KR100732098B1

KR100732098B1 - 광원 장치

Info

Publication number: KR100732098B1
Application number: KR1020050084620A
Authority: KR
Inventors: 겐따로 데라니시
Original assignee: 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-06-27
Also published as: CN100430973C; US20060055660A1; JP2006078974A; TW200622983A; CN1750076A; KR20060051198A

Abstract

광원 장치는 표시 패널의 화면을 구분하여 얻어진 표시 영역들을 각각 조명하는 램프 광원(BL1, BL2, BL3)과, 램프 광원(BL1, BL2, BL3)을 구동하는 백 라이트(backlight) 구동 회로(LD)를 구비한다. 특히, 백 라이트 구동 회로(LD)는, 각각의 기설정된 시간 주기에 대한 ON 시간을 규정하도록 변화되는 공통 듀티비를 가지며, 서로 다른 위상으로 설정되어 있는 조광 제어 신호(S1, S2, S3)를 발생시키는 조광 제어 회로(10), 및 조광 제어 회로(10)로부터 발생되는 조광 제어 신호(S1, S2, S3)에 대응하여 램프 광원(BL1, BL2, BL3)을 각각 구동시키는 구동부(11A, 11B, 11C)를 포함한다.

광원 장치, 표시 패널, 램프 광원, 백 라이트 구동 회로, 듀티비

Description

광원 장치{LIGHT SOURCE DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 회로 구성을 개략적으로 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시하는 백 라이트 및 표시 패널의 관계를 나타내는 도면.

도 3은 도 1에 도시하는 광원 장치의 회로 구성을 더 상세히 도시하는 도면.

도 4는 도 3에 도시하는 광원 장치가 화면 전체의 밝기를 2/3로 줄이는 동작을 도시하는 도면.

도 5는 도 3에 도시하는 광원 장치가 화면 전체의 밝기를 1/2로 줄이는 동작을 도시하는 도면.

도 6은 도 3에 도시하는 광원 장치가 균등하지 않은 피치로 배치되는 램프 광원을 이용하여 화면 전체의 밝기를 2/3로 줄이는 동작을 도시하는 도면.

도 7은 도 3에 도시하는 백 라이트의 램프 광원 수를 증대한 경우의 동작의 일례를 도시하는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 어레이 기판 PE : 화소 전극

2 : 대향 기판 CE : 공통 전극

3 : 액정층 CLC : 액정 용량

4 : 화상 데이터 변환 회로 Cs : 보조 용량

5 : 컨트롤러 PX : 액정 화소

6 : 보상 전압 발생 회로 W : 스위칭 소자

7 : 계조 기준 전압 발생 회로 Y : 게이트선

10 : 조광 제어 회로 X : 소스선

11A∼11C : 구동부 CNT : 표시 패널 제어 회로

12 : 듀티비 검출부 LD : 백 라이트 구동 회로

13A∼13C : 위상 제어부 YD : 게이트 드라이버

BL : 백 라이트 XD : 소스 드라이버

BL1∼BL3 : 램프 광원 DP : 액정 표시 패널

일본 특허 출원 공개 공보 제2002-202491호

본 발명은 예를 들면 OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드의 액정 표시 패널에 적용되는 광원 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치로 대표되는 평면 표시 장치는, 컴퓨터, 자동차 내비게이션 시스템, 혹은 텔레비전 수신기 등의 표시 장치로서 널리 이용되고 있다.

액정 표시 장치는, 일반적으로 액정 화소들의 매트릭스 어레이를 포함하는 액정 표시 패널 및 이 표시 패널을 제어하는 표시 패널 제어 회로를 갖는다. 액정 표시 패널은 어레이 기판과 대향 기판 사이에 액정층을 보유한 구조를 갖는다.

어레이 기판은 대략 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 화소 전극, 화소 전극들의 행을 따라 배치되는 복수의 게이트선, 화소 전극들의 열을 따라 배치되는 복수의 소스선, 및 게이트선들과 소스선들의 교차 위치 근방에 배치되는 복수의 스위칭 소자를 갖는다. 각 스위칭 소자는 예를 들면 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하며, 한 개의 게이트선이 구동되었을 때에 한 개의 소스선의 전위를 한 개의 화소 전극에 인가하도록 도통된다. 대향 기판에는, 어레이 기판에 배치된 화소 전극들에 대향하도록 공통 전극이 제공된다. 한쌍의 화소 전극 및 공통 전극이 액정층의 화소 영역와 함께 화소를 형성하고, 화소 전극과 공통 전극 간의 전계에 의해서 화소 영역에서의 액정 분자들의 배열 상태를 제어한다. 표시 패널 제어 회로는 게이트선들을 구동하는 게이트 드라이버, 소스선들을 구동하는 소스 드라이버, 및 이들 게이트 드라이버 및 소스 드라이버의 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤러를 갖는다.

액정 표시 장치가 주로 동화상을 표시하는 텔레비전 수신기용인 경우, 액정 분자가 양호한 응답성을 나타내는 OCB 모드의 액정 표시 패널이 일반적으로 이용된다(일본 특허 출원 공개 공보 제2002-202491호 참조). 이 액정 표시 패널에서는, 액정 분자들이 전원 투입 전에 스프레이 배향(splay alignment)된다. 이 스프레이 배향은 액정 분자들이 편평하게 놓여 있고, 화소 전극 및 대향 전극 상에 배치되고 서로 평행하게 러빙된 배향막에 의해 얻어지는 상태이다. 액정 표시 패널은 전원 투입에 수반하는 초기화 처리(initializing process)를 수행한다. 이 처리에서는, 비교적 강한 전계가 액정 분자들에 인가되어 스프레이 배향을 벤드(bend) 배향으로 전이한다. 초기 처리 이후에 표시 동작이 수행된다.

액정 분자들이 전원 투입전에 스프레이 배향이 되는 이유는, 스프레이 배향이 액정 구동 전압의 무인가 상태에서 에너지적으로 벤드 배향보다도 더욱 안정적이기 때문이다. 액정 분자들의 특성으로서, 벤드 배향은 전압 무인가 상태 또는 스프레이 배향의 에너지와 벤드 배향의 에너지가 균형을 이루는 레벨 이하의 전압 인가 상태가 장기간 계속되는 경우에, 스프레이 배향으로 역전이(inverse-transfer)하는 경향이 있다. 스프레이 배향의 시야각 특성은 벤드 배향의 시야각 특성과 상당히 상이하다. 따라서, 표준 표시는 이 스프레이 배향에서는 얻어지지 않는다.

종래, 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로의 역전이를 방지하기 위한 방법으로, 예를 들면 1-프레임의 화상을 표시하기 위한 프레임 기간의 일부에서 높은 전압을 액정 분자들에 인가하는 구동 방식이 있다. 이러한 높은 전압은, 노멀 화이트 타입의 OCB 모드 액정 표시 패널에서 흑 표시를 위한 화소 전압에 대응하기 때문에, "흑 삽입 구동"이라고 불린다.

액정 표시 패널의 화면 전체는 통상 냉음극 형광관(cold cathode fluorescent tube)인 단일의 램프 광원을 이용한 백 라이트에 의해 조명된다. 이 화면의 밝기는 각각의 기설정된 시간 주기에 대한 ON 시간(ON time)의 비율을 변화시킴으로써 조정 가능하다. 백 라이트 구동 회로는, 예를 들면 외부의 펄스 폭 변조(PWM) 조광 신호(dimmer signal)에 대응한 듀티비를 갖는 조광 제어 신호를 발생시키고, 이 조광 제어 신호를 구동 전압으로 변환하여 램프 광원에 공급한다. 이 경우, 램프 광원은 PWM 조광 신호의 듀티비에 따라서 ON 및 OFF된다.

그러나, 화면의 밝기에 대한 조광 제어에 있어서 비교적 낮은 주파수의 PWM 조광 신호를 이용하면, 플리커(flicker)가 눈에 띄게 된다. 이 플리커는 PWM 조광 신호의 주파수를 높임으로써 억제될 수 있다. 그러나, 이 경우에는, ON 시간이 극단적으로 짧아진 경우에는 램프 광원이 불완전하게 ON한다는 문제가 발생한다. 또한, 표시 패널이 흑 삽입 구동을 필요로 하는 OCB 액정 화소들을 이용하여 구성되는 경우에는, 램프 광원의 ON 시간 중에 행해진 흑 삽입 동작 또는 램프 광원의 OFF 시간 중에 행해진 화상 표시 동작에 의해 밝기에 영향을 미치기 때문에 원하는 대로 밝기를 제어하기 곤란하다. 따라서, 조광 제어의 불량이 발생하기 쉽다.

본 발명의 목적은, 조광 제어로 플리커를 눈에 띄지 않게 할 수 있는 광원 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 양상에 따르면, 표시 패널의 화면을 구분하여 얻어진 표시 영역들을 각각 조명하는 복수의 램프 광원과, 상기 램프 광원들을 구동하는 광원 구동 회로를 구비하고, 상기 광원 구동 회로는, 각각의 기설정된 시간 주기에 대한 ON 시간을 규정하도록 변화되는 공통 듀티비를 가지며 서로 다른 위상들로 설정되어 있는 조광 제어 신호들을 발생시키는 조광 제어 회로와, 조광 제어 회로로부터 발생된 조광 제어 신호들에 따라 램프 광원들을 각각 구동하는 복수의 구동부를 포함하는 광원 장치가 제공된다.

상기 광원 장치에서는, 조광 제어 신호들의 듀티비가 동일하기 때문에, 램프 광원들의 평균 휘도 레벨이 동일하게 된다. 이에 덧붙여서, 조광 제어 신호들의 위상들이 다르기 때문에, 화면의 밝기를 100% 또는 0%로 설정하는 경우를 제외하고, 램프 광원의 전부가 ON 상태 혹은 OFF 상태로 되는 것을 피할 수 있다. 즉, 조광 제어에 의해 각 표시 영역에 대해 밝기가 변화되기 때문에, 전 화면에 대해 밝기가 변화되는 경우와 비교하여 플리커를 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 따라서, 램프 광원의 ON 및 OFF를 높은 주파수로 반복할 필요가 없어진다. 또한, 조광 제어에 의하는 밝기 변화의 영역이 화면에서 분산되기 때문에, 표시 패널의 화면이 흑 삽입 구동을 필요로 하는 OCB 액정 화소들로 구성되는 경우에 조광 제어에서 발생하는 불량을 감소시키는 것이 가능하다.

본 발명의 부가적인 목적 및 장점들은 다음에 오는 상세한 설명에서 설명되고, 어느 정도는 상세한 설명으로부터 자명할 것이며, 또는 본 발명의 실시에 의해 알게 될 수 있다. 본 발명의 목적 및 장점들은 이후에 특별히 지적된 수단 및 조합에 의해 실현되고 획득될 수 있다.

본 명세서의 일부로 편입되고 그 일부를 구성하는 첨부한 도면은, 상기 주어진 일반 설명 및 이하 주어진 실시예들의 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시예들을 예시한다.

이제, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 이 액정 표시 장치의 회로 구성을 개략적으로 나타낸다. 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(DP), 표시 패널(DP)에 접속되는 표시 패널 제어 회로(CNT), 표시 패널(DP)을 조명하는 백 라이트(backlight; BL), 백 라이트(BL)를 구동하는 백 라이트 구동 회로(LD)를 구비한다. 액정 표시 패널(DP)은 한쌍의 전극 기판인 어레이 기판(1)과 대향 기판(2) 사이에 액정층(3)을 보유한 구조를 갖는다. 예를 들면, 액정층(3)은 노멀 화이트의 표시를 위해 액정 분자들이 미리 스프레이 배향으로부터 벤드 배향으로 전이되고, 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로의 역전이는 주기적으로 인가되는 흑 삽입용 전압에 의해 저지되는 액정 재료를 포함한다. 표시 패널 제어 회로(CNT)는 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)으로부터 액정층(3)에 인가되는 액정 구동 전압에 의해 액정 표시 패널(DP)의 투과율을 제어한다. 표시 패널 제어 회로(CNT)는 전원 투입 시에 소정의 초기화 처리를 행한다. 이 초기화 처리에서 비교적 큰 전계를 액정층(3)에 인가함으로써 스프레이 배향이 벤드 배향으로 전이된다. 백 라이트(BL) 및 백 라이트 구동 회로(LD)는 광원 장치를 구성한다.

어레이 기판(1)은, 글래스 기판과 같은 투명 절연 기판상에 대략 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 화소 전극 PE, 화소 전극들 PE의 행을 따라 배치되는 복수의 게이트선 Y(Y0 ~ Ym), 화소 전극들 PE의 열을 따라 배치되는 복수의 소스선 X(X1∼Xn), 및 게이트선 Y와 소스선 X의 교차 위치 근방에 배치되며, 게이트선들 Y 중 대응하는 게이트선을 통하여 구동되었을 때에 소스선들 X 중 대응하는 것과 화소 전극들 PE 중 대응하는 것 사이에서 도통되는 복수의 화소 스위칭 소자 W를 포함한다. 또한, 각 화소 스위칭 소자 W는 예를 들면 박막 트랜지스터로 이루어지며, 박막 트랜지스터의 게이트는 게이트선 Y에 접속되고, 그 소스-드레인 경로가 소스선 X 및 화소 전극 PE 사이에서 접속된다.

대향 기판(2)은 글래스 기판과 같은 투명 절연 기판상에 배치되는 컬러 필터, 및 화소 전극들 PE에 대향하도록 컬러 필터상에 배치되는 공통 전극 CE를 포함한다. 각 화소 전극 PE 및 공통 전극 CE는 ITO와 같은 투명 전극 재료로 이루어지며, 상호 평행한 방향으로 러빙 처리되는 배향막으로 각각 피복된다. 각 화소 전극 PE 및 공통 전극 CE은, 화소 PX를 형성하기 위해서, 화소 전극 PE 및 공통 전극 CE로부터 인가된 전계에 대응한 액정 배향을 갖도록 제어되는 액정층(3)의 화소 영역과 결합된다.

각각의 화소들 PX는 화소 전극 PE와 공통 전극 CE 사이에 액정 용량 CLC을 갖고, 보조 용량(storage capacitance; Cs)의 일단에 접속된다. 각 보조 용량 Cs는, 이 화소 PX의 화소 전극 PE와 상기 화소 PX의 한쪽 측에 인접한 화소 PX의 화소 스위칭 소자 W를 제어하는 전 단의 게이트선 Y와의 용량 결합에 의해 형성된다. 보조 용량 Cs는 화소 스위칭 소자 W의 기생 용량과 비교하여 충분히 큰 용량값을 갖는다. 도 1은 표시 화면의 역할을 하는 화소들 PX의 매트릭스 어레이 주위에 배치되는 복수의 더미 화소를 생략하여 그린다. 더미 화소들은 표시 화면 내의 화소들 PX와 같은 방식으로 배선된다. 표시 화면 내의 전 화소 PX에 대해서, 기생 용량들과 같은 동일 조건으로 하기 위해서 더미 화소들이 설치된다. 게이트선 Y0는 더미 화소에 대한 게이트선이다.

표시 패널 제어 회로(CNT)는, 스위칭 소자들 W를 행 단위로 온시키도록 게이트선들 Y0∼Ym을 구동하는 게이트 드라이버 YD, 각 행의 스위칭 소자 W가 관련된 게이트선 Y에 의해 구동되는 기간에서 화소 전압 Vs를 소스선들 X1∼Xn에 각각 출력하는 소스 드라이버 XD, 화소들 PX에 대하여 매 프레임 기간(수직 주사 기간) 마다 외부 신호원 SS로부터 입력되는 화소 데이터 아이템들로 이루어지는 화상 데이터에 대하여 계조 및 해상도의 변환을 행하는 화상 데이터 변환 회로(4), 및 이 화상 데이터 변환 회로(4)의 변환 결과로서 얻어지는 화상 데이터에 대하여 게이트 드라이버 YD 및 소스 드라이버 XD의 동작 타이밍 등을 제어하는 컨트롤러(5)를 포함한다. 화소 전압 Vs는 기준(reference)으로 사용되는 공통 전극 CE의 공통 전압 Vcom으로 화소 전극 PE에 인가되는 전압이고, 예를 들면 그 극성은, 프레임 반전 구동 동작과 라인 반전 구동 동작의 조합을 행하기 위해서 공통 전압 Vcom에 대하여 반전된다.

예를 들면, 게이트 드라이버 YD 및 소스 드라이버 XD는 어레이 기판(1)의 외연부(outer periphery)를 따라 배치되는 플렉시블 배선 시트에 탑재된 집적 회로(IC) 칩들로 형성된다. 화상 데이터 변환 회로(4) 및 컨트롤러(5)는 외부의 인쇄 회로 기판 PCB 상에 배치된다. 컨트롤러(5)는 예를 들면, 제어 신호들 CTY 및 CTX를 발생시킨다. 제어 신호 CTY는, 전술된 바와 같이, 순차적으로 게이트선들 Y를 구동시키는데 사용된다. 제어 신호 CTX는, 화상 데이터 변환 회로(4)의 변환 결과로서 화소들 PX의 각 행에 대해서 얻어져 직렬로 출력되는 화소 데이터 아이템 DATA를 소스선들 X에 할당하고 출력 극성을 지정하는데 사용된다. 제어 신호 CTY는 컨트롤러(5)로부터 게이트 드라이버 YD에 공급되고, 제어 신호 CTX는 화상 데이터 변환 회로(4)로부터 변환 결과로서 얻어지는 화소 데이터 DATA와 함께 컨트롤러(5)로부터 소스 드라이버 XD에 공급된다.

표시 패널 제어 회로(CNT)는 또한, 한개 행의 스위칭 소자 W가 비-도통되는 경우 스위칭 소자 W에 접속되는 게이트선 Y의 한쪽 측에 인접하는 전 단의 게이트선 Y에 게이트 드라이버 YD를 통해 인가되는 보상 전압 Ve를 발생시키고, 스위칭 소자 W와 관련된 기생 용량에 의해 한개 행의 화소들 PX 내에서 발생하는 화소 전압 Vs의 변동에 대한 보상을 위해 사용되는 보상 전압 발생 회로(6)와, 화소 데이터 DATA를 화소 전압 Vs로 변환하는데 이용되는 소정 수의 기준 계조 전압 VREF를 발생시키는 기준 계조 전압 발생 회로(7)를 포함한다.

게이트 드라이버 YD는 제어 신호 CTY의 제어 하에서 1 프레임 기간에 게이트선들 Y1∼Ym을 순차적으로 선택하여, 각 행의 스위칭 소자들 W를 한 개의 수평 주사 기간에 도통시키는 ON 전압을 선택된 게이트선 Y에 공급한다. 화상 데이터 변환 회로(4)는 한개 행의 화소 PX에 대한 화소 데이터 DATA로 이루어지는 변환 결과를 각 수평 주사 기간 마다 출력한다. 또한, 소스 드라이버 XD는 기준 계조 전압 발생 회로(7)로부터 공급되는 소정 수의 기준 계조 전압 VREF를 참조하여 이들 화소 데이터 아이템 DATA를 화소 전압 Vs로 변환하고, 이렇게 얻어진 변환된 전압들을 소스선들 X1∼Xn에 병렬로 출력한다.

예를 들면, 게이트 드라이버 YD가 게이트선 Y1을 ON 전압을 사용하여 구동하여 게이트선 Y1에 접속된 모든 화소 스위칭 소자들 W를 도통시키면, 소스선 X1∼Xn 상의 화소 전압 Vs가 이들 화소 스위칭 소자 W를 통하여 대응 화소 전극 PE 및 보조 용량 Cs의 일단에 공급된다. 또한, 게이트 드라이버 YD는 이 게이트선 Y1에 인접한 전단의 게이트선 Y0에 보상 전압 발생 회로(6)로부터의 보상 전압 Ve를 출력하여, 게이트선 Y1에 접속된 모든 스위칭 소자 W를 하나의 수평 주사 기간만큼 도통시킨 직후에, 이들 화소 스위칭 소자 W를 비도통되게 하는데 사용되는 OFF 전압을 게이트선 Y1에 출력한다. 보상 전압 Ve는, 이들 화소 스위칭 소자 W가 비도통될 때 화소 스위칭 소자 W의 기생 용량에 의해서 화소 전극 PE에서 누출되는 전하량을 저감하여 화소 전압 Vs의 변동, 즉 관통(field-through) 전압 ΔVp을 실질적으로 삭제한다.

도 2는 도 1에 도시하는 백 라이트(BL) 및 표시 패널(DP) 사이의 관계를 나타낸다. 도 2에 도시하는 표시 화면 DS는 매트릭스 형상으로 배치된 OCB 액정 화소들 PX에 의해 구성되어 있다. 예를 들면, 백 라이트(BL)는 이 표시 화면 DS를 세로 방향에서 똑같이 구분하여 얻어진 복수의 표시 영역 A, B, C를 주로 조명하는 3개의 램프 광원 BL1, BL2, 및 BL3을 포함한다. 램프 광원 BL1, BL2, 및 BL3 각각은 1개의 냉음극 형광관을 포함하도록 구성되어 있다. 램프 광원 BL1, BL2, 및 BL3의 냉음극 형광관은 표시 패널(DP)의 배면에서 소정 피치로 평행하게 배치된다.

도 3은 도 1에 도시하는 광원 장치의 회로 구성을 더 상세히 나타낸다. 예를 들면, 백 라이트 구동 회로(LD)는 조광 제어 회로(10) 및 구동부(11A, 11B, 11C)를 포함한다. 조광 제어 회로(10)는 각각의 수직 주사 기간(1V)과 같은 기설정된 시간 주기에 대한 ON 시간을 규정하도록 변화되는 공통 듀티비를 갖으며, 서로 다른 위상으로 설정되는 조광 제어 신호(S1, S2, S3)를 발생시킨다. 구동부(11A, 11B, 11C)는 조광 제어 회로(10)로부터 발생되는 조광 제어 신호(S1, S2, S3)에 대응하여 램프 광원(BL1, BL2, BL3)을 각각 구동한다.

조광 제어 회로(10)는, 외부로부터 사용자에 의해서 공급되는 PWM 조광 신호의 듀티비를 검출하여 이 검출 결과에 일치하는 듀티비로 PWM 조광 신호와 동일한 주파수를 갖는 펄스 폭 변조 신호를 출력하는 듀티비 검출부(12)를 포함한다. 또한, 듀티비 검출부(12)로부터 출력되는 펄스 폭 변조 신호의 위상을 조광 제어 신호(S1, S2, S3)를 개별 출력하기 위해서 변화시키는 위상 제어부(13A, 13B, 13C)를 포함한다. 이 경우에, 조광 신호(S1, S2, S3)는 예를 들면 하나의 수직 주사 기간(1V)을 1 주기로 하는 주파수로 설정되어 있다. 구동부(11A, 11B, 11C) 각각은 위상 제어부(13A, 13B, 13C) 중 대응하는 것으로부터의 조광 제어 신호를 램프 광원(BL1, BL2, BL3) 중 대응하는 것에 대한 구동 전압으로 변환하는 전압 변환 인버터로서 구성되어 있다.

도 4는 광원 장치가 그 표시 화면 DS 전체의 밝기를 2/3로 줄이는 동작을 나타낸다. 도 4에 도시한 바와 같이, PWM 조광 신호는 2V/3 기간 동안은 ON 시간을 위한 고레벨로, 1V/3 기간 동안은 OFF 시간을 위한 저레벨로 설정된다. 듀티비 검출부(12)가 상기 듀티비로 PWM 조광 신호와 동일한 주파수를 갖는 펄스 폭 변조 신호를 출력하면, 위상 제어부(13A)는 펄스 폭 변조 신호의 위상을 예를 들면 1V/3 기간 늦춘 조광 제어 신호 S1를 출력하고, 위상 제어부(13B)는 이 펄스 폭 변조 신호의 위상을 예를 들면 2V/3 기간 늦춘 조광 제어 신호 S2를 출력하고, 위상 제어부(13C)는 이 펄스 폭 변조 신호의 위상을 예를 들면 3V/3, 즉 1V 기간 늦춘 조광 제어 신호 S3를 출력한다. 구동부(11A, 11B, 11C)는 각각 조광 제어 신호(S1, S2, S3)를 인버터 방식으로 구동 전압으로 변환하여 이렇게 변화된 구동 전압을 램프 광원(BL1, BL2, BL3)으로 출력한다. 램프 광원(BL1, BL2, BL3)은 이들 구동 전압에 있어서 유지되는 듀티비로 ON 및 OFF한다. 따라서, 표시 영역 A, B, C의 상태는 도 4에 도시한 바와 같이 서로 1V/3 기간씩 시프트된다.

도 5는 광원 장치가 표시 화면 DS 전체의 밝기를 1/2로 줄이는 동작을 나타낸다. 도 5에 도시한 바와 같이, PWM 조광 신호는 1V/2 기간 동안은 ON 시간을 위한 고레벨로, 1V/2 기간 동안은 OFF 시간을 위한 저레벨로 설정된다. 듀티비 검출부(12)가 상기 듀티비로 PWM 조광 신호와 동일한 주파수를 갖는 펄스 폭 변조 신호를 출력하면, 위상 제어부(13A)는 펄스 폭 변조 신호의 위상을 예를 들면 1V/3 기간 늦춘 조광 제어 신호 S1를 출력하고, 위상 제어부(13B)는 이 펄스 폭 변조 신호의 위상을 예를 들면 2V/3 기간 늦춘 조광 제어 신호 S2를 출력하고, 위상 제어부(13C)는 이 펄스 폭 변조 신호의 위상을 예를 들면 3V/3, 즉 1V 기간 늦춘 조광 제어 신호 S3를 출력한다. 구동부(11A, 11B, 11C)는 각각 조광 제어 신호(S1, S2, S3)를 인버터 방식으로 구동 전압으로 변환하여 이렇게 변화된 구동 전압을 램프 광원(BL1, BL2, BL3)에 출력한다. 램프 광원(BL1, BL2, BL3)은 이들 구동 전압에 있어서 유지되는 듀티비로 ON 및 OFF한다. 따라서, 표시 영역 A, B, C의 상태는 도 5에 도시한 바와 같이 서로 1V/6 기간씩 시프트된다.

상기 예에서, 조광 제어 신호(S1, S2, S3) 사이의 위상 차는 모두 1V/3로 설정되어 있지만, 또 다른 값을 기준으로 할 수 있다. 또한, 램프 광원(BL1, BL2, BL3)의 피치가 균등하지 않은 경우, 조광 제어 신호(S1, S2, S3) 사이의 위상 차는 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이 이들 램프 광원(BL1, BL2, BL3) 사이의 거리에 기초하여 결정되는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 조광 제어 신호(S1, S2, S3)의 듀티비가 동일하기 때문에, 램프 광원(BL1, BL2, BL3)의 평균 휘도도 동일하게 된다. 이에 덧붙여서, 조광 제어 신호(S1, S2, S3)의 위상이 서로 다르기 때문에, 표시 화면 DS의 밝기를 100% 또는 0%로 설정하는 경우를 제외하고, 램프 광원 전부가 ON 상태 혹은 OFF 상태로 되는 것을 피할 수 있다. 즉, 조광 제어에 의해 밝기가 각 표시 영역마다 변화되기 때문에, 전체 표시 화면에 대해 밝기가 변화되는 경우에 비해 플리커를 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 따라서, 램프 광원(BL1, BL2, BL3)의 ON 및 OFF를 높은 주파수로 반복할 필요가 없어진다. 또한, 조광 제어에 의해 밝기 변화의 영역이 분산되기 때문에, 표시 패널의 화면이 흑 삽입 구동을 필요로 하는 OCB 액정 화소들 PX로 구성되는 경우에 조광 제어에서 발생하는 불량을 개선할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적 요지를 일탈하지않는 범위에서 여러가지로 변형될 수 있다.

도 7은, 도 3에 도시하는 백 라이트(BL)의 램프 광원 수를 증대한 경우의 동작의 일례를 나타낸다. 이 일례에서, 백 라이트(BL)는 이 표시 화면 DS를 세로 방향에서 동일하게 구분하여 얻어진 k개의 표시 영역을 주로 조명하는 k개의 램프 광원 BL1∼BLk을 포함한다. 또한, 램프 광원 BL1∼BLk 각각은 냉음극 형광관, 예를 들면 2개의 냉음극 형광관으로 구성되어 있다. 이 경우, 백 라이트 구동 회로(LD)의 k개의 위상 제어부(13A, 13B, ···) 및 k개의 구동부(11A, 11B, ···)가 램프 광원 BL1∼BLk에 대응하도록 설치된다.

상기 구성에서는, 조광 제어 신호(S1∼Sk)의 듀티비가 동일하기 때문에, 램프 광원(BL1∼BLk)의 평균 휘도도 동일하게 된다. 이에 덧붙여서, 조광 제어 신호(S1∼Sk)의 위상이 서로 다르기 때문에, 표시 화면 DS의 밝기를 100% 또는 0%로 조정하는 경우를 제외하고, 램프 광원의 전부가 ON 상태 혹은 OFF 상태로 되는 것을 피할 수 있다. 특히 램프 광원 수의 증대는 조광 제어에 의한 밝기 변화를 더욱 정밀하게 구분된 표시 영역에서 허용하기 때문에, 전술한 실시 형태보다도 플리커를 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 또한, 구동부(11A, 11B, …) 및 위상 제어부(13A, 13B, …)의 수가 냉음극 형광관의 수의 반 이하가 되기 때문에, 백 라이트 구동 회로(LD)의 규모가 쓸데 없게 커지는 것을 방지할 수 있다.

부가적 장점 및 변경들이 당업자에게 손쉽게 일어날 것이다. 그러므로, 더욱 넓은 견지에서 본 발명은 본 명세서에 나타내고 기술한 상세한 설명 및 대표 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부한 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정의된 바와 같은 일반적인 발명의 개념의 정신 및 요지를 벗어나지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

상기 광원 장치에서는, 조광 제어 신호들의 듀티비가 동일하기 때문에, 램프 광원들의 평균 휘도가 동일하게 된다. 이에 덧붙여서, 조광 제어 신호들의 위상이 다르기 때문에, 화면의 밝기를 100% 또는 0%로 설정하는 경우를 제외하고, 램프 광원의 전부가 ON 상태 혹은 OFF 상태로 되는 것이 피할 수 있다. 즉, 조광 제어에 의해 각 표시 영역에 대해 밝기가 변화되기 때문에, 전 화면에 대해 밝기가 변화되는 경우와 비교하여 플리커를 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 따라서, 램프 광원의 ON 및 OFF를 높은 주파수로 반복할 필요가 없어진다. 또한, 조광 제어에 의하는 밝기 변화의 영역이 화면에서 분산되기 때문에, 표시 패널의 화면이 흑 삽입 구동을 필요로 하는 OCB 액정 화소들로 구성되는 경우에 조광 제어에서 발생하는 불량을 개선할 수 있다.

Claims

표시 패널(DP)의 화면을 구분한 복수의 표시 영역을 각각 조명하는 복수의 램프 광원(BL1, BL2, BL3)과,

상기 복수의 램프 광원(BL1, BL2, BL3)을 구동하는 광원 구동 회로(LD)

를 포함하며,

상기 광원 구동 회로(LD)는, 1 프레임의 화상을 표시하는 일정 시간당의 점등 시간으로서 조정되는 공통의 듀티비를 갖고 서로 다른 위상으로 설정되는 복수의 조광 제어 신호를 발생하는 조광 제어 회로(10), 및 상기 조광 제어 회로(10)로부터 발생되는 복수의 조광 제어 신호에 대응하여 상기 복수의 램프 광원(BL1, BL2, BL3)을 각각 구동하는 복수의 구동부(11A, 11B, 11C)를 포함하는 광원 장치.
제1항에 있어서,

상기 조광 제어 회로(10)는, 외부로부터 공급되는 조광 신호의 듀티비를 검출하고 이 검출 결과에 일치하는 듀티비의 펄스 폭 변조 신호를 출력하는 듀티비 검출부(12)와, 상기 듀티비 검출부(12)로부터 출력되는 펄스 폭 변조 신호의 위상을 상기 복수의 조광 제어 신호로서 각각 변화시키는 복수의 위상 제어부(13A, 13B, 13C)를 포함하는 광원 장치.
제2항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 신호는 상기 조광 신호와 동일한 주파수인 광원 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 조광 제어 신호의 위상 차는 상기 복수의 램프 광원(BL1, BL2, BL3) 상호의 거리에 기초하여 결정되는 광원 장치.
제2항에 있어서,

각 구동부(11A, 11B, 11C)는 대응 위상 제어부(13A 내지 13C)로부터의 조광 제어 신호를 대응 램프 광원(BL1, BL2, BL3)에 대한 구동 전압으로 변환하는 전압 변환부를 포함하는 광원 장치.
제1항에 있어서,

각 램프 광원(BL1, BL2, BL3)은 적어도 하나의 냉음극관을 포함하는 광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 표시 패널(DP)의 화면은 복수의 OCB 액정 화소(PX)로 구성되는 광원 장치.
제2항에 있어서,

상기 복수의 조광 제어 신호의 위상 차는 상기 복수의 램프 광원(BL1, BL2, BL3) 상호의 거리에 기초하여 결정되는 광원 장치.