KR101816894B1

KR101816894B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101816894B1
Application number: KR1020110048015A
Authority: KR
Inventors: 조용완; 서보건; 이대흥; 민병삼
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2018-01-10
Also published as: KR20120129636A

Abstract

본 발명은 호리젠탈 에지 타입의 백라이트 유닛을 채용하면서 모션 블러링을 제거할 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.
이 액정표시장치는 다수의 데이터라인들과 게이트라인들이 형성된 액정표시패널; 상기 액정표시패널 아래에 배치되며, 상기 게이트라인들이 신장되는 수평 방향을 따라 서로 이웃한 제1 도파 블록과 제2 도파 블록을 정의하는 도광판; 상기 수평 방향을 따라 상기 도광판의 일 측면에 배치되어, 상기 데이터라인들이 신장되는수직 방향을 따라 상기 도파 블록들로 빛을 조사하는 광원 어레이들; 및 비디오 데이터가 상기 액정표시패널에 기입되는 타이밍을 기반으로, 상기 제1 도파 블록에 빛을 조사하는 광원 어레이와 상기 제2 도파 블록에 빛을 조사하는 광원 어레이의 광원 싱크 타이밍을 서로 다르게 제어하는 스캐닝 백라이트 제어부를 구비한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 스캐닝 백라이트 구동이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 화상을 표시한다.

액정표시장치를 통해 동영상을 표시할 때, 액정의 유지특성으로 인하여 화면이 선명하지 못하고 흐릿하게 보이는 모션 블러링(motion blurring)이 나타날 수 있다. 모션 블러링은 동영상에서 두드러지며, 모션 블러링을 없애기 위해서는 동영상 응답시간(Moving Picture Response Time : 이하, "MPRT")을 줄여야 한다. MPRT는 액정 응답에 의해 목표 휘도값의 90%가 달성될 때까지 소요되는 시간을 지시한다. MPRT를 줄이기 위한 일 방안으로 스캐닝 백라이트 구동 기술이 제안된 바 있다. 스캐닝 백라이트 구동 기술은 액정표시패널의 스캔방향(즉, 비디오 데이터의 기입 방향)을 따라 백라이트 유닛의 광원들을 순차적으로 점멸시켜 CRT의 임펄씨브(Impulsive) 구동과 유사한 효과를 제공하여 액정표시장치의 모션 블러링을 개선한다.

백라이트 유닛은 직하형(direct type)과 에지형(edge type)으로 대별된다. 직하형 백라이트 유닛은 확산판의 하부면에 다수의 광원들을 배치시켜 액정표시패널의 배면으로 빛을 진행시킨다. 이에 비해 에지형 백라이트 유닛은, 도광판을 통해 광원들로부터 입사되는 선광 또는 점광을 평면광으로 변환하고, 광학시트들을 통해 변환된 평면광을 액정표시패널의 배면으로 진행시킨다. 직하형 백라이트 유닛을 채용한 액정표시장치는 확산판과 광원들 사이에 확보되어야 하는 간격 때문에 슬림화하기가 곤란하고 가격이 비싼 단점이 있다. 이에, 최근에는 에지형 백라이트 유닛을 채용한 액정표시장치가 집중 개발되고 있다.

에지형 백라이트 유닛은 도광판과, 도광판의 측면에 대향하도록 배치된 다수의 광원들과, 액정표시패널과 도광판 사이에 배치된 다수의 광학시트들을 포함한다. 에지형 백라이트 유닛은 광원들의 배치 방향에 따라 '버티컬 에지 타입'과 '호리젠탈 에지 타입'으로 나눠진다. '버티컬 에지 타입'에서는 도 1과 같이 광원들(3)이 도광판(2)의 좌측면 및/또는 우측면에 대향하도록 수직 방향을 따라 배치된다. '호리젠탈 에지 타입'에서는 도 3과 같이 광원들(3)이 도광판(2)의 상측면 및/또는 하측면에 대향하도록 수평 방향을 따라 배치된다.

'버티컬 에지 타입'에서는 광원들(3)의 배치 방향(수직 방향)이 비디오 데이터의 기입 방향(수직 방향)과 동일하므로, 스캐닝 백라이트 구동 기술의 적용이 쉽다. 즉, '버티컬 에지 타입'에서는 도 1 및 도 2와 같이 액정표시패널(1)의 제1 영역(AR1) 중 특정 지점(SP#1)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제1 광원(L1)의 온-오프 타이밍이 결정되고, 액정표시패널(1)의 제2 영역(AR2) 중 특정 지점(SP#2)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제2 광원(L2)의 온-오프 타이밍이 결정되며, 액정표시패널(1)의 제3 영역(AR3) 중 특정 지점(SP#3)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제3 광원(L3)의 온-오프 타이밍이 결정될 수 있다. 특정 지점들(SP#1,SP#2,SP#3)은 MPRT를 줄이기 위한 최적화 부분으로 임의로 설정될 수 있다. 그 결과, 액정표시패널(1)의 데이터 스캔방향(즉, 비디오 데이터의 기입 방향)을 따라 광원들(L1~L3)이 수직 방향을 따라 순차적으로 점멸되어 백라이트의 상하 스캐닝 구동이 가능해 진다. 그런데, '버티컬 에지 타입'을 채용하면, 도광판(2)의 좌측면 및/또는 우측면에 배치되는 광원들(3)로 인해 액정표시장치의 좌측 및/또는 우측 베젤이 넓어진다는 단점이 있다.

액정표시장치의 좌측 및 우측 베젤을 줄이기 위해서는 '호리젠탈 에지 타입'의 채용이 필요하다. 그런데, '호리젠탈 에지 타입'에서는 광원들(3)의 배치 방향(수평 방향)이 비디오 데이터의 기입 방향(수직 방향)과 다르므로, 백라이트의 상하 스캐닝 구동이 실질적으로 불가능하다. '호리젠탈 에지 타입'에 백라이트의 상하 스캐닝 구동을 적용하면, 도 3 및 도 4와 같이 액정표시패널(1)의 특정 지점(SP#1)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 모든 광원들(L1~L4)의 온-오프 타이밍이 동시에 결정될 수밖에 없다. 이는 액정표시패널(1)의 특정 지점(SP#1) 한 곳에서만 MPRT가 줄어들게 됨을 의미한다. 액정표시패널(1)의 특정 지점(SP#1) 이외의 다른 지점들에서는 MPRT가 줄어들지 않으며, 그 결과 '호리젠탈 에지 타입'에서는 도 5와 같은 액정표시패널(1)의 9 지점들(P1~P9)에 대한 MPRT 유니포머티가 나빠진다. 실험에 의하면, MPRT 유니포머티는 대략 60% 수준으로 나타났다. 이러한 수준의 MPRT 유니포머티로는 모션 블러링을 제거하기 어렵다.

이와 같이, '호리젠탈 에지 타입'은 백라이트의 상하 스캐닝 구동이 실질적으로 불가능하다는 점을 제외하고는, 액정표시장치의 두께 감소, 제조 비용 감소, 좌우 베젤 영역 감소 등 여러 면에서 매우 유리한 방식이다. 이러한 '호리젠탈 에지 타입'을 채용하면서 모션 블러링을 제거할 수 있도록 백라이트의 상하 스캐닝 구동이 아닌 새로운 방안이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 호리젠탈 에지 타입의 백라이트 유닛을 채용하면서 모션 블러링을 제거할 수 있도록 한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 데이터라인들과 게이트라인들이 형성된 액정표시패널; 상기 액정표시패널 아래에 배치되며, 상기 게이트라인들이 신장되는 수평 방향을 따라 서로 이웃한 제1 도파 블록과 제2 도파 블록을 정의하는 도광판; 상기 수평 방향을 따라 상기 도광판의 일 측면에 배치되어, 상기 데이터라인들이 신장되는수직 방향을 따라 상기 도파 블록들로 빛을 조사하는 광원 어레이들; 및 비디오 데이터가 상기 액정표시패널에 기입되는 타이밍을 기반으로, 상기 제1 도파 블록에 빛을 조사하는 광원 어레이와 상기 제2 도파 블록에 빛을 조사하는 광원 어레이의 광원 싱크 타이밍을 서로 다르게 제어하는 스캐닝 백라이트 제어부를 구비한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 종래와 달리 백라이트의 좌우 스캐닝 구동을 적용함으로써, 호리젠탈 에지 타입의 백라이트 유닛을 채용하면서도 모션 블러링을 효과적으로 제거할 수 있다. 아울러, 화면 전영역의 MPRT 유니포머티를 기존 대비 크게 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 '버티컬 에지 타입'의 백라이트 유닛을 채용한 종래 액정표시장치에서, 백라이트의 상하 스캐닝 구동을 보여주는 도면들.
도 3 및 도 4는 '호리젠탈 에지 타입'의 백라이트 유닛을 채용한 종래 액정표시장치에서, 백라이트의 상하 스캐닝 구동을 보여주는 도면들.
도 5는 액정표시패널에서 MPRT 유니포머티를 측정하기 위한 9 지점들을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 도면.
도 7은 도 6에 도시된 액정표시패널의 화소 어레이 일부를 등가적으로 보여주는 도면.
도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 광원들의 배치 위치를 보여주는 도면들.
도 9 내지 도 11은 스캐닝 블록을 수평 방향을 따라 2개로 나눈 좌우 스캐닝 구동의 일 예를 보여주는 도면들.
도 12 내지 도 14는 스캐닝 블록을 수평 방향을 따라 2개로 나눈 좌우 스캐닝 구동의 다른 예를 보여주는 도면들.
도 15 내지 도 17은 스캐닝 블록을 수평 방향을 따라 2개로 나눈 좌우 스캐닝 구동의 또 다른 예를 보여주는 도면들.
도 18 및 도 19는 좌우 스캐닝 구동에 따른 표시 상태를 보여주는 도면들.
도 20은 좌우 스캐닝 구동시의 광 파형을 보여주는 도면.
도 21 내지 도 23은 좌우 스캐닝 구동에 따른 액정표시패널의 9 지점들에 대한 MPRT 측정치들을 보여주는 도면들.

이하, 도 6 내지 도 23을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 '수평 방향'은 액정표시패널에서 게이트라인들이 신장되는 방향을 지시하고, '수직 방향'은 액정표시패널에서 데이터라인들이 신장되는 방향을 지시한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주고, 도 7은 도 6에 도시된 액정표시패널의 화소 어레이 일부를 등가적으로 보여준다. 그리고, 도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 광원들의 배치 위치를 보여준다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 액정표시패널(10)의 데이터라인들(14)을 구동하기 위한 데이터 구동부(12), 액정표시패널(10)의 게이트라인들(15)을 구동하기 위한 게이트 구동부(13), 데이터 구동부(12)와 게이트 구동부(13)를 제어하는 타이밍 제어부(11), 액정표시패널(10)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(20), 백라이트 유닛(20)의 광원들(20B)의 스캐닝 구동을 제어하기 위한 스캐닝 백라이트 제어부(16), 및 백라이트 유닛(20)의 광원들(20B)을 구동하기 위한 광원 구동부(17)를 구비한다.

액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 도 7과 같이 다수의 데이터라인들(14a 내지 14d)과 다수의 게이트라인들(15a 내지 15d)이 교차된다. 데이터라인들(14a 내지 14d)과 게이트라인들(15a 내지 15d)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(10)에는 액정셀들(Clc)이 매트릭스 형태로 배치된다. 또한, 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 박막트랜지스터(TFT), 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다. 수평 방향으로 서로 이웃하게 배치된 액정셀들(Clc)은 수평 화소라인을 형성한다.

액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 도 2와 같이 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

데이터 구동부(12)는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 디지털 비디오 데이터(RGB)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압의 참조하에 정극성/부극성의 감마전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마전압에 의해 변환된 아날로그 데이터가 공급되는 데이터라인(14)을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인(14) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들로 구성된다. 이 데이터 구동부(12)는 타이밍 제어부(11)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치하고, 이 래치된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환한 후 데이터라인들(14)에 공급한다.

게이트 구동부(13)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성된다. 이 게이트 구동부(13)는 타이밍 제어부(11)의 제어 하에 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 순차적으로 출력하여 게이트라인들(15)에 공급한다.

타이밍 제어부(11)는 외부의 시스템 보드(미도시)로부터 디지털 비디오 데이터(RGB) 입력받고, 이 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(12)에 공급한다. 그리고 타이밍 제어부(11)는 시스템 보드로부터의 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 입력받고, 이 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 데이터 구동부(12)와 게이트 구동부(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC, GDC)을 발생한다. 타이밍 제어부(11)는 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 신호의 프레임들 사이에 보간 프레임을 삽입하고 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 체배하여 60×N(N은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동부(12)와 게이트 구동부(13)의 동작을 제어할 수 있다.

백라이트 유닛(20)은 도광판(20A)과, 도광판(20A)의 측면에 대향하도록 배치된 다수의 광원들(20B)과, 액정표시패널(10)과 도광판(20A) 사이에 배치된 다수의 광학시트들(미도시)을 포함하여 에지형으로 구현된다. 백라이트 유닛(20)은 에지형 중에서도 '호리젠탈 에지 타입'으로 구현된다.

광원들(20B)은 도 8a와 같이 도광판(20A)의 상측면에 대향하도록 수평 방향을 따라 배치되거나, 또는 도 8b와 같이 도광판(20A)의 하측면에 대향하도록 수평 방향을 따라 배치될 수 있다. 도 8a에 의하는 경우, 광원들(20B)의 광 조사 방향은 비디오 데이터가 기입되는 방향과 동일하다. 도 8b에 의하는 경우, 광원들(20B)의 광 조사 방향은 비디오 데이터가 기입되는 방향과 반대된다. 광원들(20B)은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들을 포함한다.

광원들(20B)은 적어도 2개 이상의 광원 어레이를 구성한다. 각 광원 어레이에는 적어도 2개 이상의 광원들(20B)이 포함된다. 광원 어레이에 대응하여 도광판(20A)은 수평 방향을 따라 서로 이웃한 적어도 2개 이상의 도파 블록들을 정의하게 된다. 예컨대, 광원 어레이가 2개로 구성되는 경우, 도광판(20A)은 2개의 도파 블록들을 정의하게 된다.

스캐닝 백라이트 제어부(16)는 타이밍 제어부(11)의 제어 하에 액정표시패널(10)의 데이터 스캔방향(즉, 비디오 데이터의 기입 방향, 수직 방향)과 직교되는 수평 방향을 따라 광원 어레이들이 순차적으로 구동되도록 광원들을 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM)로 제어한다. 스캐닝 백라이트 제어부(16)는 광원 어레이들이 수평 방향을 따라 순차 점멸되도록 제어함으로서 백라이트의 좌우 스캐닝 구동을 구현한다. 이를 위해, 스캐닝 백라이트 제어부(16)는 비디오 데이터가 액정표시패널(10)에 기입되는 타이밍을 기반으로, 제1의 도파 블록에 빛을 조사하는 광원 어레이와 제2의 도파 블록에 빛을 조사하는 광원 어레이의 광원 싱크 타이밍을 서로 다르게 제어하기 위한 광원 제어신호(Lsync)를 발생하고, 이 광원 제어신호(Lsync)로 광원 구동부(17)의 동작을 제어한다. 스캐닝 백라이트 제어부(16)는 타이밍 제어부(11)에 외부에 위치되거나 또는, 타이밍 제어부(11)에 내장될 수 있다.

광원 구동부(17)는 스캐닝 백라이트 제어부(16)의 제어 하에 광원들(20B)에 인가되는 구동 전류를 단속하여 광원들(20B)을 어레이 단위로 순차 구동시킨다.

도 9 내지 도 11은 스캐닝 블록을 수평 방향을 따라 2개로 나눈 좌우 스캐닝 구동의 일 예를 보여준다.

도 9를 참조하면, 광원들(L1~L6,20B)은 비디오 데이터 기입 방향과 동일한 방향으로 광을 조사할 수 있도록 도광판(20A)의 상측면에 대향하여 수평 방향을 따라 배치된다. 광원들(L1~L6,20B)은 서로 다른 타이밍에 점멸되는 제1 광원 어레이(LA#1)와 제2 광원 어레이(LA#2)를 포함한다.

제1 광원 어레이(LA#1)에 속하는 광원들(L1~L3)은 도광판(20A)의 좌측 상측면에 대향한다. 도광판(20A)은 제1 광원 어레이(LA#1)에 대응하여 제1 도파 블록(BL1)을 정의한다. 제1 광원 어레이(LA#1)와 제1 도파 블록(BL1)은 제1 스캐닝 블록을 정의한다.

제2 광원 어레이(LA#2)에 속하는 광원들(L4~L6)은 도광판(20A)의 우측 상측면에 대향한다. 도광판(20A)은 제2 광원 어레이(LA#2)에 대응하여 제2 도파 블록(BL2)을 정의한다. 제2 광원 어레이(LA#2)와 제2 도파 블록(BL2)은 제2 스캐닝 블록을 정의한다.

스캐닝 백라이트 제어부는, 제1 도파 블록(BL1)에 대응되는 액정표시패널(10)의 제1 영역(AR1)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제1 광원 어레이(LA#1)의 온-오프 타이밍을 제어하기 위한 제1 광원 싱크 타이밍을 결정하고, 제2 도파 블록(BL2)에 대응되는 액정표시패널(10)의 제2 영역(AR2)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제2 광원 어레이(LA#2)의 온-오프 타이밍을 제어하기 위한 제2 광원 싱크 타이밍을 결정한다. 수직 방향을 따라 액정표시패널(10)을 상부(UP), 중간부(MP) 및 하부(DP)로 나눌 때, 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)은 액정표시패널(10)의 중간부(MP)에 위치한다. 제1 광원 싱크 타이밍과 제2 광원 싱크 타이밍은 도 10에 도시된 바와 같이 서로 다르다.

이러한 스캐닝 백라이트 제어부의 제어하에, 도 10과 같이 제1 광원 어레이(LA#1)는 액정표시패널(10)의 제1 수평 화소라인(HL#1)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t1)부터 액정표시패널(10)의 제2 수평 화소라인(HL#2)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t2)까지를 지시하는 제1 기간(TP1) 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 제1 기간(TP1)을 제외한 나머지 기간 동안 온 된다. 또한, 도 10과 같이 제2 광원 어레이(LA#2)는 액정표시패널(10)의 제3 수평 화소라인(HL#3)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t3)부터 액정표시패널(10)의 제4 수평 화소라인(HL#4)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t4)까지를 지시하는 제2 기간(TP2) 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 제2 기간(TP2)을 제외한 나머지 기간 동안 온 된다.

제1 수평 화소라인(HL#1)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t1)은 제3 수평 화소라인(HL#3)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t3)보다 빠르다. 그리고, 제1 기간(TP1)과 제2 기간(TP2)은 부분적으로 서로 중첩되고, 그들(TP1,TP2)의 시간적 길이는 서로 동일하다.

한편, 도 11과 같이 광원들(L1~L6,20B)은 비디오 데이터 기입 방향과 반대 방향으로 광을 조사할 수 있도록 도광판(20A)의 하측면에 대향하여 수평 방향을 따라 배치될 수도 있다. 이에 대한 구동은 도 9 및 도 10에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.

이와 같이, 이 실시예에서는 비디오 데이터가 액정표시패널의 중간부(MP)에 기입되는 타이밍을 기반으로 스캐닝 블록들의 광원 싱크 타이밍을 서로 다르게 한다. 이 실시예에 따르면, 액정표시패널의 중간부(MP)에서 MPRT가 크게 줄어들기 때문에 액정표시패널의 중간부(MP)에서의 모션 블러링 억제 효과가 크다. 동화상 표시시 영상의 중요 부분을 액정표시패널의 중간부(MP)에 주로 할당하는 점을 고려할 때, 이 실시예는 동화상 표시품위 향상에 유리하다.

도 12 내지 도 14는 스캐닝 블록을 수평 방향을 따라 2개로 나눈 좌우 스캐닝 구동의 다른 예를 보여준다.

도 12를 참조하면, 광원들(L1~L6,20B)은 비디오 데이터 기입 방향과 동일한 방향으로 광을 조사할 수 있도록 도광판(20A)의 상측면에 대향하여 수평 방향을 따라 배치된다. 광원들(L1~L6,20B)은 서로 다른 타이밍에 점멸되는 제1 광원 어레이(LA#1)와 제2 광원 어레이(LA#2)를 포함한다.

스캐닝 백라이트 제어부는, 제1 도파 블록(BL1)에 대응되는 액정표시패널(10)의 제1 영역(AR1)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제1 광원 어레이(LA#1)의 온-오프 타이밍을 제어하기 위한 제1 광원 싱크 타이밍을 결정하고, 제2 도파 블록(BL2)에 대응되는 액정표시패널(10)의 제2 영역(AR2)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제2 광원 어레이(LA#2)의 온-오프 타이밍을 제어하기 위한 제2 광원 싱크 타이밍을 결정한다. 수직 방향을 따라 액정표시패널(10)을 상부(UP), 중간부(MP) 및 하부(DP)로 나눌 때, 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)은 액정표시패널(10)의 하부(DP)에 위치한다. 제1 광원 싱크 타이밍과 제2 광원 싱크 타이밍은 도 13에 도시된 바와 같이 서로 다르다.

이러한 스캐닝 백라이트 제어부의 제어하에, 도 13과 같이 제1 광원 어레이(LA#1)는 액정표시패널(10)의 제1 수평 화소라인(HL#1)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t1)부터 액정표시패널(10)의 제2 수평 화소라인(HL#2)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t2)까지를 지시하는 제1 기간(TP1) 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 제1 기간(TP1)을 제외한 나머지 기간 동안 온 된다. 또한, 도 13과 같이 제2 광원 어레이(LA#2)는 액정표시패널(10)의 제3 수평 화소라인(HL#3)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t3)부터 액정표시패널(10)의 제4 수평 화소라인(HL#4)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t4)까지를 지시하는 제2 기간(TP2) 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 제2 기간(TP2)을 제외한 나머지 기간 동안 온 된다.

한편, 도 14와 같이 광원들(L1~L6,20B)은 비디오 데이터 기입 방향과 반대 방향으로 광을 조사할 수 있도록 도광판(20A)의 하측면에 대향하여 수평 방향을 따라 배치될 수도 있다. 이에 대한 구동은 도 12 및 도 13에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.

이와 같이, 이 실시예에서는 비디오 데이터가 액정표시패널의 하부(DP)에 기입되는 타이밍을 기반으로 스캐닝 블록들의 광원 싱크 타이밍을 서로 다르게 한다. 이 실시예에 따르면, 액정표시패널의 하부(DP)에서 MPRT가 크게 줄어들기 때문에 액정표시패널의 하부(DP)에서의 모션 블러링 억제 효과가 크다. 자막을 포함한 영상 표시시 자막을 액정표시패널의 하부(DP)에 주로 할당하는 점을 고려할 때, 이 실시예는 자막 영상의 표시품위 향상에 유리하다.

도 15 내지 도 17은 스캐닝 블록을 수평 방향을 따라 2개로 나눈 좌우 스캐닝 구동의 또 다른 예를 보여준다.

도 15를 참조하면, 광원들(L1~L6,20B)은 비디오 데이터 기입 방향과 동일한 방향으로 광을 조사할 수 있도록 도광판(20A)의 상측면에 대향하여 수평 방향을 따라 배치된다. 광원들(L1~L6,20B)은 제1 광원 어레이(LA#1), 제2 광원 어레이(LA#2) 및 제3 광원 어레이(LA#3)를 포함한다. 제1 및 제3 광원 어레이(LA#1,LA#3)는 서로 동일한 타이밍에 점멸되고, 제2 광원 어레이(LA#2)는 제1 및 제3 광원 어레이(LA#1,LA#3)와 비교하여 다른 타이밍에 점멸된다.

제1 광원 어레이(LA#1)에 속하는 광원들(L1,L2)은 도광판(20A)의 좌측 상측면에 대향하고, 제3 광원 어레이(LA#3)에 속하는 광원들(L5,L6)은 도광판(20A)의 우측 상측면에 대향한다. 도광판(20A)은 제1 광원 어레이(LA#1)에 대응하여 제1-1 도파 블록(BL1-1)을 정의하고, 제2 광원 어레이(LA#3)와 대응하여 제1-2 도파 블록(BL1-2)을 정의한다. 제1 광원 어레이(LA#1), 제1 도파 블록(BL1), 제2 광원 어레이(LA#3) 및 제1-2 도파 블록(BL1-2)은 제1 스캐닝 블록을 정의한다.

제2 광원 어레이(LA#2)에 속하는 광원들(L3,L4)은 도광판(20A)의 중간 상측면에 대향한다. 도광판(20A)은 제2 광원 어레이(LA#2)에 대응하여 제2 도파 블록(BL2)을 정의한다. 제2 광원 어레이(LA#2)와 제2 도파 블록(BL2)은 제2 스캐닝 블록을 정의한다.

스캐닝 백라이트 제어부는, 제1-1 도파 블록(BL1-1)에 대응되는 액정표시패널(10)의 제1 영역(AR1)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제1 광원 어레이(LA#1)의 온-오프 타이밍을 제어하기 위한 제1-1 광원 싱크 타이밍을 결정하고, 제2 도파 블록(BL2)에 대응되는 액정표시패널(10)의 제2 영역(AR2)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제2 광원 어레이(LA#2)의 온-오프 타이밍을 제어하기 위한 제2 광원 싱크 타이밍을 결정하며, 제1-2 도파 블록(BL1-2)에 대응되는 액정표시패널(10)의 제1 영역(AR1)에 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 제3 광원 어레이(LA#3)의 온-오프 타이밍을 제어하기 위한 제1-2 광원 싱크 타이밍을 결정한다. 수직 방향을 따라 액정표시패널(10)을 상부(UP), 중간부(MP) 및 하부(DP)로 나눌 때, 제1 영역(AR1)은 액정표시패널(10)의 하부(DP)에 위치하고, 제2 영역(AR2)은 액정표시패널(10)의 중간부(MP)에 위치한다. 제1-1 광원 싱크 타이밍과 제1-2 광원 싱크 타이밍은 도 16에 도시된 바와 같이 서로 동일하다. 또한, 제2 광원 싱크 타이밍은 도 16에 도시된 바와 같이 제1-1 및 제1-2 광원 싱크 타이밍과 비교하여 다르다.

이러한 스캐닝 백라이트 제어부의 제어하에, 도 16과 같이 제1 및 제3 광원 어레이(LA#1,LA#3)는 액정표시패널(10)의 제1 수평 화소라인(HL#1)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t1)부터 액정표시패널(10)의 제2 수평 화소라인(HL#2)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t2)까지를 지시하는 제1 기간(TP1) 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 제1 기간(TP1)을 제외한 나머지 기간 동안 온 된다. 또한, 도 16과 같이 제2 광원 어레이(LA#2)는 액정표시패널(10)의 제3 수평 화소라인(HL#3)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t3)부터 액정표시패널(10)의 제4 수평 화소라인(HL#4)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t4)까지를 지시하는 제2 기간(TP2) 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 제2 기간(TP2)을 제외한 나머지 기간 동안 온 된다.

제1 수평 화소라인(HL#1)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t1)은 제3 수평 화소라인(HL#3)에 비디오 데이터가 기입되는 시점(t3)보다 늦다. 그리고, 제1 기간(TP1)과 제2 기간(TP2)은 서로 비 중첩되고, 그들(TP1,TP2)의 시간적 길이는 서로 동일하다.

한편, 도 17과 같이 광원들(L1~L6,20B)은 비디오 데이터 기입 방향과 반대 방향으로 광을 조사할 수 있도록 도광판(20A)의 하측면에 대향하여 수평 방향을 따라 배치될 수도 있다. 이에 대한 구동은 도 15 및 도 16에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.

이와 같이, 이 실시예에서는 비디오 데이터가 액정표시패널의 중간부(MP) 및하부(DP)에 기입되는 타이밍을 기반으로 스캐닝 블록들의 광원 싱크 타이밍을 서로 다르게 한다. 이 실시예에 따르면, 액정표시패널의 중간부(MP) 및 하부(DP)에서 MPRT가 크게 줄어들기 때문에 액정표시패널의 중간부(MP) 및 하부(DP)에서의 모션 블러링 억제 효과가 크다. 이 실시예는 동화상과 자막 영상의 표시품위 향상에 모두 유리하다.

도 18 및 도 19는 좌우 스캐닝 구동에 따른 표시 상태를 보여준다. 그리고, 도 20은 좌우 스캐닝 구동시의 광 파형을 보여준다.

도 18은 도 9 내지 도 14를 통해 설명한 좌우 스캐닝 구동에 관한 것이다. 도 18은 비디오 데이터가 120Hz로 액정표시패널에 기입되더라도, 좌우 스캐닝 구동에 의해 240Hz로 점멸되는 백라이트에 의해 비디오 데이터의 화상 품질이 240Hz 수준으로 증가되고 있음을 보여준다. 이는 좌우 스캐닝 구동시의 광 파형이 도 20과 같이 스캐닝 블록들 간에 180도 위상차를 보이는 데 기인한다.

도 19는 도 15 내지 도 17을 통해 설명한 좌우 스캐닝 구동에 관한 것이다. 도 19는 비디오 데이터가 120Hz로 액정표시패널에 기입되더라도, 좌우 스캐닝 구동에 의해 240Hz로 점멸되는 백라이트에 의해 비디오 데이터의 화상 품질이 240Hz 수준으로 증가되고 있음을 보여준다. 이는 좌우 스캐닝 구동시의 광 파형이 도 20과 같이 스캐닝 블록들 간에 180도 위상차를 보이는 데 기인한다.

도 21 내지 도 23은 좌우 스캐닝 구동에 따른 액정표시패널의 9 지점들(도 5의 P1~P9에 대응)에 대한 MPRT 측정치들을 보여주는 도면들이다.

도 21은 제1 실시예(도 9 내지 도 11에 대응)에 따른 액정표시패널의 9 지점들에 대한 MPRT 측정치들을 보여준다. 도 21은 MPRT 측정치가 가장 높은 지점(P9)의 비율을 100%라 했을 때, 나머지 지점들(P1~P8)에 있어 MPRT 측정치들의 상대적 비율을 보여주고 있다. 이에 따르면, 액정표시패널의 중간부(MP)에서 특히 MPRT가 크게 줄어들고 있음을 알 수 있다. 액정표시패널에서 화면 전영역의 MPRT 유니포머티는 대략 85% 수준으로 종래 60% 수준에 비해 크게 양호해진다.

도 22는 제2 실시예(도 12 내지 도 14에 대응)에 따른 액정표시패널의 9 지점들에 대한 MPRT 측정치들을 보여준다. 도 22는 MPRT 측정치가 가장 높은 지점(P3)의 비율을 100%라 했을 때, 나머지 지점들(P1,P2,P4~P9)에 있어 MPRT 측정치들의 상대적 비율을 보여주고 있다. 이에 따르면, 액정표시패널의 하부(LP)에서 특히 MPRT가 크게 줄어들고 있음을 알 수 있다. 액정표시패널에서 화면 전영역의 MPRT 유니포머티는 대략 85% 수준으로 종래 60% 수준에 비해 크게 양호해진다.

도 23은 제3 실시예(도 15 내지 도 17에 대응)에 따른 액정표시패널의 9 지점들에 대한 MPRT 측정치들을 보여준다. 도 23은 MPRT 측정치가 가장 높은 지점(P3)의 비율을 100%라 했을 때, 나머지 지점들(P1,P2,P4~P9)에 있어 MPRT 측정치들의 상대적 비율을 보여주고 있다. 이에 따르면, 액정표시패널의 중간부(MP) 및 하부(LP)에서 특히 MPRT가 크게 줄어들고 있음을 알 수 있다. 액정표시패널에서 화면 전영역의 MPRT 유니포머티는 대략 85% 수준으로 종래 60% 수준에 비해 크게 양호해진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 종래와 달리 백라이트의 좌우 스캐닝 구동을 적용함으로써, 호리젠탈 에지 타입의 백라이트 유닛을 채용하면서도 모션 블러링을 효과적으로 제거할 수 있다. 아울러, 화면 전영역의 MPRT 유니포머티를 기존 대비 크게 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 액정표시패널 11 : 타이밍 제어부
12 : 데이터 구동부 13 : 게이트 구동부
16 : 스캐닝 백라이트 제어부 17 : 광원 구동부
20 : 백라이트 유닛 20A : 도광판
20B : 광원들

Claims

다수의 데이터라인들과 게이트라인들이 형성된 액정표시패널;
상기 액정표시패널 아래에 배치되며, 상기 게이트라인들이 신장되는 수평 방향을 따라 서로 이웃한 제1 도파 블록과 제2 도파 블록을 정의하는 도광판;
상기 수평 방향을 따라 상기 도광판의 일 측면에 배치되어, 상기 데이터라인들이 신장되는 수직 방향을 따라 상기 도파 블록들로 빛을 조사하는 광원 어레이들; 및
비디오 데이터가 상기 액정표시패널의 중간부, 하부, 또는 중간부 및 하부에 에 기입되는 타이밍을 기반으로, 상기 제1 도파 블록에 빛을 조사하는 제1 광원 어레이의 제1 광원 싱크 타이밍과 상기 제2 도파 블록에 빛을 조사하는 제2 광원 어레이의 제2 광원 싱크 타이밍을 서로 다르게 제어하는 스캐닝 백라이트 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 광원 어레이와 상기 제2 광원 어레이는 서로 다른 타이밍에 점멸되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 스캐닝 백라이트 제어부는,
상기 제1 도파 블록에 대응되는 상기 액정표시패널의 중간부 또는 하부의 제1 영역에 상기 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 상기 제1 광원 어레이의 온-오프 타이밍을 결정하고, 상기 제2 도파 블록에 대응되는 상기 액정표시패널의 중간부 또는 하부의 제2 영역에 상기 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 상기 제2 광원 어레이의 온-오프 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 광원 어레이는, 상기 액정표시패널의 제1 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점부터 상기 액정표시패널의 제2 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점까지를 지시하는 제1 기간 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 상기 제1 기간을 제외한 나머지 기간 동안 온 되며;
상기 제2 광원 어레이는, 상기 액정표시패널의 제3 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점부터 상기 액정표시패널의 제4 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점까지를 지시하는 제2 기간 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 상기 제2 기간을 제외한 나머지 기간 동안 온 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 기간과 제2 기간은 부분적으로 서로 중첩되고, 상기 제1 및 제2 기간은 시간적 길이가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광원 어레이는 상기 제1 도파 블록에 포함되는 제1-1 도파 블록에 빛을 조사하고, 상기 제2 광원 어레이는 상기 제2 도파 블록에 빛을 조사하며,
상기 광원 어레이는 상기 제1 도파 블록에 포함되는 제1-2 도파 블록에 빛을 조사하는 제3 광원 어레이를 더 포함하고,
상기 제1 및 제3 광원 어레이는 서로 동일한 타이밍에 점멸되고, 상기 제2 광원 어레이는 상기 제1 및 제3 광원 어레이와 비교하여 다른 타이밍에 점멸되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 스캐닝 백라이트 제어부는,
상기 제1-1 도파 블록에 대응되는 상기 액정표시패널의 하부의 제1 영역에 상기 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 상기 제1 광원 어레이의 온-오프 타이밍을 결정하고, 상기 제2 도파 블록에 대응되는 상기 액정표시패널의 중간부의 제2 영역에 상기 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 상기 제2 광원 어레이의 온-오프 타이밍을 결정하며, 상기 제1-2 도파 블록에 대응되는 상기 액정표시패널의 하부의 상기 제1 영역에 상기 비디오 데이터가 기입되는 타이밍을 기반으로 상기 제3 광원 어레이의 온-오프 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 및 제3 광원 어레이는, 상기 액정표시패널의 제1 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점부터 상기 액정표시패널의 제2 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점까지를 지시하는 제1 기간 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 상기 제1 기간을 제외한 나머지 기간 동안 온 되며;
상기 제2 광원 어레이는, 상기 액정표시패널의 제3 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점부터 상기 액정표시패널의 제4 수평 화소라인에 비디오 데이터가 기입되는 시점까지를 지시하는 제2 기간 동안 오프 되고, 한 프레임 내에서 상기 제2 기간을 제외한 나머지 기간 동안 온 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제1 기간과 제2 기간은 서로 비 중첩되고, 상기 제1 및 제2 기간은 시간적 길이가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 광원 어레이들은 상기 비디오 데이터가 기입되는 방향과 동일 방향 또는 반대 방향으로 상기 도파 블록들로 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.