KR101839563B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit)을 포함하고, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮을 수 있다.

Description

디스플레이 장치{Display Apparatus}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 다양한 디스플레이 장치가 연구되어 사용되고 있다. 그 중 LCD의 액정 패널은 액정 패널은 액정층 및 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 포함하며, 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광을 사용하여 화상을 표시할 수 있다.

본 발명은 로컬 디밍(Local Dimming) 구동에서 휘도를 보상하기 위한 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit)을 포함하고, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이는 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 대략 동일할 수 있다.

또한, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이는 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이보다 클 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit)을 포함하고, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조보다 높은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 증가하고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 감소할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit)을 포함하고, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1, 3 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1, 3 영역과 다른 제 2, 4 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우, 상기 제 1 영역 및 상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높고, 상기 제 2 영역 및 상기 제 4 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮고, 상기 제 3 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조와 다르고, 상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 다를 수 있다.

또한, 상기 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 제 3 영역에 표시되는 영상의 계조보다 높고, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도보다 높을 수 있다.

또한, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이의 합은 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 상기 제 4 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이의 합과 대략 동일할 수 있다.

또한, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이의 합은 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 상기 제 4 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이의 합보다 작을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit)을 포함하고, 입력되는 제 1 프레임(Frame 1)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높은 제 1 휘도이고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮은 제 2 휘도이고, 입력되는 제 2 프레임(Frame 2)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조 및 상기 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도 및 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit)을 포함하고, 입력되는 제 1 프레임(Frame 1)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높은 제 1 휘도이고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮은 제 2 휘도이고, 입력되는 제 2 프레임(Frame 2)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조 및 상기 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도 및 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit)을 포함하고, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우, 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원에 공급되는 구동전압의 크기는 기준구동전압보다 높고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원에 공급되는 구동전압의 크기는 상기 기준구동전압보다 낮을 수 있다.

또한, 입력되는 상기 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역 및 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 경우, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원에 공급되는 구동전압은 상기 기준구동전압일 수 있다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치는 로컬 디밍(Local Dimming) 구동에서 소정의 광원의 휘도의 감소 부분을 다른 광원의 휘도를 증가시켜 보상함으로써, 전력소모를 줄이면서도 영상의 휘도의 과도한 감소를 억제하는 효과가 있다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 도면;
도 9 내지 도 20은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 구동방법에 대해 설명하기 위한 도면; 및
도 21 내지 도 22는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 다른 구동방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에는 디스플레이 장치의 구성을 분해 사시도가 개시되어 있다.

도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 전면 커버(30), 후면 커버(40) 및 전면 커버(30)와 후면 커버(40)의 사이에 배치되는 디스플레이 모듈(20)을 포함할 수 있다.

전면 커버(30)는 디스플레이 모듈(20)을 둘러싸도록 배치될 수 있고, 광을 투과시킬 수 있는 실질적으로 투명한 재질의 전면 패널(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 전면 패널은 일정한 간격을 두고 디스플레이 모듈(20)의 전면에 배치되어 외부 충격으로부터 디스플레이 모듈(20)을 보호할 수 있다.

도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면이 개시되어 있다.

도 2를 살펴보면, 디스플레이 장치에 구비된 디스플레이 모듈(20)은 디스플레이 패널(100) 및 백라이트 유닛(Back Light Unit, 200)을 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(100)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러 필터 기판(110) 및 TFT(Thin Film transistor) 기판(120)을 포함할 수 있다. 아울러, 컬러 필터 기판(110)과 TFT 기판(120)의 사이에는 액정 층(미도시)이 배치될 수 있다.

컬러 필터 기판(110)은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 서브 픽셀로 이루어진 복수의 픽셀들을 포함하며, 광이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당 하는 이미지를 발생시킬 수 있다.

픽셀들은 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀로 구성될 수 있으나, 레드, 그린, 블루 및 화이트(W) 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성하는 등 반드시 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 조합으로 구성될 수 있다.

TFT 기판(120)은 스위칭 소자로서 화소 전극(미도시)을 스위칭할 수 있다.

액정층은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 액정 분자들은 도시하지 않은 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시킬 수 있다, 이에 따라, 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 광은 액정층의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러 필터 기판(110)에 입사될 수 있다.

디스플레이 패널(100)의 상측 및 하측에는 각각 상부 편광판(130) 및 하부 편광판(140)이 배치될 수 있으며, 보다 구체적으로는 컬러 필터 기판(110)의 상측 면에 상부 편광판(130)이 형성되고, TFT 기판(120)의 하측 면에 하부 평관판(140)이 형성될 수 있다.

디스플레이 패널(100)의 측면에는 패널(100)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 게이트 및 데이터 구동부(미도시)가 구비될 수 있다.

상기와 같은 디스플레이 패널(100)의 구조 및 구성은 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상이 유지되는 범위에서 실시예의 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100)에 백라이트 유닛(200)을 밀착하여 배치함으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(200)은 디스플레이 패널(100)의 하측 면, 보다 상세하게는 하부 편광판(140)에 부착되어 고정될 수 있으며, 그를 위해 하부 편광판(140)과 백라이트 유닛(200) 사이에 접착층(미도시)이 형성될 수 있다.

상기와 같이 백라이트 유닛(200)을 디스플레이 패널(100)에 밀착하여 형성함으로써, 디스플레이 장치의 전체 두께를 감소시켜 외관을 개선할 수 있으며, 백라이트 유닛(200)을 고정하기 위한 구조물을 제거하여 디스플레이 장치의 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200)과 디스플레이 패널(100) 사이의 공간을 줄임으로써, 상기 공간으로의 이물질 등의 삽입으로 인한 디스플레이 장치의 오동작 또는 디스플레이 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 백라이트 유닛(200)은 복수의 기능층들이 적층된 형태로 구성될 수 있으며, 상기 복수의 기능층들 중 적어도 한 층은 복수의 광원들(미도시)을 구비할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 백라이트 유닛(200)이 디스플레이 패널(100)의 하측 면에 밀착되어 고정되도록 하기 위해, 백라이트 유닛(200), 보다 상세하게는 백라이트 유닛(200)을 구성하는 복수의 층들은 각각 연성을 갖는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 백라이트 유닛(200)의 하측에는 백라이트 유닛(200)이 안착되는 하부 커버(bottom cover, 미도시)가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 복수의 영역들로 분할될 수 있으며, 상기 분할된 영역들 각각의 그레이 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 대응되는 백라이트 유닛(200)의 영역으로부터 방출되는 광의 밝기, 즉 해당 광원의 밝기가 조절되어, 디스플레이 패널(100)의 휘도가 조절될 수 있다.

그를 위해, 백라이트 유닛(200)은 상기 디스플레이 패널(100)의 분할된 영역들 각각에 대응되는 복수의 분할 구동 영역으로 구분되어 동작될 수 있다.

도 3에는 백라이트 유닛의 단면이 개시되어 있다.

도 3을 살펴보면, 백라이트 유닛(200)은 기판(210), 광원(220), 수지층(230) 및 반사층(240)을 포함할 수 있다.

복수의 광원들(220)은 기판(210)에 형성되며, 복수의 광원(220)의 상부 및 반사층(240)의 상부에는 수지층(230)이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 수지층(230)은 복수의 광원들(220)을 감싸는 형태로 기판(210)의 상측에 형성될 수 있다.

기판(210)에는 도시하지 않았지만 커넥터(Connector, 미도시)와 광원(220)을 연결하기 위한 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(210)의 상면에는 광원(220)과 커넥터를 연결하기 위한 탄소 나노 튜브 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 커넥터는 광원(220)에 전원을 공급하는 전원공급부(Power Supply Unit, 미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.

기판(210)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 유리, 폴리카보네이트와 실리콘 등의 재질을 포함하는 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 아울러, 기판(210)은 필름 기판(Film Substrate)일 수 있다.

광원(220)은 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 칩 또는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 구비된 발광 다이오드 패키지 중 하나일 수 있다. 본 실시예에서는 광원(220)으로서 발광 다이오드 패키지가 제공되는 것을 예로 설명하겠다.

광원(220)은 적색, 청색, 녹색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 백색 LED로 구성될 수 있다. 또한 유색 LED는 적색 LED, 청색 LED 및 녹색 LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드의 배치 및 방출 광은 실시예의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다.

한편, 기판(210)의 상측에 배치되는 수지층(230)은 광원(220)으로부터 방출되는 광을 투과시킴과 동시에 확산시켜, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 균일하게 디스플레이 패널(100)로 제공되도록 할 수 있다.

기판(210)과 수지층(230) 사이, 보다 구체적으로는 기판(210)의 상면에는 광원(220)으로부터 방출되는 광을 반사시키는 반사층(240)이 형성될 수 있다.

반사층(240)은 수지층(230)의 경계로부터 전반사되는 광을 다시 반사시켜 광원(220)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되도록 할 수 있다.

반사층(240)은 합성수지 재질의 시트 중 산화티탄 등의 백색안료가 분산된 것, 표면에 금속 증착막을 적층한 것, 합성수지제의 시트 중에 빛을 산란시키기 위하여 기포가 분산된 것 등이 사용될 수 있으며, 반사율을 높이기 위해 표면에 은(Ag)이 코팅(coating)될 수도 있다. 또는, 반사층(240)은 기판(210)의 상면에 코팅되어 형성될 수도 있다.

수지층(230)은 광투과성을 갖는 다양한 수지(resin)로 구성되는 것도 가능하다. 예를 들면, 수지층(230)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌 및 폴리에폭시, 실리콘, 아크릴 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 재질 혹은 적어도 두 개의 재질을 포함하는 것이 가능하다.

또한, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 확산되어 백라이트 유닛(200)이 균일한 휘도를 가지도록 하기 위해, 수지층(230)의 굴절률은 약 1.4 내지 1.6일 수 있다.

수지층(230)은 광원(220) 및 반사층(240)에 견고하게 밀착되도록 접착성을 가지는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 층(230)은 불포화폴리 에스터, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소 부틸 메타크릴레이트, 노말 부틸 메타크릴레이트, 노말 부틸 메틸 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시 에틸 메타크릴레이트, 드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 아크릴 아미드, 메티롤 아크릴 아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소 부틸 아크릴레이트, 노말 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 및 멜라민계 등을 포함하여 구성될 수 있다.

수지층(230)은 액상 또는 겔(gel) 상의 수지를 복수의 광원들(220) 및 반사층(240)이 형성된 기판(210)의 상측 면에 도포한 후 경화시키는 방법으로 형성될 수 있고, 또는 별도로 제작되어 기판(210)의 상측 면에 접착되어 형성되는 것도 가능하다.

수지층(230)의 두께(T)가 증가할수록, 광원(200)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되어 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 디스플레이 패널(100)로 제공될 수 있다. 반면에, 수지층(230)의 두께(T)가 증가함에 따라 제2 층(230)에 흡수되는 광의 량이 증가할 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널(100)로 제공되는 광의 휘도가 전체적으로 감소할 수 있다.

따라서 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널(100)로 제공되는 광의 휘도를 크게 감소시키지 아니하면서 균일한 휘도의 광을 제공하기 위해, 수지층(230)의 두께(T)는 0.1 내지 4.5mm인 것이 바람직하다.

도 4에는 백라이트 유닛의 다른 구성의 단면이 개시되어 있다. 이하에서는 도 3에서 상세히 설명한 부분의 설명은 생략한다.

도 4를 살펴보면, 기판(210)에 복수의 광원들(220)이 실장되고, 기판(210)의 상측에는 수지층(230)이 배치될 수 있다. 한편, 기판(210)과 수지층(230)사이에는 반사층(240)이 형성될 수 있다.

또한, 수지층(230)은 복수의 산란 입자들(231)을 포함할 수 있으며, 산란 입자들(231)은 입사되는 광을 산란 또는 굴절시켜 광원(220)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되도록 할 수 있다.

산란 입자(231)는 광원(220)으로부터 방출되는 광을 산란 또는 굴절시키기 위해, 수지층(230)을 구성하는 물질과 상이한 굴절율을 가지는 재질, 보다 상세하게는 수지층(230)을 구성하는 실리콘계 또는 아크릴계 수지보다 높은 굴절율을 가지는 재질로 구성될 수 있다.

예를 들어, 산란 입자(231)는 폴리 메틸 메타크릴레이트/스티렌 공중합체(MS), 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리 스티렌 (PS), 실리콘, 이산화 티타늄(TiO2), 이산화 실리콘(SiO2) 등으로 구성될 수 있으며, 상기와 같은 물질들을 조합하여 구성될 수도 있다.

한편, 산란 입자(231)는 수지층(230)을 구성하는 물질보다 낮은 굴절율을 가지는 물질로도 구성될 수 있으며, 예를 들어 수지층(230)에 기포(bubble)를 형성하여 구성될 수도 있다.

또한, 산란 입자(231)를 구성하는 물질은 상기한 바와 같은 물질들에 한정되지 아니하며, 그 이외에 다양한 고분자 물질 또는 무기 입자들을 이용하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 수지층(230)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지에 산란 입자들(231)을 혼합한 후 복수의 광원들(220) 및 반사층(240)이 형성된 기판(210)의 상측 면에 도포한 후 경화시키는 방법으로 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 수지층(230)의 상측에는 광학 시트(250)가 배치될 수 있으며, 예를 들어 광학 시트(250)는 프리즘 시트(251) 및 확산 시트(252)를 포함할 수 있다. 이 경우, 광학 시트(250)에 포함된 복수의 시트들은 서로 이격되지 않고 접착 또는 밀착된 상태로 제공되어, 광학 시트(250) 또는 백라이트 유닛(200)의 두께를 최소화 할 수 있다.

한편, 광학 시트(250)의 하측 면이 수지층(230)에 밀착되고, 광학 시트(250)의 상측 면이 디스플레이 패널(100)의 하측 면, 보다 상세하게는 하부 편광판(140)에 밀착될 수 있다.

확산 시트(252)는 입사되는 광을 확산시켜 수지층(230)으로부터 나오는 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하여 광의 휘도를 균일하게 한다. 또한, 프리즘 시트(251)는 확산 시트(252)로부터 나오는 광을 집광하여 디스플레이 패널(100)로 수직하게 광이 입사되도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 광학 시트(250), 예를 들어 프리즘 시트(251) 및 확산 시트(252) 중 적어도 하나가 제거될 수 있고, 또는 프리즘 시트(251) 및 확산 시트(252) 이외에 다양한 기능층들을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

직하방식에서 광원(220)을 구성하는 LED 패키지는 발광면이 향하는 방향에 따라 탑뷰(Top view) 방식과 사이드 뷰(Side view) 방식으로 나뉠 수 있다. 이에 대해 도 5 내지 도 7을 참조하여 직하방식에 대해 설명한다.

도 5에는 직하 방식 중 탑뷰(Top view) 방식에 대해 도시되어 있다.

도 5를 살펴보면, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들(220)은 각각 발광면이 상면에 배치되어, 상부 방향, 예를 들면 기판(210) 또는 반사층(240)과 수직하는 방향으로 광을 방출할 수 있다.

도 6에는 직하 방식 중 사이드 뷰(Side view) 방식에 대해 도시되어 있다.

도 6을 살펴보면, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들(220)은 각각 발광면이 측면에 배치되어, 측면 방향, 즉 기판(210) 또는 반사층(240)과 나란한 방향으로 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 복수의 광원들(220)은 사이드 뷰 방식의 LED 패키지를 이용하여 구성될 수 있으며, 이에 따라 광원(220)이 화면상에서 핫 스팟(hot spot)으로 관찰되는 문제를 감소시킬 수 있으며, 수지층(230)의 두께(T)를 감소시켜 백라이트 유닛(200), 더 나아가 디스플레이 장치의 슬림화를 구현할 수 있다.

도 7을 살펴보면, 백라이트 유닛(200)은 복수의 수지층들(230, 235)을 포함할 수 있다.

광원(220)으로부터 측면으로 방출되는 광은 제 1 수지층(230)을 투과하여 인접한 광원(225)이 배치된 영역까지 진행할 수 있다.

제 1 수지층(230)을 투과하여 진행하는 광 중 일부는 디스플레이 패널(100) 방향인 상측으로 방출될 수 있다. 이를 위해 제 1 수지층(230)은 도 4를 참조하여 설명한 바와 같은 복수의 산란 입자들(231)을 포함하여 상기 진행하는 광의 방향을 상측 방향으로 산란 또는 굴절시킬 수 있다.

또한, 광원(220)으로부터 방출되는 광 중 일부는 반사층(240)으로 입사될 수 있으며, 상기와 같이 반사층(240)으로 입사된 광은 상측 방향으로 반사되어 확산될 수 있다.

한편, 광원(220) 근처에서의 강한 산란 현상 또는 광원(220)으로부터 상측에 가까운 방향으로 방출되는 광 등에 의해, 광원(220)에 인접한 영역에서 많은 양의 광이 방출될 수 있어 화면상에 높은 휘도의 광이 관찰될 수 있다. 이를 방지하기 위해 도 7과 같이 제 1 수지층(230) 상에 제 1 차광 패턴(260)을 형성하여 광원(220)에 인접한 영역에서 방출되는 광의 휘도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 차광 패턴(260)은 복수의 광원들(220)이 배치된 위치에 대응되도록 제 1 수지층(230) 상에 형성될 수 있으며, 광원(220)으로부터 입사되는 광의 일부는 차단하고 나머지 일부를 투과시켜 상측으로 방출되는 광의 휘도를 감소시킬 수 있다.

제 1 차광 패턴(260)은 이산화티타늄(TiO₂)으로 구성될 수 있으며, 이 경우 광원(220)으로부터 입사되는 광의 일부는 하측 방향으로 반사하고 나머지 일부를 투과시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 제 1 수지층(230)의 상측에 제 2 수지층(235)이 배치될 수 있다. 제 2 수지층(235)은 제 1 수지층(230)과 동일하거나 또는 상이한 재질로 구성될 수 있으며, 제 1 수지층(230)으로부터 상측 방향으로 방출되는 광을 확산시켜 백라이트 유닛(200)의 광 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

제 2 수지층(235)은 제 1 수지층(230)을 구성하는 물질과 동일한 굴절율을 가지는 물질로 구성되거나, 또는 그와 상이한 굴절율을 가지는 물질로도 구성될 수 있다.

예를 들어, 제 2 수지층(235)이 제 1 수지층(230)보다 높은 굴절율의 물질로 구성되는 경우, 제 1 수지층(230)으로부터 방출되는 광을 보다 넓게 확산시킬 수 있다.

반대로, 제 2 수지층(235)이 제 1 수지층(230)보다 낮은 굴절율의 물질로 구성되는 경우, 제 1 수지층(230)으로부터 방출되는 광이 제 2 수지층(235)의 하면에서 반사되는 반사율을 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 광원(220)으로부터 방출되는 광이 제 1 수지층(230)을 따라 진행하는 것을 보다 용이하게 할 수 있다.

한편, 제 1 수지층(230) 및 제 2 수지층(235)은 각각 복수의 산란 입자들을 포함할 수 있으며, 이 경우 제 2 수지층(235)에 포함된 산란 입자들의 밀도는 제 1 수지층(230)에 포함된 산란 입자들의 밀도보다 높을 수 있다. 이와 같이, 제 2 수지층(235)에 보다 높은 밀도로 산란 입자들을 포함시키는 경우에는 제 1 수지층(230)으로부터 상측으로 방출되는 광을 보다 넓게 확산시킬 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 수지층(235)의 상측에 제 2 차광 패턴(265)이 형성되어, 제 2 수지층(235)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있다. 예를 들어, 제 2 수지층(235)으로부터 상측으로 방출되는 광이 특정 부분에 집중되어 화면상에서 높은 휘도로 관찰되는 경우, 제 2 수지층(235)의 상측 면 중 상기 특정 부분에 대응되는 영역에 제 2 차광 패턴(265)을 형성할 수 있으며, 그에 따라 상기 특정 부분에서의 광의 휘도를 감소시켜 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있다.

제 2 차광 패턴(265)은 이산화티타늄(TiO₂)으로 구성될 수 있으며, 이 경우 제 2 수지층(235)으로부터 방출되는 광의 일부는 제 2 차광 패턴(265)에서 하측 방향으로 반사하고 나머지 일부를 투과될 수 있다.

도 8을 살펴보면, 반사층(240)에는 광원(220)으로부터 방출되는 광이 인접한 광원(225)까지 진행되는 것을 용이하게 하기 위한 패턴이 형성될 수 있다.

반사층(240)의 상측 면에 형성된 패턴은 복수의 돌출부들(241)을 포함할 수 있으며, 광원(220)으로부터 방출된 후 복수의 돌출부들(241)에 입사되는 광은 상기 진행 방향으로 산란 또는 굴절될 수 있다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 반사층(240)에 형성된 돌출부들(241)의 밀도는 광원(220)으로부터 이격될수록 증가할 수 있다. 그에 따라, 광원(220)으로부터 멀리 떨어진 영역에 가까운 영역에서 상측으로 방출되는 광의 휘도가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 광의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 돌출부들(241)은 반사층(240)과 동일한 물질로 구성될 수 있으며, 이 경우 반사층(240)의 상측 면을 가공함으로써 돌출부들(241)을 형성할 수 있다.

이와 달리, 돌출부들(241)은 반사층(240)과 상이한 물질로 구성될 수 있으며, 반사층(240)의 상측 면에 도 8에 도시된 바와 같은 패턴을 인쇄함에 의해 형성될 수도 있다.

돌출부들(241)의 형상은 도 8에 도시된 것에 한정되지 아니하며, 예를 들어 프리즘 등의 다양한 형상이 가능할 수 있다.

도 9 내지 도 20은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 구동방법에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 상세히 설명한 내용의 설명은 생략한다. 예를 들면, 이하에서 설명하는 광원은 사이드-뷰 타입 광원이거나 및/또는 탑-뷰 타입 광원일 있다.

도 9의 경우와 같이, 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000)에는 상대적으로 높은 계조의 영상이 표시되고, 제 1 영역(1000)과 다른 제 2 영역(1010)에는 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조보다 낮은 계조의 영상이 표시되는 경우를 가정하여 보자.

이러한 경우, 제 2 영역(1010)에 대응되는 위치에 배치되는 적어도 하나의 광원(220)의 휘도를 낮추는 것이 가능하다. 이러한 경우, 불필요한 전력 소모를 줄임으로써 구동효율을 향상시키는 것이 가능하다.

또는, 제 2 영역(1010)에 대응되는 위치에 배치되는 적어도 하나의 광원(220)은 오프(Off)될 수 있다. 예를 들면, 제 2 영역(1010)에 배치되는 모든 광원(220)이 오프될 수 있다.

이에 따라, 전력소모를 줄일 수 있다. 아울러, 제 1 영역(1000)에 대응되는 위치에 배치되는 실질적으로 모든 광원(220)은 온되거나 혹은 제 1 영역(1000)에 대응되는 위치에 배치되는 적어도 하나의 광원(220)이 선택적으로 오프되는 것도 가능하다.

도 9에서 제 2 영역(1010)에 대응되는 위치를 D2영역으로 표시하고, 제 1 영역(1000)에 대응되는 위치를 D1영역으로 표시하였다.

이를 다르게 표현하면, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조보다 높은 경우에, 제 1 영역(1000)에 대응되는 적어도 하나의 광원(220)의 휘도는 제 2 영역(1010)에 대응되는 적어도 하나의 광원(220)의 휘도보다 높을 수 있는 것이다.

이처럼, 입력되는 영상 데이터에 따라 적어도 하나의 광원의 휘도를 조절하기 위해 임의의 두 개의 광원을 서로 독립적으로 구동시킬 필요가 있다. 예를 들면, 도 10과 같이 제 1 라인(1110)에 복수의 광원(220)을 전기적으로 연결하고, 제 1 라인(1110)과는 전기적으로 분리된 제 2 라인(1120)에 복수의 광원(220)을 연결할 수 있다. 이러한 방법으로 제 3, 4, 5 라인(1130, 1140, 1150)에 각각 복수의 광원(220)을 전기적으로 연결할 수 있다.

아울러, 제 1, 2, 3, 4, 5 라인(1110~1150)은 커넥터(1100)와 연결될 수 있고, 커넥터(1100)를 통해 전원공급부(Power Supply Unit, 미도시)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

도 10과 같은 구조에서 제 1, 2 라인(1110, 1120)을 통해 공급되는 구동신호와 제 3, 4, 5 라인(1130, 1140, 1150)을 통해 공급되는 구동신호를 다르게 하면 제 1, 2 라인(1110, 1120)에 연결된 복수의 광원(220)들의 휘도와 제 3, 4, 5 라인(1130, 1140, 1150)에 연결된 복수의 광원(220)들의 휘도를 다르게 조절하는 것이 가능하다.

예를 들어, 도 11의 경우와 같이, 제 1 영역(1000)에 위치하는 광원을 제 1 광원(300)이라 하고, 제 2 영역(1010)에 위치하는 광원을 제 2 광원(310)이라 가정하자.

이러한 경우, 도 11의 (A)의 경우와 같이, 제 1 광원(300)에는 제 1 전압(V1)을 갖는 구동신호를 공급하여 제 1 광원(300)을 턴-온시키고, 제 2 광원(310)에는 제 1 전압(V1)보다 낮은 제 2 전압(V2)을 갖는 구동신호를 공급하여 제 2 광원(310)을 턴-온시킬 수 있다. 즉, 제 2 광원(310)에 공급되는 구동신호의 전압(V2)을 제 1 광원(300)에 공급되는 구동신호의 전압(V1)보다 더 작게 함으로써 제 2 광원(310)의 휘도를 줄여 어두운 영상을 보다 더 어둡게 하여 영상의 화질을 개선할 수 있다. 아울러, 제 2 광원(310)이 소모하는 전력을 줄일 수 있다.

또는, 도 11의 (B)의 경우와 같이 제 1 광원(300)에는 ①~⑧ 구동펄스(Driving Pulses, DP)가 공급되어 제 1 광원(300)이 턴-온되고, 제 2 광원(310)에는 ①~⑤ 구동펄스(DP)가 공급되어 제 2 광원(310)이 턴-온될 수 있다.

이처럼, 제 2 광원(310)에 공급되는 구동펄스(DP)의 개수를 줄임으로써 제 2 광원(310)의 휘도를 줄이면서 제 2 광원(310)이 소모하는 전력을 줄일 수 있다.

또는, 도 11의 (C)의 경우와 같이 제 1 광원(300)에는 제 1 펄스폭(W1)을 갖는 제 1 구동펄스(DP1)가 공급되어 제 1 광원(300)이 턴-온되고, 제 2 광원(310)에는 제 1 펄스폭(W1)보다 작은 제 2 펄스폭(W2)을 갖는 제 2 구동펄스(DP2)가 공급되어 제 2 광원(310)이 턴-온될 수 있다.

이처럼, 제 2 광원(310)에 공급되는 구동펄스(DP)의 펄스폭을 줄임으로써 제 2 광원(310)의 휘도를 줄이면서 제 2 광원(310)이 소모하는 전력을 줄일 수 있다.

또는, 도시하지는 않았지만, 제 2 광원(310)에 공급되는 전류의 크기를 줄여 제 2 광원(310)의 휘도를 줄이면서 제 2 광원(310)이 소모하는 전력을 줄이는 것도 가능할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 제 1, 2 광원(300, 310)의 휘도를 조절하는 방법의 상세한 설명은 생략한다.

예를 들어, 제 1 광원(300)의 휘도가 제 2 광원(310)의 휘도보다 높다는 것은 도 11의 (A), (B), (C)의 경우와 같이, 제 1 광원(300)에 공급되는 구동신호의 전압이 제 2 광원(310)에 공급되는 구동신호의 전압보다 더 높거나, 제 1 광원(300)에 공급되는 구동펄스(DP)의 개수가 제 2 광원(310)에 공급되는 구동펄스(DP)의 개수보다 더 많거나, 제 1 광원(300)에 공급되는 구동펄스(DP)의 폭이 제 2 광원(310)에 공급되는 구동펄스(DP)의 폭보다 더 크거나, 제 1 광원(300)에 공급되는 구동전류의 크기가 제 2 광원(310)에 공급되는 구동전류의 크기보다 큰 것을 의미할 수 있다.

상기와 같이, 상대적으로 낮은 계조의 영상을 표시하는 영역에 대응되는 광원의 휘도를 줄여 효율을 향상시키면서 영상의 화질을 개선하는 것이 가능할 수 있다.

한편, 상대적으로 낮은 계조의 영상을 표시하는 영역에 대응되는 광원의 휘도를 줄이면서도 이와 함께 상대적으로 높은 계조의 영상의 표시하는 영역에 대응되는 광원의 휘도는 높이는 것이 가능할 수 있다.

예를 들어, 도 12의 (A)의 경우와 같이, 입력되는 제 1 프레임(Frame 1)에 따른 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 제 1 영역(1000)과 다른 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조보다 낮은 경우를 가정하여 보자. 즉, 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조는 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조보다 낮은 것이다.

이러한 경우, 제 1 광원(300)의 휘도는 증가하고, 제 2 광원(310)의 휘도는 감소할 수 있다. 이에 따라, 도 12의 (B)의 경우와 같이, 제 1 영역(1000)에 대응되는 적어도 하나의 광원, 예컨대 제 1 광원(300)의 휘도는 기준휘도보다 높고, 제 2 영역(1010)에 대응되는 적어도 하나의 광원, 예컨대 제 2 광원(310)의 휘도는 기준휘도보다 낮을 수 있는 것이다. 다르게 표현하면, 제 2 광원(310)의 휘도 감소 부분을 고려하여, 제 1 광원(300)의 휘도를 증가시킬 수 있는 것이다.

여기서, 제 1 영역(1000)에 대응되는 제 1 광원(300)의 휘도와 기준휘도의 차이(A1)는 제 2 영역(1010)에 대응되는 제 2 광원(310)의 휘도와 기준휘도의 차이(A2)와 대략 동일할 수 있다.

이러한 경우, 제 2 광원(310)에 공급되어야 하는 전력의 일부를 제 1 광원(300)으로 공급함으로써 전력 소모의 증가는 방지하면서도 영상의 전체 휘도를 향상시켜 영상의 화질을 개선하는 것이 가능하다.

또는, 제 1 영역(1000)에 대응되는 제 1 광원(300)의 휘도와 기준휘도의 차이(A1)는 제 2 영역(1010)에 대응되는 제 2 광원(310)의 휘도와 기준휘도의 차이(A2)보다 작은 경우도 가능할 수 있다.

이러한 경우, 제 2 광원(310)에 공급되어야 하는 전력의 일부를 제 1 광원(300)으로 공급함으로써 전력 소모를 줄일 수 있으며 영상의 전체 휘도를 향상시켜 영상의 화질을 개선하는 것이 가능하다.

여기서, 기준 계조는 광원의 휘도 보정 및 Local Dimming 구동을 사용하지 않는 계조 범위를 의미할 수 있다.

아울러, 기준 휘도는 기준 계조에서 광원의 휘도를 의미할 수 있다. 즉, 휘도 보정 및 Local Dimming 구동을 사용하지 않는 계조 범위에서 광원의 휘도가 기준 휘도일 수 있는 것이다.

예를 들어, 도 13의 (A)의 경우와 같이, 제 1 광원(300) 및 제 2 광원(310)이 기준휘도인 경우에는 제 1 광원(300) 및 제 2 광원(310)에 기준전압(Vref)을 갖는 제 1 구동펄스(DP1) 또는 제 2 구동펄스(DP2)가 공급될 수 있다.

반면에, 도 13의 (B)의 경우와 같이, 제 2 광원(310)의 휘도가 낮아져 제 2 광원(310)의 휘도가 기준휘도보다 낮은 경우에는 제 2 광원(310)에 공급되는 제 2 구동펄스(DP2)의 전압(V2)은 기준전압(Vref)보다 낮아질 수 있다.

아울러, 도 13의 (C)의 경우와 같이, 제 2 광원(310)의 휘도가 기준휘도보다 낮으면서도 제 1 광원(300)의 휘도가 기준휘도보다 높은 경우에는, 제 2 구동펄스(DP2)의 낮아진 전압에 대응하여, 제 1 광원(300)에 공급되는 제 1 구동펄스(DP1)의 전압(V1)은 기준전압(Vref)보다 높아질 수 있다.

여기서, 제 1 구동펄스(DP1)의 전압증가분(△V1)은 제 2 구동펄스(DP2)의 전압감소분(△V2)과 대략 동일하거나 더 작을 수 있다.

한편, 도 14의 (A)의 경우와 같이, 제 2 프레임(Frame 2)에 따른 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000) 및 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조가 기준 계조의 범위 내인 경우에는, 도 14의 (B)의 경우와 같이, 제 1 광원(300) 및 제 2 광원(310)의 휘도는 기준 휘도일 수 있다. 즉, 제 1 광원(300) 및 제 2 광원(310)에는 기준휘도에 대응되는 구동신호(구동펄스)가 공급될 수 있는 것이다.

이러한 경우에는, Local Dimming 및 휘도 보정 구동을 적용하지 않을 수 있다.

또는, 도 15의 (A)의 경우와 같이, 입력되는 제 3 프레임(Frame 3)에 따른 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조 범위 내에 있고, 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조보다 낮은 경우를 가정하여 보자.

이러한 경우, Local Dimming 구동은 적용하지만, 휘도 보정 구동은 적용하지 않을 수 있다.

다르게 표현하면, 도 15의 (B)의 경우와 같이, 제 2 광원(310)의 휘도는 감소하여 기준휘도보다 낮을 수 있다. 반면에, 제 1 광원(300)의 휘도는 기준휘도일 수 있다.

또는, 도 16의 (A)의 경우와 같이, 입력되는 제 4 프레임(Frame 4)에 따른 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조보다 높고, 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조 범위 내에 있는 경우를 가정하여 보자.

이러한 경우, Local Dimming 및 휘도 보정 구동은 적용하지 않을 수 있다.

다르게 표현하면, 도 16의 (C)의 경우와 같이, 제 1 광원(300)의 휘도 및 제 2 광원(310)의 휘도는 기준휘도일 수 있다.

아울러, 도 16의 (B)의 경우와 같이, 입력되는 제 5 프레임(Frame 5)에 따른 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조 및 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조보다 높은 경우에도, 도 16의 (C)의 경우와 같이, Local Dimming 및 휘도 보정 구동은 적용하지 않을 수 있다.

또는, 도 17의 (A)의 경우와 같이, 입력되는 제 6 프레임(Frame 6)에 따른 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1000)에 표시되는 영상의 계조 및 제 2 영역(1010)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조보다 낮은 경우에는 Local Dimming 구동은 적용하고 휘도 보정 구동은 적용하지 않을 수 있다.

이에 따라, 도 17의 (B)의 경우와 같이, 제 1 광원(300) 및 제 2 광원(310)의 휘도는 감소하여 기준휘도보다 낮을 수 있다.

한편, 이상에서는 디스플레이 패널의 화면영역을 제 1 영역(1000)과 제 2 영역(1010)으로 구분한 경우만을 설명하였지만, 디스플레이 패널의 화면영역을 3이상의 다수의 영역으로 구분하는 경우도 가능할 수 있다.

예를 들어, 도 18의 (A)의 경우와 같이, 디스플레이 패널의 제 1 영역(1100)에 제 1 광원(400)이 배치되고, 제 2 영역(1110)에 제 2 광원(410)이 배치되고, 제 3 영역(1120)에 제 3 광원(420)이 배치되고, 제 4 영역(1130)에 제 4 광원(430)이 배치되는 경우를 가정하여 보자.

이러한 경우, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 디스플레이 패널의 제 1 영역(1100) 및 제 3 영역(1120)에 표시되는 영상의 계조가 기준 계조보다 높고, 제 2 영역(1110) 및 제 4 영역(1130)에 표시되는 영상의 계조는 기준 계조보다 낮은 경우를 가정하여 보자.

이러한 경우, 도 18의 (B)의 경우와 같이, 제 1 광원(400) 및 제 3 광원(420)의 휘도는 증가하여 기준휘도보다 높을 수 있고, 제 2 광원(410) 및 제 4 광원(430)의 휘도는 감소하여 기준휘도보다 낮아질 수 있다.

여기서, 제 3 영역(1120)에 표시되는 영상의 계조와 제 1 영역(1100)에 표시되는 영상의 계조와 다른 경우에, 제 3 영역(1120)에 대응되는 적어도 하나의 광원, 예컨대 제 3 광원(420)의 휘도는 제 1 영역(1100)에 대응되는 적어도 하나의 광원, 예컨대 제 1 광원(400)의 휘도와 다를 수 있다.

예를 들어, 제 3 영역(1120)에 표시되는 영상의 계조가 제 1 영역(1100)에 표시되는 영상의 계조보다 낮은 경우에, 제 3 광원(420)의 휘도는 제 1 광원(400)의 휘도보다 낮을 수 있다.

다르게 표현하면, 제 1 광원(400)의 휘도 증가분은 제 3 광원(420)의 휘도 증가분보다 클 수 있다. 이에 따라, 제 1 광원(400)의 휘도와 기준휘도의 차이(B1)는 제 3 광원(420)의 휘도와 기준휘도의 차이(B3)보다 클 수 있는 것이다.

즉, 영상의 계조에 따라 광원의 휘도 증가도 차등적이 수 있는 것이다.

만약, 제 4 영역(1140)에 표시되는 영상의 계조가 제 2 영역(1110)에 표시되는 영상의 계조보다 낮은 경우에, 제 4 광원(40)의 휘도는 제 1 광원(400)의 휘도보다 낮을 수 있다.

다르게 표현하면, 제 4 광원(430)의 휘도 감소분은 제 2 광원(410)의 휘도 감소분보다 클 수 있다. 이에 따라, 제 4 영역(1130)에 대응되는 적어도 하나의 광원, 예컨대 제 4 광원(430)의 휘도와 기준휘도의 차이(B4)는 제 2 영역(1110)에 대응되는 적어도 하나의 광원, 예컨대 제 2 광원(410)의 휘도와 기준휘도의 차이(B2)보다 클 수 있는 것이다.

여기서, 제 1 영역(1100)에 대응되는 제 1 광원(400)의 휘도와 기준휘도의 차이(B1)와 제 3 영역(1120)에 대응되는 제 3 광원(420)의 휘도와 기준휘도의 차이(B3)의 합(B1+B3)은 제 2 영역(1110)에 대응되는 제 2 광원(410)의 휘도와 기준휘도의 차이(B2)와 제 4 영역(1130)에 대응되는 제 4 광원(430)의 휘도와 기준휘도의 차이(B4)의 합(B2+B4)과 대략 동일할 수 있다.

또는, 제 1 영역(1100)에 대응되는 제 1 광원(400)의 휘도와 기준휘도의 차이(B1)와 제 3 영역(1120)에 대응되는 제 3 광원(420)의 휘도와 기준휘도의 차이(B3)의 합(B1+B3)은 제 2 영역(1110)에 대응되는 제 2 광원(410)의 휘도와 기준휘도의 차이(B2)와 제 4 영역(1130)에 대응되는 제 4 광원(430)의 휘도와 기준휘도의 차이(B4)의 합(B2+B4)과 보다 작은 경우도 가능하다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치는 상기와 같은 구동을 위해, 도 19의 경우와 같이, 계조 연산부(2000), 로컬 디밍부(Local Dimming, 2010), 휘도 보정부(2020) 및 구동부(LED Driver, 2030)를 포함할 수 있다.

계조 연산부(2000)는 입력되는 영상 데이터의 계조를 연산할 수 있다.

로컬 디밍부(2010)는 계조 연산부(2000)가 연산한 계조 값에 따라 광원의 휘도를 조절하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다.

휘도 보정부(2020)는 로컬 디밍부(2010)의 출력을 고려하여 광원의 휘도 보정을 위한 제어신호를 출력할 수 있다.

구동부(2030)는 로컬 디밍부(2010) 및 휘도 보정부(2020)의 출력을 고려하여 각각의 광원에 구동신호를 공급할 수 있다.

휘도 보정부(2020)의 기능을 도 20을 참조하여 보다 상세히 설명하면 아래와 같다.

먼저, 휘도 보정부(2020)는 로컬 디밍부(2010)의 출력 신호로서 로컬 디밍 구동이 적용되는지의 여부를 판단(2100)할 수 있다.

판단결과, 로컬 디밍 구동이 적용되는 경우에는, 계조 연산부(2000)가 연산한 영상 데이터의 계조를 분석하여 각각의 화면영역의 계조를 기준 계조와 비교(2110)할 수 있다.

기준 계조와 각각의 화면영역의 계조를 비교/판단(2120)한 결과, 기준계조보다 작은 계조를 갖는 영역이 존재하는 경우에는 기준계조보다 큰 계조를 갖는 영역이 존재하는지의 여부를 판단(2130)할 수 있다.

판단결과, 기준계조보다 작은 계조를 갖는 영역이 존재하며 기준계조보다 큰 계조를 갖는 영역이 존재하는 경우에 휘도 보정을 수행할 수 있다.

여기서, 휘도 보정 방법은 앞선 도 12 내지 도 13에서 상세히 설명하였다.

이후, 휘도 보정 결과에 따라 구동부(2030)가 구동신호를 출력할 수 있다.

도 21 내지 도 22는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 다른 구동방법에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 상세히 설명한 부분의 설명은 생략한다.

도 21을 살펴보면, 본 발명에 따른 휘도 보정 구동은 소정의 평균화상레벨(Average Picture Level, APL) 구간에서 적용될 수 있다.

예를 들면, 전체 평균화상레벨(APL)을 0레벨부터 N레벨까지 구분하는 경우에 C1레벨부터 C2레벨사이에서 앞서 설명한 휘도 보정 구동을 적용하는 것이 가능하다.

즉, 0~C1 레벨 및 C2~N 레벨사이에서는 휘도 보정 구동을 적용하지 않을 수 있는 것이다.

여기서, 평균화상레벨(APL)은 전체 화소 중 턴-온되는 화소의 개수로서 결정될 수 있다.

예를 들어, 도 22의 (A)의 경우와 같이, 전체 화소 중 턴-온되는 화소의 개수가 상대적으로 적어서 전체적으로 어두운 영상인 경우에 평균화상레벨(APL)은 상대적으로 낮으며, 도 22의 (B)의 경우와 같이, 전체 화소 중 턴-온되는 화소의 개수가 상대적으로 많아서 전체적으로 밝은 영상인 경우에 평균화상레벨(APL)은 상대적으로 높을 수 있다.

이를 고려할 때, 소정의 제 1 프레임(Frame 1)에서 모든 화소들이 턴-온되는 경우에 제 1 프레임에서는 휘도 보정 구동을 실시하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 제 1 프레임(F1)의 평균화상레벨이 최저일 수 있다.

이처럼, 평균화상레벨이 낮은 경우에는 전체적으로 어두운 화면을 구현하는 경우이고, 소정의 광원의 휘도 감소분을 고려하여 다른 광원의 휘도를 증가시키는 휘도 보정 구동을 적용하지 않더라도 원하는 영상의 화질을 구현하는 것이 가능할 수 있다.

아울러, 소정의 제 2 프레임(Frame 2)에서 모든 화소들이 턴-오프되는 경우에도 제 2 프레임에서는 휘도 보정 구동을 실시하지 않을 수 있다.

이처럼, 평균화상레벨이 높은 경우에는 전체적으로 밝은 화면을 구현하는 경우이고, 아울러 기준계조보다 낮은 계조의 영상을 구현하는 부분은 상대적으로 적을 수 있다. 이에 따라, 소정의 광원의 휘도 감소분을 고려하여 다른 광원의 휘도를 증가시키는 휘도 보정 구동을 적용하지 않더라도 원하는 영상의 화질을 구현하는 것이 가능할 수 있다.

여기서, 휘도 보정 구동을 적용하지 않는다는 의미는, 앞선 도 12의 경우와 같이, 제 1 영역(1000)에 대응되는 영상의 계조가 기준계조보다 높고, 제 2 영역(1010)에 대응되는 영상의 계조가 기준계조보다 낮은 경우에도 제 1 광원(300)의 휘도를 증가시키지 않고, 기준휘도로 설정하는 경우를 의미할 수 있다.

다르게 표현하면, 소정의 제 10 프레임(F10), 제 11 프레임(F11) 및 제 12 프레임(F12)에서, 도 12의 경우와 같이, 제 1 영역(1000)에 대응되는 영상의 계조가 기준계조보다 높고, 제 2 영역(1010)에 대응되는 영상의 계조가 기준계조보다 낮은 것으로 가정하여 보자. 여기서, 제 11 프레임(F11)의 평균화상레벨(APL)이 제 10 프레임(F10)의 평균화상레벨보다는 높고 제 12 프레임(F12)의 평균화상레벨보다는 낮은 경우를 추가로 가정하여 보자.

이러한 경우에, 제 11 프레임에서는 제 1 광원(300)의 휘도는 기준휘도보다 높고, 제 10 프레임 및 제 12 프레임에서는 제 1 광원(300)의 휘도는 기준휘도일 수 있는 것이다.

여기서, 제 10 프레임 및 제 12 프레임 중 어느 하나의 평균화상레벨은 최소레벨일 수 있고, 나머지 하나는 최대 레벨인 것이 가능하다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

1. 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
   상기 디스플레이 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit);
   을 포함하고,
   입력되는 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우,
   상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮고,
   상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이는 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 동일한 디스플레이 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
   상기 디스플레이 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit);
   을 포함하고,
   입력되는 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1, 3 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1, 3 영역과 다른 제 2, 4 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우,
   상기 제 1 영역 및 상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높고, 상기 제 2 영역 및 상기 제 4 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮고,
   상기 제 3 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조와 다르고,
   상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 다르고,
   상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 상기 제 3 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이의 합은 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이와 상기 제 4 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도와 상기 기준휘도의 차이의 합과 동일한 디스플레이 장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
   상기 디스플레이 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit);
   을 포함하고,
   입력되는 제 1 프레임(Frame 1)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우,
   상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높은 제 1 휘도이고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮은 제 2 휘도이고,
   입력되는 제 2 프레임(Frame 2)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조 및 상기 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 경우,
   상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도 및 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도인 디스플레이 장치.
10. 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 후방에 배치되며 복수의 광원(Light Source)을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light unit);
    을 포함하고,
    입력되는 제 1 프레임(Frame 1)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조(Gray Level)가 기준 계조보다 높고, 상기 제 1 영역과 다른 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우,
    상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 기준휘도보다 높은 제 1 휘도이고, 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮은 제 2 휘도이고,
    입력되는 제 2 프레임(Frame 2)의 영상 데이터에 대응하여 상기 디스플레이 패널의 제 1 영역에 표시되는 영상의 계조 및 상기 제 2 영역에 표시되는 영상의 계조는 상기 기준 계조보다 낮은 경우,
    상기 제 1 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도 및 상기 제 2 영역에 대응되는 적어도 하나의 상기 광원의 휘도는 상기 기준휘도보다 낮은 디스플레이 장치.
11. 삭제
12. 삭제

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