KR100755624B1

KR100755624B1 - 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100755624B1
Application number: KR1020060012692A
Authority: KR
Inventors: 하창우; 민병운; 천정인; 장유진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-09-04
Also published as: DE102006055310A1; CN101017645A; JP4588013B2; US20070182699A1; DE102006055310B4; US8643587B2; KR20070081018A; JP2007213010A

Abstract

본 발명은 필드 순차 구동 방식에 버스트 모드 PWM 디밍을 적용하여 휘도 효율을 향상시키고 색왜곡을 줄일 수 있는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치에 관한 것으로,

본 발명의 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치는, 외부 조절에 응답하여 구동을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 배터리 전압을 구동 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터; 서로 병렬로 연결된 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이를 포함하고, 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이 각각은 상기 DC/DC 컨버터로부터의 구동전압에 의해 동작하는 칼라 LED 백라이트; 내부 발생된 톱니파 전압과 디밍 전압에 따라, 필드 시퀀셜 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호를 생성하는 FSC 제너레이터; 및 상기 제어부의 제어에 따라 제1,제2,제3 구동전류를 생성하고, 상기 FSC 제너레이터의 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호에 따라 상기 칼라 LED 백라이트의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이 각각을 통해 흐르는 상기 제1,제2,제3 구동전류의 흐름을 온/오프 스위칭하여, 상기 칼라 LED 백라이트의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이의 휘도를 조절하는 3채널 전류원을 구비한다.

필드 순차 칼라 모드, FSC, 액정 표시 장치, LCD, 버스트 모드

Description

필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY OF FIELD SEQUENTIAL COLOR MODE}

도 1은 종래 버스트 모드의 액정 표시 장치의 구성도.

도 2는 도 1의 버스트 모드 디밍부의 주요신호의 파형도.

도 3은 본 발명에 따른 필드 순차 칼라(FSC) 모드의 액정 표시 장치의 구성도.

도 4는 도 3의 FSC 제너레이터의 구성도.

도 5는 도 3의 3채널 전류원의 구성도.

도 6은 도 3에 도시된 FSC 제너레이터의 주요신호의 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 제어부 200 : DC/DC 컨버터

300 : 칼라 LED 백라이트 400 : FSC 제너레이터

410 : 톱니파 생성부 420 : 비교부

430 : FSC 로직부 431 : 제1 2진 카운터

432 : 제2 2진 카운터 433 : 인버터부

434 : 제1 앤드게이트부 435 : 제2 앤드게이트부

436 : 오아게이트부 500 : 3채널 전류원

LA1~LA3 : 제1~제3 칼라 LED 어레이 Vsaw : 톱니파 전압

Vdim : 디밍 전압 SP1~SP3 : 제1~제3 칼라 PWM 신호

SD1,SD2 : 제1,제2 분주신호 SI1,SI2 : 제1 및 제2 반전 신호

S1~S4 : 제1 ~ 제4 로직신호

본 발명은 필드 순차 칼라(FSC : Field Sequential Color) 모드의 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 필드 순차 구동 방식에 버스트 모드 PWM 디밍을 적용하여 휘도 효율을 향상시키고 색왜곡을 줄일 수 있으며, 또한 색재현성 및 해상도를 높일 수 있고, 전력 소비를 줄일 수 있는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, CRT 브라운관을 채용한 디스플레이 장치는 표시영역을 크게 하기 위해 대형화 할수록 부피가 점점 더 커지고, 무게도 무거워져 설치면적이 넓어지고 휴대하기 어려운 단점이 있다. 이러한 단점으로 인해 장래 많은 수요가 예상되고 있는 벽걸이형 TV나, 휴대용 컴퓨터 등의 모니터와 같은 표시장치로는 적합하지 않다.

이러한 CRT브라운관의 단점을 극복하고자 동일한 표시영역의 CRT 브라운관에 비해 두께가 얇고 무게가 가벼운 평판형 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판형 표시장치에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)와 플라즈마 디스플레이패널(PDP:Plasma Display Panel) 등이 있다.

통상적으로, 액정표시장치(LCD)는 액정 패널(LCD back pannel)과 백라이트 유닛(BackLight Unit,BLU)으로 이루어진다. 이러한 백라이트 유닛(BLU)에 사용되는 램프로는 주로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp ; 이하, 'CCFL'라 함)가 사용된다. 이러한 백라이트 유닛(BLU)은 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 백라이트 유닛에 사용되는 CCFL 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하 'LED'라 함)가 제안되었다.

상기 LED 백라이트 유닛(LED BLU)은 광을 생성하는 화이트 LED와, 이 화이트 LED에 의한 광을 안내하는 광 안내판(Light Guide Plate)으로 이루어지고, 상기 액정 패널(LCD back pannel)은, 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정(Liquid Crystal) 셀들과 이들 액정 셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치(예, R,G,B 스위칭 TR)와, 상기 액정 셀 상부에 R,G,B 칼라 필터가 형성되어 이루어진다. 여기서, R,G,B 스위치 TR의 베이스 신호로 밝기(휘도)를 조절하고, R,G,B 스위치 TR의 각 드레인 신호의 조합으로 색상을 조절하는데, 상기 베이스 신호에 의해 상기 액정 셀들의 배열 방향이 조절되어 상기 LED 백라이트 유 닛에 의해 발생된 광의 투과량이 조절되면서 밝기(휘도)가 조절된다.

도 1은 종래 버스트 모드의 액정 표시 장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 종래 버스트 모드의 액정 표시 장치는, 화이트 LED 백라이트 유닛 구동부(10)와 화이트 LED 백라이트 유닛(20)을 포함한다.

상기 화이트 LED 백라이트 유닛 구동부(10)는, 외부 조절에 응답하여 구동을 제어하는 제어부(11)와, 상기 제어부(11)의 제어에 따라 배터리 전압(예,2.8V)을 구동 전압(예,8V)으로 변환하는 DC/DC 컨버터(12)와, 내부 발생된 톱니파 전압(Vsaw)과 디밍 전압(Vdim)에 따라 휘도조절용 PWM 신호(Spwm)를 생성하는 버스트모드 디밍부(13)와, 상기 제어부(11)의 제어에 따라 구동전류를 생성하고, 상기 버스트모드 디밍부(13)의 PWM 신호에 의해 전류흐름이 온/되는 전류원(14)을 포함한다.

상기 화이트 LED 백라이트 유닛(20)은, 복수의 화이트(White) LED를 포함하는 LED 어레이를 포함한다.

도 2는 도 1의 버스트 모드 디밍부의 주요신호의 파형도이다.

도 2에서, 상기 톱니파 전압(Vsaw)과 디밍 전압(Vdim)을 비교하여 상기 디밍 전압(Vdim)이 낮은 구간에서 상기 PWM 신호(Spwm)는 하이레벨을 유지하고, 상기 디밍 전압(Vdim)이 높은 구간에서 상기 PWM 신호(Spwm)는 로우레벨을 유지한다.

이와 같이, 상기 디밍 전압(Vdim)을 조절하면 상기 PWM 신호(Spwm)의 듀티를 조절할 수 있고, 상기 PWM 신호(Spwm)의 듀티비 조절을 통해 상기 화이트 LED 백라 이트 유닛(20)에 흐르는 전류 통전(턴온) 시간을 조절할 수 있어, 상기 화이트 LED 백라이트 유닛(20)의 광도를 조절할 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래 버스트 모드의 액정 표시 장치는, 화이트 LED의 구동용으로 구현되어 필드 시퀀셜(Field Sequential) 구동이 불가능하다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 종래 버스트 모드를 이용하는 액정 표시 장치에서는, R.G.B의 칼라 필터를 사용하여야 하므로, 구조가 복잡할 뿐만 아니라 해상도가 낮아지고 화이트 LED를 이용하므로 칼라 LED를 이용하는 것이 비해 색 재현성이 떨어지는 문제점이 있었다.

게다가, 종래 액정 표시 장치에서는, 칼라 필터에 의한 휘도감소 및 색왜곡이 초래되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은, 필드 순차 구동 방식에 버스트 모드 PWM 디밍을 적용하여 휘도 효율을 향상시키고 색왜곡을 줄일 수 있으며, 또한 색재현성 및 해상도를 높일 수 있고, 전력 소비를 줄일 수 있는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치는, 외부 조절에 응답하여 구동을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 배터리 전압을 구동 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터; 서로 병렬로 연결된 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이를 포함하고, 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이 각각은 상기 DC/DC 컨버터로부터의 구동전압에 의해 동작하는 칼라 LED 백라이트; 내부 발생된 톱니파 전압과 디밍 전압에 따라, 필드 시퀀셜 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호를 생성하는 FSC 제너레이터; 및 상기 제어부의 제어에 따라 제1,제2,제3 구동전류를 생성하고, 상기 FSC 제너레이터의 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호에 따라 상기 칼라 LED 백라이트의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이 각각을 통해 흐르는 상기 제1,제2,제3 구동전류의 흐름을 온/오프 스위칭하여, 상기 칼라 LED 백라이트의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이의 휘도를 조절하는 3채널 전류원을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호는, 서로 동일한 폭을 가지고 순차적으로 발생되는 순차 신호인 것을 특징으로 한다.

상기 FSC 제너레이터는, 톱니파 전압을 생성하는 톱니파 생성부; 상기 톱니파 생성부의 톱니파 전압과 외부로부터의 디밍 전압을 비교하여 PWM 신호를 제공하는 비교부; 및 상기 PWM 신호를 2분주 및 4분주하고, 이 2분주 신호와 4분주 신호를 논리 연산하여 필드 시퀀셜 신호인 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호를 생성하는 FSC 로직부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 FSC 로직부는, 상기 비교부의 출력신호를 2분주하는 제1 분주신호를 제 공하는 제1 2진 카운터; 상기 제1 2진 카운터의 출력신호를 2분주하여 제2 분주신호를 제공하는 제2 2진 카운터; 상기 제1 및 제2 분주신호를 인버팅하여 제1 및 제2 반전 신호를 제공하는 인버터부; 상기 제1 및 제2 반전신호를 논리곱하여 제1 로직신호를 제공하고, 상기 제1 분주신호와 상기 제2 반전신호를 논리곱하여 제2 로직신호를 제공하고, 상기 제1 반전신호와 상기 제2 분주신호를 논리곱하여 제3 로직신호를 제공하며, 상기 제1 및 제2 분주신호를 논리곱하여 제4 로직신호를 제공하는 제1 앤드게이트부; 및 상기 제1 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제1 칼라 PWM 신호를 제공하고, 상기 제2 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호를 제공하고, 상기 제3 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제3 칼라 PWM 신호를 제공하고, 상기 제4 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호를 제공하는 제2 앤드게이트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 FSC 로직부는, 상기 제2 로직신호와 상기 PWM 신호의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호와, 상기 제4 로직신호와 상기 PWM 신호의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호를 논리합하는 오아게이트부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 칼라 LED 어레이는, 복수의 녹색 LED로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 FSC 로직부는, 각 주기마다, 상기 제1 칼라 PWM 신호, 상기 제2 칼라 PWM 신호, 상기 제3 칼라 PWM 신호 및 상기 제2 칼라 PWM 신호를 순차 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 칼라 LED 어레이는 복수의 적색 LED로 이루어지고, 상기 제3 칼라 LED 어레이는 복수의 청색 LED로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1 칼라 LED 어레이는 복수의 청색 LED로 이루어지고, 상기 제3 칼라 LED 어레이는 복수의 적색 LED로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 필드 순차 칼라(FSC) 모드의 액정 표시 장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 필드 순차 칼라(FSC) 모드의 액정 표시 장치는, 제어부(100)와, DC/DC 컨버터(200)와, 칼라 LED 백라이트(300)와, FSC 제너레이터(400)와, 3채널 전류원(500)을 포함한다.

상기 제어부(100)는, 외부 조절에 응답하여 상기 DC/DC 컨버터(200) 및 3채널 전류원(500)에 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 구동을 제어한다.

상기 DC/DC 컨버터(200)는, 상기 제어부(100)의 제어에 따라 배터리 전압을 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 구동에 적합한 구동 전압(VD)으로 변환한다.

상기 칼라 LED 백라이트(300)는, 서로 병렬로 연결된 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3)를 포함하고, 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3) 각각은 상기 DC/DC 컨버터(200)로부터의 구동전압(VD)에 의해 동작한다.

상기 FSC 제너레이터(400)는, 내부 발생된 톱니파 전압(Vsaw)과 디밍 전압(Vdim)에 따라, 필드 시퀀셜 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)를 생성한다. 여기서, 상기 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)는, 서로 동일한 폭을 가지고 순차적으로 발생되는 순차 신호로 설정된다.

상기 3채널 전류원(500)은, 상기 제어부(100)의 제어에 따라 제1,제2,제3 구동전류(Ird,Igd,Ibd)를 생성하고, 상기 FSC 제너레이터(400)의 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)에 따라 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3) 각각을 통해 흐르는 상기 제1,제2,제3 구동전류의 흐름을 온/오프 스위칭하여, 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3)의 휘도를 조절한다.

도 4는 도 3의 FSC 제너레이터의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 상기 FSC 제너레이터(400)는, 톱니파 전압(Vsaw)을 생성하는 톱니파 생성부(410)와, 상기 톱니파 생성부(410)의 톱니파 전압(Vsaw)과 외부로부터의 디밍 전압(Vdim)을 비교하여 PWM 신호를 제공하는 비교부(420)와, 상기 PWM 신호(Spwm)를 2분주 및 4분주하고, 이 2분주 신호와 4분주 신호를 논리 연산하여 필드 시퀀셜 신호인 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)를 생성하는 FSC 로직부(430)를 포함한다.

상기 FSC 로직부(430)는, 상기 비교부(420)의 출력신호를 2분주하는 제1 분 주신호(SD1)를 제공하는 제1 2진 카운터(431)와, 상기 제1 2진 카운터(431)의 출력신호를 2분주하여 제2 분주신호(SD2)를 제공하는 제2 2진 카운터(432)와, 상기 제1 및 제2 분주신호(SD1,SD2)를 인버팅하여 제1 및 제2 반전 신호(SI1,SI2)를 제공하는 인버터부(433)와, 상기 제1,제2 분주신호(SD1,SD2)와 제1,제2 반전신호(SI1,SI2)를 이용하여 제1 내지 제4 로직신호(S1~S4)를 제공하는 제1 앤드게이트부(434)와, 상기 제1 내지 제4 로직 신호(S1~S4) 및 상기 PWM 신호(Spwm)를 이용하여 상기 제1,제2 및 제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)를 제공하는 제2 앤드게이트부(435)를 포함한다.

상기 제1 앤드게이트부(434)는, 상기 제1 및 제2 반전신호(SI1,SI2)를 논리곱하여 제1 로직신호(S1)를 제공하는 제1 앤드게이트(AND1)와, 상기 제1 분주신호(SD1)와 상기 제2 반전신호(SI2)를 논리곱하여 제2 로직신호(S2)를 제공하는 제2 앤드게이트(AND2)와, 상기 제1 반전신호(SI1)와 상기 제2 분주신호(SD2)를 논리곱하여 제3 로직신호(S3)를 제공하는 제3 앤드게이트(AND3)와, 상기 제1 및 제2 분주신호(SD1,SD2)를 논리곱하여 제4 로직신호(S4)를 제공하는 제4 앤드게이트(AND4)를 포함한다.

상기 제2 앤드게이트부(435)는, 상기 제1 로직신호(S1)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제1 칼라 PWM 신호(SP1)를 제공하는 제5 앤드게이트(AND5)와, 상기 제2 로직신호(S2)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2)를 제공하는 제6앤드게이트(AND6)와, 상기 제3 로직신호(S3)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제3 칼라 PWM 신호(SP3)를 제공하는 제7 앤드게이트(AND7)와, 상기 제4 로직신호(S4)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2)를 제공하는 제8 앤드게이트(AND8)를 포함한다.

또한, 상기 FSC 로직부(430)는, 상기 제2 로직신호(S2)와 상기 PWM 신호(Spwm)의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호(SP2)와, 상기 제4 로직신호(S4)와 상기 PWM 신호(Spwm)의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호(SP2)를 논리합하는 오아게이트부(436)를 더 포함한다.

상기 제2 칼라 LED 어레이(LA2)는, 복수의 녹색(Green) LED로 이루어지는 경우, 상기 FSC 로직부(430)는, 각 주기마다, 상기 제1 칼라 PWM 신호(SP1), 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2), 상기 제3 칼라 PWM 신호(SP3) 및 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2)를 순차 공급할 수 있다.

또한, 상기 제1 칼라 LED 어레이(LA1)는 복수의 적색(Red) LED로 이루어지고, 상기 제3 칼라 LED 어레이(LA3)는 복수의 청색(Blue) LED로 이루어질 수 있다.

또는, 상기 제1 칼라 LED 어레이(LA1)는 복수의 청색(Blue) LED로 이루어지고, 상기 제3 칼라 LED 어레이(LA3)는 복수의 적색(Red) LED로 이루어질 수 있다.

도 5는 도 3의 3채널 전류원의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 상기 3채널 전류원(500)은, 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 각 LED 어레이와 접지 사이에 연결되어, 상기 제어부(100)의 제어(SIC1,SIC2,SIC3)에 따라 제1,제2,제3 구동전류(Ird,Igd,Ibd)를 생성하는 제1,제2,제3 전류원(IS1,IS2,IS3)와, 상기 제1,제2,제3 전류원(IS1,IS2,IS3)과 상기 칼라 LED 백라이트(300)간의 전류패스에 연결되어, 상기 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)에 의해 온 또는 오프되는 스위치(SW1,SW2,SW3)를 포함한다.

도 6은 도 3에 도시된 FSC 제너레이터의 주요신호의 파형도이다.

도 6에서, Vsaw는 Vsaw 제너레이터(410)에서 생성되는 톱니파 전압이고, dim은 외부에서의 휘도조절에 해당되는 디밍전압이고, Spwm은 비교부(420)로부터의 PWM 신호이고, SD1,SD2는 상기 제1,제2 2진 카운터(431,432)에서 출력되는 제1,제2 분주신호이고, S1 내지 S4는 상기 제1 앤드게이트부(434)에서 출력되는 제1 내지 제4 로직신호이며, SP1,SP2,SP3은 상기 FSC 로직부(430)에서 출력되는 제1,제2 칼라 PWM 신호이다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 액정 표시 장치에서, 제어부(100)는, 사 용자 등에 의한 외부의 휘도 조절에 응답하여 상기 DC/DC 컨버터(200)에 구동 전압을 제어하고, 3채널 전류원(500)에 구동 전류를 제어한다.

상기 DC/DC 컨버터(200)는, 상기 제어부(100)의 제어에 따라 대략 1.8V 정도의 낮은 배터리 전압을 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 구동에 적합한 대략 8V 정도로 높은 구동 전압(VD)으로 변환하여 칼라 LED 백라이트(300)에 공급한다.

이때, 상기 칼라 LED 백라이트(300)는, 상기 DC/DC 컨버터(200)로부터 구동전압(VD)을 공급받아 동작하는데, 이에 대해 보다 자세히 설명하면, 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3) 각각은 상기 DC/DC 컨버터(200)로부터의 구동전압(VD)에 의한 구동 전류(Ird,Igd,Ibd)에 의해 동작된다. 즉, 상기 제1 칼라 LED 어레이(LA1)는 상기 구동 전류(Ird)에 의해 동작되고, 상기 제2 칼라 LED 어레이(LA2)는 상기 구동 전류(Igd)에 의해 동작되며, 상기 제3 칼라 LED 어레이(LA3)는 상기 구동 전류(Ibd)에 의해 동작된다.

이러한 동작과정중에, 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3)에 흐르는 전류는 본 발명의 FSC 제너레이터(400)에 의해서 제어된다. 상기 FSC 제너레이터(400)는, 내부 발생된 톱니파 전압(Vsaw)과 디밍 전압(Vdim)에 따라, 필드 시퀀셜 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)를 생성하여 3채널 전류원(500)에 출력하여, 상기 3채널 전류원(500)을 통해 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3) 각각의 휘도를 제어한다.

여기서, 상기 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)는, 서로 동일한 폭을 가지고 순차적으로 발생되는 순차 신호이다.

다음, 상기 3채널 전류원(500)은, 상기 제어부(100)의 제어에 따라, 접지측에 연결되어 제1,제2,제3 구동전류를 생성하는 제1,제2,제3 전류원(IS1,IS2,IS3)을 포함하는데, 여기서, 상기 제1,제2,제3 구동전류는 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3) 각각에 흐르는 구동 전류(Ird,Igd,Ibd)에 해당된다.

도 5를 참조하면, 상기 FSC 제너레이터(400)의 제1 칼라 PWM 신호(SP1)에 따라, 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 제1 칼라 LED 어레이(LA1)와 상기 제1 전류원(IS1)을 연결 또는 분리시킨다. 상기 FSC 제너레이터(400)의 제2 칼라 PWM 신호(SP2)에 따라, 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 제2 칼라 LED 어레이(LA2)와 상기 제2 전류원(IS2)을 연결 또는 분리시킨다. 그리고, 상기 FSC 제너레이터(400)의 제3 칼라 PWM 신호(SP3)에 따라, 상기 칼라 LED 백라이트(300)의 제3 칼라 LED 어레이(LA3)와 상기 제3 전류원(IS3)을 연결은 또는 분리시킨다.

이에 따라, 상기 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)에 의해서, 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3) 각각의 휘도가 조절된다.

이하, 도 4를 참조하여 상기 FSC 제너레이터(400)에 대해 자세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 상기 FSC 제너레이터(400)의 톱니파 생성부(410)는, 도 6에 도시한 바와 같이 기설정된 주파수를 갖는 톱니파 전압(Vsaw)을 생성하여 비교부(420)로 출력하면, 상기 비교부(420)는, 상기 톱니파 전압(Vsaw)과 도 6에 도시한 바와 같이, 외부로부터의 디밍 전압(Vdim)을 비교하여 PWM 신호를 제공한다.

이에 대해 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 톱니파 전압(Vsaw)이 디밍 전압(Vdim) 이상이면 하이레벨을 출력하고, 상기 톱니파 전압(Vsaw)이 디밍 전압(Vdim)보다 낮으면 로우레벨을 출력하며, 이와 같이 하이레벨과 로우레벨을 갖는 PWM 신호는 FSC 로직부(430)에 입력된다.

이후, 상기 FSC 로직부(430)는, 상기 PWM 신호(Spwm)를 2분주 및 4분주하고, 이 2분주 신호와 4분주 신호를 논리 연산하여 필드 시퀀셜 신호인 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)를 생성하여 상기 3채널 전류원(500)으로 출력한다.

또한, 상기 FSC 로직부(430)에 대해 도 4를 참조하여 자세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 상기 FSC 로직부(430)는, 제1 2진 카운터(431), 제2 2진 카운터(432), 인버터부(433), 제1 앤드게이트부(434), 제2 앤드게이트부(435) 및 오아게이트부(436)를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제1 2진 카운터(431)는 상기 비교부(420)의 출력신호를 2분주하여 제1 분주신호(SD1)를 도 6에 도시한 바와 같이 제공하고, 상기 제2 2진 카운터(432)는 상기 제1 2진 카운터(431)의 출력신호를 2분주하여 도 6에 도시한 바와 같이 제2 분주신호(SD2)를 제공한다. 또한, 상기 인버터부(433)는 상기 제1 및 제2 분주신호(SD1,SD2)를 인버팅하여 제1 및 제2 반전 신호(SI1,SI2)를 도 6에 도시한 바와 같이 제공한다.

이어서, 상기 제1 앤드게이트부(434)는, 상기 제1,제2 분주신호(SD1,SD2)와 제1,제2 반전신호(SI1,SI2)를 이용하여 제1 내지 제4 로직신호(S1~S4)를 제공하고, 상기 제2 앤드게이트부(435)는 상기 제1 내지 제4 로직 신호(S1~S4) 및 상기 PWM 신호(Spwm)를 이용하여 상기 제1,제2 및 제3 칼라 PWM 신호(SP1,SP2,SP3)를 제공한다.

한편, 본 발명의 칼라 LED 백라이트(300)에 포함된 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이(LA1,LA2,LA3)중, 상기 제2 칼라 LED 어레이(LA2)는, 복수의 녹색(Green) LED로 이루어지는 경우, 상기 제1 칼라 LED 어레이(LA1)는 복수의 적색(Red) LED로 이루어지고, 상기 제3 칼라 LED 어레이(LA3)는 복수의 청색(Blue) LED로 이루어질 수 있다.

이 경우, 상기 제1 칼라 PWM 신호(SP1)는 적색(Red) LED의 휘도를 제어하는 신호이고, 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2)는, 녹색(Green) LED의 휘도를 제어하는 신호이며, 이 경우, 상기 제3 칼라 PWM 신호(SP3)는, 청색(Blue) LED의 휘도를 제어하는 신호이다.

이와 달리, 상기 제2 칼라 LED 어레이(LA2)는, 복수의 녹색(Green) LED로 이루어지는 경우,상기 제1 칼라 LED 어레이(LA1)는 복수의 청색(Blue) LED로 이루어지고, 상기 제3 칼라 LED 어레이(LA3)는 복수의 적색(Red) LED로 이루어질 수 있다.

상기 제1 앤드게이트부(434)에 대한 일 구현예를 설명한다.

상기 제1 앤드게이트부(434)는, 제1 앤드게이트(AND1), 제2 앤드게이트 (AND2), 제3 앤드게이트(AND3) 및 제4 앤드게이트(AND4)를 포함한다.

이때, 상기 제1 앤드게이트(AND1)는, 상기 제1 및 제2 반전신호(SI1,SI2)를 논리곱하여 제1 로직신호(S1)를 제공하고, 상기 제2 앤드게이트(AND2)는, 상기 제1 분주신호(SD1)와 상기 제2 반전신호(SI2)를 논리곱하여 제2 로직신호(S2)를 제공하고, 상기 제3 앤드게이트(AND3)는 상기 제1 반전신호(SI1)와 상기 제2 분주신호(SD2)를 논리곱하여 제3 로직신호(S3)를 제공하며, 상기 제4 앤드게이트(AND4)는, 상기 제1 및 제2 분주신호(SD1,SD2)를 논리곱하여 제4 로직신호(S4)를 제공한다.

도 6을 참조하면, 상기 제1,제2,제3 및 제4 로직신호(S1,S2,S3,S4)는, 도 6에 도시한 바와 같이 서로 오버랩되지 않는 하이레벨을 순차적으로 갖는 순차 신호가 된다.

상기 제2 앤드게이트부(435)에 대한 일 구현예를 설명한다.

상기 제2 앤드게이트부(435)는, 제5 앤드게이트(AND5), 제6앤드게이트(AND6), 제7 앤드게이트(AND7) 및 제8 앤드게이트(AND8)를 포함한다.

이때, 상기 제5 앤드게이트(AND5)는, 상기 제1 로직신호(S1)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제1 칼라 PWM 신호(SP1)를 제공하고, 상기 제6앤드게이트(AND6)는 제5 앤드게이트(AND5)와, 상기 제2 로직신호(S2)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2)를 제공하고, 상기 제7 앤드게이트(AND7)는 상기 제3 로직신호(S3)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제3 칼라 PWM 신호(SP3)를 제공하며, 상기 제8 앤드게이트(AND8)는, 상기 제4 로직신호 (S4)와 상기 PWM 신호(Spwm)를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2)를 제공한다.

또한, 상기 오아게이트부(436)는, 상기 제2 로직신호(S2)와 상기 PWM 신호(Spwm)의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호(SP2)와, 상기 제4 로직신호(S4)와 상기 PWM 신호(Spwm)의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호(SP2)를 논리합한다.

도 6을 참조하면, 상기 제1,제2,제3 및 제4 로직신호(S1,S2,S3,S4)의 하이레벨이 상기 PWM 신호(Spwm)의 순차적인 서로 다른 펄스에 동기되어 제1 칼라 PWM 신호(SP1),제2 칼라 PWM 신호(SP2),제3 칼라 PWM 신호(SP3) 및 제2 칼라 PWM 신호(SP2)가 한 주기내에서 순차적으로 하이레벨을 갖게 되며, 이에 따라, 상기 제1 칼라 PWM 신호(SP1),제2 칼라 PWM 신호(SP2),제3 칼라 PWM 신호(SP3) 및 제2 칼라 PWM 신호(SP2)는 필드 시퀀셜 칼라(Field Sequential Color) 모드의 필드 순차 신호가 된다.

전술한 바와 같아, 상기 제2 칼라 PWM 신호(SP2)가 녹색(Green) LED의 PWM 신호일 경우, 한 주기에 녹색 LED의 점등이 2번으로 다른 칼라 LED보다 1회 더 점등되는 이유는 상기 녹색(Green) LED가 다른 색상인 적색(Red) LED나 청색(Blue) LED에 비해 색감이 떨어지기 때문이다.

이와 같이, 적색(Red) LED, 녹색(Green) LED 및 청색(Blue) LED를 순차적으로 점등시키는 FSC 구동방식에서, 각 칼라 LED의 점등 시간을 동일한 PWM 폭으로 하고, 한 주기내에서 색감이 떨어지는 녹색(Green) LED의 점등 횟수를 상대적으로 많게 하여 색 재현성을 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명은, 필드 순차 칼라(FSC) 모드의 액정 표시 장치에 적용되는 FSC 제너레이터를 간단하게 구현하고, 또한, FSC 구동방식에 버스트 모드 구동방식을 결합하여 각 구동방식의 장점을 취할 수 있게 되었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 장치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 필드 순차 구동 방식에 버스트 모드 PWM 디밍을 적용하여 휘도 효율을 향상시키고 색왜곡을 줄일 수 있으며, 또한 색재현성 및 해상도를 높일 수 있고, 전력 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

즉, 필드 시퀀셜(Field Sequential) 구동이 가능한 적색(RED)-녹색(GREEN)-청색(BLUE)-녹색(GREEN) 순차 신호를 발생하여 필드 시퀀셜(Field Sequential)을 구현할 수 있고, 각각의 순차신호를 디밍 신호를 사용하여 듀티(DUTY) 조절이 가능함으로 버스트 모드 PWM 디밍(Burst Mode PWM Dimming) 기능을 구현할 수 있으며, 최종적으로 필드 시퀀셜(Field Sequential) 구동과 버스트 모드 PWM 디밍(Burst Mode PWM Dimming) 기능을 동시 구현하여 칼라 LED 백라이트 방식의 TFT LCD의 필드 시퀀셜 구동을 가능하게 하였다.

이에 따라, TFT LCD의 칼라 필터를 제거할 수 있게 되어, 칼라 필터에 의한 휘도감소 및 색왜곡을 제거할 수 있고, 픽셀(Pixel)의 크기를 기존 방식 TFT LCD와 비교하여 1/3 수준으로 작게 만들어 화소를 크게 할 수 있으며, 칼라 R.G.B 광원을 개별 사용하여, 색 재현성을 높일 수 있고, R.G.B LED를 시분할 하여 구동하므로 전력 소비량을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims

외부 조절에 응답하여 구동을 제어하는 제어부;

상기 제어부의 제어에 따라 배터리 전압을 구동 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터;

서로 병렬로 연결된 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이를 포함하고, 상기 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이 각각은 상기 DC/DC 컨버터로부터의 구동전압에 의해 동작하는 칼라 LED 백라이트;

내부 발생된 톱니파 전압과 디밍 전압에 따라, 필드 시퀀셜 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호를 생성하는 FSC 제너레이터; 및

상기 제어부의 제어에 따라 제1,제2,제3 구동전류를 생성하고, 상기 FSC 제너레이터의 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호에 따라 상기 칼라 LED 백라이트의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이 각각을 통해 흐르는 상기 제1,제2,제3 구동전류의 흐름을 온/오프 스위칭하여, 상기 칼라 LED 백라이트의 제1,제2,제3 칼라 LED 어레이의 휘도를 조절하는 3채널 전류원를 구비하고,

상기 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호는, 서로 동일한 폭을 가지고 순차적으로 발생되는 순차 신호인 것을 특징으로 하는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 FSC 제너레이터는,

톱니파 전압을 생성하는 톱니파 생성부;

상기 톱니파 생성부의 톱니파 전압과 외부로부터의 디밍 전압을 비교하여 PWM 신호를 제공하는 비교부; 및

상기 PWM 신호를 2분주 및 4분주하고, 이 2분주 신호와 4분주 신호를 논리 연산하여 필드 시퀀셜 신호인 제1,제2,제3 칼라 PWM 신호를 생성하는 FSC 로직부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 FSC 로직부는,

상기 비교부의 출력신호를 2분주하는 제1 분주신호를 제공하는 제1 2진 카운터;

상기 제1 2진 카운터의 출력신호를 2분주하여 제2 분주신호를 제공하는 제2 2진 카운터;

상기 제1 및 제2 분주신호를 인버팅하여 제1 및 제2 반전 신호를 제공하는 인버터부;

상기 제1 및 제2 반전신호를 논리곱하여 제1 로직신호를 제공하고, 상기 제1 분주신호와 상기 제2 반전신호를 논리곱하여 제2 로직신호를 제공하고, 상기 제1 반전신호와 상기 제2 분주신호를 논리곱하여 제3 로직신호를 제공하며, 상기 제1 및 제2 분주신호를 논리곱하여 제4 로직신호를 제공하는 제1 앤드게이트부; 및

상기 제1 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제1 칼라 PWM 신호를 제공하고, 상기 제2 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호를 제공하고, 상기 제3 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제3 칼라 PWM 신호를 제공하고, 상기 제4 로직신호와 상기 PWM 신호를 논리곱하여 상기 제2 칼라 PWM 신호를 제공하는 제2 앤드게이트부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 FSC 로직부는,

상기 제2 로직신호와 상기 PWM 신호의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호와, 상기 제4 로직신호와 상기 PWM 신호의 논리곱에 의한 제2 칼라 PWM 신호를 논리합하는 오아게이트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2 칼라 LED 어레이는

복수의 녹색 LED로 이루어진 것을 특징으로 하는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 FSC 로직부는,

각 주기마다, 상기 제1 칼라 PWM 신호, 상기 제2 칼라 PWM 신호, 상기 제3 칼라 PWM 신호 및 상기 제2 칼라 PWM 신호를 순차 공급하는 것을 특징으로 하는 필 드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 칼라 LED 어레이는 복수의 적색 LED로 이루어지고,

상기 제3 칼라 LED 어레이는 복수의 청색 LED로 이루어진 것을 특징으로 하는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 칼라 LED 어레이는 복수의 청색 LED로 이루어지고,

상기 제3 칼라 LED 어레이는 복수의 적색 LED로 이루어진 것을 특징으로 하는 필드 순차 칼라 모드의 액정 표시 장치.