KR102635544B1 - 화면 모드에 따른 백라이트 유닛 제어 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 - Google Patents

화면 모드에 따른 백라이트 유닛 제어 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 제어 방법은 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신하는 단계, 화면 모드 변경 신호가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹(group)의 제1 LED들 및 제2 LED 그룹의 제2 LED들을 모두 턴-온하는 단계, 및 화면 모드 변경 신호가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹의 제1 LED들을 턴-온하고, 제2 LED 그룹의 제2 LED 들을 턴-오프하는 단계를 포함한다.

Description

화면 모드에 따른 백라이트 유닛 제어 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 {METHOD FOR CONTROLLING BACKLIGHT UNIT ACCRODING TO SCREEN MODE AND DISPLAY DEVICE PERFORMING THE SAME}
본 발명은 화면 모드에 따른 백라이트 유닛 제어 방법 및 이를 수행하는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데이터 변조 없이 화면 모드를 변경할 수 있는 화면 모드에 따른 백라이트 유닛 제어 방법 및 이를 수행하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 하부에 광원을 두고, 액정에 전기장을 인가하여 액정의 배열을 제어함으로써 광원에서 발생된 빛의 투과율을 조절하는 방식으로 화상을 구현하는 표시 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC 등 다양한 전자 장비에 적용된다. 액정 표시 장치는 광원을 포함하는 백라이트 유닛 및 백라이트 유닛 상부에 배치된 액정 표시 패널을 포함한다.
액정 표시 패널은 적색(Red; R), 녹색(Green; G) 및 청색(Blue; B)의 서브 픽셀(sub pixel)들로 구성된 복수의 픽셀들을 포함한다. 액정 표시 패널의 RGB 서브 픽셀은 액정 표시 패널의 컬러 필터를 통해 구현된다. 즉, 백라이트 유닛에서 발생된 백색 광이 RGB 필터를 포함하는 컬러 필터를 통과하면서 RGB 광으로 구현될 수 있다.
한편, 최근 액정 표시 장치등과 같은 표시 장치의 시청 시간이 증가되고, 표시 장치를 통해 시청할 수 있는 컨텐츠의 종류가 다양해짐에 따라 화면 모드에 따라 영상의 색 온도를 변경하는 기능이 표시 장치에 탑재되고 있다. 예를 들어, 표시 장치를 통해 스포츠 중계를 시청하는 경우, 표시 장치는 스포츠 모드의 화면을 표시하며, 이 경우, 표시 장치의 휘도를 밝게하여 현장감있는 영상을 구현한다. 또한, 표시 장치를 통해 영화를 시청하는 경우, 표시 장치는 시네마 모드의 화면을 표시하며, 이 경우, 표시 장치는 영상의 색 온도를 조절 하여 부드러운 색감의 영상을 구현하여, 장시간 시청에도 불구하고 사용자의 눈이 피로하지 않도록 한다.
그러나, 일반적인 액정 표시 장치는 화면 모드에 따른 영상의 색 온도를 조절하기 위해서, 각 픽셀에 대한 RGB 데이터를 변조한다. 즉, 액정 표시 장치는 백라이트 유닛의 밝기만을 제어할 뿐, 백라이트 유닛의 색 온도를 제어할 수는 없으므로, 액정 표시 장치는 화면 모드에 따른 영상의 색 온도를 조절하기 위해서, R 서브 픽셀에 대한 R 데이터, G 서브 픽셀에 대한 G 데이터 및 B 서브 픽셀에 대한 B 데이터 각각의 게인(gain) 값을 변조함으로써, 화면의 색 온도를 조절한다. 이 경우, RGB 데이터의 데이터 값은 게인 값에 의해 감소될 수 있으며, RGB 데이터에 의해 표현될 수 있는 계조는 그만큼 감소된다. 예를 들어, 최대 계조가 255인 G 서브 픽셀의 G 데이터가 게인 값이 적용됨으로써 감소된 경우, 255계조에 대응되는 G 데이터도 감소되므로, G 서브 픽셀은 255계조를 표현할 수 없으며, G 데이터의 손실이 발생될 뿐 아니라 이에 따른 휘도도 감소하게 된다. 따라서, RGB 데이터를 변조함으로써 액정 표시 장치의 색 온도를 조절하는 경우, RGB 데이터의 손실 및 휘도 저하가 발생되는 문제가 있다.
표시장치와 이의 구동방법 (특허출원번호 제 10-2011-0134751 호)
본 발명은 데이터의 변조 없이도 화면 모드를 변경할 수 있는 화면 모드에 따른 백라이트 유닛 제어 방법 및 이를 수행하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 모드에 따른 백라이트 유닛 제어 방법은 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신하는 단계, 화면 모드 변경 신호가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹(group)의 제1 LED들 및 제2 LED 그룹의 제2 LED들을 모두 턴-온하는 단계, 및 화면 모드 변경 신호가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹의 제1 LED들을 턴-온하고, 제2 LED 그룹의 제2 LED 들을 턴-오프하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 다른 백라이트 유닛 제어 방법은 표시 장치의 화면 모드에 따른 영상의 색 온도를 변경하기 위해 RGB 데이터를 변조하지 않고, 백라이트 유닛의 백색 광의 색 온도를 제어한다. 이에, RGB 데이터를 변조하는 과정에서 발생되는 데이터 및 휘도 손실이 최소화될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 백라이트 유닛 및 백라이트 제어부를 포함한다. 표시 패널은 복수의 픽셀들을 포함한다. 백라이트 유닛은 적어도 하나의 제1 LED로 구성된 제1 LED 그룹 및 적어도 하나의 제2 LED로 구성된 제2 LED 그룹을 포함한다. 백라이트 제어부는 제1 화면 모드 또는 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신하고, 화면 모드 변경 신호가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 제1 LED 그룹의 제1 LED 및 제2 LED 그룹의 제2 LED를 턴-온하고, 화면 모드 변경 신호가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 제1 LED 그룹의 제1 LED를 턴-온하고, 제2 LED 그룹의 제2 LED를 턴-오프하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화면 모드 변경 신호에 기초하여 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹을 독립적으로 제어하는 백라이트 제어부를 포함한다. 이에, 화면 모드에 따른 영상의 색 온도는 RGB 데이터 변조 없이도 변경될 수 있으며, RGB 데이터 변조에 따른 데이터 및 휘도 손실이 최소화될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 데이터 변조 방식이 아닌 백라이트 유닛의 제어 방식으로 영상의 색 온도를 조절하므로, 데이터 변조로 인해 발생되는 RGB 데이터에 대한 데이터 및 휘도 손실을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 제2 화면 모드에서 제2 LED들을 턴-오프할 수 있으므로, 백라이트 유닛의 소비 전력을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a는 일반적인 표시 장치의 화면 모드에 따른 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화면 모드에 따른 데이터 처리부 및 백라이트 제어부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a는 일반적인 RGBW 방식의 표시 장치의 화면 모드에 따른 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 화면 모드에 따른 데이터 처리부 및 백라이트 제어부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 위 (on)로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 타이밍 컨트롤러(140), 데이터 처리부(150), 백라이트 유닛(160) 및 백라이트 제어부(170)를 포함한다.
표시 패널(110)은 복수의 서브 픽셀(SP)들을 포함한다. 서브 픽셀(SP)들은 로우(row) 방향 및 컬럼(column) 방향으로 배열되어 매트릭스(matrix) 형태로 배치된다. 예를 들어, 서브 픽셀(SP)들은 적색(Red; R)을 표시하는 적색 서브 픽셀, 녹색(Green; G)을 표시하는 녹색 서브 픽셀, 청색(Blue; B)을 표시하는 청색 서브 픽셀을 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해 적색은 R, 녹색은 G 및 청색은 B로 표시한다. RGB 서브 픽셀은 하나의 픽셀을 구성하며, RGB 서브 픽셀의 RGB 광은 백라이트 유닛(160)에서 발생되는 백색(White; W) 광과 RGB 필터를 포함하는 컬러 필터를 사용하여 구현된다.
표시 패널(110)의 서브 픽셀(SP)들 각각은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결된다. 이 경우, 게이트 라인(GL)은 가로 방향으로 연장되며, 데이터 라인(DL)은 세로 방향으로 연장된다. 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 서브 픽셀(SP)들이 배치될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(140)는, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)로 각종 제어신호(DCSs, GCSs)를 공급하여, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어한다.
타이밍 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 데이터 처리부(150)로부터 수신되는 1차 RGB 데이터(RGB')를 데이터 구동부(120)에서 처리 가능한 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 2차 RGB 데이터(RGB'')를 출력한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 스캔에 맞춰 적당한 시간에 2차 RGB 데이터(RGB'')에 기초한 데이터 전압이 데이터 라인(DL)에 제공될 수 있도록 데이터 구동부(120)를 통제한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는, 호스트 시스템(10)으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 수신한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 클럭 신호(CLK) 등의 타이밍 신호를 입력받아, 각종 제어 신호들(DCSs, GCSs)을 생성하여 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)로 출력한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(140)는, 게이트 구동부(130)를 제어 하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable; GOE) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(Gate Control Signal; GCSs)들을 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스는 게이트 구동부(130)를 구성하는 하나 이상의 게이트 구동 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 하나 이상의 게이트 구동 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호는 하나 이상의 게이트 구동 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는, 데이터 구동부(120)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SSC), 소스 출력 인에이블 신호(Souce Output Enable; SOE) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(Data Control Signal; DCSs)들을 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(120)를 구성하는 하나 이상의 데이터 구동 회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 데이터 구동 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호는 데이터 구동부(120)의 출력 타이밍을 제어한다.
타이밍 컨트롤러(140)는, 데이터 구동부(120)가 본딩된 소스 인쇄 회로 기판과 연성 플랫 케이블(Flexible Flat Cable; FFC) 또는 연성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC) 등의 연결 매체를 통해 연결된 컨트롤 인쇄 회로 기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.
컨트롤 인쇄 회로 기판에는, 표시 패널(110), 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러가 더 배치될 수 있다. 전원 컨트롤러는 전원 관리 집적 회로(Power Management IC; PMIC)로 지칭될 수 있다.
상술한 소스 인쇄 회로 기판과 컨트롤 인쇄 회로 기판은, 하나의 인쇄 회로 기판으로 구성될 수도 있다.
게이트 구동부(130)는, 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.
게이트 구동부(130)는, 구동 방식에 따라서, 표시 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 양측에 위치할 수도 있다.
게이트 구동부(130)는 테이프 오토메티드 본딩(Tape Automated Bonding; TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(Chip On Glass; COG) 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 게이트 구동부(130)는 쉬프트 레지스터, 레벨 쉬프터 등을 포함한다.
데이터 구동부(120)는, 특정 게이트 라인(GL)이 열리면, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 2차 RGB 데이터(RGB'')를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인(DL)으로 제공한다.
데이터 구동부(120)는, 테이프 오토메티드 본딩 방식 또는 칩 온 글래스 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 데이터 구동부(120)는 칩 온 필름(Chip On Film; COF) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(120)의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 표시 패널(110)에 본딩된다.
데이터 구동부(120)는, 레벨 쉬프터, 래치부 등의 다양한 회로를 포함하는 로직부와, 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital Analog Converter)와, 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다.
표시 패널(110)의 픽셀(PX)들은 타이밍 컨트롤러(140), 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)에 의해 구동되므로, 타이밍 컨트롤러(140), 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)는 패널 구동부로 지칭될 수 있다.
데이터 처리부(150)는 호스트 시스템(10)으로부터 입력 RGB 데이터(RGB)를 수신하며, 입력 RGB 데이터(RGB)에 소정의 게인(gain) 값을 적용하여 1차 RGB 데이터(RGB')를 생성한다. 데이터 처리부(150)에서 생성된 1차 RGB 데이터(RGB')는 타이밍 컨트롤러(140)로 제공되고, 타이밍 컨트롤러(140)는 1차 RGB 데이터(RGB')를 데이터 구동부(120)에서 처리 가능한 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 데이터 구동부(120)로 제공한다. 데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신된 2차 RGB 데이터(RGB'')를 아날로그 형식의 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인(DL)에 제공하며, 데이터 라인(DL)과 연결된 복수의 서브 픽셀(SP)들은 데이터 전압에 대응되는 휘도의 색을 표시 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 처리부(150)는 타이밍 컨트롤러(140)와 분리되어 별도의 프로세서로 구현될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서, 데이터 처리부(150)는 타이밍 컨트롤러(140)와 일체화되어 구성될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 데이터 처리부(150)는 호스트 시스템(10) 내에 소프트웨어 모듈로 탑재될 수 있다.
백라이트 유닛(160)은 표시 패널(110)에 W 광을 제공한다. 백라이트 유닛(160)은 백라이트 제어부(170)로부터 송신되는 백라이트 구동 신호(BDS)에 기초하여 동작한다. 백라이트 유닛(160)은 복수의 발광 다이오드(Light Emission Diode; LED)로 구성된 광원 및 복수의 광학 시트들로 구성될 수 있으며, 백라이트 유닛(160)의 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 후술한다.
백라이트 제어부(170)는 호스트 시스템(10)으로부터 수신되는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 기초하여 백라이트 구동 신호(BDS)를 생성한다. 백라이트 제어부(170)는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 따라, 백라이트 유닛(160)의 특정 LED들의 그룹(group)을 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)하도록 구성된다. 이에 대한 상세한 설명 도 3 및 도 4b를 참조하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다. 도 2에서 표시 패널(110)에 포함된 구성들은 생략되었으며, 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 타이밍 컨트롤러(140) 및 데이터 처리부(150)는 도시되어있지 않다.
표시 패널(110)은 백라이트 유닛(160) 상에 배치되며, 복수의 서브 픽셀(SP)들을 포함한다. 표시 패널(110)은 연성 인쇄 회로 기판(191)을 통해 소스 인쇄 회로 기판과 연결되며, 소스 인쇄 회로 기판 상에 배치된 데이터 구동부(120)로부터 제공되는 데이터 전압에 의해 서브 픽셀(SP)의 휘도가 제어된다.
백라이트 유닛(160)은 표시 패널(110) 하부에 배치되며, 반사판(161), 도광판(162), 발광 조립체(163) 및 광학 시트(164)를 포함한다.
발광 조립체(163)는 광을 발생시키며, 복수의 LED들(LED1, LED2)로 구성된 LED 그룹들 및 LED들(LED1, LED2)을 구동시키는 구동 회로를 포함한다. LED 그룹들은 제1 LED들(LED1)로 구성된 제1 LED 그룹 및 제2 LED들(LED2)로 구성된 제2 LED 그룹을 포함한다. 제1 LED들(LED1)과 제2 LED(LED2)들은 서로 다른 광을 발광한다. 예를 들어, 제1 LED들(LED1)은 6500K의 색 온도를 갖는 W 광을 발광하며, 제2 LED들(LED2)은 B 광을 발광한다. 제1 LED들(LED1)과 제2 LED들(LED2)은 그룹화되어 구동된다. 예를 들어, 제1 LED들(LED1)로 구성된 제1 LED 그룹과 제2 LED들(LED2)로 구성된 제2 LED 그룹은 서로 독립적으로 턴-온 또는 턴-오프된다. 발광 조립체(163)의 구동 회로는 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹을 독립적으로 제어하도록 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹과 각각 연결된다.
발광 조립체(163)의 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹이 서로 독립적으로 턴-온 또는 턴-오프됨에 따라 발광 조립체(163)는 두가지 이상의 광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 LED 그룹의 제1 LED들(LED1)과 제2 LED 그룹의 제2 LED들(LED2)이 모두 턴-온된 경우, 6500K의 색 온도를 갖는 제1 LED들(LED1)의 W광과 제2 LED들(LED2)의 B 광이 서로 섞여 10000K의 색 온도를 갖는 W 광이 구현될 수 있다. 또한, 제1 LED들(LED1)이 턴-온되고, 제2 LED들(LED2)이 턴-오프된 경우, 6500K의 색 온도를 갖는 W 광이 구현될 수 있다. 또한, 제1 LED들(LED1)이 턴-오프되고, 제2 LED들(LED2)이 턴-온된 경우, B 광이 구현될 수 있다.
발광 조립체(163)의 제1 LED들(LED1) 및 제2 LED들(LED2)은 도광판(162)의 일 측면에 에지형(edge type)으로 배치되며, 제1 LED들(LED1)의 어레이(array) 사이 사이에 제2 LED들(LED2)이 배치된다. 이 경우, 제1 LED들(LED1)의 6500K의 W 광과 제2 LED들(LED2)의 B 광이 서로 균일하게 섞이도록 제2 LED들(LED2)은 제1 LED들(LED1) 사이에서 일정한 간격으로 이격되어 배치된다. 발광 조립체(163)가 에지형으로 배치되는 경우, 백라이트 유닛(160)의 두께는 얇아질 수 있으며, 박형의 표시 장치(100) 구현이 가능한 이점이 있다.
발광 조립체(163)의 구동 회로는 연성 인쇄 회로 기판(192)을 통해 백라이트 제어부(170)와 연결되며, 백라이트 제어부(170)의 백라이트 구동 신호(BDS)에 기초하여 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹을 구동한다.
반사판(161)은 발광 조립체(163)에서 발생된 광을 반사한다. 반사판(161)을 통해 반사된 광은 도광판(162) 및 광학 시트(164)를 통해 표시 패널(110)로 입사될 수 있다.
도광판(162)은 발광 조립체(163)에서 방출된 광을 확산 또는 집광하여 표시 패널(110) 측으로 진행시킨다. 도광판(162)은 도 2에 도시된 바와 같이 평판 형태일 수도 있고, 쐐기 형태일 수도 있다.
광학 시트(164)는 도광판(162) 상에 배치되며, 발광 조립체(163)로부터 발생된 광의 휘도 특성을 향상시킨다. 광학 시트(164)는 확산 시트 및 프리즘 시트를 포함하는 복수의 시트들로 구성될 수 있다.
가이드 패널(180)은 광학 시트(164), 도광판(162), 반사판(161) 및 발광 조립체(163)를 수납하며, 백라이트 유닛(160)의 외관을 형성한다. 가이드 패널(180)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상면이 개방(open)된 박스(box) 형상이며, 가이드 패널(180) 내부에 발광 조립체(163), 반사판(161), 도광판(162) 및 광학 시트(164)가 수납된다.
백라이트 유닛(160)은 백라이트 제어부(170)로부터 수신되는 백라이트 구동 신호(BDS)에 기초하여 서로 다른 색 온도를 갖는 W 광을 표시 패널(110)에 제공할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명을 위해 도 3을 함께 참조한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3의 제어 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치(100)에서 수행되므로, 도 3의 제어 방법을 설명함에 있어서, 도 1 및 도 2를 함께 참조한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛 제어 방법은 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신(S310)한다.
표시 장치(100)는 사용자의 선택에 따라 다양한 색 온도의 영상을 제공할 수 있다. 사용자는 표시 장치(100)의 화면 모드를 선택함으로써, 영상의 색 온도를 변경할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 제1 화면 모드를 선택한 경우, 표시 장치(100)는 10000K 색 온도를 갖는 영상을 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 화면 모드에서 W 화면은 10000K의 색 온도를 갖는다. 제1 화면 모드의 색 온도는 스포츠 중계 또는 일반적인 영상 컨텐츠를 시청하기에 적합한 색 온도일 수 있다. 또한, 사용자가 제2 화면 모드를 선택한 경우, 표시 장치(100)는 6500K의 색 온도를 갖는 영상을 제공할 수 있다. 이 경우, 제2 화면 모드에서 W 화면은 6500K 의 색 온도를 갖는다. 제2 화면 모드의 색 온도는 영화나 HDR(High Dynamic Range Rendering) 영상을 시청하기에 적합한 색 온도 일 수 있다. 사용자가 화면 모드를 선택한 경우, 호스트 시스템(10)은 화면 모드 변경 신호(MCS)를 생성하여 백라이트 제어부(170)에 제공하며, 백라이트 제어부(170)는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 대응되는 백라이트 구동 신호(BDS)를 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제어 방법은 화면 모드 변경 신호가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹의 제1 LED들 및 제2 LED 그룹의 제2 LED들을 모두 턴-온(S320A)한다.
구체적으로, 백라이트 제어부(170)는 호스트 시스템(10)으로부터 수신된 화면 모드 변경 신호(MCS)가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 제1 LED 그룹의 제1 LED들(LED1) 및 제2 LED 그룹의 제2 LED들(LED2)이 모두 턴-온되도록 제1 화면 모드에 대한 백라이트 구동 신호(BDS)를 생성한다. 앞서 언급한 바와 같이, 제1 LED 그룹의 제1 LED들(LED1)은 6500K의 색 온도를 갖는 W 광을 제공하고, 제2 LED 그룹의 제2 LED들(LED2)은 B 광을 제공하며, 제1 LED 그룹의 제1 LED들(LED1)과 제2 LED 그룹의 제2 LED들(LED2)이 모두 턴-온되는 경우, 6500K의 W 광과 B 광이 섞여 10000K의 W 광이 생성될 수 있다. 제1 화면 모드는 10000K의 색 온도를 갖는 영상을 표시하는 화면 모드이며, 표시 패널(110)의 각 서브 픽셀(SP)들은 백라이트 유닛(160)의 10000K W 광의 휘도를 제어함으로써, 각 서브 픽셀(SP)의 색을 구현하므로, 표시 패널(110)에서 표시되는 영상은 10000K의 색 온도를 갖는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제어 방법은 화면 모드 변경 신호가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹의 제1 LED들을 턴-온하고, 제2 LED 그룹의 제2 LED들을 턴-오프(S320B)한다.
구체적으로, 백라이트 제어부(170)는 호스트 시스템(10)으로부터 수신된 화면 모드 변경 신호(MCS)가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 제1 LED 그룹의 제1 LED 들(LED1)이 턴-온되고, 제2 LED 그룹의 제2 LED 들(LED2)이 턴-오프되도록 백라이트 구동 신호(BDS)를 생성한다. 이 경우, 6500K의 색 온도를 갖는 제1 LED 들(LED1)만 턴-온되므로, 6500K의 색 온도를 갖는 W 광이 백라이트 유닛(160)을 통해 제공될 수 있다. 표시 패널(110)의 각 서브 픽셀(SP)들은 백라이트 유닛(160)의 6500K W 광의 휘도를 제어함으로써, 색을 표시하므로, 표시 패널(110)을 통해 구현되는 영상은 6500K의 색 온도를 갖는다.
백라이트 제어부(170)는 도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(160)과 분리되어 별도의 프로세서로 구현될 수 있다. 예를 들어, 백라이트 제어부(170)는 주문형 집적회로 (ASIC) 형태로 구성되어 전원 컨트롤러가 배치된 컨트롤 인쇄 회로 기판에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서, 백라이트 제어부(170)는 백라이트 유닛(160)에 일체화되어 구비될 수 있다. 예를 들어, 백라이트 제어부(170)는 발광 조립체(163)에 주문형 집적회로 형태로 구비될 수 있다. 또한 몇몇 실시에에서, 백라이트 유닛(160), 표시 패널(110), 타이밍 컨트롤러(140) 등의 전원을 컨트롤하는 전원 컨트롤러와 일체로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 RGB 데이터(RGB)의 변조 없이 백라이트 유닛(160)의 LED 들(LED1, LED2)을 제어함으로써, 영상의 색 온도를 제어한다. 이에, RGB 데이터(RGB)의 변조에 의한 데이터 및 휘도 손실은 발생되지 않을 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하기 위해 도 4a 및 도 4b를 함께 참조한다.
도 4a는 일반적인 표시 장치의 화면 모드에 따른 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화면 모드에 따른 백라이트 제어부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4a 및 도 4b에서 표시 패널(110), 백라이트 유닛(160), 타이밍 컨트롤러(140), 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)는 생략되었다.
도 4a를 참조하면, 일반적인 표시 장치는 데이터 처리부(450)를 사용하여 RGB 데이터(RGB)를 변조함으로써, 화면 모드에 대응하도록 영상의 색 온도를 변경한다. 구체적으로, 데이터 처리부(450)는 게인 산출부(451) 및 게인 적용부(452)를 포함하며, 게인 산출부(451)는 호스트 시스템(10)으로부터 수신된 화면 모드 변경 신호(MCS)에 기초하여 입력 RGB 데이터(RGB)에 대한 게인을 생성한다. 게인은 R 데이터에 대한 게인(KR), G 데이터에 대한 게인(KG), B 데이터에 대한 게인(KB)을 포함한다. 예를 들어, 게인 산출부(451)는 화면 모드 변경 신호(MCS)가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 10000K의 색 온도를 갖는 영상을 구현하기 위해 R 데이터에 대한 게인(KR), G 데이터에 대한 게인(KG) 및 B 데이터에 대한 게인(KB)을 모두 1로 설정한다. 게인 적용부(452)는 게인 산출부(451)에서 결정된 게인을 입력 RGB 데이터(RGB)에 적용하여 1차 RGB 데이터(RGB')를 출력한다. 입력 RGB 데이터(RGB)에 대한 게인이 1이므로, 1차 RGB 데이터(RGB')는 입력 RGB 데이터(RGB)와 동일한 데이터 값을 갖는다. 한편, 일반적인 표시 장치는 10000K 의 색 온도를 갖는 W 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 데이터 처리부(450)에서 출력되는 1차 RGB 데이터(RGB')는 입력 RGB 데이터(RGB)와 동일한 데이터 값을 가지므로, 1차 RGB 데이터(RGB')에 기초하여 표시되는 영상은 10000K의 색 온도를 갖는다.
반면, 화면 모드 변경 신호(MCS)가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 일반적인 표시 장치의 게인 산출부(451)는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 기초하여 R 데이터에 대한 게인(KR), G 데이터에 대한 게인(KG) 및 B 데이터에 대한 게인(KB)을 생성한다. 이 경우, 제2 화면 모드에 따른 R 데이터에 대한 게인(KR), G 데이터에 대한 게인(KG) 및 B 데이터에 대한 게인(KB)은 데이터 처리부(450)의 메모리에 룩 업 테이블(Look Up Table; LUT) 형태로 저장된다. 예를 들어, 제2 화면 모드에 따른 R 데이터에 대한 게인(KR)은 1로, G 데이터에 대한 게인(KG)은 0.93으로, B 데이터에 대한 게인(KB)은 0.60으로 설정될 수 있다. 이후, 게인 적용부(452)는 입력 RGB 데이터(RGB)에 R 데이터에 대한 게인(KR), G 데이터에 대한 게인(KG) 및 B 데이터에 대한 게인(KB)을 곱하여 1차 RGB 데이터(RGB')를 생성한다. 이 경우, R 데이터에 대한 게인(KR)은 1이므로, R 데이터는 호스트 시스템(10)으로부터 수신된 R 데이터와 동일한 데이터 값을 갖지만, G 데이터 및 B 데이터에는 1보다 작은 게인(KG, KB)이 적용되므로, 데이터 손실이 발생된다. 예를들어, G 데이터의 최대 계조가 255이고, G 데이터에 게인(KG) 0.93이 적용되는 경우, G 데이터의 최대 계조는 255에서 237로 감소된다. 이 경우, 238 내지 255 계조에 대응되는 G 데이터는 쓰지 못하는 데이터가 되므로, G 데이터로 표현 가능한 계조는 1 gray 내지 237 gray로 한정되게 된다. 즉, G 데이터에 데이터 손실이 발생된다. 또한, 입력 G 데이터가 255인 경우, G 데이터에 게인(KG)이 적용되어 G 데이터는 237로 감소된다. 이 경우, G 서브 픽셀은 237 gray에 대응되는 휘도로 발광하게 되며, G 서브 픽셀은 입력 데이터 255보다 더 낮은 휘도로 발광한다. 즉, G 데이터 변조로 인해 휘도 손실이 발생된다.
이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 기초하여 백라이트 유닛(160)의 LED들(LED1, LED2)을 제어하는 백라이트 제어부(170)를 포함하므로, RGB 데이터(RGB)의 데이터 및 휘도 손실이 발생되지 않을 수 있다. 구체적으로, 도 4b를 참조하면, 백라이트 제어부(170)는 호스트 시스템(10)으로부터 화면 모드 변경 신호(MCS)를 수신한다. 화면 모드 변경 신호(MCS)가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 제어부(170)는 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹의 LED들(LED1, LED2)이 모두 턴-온되도록 제1 화면 모드에 대한 백라이트 구동 신호(BDS)를 생성한다. 백라이트 유닛(160)은 백라이트 구동 신호(BDS)에 기초하여 6500K의 색 온도를 갖는 W 광을 발광하는 제1 LED 그룹과 B 광을 발광하는 제2 LED 그룹을 모두 턴-온한다. 제1 LED 그룹의 6500K의 W 광과 제2 LED 그룹의 B 광이 혼합되어 10000K의 W 광이 형성된다. 이 경우, 표시 패널(110)의 서브 픽셀(SP)들은 백라이트 유닛(160)의 10000K W 광에 기초하여 색을 표시하므로, 표시 패널(110)을 통해 표시되는 영상은 10000K의 색 온도를 갖는다.
또한, 화면 모드 변경 신호(MCS)가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 제1 LED 그룹의 제1 LED들(LED1)은 턴-온되고, 제2 LED 그룹의 제2 LED들(LED2)은 턴-오프되도록 백라이트 제어부(170)는 제2 화면 모드에 대한 백라이트 구동 신호(BDS)를 생성한다. 이 경우, B 광을 제공하는 제2 LED 그룹은 모두 턴-오프되고, 6500K의 W 광을 제공하도록 구성된 제1 LED 그룹은 턴-온되므로, 백라이트 유닛(160)을 통해 제공되는 W 광은 6500K의 색 온도를 갖는다. 표시 패널(110)의 서브 픽셀(SP)들은 백라이트 유닛(160)의 6500K W 광에 기초하여 색을 표시한다. 이에, 표시 패널(110)은 6500K의 색 온도를 갖는 영상을 표시할 수 있다.
한편, 데이터 처리부(150)는 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에 상관 없이 입력 RGB 데이터(RGB)에 대한 게인(K)을 산출하는 게인 산출부(151) 및 산출된 게인(K)을 입력 RGB 데이터(RGB)에 적용하는 게인 적용부(152)를 포함한다. 게인 산출부(151)는 제1 화면 모드와 제2 화면 모드에서 동일한 데이터 값을 갖는 게인(K)을 산출한다. 예를 들어, 게인 산출부(151)는 화면 모드에 상관 없이 R 데이터에 대한 게인, G 데이터에 대한 게인 및 B 데이터에 대한 게인을 모두 1로 산출한다. 게인 적용부(152)는 게인 산출부(151)에서 산출된 게인(K)을 입력 RGB 데이터(RGB)에 곱하여 1차 RGB 데이터(RGB')를 출력한다. 이 경우, 게인 산출부(151)에서 산출된 게인(K)이 1이므로, 1차 RGB 데이터(RGB')는 제1 화면 모드와 제2 화면 모드에서 입력 RGB 데이터(RGB)와 동일한 데이터 값을 갖는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 입력 RGB 데이터(RGB)의 변조 없이 영상의 색 온도를 변경한다. 앞서 언급한 바와 같이, 일반적인 표시 장치(100)는 영상의 색 온도를 변경하기 위해 입력 RGB 데이터(RGB)에 게인을 적용한다. 게인이 적용된 1차 RGB 데이터(RGB')는 입력 RGB 데이터(RGB)와 상이한 데이터 값을 갖는다. 이 경우, 입력 RGB 데이터(RGB) 중에서 1보다 작은 게인이 적용된 데이터는 데이터의 손실이 발생되므로, 게인이 적용된 데이터를 통해 표현 가능한 최대 계조 및 휘도는 감소될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 백라이트 유닛(160)을 제어하는 방식으로 영상의 색 온도를 변경하므로, 데이터 처리부(150)에 의해 생성된 1차 RGB 데이터(RGB')에는 데이터 손실 및 휘도 손실이 발생되지 않는다. 즉, 계조 산출부(151)는 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에서 모두 동일한 데이터 값을 갖는 게인(K)을 산출하고, 계조 적용부(152)는 화면 모드에 상관 없이 동일한 데이터 값을 갖는 게인(K)을 입력 RGB 데이터(RGB)에 적용한다. 이에, 데이터 처리부(150)에 의해 생성된 1차 RGB 데이터(RGB')는 화면 모드에 따른 데이터 손실이 없으며, 1차 RGB 데이터(RGB')로 표현 가능한 계조는 입력 RGB 데이터(RGB)와 동일할 수 있다. 따라서, 1차 RGB 데이터(RGB')로 구동되는 서브 픽셀들에서 휘도 손실은 발생되지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 데이터 변조의 방식이 아닌 백라이트 유닛(160)의 제어 방식으로 영상의 색 온도를 변경하므로, 백라이트 유닛(160)의 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 백라이트 유닛(160)은 6500K의 색 온도를 갖는 W 광을 방출하는 제1 LED들(LED1)과 B 광을 방출하는 제2 LED들(LED2)을 포함한다. 제1 화면 모드에서는 10000K의 색 온도를 갖는 W 광을 표시 패널(110)에 제공하도록, 제1 LED들(LED1)과 제2 LED들(LED2)이 모두 턴-온되지만, 제2 화면 모드에서는 6500K의 색 온도를 갖는 W 광을 표시 패널(110)에 제공하도록 제1 LED들(LED1)만 턴-온될 수 있다. 이 경우, 제2 LED들(LED2)은 턴-오프되므로, 백라이트 유닛(160)의 소비 전력은 그만큼 감소될 수 있다. 이에 반해, 일반적인 표시 장치는 데이터를 변조하는 방식으로 영상의 색 온도를 변경하므로, 백라이트 유닛은 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에서 동일하게 10000K의 색 온도를 갖는 W 광을 제공하며, 백라이트 유닛의 모든 LED들은 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에서 턴-온된다. 이에, 백라이트 유닛의 소비 전력은 감소되지 못한다.
도 5a는 일반적인 RGBW 방식의 표시 장치의 화면 모드에 따른 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 화면 모드에 따른 데이터 처리부 및 백라이트 제어부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. RGBW 방식의 표시 장치는 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀 및 B 서브 픽셀 이외에 W 서브 픽셀을 더 포함한다. 이 경우, RGBW 서브 픽셀이 하나의 픽셀로 구성될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 일반적인 RGBW 방식의 표시 장치의 데이터 처리부(550a)는 게인 산출부(551a), 게인 적용부(552a) 및 데이터 변환부(553a)를 포함한다. 도 5a의 일반적인 RGBW 방식의 표시 장치는 데이터 변환부(553a)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 4a의 일반적인 표시 장치와 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
데이터 변환부(553a)는 게인 적용부(552a)를 통해 게인이 적용된 1차 RGB 데이터(RGB')를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환한다. 예를 들어, 데이터 변환부(553a)는 1차 RGB 데이터(RGB')에서 최소 데이터 값을 W 데이터로 추출하고, W 데이터에 대응되는 데이터 값을 1차 RGB 데이터(RGB')에서 감산하여 1차 RGB 데이터(RGB')를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환할 수 있다. 그러나, 데이터 변환부(553a)의 데이터 변환 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 데이터 변환부(553a)는 공지된 다양한 방법을 통해 1차 RGB 데이터(RGB')를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환할 수 있다.
한편, 데이터 변환부(553a)는 1차 RGB 데이터(RGB')를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하는 과정에서 발생되는 RGBW 서브 픽셀들 사이의 휘도 편차를 보상하고, 무채색의 픽셀과 유채색의 픽셀 사이의 휘도 편차를 보상하기 위해 보정 게인을 추가로 적용할 수 있다. 이 경우, RGBW 데이터(RGBW)에 보정 게인이 추가로 곱해질 수 있다. 결과적으로, 데이터 변환부(553a)를 통해 출력되는 RGBW 데이터(RGBW)는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 기초하여 생성된 게인과 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 과정에서 적용되는 보정 게인이 모두 적용되므로, RGBW 데이터(RGBW)에는 더 많은 데이터 손실 및 휘도 손실이 발생된다. 예를 들어, 입력 RGB 데이터(RGB)의 데이터 값이 255, 255, 255인 경우, 데이터 처리부(550a)를 통해 출력되는 RGBW 데이터(RGBW)의 데이터 값은 하기 [표 1]과 같이 변화될 수 있다.
데이터 입력 데이터값 게인 게인이 적용된 데이터값 RGBW 변환 데이터값 보정 게인 RGBW 데이터값
R 255 1 255 170.91 1.49 255
G 255 0.93 237 132.99 1.49 227.51
B 255 0.60 154 0 1.49 0
W 84.08 1.49 184.71
상기 [표 1]에 표시된 바와 같이, 데이터 처리부(550a)에서 출력되는 RGBW 데이터(RGBW)에서 R 데이터는 입력 RGB 데이터(RGB)의 R 데이터와 동일하지만, RGBW 데이터(RGBW)에서 G 데이터 및 B 데이터는 입력 RGB 데이터(RGB)의 G 데이터 및 B 데이터와 대비하여 데이터 손실 및 휘도 손실이 발생된다.
이에 반해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 데이터 변조 없이 백라이트 유닛을 제어하는 방식으로 영상의 색 온도를 변경하므로, RGBW 방식의 표시 장치에서 데이터 손실 및 휘도 손실을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 게인 산출부(551)는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 상관 없이 동일한 데이터 값을 갖는 게인(K)을 산출한다. 여기서, 도 5b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 데이터 변환부(553)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 4b에 도시된 표시 장치와 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 변환부(553)를 통해 출력되는 RGBW 데이터(RGBW)는 화면 모드 변경 신호(MCS)에 상관 없이 동일한 데이터 값을 갖는 게인(K)을 1차 RGB 데이터(RGB')에 적용함으로써 생성된다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 도 5a에 도시된 일반적인 RGBW 방식의 표시 장치에 비해 RGBW 데이터 손실 및 휘도 손실이 감소될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 처리부(150)는 입력 RGB 데이터(RGB)에 화면 모드에 상관 없이 1의 데이터 값을 갖는 게인(K)을 적용하므로, 1차 RGB 데이터(RGB')는 입력 RGB 데이터(RGB)와 동일한 데이터 값을 가질 수 있다. 이에, 1차 RGB 데이터(RGB')를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하는 과정에서 보정 게인이 추가로 적용되더라도, RGBW 데이터(RGBW)에서 발생되는 데이터 손실은 최소화될 수 있고, 이에 따른 휘도 손실도 최소화될 수 있다.
특히, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서는 입력 RGB 데이터(RGB)에 동일한 데이터 값을 갖는 게인(K)이 적용되므로, 데이터 변조로 인해 발생되는 표시 장치의 효율 저하가 최소화될 수 있다. 구체적으로, 일반적인 RGBW 방식의 표시 장치는 입력 RGB 데이터(RGB)에서 R 데이터에는 R 데이터에 대한 게인(KR)을 적용하고, G 데이터에는 G 데이터에 대한 게인(KG)을 적용하고, B데이터에는 B 데이터에 대한 게인(KB)을 적용한다. 이 경우, 게인이 적용된 1차 RGB 데이터(RGB')에 대응되는 색과 입력 RGB 데이터(RGB)에 대응되는 색은 서로 다른 색 좌표를 가질 수 있다. 만약, 1차 RGB 데이터(RGB')로부터 변환된 RGBW 데이터(RGBW)에 대응되는 색의 색 좌표가 RGBW 방식의 표시 장치가 최대 효율을 갖는 범위를 벗어나게 되는 경우, RGBW 방식의 표시 장치의 효율은 그 만큼 저하된다. 또한, 1차 RGB 데이터(RGB')를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하면서 추가적인 보정 게인이 적용되는 경우, RGBW 데이터(RGBW)에 대응되는 색의 색 좌표는 RGBW 방식의 표시 장치가 최대 효율을 갖는 범위에서 더 벗어나게 되므로, RGBW 방식의 표시 장치의 효율은 더 감소된다. 이에, 일반적인 RGBW 방식의 표시 장치 효율은 저하된다. 이에 반해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 유닛을 제어함으로써, 백라이트 유닛에서 제공되는 W 광의 색 온도를 변경할 뿐, 입력 RGB 데이터(RGB)를 변조하지 않는다. 이에, 1차 RGB 데이터(RGB')는 입력 RGB 데이터(RGB)와 동일할 수 있으며, 1차 RGB 데이터(RGB')로부터 변환된 RGBW 데이터(RGBW)에 대응되는 색의 색좌표는 RGBW 방식의 표시 장치가 최대 효율을 갖는 범위에서 벗어나지 않을 수 있다. 이에, 1차 RGB 데이터(RGB')를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하는 과정에서 추가적인 보정 게인이 적용되더라도, RGBW 데이터(RGBW)에 대응되는 색의 색 좌표는 여전히 RGBW 방식의 표시 장치가 최대 효율을 갖는 범위에 포함될 수 있고, RGBW 방식의 표시 장치의 효율 저하는 최소화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(600)는 발광 조립체(663)의 LED들(LED1, LED2)이 직하형으로 배치된 것을 제외하고는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)와 동일하므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 발광 조립체(663)는 지지 기판 및 지지 기판 상에 배치된 복수의 LED들(LED1, LED2)을 포함한다. LED들(LED1, LED2)은 서로 일정한 간격으로 이격 되어 지지 기판에 실장되며, LED들(LED1, LED2)은 6500K의 색 온도를 갖는 W 광을 발광하는 제1 LED들(LED1) 및 B 광을 발광하는 제2 LED들(LED2)을 포함한다. 제1 LED들(LED1)의 6500K W 광과 제2 LED들(LED2)의 B 광이 섞여 10000K의 W 광이 구현된다. 이 경우, 10000K의 균일한 W 광이 형성되도록 제1 LED들(LED1) 및 제2 LED들(LED2)은 서로 균일하게 분산되어 배치된다. 제1 LED들(LED1) 및 제2 LED들(LED2)은 연성 인쇄 회로 기판(192)과 전기적으로 연결되며, 연성 인쇄 회로 기판(192)은 백라이트 제어부와 연결되어 백라이트 구동 신호를 발광 조립체(663)로 전달한다.
제1 LED들(LED1) 및 제2 LED들(LED2)은 서로 그룹화되어 구동된다. 즉, 제1 LED들(LED1)은 제1 LED 그룹을 형성하여 동시에 턴-온 또는 턴-오프되며, 제2 LED 들(LED2)은 제2 LED 그룹을 형성하여 동시에 턴-온 또는 턴-오프된다. 구체적으로, 연성 인쇄 회로 기판(192)을 통해 전달되는 백라이트 구동 신호가 제1 화면 모드에 대한 백라이트 구동 신호인 경우, 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹은 모두 턴-온되며, 연성 인쇄 회로 기판(192)을 통해 전달되는 백라이트 구동 신호가 제2 화면 모드에 대한 백라이트 구동 신호인 경우, 제1 LED 그룹은 턴-온되고, 제2 LED 그룹은 턴-오프된다. 제1 화면 모드에서 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹이 모두 턴-온됨에 따라 발광 조립체(663)는 10000K의 색 온도를 갖는 W 광을 제공하며, 제2 화면 모드에서 제1 LED 그룹은 턴-온되고, 제2 LED 그룹은 턴-오프됨에 따라 발광 조립체(663)는 6500K의 색 온도를 갖는 W 광을 제공한다.
발광 조립체(663) 상에 광학 시트(664)가 배치된다. 광학 시트(664)는 발광 조립체(663)에서 방출되는 광을 확산시키는 확산 시트 및 확산 시트에서 확산된 광을 표시 패널(110)의 수직한 방향으로 집광하는 프리즘 시트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(600)는 지지 기판 상에 분산 되어 배치된 LED들(LED1, LED2)을 포함하는 발광 조립체(663)를 구비한다. 이 경우, LED들(LED1, LED2)은 직하형으로 배치되고, LED들(LED1, LED2)에서 방출된 광은 광학 시트(664)를 통해 직접 표시 패널(110)로 입사되므로, 도광판 또는 반사판을 사용하여 발광 조립체(663)의 광을 표시 패널(110)에 입사시키는 백라이트 유닛보다 휘도가 더 향상될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 제어 방법은 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신하는 단계, 화면 모드 변경 신호가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹(group)의 제1 LED들 및 제2 LED 그룹의 제2 LED들을 모두 턴-온하는 단계, 및 화면 모드 변경 신호가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹의 제1 LED들을 턴-온하고, 제2 LED 그룹의 제2 LED 들을 턴-오프하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 다른 백라이트 유닛 제어 방법은 표시 장치의 화면 모드에 따른 영상의 색 온도를 변경하기 위해 RGB 데이터를 변조하지 않고, 백라이트 유닛의 백색 광의 색 온도를 제어한다. 이에, RGB 데이터를 변조하는 과정에서 발생되는 데이터 손실이 최소화될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 백라이트 제어 방법은 표시 패널에 포함된 픽셀들에 대한 게인을 생성하는 단계로서, 게인은 제1 화면 모드와 제2 화면 모드에서 동일한 데이터 값을 갖는, 픽셀들에 대한 게인을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 백라이트 유닛의 제어 방법은 픽셀들에 대한 게인을 생성하는 단계 이후에, 각각 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀을 포함하는 픽셀들에 대한 RGB 데이터에 게인을 적용하는 단계, 및 게인이 적용된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 백라이트 유닛 및 백라이트 제어부를 포함한다. 표시 패널은 복수의 픽셀들을 포함한다. 백라이트 유닛은 적어도 하나의 제1 LED로 구성된 제1 LED 그룹 및 적어도 하나의 제2 LED로 구성된 제2 LED 그룹을 포함한다. 백라이트 제어부는 제1 화면 모드 또는 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신하고, 화면 모드 변경 신호가 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 제1 LED 그룹의 제1 LED 및 제2 LED 그룹의 제2 LED를 턴-온하고, 화면 모드 변경 신호가 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 제1 LED 그룹의 제1 LED를 턴-온하고, 제2 LED 그룹의 제2 LED를 턴-오프하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화면 모드 변경 신호에 기초하여 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹 및 제2 LED 그룹을 독립적으로 제어하는 백라이트 제어부를 포함한다. 이에, 화면 모드에 따른 영상의 색 온도는 RGB 데이터 변조 없이도 변경될 수 있으며, RGB 데이터 변조에 따른 데이터 손실은 최소화될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 복수의 픽셀들에 대한 게인을 생성하여 복수의 픽셀들에 대한 입력 RGB 데이터에 게인을 적용하는 데이터 처리부를 더 포함하고, 데이터 처리부는 제1 화면 모드 또는 제2 화면 모드에서 동일한 데이터 값을 갖는 게인을 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 픽셀들은 각각 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀을 포함하고, 데이터 처리부는 게인이 적용된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 백라이트 유닛은 6500K의 색 온도를 갖는 백색 광을 발광하는 제1 LED 및 청색 광을 발광하는 제2 LED를 포함하고, 백라이트 유닛은 제1 화면 모드에서 10000K 색 온도를 갖는 백색 광을 표시 패널로 제공하고, 제2 화면 모드에서 6500K 색 온도를 갖는 백색 광을 표시 패널로 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 백라이트 제어부는 백라이트 유닛에 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 LED 그룹의 제1 LED 및 제2 LED 그룹의 제2 LED는 에지형 또는 직하형으로 배치될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 호스트 시스템
100, 600: 표시 장치
110: 표시 패널
120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부
140: 타이밍 컨트롤러
150, 450, 550a, 550: 데이터 처리부
151, 451, 551a, 551: 게인 산출부
152, 452, 552a, 552: 게인 적용부
160, 660: 백라이트 유닛
161: 반사판
162: 도광판
163, 663: 발광 조립체
164, 664: 광학 시트
170, 570: 백라이트 제어부
180: 가이드 패널
191, 192: 연성 회로 기판
553a, 553: 데이터 변환부
DL: 데이터 라인
GL: 게이트 라인
SP: 서브 픽셀
LED1: 제1 LED
LED2: 제2 LED

Claims (10)

  1. 서로 다른 색 온도를 갖는 영상을 표시하는 제1 화면 모드 및 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신하는 단계;
    상기 화면 모드 변경 신호가 상기 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 백라이트 유닛의 제1 LED 그룹(group)의 제1 LED들 및 제2 LED 그룹의 제2 LED들을 모두 턴-온하는 단계;
    상기 화면 모드 변경 신호가 상기 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 상기 백라이트 유닛의 상기 제1 LED 그룹의 상기 제1 LED들을 턴-온하고, 상기 제2 LED 그룹의 상기 제2 LED 들을 턴-오프하는 단계; 및
    표시 패널의 픽셀들에 대한 게인을 생성하고, 상기 픽셀들에 대한 RGB 데이터에 상기 게인을 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 화면 모드와 상기 제2 화면 모드에서 상기 픽셀들에 대한 RGB 데이터 각각에 적용되는 상기 게인은 동일한 데이터 값을 갖는, 화면 모드에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화면 모드에서 백색(white) 화면은 10000K의 색온도를 가지며,
    상기 제2 화면 모드에서 백색 화면은 6500K의 색 온도를 갖는, 화면 모드에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 픽셀들에 대한 RGB 데이터 각각에 적용되는 상기 게인은 1의 값을 갖는, 화면 모드에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 픽셀들 각각은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀을 포함하고,
    상기 픽셀들에 대한 RGB 데이터에 상기 게인을 적용하는 단계 이후에, 상기 게인이 적용된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계를 더 포함하는, 화면 모드에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛 제어 방법.
  5. 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널;
    적어도 하나의 제1 LED로 구성된 제1 LED 그룹 및 적어도 하나의 제2 LED로 구성된 제2 LED 그룹을 포함하는 백라이트 유닛;
    제1 화면 모드 또는 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호를 수신하고, 상기 화면 모드 변경 신호가 상기 제1 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 상기 제1 LED 그룹의 상기 제1 LED 및 상기 제2 LED 그룹의 상기 제2 LED를 턴-온하고, 상기 화면 모드 변경 신호가 상기 제2 화면 모드에 대한 화면 모드 변경 신호인 경우, 상기 제1 LED 그룹의 상기 제1 LED를 턴-온하고, 상기 제2 LED 그룹의 상기 제2 LED를 턴-오프하도록 구성된 백라이트 제어부; 및
    상기 복수의 픽셀들에 대한 게인을 생성하여 상기 복수의 픽셀들에 대한 입력 RGB 데이터에 상기 게인을 적용하는 데이터 처리부를 포함하고,
    상기 제1 화면 모드와 상기 제2 화면 모드에서 상기 픽셀들에 대한 입력 RGB 데이터 각각에 적용되는 상기 게인은 동일한 데이터 값을 갖는, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들에 대한 입력 RGB 데이터 각각에 적용되는 상기 게인은 1의 값을 갖는, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들은 각각 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀을 포함하고,
    상기 데이터 처리부는 상기 게인이 적용된 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는, 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 6500K의 색 온도를 갖는 백색 광을 발광하는 상기 제1 LED 및 청색 광을 발광하는 상기 제2 LED를 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은 상기 제1 화면 모드에서 10000K 색 온도를 갖는 백색 광을 상기 표시 패널로 제공하고, 상기 제2 화면 모드에서 6500K 색 온도를 갖는 백색 광을 상기 표시 패널로 제공하는, 표시 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 백라이트 제어부는 상기 백라이트 유닛에 구비된, 표시 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 LED 그룹의 상기 제1 LED 및 상기 제2 LED 그룹의 상기 제2 LED는 에지형 또는 직하형으로 배치된, 표시 장치.
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