KR101318755B1

KR101318755B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101318755B1
Application number: KR1020080129566A
Authority: KR
Inventors: 김의태; 박준영; 최용우; 김기덕
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2013-10-16
Also published as: US8279245B2; US20100156965A1; KR20100070836A

Abstract

본 발명은 저소비전력에서 인테리어 기능을 수행할 수 있는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 액정패널; 패널 구동회로; 타이밍 콘트롤러; 셀프 스크린 구동을 위해 입력되는 내부 영상신호의 밝기에 따라 결정되는 데이터 스트레칭 커브를 이용하여 상기 내부 영상신호를 변조하는 데이터 스트레칭부; 상기 변조된 내부 영상신호가 저장되는 내부 메모리; 노멀 구동에 비해 낮은 디밍비를 갖는 디밍신호를 발생하여 상기 백라이트 유닛의 휘도를 낮추고, 내부 타이밍신호를 생성하여 상기 변조된 내부 영상신호를 독출하는 셀프 스크린 구동 제어기; 상기 노멀 구동을 위한 외부 영상신호 및 외부 타이밍신호를 발생하는 스케일러부; 모드 선택신호에 응답하여 상기 셀프 스크린 구동 제어기의 출력 및 상기 스케일러부의 출력 중 어느 하나를 상기 타이밍 콘트롤러에 공급하는 선택부; 내부 전원회로; 외부 전원회로; 및 상기 셀프 스크린 구동시, 상기 스케일러부에 공급되는 상기 외부 전원회로의 출력을 차단하는 마이콤을 구비한다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 저소비전력으로 인테리어 기능을 수행할 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오 신호에 대응하여 액정층에 인가되는 전계를 통해 액정층의 광투과율을 제어함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저 소비전력의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다.

액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.

도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 비디오 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여, 데이터전압을 액정셀(Clc)에 충전시킨다. 이를 위해, TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst1)의 일측 전극에 접속된다. 액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 스토리지 캐패시터(Cst1)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조한다.

통상, LCD TV와 같은 액정표시장치는 액정패널, 백라이트 유닛, 구동회로들 및 제어부를 구비하는 액정모듈과, 스케일러 및 파워 유닛을 구비하는 시스템모듈로 이루어진다.

액정패널에는 도 1과 같은 화소들이 형성된다. 백라이트 유닛은 크게 직하형 방식과 에지(edge)형 방식으로 대별된다. 에지형 방식은 평판 외곽에 광원을 배치하고 투명한 도광판을 이용하여 광원으로부터의 빛을 액정패널 전면(全面)으로 입사시킨다. 직하형 방식은 액정패널의 배면(背面)에 광원을 배치하여 액정패널의 전면(全面)을 직접 조광하는 방식으로 에지형 방식과 비교하여 여러 개의 광원을 배치하여 휘도를 높일 수 있고, 발광면을 넓게 할 수 있는 장점이 있다. 큰 화면의 액정패널이 요구되는 LCD TV와 같은 경우에는 일반적으로 직하형 방식의 백라이트 유닛이 채용된다. 구동회로들에는 게이트 구동회로, 데이터 구동회로 및 백라이트 구동회로등이 포함되고, 제어부에는 타이밍 콘트롤러등이 포함된다.

스케일러는 외부로부터 입력되는 영상을 액정모듈에 표시되기에 적합하도록 이미지처리함과 아울러 입력 영상에 동기되는 동기신호들을 생성한다. 파워 유닛은 액정모듈, 스케일러, 및 음향장치를 구동시키기 위한 구동전원을 포함하여 액정표시장치의 전반적인 구동을 위한 구동전원을 발생한다.

그런데, 이와 같은 종래 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 대면적화의 최근 추세에 따라 액정표시장치에 대한 인테리어 요구가 증가하고 있다. 그러나, 도 2와 같이 리모콘으로부터 입력신호를 받는 입력단 이외의 모든 전원이 차단되는 종래 액정표시장치의 스탠바이 모드(Standby Mode)에서는 영상표시가 불가능하여 인터리어 기능으로의 수행이 실질적으로 어렵다. 상기 대형화 추세인 점을 감안할 때 비 시청시 거의 한쪽 벽면을 무덤덤한 검은색의 흉한 모습으로 채우는 것은 시감적으로 실내환경을 저해하고 답답한 느낌을 주어 심미적인 관점에서 불리하다.

둘째, 고정세화, 대면적화의 경향에 따라 액정표시장치에서 소비되는 소비전력이 매우 증가하고 있는 실정에 비추어 보건 데, 인테리어 기능을 구현하기 위해 도 3과 같이 액정표시장치를 노멀 구동 모드로 장시간 계속해서 구동시키기에는 소 비전력에 있어서 큰 부담이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 저소비전력에서 인테리어 기능을 수행할 수 있도록 한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널; 상기 액정패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 상기 액정패널의 신호 라인들을 구동시키는 패널 구동회로; 입력되는 영상신호를 상기 패널 구동회로에 공급함과 아울러 상기 패널 구동회로의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러; 셀프 스크린 구동을 위해 입력되는 내부 영상신호의 밝기에 따라 결정되는 데이터 스트레칭 커브를 이용하여 상기 내부 영상신호를 변조하는 데이터 스트레칭부; 상기 변조된 내부 영상신호가 저장되는 내부 메모리; 노멀 구동에 비해 낮은 디밍비를 갖는 디밍신호를 발생하여 상기 백라이트 유닛의 휘도를 낮추고, 내부 타이밍신호를 생성하여 상기 변조된 내부 영상신호를 독출하는 셀프 스크린 구동 제어기; 상기 노멀 구동을 위한 외부 영상신호 및 외부 타이밍신호를 발생하는 스케일러부; 모드 선택신호에 응답하여 상기 셀프 스크린 구동 제어기의 출력 및 상기 스케일러부의 출력 중 어느 하나를 상기 타이밍 콘트롤러에 공급하는 선택부; 상기 패널 구동회로, 상기 타이밍 콘트롤러 및 상기 셀프 스크린 구동 제어기의 구동에 필요한 구동전압들을 발생하는 내부 전원회로; 상기 내부 전원회로에 입력되는 전원을 발 생하고 상기 스케일러부를 구성하는 회로들의 전원을 발생하는 외부 전원회로; 및 상기 셀프 스크린 구동시, 상기 스케일러부에 공급되는 상기 외부 전원회로의 출력을 차단하는 마이콤을 구비한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 최소한의 소비전력으로 이미지 영상을 디스플레이함으로써 TV 시청(노멀 구동)을 하지 않을 때에도 실내 인테리어에 기여할 수 있어, 초절전 인테리어 기능을 겸비한 TV를 구현할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 액정표시장치는 이미지 영상의 밝기에 따라 결정되는 데이터 스트레칭 커브를 이용하여 이미지 영상을 변조함으로써 셀프 스크린 구동시에 백라이트의 밝기 감소에 따른 계조 뭉침 현상을 방지함과 아울러 이미지 영상의 평균 휘도를 증대시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 따른 액정표시장치는 터치 센서를 포함하여 사용자 편의성 및 사용자 선택폭을 크게 증대시킬 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 11c를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하기 위한 액정모듈(10)과, 액정모듈(10)에 구동신호를 공급하는 시스템모듈(30)을 구비한다.

액정모듈(10)은 액정패널(11), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(13), 타이밍 콘트롤러(14), 멀티플렉서(15), 제1 제어기(16), 내부 메모리(17), 제2 제어기(18), 오실레이터(Oscillator:19), DC-DC 변환기(20), 백라이트 구동회로(21), 백라이트 유닛(22)을 구비한다. 이 액정모듈(10)은 조도 센싱부(23)를 더 구비할 수 있다.

액정패널(11)은 두 장의 유리기판 사이에 형성된 액정층을 구비한다. 이 액정패널은 m 개의 데이터라인들(DL)과 n 개의 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 m×n 개의 액정셀들(Clc)을 포함한다.

액정패널(11)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(DL), 게이트라인들(GL), TFT들, 및 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다. 액정셀들(Clc)은 TFT에 접속되어 화소전극들(1)과 공통전극(2) 사이의 전계에 의해 구동된다. 액정패널(11)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서는 상부 유리기판 상에 형성되고, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정패널(11)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(14)로부터의 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 노멀 구동을 위한 외부 영상신호(이하, "제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)" 라 함) 또는 셀프 스크린 구동을 위해 내부 영상신호(이하, "제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)" 라 함)로부터 변조된 변조 영상신호(이하, "변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))를 감마기준전압 발생회로(미도시)로부터의 감마기준전압들(GMA)을 참조하여 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 데이터전압으로써 액정패널(11)의 데이터라인들(DL)에 공급한다. 이를 위해, 데이터 구동회로(12)는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 디지털 비디오 데이터(R1G1B1/M(R2G2B2))를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R1G1B1/M(R2G2B2))를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 디지털 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압의 참조하에 정극성/부극성의 감마보상전압을 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 포함하는 다수의 데이트 드라이브 IC들로 구성된다.

게이트 구동회로(13)는 데이터전압이 공급될 액정패널(11)의 수평라인을 선택하는 스캔펄스를 게이트라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 이를 위해, 게이트 구동회로(13)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀(Clc)의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 레벨 쉬프터와 게이 트라인(GL) 사이에 접속되는 출력 버퍼를 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 IC들로 구성된다.

타이밍 콘트롤러(14)는 외부 타이밍신호(이하, "제1 동기신호(SYNC1)" 라 함) 또는 내부 타이밍신호(이하, "제2 동기신호(SYNC2)" 라 함) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GDC,DDC)을 발생한다. 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)는 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(12) 내에서 디지털 데이터의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(SSC), 데이터 구동회로(12)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정패널(11)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 구동회로(13) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생되는 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC), 및 게이트 구동회로(13)의 출력을 지시하는 게이트 출력 인에이블신호(GOE) 등을 포함한다.

또한, 타이밍 콘트롤러(14)는 입력되는 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1) 또는 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))를 액정패널(11)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(12)에 공급한다.

멀티플렉서(15)는 시스템모듈(30)로부터의 선택신호(SEL)에 응답하여 제1 제어기(16)의 출력신호(R1G1B1,SYNC1) 또는 제2 제어기(18)의 출력신호(M(R2G2B2),SYNC2) 중 어느 하나를 선택하여 타이밍 콘트롤러(14)에 공급한다. 예컨대, 멀티플렉서(15)는 제1 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)에 응답하여 제1 제어기(16)의 출력신호(R1G1B1,SYNC1)를 선택함으로써 액정모듈(10)을 노멀 구동 모드로 동작시키는 반면, 제2 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)에 응답하여 제2 제어기(18)의 출력신호(M(R2G2B2),SYNC2)를 선택함으로써 액정모듈(10)을 셀프 스크린 구동 모드로 동작시킨다.

제1 제어기(16)는 노멀 구동을 제어하기 위한 것으로서, 시스템모듈(30)로부터 입력되는 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)와 제1 동기신호(SYNC1)를 멀티플렉서(15)의 일측 입력단으로 연계한다. 한편, 제1 제어기(16)는 액정패널(11)의 응답특성을 향상시키기 위한 제1 변조부와, 액정패널(1)의 명암비를 강조하기 위한 제2 변조부 중 적어도 어느 하나를 구비할 수도 있다. 제1 변조부는 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교하고, 그 비교결과에 따른 데이터의 변화를 판단하여 그 판단결과에 대응하는 제1 보상값을 내부 메모리(17)로부터 독출하여 이 제1 보상값으로 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)를 변조함으로써 액정패널(11)의 응답특성을 향상시킨다. 이러한 제1 변조부는 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허출원 제10-2001-0032364호, 대한민국 특허출원 제10-2001-0057119호 등에 개시된 변조방식을 이용하여 액정의 응답특성을 빠르게 할 수 있다. 제2 변조부는 한 화면분의 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)에 대하여 휘도를 분석하고 그 휘도 분석결과에 따라 내부 메모리(17)에 저장된 제2 보상값들로 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)를 변조하여 밝은 영상 부분에 표시될 데이터(R1G1B1)의 휘도값을 높이는 반면, 상대적으로 어두운 영상 부분에 표시될 데이터(R1G1B1)의 휘도값을 낮춘다. 이와 동시에, 제2 변조부는 휘도 분석 결과에 따라, 밝은 영상 부분에 빛을 조사하는 백라이트의 밝기를 높이는 반면에, 상대적으로 어두운 부분에 빛을 조사하는 백라이트의 밝기를 낮추도록 액정표시장치의 백라이트 유닛 휘도를 제어한다. 결과적으로, 제2 변조부는 영상분석 결과에 따라 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)의 휘도를 변조함과 동시에 백라이트 휘도를 제어하여 표시영상의 휘도 및 콘트라스트를 증가시켜 동영상에서 동적 명암대비(Dynamic contrast ratio)를 크게 한다. 이러한 제2 변조부는 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허출원 제10-2003-0099334호, 제10-2004-0030334호 등에 개시된 변조방식을 이용하여 액정패널(11)의 명암비를 높일 수 있다.

내부 메모리(17)는 노멀 구동시, 액정패널(11)의 응답특성 또는 명암비 향상을 위한 보상값들을 각각 룩업 테이블 형식으로 저장한다. 또한, 내부 메모리(17)는 셀프 스크린 구동시 디스플레이될 k(k는 1이상의 자연수)프레임 분의 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))를 저장한다. 또한, 내부 메모리(17)는 셀프 스크린 구동시, 소비 전력을 저감하기 위한 외부 조도별 디밍신호(Dimming)를 룩업 테이블 형식으로 저장할 수 있다. 디밍신호(Dimming)는 백라이트의 점등 기간을 제어하는 제어신호로써, 셀프 스크린 구동시 소비되는 소비 전력을 절감하기 위해서는 노멀 구동시에 비해 훨씬 낮은 디밍비를 갖도록 설정됨이 바람직하다. 예컨대, 노멀 구 동시 최대 디밍비를 갖는 백라이트 소비전력을 100%로 가정했을 때, 셀프 스크린 구동시의 디밍신호(Dimming)는 10%의 소비전력 범위내에서의 밝기로 설정될 수 있다. 그리고, 디밍신호(Dimming)는 10% 이내의 소비전력 범위내에서 시인성 확보를 위해 외부 조도가 밝을 수록 높은 디밍비를 갖도록 설정될 수 있다.

오실레이터(19)는 오실레이션 클럭(Oscillation Clock: OSC)을 발생한다.

제2 제어기(18)는 셀프 스크린 구동을 제어하기 위한 것으로서, 시스템모듈(30)로부터의 제2 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)에 응답하여 동작한다. 제2 제어기(18)는 백라이트의 밝기 감소에 따른 계조 뭉침 현상 완화와 표시 영상의 평균 휘도 증대를 위해, 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 휘도에 따라 결정되는 데이터 스트레칭 커브를 이용하여 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))로 변조한 후 내부 메모리(17)에 저장한다. 이러한 변조 및 저장 기능은 시스템모듈(30)을 통해 입력되는 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 업데이트 주기에 맞춰 반복된다. 또한, 제2 제어기(18)는 오실레이터(19)로부터의 오실레이션 클럭(OSC)을 기반으로 셀프 스크린 구동을 위한 셀프 스크린 동기신호인 제2 동기신호(SYNC2)를 생성한다. 제2 제어기(18)는 제2 동기신호(SYNC2)에 동기시켜 내부 메모리(17)에 저장된 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))를 독출하고, 독출된 데이터(M(R2G2B2))를 제2 동기신호(SYNC2)와 함께 멀티플렉서(15)의 타측 입력단에 공급한다. 또한, 제2 제어기(18)는 조도 센싱부(23)로부터의 조도 정보(IS)에 기초하여 백라이트 유닛(22)의 휘도를 조절하기 위한 디밍신호(Dimming)를 내부 메모리(17)로부터 독출한다. 이러한 제2 제어 기(18)에 대해서는 도 5 내지 도 8c를 참조하여 상세히 후술한다.

DC-DC 변환기(20)는 내부 전원회로로서 시스템모듈(30)로부터 입력되는 제1 구동전원(DP1)을 승압 또는 감압하여 액정패널(11)에 공급되는 다수의 전압들을 발생한다. DC-DC 변환기(20)로부터 발생되는 전압들로는 VDD 전압, Vcom 전압, 15V 이상의 VGH 전압, -4V 이하의 VGL 전압등이 있다. VDD 전압은 아날로그 감마보상전압을 발생하기 위한 데이터 구동회로(12)의 감마 저항스트링에 공급된다. Vcom 전압은 액정패널(11)에 형성된 공통전극에 공급되는 전압이다. VGH 전압은 TFT의 문턱전압 이상으로 설정된 스캔펄스의 하이논리전압으로써 게이트 구동회로(13)에 공급된다. VGL 전압은 TFT의 오프전압으로 설정된 스캔펄스의 로우논리전압으로써 게이트 구동회로(13)에 공급된다.

백라이트 구동회로(21)는 시스템모듈(30)로부터 입력되는 제2 구동전원(DP2)을 이용하여 백라이트 유닛(22)을 구동시키기 위한 백라이트 구동신호(BLD)를 발생한다. 특히, 백라이트 구동회로(21)는 셀프 스크린 구동 모드에서 제2 제어기(18)로부터 입력되는 디밍신호(Dimming)를 참조하여 백라이트 구동신호(BLD)를 발생한다. 이 셀프 스크린 구동 모드에서의 백라이트 구동신호(BLD)는 노멀 구동 모드에 비해 백라이트의 휘도를 줄이도록 발생된다. 백라이트 구동회로(21)는 백 라이트 유닛(22)을 구성하는 광원의 종류에 따라 인버터 또는 LED(Light Emitting Diode) 드라이버를 포함할 수 있다.

백라이트 유닛(22)은 다수의 램프들 또는 LED들, 사이드 서포터, 보텀 커버, 확산판, 반사시트, 및 광학 시트들을 구비한다. 백라이트로 이용되는 램프로는 주 로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Flouscent Lamp: EEFL)가 사용된다. 램프로 공급되는 백라이트 구동신호(BLD)는 인버터를 통해 발생된다. 한편, 백라이트로 LED가 이용될 때, LED로 공급되는 백라이트 구동신호(BLD)는 LED 드라이버를 통해 발생된다.

조도 센싱부(23)는 한 개 또는 다수개의 광센서를 포함하여 액정모듈(10)이 배치된 환경의 외부 조도를 센싱하여 조도 정보(Illuminance Signal : IS)를 발생 한다. 조도 센싱부(23)를 구성하는 광센서는 액정모듈(10)의 외부에 노출되어 부착되거나, 또는 TFT 공정을 통해 액정패널(11)의 일측에 실장될 수 있다.

시스템모듈(30)은 마이콤(31), 스케일러부(32), 외부 메모리(33) 및 파워 유닛(34)을 구비한다.

마이콤(31)은 리모콘 및 선택버튼과 같은 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 모드신호(Mode)를 판단하고, 그 판단결과에 맞추어 전원 공급을 제어함과 아울러 서로 다른 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)를 발생한다. 다시 말해, 마이콤(31)은 노멀 구동을 지시하는 모드신호(Mode)가 입력되면, 파워 유닛(34)을 제어하여 액정모듈(10)과 시스템모듈(30)로 공급되는 전원(DP1 내지 DP3)을 포함한 모든 전원을 ON 시킴과 아울러 제1 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)를 발생한다. 반면, 마이콤(31)은 셀프 스크린 구동을 지시하는 모드신호(Mode)가 입력되면, 파워 유닛(34)을 제어하여 액정모듈(10)로 공급되는 전원(DP1,DP2)을 제외한 모든 전원(예컨대, 스케일러부(32)를 구동시키는 전원(DP3)과 음향장치를 구동시키는 전원(DP4) 등)을 OFF 시킴과 아울러 제1 논리레벨과 반대되는 제2 논리레벨을 갖는 선택신 호(SEL)를 발생한다. 다만, 마이콤(31)은 셀프 스크린 구동 모드에서도 스케일러부(32)에 주기적으로 전원이 공급되도록 파워 유닛(34)을 제어하여 데이터 갱신에 사용되는 새로운 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)가 외부 메모리(33)로부터 독출되도록 한다. 이를 위해, 마이콤(31)은 구동 시간을 카운트하여 일정 주기마다 갱신 타이밍을 지시하는 타이밍 신호를 출력할 수 있는 카운터부를 구비할 수 있다. 한편, 마이콤(31)은 사용자 인터페이스를 통해 모드신호(Mode)가 입력되지 않으면, 파워 유닛(34)을 제어하여 액정모듈(10)과 시스템모듈(30)로 공급되는 전원을 포함한 모든 전원을 OFF 시켜 액정표시장치를 스탠바이 모드로 동작시킨다.

스케일러부(32)는 인터페이스 회로 및 그래픽 처리회로를 구비한다. 인터페이스 회로는 DVD, CD 및 HDD 등의 저장매체, TV 수신회로 등으로부터의 다양한 속성의 영상 데이터를 그래픽 처리회로로 연계한다. 그래픽 처리회로는 아날로그 영상 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(Analog to Digital Convertor), 디지털 영상 데이터를 표시 해상도에 맞게 변환하는 스케일러(Scaler), 해상도 변환에 따른 화질저하를 신호보간법을 통해 보상하는 이미지 처리부 등을 포함하여 인터페이스 회로로부터의 영상 데이터를 액정패널(11)에 맞는 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)로 변환한다. 또한, 그래픽 처리회로는 디지털 영상 데이터를 참조하여 복합 영상신호를 추출하고, 추출된 복합 영상신호를 이용하여 액정패널(11)의 해상도에 맞는 제1 동기신호(SYNC1)를 생성한다. 제1 동기신호(SYNC1)에는 제1 도트클럭(DCLK1), 제1 수직 동기신호(Vsync1), 제1 수평 동기신호(Hsync1), 및 제1 데이터 인에이블신호(DE1) 등이 포함된다. 이러한, 제1 디 지털 비디오 데이터(R1G1B1) 및 제1 동기신호(SYNC1)는 액정모듈(10)의 제1 제어기(16)에 공급된다. 한편, 스케일러부(32)는 마이콤(31)의 제어하에 셀프 스크린 구동 모드 중 일정 시간을 주기로 데이터 갱신에 사용되는 새로운 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 외부 메모리(33)로부터 독출하여 액정모듈(10)의 제2 제어기(18)에 공급한다.

외부 메모리(33)는 데이터의 갱신 및 소거가 가능한 비휘발성 메모리 예를 들면, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 및/또는 EDID ROM(Extended Display Identification Data ROM)을 포함하여 셀프 스크린 구동 모드에서 표시화상의 갱신에 사용되는 새로운 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 저장한다. 이 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)는 사용자 인터페이스를 통해 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 의해 업 데이트 될 수 있다.

파워 유닛(34)은 외부 전원회로로서 DC-DC 변환기(20)의 동작에 필요한 제1 구동전원(DP1), 백라이트 구동회로(21)의 동작에 필요한 제2 구동전원(DP2), 스케일러부(32)의 동작에 필요한 제3 구동전원(DP3) 및 그외의 음향장치 등에 필요한 제4 구동전원(DP4)을 발생한다. 이 파워 유닛(34)은 마이콤(31)의 제어하에 구성 각부로의 전원 공급을 허여 또는 차단한다.

도 5 및 도 6은 도 4의 제2 제어기(18)를 상세히 보여준다.

도 5를 참조하면, 제2 제어기(18)는 제2 동기신호 생성부(181), 디밍비 제어부(182), 데이터 스트레칭부(183) 및 메모리 제어부(184)를 구비한다.

제2 동기신호 생성부(181)는 제2 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)에 응답하여 액정패널(11)의 해상도 정보(Resolution Information: RI)와 함께 오실레이터(19)로부터의 오실레이션 클럭(OSC)을 기반으로 셀프 스크린 구동을 위한 제2 동기신호(SYNC2)를 생성한다. 노멀 구동시 액정패널(11)이 F 값을 갖는 프레임 주파수로 구동될 때, 이 제2 동기신호(SYNC2)는 소비전력 저감을 위해 F/2의 프레임 주파수 보다 작은 범위내에서 플리커가 시인되지 않는 최소 구동 주파수에 동기된다. 예컨대, 노멀 구동시 액정패널(11)이 120Hz의 프레임 주파수로 구동되는 경우, 셀프 스크린 구동을 위한 제2 동기신호(SYNC2)는 플리커를 유발하지 않는 최소 구동 주파수인 50Hz의 프레임 주파수에 동기될 수 있다. 이를 위해, 제2 동기신호 생성부(181)는 도 6과 같이 위상 고정 루프(Phase Locked Loop: 이하,"PLL") 회로(1811), 및 동기신호 생성회로(1812)를 구비한다.

PLL 회로(1811)는 VCO(Voltage Controlled Oscillator), 분주기(Divider), TCXO(Temperature Compensated X-tal Oscillator), 위상 검출기(Phase Detector), 챠지 펌프(Charge Pump), 및 루프 필터(Loop Filter)를 포함하는 공지의 PLL을 포함한다. PLL 회로(1811)는 오실레이션 클럭(OSC)을 이용하여 제2 도트클럭(DCLK2)을 발생한다.

동기신호 생성회로(1812)는 제2 도트클럭(DCLK2)과 해상도 정보(RI)를 이용하여 액정패널(11)의 해상도에 부합되는 제2 동기신호(SYNC2) 즉, 제2 도트클럭(DCLK2), 제2 수직 동기신호(Vsync2), 제2 수평 동기신호(Hsync2), 및 제2 데이터 인에이블신호(DE2)를 생성한다. 여기서, 해상도 정보(RI)는 총 수평기간(H_Total), 총 수직기간(V_Total), 수평 유효기간(H_Valid), 수직 유효기 간(V_Valid), 수평 폭(H_Width), 수직 폭(V_Width), 수평 백 포치(H_BP), 수직 백 포치(V_BP) 및 리셋신호(reset)를 포함한다.

디밍비 제어부(182)는 제2 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)에 응답하여 백라이트 유닛(22)의 휘도를 낮추기 위한 디밍신호(Dimming)를 생성한다. 이를 위해, 디밍비 제어부(182)는 조도 센싱부(23)로부터의 조도 정보(IS)를 리드 어드레스로 하여 내부 메모리(17)로부터 해당 디밍비를 갖는 디밍신호(Dimming)를 독출한다. 이러한 디밍신호(Dimming)에 의해 백라이트 유닛(22)의 광원들은 노멀 구동시 최대 디밍비를 갖는 백라이트 소비전력을 100%로 가정했을 때, 10%의 소비전력 범위내에서의 밝기를 가지되, 시인성 확보를 위해 외부 조도가 밝을 수록 더 큰 밝기를 갖게된다.

데이터 스트레칭부(183)는 한 프레임 분의 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 휘도에 따라 결정되는 데이터 스트레칭 커브를 이용하여 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))로 변조한다. 여기서, 데이터 스트레칭부(183)는 여러 가지 방법을 통해 데이터 스트레칭 커브를 결정할 수 있다.

일 예로, 데이터 스트레칭부(183)는 도 7a 및 도 7b와 같이, 하위 계조 기울기(L)를 고정한 후, 한 프레임 분의 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 평균 휘도(A)를 산출하고 산출된 평균 휘도(A)에 따라 상위 계조 기울기(H)를 미리 설정된 최소 기울기(min)와 최대 기울기(max) 사이에서 조정한 다음, 고정된 하위 계조 기울기(L)와 조정된 상위 계조 기울기(H)의 교점(P1 또는 P2)에서 데이터 스트레칭 커브를 결정한다. 여기서, 데이터 스트레칭 커브의 기울기는 출력 계조/입력 계조로서, 하위 계조 기울기(L)는 1보다 큰 값 즉, 1.41로 고정되고, 상위 계조 기울기(H)는 1보다 작은 범위 즉, 0.625(min) ~ 0.969(max) 사이에서 조정된다.

평균 휘도(A)가 최소인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는, 최하위 계조값(0)과 제1 중간 계조값(M1) 사이의 제1 하위 계조범위를 포함하고 최하위 계조값(0)과 제1 중간 계조값(M1) 사이에서 1.41의 고정 기울기로 계조값이 변하는 제1 하위계조 커브(L1)와, 제1 중간 계조값(M1)과 최상위 계조값(255) 사이의 제1 상위 계조범위를 포함하고 제1 중간 계조값(M1)과 최상위 계조값(255) 사이에서 상기 고정 기울기보다 작은 0.625의 최소 기울기로 계조값이 변하며 제1 교점(P1)에서 상기 제1 하위계조 커브(L1)와 연결되는 제1 상위계조 커브(H1)를 구비한다. 이러한 데이터 스트레칭 커브에 의하는 경우, 어두운 영상에서 상위 계조의 다이나믹 레인지(Dynamic Range)가 줄어드는 대신 하위 계조의 다이나믹 레인지가 늘어남으로써 상대적으로 계조가 낮은 저 계조에서의 계조 뭉침 현상이 완화되고 중간 계조의 휘도 보상에 의해 표시 영상의 평균 휘도가 증대될 수 있다.

평균 휘도(A)가 최대인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는, 최하위 계조값(0)과, 제1 중간 계조값(M1) 보다 작은 제2 중간 계조값(M2) 사이의 제2 하위 계조범위를 포함하고 최하위 계조값(0)과 제2 중간 계조값(M2) 사이에서 1.41의 고정 기울기로 계조값이 변하는 제2 하위계조 커브(L2)와, 제2 중간 계조값(M2)과 최상위 계조값(255) 사이의 제2 상위 계조범위를 포함하고 제2 중간 계조값(M2)과 최상위 계조값(255) 사이에서 상기 고정 기울기보다 작은 0.969의 최대 기울기로 계 조값이 변하며 제2 교점(P2)에서 상기 제2 하위계조 커브(L2)와 연결되는 제2 상위계조 커브(H2)를 구비한다. 이러한 데이터 스트레칭 커브에 의하는 경우, 밝은 영상에서 상위 계조의 다이나믹 레인지가 늘어남으로써 데이터 스트레칭으로 인한 영상 열화가 최소화될 수 있다.

다른 예로, 데이터 스트레칭부(183)는 도 8a 내지 도 8c와 같이, 한 프레임 분의 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 히스토그램을 분석하여 최상위 계조로부터 아래로 T% 에 해당하는 계조값(G)을 산출한 후, 한 프레임 분의 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)의 평균 휘도(A)를 산출하고 산출된 평균 휘도(A)에 따라 상위 계조 기울기(H)를 미리 설정된 최소 기울기(min)와 최대 기울기(max) 사이에서 조정한 다음, 상위 계조 커브상에 위치하는 계조값(G)을 최하위 계조점(0,0)에 연결하여 최종 데이터 스트레칭 커브를 결정한다. 여기서, 데이터 스트레칭 커브의 기울기는 출력 계조/입력 계조로서, 상위 계조 기울기(H)는 평균 휘도(A) 값이 최대일 때 가장 크고, 평균 휘도(A) 값이 최소일 때 가장 작다. 그리고, 상기 T%는 데이터 스트레칭으로 인한 영상 열화를 최소화하기 위해 5% 이내로 설정됨이 바람직하다.

평균 휘도(A)가 최소인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는, 최하위 계조값(0)과 산출된 계조값(G) 사이의 제1 하위 계조범위를 포함하고 최하위 계조값(0)과 산출된 계조값(G) 사이에서 제1 기울기로 계조값이 변하는 제1 하위계조 커브(L1)와, 산출된 계조값(G)과 최상위 계조값(255) 사이의 제1 상위 계조범위를 포함하고 산출된 계조값(G)과 최상위 계조값(255) 사이에서 상기 제1 기울기보다 작은 최소 기울기로 계조값이 변하며 제1 교점(P1)에서 상기 제1 하위계조 커브(L1)와 연결되는 제1 상위계조 커브(H1)를 구비한다. 이러한 데이터 스트레칭 커브에 의하는 경우, 어두운 영상에서 상위 계조의 다이나믹 레인지가 줄어드는 대신 하위 계조의 다이나믹 레인지가 늘어남으로써 상대적으로 계조가 낮은 저계조 및 중간 계조에서의 계조 뭉침 현상이 완화되고 표시 영상의 평균 휘도가 증대될 수 있다. 또한, 다이나믹 레인지가 감소하는 상위 계조 범위가 줄어들므로, 데이터 스트레칭으로 인한 고계조에서의 영상 열화가 도 7a 및 도 7b에 비해 작다.

평균 휘도(A)가 최대인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는, 최하위 계조값(0)과 산출된 계조값(G) 사이의 제1 하위 계조범위를 포함하고 최하위 계조값(0)과 산출된 계조값(G) 사이에서 상기 제1 기울기보다 작은 제2 기울기로 계조값이 변하는 제2 하위계조 커브(L2)와, 산출된 계조값(G)과 최상위 계조값(255) 사이의 제2 상위 계조범위를 포함하고 산출된 계조값(G)과 최상위 계조값(255) 사이에서 상기 제2 기울기보다 작은 최대 기울기로 계조값이 변하며 제2 교점(P2)에서 상기 제2 하위계조 커브(L2)와 연결되는 제2 상위계조 커브(H2)를 구비한다. 이러한 데이터 스트레칭 커브에 의하는 경우, 밝은 영상에서 상위 계조의 다이나믹 레인지가 늘어남으로써 데이터 스트레칭으로 인한 영상 열화가 최소화될 수 있다.

메모리 제어부(184)는 제2 논리레벨을 갖는 선택신호(SEL)에 응답하여 내부 메모리(17)를 제어함으로써 제2 동기신호(SYNC2)에 동기되는 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))를 독출한다.

도 9는 시스템모듈과 액정모듈간 인터페이스 방식의 타이밍 다이어그램을 보 여준다. 셀프 스크린 구동을 위한 인터페이스 회선은 노멀 구동시에 있어서의 인터페이스 회선과 동일하다. 도 9에서 Hi-Z 는 인터페이스 회선을 통해 전송되는 신호가 없는 구간을 의미한다.

도 4 및 도 9를 참조하면, 노멀 구동을 지시하는 모드신호에 대응하여, 제1 제어기(16)는 시스템 모듈(30)로부터 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 회선을 통해 입력되는 제1 디지털 비디오 데이터(R1G1B1)를 제1 동기신호(SYNC1)에 맞춰 액정패널(11)에 표시한다. 통상적인 TV 시청 상태에서의 구동방법으로서 소비전력이 매우 높다.

반면, 셀프 스크린 구동을 지시하는 모드신호의 입력에 대응하여, 제2 제어기(18)는 화면 노이즈 제거용 블랙 영상(Black)을 액정패널(11)에 표시하면서, 시스템 모듈(30)로부터 상기 LVDS 회선을 통해 입력되는 제2 디지털 비디오 데이터(R2G2B2)를 데이터 스트레칭 방법을 통해 변조한 후 이 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))를 내부 메모리(17)에 저장한다. 여기서, 제2 제어기(18)는 안정된 데이터를 확보하기 위해 시스템 모듈(30)로부터 입력되는 선택신호(SEL)가 제1 논리레벨이(L)에서 제2 논리레벨(H)로 반전된 직후로부터 k 프레임 후에 상기 변조 및 저장 기능을 수행한다. 특히, 제2 제어기(18)는 선택신호(SEL)의 반전시 발생될 수 있는 화면 노이즈를 제거하기 위해 선택신호(SEL)의 라이징 에지를 기준으로 전후 k 프레임 기간동안 블랙 데이터(BD)를 삽입하거나 백라이트를 소등시켜 액정패널(11)에 블랙 영상(Black)을 표시한다. 이렇게 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2G2B2))가 내부 메모리(17)에 저장되고 나면, 제2 제어기(18)는 저장된 이미 지 영상을 노멀 구동시에 비해 낮은 프레임 주파수에 동기되는 제2 동기신호(SYNC2)를 이용하여 액정패널(11)에 표시함과 아울러 초절전 디밍신호를 이용하여 백라이트를 구동시킨다.

한편, 셀프 스크린 구동모드로 동작되는 중에도, 시스템 모듈(30)로부터 입력되는 선택신호(SEL)는 이미지 영상의 교체를 위해 그 논리레벨이 주기적으로 가변된다. 제2 제어기(18)는 화면 노이즈 제거용 블랙 영상(Black) 을 액정패널(11)에 표시하면서 시스템 모듈(30)로부터 상기 LVDS 회선을 통해 입력되는 갱신용 제2 디지털 비디오 데이터(R2'G2'B2')를 데이터 스트레칭 방법을 통해 변조한 후 이 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2'G2'B2'))를 내부 메모리(17)에 저장한다. 이렇게 갱신용 변조 디지털 비디오 데이터(M(R2'G2'B2'))가 내부 메모리(17)에 저장되고 나면, 제2 제어기(18)는 저장된 이미지 영상을 노멀 구동시에 비해 낮은 프레임 주파수에 동기되는 제2 동기신호(SYNC2)를 이용하여 액정패널(11)에 표시함과 아울러 초절전 디밍신호를 이용하여 백라이트를 구동시킨다.

이러한 셀프 스크린 구동은 노멀 구동에 비해 소비전력이 매우 낮다. 따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 최소한의 소비전력으로 이미지 영상을 디스플레이함으로써 TV 시청(노멀 구동)을 하지 않을 때에도 실내 인테리어에 기여할 수 있어, 초절전 인테리어 기능을 겸비한 TV를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 이미지 영상의 밝기에 따라 결정되는 데이터 스트레칭 커브를 이용하여 이미지 영상을 변조함으로써 셀프 스크린 구동시에 백라이트의 밝기 감소에 따른 계조 뭉침 현상을 방지함과 아울러 이미지 영상의 평균 휘도를 증대시킬 수 있다.

도 10a는 터치 센서를 내장하는 액정표시장치를 나타내고, 도 10b는 도 10a를 Ⅰ-Ⅰ'에 따라 절취한 단면을 보여준다. 그리고, 도 11a 내지 도 11c는 터치 센서를 이용한 액정표시장치의 응용예들을 보여준다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 액정표시장치는 영상이 표시되는 유효 표시영역(AA)과 유효 표시영역(AA) 바깥의 비 표시영역(BA)을 포함한다. 비 표시영역(BA)에는 사용자의 터치에 반응하여 동작되는 다수의 터치 센서(40)들이 배치된다. 이 터치 센서(40)는 공지의 압력 센서 또는 버튼식 센서등으로 구현될 수 있으며, 액정패널(11) 아래에 위치하여 액정패널(11)에 가해지는 터치 압력에 반응하도록 위치될 수 있다. 예컨대, 터치 센서(40)는 액정패널(11)이 적재되는 패널 가이드의 내부 단턱면 상에 위치될 수 있다. 터치 센서(40)는 액정패널(11)에 가해지는 터치 압력에 반응하여 원하는 구동신호를 출력한다. 참고로, 도 10a에서 도면 부호 'FPC'는 액정패널(11)과 구동회로들을 전기적으로 연결하기 위한 가연성 인쇄회로필름을 나타내고, 도 10b에서 도면 부호 '22'는 백라이트 유닛을 나타낸다.

이러한 터치 센서(40)는 다양한 방식으로 응용될 수 있다.

도 12a와 같이 터치 센서(40)가 위치한 영역에 화면 버튼이 형성되고 디지털 포토 플레임으로 사용할 만한 간단한 컴맨드(Command) 기능이 추가되는 경우, 터치 센서(40)의 동작에 의해 해당 기능이 수행될 수 있다. 예컨대, 사용자에 의해 '슬라이드쇼' 버튼이 터치되는 경우, 이 버튼에 대응되는 터치 센서(40)의 동작에 의 해 액정표시장치가 노멀 구동 모드로부터 셀프 스크린 구동모드로 진입될 수 있다. 이에 의하면, 기존의 리모콘등을 이용하여 처리하던 여러가지 기능을 대체할 수 있으므로, 사용자 편의성에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 선택 활용도를 높일 수 있게 된다.

도 12b 및 도 12c와 같이 셀프 스크린 구동 과정에서 화면에 표시되는 이미지 영상에 터치 센서(40)를 이용하여 변화를 줄 수도 있다. 예컨대, 수족관 영상이 표시되고 있는 경우에 실제 수족관과 같은 느낌을 줄 수 있도록, 도 12b와 같이 터치 위치에 따라 영상속의 특정 물체가 미리 정해진 방향으로 반응하게 하거나 또는 도 12c와 같이 랜덤한 방향으로 반응하게 할 수 있다. 이는 컴퓨터의 화면 대기상태에서 마우스의 이동을 추종하여 화면 보호기 영상이 변화되는 원리를 이용하면 충분히 구현 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 최소한의 소비전력으로 이미지 영상을 디스플레이함으로써 TV 시청(노멀 구동)을 하지 않을 때에도 실내 인테리어에 기여할 수 있어, 초절전 인테리어 기능을 겸비한 TV를 구현할 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 일반적인 액정표시장치의 화소의 등가 회로도.

도 2는 스탠바이 모드에서의 영상의 표시상태를 보여주는 도면.

도 3은 노멀 구동 모드에서의 영상의 표시상태를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 블럭도.

도 5는 도 4의 제2 제어기를 상세히 보여주는 도면.

도 6은 도 5의 제2 동기신호 생성부를 상세히 보여주는 도면.

도 7a 및 도 7b는 도 5의 데이터 스트레칭부에서 데이터 스트레칭 커브를 결정하는 일 예를 보여주는 도면.

도 8a 내지 도 8c는 도 5의 데이터 스트레칭부에서 데이터 스트레칭 커브를 결정하는 다른 예를 보여주는 도면.

도 9는 시스템모듈과 액정모듈 간 인터페이스 방식을 보여주는 타이밍 다이어그램.

도 10a는 터치 센서를 내장하는 액정표시장치를 나타내는 평면도.

도 10b는 도 10a를 Ⅰ-Ⅰ'에 따라 절취하여 도시한 단면도.

도 11a 내지 도 11c는 터치 센서를 이용한 액정표시장치의 응용 예들을 보여주는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 액정모듈 11 : 액정패널

12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로

14 : 타이밍 콘트롤러 15 : 멀티플렉서

16 : 제1 제어기 17 : 내부 메모리

18 : 제2 제어기 19 : 오실레이터

20 : DC-DC 변환기 21 : 백라이트 구동회로

22 : 백라이트 유닛 30 : 시스템모듈

31 : 마이콤 32 : 스케일러부

33 : 외부 메모리 34 : 파워 유닛

181 : 제2 동기신호 생성부 182 : 디밍비 제어부

183 : 데이터 스트레칭부 184 : 메모리 제어부

Claims

액정패널;

상기 액정패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛;

상기 액정패널의 신호 라인들을 구동시키는 패널 구동회로;

입력되는 영상신호를 상기 패널 구동회로에 공급함과 아울러 상기 패널 구동회로의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러;

셀프 스크린 구동을 위해 입력되는 내부 영상신호의 밝기에 따라 결정되는 데이터 스트레칭 커브를 이용하여 상기 내부 영상신호를 변조하는 데이터 스트레칭부;

상기 변조된 내부 영상신호가 저장되는 내부 메모리;

노멀 구동에 비해 낮은 디밍비를 갖는 디밍신호를 발생하여 상기 백라이트 유닛의 휘도를 낮추고, 내부 타이밍신호를 생성하여 상기 변조된 내부 영상신호를 독출하는 셀프 스크린 구동 제어기;

상기 노멀 구동을 위한 외부 영상신호 및 외부 타이밍신호를 발생하는 스케일러부;

모드 선택신호에 응답하여 상기 셀프 스크린 구동 제어기의 출력 및 상기 스케일러부의 출력 중 어느 하나를 상기 타이밍 콘트롤러에 공급하는 선택부;

상기 패널 구동회로, 상기 타이밍 콘트롤러 및 상기 셀프 스크린 구동 제어기의 구동에 필요한 구동전압들을 발생하는 내부 전원회로;

상기 내부 전원회로에 입력되는 전원을 발생하고 상기 스케일러부를 구성하는 회로들의 전원을 발생하는 외부 전원회로; 및

상기 셀프 스크린 구동시, 상기 스케일러부에 공급되는 상기 외부 전원회로의 출력을 차단하는 마이콤을 구비하고;

상기 디밍신호는 상기 노멀 구동시 최대 디밍비로 동작되는 백라이트의 소비전력 대비 10%의 소비전력 범위 내에서, 외부 조도에 비례하여 그 값이 증가되는 디밍비를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 스트레칭부는,

하위 계조 기울기를 고정한 후, 한 프레임 분의 상기 내부 영상신호의 평균 휘도를 산출하고 상기 산출된 평균 휘도에 따라 상위 계조 기울기를 미리 설정된 최소 기울기와 최대 기울기 사이에서 조정한 다음, 상기 고정된 하위 계조 기울기와 상기 조정된 상위 계조 기울기의 교점을 연결하여 상기 데이터 스트레칭 커브를 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 평균 휘도가 최소인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는,

최하위 계조값과 제1 중간 계조값 사이의 제1 하위 계조범위를 포함하고 상기 최하위 계조값과 상기 제1 중간 계조값 사이에서 고정 기울기로 계조값이 변하는 제1 하위계조 커브와;

상기 제1 중간 계조값과 최상위 계조값 사이의 제1 상위 계조범위를 포함하고 상기 제1 중간 계조값과 상기 최상위 계조값 사이에서 상기 고정 기울기보다 작 은 상기 최소 기울기로 계조값이 변하며 제1 교점에서 상기 제1 하위계조 커브와 연결되는 제1 상위계조 커브를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 평균 휘도가 최대인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는,

상기 최하위 계조값과, 상기 제1 중간 계조값보다 작은 제2 중간 계조값 사이의 제2 하위 계조범위를 포함하고 상기 최하위 계조값과 상기 제2 중간 계조값 사이에서 상기 고정 기울기로 계조값이 변하는 제2 하위계조 커브와;

상기 제2 중간 계조값과 상기 최상위 계조값 사이의 제2 상위 계조범위를 포함하고 상기 제2 중간 계조값과 상기 최상위 계조값 사이에서 상기 고정 기울기보다 작으며 상기 최소 기울기보다 큰 상기 최대 기울기로 계조값이 변하며 제2 교점에서 상기 제2 하위계조 커브와 연결되는 제2 상위계조 커브를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 스트레칭부는,

한 프레임 분의 상기 내부 영상신호의 히스토그램을 분석하여 최상위 계조로부터 아래로 T(T는 5이하의 자연수)% 에 해당하는 기준 계조값을 산출한 후, 상기 한 프레임 분의 내부 영상신호의 평균 휘도를 산출하고 상기 산출된 평균 휘도에 따라 상위 계조 기울기를 미리 설정된 최소 기울기와 최대 기울기 사이에서 조정한 다음, 상위 계조 커브상에 위치하는 상기 기준 계조값을 최하위 계조점에 연결하여 최종 데이터 스트레칭 커브를 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 평균 휘도가 최소인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는,

최하위 계조값과 상기 기준 계조값 사이의 제1 하위 계조범위를 포함하고 상기 최하위 계조값과 상기 기준 계조값 사이에서 제1 기울기로 계조값이 변하는 제1 하위계조 커브와;

상기 기준 계조값과 최상위 계조값 사이의 제1 상위 계조범위를 포함하고 상기 기준 계조값과 상기 최상위 계조값 사이에서 상기 제1 기울기보다 작은 상기 최소 기울기로 계조값이 변하며 제1 교점에서 상기 제1 하위계조 커브와 연결되는 제1 상위계조 커브를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 평균 휘도가 최대인 경우에 결정되는 데이터 스트레칭 커브는,

상기 제1 하위 계조범위를 포함하고 상기 최하위 계조값과 상기 기준 계조값 사이에서 상기 제1 기울기보다 작은 제2 기울기로 계조값이 변하는 제2 하위계조 커브와;

상기 제2 상위 계조범위를 포함하고 상기 기준 계조값과 상기 최상위 계조값 사이에서 상기 제2 기울기보다 작으며 상기 최소 기울기보다 큰 최대 기울기로 계 조값이 변하며 제2 교점에서 상기 제2 하위계조 커브와 연결되는 제2 상위계조 커브를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

사용자의 터치에 반응하여 상기 모드 선택신호를 발생하는 터치 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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