KR20100126061A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 MPRT(Moving Picture Response Time) 성능을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device capable of improving moving picture response time (MPRT) performance.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 "TFT")를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, 이하 "CRT)에 비하여 박형화 및 고정세화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 빠르게 CRT를 대체하고 있다. An active matrix liquid crystal display device displays a moving image using a thin film transistor (“TFT”) as a switching element. This liquid crystal display device is thinner and higher resolution than cathode ray tube ("CRT"), so it is applied to display in portable information equipment, office equipment, computer, etc., and is rapidly replacing CRT. .
다만, 액정표시장치는 그 구동 특성상 동영상 응답속도특성(Moving Picture Response Time, 이하 "MPRT")이 CRT에 비해 나쁘다. CRT는 도 1 (a)와 같이 한 프레임 기간 중 초기의 매우 짧은 시간 동안만 형광체를 발광시켜 화상을 표시하고, 한 프레임 기간의 나머지 시간 동안에는 비 표시상태를 유지하는 임펄스 타입(Impulse-type)으로 구동된다. CRT에서 관람자가 느끼는 동영상의 지각 영 상(Perceived Image)은 상기 임펄스 타입의 구동으로 인해 도 1 (b)와 같이 선명하게 된다. 반면, 액정표시장치는 도 2 (a)와 같이 한 프레임 기간 중 스캐닝 기간 동안 액정셀에 데이터를 공급하고, 한 프레임 기간의 나머지 시간인 비 스캐닝 기간 동안에도 이 데이터를 유지하여 화상을 표시하는 홀드 타입(Hold-type)으로 구동된다. 그 결과, 액정표시장치에서는 홀드 타입 특성으로 인하여 도 2 (b)와 같이 동영상에서 화면이 선명하지 못하고 흐릿하게 보이는 모션 블러링(Motion blurring) 현상 또는, 현재 화면에 이전 화면의 잔상이 남아있는 화면 끌림(Tailing) 현상으로 인해 MPRT 성능이 떨어진다.However, in the liquid crystal display device, the moving picture response time characteristic (MPRT) is worse than the CRT in view of its driving characteristics. As shown in FIG. 1A, the CRT is an impulse type that emits a fluorescent material only for an initial very short time of one frame period to display an image, and maintains a non-display state for the rest of one frame period. Driven. The perceived image of the moving image felt by the viewer in the CRT becomes clear as shown in FIG. 1 (b) due to the driving of the impulse type. On the other hand, as shown in FIG. 2A, the liquid crystal display supplies data to the liquid crystal cell during the scanning period during one frame period, and holds the data to display an image even during the non-scanning period, which is the remaining time of one frame period. It is driven by a hold-type. As a result, in the liquid crystal display, due to the hold type characteristic, a motion blurring phenomenon in which a screen is not clear and blurry in a video as shown in FIG. 2 (b) or an afterimage of a previous screen remains on the current screen Due to the tailing phenomenon, MPRT performance is reduced.
MPRT를 향상시키기 위하여, 화면상에 표시되는 비디오 데이터에 동기하여 백라이트를 순차적으로 턴 온 시킴으로써 액정표시장치를 준 임펄스 구동시키는 기술 즉, 스캐닝 백라이트 구동방식이 제안된 바 있다.In order to improve MPRT, a technique of driving an impulse driving the liquid crystal display by sequentially turning on the backlight in synchronization with video data displayed on the screen, that is, a scanning backlight driving method has been proposed.
도 3을 참조하면, 스캐닝 백라이트 방식으로 구동되는 액정표시장치는 블럭 단위로 순차 구동되는 램프들과, 램프들에 구동전력을 인가하는 인버터(1)를 구비한다. 램프들은 밸런스 보드(3)상에 형성된 밸런스 패턴(4)들에 전기적으로 접속되어 다수의 블럭들(BL1,BL2,BL3)로 분할 구동된다. 인버터(1)는 램프 블럭들(BL1,BL2,BL3)에 대응하는 갯수만큼의 트랜스포머(2)들을 포함하여, 외부로부터 입력되는 램프 스캔 신호(SS)에 응답하여 트랜스포머(2)들을 순차 동작시킨다. 트랜스포머(2)들은 각각 밸런스 패턴(4)들에 전기적으로 접속되어 램프 구동전력을 해당 램프 블럭에 인가한다. 이 액정표시장치는 도 4와 같이 해당 램프 블럭의 대응 표시면에 대한 표시 데이터(Vdata)의 충전 상태를 고려한 최적의 광원 싱크 시 점에서 상기 해당 램프 블럭의 램프들을 턴 온 시킨다. 표시 데이터(Vdata)는 표시면의 위에서 아래로 순차 충전되기 때문에, 이에 대응하여 램프들도 블럭 단위로 순차적으로 턴 온 된다. 통상, 최적의 광원 싱크 시점은 대응 표시면의 중간 부분에 표시 데이터(Vdata)가 충전 완료되는 때로 정해진다. 표시 데이터의 충전 타이밍과의 관계를 고려해 볼 때, 램프 블럭 갯수를 늘려 하나의 램프 블럭이 담당하는 표시면적을 줄일수록, 즉 광원 싱크 시점을 결정하기 위한 광원 싱크 포인트 수를 늘리수록, 광원 싱크 시점을 표시 데이터의 충전 시점에 좀 더 정밀하게 동기시킬 수 있게 된다. 하지만, 상기와 같은 스캐닝 백라이트 방식에서는 증가되는 램프 블럭 수만큼 트랜스포머(2)가 더 요구되기 때문에, 액정표시장치의 슬림화 추세 및 제조 비용면에서 부합하기 힘들다.Referring to FIG. 3, a liquid crystal display device driven by a scanning backlight method includes lamps sequentially driven in units of blocks and an
이에, 최근 본 출원인에 의해 도 5와 같은 스캐닝 백라이트 방식이 제안된 바 있다. 도 5의 스캐닝 백라이트 방식은, 물리적으로 3개의 램프 블럭(BL1(A),BL2,BL1(B))으로 램프들을 분할하고, 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B))을 전기적으로 연결함으로써, 물리적인 램프 블럭수에 비해 트랜스포머(5)의 갯수를 줄인다. 도 5에 의하면, 트랜스포머의 갯수(2개)보다 많은 세 지점에서 백라이트 스캐닝 효과를 볼 수 있다.Therefore, recently, the scanning backlight method as shown in FIG. 5 has been proposed by the present applicant. In the scanning backlight method of FIG. 5, lamps are physically divided into three lamp blocks BL1 (A), BL2, and BL1 (B), and the upper and lower lamp blocks BL1 (A) and BL1 (B) are electrically connected to each other. By connecting, the number of
하지만, 이 방식에 의하는 경우, 도 6과 같이 전기적으로 연결된 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B))에서 최적의 광원 싱크 시점을 잡기가 곤란하다는 문제점이 있다. 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B))은 동일한 트랜스포머(5)에 의해 동시에 구동되기 때문에 이들의 광원 싱크 시점은 동일하다. 그런데, 표시 데이터(Vdata) 는 표시면의 위에서 아래로 순차 충전되기 때문에, 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B)) 중 어느 하나를 기준으로 광원 싱크 시점을 설정하는 경우, 나머지 하나의 램프 블럭에서는 대응 표시면에 대한 표시 데이터(Vdata)의 충전 완료 시점과의 관계에서 상기 설정된 광원 싱크 시점이 크게 어긋난다. 예컨대, 도 6에서, 상단 램프 블럭(BL1(A))을 기준으로 광원 싱크 시점을 설정하는 경우, 하단 램프 블럭(BL1(B))에서는 표시 데이터(Vdata)가 충전되기도 전에 미리 램프들이 턴 온 되게 된다. However, this method has a problem in that it is difficult to obtain an optimal light source sink point in the electrically connected upper and lower lamp blocks BL1 (A) and BL1 (B) as shown in FIG. 6. Since the upper and lower lamp blocks BL1 (A) and BL1 (B) are driven simultaneously by the
또한, 중간 램프 블럭(BL2)에 대응되는 표시면은 다른 블럭들(BL1(A),BL1(B))의 표시면에 비해 2배로 넓으므로, 광원 싱크 시점을 대응 표시면의 중간 부분에 표시 데이터(Vdata)가 충전 완료되는 때로 정하더라도, 상기 광원 싱크 시점이 상기 대응 표시면의 상하단 부분에서의 데이터 충전 시점과 어긋날 수 있다.In addition, since the display surface corresponding to the intermediate lamp block BL2 is twice as wide as the display surface of the other blocks BL1 (A) and BL1 (B), the light source sync point is displayed in the middle portion of the corresponding display surface. Even when the data Vdata is determined to be charged, the light source sync point may be shifted from the data charge point at upper and lower portions of the corresponding display surface.
이렇게, 광원 싱크 시점이 표시 데이터의 충전 완료 시점과 동기되지 않으면, 램프의 턴 온 상태와 동기되는 표시 데이터의 충전 과도 기간에서 빛샘이 발생하고, 그 결과 램프 블럭 간 경계면에서 이중선 또는 블러링 등의 사이드 이펙트가 심해진다.In this way, when the light source sync timing is not synchronized with the completion of charging of the display data, light leakage occurs in the charging transient period of the display data synchronized with the turn-on state of the lamp, resulting in double lines or blurring at the interface between the lamp blocks. The side effect gets worse.
따라서, 본 발명의 목적은 램프 블럭수 대비 트랜스포머의 갯수를 줄이면서도 램프 블럭 간 경계면에서 발생되는 사이드 이펙트를 방지하도록 한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which prevents side effects occurring at the interface between lamp blocks while reducing the number of transformers compared to the number of lamp blocks.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인들과 다수의 게이트라인들이 교차되고, 제1 표시면과 제2 표시면으로 분할 구동되는 액정표시패널; 상기 제1 표시면의 게이트라인들에 제1 방향을 따라 순차적으로 스캔펄스를 공급하고, 상기 제2 표시면의 게이트라인들에 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 따라 순차적으로 상기 스캔펄스를 공급하되, 일정 기간을 주기로 상기 제1 표시면과 상기 제2 표시면에 번갈아 가며 상기 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 상기 스캔펄스가 인가되는 액정셀들을 충전하기 위해 상기 데이터라인들에 표시 데이터를 공급하는 데이터 구동회로; 제1 상단 광원 블럭, 제1 하단 광원 블럭, 및 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭 사이에 배치된 제2 광원 블럭을 포함하여 상기 액정표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 입력되는 광원 싱크 신호를 이용하여 광원 스캔 신호를 발생하는 광원 제어회로; 및 상기 광원 스캔 신호에 응답하여, 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭을 동시에 구동시키는 제1 트랜스포머와, 상기 제2 광원 블럭을 구동시키 는 제2 트랜스포머를 포함한 광원 구동회로를 구비한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal display panel in which a plurality of gate lines and a plurality of gate lines intersect and are divided and driven to a first display surface and a second display surface; The scan pulse is sequentially supplied to the gate lines of the first display surface in a first direction, and the scan pulse is sequentially supplied to the gate lines of the second display surface in a second direction opposite to the first direction. A gate driving circuit for supplying the scan pulse alternately to the first display surface and the second display surface at regular intervals; A data driving circuit supplying display data to the data lines to charge the liquid crystal cells to which the scan pulse is applied; A backlight unit for irradiating light to the liquid crystal display panel including a first upper light source block, a first lower light source block, and a second light source block disposed between the first upper light source block and the first lower light source block; A light source control circuit configured to generate a light source scan signal using the input light source sink signal; And a light source driving circuit including a first transformer for simultaneously driving the first top light source block and the first bottom light source block and a second transformer for driving the second light source block in response to the light source scan signal. .
상기 게이트 구동회로는, 1 수평기간의 펄스폭을 가지고 상기 제1 방향을 따라 2 수평기간씩 쉬프트되는 스캔펄스를 발생하여 상기 제1 표시면의 게이트라인들에 공급하는 제1 게이트 구동부; 및 1 수평기간의 펄스폭을 가지고 상기 제2 방향을 따라 2 수평기간씩 쉬프트되는 스캔펄스를 발생하여 상기 제2 표시면의 게이트라인들에 공급하는 제2 게이트 구동부를 구비하고; 서로 인접하여 발생되는 상기 제1 게이트 구동부에 의한 스캔펄스와 상기 제2 게이트 구동부에 의한 스캔펄스는, 서로 1 수평기간 만큼 위상차를 갖는다.The gate driving circuit may include: a first gate driver configured to generate scan pulses shifted by two horizontal periods in the first direction with a pulse width of one horizontal period and to supply the gate lines to the first display surface; And a second gate driver configured to generate scan pulses shifted by two horizontal periods in the second direction with a pulse width of one horizontal period and to supply the gate lines to the second display surface; The scan pulses generated by the first gate driver and the scan pulses generated by the second gate driver are adjacent to each other by one horizontal period.
이 액정표시장치는 상기 제1 및 제2 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러를 더 구비한다.The liquid crystal display further includes a timing controller for controlling driving timing of the first and second gate drivers.
상기 타이밍 콘트롤러는, 외부로부터 입력되는 한 프레임분의 디지털 비디오 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 상기 디지털 비디오 데이터를 상기 스캔펄스의 공급 순서에 맞게 재정렬한 후, 상기 재정렬된 디지털 비디오 데이터를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 데이터 정렬부; 및 상기 제1 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 제1 게이트 타이밍 제어신호와, 상기 제2 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 제2 게이트 타이밍 제어신호를 발생하는 제어신호 발생부를 구비한다.The timing controller may include a data storage unit for storing one frame of digital video data input from the outside; A data alignment unit for rearranging the digital video data in the order of supply of the scan pulses and then supplying the rearranged digital video data to the data driving circuit; And a control signal generator for generating a first gate timing control signal for controlling the driving timing of the first gate driver and a second gate timing control signal for controlling the driving timing of the second gate driver.
상기 제1 게이트 타이밍 제어신호는 2 수평기간의 펄스폭을 가지고 4 수평기간을 주기로 발생되는 제1 게이트 쉬프트 클럭신호를 포함하고; 상기 제2 게이트 타이밍 제어신호는 상기 제1 게이트 쉬프트 클럭신호에 비해 1 수평기간만큼 위상 이 지연되며, 2 수평기간의 펄스폭을 가지고 4 수평기간을 주기로 발생되는 제2 게이트 쉬프트 클럭신호를 포함한다.The first gate timing control signal includes a first gate shift clock signal having a pulse width of two horizontal periods and being generated at four horizontal periods; The second gate timing control signal has a phase delayed by one horizontal period compared to the first gate shift clock signal, and includes a second gate shift clock signal generated at four horizontal periods with a pulse width of two horizontal periods. .
상기 광원 싱크 신호는 상기 표시 데이터의 충전 완료 시점과 동기되도록 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점을 제어하는 타이밍 신호이며; 상기 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점은 이 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때로 정해진다.The light source sync signal is a timing signal for controlling the light source turn-on time of the corresponding light source block to be synchronized with the completion time of charging the display data; The light source turn-on time of the light source block is determined when the display data is completely charged in the middle horizontal line portion of the display surface corresponding to the light source block.
상기 광원 싱크 신호는, 상기 제1 상단 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때, 및 상기 제1 하단 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때 중 어느 하나와; 상기 제2 광원 블럭의 상반부에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때, 및 상기 제2 광원 블럭의 하반부에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때 중 어느 하나를 참조로 설정된다.The light source sync signal is applied to the middle horizontal line portion of the display surface corresponding to the first upper light source block when the display data is completed and to the middle horizontal line portion of the display surface corresponding to the first lower light source block. Any one of when the display data is charged; When the display data is completed in the middle horizontal line portion of the display surface corresponding to the upper half of the second light source block, and the display data is displayed in the middle horizontal line portion of the display surface corresponding to the lower half of the second light source block. When charging is completed, either of them is set as a reference.
상기 제1 및 제2 광원 블럭의 광원 턴 온 시점은 제1 시점으로 정해지고; 상기 제2 광원 블럭의 광원 턴 온 시점은 상기 제1 시점보다 늦은 제2 시점으로 정해진다.A light source turn-on time of the first and second light source blocks is determined as a first time point; The light source turn-on time of the second light source block is determined to be a second time later than the first time point.
상기 광원 제어회로는 상기 광원 스캔 신호를 발생함에 있어, 외부로부터 입력되는 펄스 폭 변조신호를 더 이용하고; 상기 광원 블럭들의 광원 턴 오프 시점은 상기 펄스 폭 변조신호의 듀티비에 따라 달라진다.The light source control circuit further uses a pulse width modulated signal input from the outside in generating the light source scan signal; The light source turn-off time point of the light source blocks depends on the duty ratio of the pulse width modulated signal.
본 발명에 따른 액정표시장치는 k(k는 2 이상의 자연수)개의 트랜스포머를 이용하여 물리적으로 분할되는 2k-1 개 램프 블럭들을 구동시킴으로써 물리적인 광원 블럭수에 비해 트랜스포머의 갯수를 줄일 수 있으며, 특히 최적의 광원 싱크 신호를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트를 2k 개로 늘림으로써 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 대응 표시면에 대한 표시 데이터의 충전 시점에 효과적으로 동기시킬 수 있다. 그 결과, 광원 턴 온 시점과 표시 데이터의 충전 시점 불일치로 인해 램프 블럭 간 경계면에서 발생되는 사이드 이펙트를 효과적으로 방지할 수 있다.In the liquid crystal display according to the present invention, by driving 2k-1 lamp blocks that are physically divided using k (k is a natural number of 2 or more) transformers, the number of transformers can be reduced compared to the number of physical light source blocks. By increasing the light source sink points for setting the optimal light source sync signal to 2k, the light source turn-on time in the light source blocks can be effectively synchronized with the charging time of the display data on the corresponding display surface. As a result, side effects occurring at the interface between the lamp blocks due to a mismatch between the light source turn-on time and the charging time point of the display data can be effectively prevented.
이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 15.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다.7 shows a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 액정표시패널(10)의 데이터라인들(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동회로(12), 액정표시패널(10)의 게이트라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동회로(13), 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(11), 다수의 광원들을 포함하여 액정표시패널(10)에 빛을 조사하는 백라이트 유 닛(16), 광원 스캐닝 신호(SS)를 발생하는 광원 제어회로(14), 및 광원 스캐닝 신호(SS)에 맞춰 광원들을 구동시키는 광원 구동회로(15)를 구비한다. 게이트 구동회로(13)는 제1 게이트 구동부(13A) 및 제2 게이트 구동부(13B)를 포함한다.Referring to FIG. 7, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수의 게이트라인들(GL)이 교차된다. 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(10)에는 액정셀(Clc)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 또한, 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 박막트랜지스터(TFT), 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다. In the liquid
액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. The black matrix, the color filter, and the
타이밍 콘트롤러(11)는 도 8과 같이, 데이터 저장부(111), 데이터 정렬부(112), 및 제어신호 발생부(113)을 구비한다.As illustrated in FIG. 8, the
데이터 저장부(111)는 프레임 메모리를 포함하여 외부 비디오 소스가 실장된 시스템 보드로부터 입력되는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 저장한 다. The
데이터 정렬부(112)는 데이터 저장부(111)로부터의 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 패널 스캔 순서에 맞춰 재정렬한다. 본 발명에 따른 패널 스캔은 도 9와 같이, 액정표시패널(10)의 상단 표시면(10A)에서 Y 방향, 하단 표시면(10B)에서 Y' 방향을 따라 이루어지되, 일련 번호로 표시한 것처럼 상단 표시면(10A)과 하단 표시면(10B)에서 번갈아 한 번씩 이루어진다. 따라서, 데이터 정렬부(112)는 1 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(H1)) -> n 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(Hn)) -> 2 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(H2)) -> n-1 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(Hn-1)) -> 3 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(H3)) -> n-2 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(Hn-2))... 순으로 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 재정렬한다. 데이터 정렬부(112)는 재정렬된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(12)에 공급한다.The
제어신호 발생부(113)는 시스템 보드로부터의 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 데이터 구동회로(12)와 제1 및 제2 게이트 구동부(13A,13B)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC,GDC1,GDC2)을 발생한다. The
데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)는 1 수평기간 중에서 유효 데이터가 인가되는 액정셀(Clc)의 위치를 지시하는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(13) 내에서 데이터의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 데이터 구동회로(13)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정표시패널(10)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다.The data timing control signal DDC for controlling the operation timing of the
제1 게이트 구동부(13A)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제1 게이트 타이밍 제어신호(GDC1)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 상단 표시면(10A)의 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 제1 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP1), 제1 게이트 구동부(13A) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하여 대략 2 배의 펄스폭으로 발생되는 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC1), 및 제1 게이트 구동부(13A)의 출력을 지시하는 제1 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE1) 등을 포함한다. The first gate timing control signal GDC1 for controlling the operation timing of the
제2 게이트 구동부(13B)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제2 게이트 타이밍 제어신호(GDC2)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 하단 표시면(10B)의 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하며 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)보다 늦게 발생되는 제2 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP2), 제2 게이트 구동부(13B) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하여 대략 2 배의 펄스폭으로 발생됨과 아울러 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC1)보다 1 수평기간 지연되는 제2 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC2), 및 제2 게이트 구동부(13B)의 출력을 지시하는 제2 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE2) 등을 포함한다. The second gate timing control signal GDC2 for controlling the operation timing of the
한편, 타이밍 콘트롤러(11)는 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 신호의 프레임들 사이에 보간 프레임을 삽입하고 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC1,GDC2)를 체배하여 60×N(N은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동회로(12)와 제1 및 제2 게이트 구동부(13A,13B)의 동작을 제어할 수 있다. Meanwhile, the
데이터 구동회로(12)는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 디지털 비디오 데이터(RGB)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압의 참조하에 정극성/부극성의 감마전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마전압에 의해 변환된 아날로그 데이터가 공급되는 데이터라인(DL)을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인(DL) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들로 구성된다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치하고, 이 래치된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환한 후 데이터라인들(DL)에 공급한다.The
제1 게이트 구동부(13A)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성된다. 제1 게이트 구동부(13A)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 제1 게이트 타이밍 제어신호(GDC1)에 응답하여, 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 출력하여 액정표시패널(10)의 상단 표시면(10A)에 형성된 게이트라인들(GL)에 공급한다. 구체적으로, 제1 게이트 구동부(13A)는 도 10과 같이 대략 2 수평기간(2H)의 펄스폭을 가지고 대략 4 수평기간(4H)을 주기로 발생되는 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC1)의 라이징 에지 및 폴링 에지에 동기하여, 대략 1 수평기간(1H)의 펄스폭을 가지고 Y 방향을 따라 대략 2 수평기간(2H)씩 쉬프트되는 스캔펄스들(SP1,SP2,SP3...)을 발생한다.The
제2 게이트 구동부(13B)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성된다. 제2 게이트 구동부(13B)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 제2 게이트 타이밍 제어신호(GDC2)에 응답하여, 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 출력하여 액정표시패널(10)의 하단 표시면(10B)에 형성된 게이트라인들(GL)에 공급한다. 구체적으로, 제2 게이트 구동부(13B)는 도 10과 같이 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC1)에 비해 대략 1 수평기간(1H)만큼 위상이 지연되며 대략 2 수평기간(2H)의 펄스폭을 가지고 대략 4 수평기간(4H)을 주기로 발생되는 제2 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC2)의 라이징 에지 및 폴링 에지에 동기하여, 대략 1 수평기간(1H)의 펄스폭을 가지고 Y' 방향을 따라 대략 2 수평기간(2H)씩 쉬프트되는 스캔 펄스들(SPn,SPn-1,SPn-2...)을 발생한다.The
백라이트 유닛(16)은 광원들과, 광원들 상에 배치된 확산판과, 이 확산판과 액정표시패널(10) 사이에 적층된 다수의 광학시트들을 포함한다. 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; 이하 "CCFL"이라 함) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Flouscent Lamp; 이하 "EEFL"이라 함)가 사용될 수 있다. EEFL은 램프들의 양 단부에 외부전극이 돌출되어 있으므로, 램프들을 블럭 단위로 구동하기 용이하다. CCFL에서는 전극이 유리관 내부에 형성되어 있으므로, 램프들을 블럭 단위로 구동하기 위해 램프(120)들 각각에 커넥터를 통해 접속된 다수의 밸런스 패턴들과, 밸런스 패턴들이 형성되는 밸런스 보드가 요구된다. 밸런스 패턴들은 밸런스 커패시터들로 구현될 수 있다. 밸런스 커패시터들은 외부전극 역할을 하는 것으로써, 이들 각각은 밸런스 보드 상에서 광원 블럭 단위로 서로 도통된다. 한편, EEFL의 경우, 상기 밸런스 패턴 대신 공통전극 연결패턴이 사용될 수 있고, 밸런스 보드 대신 공통전극 보드가 사용될 수 있다. 허나, 이는 용어상의 차이일 뿐 램프들을 블럭 단위로 구동하기 위한 램프 접속 수단이라는 점에서 그 기능이 동일하므로, 이하에서는 램프의 종류에 불문하고 밸런스 패턴과 밸런스 보드로 통칭하기로 한다. 광원들은 도 11과 같이, 밸런스 보드(153)상에 형성된 밸런스 패턴들(154)에 전기적으로 접속되어 물리적으로 3개의 광원 블럭(BL1(A),BL2,BL1(B))으로 분할된다.The
광원 제어회로(14)는 외부로부터 입력되는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation ; 이하, "PWM")신호와 광원 싱크 신호(Lsync)를 이용하여 광원 스캔 신 호(SS)를 발생한다. PWM 신호는 사용자에 의해 미리 고정된 40 % ~ 60 %의 듀티비로 입력될 수 있고 또한, 표시 데이터의 속성에 따라 가변적인 듀티비로 입력될 수 있다. 즉, PWM 신호는 상대적으로 밝은 화상의 표시 데이터에 대응하여 제1 듀티비로 입력될 수 있고, 상대적으로 어두운 화상의 표시 데이터에 대응하여 제1 듀티비보다 작은 제2 듀티비로 입력될 수 있다. 광원 싱크 신호(Lsync)는 표시 데이터의 충전 완료 시점과 동기되도록 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점을 제어하는 타이밍 신호로서, 통상 사용자에 의해 미리 설정된다. 해당 광원 블럭에서 최적의 광원 턴 온 시점은 이 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 표시 데이터가 충전 완료되는 때로 정해질 수 있다. 광원 턴 오프 시점은 PWM 신호의 듀티비에 따라 달라진다.The light
광원 구동회로(15)는 도 11과 같이 트랜스포머(152)들을 실장하는 인버터(151)와, 밸런스 패턴들(154)이 형성된 밸런스 보드(153)를 포함하여 블럭별 광원 구동신호(LDS)를 발생한다. 그리고, 이 광원 구동신호(LDS)를 램프들에 인가한다. 밸런스 패턴들(154)은 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))에 배치된 램프들을 전기적으로 연결하는 제1 밸런스 패턴과, 제2 광원 블럭(BL2)에 배치된 램프들을 전기적으로 연결하는 제2 밸런스 패턴을 포함한다. 제1 밸런스 패턴은 2개의 트랜스포머(152)들 중 제1 트랜스포머에 접속되고, 제2 밸런스 패턴은 제2 트랜스포머에 접속된다. 트랜스포머(152)들은 광원 스캔 신호(SS)에 응답하여 순차 동작 된다. 그 결과, 제1 트랜스포머를 통해 광원 구동신호(LDS)을 인가받는 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))의 광원 턴 온 시점은 도 13과 같이 제1 시점으로 동 일하게 되고, 제2 트랜스포머를 통해 광원 구동신호(LDS)를 인가받는 제2 광원 블럭(BL2)의 광원 턴 온 시점은 도 13과 같이 상기 제1 시점보다 일정 기간 늦은 제2 시점이 된다. The light
이러한 광원 구동회로(15)와 램프들의 접속 구성을 통해, 본 발명은 램프들을 물리적으로 3개의 광원 블럭(BL1(A),BL2,BL1(B))으로 분할하더라도 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))을 전기적으로 연결함으로써, 물리적인 광원 블럭수에 비해 트랜스포머(152)의 갯수를 줄일 수 있다. 다만, 이 경우 도 6에서와 같이 광원 블럭들(BL1(A),BL1(B),BL2)에서 광원 턴 온 시점이 표시 데이터의 충전 완료 시점과 불일치되는 문제점이 발생되므로, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 상술한 패널 스캔 방식을 적용하여 표시 데이터의 충전 순서를 바꾼다.Through this connection configuration of the light
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 패널 스캔 방식을 이용하여 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 표시 데이터의 충전 시점에 동기시키는 것을 보여준다.12 and 13 show that the light source turn-on time in the light source blocks is synchronized with the charging time of the display data using the panel scan method according to the present invention.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명은 표시 데이터(Vdata)를 표시면(10)의 위에서 아래로(Y 방향) 순차 충전하지 않고, 상부 표시면(10A)에서는 Y 방향으로 충전하고 하부 표시면(10B)에서는 Y' 방향으로 충전하되, 1 수평기간(1H)을 주기로 상부 표시면(10A)과 하부 표시면(10B)을 번갈아 가며 충전하는 방식을 취한다. 12 and 13, the present invention does not sequentially charge the display data Vdata from the top to the bottom of the display surface 10 (in the Y direction), and in the
그 결과, 제1 하단 광원 블럭(BL1(B))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점은 제1 상단 광원 블럭(BL1(A))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점에 비해 1 수평기간(1H) 밖에 차이가 나지 않으므로, 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B)) 중 어느 하나를 기준으로 광원 턴 온 시점을 설정하기만 하면, 상기 설정된 광원 턴 온 시점은 나머지 하나의 광원 블럭에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점과도 쉽게 동기될 수 있다. 이는 다시 말해, 최적의 광원 싱크 신호(Lsync)를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트가 2개로 늘어남을 의미한다.As a result, the charging time of the display data Vdata corresponding to the first lower light source block BL1 (B) is lower than the charging time of the display data Vdata corresponding to the first upper light source block BL1 (A). Since only one
또한, 상기 표시 데이터(Vdata) 충전 방식에 의해 제2 광원 블럭(BL2)에서도 최적의 광원 싱크 신호(Lsync)를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트가 늘어난다. 상기 표시 데이터(Vdata) 충전 방식에 의해, 제2 광원 블럭(BL2)은 제2 상단 광원 블럭(BL2(A))과 제2 하단 광원 블럭(BL2(B))으로 분할되는 효과를 가질수 있다. 제2 하단 광원 블럭(BL2(B))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점은 제2 상단 광원 블럭(BL2(A))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점에 비해 1 수평기간(1H) 밖에 차이가 나지 않으므로, 제2 상하단 광원 블럭(BL2(A),BL2(B)) 중 어느 하나를 기준으로 광원 턴 온 시점을 설정하기만 하면, 상기 설정된 광원 턴 온 시점은 나머지 하나의 광원 블럭에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점과도 쉽게 동기될 수 있다. 이는, 제2 상하단 광원 블럭(BL2(A),BL2(B))의 경계면에 대응하는 부분에서 광원 싱크 포인트를 1개 갖는 종래에 비해, 최적의 광원 싱크 신호(Lsync)를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트가 2개로 늘어남을 의미한다.In addition, the light source sync point for setting the optimal light source sync signal Lsync also increases in the second light source block BL2 by the display data Vdata charging method. By the display data Vdata charging method, the second light source block BL2 may be divided into a second upper light source block BL2 (A) and a second lower light source block BL2 (B). The charging time of the display data Vdata corresponding to the second lower light source block BL2 (B) is one horizontal period compared to the charging time of the display data Vdata corresponding to the second upper light source block BL2 (A). Since only 1H is different, the light source turn-on time may be set based on one of the second upper and lower light source blocks BL2 (A) and BL2 (B). The timing of charging the display data Vdata corresponding to the light source block may be easily synchronized. This is a light source sink for setting an optimal light source sync signal Lsync, compared with the conventional one having a light source sync point at a portion corresponding to the boundary surface of the second upper and lower light source blocks BL2 (A) and BL2 (B). This means that the points will increase to two.
결과적으로, 본 발명에 따르면, 물리적인 광원 블럭수(3개)에 비해 트랜스포머의 갯수(2개)를 줄이면서도 광원 싱크 포인트를 4개로 늘려 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 대응 표시면에 대한 표시 데이터의 충전 시점에 효과적으로 동기시킬 수 있게 된다. As a result, according to the present invention, the number of light source sync points is increased to four while reducing the number of transformers (two) compared to the number of physical light source blocks (three), so that the light source turn-on timings in the light source blocks are displayed on the corresponding display surface. It is possible to effectively synchronize at the time of charging the display data.
도 14 및 도 15는 트랜스포머 갯수 및 물리적인 광원 블럭수를 늘린 경우에 있어, 본 발명의 확장 예를 보여준다.14 and 15 show an extension example of the present invention when the number of transformers and the number of physical light source blocks are increased.
도 14를 참조하면, 물리적으로 5개로 분할된 광원 블럭들(BL1(A),BL2(A),BL3,BL2(B),BL1(B))을 스캐닝 구동시키기 위해 3개의 트랜스포머(152)가 구비된다. 밸런스 패턴들(154) 중 제1 밸런스 패턴은 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))에 배치된 램프들을 트랜스포머(152)들 중 제1 트랜스포머에 전기적으로 연결하고, 제2 밸런스 패턴은 제2 상하단 광원 블럭(BL2(A),BL2(B))에 배치된 램프들을 제2 트랜스포머에 전기적으로 연결하며, 제3 밸런스 패턴은 제3 광원 블럭(BL3)에 배치된 램프들을 제3 트랜스포머에 전기적으로 연결한다.Referring to FIG. 14, three
이러한 광원 구동회로 및 램프들의 접속 구성을 상기 표시 데이터 충전 방식에 적용하면, 본 발명은 도 15와 같이 물리적인 광원 블럭수(5개)에 비해 트랜스포머의 갯수(3개)를 줄이면서도 광원 싱크 포인트를 6개로 늘려 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 대응 표시면에 대한 표시 데이터의 충전 시점에 효과적으로 동기시킬 수 있게 된다. When the connection configuration of the light source driving circuit and the lamps is applied to the display data charging method, the present invention can reduce the number of transformers (three) and the light source sink point while reducing the number of physical light source blocks (five) as shown in FIG. 15. 6 can be increased to effectively synchronize the light source turn-on time in the light source blocks with the charging time of the display data on the corresponding display surface.
다시 말해, 본 발명은 k(k는 2 이상의 자연수)개의 트랜스포머를 이용하여 물리적으로 분할되는 2k-1 개 램프 블럭들을 구동시킴으로써 스캐닝 백라이트 구동을 구현할 수 있으며, 특히 최적의 광원 싱크 신호를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트를 2k 개로 늘림으로써 광원 턴 온 시점과 표시 데이터의 충전 시점 불일치로 인해 램프 블럭 간 경계면에서 발생되는 사이드 이펙트를 효과적으로 방지할 수 있다.In other words, the present invention can implement scanning backlight driving by driving 2k-1 lamp blocks that are physically divided using k (k is a natural number of two or more) transformers, and particularly for setting an optimal light source sync signal. By increasing the light source sync point to 2k, it is possible to effectively prevent side effects generated at the interface between the lamp blocks due to a mismatch between the light source turn-on time and the charging time of the display data.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 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.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
도 1은 임펄스 타입의 구동 예를 보여주는 도면.1 shows an example of driving an impulse type.
도 2는 홀드 타입의 구동 예를 보여주는 도면.2 shows an example of driving of a hold type;
도 3 종래 일반적인 스캐닝 백라이트 구동에서의 광원 접속 구성을 보여주는 도면.3 is a view showing a light source connection configuration in driving a conventional general scanning backlight;
도 4는 도 3에 따른 표시 데이터 충전 타이밍과 광원 싱크 타이밍을 보여주는 도면.4 is a view showing display data charging timing and light source sync timing according to FIG. 3;
도 5는 종래 스캐닝 백라이트 구동에서 물리적인 광원 블럭수에 비해 트랜스포머의 갯수를 줄이는 구성을 보여주는 도면.5 is a view showing a configuration to reduce the number of transformers compared to the number of physical light source blocks in the conventional scanning backlight driving.
도 6은 도 5에 따른 표시 데이터 충전 타이밍과 광원 싱크 타이밍을 보여주는 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating display data charging timing and light source sink timing according to FIG. 5; FIG.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 블럭도.7 is a block diagram illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8의 도 7의 타이밍 콘트롤러를 상세히 보여주는 블럭도.8 is a block diagram illustrating in detail the timing controller of FIG. 7.
도 9는 도 8의 데이터 정렬부의 동작을 설명하기 위한 도면.9 is a view for explaining the operation of the data alignment unit of FIG.
도 10은 도 7의 게이트 구동회로의 동작을 설명하기 위한 파형도.FIG. 10 is a waveform diagram illustrating the operation of the gate driving circuit of FIG. 7. FIG.
도 11은 도 7의 광원 구동회로와 광원들의 접속 구성을 보여주는 도면.FIG. 11 is a view showing a connection configuration of a light source driving circuit and light sources of FIG. 7; FIG.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 패널 스캔 방식을 이용하여 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 표시 데이터의 충전 시점에 동기시키는 것을 보여주는 도면.12 and 13 illustrate synchronizing light source turn-on times in light source blocks with charging time of display data using a panel scan method according to the present invention.
도 14 및 도 15는 트랜스포머 갯수 및 물리적인 광원 블럭수를 늘린 경우에 있어, 본 발명의 확장 예를 보여주는 도면.14 and 15 are views showing an extension example of the present invention when the number of transformers and the number of physical light source blocks are increased.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 액정표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러10 liquid
12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로12: data driving circuit 13: gate driving circuit
14 : 광원 제어회로 15 : 광원 구동회로14 light
16 : 백라이트 유닛16: backlight unit
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