KR101565937B1

KR101565937B1 - 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 표시 장치 및 그의 구동방법

Info

Publication number: KR101565937B1
Application number: KR1020080073591A
Authority: KR
Inventors: 조치오; 김선배; 남석현
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2015-11-06
Also published as: EP2149872A1; JP2010034043A; CN101639167A; EP2149872B1; KR20100012284A; US20100020108A1; JP5506025B2

Abstract

백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 표시 장치 및 그의 구동 방법이 제공된다. 백라이트 어셈블리는 디밍 신호를 입력받아, 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖고 주기가 일정하지 않은 펄스폭 변조 신호를 출력하는 펄스폭 변조 신호 출력부 및 펄스폭 변조 신호에 기초하여 광을 발산하는 광원을 포함한다.

액정 표시 장치, PWM

Description

백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 표시 장치 및 그의 구동 방법{Backlight assembly, display apparatus comprising the same and driving method of the display apparatus}

본 발명은 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.

평판 표시 장치의 하나인 액정 표시 장치는 화소 전극이 구비된 제1 표시판, 공통 전극이 구비된 제2 표시판, 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 주입된 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 갖는 액정 패널을 포함한다. 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 형성되고, 이 전계의 세기가 조절됨으로써 액정 패널을 투과하는 빛의 양이 제어되어 원하는 화상이 표시된다.

이러한 액정 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치가 아니므로, 액정 패널의 배면에 램프를 구비한다. 램프는 인버터를 통해 전원을 공급받아 광을 제공하는데, 광의 휘도를 조절하기 위해 펄스폭 변조 신호를 이용한다.

펄스폭 변조 신호와, 액정 표시 장치 내부에서 사용되는 신호들 간의 중첩으로 물결 현상 노이즈(waterfall noise)가 발생된다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 물결 현상 노이즈(waterfall noise)를 줄이고, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 물결 현상 노이즈(waterfall noise)를 줄이고, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 물결 현상 노이즈(waterfall noise)를 줄이고, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리의 일 태양은, 디밍 신호를 입력받아, 상기 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖고 주기가 일정하지 않은 펄스폭 변조 신호를 출력하는 펄스폭 변조 신호 출력부와, 상기 펄스폭 변조 신호에 기초하여 광을 발산하는 광원을 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치의 일 태양은, 영상 신호를 입력받아 영상을 표시하는 표시 패널 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리로서, 디밍 신호를 입력받아 상기 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖고 주기가 일정하지 않은 펄스폭 변조 신호를 출력하는 펄스폭 변조 신호 출력부와 및 상기 펄스폭 변조 신호에 기초하여 광을 발산하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법의 일 태양은, 디밍 신호를 제공하고, 상기 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖고 주기가 일정하지 않은 펄스폭 변조 신호를 출력하고, 상기 펄스폭 변조 신호에 기초하여 광을 발산하고, 상기 광을 제공받고 입력된 영상 신호에 응답하여 영상을 표시하는 것을 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으 로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하에서 표시 장치의 일 예로서 액정 표시 장치를 예로 들어 본 발명을 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2a는 도 1의 펄스폭 변조 신호 출력부를 설명하기 위한 신호도이고, 도 2b는 도 1의 DC-AC 인버터의 동작을 설명하기 위한 신호도이다.

도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(10)는 영상을 표시하는 액정 패널(100)과 액정 패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 백라이트 어셈블리(500)는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, '이하 PWM'이라 함) 신호 출력부(200)와, DC-AC 인버터(300)와 광원(400)을 포함할 수 있다.

액정 패널(100)은 다수의 게이트 라인(미도시)과, 다수의 데이터 라인(미도시)과 이들이 교차하는 영역마다 형성된 다수의 화소(미도시)를 포함하여, 영상을 표시한다.

PWM 신호 출력부(200)는 디밍(dimming) 신호(DIM)를 입력받아 디밍 신호(DIM)에 대응하는 듀티비(duty ratio)를 갖고 주기(period)가 일정하지 않은 PWM 신호(PWM)를 출력한다. 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이, PWM 신호 출력 부(200)는 주기가 일정하지 않고 가변되는 PWM 신호(PWM)를 출력한다. 즉, 도 2a에서 각 주기(P1, P2, P3)는 서로 다르다(P1≠P2≠P3). 그러나 PWM 신호(PWM) 듀티비는 디밍 신호(DIM)에 대응하여 일정한 값을 갖는다. 즉, 도 2a에서 제1 주기(P1) 동안 듀티비는 H1/P1이고, 제2 주기(P2) 동안 듀티비는 H2/P2이고, 제3 주기(P3) 동안 듀티비는 H3/P3이며, 각 듀티비는 (H1/P1)= (H2/P2)= (H3/P3)을 만족한다.

DC-AC 인버터(300)는 외부로부터, 예컨데 DC-DC 컨버터(미도시)로부터 승압된 직류 전압(DC)을 입력받고, PWM 신호(PWM)의 하이 레벨인 시간동안 직류 전압(DC)을 교류 전압(AC)으로 변환하여 교류의 구동 전압(Vd)을 출력할 수 있다. 좀더 구체적으로, DC-AC 인버터(300)는 스위칭 소자(미도시)를 포함하여, 하이 레벨의 PWM 신호(PWM)에 인에이블되어, 도 2b에 도시된 바와 같이, PWM 신호(PWM)의 하이 레벨인 시간동안 교류의 구동 전압(Vd)을 출력한다.

광원(400)은 교류의 구동 전압(Vd)을 입력받아 광을 발산한다. 광원(400)은 교류의 구동 전압(Vd)에 따라 광을 발산하는데, 교류의 구동 전압(Vd)은 PWM 신호(PWM)의 하이 레벨인 시간동안 제공되므로, PWM 신호(PWM)의 듀티비에 따라 광원(400)의 휘도가 조절된다. 여기서 광원(400)은 선광원(400)일 수 있다. 예컨데, 광원(400)은 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 열음극 형광 램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp, HCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL) 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 광원(400)이 선광원에만 한정되지 않고, 교류의 구동 전압(Vd)을 받아 광을 발산하는 어떠한 형태의 광원(400)일 수 있다.

정리해서 설명하면, 백라이트 어셈블리(500)는 디밍 신호(DIM)에 대응하는 듀티비를 갖는 PWM 신호(PWM)를 기초로 광을 발산한다. 여기서 PWM 신호(PWM)의 듀티비는 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨에 대응될 수 있다. PWM 신호(PWM)의 주기는 일정하지 않다. 예컨데 PWM 신호(PWM)의 주기는 랜덤(random)할 수 있다.

나아가, PWM 신호(PWM)는 소정의 범위 내에서 임의로 결정되는 랜덤 주파수를 가질 수 있다. 주파수는 주기와 반비례 관계이므로, PWM 신호(PWM)의 주기는 주파수에 대응된다고 할 것이다.

이 때, 랜덤 주파수의 범위는 PWM 신호(PWM)에 대응하는 스위칭 속도에 광원이 정상적으로 응답하지 못하기 시작하는 때의 주파수를 최대 주파수로, 광원이 발산하는 광이 도달하는 액정 패널에 플리커링(flickering)이 발생하기 시작하는 때의 주파수를 최소 주파수로 가질 수 있다. 예를 들어, PWM 신호(PWM)의 랜덤 주파수는 최대 및 최소 주파수로, 소정의 중심 주파수를 기준으로 ±10% 크기의 주파수를 가질 수 있다.

중심 주파수는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 어셈블리가 적용될 표시 장치의 구동 주파수, 및/또는 백라이트 어셈블리에 사용되는 광원의 구동 주파수에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치의 구동 주파수는 중심 주파수의 상한과 연관될 수 있고, 광원의 구동 주파수는 중심 주파수의 하한과 연관될 수 있다.

이와 같이 PWM 신호(PWM)의 주기가 일정하지 않은 경우, 즉, PWM 신호(PWM)의 주파수가 일정하지 않은 경우, 물결 현상 노이즈(waterfall noise)가 줄어든다. 좀더 구체적으로 설명하면, 액정 표시 장치(10)를 구동하는데 사용되는 여러 가지 신호들은 서로 다른 주파수를 갖는다. 예를 들어, 액정 패널(100)의 각 게이트 라인(미도시)의 활성화 시점을 알리는 게이트 클럭 신호의 주파수, 교류의 구동 전압(Vd)의 주파수 및 PWM 신호(PWM)의 주파수가 서로 다르다. 이러한 서로 다른 주파수를 갖는 신호들이 중첩되는 경우, 맥놀이(beat) 현상이 발생될 수 있고, 이로인해 액정 패널(100)의 휘도 차이가 규칙적으로 발생되어 물결이 흘러내리는 현상이 발생될 수 있다. 그러나 PWM 신호(PWM)의 주파수가 일정하지 않은 경우, 맥놀이 현상이 발생되지 않게 되거나, 발생되더라도 액정 패널(100)의 휘도 차이가 규칙적으로 발생되지 않게 된다. 따라서 PWM 신호(PWM)의 주기가 일정하지 않은 경우, 즉, PWM 신호(PWM)의 주파수가 일정하지 않은 경우, 물결 현상 노이즈(waterfall noise)가 줄어든다.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 PWM 신호 출력부(200)가 도 2a에 도시된 바와 같은 PWM 신호(PWM)를 생성하는 방법을 설명한다. 도 3은 도 1의 PWM 신호 출력부(200)를 설명하기 위한 블록도이고, 도 4a는 도 3의 PWM 신호 출력부(200)의 동작을 설명하기 위한 신호도이고, 도 4b는 도 4a의 PWM 신호를 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 도 3의 랜덤 주파수 신호 생성부(210)를 설명하기 위한 블록도이다.

먼저 도 3을 참조하면, PWM 신호 출력부(200)는 랜덤 주파수 신호 생성부(210)와 비교기(260)를 포함할 수 있다.

랜덤 주파수 신호 생성부(210)는 주파수가 일정하지 않은 랜덤 주파수 신호(RFS)를 출력한다. 예컨데 랜덤 주파수 신호 생성부(210)는, 도 4a에 도시된 바 와 같이, 주기(P1, P2, P3)가 일정하지 않은 삼각파를 출력할 수 있다(P1≠P2≠P3). 이러한 랜덤 주파수 신호 생성부(210)의 구체적인 내부 블록은 도 5를 참조하여 후술한다.

비교기(260)는 랜덤 주파수 신호(RFS)와 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨을 비교한다. 비교 결과에 따라, 예컨데 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이 랜덤 주파수 신호(RFS)의 전압 레벨보다 높은 경우 하이 레벨을 출력하고 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이 랜덤 주파수 신호(RFS)의 전압 레벨보다 낮은 경우 로우 레벨을 출력할 수 있다. 따라서 비교기(260)는 도 4a에 도시된 PWM 신호(PWM)를 출력할 수 있다. 이때, PWM 신호(PWM)의 주파수가 일정하지 않지만, PWM 신호(PWM)의 듀티비는 일정하다. 여기서 PWM 신호(PWM)의 듀티비는 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨에 따라 결정된다.

도 4b를 더 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 도 4a의 랜덤 주파수 신호(RFS)의 한 주기는 도 4b에 도시된 바와 같이 좌표 평면 상에서 2개의 직선 그래프로 나타내어 질 수 있다. 즉, y=ax 인 직선과 y=m-b(x-m/a)인 직선으로 나타내어 질 수 있다. 디밍 신호(DIM)는 y=k로 나타내어 질 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, y=ax 인 직선과 y=m-b(x-m/a)인 직선이 y=k인 직선보다 큰 구간의 길이는 (m-k)/a+(m-k)/b가 되며, 한 주기의 길이는 m/a+m/b가 된다. 여기서 듀티비는 (m-k)/m이 된다. 즉, 듀티비는 m과 k에 따라 결정된다. 여기서 m은 랜덤 주파수 신호(RFS)의 진폭이고, k는 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이다. 결과적으로, 랜덤 주파수 신호(RFS)의 진폭이 일정할 때, 듀티비는 랜덤 주파수 신 호(RFS)의 주파수에 무관하며 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨에 따라 가변된다.

도 3 및 도 4a에서 알수 있듯이, 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이 커지면 PWM 신호(PWM)의 듀티비는 작아지고, 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이 작아지면 PWM 신호(PWM)의 듀티비는 커질 수 있다. 다만, PWM 신호 출력부(200)는, 이와 반대로, 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이 커지면 듀티비는 커지고, 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이 작아지면 듀티비는 작아지는 PWM 신호(PWM)를 출력할 수도 있다. 여기서 비교기(260)는 연산 증폭기로 구성될 수 있다.

도 5를 참조하여 도 3의 랜덤 주파수 신호 생성부(210)에 대해 설명한다. 다만, 본 발명의 랜덤 주파수 신호 생성부(210)가 이하에서 설명되는 바에 한정되는 것은 아니다. 도 5를 참조하면, 랜덤 주파수 신호 생성부(210)는 카운터(220)와, 메모리(230)와, 제1 디지털 아날로그 컨버터(240) 및 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator)(250)를 포함할 수 있다.

메모리(230)는 랜덤 데이터(RD)를 저장한다.

카운터(220)는 클럭 신호(CLOCK)를 입력받아 클럭 신호를 카운트하고, 카운트 결과를 메모리(230)의 주소를 가리키는 어드레스 신호(ADDR)로서 출력한다. 예를 들어 클럭 신호(CLOCK)는 외부에서 별도로 제공되는 신호일 수 있고, 또는 액정 표시 장치(10) 내부에서 사용되는 신호의 하나일 수 있다.

제1 디지털 아날로그 컨버터(240)는 어드레스 신호(ADDR)에 응답하여 메모리(230)로부터 랜덤 데이터(RD)를 독출한다. 예컨데 제1 디지털 아날로그 컨버터(240)는 어드레스 신호(ADDR)에 대응하는 메모리 셀에 저장된 랜덤 데이터(RD)를 독출한다. 제1 디지털 아날로그 컨버터(240)는 독출된 랜덤 데이터(RD)를 아날로그 형태의 제어 전압(Vcon)으로 변환한다.

전압 제어 발진기(250)는 제어 전압(Vcon)의 전압 레벨에 따라 주파수가 가변되는 랜덤 주파수 신호(RFS)를 출력한다. 여기서 전압 제어 발진기(250)는 널리 알려진 회로이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하며, 본 발명은 전압 제어 발진기(250)의 어떠한 형태에도 한정되지 않는다.

도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 백라이트 어셈블리의 블록도이다. 도 1에 도시된 구성 요소와 동일한 기능을 하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 설명의 편의상 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 이전 실시예와 달리, 백라이트 어셈블리(501)는 피드백 유닛(450)을 더 포함한다. 피드백 유닛(450)은 예를 들어 광원(400)의 휘도를 일정하게 유지하기 위해 사용된다.

좀더 구제척으로, 피드백 유닛(450)은 광원(400)을 흐르는 전류(CUR)를 피드백받아, 전류(CUR)의 양에 따라 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨을 조절한다. 예를 들어, 도 3 및 도 4를 더 참조하여 설명하면, 광원(400)을 흐르는 전류(CUR)의 양이 커지면, 피드백 유닛(450)은 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨을 높인다. 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨이 높아지면, 도 4에서 알 수 있듯이, PWM 신호(PWM)의 듀티비 가 작아진다. PWM 신호(PWM)의 듀티비가 작아지면, 교류의 구동 전압(Vd)이 광원(400)에 제공되는 시간이 짧아지므로, 광원(400)에 흐르는 전류(CUR)의 양이 줄어든다. 또는 이와 반대로, 광원(400)을 흐르는 전류(CUR)의 양이 작아지면, 피드백 유닛(450)은 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨을 낮추워 광원(400)을 흐르는 전류의 양을 중가시킬 수 있다. 즉, 피드백 유닛(450)을 광원(400)을 흐르는 전류(CUR)의 양을 검출하여 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨을 조절하고, 광원(400)의 휘도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 예컨데 피드백 유닛(450)은 저항(미도시)을 포함하여 광원(400)을 흐르는 전류(CUR)를 전압으로 변환하여 디밍 신호(DIM)를 출력할 수도 있다.

이러한 피드백 유닛(450)을 광원(400)에 과전류가 흐를 때 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨을 조절하여 광원(400)으로 교류의 구동 전압(Vd)을 차단하는 기능을 할 수도 있다. 또는 피드백 유닛은 광원(400)에 인가되는 전압을 검출하여 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨을 조절할 수도 있다.

다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이다. 도 1에 도시된 구성 요소와 동일한 기능을 하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 설명의 편의상 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치(11)는 신호 제어부(600)와 제2 디지털 아 날로그 컨버터(700)를 더 포함한다.

신호 제어부(600)는 R, G, B 영상 신호(R, G, B) 및 외부 제어 신호들(CONT1)을 입력받아 영상 데이터 신호(IDAT) 및 내부 제어 신호(CONT2)를 출력한다. 한다. 예컨데, 영상 데이터 신호(IDAT)는 응답 속도 향상 및 표시 품질 향상을 위해 R, G, B 영상 신호(R, G, B)가 변환된 신호일 수 있다. 외부 제어 신호(CONT1)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 메인 클럭 신호 및 데이터 인에이블 신호일 수 있으며, 내부 제어 신호(CONT2)는 액정 패널(100)을 구동하는 신호로서, 게이트 드라이버(미도시)의 동작을 개시하는 수직 시작 신호, 게이트 온 전압의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭 신호 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 결정하는 출력 인에이블 신호, 데이터 드라이버(미도시)의 동작을 개시하는 수평 개시 신호 및 영상 데이터 전압의 출력을 지시하는 출력 지시 신호를 포함할 수 있다.

또한 신호 제어부(600)는 R, G, B 영상 신호(R, G, B)에 따라 광원(400)의 휘도를 조절하기 위한 디지털 형태의 광데이터 신호(LDAT)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 신호 제어부(600)는 R, G, B 영상 신호(R, G, B)에 따라 광원(400)의 휘도를 높이거나 낮출 것인지 판단하고, 판단 결과에 따라 광데이터 신호(LDAT)를 출력한다. 예컨데 R, G, B 영상 신호(R, G, B)가 전체적으로 어두운 영상을 나타낼 경우, 신호 제어부(600)는 광원(400)의 휘도를 낮추기 위해 광데이터 신호(LDAT)를 출력한다. 또는 R, G, B 영상 신호(R, G, B)가 전체적으로 밝은 영상을 나타낼 경우 신호 제어부(600)는 광원(400)의 휘도를 높이기 위해 광데이터 신호(LDAT)를 출력한다. 또는 R, G, B 영상 신호(R, G, B)이 동영상을 나타내는지 또는 정지 영상을 나 타내는지 여부에 따라 광원(400)의 휘도를 조절하기 위해 광데이터 신호(LDAT)를 출력할 수도 있다.

제2 디지털 아날로그 컨버터(700)는 디지털 형태의 광데이터 신호(LDAT)를 아날로그 형태의 디밍 신호(DIM)로 변환하여 출력한다.

백라이트 어셈블리(500)는 상술한 바와 같이, 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨에 따라 PWM 신호(PWM)를 출력하고, PWM 신호(PWM)의 듀티비에 따라 광원(400)의 휘도를 조절한다. 상술한 바와 같이, PWM 신호(PWM)의 듀티비는 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨에 따라 결정되며, PWM 신호(PWM)의 주기는 일정하지 않다.

다만, 제2 디지털 아날로그 컨버터(700)는 신호 제어부(600) 내부에 구비될 수도 있고, 또는 백라이트 어셈블리(500) 내부에 구비될 수도 있다.

도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 9는 도 8의 백라이트 드라이버를 설명하기 위한 회로도이다. 도 1에 도시된 구성 요소와 동일한 기능을 하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 설명의 편의상 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 8 를 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(502)는 PWM 신호 출력부(200)와 백라이트 드라이버(350)와 광원(401)을 포함한다. 이하에서 광원(401)이 발광 다이오드(light emitting diode)인 경우를 예로 들어 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9를 더 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 백라이트 드라이버(350)는 스위칭 소자를 포함하여, PWM 신호(PWM)에 응답하여 광데이터 신호(LDAT)에 응답하여 발광 다이오드(LED)를 동작시킨다.

동작을 설명하면, 백라이트 드라이버(350)의 스위칭 소자가 하이 레벨의 PWM 신호(PWM)를 입력받아 턴온되면, 구동 전압(Vd)이 발광 다이오드(LED)에게 제공되므로, 전류가 발광 다이오드(LED) 및 인덕터(L)를 통해 흐르게 된다. 이때 인덕터(L)에는 전류에 의한 에너지가 저장된다. PWM 신호(PWM)가 로우 레벨이 되면 스위칭 소자가 턴오프되고, 발광 다이오드(LED), 인덕터(L) 및 다이오드(D)가 폐회로를 이루어 전류가 흐르게 된다. 이때, 인덕터(L)에 저장된 에너지가 방전되면서 전류가 감소된다. PWM 신호(PWM)의 듀티비에 따라 스위칭 소자가 턴온되는 시간이 조절되므로, PWM 신호(PWM)의 듀티비에 따라 발광 다이오드(LED)의 휘도가 제어된다.

도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명한다. 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 11는 도 10의 광원의 배치 구조를 설명하기 위한 블록도이고, 도 12는 도 10의 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 그림이다. 도 8에 도시된 구성 요소와 동일한 기능을 하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 설명의 편의상 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 10을 참조하면, 액정 패널(100)은 다수의 표시 블록(DB1~DB(n×m))으로 구분될 수 있다. 예컨데 다수의 표시 블록(DB1~DB(n×m))은 (n×m) 행렬 형태로 배열될 수 있다. 각 표시 블록(DB1~DB(n×m))은 다수의 화소를 포함한다.

다수의 광원(401)은 도 11과 같이 배치되어 광을 제공한다. 즉, 다수의 광원(401)은 매트릭스 형태로 배열된 표시 블록과 대응되도록 배치되며, 각 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 다수의 광원(401)은 각 백라이트 드라이버(350_1~350_n)에 연결되며, 각 표시 블록(DB1~DB(n×m))에서 표시되는 영상에 따라 휘도가 조절된다.

도 12를 더 참조하여 설명하면, R, G, B 영상 신호(R, G, B)가 도 12에 도시된 바와 같은 영상을 나타내는 경우, 각 표시 블록마다 휘도가 결정될 수 있다. 예를 들어, 액정 패널(100)의 아래 부분의 휘도는 낮고, 액정 패널(100)의 중간 부분의 휘도는 부분적으로 높은 것으로 결정될 수 있다. 따라서 신호 제어부(601)는 R, G, B 영상 신호(R, G, B)를 입력받아, R, G, B 영상 신호(R, G, B)를 이용하여 각 표시 블록(DB1~DB(n×m))의 휘도를 판단한다. 그리고 신호 제어부(601)는, 각 표시 블록(DB1~DB(n×m))에 대응하는 광원(401)의 휘도를 조절하기 위해, 각 표시 블록(DB1~DB(n×m))의 휘도에 대응하는 광데이터 신호(LDAT)를 출력할 수 있다.

제2 디지털 아날로그 컨버터(700)는 광데이터 신호(LDAT)를 입력받아 디밍 신호(DIM)로 변환하고, PWM 신호 출력부(200)로 출력한다. PWM 신호 출력부(200)는 디밍 신호(DIM)를 입력받아 PWM 신호(PWM)를 출력한다.

백라이트 드라이버(350)는 상술한 바와 같이, 디밍 신호(DIM)를 입력받아 광 원(400), 예컨데 발광 다이오드(LED)의 휘도를 조절한다.

이러한 경우, 영상의 휘도에 따라 광원(401)의 휘도를 조절하므로, 명암비가 향상되어 표시 품질이 향상된다.

여기서 상술한 바와 같이, PWM 신호(PWM)는 디밍 신호(DIM)의 전압 레벨에 따라 듀티비가 결정되며, PWM 신호(PWM)의 주기는 일정하지 않다. 예컨데 PWM 신호(PWM)의 주기는 랜덤할 수 있다. 따라서 물결 현상 노이즈가 줄어들게 되어 표시 품질이 향상된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2a는 도 1의 펄스폭 변조 신호 출력부를 설명하기 위한 신호도이다.

도 2b는 도 1의 DC-AC 인버터의 동작을 설명하기 위한 신호도이다.

도 3은 도 1의 PWM 신호 출력부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 4a는 도 4의 PWM 신호 출력부의 동작을 설명하기 위한 신호도이다.

도 4b는 도 4a의 PWM 신호를 설명하기 위한 그래프이다.

도 5는 도 3의 랜덤 주파수 신호 생성부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 백라이트 어셈블리의 블록도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 9는 도 8의 백라이트 드라이버를 설명하기 위한 회로도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 11은 도 10의 광원의 배치 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 12는 도 10의 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 그림이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 액정 표시 장치 100: 액정 패널

200: 펄스폭 변조 신호 출력부 210: 랜덤 주파수 신호 생성부

220: 카운터 230: 메모리

240: 제1 디지털 아날로그 컨버터 250: 전압 제어 발진기

260: 비교기 300: DC-AC 인버터

350: 백라이트 드라이버 400: 광원

450: 피드백 유닛 500: 백라이트 어셈블리

600: 신호 제어부 700: 제2 디지털 아날로그 컨버터

Claims

디밍 신호를 입력받아, 상기 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖고 주기가 일정하지 않은 펄스폭 변조 신호를 출력하는 펄스폭 변조 신호 출력부; 및

상기 펄스폭 변조 신호에 기초하여 광을 발산하는 광원을 포함하되,

상기 펄스폭 변조 신호 출력부는 주기가 일정하지 않은 랜덤(random) 주파수 신호와, 상기 디밍 신호를 비교하여 상기 펄스폭 변조 신호를 출력하고,

상기 펄스폭 변조 신호 출력부는 상기 랜덤 주파수 신호를 출력하는 램덤 주파수 신호 생성부와, 상기 랜덤 주파수 신호와 상기 디밍 신호의 전압 레벨을 비교하는 비교기를 포함하고,

상기 랜덤 주파수 신호 생성부는 제어 전압의 전압 레벨에 따라 상기 랜덤 주파수 신호를 출력하는 전압 제어 발진기(volatge controlled oscillator), 랜덤 데이터를 저장하는 메모리와, 클럭 신호를 입력받아 카운트하여 어드레스 신호를 출력하는 카운터와, 상기 어드레스 신호에 응답하여 상기 메모리로부터 상기 랜덤 데이터를 독출하여 상기 랜덤 데이터에 대응하는 아날로그 형태의 상기 제어 전압을 출력하는 디지털 아날로그 컨버터를 포함하는 백라이트 어셈블리.
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제 1항에 있어서,

상기 펄스폭 변조 신호 출력부는 상기 디밍 신호의 전압 레벨에 대응하는 상기 듀티비를 갖는 상기 펄스폭 변조 신호를 출력하는 백라이트 어셈블리.
제 6항에 있어서,

상기 펄스폭 변조 신호는 소정의 범위 내에서 임의로 결정되는 랜덤 주파수를 가지되,

상기 랜덤 주파수 범위는 상기 펄스폭 변조 신호에 대응하는 스위칭 속도에 상기 광원이 정상적으로 응답하지 못하기 시작하는 때의 주파수를 최대 주파수로하고, 상기 광원이 발산하는 상기 광이 도달하는 액정 패널에 플리커링(flickering)이 발생하기 시작하는 때의 주파수를 최소 주파수로 하는 백라이트 어셈블리.
제 7항에 있어서,

상기 랜덤 주파수는 중심 주파수를 포함하고, 상기 최대 및 최소 주파수는 상기 중심 주파수를 기준으로 ±10% 크기를 가지는 주파수인 백라이트 어셈블리.
제 6항에 있어서,

상기 광원을 흐르는 전류 또는 상기 광원에 인가되는 전압을 피드백받아 상기 디밍 신호의 전압 레벨을 조절하는 피드백 유닛을 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
제 6항에 있어서,

외부로부터 제공된 디지털 형태의 광데이터 신호를 입력받아 상기 광데이터 신호에 대응하는 아날로그 형태의 상기 디밍 신호를 출력하는 디지털 아날로그 컨버터를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
제 6항에 있어서,

상기 펄스폭 변조 신호에 인에이블되어 구동 전압을 상기 광원에 제공하는 스위칭부를 더 포함하고, 상기 광원은 상기 구동 전압을 인가받아 광을 발산하는 백라이트 어셈블리.
제 1항에 있어서,

상기 광원은 선광원인 백라이트 어셈블리.
제 1항에 있어서,

상기 광원은 발광 다이오드인 백라이트 어셈블리.
영상 신호를 입력받아 영상을 표시하는 표시 패널; 및

상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리로서, 디밍 신호를 입력받아 상기 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖고 주기가 일정하지 않은 펄스폭 변조 신호를 출력하는 펄스폭 변조 신호 출력부와 및 상기 펄스폭 변조 신호에 기초하여 광을 발산하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리를 포함하되,

상기 펄스폭 변조 신호 출력부는 주기가 일정하지 않은 랜덤(random) 주파수 신호와, 상기 디밍 신호를 비교하여 상기 펄스폭 변조 신호를 출력하고,

상기 펄스폭 변조 신호 출력부는 상기 랜덤 주파수 신호를 출력하는 램덤 주파수 신호 생성부와, 상기 랜덤 주파수 신호와 상기 디밍 신호의 전압 레벨을 비교하는 비교기를 포함하고,

상기 랜덤 주파수 신호 생성부는 제어 전압의 전압 레벨에 따라 상기 랜덤 주파수 신호를 출력하는 전압 제어 발진기(volatge controlled oscillator), 랜덤 데이터를 저장하는 메모리와, 클럭 신호를 입력받아 카운트하여 어드레스 신호를 출력하는 카운터와, 상기 어드레스 신호에 응답하여 상기 메모리로부터 상기 랜덤 데이터를 독출하여 상기 랜덤 데이터에 대응하는 아날로그 형태의 상기 제어 전압을 출력하는 디지털 아날로그 컨버터를 포함하는 표시 장치.
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제 14항에 있어서,

상기 펄스폭 변조 신호 출력부는 상기 디밍 신호의 전압 레벨에 대응하는 듀티비를 갖는 상기 펄스폭 변조 신호를 출력하는 표시 장치.
제 19항에 있어서,

상기 펄스폭 변조 신호는 소정의 범위 내에서 임의로 결정되는 랜덤 주파수 를 가지되,

상기 랜덤 주파수 범위는 상기 펄스폭 변조 신호에 대응하는 스위칭 속도에 상기 광원이 정상적으로 응답하지 못하기 시작하는 때의 주파수를 최대 주파수로하고, 상기 광원이 발산하는 상기 광이 도달하는 액정 패널에 플리커링(flickering)이 발생하기 시작하는 때의 주파수를 최소 주파수로 하는 표시 장치.
제 20항에 있어서,

상기 랜덤 주파수는 중심 주파수를 포함하고, 상기 최대 및 최소 주파수는 상기 중심 주파수를 기준으로 ±10% 크기를 가지는 주파수인 표시 장치.
제 19항에 있어서,

상기 광원을 흐르는 전류 또는 상기 광원에 인가되는 전압을 피드백받아 상기 디밍 신호의 전압 레벨을 조절하는 피드백 유닛을 더 포함하는 표시 장치.
제 19항에 있어서,

상기 영상 신호에 따라 상기 광원의 휘도를 조절하기 위한 광데이터 신호를 출력하는 신호 제어부와,

상기 광데이터 신호를 입력받아 상기 광데이터 신호에 대응하는 아날로그 형태의 상기 디밍 신호를 출력하는 디지털 아날로그 변환부를 더 포함하는 표시 장치.
제 19항에 있어서,

상기 펄스폭 변조 신호에 인에이블되어 구동 전압을 상기 광원에 제공하는 스위칭부를 더 포함하고, 상기 광원은 상기 구동 전압을 인가받아 광을 발산하는 표시 장치.
디밍 신호를 제공하고,

상기 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖고 주기가 일정하지 않은 펄스폭 변조 신호를 출력하고,

상기 펄스폭 변조 신호에 기초하여 광을 발산하고,

상기 광을 제공받고 입력된 영상 신호에 응답하여 영상을 표시하는 것을 포함하되,

상기 펄스폭 변조 신호를 출력하는 것은 펄스폭 변조 출력부에서 주기가 일정하지 않은 랜덤(random) 주파수 신호와, 상기 디밍 신호의 전압 레벨을 비교하는 것을 포함하고,

상기 펄스폭 변조 신호 출력부는 상기 랜덤 주파수 신호를 출력하는 램덤 주파수 신호 생성부와, 상기 랜덤 주파수 신호와 상기 디밍 신호의 전압 레벨을 비교하는 비교기를 포함하고,

상기 랜덤 주파수 신호 생성부는 제어 전압의 전압 레벨에 따라 상기 랜덤 주파수 신호를 출력하는 전압 제어 발진기(volatge controlled oscillator), 랜덤 데이터를 저장하는 메모리와, 클럭 신호를 입력받아 카운트하여 어드레스 신호를 출력하는 카운터와, 상기 어드레스 신호에 응답하여 상기 메모리로부터 상기 랜덤 데이터를 독출하여 상기 랜덤 데이터에 대응하는 아날로그 형태의 상기 제어 전압을 출력하는 디지털 아날로그 컨버터를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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제 25항에 있어서,

상기 디밍 신호를 제공하는 것은,

상기 영상 신호에 따라 상기 광의 휘도를 조절하기 위한 광데이터 신호를 출력하고,

상기 광데이터 신호를 상기 광데이터 신호에 대응하는 아날로그 형태의 상기 디밍 신호로 변환하는 것을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.