KR20120134908A - 스마트 tv용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법 - Google Patents

스마트 tv용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시되는 영상의 특성에 알맞게 백 라이트 유닛에서 조사되는 광의 휘도가 조절되도록 함으로써 전체적인 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 액정패널; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버; 상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버; 외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 게이트 및 데이터 제어신호를 생성하여 상기 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 외부 시스템으로부터 공급된 그래픽 모드신호에 응답하거나 또는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 정렬된 영상 데이터를 분석한 분석 결과에 응답하여 백 라이트 유닛의 광 휘도를 제어하는 영상 분석부를 구비하고, 상기 백 라이트 유닛은 상기 영상 분석부로부터의 입력되는 휘도 제어신호에 응답하여 적어도 한 프레임 기간단위로 광 휘도를 가변시켜 상기 액정패널로 조사하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법{DRIVING CIRCUIT OF LIQUID CRYSTAL DEVICE FOR A SMART TV AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로 특히, 표시되는 영상의 특성에 알맞게 백 라이트 유닛에서 조사되는 광의 휘도가 조절되도록 함으로써 전체적인 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
최근 디지털 콘텐츠들을 다양하게 접하기 위한 수단으로 다양한 형태의 영상 표시장치들이 대두되고 있다. 가장 일반적으로 사용되는 영상 표시장치들은 평판형 표시장치들로 예를 들면, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등이 주요 이용되고 있다. 이 중 액정 표시장치는 표시패널에 배열된 복수의 화소들을 통해 각 화소들의 광 투과율을 조절함으로써 영상을 표시하게 된다.
이 중 액정 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정 셀을 구비한 액정패널에 의해 백 라이트 유닛(Back Light Unit)에서 공급되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 구체적으로, 액정 표시장치는 영상 데이터 신호에 따라 액정 층에 전계를 형성하여 액정 층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
최근에는 디지털 콘텐츠들을 다양하게 접하기 위한 수단들이 TV와 접목된 스마트 TV에도 액정 표시장치가 적용되고 있는데, 이와 같이 스마트 TV에 액정 표시장치가 적용되면서 기존의 동영상들만이 아닌 더욱 다양한 영상들이 표시되게 되었다.
종래의 TV들은 주로 동영상 위주로 화면들을 표시하였기 때문에 TV용 액정 표시장치에 구비된 백 라이트 유닛들은 영상을 표시하는 기간 동안 계속해서 최대한의 고휘도 광을 액정패널들로 조사했어야 했다. 따라서, TV용 액정 표시장치들은 소비전력이 매우 클 수밖에 없었다.
하지만, 스마트 TV로 액정표시장치가 적용되는 경우에는 동영상뿐만 아니라 인터넷 화면이나 어플리케이션 프로그램 등의 다양한 형태의 정지 영상들이 연속적으로 표시될 수 있기 때문에 백 라이트 유닛 또한 고휘도의 광만을 계속해서 조사할 필요가 없게 된다. 따라서, 스마트 TV에 적용되는 액정표시장치 특히, 백 라이트 유닛의 소비전력 감소 방안이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 표시되는 영상의 특성에 알맞게 백 라이트 유닛에서 조사되는 광의 휘도가 조절되도록 함으로써 전체적인 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 TV용 액정 표시장치는 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 액정패널; 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버; 상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버; 외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 게이트 및 데이터 제어신호를 생성하여 상기 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 외부 시스템으로부터 공급된 그래픽 모드신호에 응답하거나 또는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 정렬된 영상 데이터를 분석한 분석 결과에 응답하여 백 라이트 유닛의 광 휘도를 제어하는 영상 분석부를 구비하고, 상기 백 라이트 유닛은 상기 영상 분석부로부터의 입력되는 휘도 제어신호에 응답하여 적어도 한 프레임 기간단위로 광 휘도를 가변시켜 상기 액정패널로 조사하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상 분석부는 상기의 그래픽 모드 신호가 정지영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 정지 영상으로 분석되면 진폭 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 생성하여 적어도 한 프래임 단위로 상기 백 라이트 유닛으로 공급하고, 상기의 그래픽 모드 신호가 동영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 동영상으로 분석되면 디밍 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 상기 백 라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트 유닛은 상기 영상 분석부로부터 입력되는 휘도 제어신호가 상기의 진폭 제어신호를 포함하면 진폭 변조 신호를 생성 및 출력하고, 상기 휘도 제어신호가 상기 디밍 제어신호를 포함하면 펄스 폭 변조 신호를 생성 및 출력하는 인버터 제어부, 상기의 진폭 변조 신호 또는 상기의 펄스 폭 변조 신호에 각각 응답하여 진폭이나 펄스 폭이 각각 변조된 직류 또는 교류 형태의 구동신호를 생성 및 출력하는 인버터; 및 복수의 광원과 각 광원으로부터 입사되는 광의 효율을 향상시키는 광학부를 구비하여 상기 인버터로부터 입력되는 구동신호에 따라 광을 발생하는 백 라이트를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 인버터 제어부는 상기 진폭 변조 신호 생성시 그 듀티 비를 매 프레임 단위의 100%로 고정하여 출력하고, 상기 펄스 폭 변조 신호의 생성시에는 상기 정렬된 영상 데이터의 밝기 특성에 따라 30%보다 크고 100% 보다 작은 범위의 어느 한 듀티 비를 갖도록 출력하며, 상기 진폭 변조 신호의 진폭은 상기 펄스 폭 변조 신호보다 더 작은 폭을 갖도록 생성된 것을 특징으로 한다.
상기 인버터는 상기 펄스 폭 변조신호가 입력되면 입력된 펄스 폭 변조 신호의 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 전압 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하고, 상기 진폭 변조 신호가 입력되면 입력된 진폭 변조 신호의 100% 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하며, 상기 진폭 변조 신호는 상기 펄스 폭 변조 신호 보다 더 낮은 전압 레벨로 생성되어 상기 진폭 변조 신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨은 상기 펄스 폭 변조신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨보다 더 작은 레벨로 생성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법은 액정패널과 상기 액정패널을 구동하기 위한 게이트 및 데이터 드라이버 및 상기 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법에 있어서, 외부 시스템으로부터 공급된 그래픽 모드신호에 응답하거나 또는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 정렬된 영상 데이터를 분석한 분석 결과에 응답하여 백 라이트 유닛의 광 휘도를 제어하는 단계, 상기 영상 분석부로부터의 입력되는 휘도 제어신호에 응답하여 적어도 한 프레임 기간단위로 광 휘도를 가변시켜 상기 액정패널로 조사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트 유닛의 광 휘도를 제어하는 단계는 상기의 그래픽 모드 신호가 정지영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 정지 영상으로 분석되면 진폭 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 생성하여 적어도 한 프래임 단위로 상기 백 라이트 유닛으로 공급하고, 상기의 그래픽 모드 신호가 동영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 동영상으로 분석되면 디밍 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 상기 백 라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정패널로 광을 조사하는 단계는 상기 휘도 제어신호가 상기의 진폭 제어신호를 포함하면 진폭 변조 신호를 생성 및 출력하고, 상기 휘도 제어신호가 상기 디밍 제어신호를 포함하면 펄스 폭 변조 신호를 생성 및 출력하는 단계, 상기의 진폭 변조 신호 또는 상기의 펄스 폭 변조 신호에 각각 응답하여 진폭이나 펄스 폭이 각각 변조된 직류 또는 교류 형태의 구동신호를 생성 및 출력하는 단계; 및 상기의 직류 또는 교류 구동신호에 따라 광을 발생하여 상기 액정패널로 광을 조사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 펄스 폭 변조 신호를 생성 및 출력하는 단계는 상기 진폭 변조 신호 생성시 그 듀티 비를 매 프레임 단위의 100%로 고정하여 출력하고, 상기 펄스 폭 변조 신호의 생성시에는 상기 정렬된 영상 데이터의 밝기 특성에 따라 30%보다 크고 100% 보다 작은 범위의 어느 한 듀티 비를 갖도록 출력하며, 상기 진폭 변조 신호의 진폭은 상기 펄스 폭 변조 신호보다 더 작은 폭을 갖도록 생성된 것을 특징으로 한다.
상기 직류 또는 교류 구동신호에 따라 광을 발생하는 단계는 상기 펄스 폭 변조신호가 입력되면 입력된 펄스 폭 변조 신호의 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 전압 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하고, 상기 진폭 변조 신호가 입력되면 입력된 진폭 변조 신호의 100% 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하며, 상기 진폭 변조 신호는 상기 펄스 폭 변조 신호 보다 더 낮은 전압 레벨로 생성되어 상기 진폭 변조 신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨은 상기 펄스 폭 변조신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨보다 더 작은 레벨로 생성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법은 표시되는 영상의 특성에 알맞게 백 라이트 유닛에서 조사되는 광의 휘도가 조절되도록 함으로써 전체적인 소비전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 영상 분석부로부터 출력되는 휘도 제어신호를 영상 표시 모드별로 나타낸 도면.
도 3은 동영상 모드에서 입출력되는 백 라이트 유닛의 구동 신호들을 나타낸 파형도.
도 4는 정지 영상 모드에서 입출력되는 백 라이트 유닛의 구동 신호들을 나타낸 파형도.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치는 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 액정패널(2); 액정패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(4); 액정패널(2)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(6); 외부로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급함과 아울러 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,GCS)를 생성하여 게이트 및 데이터 드라이버(6,4)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8); 및 외부 시스템으로부터 공급된 그래픽 모드신호(DM,SM)에 응답하거나 또는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 정렬된 영상 데이터(MData)를 분석한 분석 결과에 응답하여 백 라이트 유닛(18)의 광 휘도를 제어하는 영상 분석부(11)를 구비한다. 여기서 백 라이트 유닛(18)은 영상 분석부(11)로부터의 입력되는 휘도 제어신호에 응답하여 적어도 한 프레임 기간단위로 광 휘도를 가변시켜 상기 액정 패널(2)로 조사한다.
액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 및 TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소전극, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 영상신호를 화소전극에 공급한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 영상신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고, 액정 커패시터(Clc)에는 스토리지 커패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.
게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호에 응답하여 순차적으로 스캔펄스를 발생하고, 이를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 다시 말하여, 게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 GSP를 GSC에 따라 쉬프트 시켜서 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스 예를 들어, 게이트 온 전압을 순차적으로 공급한다. 그리고, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압이 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 여기서, 게이트 드라이버(6)는 스캔펄스의 펄스 폭을 GOE 신호에 따라 제어한다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 예를 들어, 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock), 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호 등을 이용하여, 타이밍 컨트롤러(8)로부터 정렬된 데이터(Data)를 아날로그 전압 즉, 영상신호로 변환한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(4)는 SSC에 따라 타이밍 컨트롤러(8)를 통해 감마 변환되어 정렬된 데이터(Data)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인 분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(4)는 정렬된 데이터(Data)의 계조 값에 따라 소정 레벨을 가지는 정극성 또는 부극성의 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 영상신호로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(8)는 외부 시스템 예를 들어, TV 시스템이나 비디오카드 등으로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 그리고, 외부로부터 입력되는 동기신호 즉, 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync,Vsync) 중 적어도 하나를 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS)를 생성하고, 이를 게이트 및 데이터 드라이버(6,4)에 각각 공급함으로써 게이트 및 데이터 드라이버(6,4)를 제어한다.
영상 분석부(11)는 외부 시스템으로부터 공급된 그래픽 모드 신호(DM,SM) 예를 들어, 인터넷 화면이나 어플리케이션 프로그램 화면 등의 정지영상 모드 신호(SM) 또는 영화나 TV 프로그램 화면 등의 동영상 모드 신호(DM)에 각각 응답하여 백 라이트 유닛(18)의 광 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어신호(Dim,Aim)를 생성할 수 있다. 이때 생성된 휘도 제어신호(Dim,Aim)는 백 라이트 유닛(18)으로 공급한다.
한편으로, 영상 분석부(11)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 정렬된 영상 데이터(MData)를 공급받아 공급받은 정렬된 영상 데이터(MData) 분석함으로써, 현재 표시되는 영상이 인터넷 화면이나 어플리케이션 프로그램 화면 등의 정지 영상인지, 영화나 TV 프로그램 화면 등의 동영상인지를 분석할 수 있다. 그리고 분석 결과에 따라 백 라이트 유닛(18)의 광 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어신호(Dim,Aim)를 생성하고 이를, 백 라이트 유닛(18)으로 공급할 수 있다. 구체적으로, 영상 분석부(11)는 적어도 한 프레임 단위로 정렬된 영상 데이터(MData)를 저장하고, 이를 적어도 한 프레임 단위로 서로 비교함으로써 동일 프레임 수를 카운트하여 현재 표시되는 영상들이 정지 영상인지 동영상인지 적어도 한 프레임 단위로 분석하게 된다. 그리고 분석 결과에 따라 휘도 제어신호(Dim,Aim)를 생성한다. 여기서, 휘도 제어신호(Dim,Aim)는 백 라이트 유닛의 광 생성 방법을 제어함으로써 발생되는 광의 휘도를 조절하기 위한 제어신호이다. 휘도 제어신호(Dim,Aim)에는 디밍 제어신호(Dimming Control Signal)가 포함되거나 또는 진폭 제어신호(Amplitude Control Signal)가 포함될 수 있다.
도 2는 도 1의 영상 분석부로부터 출력되는 휘도 제어신호를 영상 표시 모드별로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 영상 분석부(11)는 상기의 그래픽 모드 신호(DM,SM)가 정지영상 모드 신호(SM)로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터(MData)의 분석 결과가 정지 영상으로 분석된 경우(Static Mode)에는 진폭 제어신호가 포함된 휘도 제어신호(Aim)를 적어도 한 프래임 단위로 상기 백 라이트 유닛(18)으로 공급한다.
그리고 상기의 그래픽 모드 신호가 동영상 모드 신호(DM)로 입력되거나 정렬된 영상 데이터(MData)의 분석 결과가 동영상으로 분석된 경우(Dynamic Mode)에는 디밍 제어신호가 포함된 휘도 제어신호(Dim)를 백 라이트 유닛(18)으로 공급한다.
도 2와 같이, 휘도 제어신호(Dim)에는 진폭 제어신호나 펄스 폭 제어신호 외에도 어드레스와 액정패널(2) 사이즈 등이 더 포함될 수 있으며, 영상의 표시 모드에 따라 진폭 제어신호나 펄스 폭 제어신호들이 포함된다.
백 라이트 유닛(18)은 영상 분석부(11)로부터의 입력되는 휘도 제어신호(Dim,Aim)에 응답하여 적어도 한 프레임 기간단위로 광 휘도를 가변시켜 액정 패널(2)로 조사한다. 백 라이트 유닛(18)은 영상 분석부(11)로부터 입력되는 휘도 제어신호(Dim,Aim)에 응답하여 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation)신호나 진폭 변조(PAM; Amplitude Modulation)를 각각 생성한다. 그리고 PWM 신호나 PAM 신호에 대응하여 광을 발생하게 된다.
좀 더 구체적으로, 도 1에 도시된 백 라이트 유닛(18)은 영상 분석부(11)로부터 입력되는 휘도 제어신호(Dim,Aim)가 진폭 제어신호를 포함하면 진폭 변조(PAM)신호를 생성 및 출력하고, 휘도 제어신호(Dim,Aim)가 디밍 제어신호를 포함하면 펄스 폭 변조(PWM)신호를 생성 및 출력하는 인버터 제어부(14), 진폭 변조(PAM)신호 또는 펄스 폭 변조(PWM)신호에 응답하여 진폭이나 펄스 폭이 각각 변조된 직류 또는 교류(AC/DC) 형태의 구동신호(ADS)를 생성 및 출력하는 인버터(16); 및 복수의 광원과 각 광원으로부터 입사되는 광의 효율을 향상시키는 광학부를 구비하여 상기 인버터(16)로부터 입력되는 구동신호(ADS)에 따라 광을 발생하는 백 라이트(12)를 구비한다.
도 3은 동영상 모드에서 입출력되는 백 라이트 유닛의 구동 신호들을 나타낸 파형도이며, 도 4는 정지 영상 모드에서 입출력되는 백 라이트 유닛의 구동 신호들을 나타낸 파형도이다.
도 1과 함께 도 3 및 도 4를 각각 참조하여 백 라이트 유닛의 구동방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 인버터 제어부(14)는 도시되지 않은 인버터 제어 IC와 스위칭 회로들을 구비하여, 영상 분석부(11)로부터 입력되는 휘도 제어신호(Dim,Aim)에 따라 진폭 변조(PAM) 신호 또는 펄스 폭 변조(PWM)신호를 생성 및 출력한다.
좀 더 구체적으로, 인버터 제어부(14)는 상기 영상 분석부(11)로부터 입력되는 휘도 제어신호(Dim,Aim)가 진폭 제어신호를 포함하면, 도 4로 도시한 바와 같이 진폭 변조(PAM)신호를 생성 및 출력한다. 그리고, 휘도 제어신호(Dim,Aim)가 디밍 제어신호를 포함하면, 도 3과 같이 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성 및 출력한다. 여기서,
인버터 제어부(14)는진폭 변조(PAM) 신호 생성시 그 듀티 비(Duty Ratio)를 매 프레임 단위의 100%로 고정하여 출력하고, 펄스 폭 변조(PWM)신호의 생성시에는 상기 정렬된 영상 데이터(MData)의 밝기 특성에 따라 30%보다 크고 100% 보다 작은 범위의 어느 한 듀티 비(Duty Ratio)를 갖도록 출력한다. 여기서, 진폭 변조(PAM) 신호의 진폭은 상기 펄스 폭 변조(PWM) 신호보다 더 작은 폭을 갖도록 생성될 수 있다. 한편으로, 펄스 폭 변조(PWM)신호의 생성시에는 영상 분석부(11)에서 분석된 정렬된 영상 데이터(MData)의 밝기 특성에 따라 어두운 영상일수록 그 듀티 비가 작고 밝은 영상일수록 듀티비 가 크게 설정될 수 있다.
인버터(16)는 상기의 진폭 변조(PAM)신호 또는 상기의 펄스 폭 변조(PWM)신호에 응답하여 복수의 램프들을 구동하기 위한 직류 또는 교류의 구동신호(DC/AC_ADS)를 각각 생성하게 되는데 이때, 인버터(16)는 진폭 변조(PAM)신호 또는 상기의 펄스 폭 변조(PWM)신호에 따라 진폭이나 펄스 폭이 각각 변조된 구동신호(ADS)들을 생성한다.
구체적으로, 인버터(16)는 도 3으로 도시한 바와 같이, 펄스 폭 변조(PWM)신호가 입력되면 입력된 펄스 폭 변조(PWM)신호의 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 전압 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호(DC/AC_ADS)를 각각 생성한다. 그리고, 도 4로 도시한 바와 같이, 진폭 변조(PAM)신호가 입력되면 입력된 진폭 변조(PAM)신호의 100%에 각각 대응하도록 미리 설정된 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호(DC/AC_ADS)를 각각 생성한다. 이때, 진폭 변조 신호는 상기 펄스 폭 변조 신호 보다 더 낮은 전압 레벨로 생성되어, 진폭 변조(PAM)신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호(DC/AC_ADS)의 전압 레벨(예를 들어, 30mA)은 펄스 폭 변조(PWM)신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호(DC/AC_ADS)의 전압 레벨(예를 들어, 65mA)보다 더 작은 레벨로 생성된다. 따라서, 정지 영상을 표시하는 경우에는 램프들의 구동신호 전압 레벨을 낮게 설정하여 동영상 표시 모드에서 보다 소비 전력을 감소시킬 수 있게 된다.
백 라이트(12)는 복수의 광원 및 각 광원으로부터 입사되는 광의 효율을 향상시키는 광학부를 구비하여 인버터(16)로부터의 직류 또는 교류의 구동신호(AC/DC_ADS)에 따라 광을 발생하게 된다. 여기서, 복수의 광원으로는 복수의 형광 램프가 이용될 수도 있으나 현재는 주로 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 이용된다. 이러한, 광원들은 인버터(16)로부터의 교류 구동신호(AC_ADS) 또는 직류 구동신호(DC_ADS)에 의해 구동되어 광을 발생한다. 백 라이트(12)는 복수의 광원들을 상기의 직류 또는 교류의 각 구동신호(DC/AC_ADS)에 따라 동시 또는 순차적으로 온/오프시켜서 광을 발생하게 된다. 아울러, 광학부는 광원으로부터의 입사광을 확산 및 집광시켜 광 효율을 향상시키게 된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법은 표시되는 영상의 특성 즉, 동영상이나 정지 영상 특성에 따라 실시간으로 백 라이트 유닛에서 조사되는 광의 휘도가 조절되도록 한다. 특히 영화나 TV 영상 등의 동영상을 표시하는 경우보다 인터넷 표시화면이나 어플리케이션 프로그램 화면 등의 정지 화면을 표시하는 경우에는 백 라이트 유닛(18)의 소비 전력을 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 액정패널;
    상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버;
    상기 액정패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버;
    외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 게이트 및 데이터 제어신호를 생성하여 상기 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및
    외부 시스템으로부터 공급된 그래픽 모드신호에 응답하거나 또는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 정렬된 영상 데이터를 분석한 분석 결과에 응답하여 백 라이트 유닛의 광 휘도를 제어하는 영상 분석부를 구비하고,
    상기 백 라이트 유닛은 상기 영상 분석부로부터의 입력되는 휘도 제어신호에 응답하여 적어도 한 프레임 기간단위로 광 휘도를 가변시켜 상기 액정패널로 조사하는 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는
    상기의 그래픽 모드 신호가 정지영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 정지 영상으로 분석되면 진폭 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 생성하여 적어도 한 프래임 단위로 상기 백 라이트 유닛으로 공급하고,
    상기의 그래픽 모드 신호가 동영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 동영상으로 분석되면 디밍 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 상기 백 라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 백 라이트 유닛은
    상기 영상 분석부로부터 입력되는 휘도 제어신호가 상기의 진폭 제어신호를 포함하면 진폭 변조 신호를 생성 및 출력하고, 상기 휘도 제어신호가 상기 디밍 제어신호를 포함하면 펄스 폭 변조 신호를 생성 및 출력하는 인버터 제어부,
    상기의 진폭 변조 신호 또는 상기의 펄스 폭 변조 신호에 각각 응답하여 진폭이나 펄스 폭이 각각 변조된 직류 또는 교류 형태의 구동신호를 생성 및 출력하는 인버터; 및
    복수의 광원과 각 광원으로부터 입사되는 광의 효율을 향상시키는 광학부를 구비하여 상기 인버터로부터 입력되는 구동신호에 따라 광을 발생하는 백 라이트를 구비한 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는
    상기 진폭 변조 신호 생성시 그 듀티 비를 매 프레임 단위의 100%로 고정하여 출력하고, 상기 펄스 폭 변조 신호의 생성시에는 상기 정렬된 영상 데이터의 밝기 특성에 따라 30%보다 크고 100% 보다 작은 범위의 어느 한 듀티 비를 갖도록 출력하며,
    상기 진폭 변조 신호의 진폭은 상기 펄스 폭 변조 신호보다 더 작은 폭을 갖도록 생성된 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인버터는
    상기 펄스 폭 변조신호가 입력되면 입력된 펄스 폭 변조 신호의 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 전압 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하고,
    상기 진폭 변조 신호가 입력되면 입력된 진폭 변조 신호의 100% 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하며,
    상기 진폭 변조 신호는 상기 펄스 폭 변조 신호 보다 더 낮은 전압 레벨로 생성되어 상기 진폭 변조 신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨은 상기 펄스 폭 변조신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨보다 더 작은 레벨로 생성된 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 액정패널과 상기 액정패널을 구동하기 위한 게이트 및 데이터 드라이버 및 상기 게이트 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법에 있어서,
    외부 시스템으로부터 공급된 그래픽 모드신호에 응답하거나 또는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 정렬된 영상 데이터를 분석한 분석 결과에 응답하여 백 라이트 유닛의 광 휘도를 제어하는 단계,
    상기 영상 분석부로부터의 입력되는 휘도 제어신호에 응답하여 적어도 한 프레임 기간단위로 광 휘도를 가변시켜 상기 액정패널로 조사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백 라이트 유닛의 광 휘도를 제어하는 단계는
    상기의 그래픽 모드 신호가 정지영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 정지 영상으로 분석되면 진폭 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 생성하여 적어도 한 프래임 단위로 상기 백 라이트 유닛으로 공급하고,
    상기의 그래픽 모드 신호가 동영상 모드 신호로 입력되거나 상기 정렬된 영상 데이터의 분석 결과가 동영상으로 분석되면 디밍 제어신호가 포함된 휘도 제어신호를 상기 백 라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액정패널로 광을 조사하는 단계는
    상기 휘도 제어신호가 상기의 진폭 제어신호를 포함하면 진폭 변조 신호를 생성 및 출력하고, 상기 휘도 제어신호가 상기 디밍 제어신호를 포함하면 펄스 폭 변조 신호를 생성 및 출력하는 단계,
    상기의 진폭 변조 신호 또는 상기의 펄스 폭 변조 신호에 각각 응답하여 진폭이나 펄스 폭이 각각 변조된 직류 또는 교류 형태의 구동신호를 생성 및 출력하는 단계; 및
    상기의 직류 또는 교류 구동신호에 따라 광을 발생하여 상기 액정패널로 광을 조사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 신호를 생성 및 출력하는 단계는
    상기 진폭 변조 신호 생성시 그 듀티 비를 매 프레임 단위의 100%로 고정하여 출력하고, 상기 펄스 폭 변조 신호의 생성시에는 상기 정렬된 영상 데이터의 밝기 특성에 따라 30%보다 크고 100% 보다 작은 범위의 어느 한 듀티 비를 갖도록 출력하며,
    상기 진폭 변조 신호의 진폭은 상기 펄스 폭 변조 신호보다 더 작은 폭을 갖도록 생성된 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 직류 또는 교류 구동신호에 따라 광을 발생하는 단계는
    상기 펄스 폭 변조신호가 입력되면 입력된 펄스 폭 변조 신호의 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 전압 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하고,
    상기 진폭 변조 신호가 입력되면 입력된 진폭 변조 신호의 100% 듀티 비에 각각 대응하도록 미리 설정된 레벨의 직류 또는 교류의 구동신호를 각각 생성하며,
    상기 진폭 변조 신호는 상기 펄스 폭 변조 신호 보다 더 낮은 전압 레벨로 생성되어 상기 진폭 변조 신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨은 상기 펄스 폭 변조신호에 따라 생성된 직류 또는 교류의 구동신호의 전압 레벨보다 더 작은 레벨로 생성된 것을 특징으로 하는 스마트 TV용 액정 표시장치의 구동방법.
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