KR101332029B1 - Driving circuit for liquid crystal display and method of driving the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정밀한 콘트라스트비를 갖도록 휘도를 조절하여 영상 품위를 향상시킨 액정표시장치 구동회로 및 그 구동방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치 구동회로는, 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 구동전압과 데이터 신호를 공급하는 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버; 상기 액정표시패널에 광원을 공급하는 램프들과, 상기 램프들을 콘트롤하는 인버터를 포함하는 백라이트 유닛; 외부로부터 인가되는 R, G, B 비디오 신호로부터 상기 인버터를 제어하기 위한 제어신호들을 생성하는 AI 연산부를 포함하는 타이밍 컨트롤러; 및 각부에 필요한 구동 전압, 게이트 저전압 신호(VGL) 및 게이트 고전압 신호(VGH)를 출력하는 직류-직류 변환기를 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device driving circuit and a method of driving the same, which improve image quality by adjusting luminance to have a precise contrast ratio. The disclosed liquid crystal display device driving circuit includes a liquid crystal display panel; A gate driver and a data driver supplying a driving voltage and a data signal to the liquid crystal display panel; A backlight unit including lamps for supplying a light source to the liquid crystal display panel, and an inverter for controlling the lamps; A timing controller including an AI calculator configured to generate control signals for controlling the inverter from R, G, and B video signals applied from the outside; And a DC-DC converter for outputting a driving voltage, a gate low voltage signal VGL, and a gate high voltage signal VGH required for each part.
본 발명은 영상 데이터의 휘도를 분석하여 그 휘도에 따라 휘도 제어신호를 발생시켜 램프들을 구동함으로써, 불필요한 전력 소비를 줄이고 램프 수명을 연장한 효과가 있다.The present invention analyzes the brightness of image data and generates a brightness control signal according to the brightness to drive lamps, thereby reducing unnecessary power consumption and extending lamp life.
AI, Scanning, 백라이트, LCD, 구동 AI, Scanning, Backlight, LCD, Drive
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a general liquid crystal display device structure.
도 2는 본 발명에 따른 적응형 휘도 증대 기능을 갖는 액정표시장치의 구조를 도시한 도면이다.2 is a view showing the structure of a liquid crystal display device having an adaptive brightness increasing function according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따라 다분할 백라이트 유닛 구동을 위해 제어신호를 생성하는 모습을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a state in which a control signal is generated for driving a multi-segmented backlight unit according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 적응형 휘도 증대 회로로부터 발생된 다분할 백라이트 제어신호를 이용하여 램프를 구동하는 모습을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a driving state of a lamp using a multi-division backlight control signal generated from an adaptive luminance increasing circuit according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]
11: 액정표시패널 11a: 게이트 드라이버11:
11b: 데이터 드라이버 12: 구동회로부11b: data driver 12: drive circuit section
23: 타이밍 컨트롤러 31: AI 연산부23: timing controller 31: AI calculator
24: 직류-직류 변환기 25: 외부 기억부24: DC-DC converter 25: External storage
34: 인버터34: inverter
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정밀한 콘트라스트비를 갖도록 휘도를 조절하여 영상 품위를 향상시킨 액정표시장치 구동회로 및 그 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 어레이 기판(thin film transistor array substrate)과 컬러필터 기판(color filter substrate)이 서로 대향하도록 일정한 셀-갭으로 합착되고, 그 셀-갭에 액정을 충진하여 형성되는 액정표시패널(liquid crystal display panel)과, 상기 액정표시패널을 구동시키는 구동부와, 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛(backlight unit)으로 구성된다.In general, a liquid crystal display device is formed by bonding a thin film transistor array substrate and a color filter substrate to a predetermined cell-gap so as to face each other, and filling liquid crystal in the cell-gap. A liquid crystal display panel includes a liquid crystal display panel, a driver for driving the liquid crystal display panel, and a backlight unit for supplying light to the liquid crystal display panel.
도 1은 일반적인 액정표시장치 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a general liquid crystal display device structure.
도 1을 참조하면, 액정표시장치는 화상정보 및 각종 제어신호를 포함하는 외부데이터(DATA)를 인가받아 내부의 각 장치에 구동타이밍에 맞춰 공급하는 타이밍제어부(timing controller, 2)와, 복수의 데이터라인(D1∼Dm) 및 게이트라인(G1∼Gn)이 서로 교차되도록 배열된 액정표시패널(1)과, 상기 타이밍제어부(2)로부터 화상정보와 제어신호를 인가받아 상기 액정표시패널(1)에 화상정보를 인가하는 데이터구동부(4)와, 상기 타이밍제어부(2)로부터 제어신호를 인가받아 상기 액정표시패널(1)에 주사신호를 인가하는 게이트구동부(6: Gate Driver)와, 상기 타이밍제어부(2: Timing Controller)의 신호에 의해 램프부(10)의 광량 및 점멸을 제어하는 인버터(8)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display includes a
상기 타이밍제어부(2)는 외부의 그래픽카드(graphic card) 등의 매체로부터 데이터(DATA)를 공급받아 그 데이터(DATA)에 포함되는 각종 제어신호 및 화상정보를 상기 데이터구동부(4) 및 게이트구동부(6)에 각각 대응하여 인가하며, 상기 데이터구동부(4)와 게이트구동부(6)가 유기적으로 구동되도록 구동타이밍을 맞춰 인가한다.The
상기 액정표시패널(1) 상에는 상기 게이트라인(G1∼Gn)과 데이터라인(D1∼Dm)이 서로 교차하여 구획된 화소(미도시)들이 매트릭스(matrix) 형태로 배열된다. 상기 화소들은 게이트라인(G1∼Gn) 및 데이터라인(D1∼Dm)에 전기적으로 접속되므로, 상기 게이트구동부(6)에서 인가되는 주사신호에 의해 수평라인 단위로 활성화되어 상기 데이터라인(D1∼Dm)들로부터 화상정보를 인가받는다.On the liquid
상기 인버터(8)는 상기 타이밍제어부(2)로부터 상기 램프부(10)의 휘도를 제어하기 위한 디밍 제어신호(dimming control signal, DCS1)를 인가받는다. 상기 인버터(8)는 액정표시장치 내부에서 직류전원을 공급받아 교류로 변환시킴과 아울러, 고전압으로 승압시킨다. 상기 램프부(10)는 상기 인버터(8)에서 인가되는 고전압에 의해 점등되며, 교류전류인 관전류에 의해 광량이 조절된다. 상기 램프부(10)는 보통 복수의 램프들로 이루어져 상기 액정표시패널(1)의 배면에 일정한 간격으로 배치되는 직하형 방식이 주로 사용되며, 이러한 직하형방식에 의해 높은 휘도를 갖는 화상을 액정표시패널(1)에 구현할 수 있다.The
그런데, 상기와 같은 직하형 방식은 여러개의 램프를 사용하며, 액정표시패널(1) 전면에 골고루 많은 광량을 공급해줄 수 있다는 장점이 있으나 대면적의 액 정표시장치로 갈수록 사용되는 램프 수가 늘어나야 하고, 그에 따른 전력소모가 증가하여야 한다. 따라서, 직하형방식의 백라이트 유닛에서 소비되는 전력을 절감시킬 수 있는 방법들이 지속적으로 연구되었으며, 스캔구동방식이 제안되었다.By the way, the direct type as described above has the advantage that it can supply a large amount of light evenly to the front of the liquid crystal display panel (1), but the number of lamps used in the large area liquid crystal display device should increase Therefore, power consumption should increase accordingly. Therefore, methods for reducing power consumption in the direct type backlight unit have been continuously studied, and a scan driving method has been proposed.
상기 스캔 구동방식은 액정표시패널(1) 전면에 대응되도록 배치된 램프들을 모두 점등시키는 것이 아니라, 설정된 개수의 램프만 순차적으로 점등시키는 방식으로서, 램프 구동에 사용되는 전력소모를 줄이는 것이다.The scan driving method does not turn on all lamps arranged to correspond to the front surface of the liquid
상기 스캔 구동방식은 먼저, 구동주파수를 보통 사용되는 60Hz로 하고, 그에 따라 한 프레임은 16.7ms가 된다. 액정표시패널(1)에 수평방향으로 배열되는 게이트라인들(G1∼Gn)에는 게이트구동부(6)로부터 한 라인씩 순차적으로 주사신호가 인가된다. 즉, 상기 게이트라인들(G1∼Gn)에 접속된 화소들은 한 라인씩 화상을 표시하게 된다.In the scan driving method, first, the driving frequency is set to 60 Hz, which is normally used, so that one frame is 16.7 ms. Scan signals are sequentially applied to the gate lines G1 to Gn arranged in the horizontal direction on the liquid
그러나, 상기 스캔 구동방식은 전체 램프들을 점등시킨 경우와 비교하여, 전체적인 휘도가 떨어진다는 문제가 있었다. 따라서, 점등된 램프에 관전류 공급량을 늘림으로써, 램프의 광량을 높여 휘도저하를 보상해주는 방법이 사용되었다. 그런데, 램프에는 최대 허용 전류가 정해져 있기 때문에 그 최대 허용 전류를 초과하는 관전류를 공급하게 되면, 램프의 사용수명이 급격하게 줄어드는 등 신뢰성을 확보할 수 없게 된다.However, the scan driving method has a problem in that the overall luminance is lower than that in the case where all the lamps are turned on. Therefore, a method of compensating for the decrease in luminance by increasing the amount of light in the lamp by increasing the amount of tube current supplied to the lit lamp has been used. However, since the maximum allowable current is determined for the lamp, when a tube current exceeding the maximum allowable current is supplied, reliability of the lamp cannot be secured, such as the service life of the lamp is drastically reduced.
또한, 휘도보상을 위해 높은 관전류를 공급하게 되면, 램프 내에 구비되어 램프의 광량에 관여하는 수은이 한쪽으로 쏠리게되는 현상이 발생하여, 램프가 불규칙적인 밀도로 광을 발산할 수 있으며, 빛이 변색되어 발산될 수도 있다. 즉, 램 프의 신뢰성 및 액정표시장치의 화질에 악영향을 가져올 수 있다.In addition, when a high tube current is supplied for luminance compensation, a phenomenon occurs in which mercury, which is provided in the lamp and participates in the amount of light of the lamp, is concentrated on one side, and the lamp may emit light with irregular density, and the light discolors. May diverge. That is, it may adversely affect the reliability of the lamp and the image quality of the liquid crystal display.
본 발명은, 영상 데이터의 휘도를 분석하여 그 휘도에 따라 휘도 제어신호를 발생시켜 램프들을 구동함으로써, 불필요한 전력 소비를 줄이고 램프 수명을 연장한 액정표시장치 구동회로 및 그 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal display device driving circuit and a method of driving the same, which analyzes the brightness of image data and generates a brightness control signal according to the brightness to drive lamps, thereby reducing unnecessary power consumption and extending lamp life. There is this.
또한, 본 발명은 단위 프레임당 다수개의 분할영역을 설정한 다음, 분할 영역에 대하여 각각 휘도를 분석하고, 그 휘도에 따라 휘도 제어신호를 발생시켜 램프를 구동함으로써, 더욱 정밀한 휘도 조절을 할 수 있는 액정표시장치 구동회로 및 그 구동방법을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention sets a plurality of divided regions per unit frame, analyzes the luminance for each divided region, generates a luminance control signal according to the luminance, and drives the lamp, thereby enabling more precise brightness adjustment. Another object is to provide a liquid crystal display driving circuit and a driving method thereof.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치 구동회로는,In order to achieve the above object, the liquid crystal display device driving circuit according to the present invention,
액정표시패널;A liquid crystal display panel;
상기 액정표시패널에 구동전압과 데이터 신호를 공급하는 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버;A gate driver and a data driver supplying a driving voltage and a data signal to the liquid crystal display panel;
상기 액정표시패널에 광원을 공급하는 램프들과, 상기 램프들을 콘트롤하는 인버터를 포함하는 백라이트 유닛;A backlight unit including lamps for supplying a light source to the liquid crystal display panel, and an inverter for controlling the lamps;
외부로부터 인가되는 R, G, B 비디오 신호로부터 상기 인버터를 제어하기 위한 제어신호들을 생성하는 AI 연산부를 포함하는 타이밍 컨트롤러; 및A timing controller including an AI calculator configured to generate control signals for controlling the inverter from R, G, and B video signals applied from the outside; And
각부에 필요한 구동 전압, 게이트 저전압 신호(VGL) 및 게이트 고전압 신호(VGH)를 출력하는 직류-직류 변환기를 포함한다.And a DC-DC converter for outputting a driving voltage, a gate low voltage signal VGL, and a gate high voltage signal VGH required for each part.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치 구동방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a liquid crystal display device.
외부로부터 입력되는 R, G, B 비디오 신호로부터 영상 프레임당 적어도 하나이상의 분할영역을 설정하는 단계;Setting at least one segmented area per image frame from R, G, and B video signals input from the outside;
상기 분할영역 각각에 대한 인버터 제어신호를 생성하는 단계; 및Generating an inverter control signal for each of the divided regions; And
상기 제어신호들을 이용하여 분할영역 단위로 램프 휘도를 조절하는 단계를 포함한다.And controlling lamp brightness in units of a divided area by using the control signals.
여기서, 상기 인버터 제어신호를 생성하는 단계는,Here, the step of generating the inverter control signal,
상기 분할영역에 대응되는 비디오 신호로부터 휘도 값을 카운트하는 단계;Counting a luminance value from a video signal corresponding to the divided region;
상기 카운트된 휘도 값들을 외부 기억부에 저장된 룩업 테이블을 이용하여 제어신호로 환산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And converting the counted luminance values into a control signal using a lookup table stored in an external memory.
본 발명에 의하면, 영상 데이터의 휘도를 분석하여 그 휘도에 따라 휘도 제어신호를 발생시켜 램프들을 구동함으로써, 불필요한 전력 소비를 줄이고 램프 수명을 연장시켰다.According to the present invention, the luminance of the image data is analyzed and the luminance control signal is generated according to the luminance to drive the lamps, thereby reducing unnecessary power consumption and extending the lamp life.
또한, 본 발명은 단위 프레임당 다수개의 분할영역을 설정한 다음, 분할 영역에 대하여 각각 휘도를 분석하고, 그 휘도에 따라 휘도 제어신호를 발생시켜 램프를 구동함으로써, 보다 정밀한 휘도 조절을 할 수 있다.In addition, the present invention sets up a plurality of divided regions per unit frame, analyzes the luminance for each divided region, generates a luminance control signal according to the luminance, and drives the lamp, thereby enabling more precise brightness adjustment. .
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 적응형 휘도 증대 기능을 갖는 액정표시장치의 구조를 도시한 도면이다.2 is a view showing the structure of a liquid crystal display device having an adaptive brightness increasing function according to the present invention.
도 2를 참조하면, 다수개의 게이트 라인(G)과 데이터 라인(D)이 서로 수직한 방향으로 배열되어 매트릭스 형태의 화소영역을 갖는 액정표시패널(11)과, 상기 액정표시패널(11)에 구동 신호와 데이터 신호를 공급하는 구동회로부(12)로 구분된다.Referring to FIG. 2, a plurality of gate lines G and data lines D are arranged in a direction perpendicular to each other to have a matrix-type pixel region, and a liquid
여기서, 상기 구동회로부(12)는, 단위 프레임당 다수개의 분할영역 각각에 적응형 휘도 증가를 위한 백라이트 딤밍 제어(Backlight dimming control) 신호값과 데이터 스트레칭(Data stretching) 값들이 저장되는 룩업 테이블(Look Up Table;LUT)이 저장되는 외부 기억부(EEPROM)(25)와, 콘넥터(22)를 통해 시스템으로 전압을 인가받아 승압 또는 감압하여 각부에 필요한 구동 전압(Vcc, Vdd)을 출력하고 타이밍 콘트롤러(23)의 동작 신호에 따라 게이트 저전압 신호(VGL) 및 게이트 고전압 신호(VGH)를 출력하는 직류-직류 변환기(24)와, 전원이 온(on)되면 상기 외부 기억부(25)의 룩업 테이블을 읽어들여 내장된 AI(Adaptive brightness Intensifier) 연산부(31)로부터 분할영역에 대응되는 다수개의 제어신호들을 생성하고, 상기 직류-직류 변환기(24)의 동작을 위한 동작 신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러(23)와, 상기 타이밍 콘트롤러(23)의 동작 신호에 의해 상기 직류-직류 변환기(24)로부터 출력되는 게이트 고전압 신호(VGH) 및 게이트 저전압 신호(VGL)를 입력받아 스캔펄스를 생성하며 상기 스캔펄스를 상기 액정표시패널(11)의 각 게이트 라인(G)에 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버(11a)와, 상기 타이밍 콘트롤러(23)로부터 출력되는 보정된 비디오 신호(Do)를 입력받아 디지털인 상기 보정된 비디오 신호를 아날로그인 보정된 데이터 신호로 변환하고, 상기 보정된 데이터 신 호를 상기 액정표시패널(11)의 각 데이터 라인(D)에 공급하는 데이터 드라이버(11b)를 포함하여 구성되어 있다.Here, the
여기서, AI 연산부(31)는 시스템으로부터 입력되는 비디오 데이터(Image Data) 신호를 단위 프레임당 다수개의 영역으로 분할하고, 분할된 각각의 영역에서 휘도값들을 비교한 다음, 이를 외부 기억부(25)에 저장되어 있는 룩업 테이블에 따라 다수개의 인버터(34) 제어신호(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)들을 생성한다. 본 발명에서는 단위 프레임당 수평 4분할한 것을 중심으로 설명하지만, 이에 한정되지 않고 다수개의 분할영역으로 분할하고 이에 대한 다수개의 인버터 제어신호들을 생성할 수 있다.Here, the
한편, 상기 타이밍 콘트롤러(23)는 상기 구동 전압을 입력받아 동작 신호를 출력하는 파워 콘트롤 제너레이팅 로직부(32)와, 상기 외부 기억부(25)에 저장된 룩업 테이블의 데이터에 대한 체크 섬을 I2C 프로토콜 방식으로 통신하여 읽어올 때, 상기 통신 프로토콜(I2C)을 제공하는 프로토콜부(33)를 더 포함한다.On the other hand, the
또한, 상기 프로토콜부(33)와 상기 외부 기억부(25)간에는 상기 통신을 하기 위한 두 개의 액티브 와이어(MSCL, MSDA)가 연결되어 있다.In addition, two active wires MSCL and MSDA for the communication are connected between the
여기서, 상기 AI 연산부(31)에서는 영상 프레임의 분할 영역당 램프들의 점등을 제어하는 제어신호들에 따라 동작하는 백라이트 램프(35) 및 인버터(34)를 더 포함한다. 상기 AI 연산부(31)는 영상 프레임의 분할 영역당 각각 램프 휘도 값에 대응되는 제어 신호들을 생성하고, 이들 제어 신호들은 상기 인버터(34)에 공급되어 백라이트 램프(35)들을 각각 분할 영역 단위로 제어한다.Here, the
상기 AI 연산부(31)는 상기 입력되는 영상 데이터의 단위 프레임당 4 분할 영역으로 분리하고, 각각 분할된 영역에 대해 휘도를 분석한다. 보통, 영상 데이터는 적색, 녹색 및 청색의 화상 정보를 포함하는 RGB 신호의 형태로 인가되는데, 이러한 영상 데이터를 휘도신호(Y)와 색차신호(U,V)로 구성되는 YUV신호로 표현되는데, 이중 휘도신호(Y)를 검출하고 비교한다. 매 프레임마다 각각의 분할영역에 대한 휘도 변화분을 비교한 다음, 이를 외부 기억부(25)에 저장된 룩업 테이블로부터 제어 신호들(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4) 환산한다.The
상기 제어 신호들(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)을 인버터(34)에 공급하여, 백라이트 램프(35)들을 각각의 분할 영역 단위로 적응형 휘도 증대 방식과 스캔 방식을 혼합하여 점등한다.The control signals Vbr1, Vbr2, Vbr3, and Vbr4 are supplied to the
따라서, 본 발명에서는 단위 영상 프레임을 다수개의 분할 영역으로 구분하고, 각각의 분할 영역에 대하여 적응형 휘도 증대 방식과 스캔 방식으로 구동하여 더욱 정밀한 콘트라스트 비를 갖는 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, in the present invention, the unit image frame is divided into a plurality of divided regions, and each of the divided regions is driven by an adaptive luminance increasing method and a scanning method, thereby achieving an image having a more precise contrast ratio.
도 3은 본 발명에 따라 다분할 백라이트 유닛 구동을 위해 제어신호를 생성하는 모습을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a state in which a control signal is generated for driving a multi-segmented backlight unit according to the present invention.
도 3을 참조하면, 액정표시장치 구동회로부(12) 내에 배치되어 있는 외부 기억부(25)와 AI 연산부(31)를 중심으로 단위 프레임당 수평 4분할 영역에 대해서 인버터(34) 제어신호들(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)이 발생되고 있다.Referring to FIG. 3, the control signals of the
시스템으로부터 R, G, B 비디오 데이터(Image/Control Data)는 액정표시장치의 구동회로부(12)의 타이밍 컨트롤러(23)에 인가된다. R, G, B 비디오 데이터는 타이밍 컨트롤러(23)에서 액정표시패널(LCD Panel)에 영상을 디스플레이할 수 있도록 변환하여 공급하는데, 이때, AI 연산부(31)에서는 시스템으로부터 공급되는 R, G, B 비디오 데이터 신호를 단위 프레임당 수평 4분할을 한 후, 각각의 분할 영역에 대한 휘도를 비교하여 인버터(34) 제어신호(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)를 생성한다. 상기 인버터(34) 제어신호(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)는 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin) 사이의 범위에서 수평 4분할 영역 각각에 대하여 AI 연산부(31)에서 구한 휘도값에 대응하는 전압 값들이 지정된다. 이때, AI 연산부(31)에서 구한 휘도값에 대응되는 전압은 외부 기억부(25)에 저장된 룩업 테이블을 통해 정해진다.R, G, and B video data (Image / Control Data) from the system is applied to the
일반적으로 적응형 휘도 증가형 구동 방법에서는 단위 프레임당 R, G, B 비디오 데이터로부터 각각 휘도 신호를 분리하고, 분리된 R, G, B 비디오 데이터 각각에 대하여 밝은 휘도성분과 어두운 휘도성분을 각각 카운터한 후 비교한다. 비교된 휘도성분들을 카운트한 값이 밝은 계조를 나타내는 경우(프레임당 70%정도)에는 백라이트 유닛의 램프 구동전압을 높여 휘도 밝기를 높인다. 반대로 어두운 계조를 나타내는 경우에는 백라이트 유닛의 램프 구동전압을 정상적으로 유지하는 한편, 액정표시패널에 인가되는 계조 전압을 조절하여 보다 어두운 휘도 레벨이 되도록 제어한다.In general, the adaptive luminance increasing driving method separates luminance signals from R, G, and B video data per unit frame, and counts bright and dark luminance components for each of the separated R, G, and B video data. And then compare. When the value of the counted luminance components indicates a bright gray level (about 70% per frame), the luminance of the lamp is increased by increasing the lamp driving voltage of the backlight unit. On the contrary, when the gray scale is displayed, the lamp driving voltage of the backlight unit is normally maintained, and the gray scale voltage applied to the liquid crystal display panel is adjusted to control the luminance level to be darker.
본 발명에서는 AI 연산부(31)에서 단위 프레임당 수평 4분할을 하고 각각의 분할영역에 대하여 상기 적응형 휘도 증가형 구동방법에 따라 R, G, B 비디오 데이터로부터 각각 휘도 신호들을 분리하고, 분리된 R, G, B 비디오 데이터 각각에 대하여 밝은 휘도 성분과 어두운 휘도성분을 각각 카운트한 후 비교한다.In the present invention, the
따라서, 단위 프레임당 4 분할 영역 각각에 대한 램프 구동전압(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)을 생성하여, 각각의 분할 영역 단위로 적응형 휘도 증가 구동과 스캔 구동을 동시에 하도록 하여 보다 정밀한 휘도 조절을 할 수 있도록 하였다.Therefore, by generating the lamp driving voltage (Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4) for each of the four divided regions per unit frame, the adaptive luminance increase driving and the scan driving in each divided region unit at the same time for more precise brightness control I could do it.
즉, 상기 AI 연산부(31)로부터 발생된 인버터 제어신호들(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)은 스캐닝 구동시 인가되는 V-sync 신호와 함께 인버터(34)에 공급되어 램프들을 각각 분할 영역단위로 구동시켜 보다 선명한 영상을 구현할 수 있도록 하였다.That is, the inverter control signals Vbr1, Vbr2, Vbr3, and Vbr4 generated from the
또한, 본 발명에서는 단위 영상 프레임을 수평 4분할한 것을 중심으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 다수개의 분할영역으로 분할하여 램프 구동을 할 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛에 사용되는 램프 수만큼 단위 영상 프레임을 분할하고, 이에 대하여 각각의 인버터 제어신호 값을 연산하여 램프를 구동할 수 있다. In the present invention, the unit image frame is divided into four horizontal sections, but the present invention is not limited thereto, and lamp driving may be performed by dividing the unit image frame into a plurality of divided regions. For example, the unit image frame may be divided by the number of lamps used in the backlight unit, and the respective inverter control signal values may be calculated to drive the lamps.
도 4는 본 발명에 따른 적응형 휘도 증대 회로로부터 발생된 다분할 백라이트 제어신호를 이용하여 램프를 구동하는 모습을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a driving state of a lamp using a multi-division backlight control signal generated from an adaptive luminance increasing circuit according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, AI 연산부(31)는 제어부(55)와 AI 회로부(50)로 구성되고, 상기 AI 회로부(50)는 수평 4 분할에 대응되도록 R, G, B, 비디오 데이터 신호에 대한 높은 휘도 성분과 낮은 휘도 성분을 카운트하여 비교하는 제 1, 2, 3, 4, 비교부(60a, 60b, 60c, 60d)와, 제 1, 2, 3, 4, 비교부(60a, 60b, 60c, 60d) 각각에 대응하여 비교부에서 얻은 휘도값을 토대로 인버터(34) 제어신호를 환산하는 제 1, 2, 3, 4 환산 연산부(70a, 70b, 70c, 70d)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, the
상기 제 1, 2, 3, 4, 환산 연산부(70a, 70b, 70c, 70d)는 제 1, 2, 3, 4, 비 교부(60a, 60b, 60c, 60d) 각각에서 얻은 비교값에 대해 외부 기억부(25)에 저장된 룩업 테이블로부터 인버터(34) 제어신호들(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)을 환산하여 생성한다. 상기 제어신호들의 전압 범위가 최대 3.3V에서 최소 0.3V라고 하면, 외부 기억부(25)에 저장된 룩업 테이블은 상기 전압 범위 내에서 비교부에서 카운트한 휘도값 비율에 따라 각각의 전압을 설정해 놓는다.The first, second, third, fourth, and calculating
예를들어, 룩업 테이블은, 제 1 비교부(60a)에서 얻은 비교값에서 분할영역의 높은 휘도성분이 70% 이상인 경우에는 최대 전압 3.3V를 설정하고, 제 2 비교부(60b)에서 얻은 비교값에서 분할영역의 높은 휘도성분이 50%인 경우에는 2V를 설정하고, 제 3, 4 비교부(60c, 60d)에서 얻은 비교값에 따라 각각 전압 값을 설정한다. 즉, 각각의 분할 영역에 포함된 휘도 성분 비율에 따라 제어신호들 값을 설정해 놓는다.For example, the lookup table sets a maximum voltage of 3.3V when the high luminance component of the divided region is greater than or equal to 70% from the comparison value obtained by the
이와 같이, AI 연산부(31)로부터 구해진 제어신호들(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)은 인버터(34)의 컨트롤 IC(80)에 공급된다.As such, the control signals Vbr1, Vbr2, Vbr3, and Vbr4 obtained from the
상기 컨트롤 IC(80)는, 제어신호들(Vbr1, Vbr2, Vbr3, Vbr4)에 따라 각각의 분할 영역에 포함되는 램프들을 구동시킨다.The
도면에서는 8개의 램프가 수평 4 분할되어 있으므로, Vbr1 제어 신호에 따라 제 1 구동부(81a)와 제 2 구동부(81b)를 동작하여 제 1 램프(lamp1)와 제 2 램프(lamp2)를 점등한다. 예를 들어, 상기에서와 같이 제 1 분할 영역의 휘도 성분이 70% 이상이어서 제어 신호 전압이 3.3V인 경우에는 제 1 램프(lamp1)와 제 2 램프(lamp2)가 스캔 구동하면서 최대의 휘도 값을 발생하도록 구동한다.In the figure, since eight lamps are divided into four horizontal sections, the first lamp 81a and the second lamp 81b are turned on by operating the first driver 81a and the second driver 81b according to the Vbr1 control signal. For example, as described above, when the luminance component of the first divided region is 70% or more and the control signal voltage is 3.3V, the first and second lamps lamp1 and lamp2 are driven to scan the maximum luminance value. Drive to generate
마찬가지 방식으로, 제 2 분할 영역에 대응되는 Vbr2 제어신호를 사용하여 제 3 구동부(81c)와 제 4 구동부(81d)와 제 3, 4 램프(lamp3, lamp4)를 점등하고, 제 3 분할 영역에 대응되는 Vbr3 제어신호를 사용하여 제 5 구동부(81e)와 제 6 구동부(81f)와 제 5, 6 램프(lamp5, lamp6)를 점등하고, 제 4 분할 영역에 대응되는 Vbr4 제어신호를 사용하여 제 7 구동부(81g)와 제 8 구동부(81h)와 제 7, 8 램프(lamp7, lamp8)를 점등한다.In the same manner, the
본 발명에서는 영상 프레임당 다수개의 분할 영역으로 분할한 다음, 각각의 분할 영역에 대한 휘도 특성에 따라 인버터 가변 제어신호들을 생성하여, 각각 분할영역 단위로 스캔 구동과 적응형 휘도 증대형 구동을 하도록 한 효과가 있다.According to the present invention, after dividing into a plurality of divided regions per image frame, inverter variable control signals are generated according to the luminance characteristics of each divided region, so that the scan driving and the adaptive luminance enhancement driving are performed in each divided region unit. It works.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 영상 데이터의 휘도를 분석하여 그 휘도에 따라 휘도 제어신호를 발생시켜 램프들을 구동함으로써, 불필요한 전력 소비를 줄이고 램프 수명을 연장한 효과가 있다.As described in detail above, the present invention analyzes the brightness of the image data and generates a brightness control signal according to the brightness to drive the lamps, thereby reducing the unnecessary power consumption and extending the lamp life.
또한, 본 발명은 단위 프레임당 다수개의 분할영역을 설정한 다음, 분할 영역에 대하여 각각 휘도를 분석하고, 그 휘도에 따라 휘도 제어신호를 발생시켜 램프를 구동함으로써, 보다 정밀한 휘도 조절을 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention sets a plurality of divided regions per unit frame, analyzes the luminance for each divided region, generates a luminance control signal according to the luminance, and drives the lamp, thereby enabling more precise brightness adjustment. It works.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
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