KR20140121993A - 라이트 구동 장치 및 이를 구비한 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

라이트 구동 장치는 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부와, PWM 신호를 DC 전압으로 변환하는 전압 변환부와, DC 전압에 상응하는 전류를 생성하는 전류 생성부와, 전류에 의한 광을 생성하는 라이트 유닛을 포함한다.

Description

라이트 구동 장치 및 이를 구비한 액정 표시 장치{Light driving apparatus and aliquid crystal display device having the same}
실시예는 라이트 구동 장치에 관한 것이다.
실시예는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
박형화, 경량화 그리고 저 소비전력 등의 우수한 특성을 갖는 평판 표시 장치가 활발하게 연구, 개발 또는 양산되고 있다.
평판 표시 장치는 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치를 포함한다.
이 중에 액정 표시 장치는 모바일 기기, 네비게이션 기기, 카메라, 캠코더, 넷북, 노트북, 텔레비전, 전광판 등에 적용되고 있다.
액정 표시 장치는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 광을 생성하기 위한 라이트 유닛이 필요하다.
액정 표시 장치의 액정표시패널만으로는 콘트라스트 특성을 개선하는데 한계가 있다. 콘트라스트 특성을 개선하기 위해 영상에 따라 라이트 유닛의 휘도를 조절하는 라이트 디밍 제어 방법이 제안된 바 있다.
이러한 디밍 제어 방법은 프레임 영상에 따라 디밍 제어 신호가 생성되고, 이러한 디밍 신호를 바탕으로 PWM 신호가 생성되어 라이트 유닛가 구동된다.
PWM 신호는 주기적으로 온 신호와 오프 신호를 갖는 것으로서, 오프 신호시 전력 소모가 없으므로 소비 전력이 감소될 수 있다.
하지만, PWM 신호의 반복적인 온 신호와 오프 신호에 의해 플리커가 발생되는 문제가 있다.
아울러, PWM 신호가 온 신호와 오프 신호가 주기적으로 가변됨에 따라 리플(노이즈)가 발생되는 문제가 있다.
실시예는 플리커를 방지할 수 있는 라이트 구동 장치를 제공한다.
실시예는 리플을 방지할 수 있는 라이트 구동 장치를 제공한다.
실시예는 라이트 구동 장치를 구비한 액정 표시 장치를 제공한다.
실시예에 따르면, 라이트 구동 장치는, PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부; 상기 PWM 신호를 DC 전압으로 변환하는 전압 변환부; 상기 DC 전압에 상응하는 제1 전류를 생성하는 전류 생성부; 및 상기 제1 전류에 의한 광을 생성하는 라이트 유닛을 포함한다.
실시예에 따르면, 액정 표시 장치는, 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널; 상기 액정 표시 패널의 게이트 라인으로 게이트 신호를 공급하는 게이트 드라이버; 상기 액정 표시 패널의 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버; 및 상기 액정 표시 패널에 광을 조사하는 라이트 구동 장치를 포함한다.
실시예는 PWM 신호 대신에 일정한 DC 전압으로 광원을 구동하여 줌으로써, PWM 신호로 인한 플리커를 방지하여 줄 수 있다.
실시예는 일정한 DC 전압을 생성하여 주기 때문에, PWM 신호의 리플에 의한 휘도 불량을 방지하여 줄 수 있다.
실시예는 DC 전압에 의해 광을 생성할 수 있는 라이트 구동부에 의해 화질과 품질을 확실히 보증할 수 있는 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 라이트 구동부를 상세히 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 전압 변조부를 도시한 회로도이다.
도 4는 도 2의 전류 생성부를 도시한 회로도이다.
도 5a는 PWM 신호를 도시한 도면이다.
도 5b는 전압 변조 신호를 도시한 도면이다.
도 1은 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제어부(10), 게이트 드라이버(12), 데이터 드라이버(14), 액정 표시 패널(16)을 포함할 수 있다.
아울러, 실시예에 따른 액정 표시 장치는 라이트 구동부(20) 및 라이트 유닛(30)을 더 포함할 수 있다.
상기 게이트 드라이버(12)와 상기 데이터 드라이버(14)는 상기 액정 표시 패널(16)에 영상을 표시하도록 하여 줄 수 있다.
상기 라이트 구동부(20)와 상기 라이트 유닛(30)은 상기 액정 표시 패널(16)로 조사하기 위한 광을 생성하여 줄 수 있다.
상기 제어부(10)는 상기 게이트 드라이버(12), 상기 데이터 드라이버(14) 및 상기 라이트 구동부(20)를 제어하여 줄 수 있다.
상기 액정 표시 패널(16)은 하부 기판, 상부 기판 및 이들 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 하부 기판은 서로 교차하도록 배치된 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인, 게이트 라인과 데이터 라인과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 화소가 정의될 수 있고, 각 화소에 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 스토리지 캐패시터가 배치될 수 있다. 상기 화소 전극에 대응하는 공통 전극이 하부 기판 및 상부 기판 중 하나의 기판 상에 배치될 수 있다.
상기 라이트 유닛(30)은 직하형(direct-type) 라이트 유닛과 에지형(edge-type) 라이트 유닛을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
직하형 라이트 유닛은 바텀 커버 상에 다수의 광원이 배치되고, 광원 상에 광학 시트가 배치되는 구조를 가질 수 있다.
에지형 라이트 유닛은 바텀 커버 상에 도광판이 배치되고, 도판판의 측면 상에 적어도 하나 이상의 광원이 배치되며, 도광판 상에 광학 시트가 배치되는 구조를 가질 수 있다.
상기 직하형 라이트 유닛과 상기 에지형 라이트 유닛 모두 광을 광학 시트 측으로 반사시키기 위한 반사판을 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 광원은 냉음극관 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lam)나 외부 전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp)와 같은 램프와 반도체 발광 다이오드와 같은 발광 소자일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 발광 소자는 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자, 백색 발광 소자 및 자외선 발광 소자 중 하나 또는 둘 이상일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제어부(10)는 다수의 제어 신호를 생성하는 한편, 영상 신호를 상기 데이터 드라이버로 제공하여 줄 수 있다.
상기 제어부(10)는 예컨대, 게이트 제어 신호(GCS), 데이터 제어 신호(DCS), 디밍 제어 신호(DS) 및 극성 반전 신호(POL)를 생성하여 줄 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 게이트 제어 신호(GCS)는 상기 게이트 드라이버(12)를 제어하기 위한 신호이고, 상기 데이터 제어 신호(DCS)는 상기 데이터 드라이버(14)를 제어하기 위한 신호이며, 상기 디밍 제어 신호(DS)는 상기 라이트 구동부(20)를 제어하기 위한 신호일 수 있다.
상기 디밍 제어 신호(DS)는 프레임별 영상 신호를 분석하여 그 분석 결과를 바탕으로 생성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
또는 상기 디밍 제어 신호(DS)는 영상 신호의 블록 단위를 분석하여 그 분석 결과를 바탕으로 생성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 게이트 드라이버(12)는 상기 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 신호(Vg)를 생성하여 액정 표시 패널(16)의 각 게이트 라인에 순차적으로 제공하여 줄 수 있다.
상기 데이터 드라이버(14)는 상기 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 상기 제어부(10)로부터 제공된 영상 신호(RGB)를 아날로그 데이터 전압(Vd)으로 변환하여 상기 액정 표시 패널(16)의 각 데이터 라인으로 제공하여 줄 수 있다.
상기 라이트 구동부(20)는 상기 디밍 제어 신호(DS)를 바탕으로 라이트 유닛(30)을 구동하기 위한 구동 신호를 생성할 수 있다. 상기 구동 신호는 구동 전압이나 구동 전류일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 라이트 유닛(30)은 상기 구동 신호에 의해 발광될 수 있다. 상기 라이트 유닛(30)에서 생성된 광은 상기 액정 표시 패널(16)로 제공될 수 있다.
상기 화소 전극으로 인가된 데이터 전압(Vd)과 상기 공통 전극으로 인가된 공통 신호 사이의 전계에 의해 상기 액정층의 액정이 변위되어 상기 라이트 유닛(30)에서 생성된 광의 투과율이 조절되어 영상이 표시될 수 있다.
도 2는 도 1의 라이트 구동부를 상세히 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 라이트 구동부(20)는 PWM 생성부(22), 전압 변환부(24), 전류 생성부(26) 및 전류 변환부(28)를 포함할 수 있다.
상기 PWM 생성부(22)는 상기 제어부(10)로부터 제공된 디밍 제어 신호(DS)를 바탕으로 PWM 신호(PWM)를 생성할 수 있다. 상기 PWM 신호(PWM)는 주기적으로 온 신호와 오프 신호를 포함할 수 있다. 상기 오프 신호는 0V이거나 OV보다 큰 레벨을 갖는 전압일 수 있다. 상기 온 신호는 상기 오프 신호의 전압보다 큰 레벨을 갖는 전압일 수 있다.
상기 온 신호를 제1 레벨 신호로 명명하고 상기 오프 신호를 제2 레벨 신호로 명명할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 제1 레벨 신호는 제1 레벨의 전압을 가지고, 상기 제2 레벨 신호는 제2 레벨의 전압을 가질 수 있다. 상기 제1 레벨은 상기 제2 레벨보다 적어도 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
이하의 실시예에서는 오프 신호는 0V로 가정하고 설명하기로 한다.
상기 디밍 제어 신호(DS)에 의해 상기 PWM 신호(PWM)의 듀티비가 결정될 수 있다. 여기서, 듀티비란 도 5a에 도시한 바와 같이 상기 PWM 신호(PWM)의 전체 구간(T)에 대한 온 신호의 구간(t)의 비로 정의될 수 있다. 상기 듀티비가 작아질수록 휘도가 작아지고 듀티비가 커질수록 휘도가 증가될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 전압 변환부(24)는 도 3에 도시한 바와 같은 정류 회로를 포함할 수 있다.
상기 전압 변환부(24)는 상기 PWM 생성부(22)로부터 제공된 PWM 신호(PWM)를 일정한 레벨을 갖는 전압(이하 DC 전압이라 함)으로 변환하여 줄 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 전압 변환부(24)는 상기 PWM 신호(PWM)의 온 신호와 오프 신호를 평균화한 값을 갖는 DC 전압(DC)을 생성할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 3에 도시한 정류 회로는 저항기(R1)와 상기 저항기(R1)에 병렬로 연결된 캐패시터(C)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 저항기(R1)와 상기 캐패시터(C)에 의해 상기 PWM 신호(PWM)의 온 신호의 레벨은 낮아지고 오프 신호의 레벨은 높아지게 되어, 온 신호의 레벨과 오프 신호의 레벨의 평균값 또는 평균값에 근접한 DC 전압(DC)이 생성될 수 있다. 이러한 DC 전압(DC)이 정류 회로 즉 전압 변환부(24)로부터 출력될 수 있다.
상기 정류 회로에서 출력된 전압이 완전하게 일정한 레벨을 가지지 못할 수도 있다. 따라서, 보다 완전하게 일정한 레벨을 갖는 전압을 생성하여 주기 위해, 상기 전압 변환부(24)는 상기 정류 회로의 출력 단에 연결된 평활 회로를 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 상기 PWM 생성부(22)는 제어부(10)로부터 제공된 디밍 제어 신호(DCS))를 바탕으로 듀티비(t/T)를 갖는 온 신호와 오프 신호를 포함하는 PWM 신호(PWM)를 생성하여 줄 수 있다.
상기 전압 변환부(24)는 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 PWM 생성부(22)로부터의 PWM 신호(PWM)를 변환하여 일정한 레벨을 갖는 DC 전압(DC)을 생성할 수 있다.
상기 전류 생성부(26)는 도 4에 도시한 바와 같이, 트랜지스터(TFT)와 저항기(R2)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 트랜지스터(TFT)는 FET(Field Effect Transistor)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 트랜지스터(TFT)는 게이트 단자가 상기 전압 변환부(24)의 출력단에 연결되고, 소오스 단자가 저항기(R2)에 연결되며, 드레인 단자가 그라운드 접지될 수 있다.
상기 트랜지스터(TFT)는 상기 전압 변환부(24)의 출력단의 신호, 예컨대 DC 전압(DC)에 응답하여 상기 저항기(R2)에 전류(Ia)가 흐르게 하여 줄 수 있다. 즉, 상기 전압 변환부(24)로부터 제공된 DC 전압(DC)의 세기 또는 크기에 의해 상기 저항기(R2)에 흐르는 전류(Ia)의 값이 결정될 수 있다. 상기 DC 전압(DC)이 증가할수록 상기 전류(Ia)가 증가될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 저항기(R2)는 상기 트랜지스터(TFT)의 소오스 단자와 상기 전류 변환부(24) 사이에 배치되어, 상기 전압 변환부(24)의 DC 전압)DC)에 따른 전류(Ia)가 흐를 수 있다.
상기 전류(Ia)에 의해 상기 라이트 유닛(30)의 광원(32)이 발광될 수 있지만, 이러한 전류가 비교적 낮기 때문에 상기 광원(32)이 발광되기 어려울 수도 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해 상기 전류 변환부(28)가 제공될 수 있다. 상기 전류 변환부(26)는 이와 같이 비교적 낮은 전류(Ia)를 이보다 더 높은 전류(Ib)로 변환하여 주는 전류 증폭기로서의 기능을 가질 수 있다. 즉, 상기 전류 변환부(28)는 상기 전류 생성부(26)에 전류(Ia)를 미리 설정된 이득(gain)만큼 증폭시킨 전류(Ib)로 변환하여 이 전류(Ib)가 상기 라이트 유닛(30)의 광원(32)에 흐르게 하여 줄 수 있다.
예컨대, 상기 전류 변환부(28)의 이득 값이 5이고 상기 전류 생성부(26)의 전류(Ia) 값이 1mA인 경우, 상기 전류 변환부(28)는 1mA*5=5mA의 전류(Ib) 값이 상기 라이트 유닛(30)의 광원(32)에 흐르게 하여 줄 수 있다. 따라서, 상기 광원(32)은 5mA의 전류(Ib)에 상응하는 휘도의 광을 생성할 수 있다.
10: 제어부
12: 게이트 드라이버
14: 데이터 드라이버
16: 액정 표시 패널
20: 라이트 구동부
22: PWM 생성부
24: 전압 변환부
26: 전류 생성부
28: 전류 변환부
30: 라이트 유닛
32: 광원
R1, R2: 저항기
C: 캐패시터
TFT: 트랜지스터

Claims (11)

  1. PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부;
    상기 PWM 신호를 DC 전압으로 변환하는 전압 변환부;
    상기 DC 전압에 상응하는 제1 전류를 생성하는 전류 생성부; 및
    상기 제1 전류에 의한 광을 생성하는 라이트 유닛을 포함하는 라이트 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류를 제2 전류로 변환하는 전류 변환부를 더 포함하는 라이트 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전류 변환부는 전류 증폭기인 라이트 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전류는 상기 제1 전류보다 큰 값인 라이트 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PWM 신호는 디밍 제어 신호에 의해 생성되는 라이트 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 DC 전압은 일정한 레벨을 갖는 라이트 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 DC 전압은 상기 PWM 신호의 온 신호와 오프 신호의 평균값을 갖는 라이트 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전압 변환부는,
    상기 PWM 신호는 평균화하여 DC 전압을 생성하는 정류 회로를 포함하는 라이트 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정류 회로의 출력단에 연결된 평활 회로를 더 포함하는 라이트 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전류 생성부는 전압을 전류로 변환하는 트랜지스터를 포함하는 라이트 구동 장치.
  11. 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널;
    상기 액정 표시 패널의 게이트 라인으로 게이트 신호를 공급하는 게이트 드라이버;
    상기 액정 표시 패널의 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버; 및
    상기 액정 표시 패널에 광을 조사하는 제1항 내지 제10항 중 어느 하나에 의한 라이트 구동 장치를 포함하는 액정 표시 장치.
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