 구동에 있어서 가장 많은 전력을 소비하는 백라이트의 점등 시간 또는 발광 휘도를 제어하는 것으로서, 리니어 디밍(linear dimming) 방식과 버스트 디밍(burst dimming) 방식으로 나뉘며, 리니어 디밍 방식은 백라이트의 램프로 공급되는 입력 전류의 크기, 즉 입력전류의 진폭 레벨을 조절하고, 버스트 디밍 방식은 백라이트의 램프의 온/오프 시간 간격, 즉 입력 전류의 온 듀티 폭을 조절한다.

상기한 바와 같이 소비전력을 최소화한 경우에는 소비전력의 절감 정도를 확인하기 위해서는 액정표시장치의 시스템에 연결된 파워 케이블(power cable)에 전압 측정부를 병렬로 연결하여 전압을 측정하고, 파워 케이블을 절단하고 전류 측정부를 직렬로 연결하여 전류를 측정하며, 측정한 전압 값과 전류값을 곱하여 소비전력 값을 알아내었다.

즉, 도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 액정표시장치(10)에 있어서 소비전력 값을 측정하기 위해서는 전압 측정부(11a)와 전류 측정부(11b)를 포함하는 소비전력 측정장치(11)가 별도로 구비되며, 상기 소비전력 측정장치(11)에서 측정한 전압 값과 전류 값을 곱하여 소비전력 값을 알아내고 디스플레이하는 소비전력 표시장 치(12) 또한 별도로 구비된다.

상술한 바와 같은 종래의 일반적인 액정표시장치는, 소비전력 값을 측정하기 위해서는 도 1의 A영역에 도시된 바와 같이 액정표시장치(10)의 시스템에 연결된 파워 케이블(13)을 절단해야만 하는 문제점이 있어 파워 케이블(13)을 절단하지 않고 소비전력을 측정할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 소비전력을 측정하기 위한 소비전력 측정 장치를 별도로 마련하지 않고도 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 간접적으로 소비전력을 측정하는 것이 가능하고 그 소비전력을 액정패널의 화면 상에 다양한 방법으로 표시하는 것이 가능한 액정표시장치를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 또다른 목적은 액정표시장치의 시스템에 공급되는 파워 케이블을 절단하지 않고도 소비전력을 측정할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액정패널; 상기 액정패널에 광을 공급하는 적어도 하나의 램프를 포함하는 백라이트; 외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 상기 액정패널을 구동하기 위한 제어신호를 발생하고 외부로부터 입력된 3 색의 화소 데이터를 재정렬하여 출력하는 타이밍 제어부; 외부로부터 입력된 3 색의 화소 데이터의 최대 계조값과 최소 계조값을 검출하고, 상기 최대 계조값과 최소 계조값의 차이를 이용하여 계조 차이별 화소 수를 계수하여 계조 차이별 히스토그램을 생성하는 히스토그램 분석부; 상기 히스토그램 분석부로부터의 히스토그램 분석 결과를 이용하여 게인 값을 출력하는 게인 값 추출부; 상기 게인 값 추출부로부터 입력받은 게인 값에 따른 디밍 신호를 발생하고, 상기 디밍 신호를 이용하여 듀티 비가 가변된 펄스폭 변조 신호를 생성하는 디밍 신호 발생부; 상기 디밍 신호 발생부로부터의 펄스폭 변조 신호에 따라 램프의 온/오프 시간을 제어하는 인버터; 적어도 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최대 일때의 최대 소비전력 값과 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최소일 때의 최소 소비전력 값이 저장된 소비전력 룩업 테이블; 소비전력 값을 액정패널에 표시하기 위한 소비전력 표시 데이터가 저장된 소비전력 표시 메모리; 및 상기 소비전력 룩업 테이블을 참조하여 인버터로부터의 펄스폭 변조 신호에 대응되는 백라이트에 의해 소비되는 소비전력 값을 산출하고, 산출한 백라이트의 소비전력 값에 대응되는 소비전력 표시 데이터를 소비전력 표시 메모리로부터 선택하여 타이밍 제어부로 출력하는 소비전력 산출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 소비전력을 측정하기 위한 소비전력 측정장치를 별도로 마련하지 않고도 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 소비전력 값을 알아내는 것이 가능한 장점이 있다.

그리고, 상기와 같은 본 발명은 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 알아낸 소비전력 값을 액정패널의 화면 상에 다양한 방법으로 표시하는 것이 가능한 장점이 있다.

그리고, 상기와 같은 본 발명은 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 소비전력 값을 알아내므로 종래에 문제되어 왔던 시스템에 공급되는 파워 케이블의 절단 작업이 필요치 않은 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널(101); 상기 액정패널(101)에 광을 공급하는 적어도 하나의 램프를 포함하는 백라이트(102); 외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 상기 액정패널(101)을 구동하기 위한 제어신호를 발생하고 외부로부터 입력된 3 색(R,G,B)의 화소 데이터를 재정렬하여 출력하는 타이밍 제어부(103); 외부로부터 입력된 3 색(R,G,B)의 화소 데이터의 계조 차이에 따라 히스토그램(histogram)을 생성하는 히스토그램 분석부(104); 상기 히스토그램 분석부(104)로부터의 히스토그램 분석 결과를 이용하여 게인 값을 출력하는 게인 값 추출부(105); 상기 게인 값 추출부(105)로부터 입력받은 게인(gain) 값에 따른 디밍(dimming) 신호를 발생하하고, 디밍 신호를 이용하여 듀티 비(duty rate)가 가변된 펄스폭 변조 신호(pulse width modulation signal: PWM signal)를 생성하는 디밍신호 발생부(106); 상기 펄스폭 변조 신호에 따라 램프의 온/오프(ON/OFF) 시간을 제어하는 인버터(107); 적어도 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최대 일때의 최대 소비전력 값과 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최소일 때의 최소 소비전력 값이 저장된 소비전력 룩업 테이블(look up table; LUT)(109); 소비전력 값을 액정패널(101)에 표시하기 위한 소비전력 표시 데이터가 저장된 소비전력 표시 메모리(110); 및 상기 소비전력 룩업 테이블(109)을 참조하여 인버터(107)로부터의 펄스폭 변조 신호에 대응되는 소비전력 값을 산출하고, 산 출한 소비전력 값에 대응되는 소비전력 표시 데이터를 소비전력 표시 메모리(110)로부터 선택하여 타이밍 제어부(103)로 출력하는 소비전력 산출부(108);를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 구비된 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 상기 액정패널(101)에는 서로 종횡으로 교차하도록 형성되어 다수의 화소를 정의하는 게이트 라인(GL1~GLn)과 데이터 라인(GL1~GLm)이 형성되며, 각 화소의 게이트 라인(GL1~GLn)과 데이터 라인(GL1~GLm)이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터가 형성되어 게이트 라인(GL1~GLn) 및 데이터 라인(GL1~GLm)과 연결된다. 상기 액정패널(101)에 정의된 다수의 화소는 적색, 녹색, 청색의 서브 화소와, 상기 적색, 녹색, 청색의 서브 화소로 구성되는 단위화소로 재정의된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 액정패널(101)에 광을 공급하기 위한 백라이트(102)가 구비되는데, 도면에 상세히 도시하지는 않았지만 상기 백라이트(102)는 광을 방출하는 램프와, 상기 램프로부터의 광을 확산시키고 집광시켜서 액정패널(101)에 공급하는 광학시트를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널(101)의 화소를 구동하기 위하여 타이밍 제어부(103), 게이트 드라이버(111) 및 데이터 드라이버(112)와 같은 다양한 구동 수단이 구비된다.

상기 타이밍 제어부(103)는 외부(예 : 시스템)로부터 입력된 신호들을 이용하여 게이트 드라이버(111)를 제어하기 위한 게이트 제어신호를 발생하고, 데이터 드라이버(112)를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생하며, 외부로부터의 화소 데이터를 재정렬한 후에 데이터 드라이버(112)에 공급한다.

도 2를 참조하면, 상기 히스토그램 분석부(104)는 외부로부터 입력되는 각 단위화소의 3색(R,G,B) 데이터의 계조 차이를 이용하여 계조 차이별 히스토그램(histogram)을 프레임(frame)마다 추출한다. 즉, 상기 히스토그램 분석부(104)는 각 단위화소에 대응하는 3색(R,G,B) 데이터의 최대 계조값과 최소 계조값을 검출하고, 상기 최대 계조값과 최소 계조값의 차이를 이용하여 계조 차이별 화소 수를 계수하여 계조 차이별 히스토그램을 추출한다.

도 2를 참조하면, 상기 게인 값 추출부(105)는 히스토그램 분석부(104)로부터의 히스토그램 분석 결과를 이용하여 아래의 수학식 1에 따라 게인 값(k)을 얻는다.

상기 수학식 1에서, k는 게인 값이며, gray_max는 3색의 화소 데이터의 비트 수에 대응되는 최대 계조 값이다. 그리고, 상기 수학식에서 data__max는 사용자에 의해 계조 포화 설정값이 설정되지 않은 경우에 있어서는 한 프레임의 최고 계조값이며, 사용자에 의해 계조 포화 설정값이 설정된 경우에 있어서는 계조 포화 설정값을 초과하는 시점의 계조 값이다.

도 2를 참조하면, 상기 디밍 신호 발생부(106)는 상기 게인 값 추출부(105)로부터 입력받은 게인(gain) 값에 따른 디밍(dimming) 신호를 발생하고, 상기 디밍 신호를 이용하여 듀티 비(duty rate)가 가변된 펄스폭 변조 신호(pulse width modulation signal; PWM signal)을 생성한다.

도 2를 참조하면, 상기 인버터(107)는 상기 디밍신호 발생부(106)로부터의 펄스폭 변조 신호(pulse width modulation signal; PWM signal)에 따라 램프의 온/오프 시간을 제어한다. 이때, 상기 펄스폭 변조 신호의 하이(high) 구간은 램프를 온(ON)하는 구간이며 로우(low) 구간은 램프를 오프(OFF)하는 구간이다.

도 2를 참조하면, 상기 소비전력 룩업 테이블(109)은, 적어도 펄스폭 변조 신호의 듀티 비(duty rate)가 최대일 때의 최대 소비전력 값과 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최소일 때의 최소 소비전력 값이 저장되어 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 소비전력 룩업 테이블(109)에는 상기와 같은 최대 소비전력 값과 최소 소비전력 값을 비롯하여, 펄스폭 변조 신호의 최대 듀티 비와 최소 듀티 비 사이의 적어도 하나의 듀티 비에 대한 중간 소비전력 값도 저장되어 있는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.

도면에는 상세히 도시하지 않았지만, 상기 소비전력 룩업 테이블(109)에 저장되어 있는 최대 소비전력 값, 최소 소비전력 값 및 중간 소비전력 값은 액정표시장치를 제조할 시에 소비전력 측정장치를 이용하여 미리 측정하여 얻은 값으로서, 액정표시장치의 시스템에 연결되는 파워 케이블(power cable)에 소비전력 측정장치의 전압 측정부를 병렬로 연결하고 전압을 측정하고, 액정표시장치의 시스템에 연 결되는 파워 케이블을 절단하고 소비전력 측정장치의 전류 측정부를 직렬로 연결하여 전류를 측정한 후에, 측정한 전압 값과 전류 값을 곱하여 얻은 값이다. 이와 같이 소비전력 측정장치를 이용하여 소비전력 룩업 테이블의 최대 소비전력 값, 최소 소비전력 값 및 중간 소비전력 값을 구하는 작업은 액정표시장치의 제조 과정에서 수행되는 것으로서, 완성된 액정표시장치에서는 더이상 수행될 필요가 없다.

도 2를 참조하면, 상기 소비전력 표시 메모리(110)는 소비전력 산출부(108)에서 산출한 소비전력 값을 액정패널(101)의 화면에 직접 표시하기 위한 소비전력 표시 데이터가 저장되어 있다.

도 2를 참조하면, 상기 소비전력 산출부(108)는 상기 소비전력 룩업 테이블(109)을 참조하여 인버터(107)로부터의 현재의 펄스폭 변조 신호에 대응되는 소비전력 값을 산출하고, 산출한 소비전력 값에 대응되는 소비전력 표시 데이터를 소비전력 표시 메모리(110)로부터 선택하여 타이밍 제어부(103)로 출력한다. 즉, 상기 소비전력 산출부(108)는 상기 소비전력 룩업 테이블(109)에 저장된 최대 소비전력 값과 최소 소비전력 값을 이용한 비례식에 현재의 펄스폭 변조 신호를 대입하여 현재의 소비전력 값을 산출한다. 이와 같이 소비전력 룩업 테이블(109)에 저장된 최대 소비전력 값과 최소 소비전력 값을 이용한 비례식에 현재의 펄스폭 변조 신호를 대입하여 현재의 소비전력 값을 산출하는 것이 가능한 것은, 소비전력 값과 펄스폭 변조 신호의 듀티 비(suty rate)는 서로 선형적이기 때문이다.

상기 소비전력 산출부(108)로부터 소비전력 표시 데이터를 입력받은 타이밍 제어부(103)는 소비전력 표시 데이터를 데이터 드라이버(112)에 공급하여 소비전력 값이 액정패널(101)에 표시되도록 한다. 이때, 상기 소비전력 표시 데이터는 3색(R,G,B)의 화소 데이터를 포함한다.

그리고, 상기 액정패널(101)에 표시되는 소비전력 값은 숫자 또는 그래프 등 다양한 방법으로 표시 가능하며, 그 크기, 위치 및 색상에 있어서도 다양한 방법으로 표시가 가능하다.

본 발명을 설명함에 있어서는 현재의 소비전력만을 액정패널(101)의 화면에 표시하는 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 현재의 소비전력 뿐만 아니라 시스템의 구동 시작 시점부터 현재까지 누적된 소비전력 및 전기요금을 계산하여 표시하는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 소비 전력을 측정하기 위한 소비전력 측정장치를 별도로 마련하지 않고도 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 소비전력 값을 알아내는 것이 가능한 장점이 있다.

또한, 상술한 바와 같은 본 발명은 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 소비전력 값을 알아내므로 종래에 문제되어 왔던 시스템에 공급되는 파워 케이블의 절단 작업이 필요치 않은 장점이 있다.

그리고, 상기와 같은 본 발명은 인버터의 펄스폭 변조 신호를 이용하여 알아낸 소비전력 값을 액정패널의 화면 상에 다양한 방법으로 표시하는 것이 가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치 및 소비전력 측정장치를 도시한 블록도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 블록도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

101 : 액정패널 102 : 백라이트

103 : 타이밍 제어부 104 : 히스토그램 분석부

105 : 게인 값 추출부 106 : 디밍신호 발생부

107 : 인버터 108 : 소비전력 산출부

109 : 소비전력 룩업 테이블 110 : 소비전력 표시메모리

111 : 게이트 드라이버 112 : 데이터 드라이버

Claims (6)

1. 액정패널;

   상기 액정패널에 광을 공급하는 적어도 하나의 램프를 포함하는 백라이트;

   외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 상기 액정패널을 구동하기 위한 제어신호를 발생하고 외부로부터 입력된 3 색의 화소 데이터를 재정렬하여 출력하는 타이밍 제어부;

   외부로부터 입력된 3 색의 화소 데이터의 최대 계조값과 최소 계조값을 검출하고, 상기 최대 계조값과 최소 계조값의 차이를 이용하여 계조 차이별 화소 수를 계수하여 계조 차이별 히스토그램을 생성하는 히스토그램 분석부;

   상기 히스토그램 분석부로부터의 히스토그램 분석 결과를 이용하여 게인 값을 출력하는 게인 값 추출부;

   상기 게인 값 추출부로부터 입력받은 게인 값에 따른 디밍 신호를 발생하고, 상기 디밍 신호를 이용하여 듀티 비가 가변된 펄스폭 변조 신호를 생성하는 디밍 신호 발생부;

   상기 디밍 신호 발생부로부터의 펄스폭 변조 신호에 따라 램프의 온/오프 시간을 제어하는 인버터;

   적어도 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최대 일때의 최대 소비전력 값과 펄스폭 변조 신호의 듀티 비가 최소일 때의 최소 소비전력 값이 저장된 소비전력 룩업 테이블;

   소비전력 값을 액정패널에 표시하기 위한 소비전력 표시 데이터가 저장된 소비전력 표시 메모리; 및

   상기 소비전력 룩업 테이블을 참조하여 인버터로부터의 펄스폭 변조 신호에 대응되는 백라이트에 의해 소비되는 소비전력 값을 산출하고, 산출한 백라이트의 소비전력 값에 대응되는 소비전력 표시 데이터를 소비전력 표시 메모리로부터 선택하여 타이밍 제어부로 출력하는 소비전력 산출부로 구성된 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 소비전력 산출부로부터 입력받은 소비전력 표시 데이터를 액정패널에 공급하여 소비전력 값이 액정패널에 표시되도록 하는 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 액정패널에 표시되는 소비전력 값은 숫자 또는 그래프인 액정표시장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 액정패널에 표시되는 소비전력 값의 크기, 위치, 색상의 조절이 가능한 액정표시장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티 비(duty rate)와 소비전력은 서로 선형적인 액정표시장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 소비전력 룩업 테이블은 펄스폭 변조 신호의 최대 듀티 비와 최소 듀티 비 사이의 적어도 하나의 듀티 비에 대한 중간 소비전력 값이 저장된 액정표시장치.

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