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KR101026800B1 - 액정 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 그방법 - Google Patents

액정 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 그방법 Download PDF

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KR101026800B1
KR101026800B1 KR1020030082981A KR20030082981A KR101026800B1 KR 101026800 B1 KR101026800 B1 KR 101026800B1 KR 1020030082981 A KR1020030082981 A KR 1020030082981A KR 20030082981 A KR20030082981 A KR 20030082981A KR 101026800 B1 KR101026800 B1 KR 101026800B1
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 행렬의 형태로 배열되어 있고 스위칭 소자를 각각 구비하는 복수의 화소, 상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 게이트 신호를 상기 스위칭 소자에 전달하는 복수의 게이트선, 상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 데이터 전압을 상기 스위칭 소자에 전달하는 복수의 데이터선, 그리고 적어도 하나의 광원을 포함하며, 광원 구동 신호를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 발광시킴으로써 상기 화소에 빛을 공급하는 조명부를 포함한다. 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온시키기 위한 게이트 온 전압과 상기 스위칭 소자를 턴오프시키기 위한 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어져 있고, 데이터 전압은 상기 게이트 온 전압 구간 동안 상기 화소에 충전된다. 또한 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 기울기가 양인 구간과 기울기가 음인 구간의 길이가 동일한다. 이렇게 함으로써, 화소 충전 구간 내에서 광원 구동 신호를 선대칭시켜 데이터 전압의 극성과 광원 구동 신호의 기울기가 화소의 충전 전압에 악영향을 미쳐 발생하는 수평선 얼룩 현상이 제거된다.
액정표시장치, 백라이트, 화질, 맥놀이, 데이터전압, 데이터신호, 광원, 램프

Description

액정 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 그 방법 {LIQUID CRYSTAL DEVICE, DRIVING DEVICE AND METHOD OF LIGHT SOURCE FOR DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4의 (a) 내지 (h)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 사용되는 신호들의 파형도이다.
도 5의 (a)는 본 발명의 실시예에 따라 게이트 클록 신호와 90°의 위상차를 가지는 램프 구동 신호와 데이터 전압의 파형을 도시한 것이다.
도 5의 (b)는 본 발명의 실시예에 따라 게이트 클록 신호와 180°의 위상차를 갖는 램프 구동 신호와 데이터 전압의 파형을 도시한 것이다.
도 5의 (c)는 본 발명의 실시예에 따라 게이트 클록 신호에 동기하는 램프 구동 신호와 데이터 전압의 파형을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
본 발명은 액정 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시 장치(display device)에는 스스로 발광하는 발광 다이오드(light emitting diode, LED), EL(electroluminescence), 진공 형광 표시 장치(vacuum fluorescent display, VFD), 전계 발광 소자(field emission display, FED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등이 있다.
일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다.
이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다. 별도로 구비된 광원을 사용하는 경우 광원의 점등 시간과 소등 시간의 비를 조절하거나 광원에 흐르는 전류를 조절함으로써 화면 전체의 밝기를 조절한다.
후자의 방법은 램프를 낮은 휘도로 유지할 때 램프에 흐르는 전류의 크기가 작아져서 램프의 점등이 매우 불안정하며 램프가 쉽게 소등되는 현상이 발생하는 문제점이 있는 반면 전자의 방법은 이러한 문제없이 램프의 광량, 즉, 휘도를 쉽게 제어할 수 있으므로 전자의 방법을 선호한다.
액정 표시 장치에 사용되는 광원으로는 형광 램프 등이 있는데, 형광 램프를 동작시키기 위해서는 고전압의 교류 전원이 필요하다. 이 교류 램프 구동 전원은 통상 수십 kHz의 주파수의 수 kV의 고전압 전원으로서, 램프에 수 mA의 전류가 흐르게 한다. 그런데 램프는 액정 표시판의 뒷면에 가깝게 떨어져 장착되어 있으므로, 램프에서 발생한 전계(electric field)와 자계(magnetic field)는 액정 표시판 내의 배선이나 박막 트랜지스터 등에 흐르는 신호에 노이즈를 발생시킨다. 특히, 램프의 동작과 액정 표시판의 동작이 정확하게 일치하지 않으면, 맥놀이 현상이 생겨 램프와 액정 표시판의 구동 신호 사이에 간섭이 발생하고, 이 간섭은 화면의 상하 방향으로 얼룩 무늬가 천천히 올라가거나 내려가는 "수평선 얼룩(water fall)" 현상을 만들어 내기도 한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 화질을 개선하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치는, 행렬의 형태로 배열되어 있고 스위칭 소자를 각각 구비하는 복수의 화소, 상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 게이트 신호를 상기 스위칭 소자에 전달하는 복수의 게이트선, 상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 데이터 전압을 상기 스위칭 소자 에 전달하는 복수의 데이터선, 그리고 적어도 하나의 광원을 포함하며 광원 구동 신호를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 발광시킴으로써 상기 화소에 빛을 공급하는 조명부를 포함하고,
상기 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온시키기 위한 게이트 온 전압과 상기 스위칭 소자를 턴오프시키기 위한 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어지고, 상기 데이터 전압은 상기 게이트 온 전압 구간 동안 상기 화소에 충전되며, 상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 기울기가 양인 구간과 기울기가 음인 구간의 비율이 동일하다.
상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 선대칭이거나 좌우 대칭인 것이 바람직하다.
상기 액정 표시 장치는 복수의 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 신호와 상기 데이터 전압의 타이밍을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고, 상기 복수의 제어 신호는 상기 게이트 온 전압 구간의 발생 주기를 제어하는 게이트 클록 신호를 포함할 수 있다.
상기 게이트 온 전압 구간이 상기 게이트 클록 신호의 주기보다 짧을 수 있다.
또한 상기 광원 구동 신호는 상기 게이트 클록 신호에 대해 90°의 위상차를 갖는 동기 신호에 동기하는 것이 바람직하다.
상기 조명부는 상기 광원 구동 신호를 생성하여 상기 광원에 제공하는 인버터를 더 포함할 수 있고, 상기 동기 신호는 상기 신호 제어부가 생성할 수 있다.
또한 상기 조명부는 상기 게이트 클록 신호를 90°시프트시킨 상기 동기 신호를 생성하여 상기 인버터에 제공하는 위상 시프터를 더 포함하거나, 상기 신호 제어부로부터의 데이터 인에이블 신호를 기초로 상기 동기 신호를 생성하여 상기 인버터에 제공하는 멀티 바이브레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 형광 램프인 것이 좋다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치의 광원을 구동하는 장치는, 행렬의 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 상기 화소에 각각 연결되어 있고 게이트 신호를 상기 화소에 전달하는 복수의 게이트선 및 상기 화소에 각각 연결되어 있고 데이터 전압을 상기 화소에 전달하는 복수의 데이터선을 구비한 표시 장치의 광원을 구동하는 장치로서, 인버터 동기 신호를 생성하는 동기 신호 생성부, 그리고 상기 인버터 동기 신호에 기초하여 광원 구동 신호를 생성하고 이를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 구동하는 인버터를 포함하고, 상기 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온 시키기 위한 게이트 온 전압과 상기 스위칭 소자를 턴오프 시키기 위한 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어지고, 상기 데이터 전압은 상기 게이트 온 전압 구간 동안 상기 화소에 충전되며, 상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 기울기가 양인 구간과 기울기가 음인 구간의 길이가 동일하다.
상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 좌우 대칭인 것이 바람직하다.
또한 상기 인버터 동기 신호는 상기 게이트 온 전압 구간의 발생 주기를 제어하기 위한 게이트 클록 신호에 대해 90°의 위상차를 갖는 것이 좋다.
본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치용 광원의 구동 방법은, 복수의 게이트선과 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며 상기 게이트선으로부터의 게이트 온 전압에 의하여 턴온되어 상기 데이터선으로부터의 데이터 전압을 전달하는 스위칭 소자를 각각 가지는 복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 광원을 구동하는 방법으로서, 상기 게이트 온 전압의 발생 주기를 제어하는 게이트 클록 신호를 90°시프트해서 동기 신호를 생성하는 단계, 상기 동기 신호에 동기하는 정현파 신호를 생성하는 단계, 상기 정현파 신호를 승압하여 광원 구동 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 광원 구동 신호를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 구동하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 광원 구동 신호의 파형은 게이트 온 전압 구간 내에서 좌우 대칭인 것이 좋다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 표시 장치용 광원의 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 조사하는 조명부(900), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(signal controller)(600)를 포함한다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 구조적으로 보면, 표시부(330)와 백라이트부(340)를 포함하는 액정 모듈(350)과 액정 모듈(350)을 수납하고 고정하는 전면 및 후면 케이스(361, 362), 섀시(363) 및 몰드 프레임(364)을 포함한다.
표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 게이트 FPC(flexible printed circuit) 기판(410) 및 데이터 FPC 기판(510), 그리고 해당 FPC 기판(410, 510)에 부착되어 있는 게이트 PCB(printed circuit board)(450) 및 데이터 PCB(550)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 구조적으로 볼 때 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함하며, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1 -Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-D m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판 (100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 도 3은 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(190)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3과는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
도 2에서 백라이트부(340)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있는 복수의 램프(341), 조립체(300)와 램프(341) 사이에 위치하며 램프(341)로부터의 빛을 조립체(300)로 유도 및 확산하는 도광판(342) 및 복수의 광학 시트(343), 그리고 램프(341)의 하부에 위치하며 램프(341)로부터의 빛을 조립체(300) 쪽으로 반사시키는 반사판(344)을 포함한다.
본 실시예에서는 램프(341)로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), EEFL (external electrode fluorescent lamp) 등 형광 램프를 사용한다. 그러나 발광 다이오드(LED) 등도 램프로서 사용될 수 있다.
도 1을 보면 조명부(900)는 도 2에서 램프(341)에 해당하는 램프부(910)와 램프부(910)에 연결되어 램프부(910)를 점멸시키고 점멸 시간을 제어함으로써 화면의 밝기를 조절하는 인버터(inverter)(920)를 포함한다. 인버터(920)는 별도로 장착된 인버터 PCB(도시하지 않음)에 구비될 수도 있고 게이트 PCB(450)나 데이터 PCB(550)에 구비될 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 램프(341)에서 나오는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
도 1과 도 2를 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 데이터 PCB(550)에 구비되어 있으며 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(400)는 집적 회로(integrated circuit, IC) 칩의 형태로 각 게이트 FPC 기판(410) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선 (G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(V off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 IC 칩의 형태로 각 데이터 FPC 기판(510) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중에서 선택한 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 게이트 구동부(400) 및/또는 데이터 구동부(500)는 IC 칩의 형태로 하부 표시판(100) 위에 장착되며, 또 다른 실시예에 따르면 하부 표시판(100)에 다른 소자들과 함께 집적된다. 이 두 가지 경우 게이트 PCB(450) 및/또는 게이트 FPC 기판(410)은 생략될 수 있다.
게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 신호 제어부(600)는 데이터 PCB(550) 또는 게이트 PCB(450)에 구비되어 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4는 (a) 내지 (h)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 사용되는 신호들의 파형도이다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 신호 제어부(600)는 또한 게이트 제어 신호(CONT1) 중 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV)를 90°위상 시프트시킨 인버터 동기 신호(Sync)를 인버터(920)에 인가한다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 클록 신호(CPV)외에도 한 프레임의 시작을 알려주는 수직 동기 시작 신호(STV) 및 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 수평 주기의 시작을 알려주는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받아 시프트 시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전 압으로 변환하고, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G 1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키면 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.
화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.
인버터(920)는 신호 제어부(600)로부터 인버터 동기 신호(Sync)를 공급받고 외부 또는 신호 제어부(600)로부터 밝기 제어 신호(Vdim)를 공급받아 램프부(910)의 점등/소등 동작을 제어한다.
상세하게 설명하자면, 인버터(920)는 밝기 제어 신호(Vdim)에 기초하여 소정의 점등/소등 듀티비를 갖는 펄스폭 변조 신호(PWM)를 생성한다. 인버터(920)는 또한 인버터 동기 신호(Sync)에 동기하여 DC/DC 변환기(도시하지 않음)로부터의 직류 전압을 개폐하거나 전류 경로를 스위칭하는 등의 방법으로 정현파 전압을 생성하고 이를 고전압으로 변환하여 램프 구동 신호(LDS)를 생성한다. 인버터(920)가 램프 구동 신호(LDS)를 램프부(910)에 인가하면 램프부(910)는 점등하여 램프 구동 신호(LDS)와 동기하는 전류를 흘린다. 이때, 램프 구동 신호(LDS)는 펄스폭 변조 신호(PWM)가 하이 레벨인 동안은 정현파이지만 로우 레벨인 동안은 일정한 값을 가진다. 그러나 그 반대일 수도 있다.
램프부(910)에서 나온 빛은 액정층(3)을 통과하면서 액정 분자의 배열에 따라 그 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von )을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").
도 5의 (a)는 게이트 클록 신호(CPV)와 90°의 위상차를 가지는 램프 구동 신호(LDS)와 데이터 전압(DATA)의 파형을 도시한 것이고, 도 5의 (b)와 (c)는 게이트 클록 신호(CPV)와 180°의 위상차가 나거나 동기하는 램프 구동 신호(LDS)와 데이터 전압(DATA)의 파형을 도시한 것이다.
도 5에서 데이터 전압(DATA)은 1 수평 주기를 단위로 극성이 반전하고 있다.
도 5의 (b) 및 (c)와 같이 램프 구동 신호(LDS)를 게이트 클록 신호(CPV)에 180°위상 시프트 시키거나 동기시킨 경우, 화면의 상하 방향으로 얼룩 무늬가 천천히 올라가거나 내려가는 현상은 나타나지 않았지만, 정지된 "수평선 얼룩" 이 여전히 남아 있었다. 그러나 도 5의 (a)와 같이 램프 구동 신호(LDS)가 게이트 클록 신호(CPV)와 90°의 위상차를 갖는 경우에는 수평선 얼룩이 나타나지 않았다.
또한, 도 5의 (b)와 같이, (+) 극성의 데이터 전압(DATA)이 충전되는 게이트 온 전압 구간(t1) 동안, 램프 구동 신호(LDS)의 기울기가 (-)인 구간보다 (+)인 구간이 더 길 때 화면은 더욱 밝아졌다. 반대로, 도 5의 (c)에서처럼 (-) 극성의 데이터 전압(DATA)이 충전될 때 램프 구동 신호(LDS)의 기울기가 (+)인 구간보다 (-)인 구간이 더 길 경우 화면은 더욱 어두워졌다.
하지만, 도 5의 (a)에서와 같이, (+) 또는 (-) 극성의 데이터 전압(DATA)이 충전되는 게이트 온 전압 구간(t1) 동안 램프 구동 신호(LDS)의 기울기가 (-)인 구간과 (+)인 구간이 동일한 경우 이러한 휘도 변화는 나타나지 않았다.
따라서 게이트 온 전압 구간(t1) 동안 램프 구동 신호(LDS)의 파형의 기울기가 (+)인 구간과 (-)인 구간의 길이가 동일하면 수평선 얼룩이 제거되는 것으로 결론지을 수 있으며, 특히 하나의 게이트 온 전압 구간 동안의 램프 구동 신호(LDS)의 파형이 중심에 대해서 좌우 대칭이면 이러한 조건이 충족된다.
그러면 도 6과 도 7을 참고로 하여 액정 표시 장치의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 6 및 도 7에 도시한 액정 표시 장치는 도 1에 도시한 액정 표시 장치와 마찬가지로, 액정 표시판 조립체(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 신호 제어부(600), 계조 전압 생성부(800) 및 조명부(900)를 포함한다.
그러나 램프부(910)와 인버터(920)만을 포함하는 도 5에 도시한 액정 표시 장치의 조명부(900)와는 달리, 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 조명부(900)는 램프부(910)와 인버터(920) 외에도 위상 시프터(930)를 더 포함하고, 도 7에 도시한 액정 표시 장치의 조명부(900)는 멀티 바이브레이터(940)를 더 포함한다.
도 6의 경우, 신호 제어부(600)가 직접 인버터 동기 신호(Sync)를 생성하는 대신에 게이트 클록 신호(CPV)를 바로 위상 시프터(930)에 공급하고, 위상 시프터(930)는 게이트 클록 신호(CPV)의 위상보다 90°지연된 신호를 인버터 동기 신호(Sync)로서 인버터(920)에 인가한다.
또한, 도 7의 경우에는 멀티 바이브레이터(940)가 외부 또는 신호 제어부 (600)로부터 인가되는 데이터 인에이블 신호(DE1)에 기초하여 게이트 클록 신호(CPV)의 위상보다 90°지연된 신호를 생성하여 인버터(920)에 인가한다. 즉, 신호 제어부(600)로부터의 데이터 신호(R', G', B')를 데이터 구동부(500)로 전달하기 위한 데이터 인에이블 신호(DE1)를 멀티 바이브레이터(940)의 트리거 신호로 이용하고, 저항이나 축전기의 시정수 등을 조절하여 인버터 동기 신호(Sync)의 출력 시기와 펄스폭을 조절한다. 이런 동작에 의해, 게이트 온 전압 구간 동안 (+) 인 기울기 구간과 (-)인 기울기 구간의 길이가 동일한 램프 구동 신호(LDS)가 인버터(920)에서 출력된다.
위상 시프터(93)와 멀티 바이브레이터(940)는 인버터(920) 내에 구비될 수도 있다.
또한, 위상 시프터나 멀티 바이브레이터 대신 다른 장치를 이용하여 게이트 클록 신호(CPV)에 90°위상 지연된 인버터 동기 신호(Sync)를 생성해도 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 램프 구동 신호를 액정 표시판 조립체의 구동 신호에 동기시켜 램프의 전류와 표시 신호를 일치시킴으로써 수평선 얼룩 현상을 제거한다. 특히, 게이트 온 전압 구간 내에서 램프 구동 신호를 선대칭시켜 게이트 온 전압 구간 동안 램프 구동 신호의 파형의 기울기가 (+)인 구간과 (-)인 구간의 기간을 동일하게 하므로, 정지된 수평선 얼룩 현상이 제거된다.

Claims (16)

  1. 행렬의 형태로 배열되어 있고 스위칭 소자를 각각 구비하는 복수의 화소,
    상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 게이트 신호를 상기 스위칭 소자에 전달하는 복수의 게이트선,
    상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 데이터 전압을 상기 스위칭 소자에 전달하는 복수의 데이터선, 그리고
    적어도 하나의 광원을 포함하며, 광원 구동 신호를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 발광시킴으로써 상기 화소에 빛을 공급하는 조명부
    를 포함하고,
    상기 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온시키기 위한 게이트 온 전압과 상기 스위칭 소자를 턴오프시키기 위한 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어지고,
    상기 데이터 전압은 상기 게이트 온 전압 구간 동안 상기 화소에 충전되며, 상기 화소가 충전되는 시간이 화소 충전 구간이며,
    상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 기울기가 양인 구간과 기울기가 음인 구간의 비율이 동일하고, 상기 게이트 온 전압 구간이 상기 게이트 온 전압 구간의 발생 주기를 제어하기 위한 게이트 클록 신호의 주기보다 짧은 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 선대칭인 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 좌우 대칭인 액정 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 액정 표시 장치는 복수의 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 신호와 상기 데이터 전압의 타이밍을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 복수의 제어 신호는 상기 게이트 온 전압 구간의 발생 주기를 제어하는 게이트 클록 신호를 포함하는
    액정 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 행렬의 형태로 배열되어 있고 스위칭 소자를 각각 구비하는 복수의 화소,
    상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 게이트 신호를 상기 스위칭 소자에 전달하는 복수의 게이트선,
    상기 스위칭 소자에 연결되어 있고 데이터 전압을 상기 스위칭 소자에 전달하는 복수의 데이터선, 그리고
    적어도 하나의 광원을 포함하며, 광원 구동 신호를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 발광시킴으로써 상기 화소에 빛을 공급하는 조명부
    를 포함하고,
    상기 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온시키기 위한 게이트 온 전압과 상기 스위칭 소자를 턴오프시키기 위한 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어지고,
    상기 데이터 전압은 상기 게이트 온 전압 구간 동안 상기 화소에 충전되며, 상기 화소가 충전되는 시간이 화소 충전 구간이며,
    상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 기울기가 양인 구간과 기울기가 음인 구간의 비율이 동일하고,
    상기 광원 구동 신호는 상기 게이트 온 전압 구간의 발생 주기를 제어하기 위한 게이트 클록 신호에 대해 90°의 위상차를 갖는 동기 신호에 동기하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 조명부는 상기 광원 구동 신호를 생성하여 상기 광원에 제공하는 인버터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 액정 표시 장치는 복수의 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 신호와 상기 데이터 전압의 타이밍을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 동기 신호는 상기 신호 제어부가 생성하는 액정 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 조명부는 상기 게이트 클록 신호를 90°시프트 시킨 상기 동기 신호를 생성하여 상기 인버터에 제공하는 위상 시프터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 액정 표시 장치는 복수의 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 신호와 상기 데이터 전압의 타이밍을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 조명부는 상기 신호 제어부로부터의 데이터 인에이블 신호를 기초로 상기 동기 신호를 생성하여 상기 인버터에 제공하는 멀티 바이브레이터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 광원이 형광 램프인 액정 표시 장치.
  12. 행렬의 형태로 배열되어 있고, 스위칭 소자를 각각 구비하는 복수의 화소, 상기 화소에 각각 연결되어 있고 게이트 신호를 상기 화소에 전달하는 복수의 게이트선 및 상기 화소에 각각 연결되어 있고 데이터 전압을 상기 화소에 전달하는 복수의 데이터선을 구비한 표시 장치의 광원을 구동하는 장치로서,
    인버터 동기 신호를 생성하는 동기 신호 생성부, 그리고
    상기 인버터 동기 신호에 기초하여 광원 구동 신호를 생성하고 이를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 구동하는 인버터
    를 포함하고,
    상기 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온 시키기 위한 게이트 온 전압과 상기 스위칭 소자를 턴오프 시키기 위한 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어지고,
    상기 데이터 전압은 상기 게이트 온 전압 구간 동안 상기 화소에 충전되며, 상기 화소가 충전되는 시간이 화소 충전 구간이며,
    상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 기울기가 양인 구간과 기울기가 음인 구간의 길이가 동일하고, 상기 인버터 동기 신호는 상기 게이트 온 전압 구간의 발생 주기를 제어하기 위한 게이트 클록 신호에 대해 90°의 위상차를 갖는
    표시 장치용 광원의 구동 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 화소 충전 구간 내에서 좌우 대칭인 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  14. 삭제
  15. 복수의 게이트선과 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며 상기 게이트선으로부터의 게이트 온 전압에 의하여 턴온되어 상기 데이터선으로부터의 데이터 전압을 전달하는 스위칭 소자를 각각 가지는 복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 광원을 구동하는 방법으로서,
    상기 게이트 온 전압의 발생 주기를 제어하는 게이트 클록 신호를 90°시프트해서 동기 신호를 생성하는 단계,
    상기 동기 신호에 동기하는 정현파 신호를 생성하는 단계,
    상기 정현파 신호를 승압하여 광원 구동 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 광원 구동 신호를 상기 광원에 인가하여 상기 광원을 구동하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 광원 구동 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 광원 구동 신호의 파형은 상기 게이트 온 전압의 발생 구간 내에서 좌우 대칭인 표시 장치의 광원 구동 방법.
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