KR20060030847A - 표시장치의 조정 방법 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

적색, 녹색, 청색의 각 색 LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하면서 발광시키고, 그 때의 색도를 휘도·색도계(31)를 이용하여 측정하며, 그 측정값이 목표로 하는 화이트 밸런스값에서 벗어난 차이를 산출하고, 차이에 맞게 각 색 LED에 대한 듀티비를 수정하여, 재차 각 색 LED를 발광시키고, 그 차이가 소정의 허용 범위에 들어간 때의 각 색 LED의 듀티비를 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기억해 두도록 한다.

Description

표시장치의 조정 방법 및 표시장치{DISPLAY DEVICE ADJUSTING METHOD AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 특히 R, G, B의 3원색 LED(Light Emitting Diode)를 가지는 표시장치의 조정 방법 및 표시장치에 관한 것이다.
종래, R(적색), G(녹색), B(청색)의 3원색 LED를 이용한 액정표시장치로서 예를 들면 특허공개 2000-241811호 공보에 기재되어 있는 등의 필드 시퀀셜(field sequential) 방식(이하, 이를 FS 방식이라고 부름) 액정표시장치가 실현되어 있다. FS 방식 액정표시장치는, 액정 셔터의 배면에 3색 LED를 설치하고, 각 색의 LED를 고속으로 순차적으로 점등시킴과 동시에 이것에 동기(同期)하도록 각 화소 위치의 액정 셔터를 개폐시킴으로써, 각 화소 위치에서 원하는 색을 표시할 수 있도록 되어 있다.
예를 들면 적색을 표시할 경우는, 적색 LED가 발광하고 있는 기간에 액정 셔터를 여는 개(開)동작을 시키고, 이어서 녹색 LED가 발광하고 있는 기간 및 청색 LED가 발광하고 있는 기간에는 액정 셔터를 닫는 폐(閉)동작을 시킨다. 녹색 및 청색을 표시하는 경우도 동일하며, 그 색 LED가 발광하고 있는 기간만 액정 셔터를 개(開)동작시키고, 다른 LED가 발광하고 있는 기간은 액정 셔터를 폐(閉)동작시킨 다.
또 적색 및 녹색 LED가 발광하고 있는 기간에 액정 셔터를 개(開)동작하면 Y(옐로우)를 표시할 수 있으며, 적색 및 청색 LED가 발광하고 있는 기간에 액정 셔터를 개(開)동작하면 M(마젠타/magenta)를 표시할 수 있으며, 녹색 및 청색 LED가 발광하고 있는 기간에 액정 셔터를 개(開)동작하면 C(사이언/cyan)을 표시할 수 있으며, 적색, 녹색 및 청색 LED가 발광하고 있는 기간 전부에 걸쳐서 액정셔터를 개(開)동작시키면 W(화이트/white)를 표시할 수 있다.
이와 같이 FS 방식에서는, 인간의 시각 반응속도보다도 빠른 속도로 3색 LED를 순차적으로 발광시킴으로써, 가색법(additive color)의 원리에 따라 칼라 표시를 실현하고 있다. 그리고 FS방식을 채용함으로써 칼라 필터가 불필요하여, 선명한 칼라 표시를 할 수 있다.
그런데, R, G, B 각 색 LED는, 제조시의 제품 격차로 인해 발광파장도 제품마다 약간 격차가 생기게 되는 것을 피할 수 없으며, 이 결과, 원하는 화이트 밸런스를 잡기 위해 번잡한 작업이 필요하게 된다. 예를 들면, 표시장치에 들어있는 각 색LED의 저항값 등을 미(微)조정 하거나 하여, 원하는 화이트 밸런스를 얻을 수 있을 만한 각 색LED를 선별하는 방법이 취해지고 있지만, 그 작업에 시간이 걸리는 문제가 있다.
본 발명의 주된 목적은, LED의 발광 특성에 격차가 존재할 경우에도, 용이하게 화이트 밸런스를 조정할 수 있는 표시장치의 조정방법 및 표시장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 그런 화이트 밸런스 조정을 실시하는 때의 소비 전류를 저감시키는 것이다.
이 목적은, 각 색LED의 단위 발광기간에서의 발광을 PWM 신호를 이용하여 제어함과 동시에, 화이트 밸런스를 허용 범위에 들어가게 할 수 있을 만한 각 색 LED의 PWM 신호의 의무비율을 기억수단에 기억해 둠으로써 달성된다. 또, 우선, 듀티비(duty ratio)가 최대인 상태에서, 각 색마다 목표 이상의 휘도가 얻어진 때의 최소 전압값을 기억함으로써 대략적인 휘도 조정을 실시한 후, 이어서 기억한 인가전압을 고정적으로 인가하면서 PWM 신호의 듀티비를 변화시켜 미세한 휘도 조정을 실시하도록 함으로써, 화이트 밸런스를 양호하게 조정할 수 있음에 더해, 소비 전류도 저감할 수 있게 된다.
도 1은, 실시형태의 LED 구동장치의 구성을 나타내는 블록도;
도 2는, 각 색 LED에 있어서 원하는 휘도를 얻기 위해 필요한 최소의 전압값을 나타내는 도면;
도 3은, 실시형태에 관계되는 구동 전압 설정 장치의 구성을 나타내는 블록도;
도 4는, 구동 전압 설정 장치를 이용한 인가전압 및 듀티비 설정 처리의 설명에 제공하는 흐름도;
도 5는, 원하는 화이트 밸런스를 얻기 위한 듀티비 설정처리의 설명에 제공하는 흐름도;
도 6은, 원하는 화이트 밸런스를 얻기 위한 듀티비 설정 처리의 설명에 제공하는 색도 공간도(Chromaticity diagram);
및
도 7은, LED 구동장치의 동작 설명에 제공하는 파형도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 첨부 도면을 참조해 상세하게 설명한다.
도 1에서, (10)은 전체로서 LED 구동장치를 나타낸다. LED 구동장치(10)는 액정표시장치에 설치되어 있으며, 액정 패널의 배면에 설치된 R, G, B 3색 LED를 구동시키도록 되어 있다. 또 이 실시형태에서는, 일례로서 필드 시퀀셜 방식의 액정표시장치에 본 발명을 적용한 경우에 대해 설명한다.
LED 구동장치(10)는, R(적색)용 인가전압 격납 레지스터(11), G(녹색)용 인가전압 격납 레지스터(12) 및 B(청색)용 인가전압 격납 레지스터(13)를 가진다. 이 각 레지스터(11), (12), (13)에는, 각각 R, G, B의 각 LED에 인가하기 위한 전압값이 기억되어 있다. 각 레지스터(11), (12), (13)에는, 격납값 설정용 버스 (bus)(14)가 접속되어 있으며, LED 구동장치(10)의 제품 출하시에 격납값 설정용 버스(14)를 경유하여 각 레지스터(11), (12), 13에 각 색 LED용 인가전압값이 각각 기억되도록 되어 있다.
각 레지스터(11), (12), (13)로부터 출력된 각 색 LED용 인가 전압값은, 레지스터 선택 회로(15)에 입력된다. 레지스터 선택 회로(15)에는, 적색 LED 발광 타이밍 신호(TR), 녹색 LED 발광 타이밍 신호(TG), 청색 LED 발광 타이밍 신호(TB) 가 입력되며, 해당 발광 타이밍 신호를 기초로, R, G, B의 인가 전압값 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.
예를 들면 적색 LED 발광 타이밍 신호(TR)가 논리값 「1」이고, 녹색 및 청색 LED 발광 타이밍 신호(TG), (TB)가 논리값 「0」인 경우는, R용 인가전압 격납 레지스터(11)에 격납된 인가 전압값을 선택 출력한다. 이 실시형태의 경우는, 필드 시퀀셜 방식 표시를 실시하도록 되어 있으므로, 예를 들면, 필드 주파수를 65 Hz라 한다면, 그 3배인 195 Hz 주파수로 각 색 LED를 순차적으로 발광시키게 된다. 즉, 레지스터 선택 회로(15)는, 약 5 mS 간격으로 차례로, R용 인가전압 격납 레지스터(11), G용 인가전압 격납 레지스터(12), B용 인가전압 격납 레지스터(13)에 기억된 전압값을 선택 출력한다.
레지스터 선택 회로(15)에 의해 선택된 인가전압값은, 인가 전압 형성부(16)의 디지털 아날로그(DA) 변환 회로(17)에 의해 아날로그 값으로 변환된 후, 전압 가변 회로(18)에 송출된다. 전압 가변 회로(18)는, 전원 전압 발생 회로(19)에 의해 발생된 전압을 디지털 아날로그 변환 회로(17)로부터 입력한 아날로그 값에 맞는 전압으로 변환한 후, LED 유니트(20)에 공급한다.
이와 같이 LED 구동장치(10)에서는, 각 색 LED 각각에 인가하기 위한 전압값이 기억된 레지스터(11), (12), (13)를 가지며, 전원 전압 발생 회로(19)에서 발생시킨 전압을 레지스터(11), (12), (13)에 기억시킨 값으로 변환한 다음 LED에 공급한다. 이로써, 각 색LED에 동일한 값의 전압을 인가하는 경우와 비교하여, 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
도 2에, 각 색 LED 에 있어, 원하는 휘도를 얻기 위해 필요한 최소의 인가 전압값(이하, 이것을 최소 발광전압이라고 부름)을 나타낸다. 이 도면으로부터도 알 수 있다시피, 녹색 LED와 청색 LED의 최소 발광 전압은 거의 동일하지만, 적색 LED의 최소 발광 전압은 그런 최소 발광 전압보다 낮다.
LED 구동장치(10)의 인가 전압 격납 레지스터(11), (12), (13)에는, 각 색LED의 최소 발광 전압값이 격납되어 있다. 그리고, 이 격납된 최소 발광 전압값은, 실제로 녹색 LED나 청색 LED 값 보다도, 적색 LED 값이 낮은 값으로 되어 있다. 즉, 각 색 LED에 필요 최소한의 전압을 인가할 수 있으므로, 소비 전류를 저감시킬 수가 있게 된다.
또, 도 2를 보면 알 수 있다시피, 각 색 LED 각각에 있어서도, 최소 발광 전압에 격차가 생긴다. 예를 들면 적색 LED라면 1.75 V로부터 2.45 V의 사이에서, 녹색 및 청색 LED라면 2.9 V로부터 3.9 V의 사이에서 격차가 발생한다. 이 최소 발광 전압의 격차는, LED 제조에 기인하는 제품 개별 격차에 의한 것이다.
이 실시형태에서는, 단순하게 적색 LED에 대한 인가전압을, 녹색 및 청색 LED의 인가전압보다 작게 할 뿐만 아니라, 제품 개체간 최소 발광 전압의 격차를 가미한 인가전압을 각 색용 레지스터(11), (12), (13)에 기억시키도록 되어 있다. 이로 인해, 소비 전력을 저감시키면서, 각 색 LED에서 원하는 휘도를 얻을 수 있도록 되어 있다. 이 각 색 레지스터(11), (12), (13)에 대한 인가전압값 격납은, 격납값 설정용 버스(14)를 경유하여 실행되는데, 이에 대해서는 후술한다.
다시, 도 1로 돌아와 LED 구동장치(10)의 구성을 설명한다. LED 구동장치 (10)는, R용 의무비율 격납 레지스터(21), G용 의무비율 격납 레지스터(22) 및 B용 의무비율 격납 레지스터(23)를 가진다. 이들 각 레지스터(21), (22), (23)에는, 각각 R, G, B 각 색 LED를 PWM 제어하기 위한 PWM 신호의 듀티비 데이터가 기억되어 있다. 각 레지스터(21), (22), (23)에는, 격납값 설정용 버스(14)가 접속되어 있으며, LED 구동장치(10)의 제품 출하시에 격납값 설정용 버스(14)를 경유하여 각 레지스터(21), (22), (23)에 각 색 LED용 듀티비 데이터가 각각 기억되도록 되어 있다.
각 레지스터(21), (22), (23)로부터 출력된 각 색 LED용 듀티비 데이터는, 각각 PWM 파형 형성 회로(24), (25), (26)에 송출된다. 각 PWM 파형 형성 회로(24), (25), (26)는, 클록 신호(CLK)에 동기를 맞추어 듀티 데이터에 맞는 PWM 파형을 형성한다.
PWM 파형 형성 회로(24), (25), (26)은, 적색 LED 발광 타이밍 신호(TR), 녹색 LED 발광 타이밍 신호(TG), 청색 LED 발광 타이밍 신호(TB)에 기초하여 PWM 파형을 트랜지스터(27), (28), (29)의 베이스에 출력한다. 각 트랜지스터(27), (28), (29)의 콜렉터(collector)에는 각각, R, G, B의 각 LED의 출력단이 접속되어 있음과 동시에, 이미터(emitter)가 접지되어 있다.
이로 인해, 적색 LED의 발광기간에는, 적색 LED 발광 타이밍 신호(TR)만 논리값 「1」이 되고, 적색 LED에 대응하는 PWM 파형 형성 회로(24)로 부터만 PWM 신호가 출력되며, 이 PWM 신호에 맞는 전류가 적색 LED에 흘러 적색 LED가 발광한다. 마찬가지로 녹색 LED의 발광 기간에는, 녹색 LED 발광 타이밍 신호(TG)만이, 논리 값 「1」이 되고, 녹색 LED에 대응하는 PWM 파형 형성 회로(25)로 부터만 PWM 신호가 출력되며, 이 PWM 신호에 맞는 전류가 녹색 LED에 흘러 녹색 LED가 발광한다. 청색 LED의 발광 기간에는, 청색 LED 발광 타이밍 신호(TB)만이, 논리값 「1」이 되고, 청색 LED에 대응하는 PWM 파형 형성 회로(26)로 부터만 PWM 신호가 출력되며, 이 PWM 신호에 맞는 전류가 청색 LED에 흘러 청색 LED가 발광한다.
도 3에, 각 색 용 인가전압 격납 레지스터(11), (12), (13)에 격납하는 전압값을 설정하는 구동 전압 설정 장치(30)의 구성을 나타낸다. 또한 구동 전압 설정 장치(30)는, 인가전압 격납 레지스터(11), (12), (13)에 격납하는 각 색 LED용의 전압값에 더해, 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 격납하는 각 색 LED용의 듀티비 데이터도 구할 수 있는 구성으로 되어 있다.
구동 전압 설정 장치(30)는, LCD 패널로부터의 투과광(透過光)의 휘도 및 색도를 측정하는 휘도·색도계(31)를 가진다. 그리고, LED 유니트(20)로부터 나온 빛은, 도광판(도면에 표시 않음) 및 LCD 패널(40)을 경유하여 휘도·색도계(31)에 들어간다. LCD 패널(40)은, 각 화소 위치의 액정이 LCD 구동 회로(도면에 표시않음)로 부터 소정 타이밍으로 소정 전압이 인가됨으로써 개폐 구동되어, LED로부터 나온 빛을 통과 또는 차광 하도록 되어 있다. 또한, 이 LED 유니트(20), 도광판, LCD 패널(40)은, 제품 출하와 동시에 조립되어 있는 것으로 한다.
휘도·색도계(31)를 이용하여 얻어진 휘도 및 색도 데이터는, 마이크로컴퓨터(32)에 송출된다. 또, 구동 전압 설정 장치(30)는, 인가전압값 설정부(33) 및 듀티비 설정부(34)를 가지며, 인가전압값 설정부(33)에서 설정된 전압값이 LED 구동 장치(10)의 DA 변환 회로(17)에 송출됨과 동시에, 듀티비 설정부(34)에서 설정된 듀티비 데이터가 PWM 파형 형성 회로(24), (25), (26)에 송출된다. 이 설정 전압값 및 설정 듀티비는 마이크로컴퓨터(32)에 의해 지정된다. 즉, 마이크로컴퓨터는 설정된 전압값 및 듀티비를 인식하고 있다.
마이크로컴퓨터(32)는, 휘도 및 색도가 미리 설정된 소망값을 만족시키고 있는지 아닌지를 판단하고, 소망값을 만족시켰을 때에 그 때 인가하고 있는 전압값 및 듀티비를, 격납값 설정용 버스(14)를 경유하여 인가전압 격납 레지스터(11), (12), (13) 및 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기입하게 되어 있다. 즉 마이크로컴퓨터(32)는, 인가 전압 격납 레지스터(11), (12), (13) 및 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 대한 입력 데이터 기록 수단으로서의 기능을 가진다.
도 4를 이용하여, 구동 전압 설정 장치(30)를 이용한 각 색용의 인가전압 격납 레지스터(11), (12), (13)에 대한 인가 전압값(최소 발광 전압)의 기록 및 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 대한 듀티비 데이터의 기록 처리에 대해 상세하게 설명한다.
구동 전압 설정 장치(30)는, 스텝(ST10)에서 처리를 개시하면, 이어지는 스텝(ST11)에서, 듀티비(duty ratio) 설정부(34)에서의 듀티비를 설정한다. 도 4의 경우는, 적색 LED에 대한 인가 전압을 설정하는 처리이므로, 적색 LED의 온듀티비(on duty ratio)를 최대로 설정하고, 녹색 및 청색 LED의 온듀티비를 0로 설정한다. 즉 PWM 파형 형성 회로(24)에, 최대 온듀티비가 최대의 데이터를 부여하며, PWM 파형 형성 회로(25), (26)에 온듀티비가 0의 데이터를 부여한다. 스텝(ST12) 에서는, 마이크로컴퓨터(32)가 목표 휘도를 설정한다.
스텝(ST13)에서는, 인가전압값 설정부(33)가 최소의 인가 전압값(Vmin)(예를 들면 1.5 V)을 설정하고, 전압 가변 회로(18)가 전원 전압 발생 회로(19)에서 발생된 전압을 이 설정 전압으로 변환하여 LED 유니트(20)에 인가한다.
이 때 적색용의 PWM 파형 형성 회로(24)로 부터만 온듀티비가 최대인 PWM 신호가 출력되고 있으므로, 적색 LED만이 발광 가능한 상태로 되어 있다.
스텝(ST14)에서는, 마이크로컴퓨터(32)에서, 휘도·색도계(31)에 의해 얻어진 측정 휘도가 목표 휘도 보다 큰지 아닌지 판단하여, 목표 휘도 이하일 경우에는 스텝(ST15)로 옮겨, 인가전압값 설정부(33)에 의한 설정 인가전압을 k(예를 들면 0.1 V)만큼 크게 하여, 다시 스텝(ST14)에서의 판단을 실시한다.
스텝(ST14)에서 긍정결과가 얻어지면, 이것은 현재 적색 LED에 원하는 휘도를 얻을 수 있는 필요 최소한의 전압이 인가되고 있는 것을 의미하므로, 스텝(ST16)으로 이동하여, 마이크로컴퓨터(32)가 R용 인가전압 격납 레지스터(11)에 현재 인가전압값 설정부(33)에 설정되어 있는 전압값을 기입한다. 이와 같이 하여, R용 인가전압 격납 레지스터(11)에 적색 LED가 원하는 휘도를 얻기 위한 최소 발광 전압값이 격납된다.
이어지는 스텝(ST17)에서는, 마이크로컴퓨터(32)에서 측정휘도가 목표휘도에 일치하는지 아닌지가 판단되며, 일치하지 않을 경우에는 스텝(ST18)로 옮겨, 듀티비 설정부(34)에서 설정하는 온듀티비를 r만큼 작게하여, 다시 스텝(ST17)로 되돌린다.
스텝(ST17)에서 긍정결과가 얻어지면, 이것은 현재 듀티비 설정부(34)에서 설정되어 있는 듀티비의 PWM 신호를 이용하여 적색 LED를 소망 휘도로 발광시킬 수 있음을 의미하므로, 스텝(ST19)로 옮겨, 마이크로컴퓨터(32)가 R용 인가전압 격납 레지스터(11)에 현재 듀티비 설정부(34)에서 설정되어 있는 전압값을 기입한다. 이와 같이 하여, R용 듀티비 격납 레지스터(11)에 적색 LED가 원하는 휘도를 얻기 위한 듀티비 데이터가 격납된다.
여기서 스텝(ST17~ST19)에서의 처리는, 바꾸어말하면, 스텝(ST14~ST16)으로 목표로 하는 휘도를 얻을 수 있는 최소 인가전압을 설정한 후에, PWM 신호를 이용하여 상세한 휘도제어를 실시하여, 목표 휘도에 접근시키기 위한 듀티비를 설정하고 있다고 말할 수 있다. 구동 전압 설정 장치(30)는, 이어지는 스텝(ST20)에서 R용 인가전압 격납 레지스터(11) 및 R용 듀티비 격납 레지스터(21)에 대한 데이터 기록 처리를 종료한다.
또한, 여기에서는 R용 인가전압 격납 레지스터(11) 및 R용 듀티비 격납 레지스터(21)에 대한 데이터 기록 처리를 설명했지만, G용 및 B용 인가전압 격납 레지스터(12), (13), G용 및 B용 듀티비 격납 레지스터(22), (23)에 대한 데이터 기록 처리도 동일한 절차를 이용하여 실시한다.
이어서, 도 5를 이용해, 원하는 화이트 밸런스를 얻기 위한 각 색의 듀티비를 레지스터(21), (22), (23)에 격납하는 절차에 대해 설명한다.
구동 전압 설정 장치(30)는, 스텝(ST30)에서 화이트 밸런스 조정 처리를 개시하면, 계속되는 스텝(ST31)에서, 인가전압 격납 레지스터(11), (12), (13)에 기 억된 인가전압, 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기억된 온듀티비의 PWM 신호로 각 색 LED를 순차적으로 발광시킴과 동시에, LCD 구동 회로(도면에 표시 않음)를 이용하여 LCD 패널(40)을 구동한다.
실제로는, LED 구동장치(10)가 인가전압 격납 레지스터(11), (12), (13)에 기억되어 있는 각 색 LED용 전압을 순차적으로 LED 유니트(20)에 인가하고, 이에 동기(同期)하도록 PWM 파형 형성 회로(24), (25), (26)를 이용하여 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기억되어 있는 듀티비에 맞는 각 색 LED용의 PWM 신호를 형성한다.
즉, 스텝(ST31)에서는 실제 필드 시퀀셜 방식 LED 구동 및 LCD 구동을 실시한다. 여기서 인가전압 레지스터(11), (12), (13) 및 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기억되어 있는 데이터는, 도 4와 같이 하여 설정된 데이터이라고 한다.
스텝(ST32)에서는, 휘도 E색도계(31)를 이용하여 표시색의 색도를 측정한다. 이 측정색도를 색도 공간에 플롯(plot)하면, 도 6과 같이 된다. 계속하여 마이크로컴퓨터(32)를 이용하여, 측정색도와 화이트 밸런스의 목표값과의 차이를 산출하고, 그 차이에 맞추어 듀티비 설정부(34)에서 설정하는 듀티비를 수정하여, 각 색용 PWM 파형 형성 회로(24), (25), (26)에 공급한다. 여기서 마이크로컴퓨터(32)는, 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기억되어 있는 각 색용의 듀티비를 독출(讀出)할 수 있도록 되어 있어, 독출한 각 색용 듀티비와, 측정색도와 화이트 밸런스의 목표값 차이로부터, 다음번 듀티비 설정부(34)에서 설정할 각 색용 듀티 비를 지정하도록 되어 있다. 이로 말미암아, 각 색용 듀티비를 목표 화이트 밸런스가 얻어질 만한 값으로 한다.
구체적으로는, 먼저 스텝(ST33)에서 측정색도의 Y좌표가 도 6에 나타내는 백색 허용 범위 내에 있는지 아닌지를 판단함과 동시에, 스텝(ST34)에서 측정색도의 X좌표가 도 6에 나타내는 백색 허용 범위 내에 있는지 아닌지를 판단한다. 스텝(ST33) 또는 스텝(ST34)의 어느 한 쪽에서 부정결과가 얻어진 경우는, 스텝(ST35)로 이동하여, 듀티비 설정부(34)를 이용하여 듀티비를 수정한다.
이 듀티비 수정은, 화이트 밸런스의 목표점에 대해서 측정값이 어느 방향으로 어느만큼 벗어나 있는지에 기초하여 실시한다. 이 실시형태의 경우, 마이크로컴퓨터(32)는, 각 색 LED의 색도 분포 범위를 고려하여, 각 색 LED에 대한 PWM 신호의 듀티비를 수정하도록 한다. 예를 들면 각 색 LED의 색도 분포 범위를 고려하여, 편차량을 각 색 LED의 듀티비 수정량에 비례배분 하면, 화이트 밸런스를 허용 범위 내에 수용시킬 수 있을 만한 듀티비를, 적은 수정 회수로 신속하게 찾아낼 수 있게 된다.
예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 측정치의 Y좌표가 목표점에 대해서 큰 방향으로 벗어나 있고, 또 측정치의 X좌표가 목표점에 대해서 작은 방향으로 벗어나 있는 경우를 생각해 본다. 여기서 R, G, B 각 색 LED의 색도 공간상에서의 분포 범위는, 일반적으로 도 6과 같이 되어 있으므로, 화이트 밸런스의 Y성분을 작게하면서 또 X성분을 크게해 목표점에 접근시키기 위하여, 예를 들면 적색용 온듀티비를 크게 하고, 녹색용 온듀티비를 작게 한다.
이와 같이 비례배분을 이용하여 다음번 온듀티비를 설정하도록 함으로써, 적은 설정 회수로 목표 화이트 밸런스를 얻을 수 있을 만한 각 색용 듀티비를 찾아낼 수가 있게 된다.
구동 전압 측정 장치(30)는, 스텝(ST33) 및 스텝(ST34)에서 모두 긍정결과가 얻어지면, 이것은 화이트 밸런스가 백색 허용 범위에 들어갔음을 의미하므로, 스텝(ST36)으로 이동하여, 현재의 듀티비 설정부(34)에서 설정하고 있는 적색용, 녹색용, 청색용의 듀티비를, 대응하는 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 격납하고, 계속되는 스텝(ST37)에서 해당 화이트 밸런스 조정 처리를 종료한다.
이와 같이 구동 전압 설정 장치(30)는, R, G, B의 각 색 LED에 대해 독립적으로 소망하는 휘도를 얻을 수 있을 만한 듀티비로부터 시작하여, 실제 표시색의 화이트 밸런스를 측정하고, 그 측정 결과에 따라 각 색용의 듀티비를 수정하면서 소망하는 화이트 밸런스를 얻을 수 있을 만한 듀티비를 탐색하여, 소망하는 화이트 밸런스가 얻어진 때의 각 색용의 듀티비를, 대응하는 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기억시키도록 되어 있다.
이와 같이, 구동 전압 설정 장치(30)에서는, 각 색용의 듀티비를 수정함으로써, 화이트 밸런스의 조정을 실시하도록 하고 있으므로, 화이트 밸런스를 미묘하면서도 용이하게 조정할 수 있게 된다. 또, 화이트 밸런스를 조정하기 위한 듀티비를 기록 가능한 레지스터(21), (22), (23)에 기억시키도록 함으로써, 각 제품 고유의 듀티비를 실제의 제품의 색도를 측정하면서 기입할 수 있으므로, 각 제품 마다 LED나 도광판, LCD 패널에 격차가 있을 경우에도, 각 제품에서 소망하는 화이트 밸 런스를 얻을 수 있게 된다.
이어서, 도 7을 이용하여, 이 실시형태의 LED 구동장치(10)의 동작을 설명한다. LED 구동장치(10)는, 먼저 적색 LED 발광 기간(LR)에서, 레지스터 선택 회로(15)가 인가전압 격납 레지스터(11), (12), (13)의 출력 중, R용 인가전압 격납 레지스터(11)의 출력을 선택하고, 전압 가변회로(18)에서 R용 인가전압 격납 레지스터 출력에 따른 2.2 V의 전압을 형성하여, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 이 2.2 V의 전압을 LED 유니트(20)에 공급한다.
또 적색 LED 발광 기간(LR) 내의 시점(t2) 에 있어서 적색 LED 발광 타이밍 신호(TR)가 켜지면, PWM 파형 형성 회로(24)로부터 R용 듀티비 격납 레지스터(21)에 격납된 듀티비의 PWM 신호가 트랜지스터(27)에 출력됨으로써, 적색 LED가 해당 PWM 신호에 맞는 휘도로 발광한다. 이윽고 시점(t3)이 되어, 적색 LED 발광 타이밍 신호(TR)가 꺼지면, PWM 파형 형성 회로(24)로부터의 출력이 정지됨과 동시에, 레지스터 선택 회로(15)가 R용 인가전압 격납 레지스터(11)의 출력에 대신하여, G용 인가 전압 격납 레지스터(12)의 출력을 선택 출력한다.
이로 말미암아, LED 구동장치(10)는, 녹색 LED 발광 기간(LG) 에서, 전압 가변 회로(18)를 이용하여 G용 인가전압 격납 레지스터(12)의 데이터에 맞는 3.3 V의 전압을 형성하고, 이 3.3 V의 전압을 LED 유니트(20)에 공급한다. 또 녹색 LED 발광 기간(LG)내의 시점(t4)에 있어서 녹색 LED 발광 타이밍 신호(TG)가 켜지면, PWM 파형 형성 회로(25)로부터 G용 듀티비 격납 레지스터(22)에 격납된 듀티비의 PWM 신호가 트랜지스터(28)에 출력됨으로써, 녹색 LED가 해당 PWM 신호에 맞는 휘도로 발광한다. 이윽고 시점(t5)이 되어, 녹색 LED 발광 타이밍 신호(TG)가 꺼지면, PWM 파형 형성 회로(25)로부터의 출력이 정지됨과 동시에, 레지스터 선택 회로(15)가 G용 인가전압 격납 레지스터(12)의 출력에 대신하여 B용 인가전압 격납 레지스터(13)의 출력을 선택 출력한다.
이로 말미암아, LED 구동장치(10)는, 청색 LED 발광 기간(LB)에서, 전압 가변 회로(18)을 이용하여 B용 인가전압 격납 레지스터(13)의 데이터에 맞는 3.4 V의 전압을 형성하고, 이 3.4 V의 전압을 LED 유니트(20)에 공급한다. 또 청색 LED 발광 기간(LB) 내의 시점(t6)에 있어서, 청색 LED 발광 타이밍 신호(TB)가 켜지면, PWM 파형 형성 회로(26)로부터 B용 듀티비 격납 레지스터(23)에 격납된 듀티비의 PWM 신호가 트랜지스터(29)에 출력됨으로써, 청색 LED가 해당 PWM 신호에 맞는 휘도로 발광한다. 이윽고 시점(t7)이 되어, 청색 LED 발광 타이밍 신호(TB)가 꺼지면, PWM 파형 형성 회로(26)로부터의 출력이 정지됨과 동시에, 레지스터 선택 회로(15)가 B용 인가전압 격납 레지스터(13)의 출력에 대신하여 R용 인가전압 격납 레지스터(11)의 출력을 선택 출력한다.
이후 동일하게, 적색 LED 발광 기간(LR), 녹색 LED 발광 기간(LG), 청색 LED 발광 기간(LB)이 반복됨으로써, 필드 시퀀셜 방식의 칼라 표시가 이루어진다.
또한, 이 실시형태의 경우, 각 색 LED 발광 기간(LR), (LG), (LB)는 5 mS정도로 선정되고, 각 색용의 PWM 신호 출력 기간은 2000㎲정도로 선정되어 있다. 또 PWM 신호 파형은, 50㎲를 단위 주기로 하여, 이 단위 주기내에서의 듀티비가 듀티비 격납 레지스터(21~23)에 기억되고 있다. 또한, 이 실시형태의 경우는, 각 듀티 비 격납 레지스터(21~23)에 8비트(=256방법) 듀티비를 기억하도록 되어 있다.
이렇게 하여, 본 실시형태를 따르면, 적색, 녹색, 청색의 각 색LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하면서 발광시켜, 그 때의 색도를 휘도·색도계(31)를 이용하여 측정하고, 그 측정값이 목표로 하는 화이트 밸런스값에서 벗어난 차이를 산출하고, 그 차이에 따라 각 색 LED에 대한 듀티비를 수정하여 재차 각 색LED를 발광시키고, 그 차이가 소정의 허용 범위에 들어갔을 때의 각 색LED의 듀티비를 듀티비 격납 레지스터(21), (22), (23)에 기억해 두도록 함으로써, LED의 발광 특성이나 LCD 패널(40)에 격차가 있는 경우에도, 용이하고도 미묘하게 화이트 밸런스를 조정할 수 있는 표시장치의 조정 방법 및 표시장치를 실현할 수 있다.
또, 우선, 듀티비가 최대인 상태에서, 각 색 마다 목표 이상의 휘도가 얻어진 때의 최소 전압값을 기억함으로써 대략적인 휘도 조정을 실시한 뒤, 그 다음에 기억한 인가전압을 고정적으로 인가하면서 PWM 신호의 듀티비를 변화시켜 미세한 휘도 조정을 실시하도록 함으로써, 화이트 밸런스를 양호하게 조정할 수 있는데 더해, 소비 전류도 저감시킬수 있게 된다.
또한 상술한 실시형태에서는, 도면 및 설명을 간단화하기 위해서, LED 유니트(20)를, 각각 2개의 적색 LED, 청색 LED와 1개의 녹색 LED로 구성했지만, 물론 각 색 LED의 개수는 이에 한하지 않는다. 또 LED 유니트(20)의 개수는 몇 개라도 좋으며, 각 LED 유니트 각각에 대해, 각 색 LED의 구동전압, 듀티비를 독립적으로 설정하여, 메모리에 기억해 두도록 해도 좋다.
또, 동색 LED에 대해서도 독립적으로 가변전압을 인가하고, 동색 LED에 대해 서도 독립적으로 휘도를 검출하고, 동색의 LED에 대해서도 각각 원하는 값 이상의 휘도가 검출되었을 때의 최소 인가전압값을 독립적으로 구동 전압값으로 설정하고, 이것을 인가전압 격납 레지스터(11~13)에 격납해 두고, 그 전압값으로 각 LED를 구동하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 동색 LED간에서, 원하는 휘도를 얻기 위해 필요한 구동 전압에 격차가 있는 경우에도, 그 격차에 맞는 최소 구동 전압으로 동색 LED 각각을 구동할 수 있기 때문에, 더 한층 소비 전류를 저감 할 수 있다.
마찬가지로, 동색의 LED에 대해서도 각각이 듀티비가 다른 PWM 신호를 이용하여 제어하며, 동색의 LED에 대해서도 각각이 소망하는 휘도, 화이트 밸런스가 검출되었을 때의 듀티비를 독립적으로 듀티비 격납 레지스터(21~23)에 격납해 두며, 이 듀티비를 이용하여 각 LED를 PWM 제어하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 동색의 LED간에서 원하는 휘도나 화이트 밸런스를 얻기 위해 필요한 듀티비에 격차가 있는 경우에도, 그 격차에 맞는 듀티비로 각 LED를 PWM 제어할 수 있기 때문에, 한층 세심한 휘도 조정 및 화이트 밸런스 조정을 할 수 있게 된다.
또 상술한 실시형태에서는, 본 발명을 필드 시퀀셜 방식 액정표시장치에 적용한 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이에 한하지 않고, R, G, B 3색 LED를 사용하여 칼라 표시를 하는 표시장치에 널리 적용할 수 있다. 또, 상술한 실시형태에서는, 각 색 LED에, 각 색 독립적으로 전압을 인가하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이에 한하지 않고, 각 색 LED에 동일한 전압을 인가한 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 상술한 실시형태에 한하지 않고, 여러가지로 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명의 표시장치의 조정 방법의 한가지 양상은, 적색, 녹색, 청색의 각 색 LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하면서 발광시키는 LED 발광 스텝과, 그 때의 색도를 측정하는 측정 스텝과, 측정 스텝에서 얻어진 측정값이 목표로 하는 화이트 밸런스값과의 차이를 산출하는 산출 스텝과, 산출 스텝에서 얻은 차이에 따라 LED 발광 스텝에서의 각 색 LED에 대한 PWM 신호의 듀티비를 수정하는 수정 스텝과, 산출 스텝에서 산출한 차이가 소정의 허용 범위에 들어갔을 때의 각 색 LED의 듀티비를 기억 수단에 기억하는, 듀티비 기억 스텝을 포함하도록 한다.
이 방법을 따르면, 각 색 LED의 단위 발광 기간에서의 발광을 PWM 신호를 이용하여 제어함과 동시에, 화이트 밸런스를 허용 범위에 들게할 수 있을 만한 각 색 LED의 PWM 신호 듀티비를 기억 수단에 기억해 두도록 함으로써, 각 색 LED에 개체차(個體差)로 인한 격차가 있는 경우에도, 화이트 밸런스를 허용 범위 내로 들게 하기 위한 표시 조정을 용이하게 실시할 수 있게 된다.
본 발명의 표시장치의 조정 방법의 한가지 양상은, 상기 표시장치의 조정을, LED 전면에 LCD 패널이 장착되고, 해당 LCD 패널이 구동된 상태에서 실시하도록 한다.
이 방법을 따르면, LCD 패널에 제품의 개체차로 인한 격차가 있는 경우에도, 그 격차를 흡수하여 화이트 밸런스를 허용 범위 내에 들게 할 수 있게 된다.
본 발명의 표시장치의 조정 방법의 한가지 양상은, 수정 스텝에서는, 각 색LED의 색도 분포 범위를 고려하여, 각 색LED에 대한 PWM 신호의 듀티비를 수정하도 록 한다.
이 방법을 따르면, 화이트 밸런스를 허용 범위 내에 들게 할 수 있을 만한 듀티비를, 적은 수정 회수로 신속히 찾아낼 수 있게 된다. 예를 들면 각 색 LED의 색도 분포 범위를 고려하여, 편차량을 각 색 LED의 듀티비 수정량에 비례배분 하면 된다.
본 발명의 표시장치의 조정 방법의 한가지 양상은, 상기 수정 스텝에서는, 동색 LED에 대해서도 상기 산출 스텝으로 얻은 차이에 따라 독립적으로 듀티비를 수정하고, 상기 듀티비 기억 스텝에서는, 동색 LED에 대해서도 독립적으로 듀티비를 기억하도록 한다.
이 방법을 따르면, 동색 LED를 독립한 PWM 신호를 이용하여 조정할 수 있게 되므로, 동색 LED를 일괄하여 같은 PWM 신호로 PWM 제어하는 경우보다 한층 더 세심한 화이트 밸런스 조정 처리를 실시할 수 있게 된다.
본 발명의 표시장치의 한가지 양상은, 기록 가능한 메모리로 되며, 적색, 녹색, 청색의 각 색 LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하기 위한 듀티비가, 각 색 LED 독립적으로 격납된 듀티비 기억 수단과, 듀티비 기억 수단에 격납된 듀티비에 기초하는 PWM 신호를 각 색 LED 독립적으로 형성하여, 각 색 LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하는 PWM 제어 수단과, 듀티비 기억 수단에 듀티비를 입력시키기 위해서 듀티비 기억 수단에 접속된 신호선(線)을 구비하는 구성을 취한다.
본 발명의 표시장치의 한가지 양상은, 듀티비 기억 수단에는 신호선을 경유 하여 화이트 밸런스 조정이 이루어진 듀티비가 격납되는 구성을 취한다.
이러한 구성을 따르면, 각 색 LED의 단위 발광 기간 내에서의 발광을 PWM 신호를 이용하여 제어하므로, 화이트 밸런스를 섬세하면서도 용이하게 조정할 수 있게 된다. 또 각 색 LED에 대한 PWM 신호의 듀티비가 기록 가능한 메모리에 기억되고 있으므로, 그 표시장치에 적합한 듀티비를 수시로 기입할 수 있게 된다.
본 발명의 표시장치의 한가지 양상은, 듀티비 기억 수단에는, 동색의 LED에 대해서도 독립한 듀티비가 격납되고 있으며, PWM 제어 수단은, 동색의 LED에 대해서도 독립한 PWM 신호를 형성하여 동색의 LED에 대해서도 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하는 구성을 취한다.
이 구성을 따르면, 동색 LED도 독립한 PWM 신호를 이용하여 발광 제어되므로, 한층 더 세심한 화이트 밸런스 표시가 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명을 따르면, 각 색 LED의 단위 발광 기간에서의 발광을 PWM 신호를 이용하여 제어 함과 동시에, 화이트 밸런스를 허용 범위에 들게 할 수 있을 만한 각 색 LED의 PWM 신호 듀티비를 기억 수단에 기억해 두도록 함으로써, LED의 발광 특성이나 LCD 패널에 격차가 있는 경우에도, 용이하면서도 미묘하게 화이트 밸런스 조정을 실시할 수 있는 표시장치의 조정 방법 및 표시장치를 실현할 수 있다.
또, 우선, 듀티비가 최대인 상태에서, 각 색 마다 목표 이상의 휘도를 얻을 수 있는 때의 최소 전압값을 기억함으로써 대략적인 휘도 조정을 실시한 뒤, 이어서 기억한 인가전압을 고정적으로 인가하면서 PWM 신호의 듀티비를 변화시켜 미세 한 휘도 조정을 실시하도록 함으로써, 화이트 밸런스를 양호하게 조정할 수 있음에 더해, 소비 전류도 저감 할 수 있게 된다.
본 명세서는, 2003년 4월 1 일에 출원한 특허출원 2003-98488에 기초하고 있는 것이다. 그 내용은 모두 여기에 포함시켜 놓는다.
본 발명은, 예를 들면 액정표시장치에 적용하기에 매우 적합하다.

Claims (7)

  1. 적색, 녹색, 청색의 각 색 LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하면서 발광시키는 LED 발광 스텝과,
    그 때의 색도(色度)를 측정하는 측정 스텝과,
    상기 측정 스텝에서 얻어진 측정값이 목표로 하는 화이트 밸런스값에서 벗어난 차이를 산출하는 산출 스텝과,
    상기 산출 스텝에서 구한 차이에 따라, 상기 LED 발광 스텝에서의 각 색 LED에 대한 PWM 신호의 듀티비를 수정하는 수정 스텝과,
    상기 산출 스텝에서 산출한 차이가 소정의 허용 범위에 들어간 때의 각 색LED의 듀티비를 기억 수단에 기억하는 듀티비 기억 스텝을 포함한 표시장치 조정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표시장치의 조정을, LED의 전면에 LCD 패널이 장착되고, 해당 LCD 패널이 구동된 상태에서 실시하는, 표시장치 조정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수정 스텝에서는, 각 색LED의 색도 분포 범위를 고려하여 각 색 LED에 대한 PWM 신호의 듀티비를 수정하는, 표시장치 조정 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수정 스텝에서는, 동색 LED에 대해서도 상기 산출 스텝에서 얻은 차이에 따라 독립적으로 듀티비를 수정하고, 상기 듀티비 기억 스텝에서는, 동색의 LED에 대해서도 독립적으로 듀티비를 기억하는, 표시장치 조정 방법.
  5. 기록 가능한 메모리로 되며, 적색, 녹색, 청색의 각 색 LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하기 위한 듀티비가 각 색 LED 독립적으로 격납된 듀티비 기억 수단과,
    상기 듀티비 기억 수단에 격납된 듀티비에 기초하는 PWM 신호를 각 색 LED 독립적으로 형성하고, 각 색 LED를 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하는 PWM 제어 수단과,
    상기 듀티비 기억 수단에 상기 듀티비를 입력시키기 위해, 상기 듀티비 기억 수단에 접속된 신호선을 구비하는 표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 듀티비 기억 수단에는, 상기 신호선을 경유하여 화이트 밸런스 조정이 이루어진 듀티비가 격납되는 표시장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 듀티비 기억 수단에는, 동색 LED에 대해서도 독립한 듀티비가 격납되어 있으며, 상기 PWM 제어 수단은, 동색 LED에 대해서도 독립한 PWM 신호를 형성하고, 동색 LED에 대해서도 단위 발광 기간 내에 독립적으로 PWM 제어하는 표시장치.
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