KR20080011845A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20080011845A KR1020060072443A KR20060072443A KR20080011845A KR 20080011845 A KR20080011845 A KR 20080011845A KR 1020060072443 A KR1020060072443 A KR 1020060072443A KR 20060072443 A KR20060072443 A KR 20060072443A KR 20080011845 A KR20080011845 A KR 20080011845A
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박성환
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Abstract

외부광의 휘도에 따라 광원의 휘도 조절 기능을 갖는 표시 장치가 개시되어 있다. 표시 장치는 광 센서 유닛, 구동 칩, 광원 구동 유닛, 광원 및 표시 패널을 포함한다. 광 센서 유닛은 외부광의 휘도에 응답하여 센싱 신호를 출력한다. 구동 칩은 디밍 제어부, 모드 선택부 및 제1 광원 구동부를 포함한다. 디밍 제어부는 센싱 신호와 기설정된 기준 신호들을 비교하여 디밍 제어 신호를 출력한다. 모드 선택부는 디밍 제어 신호에 응답하여 제1 모드 선택 신호 및 제2 모드 선택 신호를 출력한다. 제1 광원 구동부는 제1 모드 선택 신호에 응답하여 제1 광원 구동 신호를 출력한다. 광원 구동 유닛은 제2 모드 선택 신호에 응답하여 제1 광원 구동 신호의 전위 레벨보다 높은 제2 광원 구동 신호를 출력하는 제2 광원 구동부를 포함한다. 광원 제1 광원 구동 신호 및 제2 광원 구동 신호에 응답하여 광을 발생한다. 표시 패널은 광원으로부터 발생된 광을 이용하여 영상을 표시한다. 따라서, 외부광의 휘도에 따라 광원이 발생하는 광의 휘도를 조절함으로써, 표시 장치의 시인성을 향상시키고 비효율적인 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 광 센서 유닛, 구동 칩, 광원 구동 유닛, 역류 방지부 및 광원을 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 역류 방지부를 구체적으로 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 광원 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 구동 유닛의 광원 구동 방법을 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 표시 장치 200 : 표시 패널
210 : 광 센서 유닛 SEN_S : 센싱 신호
D1 : 메인 표시 영역 S1 : 서브 표시 영역
300 : 구동 칩 310 : 디밍 제어부
DIM_CNT : 디밍 제어 신호 320 : 모드 선택부
DIM_SEL1 : 제1 모드 선택 신호 DIM_SEL2 : 제2 모드 선택 신호
330 : 제1 광원 구동부 LED_V1 : 제1 광원 구동 신호
400 : 광원 구동 유닛 410 : 제2 광원 구동부
LED_V2 : 제2 광원 구동 신호 450 : 역류 방지부
500 : 광원
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소비 전력을 감소시키고 시인성을 향상시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터, TV 등 여러 가지 전자기기에는 영상을 표시하기 위한 영상표시장치를 포함한다. 영상표시장치로는 다양한 종류가 사용될 수 있으나, 평판 형상을 갖는 평판표시장치가 주로 사용되며, 평판표시장치 중에서도 특히 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)가 널리 사용되고 있다.
이러한 액정표시장치는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로써, 다른 평판표시장치에 비하여 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
표시 장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널 및 표시 패널로 광을 공급하는 광원을 포함한다. 예를 들어, 광원으로는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL) 또는 발광 다이오드가 주로 사용된다.
발광 다이오드들을 광원으로 사용하는 표시 장치는 상기 발광 다이오드들에서 출사되는 광의 휘도를 제어하여 구동시키는 광원 구동부를 포함한다.
최근에는 외부광의 휘도에 따라 광원을 구동하기 위한 구동 신호를 변화시키는 디밍 기능에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 한편, 외부광의 휘도가 낮은 상태에서 광원 구동부를 이용하여 광원을 구동시킬 경우, 미세 전류를 조절하기 어려운 광원 구동부의 특성상 소비 전력이 급격히 증가하게 된다. 또한, 소비 전력을 감소시키기 위해 광원을 구동시키지 않은 경우에는 시인성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 외부광의 휘도에 따라 광원의 휘도를 조절함으로써 시인성을 향상시키고 비효율적인 전력 소비를 감소시킬 수 있는 표시 장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 광 센서 유닛, 구동 칩, 광원 구동 유닛, 광원 및 표시 패널을 포함한다.
상기 광 센서 유닛은 외부광의 휘도에 응답하여 센싱 신호를 출력한다.
상기 구동 칩은 디밍 제어부, 모드 선택부 및 제1 광원 구동부를 포함한다. 상기 디밍 제어부는 상기 센싱 신호와 기설정된 비교 신호를 비교하여 디밍 제어 신호를 출력한다. 상기 모드 선택부는 상기 디밍 제어 신호에 응답하여 제1 모드 선택 신호 및 제2 모드 선택 신호를 출력한다. 제1 광원 구동부는 상기 제1 모드 선택 신호에 응답하여 제1 광원 구동 신호를 출력한다.
상기 광원 구동 유닛은 상기 제2 모드 선택 신호에 응답하여 상기 제1 광원 구동 신호의 전위 레벨보다 높은 제2 광원 구동 신호를 출력하는 제2 광원 구동부를 포함한다.
상기 광원은 상기 제1 광원 구동 신호 및 상기 제2 광원 구동 신호에 응답하여 광을 발생한다.
상기 표시 패널은 상기 광원으로부터 발생된 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 광 센서 유닛은 상기 표시 패널에 형성된다. 상기 광 센서 유닛은 외부광의 휘도에 따라 변환하는 전류 값을 적분기 회로를 통해 적분한 전압 값을 출력한다.
상기 디밍 제어부는 상기 센싱 신호와 상기 비교 신호를 비교하기 위한 신호 비교부를 포함한다.
상기 제2 모드 선택 신호는 상기 센싱 신호가 제1 기준 신호의 이하인 경우, 상기 제2 광원 구동부에 출력되는 제1 제어 신호, 상기 센싱 신호가 상기 제1 기준 신호의 이상이고, 상기 제1 기준 신호의 값보다 높은 제2 기준 신호의 이하인 경우, 상기 제2 광원 구동부에 출력되는 제2 제어 신호 및 상기 센싱 신호가 상기 제2 기준 신호의 이상인 경우, 상기 제2 광원 구동부에 출력되는 제3 제어 신호를 포함한다.
상기 제1 구동 신호는 약 2㎃의 값을 가지며, 상기 제2 구동 신호는 약 6㎃ 의 값을 가지며, 상기 제3 구동 신호는 약 20㎃의 값을 가진다. 또한, 상기 제1 광원 구동 신호는 약 100㎶ 내지 약 400㎶의 값을 가진다.
상기 표시 장치는 상기 제2 광원 구동 신호가 상기 구동 칩으로 입력되는 것을 방지하기 위한 역류 방지부를 더 포함한다. 상기 역류 방지부는 상기 제1 광원 구동부와 연결되며, 제1 방향으로 배치된 제1 다이오드 및 상기 제2 광원 구동부와 연결되며, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배치된 제2 다이오드를 포함한다.
이러한 표시 장치에 따르면, 외부광의 휘도에 따라 광원의 휘도를 조절함으로써 비효율적인 전력 소비를 감소시키며, 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 광 센서 유닛(210), 표시 패널 (200), 구동 칩(300), 광원 구동 유닛(400) 및 광원(500)을 포함한다.
표시 패널(200)은 광원(500)으로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 표시 패널(200)은 하부 기판(220), 하부 기판(220)과 대향하는 상부 기판(230) 및 하부 기판(220)과 상부 기판(230) 사이에 배치된 액정층(미도시)을 포함한다.
하부 기판(220)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT)가 매트릭스 형태로 형성된 투명한 유리 기판이다. 상기 TFT들의 소오스 및 게이트 단자에는 각각 데이터 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
상부 기판(230)은 색을 구현하기 위한 칼라 필터(미도시) 및 하부 기판(220)의 화소 전극과 마주하는 공통 전극(미도시)을 포함한다. 한편, 상기 칼라 필터는 하부 기판(220)에 형성될 수 있다.
하부 기판(220)과 상부 기판(230) 사이에 배치된 액정층은 이방성 유전율 및 이방성 굴절율 등의 전기적 및 광학적 특성을 갖는 액정 분자들로 이루어진다.
표시 패널(200)은 TFT의 게이트 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴-온(Turn on)되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 하부 기판(220)과 상부 기판(230) 사이에 배치된 액정층의 액정 분자들의 배열이 변화되고, 액정 분자들의 배열 변화에 따라서 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시하게 된다.
표시 패널(200)은 외부광의 휘도에 따라 다른 휘도로 발생된 광을 이용하여 영상을 표시한다. 표시 패널(200)은 메인 표시 영역(D1)과 서브 표시 영역(S1)을 포함한다. 메인 표시 영역(D1)은 광을 이용하여 화상 신호와 문자 정보와 같은 주요 영상을 표시하는 영역이며, 서브 표시 영역(S1)은 광을 이용하여 시간, 날짜, 배터리 상태와 같은 대기 영상을 표시한다. 이에, 서브 표시 영역(S1)은 메인 표시 영역(D1)에 비하여 낮은 구동 전압에 의해서도 구동된다.
예를 들어, 표시 패널(200)은 외부광의 휘도에 응답하여 센싱 신호를(SEN_S) 출력하는 광 센서 유닛(210)을 포함한다. 광 센서 유닛(210)은 표시 패널(200)의 하부 기판(220)에 형성된다. 이와 달리, 광 센서 유닛(210)은 표시 패널(200)과 별개로 형성될 수 있다.
광 센서 유닛(210)은 박막 트랜지스터의 채널의 윗 부분 금속층(미도시)을 국부적으로 열어 외부 빛이 박막 트랜지스터 채널에 유입 될 수 있도록 설계한다. 따라서, 외부광의 휘도에 따라, 광 센서 유닛(210)은 광원(500)의 구동 모드를 제어하기 위한 센싱 신호(SEN_S)를 출력한다.
광 센서 유닛(210)은 표시 패널(200)에 복수 개로 형성될 수 있다. 이와 달리, 광 센서 유닛(210)은 표시 패널(200)과 별개로 형성될 수 있다. 일 예로, 복수 개의 광 센서 유닛(210)들이 소정의 범위를 구분하여 별개의 센싱 신호(SEN_S)를 출력한다. 이와 달리, 하나의 광 센서 유닛(210)이 표시 패널(200) 전체에 대한 외부광의 휘도에 응답하여 센싱 신호(SEN_S)를 출력할 수 있다. 만일 하나의 광 센서 유닛(210)이 센싱 신호(SEN_S)를 출력할 수 없는 경우에 한하여, 나머지 광 센서 유닛(210)들 중 하나의 광 센서 유닛(210)이 센싱 신호(SEN_S)를 출력한다.
구동 칩(300)은 표시 패널(200)의 하부 기판(220)에 실장되며, 외부로부터 인가되는 각종 제어 신호에 반응하여 표시 패널(200)을 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. 구동 칩(300)은 예를 들어, 하부 기판(220)의 일측에 COG(Chip On Glass) 공정 등에 의해 실장된다.
본 발명에서는 구동 칩(300)은 상기 데이터 신호 및 게이트 신호를 하나의 칩에서 출력하는 단일 칩으로 표현하였으나, 구동 칩(300)은 상기 데이터 신호를 출력하는 데이터 라인용 칩과 상기 게이트 신호를 출력하는 게이트 라인용 칩으로 구성될 수도 있다.
구동 칩(300)에 관하여는 도 2를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
광원 구동 유닛(400)은 제2 광원 구동부(410)를 포함한다. 제2 광원 구동부(410)는 광원(500)을 외부광의 휘도에 따라 구동 신호를 변경하여 출력한다.
광원 구동 유닛(400)은 구동 칩(300)이 실장된 하부 기판(220)의 일 측에 연결된다. 광원 구동 유닛(400)은 예를 들어, 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film : ACF)을 매개로 하부 기판(220)과 전기적으로 연결된다.
도시되지는 않았으나, 광원 구동 유닛(400)에는 상기 제어 신호의 생성 및 제어 신호의 안정화를 위한 커패시터 또는 저항 등의 소자가 형성되어 있다.
광원 구동 유닛(400)은 유연성을 갖기 때문에, 표시 패널(200)로부터 후술할 바텀 샤시(550)의 배면으로 밴딩되어 고정된다. 광원 구동 유닛(400)은 예를 들어, 양면 테이프를 통해 고정된다.
광원(500)은 소정의 휘도를 갖는 광을 발생한다. 광원(500)으로는 예를 들어, 복수 개의 발광 다이오드가 될 수 있다.
광원(500)은 외부광의 휘도에 따라 휘도를 달리하여 광을 발생한다. 즉, 외부광의 휘도가 높은 경우에는 고휘도에 해당하는 광을 발생하고, 외부광의 휘도가 낮은 경우에는 저휘도에 해당하는 광을 발생한다.
광원 구동 유닛(400) 및 광원(500)에 관하여는 도 3을 통하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
표시 장치(100)는 광의 효율을 향상시키기 위한 도광판(510), 반사 시트(520)및 광학 시트들(530)과 이들을 수납하기 위한 몰드 프레임(540) 및 바텀 샤시(550)을 더 포함한다.
도광판(510)은 광원(500)들로부터 입사되는 광을 표시 패널(200) 방향으로 가이드한다. 도광판(510)은 광의 손실을 최소화하기 위하여 투명한 재질로 이루어진다. 예를 들어, 도광판(510)은 강도가 우수한 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate : PMMA) 재질로 이루어진다.
반사 시트(520)는 도광판(510)의 하부에 배치된다. 반사 시트(520)는 도광판(510)의 하부면을 통해 외부로 누설되는 광을 도광판(510) 내부로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다. 반사 시트(520)는 광 반사율이 높은 물질로 이루어진다.
광학 시트들(530)은 도광판(510)의 상부에 배치된다. 광학 시트들(530)은 도광판(200)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 휘도 균일도를 향상시키기 위한 확산 시트 및 광을 정면 방향으로 집광시켜 광의 정면 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트를 포함할 수 있다.
몰드 프레임(540)은 내부가 개구된 사각틀 형상을 갖는다. 몰드 프레임(540)은 플라스틱 재질로 이루어진다. 몰드 프레임(540)에는 상기 광학 시트들(530)이 수납되어 상기 도광판(510) 상부의 일정 영역에 상기 광학 시트들(530)이 지지될 수 있다.
바텀 샤시(550)는 몰드 프레임(540)과 결합되어 도광판(510)의 하부를 커버한다. 예를 들어, 바텀 샤시(550)는 몰드 프레임(540)에 비하여 강도가 우수한 금 속으로 이루어지며, 몰드 프레임(540)과 후크 결합된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 센서 유닛, 구동 칩, 광원 구동 유닛, 역류 방지부 및 광원을 구체적으로 도시한 블록도이며, 도 3은 도 2에 도시된 역류 방지부를 구체적으로 도시한 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 장치(100)는 광 센서 유닛(210), 구동 칩(300), 광원 구동 유닛(400), 역류 방지부(450) 및 광원(500)을 포함한다.
광 센서 유닛(210)은 외부광의 휘도에 응답하여 센싱 신호(SEN_S)를 출력한다. 광 센서 유닛(210)은 외부광의 휘도에 따라 내부에 흐르는 전류값이 변하게 되며, 이 전류값은 내부 적분기 회로를 통해 적분한 전압값을 센싱 신호(SEN_S)로 출력한다. 즉, 광 센서 유닛(210)은 외부 광의 휘도에 따라 미세하게 변하는 전류값을 증폭하기 위한 적분기 회로를 통해 적분한 적분값을 출력한다. 예를 들어, 센싱 신호(SEN_S)는 약 1.2V 내지 약 2.0V의 값을 갖는다.
구동 칩(300)은 디밍 제어부(310), 모드 선택부(320) 및 제1 광원 구동부(320)를 포함한다.
디밍 제어부(310)는 센싱 신호(SEN_S)와 기설정된 비교 신호를 비교하여 디밍 제어 신호(DIM_CNT)를 출력한다. 디밍 제어부(310)는 센싱 신호(SEN_S)와 상기 비교 신호를 비교하기 위한 신호 비교부(미도시)를 포함한다. 예를 들어, 신호 비교부는 비교 신호들을 1.8V, 1.7V 및 1.5V로 단계적으로 설정할 수 있다. 따라서, 디밍 제어부(310)는 외부광의 세기에 따라 출력값을 달리하는 센싱 신호(SEN_S)와 각 단계별로 설정된 비교 신호들을 비교하여 디밍 제어 신호(DIM_CNT)를 출력한다. 즉, 센싱 신호(SEN_S)가 디밍 제어부(310)에 포함된 신호 비교부에 각각 입력되면, 디밍 제어부(310)가 현재 외부광의 휘도를 판단하고, 이에 대응하는 디밍 제어 신호(DIM_CNT)를 출력한다.
모드 선택부(320)는 디밍 제어 신호(DIM_CNT)에 응답하여 제어 모드를 선택한다. 즉, 모드 선택부(320)는 디밍 제어 신호(DIM_CNT)에 대응하는 모드 선택 신호(DIM_SEL)를 출력한다. 모드 선택부(320)는 센싱 신호(SEN_S)가 기설정된 비교 신호(CS)의 이하인 경우, 제1 광원 구동부(330)에 제1 모드 선택 신호(DIM_SEL1)를 출력한다. 또한, 모드 선택부(320)는 센싱 신호(SEN_S)가 기설정된 비교 신호의 이상인 경우, 제2 광원 구동부(410)에 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)를 출력한다.
제1 광원 구동부(330)는 모드 선택부(320)의 제1 모드 선택 신호(DIM_SEL1)에 응답하여 제1 광원 구동 신호(LED_V1)를 출력한다. 제1 광원 구동부(330)는 외부광의 휘도가 낮을 경우에 제1 광원 구동 신호(LED_V1)를 출력한다. 이에, 제1 광원 구동부(330)는 외부광의 휘도가 낮은 경우에 제2 광원 구동부(410)를 구동하지 않으면서도, 구동 칩(300) 자체에서 출력되는 제1 광원 구동 신호(LED_V1)로 광원(500)을 구동한다. 예를 들어, 제1 광원 구동 신호(LED_V1)는 약 100㎂ 내지 약 400㎂의 값을 가진다. 따라서, 외부광의 휘도가 낮은 경우, 미세 전류를 출력하기 어려운 제2 광원 구동부(410)를 구동하지 않고, 제1 광원 구동부(330)는 미세 전류인 제1 광원 구동 신호(LED_V1)를 광원(500)에 출력함으로써, 시인성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 구동 칩(300)은 표시 패널(200)의 구동을 위한 영상 제어 신호를 제공 하는 패널 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 패널 구동부는 표시 패널(200)의 데이터 라인 및 게이트 라인에 데이터 신호 및 게이트 신호를 인가한다.
광원 구동 유닛(400)은 모드 선택부(320)의 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)에 응답하여 제2 광원 구동 신호(LED_V2)를 출력하는 제2 광원 구동부(410)를 포함한다.
제2 광원 구동부(410)는 모드 선택부(320)의 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)에 응답하여 제2 광원 구동 신호(LED_V2)를 출력한다. 모드 선택부(320)의 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)는, 센싱 신호(SEN_S)가 비교 신호(CS)의 이상인 경우에 제2 광원 구동부(410)로 출력되는 신호이다. 즉, 제2 광원 구동 신호(LED_V2)는 외부광의 휘도가 높은 경우에 대응하는 광원 구동 신호이다.
또한, 제2 광원 구동부(410)는 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)에 따라 제2 광원 구동 신호(LED_V2)의 레벨을 단계적으로 변화시켜 출력할 수 있다. 즉, 외부광의 휘도에 따라 제2 광원 구동부(410)는 단계적으로 특정의 값에 해당하는 제2 광원 구동 신호(LED_V2)를 출력한다. 따라서, 외부광의 휘도에 따라 광원(500)의 휘도를 조절함으로써 비효율적인 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
한편, 광원 구동 유닛(400)은 외부 장치(미도시)로부터 외부 입력 신호에 응답하여 개별적으로 구동되기 위한 입력 인터페이스(420)를 포함한다. 예를 들어, 광원 구동 유닛(400)의 의 제2 광원 구동부(410)는 구동 칩(300)에 포함된 디밍 제어부(310) 및 모드 선택부(320)의 제어를 받지 아니하고, 외부 장치의 소프트웨어에 의해서 제어될 수 있다. 이는 제2 광원 구동부(410)가 외부광의 휘도가 높은 경 우에 광원(500)을 구동하는 것이기 때문에, 디밍 제어부(310) 및 모드 선택부(320)의 제어와 상관없이 구동될 수 있기 때문이다.
역류 방지부(450)는 제1 광원 구동부(330)가 구동될 경우에는 제1 광원 구동 신호(LED_V1)를 광원(500)에 출력하고 제2 광원 구동부(410)가 구동될 경우에는 제2 광원 구동 신호(LED_V2)를 광원(500)에 출력한다. 즉, 역류 방지부(450)는 제1 광원 구동부(330) 및 제2 광원 구동부(410)로부터의 제1 광원 구동 신호(LED_V1) 및 제2 광원 구동 신호(LED_V2) 중에서 선택된 어느 하나의 구동 신호를 광원(500)에 출력한다.
역류 방지부(450)는 제2 광원 구동 신호(LED_V2)가 구동 칩(300)으로 입력되는 것을 방지한다. 즉, 제2 광원 구동부(410)가 구동될 경우, 역류 방지부(450)는 고전류에 해당하는 제2 광원 구동 신호(LED_V2)가 구동 칩(300)으로 입력되는 것을 방지한다.
한편, 역류 방지부(450)는 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)를 포함한다. 제1 다이오드(D1)는 제1 광원 구동부(330)와 연결되며, 제1 방향으로 배치되며, 제2 다이오드(D2)는 제2 광원 구동부(410)와 연결되며, 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배치된다. 즉, 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)는 서로 반대 방향으로 향하도록 배치된다. 따라서, 제2 다이오드(D2)를 통해 출력된 제2 광원 구동 신호(LED_V2)가 제1 다이오드(D1)를 통해 제1 광원 구동부(330)로 입력되는 것이 방지된다.
광원(500)은 제1 광원 구동 신호(LED_V1) 및 제2 광원 구동 신호(LED_V2)에 응답하여 광을 발생한다. 제1 광원 구동 신호(LED_V1)는 저휘도 모드에 해당하는 신호이므로, 광원(500)은 저휘도에 해당하는 광을 발생한다. 또한, 제2 광원 구동 신호(LED_V2)는 고휘도 모드에 해당하는 신호이므로, 광원(500)은 고휘도에 해당하는, 즉 낮은 휘도의 광을 발생한다.
또한, 제2 광원 구동부(410)가 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)에 따라 제2 광원 구동 신호(LED_V2)의 레벨을 단계적으로 변화시켜 출력하는 경우에는, 광원(500)은 제2 광원 구동 신호(LED_V2)에 응답하여 휘도를 단계적으로 변화시켜 광을 발생한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 광원 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 광원 구동 방법은 외부광의 휘도를 센싱하는 단계(S100), 센싱 신호(SEN_S)와 비교 신호를 비교하여 판단하는 단계(S110)를 판단한다.
또한, 판단 결과 센싱 신호(SEN_S)가 비교 신호의 이하인 경우, 제1 모드 선택 신호(DIM_SEL1)를 출력하는 단계(S120), 제1 광원 구동 신호(LED_V1)를 출력하는 단계(S130), 저휘도로 발광하는 단계(S140)를 포함한다.
또한, 판단 결과 센싱 신호(SEN_S)가 비교 신호의 이상인 경우, 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)를 출력하는 단계(S150), 제2 광원 구동 신호(LED_V2)를 출력하는 단계(S160), 고휘도로 발광하는 단계(S170)를 포함한다.
단계 S100에서는 광 센서 유닛(210)이 외부광의 휘도를 센싱한다. 이에, 광 센서 유닛(210)이 외부광의 휘도에 응답하여 센싱 신호(SEN_S)를 출력한다.
단계 S110에서는 디밍 제어부(310)가 센싱 신호(SEN_S)와 기설정된 비교 신호를 비교한다. 한편, 디밍 제어부(310)는 센싱 신호(SEN_S)와 비교 신호를 비교하기 위한 신호 비교부(미도시)를 포함한다. 신호 비교부는 센싱 신호(SEN_S)와 비교 신호의 크기를 비교하여, 이에 대응하는 디밍 제어 신호(DIM_CNT)를 출력한다.
단계 S120에서는 단계 S110에서 판단한 결과, 센싱 신호(SEN_S)가 비교 신호의 이하인 경우, 모드 선택부(320)는 디밍 제어부(310)로부터의 디밍 제어 신호(DIM_CNT)에 대응하여 제1 모드 선택 신호(DIM_SEL1)를 제1 광원 구동부(330)에 출력한다. 즉, 외부광의 휘도가 낮은 경우, 모드 선택부(320)는 제1 광원 구동부(330)를 구동하기 위한 제1 모드 선택 신호(DIM_SEL1)를 출력한다.
단계 S130에서는 제1 광원 구동부(330)는 제1 모드 선택 신호(DIM_SEL1)에 응답하여 광원(500)에 제1 광원 구동 신호(LED_V1)를 출력한다. 즉, 외부광의 휘도가 낮은 경우, 제1 광원 구동부(330)가 광원(500)을 구동시킨다. 제1 광원 구동 신호(LED_V1)는 구동 칩(300)에 포함된 제1 광원 구동부(330)의 자체로부터 출력되는 미세 전류로 약 100㎂ 내지 약 400㎂의 값을 가진다.
단계 S140에서는 광원(500)은 제1 광원 구동부(330)로부터의 제1 광원 구동 신호(LED_V1)에 응답하여 광을 발생한다. 즉, 광원(500)은 미세 전류에 해당하는 제1 광원 구동 신호(LED_V1)에 응답하여 저휘도의 광을 발생시킨다.
단계 S150에서는 단계 S110에서 판단한 결과, 센싱 신호(SEN_S)가 비교 신호의 이상인 경우, 모드 선택부(320)는 디밍 제어부(310)로부터의 디밍 제어 신 호(DIM_CNT)에 대응하여 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)를 제2 광원 구동부(410)에 출력한다. 즉, 외부광의 휘도가 높은 경우, 모드 선택부(320)는 제2 광원 구동부(410)를 구동하기 위한 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)를 출력한다.
단계 S160에서는 제2 광원 구동부(410)는 제2 모드 선택 신호(DIM_SEL2)에 응답하여 광원(500)에 제2 광원 구동 신호(LED_V2)를 출력한다. 즉, 외부광의 휘도가 높은 경우, 제2 광원 구동부(410)가 광원(500)을 구동시킨다. 예를 들어, 제2 광원 구동부(410)는 제2 광원 구동 신호(LED_V2)의 레벨을 단계적으로 변화시켜 출력시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5를 통하여 설명하기로 한다.
단계 S170에서는 광원(500)은 제2 광원 구동부(410)로부터의 제2 광원 구동 신호(LED_V2)에 응답하여 광을 발생한다. 즉, 광원(500)은 제1 광원 구동 신호(LED_V1)에 비하여 고전류인 제2 광원 구동 신호(LED_V2)에 응답하여 고휘도의 광을 발생시킨다.
따라서, 외부광의 휘도에 따라 광원(500)에 공급하는 광원 구동 신호의 레벨을 조절함으로써 시인성을 향상시키고 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 구동 유닛의 광원 구동 방법을 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 구동 유닛(400)의 광원 구동 방법, 즉, 제2 광원 구동부(410)의 광원 구동 방법은 센싱 신호(SEN_S)와 제1 기준 신호(REF_1)를 비교하여 판단하는 단계(S200)를 포함한다.
또한, 판단 결과 센싱 신호(SEN_S)가 제1 기준 신호(REF_1)의 이하인 경우, 제1 제어 신호(CNT1)를 출력하는 단계(S210), 제1 구동 신호(V1)를 출력하는 단계(S220) 및 광원(500)이 제1 휘도로 발광하는 단계(S230)를 포함한다.
또한, 판단 결과 센싱 신호(SEN_S)가 제1 기준 신호(REF_1)의 이상인 경우, 센싱 신호(SEN_S)와 제2 기준 신호(REF_2)를 비교하여 판단하는 단계(S240)를 포함한다. 이에 판단 결과, 센싱 신호(SEN_S)가 제2 기준 신호(REF_2)의 이하인 경우, 제2 제어 신호(CNT2)를 출력하는 단계(S250), 제2 구동 신호(V2)를 출력하는 단계(S260) 및 광원(500)이 제2 휘도로 발광하는 단계(S270)를 포함한다.
또한, 판단 결과 센싱 신호(SEN_S)가 제2 기준 신호(REF_2)의 이상인 경우, 제3 제어 신호(CNT3)를 출력하는 단계(S280), 제3 구동 신호(V3)를 출력하는 단계(S290) 및 광원(500)이 제3 휘도로 발광하는 단계(S300)를 포함한다.
단계 S200에서는 디밍 제어부(310)가 센싱 신호(SEN_S)와 제1 기준 신호(REF_1)를 비교한다. 구체적으로, 디밍 제어부(310)는 센싱 신호(SEN_S)와 제1 기준 신호(REF_1)를 비교하여, 제1 제어 신호(CNT1)를 출력할 것인지, 제2 제어 신호(CNT2) 및 제3 제어 신호(CNT3)를 출력할 것인지를 판단한다.
단계 S210에서는 단계S200에서 판단한 결과, 센싱 신호(SEN_S)가 제1 기준 신호(REF_1)의 이하인 경우, 모드 선택부(320)는 제2 광원 구동부(410)에 제1 제어 신호(CNT1)를 출력한다. 즉, 외부광의 휘도를 센싱한 센싱 신호(SEN_S)와 기설정한 제1 기준 신호(REF_1)를 비교하여, 센싱 신호(SEN_S)가 제1 기준 신호(REF_1)의 이하인 경우, 모드 선택부(320)는 제1 제어 신호(CNT1)를 출력한다.
단계 S220에서는 제2 광원 구동부(410)가 제1 제어 신호(CNT1)에 응답하여 광원(500)에 제1 구동 신호(V1)를 출력한다. 예를 들어, 제2 광원 구동부(410)는 약 2㎃의 값을 가지는 제1 구동 신호(V1)를 광원(500)에 출력한다.
단계 S230에서는 제2 광원 구동부(410)로부터의 제1 구동 신호(V1)에 응답하여 광원(500)이 제1 휘도로 발광한다. 즉, 광원(500)은 제1 구동 신호(V1)에 응답하여 상대적으로 저휘도에 해당하는 제1 휘도의 광을 발생한다.
단계 S240에서는 디밍 제어부(310)가 센싱 신호(SEN_S)와 제2 기준 신호(REF_2)를 비교한다. 구체적으로, 디밍 제어부(310)는 센싱 신호(SEN_S)와 제1 기준 신호(REF_1)의 값보다 큰 제2 기준 신호(REF_2)를 비교하여, 제2 제어 신호(CNT2)를 출력할 것인지, 제3 제어 신호(CNT3)를 출력할 것인지를 판단한다.
단계 S250에서는 단계 S240에서 판단한 결과, 센싱 신호(SEN_S)가 제1 기준 신호(REF_1)의 이상이고, 제2 기준 신호(REF_2)의 이하인 경우, 모드 선택부(320)는 제2 광원 구동부(410)에 제2 제어 신호(CNT2)를 출력한다. 즉, 외부광의 휘도를 센싱한 센싱 신호(SEN_S)가 제1 기준 신호(REF_1)의 이상이고, 제2 기준 신호(REF_2)의 이하인 경우, 모드 선택부(320)는 제2 제어 신호(CNT2)를 출력한다.
단계 S260에서는 제2 광원 구동부(410)가 제2 제어 신호(CNT2)에 응답하여 광원(500)에 제2 구동 신호(V2)를 출력한다. 예를 들어, 제2 광원 구동부(410)는 약 6㎃의 값을 가지는 제2 구동 신호(V2)를 광원(500)에 출력한다.
단계 S270에서는 제2 광원 구동부(410)로부터의 제2 구동 신호(V2)에 응답하여 광원(500)이 제2 휘도로 발광한다. 즉, 광원(500)은 제2 구동 신호(V2)에 응답하여 상대적으로 제1 휘도보다 더 높은 제2 휘도의 광을 발생한다.
단계 S280에서는 단계 S240에서 판단한 결과, 센싱 신호(SEN_S)가 제2 기준 신호(REF_2)의 이상인 경우, 모드 선택부(320)는 제2 광원 구동부(410)에 제3 제어 신호(CNT3)를 출력한다. 즉, 외부광의 휘도를 센싱한 센싱 신호(SEN_S)가 제2 기준 신호(REF_2)의 이상인 경우, 모드 선택부(320)는 제3 제어 신호(CNT3)를 출력한다.
단계 S290에서는 제2 광원 구동부(410)가 제3 제어 신호(CNT3)에 응답하여 광원(500)에 제3 구동 신호(V3)를 출력한다. 예를 들어, 제2 광원 구동부(410)는 약 20㎃의 값을 가지는 제3 구동 신호(V3)를 광원(500)에 출력한다.
단계 S270에서는 제2 광원 구동부(410)로부터의 제3 구동 신호(V3)에 응답하여 광원이 제3 휘도로 발광한다. 즉, 광원(500)은 제3 구동 신호(V3)에 응답하여 가장 높은 제3 휘도의 광을 발생한다.
따라서, 광원 공급 유닛(400)에 포함된 제2 광원 구동부(410)가 광원(500)에 공급하는 구동 신호를 단계적으로 제어함으로써, 광원(500)이 소비하는 전력을 효율적으로 감소시킬 수 있다.
이와 같은 표시 장치에 따르면, 외부광의 휘도에 따라 광원의 휘도를 조절함으로써 비효율적인 전력 소비를 감소시키며, 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한, 외부광의 휘도에 따라 광원을 구동하기 위한 구동 신호를 단계적으로 출력함으로써, 소비 전력을 효율적으로 감소시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상 의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 외부광의 휘도에 응답하여 센싱 신호를 출력하는 광 센서 유닛;
    상기 센싱 신호와 기설정된 비교 신호를 비교하여 디밍 제어 신호를 출력하는 디밍 제어부, 상기 디밍 제어 신호에 응답하여 제1 모드 선택 신호 및 제2 모드 선택 신호를 출력하는 모드 선택부 및 상기 제1 모드 선택 신호에 응답하여 제1 광원 구동 신호를 출력하는 제1 광원 구동부를 포함하는 구동 칩;
    상기 제2 모드 선택 신호에 응답하여 상기 제1 광원 구동 신호의 전위 레벨보다 높은 제2 광원 구동 신호를 출력하는 제2 광원 구동부를 포함하는 광원 구동 유닛;
    상기 제1 광원 구동 신호 및 상기 제2 광원 구동 신호에 응답하여 광을 발생하는 광원; 및
    상기 광원으로부터 발생된 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 센서 유닛은 상기 표시 패널에 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 센서 유닛은 외부광의 휘도에 따라 변환하는 전류 값을 적분기 회로를 통해 적분한 전압 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장 치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 디밍 제어부는 상기 센싱 신호와 상기 비교 신호를 비교하기 위한 신호 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 모드 선택 신호는
    상기 센싱 신호가 제1 기준 신호의 이하인 경우, 상기 제2 광원 구동부에 출력되는 제1 제어 신호;
    상기 센싱 신호가 상기 제1 기준 신호의 이상이고, 상기 제1 기준 신호의 값보다 높은 제2 기준 신호의 이하인 경우, 상기 제2 광원 구동부에 출력되는 제2 제어 신호; 및
    상기 센싱 신호가 상기 제2 기준 신호의 이상인 경우, 상기 제2 광원 구동부에 출력되는 제3 제어 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 광원 구동부는 상기 제1 제어 신호에 대응하는 제1 구동 신호, 상기 제2 제어 신호에 대응하여 상기 제1 구동 신호의 전위 레벨보다 높은 제2 구동 신호 및 상기 제3 제어 신호에 대응하여 상기 제2 구동 신호의 전위 레벨보다 높은 제3 구동 신호를 단계적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 구동 신호는 약 2㎃의 값을 가지며, 상기 제2 구동 신호는 약 6㎃의 값을 가지며, 상기 제3 구동 신호는 약 20㎃의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 광원 구동 신호는 약 100㎂ 내지 약 400㎂의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 광원 구동 신호가 상기 구동 칩으로 입력되는 것을 방지하기 위한 역류 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 역류 방지부는
    상기 제1 광원 구동부와 연결되며, 제1 방향으로 배치된 제1 다이오드; 및
    상기 제2 광원 구동부와 연결되며, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 배치된 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광원 구동 유닛은 외부 장치로부터의 외부 입력 신호에 응답하여 개별적으로 구동되기 위한 입력 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 표시 패널은
    상기 광 센서 유닛이 형성된 하부 기판;
    상기 하부 기판과 대향하는 상부 기판; 및
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 구동 칩은 상기 표시 패널의 구동을 위한 영상 제어 신호를 제공하는 패널 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 광원은 하나 이상의 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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