KR100701665B1 - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동영상이나 정지영상에 맞는 패널 특성을 구현하여 보다 선명하고 자연스러운 이미지 디스플레이가 가능한 액정표시장치 및 그 구동방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 액정패널 및 드라이버 IC를 포함하는 LCD모듈과, CPU, 백라이트 유닛, LED 광원 메인 PCB를 포함하여 구성되는 액정표시장치에 있어서, 상기 LED 광원에 추가로 복수의 LED를 구성하고, 표시될 이미지가 동영상 이미지인 경우에는 RGB 인터페이스를 통해 외부입력모듈과 상기 LCD모듈간에 데이터 전송이 이루어지고, 상기 표시될 데이터가 정지영상 이미지인 경우에는 시스템 인터페이스를 통해서 CPU와 LCD모듈간에 데이터 전송이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

시스템 인터페이스, RGB 인터페이스

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성도.

도3은 본 발명에 따른 LCD모듈과 CPU 및 외부입력모듈과의 인터페이스를 설명하기 위한 개념도.

도 4는 본 발명에 따른 이미지 변화에 따른 액정표시화면을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 LED 구동회로의 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 액정 패널 2 : 드라이버 IC

3 : 백라이트 유닛 4 : LED 광원

5 : 메인 PCB 6 : FPC

7 : 추가 LED 10 : CPU

12 : LCD모듈 51 : PWM 컨트롤블록

53 : 스위치

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 동영상 및 정지 영상의 이미지에 상응하여 그에 적절한 패널 특성을 구현하여 보다 선명하고 자연스러운 이미지 표현이 가능한 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

이와 같은 액정표시장치는 크게, 액정 셀들이 매트릭스(Matrix)형으로 배열되어 화상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하기 위한 구동회로로 구성된다.

여기서, 상기 구동회로는 액정 패널의 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버 IC와, 상기 게이트 라인과 교차 배열된 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버 IC와, 게이트 드라이버 IC 및 데이터 드라이버 IC에 각종 타이밍 제어신호 및 데이터를 공급하는 타이밍 제어부와, 그리고 전원 전압을 공급하는 전원부로 구성된다.

상기 데이터 드라이버 IC와 게이트 드라이버 IC는 다수개의 집적회로(Integrated Circuit)들로 분리되어 칩 형태로 집적화되며, 상기 드라이버 IC 각각은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 방식으로 액정 패널과 전기적으로 접속된다.

상기 액정 패널은 두 장의 유리 기판과, 그 사이에 봉입된 액정층으로 구성되며, 하부 기판에는 화소영역을 정의한 게이트 라인과 데이터 라인이 상호 교차 배치되고, 각 화소영역에는 화소전극과 상기 게이트 라인의 구동신호에 의해 스위칭되어 데이터 라인의 신호를 화소 전극으로 인가하는 박막트랜지스터가 배치되며, 상부 기판에는 화소 전극을 제외한 영역으로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위한 블랙매트릭스가 형성되고, 상기 블랙매트릭스를 사이에 두고 각 화소영역마다 컬러필터층이 형성되며, 전면에는 공통전극이 형성된다.

이와 같은 액정표시장치는 컴퓨터 모니터 및 TV 그리고 모바일 폰 등에 다양하게 사용되는데, 모바일 폰에 사용할 경우, 그 모듈 구성은 도 1에 도시한 바와 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 모바일 폰 액정표시장치는 액정패널(1)과, 드라이버 IC(2)와, 백라이트 유닛(3)과, LED광원(4)과, 메인 PCB(Printed Circuit Board)(5) 및 FPC(Flexible Printed Circuit)(6)로 구성된다.

여기서, 상기 액정패널(1)은 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 정의되는 픽셀 영역에 데이터를 인가하여 화상을 디스플레이 하는 것으로서, 두 장의 유리기판으로 구성된다.

상기 드라이버 IC(2)는 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 인가하는 소스 드라이버 IC와, 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 인가하는 게이트 드라이버 IC로 구성되며, 상기 소스 드라이버 IC 및 게이트 드라이버 IC로 각종 타이밍 제어신호 및 데이터 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러 및 DC/DC변환부, 감마전압을 인가하는 감마전압 발생부를 더 포함하여 구성된다.

상기 백라이트 유닛(3)은 일반적인 TFT-LCD의 백라이트 시스템과 유사하나, LED의 점광원을 면광원으로 바꾸어 주기 위한 구조로 되어 있다.

상기 메인 PCB(5)는 CPU 인터페이스부, RGB 인터페이스부, LED 드라이버부로 구성되며, 시스템으로부터 18비트 인터페이스 신호(시스템에 따라 차이가 있음)와 제어신호들 예를 들면, RS, CS, WR 신호 등을 받거나 외부 모듈로부터 RGB 인터페이스 신호를 받는다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 액정표시장치에 따르면, 상기 드라이버 IC(2)는 CS(Chip Select) 신호에 의해 선택되고, LCD 구동을 위한 다양한 정보들을 포함한 데이터들이 어드레스(address)와 코멘드(Command) 형식으로 18bits 인터페이스 버스를 통해서 일괄적으로 셋팅되어진다.

그러나 상기와 같은 종래 액정표시장치는 일괄적인 데이터 전송에 의한 셋팅과, 일정한 패널특성(Brightness, Gamma voltage 등)을 가지기 때문에, 실제로 이미지를 표현함에 있어서는 정지영상 및 동영상 이미지가 자연스럽지 못 할뿐만 아니라, LED 또한 비효율적으로 구동되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 동영상이나 정지영상에 맞는 패널 특성을 구현하여 보다 선명하고 자연스러운 이미지 디스플레이가 가능한 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 복수의 LED를 구비하는 백라이트 유닛, 액정 패널 및 드라이버 IC 를 포함하는 LCD 모듈 -상기 복수의 LED는 상기 액정 패널에 표시될 이미지가 정지영상 이미지일 때 온되는 제1그룹 LED와 동영상 이미지일 때 추가적으로 온되는 제2그룹 LED로 그룹핑됨-; 상기 LCD 모듈에 연결되는 시스템 인터페이스와 RGB 인터페이스; 및 상기 액정 패널에 전송될 이미지가 정지영상 이미지이면, 상기 제1그룹 LED를 온 시키는 제1 제어신호를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하고, 정지영상 이미지에 대한 감마 전압 데이터를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송한 후 상기 정지영상 이미지를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하며, 상기 액정 패널에 전송될 이미지가 동영상 이미지이면, 상기 제1 제어신호와 상기 제2그룹 LED를 추가적으로 온 시키는 제2 제어신호를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하고, 동영상 이미지에 대한 감마 전압 데이터를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송한 후 상기 동영상 이미지를 상기 RGB 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하는 CPU;를 포함한다.
한편, 상기와 같은 액정표시장치의 구동방법은 a) 정지영상 이미지에 대한 감마 데이터를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계; b) 상기 정지영상 이미지를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계; 및 c) 동영상 이미지에 대한 감마 데이터를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계; d) 상기 동영상 이미지를 RGB 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 a) 단계는 제1그룹 LED를 온 시키는 제1 제어신호를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 c) 단계는 제1 제어신호와 제2그룹 LED를 추가적으로 온 시키는 제2 제어신호를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

삭제

삭제

삭제

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정표시장치 및 그 구동방법을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 액정표시장치를 설명하기 위한 개략적인 블록구성도이고, 도 3은 본 발명의 액정표시장치 구동방법에 따른 인터페이스 방식을 설명하기 위한 개념도이다.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 LCD모듈을 구동하기 위해 2가지의 인터페이스를 이용한다.

그 중 하나는 CPU(10)와 LCD모듈(12)간에 이루어지는 시스템 인터페이스이며, 다른 하나는 CPU(10) 또는 외부입력모듈과 상기 LCD모듈(12)간에 이루어지는 18비트로 구성된 RGB 인터페이스이다. 여기서 외부입력모듈은 모바일 폰의 카메라 모듈일 수 있다.

여기서, 상기 시스템 인터페이스는 6비트, 8비트, 16비트, 18비트 데이터 폭을 가지며, CPU(10)는 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 코멘드(Command)와 데이터를 전송할 수 있다.

CPU(10)는 제어신호들과 함께 16비트 코멘드를 발생시켜 이와 같은 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD모듈(12)에 대한 정보들을 드라이버 IC에 내장된 레지스터(Register)로 전송하고 데이터를 보낼 준비를 완료되면, 정지영상을 보낸다. 여기서 LCD 모듈(12)에 대한 정보는 예를 들면, 감마전압, 구동방식, Von/Voff 등과 관련된 정보를 포함하며, 코멘드는 레지스터의 주소와 명령어를 포함한다.

이에, 본 발명의 액정표시장치는 앞에서 설명한 시스템 인터페이스 및 RGB 인터페이스를 이용하여 CPU(10), 외부입력모듈(미도시) 및 LCD모듈(12)이 연동하면서 도 4와 같은 동영상 및 정지영상을 LCD 모듈(12)로 전송할 수 있게 된다.

예를 들면, 시스템 인터페이스의 코멘드에 의하여 LCD모듈(12)의 구동 준비가 완료되면, 동영상 이미지와 정지영상 이미지는 서로 다른 인터페이스 방식을 이용하여 드라이버 IC의 내부 메모리에 저장된 후, 액정패널로 보내지게 된다.

여기서, CPU(10)는 동영상 이미지를 LCD 모듈(12)로 보내기 전에 그에 따른 감마 데이터를 미리 보내고, 정지영상 역시 정지영상 이미지를 LCD 모듈(12)로 보내지기 전에 그에 따른 감마 전압을 미리 보냄으로써 동영상 및 정지영상 이미지에 맞는 액정 패널 특성을 구현할 수 있게 된다.

이때, 각각의 절차를 진행하기 위해서는 CPU(10)는 제1 라이트 인에이블 신호(Write Enable 1 : WR1), 제2 라이트 인에이블 신호(Write Enable 2: WR2), 칩 선택 신호(CS: Chip Select)를 이용할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 액정표시장치를 구동시키기 위한 소프트웨어 셋팅과 하드웨어 셋팅에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 소프트웨어 셋팅 순서는 정지영상 이미지와 동영상 이미지를 시스템 인터페이스와 RGB 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 전송하여 각 영상에 맞는 액정패널 특성을 구현하는 과정을 예시하는 것으로서 아래와 같다.

첫 번째, CPU(10)는 정지영상 이미지에 맞는 감마 데이터를 포함한 16비트 코멘드를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 전송한다.

이때, 소스 드라이버 IC를 선택하기 위한 칩선택 신호 CS는 "Low", 제1 라이트 인에이블 신호 WR1은 "High" 상태인 것이 바람직하다.

두 번째, CPU(10)는 18비트 정지영상 이미지 데이터를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 전송한다.

이때, 칩선택 신호 CS는 "Low", 제1 라이트 인에이블 신호 WR1은 "High" 상태인 것이 바람직하다. LCD 모듈(12)은 정지영상 이미지에 적합한 감마 데이터를 이미 확보하고 있으므로 정지영상 이미지를 선명하게 디스플레이할 수 있다.

세 번째, CPU(10)는 동영상 이미지에 맞는 감마 데이터에 대한 16비트 코멘드를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 전송한다.

이때, 칩선택 신호 CS는 "Low", 제1 라이트 인에이블 신호 WR1은 "High"상태인 것이 바람직하다.

네 번째, CPU(10)는 18비트 동영상 이미지 데이터를 RGB 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 전송한다.

이때, 이때, 칩 선택신호 CS는 "Low", 제2 라이트 인에이블 신호 WR2는 "High"상태인 것이 바람직하다. LCD 모듈(12)은 동영상 이미지에 적합한 감마 데이터를 이미 확보하고 있으므로 동영상 이미지를 자연스럽고 선명하게 디스플레이할 수 있다.

다섯 번째, CPU(10)는 다시 정지영상 이미지에 맞는 감마 데이터에 대한 16비트 코멘드를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 전송할 수 있다.

이때, 칩 선택 신호 CS는 "Low", 제1 라이트 인에이블 신호 WR1은 "High"상태이다.

여섯 번째, CPU(10)는 18비트 정지영상 이미지 데이터를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈(12)로 전송한다.

이때, 칩 선택 신호 CS는 "Low", 제1 라이트 인에이블 신호 WR1은 "High"상태이다. LCD 모듈(12)은 정지 이미지에 적합한 감마 데이터를 이미 확보하고 있으므로 정지 이미지를 선명하게 디스플레이할 수 있음은 상기에서 설명한 바와 같다.

한편, 하드웨어 셋팅은 정지영상 이미지와 동영상 이미지에 따라 서로 다른 두 개의 제어신호를 이용하여 정지영상 이미지와 동영상 이미지 특성에 맞도록 LED를 제어하는 과정을 예시하는 것으로서 아래와 같다.

이를 도 5에 도시된 본 발명의 LED 구동회로를 참조하여 설명한다.

앞에서 언급한 효과적인 LED 구동을 위해 요구되는 제어신호는 도 5에 나타낸 제1 제어신호 control_1와 제2 제어신호 control_2 일 수 있다.

먼저, 제1 제어신호 control_1은 PWM(Pulse Width Modulation) 컨트롤 블록(51)을 위한 제어신호(LED 인에이블 신호)이며, 제2 제어신호 control_2는 도 2에 도시된 추가된 LED(7)를 위한 스위치의 온/오프 제어신호(write enable signal)로서, 상기 이들 신호는 CPU(10)에서 출력된다.

특히, 제2 제어신호 control_2는 동영상 이미지를 표현하고자 할 때, 고휘도를 생성하기 위한 제어신호로서, RGB 인터페이스를 통해 동영상을 표현하고자 할 때 상기 control_2 신호가 "high" 상태가 되면, 스위치(53)에 해당하는 FET(Field Effect Transistor)가 동작하면서, 추가된 LED(7)를 온(On)시키면서 고휘도(약 200cd/m㎡ 이상)를 생성한다.

만일, 정보데이터와 같은 정지영상 이미지를 표현하고자 할 경우에는 상기 제2 제어신호 control_2는 "low"가 상태가 되고, 따라서 스위치(53)도 오프(Off) 상태가 되므로, 추가 LED(7) 역시 오프 상태가 된다.

이와 같이, 동영상 이미지일 때는 추가 LED(7)를 온시켜 고휘도를 생성하고, 정지영상 이미지일 경우에는 추가 LED(7)를 오프시켜 최소한으로 LED를 구동함으로써, 에너지의 효율을 높일 수가 있다.

참고로, 하드웨어 셋팅은 아래와 같은 순서로 이루어진다.

첫 번째, CPU(10)는 18비트 정지 이미지 데이터를 LCD 모듈(12)로 입력하고,

두 번째, 제1 제어신호 control_1을 "high" 상태로 LCD 모듈(12)로 입력하여 PWM 컨트롤 블록(51)을 인에이블 시켜 정지영상 이미지 특성에 맞도록 기존 LED를 온(ON)시킨다. 이때 제2 제어신호 control_2는 "low" 상태인 것이 바람직하다.

세 번째, CPU(10)는 18비트 동영상 이미지 데이터를 LCD 모듈(12)로 입력하고,

네 번째, 제2 제어신호 control_2를 "high" 상태로 LCD 모듈(12)에 입력하여 동영상 이미지 특성에 맞도록 추가 LED를 온(ON) 시킨다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시 예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.

액정패널에 표시될 이미지가 영상 데이터인 경우에는 RGB 인터페이스를 통해서 외부입력모듈과 LCD모듈간에 데이터를 전송하고, 상기 액정패널에 표시될 이미지가 정지영상인 경우에는 시스템 인터페이스를 통해 CPU와 LCD모듈간에 데이터를 전송하는 인터페이스 방식을 이용하여 동영상과 정지영상에 맞는 튜닝 값과 LED의 수를 변화를 줌으로써 영상에 맞는 선명하고 자연스러운 이미지 표현이 가능하다.

Claims (7)

1. 복수의 LED를 구비하는 백라이트 유닛, 액정 패널 및 드라이버 IC 를 포함하는 LCD 모듈 -상기 복수의 LED는 상기 액정 패널에 표시될 이미지가 정지영상 이미지일 때 온(on)되는 제1그룹 LED와 동영상 이미지일 때 추가적으로 온(on)되는 제2그룹 LED로 그룹핑됨-;

   상기 LCD 모듈에 연결되는 시스템 인터페이스와 RGB 인터페이스; 및

   상기 액정 패널에 전송될 이미지가 정지영상 이미지이면, 상기 제1그룹 LED를 온 시키는 제1 제어신호를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하고, 정지영상 이미지에 대한 감마 전압 데이터를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송한 후 상기 정지영상 이미지를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하며, 상기 액정 패널에 전송될 이미지가 동영상 이미지이면, 상기 제1 제어신호와 상기 제2그룹 LED를 추가적으로 온 시키는 제2 제어신호를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하고, 동영상 이미지에 대한 감마 전압 데이터를 상기 시스템 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송한 후 상기 동영상 이미지를 상기 RGB 인터페이스를 통하여 상기 LCD 모듈로 전송하는 CPU;

   를 포함하는 액정표시장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항의 액정표시장치를 구동하는 방법으로서:

   a) 정지영상 이미지에 대한 감마 데이터를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계;

   b) 상기 정지영상 이미지를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계; 및

   c) 동영상 이미지에 대한 감마 데이터를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계;

   d) 상기 동영상 이미지를 RGB 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계

   를 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 a) 단계는 제1그룹 LED를 온(on) 시키는 제1 제어신호를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계를 더 포함하고,

   상기 c) 단계는 제1 제어신호와 제2그룹 LED를 추가적으로 온(on) 시키는 제2 제어신호를 시스템 인터페이스를 통하여 LCD 모듈로 전송하는 단계를 더 포함하는

   액정표시장치의 구동방법.

Images