KR101689363B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시장치는 광을 발생하는 백라이트 장치 및 상기 광을 수신하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고, 백라이트 장치는 구동전압을 출력하는 구동회로 및 각각이 제1 단자를 통해 상기 구동전압을 수신하고 제2 단자를 통해 기준전압을 수신하여 광을 발생하는 p(2 이상의 자연수)개 광원 블록을 포함한다. 상기 p개의 광원 블록은 적어도 둘 이상의 광원 블록으로 그룹핑 된 복수의 그룹들로 나뉘어지며, 상기 구동회로는 상기 광원 블록들의 제1 단자에 상기 구동전압을 인가하는 제1 스위칭부 및 상기 광원 블록들 중 적어도 하나의 광원 블록의 상기 제2 단자에 상기 기준전압을 인가하는 제2 스위칭부를 포함한다. 따라서, 표시장치는 광원 블록에 연결되는 배선수 및 구동회로에 구비되는 회로 소자들의 개수를 감소시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부품수 및 배선수를 감소시킬 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치 중 하나인 액정 표시 장치는 영상을 표시하는 액정 표시 패널 및 액정 표시 패널의 하부에 구비되어 액정 표시 패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛으로 이루어진다. 일반적으로, 백라이트 유닛에는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 주로 사용된다.
그러나, 최근 백라이트 유닛은 전력 소모량을 줄이면서 색 재현성을 향상시키기 위하여 냉음극 형광 램프 대신 발광 다이오드를 광원으로써 채용하고 있다. 발광 다이오드를 광원으로 채용하는 LED 백라이트 유닛은 다수의 발광 블록으로 이루어지고, 각 발광 블록은 직렬 연결된 다수의 발광 다이오드로 이루어진다.
또한, LED 백라이트 유닛은 발광 다이오드의 위치에 따라서 에지형 및 직하형으로 구분된다. 최근 액정 표시 장치의 경량화 및 슬림화에 따라 에지형 LED 백라이트 유닛이 확산되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 부품수 및 배선수를 감소시키기 위한 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 표시장치는 광을 발생하는 백라이트 장치 및 상기 광을 수신하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함한다. 상기 백라이트 장치는 구동전압을 출력하는 구동회로, 및 각각이 제1 단자를 통해 상기 구동전압을 수신하고 제2 단자를 통해 기준전압을 수신하여 광을 발생하는 p(2 이상의 자연수)개 광원 블록을 포함한다.
상기 p개의 광원 블록은 적어도 둘 이상의 광원 블록으로 그룹핑 된 복수의 그룹들로 나누어지며, 상기 구동회로는 상기 광원 블록들의 제1 단자에 상기 구동전압을 인가하는 제1 스위칭부 및 상기 광원 블록들 중 적어도 하나의 광원 블록의 상기 제2 단자에 상기 기준전압을 인가하는 제2 스위칭부를 포함한다.
이와 같은 표시장치에 따르면, 다수의 광원 블록의 턴-온 구간을 제어하는 스위칭 소자의 개수를 광원 블록의 개수보다 감소시킬 수 있음으로써, 백라이트 장치의 전체적인 부품수를 감소시킬 수 있다.
또한, 스위칭 소자의 개수의 감소에 따라 광원 블록들이 실장되는 인쇄회로기판에 구비되는 연결 배선들의 개수를 감소시킬 수 있고, 그 결과 인쇄회로기판의 전체 폭을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 내지 제6 스위칭 소자와 제1 내지 제9 광원 블록의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 내지 제6 제어신호 각각의 하이 구간에 따른 제1 내지 제9 광원 블록의 턴-온 구간을 나타낸 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 내지 제7 스위칭 소자와 제1 내지 제12 광원 블록의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 광원 유닛의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 유닛의 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 I 부분의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 절단선 Ⅲ-Ⅲ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블록도이다.
도 15는 도 14에 도시된 액정표시패널 및 광원 유닛의 대응 관계를 나타낸 평면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 제1 내지 제9 광원 블록 각각의 휘도를 나타낸 표이다.
도 17은 도 14에 도시된 타이밍 컨트롤러의 블록도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 내지 제6 스위칭 소자와 제1 내지 제9 광원 블록의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 18에 도시된 제1 내지 제6 제어신호 각각의 하이 구간에 따른 제1 내지 제9 광원 블록의 턴-온 구간을 나타낸 타이밍도이다.
도 20은 첫번째 내지 세번째 디밍 프레임에 따라서 동작하는 디밍 영역을 나타낸 평면도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 내지 제6 제어신호 및 제1 내지 제9 광원 블록의 턴-온 구간을 나타낸 타이밍도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 장치(100)는 구동회로(110), 광원 유닛(120), 제1 스위칭부(130) 및 제2 스위칭부(140)를 포함한다.
상기 구동회로(110)는 승압 회로(111) 및 디밍 회로(112)로 이루어진다. 상기 승압 회로(111)는 외부로부터 입력전압(Vin)을 수신하고, 상기 입력전압(Vin)을 상기 광원 유닛(120)을 구동하기에 적절한 구동전압(VLED)까지 승압한다.
상기 디밍 회로(112)는 외부로부터 디밍 신호(PWM)를 수신하고, 상기 디밍 신호(PWM)에 따라서 상기 광원 유닛(120)의 전체 휘도 또는 블록별 휘도를 제어하기 위한 제어신호들(본 발명의 일 예로, 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6))을 출력한다. 상기 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6) 중 상기 제1 내지 제3 제어신호(CS1~CS3)는 상기 제1 스위칭부(130)로 제공되고, 상기 제4 내지 제6 제어신호(CS4~CS6)는 상기 제2 스위칭부(140)로 제공된다. 상기 디밍 신호(PWM)에 따라서 상기 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6) 각각의 하이 구간의 폭이 조절될 수 있다. 상기 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6)에 대해서는 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 광원 유닛(120)은 다수의 광원 블록(본 발명의 일 예로, 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9))을 포함한다. 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)들 각각은 직렬 연결된 다수의 발광 다이오드(121)로 이루어진다. 본 발명의 일 예로, 각 광원 블록(LB1~LB9)이 3개의 발광 다이오드(121)가 직렬 연결된 구조를 갖는 것을 도시하였으나, 각 광원 블록(LB1~LB9)에 포함된 발광 다이오드(121)의 개수는 가변될 수 있다. 또한, 상기 광원 유닛(120)에 포함된 광원 블록의 개수도 9개에 한정되지 않는다.
상기 제1 스위칭부(130)는 제1 내지 제3 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3)를 포함한다.
상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 승압 회로(111)의 출력단자에 연결되어 상기 구동전압(VLED)을 수신하는 제1 전극, 상기 디밍 회로(112)로부터 상기 제1 제어신호(CS1)를 수신하는 제2 전극, 및 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1, LB2, LB3)의 제1 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 첫 번째 발광 다이오드의 애노드)에 공통으로 연결된 제3 전극을 구비한다. 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 승압 회로(111)의 출력단자에 연결되어 상기 구동전압(VLED)을 수신하는 제1 전극, 상기 디밍 회로(112)로부터 제2 제어신호(CS2)를 수신하는 제2 전극, 및 상기 제4 내지 제6 광원 블록(LB4, LB5, LB6)의 제1 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 첫 번째 발광 다이오드의 애노드)에 공통으로 연결된 제3 전극을 구비한다. 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 승압 회로(111)의 출력단자에 연결되어 상기 구동전압(VLED)을 수신하는 제1 전극, 상기 디밍 회로(112)로부터 제3 제어신호(CS3)를 수신하는 제2 전극, 및 상기 제7 내지 제9 광원 블록(LB7, LB8, LB9)의 제1 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 첫 번째 발광 다이오드의 애노드)에 공통으로 연결된 제3 전극을 구비한다.
상기 제2 스위칭부(140)는 제4 내지 제6 스위칭 소자(SW4, SW5, SW6)를 포함한다. 상기 제4 스위칭 소자(SW4)는 상기 제1, 제4 및 제7 광원 블록(LB1, LB4, LB7)의 제2 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 마지막 발광 다이오드의 캐소드)에 공통으로 연결된 제1 전극, 상기 디밍 회로(112)로부터 제4 제어신호(CS4)를 수신하는 제2 전극, 및 기준 전압을 수신하는 제3 전극을 구비한다. 상기 구동 전압(VLED)은 양의 전압이고, 상기 기준 전압은 접지 전압 또는 음의 전압일 수 있다. 상기 제5 스위칭 소자(SW5)는 상기 제2, 제5 및 제8 광원 블록(LB2, LB5, LB8)의 제2 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 마지막 발광 다이오드의 캐소드)에 공통으로 연결된 제1 전극, 상기 디밍 회로(112)로부터 제5 제어신호(CS5)를 수신하는 제2 전극, 및 기준 전압을 수신하는 제3 전극을 구비한다. 상기 제6 스위칭 소자(SW6)는 상기 제3, 제6 및 제9 광원 블록(LB3, LB6, LB9)의 제2 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 마지막 발광 다이오드의 캐소드)에 공통으로 연결된 제1 전극, 상기 디밍 회로(112)로부터 제6 제어신호(CS6)를 수신하는 제2 전극, 및 기준 전압을 수신하는 제3 전극을 구비한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광원 유닛(120)이 9개의 광원 블록(LB1~LB9)을 구비하는 경우, 상기 제1 스위칭부(130)는 3개의 스위칭 소자(SW1~SW3)를 구비하고, 상기 제2 스위칭부(140)는 3개의 스위칭 소자(SW4~SW6)를 구비한다. 다른 실시예로 상기 광원 유닛(120)이 12개의 광원 블록(LB1~LB12)을 구비하는 경우, 상기 제1 스위칭부(160)는 4개의 스위칭 소자(SW1~SW4)를 구비하고, 상기 제2 스위칭부(170)는 3개의 스위칭 소자(SW5~SW7)를 구비할 수 있다(도 4 및 도 5에 도시됨).
이처럼, 상기 광원 유닛(120)에 포함된 광원 블록의 개수를 p라고 정의하고, 상기 제1 및 제2 스위칭부(130, 140)에 각각 구비되는 스위칭 소자의 개수를 n과 m으로 정의할 때(m, n 및 p는 각각 자연수임), 상기 n과 m을 더한 값은 상기 p보다 작을 수 있다. 또한, 상기 n과 m 각각은 상기 p의 약수로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 n과 m은 곱해서 상기 p가 되는 약수들 중 더했을 때 가장 작은 값을 갖는 두 개의 수로 각각 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 백라이트 장치(100)는 광원 블록(LB1~LB9)의 개수보다 작은 개수의 스위칭 소자(SW1~SW6)를 구비할 수 있다. 그 결과 상기 백라이트 장치(200)의 전체 부품수를 감소시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 내지 제6 스위칭 소자와 제1 내지 제9 광원 블록의 연결 관계를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 제1 내지 제6 제어신호 각각의 하이 구간에 따른 제1 내지 제9 광원 블록의 턴-온 구간을 나타낸 타이밍도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)은 상기 제1 내지 제3 스위칭 소자(SW1~SW3)에 각각 연결된 제1 내지 제3 열(c1~c3)과 상기 제4 내지 제6 스위칭 소자(SW4~SW6)에 각각 연결된 제1 내지 제3 행(r1~r3)으로 정의될 수 있다.
상기 제1 열(c1)에 연결된 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 제1 제어신호(CS1)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1~LB3)에 공급한다. 상기 제2 열(c2)에 연결된 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 제2 제어신호(CS2)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제4 내지 제6 광원 블록(LB4~LB6)에 공급한다. 상기 제3 열(c3)에 연결된 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 제3 제어신호(CS3)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제7 내지 제9 광원 블록(LB7~LB9)에 공급한다.
한편, 상기 제1 행(r1)에 연결된 상기 제4 스위칭 소자(SW4)는 상기 제4 제어신호(CS4)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제1, 제4, 및 제7 광원 블록(LB1, LB4, LB7)에 공급한다. 상기 제2 행(r2)에 연결된 상기 제5 스위칭 소자(SW5)는 상기 제5 제어신호(CS5)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제2, 제5 및 제8 광원 블록(LB2, LB5, LB8)에 공급한다. 상기 제3 행(r3)에 연결된 상기 제6 스위칭 소자(SW6)는 상기 제6 제어신호(CS6)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제3, 제6 및 제9 광원 블록(LB3, LB6, LB9)에 공급한다.
각 광원 블록에 연결된 두 개의 스위칭 소자가 모두 턴-온될 때 해당 광원 블록이 동작하고, 그 결과 상기 해당 광원 블록으로부터 광이 출사될 수 있다. 즉, 상기 각 광원 블록의 턴-온 구간은 그에 연결된 두 개의 스위칭 소자 각각의 턴-온 구간에 의해서 결정될 수 있다. 각 스위칭 소자의 턴-온 구간은 그에 인가되는 제어신호에 의해서 결정되므로, 결국 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9) 각각의 턴-온 구간은 상기 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6)의 하이 구간에 의해서 결정될 수 있다. 도 3에서는 상기 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6)의 하이 구간에 따른 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)의 턴-온 구간을 도시하였다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 제어신호(CS1)의 하이 구간은 제로 시간(t0)부터 제1 시간(t1)까지로 설정되고, 상기 제2 제어신호(CS2)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제2 시간(t2)까지로 설정되며, 상기 제3 제어신호(CS3)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제3 시간(t3)까지로 설정된다.
또한, 상기 제4 제어신호(CS4)의 하이 구간은 제로 시간(t0)부터 제4 시간(t4)까지로 설정되고, 상기 제5 제어신호(CS5)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제5 시간(t5)까지로 설정되며, 상기 제6 제어신호(CS6)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제6 시간(t6)까지로 설정된다.
상기 제1 광원 블록(LB1)은 상기 제1 및 제4 제어신호(CS1, CS4)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제1 광원 블록(LB1)은 상기 제1 및 제4 제어신호(CS1, CS4)의 하이 구간 중에서 더 작은 폭을 갖는 상기 제4 제어신호(CS4)의 하이 구간에 대응하는 턴-온 구간을 갖는다. 결국, 상기 제1 광원 블록(LB1)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제4 시간(t4)까지 턴-온된다.
상기 제2 광원 블록(LB2)은 상기 제1 및 제5 제어신호(CS1, CS5)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제2 광원 블록(LB2)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제1 시간(t1)까지 턴-온된다.
상기 제3 광원 블록(LB3)은 상기 제1 및 제6 제어신호(CS1, CS6)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제3 광원 블록(LB3)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제1 시간(t1)까지 턴-온된다.
상기 제4 광원 블록(LB4)은 상기 제2 및 제4 제어신호(CS2, CS4)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제4 광원 블록(LB4)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제4 시간(t4)까지 턴-온된다.
상기 제5 광원 블록(LB5)은 상기 제2 및 제5 제어신호(CS2, CS5)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제5 광원 블록(LB5)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제5 시간(t5)까지 턴-온된다.
상기 제6 광원 블록(LB6)은 상기 제2 및 제6 제어신호(CS2, CS6)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제6 광원 블록(LB6)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제3 시간(t3)까지 턴-온된다.
상기 제7 광원 블록(LB7)은 상기 제3 및 제4 제어신호(CS3, CS4)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제7 광원 블록(LB7)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제4 시간(t4)까지 턴-온된다.
상기 제8 광원 블록(LB8)은 상기 제3 및 제5 제어신호(CS3, CS5)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제8 광원 블록(LB8)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제5 시간(t5)까지 턴-온된다.
상기 제9 광원 블록(LB9)은 상기 제3 및 제6 제어신호(CS3, CS6)의 하이 구간이 서로 중첩되는 구간 동안 턴-온된다. 따라서, 상기 제9 광원 블록(LB9)은 상기 제로 시간(t0)부터 상기 제3 시간(t3)까지 턴-온된다.
이처럼, 상기 각 광원 블록(LB1~LB9)에 연결된 두 개의 스위칭 소자로 각각 인가되는 두 제어신호의 하이 구간의 폭을 제어함으로써, 각 광원 블록(LB1~LB9)의 턴-온 구간을 결정할 수 있고, 그 결과 각 광원 블록(LB1~LB9)으로부터 출사되는 광량을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 회로도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 내지 제7 스위칭 소자와 제1 내지 제12 광원 블록의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치(105)는 광원 유닛(120), 구동회로(150), 제1 스위칭부(160) 및 제2 스위칭부(170)를 포함한다.
상기 구동회로(150)는 외부로부터 입력전압(Vin)을 수신하고, 상기 입력전압(Vin)을 상기 광원 유닛(120)을 구동하기에 적절한 구동전압(VLED)까지 승압한다. 또한, 상기 구동회로(150)는 외부로부터 디밍 신호(PWM)를 수신하고, 상기 디밍 신호(PWM)에 따라서 상기 광원 유닛(120)의 전체 휘도 또는 블록별 휘도를 제어하기 위한 제어신호들(본 발명의 일 예로, 제1 내지 제7 제어신호(CS1~CS7))을 출력한다. 상기 제1 내지 제7 제어신호(CS1~CS7) 중 상기 제1 내지 제4 제어신호(CS1~CS4)는 상기 제1 스위칭부(160)로 제공되고, 상기 제5 내지 제7 제어신호(CS5~CS7)는 상기 제2 스위칭부(170)로 제공된다. 상기 구동회로(150)는 상기 디밍 신호(PWM)에 따라서 상기 제1 내지 제7 제어신호(CS1~CS7) 각각의 하이 구간의 폭을 조절할 수 있다.
상기 광원 유닛(120)은 다수의 광원 블록(본 발명의 일 예로, 제1 내지 제12 광원 블록(LB1~LB12))을 포함한다. 상기 제1 내지 제12 광원 블록(LB1~LB12)들 각각은 직렬 연결된 다수의 발광 다이오드(121)로 이루어진다.
상기 제1 스위칭부(160)는 제1 내지 제4 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4)를 포함한다. 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 구동전압(VLED)을 수신하는 제1 전극, 상기 제1 제어신호(CS1)를 수신하는 제2 전극, 및 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1, LB2, LB3)의 제1 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 첫 번째 발광 다이오드의 애노드)에 공통으로 연결된 제3 전극을 구비한다. 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 구동전압(VLED)을 수신하는 제1 전극, 상기 제2 제어신호(CS2)를 수신하는 제2 전극, 및 상기 제4 내지 제6 광원 블록(LB4, LB5, LB6)의 제1 단자에 공통으로 연결된 제3 전극을 구비한다. 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 구동전압(VLED)을 수신하는 제1 전극, 상기 제3 제어신호(CS3)를 수신하는 제2 전극, 및 상기 제7 내지 제9 광원 블록(LB7, LB8, LB9)의 제1 단자에 공통으로 연결된 제3 전극을 구비한다. 상기 제4 스위칭 소자(SW4)는 상기 구동전압(VLED)을 수신하는 제1 전극, 상기 제4 제어신호(CS4)를 수신하는 제2 전극, 및 상기 제10 내지 제12 광원 블록(LB10, LB11, LB12)의 제1 단자에 공통으로 연결된 제3 전극을 구비한다.
상기 제2 스위칭부(170)는 제5 내지 제7 스위칭 소자(SW5, SW6, SW7)를 포함한다. 상기 제5 스위칭 소자(SW5)는 상기 제1, 제4, 제7 및 제10 광원 블록(LB1, LB4, LB7, LB10)의 제2 단자(즉, 각 광원 블록에 포함된 마지막 발광 다이오드의 캐소드)에 공통으로 연결된 제1 전극, 상기 제5 제어신호(CS5)를 수신하는 제2 전극, 및 기준 전압을 수신하는 제3 전극을 구비한다. 상기 구동 전압(VLED)은 양의 전압이고, 상기 기준 전압은 접지 전압 또는 음의 전압일 수 있다. 상기 제6 스위칭 소자(SW6)는 상기 제2, 제5, 제8 및 제11 광원 블록(LB2, LB5, LB8, LB11)의 제2 단자에 공통으로 연결된 제1 전극, 상기 제6 제어신호(CS6)를 수신하는 제2 전극, 및 기준 전압을 수신하는 제3 전극을 구비한다. 상기 제7 스위칭 소자(SW7)는 상기 제3, 제6, 제9 및 제12 광원 블록(LB3, LB6, LB9, LB12)의 제2 단자에 공통으로 연결된 제1 전극, 상기 제7 제어신호(CS7)를 수신하는 제2 전극, 및 기준 전압을 수신하는 제3 전극을 구비한다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 내지 제12 광원 블록(LB1~LB12)은 상기 제1 내지 제4 스위칭 소자(SW1~SW4)에 각각 연결된 제1 내지 제4 열(c1~c4)과 상기 제5 내지 제7 스위칭 소자(SW5~SW7)에 각각 연결된 제1 내지 제3 행(r1~r3)으로 정의될 수 있다.
상기 제1 열(c1)에 연결된 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 제1 제어신호(CS1)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1~LB3)에 공급한다. 상기 제2 열(c2)에 연결된 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 제2 제어신호(CS2)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제4 내지 제6 광원 블록(LB4~LB6)에 공급한다. 상기 제3 열(c3)에 연결된 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 제3 제어신호(CS3)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제7 내지 제9 광원 블록(LB7~LB9)에 공급한다. 상기 제4 열(c4)에 연결된 상기 제4 스위칭 소자(SW4)는 상기 제4 제어신호(CS4)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제10 내지 제12 광원 블록(LB10~LB12)에 공급한다.
한편, 상기 제1 행(r1)에 연결된 상기 제5 스위칭 소자(SW5)는 상기 제5 제어신호(CS5)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제1, 제4, 제7, 제10 광원 블록(LB1, LB4, LB7, LB10)에 공급한다. 상기 제2 행(r2)에 연결된 상기 제6 스위칭 소자(SW6)는 상기 제6 제어신호(CS6)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제2, 제5, 제8 및 제11 광원 블록(LB2, LB5, LB8, LB11)에 공급한다. 상기 제3 행(r3)에 연결된 상기 제7 스위칭 소자(SW7)는 상기 제7 제어신호(CS7)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제3, 제6, 제9 및 제12 광원 블록(LB3, LB6, LB9, LB12)에 공급한다.
각 광원 블록(LB1~LB12)에 연결된 두 개의 스위칭 소자가 모두 턴-온될 때 해당 광원 블록이 동작하고, 그 결과 상기 해당 광원 블록으로부터 광이 출사될 수 있다. 즉, 상기 각 광원 블록의 턴-온 구간은 그에 연결된 두 개의 스위칭 소자 각각의 턴-온 구간에 의해서 결정될 수 있다. 각 스위칭 소자의 턴-온 구간은 그에 인가되는 제어신호에 의해서 결정되므로, 결국 상기 제1 내지 제12 광원 블록(LB1~LB12) 각각의 턴-온 구간은 상기 제1 내지 제7 제어신호(CS1~CS7)의 하이 구간에 의해서 결정될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 광원 유닛의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 광원 유닛(120)은 일 방향으로 길게 연장된 구조를 갖는 인쇄회로기판(122) 및 상기 인쇄회로기판(122)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열된 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)을 포함한다. 각 광원 블록(LB1~LB9)에 포함된 발광 다이오들(121)은 상기 인쇄회로기판(122)의 상면에 실장되고, 상기 길이 방향을 따라 일렬로 배열된다.
상기 광원 유닛(120)은 상기 인쇄회로기판(122)의 일측 단부에 실장된 커넥터(123)를 더 포함한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 커넥터(123)는 상기 인쇄회로기판(122)에 구비된 제1 내지 제9 광원 블록들(LB1~LB9)을 도 1에 도시된 제1 및 제2 스위칭부(130, 140)에 전기적으로 연결시키는 역할을 수행한다.
따라서, 상기 커넥터(123)는 상기 제1 스위칭부(130)에 구비된 스위칭 소자들(SW1~SW3)의 개수와 상기 제2 스위칭부(140)에 구비된 스위칭 소자들(SW4~SW6)의 개수의 합에 해당하는 값보다 많거나 같은 개수의 핀(pin)을 구비한다. 본 발명의 일 예로, 상기 커넥터(123)는 상기 제1 내지 제6 스위칭 소자(SW1~SW6)에 각각 연결된 제1 내지 제6 핀(P1~P6)을 구비한다. 따라서, 상기 제1 내지 제3 핀(P1~P3)은 상기 제1 내지 제3 스위칭 소자(SW~SW3)의 온/오프 동작에 따라서 상기 구동전압(VLED)을 수신하고, 상기 제4 내지 제6 핀(P4~P6)은 상기 제4 내지 제6 스위칭 소자(SW4~SW6)의 온/오프 동작에 따라서 상기 기준전압을 수신한다.
상기 인쇄회로기판(122)은 상기 커넥터(123)의 제1 내지 제6 핀들(P1~P6)에 각각 연결된 제1 내지 제6 연결배선들(CL1~CL6)이 구비된다. 특히, 상기 제1 내지 제3 연결배선들(CL1~CL3)은 상기 제1 내지 제3 핀들(P1~P3)에 각각 연결되어 상기 구동전압(VLED)을 수신하고, 상기 제4 내지 제6 연결배선들(CL4~CL6)은 상기 제4 내지 제6 핀들(P4~P6)에 각각 연결되어 상기 기준전압을 수신한다.
상기 제1 연결배선(CL1)은 상기 제1 핀(P1)과 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1~LB3) 각각의 첫 번째 발광 다이오드의 애노드를 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1~LB3)은 상기 제1 스위칭 소자(SW1)가 턴-온될 때 상기 제1 연결배선(CL1)을 통해 상기 구동전압(VLED)을 수신한다. 상기 제2 연결배선(CL2)은 상기 제2 핀(P2)과 상기 제4 내지 제6 광원 블록(LB4~LB6) 각각의 첫 번째 발광 다이오드의 애노드를 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 제4 내지 제6 광원 블록(LB4~LB6)은 상기 제2 스위칭 소자(SW2)가 턴-온될 때 상기 제2 연결배선(CL2)을 통해 상기 구동전압(VLED)을 수신한다. 또한, 상기 제3 연결배선(CL3)은 상기 제3 핀(P3)과 상기 제7 내지 제9 광원 블록(LB7~LB9) 각각의 첫 번째 발광 다이오드의 애노드를 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 제7 내지 제9 광원 블록(LB7~LB9)은 상기 제3 스위칭 소자(SW3)가 턴-온될 때 상기 제3 연결배선(CL3)을 통해 상기 구동전압(VLED)을 수신한다.
한편, 상기 제4 연결배선(CL4)은 상기 제4 핀(P4)과 상기 제1, 제4 및 제7 광원 블록(LB1, LB4, LB7) 각각의 마지막 발광 다이오드의 캐소드를 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 제1, 제4 및 제7 광원 블록(LB1, LB4, LB7)은 상기 제4 스위칭 소자(SW4)가 턴-온될 때 상기 제4 연결배선(CL4)을 통해 상기 기준전압을 수신한다. 상기 제5 연결배선(CL5)은 상기 제5 핀(P5)과 상기 제2, 제5 및 제8 광원 블록(LB2, LB5, LB8) 각각의 마지막 발광 다이오드의 캐소드를 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 제2, 제5 및 제8 광원 블록(LB2, LB5, LB8)은 상기 제5 스위칭 소자(SW5)가 턴-온될 때 상기 제5 연결배선(CL5)을 통해 상기 기준전압을 수신한다. 또한, 상기 제6 연결배선(CL6)은 상기 제6 핀(P6)과 상기 제3, 제6 및 제9 광원 블록(LB3, LB6, LB9) 각각의 마지막 발광 다이오드의 캐소드를 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 제3, 제6 및 제9 광원 블록(LB3, LB6, LB9)은 상기 제6 스위칭 소자(SW6)가 턴-온될 때 상기 제6 연결배선(CL6)을 통해 상기 기준전압을 수신한다.
도 6에서는 상기 인쇄회로기판(122)에 6개의 연결배선(CL1~CL6)이 구비된 구조를 도시하였으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 즉, 상기 인쇄회로기판(122) 상에 9개의 광원 블록(LB1~LB9)이 실장된 경우 상기 인쇄회로기판(122)은 6개의 연결배선(CL1~CL6)을 구비하지만, 광원 블록의 개수가 12개로 증가하면 연결배선의 개수는 7개로 증가할 수 있다. 결국, 상기 광원 블록의 개수를 p라고 할 때, 상기 인쇄회로기판(122)은 상기 p보다 작은 개수의 연결배선을 포함한다. 특히, 상기 인쇄회로기판(122) 상에 구비되는 상기 연결 배선의 개수는 곱해서 p가 되는 두 개의 약수를 더한 값 중 가장 작은 값으로 설정될 수 있다.
이처럼, 상기 인쇄회로기판(122)에 구비되는 연결 배선의 개수가 상기 광원 블록의 개수보다 작아지면, 상기 인쇄회로기판(122)의 전체적인 폭(w1)을 감소시킬 수 있고, 그 결과 상기 백라이트 장치의 사이즈를 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 유닛의 평면도이다. 도 8은 도 7에 도시된 I 부분의 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 유닛(128)은 양면(double side) 인쇄회로기판(125)을 포함한다. 상기 양면 인쇄회로기판(125)은 상기 발광 다이오드들(121)이 실장되는 상면(125a) 및 상기 상면(125a)과 반대하는 하면(125b) 모두에 연결배선이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 커넥터(123)는 상기 양면 인쇄회로기판(125)의 상면(125a)에 실장된다. 상기 제1 내지 제6 연결배선들(CL1~CL6)은 상기 커넥터(123)의 제1 내지 제6 핀(P1~P6)에 전기적으로 연결되어야 하므로 상기 양면 인쇄회로기판(125)의 상면(125a)에 구비된다.
상기 제1 내지 제6 연결배선들(CL1~CL6) 중 상기 제1 내지 제3 연결배선(CL1~CL3)은 상기 양면 인쇄회로기판(125)의 상면에서 상기 발광 다이오드들(121)이 배열된 방향으로 연장된다. 한편, 상기 제1 내지 제6 연결배선들(CL1~CL6) 중 상기 제4 내지 제6 연결배선(CL4~CL6)은 상기 양면 인쇄회로기판(125)의 하면에서 상기 발광 다이오드들(121)이 배열된 방향으로 연장된 제7 내지 제9 연결배선(CL7~CL9)과 전기적으로 연결된다. 상기 양면 인쇄회로기판(125)에는 상기 양면 인쇄회로기판(125)을 관통하여 형성된 비아홀(125c)이 형성된다. 상기 제4 내지 제6 연결배선(CL4~CL6)은 대응하는 비아홀(125c)을 통해 상기 제7 내지 제9 연결배선(CL7~CL9)에 각각 전기적으로 연결된다.
상기 제7 내지 제9 연결배선(CL7~CL9)은 평면 상에서 볼 때 상기 발광 다이오들(121)과 오버랩되는 위치에 구비될 수 있으므로, 상기 양면 인쇄회로기판(125)의 폭(w2)은 도 6에 도시된 인쇄회로기판(122)의 폭(w1)보다 감소할 수 있다.
도 7 및 도 8에서는 양면 인쇄회로기판(125)을 도시하였으나, 상기 광원 유닛(120, 128)은 다층 인쇄회로기판(미도시)을 구비할 수도 있다. 이 경우, 연결배선들(CL1~CL6)은 상기 다층 인쇄회로기판의 각 층에 분할되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판(122, 128)은 메탈 재질로 이루어질 수 있다. 메탈 인쇄회로기판은 플라스틱보다 열 전도성이 높기 때문에, 상기 발광 다이오드들(121)로부터 발생된 열을 방사시키는데 유리할 수 있다.
도 9는 도 6에 도시된 광원 유닛을 채용하는 백라이트 장치의 평면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 백라이트 장치(100)는 광원 유닛(120) 및 도광판(180)을 포함한다. 상기 광원 유닛(120)은 도 6을 참조하여 이미 설명하였으므로, 상기 광원 유닛(120)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 도광판(180)은 사각 플레이트 형상으로 이루어진다. 특히, 상기 도광판(180)은 상기 광원 유닛(120)과 인접한 측면(181), 상기 측면(181)의 일단으로부터 연장된 출사면(182) 및 상기 출사면(182)과 평행하고 상기 측면(181)의 타단으로부터 연장된 반사면(183)을 포함한다.
상기 광원 유닛(120)으로부터 출사된 광은 상기 도광판(180)의 측면(181)으로 입사되고, 상기 측면(181)을 통해 상기 도광판(180)의 내부로 입사된 광은 상기 출사면(182)을 통과하여 외부로 출사되거나, 상기 반사면(183)에 의해서 반사된 후 상기 출사면(182) 측으로 제공될 수 있다. 상기 반사면(183)에 의해서 반사되지 못하고 누설된 광은 상기 도광판(180)의 하부에 구비된 반사판 또는 반사시트(미도시) 등에 의해서 반사되어 상기 도광판(180)으로 재입사될 수 있다.
도 9에서는 상기 도광판(180)의 일 측면에 인접한 하나의 광원 유닛(120)을 포함하는 백라이트 장치(100)를 도시하였으나, 상기 백라이트 장치(100)는 상기 도광판(180)의 적어도 두 개의 측면에 각각 인접하여 배치되는 적어도 두 개의 광원 유닛을 포함할 수도 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(122) 상에 실장된 발광 다이오들(121)은 상기 광이 출사되는 발광면(121a)을 포함한다. 특히, 상기 발광면(121a)은 상기 인쇄회로기판(122)의 상면(122a)에 평행한 면일 수 있다. 또한, 상기 발광면(121a) 및 상기 인쇄회로기판(122)의 상면(122a)은 상기 도광판(180)의 측면(181)에 평행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 절단선 Ⅲ-Ⅲ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치(108)는 광원 유닛(129) 및 도광판(180)을 포함한다. 상기 도광판(180)은 도 9 및 도 10을 참조하여 이미 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
상기 광원 유닛(129)은 상기 도광판(180)의 반사면(183)에 평행한 인쇄회로기판(127)을 구비한다. 즉, 상기 인쇄회로기판(127)의 상면(127a)은 상기 도광판(180)의 반사면(183)에 평행하고, 상기 도광판(180)의 측면(181)에 수직하다. 또한, 상기 인쇄회로기판(127)의 상면(127a)에는 발광 다이오드들(124)이 실장된다. 상기 발광 다이오드(124)의 발광면(124a)은 상기 인쇄회로기판(127)의 상면(127a)에 수직하고, 상기 도광판(180)의 측면(181)에 평행하다.
도 6 내지 도 12에서는 광원 블록들이 일 방향을 기준으로 분할된 1차원 로컬 디밍 구조를 갖는 백라이트 장치를 도시하였다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여기에 제한되지 않는다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 장치(109)는 광원 블록들이 서로 다른 두 개의 방향을 기준으로 분할된 2차원 로컬 디밍 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 백라이트 장치(109)는 광원 유닛(150) 및 확산판(190)을 포함할 수 있다. 상기 광원 유닛(150)은 상기 확산판(190)의 하부에 구비된 인쇄회로기판(151) 및 상기 인쇄회로기판(151) 상에 구비된 다수의 광원 블록(LB1~LB12)으로 이루어진다. 본 발명의 일 예로, 상기 광원 블록들(LB1~LB12)은 3x4의 행렬 구조로 배치된다.
상기 다수의 광원 블록(LB1~LB12) 각각은 복수의 광원(도시하지 않음)을 구비할 수 있으며, 각 광원은 발광 다이오드로 이루어질 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블록도이다.
도 14를 참조하면, 표시장치(200)는 액정표시패널(210), 타이밍 컨트롤러(220), 게이트 드라이버(230), 데이터 드라이버(240), 백라이트 구동회로(110), 광원 유닛(120), 제1 스위칭 회로(130) 및 제2 스위칭 회로(140)를 포함한다. 상기 백라이트 구동회로(110)는 승압회로(예를 들어, DC/DC 컨버터)(111) 및 디밍회로(112)로 이루어진다.
상기 액정표시패널(210)은 복수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn), 상기 게이트 라인들(GL1 ~ GLn)에 교차하는 복수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm), 상기 게이트 라인들(GL1 ~ GLn) 및 상기 데이터 라인들(DL1 ~ DLm)에 의해 정의된 영역들에 각각 배열된 화소들을 포함한다. 도 14에는 간결한 설명을 위하여 하나의 화소를 도시하였다. 각 화소는 대응하는 게이트 라인과 대응하는 데이터 라인에 각각 게이트 전극 및 소오스 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(Tr), 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인 전극에 연결되는 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(220)는 외부 장치로부터 영상 데이터 신호(RGB), 수평동기신호(H_SYNC), 수직동기신호(V_SYNC), 클럭신호(MCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE)를 입력받는다. 상기 타이밍 컨트롤러(220)는 상기 데이터 드라이버(240)와의 인터페이스 사양에 맞도록 상기 영상 데이터 신호(RGB)의 데이터 포맷을 변환하고, 변환된 영상 데이터 신호(R`G`B`)를 상기 데이터 드라이버(240)로 출력한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(220)는 데이터 제어신호(예를 들어, 출력개시신호(TP), 수평개시신호(STH) 및 클럭신호(HCLK))를 데이터 구동부(240)로 출력하고, 게이트 제어신호(예를 들어, 수직개시신호(STV), 게이트 클럭신호(CPV), 및 출력 인에이블 신호(OE))를 상기 게이트 드라이버(230)로 출력한다.
상기 게이트 드라이버(230)는 게이트 온 전압(VON)과 게이트 오프 전압(VOFF)을 입력받고, 상기 타이밍 컨트롤러(220)로부터 제공되는 게이트 제어신호(STV, CPV, OE)에 응답해서 순차적으로 상기 게이트 온 전압(VON)을 갖는 게이트 신호들(G1 ~ Gn)을 출력한다. 상기 게이트 신호들(G1 ~ Gn)은 상기 액정표시패널(210)의 게이트 라인들(GL1 ~ GLn)에 순차적으로 인가되어 상기 게이트 라인들(GL1 ~ GLn)을 순차적으로 스캐닝한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 표시장치(200)에는 입력전압을 상기 게이트 온 전압(VON) 및 상기 게이트 오프 전압(VOFF)으로 변환하여 출력하는 레귤레이터가 더 구비될 수 있다. 여기서, 레귤레이터는 상기 DC/DC 컨버터(111)로 공급되는 입력전압(Vin)과 다른 전압을 입력받을 수 있다.
상기 데이터 드라이버(240)는 아날로그 구동전압(AVDD)을 입력받아 동작할 수 있고, 감마 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 감마 전압들을 이용하여 다수의 계조 전압을 생성한다. 상기 데이터 드라이버(240)는 상기 타이밍 컨트롤러(220)로부터 제공되는 상기 데이터 제어 신호(TP, STH, HCLK)에 응답해서 상기 생성된 계조 전압들 중 상기 영상 데이터 신호(R`G`B`)에 대응되는 계조 전압들을 선택하고, 선택된 계조 전압들을 데이터 신호(D1 ~ Dn)로써 상기 액정표시패널(210)의 데이터 라인들(DL1 ~ DLm)에 인가한다.
상기 게이트 라인들(GL1 ~ GLn)에 상기 게이트 신호들(G1 ~ Gm)이 순차적으로 인가되면, 이에 동기하여 상기 데이터 라인들(DL1 ~ DLm)에 데이터 신호들(D1 ~ Dm)이 인가된다. 이 중 선택된 게이트 라인에 해당 게이트 신호가 인가되면, 상기 선택된 게이트 라인에 연결된 박막 트랜지스터(Tr)는 상기 해당 게이트 신호에 응답하여 턴-온 된다. 상기 턴-온된 박막 트랜지스터(Tr)가 연결된 데이터 라인으로 데이터 신호가 인가되면, 인가된 데이터 신호는 상기 턴-온된 박막 트랜지스터(Tr)를 거쳐 상기 액정 커패시터(CLC)와 상기 스토리지 커패시터(CST)에 충전된다.
상기 액정 커패시터(CLC)는 충전된 전압에 따라 액정의 광 투과율을 조절한다. 상기 스토리지 커패시터(CST)는 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 턴 온시 데이터 신호를 축적하고, 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 턴 오프시 축적된 데이터 신호를 상기 액정 커패시터(CLC)에 인가하여 상기 액정 커패시터(CLC)의 충전을 유지시킨다. 이러한 방식을 통해서 상기 액정표시패널(210)은 영상을 표시할 수 있다.
한편, 상기 광원 유닛(120)은 상기 액정표시패널(110)의 일측에 배치된 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)을 포함한다. 상기 제1 스위칭 회로(130)는 상기 디밍회로(112)로부터 제공되는 제1 내지 제3 제어신호(CS1~CS3)에 응답하여 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9) 중 선택된 적어도 두 개의 광원 블록에 상기 구동전압(VLED)을 제공할 수 있다. 상기 제2 스위칭 회로(140)는 상기 디밍 회로(112)로부터 제공되는 제4 내지 제6 제어신호(CS4~CS6)에 응답하여 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)에 상기 기준 전압(예를 들어, 접지전압)을 제공할 수 있다. 특히, 상기 제2 스위칭 회로(140)는 상기 선택된 적어도 두 개의 광원 블록 중 적어도 하나에 기준 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 상기 구동전압(VLED)과 상기 기준전압이 인가된 적어도 하나의 광원 블록으로부터 광이 출사될 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6) 각각의 하이 구간의 폭에 따라 각 광원 블록(LB1~LB9)의 광량이 제어될 수 있다.
도 15는 도 14에 도시된 액정표시패널 및 광원 유닛의 대응 관계를 나타낸 평면도이고, 도 16은 도 15에 도시된 제1 내지 제9 광원 블록 각각의 휘도를 나타낸 표이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 액정표시패널(210)은 상기 광원 유닛(120)의 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)에 각각 대응하는 제1 내지 제9 디밍 영역(A1~A9)으로 분할될 수 있다. 상기 액정표시패널(210)에 정의되는 디밍 영역의 개수는 상기 광원 블록의 개수에 따라서 달라질 수 있다. 즉, 상기 광원 유닛(120)에 12개의 광원 블록이 구비되면, 상기 액정표시패널(210)도 12개의 디밍 영역으로 분할된다.
상기 디밍 회로(112)로 인가되는 디밍 신호(PWM)가 8비트로 이루어진 경우, 상기 액정표시패널(210)에 정의된 상기 제1 내지 제9 디밍 영역(A1~A9)에 표시되는 영상을 대표 휘도값으로 환산하면 0부터 255까지 256개의 레벨로 표현될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 내지 제9 디밍 영역(A1~A9) 중 제1 내지 제3 디밍 영역(A1~A3)은 0 레벨의 대표 휘도값을 가지며, 제4 디밍 영역(A4)은 64 레벨의 대표 휘도값을 갖고, 제5 디밍 영역(A5)은 191 레벨의 대표 휘도값을 가지며, 제6 디밍 영역(A6)은 246 레벨의 대표 휘도값을 갖고, 제7 디밍 영역(A7)은 250 레벨의 대표 휘도값을 가지며, 제8 및 제9 디밍 영역(A8, A9)은 254 레벨의 대표 휘도값을 가질 수 있다.
이 경우, 각 디밍 영역(A1~A9)에 대응하는 광원 블록의 광량을 제어하기 위하여 상기 제1 내지 제6 스위칭 소자(SW1~SW6)의 턴-온 구간이 조절된다. 설명의 편의를 위하여 도 16에서는 각 스위칭 소자(SW1~SW6)의 턴-온 구간이 상기 256개의 휘도 레벨에 대응하는 256개의 값으로 표현되었다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상기 제1 스위칭 소자(SW1)의 턴-온 구간은 0의 폭을 가지며, 상기 제2 스위칭 소자(SW2)의 턴-온 구간은 246의 폭을 가지며, 상기 제3 스위칭 소자(SW3)의 턴-온 구간은 254의 폭을 갖는다. 또한, 상기 제4 스위칭 소자(SW4)의 턴-온 구간은 250의 폭을 갖고, 상기 제5 스위칭 소자(SW5)의 턴-온 구간은 254의 폭을 가지며, 상기 제6 스위칭 소자(SW6)의 턴-온 구간은 254의 폭을 갖는다.
그러면, 상기 제1 스위칭 소자(SW1)에 연결된 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1~LB3)은 모두 턴-오프된다. 상기 제4 광원 블록(LB4)은 상기 제2 및 제4 스위칭 소자(SW2, SW4)의 턴-온 구간 중 작은 구간에 대응하는 246의 구간동안 턴-온된다. 또한, 상기 제5 광원 블록(LB5)은 상기 제2 및 제5 스위칭 소자(SW2, SW5)의 턴-온 구간 중 작은 구간에 대응하는 246의 구간동안 턴-온된다. 상기 제6 광원 블록(LB6)은 상기 제2 및 제6 스위칭 소자(SW2, SW6)의 턴-온 구간 중 작은 구간에 대응하는 246의 구간동안 턴-온된다.
상기 제7 광원 블록(LB7)은 상기 제3 및 제4 스위칭 소자(SW3, SW4)의 턴-온 구간 중 작은 구간에 대응하는 250의 구간동안 턴-온된다. 상기 제3, 제5 및 제6 스위칭 소자(SW3, SW5, SW6)의 턴-온 구간의 폭은 서로 동일하므로, 상기 제8 및 제9 광원 블록(LB8, LB9)은 254의 구간동안 턴-온된다.
도 16에 제시된 데이터는 본 발명의 일 실시예이고, 상기 액정표시패널(210)의 각 디밍 영역(A1~A9)의 휘도 레벨이 변화되면, 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9) 각각의 턴-온 구간도 변화될 수 있다.
이처럼, 상기 제1 내지 제6 스위칭 소자(SW1~SW6) 각각의 턴-온 구간의 폭에 따라 각 광원 블록(LB1~LB9)의 광량이 제어함으로써, 상기 표시장치(200)에 디밍 방식을 적용할 수 있다.
도 17은 도 14에 도시된 타이밍 컨트롤러의 블록도이다.
도 17을 참조하면, 상기 타이밍 컨트롤러(220)는 대표값 결정부(221), 대표값 보상부(223) 및 픽셀 보정부(225)를 포함한다.
상기 대표값 결정부(221)는 상기 광원 블록들(LB1~LB9)에 대응하는 상기 액정표시 패널(210)의 디밍 영역들에 제공되는 외부의 영상신호로부터 상기 광원 블록들(LB1~LB9) 각각의 휘도 대표값을 결정한다. 상기 대표값 보상부(223)는 상기 휘도 대표값을 보상하여 휘도 보상값을 산출한다. 상기 대표값 보상부(223)로부터 산출된 휘도 보상값은 상기 픽셀 보정부(225)에 제공된다. 상기 픽셀 보정부(315)는 상기 휘도 보상값을 기초로 광원 블록들(LB1~LB9) 사이의 경계영역에 거리 가중치를 적용하여 상기 영상신호(RGB)의 픽셀 데이터를 보정한다. 상기 보정된 픽셀 데이터가 데이터 드라이버(240)에 제공될 수 있다.
구체적으로, 상기 대표값 결정부(221)는 상기 광원 블록들(LB1~LB9)에 대응하여 분할된 복수의 디밍 영역에 해당하는 외부로부터 입력되는 상기 제어신호(CS) 및 상기 영상신호(RGB)를 이용하여 상기 광원 블록들(LB1~LB9) 각각의 휘도 대표값을 추출한다. 상기 휘도 대표값은 각 영상 블록에 포함된 영상신호(RGB)의 휘도의 최대값 및 평균값 사이의 중간값일 수 있다.
상기 대표값 보상부(223)는 상기 광원 블록들(LB1~LB9) 각각의 휘도 대표값을 저역 통과 필터링(Low Pass Filtering)하는 공간적 보상부(223a)를 포함할 수 있다. 상기 공간적 보상부(223a)는 각 광원 블록들(B)과 이에 인접하는 광원 블록들(B)의 휘도 대표값들 중 최대 휘도 대표값을 기준으로 소정 비율 이상이 되는 값을 각 광원 블록들(LB1~LB9)의 휘도 보상값으로 산출할 수 있다.
예를 들어, 각 광원 블록들(LB1~LB9)의 휘도 대표값이 각 광원 블록(LB1~LB9)을 기준으로 인접하는 광원 블록들(LB1~LB9)의 휘도 대표값들 중 가장 높은 값(즉, 최대 휘도 대표값)에 보상비를 곱한 값보다 작은 경우, 상기 공간적 보상부(223a)는 상기 휘도 대표값이 상기 최대 휘도 대표값에 상기 보상비를 곱한 값 이상의 값을 갖도록 보정하여 휘도 보상값을 산출할 수 있다. 그 결과 광원 블록들(LB1~LB9)의 휘도 대표값이 급격한 변화 없이 단계적으로 감소 또는 증가될 수 있다.
상기 대표값 보상부(223)는 상기 영상신호(RGB)의 각 프레임 단위로 상기 광원 블록(LB1~LB9)의 휘도 대표값을 저역 통과 필터링(Low Pass Filtering)하는 시간적 보상부(223b)를 더 포함할 수 있다.
급격하게 밝기가 변하는 동영상 등을 표시하는 경우, 상기 영상신호(RGB)의 프레임들 사이에 광원 블록들(LB1~LB9)의 밝기가 순간적으로 변하게 되어 플리커 현상이 발생할 수 있다. 이 경우, 시간축에서 상기 광원 블록(LB1~LB9)의 휘도 대표값을 저역 통과 필터링하여, 프레임 간 블록의 밝기가 변하는 정도를 제한할 수 있다.
상기 대표값 보상부(223)는 공간축에서 상기 광원 블록들(LB1~LB9)의 휘도 대표값을 저역 통과 필터링하는 상기 공간적 보상부(223a) 및 시간축에서 상기 광원 블록(LB1~LB9)의 휘도 대표값을 저역 통과 필터링하는 상기 시간적 보상부(223b) 중 어느 하나만을 포함할 수 있다. 또한, 상기 공간적 보상부(223a)와 시간적 보상부(223b)를 모두 구비하는 경우 그들의 적용 순서에는 제한이 없다.
상기 대표값 보상부(313)는 상기 각 휘도 대표값을 보상한 휘도 보상값을 산출하여, 상기 픽셀 보정부(225)에 제공한다. 상기 픽셀 보정부(225)는 백라이트의 디밍으로 인해 화면 전체가 어두워지는 것을 보정하기 위해 픽셀 데이터를 보정하여 영상의 휘도를 높여준다. 상기 픽셀 보정부(225)는 상기 대표값 보상부(223)로부터 제공되는 휘도 보상값을 기초로 상기 광원 블록들(LB1~LB9) 사이의 경계영역에 거리 가중치를 적용하여 상기 영상신호의 픽셀 데이터를 보정한다.
구체적으로, 상기 픽셀 보정부(225)는 다른 광원 블록들(LB1~LB9)과 인접하는 각 발광 블록(B)의 일정영역을 경계영역으로 설정하고, 경계영역 이외의 영역을 중심영역으로 설정하여, 영역별로 각각 다른 방식으로 픽셀을 보정할 수 있다. 상기 중심영역은 상기 대표값 보상부(223)로부터 제공되는 상기 휘도 보상값을 기초로 픽셀 보정할 수 있는 반면, 상기 경계영역은 휘도 보상값에 거리 가중치를 주어 추정된 값을 기초로 픽셀 보정을 함으로써, 광원 블록들(LB1~LB9) 사이의 급격한 휘도 차이를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 픽셀 보정부(225)는 상기 광원 블록들(LB1~LB9) 각각의 목표 디밍 레벨과 실제 디밍 레벨이 다른 경우, 실제 디밍 레벨과 목표 디밍 레벨의 차이값에 따라서 상기 각 디밍 영역(A1~A9)으로 인가되는 영상 신호의 픽셀 데이터를 보정할 수 있다.
특히, 도 15 및 16에 도시된 바와 같이, 제4 광원 블록(LB4)의 목표 디밍 레벨이 64 레벨로 산출되었음에도 불구하고, 상기 제4 광원 블록(LB4)의 실제 디밍 레벨은 246 레벨로 측정되었다. 이러한 경우, 실제 디밍 레벨이 목표 디밍 레벨보다 크기 때문에, 제4 광원 블록(LB4)에 대응하는 상기 액정 표시 패널(210)의 제4 디밍 영역(A4)이 목표 휘도값보다 높은 실제 휘도값을 가질 수 있다. 따라서, 픽셀 보정부(225)는 상기 제4 디밍 영역(A4)으로 인가되는 영상 신호의 휘도값을 다운시키는 보정을 수행할 수 있다.
반대로, 상기 광원 블록들(LB1~LB9) 중 소정 광원 블록의 실제 디밍 레벨이 목표 디밍 레벨보다 작은 경우, 상기 픽셀 보정부(225)는 상기 광원 블록에 대응하는 디밍 영역으로 인가되는 영상 신호의 휘도값을 증가시키는 보정을 수행할 수 있다.
이처럼, 상기 픽셀 보정부(225)는 상기 광원 블록들(LB1~LB9) 각각의 목표 디밍 레벨과 실제 디밍 레벨이 다른 경우, 실제 디밍 레벨과 목표 디밍 레벨의 차이값에 따라서 상기 각 디밍 영역(A1~A9)으로 인가되는 영상 신호의 픽셀 데이터를 보정함으로써, 디밍 효과를 향상시킬 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 내지 제6 스위칭 소자와 제1 내지 제9 광원 블록의 연결 관계를 나타낸 도면이고, 도 19는 도 18에 도시된 제1 내지 제6 제어신호 각각의 하이 구간에 따른 제1 내지 제9 광원 블록의 턴-온 구간을 나타낸 타이밍도이다.
도 18을 참조하면, 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)은 상기 제1 내지 제3 스위칭 소자(SW1~SW3)에 각각 연결된 제1 내지 제3 열(c1~c3)과 상기 제4 내지 제6 스위칭 소자(SW4~SW6)에 각각 연결된 제1 내지 제3 행(r1~r3)으로 정의될 수 있다.
상기 제1 열(c1)에 연결된 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 제1 제어신호(CS1)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제1 광원 블록(LB1), 제4 광원 블록(LB4) 및 제7 광원 블록(LB7)에 공급한다. 상기 제2 열(c2)에 연결된 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 제2 제어신호(CS2)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제2 광원 블록(LB2), 제5 광원 블록(LB5) 및 제8 광원 블록(LB8)에 공급한다. 상기 제3 열(c3)에 연결된 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 제3 제어신호(CS3)에 응답하여 상기 구동전압(VLED)을 상기 제3 광원 블록(LB3), 제6 광원 블록(LB6) 및 제9 광원 블록(LB9)에 공급한다.
한편, 상기 제1 행(r1)에 연결된 상기 제4 스위칭 소자(SW4)는 상기 제4 제어신호(CS4)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제1 내지 제3 광원 블록(LB1~LB3)에 공급한다. 상기 제2 행(r2)에 연결된 상기 제5 스위칭 소자(SW5)는 상기 제5 제어신호(CS5)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제4 내지 제6 광원 블록(LB4~LB6)에 공급한다. 상기 제3 행(r3)에 연결된 상기 제6 스위칭 소자(SW6)는 상기 제6 제어신호(CS6)에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제7 내지 제9 광원 블록(LB7~LB9)에 공급한다.
위와 같은 연결구조에 따르면, 각 광원 블록에 연결된 두 개의 스위칭 소자가 모두 턴-온될 때 해당 광원 블록이 동작하여 광을 출력할 수 있다. 상기 각 광원 블록의 턴-온 구간은 그에 연결된 두 개의 스위칭 소자로 인가되는 제어신호에 의해서 결정된다. 도 19에서는 상기 제1 내지 제6 제어신호(CS1~CS6)의 하이 구간에 따른 상기 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)의 턴-온 구간을 도시하였다.
도 19를 참조하면, 첫번째 디밍 프레임(DF1)에서, 상기 제1 제어신호(CS1)의 하이 구간은 제로 시간(t0)부터 제1 시간(t1)까지로 설정되고, 상기 제2 제어신호(CS2)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제2 시간(t2)까지로 설정되며, 상기 제3 제어신호(CS3)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제3 시간(t3)까지로 설정된다. 여기서, 상기 제로 시간(t0)은 각 디밍 프레임의 시작 시점으로 정의된다.
상기 제4 제어신호(CS4)의 하이 구간은 상기 첫번째 디밍 프레임(DF1)의 전체 구간으로 설정된다. 반면, 상기 제5 및 제6 제어신호(CS5, CS6)는 상기 첫번째 디밍 프레임(DF1)에서 로우 상태로 유지된다.
따라서, 상기 첫번째 디밍 프레임(DF1)에서 상기 제1 내지 제9 광원 블록들(LB1~LB9) 중 제1 내지 제3 광원 블록(LB1~LB3)만이 턴-온된다. 구체적으로, 상기 제1 광원 블록(LB1)은 상기 제1 및 제4 제어신호(CS1, CS4)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제1 시간(t1) 동안 턴-온된다. 또한, 상기 제2 광원 블록(LB2)은 상기 제2 및 제4 제어신호(CS2, CS4)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제2 시간(t2) 동안 턴-온된다. 상기 제3 광원 블록(LB3)은 상기 제3 및 제4 제어신호(CS3, CS4)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제3 시간(t3)까지 턴-온된다.
한편, 두번째 디밍 프레임(DF2)이 시작되면, 상기 제6 제어신호(CS6)는 로우 상태를 유지하고, 상기 제4 제어신호(CS4)를 로우 상태로 전환되며, 상기 제5 제어신호(CS5)는 하이 상태로 전환된다. 상기 제5 제어신호(CS5)의 하이 구간은 상기 두번째 디밍 프레임(DF2)의 전체 구간으로 설정된다.
상기 두번째 디밍 프레임(DF2)에서, 상기 제1 제어신호(CS1)의 하이 구간은 제로 시간(t0)부터 제4 시간(t4)까지로 설정되고, 상기 제2 제어신호(CS2)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제5 시간(t5)까지로 설정되며, 상기 제3 제어신호(CS3)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제6 시간(t6)까지로 설정된다.
따라서, 상기 두번째 디밍 프레임(DF2)에서 상기 제1 내지 제9 광원 블록들(LB1~LB9) 중 제4 내지 제6 광원 블록(LB4~LB6)만이 턴-온된다. 구체적으로, 상기 제4 광원 블록(LB4)은 상기 제1 및 제5 제어신호(CS1, CS5)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제4 시간(t4) 동안 턴-온된다. 또한, 상기 제5 광원 블록(LB5)은 상기 제2 및 제5 제어신호(CS2, CS5)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제5 시간(t5) 동안 턴-온된다. 상기 제6 광원 블록(LB6)은 상기 제3 및 제5 제어신호(CS3, CS5)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제6 시간(t6)까지 턴-온된다.
세번째 디밍 프레임(DF3)이 시작되면, 상기 제4 제어신호(CS4)는 로우 상태를 유지하고, 상기 제5 제어신호(CS5)는 로우 상태로 전환되며, 상기 제6 제어신호(CS6)는 하이 상태로 전환된다. 상기 제6 제어신호(CS6)의 하이 구간은 상기 세번째 디밍 프레임(DF2)의 전체 구간으로 설정된다.
상기 세번째 디밍 프레임(DF3)에서, 상기 제1 제어신호(CS1)의 하이 구간은 제로 시간(t0)부터 제7 시간(t7)까지로 설정되고, 상기 제2 제어신호(CS2)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제8 시간(t8)까지로 설정되며, 상기 제3 제어신호(CS3)의 하이 구간은 상기 제로 시간(t0)부터 제9 시간(t9)까지로 설정된다.
따라서, 상기 세번째 디밍 프레임(DF3)에서 상기 제1 내지 제9 광원 블록들(LB1~LB9) 중 제7 내지 제9 광원 블록(LB7~LB9)만이 턴-온된다. 구체적으로, 상기 제7 광원 블록(LB7)은 상기 제1 및 제6 제어신호(CS1, CS6)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제7 시간(t7) 동안 턴-온된다. 또한, 상기 제8 광원 블록(LB8)은 상기 제2 및 제6 제어신호(CS2, CS6)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제8 시간(t8) 동안 턴-온된다. 상기 제9 광원 블록(LB9)은 상기 제3 및 제6 제어신호(CS3, CS6)의 하이 구간이 서로 중첩하는 구간, 즉 제로 시간(t0)부터 제9 시간(t9)까지 턴-온된다.
이처럼, 상기 제4 내지 제6 제어신호(CS4~CS6)의 하이 구간을 순차적으로 발생시키면, 상기 제1 내지 제9 광원 블록들(LB1~LB9)은 각 디밍 프레임(DF1, DF2, DF3)마다 3개의 광원 블록씩 순차적으로 구동시킬 수 있다.
위와 같이 순차 구동 방식을 적용할 경우, 각 디밍 프레임(DF1, DF2, DF3)마다 상기 제1 내지 제3 제어 신호(CS1~CS3)의 하이 구간의 폭으로 변경하여, 해당 광원 블록의 턴-온 구간을 제어할 수 있고, 그 결과 각 광원 블록(LB1~LB9)으로부터 출사되는 광량을 효과적이고 정확하게 제어할 수 있다.
도 20은 첫번째 내지 세번째 디밍 프레임에 따라서 동작하는 디밍 영역을 나타낸 평면도이다.
도 20을 참조하면, 상기 액정표시패널(210)은 상기 광원 유닛(120)의 제1 내지 제9 광원 블록(LB1~LB9)에 각각 대응하는 제1 내지 제9 디밍 영역(A1~A9)으로 분할된다. 상기 액정표시패널(210)에 정의되는 디밍 영역의 개수는 상기 광원 블록의 개수에 따라서 달라질 수 있다. 즉, 상기 광원 유닛(120)에 12개의 광원 블록이 구비되면, 상기 액정표시패널(210)도 12개의 디밍 영역으로 분할된다.
상기 디밍 회로(112)로 인가되는 디밍 신호(PWM)가 8비트로 이루어진 경우, 상기 액정표시패널(210)에 정의된 상기 제1 내지 제9 디밍 영역(A1~A9)에 표시되는 영상을 대표 휘도값으로 환산하면 0부터 255까지 256개의 휘도 레벨로 표현될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 내지 제9 디밍 영역(A1~A9) 중 제1 내지 제3 디밍 영역(A1~A3)은 0 레벨의 대표 휘도값을 가지며, 제4 디밍 영역(A4)은 64 레벨의 대표 휘도값을 갖고, 제5 디밍 영역(A5)은 191 레벨의 대표 휘도값을 가지며, 제6 디밍 영역(A6)은 246 레벨의 대표 휘도값을 갖고, 제7 디밍 영역(A7)은 250 레벨의 대표 휘도값을 가지며, 제8 및 제9 디밍 영역(A8, A9)은 254 레벨의 대표 휘도값을 가질 수 있다.
한편, 상기 액정표시패널(210) 전체에 하나의 영상을 구현하는데 소요되는 시간을 한 영상 프레임으로 정의할 때, 상기 영상 프레임 내에 연속하는 상기 첫번째 내지 세번째 디밍 프레임이 포함될 수 있다.
이 경우, 상기 첫번째 디밍 프레임(DF1)에서는 상기 제1 내지 제3 광원 블록들(LB1~LB3)이 동작하여 상기 제1 내지 제3 디밍 영역(A1~A3)에 광이 공급된다. 다음, 두번째 디밍 프레임(DF2)에서는 상기 제4 내지 제6 광원 블록들(LB4~LB6)이 동작하여 상기 제4 내지 제6 디밍 영역(A4~A6)에 광이 공급된다. 마지막으로, 세번째 디밍 프레임(DF3)에서는 상기 제7 내지 제9 광원 블록들(LB7~LB9)이 동작하여 상기 제7 내지 제9 디밍 영역(A7~A9)에 광이 공급된다. 결국, 상기 영상 프레임 동안 상기 제1 내지 제9 광원 블록들(LB1~LB9)은 3개의 광원 블록들 단위로 순차적으로 구동될 수 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 내지 제6 제어신호 및 제1 내지 제9 광원 블록의 턴-온 구간을 나타낸 타이밍도이다. 도 21은 제4 내지 제6 제어신호의 하이 구간의 폭을 제외하고는 도 19와 거의 유사하다.
도 21을 참조하면, 상기 첫번째 디밍 프레임(DF1)에서 상기 제4 제어신호(CS4)의 하이 구간은 상기 제1 내지 제3 제어신호(CS1~CS3)의 하이 구간 중 그 폭이 가장 긴 신호의 하이 구간과 동일한 폭을 갖는다. 결국, 상기 제4 제어신호(CS4)는 상기 첫번째 디밍 프레임(DF1)의 제로 시간(t0)부터 제2 시간(t2)까지로 설정된다.
상기 두번째 디밍 프레임(DF2)에서 상기 제5 제어신호(CS5)의 하이 구간도 상기 제1 내지 제3 제어신호(CS1~CS3)의 하이 구간 중 그 폭이 가장 긴 신호의 하이 구간과 동일한 폭을 가질 수 있다. 결국, 상기 제5 제어신호(CS5)는 상기 두번째 디밍 프레임(DF2)의 제로 시간(t0)부터 제6 시간(t6)까지로 설정된다.
상기 세번째 디밍 프레임(DF3)에서 상기 제6 제어신호(CS6)의 하이 구간도 상기 제1 내지 제3 제어신호(CS1~CS3)의 하이 구간 중 그 폭이 가장 긴 신호의 하이 구간과 동일한 폭을 가질 수 있다. 결국, 상기 제6 제어신호(CS6)는 상기 세번째 디밍 프레임(DF3)의 제로 시간(t0)부터 제7 시간(t7)까지로 설정된다.
이처럼, 상기 제4 내지 제6 제어신호(CS4~CS6)의 하이 구간의 폭을 각 디밍 프레임(DF1~DF3)의 전체 구간으로 설정하지 않고, 제1 내지 제3 제어신호들(CS1~CS3) 중 가장 큰 하이 구간의 폭에 대응하도록 설정함으로써, 상기 백라이트 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 백라이트 장치 110 : 구동회로
120, 125 : 광원 유닛 122, 125, 127 : 인쇄회로기판
130, 150 : 제1 스위칭 회로 140, 160 : 제2 스위칭 회로
200 : 표시장치

Claims (18)

  1. 광을 발생하는 백라이트 장치;
    상기 광을 수신하여 영상을 표시하는 표시패널; 및
    광원 블록이 설치되는 인쇄 회로 기판을 포함하고,
    상기 백라이트 장치는,
    구동전압을 출력하는 구동회로; 및
    각각이 제1 단자를 통해 상기 구동전압을 수신하고 제2 단자를 통해 기준전압을 수신하여 광을 발생하는 p(2 이상의 자연수)개 광원 블록을 포함하되,
    상기 p개의 광원 블록은 적어도 둘 이상의 광원 블록으로 그룹핑 된 복수의 그룹들로 나누어지며,
    상기 구동회로는 상기 광원 블록들의 제1 단자에 상기 구동전압을 인가하는 제1 스위칭부 및 상기 광원 블록들 중 적어도 하나의 광원 블록의 상기 제2 단자에 상기 기준전압을 인가하는 제2 스위칭부를 포함하고,
    상기 제1 스위칭부는 n(1 이상의 자연수)개의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 n개의 스위칭 소자들 각각은 대응하는 그룹의 광원 블록들의 상기 제1 단자에 공통으로 연결되며,
    상기 제2 스위칭부는 m(1 이상의 자연수)개의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 m개의 스위칭 소자들 각각은 상기 광원 블록들 중 적어도 하나의 광원 블록의 상기 제2 단자에 공통으로 연결되며,
    상기 구동회로는 상기 n개의 스위칭 소자에 n개의 제1 제어신호를 각각 공급하고, 상기 m개의 스위칭 소자에 m개의 제2 제어신호를 각각 공급하고,
    상기 광원 블록들 각각에 연결된 스위칭 소자들에 공급되는 상기 제1 및 제2 제어신호의 하이 구간들은 서로 중첩되고, 각 프레임의 시작 시점에 중첩된 구간의 폭에 의해서 상기 각 광원 블록의 턴-온 구간이 결정되며,
    상기 인쇄 회로 기판은, 상기 광원 블록의 상기 제1 단자에 상기 구동 전압을 공급하는 ｑ (1이상의 자연수)개의 연결 배선, 및 상기 광원 블록 중 적어도 하나의 광원 블록의 상기 제2 단자에 상기 기준전압을 공급하는 ｒ (1이상의 자연수)개의 연결 배선을 구비하고,
    상기 인쇄회로기판은 양면 인쇄회로기판으로 이루어지고,
    상기 q개의 연결 배선 각각과 상기 r개의 연결 배선 각각은 상기 인쇄 회로 기판의 양면에 분할 배치되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 p개의 광원 블록의 각 광원 블록은 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 각각 연결된 스위칭 소자들이 턴-온될 때 발광하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 n과 상기 m을 더한 값은 상기 p보다 작은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 n과 상기 m은 곱해서 상기 p가 되는 약수들 중 더했을 때 가장 작은 값을 갖는 두 개의 수로 각각 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 n개의 제어 신호들은 상기 n개의 스위칭 소자에 각각 동시에 인가되고, 상기 m개의 제어 신호는 한 개의 디밍 프레임 단위로 상기 m개의 스위칭 소자에 각각 순차적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 q와 상기 r을 더한 값은 상기 p보다 작은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 q와 상기 r은 곱해서 상기 p가 되는 약수들 중 더했을 때 가장 작은 값을 갖는 두 개의 수로 각각 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 상기 q개의 연결 배선을 상기 제1 스위칭부에 연결시키고, 상기 인쇄회로기판의 상기 r개의 연결 배선을 상기 제2 스위칭부에 연결시키는 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제9항에 있어서, 적어도 일 측면을 통해 상기 광원 블록들로부터 출사된 상기 광을 수신하여 출사면을 통해 출사하는 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 백라이트 장치는 상기 인쇄회로기판의 상면에 배열된 발광 다이오드들을 더 포함하며,
    상기 발광 다이오드들 각각의 발광면은 상기 발광 다이오드들이 실장되는 상기 인쇄회로기판의 상면에 수직한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 백라이트 장치는 상기 인쇄회로기판의 상면에 배열된 발광 다이오드들을 더 포함하며,
    상기 발광 다이오드들 각각의 발광면은 상기 발광 다이오드들이 실장되는 상기 인쇄회로기판의 상면과 평행한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 표시패널은 상기 광원 블록들과 대응되는 복수의 디밍 영역으로 구분되고, 각 광원 블록들의 휘도는 대응하는 디밍 영역의 휘도 대표값에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 표시패널에 영상 신호를 공급하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 영상 신호를 근거로 각 디밍 영역의 휘도 대표값을 결정하는 대표값 결정부;
    상기 휘도 대표값을 보상하여 상기 각 디밍 영역의 휘도 보상값을 산출하는 대표값 보상부; 및
    상기 휘도 보상값을 기초로 상기 각 디밍 영역으로 공급되는 상기 영상 신호를 보정하는 픽셀 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 픽셀 보정부는 상기 각 광원 블록들의 목표 디밍 레벨과 실제 디밍 레벨을 비교하여, 서로 다른 경우, 실제 디밍 레벨과 목표 디밍 레벨의 차이값에 따라서 상기 각 디밍 영역으로 공급되는 상기 영상 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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