KR101451577B1 - 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도 검출용 발광 다이오드를 이용하여 복수의 블록으로 분할된 발광 다이오드 어레이의 각 블록의 색 좌표를 일정하게 제어함과 아울러 각 블록별 휘도에 따라 표시화상의 부분 휘도를 제어하기 위하여 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 액정셀을 가지는 액정 표시패널; 입력되는 데이터 신호를 데이터 전압을 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 상기 게이트 라인들에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 상기 데이터 구동회로 및 게이트 구동회로를 제어함과 아울러 상기 데이터 신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 타이밍 제어부; 상기 액정 표시패널을 복수의 블록으로 분할하고 상기 각 블록에 대응되도록 설치된 발광 다이오드 어레이에서 발생되는 광을 상기 액정 표시패널의 각 블록에 조사하는 백 라이트 유닛; 상기 백 라이트 유닛에 설치되어 휘도 검출용 광을 발생하는 휘도 검출용 발광 다이오드; 및 상기 액정 표시패널의 각 블록에 공급되는 상기 데이터 신호들을 통해 검출되는 블록별 휘도 데이터와 상기 휘도 검출용 광의 적색, 녹색 및 청색 성분을 이용하여 상기 백 라이트 유닛을 구동하는 백 라이트 구동부를 포함하며, 상기 백 라이트 구동부는 상기 액정 표시패널의 각 블록에 공급되는 상기 데이터 신호들을 이용하여 상기 블록별 휘도 데이터를 검출하는 블록별 휘도 제어부; 상기 휘도 검출용 광의 적색, 녹색 및 청색 성분을 검출하는 센서; 상기 적색, 녹색 및 청색 성분 및 상기 블록별 휘도 데이터를 이용하여 블록별 디밍신호를 생성하는 발광 다이오드 제어부; 및 상기 센서가 설치되고 상기 블록별 디밍신호에 따라 블록별 구동전류를 생성하여 상기 각 발광 다이오드 어레이에 공급하는 발광 다이오드 드라이버를 포함한다.
LED, 부분 휘도, 게인, 블록, 센서

Description

액정 표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 휘도 검출용 발광 다이오드를 이용하여 복수의 블록으로 분할된 발광 다이오드 어레이의 각 블록의 색 좌표를 일정하게 제어함과 아울러 각 블록별 휘도에 따라 표시화상의 부분 휘도를 제어할 수 있도록 한 액정 표시장치에 관한 것이다.
통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정패널에 의해 백 라이트 유닛(Back Light Unit)에서 공급되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
백 라이트 유닛은 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 있다. 이 추세에 따라 백 라이트 유닛에 사용되는 형광 램프 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 이용한 백 라이트 유닛이 제안되었다.
발광 다이오드 어레이를 이용한 종래의 백 라이트 유닛은 케이스의 내부 바닥면에 설치된 복수의 발광 다이오드를 발생되는 광을 액정패널에 조사하게 된다. 또한, 발광 다이오드 어레이는 컬러센서를 이용하여 발광 다이오드 어레이의 휘도 변화를 피드백하여 발광 다이오드 어레이의 휘도를 제어함으로써 항상 일정한 휘도를 유지한다.
그러나, 종래의 백 라이트 유닛은 컬러센서에 의해 피드백 신호에 따라 화면 전체의 휘도를 조절하기 때문에 표시화상의 부분 휘도를 제어할 수 없다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 휘도 검출용 발광 다이오드를 이용하여 복수의 블록으로 분할된 발광 다이오드 어레이의 각 블록의 색 좌표를 일정하게 제어함과 아울러 각 블록별 휘도에 따라 표시화상의 부분 휘도를 제어할 수 있도록 한 액정 표시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 액정셀을 가지는 액정 표시패널; 입력되는 데이터 신호를 데이터 전압을 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 상기 게이트 라인들에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로; 상기 데이터 구동회로 및 게이트 구동회로를 제어함과 아울러 상기 데이터 신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 타이밍 제어부; 상기 액정 표시패널을 복수의 블록으로 분할하고 상기 각 블록에 대응되도록 설치된 발광 다이오드 어레이에서 발생되는 광을 상기 액정 표시패널의 각 블록에 조사하는 백 라이트 유닛; 상기 백 라이트 유닛에 설치되어 휘도 검출용 광을 발생하는 휘도 검출용 발광 다이오드; 및 상기 액정 표시패널의 각 블록에 공급되는 상기 데이터 신호들을 통해 검출되는 블록별 휘도 데이터와 상기 휘도 검출용 광을 이용하여 상기 백 라이트 유닛을 구동하는 백 라이트 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 표시장치는 상기 휘도 검출용 광을 상기 백 라이트 구동부로 안내하기 위한 광 가이드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트 유닛은 바닥면과 측벽을 가지는 케이스; 상기 각 블록에 대응되도록 상기 케이스에 바닥면에 배치되는 복수의 발광 다이오드 어레이; 상기 발광 다이오드 어레이와 마주보도록 상기 케이스의 전면에 배치되는 확산부재; 및 상기 확산부재 상에 배치되는 적어도 하나의 집광부재를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 어레이 각각은; 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 전면에 일정한 간격으로 배치되는 복수의 발광 다이오드 패키지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 휘도 검출용 발광 다이오드는 상기 인쇄회로기판의 배면에 설치되어 상기 휘도 검출용 광을 상기 광 가이드에 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정 표시장치는 휘도 검출용 발광 다이오드로부터의 광을 통해 검출된 휘도 검출용 광의 색 성분에 따른 게인 값을 각 블록별 휘도 데이터에 반영함으로써 각 블록의 색 좌표를 일정하게 유지시킴 수 있을 뿐만 아니라 각 블록에 대응되도록 배치된 발광 다이오드 어레이를 개별 제어를 통해 표시화상의 부분 휘도를 제어할 수 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 보여 주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 보여 주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 액정 표시패널(10); 타이밍 제어부(20); 데이터 구동회로(30); 게이트 구동회로(40); 발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, "LED"라 함) 백 라이트 유닛(50); 및 LED 백 라이트 구동부(60)를 포함하여 구성된다.
액정 표시패널(10)은 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 화소영역마다 형성된 박막 트랜지스터(미도시), 및 박막 트랜지스터에 접속된 액정 커패시터(미도시) 및 스토리지 커패시터(미도시)를 포함하여 구성된다.
액정 커패시터는 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극과, 액정을 사이에 두고 화소전극과 대면하는 공통전극으로 구성된다. 이때, 화소전극은 통짜로 형성되거나, 적어도 하나의 꺽임부 또는 굴곡부, 또는 일자 형태를 가지도록 일정한 간격으로 나란하게 형성된다. 박막 트랜지스터는 각 게이트 라인(GL)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 화소전극에 공급한다. 이러한, 액정 커패시터는 화소전극에 공급된 데이터 전압과 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정의 광 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 구현한다.
스토리지 커패시터는 액정 커패시터에 충전된 전압을 다음 데이터 전압이 공 급될 때까지 유지시킨다. 이러한, 스토리지 커패시터는 화소전극과 이전 게이트 라인의 중첩에 의해 형성되거나, 화소전극과 스토리지 라인의 중첩 또는 화소 전극과 공통전극 라인의 중첩에 의해 형성될 수 있다.
타이밍 제어부(20)는 입력되는 디지털 비디오 데이터 신호(RGB)를 액정 표시패널(10)의 구동에 알맞도록 정렬하고 정렬된 데이터 신호(R, G, B)를 데이터 구동회로(30) 및 LED 백 라이트 구동부(60) 각각에 공급한다.
또한, 타이밍 제어부(20)는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 클럭신호(DCLK) 등의 타이밍 신호를 입력받아 데이터 구동회로(30) 및 게이트 구동회로(40)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 이러한 타이밍 제어신호들은 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock; GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable; GOE) 등의 게이트 제어신호(GCS)를 포함한다. 또한, 타이밍 제어신호들은 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable; SOE), 극성 제어신호(Polarity; POL) 등의 데이터 제어신호(DCS)를 포함한다.
게이트 스타트 펄스(GSP)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인 즉, 제 1 게이트 라인에 공급되는 제 1 스캔펄스를 지시하는 타이밍 신호이다. 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC)는 게이트 구동회로(40) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 순차적 으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 신호이다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터가 표시될 1 수평라인에서 시작 화소를 지시한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(30) 내에서 데이터의 래치동작을 지시한다. 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable; SOE)는 데이터 구동회로(30)의 출력을 지시한다. 극성 제어신호(POL)는 액정 표시패널(10)의 액정셀들에 공급될 데이터 전압의 극성을 지시한다.
데이터 구동회로(30)는 타이밍 제어부(20)의 제어 하에 타이밍 제어부(20)로부터 입력되는 데이터 신호(R, G, B)를 래치한다. 그리고 데이터 구동회로(30)는 래치된 데이터(R, G, B)를 극성 제어신호(POL)에 따라 아날로그 정극성/부극성 감마전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압을 발생하고, 그 데이터 전압을 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
게이트 구동회로(40)는 쉬프트 레지스터 및 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀(P)의 박막 트랜지스터의 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터를 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성된다. 이 게이트 구동회로(40)는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 스캔펄스를 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 구동회로(40)는 레벨 쉬프터와 게이트 라인(GL) 사이에 접속되는 출력 버퍼를 더 포함할 수 있다. 그리고, 게이트 구동회로(40)는 액정 표시패널(10)의 박막 트랜지스터 형성과 동시에 기판상에 형성될 수 있다.
LED 백 라이트 유닛(50)은 케이스(52); 복수의 LED 어레이(54); 확산부 재(56); 제 1 및 제 2 집광부재(58, 59); 휘도 검출용 LED(70); 및 광 가이드(76)를 포함하여 구성된다.
케이스(52)는 복수의 LED 어레이(54)가 설치되는 바닥면과, 바닥면으로부터 절곡된 측벽들을 포함하여 구성된다.
케이스(52)의 바닥면 및 측벽에는 반사부재(미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 반사부재는 복수의 LED 어레이(54)로부터의 광을 확산부재(56) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 손실을 방지하여 광 효율을 향상시킨다. 이를 위해, 반사부재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)의 재질의 판(Plate) 또는 시트(Sheet)로 형성될 수 있으며, 은(Ag) 또는 알루미늄(Ag)이 코팅될 수 있다.
복수의 LED 어레이(54) 각각은 케이스(10)의 바닥면에 일정한 간격으로 설치되어 LED 백 라이트 구동부(60)로부터 공급되는 구동전류에 의해 발광한다.
복수의 LED 어레이(54) 각각은 케이스(10)의 바닥면에 배치되는 인쇄회로기판(51) 및 인쇄회로기판(51) 상에 일정한 간격을 가지도록 배치되는 복수의 LED 패키지(53)를 포함하여 구성된다.
인쇄회로기판(51)은 각 LED 패키지에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 금속 인쇄회로기판이다. 여기서, 금속 인쇄회로기판은 알루미늄이나 동합금의 메탈소재인 베이스 기판; 베이스 기판 상에 형성된 절연층; 절연층 상에 형성된 배선층; 및 배선층을 덮는 배선 보호층으로 구성된다.
복수의 LED 패키지(53)는 적색(R) LED, 녹색(G) LED 및 청색(B) LED로 구성된 멀티 칩(Multi Chip) 형태로 구성된다. 이때, 적색 LED는 LED 백 라이트 구동 부(60)로부터 공급되는 적색 구동전류에 의해 발광하여 적색 광을 발생하고, 녹색 LED는 LED 백 라이트 구동부(60)로부터 공급되는 녹색 구동전류에 의해 발광하여 녹색 광을 발생하고, 청색 LED는 LED 백 라이트 구동부(60)로부터 공급되는 청색 구동전류에 의해 발광하여 청색 광을 발생한다. 이에 따라, 각 LED 패키지(53)는 화이트 밸런싱(White balancing)에 의해 적색(R) LED, 녹색(G) LED 및 청색(B) LED 각각으로부터 발생되는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광이 혼합된 백색광을 방출한다.
확산부재(56)는 복수의 LED 어레이(54)와 마주보도록 케이스(52)의 전면에 배치된다. 이러한, 확산부재(56)는 각 LED 어레이(54)로부터의 광을 전영역으로 확산시킴으로써 휘도 및 균일도 등의 광 특성을 향상시켜 제 1 집광부재(58)에 조사한다.
제 1 집광부재(58)는 베이스 필름(미도시); 및 베이스 필름의 상부면에 형성된 제 1 집광패턴(미도시)을 포함하여 구성된다. 이때, 제 1 집광패턴은 확산부재(56)로부터 조사되는 광의 집광 또는 정면 휘도를 증가시키기 위한 제 1 요철 패턴을 포함한다. 예를 들어, 요청 패턴은 삼각 단면의 프리즘(Prism), 피라미드 형태의 프리즘, 사각뿔, 삼각기둥, 곡면 형태의 렌즈; 및 규칙적 또는 비규칙적으로 형성되는 타원형 렌티큘라 렌즈 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.
제 2 집광부재(59)는 베이스 필름(미도시); 및 베이스 필름의 상부면에 형성된 제 2 집광패턴(미도시)을 포함하여 구성된다. 이때, 제 2 집광패턴은 제 1 집광부재(58)로부터 조사되는 광의 재집광 또는 정면 휘도를 증가시키기 위한 제 2 요철 패턴을 포함한다. 여기서, 제 2 요철 패턴은 그 형태에 따라 제 1 요철 패턴 의 방향과 교차하는 방향으로 형성될 수 있다.
휘도 검출용 LED(70)는 복수의 LED 어레이(54) 중 어느 하나의 배면에 배치되어 LED 백 라이트 구동부(60)로부터 공급되는 일정한 구동전류에 의해 발광하여 일정한 휘도를 가지는 휘도 검출용 광(74)을 발생한다.
광 가이드(76)는 케이스(52)의 바닥면에 형성된 홀(52H)에 삽입되어 검출용 LED(70)를 감싼다. 이러한, 광 가이드(76)는 휘도 검출용 LED(70)에서 발생된 휘도 검출용 광(74)을 LED 백 라이트 구동부(60)로 안내한다.
이와 같은, LED 백 라이트 유닛(50)은 LED 백 라이트 구동부(60)로부터 각 LED 어레이(54)에 공급되는 적색, 녹색 및 청색 구동전류에 의해 각 LED 어레이(54)의 각 LED 패키지(53)를 발광시켜 백색광을 발생하고, 확산부재(56), 제 1 및 제 2 집광부재(58, 59)를 통해 백색광의 휘도 및 균일도 등의 광 특성을 향상시켜 액정 표시패널(10)에 조사한다.
LED 백 라이트 구동부(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 블록별 휘도 제어부(62); LED 제어부(64); 제 1 및 제 2 LED 드라이버(66, 68)를 포함하여 구성된다.
제 1 LED 드라이버(66)는 LED 제어부(64)로부터 공급되는 제 1 내지 j(단, j는 i/2) 블록 디밍신호(BDim_1 내지 BDim_j) 각각에 대응되는 듀티 온(Duty On) 주기를 가지는 제 1 내지 제 j 구동전류를 생성하여 제 1 내지 제 j LED 어레이(54)에 공급한다. 이때, 제 1 내지 j 블록 디밍신호(BDim_1 내지 BDim_j) 각각은 후술하는 적색, 녹색 및 청색 디밍신호를 포함한다. 또한, 제 1 내지 제 j 구동전류 각각은 후술하는 적색, 녹색 및 청색 LED용 구동전류를 포함한다.
제 2 LED 드라이버(68)는 LED 제어부(64)로부터 공급되는 제 j+1 내지 i 블록 디밍신호(BDim_j+1 내지 BDim_i) 각각에 대응되는 듀티 온 주기를 가지는 제 j+1 내지 제 i 구동전류를 생성하여 제 j+1 내지 제 i LED 어레이(54)에 공급한다. 이때, 제 j+1 내지 i 블록 디밍신호(BDim_j+1 내지 BDim_i) 각각은 후술하는 적색, 녹색 및 청색 디밍신호를 포함한다. 또한, 제 j+1 내지 제 i 구동전류 각각은 후술하는 적색, 녹색 및 청색 LED용 구동전류를 포함한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 LED 드라이버(66, 68) 중 어느 하나, 예를 들어 제 1 드라이버(66)에는 컬러센서(72)가 배치된다.
컬러센서(72)는 LED 백 라이트 유닛(50)의 광 가이드(76)에 삽입되도록 제 1 드라이버(66)에 배치된다. 이러한, 컬러센서(72)는 광 가이드(76)를 통해 휘도 검출용 LED(70)로부터 조사되는 휘도 검출용 광(74)의 적색, 녹색 및 청색 성분(Sr, Sg, Sb)을 검출하여 LED 제어부(64)에 공급한다.
블록별 휘도 제어부(62)는 액정 표시패널(10)을 i개(단, i는 자연수)의 블록으로 나누고, 타이밍 제어부(20)로부터 각 블록에 공급되는 데이터 신호(R, G, B)를 이용하여 블록별 휘도 데이터(BLD_1 내지 BLD_i)를 검출한다. 예를 들어, 블록별 휘도 제어부(62)는 각 블록에 공급될 데이터 신호들 중 최대 계조 값을 블록별 휘도 데이터(BLD_1 내지 BLD_i)로 검출할 수 있다. 다른 예로, 블록별 휘도 제어부(62)는 각 블록에 공급될 데이터 신호들의 평균 계조 값을 블록별 휘도 데이터(BLD_1 내지 BLD_i)로 검출할 수도 있다.
한편, 블록별 휘도 제어부(62)는 각 블록에 공급될 데이터 신호들의 휘도 값을 이용하여 블록별 휘도 데이터(BLD_1 내지 BLD_i)로 검출할 수도 있다.
이를 위해, 블록별 휘도 제어부(62)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 감마 보정부(110); 휘도 추출부(120); 및 블록별 휘도 데이터 생성부(130)를 포함하여 구성된다.
감마 보정부(110)는 아래의 수학식 1과 같이 타이밍 제어부(20)로부터의 데이터 신호(R, G, B)를 감마 보정하여 선형화된 보정 데이터(Rc, Gc, Bc)를 생성한다.
R1=Rλ
G1=Gλ
B1=Bλ
휘도 추출부(120)는 감마 보정부(110)로부터 공급되는 보정 데이터(Rc, Gc, Bc)의 휘도성분(Y)을 추출한다. 여기서, 휘도성분(Y)은 아래의 수학식 2에 의하여 추출될 수 있다.
Y = 0.299 × R1 + 0.587 × G1 + 0.114 × B1
블록별 휘도 데이터 생성부(130)는 각 블록의 휘도성분들(Y) 중 가장 큰 값을 가지는 휘도성분(Y)을 블록별 휘도 데이터(BLD_1 내지 BLD_i)로 생성한다. 다 른 예로, 블록별 휘도 데이터 생성부(130)는 각 블록의 휘도성분들(Y)의 평균 휘도성분(Y)을 블록별 휘도 데이터(BLD_1 내지 BLD_i)로 생성할 수 있다.
도 1에서, LED 제어부(64)는 블록별 휘도 제어부(62)로부터 공급되는 블록별 휘도 데이터(BLD_1 내지 BLD_i) 및 컬러센서(70)로부터 공급되는 휘도 검출용 광(74)의 적색, 녹색 및 청색 성분(Sr, Sg, Sb)을 이용하여 제 1 내지 i 블록 디밍신호(BDim_1 내지 BDim_i)를 생성한다. 그리고, LED 제어부(64)는 생성된 제 1 내지 j 블록 디밍신호(BDim_1 내지 BDim_j)를 제 1 LED 드라이버(66)에 공급함과 아울러 제 j+1 내지 i 블록 디밍신호(BDim_j+1 내지 BDim_i)를 제 2 LED 드라이버(68)에 공급한다.
이를 위해, LED 제어부(64)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 게인 설정부(210); 및 제 1 내지 제 i 블록 제어부(2201 내지 220i)를 포함하여 구성된다.
게인 설정부(210)는 컬러센서(70)로부터 공급되는 휘도 검출용 광(74)의 적색, 녹색 및 청색 성분(Sr, Sg, Sb) 각각에 대응되는 적색, 녹색 및 청색 게인 값(Gr, Gg, Gb)을 생성하여 제 1 내지 제 i 블록 제어부(2201 내지 220i) 각각에 공급한다. 여기서, 게인 값(Gr, Gg, Gb)은 LED 백 라이트 유닛(50)에서 발생되는 광의 색 좌표를 일정하게 유지시키기 위하여 0 내지 1 범위를 설정된다.
제 1 내지 제 i 블록 제어부(2201 내지 220i) 각각은, 도 5에 도시된 바와 같이, 비교부(310); 스위칭부(320); 적색 디밍신호 생성부(330); 녹색 디밍신호 생성부(340); 및 청색 디밍신호 생성부(350)를 포함하여 구성된다.
비교부(310)는 기준 데이터와 블록별 휘도 데이터(BLD)를 비교하여 비교 결 과에 대응하는 비교신호(CS)를 스위칭부(310)에 공급한다. 여기서, 기준 데이터는 블록별 휘도 데이터(BLD)의 크기가 작을 경우 또는 적색, 녹색 및 청색 성분(Sr, Sg, Sb)이 작을 경우에 휘도 제어의 오차가 증가하기 때문에 휘도 제어의 오차를 최소화할 수 있도록 설정된다. 이에 따라, 기준 데이터는 낮은 계조, 예를 들어 50 계조로 설정되는 것이 바람직한다.
이에 따라, 비교부(310)는 블록별 휘도 데이터(BLD)가 50 계조 이상일 경우 제 1 논리 상태의 비교신호(CS)를 생성하고, 그렇지 않은 경우 제 2 논리 상태의 비교신호(CS)를 생성한다.
스위칭부(320)는 비교부(310)로부터 공급되는 비교신호(CS)에 따라 적색, 녹색 및 청색 게인 값(Gr, Gg, Gb) 각각을 해당하는 적색 디밍신호 생성부(330); 녹색 디밍신호 생성부(340); 및 청색 디밍신호 생성부(350)로 공급한다. 이때, 스위칭부(320)는 비교신호(CS)가 제 1 논리 상태일 경우 게인 값(Gr, Gg, Gb)을 각 디밍신호 생성부(330, 340, 350)로 공급하고, 비교신호(CS)가 제 2 논리 상태일 경우에는 게인 값(Gr, Gg, Gb)을 각 디밍신호 생성부(330, 340, 350)로 공급하지 않는다.
적색 디밍신호 생성부(330)는 스위칭부(320)로부터 공급되는 적색 게인 값(Gr)이 공급될 경우 적색 게인 값(Gr)과 블록별 휘도 데이터(BLD)를 곱셈 연산하여 적색 디밍신호(BDim_R)를 생성하고, 스위칭부(320)로부터 적색 게인 값(Gr)이 공급되지 않을 경우에는 블록별 휘도 데이터(BLD)를 적색 디밍신호(BDim_R)로 생성한다.
녹색 디밍신호 생성부(340)는 스위칭부(320)로부터 공급되는 녹색 게인 값(Gg)이 공급될 경우 녹색 게인 값(Gg)과 블록별 휘도 데이터(BLD)를 곱셈 연산하여 녹색 디밍신호(BDim_G)를 생성하고, 스위칭부(320)로부터 녹색 게인 값(Gg)이 공급되지 않을 경우에는 블록별 휘도 데이터(BLD)를 녹색 디밍신호(BDim_G)로 생성한다.
적색 디밍신호 생성부(330)는 스위칭부(320)로부터 공급되는 청색 게인 값(Gb)이 공급될 경우 청색 게인 값(Gb)과 블록별 휘도 데이터(BLD)를 곱셈 연산하여 청색 디밍신호(BDim_B)를 생성하고, 스위칭부(320)로부터 청색 게인 값(Gb)이 공급되지 않을 경우에는 블록별 휘도 데이터(BLD)를 청색 디밍신호(BDim_B)로 생성한다.
이와 같은, 제 1 내지 제 i 블록 제어부(2201 내지 220i) 각각은 블록별 휘도 데이터(BLD)가 기준 데이터 이상일 경우에만 적색, 녹색 및 청색 게인 값(Gr, Gg, Gb) 각각을 블록별 휘도 데이터(BLD)에 곱셈하여 적색 디밍신호(BDim_R); 녹색 디밍신호(BDim_G); 및 청색 디밍신호(BDim_B)를 포함하는 블록 디밍신호(BDim_k; 단, k는 1 내지 i인 자연수)를 생성하고, 생성된 블록 디밍신호(BDim_k)를 해당하는 제 1 및 제 2 LED 드라이버(66, 68)에 공급한다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 휘도 검출용 LED(70)를 통해 검출된 적색, 녹색 및 청색 성분(Sr, Sg, Sb)에 대응되는 녹색 및 청색 게인 값(Gr, Gg, Gb)을 생성하고, 각 블록별 휘도 데이터(BLD)에 녹색 및 청색 게인 값(Gr, Gg, Gb)을 곱셈하여 각 블록별 블록 디밍신호(BDim)을 생성하고, 생성된 블 록 디밍신호(BDim)에 대응되는 듀티 온 주기를 가지는 구동전류를 생성하여 각 LED 어레이(54)에 배치된 각 LED 패키지(53)를 발광시킨다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 휘도 검출용 발광 다이오드(70)로부터의 광을 통해 검출된 휘도 검출용 광의 색 성분에 따른 게인 값을 각 블록별 휘도 데이터에 반영함으로써 각 블록의 색 좌표를 일정하게 유지시킴 수 있을 뿐만 아니라 각 블록에 대응되도록 배치된 LED 어레이(54)를 개별 제어를 통해 표시화상의 부분 휘도를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 보여 주는 도면이고;
도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 백 라이트 유닛을 개략적으로 보여 주는 단면도이고;
도 3은 도 1에 도시된 블록별 휘도 제어부를 보여 주는 블록도이고;
도 4는 도 1에 도시된 발광 다이오드 제어부를 보여 주는 블록도이고; 및
도 5는 도 4에 도시된 각 블록 제어부를 보여 주는 블록도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
10 : 액정 표시패널 20 : 타이밍 제어부
30 : 데이터 구동회로 40 : 게이트 구동회로
50 : LED 백 라이트 유닛 54 : LED 어레이
60 : LED 백 라이트 구동부 62 : 블록별 휘도 제어부
64 : LED 제어부 66 : 제 1 LED 드라이버
68 : 제 2 LED 드라이버 70 : 휘도 검출용 LED
72 : 컬러센서 74 : 휘도 검출용 광

Claims (14)

  1. 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 액정셀을 가지는 액정 표시패널;
    입력되는 데이터 신호를 데이터 전압을 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로;
    상기 게이트 라인들에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로;
    상기 데이터 구동회로 및 게이트 구동회로를 제어함과 아울러 상기 데이터 신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 타이밍 제어부;
    상기 액정 표시패널을 복수의 블록으로 분할하고 상기 각 블록에 대응되도록 설치된 발광 다이오드 어레이에서 발생되는 광을 상기 액정 표시패널의 각 블록에 조사하는 백 라이트 유닛;
    상기 백 라이트 유닛에 설치되어 휘도 검출용 광을 발생하는 휘도 검출용 발광 다이오드; 및
    상기 액정 표시패널의 각 블록에 공급되는 상기 데이터 신호들을 통해 검출되는 블록별 휘도 데이터와 상기 휘도 검출용 광의 적색, 녹색 및 청색 성분을 이용하여 상기 백 라이트 유닛을 구동하는 백 라이트 구동부를 포함하며,
    상기 백 라이트 구동부는 상기 액정 표시패널의 각 블록에 공급되는 상기 데이터 신호들을 이용하여 상기 블록별 휘도 데이터를 검출하는 블록별 휘도 제어부; 상기 휘도 검출용 광의 적색, 녹색 및 청색 성분을 검출하는 센서; 상기 적색, 녹색 및 청색 성분 및 상기 블록별 휘도 데이터를 이용하여 블록별 디밍신호를 생성하는 발광 다이오드 제어부; 및 상기 센서가 설치되고 상기 블록별 디밍신호에 따라 블록별 구동전류를 생성하여 상기 각 발광 다이오드 어레이에 공급하는 발광 다이오드 드라이버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 검출용 광을 상기 백 라이트 구동부로 안내하기 위한 광 가이드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 백 라이트 유닛은;
    바닥면과 측벽을 가지는 케이스;
    상기 각 블록에 대응되도록 상기 케이스에 바닥면에 배치되는 복수의 발광 다이오드 어레이;
    상기 발광 다이오드 어레이와 마주보도록 상기 케이스의 전면에 배치되는 확산부재; 및
    상기 확산부재 상에 배치되는 적어도 하나의 집광부재를 포함하며,
    상기 복수의 발광 다이오드 어레이 각각은;
    인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 전면에 일정한 간격으로 배치되는 복수의 발광 다이오드 패키지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 휘도 검출용 발광 다이오드는 상기 인쇄회로기판의 배면에 설치되어 상기 휘도 검출용 광을 상기 광 가이드에 조사하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 가이드는 상기 케이스의 바닥면에 형성된 홀에 삽입되어 상기 휘도 검출용 발광 다이오드를 감싸는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록별 휘도 제어부는 상기 각 블록에 공급되는 데이터 신호들의 계조 값 또는 휘도 값을 이용하여 상기 블록별 휘도 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 블록별 휘도 데이터는 상기 각 블록에 공급되는 데이터 신호들 중 최대 계조 값 또는 평균 계조 값인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 블록별 휘도 제어부는;
    상기 데이터 신호를 감마 보정하여 보정 데이터를 생성하는 감마 보정부;
    상기 보정 데이터에서 휘도 값을 추출하는 휘도 추출부; 및
    상기 추출된 각 블록의 휘도 값들을 이용하여 상기 블록별 휘도 데이터를 생성하는 블록별 휘도 데이터 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 블록별 휘도 데이터는 상기 각 블록에 공급되는 데이터 신호들의 휘도 값 중 가장 큰 휘도 값 또는 평균 휘도 값인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 제어부는;
    상기 센서로부터 공급되는 광의 상기 적색, 녹색 및 청색 성분에 따라 게인 값을 설정하는 게인 설정부; 및
    상기 게인 값 및 상기 블록별 휘도 데이터를 이용하여 상기 블록별 디밍신호를 생성하는 복수의 블록 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 블록 제어부 각각은;
    기준 데이터와 상기 블록별 휘도 데이터를 비교하여 비교신호를 생성하는 비교부;
    상기 비교신호에 따라 상기 게인 값을 스위칭하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부의 스위칭에 따라 공급되는 상기 게인 값과 상기 블록별 휘도 데이터를 곱셈 연산하여 상기 블록별 디밍신호를 생성하거나 상기 블록별 휘도 데이터만을 이용하여 상기 블록별 디밍신호를 생성하는 디밍신호 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 각 발광 패키지는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 블록별 디밍신호는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 각각을 제어하기 위한 블록별 적색, 녹색 및 청색 디밍신호를 포함하며;
    상기 디밍신호 생성부는;
    상기 게인 값과 상기 블록별 휘도 데이터를 곱셈 연산하여 상기 블록별 디밍신호를 생성하거나 상기 블록별 휘도 데이터만을 이용하여 상기 블록별 적색 디밍신호를 생성하는 적색 디밍신호 생성부;
    상기 게인 값과 상기 블록별 휘도 데이터를 곱셈 연산하여 상기 블록별 디밍신호를 생성하거나 상기 블록별 휘도 데이터만을 이용하여 상기 블록별 녹색 디밍신호를 생성하는 녹색 디밍신호 생성부; 및
    상기 게인 값과 상기 블록별 휘도 데이터를 곱셈 연산하여 상기 블록별 디밍신호를 생성하거나 상기 블록별 휘도 데이터만을 이용하여 상기 블록별 청색 디밍신호를 생성하는 청색 디밍신호 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
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