KR20090069902A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 백라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드와, 외부로부터의 휘도제어신호에 응답하여 선택된 휘도와 대응되는 아날로그 출력신호를 생성하는 D/A 컨버터;를 포함하고, D/A 컨버터로부터 출력된 아날로그 출력신호에 의해 발광 다이오드의 구동전압의 레벨을 조절하여 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
LED, 휘도, 디밍, 노이즈, 화질

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 화질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crastal display device)는 경량, 박형, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 상기 액정표시장치는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다.
상기 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 영상이 디스플레이되는 액정표시패널의 배면에 광을 제공하는 백라이트 유닛(backlight unit)이 구비된다.
일반적인 백라이트 유닛은 광원으로 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathod fluorescent lamp), 외부전극 형광램프(EEFL: external electrode fluorescent lamp), 발광 다이오드(LED) 등이 사용된다.
최근에는 광 효율, 박형화, 저소비전력 등의 장점을 가진 발광 다이오드가 백라이트 유닛의 광원으로 많이 사용되고 있다.
백라이트 유닛은 휘도를 변화시키기 위한 펄스 폭 변조 디밍(dimming) 방식을 사용한다. 상기 펄스 폭 변조 디밍 방식은 전원 공급 스위치의 온/오프 듀티(duty)를 조절하는 방식이다.
즉, 일반적인 백라이트 유닛은 광원(발광 다이오드)의 휘도를 조절하기 위해 구동전압의 온/오프 시간을 조절하므로 광원은 상기 펄스 폭 변조 디밍에 의해 온/오프가 반복된다.
그러나, 펄스 폭 변조 디밍 방식의 백라이트 유닛은 광원의 온/오프되어 휘도를 조절함으로써, 광원의 온/오프에 의해 깜빡이는 영상 즉, 시머링 노이즈(shimmering noise)가 발생되어 화질이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 휘도 변경 시에 노이즈 발생을 방지할 수 있는 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
복수의 발광 다이오드; 및 외부로부터의 휘도제어신호에 응답하여 선택된 휘도와 대응되는 아날로그 출력신호를 생성하는 D/A 컨버터;를 포함하고, 상기 D/A 컨버터로부터 출력된 아날로그 출력신호에 의해 상기 발광 다이오드의 구동전압의 레벨을 조절하여 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는,
액정표시패널; 상기 액정표시패널에 조사되는 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드; 및 외부로부터의 휘도제어신호에 응답하여 선택된 휘도와 대응되는 아날로그 출력신호를 생성하는 D/A 컨버터;를 포함하고, 상기 D/A 컨버터로부터 출력된 아날로그 출력신호에 의해 상기 발광 다이오드의 구동전압의 레벨을 조절하여 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발광 다이오드로부터 생성되는 광의 휘도를 조절하기 위해 종래의 디밍방식이 아닌 구동전압의 레벨을 조절하는 방식을 사용하여 종래의 디밍방식에서의 시머링 노이즈(shimmering noise) 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 백라이트 유닛의 휘도를 조절함에 있어서, 발광 다이오드의 구동전압을 조절함으로써, 노이즈가 없는 화상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 블록도 이고, 도 2는 도 1의 백라이트 유닛의 구조를 도시한 블럭도이고, 도 3은 도 2의 메모리와 D/A 컨버터를 도시한 블럭도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110) 상의 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(140)와, 상기 액정표시패널(110) 상의 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(130)와, 상기 게이트 드라이버(140) 및 데이터 드라이버(130)의 제어신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(120)와, 상기 타이밍 컨트롤러(120)의 제어신호에 응답하여 상기 액정표시패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(150)을 포함한다.
액정표시패널(110)은 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 의하여 구분된 영역들에 각각 형성된 화소들을 구비한다. 이들 화소들 각각은, 대응하는 게이트라인(GL1 내지 GLn)과 대응하는 데이터라인(DL1 내 지 DLm) 간의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 공통전극 사이에 접속된 액정 셀(Clc)을 구비한다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 대응하는 게이트라인(GL1 내지 GLn) 상의 게이트 스캔신호에 응답하여 이와 대응하는 데이터라인(DL1 내지 DLm)으로부터 액정 셀(Clc)에 공급될 화소 데이터 전압을 절환한다. 상기 액정 셀(Clc)은 액정 층을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 화소 전극으로 구성된다. 이러한 액정 셀(Clc)은 대응하는 박막 트랜지스터(TFT)를 경유하여 공급되는 화소 데이터 전압을 충전한다. 또한, 상기 액정 셀(Clc)에 충전된 전압은 대응하는 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온(turn-on) 될 때마다 갱신되게 된다. 이에 더하여, 상기 액정표시패널(110) 상의 화소들 각각은 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 이전 게이트라인 사이에 접속된 스토리지 캐패시터(Cst를 구비한다. 상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 상기 액정 셀(Clc)에 충전된 전압의 자연적인 감소를 최소화한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 도시되지 않은 외부의 시스템(예를 들면, 컴퓨터의 그래픽 모듈 또는 텔레비전 수신 시스템의 영상 복조 모듈)으로부터의 데이터 클럭(DCLK), 수평/수직 동기신호(Vsync/Hsync) 등을 이용하여 게이트 제어신호들(GCS), 데이터 제어신호들(DCS)을 생성한다. 상기 게이트 제어신호들(GCS)은 상기 게이트 드라이버(140)에 공급되고, 상기 데이터 제어신호들(DCS)은 상기 데이터 드라이버(130)에 공급된다.
게이트 드라이버(140)는 상기 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로 복수의 게이트 신호들을 대응되게 공급한다. 상기 복수의 게이트 신호들은 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn)이 순차적으로 1 수평동기신호의 기간씩 인에이블(enable) 되게 한다.
데이터 드라이버(130)는 상기 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 데이터 제어신호들(DCS)에 응답하여 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn) 중 어느 하나가 인에이블 될 때마다 복수의 화소 데이터 전압들을 발생하여 상기 액정표시패널(110) 상의 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 각각 공급한다. 이를 위하여, 상기 데이터 드라이버(130)는 상기 타이밍 컨트롤러(120)로부터 화소 데이터를 1 라인분씩 입력받아 도시되지 않은 감마전압세트(미도시)를 이용하여 입력된 1 라인분의 화소 데이터를 아날로그 형태의 화소 데이터 전압들로 변환한다. 이때, 상기 데이터 드라이버(130)에서 출력된 화소 데이터 전압들은 데이터 드라이버(130)에 입력된 화소 데이터의 최상의 비트가 '1' 또는 '0'에 해당하는 정극성 또는 부극성을 라인 주기(즉, 수평동기신호의 주기) 마다 번갈아 가질 수 있다.
백라이트 유닛(150)은 발광 다이오드(159)와, 상기 발광 다이오드(159)로 설정된 구동전압을 공급하는 DC-DC 변환부(157)와, 타이밍 컨트롤러(120)의 펄스 폭 변조부(미도시)로부터 입력된 펄프 폭 변조 신호(PWM Signal) 및 외부로부터의 휘도제어신호가 입력되는 메모리(151)와, 상기 메모리(151)로부터 출력된 클럭신호를 이용하여 아날로그 출력신호(Analog Output)를 생성하는 D/A 컨버터(153)와, 발광 다이오드(159)로부터의 피드백 신호(FB1 내지 FB5)와 상기 D/A 컨버터(153)로부터 입력된 아날로그 출력신호(Analog Output)를 이용하여 발광 다이오드(159)의 구동신호를 보상하는 구동신호 보상부(155)를 포함한다.
메모리(151)는 순차적으로 샘플링 신호를 공급하는 쉬프트 레지스터(151a)와, 외부의 휘조조절신호가 입력되어 상기 샘플링신호를 래치하는 래치부(151b)로 구성된다.
D/A 컨버터(153)는 상기 래치부(151b)로부터 입력된 클럭신호를 이용하여 아날로그 출력신호(Analog Output)를 구동신호 보상부(155)로 출력한다.
상기 구동신호 보상부(155)는 상기 D/A 컨버터(153)로부터 입력된 아날로그 출력신호(Anaolg Output)를 이용하여 외부로부터 입력된 휘도에저신호에 따른 보상된 구동신호를 상기 DC-DC 변환부(157)로 출력한다.
상기 DC-DC 변환부(157)는 상기 구도신호 보상부(155)의 보상된 구동신호가 입력되어 발광 다이오드(159)의 구동전압(Vout)을 조절한다.
본 발명에서는 발광 다이오드(159)의 구동전압을 조절하기 위한 메모리(151) 및 D/A 컨버터(153)의 구조에 있어서, 하나의 실시예를 통해 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 발광 다이오드(159)를 구비한 백라이트 유닛(150)의 구동방법에 있어서, 디밍방식이 아닌 DC전압의 레벨을 조절하는 구조는 모두 포함될 수 있다.
본 발명에서는 발광 다이오드(159)로부터 생성되는 광의 휘도를 조절하기 위해 종래의 디밍방식이 아닌 구동전압을 조절하는 방식을 사용하여 종래의 디밍방식에서의 시머링 노이즈(shimmering noise) 발생을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 액정표시장치는 백라이트 유닛의 휘도를 조절함에 있어서, 발광 다이오드(159)의 구동전압을 조절함으로써, 노이즈가 없는 화상을 구현할 수 있 다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도제어신호 및 아날로그 출력신호를 도시한 파형도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛은 외부로부터 입력된 휘도제어신호를 이용하여 아날로그 출력신호가 생성된다.
본 발명의 이해를 돕기 위해 편의상 휘도제어신호가 2비트의 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.
휘도제어신호가 하이-하이(11)인 경우, 발광 다이오드의 휘도는 최대휘도이며, 이를 제1 휘도(sb1)라고 정의한다.
휘도제어신호가 하이-로우(10)인 경우, 발광 다이오드의 휘도는 최대휘도보다 낮은 휘도이며, 이를 제2 휘도(sb2)라고 정의한다.
휘도제어신호가 로우-하이(01)인 경우, 발광 다이오드의 휘도는 상기 제2 휘도(sb2)보다 낮은 휘도이며, 이를 제3 휘도(sb3)라고 정의한다.
휘도제어신호가 로우-로우(00)인 경우, 발광 다이오드의 휘도는 최소인 경우이며, 이를 제4 휘도(sb4)라고 정의한다. 여기서, 제4 휘도(sb4)는 발광 다이오드로부터 광이 발광하지 않는 것을 의미한다.
도 4를 참조하면, 백라이트 유닛으로 하이-하이 구간, 로우-하이 구간, 로우-로우 구간, 하이-로우 구간을 순차적으로 가지는 휘도제어신호가 입력된다.
상기 휘도제어신호가 입력된 메모리(151) 및 D/A 컨버터(153)는 상기 휘도제어신호와 대응되는 아날로그 출력신호(Analog Output)가 출력됨을 알 수 있다.
즉, 아날로그 출력신호(Analog Output)는 상기 휘도제어신호와 대응되도록 제1 휘도(sb1)의 2구간, 제3 휘도(sb3)의 3구간, 제4 휘도(sb4)의 1구간 및 제2 휘도(sb2)의 2구간으로 출력된다.
본 발명의 백라이트 유닛은 상기 아날로그 출력신호(Analog Output)에 의해 처음 2구간 동안에 제1 휘도(sb1), 다음 3구간 동안에 제3 휘도(sb3), 다음 1구간 동안에 제4 휘도(sb4), 다음 2구간 동안에 제2 휘도(sb2)의 휘도를 가지게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 외부로부터 입력된 휘도제어신호에 따라 발광 다이오드의 구동전압 레벨을 조절하는 방식으로 종래의 디밍방식으로 구동되는 백라이트 유닛의 시머링 노이즈(shimmering noise) 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 시머링 노이즈(shimmering noise)를 방지할 수 있는 백라이트 유닛을 구비하여 이에 따른 화질 저하를 개선할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 블록도 이다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛의 구조를 도시한 블럭도이다.
도 3은 도 2의 메모리와 D/A 컨버터를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도제어신호 및 아날로그 출력신호를 도시한 파형도이다.

Claims (6)

  1. 복수의 발광 다이오드; 및
    외부로부터의 휘도제어신호에 응답하여 선택된 휘도와 대응되는 아날로그 출력신호를 생성하는 D/A 컨버터;를 포함하고,
    상기 D/A 컨버터로부터 출력된 아날로그 출력신호에 의해 상기 발광 다이오드의 구동전압의 레벨을 조절하여 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 휘도제어신호를 래치하는 래치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 D/A 컨버터로부터 출력되는 상기 아날로그 출력신호와 상기 발광 다이오드로부터 피드백된 피드백 신호를 이용하여 상기 피드백 신호의 보상된 구동신호와 상기 아날로그 출력신호를 이용하여 이에 해당하는 구동신호를 생성하는 구동신호 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널에 조사되는 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드; 및
    외부로부터의 휘도제어신호에 응답하여 선택된 휘도와 대응되는 아날로그 출력신호를 생성하는 D/A 컨버터;를 포함하고,
    상기 D/A 컨버터로부터 출력된 아날로그 출력신호에 의해 상기 발광 다이오드의 구동전압의 레벨을 조절하여 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 휘도제어신호를 래치하는 래치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 D/A 컨버터로부터 출력되는 상기 아날로그 출력신호와 상기 발광 다이오드로부터 피드백된 피드백 신호를 이용하여 상기 피드백 신호의 보상된 구동신호와 상기 아날로그 출력신호를 이용하여 이에 해당하는 구동신호를 생성하는 구동신호 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
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