KR20090055873A - Liquid crystal display and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 백라이트 유니트가 지속적으로 발광함으로 인하여 발생하는 눈부심을 방지할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a driving method thereof capable of preventing glare caused by the continuous light emission of the backlight unit of the liquid crystal display device.
일반적으로, 액정표시장치는 액정표시패널에 입력되는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시한다. 특히, 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.In general, a liquid crystal display device displays an image by adjusting light transmittance of liquid crystal cells according to a video signal input to the liquid crystal display panel. In particular, an active matrix type liquid crystal display device in which switching elements are formed in each liquid crystal cell is advantageous in implementing a moving picture because active switching of the switching elements is possible. As the switching element used in the active matrix liquid crystal display device, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is mainly used as shown in FIG. 1.
도 1은 일반적인 액정표시장치에 형성되는 픽셀의 등가 회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram of a pixel formed in a general liquid crystal display device.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 입력 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.Referring to FIG. 1, an active matrix type liquid crystal display converts digital input data into an analog data voltage based on a gamma reference voltage and supplies it to the data line DL and simultaneously supplies scan pulses to the gate line GL. The liquid crystal cell Clc is charged.
TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.The gate electrode of the TFT is connected to the gate line GL, the source electrode is connected to the data line DL, and the drain electrode is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc and one electrode of the storage capacitor Cst. .
액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. The common voltage Vcom is supplied to the common electrode of the liquid crystal cell Clc.
스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다. The storage capacitor Cst charges a data voltage applied from the data line DL when the TFT is turned on, thereby maintaining a constant voltage of the liquid crystal cell Clc.
이와 같은 액정표시장치는 스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT가 턴-온(Turn-on)됨에 따라 소스전극과 드레인전극 사이의 채널이 형성되어 데이터라인(DL) 상에 인가된 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.In the liquid crystal display, when a scan pulse is applied to the gate line GL, a channel between the source electrode and the drain electrode is formed as the TFT is turned on, so that the voltage applied to the data line DL. Is supplied to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. In this case, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell Clc modulate incident light by changing an arrangement by an electric field formed between the pixel electrode and the common electrode.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a conventional liquid crystal display device.
도 2를 참조하면, 종래의 액정표시장치(100)에는, 다수의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 다수의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 서로 교차되며, 각각의 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(110)을 구비된다. 또한 액정표시장치(100)에는, 액정표시패널(110)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 액정표시패널(110)의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유니트(150)가 형성된다. 아울러, 액정표시장치(100)에는, 백라이트 유니트(150)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(160)와, 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(170)와, 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(130)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(180)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(190)가 구비된다. Referring to FIG. 2, in the conventional liquid crystal display device 100, a plurality of data lines DL1 to DLm and a plurality of gate lines GL1 to GLn cross each other, and at each intersection, a liquid crystal cell ( A liquid
통상적으로, 액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정을 주입하여 형성된다. 액정표시패널(110)의 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 서로 직교하도록 형성된다. 그리고, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에는 TFT들이 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상에 인가된 비디오 신호를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 접속되며, 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다. Typically, the liquid
TFT는 게이트라인들(GL1 내지 GLn) 중에서 자신의 게이트단자에 접속된 게이트라인을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. 이와 같이 TFT가 턴-온되면, TFT의 드레인단자에 접속된 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들 상의 비디오 신호가 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다. The TFT is turned on in response to a scan pulse supplied to the gate terminal via the gate line connected to its gate terminal among the gate lines GL1 to GLn. When the TFT is turned on in this way, the video signal on the data lines DL1 to DLm connected to the drain terminal of the TFT is supplied to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 비디오 데이터(RGB)를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 구체적으로, 데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 전압에 해당하는 비디오 신호로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.The
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(130)는 게이트 구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다.The
감마기준전압 발생부(140)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.The gamma
백라이트 유니트(150)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 인버터(160) 로부터 공급되는 교류 전압과 전류에 의해 발광되고, 이와 같이 생성된 광을 액정표시패널(110)의 각 픽셀로 조사한다.The
인버터(160)는 내부에 발생되는 구형파신호를 삼각파신호로 변화시킨 후 삼각파신호와 상기 시스템으로부터 공급되는 직류 전원전압(VCC)을 비교하여 비교결과에 비례하는 버스트디밍(Burst Dimming)신호를 발생한다. 이렇게 내부의 구형파신호에 따라 결정되는 버스트디밍신호가 발생되면, 인버터(160) 내에서 교류 전압과 전류의 발생을 제어하는 구동 IC(미도시)는 버스트디밍신호에 따라 백라이트 유니트(150)에 공급되는 교류 전압과 전류의 발생을 제어한다.The
공통전압 발생부(170)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 액정셀(Clc)들의 공통전극에 공급한다.The
게이트 구동전압 발생부(180)는 고전위 전원전압(VDD)을 인가받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 게이트 구동전압 발생부(180)는 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 TFT의 문턱전압 이상이 되는 게이트 하이전압(VGH) 및 TFT의 문턱전압 미만이 되는 게이트 로우전압(VGL)을 생성한다. 이렇게 생성된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)은 각각 게이트 구동부(130)에 의해 발생되는 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정하는데 이용된다.The gate
타이밍 컨트롤러(190)는 텔레비젼 수상기나 컴퓨터용 모니터 등의 시스템에 구비된 영상처리용 스케일러(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 생성한다. 그리고나서 타이밍 컨트롤러(190)는 데이터 구동 제어신호(DDC)는 데이터 구동부(120)에 공급하고, 게이트 구동 제어신호(GDC)는 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)에는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등이 포함된다. 게이트구동 제어신호(GDC)에는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등이 포함된다.The
이와 같은 액정표시장치(LCD)는 소형, 경량, 저전력 소비 등의 장점을 갖고 있어, 종래 디스플레이 장치로 일반적으로 사용되어 왔던 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체할 디스플레이로 주목받고 있다.Such liquid crystal display (LCD) has the advantages of small size, light weight, low power consumption, etc., attracting attention as a display to replace the CRT (Cathode Ray Tube) that has been commonly used as a conventional display device.
그러나, 액정표시장치(LCD)는 백라이트 유니트는 지속적으로 발광을 통하여 기존의 CRT TV 보다 매우 높은 휘도를 낼 수 있지만, 반면에 이와 같이 높은 휘도로 인하여 시청자로 하여금 눈이 부시게 하는 등의 문제가 있다. 또한 액정표시장치(LCD)의 백라이트 유니트에 구비된 백라이트 램프는 고휘도의 빛을 지속적으로 발광하기 때문에, 이로 인하여 전력소모와 발열이 늘어나고 제품의 수명을 단축시키는 문제가 있다. However, in the LCD, the backlight unit may emit much higher luminance than the conventional CRT TV through continuous light emission. On the other hand, the LCD may be blinded by the viewer due to the high luminance. . In addition, since the backlight lamp provided in the backlight unit of the liquid crystal display (LCD) continuously emits light of high brightness, there is a problem of increasing power consumption and heat generation and shortening the life of the product.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주변 환경과 영상에 따라 백라이트 유니트의 휘도를 조절할 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of driving the same that can adjust the brightness of the backlight unit according to the surrounding environment and the image.
또한 본 발명의 다른 목적은 주변 환경과 영상에 따라 백라이트 유니트의 휘도를 조절함으로써 시청자의 눈부심을 방지하고, 전력량 및 발열량 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공함에 있다. In addition, another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of driving the same, which can prevent glare of the viewer and reduce the amount of power and the amount of heat generated by adjusting the brightness of the backlight unit according to the surrounding environment and the image.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 액정표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유니트와, 상기 액정표시패널의 주변 광량 및 상기 액정표시패널과 시청자 간의 시청거리 중 적어도 하나에 따라 상기 백라이트 유니트에 의해 조사되는 광의 휘도를 변경시키는 백라이트 조절부, 및 상기 백라이트 조절부에 의해 상기 광의 휘도가 변경됨에 따라 상기 액정표시패널에 표시되는 영상의 콘트라스트비(contrast ratio) 및 선명도(sharpness) 중 적어도 하나를 조절하는 영상개선부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to at least one of a backlight unit for irradiating light to a liquid crystal display panel, an amount of ambient light of the liquid crystal display panel, and a viewing distance between the liquid crystal display panel and the viewer, A backlight controller for changing the brightness of light emitted by the backlight unit, and a contrast ratio and sharpness of an image displayed on the liquid crystal display panel as the brightness of the light is changed by the backlight controller. It characterized in that it comprises an image improving unit for adjusting at least one of.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 상기 액정표시패널의 주변 광량을 측정하는 광센서, 및 상기 광센서에 의해 측정된 주변 광량에 대응하는 주변 광량 검출값을 생성하는 주변 광량 검출부를 더 포함할 수 있다.In addition, the liquid crystal display according to the present invention further includes an optical sensor for measuring the amount of ambient light of the liquid crystal display panel, and an ambient light amount detector for generating an ambient light amount detection value corresponding to the amount of ambient light measured by the light sensor. can do.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 상기 액정표시패널과 상기 시청자 간의 시청거리를 측정하는 시청 거리 센서, 및 상기 시청거리 센서에 의해 측정된 시청거리에 대응하는 시청 거리 검출값을 생성하는 시청 거리 검출부를 더 포함할 수 있다. In addition, the liquid crystal display according to the present invention, the viewing distance sensor for measuring the viewing distance between the liquid crystal display panel and the viewer, and the viewing distance for generating a viewing distance detection value corresponding to the viewing distance measured by the viewing distance sensor The apparatus may further include a distance detector.
또한, 상기 백라이트 조절부는, 상기 액정표시패널에 입력되는 한 프레임 동안의 비디오 데이터가 상기 시청자가 상기 주변 광량 및 상기 시청거리 중 적어도 하나에 따라 눈부심을 느끼는 영역에 해당하는 눈부심 계조 영역에 속하는지 여부를 판단하는 눈부심 검출부와, 상기 한 프레임 동안에 입력되는 비디오 데이터 중 상기 눈부심 계조 영역에 속하는 비디오 데이터가 입력되는 횟수를 누적하는 카운트부, 및 상기 카운트부에 의해 누적된 값에 따라 상기 백라이트 유니트에 의해 조사되는 광의 휘도를 조절하는 백라이트 조절값 결정부를 포함할 수 있다.The backlight controller may further include whether the video data for one frame input to the liquid crystal display panel belongs to a glare gray area corresponding to a region where the viewer feels glare according to at least one of the ambient light amount and the viewing distance. A glare detection unit for determining a?, A count unit for accumulating the number of times of video data belonging to the glare gradation region among the video data input during the one frame, and a value accumulated by the count unit by the backlight unit; It may include a backlight adjustment value determiner for adjusting the brightness of the irradiated light.
또한, 상기 눈부심 계조 영역의 최소값은 상기 액정표시패널의 주변광량이 클수록 크며, 아울러 상기 액정표시패널과 상기 시청자 간의 시청거리가 클수록 크도록 설정되는 것이 바람직하다.In addition, the minimum value of the glare gray area may be set so that the larger the amount of ambient light of the liquid crystal display panel, the larger the viewing distance between the liquid crystal display panel and the viewer.
나아가, 상기 백라이트 조절부는 상기 액정표시패널에 입력되는 비디오 데이터에 동기되어 상기 백라이트 유니트에 의해 조사되는 광의 휘도를 변경시키는 것이 바람직하다.In addition, the backlight controller may change the brightness of light irradiated by the backlight unit in synchronization with video data input to the liquid crystal display panel.
또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은, 액정표시패널의 주변 광량 및 상기 액정표시패널과 시청자 간의 시청거리 중 적어도 하나에 따라 백라이트 유니트에 의해 조사되는 광의 휘도를 변경시키는 휘 도 변경 단계, 및 상기 백라이트 유니트에 의해 조사되는 광의 휘도가 변경됨에 따라 상기 액정표시패널에 표시되는 영상의 콘트라스트비(contrast ratio) 및 선명도(sharpness) 중 적어도 하나를 조절하는 영상 개선 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the driving method of the liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object, the luminance of the light irradiated by the backlight unit according to at least one of the ambient light amount of the liquid crystal display panel and the viewing distance between the liquid crystal display panel and the viewer. A brightness change step of changing a brightness level, and an image improvement of adjusting at least one of contrast ratio and sharpness of an image displayed on the liquid crystal display panel as the brightness of light emitted by the backlight unit is changed. Characterized in that it comprises a step.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주변 환경과 영상에 따라 백라이트 유니트의 휘도를 적응적으로 조절함으로서 눈부심 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다. As described above, according to the present invention, there is an advantage that the glare phenomenon can be prevented by adaptively adjusting the brightness of the backlight unit according to the surrounding environment and the image.
또한, 본 발명에 따르면, 눈부심을 방지하기 위하여 백라이트 유니트에 의해 조사되는 광의 휘도를 조절함과 함께, 액정표시패널에 표시되는 영상의 콘트라스트(contrast) 및 선명도(sharpness)를 향상시킴으로써 화질의 저하 없이도 편안한 영상을 제공함으로서 시청환경을 개선하는 이점이 있다. Further, according to the present invention, the brightness of the light irradiated by the backlight unit is adjusted to prevent glare, and the contrast and sharpness of the image displayed on the liquid crystal display panel are improved without deterioration of image quality. Providing a comfortable image has the advantage of improving the viewing environment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다. 3 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
단, 본 발명의 액정표시장치(200)에도, 도 2에 도시된 종래의 액정표시장치(100)와 동일하게, 감마기준전압 발생부(140), 공통전압 발생부(170) 및 게이트 구동전압 발생부(180)를 구비하지만, 이 구성요소들(140, 170, 180)은 설명의 편의를 위해 도 3에서의 도시를 생략한다. 또한, 도 3에 도시된 액정표시패널(110)은 도 2에 도시된 종래의 액정표시장치(100)에 구비된 액정표시패널과 동일한 구조로 형성된다.However, in the liquid
도 3을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 액정표시패널(110)의 주변 광량을 측정하기 위한 광량 측정부(210)와, 액정표시패널(110)과 시청자간의 거리를 측정하기 위한 시청 거리 측정부(220)와, 액정표시패널(110)의 주변 광량 및 액정표시패널(110)과 시청자 간의 시청 거리 중 적어도 하나에 따라 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 변화시키는 백라이트 조절부(230)와, 백라이트 유니트(250)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(240)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유니트(250), 및 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도에 따라 액정표시패널(110)에 표시되는 영상의 콘트라스트비(contrast ratio) 및 선명도(sharpness) 중 적어도 하나를 조절하는 영상개선부(260)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the liquid
광량 측정부(210)는 액정표시패널(110)이 설치된 장소 주변의 광량을 측정하기 위한 것으로서, 광센서(211) 및 주변 광량 검출부(212)를 포함한다. 광센서(211)는 액정표시패널(110)이 설치된 장소 주변의 자연광 및 조명에 따른 광량을 측정하는 센서로서 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 포토 IC, 또는 CCD 이미지 센서 등으로 형성될 수 있다. 주변 광량 검출부(212)는 광센서(211)에 의해 측정된 주변 광량에 대응하는 주변 광량 검출값을 생성하여 백라이트 조절부(230)로 제공 한다. The
시청 거리 측정부(220)는 액정표시패널(110)과 시청자 사이의 거리를 측정하기 위한 것으로서, 시청 거리 센서(221) 및 시청 거리 검출부(222)를 포함한다. 시청 거리 센서(221)는 액정표시패널(110)과 시청자 간의 사이의 거리, 즉 '시청거리'를 측정하는 센서로서, 적외선 센서, 레이저 센서, 초음파 센서 등으로 형성될 수 있다. 시청 거리 검출부(222)는 시청 거리 센서(221)에 의해 측정된 시청거리에 대응하는 시청 거리 검출값을 생성하여 백라이트 조절부(230)로 제공한다. 또한, 액정표시장치(200)가 특정 장소에 고정되어 설치될 경우에는, 액정표시장치(200)와 시청자 간의 시청 거리는 일정한 값으로 미리 정해질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 시청 거리를 미리 정해진 초기값으로 설정하고, 이를 시청 거리 검출부(222) 내에 미리 저장한 후, 백라이트 조절부(230)로 제공할 수 있다. 이와 같이 상기 시청 거리를 미리 정해진 초기값으로 설정할 경우, 시청 거리를 측정하기 위한 시청 거리 센서(221)를 제거할 수 있기 때문에 액정표시장치(220)의 제조 비용을 절감할 수 있다. The viewing
백라이트 조절부(230)는 액정표시패널(110)의 주변 광량 및 액정표시패널(110)과 시청자 간의 시청거리 중 적어도 하나에 따라 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 제어한다. 구체적으로, 백라이트 조절부(230)는 광량 측정부(210)로부터 공급되는 주변 광량 검출값과 시청 거리 측정부(220)로부터 공급되는 시청 거리 검출값을 이용하여 시청자가 눈부심을 느끼게 되는 영역을 결정한 후, 입력되는 비디오 데이터(RGB) 중 시청자로 하여금 눈부심을 느끼게 하는 계 조를 갖는 개수에 따라 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 조절한다.The
또한 백라이트 조절부(230)는 타이밍 컨트롤러(203)에 의해 제어될 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 한 프레임 동안의 비디오 데이터가 액정표시패널(110)에 입력되는 동안에 상기 한 프레임 동안의 비디오 데이터에 동기되어 백라이트 유니트(250)의 휘도를 조절할 수 있도록 게이트라인의 스캔 시작점을 나타내는 게이트 스타트펄스(GSP)가 타이밍 컨트롤러(203)로부터 백라이트 조절부(230)로 공급된다. In addition, the
인버터(240)는 내부에 발생되는 구형파신호를 삼각파신호로 변화시킨 후 삼각파신호와 외부 시스템으로부터 공급되는 직류 전원전압(VCC)을 비교하여 비교결과에 비례하는 버스트디밍(Burst Dimming)신호를 발생한다. 이렇게 내부의 구형파신호를 이용하여 버스트디밍신호가 발생되면, 인버터(240)는 버스트디밍신호에 따라 구동 전류와 전압의 크기를 조절하는 펄스폭변조신호를 발생한다. 그리고, 인버터(240)는 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되어 커지거나 작아지는 구동 전압과 전류를 발생하여 백라이트 유니트(250)로 공급한다. The
상기 펄스폭변조신호는 도 4에 도시된 바와 같이 일정 주기(T)를 갖고 기준 전압값(Vref)보다 큰 전압이 유지되는 온 시간(Ton) 및 기준 전압값(Vref)이 유지되는 오프 시간(Toff)이 주기적으로 반복되는 것으로서, 백라이트 유니트(210)에 공급되는 백라이트 구동신호를 제어한다. 여기서 펄스폭변조신호의 온 시간(Ton)은 미리 설정된 백라이트의 휘도 조절 범위에 따라서 일정 주기(T) 내에서 변동될 수 있다. 만약 펄스폭변조신호의 온 시간(Ton)이 일정 주기(T)의 100% 범위로 설정되 는 경우, 즉 펄스폭변조신호의 듀티비가 100%인 경우에는 백라이트의 휘도가 최대가 된다. 만약 펄스폭변조신호의 온 시간(Ton)이 일정 주기(T)의 50% 범위로 설정되는 경우, 즉 펄스폭변조신호의 듀티비가 50%로 감소되는 경우에는 백라이트의 휘도는 일정한 비율에 따라 감소된다. 이와 같이 인버터(240)가 펄스폭변조신호의 듀티비를 가변시킴으로써, 가변된 듀티비에 비례되어 백라이트 구동신호, 즉 백라이트를 구동하기 위한 구동 전압과 전류도 증감된다. 이렇게 구동 전류와 전압이 증감되면, 백라이트 유니트(250)의 휘도도 구동 전압과 전류에 비례되어 증감된다. As shown in FIG. 4, the pulse width modulated signal has an interval T and an on time Ton at which a voltage greater than the reference voltage value Vref is maintained and an off time at which the reference voltage value Vref is maintained. Toff) is periodically repeated to control the backlight driving signal supplied to the
백라이트 유니트(250)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되어 화면의 휘도 조절에 이용되는 다수의 램프들(미도시)로 구성되며, 이러한 램프들은 인버터(240)로부터 공급되는 구동전류에 의해 발광된다. 여기서, 램프들의 휘도는 인버터(240)로부터의 구동 전압 및 전류 크기에 비례하여 증감된다. 한편, 백라이트 유니트(250)는 다수의 발광다이오드들(미도시)로 구현되거나, 다수의 램프들과 다수의 발광다이오드들을 모두 구비한 하이브리드(hybrid) 형태로 구현될 수도 있다.The
영상개선부(260)는 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도가 변경됨에 따라 액정표시패널(110)에 표시되는 영상의 콘트라스트비(contrast ratio) 및 선명도(sharpness) 중 적어도 하나를 조절한다. 구체적으로, 영상개선부(260)는 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도가 낮아질 경우, 영상의 콘트라스트비 및 선명도에 대한 이득(Gain)이 높아지도록 타이밍 컨트롤러(203)으로부터 제공되는 비디오 데이터(RGB)의 값을 수정한 후, 수정된 비디오 데이터(R'G'B')를 조절된 데이터 구동부(201)를 통하여 액정표시패널(110)에 제공함으로써 화질이 저하되 는 것을 방지할 수 있다. 또한 영상개선부(260)는 백라이트 조절부(230)와 함께 타이밍 컨트롤러(203)에 의해 제어됨으로써, 본 발명에 따라 한 프레임 동안의 비디오 데이터가 액정표시패널(110)에 입력되는 동안에 상기 한 프레임 동안의 비디오 데이터에 동기되어 백라이트 유니트(250)의 휘도를 조절될 수 있다.The
데이터 구동부(201)는 타이밍 컨트롤러(203)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 비디오 데이터(RGB)를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 구체적으로, 데이터 구동부(201)는 타이밍 컨트롤러(203)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 전압에 해당하는 비디오 신호로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다. 특히, 데이터 구동부(201)는 본 발명에 따라 백라이트 유니트(250)에 의해서 조사되는 광의 휘도가 변경될 경우, 화질 개선을 위하여 영상개선부(260)에 의하여 수정된 비디오 데이터(R'G'B')를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 비디오 신호로 변환한 후 액정표시패널(110)에 공급함으로써, 액정표시패널(110)에 표시되는 영상의 콘트라스트 및 선명도를 향상시킬 수 있다.The
게이트 구동부(202)는 타이밍 컨트롤러(203)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(203)는 게이트 구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결 정한다.The
타이밍 컨트롤러(203)는 텔레비젼 수상기나 컴퓨터용 모니터 등의 시스템에 구비된 영상처리용 스케일러(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(201)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 생성한다. 그리고나서 타이밍 컨트롤러(203)는 데이터 구동 제어신호(DDC)는 데이터 구동부(201)에 공급하고, 게이트 구동 제어신호(GDC)는 게이트 구동부(203)에 공급한다. 특히, 타이밍 컨트롤러(203)는 본 발명에 따라 액정표시패널(110)에 입력되는 한 프레임 동안의 비디오 데이터에 동기되어 백라이트 유니트(250)의 휘도가 조절할 수 있도록 게이트라인의 스캔 시작점을 나타내는 게이트 스타트펄스(GSP)를 백라이트 조절부(230)로 공급한다. The
도 5는 도 3에 도시된 백라이트 조절부에 대한 세부 구성도이다.FIG. 5 is a detailed configuration diagram illustrating the backlight controller shown in FIG. 3.
본 발명에 따른 백라이트 조절부(230)는 눈부심 영역 결정부(231), 눈부심 검출부(232), 카운트부(233), 및 백라이트 조절값 결정부(234)를 포함한다. The
눈부심 영역 결정부(231)는 시청자가 주변 환경에 따라서 눈부심을 느끼는 계조 영역, 즉 '눈부심 계조 영역'을 결정한다. 상기 눈부심 계조 영역은 주변환경에 따라 시청자가 얼마 이상의 계조에 대응하는 휘도에서 눈부심을 느끼는지 실험을 통해서 결정할 수 있다. 예를 들어, 액정표시패널(110)이 설치된 장소의 주변 환경이 밝을수록 시청자는 눈부심을 적게 느끼게 되므로, 주변 환경이 밝을수록 상 기 눈부심 계조 영역을 작게 설정한다. 반면에, 시청자의 시청거리가 멀수록 시청자는 눈부심을 적게 느끼게 되므로, 시청거리가 멀수록 상기 눈부심 계조 영역을 작게 설정한다. The
구체적으로, 눈부심 영역 결정부(231)는 광량측정부(210)로부터 입력되는 주변 광량 검출값 및 시청 거리 측정부(220)로부터 입력되는 시청 거리 측정값을 이용하여 눈부심 계조 영역을 결정할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 입력되는 비디오 데이터의 계조 레벨(INPUT LEVEL)이 0~255까지 있다고 가정할 경우, 본 발명에서는 시청자가 주변 환경 및 시청거리에 따라 눈부심을 느끼게 되는 임계 계조 레벨(TH)을 결정한다. 그리고, 이와 같이 결정된 임계 계조 레벨(TH)보다 같거나 높은 계조 레벨을 갖는 비디오 데이터는 본 발명에 따른 눈부심 계조 영역에 해당하는 것으로 판단한다. In detail, the
앞서 설명한 바와 같이, 상기 눈부심 계조 영역은 주변환경에 따라 시청자가 얼마 이상의 계조에 대응하는 휘도에서 눈부심을 느끼는지 실험을 통해서 최적의 영역을 결정할 수 있다. 구체적으로는, 액정표시패널(110)이 설치된 장소의 주변 환경이 밝을수록 시청자는 눈부심을 적게 느끼게 되므로, 주변 환경이 밝을수록 상기 눈부심 계조 영역을 작게 설정한다. 이와 반대로, 액정표시패널(110)이 설치된 장소의 주변 환경이 어두울수록 시청자는 눈부심을 크게 느끼게 되므로, 주변 환경이 어두울수록 상기 눈부심 계조 영역을 크게 설정한다. 또한, 시청자의 시청거리가 멀수록 시청자는 눈부심을 적게 느끼게 되므로, 시청거리가 멀수록 상기 눈부심 계조 영역을 작게 설정한다. 이와 반대로, 시청자의 시청거리가 가까울수록 시청자 는 눈부심을 크게 느끼게 되므로, 시청거리가 가까울수록 상기 눈부심 계조 영역을 크게 설정한다.As described above, the glare gradation region may determine an optimal region through experiments in which the viewer feels glare at the luminance corresponding to the gradation according to the surrounding environment. Specifically, since the brighter the surrounding environment of the place where the liquid
눈부심 검출부(232)는 한 프레임 동안에 액정표시패널(110)에 입력되는 각 비디오 데이터(RGB)의 계조 레벨을 분석하여 상기 눈부심 계조 영역에 속하는지 여부를 판단한다. 여기서 한 프레임이란 액정표시장치(200)에 하나의 정지 영상이 입력되는 단위를 말한다. 예를 들어, NTSC(Nation Television Systems Committee)방식의 경우 1초에 30프레임의 정지 영상이 입력되어 동영상이 구현된다. 반면에, PAL(Phase Alteenate Line)방식의 경우 1초에 25프레임의 정지 영상이 입력되어 동영상이 구현된다. The
눈부심 검출부(232)는 이와 같이 한 프레임 동안에 입력되는 비디오 데이터, 즉 액정표시패널(110)상의 유효 표시 영역 내에 하나의 정지 영상을 표시하기 위하여 한 프레임 동안 상기 유효 표시 영역 내에 형성된 각 화소에 공급되는 비디오 데이터의 계조 레벨을 검사하고, 특정 화소에 공급되는 비디오 데이터의 계조 레벨이 상기 눈부심 계조 영역에 속하는지 여부를 판단한다. 눈부심 검출부(232)는 액정표시패널(110) 상의 1개 화소에 공급되는 하나의 비디오 데이터가 상기 눈부심 계조 영역에 속할 경우에는, 이를 카운트부(233)에 통보한다. 그리고 눈부심 검출부(232)는 한 프레임 동안 순차적으로 입력되는 모든 비디오 데이터에 대하여 눈부심 계조 영역에 속하는지 여부를 수행한다.The
카운트부(233)는 눈부심 검출부(232)로부터 제공되는 정보를 이용하여, 한 프레임 동안에 입력되는 비디오 데이터 중 상기 눈부심 계조 영역에 속하는 비디오 데이터가 입력되는 횟수를 카운트(count)하고 그 횟수를 누적한 후, 그 누적된 값을 백라이트 조절값 결정부(234)에 제공한다. The
백라이트 조절값 결정부(234)는 카운트부(233)에 의해 누적된 값에 따라 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 조절하기 위한 백라이트 휘도 조절값을 생성하여 인버터(240)에 제공한다. 이에 따라, 백라이트 조절값 결정부(234)는 한 프레임 동안에 눈부심 계조 영역에 속하는 비디오 데이터의 양에 따라서 그 양이 증감하는 백라이트 휘도 조절값을 생성하여 인버터(240)에 제공하고, 인버터(240)는 상기 백라이트 휘도 조절값에 따라서 백라이트 유니트(250)로부터 조사되는 광의 휘도를 조절할 수 있다. The backlight
여기서, 백라이트 휘도 조절값은 그 값이 클수록 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도가 크고, 그 값이 작을수록 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도가 작도록 설정된다. 예를 들어, 도 7에서 x-축은 카운트부(253)에 의해 누적된 회수(COUNT)를 나타내며, y-축은 백라이트 휘도 조절값의 크기를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 카운트부(253)에 의해 누적된 값이 클수록 상기 백라이트 휘도 조절값은 작게 하여 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 낮춤으로써 눈부심을 억제할 수 있다. 카운트부(253)에 의해 누적될 수 있는 최대값(COUNTMAX)은 한 프레임 동안에 입력되는 비디오 데이터의 개수와 일치하도록 설정할 수 있다. 반면에, 카운트부(253)에 의해 누적된 값이 작을수록 상기 백라이트 휘도 조절값은 크게 하여 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘 도를 향상시킨다. 그러나, 카운트부(253)에 의해 누적되는 값이 일정한 최소값(COUNTMIN) 이하가 될 경우에는 백라이트 휘도 조절값도 일정한 값을 유지시킴으로써, 백라이트 휘도 조절값이 매우 작은 경우라도 백라이트 유니트(250)가 일정한 휘도의 광을 조사하도록 설정하는 것이 바람직하다. Here, the backlight brightness control value is set such that the greater the value, the greater the brightness of the light irradiated by the
도 8은 도 3에서의 인버터의 구성도이다.8 is a configuration diagram of the inverter in FIG. 3.
도 8을 참조하면, 인버터(240)는, 버스트디밍신호에 따라 백라이트 유니트(250)의 구동을 제어하기 위한 구동 조절부(241)와, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호에 따라 시스템의 전압원으로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)을 스위칭시켜 교류전압(AC) 400Vrms를 출력하는 제 1 및 제 2 직류/교류 스위칭부(242, 243)와, 제 1 직류/교류 스위칭부(242)로부터 출력되는 AC 400Vrms를 승압시켜 AC 750Vrms를 백라이트 유니트(250)의 일측단으로 공급하기 위한 제 1 변압기(244)와, 제 2 직류/교류 스위칭부(243)로부터 출력되는 AC 400Vrms를 승압시켜 AC 750Vrms를 백라이트 유니트(250)의 타측단으로 공급하며, 제 1 변압기(244)로부터 출력되는 AC 750Vrms와 반대 위상을 갖는 AC 750Vrms를 공급하는 제 2 변압기(245)를 구비한다.Referring to FIG. 8, the
구동 조절부(241)는 버스트디밍신호에 따라 제 1 및 제 2 직류/교류 스위칭부(242, 243)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 펄스폭변조신호를 발생하여 제 1 및 제 2 직류/교류 스위칭부(242, 243)에 공급한다. 여기서, 구동 조절부(241)는 백라 이트 조절부(230)로부터 백라이트 휘도 조절값이 입력되면 상기 백라이트 휘도 조절값에 응답하여 펄스폭변조신호의 듀티비를 가변시킨다.The driving
제 1 직류/교류 스위칭부(242)는 구동 조절부(241)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 따라 시스템의 전압원으로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)을 스위칭시켜 교류전압(AC) 400Vrms를 제 1 변압기(244)로 출력하며, 양극(+)의 AC 400Vrms와 음극(-)의 AC 400Vrms를 각각 두 개의 신호경로를 통해 제 1 변압기(244)에 공급한다. 이러한 제 1 직류/교류 스위칭부(242)는 구동 조절부(241)로부터 공급된 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되어 스위칭 주기가 증감되는데, 펄스폭변조신호의 듀티비가 증가되면 스위칭 주기도 증가되고, 반대로 펄스폭변조신호의 듀티비가 감소되면 스위칭 주기도 감소된다. 즉, 제 1 직류/교류 스위칭부(242)의 스위칭 주기가 증가되면 이에 비례하여 구동 전류 및 전압의 크기도 증가되므로 백라이트 유니트(250)의 휘도가 증가되고, 반대로 제 1 직류/교류 스위칭부(242)의 스위칭 주기가 감소되면 이에 비례하여 구동 전류 및 전압의 크기도 감소되므로 백라이트 유니트(250)의 휘도가 감소된다.The first DC /
제 2 직류/교류 스위칭부(243)는 구동 조절부(241)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 따라 시스템의 전압원으로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)을 스위칭시켜 교류전압(AC) 400Vrms를 제 2 변압기(244)로 출력하며, 양극(+)의 AC 400Vrms와 음극(-)의 AC 400Vrms를 각각 두 개의 신호경로를 통해 제 2 변압기(245)에 공급한다. 이러한 제 2 직류/교류 스위칭부(243)는 구동 조절부(241)로부터 공급된 펄스폭변조신호의 듀티비에 비례되어 스위칭 주기가 증감되는데, 펄스폭변조신호의 듀티비가 증가되면 스위칭 주기도 증가되고, 반대로 펄스폭변조신호의 듀티비가 감소되면 스위칭 주기도 감소된다. 즉, 제 2 직류/교류 스위칭부(243)의 스위칭 주기가 증가되면 이에 비례하여 구동 전류 및 전압의 크기도 증가되므로 백라이트 유니트(250)의 휘도가 증가되고, 반대로 제 2 직류/교류 스위칭부(243)의 스위칭 주기가 감소되면 이에 비례하여 구동 전류 및 전압의 크기도 감소되므로 백라이트 유니트(250)의 휘도가 감소된다.The second DC /
한편, 제 1 및 제 2 직류/교류 스위칭부(242, 243)는 동일한 위상을 갖는 AC 400Vrms를 출력한다. Meanwhile, the first and second DC /
제 1 변압기(244)는 제 1 직류/교류 스위칭부(242)로부터 두개의 신호경로를 통해 입력되는 AC 400Vrms를 승압시켜 AC 750Vrms를 백라이트 유니트(250)의 일측단으로 공급한다.The
제 2 변압기(245)는 제 2 직류/교류 스위칭부(243)로부터 두개의 신호경로를 통해 입력되는 AC 400Vrms를 승압시켜 AC 750Vrms를 백라이트 유니트(250)의 타측단으로 공급하며, 제 1 변압기(244)로부터 출력되는 AC 750Vrms와 반대 위상을 갖는 AC 750Vrms를 공급한다.The
이렇게 백라이트 유니트(250)의 양단에 각각 AC 750Vrms가 공급됨으로 실질적으로 백라이트 유니트(250)에는 실질적으로 1500Vrms가 공급되는 것이다.As such, since AC 750 Vrms is supplied to both ends of the
한편, 본 발명에서는 제 1 및 제 2 변압기(244, 245)가 AC 750Vrms를 백라이트 유니트(250)의 양단에 공급하도록 구현하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 램프의 종류나 갯수에 따라 램프에 공급되는 전압의 크기는 변화된다.Meanwhile, in the present invention, the first and
도 9는 도 3에서의 인버터의 회로의 일부를 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a part of a circuit of the inverter in FIG. 3.
도 9를 참조하면, 제 1 직류/교류 스위칭부(242)는, 전압원의 출력단과 접지 사이에 직렬 접속된 제 1 및 제 2 N모스 펫트(FET : Field Effect Transistor)(FT1, FT2)와, 전압원의 출력단과 접지 사이에 직렬 접속되되, 제 1 및 제 2 N모스 펫트(FT1, FT2)와 대칭되게 병렬 접속된 제 3 및 제 4 N모스 펫트(FT3, FT4)를 구비한다.Referring to FIG. 9, the first DC /
제 1 N모스 펫트(FT1)는, 전압원으로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)이 인가되는 드레인, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 제 1 출력노드(N1)와 접속된 소스로 이루어진다.The first NMOS pet FT1 may include a drain to which a DC
제 2 N모스 펫트(FT2)는, 제 1 N모스 펫트(FT1)의 소스와 제 1 출력노드(N1)에 공통접속된 드레인, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 접지에 접속된 소스로 이루어진다.The second N-MOS pet FT2 is a drain connected in common to the source of the first N-MOS pet FT1 and the first output node N1, and a gate to which a pulse width modulation signal from the driving
제 3 N모스 펫트(FT3)는, 전압원으로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)이 인가되는 드레인, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 제 2 출력노드(N2)와 접속된 소스로 이루어진다.The third NMOS pet FT3 includes a drain to which the DC
제 4 N모스 펫트(FT4)는, 제 3 N모스 펫트(FT3)의 소스와 제 2 출력노드(N2)에 공통접속된 드레인, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 접지에 접속된 소스로 이루어진다.The fourth N-MOS pet FT4 is a drain commonly connected to the source of the third N-MOS pet FT3 and the second output node N2, and a gate to which a pulse width modulation signal from the driving
여기서, 제 1 및 제 2 출력노드(N1, N2)는 각각 제 1 변압기(244)의 입력측 에 접속된다.Here, the first and second output nodes N1 and N2 are respectively connected to the input side of the
제 2 직류/교류 스위칭부(243)는, 전압원의 출력단과 접지 사이에 직렬 접속된 제 5 및 제 6 N모스 펫트(FT5, FT6)와, 전압원의 출력단과 접지 사이에 직렬 접속되되, 제 5 및 제 6 N모스 펫트(FT5, FT6)와 대칭되게 병렬 접속된 제 7 및 제 8 N모스 펫트(FT7, FT8)를 구비한다.The second DC /
제 5 N모스 펫트(FT5)는, 전압원으로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)이 인가되는 드레인, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 제 3 출력노드(N3)와 접속된 소스로 이루어진다.The fifth NMOS pet FT5 includes a drain to which a direct current high voltage (400 V) supplied from a voltage source is applied, a gate to which a pulse width modulation signal from the driving
제 6 N모스 펫트(FT6)는, 제 5 N모스 펫트(FT5)의 소스와 제 3 출력노드(N3)에 공통접속된 드레인, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 접지에 접속된 소스로 이루어진다.The sixth N-MOS pet FT6 is a drain connected in common to the source of the fifth N-MOS pet FT5 and the third output node N3, and a gate to which a pulse width modulation signal from the driving
제 7 N모스 펫트(FT7)는, 전압원으로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)이 인가되는 드레인, 구동 조절부(241)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 제 4 출력노드(N4)와 접속된 소스로 이루어진다.The seventh NMOS pet FT7 includes a drain to which the DC
제 8 N모스 펫트(FT8)는, 제 7 N모스 펫트(FT7)의 소스와 제 4 출력노드(N4)에 공통접속된 드레인, 구동 조절부(231)로부터의 펄스폭변조신호가 인가되는 게이트, 그리고 접지에 접속된 소스로 이루어진다.The eighth N-MOS pet FT8 is a drain connected in common to the source of the seventh N-MOS pet FT7 and the fourth output node N4, and a gate to which a pulse width modulation signal from the driving
여기서, 제 3 및 제 4 출력노드(N3, N4)는 각각 제 2 변압기(245)의 입력측에 접속된다.Here, the third and fourth output nodes N3 and N4 are connected to the input side of the
제 1 변압기(244)는, 양측단이 제 1 직류/교류 스위칭부(242)의 제 1 및 제 2 출력노드(N1, N2)에 접속된 일차측 코일(L1)과, 일측단이 백라이트 유니트(250)의 일측단에 접속되고 타측단이 접지에 접속된 이차측 코일(L2)을 구비한다.The
제 2 변압기(245)는, 양측단이 제 2 직류/교류 스위칭부(243)의 제 3 및 제 4 출력노드(N3, N4)에 접속된 일차측 코일(L3)과, 일측단이 백라이트 유니트(250)의 일측단에 접속되고 타측단이 접지에 접속된 이차측 코일(L4)을 구비한다.The
특히, 제 1 변압기(244)의 코일들(L1, L2)과 제 2 변압기(245)의 코일들(L3, L4)은 반대방향으로 권선되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 제 1 변압기(244)로부터 출력되는 AC 750Vrms와 제 2 변압기(245)로부터 출력되는 AC 750Vrms는 반대 위상을 갖는다.In particular, the coils L1 and L2 of the
이와 같은 회로 구성을 갖는 인버터(240)의 동작 과정을 다음에 첨부된 도 9 내지 도 12를 참조하여 상세하게 설명한다.An operation process of the
도 9에 도시된 바와 같이, 구동 조절부(241)가 하이레벨의 펄스폭변조신호를 제 1 직류/교류 스위칭부(242)의 제 1 및 제 4 N모스 펫트(FT1, FT4)의 게이트에 공급함과 동시에 제 2 직류/교류 스위칭부(243)의 제 5 및 제 8 N모스 펫트(FT5, FT8)의 게이트에 공급하면, 제 1 및 제 4 N모스 펫트(FT1, FT4)와 제 5 및 제 8 N모스 펫트(FT5, FT8)가 동시에 턴온된다.As shown in FIG. 9, the driving
이에 따라, 제 1 직류/교류 스위칭부(242)에서는, 직류 고전압(DC 400V)이 제 1 N모스 펫트(FT1)에 의해 스위칭되어 제 1 출력노드(N1)를 통해 제 1 변압기(244)로 출력되는데, 이때 제 1 N모스 펫트(FT1), 제 1 출력노드(N1), 제 1 트 랜(244)의 일차측 코일(L1), 제 2 출력노드(N2) 및 제 4 N모스 펫트(FT4)를 순차적으로 통과하여 접지로 인가되는 신호의 경로가 형성된다.Accordingly, in the first DC /
그리고, 제 2 직류/교류 스위칭부(243)에서는, 직류 고전압(DC 400V)이 제 5 N모스 펫트(FT5)에 의해 스위칭되어 제 3 출력노드(N3)를 통해 제 2 변압기(245)로 출력되는데, 이때 제 5 N모스 펫트(FT5), 제 3 출력노드(N3), 제 2 변압기(245)의 일차측 코일(L3), 제 4 출력노드(N4) 및 제 8 N모스 펫트(FT8)를 순차적으로 통과하여 접지로 인가되는 신호의 경로가 형성된다.In the second DC /
도 10에 도시된 바와 같이, 구동 조절부(241)가 하이레벨의 펄스폭변조신호를 제 1 직류/교류 스위칭부(242)의 제 2 및 제 3 N모스 펫트(FT2, FT3)의 게이트에 공급함과 동시에 제 2 직류/교류 스위칭부(243)의 제 6 및 제 7 N모스 펫트(FT6, FT7)의 게이트에 공급하면, 제 2 및 제 3 N모스 펫트(FT2, FT3)와 제 6 및 제 7 N모스 펫트(FT6, FT7)가 동시에 턴온된다.As shown in FIG. 10, the driving
이에 따라, 제 1 직류/교류 스위칭부(242)에서는, 직류 고전압(DC 400V)이 제 3 N모스 펫트(FT3)에 의해 스위칭되어 제 2 출력노드(N2)를 통해 제 1 변압기(244)로 출력되는데, 이때 제 3 N모스 펫트(FT3), 제 2 출력노드(N2), 제 1 변압기(244)의 일차측 코일(L1), 제 1 출력노드(N1) 및 제 2 N모스 펫트(FT2)를 순차적으로 통과하여 접지로 인가되는 신호의 경로가 형성된다.Accordingly, in the first DC /
그리고, 제 2 직류/교류 스위칭부(243)에서는, 직류 고전압(DC 400V)이 제 7 N모스 펫트(FT7)에 의해 스위칭되어 제 4 출력노드(N4)를 통해 제 2 변압기(245)로 출력되는데, 이때 제 7 N모스 펫트(FT7), 제 4 출력노드(N4), 제 2 변압기(245)의 일차측 코일(L3), 제 3 출력노드(N3) 및 제 6 N모스 펫트(FT6)를 순차적으로 통과하여 접지로 인가되는 신호의 경로가 형성된다.In the second DC /
이와 같이, 펄스폭변조신호에 따라 제 1 및 제 4 N모스 펫트(FT1, FT4)를 통해 형성되는 신호경로와 제 2 및 제 3 N모스 펫트(FT2, FT3)를 통해 형성되는 신호경로가 반대 방향으로 이루어지기 때문에, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1 직류/교류 스위칭부(242)는 펄스폭변조신호에 따라 직류 고전압(DC 400V)를 양방향으로 스위칭시켜 양극(+)과 음극(-)의 AC 400Vrms를 제 1 변압기(244)의 일차측 코일(L1)의 양측단에 공급하는 것이다.As such, the signal paths formed through the first and fourth N-MOS pets FT1 and FT4 and the signal paths formed through the second and third N-MOS pets FT2 and FT3 are reversed according to the pulse width modulation signal. As shown in FIG. 12A, the first DC /
그리고, 펄스폭변조신호에 따라 제 5 및 제 8 N모스 펫트(FT5, FT8)를 통해 형성되는 신호경로와 제 6 및 제 7 N모스 펫트(FT6, FT7)를 통해 형성되는 신호경로가 반대 방향으로 이루어지기 때문에, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 제 2 직류/교류 스위칭부(243)는 펄스폭변조신호에 따라 직류 고전압(DC 400V)를 양방향으로 스위칭시켜 양극(+)과 음극(-)의 AC 400Vrms를 제 2 변압기(245)의 일차측 코일(L3)의 양측단에 공급하는 것이다.The signal paths formed through the fifth and eighth N-MOS pets FT5 and FT8 and the signal paths formed through the sixth and seventh N-MOS pets FT6 and FT7 according to the pulse width modulation signal are in opposite directions. As shown in FIG. 12B, the second DC /
또한, 제 1 변압기(244)의 코일들(L1, L2)과 제 2 변압기(245)의 코일들(L3, L4)은 반대방향으로 권선되기 때문에, 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 변압기(244)로부터 출력되는 AC 750Vrms(도 12의 (a))와 제 2 변압기(235)로부터 출력되는 AC 750Vrms(도 12의 (b))는 반대 위상을 갖는다.In addition, since the coils L1 and L2 of the
상기한 바와 같은 구성 및 기능을 갖는 본 발명의 액정표시장치의 구동 방법을 흐름도를 참조하여 설명한다.The driving method of the liquid crystal display device of the present invention having the configuration and function as described above will be described with reference to a flowchart.
도 13 및 도 14는 도 3에 도시된 영상개선부의 구동 원리 및 동작을 설명하는 도면이다. 13 and 14 illustrate driving principles and operations of the image improvement unit illustrated in FIG. 3.
앞에서 설명한 바와 같이, 백라이트 조절부(230)는 눈부심 현상을 방지할 수 있도록 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 조절한다. 그러나, 눈부심을 제거하기 위하여 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 낮추게 되면 액정표시장치(110)에 표시되는 영상의 콘트라스트(contrast), 선명도(sharpness), 및 컬러(color) 등에 영향을 미치게 되어 화질이 저하되는 문제가 있다. As described above, the
도 13은 본 발명의 영상개선부에 따른 영상의 컨트라스트(contrast) 조절 동작을 설명하는 도면이다.FIG. 13 is a view illustrating a contrast adjustment operation of an image according to an image improvement unit of the present invention.
예를 들어, 한 프레임의 영상에 대한 휘도 차이가 도 13 (a)의 실선(130)과 같이 나타난다고 가정한다. 이 경우, 본 발명에 따라 백라이트 조절부(230)를 이용하여 휘도를 낮추게 되면 도 13 (b)에서 점선(131)과, 'A'영역 및 'B'영역으로 구분하여 표시된 바와 같이 시각적으로 영상의 콘트라스트비(contrast ration)가 낮아짐으로써 화질이 저하된다. For example, it is assumed that a luminance difference with respect to an image of one frame appears as a
따라서, 본 발명에 따른 영상개선부(260)는 백라이트 조절부(230)에 의해 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도가 낮아질 경우, 도 13 (c)의 도면부호 '132'로 표시된 바와 같이, 영상의 콘트라스트비에 대한 이득(Gain)을 높여줌 으로써 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 눈부심을 방지하기 위하여 백라이트 조절부(230)를 이용하여 휘도를 조절함과 함께, 영상개선부(260)을 통하여 영상의 콘트라스트를 향상(enhancement)시킴으로써, 화질의 저하 없이도 눈부심을 방지할 수 있는 이점이 있다. Therefore, when the luminance of light irradiated by the
도 14는 본 발명의 영상개선부에 따른 영상의 선명도(sharpness) 조절 동작을 설명하는 도면이다.14 is a view for explaining an operation of adjusting the sharpness of the image according to the image improving unit of the present invention.
예를 들어, 한 프레임의 영상에 대한 선명도 차이가 도 14 (a)의 실선(140)과 같이 나타난다고 가정한다. 이 경우, 본 발명에 따라 백라이트 조절부(230)를 이용하여 휘도를 낮추게 되면 도 14 (b)에서 점선(141)으로 표시된 바와 같이 시각적으로 영상의 선명도(sharpness)가 낮아짐으로써 화질이 저하된다. For example, it is assumed that a sharpness difference with respect to an image of one frame appears as a
따라서, 본 발명에 따른 영상개선부(260)는 백라이트 조절부(230)에 의해 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도가 낮아질 경우, 도 14 (c)의 도면부호 '132'로 표시된 바와 같이, 영상의 선명도에 대한 이득(Gain)을 높여줌으로써 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 눈부심을 방지하기 위하여 백라이트 조절부(230)를 이용하여 휘도를 조절함과 함께, 영상개선부(260)을 통하여 영상의 선명도를 향상(enhancement)시킴으로써, 화질의 저하 없이도 눈부심을 방지할 수 있는 이점이 있다. Therefore, when the luminance of light irradiated by the
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도 이다.15 is a flowchart illustrating a method of driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 먼저 광량 측정부(210)를 이용하여 액정표시패널(110)이 설치된 장소 주변의 광량을 측정하고, 측정된 주변 광량에 대응하는 주변 광량 검출값을 생성하여 백라이트 조절부(230) 내에 형성된 눈부심 영역 결정부(231)로 제공한다. 또한 시청 거리 측정부(220)를 이용하여 액정표시패널(110)과 시청자 사이의 거리를 측정하고, 측정된 시청거리에 대응하는 시청 거리 검출값을 생성하여 백라이트 조절부(230) 내에 형성된 눈부심 영역 결정부(231)로 제공한다(S150). 다만, 액정표시장치(200)가 특정 장소에 고정되어 설치될 경우에는, 액정표시장치(200)와 시청자 간의 시청 거리는 일정한 값으로 미리 정해질 수 있다. Referring to FIG. 15, first, the amount of light around a place where the liquid
이어서, 눈부심 영역 결정부(231)는 상기 주변 광량 검출값 및 시청 거리 검출값을 이용하여 시청자가 주변 환경에 따라서 눈부심을 느끼는 계조 영역, 즉 '눈부심 계조 영역'을 결정한다(S151). 상기 눈부심 계조 영역은 주변환경에 따라 시청자가 얼마 이상의 계조에 대응하는 휘도에서 눈부심을 느끼는지 실험을 통해서 결정할 수 있다. 예를 들어, 액정표시패널(110)이 설치된 장소의 주변 환경이 밝을수록 시청자는 눈부심을 적게 느끼게 되므로, 주변 환경이 밝을수록 상기 눈부심 계조 영역을 작게 설정한다. 이와 반대로, 액정표시패널(110)이 설치된 장소의 주변 환경이 어두울수록 시청자는 눈부심을 크게 느끼게 되므로, 주변 환경이 어두울수록 상기 눈부심 계조 영역을 크게 설정한다. 또한, 시청자의 시청거리가 멀수록 시청자는 눈부심을 적게 느끼게 되므로, 시청거리가 멀수록 상기 눈부심 계조 영역을 작게 설정한다. 이와 반대로, 시청자의 시청거리가 가까울수록 시청자는 눈부심 을 크게 느끼게 되므로, 시청거리가 가까울수록 상기 눈부심 계조 영역을 크게 설정한다.Subsequently, the
이와 같이, 눈부심 계조 영역이 결정되면, 눈부심 검출부(232)를 이용하여 한 프레임 동안에 액정표시패널(110)에 입력되는 각 비디오 데이터(RGB)의 계조 레벨을 검사하여(S152), 각각의 비디오 데이터(RGB)의 계조 레벨이 상기 눈부심 계조 영역에 속하는지 여부를 판단한다(S153). As such, when the glare gradation region is determined, the gradation level of each video data RGB input to the liquid
만약, 입력되는 하나의 비디오 데이터(RGB)가 상기 눈부심 계조 영역에 속하는 경우에는 카운트부(233)를 이용하여 그 횟수를 카운트(count)한다(S154). If one input video data RGB belongs to the glare gray scale area, the number of times is counted using the counting unit 233 (S154).
이어서, 한 프레임 동안에 입력되는 모든 비디오 데이터(RGB)에 대하여 눈부심 계조 영역에 속하는지 여부가 판단되었는지 여부를 검사하고(S155), 만약 한 프레임 동안에 입력되는 모든 비디오 데이터(RGB)에 대하여 검사가 이루어진 경우에는 상기 카운트부(233)에 의해 누적된 값에 따라 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 조절하기 위한 백라이트 휘도 조절값을 생성한다(S156).Subsequently, it is checked whether all video data RGB inputted during one frame belong to the glare gradation region (S155), and if all video data RGB inputted during one frame is checked, In operation S156, a backlight brightness adjustment value for adjusting the brightness of light emitted by the
이후, 상기 백라이트 휘도 조절값은 인버터(240)에 제공됨으로써, 인버터(240)는 상기 백라이트 휘도 조절값에 따라서 백라이트 유니트(250)로부터 조사되는 광의 휘도를 조절함으로써(S157), 시청자의 눈부심을 방지할 수 있다. Thereafter, the backlight brightness adjustment value is provided to the
또한, 본 발명에서는 위와 같이 눈부심을 방지하기 위하여 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 변경할 경우, 영상개선부(260)는 액정표시패널(110)에 표시되는 영상의 콘트라스트비 및 선명도 중 적어도 하나에 대한 이득(Gain)을 높여줌으로써 화질이 저하되는 것을 방지한다(S158). 즉, 본 발명에 따 르면 눈부심을 방지하기 위하여 백라이트 유니트(250)에 의해 조사되는 광의 휘도를 조절함과 함께, 액정표시장치(110)에 표시되는 영상의 콘트라스트 및 선명도를 향상(enhancement)시킴으로써, 화질의 저하 없이도 눈부심을 방지할 수 있는 이점이 있다. In addition, in the present invention, when changing the brightness of the light irradiated by the
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 일반적인 액정표시장치에 형성되는 픽셀의 등가 회로도.1 is an equivalent circuit diagram of a pixel formed in a general liquid crystal display device.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도.2 is a block diagram of a conventional liquid crystal display device.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도. 3 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 펄스폭제어신호를 나타내는 도면.4 is a diagram showing a pulse width control signal according to the present invention;
도 5는 도 3에 도시된 백라이트 조절부에 대한 세부 구성도.FIG. 5 is a detailed configuration diagram illustrating the backlight controller shown in FIG. 3.
도 6은 본 발명에 따른 눈부심 계조 영역을 설명하는 도면.Fig. 6 is a diagram for explaining a glare gray scale region according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 백라이트 휘도 조절값을 설명하는 도면.7 is a diagram illustrating a backlight luminance adjustment value according to the present invention.
도 8은 도 3에서의 인버터의 구성도.8 is a configuration diagram of an inverter in FIG. 3.
도 9는 도 3에서의 인버터의 회로의 일부를 나타내는 도면.FIG. 9 shows a part of the circuit of the inverter in FIG. 3; FIG.
도 10 및 도 11은 도 3에서의 인버터의 동작 과정을 나타내는 예시도.10 and 11 are exemplary views illustrating an operation process of the inverter in FIG. 3.
도 12는 도 3에서의 인버터의 동작 특성도.12 is an operation characteristic diagram of the inverter in FIG.
도 13은 도 3에 도시된 영상개선부에 의해 영상의 콘트라스트(contrast)를 향상시키는 원리를 설명하는 도면. FIG. 13 is a view for explaining a principle of improving contrast of an image by the image improvement unit shown in FIG. 3; FIG.
도 14는 도 3에 도시된 영상개선부에 의해 영상의 선명도(sharpness)를 향상시키는 원리를 설명하는 도면. FIG. 14 is a view for explaining the principle of improving the sharpness of an image by the image improvement unit shown in FIG. 3; FIG.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도.15 is a flowchart illustrating a method of driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 액정표시패널 200: 액정표시장치100: liquid crystal display panel 200: liquid crystal display device
201: 데이터 구동부 202: 게이트 구동부201: data driver 202: gate driver
203: 타이밍 컨트롤러 210: 광량 측정부203: timing controller 210: light quantity measuring unit
211: 광센서 212: 주변 광량 검출부211: light sensor 212: ambient light amount detector
220: 시청 거리 측정부 221: 시청 거리 센서220: viewing distance measuring unit 221: viewing distance sensor
222: 시청 거리 검출부 230: 백라이트 조절부222: viewing distance detection unit 230: backlight adjustment unit
231: 눈부심 영역 검출부 232: 눈부심 검출부231: glare area detector 232: glare detector
233: 카운트부 234: 백라이트 조절값 결정부233: counting unit 234: backlight adjustment value determining unit
240: 인버터 250: 백라이트 유니트240: inverter 250: backlight unit
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070122731A KR20090055873A (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Liquid crystal display and driving method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9858869B2 (en) | 2015-03-31 | 2018-01-02 | Samsung Display Co., Ltd. | Display apparatus and method of driving the same |
-
2007
- 2007-11-29 KR KR1020070122731A patent/KR20090055873A/en not_active Application Discontinuation
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