KR20100126061A

KR20100126061A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20100126061A
Application number: KR1020090045107A
Authority: KR
Inventors: 서보건
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-12-01
Also published as: KR101577825B1

Abstract

본 발명은 MPRT(Moving Picture Response Time) 성능을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 다수의 게이트라인들과 다수의 게이트라인들이 교차되고, 제1 표시면과 제2 표시면으로 분할 구동되는 액정표시패널; 상기 제1 표시면의 게이트라인들에 제1 방향을 따라 순차적으로 스캔펄스를 공급하고, 상기 제2 표시면의 게이트라인들에 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 따라 순차적으로 상기 스캔펄스를 공급하되, 일정 기간을 주기로 상기 제1 표시면과 상기 제2 표시면에 번갈아 가며 상기 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 상기 스캔펄스가 인가되는 액정셀들을 충전하기 위해 상기 데이터라인들에 표시 데이터를 공급하는 데이터 구동회로; 제1 상단 광원 블럭, 제1 하단 광원 블럭, 및 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭 사이에 배치된 제2 광원 블럭을 포함하여 상기 액정표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 입력되는 광원 싱크 신호를 이용하여 광원 스캔 신호를 발생하는 광원 제어회로; 및 상기 광원 스캔 신호에 응답하여, 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭을 동시에 구동시키는 제1 트랜스포머와, 상기 제2 광원 블럭을 구동시키는 제2 트랜스포머를 포함한 광원 구동회로를 구비한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 MPRT(Moving Picture Response Time) 성능을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 "TFT")를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, 이하 "CRT)에 비하여 박형화 및 고정세화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 빠르게 CRT를 대체하고 있다.

다만, 액정표시장치는 그 구동 특성상 동영상 응답속도특성(Moving Picture Response Time, 이하 "MPRT")이 CRT에 비해 나쁘다. CRT는 도 1 (a)와 같이 한 프레임 기간 중 초기의 매우 짧은 시간 동안만 형광체를 발광시켜 화상을 표시하고, 한 프레임 기간의 나머지 시간 동안에는 비 표시상태를 유지하는 임펄스 타입(Impulse-type)으로 구동된다. CRT에서 관람자가 느끼는 동영상의 지각 영 상(Perceived Image)은 상기 임펄스 타입의 구동으로 인해 도 1 (b)와 같이 선명하게 된다. 반면, 액정표시장치는 도 2 (a)와 같이 한 프레임 기간 중 스캐닝 기간 동안 액정셀에 데이터를 공급하고, 한 프레임 기간의 나머지 시간인 비 스캐닝 기간 동안에도 이 데이터를 유지하여 화상을 표시하는 홀드 타입(Hold-type)으로 구동된다. 그 결과, 액정표시장치에서는 홀드 타입 특성으로 인하여 도 2 (b)와 같이 동영상에서 화면이 선명하지 못하고 흐릿하게 보이는 모션 블러링(Motion blurring) 현상 또는, 현재 화면에 이전 화면의 잔상이 남아있는 화면 끌림(Tailing) 현상으로 인해 MPRT 성능이 떨어진다.

MPRT를 향상시키기 위하여, 화면상에 표시되는 비디오 데이터에 동기하여 백라이트를 순차적으로 턴 온 시킴으로써 액정표시장치를 준 임펄스 구동시키는 기술 즉, 스캐닝 백라이트 구동방식이 제안된 바 있다.

도 3을 참조하면, 스캐닝 백라이트 방식으로 구동되는 액정표시장치는 블럭 단위로 순차 구동되는 램프들과, 램프들에 구동전력을 인가하는 인버터(1)를 구비한다. 램프들은 밸런스 보드(3)상에 형성된 밸런스 패턴(4)들에 전기적으로 접속되어 다수의 블럭들(BL1,BL2,BL3)로 분할 구동된다. 인버터(1)는 램프 블럭들(BL1,BL2,BL3)에 대응하는 갯수만큼의 트랜스포머(2)들을 포함하여, 외부로부터 입력되는 램프 스캔 신호(SS)에 응답하여 트랜스포머(2)들을 순차 동작시킨다. 트랜스포머(2)들은 각각 밸런스 패턴(4)들에 전기적으로 접속되어 램프 구동전력을 해당 램프 블럭에 인가한다. 이 액정표시장치는 도 4와 같이 해당 램프 블럭의 대응 표시면에 대한 표시 데이터(Vdata)의 충전 상태를 고려한 최적의 광원 싱크 시 점에서 상기 해당 램프 블럭의 램프들을 턴 온 시킨다. 표시 데이터(Vdata)는 표시면의 위에서 아래로 순차 충전되기 때문에, 이에 대응하여 램프들도 블럭 단위로 순차적으로 턴 온 된다. 통상, 최적의 광원 싱크 시점은 대응 표시면의 중간 부분에 표시 데이터(Vdata)가 충전 완료되는 때로 정해진다. 표시 데이터의 충전 타이밍과의 관계를 고려해 볼 때, 램프 블럭 갯수를 늘려 하나의 램프 블럭이 담당하는 표시면적을 줄일수록, 즉 광원 싱크 시점을 결정하기 위한 광원 싱크 포인트 수를 늘리수록, 광원 싱크 시점을 표시 데이터의 충전 시점에 좀 더 정밀하게 동기시킬 수 있게 된다. 하지만, 상기와 같은 스캐닝 백라이트 방식에서는 증가되는 램프 블럭 수만큼 트랜스포머(2)가 더 요구되기 때문에, 액정표시장치의 슬림화 추세 및 제조 비용면에서 부합하기 힘들다.

이에, 최근 본 출원인에 의해 도 5와 같은 스캐닝 백라이트 방식이 제안된 바 있다. 도 5의 스캐닝 백라이트 방식은, 물리적으로 3개의 램프 블럭(BL1(A),BL2,BL1(B))으로 램프들을 분할하고, 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B))을 전기적으로 연결함으로써, 물리적인 램프 블럭수에 비해 트랜스포머(5)의 갯수를 줄인다. 도 5에 의하면, 트랜스포머의 갯수(2개)보다 많은 세 지점에서 백라이트 스캐닝 효과를 볼 수 있다.

하지만, 이 방식에 의하는 경우, 도 6과 같이 전기적으로 연결된 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B))에서 최적의 광원 싱크 시점을 잡기가 곤란하다는 문제점이 있다. 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B))은 동일한 트랜스포머(5)에 의해 동시에 구동되기 때문에 이들의 광원 싱크 시점은 동일하다. 그런데, 표시 데이터(Vdata) 는 표시면의 위에서 아래로 순차 충전되기 때문에, 상하단 램프 블럭(BL1(A),BL1(B)) 중 어느 하나를 기준으로 광원 싱크 시점을 설정하는 경우, 나머지 하나의 램프 블럭에서는 대응 표시면에 대한 표시 데이터(Vdata)의 충전 완료 시점과의 관계에서 상기 설정된 광원 싱크 시점이 크게 어긋난다. 예컨대, 도 6에서, 상단 램프 블럭(BL1(A))을 기준으로 광원 싱크 시점을 설정하는 경우, 하단 램프 블럭(BL1(B))에서는 표시 데이터(Vdata)가 충전되기도 전에 미리 램프들이 턴 온 되게 된다.

또한, 중간 램프 블럭(BL2)에 대응되는 표시면은 다른 블럭들(BL1(A),BL1(B))의 표시면에 비해 2배로 넓으므로, 광원 싱크 시점을 대응 표시면의 중간 부분에 표시 데이터(Vdata)가 충전 완료되는 때로 정하더라도, 상기 광원 싱크 시점이 상기 대응 표시면의 상하단 부분에서의 데이터 충전 시점과 어긋날 수 있다.

이렇게, 광원 싱크 시점이 표시 데이터의 충전 완료 시점과 동기되지 않으면, 램프의 턴 온 상태와 동기되는 표시 데이터의 충전 과도 기간에서 빛샘이 발생하고, 그 결과 램프 블럭 간 경계면에서 이중선 또는 블러링 등의 사이드 이펙트가 심해진다.

따라서, 본 발명의 목적은 램프 블럭수 대비 트랜스포머의 갯수를 줄이면서도 램프 블럭 간 경계면에서 발생되는 사이드 이펙트를 방지하도록 한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인들과 다수의 게이트라인들이 교차되고, 제1 표시면과 제2 표시면으로 분할 구동되는 액정표시패널; 상기 제1 표시면의 게이트라인들에 제1 방향을 따라 순차적으로 스캔펄스를 공급하고, 상기 제2 표시면의 게이트라인들에 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 따라 순차적으로 상기 스캔펄스를 공급하되, 일정 기간을 주기로 상기 제1 표시면과 상기 제2 표시면에 번갈아 가며 상기 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 상기 스캔펄스가 인가되는 액정셀들을 충전하기 위해 상기 데이터라인들에 표시 데이터를 공급하는 데이터 구동회로; 제1 상단 광원 블럭, 제1 하단 광원 블럭, 및 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭 사이에 배치된 제2 광원 블럭을 포함하여 상기 액정표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 입력되는 광원 싱크 신호를 이용하여 광원 스캔 신호를 발생하는 광원 제어회로; 및 상기 광원 스캔 신호에 응답하여, 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭을 동시에 구동시키는 제1 트랜스포머와, 상기 제2 광원 블럭을 구동시키 는 제2 트랜스포머를 포함한 광원 구동회로를 구비한다.

상기 게이트 구동회로는, 1 수평기간의 펄스폭을 가지고 상기 제1 방향을 따라 2 수평기간씩 쉬프트되는 스캔펄스를 발생하여 상기 제1 표시면의 게이트라인들에 공급하는 제1 게이트 구동부; 및 1 수평기간의 펄스폭을 가지고 상기 제2 방향을 따라 2 수평기간씩 쉬프트되는 스캔펄스를 발생하여 상기 제2 표시면의 게이트라인들에 공급하는 제2 게이트 구동부를 구비하고; 서로 인접하여 발생되는 상기 제1 게이트 구동부에 의한 스캔펄스와 상기 제2 게이트 구동부에 의한 스캔펄스는, 서로 1 수평기간 만큼 위상차를 갖는다.

이 액정표시장치는 상기 제1 및 제2 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러를 더 구비한다.

상기 타이밍 콘트롤러는, 외부로부터 입력되는 한 프레임분의 디지털 비디오 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 상기 디지털 비디오 데이터를 상기 스캔펄스의 공급 순서에 맞게 재정렬한 후, 상기 재정렬된 디지털 비디오 데이터를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 데이터 정렬부; 및 상기 제1 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 제1 게이트 타이밍 제어신호와, 상기 제2 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 제2 게이트 타이밍 제어신호를 발생하는 제어신호 발생부를 구비한다.

상기 제1 게이트 타이밍 제어신호는 2 수평기간의 펄스폭을 가지고 4 수평기간을 주기로 발생되는 제1 게이트 쉬프트 클럭신호를 포함하고; 상기 제2 게이트 타이밍 제어신호는 상기 제1 게이트 쉬프트 클럭신호에 비해 1 수평기간만큼 위상 이 지연되며, 2 수평기간의 펄스폭을 가지고 4 수평기간을 주기로 발생되는 제2 게이트 쉬프트 클럭신호를 포함한다.

상기 광원 싱크 신호는 상기 표시 데이터의 충전 완료 시점과 동기되도록 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점을 제어하는 타이밍 신호이며; 상기 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점은 이 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때로 정해진다.

상기 광원 싱크 신호는, 상기 제1 상단 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때, 및 상기 제1 하단 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때 중 어느 하나와; 상기 제2 광원 블럭의 상반부에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때, 및 상기 제2 광원 블럭의 하반부에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때 중 어느 하나를 참조로 설정된다.

상기 제1 및 제2 광원 블럭의 광원 턴 온 시점은 제1 시점으로 정해지고; 상기 제2 광원 블럭의 광원 턴 온 시점은 상기 제1 시점보다 늦은 제2 시점으로 정해진다.

상기 광원 제어회로는 상기 광원 스캔 신호를 발생함에 있어, 외부로부터 입력되는 펄스 폭 변조신호를 더 이용하고; 상기 광원 블럭들의 광원 턴 오프 시점은 상기 펄스 폭 변조신호의 듀티비에 따라 달라진다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 k(k는 2 이상의 자연수)개의 트랜스포머를 이용하여 물리적으로 분할되는 2k-1 개 램프 블럭들을 구동시킴으로써 물리적인 광원 블럭수에 비해 트랜스포머의 갯수를 줄일 수 있으며, 특히 최적의 광원 싱크 신호를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트를 2k 개로 늘림으로써 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 대응 표시면에 대한 표시 데이터의 충전 시점에 효과적으로 동기시킬 수 있다. 그 결과, 광원 턴 온 시점과 표시 데이터의 충전 시점 불일치로 인해 램프 블럭 간 경계면에서 발생되는 사이드 이펙트를 효과적으로 방지할 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 액정표시패널(10)의 데이터라인들(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동회로(12), 액정표시패널(10)의 게이트라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동회로(13), 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(11), 다수의 광원들을 포함하여 액정표시패널(10)에 빛을 조사하는 백라이트 유 닛(16), 광원 스캐닝 신호(SS)를 발생하는 광원 제어회로(14), 및 광원 스캐닝 신호(SS)에 맞춰 광원들을 구동시키는 광원 구동회로(15)를 구비한다. 게이트 구동회로(13)는 제1 게이트 구동부(13A) 및 제2 게이트 구동부(13B)를 포함한다.

액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수의 게이트라인들(GL)이 교차된다. 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(10)에는 액정셀(Clc)들이 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.

액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 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.

타이밍 콘트롤러(11)는 도 8과 같이, 데이터 저장부(111), 데이터 정렬부(112), 및 제어신호 발생부(113)을 구비한다.

데이터 저장부(111)는 프레임 메모리를 포함하여 외부 비디오 소스가 실장된 시스템 보드로부터 입력되는 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 저장한 다.

데이터 정렬부(112)는 데이터 저장부(111)로부터의 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 패널 스캔 순서에 맞춰 재정렬한다. 본 발명에 따른 패널 스캔은 도 9와 같이, 액정표시패널(10)의 상단 표시면(10A)에서 Y 방향, 하단 표시면(10B)에서 Y' 방향을 따라 이루어지되, 일련 번호로 표시한 것처럼 상단 표시면(10A)과 하단 표시면(10B)에서 번갈아 한 번씩 이루어진다. 따라서, 데이터 정렬부(112)는 1 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(H1)) -> n 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(Hn)) -> 2 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(H2)) -> n-1 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(Hn-1)) -> 3 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(H3)) -> n-2 번째 수평라인에 충전될 데이터(RGB(Hn-2))... 순으로 한 프레임 분의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 재정렬한다. 데이터 정렬부(112)는 재정렬된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(12)에 공급한다.

제어신호 발생부(113)는 시스템 보드로부터의 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 데이터 구동회로(12)와 제1 및 제2 게이트 구동부(13A,13B)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC,GDC1,GDC2)을 발생한다.

데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)는 1 수평기간 중에서 유효 데이터가 인가되는 액정셀(Clc)의 위치를 지시하는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(13) 내에서 데이터의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 데이터 구동회로(13)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정표시패널(10)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다.

제1 게이트 구동부(13A)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제1 게이트 타이밍 제어신호(GDC1)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 상단 표시면(10A)의 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 제1 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP1), 제1 게이트 구동부(13A) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하여 대략 2 배의 펄스폭으로 발생되는 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC1), 및 제1 게이트 구동부(13A)의 출력을 지시하는 제1 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE1) 등을 포함한다.

제2 게이트 구동부(13B)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제2 게이트 타이밍 제어신호(GDC2)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 하단 표시면(10B)의 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하며 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)보다 늦게 발생되는 제2 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP2), 제2 게이트 구동부(13B) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하여 대략 2 배의 펄스폭으로 발생됨과 아울러 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC1)보다 1 수평기간 지연되는 제2 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC2), 및 제2 게이트 구동부(13B)의 출력을 지시하는 제2 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE2) 등을 포함한다.

한편, 타이밍 콘트롤러(11)는 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 신호의 프레임들 사이에 보간 프레임을 삽입하고 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC1,GDC2)를 체배하여 60×N(N은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동회로(12)와 제1 및 제2 게이트 구동부(13A,13B)의 동작을 제어할 수 있다.

데이터 구동회로(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(DL)을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인(DL) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들로 구성된다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치하고, 이 래치된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환한 후 데이터라인들(DL)에 공급한다.

제1 게이트 구동부(13A)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. 제1 게이트 구동부(13A)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 제1 게이트 타이밍 제어신호(GDC1)에 응답하여, 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 출력하여 액정표시패널(10)의 상단 표시면(10A)에 형성된 게이트라인들(GL)에 공급한다. 구체적으로, 제1 게이트 구동부(13A)는 도 10과 같이 대략 2 수평기간(2H)의 펄스폭을 가지고 대략 4 수평기간(4H)을 주기로 발생되는 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC1)의 라이징 에지 및 폴링 에지에 동기하여, 대략 1 수평기간(1H)의 펄스폭을 가지고 Y 방향을 따라 대략 2 수평기간(2H)씩 쉬프트되는 스캔펄스들(SP1,SP2,SP3...)을 발생한다.

제2 게이트 구동부(13B)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. 제2 게이트 구동부(13B)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 제2 게이트 타이밍 제어신호(GDC2)에 응답하여, 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 출력하여 액정표시패널(10)의 하단 표시면(10B)에 형성된 게이트라인들(GL)에 공급한다. 구체적으로, 제2 게이트 구동부(13B)는 도 10과 같이 제1 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC1)에 비해 대략 1 수평기간(1H)만큼 위상이 지연되며 대략 2 수평기간(2H)의 펄스폭을 가지고 대략 4 수평기간(4H)을 주기로 발생되는 제2 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC2)의 라이징 에지 및 폴링 에지에 동기하여, 대략 1 수평기간(1H)의 펄스폭을 가지고 Y' 방향을 따라 대략 2 수평기간(2H)씩 쉬프트되는 스캔 펄스들(SPn,SPn-1,SPn-2...)을 발생한다.

백라이트 유닛(16)은 광원들과, 광원들 상에 배치된 확산판과, 이 확산판과 액정표시패널(10) 사이에 적층된 다수의 광학시트들을 포함한다. 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; 이하 "CCFL"이라 함) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Flouscent Lamp; 이하 "EEFL"이라 함)가 사용될 수 있다. EEFL은 램프들의 양 단부에 외부전극이 돌출되어 있으므로, 램프들을 블럭 단위로 구동하기 용이하다. CCFL에서는 전극이 유리관 내부에 형성되어 있으므로, 램프들을 블럭 단위로 구동하기 위해 램프(120)들 각각에 커넥터를 통해 접속된 다수의 밸런스 패턴들과, 밸런스 패턴들이 형성되는 밸런스 보드가 요구된다. 밸런스 패턴들은 밸런스 커패시터들로 구현될 수 있다. 밸런스 커패시터들은 외부전극 역할을 하는 것으로써, 이들 각각은 밸런스 보드 상에서 광원 블럭 단위로 서로 도통된다. 한편, EEFL의 경우, 상기 밸런스 패턴 대신 공통전극 연결패턴이 사용될 수 있고, 밸런스 보드 대신 공통전극 보드가 사용될 수 있다. 허나, 이는 용어상의 차이일 뿐 램프들을 블럭 단위로 구동하기 위한 램프 접속 수단이라는 점에서 그 기능이 동일하므로, 이하에서는 램프의 종류에 불문하고 밸런스 패턴과 밸런스 보드로 통칭하기로 한다. 광원들은 도 11과 같이, 밸런스 보드(153)상에 형성된 밸런스 패턴들(154)에 전기적으로 접속되어 물리적으로 3개의 광원 블럭(BL1(A),BL2,BL1(B))으로 분할된다.

광원 제어회로(14)는 외부로부터 입력되는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation ; 이하, "PWM")신호와 광원 싱크 신호(Lsync)를 이용하여 광원 스캔 신 호(SS)를 발생한다. PWM 신호는 사용자에 의해 미리 고정된 40 % ~ 60 %의 듀티비로 입력될 수 있고 또한, 표시 데이터의 속성에 따라 가변적인 듀티비로 입력될 수 있다. 즉, PWM 신호는 상대적으로 밝은 화상의 표시 데이터에 대응하여 제1 듀티비로 입력될 수 있고, 상대적으로 어두운 화상의 표시 데이터에 대응하여 제1 듀티비보다 작은 제2 듀티비로 입력될 수 있다. 광원 싱크 신호(Lsync)는 표시 데이터의 충전 완료 시점과 동기되도록 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점을 제어하는 타이밍 신호로서, 통상 사용자에 의해 미리 설정된다. 해당 광원 블럭에서 최적의 광원 턴 온 시점은 이 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 표시 데이터가 충전 완료되는 때로 정해질 수 있다. 광원 턴 오프 시점은 PWM 신호의 듀티비에 따라 달라진다.

광원 구동회로(15)는 도 11과 같이 트랜스포머(152)들을 실장하는 인버터(151)와, 밸런스 패턴들(154)이 형성된 밸런스 보드(153)를 포함하여 블럭별 광원 구동신호(LDS)를 발생한다. 그리고, 이 광원 구동신호(LDS)를 램프들에 인가한다. 밸런스 패턴들(154)은 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))에 배치된 램프들을 전기적으로 연결하는 제1 밸런스 패턴과, 제2 광원 블럭(BL2)에 배치된 램프들을 전기적으로 연결하는 제2 밸런스 패턴을 포함한다. 제1 밸런스 패턴은 2개의 트랜스포머(152)들 중 제1 트랜스포머에 접속되고, 제2 밸런스 패턴은 제2 트랜스포머에 접속된다. 트랜스포머(152)들은 광원 스캔 신호(SS)에 응답하여 순차 동작 된다. 그 결과, 제1 트랜스포머를 통해 광원 구동신호(LDS)을 인가받는 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))의 광원 턴 온 시점은 도 13과 같이 제1 시점으로 동 일하게 되고, 제2 트랜스포머를 통해 광원 구동신호(LDS)를 인가받는 제2 광원 블럭(BL2)의 광원 턴 온 시점은 도 13과 같이 상기 제1 시점보다 일정 기간 늦은 제2 시점이 된다.

이러한 광원 구동회로(15)와 램프들의 접속 구성을 통해, 본 발명은 램프들을 물리적으로 3개의 광원 블럭(BL1(A),BL2,BL1(B))으로 분할하더라도 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))을 전기적으로 연결함으로써, 물리적인 광원 블럭수에 비해 트랜스포머(152)의 갯수를 줄일 수 있다. 다만, 이 경우 도 6에서와 같이 광원 블럭들(BL1(A),BL1(B),BL2)에서 광원 턴 온 시점이 표시 데이터의 충전 완료 시점과 불일치되는 문제점이 발생되므로, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 상술한 패널 스캔 방식을 적용하여 표시 데이터의 충전 순서를 바꾼다.

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 패널 스캔 방식을 이용하여 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 표시 데이터의 충전 시점에 동기시키는 것을 보여준다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명은 표시 데이터(Vdata)를 표시면(10)의 위에서 아래로(Y 방향) 순차 충전하지 않고, 상부 표시면(10A)에서는 Y 방향으로 충전하고 하부 표시면(10B)에서는 Y' 방향으로 충전하되, 1 수평기간(1H)을 주기로 상부 표시면(10A)과 하부 표시면(10B)을 번갈아 가며 충전하는 방식을 취한다.

그 결과, 제1 하단 광원 블럭(BL1(B))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점은 제1 상단 광원 블럭(BL1(A))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점에 비해 1 수평기간(1H) 밖에 차이가 나지 않으므로, 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B)) 중 어느 하나를 기준으로 광원 턴 온 시점을 설정하기만 하면, 상기 설정된 광원 턴 온 시점은 나머지 하나의 광원 블럭에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점과도 쉽게 동기될 수 있다. 이는 다시 말해, 최적의 광원 싱크 신호(Lsync)를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트가 2개로 늘어남을 의미한다.

또한, 상기 표시 데이터(Vdata) 충전 방식에 의해 제2 광원 블럭(BL2)에서도 최적의 광원 싱크 신호(Lsync)를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트가 늘어난다. 상기 표시 데이터(Vdata) 충전 방식에 의해, 제2 광원 블럭(BL2)은 제2 상단 광원 블럭(BL2(A))과 제2 하단 광원 블럭(BL2(B))으로 분할되는 효과를 가질수 있다. 제2 하단 광원 블럭(BL2(B))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점은 제2 상단 광원 블럭(BL2(A))에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점에 비해 1 수평기간(1H) 밖에 차이가 나지 않으므로, 제2 상하단 광원 블럭(BL2(A),BL2(B)) 중 어느 하나를 기준으로 광원 턴 온 시점을 설정하기만 하면, 상기 설정된 광원 턴 온 시점은 나머지 하나의 광원 블럭에 대응되는 표시 데이터(Vdata)의 충전 시점과도 쉽게 동기될 수 있다. 이는, 제2 상하단 광원 블럭(BL2(A),BL2(B))의 경계면에 대응하는 부분에서 광원 싱크 포인트를 1개 갖는 종래에 비해, 최적의 광원 싱크 신호(Lsync)를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트가 2개로 늘어남을 의미한다.

결과적으로, 본 발명에 따르면, 물리적인 광원 블럭수(3개)에 비해 트랜스포머의 갯수(2개)를 줄이면서도 광원 싱크 포인트를 4개로 늘려 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 대응 표시면에 대한 표시 데이터의 충전 시점에 효과적으로 동기시킬 수 있게 된다.

도 14 및 도 15는 트랜스포머 갯수 및 물리적인 광원 블럭수를 늘린 경우에 있어, 본 발명의 확장 예를 보여준다.

도 14를 참조하면, 물리적으로 5개로 분할된 광원 블럭들(BL1(A),BL2(A),BL3,BL2(B),BL1(B))을 스캐닝 구동시키기 위해 3개의 트랜스포머(152)가 구비된다. 밸런스 패턴들(154) 중 제1 밸런스 패턴은 제1 상하단 광원 블럭(BL1(A),BL1(B))에 배치된 램프들을 트랜스포머(152)들 중 제1 트랜스포머에 전기적으로 연결하고, 제2 밸런스 패턴은 제2 상하단 광원 블럭(BL2(A),BL2(B))에 배치된 램프들을 제2 트랜스포머에 전기적으로 연결하며, 제3 밸런스 패턴은 제3 광원 블럭(BL3)에 배치된 램프들을 제3 트랜스포머에 전기적으로 연결한다.

이러한 광원 구동회로 및 램프들의 접속 구성을 상기 표시 데이터 충전 방식에 적용하면, 본 발명은 도 15와 같이 물리적인 광원 블럭수(5개)에 비해 트랜스포머의 갯수(3개)를 줄이면서도 광원 싱크 포인트를 6개로 늘려 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 대응 표시면에 대한 표시 데이터의 충전 시점에 효과적으로 동기시킬 수 있게 된다.

다시 말해, 본 발명은 k(k는 2 이상의 자연수)개의 트랜스포머를 이용하여 물리적으로 분할되는 2k-1 개 램프 블럭들을 구동시킴으로써 스캐닝 백라이트 구동을 구현할 수 있으며, 특히 최적의 광원 싱크 신호를 설정하기 위한 광원 싱크 포인트를 2k 개로 늘림으로써 광원 턴 온 시점과 표시 데이터의 충전 시점 불일치로 인해 램프 블럭 간 경계면에서 발생되는 사이드 이펙트를 효과적으로 방지할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 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.

도 1은 임펄스 타입의 구동 예를 보여주는 도면.

도 2는 홀드 타입의 구동 예를 보여주는 도면.

도 3 종래 일반적인 스캐닝 백라이트 구동에서의 광원 접속 구성을 보여주는 도면.

도 4는 도 3에 따른 표시 데이터 충전 타이밍과 광원 싱크 타이밍을 보여주는 도면.

도 5는 종래 스캐닝 백라이트 구동에서 물리적인 광원 블럭수에 비해 트랜스포머의 갯수를 줄이는 구성을 보여주는 도면.

도 6은 도 5에 따른 표시 데이터 충전 타이밍과 광원 싱크 타이밍을 보여주는 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 블럭도.

도 8의 도 7의 타이밍 콘트롤러를 상세히 보여주는 블럭도.

도 9는 도 8의 데이터 정렬부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 10은 도 7의 게이트 구동회로의 동작을 설명하기 위한 파형도.

도 11은 도 7의 광원 구동회로와 광원들의 접속 구성을 보여주는 도면.

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 패널 스캔 방식을 이용하여 광원 블럭들에서의 광원 턴 온 시점을 표시 데이터의 충전 시점에 동기시키는 것을 보여주는 도면.

도 14 및 도 15는 트랜스포머 갯수 및 물리적인 광원 블럭수를 늘린 경우에 있어, 본 발명의 확장 예를 보여주는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 액정표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러

12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로

14 : 광원 제어회로 15 : 광원 구동회로

16 : 백라이트 유닛

Claims

다수의 게이트라인들과 다수의 게이트라인들이 교차되고, 제1 표시면과 제2 표시면으로 분할 구동되는 액정표시패널;

상기 제1 표시면의 게이트라인들에 제1 방향을 따라 순차적으로 스캔펄스를 공급하고, 상기 제2 표시면의 게이트라인들에 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 따라 순차적으로 상기 스캔펄스를 공급하되, 일정 기간을 주기로 상기 제1 표시면과 상기 제2 표시면에 번갈아 가며 상기 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로;

상기 스캔펄스가 인가되는 액정셀들을 충전하기 위해 상기 데이터라인들에 표시 데이터를 공급하는 데이터 구동회로;

제1 상단 광원 블럭, 제1 하단 광원 블럭, 및 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭 사이에 배치된 제2 광원 블럭을 포함하여 상기 액정표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛;

입력되는 광원 싱크 신호를 이용하여 광원 스캔 신호를 발생하는 광원 제어회로; 및

상기 광원 스캔 신호에 응답하여, 상기 제1 상단 광원 블럭과 제1 하단 광원 블럭을 동시에 구동시키는 제1 트랜스포머와, 상기 제2 광원 블럭을 구동시키는 제2 트랜스포머를 포함한 광원 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 게이트 구동회로는,

1 수평기간의 펄스폭을 가지고 상기 제1 방향을 따라 2 수평기간씩 쉬프트되는 스캔펄스를 발생하여 상기 제1 표시면의 게이트라인들에 공급하는 제1 게이트 구동부; 및

1 수평기간의 펄스폭을 가지고 상기 제2 방향을 따라 2 수평기간씩 쉬프트되는 스캔펄스를 발생하여 상기 제2 표시면의 게이트라인들에 공급하는 제2 게이트 구동부를 구비하고;

서로 인접하여 발생되는 상기 제1 게이트 구동부에 의한 스캔펄스와 상기 제2 게이트 구동부에 의한 스캔펄스는, 서로 1 수평기간 만큼 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 타이밍 콘트롤러는,

외부로부터 입력되는 한 프레임분의 디지털 비디오 데이터를 저장하는 데이터 저장부;

상기 디지털 비디오 데이터를 상기 스캔펄스의 공급 순서에 맞게 재정렬한 후, 상기 재정렬된 디지털 비디오 데이터를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 데이터 정렬부; 및

상기 제1 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 제1 게이트 타이밍 제어신호와, 상기 제2 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 제2 게이트 타이밍 제어신호를 발생하는 제어신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 게이트 타이밍 제어신호는 2 수평기간의 펄스폭을 가지고 4 수평기간을 주기로 발생되는 제1 게이트 쉬프트 클럭신호를 포함하고;

상기 제2 게이트 타이밍 제어신호는 상기 제1 게이트 쉬프트 클럭신호에 비해 1 수평기간만큼 위상이 지연되며, 2 수평기간의 펄스폭을 가지고 4 수평기간을 주기로 발생되는 제2 게이트 쉬프트 클럭신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 광원 싱크 신호는 상기 표시 데이터의 충전 완료 시점과 동기되도록 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점을 제어하는 타이밍 신호이며;

상기 해당 광원 블럭에서의 광원 턴 온 시점은 이 광원 블럭에 대응되는 표 시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때로 정해지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 광원 싱크 신호는,

상기 제1 상단 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때, 및 상기 제1 하단 광원 블럭에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때 중 어느 하나와;

상기 제2 광원 블럭의 상반부에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때, 및 상기 제2 광원 블럭의 하반부에 대응되는 표시면의 중간 수평 라인 부분에 상기 표시 데이터가 충전 완료되는 때 중 어느 하나를 참조로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 광원 블럭의 광원 턴 온 시점은 제1 시점으로 정해지고;

상기 제2 광원 블럭의 광원 턴 온 시점은 상기 제1 시점보다 늦은 제2 시점으로 정해지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 8 항에 있어서,

상기 광원 제어회로는 상기 광원 스캔 신호를 발생함에 있어, 외부로부터 입 력되는 펄스 폭 변조신호를 더 이용하고;

상기 광원 블럭들의 광원 턴 오프 시점은 상기 펄스 폭 변조신호의 듀티비에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.