KR101851937B1 - 백라이트 장치 및 백라이트 장치의 디밍 방법 - Google Patents

백라이트 장치 및 백라이트 장치의 디밍 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백라이트 장치 및 백라이트 장치의 디밍 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 분할된 복수의 단위 점등 영역을 구비한 도광판과, 도광판의 에지에 배치되는 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 복수의 발광소자 그룹을 포함하며, 발광소자 그룹은 상기 단위 점등 영역에 각각 대응하는 발광부와, 발광소자 그룹의 밝기를 각각 조절하는 구동부와, 영상 데이터 신호를 수신하고, 단위 점등 영역별 영상 데이터 신호를 분석하여, 단위 점등 영역별로 가장 밝은 기준 픽셀을 찾고, 기준 픽셀의 위치 및 밝기를 기준으로 단위 점등 영역별 기준 값을 결정하고, 결정된 단위 점등 영역별 기준 값에 따른 제어신호를 생성하여 구동부에 송신하는 제어부를 포함하는 백라이트 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 백라이트 장치와 백라이트 장치의 디밍 방법은 비교적 간단한 방법으로 백라이트의 위치별 휘도를 조절하여 전력 소비를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

Description

백라이트 장치 및 백라이트 장치의 디밍 방법{Backlight unit and dimming method for backlight unit}
본 발명은 백라이트 장치 및 백라이트 장치의 디밍 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정표시패널 및 액정표시패널의 하부에 배치되어 액정표시패널에 빛을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
소비전력을 줄이기 위한 방법으로, 백라이트를 복수의 구간으로 나누고, 구간별로 휘도를 제어하는 디밍 기술이 개발되었다. 디밍 기술은 영상데이터 신호를 분석한 후, 영상데이터 신호에 따라서 백라이트의 구간별로 휘도를 조절한 후 액정표시패널의 투과율을 조절하여 영상의 밝기를 조절하는 기술이다.
디밍 기술은 표시되는 영상에서 어두운 부분에 해당하는 백라이트의 구간의 휘도는 낮게 하고, 밝은 부분만 휘도를 높게 할 수 있으므로, 전력 소비를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 비교적 간단한 방법으로 백라이트의 위치별 휘도를 조절하여 전력 소비를 줄일 수 있는 새로운 백라이트 장치와 백라이트 장치의 디밍 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 분할된 복수의 단위 점등 영역을 구비한 도광판과, 도광판의 에지에 배치되는 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 복수의 발광소자 그룹을 포함하며, 발광소자 그룹은 상기 단위 점등 영역에 각각 대응하는 발광부와, 발광소자 그룹의 밝기를 각각 조절하는 구동부와, 영상 데이터 신호를 수신하고, 단위 점등 영역별 영상 데이터 신호를 분석하여, 단위 점등 영역별로 가장 밝은 기준 픽셀을 찾고, 기준 픽셀의 위치 및 밝기를 기준으로 단위 점등 영역별 기준 값을 결정하고, 결정된 단위 점등 영역별 기준 값에 따른 제어신호를 생성하여 구동부에 송신하는 제어부를 포함하는 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 상기 발광소자 그룹은 상기 도광판을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되는 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 상기 제어기는 영상 데이터 신호를 수신하는 수신부와, 단위 점등 영역별 영상 데이터 신호를 분석하여, 단위 점등 영역별로 가장 밝은 기준 픽셀을 찾고, 기준 픽셀의 위치 및 밝기를 기준으로 단위 점등 영역별 기준 값을 결정하는 분석부와, 결정된 단위 점등 영역별 기준 값에 따른 제어신호를 생성하는 신호생성부를 포함하는 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 상기 신호생성부는 각각의 발광소자 그룹에 인가되는 전원의 크기의 변화에 따른 도광판 전체의 위치별 휘도가 저장된 메모리부와, 기준 단위 점등 영역을 선택하는 기준 영역 선택부와, 기준 단위 점등 영역에서 가장 휘도가 높은 기준 픽셀이 해당 휘도 값을 가질 수 있도록 대응하는 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 제1제어신호 생성부와, 기준 단위 점등 영역 주위의 단위 점등 영역의 가장 휘도가 높은 기준 픽셀의 휘도 값에서 기준 단위 점등 영역에 대응하는 발광소자 그룹의 발광에 의한 해당 픽셀의 휘도 값을 뺀 나머지 값을 기준으로 그 단위 점등 영역의 대응하는 발광소자 그룹들의 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 제2제어신호 생성부를 포함하는 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 상기 기준 영역 선택부는 가장 휘도 값이 큰 픽셀이 포함된 단위 점등 영역을 기준 단위 점등 영역으로 선택하는 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 도광판과, 도광판의 에지에 배치된 복수의 발광소자들을 포함하는 백라이트 장치의 디밍 방법에 있어서, 도광판을 복수의 단위 점등 영역으로 구분하는 단계와, 발광소자들을 적어도 하나의 발광소자를 포함하며, 상기 단위 점등 영역에 각각 대응하는 복수의 발광소자 그룹으로 나누는 단계와, 영상 데이터 신호를 수신하는 단계와, 단위 점등 영역별 영상 데이터 신호를 분석하여, 단위 점등 영역별로 가장 밝은 기준 픽셀을 찾는 단계와, 가장 밝은 기준 픽셀의 위치 및 밝기를 기준으로 단위 점등 영역별 기준 값을 결정하는 단계와, 결정된 단위 점등 영역별 기준 값에 따라서 단위 점등 영역에 대응하는 발광소자 그룹을 각각 제어하는 단계를 포함하는 백라이트 장치의 디밍 방법을 제공한다.
또한, 발광소자 그룹을 각각 제어하는 단계는, 기준 단위 점등 영역을 결정하는 단계와, 기준 단위 점등 영역에서 가장 휘도가 높은 기준 픽셀이 해당 휘도 값을 가질 수 있도록 대응하는 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 단계와, 기준 단위 점등 영역 주위의 단위 점등 영역의 가장 휘도가 높은 기준 픽셀의 휘도 값에서 기준 단위 점등 영역에 대응하는 발광소자 그룹의 발광에 의한 해당 픽셀의 휘도 값을 뺀 값을 기준으로 그 단위 점등 영역의 대응하는 발광소자 그룹들의 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 백라이트 장치의 디밍 방법을 제공한다.
또한, 기준 단위 점등 영역을 결정하는 단계는 가장 휘도가 높은 기준 픽셀이 포함된 단위 점등 영역을 기준 단위 점등 영역으로 결정하는 단계인 백라이트 장치의 디밍 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 백라이트 장치와 백라이트 장치의 디밍 방법은 비교적 간단한 방법으로 백라이트의 위치별 휘도를 조절하여, 전력 소비를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 백라이트 장치의 일실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 블록도이다.
도 3은 단위 점등 영역별 기준 값을 나타낸 도면이다.
도 4는 일부 발광소자 그룹을 구동하였을 때 도광판 전체의 위치별 휘도를 예시한 도면이다.
도 5는 기준 단위 점등 영역의 기준 픽셀의 휘도가 100이 되도록 대응하는 발광소자 그룹을 구동하였을 때 도광판 전체의 위치별 휘도를 예시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 백라이트 장치의 일실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 장치의 일실시예는 도광판(10), 발광부(20), 구동부(30) 및 제어부(40)를 포함한다. 백라이트 장치는 자체적으로 빛을 생성하지 못하는 액정 패널에 빛을 공급하는 역할을 한다.
도광판(10)은 발광소자(22)에서 발산되는 빛을 균일하게 분산시키는 역할을 한다. 도 1에 도시된 바와 같은, 에지형 백라이트 장치에서는 도광판(10) 측면이 입사면이며, 도광판(10)의 전면이 출사면이 된다. 도광판(10)의 후면에는 입사면을 통해서 입사된 빛을 난반사시키기 위한 도트 패턴이 형성될 수 있다. 도광판(10)은 PC(polycarbonate), PMMA(PolyMethly MethAcrylate), COP(ZEONOR), 노보넨 수지(ARTON) 등의 재질로 형성될 수 있다. 도시하지 않았으나, 도광판(10)의 하면에는 반사시트가 배치되며, 도광판(10)의 상면에는 프리즘 시트 등의 광학시트가 배치될 수 있다.
도광판(10)은 복수의 단위 점등 영역(11)으로 나누어진다. 본 실시예에서는 총 8개의 영역으로 나누어지는 것으로 도시되어 있으나, 단위 점등 영역(11)의 개수는 필요에 따라서 조절될 수 있다.
발광부(20)는 복수의 발광소자 그룹(21)을 포함한다. 각각의 발광소자 그룹(21)은 적어도 하나의 발광소자(22)를 포함한다. 하나의 발광소자 그룹(21)에 속하는 발광소자(22)들은 병렬로 연결되어 한꺼번에 제어된다. 본 실시예에 있어서, 발광소자 그룹(21)은 각각 세 개의 발광소자(22)를 포함한다. 발광소자(22)는 발광다이오드일 수 있다. 발광소자(22)는 도광판(10)의 상하 에지에 배치된다. 발광소자 그룹(21)은 단위 점등 영역(11)과 일대일로 대응한다.
구동부(30)는 각각의 발광소자 그룹(21)의 밝기를 조절하는 역할을 한다. 구동부(30)는 제어부(40)로부터 수신한 제어신호에 따라서 각각의 발광소자 그룹(21)에 인가되는 전원을 조절하여 각각의 발광소자 그룹(21)의 밝기를 조절한다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 수신부(41), 분석부(42) 및 신호발생부(43)를 포함한다. 수신부(41)는 디스플레이 장치에서 표시될 영상 데이터 신호를 수신한다.
분석부(42)는 영상 데이터 신호를 각각의 단위 점등 영역(11)별로 프레임 단위로 분석하여, 단위 점등 영역(11)별로 해당 프레임에서의 픽셀별 휘도 값을 비교하여, 가장 휘도가 높은 픽셀의 위치와 그 픽셀의 휘도 값을 그 단위 점등 영역(11)의 기준 값으로 계산한다. 도 3은 단위 점등 영역(11)별 기준 값을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기준 값은 픽셀의 X, Y 좌표 값과 휘도 값으로 나타낼 수 있다. 도 3의 예에서는 오른쪽 두 개의 단위 점등 영역(11-4, 11-8)은 미점등 영역이며, 아래 열의 첫 번째 단위 점등 영역(11-5)의 (x4, y4) 픽셀의 휘도 값이 100으로 가장 밝다.
신호발생부(43)는 단위 점등 영역(11)별 기준 값을 통해서 제어신호를 생성한다.
제어신호는 각각의 단위 점등 영역(11)의 기준 값을 직접 이용해서 생성할 수 있다. 즉, 기준 값의 픽셀이 해당 휘도 값을 가질 수 있도록, 발광소자 그룹(21)에 인가되는 전원을 조절하는 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 전력소비를 좀 더 줄일 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이, 메모리부(44), 기준 영역 선택부(45), 제1제어신호 생성부(46) 및 제2제어신호 생성부(47)를 구비한 신호발생부(43)를 이용해서 다음과 같은 방법으로도 제어신호를 생성할 수도 있다.
먼저, 각각의 발광소자 그룹(21)을 구동하였을 때 도광판(10) 전체의 위치별 휘도를 발광소자 그룹(21)에 인가되는 전원의 크기를 변화시키면서 측정하거나, 시뮬레이션하여, 메모리부(44)에 도 4에 도시된 바와 같은 등고선 그래프 형태로 저장하거나 테이블로 저장한다. 도광판(10)이 여러 개의 조각으로 분할된 것이 아니므로, 하나의 발광소자 그룹(21)에 속하는 발광소자(22)가 켜지면, 주변 단위 점등 영역(11)까지 밝아진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 왼쪽 하단의 발공소자 그룹(21-5)을 구동한 경우에는 이 발광소자 그룹(21-5)에서 가까운 왼쪽 하단이 가장 밝으며, 멀어질수록 어두워진다.
그리고 기준 영역 선택부(45)에서 단위 점등 영역(11) 중에서 하나를 기준 단위 점등 영역(11)으로 설정한다. 그리고 분석부(42)에서 분석된 단위 점등 영역(11)의 기준 값에 따라서 해당 발광소자 그룹(21)의 제어신호를 생성한다. 즉, 제1제어신호 생성부(46)에서 기준 단위 점등 영역(11)에서 가장 휘도가 높은 픽셀이 해당 휘도 값을 가질 수 있도록 발광소자 그룹(21)을 구동할 수 있는 제어신호를 생성한다. 기준 단위 점등 영역(11)으로는 가장 휘도 값이 큰 픽셀이 포함된 단위 점등 영역(11)을 선택할 수 있다.
다음으로, 제2제어신호 생성부(47)에서 기준 단위 점등 영역(11) 주위에 배치된 단위 점등 영역(11)들에 대응하는 발광소자 그룹(21)들의 제어신호를 생성한다. 주위의 단위 점등 영역(11)의 가장 휘도가 높은 픽셀의 휘도 값에서 기준 단위 점등 영역(11)에 대응하는 발광소자 그룹(21)의 발광에 의한 해당 픽셀의 휘도 값을 뺀 후 그 차이를 기준으로 그 단위 점등 영역(11)의 대응하는 발광소자 그룹(21)들의 구동할 수 있는 제어신호를 생성한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 좌측 하단의 기준 단위 점등 영역(11-5)의 기준 픽셀인 (x4, y4) 픽셀의 휘도가 100이 되도록 대응하는 발광소자 그룹(21-5)을 구동하면, 좌측 상단의 단위 점등 영역(11-1)의 기준 픽셀인 (x1, y1) 픽셀의 휘도는 60 정도가 된다. 따라서 (x1, y1) 픽셀의 휘도가 기준 값인 80이 되도록 하기 위해서는 좌측 상단의 단위 점등 영역(11-1)에 대응하는 발광소자 그룹(21-1)의 구동에 의해서 (x1, y1) 픽셀에 가해지는 휘도가 20 정도가 되도록 해당 발광소자 그룹(21-1)을 구동하는 것으로 충분하다. 그리고 기준 단위 점등 영역(11-5)의 오른쪽에 인접하는 단위 점등 영역(11-6)의 기준 픽셀인 (x5, y5) 픽셀의 경우에는 기준 단위 점등 영역(11-5)의 점등에 의해서 65 정도의 휘도를 가지게 되므로, 휘도의 기준 값인 30을 넘는 밝기를 갖는다. 따라서 이 단위 점등 영역(11-6)에 대응하는 발광소자 그룹(21-6)에는 전원을 인가할 필요가 없다.
경우에 따라서는 기준 단위 점등 영역(11)에서 한 칸 떨어진 단위 점등 영역(11)들에 대응하는 발광소자 그룹(21)들의 제어신호를 같은 방법으로 생성할 수도 있다. 이 경우에는 기준 단위 점등 영역(11)이 아닌 인접하는 단위 점등 영역(11)의 점등에 의한 휘도 값을 고려하여 제어신호를 생성한다. 또한, 주변 단위 점등 영역(11)의 점등에 의해서 기준 단위 점등 영역(11)의 픽셀들이 밝아질 수 있다는 점을 고려하여 다시 보정할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10: 도광판
11: 단위 점등 영역
20: 발광부
21: 발광소자 그룹
22: 발광소자
30: 구동부
40: 제어부

Claims (8)

  1. 분할된 복수의 단위 점등 영역을 구비한 도광판과,
    도광판의 에지에 배치되는 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 복수의 발광소자 그룹을 포함하며, 발광소자 그룹은 상기 단위 점등 영역에 각각 대응하는 발광부와,
    발광소자 그룹의 밝기를 각각 조절하는 구동부와,
    영상 데이터 신호를 수신하는 수신부와, 단위 점등 영역별 영상 데이터 신호를 분석하여, 단위 점등 영역별로 가장 밝은 기준 픽셀을 찾고, 기준 픽셀의 위치 및 밝기를 기준으로 단위 점등 영역별 기준 값을 결정하는 분석부와, 결정된 단위 점등 영역별 기준 값에 따른 제어신호를 생성하는 신호생성부를 구비하며, 생성된 제어신호를 구동부에 송신하는 제어부를 포함하며,
    상기 신호생성부는,
    각각의 발광소자 그룹에 인가되는 전원의 크기의 변화에 따른 도광판 전체의 위치별 휘도가 저장된 메모리부와,
    기준 단위 점등 영역을 선택하는 기준 영역 선택부와,
    기준 단위 점등 영역에서 가장 휘도가 높은 기준 픽셀이 해당 휘도 값을 가질 수 있도록 대응하는 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 제1제어신호 생성부와,
    기준 단위 점등 영역 주위의 단위 점등 영역의 가장 휘도가 높은 기준 픽셀의 휘도 값에서 기준 단위 점등 영역에 대응하는 발광소자 그룹의 발광에 의한 해당 픽셀의 휘도 값을 뺀 나머지 값을 기준으로 그 단위 점등 영역의 대응하는 발광소자 그룹들의 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 제2제어신호 생성부를 포함하는 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자 그룹은 상기 도광판을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되는 백라이트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 영역 선택부는 가장 휘도 값이 큰 픽셀이 포함된 단위 점등 영역을 기준 단위 점등 영역으로 선택하는 백라이트 장치.
  4. 도광판과, 도광판의 에지에 배치된 복수의 발광소자들을 포함하는 백라이트 장치의 디밍 방법에 있어서,
    도광판을 복수의 단위 점등 영역으로 구분하는 단계와,
    발광소자들을 적어도 하나의 발광소자를 포함하며, 상기 단위 점등 영역에 각각 대응하는 복수의 발광소자 그룹으로 나누는 단계와,
    영상 데이터 신호를 수신하는 단계와,
    단위 점등 영역별 영상 데이터 신호를 분석하여, 단위 점등 영역별로 가장 밝은 기준 픽셀을 찾는 단계와,
    가장 밝은 기준 픽셀의 위치 및 밝기를 기준으로 단위 점등 영역별 기준 값을 결정하는 단계와,
    결정된 단위 점등 영역별 기준 값에 따라서 단위 점등 영역에 대응하는 발광소자 그룹을 각각 제어하는 단계를 포함하며,
    발광소자 그룹을 각각 제어하는 단계는,
    기준 단위 점등 영역을 결정하는 단계와,
    기준 단위 점등 영역에서 가장 휘도가 높은 기준 픽셀이 해당 휘도 값을 가질 수 있도록 대응하는 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 단계와,
    기준 단위 점등 영역 주위의 단위 점등 영역의 가장 휘도가 높은 기준 픽셀의 휘도 값에서 기준 단위 점등 영역에 대응하는 발광소자 그룹의 발광에 의한 해당 픽셀의 휘도 값을 뺀 값을 기준으로 그 단위 점등 영역의 대응하는 발광소자 그룹들의 구동할 수 있는 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 백라이트 장치의 디밍 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    기준 단위 점등 영역을 결정하는 단계는 가장 휘도가 높은 기준 픽셀이 포함된 단위 점등 영역을 기준 단위 점등 영역으로 결정하는 단계인 백라이트 장치의 디밍 방법.
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