KR20090052654A - 디스플레이장치 및 그 제어방법 - Google Patents

디스플레이장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치는 영상을 표시하는 디스플레이부와; 인버터 구동신호에 따라 디스플레이부에 전원을 공급하는 인버터부와; 입력된 영상의 동기신호의 주파수를 소정의 비로 체배한 주파수를 가지는 인버터 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부와; 구동신호의 복수의 펄스 간의 펄스폭 편차가 소정치 이하가 되도록 구동신호 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 동기신호와 인버터 구동신호의 동기화 오차를 줄일 수 있다.

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREFOR}
본 발명은 동기신호와 인버터 구동신호를 동기화하는 디스플레이장치 및 그 제어방법 조성물에 관한 것이다.
LCD(liquid crystal display) TV 등의 디스플레이장치는 영상을 표시하는 액정과, 액정에 광을 조사하는 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛에 전류를 공급하는 인버터를 포함한다.
TFT(Thin Film Transistor) LCD 액정에 이용되는 a-Si(Amorphous Silicon)은 빛에 민감한 반응을 한다. 즉, a-Si 박막은 빛이 조사되면 도체성질을 띄어 저항이 줄어들고, 빛이 제거되면 부도체 성질을 가지게 되어 저항이 상대적으로 커지므로 액정 캐패시터의 충전전압에 영향을 받게 된다. 또한 경우에 따라서 a-Si 박막은 빛이 조사되면 데이터 라인의 전체 기생용량 증가로 이어져 화면 노이즈 현상이 시인된다.
백라이트 유닛의 빛이 일정하게 조사되면 액정패널 전면에 고루 영향을 미치므로 문제가 없으나 최근 화질적인 측면 개선을 위해 백라이트 유닛을 주기적으로 온/오프 하는 PWM(Pulse-Width Modulation)방식으로 백라이트 유닛의 휘도를 조절하여 문제가 발생한다.
특히 동기신호 주파수와 PWM 주파수의 비율이 일치하지 않으면 프레임 별로 규칙적인 띠의 이동이 관측되는데 이런 현상을 워터풀 노이즈(WaterFall noise)라고 한다.
따라서 최근의 디스플레이장치는 이런 노이즈 현상을 최소화하기 위해, 동기신호의 주파수와 인버터 구동신호인 PWM주파수를 적절한 비율로 동기화하는 동기식 인버터를 적용하고 있다. 현재 적용된 동기화 방법은 수평동기신호(Hsync)는 클럭에 기준되어 동기가 되고, 수직동기신호(Vsync)는 라인에 기준되어 동기된 신호가 출력된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수평동기신호는 1/3 체배된 동기 파형이고 수직동기신호는 3/2 체배된 동기 파형이다. 여기서 체배수는 입력으로 각각 체배할 분자, 분모(4bit)를 받을 수 있으며, 디스플레이장치의 제작단계에서 적절한 값으로 결정될 수 있다. 현재 가장 워터풀 노이즈가 적은 비로 수평동기신호는 2/3, 수직동기신호는 5/2로 설정 된다.
그런데, 종래의 디스플레이장치에서의 동기신호와 인버터 구동신호의 동기화 방법은 그 오차가 지나치게 큰 문제점이 있다. 특히, 클럭을 기준으로 하는 수평동기신호는 오차로 인한 노이즈 현상이 크지 않으나 라인을 기준으로 하는 수직동기신호는 입력되는 총 라인 수 중 1라인만 틀어져도 영상이 흔들리고 깜빡이는 플리커(Flicker)현상이 시인되는 것을 볼 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 동기신호와 인버터 구동신호의 동기화 오차를 줄이는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 영상을 표시하는 디스플레이부와; 인버터 구동신호에 따라 디스플레이부에 전원을 공급하는 인버터부와; 입력된 영상의 동기신호의 주파수를 소정의 비로 체배한 주파수를 가지는 인버터 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부와; 구동신호의 복수의 펄스 간의 펄스폭 편차가 소정치 이하가 되도록 구동신호 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의하여 달성된다.
제어부는, 동기신호의 소정 주기 내에 포함된 클럭 수를 동기신호의 주파수 및 인버터 구동신호의 주파수에 대응하는 체배수로 나눈 나머지의 클럭 수에 기초하여 복수의 펄스의 펄스폭을 조정하도록 구동신호 생성부를 제어하고, 소정 주기 내의 복수의 펄스 중에서 시간적으로 앞서는 펄스를 우선적으로 조정하도록 구동신호 생성부를 제어할 수 있다.
소정치는 펄스폭 편차가 최소가 되는 값이 바람직하고, 동기신호는 수평동기신호 및 수직동기신호를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 입력된 영상의 동기신호의 주파수를 소정의 비로 체배한 주파수를 가지며, 복수의 펄스 간의 펄스폭 편차가 소정치 이하인 인버터 구동신호 를 생성하는 단계와; 인버터 구동신호에 따라 디스플레이부에 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법에 의해서도 상기 목적을 달성할 수 있다.
인버터 구동신호를 생성하는 단계는, 동기신호의 소정 주기 내에 포함된 클럭 수를 동기신호의 주파수 및 인버터 구동신호의 주파수에 대응하는 체배수로 나눈 나머지의 클럭 수에 기초하여 복수의 펄스의 펄스폭을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
펄스폭을 조정하는 단계는, 소정 주기 내의 복수의 펄스 중에서 시간적으로 앞서는 펄스를 우선적으로 조정할 수 있다.
소정치는 펄스폭 편차가 최소가 되는 값이 바람직하고, 동기신호는 수평동기신호 및 수직동기신호를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 동기신호와 인버터 구동신호의 동기화 오차를 줄일 수 있는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이장치(100)는 액정에 광을 조사하는 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛에 전류를 공급하는 인버터를 포함하고, 영상의 동기신호와 인버터 구동신호를 동기화할 수 있다. 예컨대, 영상처리장치(100)는 LCD TV, 모니터 등으로 구현될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상처리장치(100)는 디스플레이부(110), 인버터부(120), 구동신호 생성부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
디스플레이부(110)는 영상을 표시한다. 디스플레이부(110)는 액정패널(도시 안 됨) 및 백라이트 유닛(도시 안 됨)을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛은 액정패널에 광을 조사한다. 백라이트 유닛은 복수의 광소자를 포함할 수 있는데, 광소자는 LED(Light Emitting Diode) 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp) 등의 음극형광램프로 구현될 수 있다.
인버터부(120)는 인버터 구동신호에 따라 디스플레이부(110)에 전원을 공급한다. 구체적으로, 인버터부(120)는 소정의 듀티비를 가지는 인버터 구동신호에 따라 디스플레이부(110)의 백라이트 유닛에 전원을 공급한다. 예컨대, 인버터(120)는 복수의 스위치(도시 안 됨)를 포함할 수 있으며, 입력된 인버터 구동신호에 따라 복수의 스위치를 온/오프하여 백라이트 유닛에 전류를 공급할 수 있다.
구동신호 생성부(130)는 입력된 영상의 동기신호의 주파수를 소정의 비로 체배한 주파수를 가지는 인버터 구동신호를 생성한다. 동기신호는 수평동기신호 및 수직동기신호를 포함할 수 있으며, 구동신호 생성부(130)는 수평동기신호 및 수직동기신호에 각각에 대응하는 인버터 구동신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 구동신호 생성부(130)는 백라이트 유닛을 주기적으로 온/오프 하는 진폭 변조 방식의 인버터 구동신호를 생성한다. 이때 구동신호 생성부(130)는 동기신호의 주파수와 인버터 구동신호인PWM주파수를 미리 정해진 비율로 동기화한다. 예컨대, 동기신호 및 인버터 구동신호의 주파수 비율은 워터풀 노이즈가 가장 적게 발생할 수 있도록 하는 비율로서 수평동기신호는 2/3, 수직동기신호는 5/2로 설정될 수 있다.
제어부(140)는 구동신호의 복수의 펄스 간의 펄스폭 편차가 소정치 이하가 되도록 구동신호 생성부(130)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(140)는 동기신호의 소정 주기 내에 포함된 클럭 수를 동기신호의 주파수 및 인버터 구동신호의 주파수에 대응하는 체배수로 나눈 나머지의 클럭 수에 기초하여 복수의 펄스의 펄스폭을 조정하도록 구동신호 생성부(130)를 제어한다. 즉, 제어부(130)는 프레임 당 영상신호의 총 클럭 수를 해당 비율에 따라 나누어 인버터 구동신호의 펄스폭을 조정함으로써 동기신호와 인버터 구동신호를 동기화하도록 구동신호 생성부(130)를 제어한다.
또한 제어부(140)는 소정 주기 내의 복수의 펄스 중에서 시간적으로 앞서는 펄스를 우선적으로 조정하도록 구동신호 생성부(130)를 제어할 수 있다. 이때, 소정치는 펄스폭 편차가 최소가 되는 값이 바람직하다.
구체적으로, 디스플레이장치(100)의 동기화 방법은 수직동기신호에서2 프레임의 총 라인 수가 2002라인이고 체배가 5/2인 경우, 라인 수를 체배수인 10으로 카운트하여 1 프레임의 기준값을 정하고, 1프레임의 총 라인 수가 2번 초과하면 출력신호가 토글(toggle)하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 1프레임의 총 라인 수는 1001 라인이므로, 1프레 임의 총 라인 수를 10의 배수로 카운트할 때, 1001 은 1000보다는 크고, 1010보다는 작은 값이므로 1000과 1010 중 어느 하나를 선택하여 1프레임의 기준값을 정해야 한다. 여기서 종래의 디스플레이장치는 큰 값인 1010을 기준값으로 정한다. 그리고 2프레임은 2020이므로 인버터 구동신호의 각 펄스 폭을 202 라인에 대응하여 조정하게 되는데 마지막 펄스 폭이 다른 것들보다 18라인이 적은 신호가 출력되기 때문에 화면에는 플리커 현상이 발생한다.
본 발명에 따른 디스플레이장치(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 동기신호에 대해서 인버터 구동신호의 주파수가 2/5의 비율이고 두 주기의 동기신호 내의 영상신호가 2002 클럭일 경우라고 가정해 보자. 먼저, 제어부(140)는 2002 클럭을 체배수인 10단위로 카운트하여 한 주기의 기준값을 정한다. 종래에는 한 주기의 기준값으로 큰 값인 1010을 취하였으나, 본 발명에 따른 디스플레이장치(100)는 작은 값인 1000을 취하도록 한다.
그리고 그 기준값에 따라 두 주기의 클럭인 2000을 체배수인 10으로 나누면 인버터 구동신호의 반 주기의 클럭은 200이 된다. 인버터 구동신호는 5번의 주기를 가지므로 총 클럭수는 2000이 된다. 그런데 구동신호의 총 클럭수는 2002이므로 이를 동기화하기 위해 나머지 2클럭을 인버터 구동신호의 앞 단의 신호부터 차례로 각 1클럭씩 더하여 그 펄스폭을 조정한다. 또 다른 예로써, 총 클럭수가 2020인 경우, 나머지는 20클럭이 되고 이를 인버터 구동신호의 각 펄스에 2클럭씩 더하여 그 펄스폭을 조정한다. 이에 의하여, 디스플레이장치(100)는 동기신호와 인버터 구동신호의 동기화 오차를 최소화할 수 있고, 플리커 효과와 같은 노이즈 현상을 개선 할 수 있다.
또한 제어부(140)는 동기신호 중 수직동기신호를 클럭 단위로 연산하여 인버터 구동신호를 동기화하는 것이 바람직하다. 종래의 디스플레이장치는 수직동기신호는 라인에 기준되어 동기된 인버터 구동신호가 출력되어서 클럭에 기준되어 동기되는 것보다 오차로 인한 노이즈가 심하게 발생한다.
이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이장치(100)의 제어방법을 설명한다.
먼저, 디스플레이장치(100)는 동기신호에 포함된 클럭수를 체배수 단위로 카운트한다(S10). 구체적으로, 제어부(140)는 동기신호의 소정 주기 내에 포함된 클럭 수를 동기신호의 주파수 및 인버터 구동신호의 주파수에 대응하는 체배수 단위로 카운트한다.
단계 S10에서 동기신호에 포함된 클럭수를 카운트 하고 난 다음 나머지 클럭이 있을 경우, 소정 프레임당 기준 클럭으로 작은 값을 취한다(S20). 예컨대, 종래에는 한 주기의 기준값으로 큰 값인 1010클럭을 기준클럭으로 취하였으나, 본 발명에 따른 디스플레이장치(100)는 작은 값인 1000클럭을 취하도록 한다.
다음으로, 디스플레이장치(100)는 기준 클럭을 체배수로 나눈다(S30). 그리고 디스플레이장치(100)는 나머지 클럭을 배분하여 인버터 구동신호의 펄스폭을 조정한다(S40).
도 4에 도시된 바와 같이, 동기신호에 대해서 인버터 구동신호의 주파수가 2/5의 비율이고 두 주기의 동기신호 내의 영상신호가 2002 클럭일 경우를 가정해 보자. 제어부(140)는 2002클럭을 체배수인 10단위로 카운트하여 한 주기의 기준값을 정한다. 그리고 그 기준값에 따라 두 주기의 클럭인 2000을 체배수인 10으로 나누면 인버터 구동신호의 반 주기의 클럭은 200이 된다. 인버터 구동신호는 5번의 주기를 가지므로 총 클럭수는 2000이 된다. 그런데 구동신호의 총 클럭수는 2002이므로 이를 동기화하기 위해 나머지 2클럭을 인버터 구동신호의 앞 단의 신호부터 차례로 각 1클럭씩 더하여 그 펄스폭을 조정한다.
다음으로, 디스플레이장치(100)는 조정된 펄스폭으로 인버터 구동신호를 생성한다(S50). 디스플레이장치(100)는 인버터 구동신호에 따라 백라이트 유닛에 전류를 공급한다(S60).
즉, 구동신호 생성부(130)는 입력된 영상의 동기신호의 주파수를 소정의 비로 체배한 주파수를 가지는 인버터 구동신호를 생성하고, 인버터부(120)는 인버터 구동신호에 따라 디스플레이부(110)에 전원을 공급한다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
도 1은 동기신호에 대한 인버터 구동신호를 도시한 타이밍도이고,
도 2는 종래의 디스플레이장치에서 동기신호와 동기화된 인버터 구동신호를 도시한 타이밍도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이장치의 구성을 도시한 블록도이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이장치에서 동기신호와 동기화된 인버터 구동신호를 도시한 타이밍도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이장치의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 디스플레이장치 110 : 디스플레이부
120 : 인버터부 130 : 구동신호 생성부
140 : 제어부

Claims (10)

  1. 영상을 표시하는 디스플레이부와;
    인버터 구동신호에 따라 상기 디스플레이부에 전원을 공급하는 인버터부와;
    입력된 영상의 동기신호의 주파수를 소정의 비로 체배한 주파수를 가지는 상기 인버터 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부와;
    상기 구동신호의 복수의 펄스 간의 펄스폭 편차가 소정치 이하가 되도록 상기 구동신호 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 동기신호의 소정 주기 내에 포함된 클럭 수를 상기 동기신호의 주파수 및 상기 인버터 구동신호의 주파수에 대응하는 체배수로 나눈 나머지의 클럭 수에 기초하여 상기 복수의 펄스의 펄스폭을 조정하도록 상기 구동신호 생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 소정 주기 내의 상기 복수의 펄스 중에서 시간적으로 앞서는 펄스를 우선적으로 조정하도록 상기 구동신호 생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정치는 상기 펄스폭 편차가 최소가 되는 값인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동기신호는 수평동기신호 및 수직동기신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 입력된 영상의 동기신호의 주파수를 소정의 비로 체배한 주파수를 가지며, 복수의 펄스 간의 펄스폭 편차가 소정치 이하인 인버터 구동신호를 생성하는 단계와;
    상기 인버터 구동신호에 따라 디스플레이부에 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인버터 구동신호를 생성하는 단계는, 상기 동기신호의 소정 주기 내에 포함된 클럭 수를 상기 동기신호의 주파수 및 상기 인버터 구동신호의 주파수에 대응하는 체배수로 나눈 나머지의 클럭 수에 기초하여 상기 복수의 펄스의 펄스폭을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 펄스폭을 조정하는 단계는, 소정 주기 내의 상기 복수의 펄스 중에서 시간적으로 앞서는 펄스를 우선적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 소정치는 상기 펄스폭 편차가 최소가 되는 값인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 동기신호는 수평동기신호 및 수직동기신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
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