KR20070099723A - 백라이트 구동회로 및 구동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백라이트 구동회로 및 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘도 불균일과 주파수 간섭에 따른 화질저하를 해소하고 누설전류를 최소화 할 수 있는 액정표시장치용 백라이트 구동회로 및 구동방법에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 복수의 형광램프를 구동시키기 위한 백라이트 구동회로로서, 상기 형광램프의 발광휘도정보가 담긴 디밍신호이 입력되고, 기준휘도정보와 상기 발광휘도정보를 비교하여 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍을 동일하게 제어하는 제 1 타이밍신호 또는 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍을 다르게 제어하는 제 2 타이밍신호를 생성하는 디밍콘트롤부와; 상기 복수의 형광램프와 일대일 대응 연결되고, 상기 각 타이밍신호에 따른 상기 형광램프 별 온/오프 타이밍을 제어하는 PWM부와; 상기 PWM부와 상기 형광램프 사이에 일대일 대응 개재되고, 상기 각 온/오프 타이밍에 따른 상기 형광램프 별 온/오프 입력전류를 생성하는 발진부를 포함하는 백라이트 구동회로 및 백라이트 구동방법을 제공한다.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2는 일반적인 리디어 디밍 방식에 따른 형광램프 입력전류 파형도.
도 3은 일반적인 버스트 디밍 방식에 따른 형광램프 입력전류 파형도.
도 4는 본 발명에 따른 형광램프 구동회로의 모식도.
도 5a와 도 5b는 각각 본 발명에 따른 형광램프 구동방법에서의 형광램프 입력전류 파형도.
도 6a와 도 6b는 각각 본 발명에 따른 형광램프 구동방법을 나타낸 모식도.
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 형광램프 구동방법에서의 형광램프 입력전류 파형도.
도 8은 본 발명의 변형예에 따른 형광램프 구동방법을 나타낸 모식도.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
50 : 디밍컨트롤러 60 : 인버터
62 : PWM 64 : 발진부
70 : 형광램프
본 발명은 백라이트(back-light) 구동회로 및 구동방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 표시화상의 휘도 불균일과 주파수 간섭에 따른 화질저하를 해소하고 누설전류(leakage current)를 최소화 할 수 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device)용 백라이트 구동회로 및 구동방법에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등의 분야에서 널리 활용되는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device)는 액정의 광학적 이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)을 응용한 화상구현원리를 나타내는바, 서로 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수적인 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 발생시킨다. 하지만 통상의 액정패널은 자체발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 외부에 투영시키기 위한 별도의 조광(照光) 수단을 요구하며, 이에 따라 액정패널의 후방으로 백라이트(back-light)가 배치해서 빛은 공급함에 따라 비로소 목적하는 화상을 외부로 디스플레이 할 수 있다.
한편, 일반적인 액정표시장치용 백라이트에서 빛을 발하는 광원(光源)으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)나 외부전극형광램프(Exterior Electrode Fluorescent lamp : EEFL) 등이 주로 이용되며, 그 배치방 법에 따라 측광형(side light type)과 직하형(direct light type)으로 구분될 수 있는데, 전자의 측광형은 액정패널의 후방 적어도 일 가장자리를 따라 배치된 형광램프의 빛을 별도의 도광판(Light Guide Panel : LGP)으로 굴절시켜 액정패널로 공급하는 반면, 후자의 직하형은 액정패널 후방으로 복수개의 형광램프를 근접 배열하여 액정패널 전면에 걸쳐 직접적인 빛을 공급한다.
첨부된 도 1은 일반적인 직하형 백라이트를 이용한 액정표시장치의 분해 사시도로서, 상하로 포개어진 액정패널(10)과 백라이트(20)를 요체로 한다.
이중 액정패널(10)은 액정층 및 이를 사이에 두고 나란히 합착된 제 1 및 제 2 기판(2,4)으로 이루어지며, 백라이트(20)는 액정패널(10) 후방의 일 평면을 따라 나란히 배열된 복수개의 형광램프(22)와, 이들 형광램프(22)와 액정패널(10) 사이로 개재되어 형광램프(22)로부터 출사된 빛을 균일 휘도로 가공하는 복수 매의 광학시트(30) 그리고 형광램프(22) 뒤편의 반사면을 제공함으로써 광 손실을 최소화하는 반사시트(32)를 포함한다. 그 결과 형광램프(22)로부터 발한 빛은 반사시트(32)에 의해 반사된 빛과 함께 광학시트(30)를 통과하는 동안 균일 휘도의 면 광원으로 가공되어 액정패널(10)로 공급된다.
이때 일반적인 백라이트용 형광램프(22)는, 도면에 나타난 것처럼, 유리관(24) 그리고 이의 양 끝단에 구비된 제 1 및 제 2 전극(26,28)으로 이루어지며, 유리관(24) 내부에는 수은(Ag)이 함유된 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등의 방전기체가 충진되고, 유리관(24) 내면에는 자외선에 의해 가시광선을 발하는 희토류(Rare Earth element) 원소로서 이트리움(Y), 세륨(Ce), 터븀(Tb) 등의 형광물질이 칠해진 상태이다. 이에 따라 제 1 및 제 2 전극(26,28)으로 구동전압이 가해지면 유리관(24) 내부의 관 전류에 의해 수은이 여기되어 자외선이 발생되고, 유리관(24) 내면의 형광물질을 통과하면서 가시광선을 발한다.
그리고 이들 복수개의 형광램프(22)는 백라이트 구동회로에 의해 구동이 제어되며, 이를 위한 백라이트 구동회로에는 각 형광램프(22)의 입력전류를 생성하는 복수의 인버터(inverter)를 갖추고 있다.
이때 일반적인 인버터는 입력전류를 조절해서 형광램프(22)의 발광휘도를 조절할 수 있고, 이 같은 형광램프(22)의 발광휘도 조절방법은 크게 리니어 디밍(linear dimming) 방식과 버스트 디밍(burst dimming) 방식으로 구분 가능한데, 리니어 디밍 방식은 형광램프(22)로 공급되는 입력전류의 크기, 다시 말해 입력전류의 진폭레벨을 조절하고, 버스트 디밍 방식은 형광램프(22)의 온/오프 시간간격, 다시 말해 입력전류의 온 듀티(on duty) 폭을 조절한다.
즉, 첨부된 도 2는 리니어 디밍 방식에서 형광램프로 공급되는 입력전류 파형을 나타낸 도면이고, 도 3은 버스트 디밍 방식에서 형광램프로 공급되는 입력전류 파형을 나타낸 도면으로, 각각의 경우에 (a)의 입력전류는 (b)의 입력전류 보다 높은 발광휘도를 구현한다. 그리고 V1, V2는 각각 리니어 디밍 방식에서 형광램프로 공급되는 입력전류의 진폭레벨을 나타내며, T1, T2는 버스트 디밍 방식에서 형광램프가 온 되는 시간, 즉 온 듀티(on duty) 시간을 표시한다.
이에 따라 도 2의 리니어 디밍 방식은 형광램프로 전달되는 입력전류의 진폭 레벨(V1,V2)을 조절해서 밝기를 조절함을 확인할 수 있고, 그 결과 형광램프는 온 상태를 유지한 채 입력전류의 진폭레벨에 따라 밝기가 변화된다.
반면, 도 3의 버스트 디밍 모드는 입력전류의 진폭레벨(V)은 동일하게 유지한 채 형광램프의 온 듀티 시간(T1,T2), 즉 발광시간을 조절해서 밝기를 조절하며, 그 결과 형광램프는 주기적으로 온/오프 된다.
하지만, 이들 일반적인 형광램프의 발광휘도 조절방법은 각각 고유의 문제점을 드러내는데, 리니어 디밍 방식의 경우, 저휘도 구현을 위해 형광램프(22)의 관 전류를 낮추고자 제 1 전극(26) 측의 공급전압을 강하하면 제 2 전극(28) 측의 유도전압이 줄어들고, 이로 인해 제 1 전극(26) 측과 제 2 전극(28) 측 단부의 발광휘도가 서로 차이나는 현상이 나타난다. 그리고 이는 결국 표시화상의 양 측 가장자리 휘도가 달라지는 휘도불균일 현상을 야기한다.(도 1 참조)
반면, 버스트 디밍 모드의 경우, 입력전류의 진폭레벨은 일정하므로 리니어 디밍 방식과 달리 형광램프의 양단 휘도가 달라지는 현상은 없지만, 형광램프의 온/오프 타이밍을 조절하기 위한 타이밍신호의 주파수 대역이 200 내지 300Hz 정도에 할당되어 60Hz 정도의 주파수 대역을 보이는 액정패널의 구동신호와 간섭에 의한 교호작용(reciprocal action)을 수반하고, 이로 인해 표시화상에는 물결모양의 화질왜곡을 일으키는 노이즈가 발생된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 형광램프의 발광휘도 조절 시(時) 보다 균일한 휘도와 개선된 화질을 구현할 수 있는 구체적인 방도를 제시하는데 목적이 있다.
이를 통해 본 발명은 TCO 03' 규격에 적합한 백라이트를 제공하는데 궁극적인 목적을 두는데, 여기서 TCO 03'란 스웨덴의 고용자 연맹(The Swedish Confederation of Professional Employees) 소유의 TCO Development가 관할하는 오피스 기기의 환경, 인간공학, 안정성 등에 대한 국제 종합 규격을 의미한다.
이에 따르면, 표시장치의 휘도균일(Luminance Uniformity) 규격으로 표시화상의 중심부분 휘도는 125nit, 표시영역(Active area)으로부터 8.7mm 떨어진 영역 안에서 모든 부분에 대한 휘도 균일도(max휘도/ min휘도)는 1.5 이내여야 한다는 제한을 담고 있지만, 일반적인 액정표시장치에 있어서 중심부분의 휘도를 125nit 수준으로 조절하기 위해서는 형광램프의 관 전류를 최소에 가깝게 설정하여야 하며, 이 경우 앞서 살펴본 바와 같이 형광램프의 양단 간의 휘도차이를 수반하므로 휘도균일도 1.5를 달성할 수 없는 한계를 드러낸다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수의 형광램프를 구동시키기 위한 백라이트 구동회로로서, 상기 형광램프의 발광휘도정보가 담긴 디밍신호이 입력되고, 기준휘도정보와 상기 발광휘도정보를 비교하여 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍을 동일하게 제어하는 제 1 타이밍신호 또는 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍을 다르게 제어하는 제 2 타이밍신호를 생성하는 디밍콘트롤부와; 상기 복수의 형광램프와 일대일 대응 연결되고, 상기 각 타이밍신호에 따른 상기 형광램프 별 온/오프 타이밍을 제어하는 PWM부와; 상기 PWM부와 상기 형광램프 사이에 일대일 대응 개재되고, 상기 각 온/오프 타이밍에 따른 상기 형광램프 별 온/오프 입력전류를 생성하는 발진부를 포함하는 백라이트 구동회로를 제공한다.
이때 상기 기준휘도정보는 상기 형광램프의 최대발광 휘도정보인 것을 특징으로 하고, 상기 디밍컨트롤부는, 상기 발광휘도정보가 상기 기준휘도정보 이상일 경우, 상기 제 1 타이밍신호를 생성하고, 상기 발광휘도정보가 상기 기준휘도정보 미만일 경우, 상기 제 2 타이밍신호를 생성하는 것을 특징으로 하며, 상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열되고, 상기 제 2 타이밍신호는 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍이 순차적으로 스캔 진행되도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 그리고 이 경우 상기 각 형광램프는 한 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 것을 특징으로 한다. 또는 상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열된 채 적어도 두 군으로 구분되고, 상기 제 2 타이밍신호는 상기 각 군 형광램프의 온/오프 타이밍이 교대로 진행되도록 제어하는 것을 특징으로 하며, 이 경우 상기 각 군 형광램프는 연속된 적어도 두 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 각 형광램프 별 온/오프 입력전류는 동일 진폭을 나타내는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은 복수의 형광램프가 구비된 백라이트 구동방법으로서, (a) 상기 형광램프의 발광휘도를 기준휘도와 비교하는 단계와; (b) 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 이상인 경우 상기 복수의 형광램프를 동일한 타이밍으로 온/오프 시키고, 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 미만인 경우 상기 복수의 형광램프는 서로 다른 타이밍으로 온/오프 시키는 단계를 포함하는 백라이트 구동방법을 제공한다.
이때 상기 기준휘도는 상기 형광램프의 최대 발광휘도인 것을 특징으로 하고, 상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열되고, 상기 (a) 단계에서 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 미만인 경우, 상기 (b) 단계에서 상기 복수의 형광램프는 순차적인 스캔 방식으로 온/오프 되는 것을 특징으로 하며, 특히 이 경우 상기 (b) 단계에서, 상기 각 형광램프는 한 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 것을 특징으로 한다. 또는 상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열된 채 적어도 두 군으로 구분되고, 상기 (a) 단계에서 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 미만인 경우, 상기 (b) 단계에서 상기 복수의 형광램프는 각 군이 교대로 온/오프 되는 것을 특징으로 하며, 특히 이 경우 상기 (b) 단계에서, 상기 각 군 형광램프는 이웃한 적어도 두 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
첨부된 도 4는 본 발명에 따른 백라이트 구동회로의 블록도로서, 이는 직하형 백라이트에 마련된 복수개의 형광램프(70)에 대한 구동을 제어하는바, 이를 위 해 형광램프(70)와 일대일 대응 연결된 상태로 각각의 형광램프(70)로 공급되는 입력전류를 생성하는 인버터(60)와, 외부의 디밍신호를 기준으로 각각의 인버터(60)를 제어하여 복수개의 형광램프(70)가 일련의 규칙에 따라 서로 다른 모드로 구동되도록 하는 디밍콘트롤러(50)를 포함한다. 그리고 이중 인버터(60)에는 디밍콘트롤러(50)의 타이밍신호에 동기된 타이밍펄스를 생성하는 PWM(Purse Width Modulation : 62)와, 상기 타이밍펄스에 따른 형광램프(70)의 입력전류를 생성하는 발진부(64)를 갖추고 있다.
각각을 구체적으로 살펴본다.
먼저, 본 발명에 따른 백라이트 구동회로의 동작은 디밍컨트롤러(50)로 입력되는 디밍신호에 의해 시작되는데, 상기 디밍신호에는 액정표시장치를 통해 구현하고자 하는 표시화상의 휘도달성을 위한 형광램프의 밝기정보로서 발광휘도정보가 담겨있고, 이는 도시되지 않은 백라이트 구동회로의 디밍신호발진부로부터 생성 및 공급될 수 있다.
그리고 이러한 디밍신호가 입력되면 디밍컨트롤러(50)는 사용자에 의해 기(旣) 설정된 임의의 기준휘도정보와 디밍신호의 발광휘도정보를 비교하며, 그 비교결과를 토대로 서로 다른 타이밍신호를 생성한다. 이때 디밍컨트롤러(50)에서 생성 및 출력되는 타이밍신호는 기준휘도정보와 발광휘도정보 사이의 대소관계에 따라 제 1 또는 제 2 타이밍신호 중 하나가 되는데, 바람직하게는 기준휘도정보는 형광램프(70)가 구현할 수 있는 최대휘도값인 최대휘도정보가 될 수 있고, 디밍컨트 롤러(50)는 해당 표시화상의 휘도구현을 위한 형광램프(70)의 발광휘도정보와 기준휘도정보를 비교해서 발광휘도정보가 기준휘도정보 이상인 경우, 다시 말해 목적하는 표시화상의 휘도구현을 위해 형광램프가 최대휘도로 빛을 발해야 할 경우 제 1 타이밍신호를 생성하고, 발광휘도정보가 기준휘도정보 미만일 경우, 다시 말해 목적하는 표시화상의 휘도구현을 위한 형광램프의 발광휘도가 최대휘도에 못 미칠 경우 제 2 타이밍신호를 생성한다.
그리고 이중 제 1 타이밍신호는 모든 형광램프(70)의 온/오프 타이밍을 동일하게 제어하고, 제 2 타이밍신호는 형광램프(70) 별 온/오프 타이밍을 달리 제어하는바, 해당 부분에서 상세히 살펴보겠지만 제 1 타이밍신호에 의해 복수개의 형광램프(70)는 동일 타이밍에 온/오프 되고, 제 2 타이밍신호에 의해 서로 다른 타이밍에 온/오프 된다.
다음으로 디밍컨트롤러(50)로부터 출력된 제 1 또는 제 2 타이밍신호는 각 인버터(60)의 PWM(62)으로 전달되며, 각각의 PWM(62)은 제 1 또는 제 2 타이밍신호에 동기된 제 1 또는 제 2 타이밍펄스를 생성한다. 즉, 디밍컨트롤러(50)로부터 제 1 타이밍신호가 생성되면 모든 PWM(62)는 제 1 타이밍펄스를 생성 및 출력하고, 디밍컨트롤러(50)로부터 제 2 타이밍신호가 생성되면 모든 PWM(62)은 제 2 타이밍펄스를 생성 및 출력한다.
이 과정 중에 PWM(62)은 변조신호에 따른 변조펄스를 생성하며, 본 발명에서는 제 1 또는 제 2 타이밍신호에 따라 임의의 기준펄스를 진폭 변조시켜 제 1 또는 제 2 타이밍펄스를 각각 생성할 수 있고, 또는 이와 달리 기준펄스가 출력되는 PWM(62)을 제 1 또는 제 2 타이밍신호로 온/오프 제어하여 제 1 또는 제 2 타이밍펄스를 각각 얻는 것도 가능하다. 그리고 이들 복수개의 PWM(62)으로부터 얻어진 제 1 및 제 2 타이밍펄스는 각각 구형파 형태를 취하지만, 제 1 타이밍펄스 들은 동일한 스타트 및 엔드포트인(start & end point)를 나타내는 동일 파형을 보이고, 제 2 타이밍펄스 들은 서로 다른 스타트 및 엔드포인트를 나타내는 상이한 파형을 보인다.
이어서 각 인버터(60)의 PWM(62)으로부터 생성된 제 1 또는 제 2 타이밍펄스는 해당 인버터(60)의 발진부(64)로 입력되고, 각각의 발진부(64)는 제 1 또는 제 2 타이밍펄스에 따른 제 1 또는 제 2 입력전류를 생성해서 형광램프(70)로 공급하는바, 이때 제 1 및 제 2 입력전류의 진폭은 서로 동일할 수 있고, 제 1 입력전류에 의해 복수개의 형광램프(70)는 동일한 타이밍으로 온/오프 되며, 제 2 입력전류에 의해 복수개의 형광램프(70)는 서로 다른 타이밍으로 온/오프 된다.
결국 본 발명의 백라이트 구동회로는 디밍컨트롤러(50)로 입력되는 디밍신호의 발광휘도정보에 따라 복수개의 형광램프(70)를 서로 다른 모드로 구동시키는데, 도 5a와 도 5b 그리고 도 6a와 도 6b를 함께 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.
먼저, 도 5a는 디밍컨트롤러(50)로부터 제 1 타이밍신호가 생성되는 경우, 다시 말해 디밍컨트롤러(50)로 입력되는 디밍신호의 발광휘도정보가 기준휘도정보 이상인 경우에 각 형광램프(70, 이하 필요에 따라 L1,L2...Ln로 구분한다.)로 전달되는 제 1 입력전류의 파형을 나타낸 도면이고, 도 6a는 제 1 입력전류 의한 형광램프의 구동상태를 나타낸 모식도이다.
이때 기준휘도정보가 형광램프(70)의 최대휘도정보라는 전제 하에, 디밍신호의 발광휘도정보가 기준휘도정보 이상이라는 것은 결국 형광램프(70)가 최대휘도를 발하는 경우에 해당되며, 이를 위해 각각의 형광램프(70)로 공급되는 제 1 입력전류는 동일한 진폭레벨 V를 나타냄과 동시에 모든 형광램프에 대해 동일한 타이밍으로 입력된다. 이에 따라 편의상 도면에는 제 1 입력전류가 임의의 N 프레임 동안 공급되는 것으로 나타내었으며, 따라서 모든 형광램프(70)는 N 프레임 동안 최대발광휘도로 빛을 발한다.
반면, 도 5b는 디밍컨트롤러(50)로부터 제 2 타이밍신호가 생성되는 경우, 다시 말해 디밍신호의 발광휘도정보가 기준휘도정보 미만인 경우에 복수개의 형광램프(70)로 공급되는 제 2 입력전류의 파형을 나타낸 도면이고, 도 6b는 상기 제 2 입력전류에 의한 형광램프의 구동상태를 나타낸 모식도이다.
이때 앞서와 마찬가지로 기준휘도정보가 형광램프(70)의 최대정보휘도라는 전제를 따르면 결국 최대휘도 미만으로 빛을 발하는 경우에 해당되며, 이를 위한 제 2 입력전류는 형광램프(70) 별로 서로 다른 입력타이밍을 나타내는바, L1 형광램프로 입력되는 제 2 입력전류는 T1 시간 동안의 온 듀티를 보이고, 이의 엔드포인트에서 후속의 L2 형광램프에 대한 제 2 입력전류의 스타트포인트가 나타나 T2 시간 동안의 온 듀티를 보이며, 이러한 제 2 입력전류의 전달관계는 최종의 Ln 형광램프에 이르기까지 순차적으로 진행된다. 따라서 L1 내지 Ln 형광램프는 N 프레임 동안 스캔방식으로 온/오프 되면서 순차적으로 빛을 발한다.
이 경우 바람직하게는 L1 내지 Ln 형광램프 각각으로 입력되는 제 2 입력전 류의 온 듀티 시간은 서로 동일할 수 있고, 제 2 입력전류의 진폭레벨 또한 각 형광램프(70) 별로 동일할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 구동방법은 응용 가능하며, 세부적으로는 디밍컨트롤러(50)로부터 제 2 타이밍신호가 생성되는 경우, 다시 말해 디밍신호의 발광휘도정보가 기준휘도정보 미만인 경우에 복수개의 형광램프(70)로 공급되는 제 2 입력전류 파형은 일정정도의 변형이 가능하다. 즉, 기준휘도정보가 형광램프(70)의 최대발광휘도라 가정하면, 디밍신호의 발광휘도정보가 기준휘도정보 미만이라는 것은 결국 복수개의 형광램프가 최대발광휘도 미만의 범위 내에서 목적하는 휘도 만을 발하면 충분한 것이며, 따라서 복수개의 형광램프(70)를 서로 다른 타이밍으로 온/오프 시켜 해당 휘도를 만족시키는 방법은 매우 다양할 수 있다.
이에 구체적인 일례를 도 7 및 도 8에 나타내었으며, 도 7은 복수개의 형광램프(70)로 공급되는 제 2 입력전류의 변형예를 나타낸 파형도이고, 도 8은 도 7의 제 2 입력전류에 따른 각 형광램프(70)의 온/오프 상태를 나타낸 평면 모식도이다.
보이는 것처럼 본 발명의 변형예에 있어서 복수개의 형광램프(70)는 적어도 두 군(群)으로 구분되고, 이들 각 군 형광램프는 교대로 온/오프 되는데, 도면에 따르면 L1, L2, L5, L6 형광램프가 제 1 군(L')을 이루고, L3, L4, (L7,L8) 형광램프가 제 2 군(L'')을 이루며, 제 1 군(L') 형광램프에 제 2 입력전류가 전달되는 동안 제 2 군(L'') 형광램프에는 제 2 입력전류의 공급이 없는 반면, 제 2 군(L'') 형광램프로 제 2 입력전류가 전달되는 동안 제 1 군(L') 형광램프에는 제 2 입력전 류의 공급이 없다.
그 결과 제 1 군(L') 형광램프와 제 2 군(L'') 형광램프가 교대로 온/오프 된다.
이때 필요하다면 도시된 것처럼 제 1 및 제 2 군(L', L'') 형광램프는 프레임을 달리하여 교대로 온/오프 되는 것도 가능하며, 각 군 내에 속한 형광램프의 수가 동일하고 제 2 입력전류의 진폭레벨 V 그리고 각 군 형광램프의 온 듀티 시간이 동일하다면 N 프레임과 N+1 프레임에서 형광램프의 발광휘도는 서로 동일하다. 따라서 이를 응용하면 각 군의 형광램프는 임의의 일 프레임 동안 교대로 온/오프 되는 것도 가능하며, 목적에 따라 각 군 내에 속한 형광램프의 수 역시 달라질 수 있고, 아울러 각 군 형광램프의 온 듀티 시간 또한 변화 가능함은 당업자에게 자명한 사실일 것이다.
한편, 본 발명에서 형광램프의 발광휘도가 최대휘도 이상인 경우에 복수의 형광램프를 동일한 타이밍으로 온/오프 시키고, 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 미만인 경우에 복수의 형광램프를 서로 다른 타이밍으로 온/오프 시키는 이유는 이하의 몇 가지로 정리될 수 있는데, 첫째, 일반적인 리니어 디밍 방식에서 나타날 수 있는 휘도 불균일 현상을 해소하고, 둘째 일반적인 버스트 디밍 방식에서 나타날 수 있는 주파수 간섭에 따른 화질저하를 해소하며, 셋째 누설전류를 최소화시키기 위한 것이다.
이중 첫 번째와 관련해서, 본 발명에서는 형광램프의 최대발광휘도가 요구되 는 경우에 한해 형광램프의 온/오프 타이밍을 동일하게 설정하고 있는바, 일반적인 리니어 디밍 방식과 달리 형광램프로 공급되는 입력전류의 진폭레벨이 변화되지 않고, 이에 따라 관전류 저하를 원인으로 야기되는 형광램프 양 단 간의 휘도 차이가 발생하지 않는다. 따라서 표시화상 양 측 가장자리의 휘도가 달라지는 휘도불균일 현상을 해소할 수 있다.
다음으로 두 번째와 관련해서, 본 발명에서는 형광램프의 발광휘도가 최대발광휘도 미만인 경우에 형광램프 별로 온/오프 타이밍을 다르게 제어하는바, 일반적인 버스트 디밍 방식과 달리 하나의 형광램프는 한 프레임 내에서 한 번 또는 연속된 두 프레임 내에서 한번만 점등된다. 따라서 형광램프 별 온/오프 타이밍을 조절하기 위한 제 2 타이밍신호는 액정패널의 구동신호와 간섭여지가 없는 주파수 대역으로 설정가능하고, 이에 따라 표시화상의 노이즈를 저감시켜 화질왜곡을 해소할 수 있다.
마지막으로 세 번째의 누설전류와 관련된 내용을 살펴보면, 형광램프의 유리관 내에 유도되는 전하량 q는 'q=CV'로 정의될 수 있고, 여기서 C는 제 1 및 제 2 전극 사이의 정전용량 그리고 V는 제 1 및 제 2 전극 사이의 전압차를 나타낸다. 이때 정전용량 C는 아래의 식 1과 같이 정의되므로 결국 형광램프 내의 유도전하량은 아래의 식 2와 같이 정의된다.
<식 1> : 
({epsilon}_{0}: 진공의 유전율, A : 전극면적, d : 전극 사이의 거리)
<식 2> : 
이에 따르면 형광램프로 공급되는 전압 내지는 전류의 증가에 따라 유도전하량이 커져 누설전류의 양 또한 늘어남을 알 수 있다. 하지만 본 발명에 따르면 형광램프로 공급되는 입력전류의 양은 불변하고 입력전류의 공급 타이밍만 차이나며, 특히 각각의 형광램프는 한 프레임 내에서 한번 이하로 점등되는바, 전체적으로 형광램프의 온 시간이 작아 누설전류의 양을 크게 저감시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 것처럼 본 발명에 따른 백라이트 구동회로 및 구동방법은 형광램프의 발광휘도 조절 시 보다 균일한 휘도와 개선된 화질을 구현할 수 있고, 누설전류의 양을 줄여 형광램프의 광 효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.
그 결과 TCO 03' 규격에 적합한 백라이트를 구현 가능케 하는 장점이 있다.
Claims (14)
- 복수의 형광램프를 구동시키기 위한 백라이트 구동회로로서,상기 형광램프의 발광휘도정보가 담긴 디밍신호이 입력되고, 기준휘도정보와 상기 발광휘도정보를 비교하여 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍을 동일하게 제어하는 제 1 타이밍신호 또는 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍을 다르게 제어하는 제 2 타이밍신호를 생성하는 디밍콘트롤부와;상기 복수의 형광램프와 일대일 대응 연결되고, 상기 각 타이밍신호에 따른 상기 형광램프 별 온/오프 타이밍을 제어하는 PWM부와;상기 PWM부와 상기 형광램프 사이에 일대일 대응 개재되고, 상기 각 온/오프 타이밍에 따른 상기 형광램프 별 온/오프 입력전류를 생성하는 발진부를 포함하는 백라이트 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 기준휘도정보는 상기 형광램프의 최대발광 휘도정보인 백라이트 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 디밍컨트롤부는,상기 발광휘도정보가 상기 기준휘도정보 이상일 경우, 상기 제 1 타이밍신호를 생성하고,상기 발광휘도정보가 상기 기준휘도정보 미만일 경우, 상기 제 2 타이밍신호를 생성하는 백라이트 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열되고,상기 제 2 타이밍신호는 상기 각 형광램프의 온/오프 타이밍이 순차적으로 스캔 진행되도록 제어하는 백라이트 구동회로.
- 제 4항에 있어서,상기 각 형광램프는 한 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 백라이트 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열된 채 적어도 두 군으로 구분되고,상기 제 2 타이밍신호는 상기 각 군 형광램프의 온/오프 타이밍이 교대로 진행되도록 제어하는 백라이트 구동회로.
- 제 6항에 있어서,상기 각 군 형광램프는 연속된 적어도 두 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 백라이트 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 각 형광램프 별 온/오프 입력전류는 동일 진폭을 나타내는 백라이트 구동회로.
- 복수의 형광램프를 포함하는 백라이트 구동방법으로서,(a) 상기 형광램프의 발광휘도를 기준휘도와 비교하는 단계와;(b) 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 이상인 경우 상기 복수의 형광램프를 동일한 타이밍으로 온/오프 시키고, 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 미만인 경우 상기 복수의 형광램프는 서로 다른 타이밍으로 온/오프 시키는 단계를 포함하는 백라이트 구동방법.
- 제 9항에 있어서,상기 기준휘도는 상기 형광램프의 최대 발광휘도인 백라이트 구동방법.
- 제 9항에 있어서,상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열되고,상기 (a) 단계에서 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 미만인 경우,상기 (b) 단계에서 상기 복수의 형광램프는 순차적인 스캔 방식으로 온/오프 되는 백라이트 구동방법.
- 제 11항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 각 형광램프는 한 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 백라이트 구동방법.
- 제 9항에 있어서,상기 복수의 형광램프는 서로 나란히 배열된 채 적어도 두 군으로 구분되고,상기 (a) 단계에서 상기 형광램프의 발광휘도가 기준휘도 미만인 경우,상기 (b) 단계에서 상기 복수의 형광램프는 각 군이 교대로 온/오프 되는 백라이트 구동회로.
- 제 13항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 각 군 형광램프는 이웃한 적어도 두 프레임 내에서 한번씩 온/오프 되는 백라이트 구동회로.
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