KR20080002427A - 화면의 움직임에 따른 액정표시장치의 램프구동방법 및이를 이용한 램프구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 인터페이스(interface)로부터의 데이터 정보를 분석하여 정지 혹은 동영상을 판별하고 그 영상 특성에 맞는 스캐닝 백라이트 주파수를 조절함으로써 정지영상에서의 플리커(Flicker)나 동영상에서의 모션 블러(motion blur) 문제를 해결하려는 액정표시장치의 램프구동회로에 관한 것으로서, 그 구성은 타이밍컨트롤러로부터의 N비트 디지털 신호를 인가받아 그 신호에 따라 해당 카운트 제한값을 출력하는 멀티플렉서(Multiplexer)와; 외부 발진기로부터의 기준 클럭을 이용하여 상기 멀티플렉서로부터 선택된 카운트 제한값까지만 반복하여 카운트하는 카운터부; 및 상기 카운터부로부터 반복 카운트된 값을 이용하여 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하고, 또한 타이밍 컨트롤러로부터의 수직동기신호에 맞추어 그 PWM 신호를 시프트시켜 출력하는 PWM 신호 생성부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

스캐닝 백라이트, 인버터, 주파수, 플리커, 모션 블러

Description

화면의 움직임에 따른 액정표시장치의 램프구동방법 및 이를 이용한 램프구동회로{METHOD FOR DRIVING LAMPS IN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE ACCORDING TO MOTION IN SCREEN AND LAM DRIVING CIRCUIT USING IT}

도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 개략적인 램프구동회로

도 2는 도 1에 따른 램프의 순차구동방식을 나타내는 도면

도 3은 본 발명에 따른 램프 구동부의 주변 회로부를 나타내는 도면

도 4는 도 3에 나타낸 타이밍 컨트롤러의 세부 구성도

도 5는 도 3에 나타낸 램프 구동부의 세부 구성도

도 6은 도 5의 PWM 신호 생성부에서 생성가능한 분주 신호를 나타내는 도면

도 7은 도 6의 1/10 분주 신호가 타이밍컨트롤러로부터의 수직동기신호에 맞추어 램프의 온 타이밍이 동기되는 것을 나타낸 도면

※※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※

112a: 신호유무 판정부 112b: 정지/동영상 판별부

112c: 데이터신호 발생부 112d: 제어신호 발생부

130a: 멀티플렉서(Multiplexer; MUX) 130b: 카운터부

130c: PWM 신호 생성부

본 발명은 액정표시장치의 램프구동회로 및 램프구동방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 그래픽카드와 같은 외부 인터페이스(interface)로부터의 데이터 정보를 분석하여 정지 혹은 동영상을 판별하고 그 영상 특성에 맞는 스캐닝 백라이트 주파수를 조절함으로써 정지영상에서의 플리커(Flicker)나 동영상에서의 모션 블러(motion blur) 등의 문제를 해결하려는 것에 관련된다.

21세기 정보통신 분야의 급격한 발전으로 말미암아 원하는 정보를 표시하기 위한 디스플레이(Display) 산업의 중요성이 나날이 증가하고 있다. 다시 말해 디스플레이 분야의 선두주자로서 다양한 색의 구현이 가능하고, 또한 화면의 밝기도 우수하다는 장점 때문에 오랫동안 자리를 지켜왔던 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여 이제는 대형, 휴대용, 고해상도 디스플레이에 대한 욕구가 증가하여 이제는 컴퓨터 모니터에서 항공기 및 우주선 등에 사용되는 디스플레이에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.

예를 들어, 현재 생산 혹은 개발된 평판 디스플레이로는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 전계 발광 디스플레이(Electro Luminescent; ELD), 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 등이 있는데, 이상적인 평판디스플레이가 되기 위해서는 경중량, 고휘도, 고효율, 고해상도, 고속응답특성, 저구동전압, 저소비전력, 저비용 및 천연색의 구현 등과 같은 특성이 요구되어 왔다. 이런 점에서 볼 때 액정표시장치는 내구성 및 휴대 등의 이유로 인해 다양한 평판디스플레이 가운데에서도 특히 많은 각광을 받고 있다.

LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광 빔의 투과량을 조절함으로써 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 그러나 결정적으로 자발광 표시장치가 아니라는 이유로 인해 별도의 백라이트로부터 광원을 제공받고 있다. 물론 이러한 광원으로 사용되는 것으로는 예를 들어, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)나 발광다이오드(Light Emitting Diode) 등이 사용되고 있다.

이 중에서도 CCFL은 음극표면에 강한 전계가 가해짐으로 인해 일어나는 전자방출인 냉음극방출 현상을 이용한 광원 관으로서 저발열·고휘도·오랜 수명·풀컬러화(full color) 등이 용이하다. 그래서 CCFL은 LCD의 요구에 따라 적합한 방식으로 광원을 가장자리에 위치한 램프로부터 도광판을 이용하여 제공하는 에지 방식과, 일정 면적에 다수개의 램프가 배열되어 직접적(direct)으로 광원을 제공하는 직하 방식을 사용하고 있다.

특히 직하 방식과 관련해 종래에는 동영상에서의 움직임이 번지는 현상, 즉 모션 블러(Motion blur)를 해결할 목적으로 다수개의 램프들을 게이트 구동신호에 동기시켜 순차적으로 온/오프시키는 기술들이 소개되어 왔다. 도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 개략적인 구동 회로도이다. 도면에 나타낸 바와 같이 종래기술에 따른 액정표시장치는 한 쌍의 기판 사이에 액정을 포함하는 액정패널(10)과, 상기 액정패널(10)의 후방에서 투과 광을 조사하기 위한 복수 개의 형광램프(1)와, 상기 형광램프(1)에 고전압의 교류전압을 인가하기 위한 인버터회로(31)와, 상기 인버터회로(31) 및 상기 액정패널(10)에 인가되는 데이터와 각종 제어신호를 출력하기 위한 타이밍 컨트롤러(32)를 포함하여 구성된다. 여기에서 상기 인버터회로(31)는 별도로 도시하지는 않았으나 보통 복수 개의 상기 형광램프(1)를 구동하기 위해 복수 개의 인버터 컨트롤러, 트랜스 포머(Transformer), 안정기 회로를 포함하여 구성한다.

상기 타이밍 컨트롤러(32)는 일종의 그래픽 카드와 같은 외부의 인터페이스로부터 받은 데이터 신호를 입력받아 상기 액정패널(10)을 구동하기 위한 게이트 및 데이터 구동부에 각각 게이트 제어신호, 소스 제어신호 및 데이터 신호를 출력하고, 복수 개의 상기 형광램프(1)를 한 프레임 내에서 순차적으로 동작시키기 위한 제어신호를 출력한다.

이때, 상기 인버터회로(31)는 상기 타이밍 컨트롤러(32)로부터 입력된 제어신호에 의해 한 프레임 내에서 상기 게이트 제어신호에 따라 복수 개의 상기 형광램프(1)를 순차적으로 동작시킨다.

좀더 첨언하면, 도 2는 종래 액정표시장치의 백라이트 구동방식에 있어서 1프레임 내에서 다수의 게이트 라인군이 구동될 때에 동기되어 다수개의 램프들이 순차적으로 구동되는 것을 나타내고 있다. 즉, 제1램프(Lamp 1)는 N개의 게이트 라인들 중 적어도 제1 내지 제1+M개의 게이트 라인들에 게이트 펄스가 동기되어 턴-온 됨과 동시에 데이터 라인들을 거쳐 액정 셀에 데이터전압이 완전히 공급되면 램프는 온(ON) 상태에서 오프(OFF) 상태로 된다. 또한 제2램프(Lamp 2) 역시 N개의 게이트 라인들 중 적어도 제(1+M)+1 내지 제1+2M개의 게이트 라인들에 게이트 펄스가 공급될 때 턴-온 되고, 데이터 라인들을 통해 데이터전압이 액정 셀에 완전히 공급되어 유지되면 온 상태에서 오프 상태가 된다.

이와 관련해 종래에는 1초에 60프레임의 입력 영상신호를 화면에 주사하던 프레임률에 동기시켜 램프의 구동 주파수도 60Hz를 사용해 왔다. 그러나 동영상이 끌리는 앞서의 모션 블러 현상은 여전히 개선되지 않았고, 이의 개선 차원에서 그 프레임률을 120Hz로 변경하게 됨으로써 결국 이에 따른 램프의 순차구동주파수도 증가할 수밖에 없었다.

그러나 이와 같은 램프의 고속 주파수 구동방식은 또 다른 문제에 봉착할 수 있다. 다시 말해, 구동주파수가 증가하게 되면 전반적으로 휘도의 불균일성이 초래될 수 있다. 이로 인해 휘도를 기존과 동일하게 유지하기 위하여 전류를 증가시키게 되는데 이는 또다시 소비전력의 증가로 이어지게 되고 급기야는 램프의 수명도 떨어지게 된다. 뿐만 아니라, 고속 주파수 구동방식은 인버터 및 램프 등의 소음의 원인이 될 수도 있다.

따라서, 본 발명은 외부 인터페이스(interface)로부터의 데이터 정보를 분석하여 정지 혹은 동영상의 움직임 정도를 분석하고 그 영상 특성에 맞는 데이터를 램프구동부에서 입력받아 결국 그에 따른 램프의 구동 주파수를 조절하게 되는데, 전체적으로는 램프의 순차구동주파수를 가변함으로써 위의 문제점을 해결하려는데 그 목적이 있다.

그리고 그 목적 달성은 본 발명에 의하여 더욱 구체화될 수 있다. 즉, 액정표시장치의 램프구동회로는 타이밍컨트롤러로부터의 N비트 디지털 신호를 인가받아 그 신호에 따라 해당 카운트 제한값을 출력하는 멀티플렉서와; 외부 발진기로부터의 기준 클럭을 이용하여 상기 멀티플렉서로부터 선택된 카운트 제한값까지만 반복하여 카운트하는 카운터부; 및 상기 카운터부로부터 반복 카운트된 값을 이용하여 PWM 신호를 생성하고, 또한 타이밍 컨트롤러로부터의 수직동기신호에 맞추어 그 PWM 신호를 시프트시켜 출력하는 PWM 신호 생성부로 구성된다.

또한, 그 램프구동방법은 타이밍컨트롤러로부터의 N비트 디지털 신호를 인가받아 그 신호에 따라 해당 카운트 제한값을 출력하는 단계와; 외부 발진기로부터의 기준 클럭을 이용하여 상기 멀티플렉서로부터 선택된 카운트 제한값까지만 반복하여 카운트하는 단계; 및 상기 카운터부로부터 반복 카운트된 값을 이용하여 PWM 신호를 생성하고, 또한 수직동기신호에 맞추어 그 PWM 신호를 시프트시켜 출력하는 단계로 이루어진다.

먼저, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 그 구성 및 기능 등과 관련해 살펴보고자 한다. 도 3은 본 발명에 따른 필수 구성요소만을 도시한 블럭 다이어그램이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(112)는 액정표시장치 모듈(Liquid Crystal Display Module)의 외부에 존재하는 디지털 비디오 카드로부터 디지털 비디오 데이터를 제공받아 데이터 구동부(118)에 공급하고, 수평/수직 동기신호와 클럭신호를 이용하여 데이터 구동 제어신호와 게이트 구동 제어신호를 발생시키게 된 다. 물론 여기에서의 데이터 구동 제어신호란 소스 시프트 클럭(Source Shift Clock; SSC), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 극성 제어신호(Polarity; POL) 및 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable; SOC) 등을 포함하는 개념으로서, 이러한 신호들은 데이터 구동부(114)로 공급되게 되고, 반면 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC) 및 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable; GOE) 등과 같은 게이트 구동 제어신호는 게이트 구동부(116)에 공급된다.

또한, 타이밍 컨트롤러(112)는 외부로부터의 비디오 데이터를 통해 움직임 벡터를 추정하여 양자화하고, 그 양자화된 움직임 벡터의 히스토그램을 통하여 영상의 특성을 분석하게 된다. 그런 다음 정지 혹은 동영상을 판단하여 그 판단결과에 따른 신호를 램프 구동부(130)로 보내게 된다.

데이터 구동부(118)는 타이밍 컨트롤러(112)로부터의 데이터 제어신호에 따라 데이터 샘플링을 한 후, 샘플링된 데이터를 한 라인씩 래치하고 래치된 데이터를 감마전압 공급부(미도시)로부터의 아날로그 감마전압으로 변환한다.

게이트 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(112)로부터의 게이트 제어신호 중 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 게이트 펄스를 순차적으로 발생하는 시프트 레지스터와, 게이트 펄스의 전압을 액정 셀의 구동에 적합한 전압 레벨로 시프트시키기 위한 레벨 시프트를 포함한다.

액정패널(110)은 두 장의 유리기판의 합착으로 이루어져 있고, 그 사이에 액정이 주입되어 있다. 액정패널(110)의 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트 구동부(120)로부터의 스캐닝 펄스에 응답하여 데이터 라인상의 데이터들을 액정 셀에 공급하게 된다. 이 TFT의 소스전극은 데이터 라인에 접속되며, 드레인 전극은 액정 셀의 화소 전극에 접속된다. 그리고 TFT의 게이트 전극은 게이트 라인에 접속된다.

한편, 위의 액정패널(110)로 광을 제공하기 위하여 백라이트 장치(132)는 다수개의 램프들을 구비하고 있고, 그 전면에는 확산판이 위치하고 있다. 그리고 특정 기능을 수행하기 위한 광학 시트들을 부가적으로 적층하게 된다. 또한 램프의 아래로는 다수개의 램프로부터 광을 액정패널의 전면으로 반사시키기 위한 반사판도 부착되어 있다. 그 이외에 백라이트 장치는 복수 개의 램프와 이 램프에 전력을 공급하여 램프를 점등 혹은 소등하기 위한 램프 구동부(130)도 포함하고 있다.

이러한 램프 구동부(130)는 소위 인버터(inverter)를 포함하는 것으로서 타이밍 컨트롤러(112)로부터의 램프 구동제어신호에 응답하여 백라이트 장치(132) 내의 다수개의 램프들을 순차적으로 구동시키게 된다. 더 정확히 말해, 램프 구동부(130)는 액정 셀의 데이터 전압이 완전히 공급된 후에 다수개의 램프들을 순차적으로 구동시키게 되는데, 그러한 순차 구동에 있어서의 특징은 무엇보다 타이밍 컨트롤러(112)로부터 제공된 정지 혹은 동영상을 나타내는 2비트 정보에 상응되는 주파수, 즉 PWM 신호를 출력함으로써 램프의 전체 온/오프 주파수를 조절하게 된다는 것이다.

도 4는 정지/동영상 판별부(112b)를 구비한 타이밍 컨트롤러(112)의 내부 구조를 보여주고 있다. 그 세부적 구성은 외부의 인터페이스로부터 수평동기신호, 수 직동기신호, 데이터 인에이블 및 클럭펄스의 타이밍 동기신호들을 입력받아 데이터 구동부 및 게이트 구동부로 공급되는 제어신호들을 생성하기 위한 제어신호 발생부(112d)와, 인터페이스로부터 입력되는 데이터(R, G, B)를 공급받아 시간적으로 연속하는 영상의 현 프레임 영상과 별도의 메모리에 기억되어 있는 전 프레임 영상 사이의 움직임 벡터를 각 프레임 블럭마다 검출하고, 상기 움직임 벡터에 의거하여 현 프레임 영상을 각 프레임 블럭마다 동영상과 정지영상으로 구별할 뿐 아니라 그 영상에 비트를 부여하는 정지/동영상 판별부(112b), 그 정지/동영상 판별부(112b)로부터 입력된 데이터를 정렬하여 데이터 구동부로 공급하기 위한 데이터신호 발생부(112c)와, 인터페이스로부터 입력되는 각종 제어신호들의 공급 여부를 검출하기 위한 신호유무 판정부(112a)와, 신호 유무 판정부(112a)에 소정의 주파수의 기준신호를 공급하기 위한 발진기(미도시)를 구비한다.

제어신호 발생부(112d)는 인터페이스로부터 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 및 클럭펄스를 공급받아 액정패널을 구동하기 위한 각종 제어신호들을 데이터 구동부 및 게이트 구동부로 공급한다. 여기에서 수직동기신호는 한 프레임의 화면을 디스플레이하는데 필요한 시간을 나타낸다. 수평동기신호는 화면의 한 라인을 디스플레이하는데 필요한 시간을 나타낸다. 따라서 수평동기신호는 한 라인에 포함된 픽셀 수만큼의 펄스를 포함한다. 데이터 인에이블 신호는 픽셀에 데이터를 공급하는 시점을 나타낸다.

정지/동영상 판별부(112b)는 움직임 벡터를 각 프레임 블럭마다 검출하고, 상기 움직임 벡터에 의거하여 현 프레임 영상을 각 프레임 블럭마다 동영상과 정지 영상으로 구별한다. 다시 말해, 내부의 비교부(미도시) 등을 통해 정지영상에는 '00'의 2비트 신호를, 그리고 동영상은 특별히 움직임 정도에 따라 움직임 벡터값이 작은 느린 동영상은 '01', 보통인 동영상은 '10', 그리고 빠른 동영상은 '11'의 신호로 세분화되어 램프구동부로 보내어진다.

예를 들어, 한국 등록특허 0304904에는 그 움직임 벡터를 양자화하고 그 양자화된 움직임 벡터를 히스토그램화하는 방법을 기술하고 있는데, 그 내용을 간략하게 살펴보면, 2차원 평면에 표현되며, 원점을 중심으로 하는 동심원들로 움직임 벡터의 양자화 크기로 결정하고, 원점을 중심으로 각 직선간 일정한 각도를 갖는 직선으로 이들 영역을 분할하도록 하여 움직임 벡터의 양자화 방향을 결정하도록 하고, 그리고 미세한 움직임에 대하여서는 무시하기 위하여 상기 동심원들 중 가장 작은 반지름을 갖는 가장 내부의 동심원 영역의 움직임 벡터에 대하여서는 방향별 양자화를 하지 않도록 함으로써, 같은 크기와 방향별로 움직임 벡터를 양자화하고, 방향과는 상관없이 작은 크기를 갖는 움직임 벡터에 대하여는 양자화를 하지 않도록 함으로써, 크기와 방향을 동시에 고려하여 크기 성분, 방향 성분을 동시에 표현하며 작은 모션 차이에 둔감한 움직임 벡터 양자화 방법과 이를 이용한 양자화된 움직임 벡터 히스토그램을 제공하고 있다.

한편, 한국 공개특허 2005/0104890에서는 그러한 움직임 벡터 히스토그램을 이용하여 정지 혹은 동영상을 선택하는 과정에 대하여 기술하고 있다. 그 내용은 대략 외부로부터 입력되는 현재 프레임의 제1데이터들을 휘도 성분으로 변환하여 프레임 단위의 히스토그램으로 배치하는 단계와, 현재 프레임과 인접된 적어도 두 프레임 이상의 히스토그램을 평균값으로 변환하여 평균 히스토그램을 생성하는 단계와, 평균 히스토그램을 이용하여 명암대비가 확장된 제2데이터를 생성하는 단계와, 현재 프레임의 히스토그램 및 평균 히스토그램을 비교하여 현재 프레임의 영상이 동영상 또는 정지영상인지를 1차 판별하는 단계와, 1차 판별된 결과를 적어도 2프레임 이상 비교하여 현재 프레임의 영상이 동영상 또는 정지영상인지를 2차 판별하는 단계와, 2차 판별된 결과에 대응하여 제1데이터 및 제2데이터 중 어느 하나의 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 것을 골자로 하고 있다.

이와 같이 최종 판별된 영상은 앞서 언급한 바 있지만 별도의 비교부(미도시) 등을 통하여 그 영상의 특성에 적합한 2비트 신호로 분류된다. 가령, 정지영상은 '00'의 값으로, 그리고 비교적 움직임이 적은 동영상에서 움직임이 많은 동영상에 이르기까지 각각 '01', '10' 및 '11'의 값으로 구분하여 램프구동부로 보내어진다.

데이터신호 발생부(112c)는 정지/동영상 판별부(112b)로부터 보내온 데이터(R, G, B)를 공급받고, 공급받은 데이터가 액정패널로 공급될 수 있도록 데이터를 재배치하여 데이터 구동부로 공급한다.

도 5는 타이밍 컨트롤러로부터의 영상 특성에 따른 2비트 신호를 인가받아 주파수를 가변하여 램프를 구동하는 램프구동부(130)를 나타낸다. 그 세부적 구성은, 예를 들어 한 그룹의 플립플롭(Flip Flop; FF)으로 이루어진 레지스터에 저장된 카운트 제한값을 외부 N비트 선택신호에 따라 출력하는 멀티플렉서(Multiplexer 혹은 MUX; 130a), 그리고 외부의 발진기를 통해 생성된 기준 클럭 주파수를 이용하 여 상기 MUX(130a)로부터 선택된 제한값까지만 반복하여 카운트하는 카운터부(130b) 및 상기 MUX(130a)로부터 선택된 제한값과 상기 카운터(130b)로부터의 일정 주파수 신호, 그리고 타이밍 컨트롤러로부터의 수직동기신호를 이용하여 PWM 신호를 생성하고, 또한 그 PWM 신호의 위상차를 적절히 시프트 시켜 출력하는 PWM 신호 생성부(130c)로 구성된다.

좀더 덧붙여 설명하면, 여기에서 MUX부(130a)는 한 그룹의 플립플롭, 예를 들어 D-FF 등으로 이루어진 레지스터의 카운트 제한값을 외부 N비트 선택신호에 따라 선택하여 출력하는 과정을 포괄한다. 물론 도면에서의 주파수 1, 2, 3 … 2^N 등과 같은 표현은 외부 선택신호가 2비트인 경우 4개의 카운트 제한값을 2진수 값으로 설정하게 됨을 나타내 보이고자 한 것이므로, 만약 외부 선택신호가 3비트로 이루어진다면 카운트 제한값은 8개의 2진수 값으로 설정되는 것은 당연하다.

그리고 이러한 제한값은 타이밍 컨트롤러(112)로부터 보내온 2비트 디지털 신호인 N비트 신호를 통해 MUX 내부(130a)의 설정값을 선택하게 된다. 예컨대 정지영상('00')에 대해 120Hz의 주파수로 램프를 구동시키고자 한다면 MUX(130a)로부터는 이에 대응하는 카운트 제한값이 카운터부(130b)로 보내어지게 될 것이고, 반면 동영상('11')에 대해 24Hz의 주파수로 램프를 구동시키고자 할 경우에는 이에 대응하는 카운트 제한값을 MUX(130a)로부터 카운터부(130b)로 내보내게 된다.

특히 이러한 카운트 제한값과 관련해 예를 들어 한국 등과 같이 1초에 60, 120 혹은 180프레임의 화상을 구현하는 NTSC(National Television System Committee) 방식을 사용하는 국가와 1초에 50프레임 등의 화상을 구현하는 PAL(Phase Alternating Line) 방식을 사용하는 국가에서는 그 값이 서로 다를 수 있고, 또 그 프레임 주파수에 동기시켜 램프가 구동하게 되므로 이러한 점을 고려하여 설계되어야 할 것이다.

카운터부(130b)는 내부를 로직 레벨(logic level)로 설계하는 것이 바람직한데, 예를 들어 클럭의 상승 에지에서 동작하는 D-FF 등으로 이루어질 수 있지만, 경우에 따라서는 클럭의 하강 에지에서 동작하는 JK-FF 등을 이용할 수도 있다. 그리고 여기에서는 외부의 발진기로부터 생성된 기준 클럭 주파수를 이용하여 MUX부(130a)로부터 선택된 카운트 제한값까지만 반복 카운트하고 이를 통해 일정한 주파수를 가지는 신호가 발생하게 된다.

예컨대, 외부의 발진기를 통하여 240Hz의 기준 클럭 주파수가 생성된다고 가정하자. 타이밍 컨트롤러로부터 동영상 '01'의 2비트 신호가 인가되어 이에 대응하는 MUX 내부(130a)의 카운트 제한값을 2진수 '0010'로 설정하게 되면 카운터부(130b)는 240Hz의 기준 클럭 주파수를 이용하여 '0010' 값을 반복 카운트하게 된다. 반면, MUX 내부(130a)의 카운트 제한값을 동영상 '11'의 2비트 신호에 대응하여 2진수 '1010'로 설정하게 되면 카운터부(130b)는 240Hz의 기준 클럭 주파수를 이용하여 '1010' 값을 반복 카운트하게 된다. 결국 이와 같은 방법으로 카운터부(130b)는 4종류의 카운트 값을 다음 단의 PWM 신호 생성부(130c)로 보낼 수 있게 된다.

그리고 PWM 신호 생성부(130c)는 MUX(130a)로부터의 카운트 제한값과 카운터 부(130b)로부터 반복 카운트된 값을 이용하여 5:5의 듀티비(duty-rate)를 갖는 PWM 신호를 생성하게 되고, 또한 타이밍 컨트롤러로부터의 수직동기신호에 맞추어 그 PWM 신호를 시프트시켜 출력하게 된다.

도 6은 도 5의 PWM 신호 생성부(130c)에서 생성 가능한 주파수 신호들을 나타내고 있다. 도 6a∼도 6e는 외부로부터의 기준 클럭, 1/2 분주 신호, 1/4, 1/8, 그리고 1/10의 분주 신호를 각각 나타내고 있다. 가령, 타이밍컨트롤러로부터의 정지영상 '00' 신호에 대응하는 '0010'의 카운트 제한값이 선택되었을 때, 카운터부(130b)에서는 외부로부터 240Hz의 기준 클럭 주파수(도 6a 참조)를 이용하여 '0010' 값을 반복 카운트하여 그 카운트 값을 보내오게 되고, 그러면 PWM 신호 생성부(130c)에서는 이를 입력받아 절반의 카운트 값이 입력될 때마다 현재의 출력 로직을 반전시켜 출력하게 되므로 결국 기준 클럭의 1/2인 120Hz의 PWM 신호(도 6b 참조)가 생성된다. 또한 이렇게 생성된 PWM 신호의 위상은 수직동기신호를 기준으로 적절히 시프트되어 백라이트장치로 공급되고, 그 결과 내부의 블럭 단위의 램프들을 구동시키는 된다.

반면, MUX 내부(130a)의 카운트 제한값을 동영상 '11'의 2비트 신호에 대응하여 2진수 '1010'로 설정하게 되면, 카운터부(130b)에서는 240Hz의 기준 클럭 주파수(도 6a 참조)를 이용하여 '1010' 값을 반복 카운트하고 그 카운트 값을 보내오게 되면, PWM 신호 생성부(130c)에서는 이를 입력받아 절반의 카운트 값이 입력될 때마다 현재의 로직을 반전시켜 출력하므로 기준 클럭의 1/10인 24Hz의 PWM 신호(도 6d 참조)가 생성되고, 이렇게 생성된 PWM 신호의 위상이 수직동기신호를 기준 으로 적절히 시프트되어 백라이트장치로 공급됨으로써 내부의 블럭 단위의 램프들은 구동된다.

또한 위의 경우들에 비추어 볼 때, 도 6c는 240Hz의 1/4인 60Hz의 PWM 신호를, 그리고 도 6d는 240Hz의 1/8인 30Hz의 PWM 신호를 각각 생성하는 셈이 된다. 따라서, 이러한 PWM 신호의 생성은 외부로부터의 기준 클럭 주파수에 의하여 달라질 수 있고, 또한 레지스터 등으로 몇 개의 카운트 제한값을 저장할 수 있는가에 따라 달라질 수 있다.

도 7은 도 6에서의 1/10 분주 신호가 타이밍컨트롤러로부터의 수직동기신호에 맞추어 램프의 온 타이밍이 동기되는 것을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 7a~도 7c는 도 5의 PWM 신호 생성부(130c)에서 생성된 기준 클럭의 1/10 분주 신호가 적절한 위상차를 가지고 시프트 되는 것을 각각 나타내고 있다. 물론 여기에서의 수직동기신호는 화상 프레임의 시작에 대응하여 동기되는 것은 당연하다. 결국 이와 같이 적절히 시프트되어 출력된 PWM 신호는 각각의 스캐닝 블럭으로 전달되고, 스캐닝 블럭에서는 그 신호를 이용하여 램프의 온/오프를 제어하게 된다.

지금까지의 구성 결과, 우선적으로 종래 정지영상에서의 플리커(Flicker)나 동영상에서의 모션 블러(motion blur) 문제를 동시에 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 램프의 구동주파수 증가로 인한 전반적인 휘도의 불균일성 및 소비전력의 증가로 인한 램프의 수명 단축, 그리고 인버터 및 램프 등의 소음의 원인을 해결할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 타이밍컨트롤러로부터의 N비트 디지털 신호를 인가받아 그 신호에 따라 해당 카운트 제한값을 출력하는 멀티플렉서(Multiplexer);

   외부 발진기로부터의 기준 클럭을 이용하여 상기 멀티플렉서로부터 선택된 카운트 제한값을 반복하여 카운트하는 카운터부; 및

   상기 카운터부로부터 반복 카운트된 값을 이용하여 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하고, 또한 타이밍 컨트롤러로부터의 수직동기신호에 맞추어 그 PWM 신호를 시프트시켜 출력하는 PWM 신호 생성부로 구성되는 액정표시장치의 램프구동회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 멀티플렉서는 카운트 제한값을 플립플롭(Flip Flop)으로 이루어진 레지스터에 저장하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동회로.
3. 제 1항에 있어서, 상기 카운터부는 D-FF 혹은 JK-FF으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동회로.
4. 제 1항에 있어서, 상기 수직동기신호는 화상 프레임의 시작에 대응하는 램프의 온 타이밍에 동기되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 램프구동회로.
5. 타이밍컨트롤러로부터 N비트 디지털 신호를 인가받아 그 신호에 따라 해당 카운트 제한값을 출력하는 단계;

   외부 발진기로부터의 기준 클럭을 이용하여 상기 멀티플렉서로부터 선택된 카운트 제한값까지만 반복하여 카운트하는 단계; 및

   상기 카운터부로부터 반복 카운트된 값을 이용하여 PWM 신호를 생성하고, 또한 수직동기신호에 맞추어 그 PWM 신호를 시프트시켜 출력하는 단계로 이루어지는 액정표시장치의 램프구동방법.

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