KR20080044098A - 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법 - Google Patents

백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

영상에 휘도에 대응하여 출광량이 조절되는 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법이 개시된다. 기판에 배치된 점광원들은 표시패널의 배면에 광을 출사한다. 전원 제어부는 일반영상에 대응하는 점광원들에 제1 구동전류를 인가하여, 일반영상에 상응하게 점광원들의 출광량을 조절한다. 전원 제어부는 고휘도 영상에 대응하는 점광원들에 제2 구동전류를 인가하여, 점광원의 출광량을 일반영상에서의 최대설정 출광량보다 증가시킨다. 제2 구동전류는 최대설정 펄스폭변조 듀티 및 제1 구동전류의 진폭보다 큰 부스팅(boosting) 진폭을 갖는 펄스전류를 포함한다. 따라서, 소비전력이 감소되고, 특정영역에 선명한 고휘도 영상을 구현할 수 있다.
Figure P1020060112958
백라이트, 로컬디밍, 점광원, 펄스폭변조, 진폭

Description

백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법{BACK LIGHT ASSEMBLY AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판의 평면도이다.
도 3은 점광원들에 인가되는 제1 구동전류의 파형도이다.
도 4는 점광원들에 인가되는 제2 구동전류의 파형도이다.
도 5는 제2 구동전류의 다른 파형도이다.
도 6은 점광원의 출사광의 휘도 변화에 대한 색재현성의 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 구동방식에 따라 적색 발광칩의 출사광의 파장의 변화를 도시한 그래프이다.
도 8은 구동방식에 따라 적색 발광칩의 출사광의 파장의 변화를 도시한 그래프이다.
도 9는 구동방식에 따라 적색 발광칩의 출사광의 파장의 변화를 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 구동방법을 도시 한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 : 표시패널 7 : 기판
10 : 점광원 11 : 적색 발광칩
13 : 녹색 발광칩 15 : 청색 발광칩
30 : 전원 제어부 33 : 로컬디밍 회로부
35 : 전원 인가부 DS : 영상신호
PWM DS : 펄스폭변조 디밍신호 PWMI1 : 제1 구동전류
PWMI2 : 제2 구동전류 SEG : 출광영역
100 : 백라이트 어셈블리 IR : 적색 구동전류
IG : 녹색 구동전류 IB : 청색 구동전류
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 출광량이 조절되는 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치는 광량이 부족한 곳에서도 영상을 표시하기 위해 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 백라이트 어셈블리에 사용되는 광원으로는 냉음극선관 형광램프 또는 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 사용될 수 있다.
종래에는 백라이트 어셈블리에 전원이 인가되면, 백라이트 어셈블리는 표시되는 영상에 무관하게 항상 백라이트를 출사하는 홀드타입(Hold type) 백라이트 어셈블리가 주로 사용되었다. 그러나, 최근에는 소비전력 및 영상의 대비비를 높이기 위하여, 표시되는 영상의 휘도에 따라 백라이트의 휘도가 조절되는 디밍타입(Dimming type) 백라이트 어셈블리가 제안되고 있다.
백라이트를 디밍하는 방식으로 0-차원 디밍(0-Dimensional Dimming; 0-D), 1-차원 디밍(1-Dimensional Dimming; 1-D) 및 2-차원 디밍(2-Dimensional Dimming; 2-D) 등의 방식이 알려져 있다. 0-D 방식은 표시화면의 휘도를 전체적으로 일률적으로 조절하는 방식이며, 1-D 방식은 표시화면에서 소정의 라인들 별로 휘도를 조절하는 방식이며, 2-D 방식(이하 '로컬디밍(Local dimming) 방식'으로 칭함)은 표시화면의 위치에 따라 부분적으로 휘도를 조절하는 방식이다.
냉음극 형광램프의 경우, 그 구조적인 특성상 디밍 방식이 적용되기 어려우며, 0-D 및 1-D 방식은 적용 가능하지만 로컬디밍 방식 방식에는 부적합하다. 발광다이오드의 경우, 소비 전력량이 작고, 부피 및 무게가 가벼운 장점을 가져, 차세대 액정표시장치용 백라이트 어셈블리의 광원으로서 적용이 유력해 지고 있다. 발광다이오드에는 로컬디밍 방식 방식이 유력하게 적용될 수 있다.
로컬디밍 방식의 일 예로, 표시되는 영상 중에 블랙 영역에 대응하는 발광다이오드는 오프시키고, 다른 영역에 대응하는 발광다이오드는 영상의 휘도에 상응하게 출광량을 조절할 수 있다.
발광다이오드에는 직류의 구동전류 또는 펄스폭변조 구동전류가 인가될 수 있다. 색재현성의 향상 및 출사광이 파장의 균일성을 갖기 위해서는 펄스폭변조 방식의 구동전류를 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다.
펄스폭변조(Pulse Width Modulation) 방식으로 로컬디밍을 하는 경우, 펄스폭변조 디밍신호에 의해 발광다이오드에 흐르는 전류의 양이 조절된다. 발광다이오드의 휘도는 펄스전류의 진폭을 고정시킨 상태에서 펄스폭변조 듀티를 변화시켜서 발광다이오드에 인가되는 전류의 총량이 결정된다. 이에 따라, 영상의 휘도에 상응하게 위치에 따라 출사광량이 조절된다.
특정영상의 특정영역에서는 보다 선명하고 고휘도의 영상을 구현할 필요가 있다. 따라서, 특정영역에서는 펄스폭변조 듀티를 변화시켜 얻을 수 있는 최대 휘도보다 더욱 고휘도의 백라이트가 요구된다. 그러나, 전류의 진폭을 고정시키고 펄스폭변조 듀티만을 변화시켜 영상을 부스팅 시키는 방식으로는 상기와 같은 고휘도 영상을 구현하는데 한계가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고휘도 영상을 실현할 수 있도록 로컬디밍되는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 복수의 점광원들, 기판 및 전원 제어부를 포함한다. 기판은 표시패널의 배면에 배치된다. 기판에 배치된 점광원들은 표시패널의 배면에 영상표시의 기초가 되는 광을 출사한다. 전원 제어부는 일반영상에 대응하는 점광원들에 제1 구동전류를 인가하고, 고휘도 영상에 대응하는 점광원들에 제2 구동전류를 인가한다. 제1 구동전류는 펄스폭변조 방식에 따라 최대설정 펄스폭변조 듀티와 같거나 작은 펄스폭변조 듀티 및 일정한 진폭을 갖는 펄스전류로 이루어진다. 제2 구동전류는 최대설정 펄스폭변조 듀티 및 일정한 진폭보다 큰 부스팅(boosting) 진폭을 갖는 펄스전류를 포함한다.
일 실시예에서, 전원 제어부는 로컬디밍 회로부 및 전원 인가부를 포함할 수 있다. 로컬디밍 회로부는 외부로부터 입력된 영상신호에 따라 점광원들 별로 또는 각각 복수의 점광원들을 포함하는 출광영역들 별로 출광량을 지시하는 펄스폭변조 디밍신호(Local Dimming Signal)를 출력한다. 전원 인가부는 펄스폭변조 디밍신호에 따라 점광원들에 제1 구동전류 또는 제2 구동전류를 인가한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 구동방법은 표시패널에 표시되는 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 위치에 따라 복수의 점광원들의 출광량을 조절하여 수행된다. 일반영상에 대응하는 점광원들에 제1 구동전류를 인가하고, 고휘도 영상에 대응하는 점광원들에 제2 구동전류를 인가한다. 제1 구동전류는 펄스폭변조 방식에 따라 최대설정 펄스폭변조 듀티와 같거나 작은 펄스폭변조 듀티 및 일정한 진폭을 갖는 펄스전류로 이루어진 다. 제2 구동전류는 최대설정 펄스폭변조 듀티 및 제1 구동전류의 진폭보다 큰 부스팅 진폭을 갖는 펄스전류를 포함한다.
일 실시예에서, 점광원들을 매트릭스 형태로 배열된 복수의 출광영역들로 그룹핑하고, 출광영역들 별로 제1 구동전류 또는 제2 구동전류를 인가한다. 일반영상에 대응하는 출광영역들에 각각 제1 구동전류를 인가하고, 고휘도 영상에 대응하는 출광영역에 제2 구동전류를 인가한다. 다른 실시예에서, 각 점광원 별로 제1 구동전류 또는 제2 구동전류를 인가할 수 있다. 제2 구동전류는 최대설정 펄스폭변조 듀티 및 부스팅 진폭과 다른 부스팅 진폭을 갖는 펄스전류를 더 포함할 수 있다.
제1 구동전류 및 제2 구동전류는 외부로부터 전원 제어부에 입력된 영상신호에 기초하여 출광영역들 별로 또는 점광원들 별로 출광량을 지시하는 펄스폭변조 디밍신호에 의해 제어될 수 있다. 최대설정 펄스폭변조 듀티는 80 내지 90 퍼센트일 수 있다. 제2 구동전류의 부스팅 진폭은 제1 구동전류의 일정한 진폭의 1.45 배 내지 1.60 배일 수 있다.
각 점광원은 적색광을 출사하는 적색 발광칩, 녹색광을 출사하는 녹색 발광칩 및 청색광을 출사하는 청색 발광칩을 포함할 수 있다. 제2 구동전류는 적색 발광칩에 인가되는 적색 구동전류, 녹색 발광칩에 인가되는 녹색 구동전류 및 청색 발광칩에 인가되는 청색 구동전류를 포함할 수 있다. 적색 구동전류, 녹색 구동전류 및 청색 구동전류는 서로 다른 부스팅 진폭을 가질 수 있다. 적색 구동전류, 녹색 구동전류 및 청색 구동전류의 부스팅 진폭은 고휘도 영상의 기초가 되는 백색광을 얻기 위해 조절될 수 있다. 다른 실시예에서, 각 점광원은 백색광을 출사하는 백색 발광칩을 포함할 수 있다.
상기 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법에 의하면, 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 점광원들의 출광량을 조절할 수 있고, 고휘도 영상에 대응하는 점광원들을 적정하게 부스팅할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 기판의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 백라이트 어셈블리(100)는 표시패널(5)의 배면에 영상표시의 기초가 되는 광을 출사한다. 백라이트 어셈블리(100)는 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 위치에 따라 출광량을 조절한다. 백라이트 어셈블리(100)는 기판(7), 복수의 점광원(10)들 및 전원 제어부(30)를 포함한다.
기판(7)은 점광원(10)들에 구동전원을 인가한다. 기판(7)에는 점광원(10)들이 배치된다. 액정표시장치에서 기판(7)은 표시패널(5)의 배면에 배치될 수 있다. 기판(7)은 금속층, 절연층 및 전원배선을 포함할 수 있다.
상기 금속층은 점광원(10)들로부터 발생된 열을 용이하게 외부로 방출시킨다. 상기 절연층은 상기 금속층 상에 형성되어 있으며, 상기 전원배선은 상기 절연층에 의해 절연되어 있다. 상기 전원배선의 일부가 상기 절연층의 외부로 노출되 어, 상기 전원입력부 및 상기 접지부가 형성될 수 있다.
각 점광원(10)은 발광칩을 포함할 수 있다. 상기 발광칩은 적색광을 출사하는 적색 발광칩(11) 또는 녹색광을 출사하는 녹색 발광칩(13) 또는 청색광을 출사하는 청색 발광칩(15) 또는 백색광을 출사하는 백색 발광칩일 수 있다. 본 실시예에서, 각 점광원(10)은 적색 발광칩(11), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(15)을 포함한다.
점광원(10)은 전원입력단자 및 접지단자를 더 포함할 수 있다. 상기 전원입력단자 및 상기 전원출력단자는 적색 발광칩(11), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(15)에 각각 전기적으로 연결된다. 상기 전원입력단자 및 상기 접지단자는 상기 절연층의 외부로 노출된 상기 전원배선의 상기 전원입력부 및 접지부에 각각 전기적으로 각각 연결될 수 있다.
적색 발광칩(11), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(15)은 소켓 기능을 하는 하우징에 함께 패키징되거나, 개별적으로 패키징될 수 있다. 이 경우, 기판(7)의 상기 전원입력부 및 접지부와 상기 하우징이 전기적으로 연결되며, 상기 하우징과 적색 발광칩(11), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(15)이 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 적색 발광칩(11), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(15)의 상기 전원입력단자 및 접지단자는 직접 기판(7)의 상기 전원입력부 및 접지부에 솔더링 등의 방식으로 직접 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 기판(7)은 복수의 출광영역들로 구획된다. 상기 출광영역들은 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 각 상기 출광영역에는 복수의 점광원(10)들이 배치되어 있다. 점광원(10)들은 상기 출광영역들 별로 제어된다. 상기 출광영역의 개수 및 상기 출광영역에 포함되는 점광원(10)의 개수는 표시패널(5)의 표시화면의 면적에 따라 달라질 수 있다. TV의 경우 상기 표시화면에 대응하여 기판(7)은 약 32개의 출광영역 이상으로 구획될 수 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 기판(7)의 일부, 즉 출광영역11(SEG11), 출광영역12(SEG12), 출광영역21(SEG21) 및 출광영역22(SEG22)가 도시되어 있다. 각 출광영역에는 6 개의 점광원(10)들이 2×3 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 각 점광원(10)의 적색 발광칩(11), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(15)은 삼각형의 꼭지점에 각각 대응하는 위치에 배치되어 있다. 각 출광영역에서 동일한 색의 발광칩들은 모두 하나의 전원배선으로 연결되어 있다. 즉, 각 출광영역에서 적색 발광칩(11)들은 서로 직렬연결되어 있고, 녹색 발광칩(13)들은 서로 직렬연결되어 있으며, 청색 발광칩(15)들은 서로 직렬연결되어 있다.
전원 제어부(30)는 표시패널(5)에 표시되는 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 상기 출광영역들 별로 출광량을 조절한다. 표시패널(5)에 표시되는 일반영상의 휘도는 최대설정 값과 같거나 작게 되어 있다. TV의 경우, 예를 들어, 상기 일반영상의 최대설정 휘도는 500 내지 550 니트(nits)일 수 있다.
그러나, 상기 표시패널(5)에는 상기 일반영상의 최대설정 휘도보다 큰 휘도를 갖는 고휘도 영상(이하, '특정영상'으로 칭함)이 표시되는 경우가 있다. 상기 특정영상은 표시패널(5)의 일부 영역에 상기 최대설정 휘도보다 큰 휘도로 표시되는 영상으로 정의된다. 상기 일반영상은 상기 특정영상을 제외한 상기 표시패널(5) 의 나머지 영역에 표시되는 영상으로 정의된다. 이와 다르게, 상기 일반영상은 특정한 시각에 상기 최대설정 휘도와 같거나 작은 휘도로 표시되는 영상으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 특정영상은 상기 특정한 시각과 다른 시각에 상기 최대설정 휘도보다 큰 휘도로 표시되는 영상으로 정의될 수 있다.
상기 특정영상을 보다 선명하고 밝게 구현하기 위해서는 영상의 대비비를 증가시키는 것이 바람직하다. 점광원(10)의 출광량을 증가시켜 상기 영상의 대비비를 증가시킬 수 있다. 본 실시예에서, 상기 특정영상에 대응하는 적어도 하나의 출광영역 내의 점광원(10)들은 상기 최대설정 휘도보다 큰 휘도의 영상을 구현하기 위해 부스팅(Boosting)된다.
구체적으로, 전원 제어부(30)는 상기 일반영상에 대응하는 상기 출광영역들 각각에 제1 구동전류를 인가한다. 전원 제어부(30)는 상기 특정영상에 대응하는 적어도 하나의 출광영역에 제2 구동전류를 인가한다.
전원 제어부(30)는 펄스폭변조 방식으로 제1 구동전류 및 제2 구동전류를 인가한다. 전원 제어부(30)는 로컬디밍 회로부(33) 및 전원 인가부(35)를 포함할 수 있다.
로컬디밍 회로부(33)는 외부로부터 영상신호(DS)를 수신한다. 영상신호(DS)는 표시패널(5)에 표시될 영상의 위치에 따른 휘도에 관한 정보를 포함할 수 있다. 로컬디밍 회로부(33)는 영상신호(DS)를 표시패널(5)에 제공한다. 로컬디밍 회로부(33)는 영상신호(DS)를 분석하여 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)를 출력한다. 상기 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)는 각 출광영역으로부터 출사될 출광량을 지시한다.
전원 인가부(35)는 상기 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)를 수신하고, 상기 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)의 지시에 따라 구동전원으로부터 공급된 구동전류에 대해 펄스폭변조를 실행하여 제1 구동전류(PWMI1) 또는 제2 구동전류(PWMI2)를 출력한다.
전원 인가부(35)는, 예를 들어, 복수의 구동회로들 및 가변전류회로들을 포함할 수 있다. 각 구동회로는 각 출광영역에 형성된 전원배선들에 전기적으로 연결될 수 있다. 구동회로는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)는 상기 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는 게이트 신호로 기능할 수 있다. 상기 트랜지스터의 소스전극에는 구동전원이 전기적으로 연결되고, 상기 트랜지스터의 드래인 전극에는 상기 전원배선이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)는 펄스신호일 수 있다. 따라서, 상기 트랜지스터의 게이트 전극은 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)에 연동하여 단속적으로 턴-온 및 턴-오프된다. 이에 따라, 상기 전원배선에는 펄스화된 전류로서 제1 구동전류(PWMI1) 또는 제2 구동전류(PWMI2)가 인가될 수 있다. 한편, 가변전류회로는 상기 펄스폭변조 디밍신호(PWM DS)에 연동하여 상기 구동전원의 크기를 조절하거나, 펄스화된 제1 구동전류(PWMI1) 및 제2 구동전류(PWMI2)의 진폭을 직접 조절할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 구동전류(PWMI1) 및 제2 구동전류(PWMI2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적색 발광칩(11), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(15)에 각각 인가된다. 따라서, 제1 구동전류(PWMI1)는 제1 적색 구동전류, 제1 녹색 구동전류 및 제1 청색 구동전류를 포함할 수 있다. 제2 구동전류(PWMI2)는 제2 적색 구동전류, 제2 녹색 구동전류 및 제2 청색 구동전류를 포함할 수 있다.
도 2에는 일 예로, 출광영역11(SEG11), 출광영역12(SEG12) 및 출광영역22(SEG22)에는 제1 적색 구동전류(IR11, IR12, IR22), 제1 녹색 구동전류(IG11, IG12, IG22) 및 제1 청색 구동전류(IB11, IB12, IB22)가 인가되며, 출광영역21(SEG21)에는 제2 적색 구동전류(IR21), 제2 녹색 구동전류(IG21) 및 제2 청색 구동전류(IB21)가 인가되는 경우를 도시하였다.
도 3은 점광원들에 인가되는 제1 구동전류의 파형도이다.
도 3에 도시된 파형도에서 수평축은 제1 구동전류(PWMI1)가 어떤 출광영역에 포함된 점광원(10)들에 인가되는 시간 및 펄스전류의 펄스폭을 표시한다. 수직축은 제1 구동전류(PWMI1)가 포함하는 펄스전류의 진폭을 표시한다. 각 펄스전류의 아래에 표시된 퍼센테이지는 펄스폭변조 방식에 따라 펄스전류의 펄스폭 듀티(Pulse Width Duty)값을 표시한다.
도 3에 도시된 제1 구동전류(PWMI1)는 제1 적색 구동전류(IR11, IR12, IR22) 또는 제1 녹색 구동전류(IG11, IG12, IG22) 또는 제1 청색 구동전류(IB11, IB12, IB22)일 수 있다. 제1 구동전류(PWMI1)의 펄스전류들은, 도 3에 도시된 바와 같이, 일정한 진폭(P1)을 갖는다.
제1 구동전류(PWMI1)의 펄스전류들의 펄스폭은 상기 일반영상의 시간에 따른 휘도변화에 상응하여 변화할 수 있다. 또한, 상기 제1 적색 구동전류(IR11, IR12, IR22) 또는 제1 녹색 구동전류(IG11, IG12, IG22) 또는 제1 청색 구동전류(IB11, IB12, IB22)의 펄스폭이 변화하는 타입은 서로 다를 수 있다. 제1 구동전류(PWMI1)의 펄스폭은 최대설정 펄스폭변조 듀티값과 동일하거나 작다.
TV의 경우, 상기 일반영상의 최대휘도는 전술한 바와 같이 약 500 내지 550 니트로 설정될 수 있다. 이때, 제1 구동전류(PWMI1)의 최대설정 펄스폭변조 듀티는 80 내지 90 퍼센트로 설정되는 것이 바람직하다.
도 4는 점광원들에 인가되는 제2 구동전류의 파형도이다. 도 5는 제2 구동전류의 다른 파형도이다.
도 4를 참조하면, 특정한 시각에 표시패널(5)에는 상기 특정영상이 표시될 수 있다.
상기 특정영상의 휘도는 상기 일반영상의 최대설정 휘도인 500 내지 550 니트(nits)보다 훨씬 클 수 있다. 전원 제어부(30)는 상기 특정영상에 대응하는 적어도 하나의 출광영역 내의 점광원(10)들에 제2 구동전류(PWMI2)를 인가한다.
도 4에 도시된 제2 구동전류(PWMI2)는 상기 제2 적색 구동전류(IR21) 또는 제2 녹색 구동전류(IG21) 또는 제2 청색 구동전류(IB21)일 수 있다. 제2 구동전류(PWMI2)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 구동전류(PWMI1)의 진폭(P1)보다 큰 부스팅 진폭(P2)을 갖는 펄스전류(이하, '부스팅 펄스전류'로 칭함)를 포함할 수 있다.
상기 부스팅 펄스전류의 펄스폭은 상기 최대설정 펄스폭변조 듀티와 동일하게 약 80 내지 90퍼센트로 설정된다. 따라서, 상기 부스팅 펄스전류가 인가되는 경우, 점광원(10)에 인가되는 전류량은 크게 증가된다. 따라서, 상기 특정영상에 대 응하는 출광영역으로부터의 출사되는 광량이, 예를 들어, 약 800 니트(nits) 정도까지 상승할 수 있다. 그 결과, 매우 선명하고 고휘도인 상기 특정영상이 표시될 수 있다.
한편, 상기 부스팅 펄스전류가 점광원(10)들에 인가되는 시각 이외의 시각에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 구동전류(PWMI1)가 점광원(10)들에 인가될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2 구동전류(PWMI2)가 부스팅되는 진폭은 복수 개일 수 있다. 즉, 제2 구동전류(PWMI2)는 상기 부스팅 진폭(P2)을 갖는 펄스전류 및 상기 부스팅 진폭(P2)보다 큰 다른 부스팅 진폭(P3)을 갖는 펄스전류를 포함할 수 있다. 따라서, 부스팅 진폭을 변화시켜, 상기 특정한 영역에 표시되는 영상의 휘도에 상응하게 점광원(10)들의 부스팅되는 정도를 조절할 수 있다.
한편, 백라이트 어셈블리(100)는 적색광, 녹색광 및 청색광이 혼색된 백색광을 출사한다. 상기 적색광, 녹색광 및 청색광이 광량을 기준으로 소정의 비율, 예를들어, 3 : 6 : 1의 비율로 혼색되어 상기 백색광이 형성될 수 있다.
특정한 출광영역 내의 점광원(10)들을 부스팅시키는 경우에도, 부스팅된 출사광은 백색광인 것이 바람직하다. 한편, 제2 적색 구동전류(IR21), 제2 녹색 구동전류(IG21) 및 제2 청색 구동전류(IB21)의 펄스폭은 80 내지 90 퍼센트로 동일하다. 따라서, 제2 적색 구동전류(IR21), 제2 녹색 구동전류(IG21) 및 제2 청색 구동전류(IB21)의 부스팅 진폭(P2)을 서로 다르게 조절하면, 백색광을 형성하기에 적합한 비율로 적색광, 녹색광 및 청색광을 얻을 수 있다.
도 6은 점광원의 출사광의 휘도 변화에 대한 색재현성의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6에서, 수평축은 점광원(10)으로부터 출사된 광의 휘도를 도시한다. 수직축은 색재현성을 도시한다. 도 6에는 점광원(10)의 구동방식에 따라 휘도에 대한 색재현성의 변화를 보여주는 2 개의 그래프가 각각 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 점광원(10)을 직류(DC)방식으로 구동하는 경우, 저전류 구동, 즉 저휘도 구동에서는 색재현성이 현저히 저하됨을 알 수 있다.
한편, 본 실시예와 같이, 점광원(10)을 펄스폭변조 방식으로 구동하는 경우, 저전류 구동에서도 98 퍼센트 이상의 색재현성을 얻을 수 있다. 따라서, 점광원(10)을 펄스폭변조 방식으로 구동하는 것이 직류방식으로 구동하는 것보다 더 유리함을 알 수 있다.
또한, 펄스폭변조 방식으로 점광원(10)을 구동하는 경우, 고휘도 영역에서는 색재현성이 거의 100 퍼센트 실현되는 것을 알 수 있다. 따라서, 펄스전류의 진폭을 증가시켜 점광원(10)의 휘도를 증가시키는 방식으로 자유롭게 부스팅할 수 있다.
도 7은 구동방식에 따라 적색 발광칩의 출사광의 파장의 변화를 도시한다. 8은 구동방식에 따라 적색 발광칩의 출사광의 파장의 변화를 도시한다. 도 9는 구동방식에 따라 적색 발광칩의 출사광의 파장의 변화를 도시한다.
도 7, 도 8 및 도 9에서, 수평축은 각 발광칩으로부터의 출사광의 휘도를 도시한다. 수직축은 각 발광칩으로부터의 출사광의 파장을 도시한다.
백색광을 안정적으로 및 효율적으로 얻기 위해서는 각 발광칩으로부터의 출사광의 파장이 휘도변화에도 불구하고 균일한 것이 바람직하다. 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 펄스폭변조 구동방식 및 직류 구동방식 모두 고휘도에서는 출사광의 파장이 일정한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 실시예와 같이, 펄스전류의 진폭을 증가시켜 출사광의 휘도를 증가시키더라도 출사광의 파장이 크게 변동하지 않음을 알 수 있다. 따라서, 펄스전류의 진폭을 자유롭게 변화시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 평면도이다.
도 10을 참조하면, 백라이트 어셈블리(200)는 기판(207), 복수의 점광원(210)들 및 전원 제어부를 포함한다. 백라이트 어셈블리(200)는 점광원(210)들이 개별적으로 구동되는 점을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 백라이트 어셈블리(100)와 실질적으로 동일하다.
점광원(210)들은 개별적으로 구동된다. 즉, 제1 구동전류 및 제2 구동전류는 각 점광원(210)에 개별적으로 인가된다. 점광원(210)들을 기판(207) 상에 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 점광원(210)들의 개수 및 상호 간의 이격 간격은 표시화면의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.
도 11에는, 일 예로, 점광원(210)들이 4×6의 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 각 점광원(210)은 적색 발광칩(211), 녹색 발광칩(213) 및 청색 발광칩(215)을 포함한다. 각 점광원(210)의 적색 발광칩(211), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(215)은 삼각형의 꼭지점에 각각 대응하는 위치에 배치되어 있다.
본 실시예에서, 적색 발광칩(211), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(215)은 개별적으로 구동된다. 따라서, 적색 발광칩(211), 녹색 발광칩(13) 및 청색 발광칩(215)에는 별개의 전원입력부 및 접지부가 전기적으로 연결되어 있다.
전원 제어부는 표시패널에 표시되는 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 점광원(210)들 별로 출광량을 조절한다. 즉, 전원 제어부는 펄스폭변조 디밍신호에 따라 각 점광원(210) 별로 제1 구동전류 또는 제2 구동전류를 인가한다.
제1 구동전류는 제1 적색 구동전류, 제1 녹색 구동전류 및 제1 청색 구동전류를 포함할 수 있다. 제1 적색 구동전류, 제1 녹색 구동전류 및 제1 청색 구동전류가 포함하는 펄스전류는 진폭이 모두 동일하다. 제1 적색 구동전류, 제1 녹색 구동전류 및 제1 청색 구동전류가 포함하는 펄스전류의 펄스폭변조 듀티는 서로 다를 수 있다.
제2 구동전류는 제1 구동전류의 진폭보다 큰 부스팅 진폭 및 최대설정 펄스폭변조 듀티를 갖는다. 제2 구동전류는 제2 적색 구동전류, 제2 녹색 구동전류 및 제2 청색 구동전류를 포함할 수 있다. 제2 적색 구동전류, 제2 녹색 구동전류 및 제2 청색 구동전류가 포함하는 펄스전류의 펄스폭변조 듀티는 최대설정 펄스폭변조 듀티로 서로 동일하다. 제2 적색 구동전류, 제2 녹색 구동전류 및 제2 청색 구동전류가 포함하는 펄스전류의 부스팅 진폭은 서로 다를 수 있다.
제1 구동전류가 인가되는 경우, 점광원(210)들은 상기 일반영상에 적합한 휘도를 갖는 광을 출사한다. 상기 특정영상에 대응하는 적어도 하나의 점광원(210)에는 제2 구동전류가 인가된다. 이에 따라, 상기 적어도 하나의 점광원(210)은 부스 팅되어 일반영상의 최대설정 휘도보다 큰 휘도를 갖는 광을 출사한다. 그 결과, 상기 특정영상이 구현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 구동방법을 도시한 블록도이다.
도 11에는 4개의 출광영역들이 도시되어 있다. 시간에 따라 각 출광영역에서 출사되는 출광량이 표시되어 있다. 설명의 편의상 상기 4개의 출광영역은 도 2에 도시된 출광영역11(SEG11), 출광영역12(SEG12), 출광영역21(SEG21) 및 출광영역22(SEG22)와 동일한 것으로 본다.
도 11을 참조하면, 전원 제어부는 시각 T1에서 출광영역11(SEG11), 출광영역12(SEG12), 출광영역21(SEG21) 및 출광영역22(SEG22)에 제1 구동전류를 인가한다. 즉, 상기 일정한 진폭(P1) 및 최대설정 펄스폭변조 듀티와 같거나 작은 펄스폭변조 듀티를 갖는 펄스전류가 각각 인가된다.
출광영역11(SEG11)에는 30퍼센트, 출광영역12(SEG12)에는 50퍼센트, 출광영역21(SEG21)에는 80퍼센트 및 출광영역22(SEG22)에는 90퍼센트의 펄스폭변조 듀티를 갖는 펄스전류들이 인가된다. 이에 따라, 출광영역11(SEG11)로부터는 약 200 니트, 출광영역12(SEG12)로부터는 약 300 니트, 출광영역21(SEG21)로부터는 약 400 니트 및 출광영역22(SEG22)로부터는 약 500 니트의 광이 출사된다. 여기서, 출광영역22(SEG22)에는 최대설정 펄스폭변조 듀티, 즉 90퍼센트의 펄스폭을 갖는 제1 구동전류가 인가된다. 따라서, 시각 T1에서 출광영역 22에 대응하는 일반영상이 최대설정 휘도를 갖는다.
이후, 시각 T2에서도 출광영역11(SEG11), 출광영역12(SEG12), 출광영역21(SEG21) 및 출광영역22(SEG22)에는 제1 구동전류가 인가된다. 출광영역11(SEG11)에는 30퍼센트, 출광영역12(SEG12)에는 50퍼센트, 출광영역21(SEG21)에는 80퍼센트 및 출광영역22(SEG22)에는 50퍼센트의 펄스폭변조 듀티를 갖는 펄스전류들이 인가된다. 이에 따라, 출광영역11(SEG11)로부터는 약 200 니트, 출광영역12(SEG12)로부터는 약 300 니트, 출광영역21(SEG21)로부터는 약 400 니트 및 출광영역22(SEG22)로부터는 약 300 니트의 광이 출사된다.
이후, 시각 T3에서는 출광영역11(SEG11), 출광영역12(SEG12) 및 출광영역22(SEG22)에는 제1 구동전류가 인가되고, 출광영역21(SEG21)에는 제2 구동전류가 인가된다. 출광영역11(SEG11)에는 30퍼센트, 출광영역12(SEG12)에는 50퍼센트 및 출광영역22(SEG22)에는 90퍼센트의 펄스폭변조 듀티를 갖는 펄스전류들을 포함하는 제1 구동전류가 인가된다. 출광영역21(SEG21)에는 90퍼센트의 펄스폭변조 듀티를 갖는 펄스전류를 포함하는 제2 구동전류가 인가된다.
이에 따라, 출광영역11(SEG11)로부터는 약 200 니트, 출광영역12(SEG12)로부터는 약 300 니트 및 출광영역22(SEG22)로부터는 약 500 니트의 광이 출사된다. 출광영역21(SEG21)은 부스팅되어 약 800 니트의 광이 출사된다. 따라서, 출광영역21(SEG21)에 대응하는 특정영상은 매우 선명하며 고휘도로 표시될 수 있다.
이후, 시각 T4에서는 전원 제어부는 다시 출광영역11(SEG11), 출광영역12(SEG12), 출광영역21(SEG21) 및 출광영역22(SEG22)에는 제1 구동전류를 인가하여 일반영상을 구현한다.
전술한 바와 같이, 펄스폭변조 듀티를 변화시켜 일반영상도 시각에 따라 일정 정도 부스팅될 수 있다. 그러나, 펄스폭변조 듀티를 증가시키는 방법만으로는 상기 특정영상을 표시하는 데 한계가 있다. 본 실시예에서는, 펄스전류의 진폭을 변화시켜 점광원을 부스팅한다. 따라서, 일반영상의 최대휘도보다 더욱 큰 휘도로 영상을 부스팅할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 백라이트 어셈블리는 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 위치에 따라 출광량을 조절한다. 따라서, 백라이트 어셈블리의 소비전력을 절감할 수 있고, 영상의 대비비를 증가시켜 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 점광원에는 펄스폭변조 방식의 구동전류가 인가되며, 전류의 진폭을 증가시킨 부스팅 전류가 인가된다. 따라서, 펄스폭변조 듀티를 변화시키는 것만으로는 구현하기 곤란한 고휘도 영상을 구현할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 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 (15)

  1. 표시패널의 배면에 영상표시의 기초가 되는 광을 출사하는 복수의 점광원들;
    상기 점광원들이 배치된 기판; 및
    일반영상에 대응하는 상기 점광원들에 최대설정 펄스폭변조 듀티와 같거나 작은 펄스폭변조 듀티 및 일정한 진폭을 갖는 펄스전류로 이루어진 제1 구동전류를 인가하고, 고휘도 영상에 대응하는 상기 점광원들에 상기 최대설정 펄스폭변조 듀티 및 상기 일정한 진폭보다 큰 부스팅(boosting) 진폭을 갖는 펄스전류를 포함하는 제2 구동전류를 인가하는 전원 제어부를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원 제어부는
    외부로부터 입력된 영상신호에 따라 상기 점광원들의 출광량을 지시하는 펄스폭변조 디밍신호(Local Dimming Signal)를 출력하는 로컬디밍 회로부; 및
    상기 펄스폭변조 디밍신호에 따라 상기 점광원들에 상기 제1 구동전류 또는 제2 구동전류를 인가하는 전원 인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 표시패널에 표시되는 영상의 위치에 따른 휘도에 상응하게 상기 위치에 따라 복수의 점광원들의 출광량을 조절하는 백라이트 어셈블리의 구동방법에서,
    일반영상에 대응하는 상기 점광원들에 최대설정 펄스폭변조 듀티와 같거나 작은 펄스폭변조 듀티 및 일정한 진폭을 갖는 펄스전류로 이루어진 제1 구동전류를 인가하고,
    고휘도 영상에 대응하는 상기 점광원들에 상기 최대설정 펄스폭변조 듀티 및 상기 일정한 진폭보다 큰 부스팅 진폭을 갖는 펄스전류를 포함하는 제2 구동전류를 인가하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 점광원들을 매트릭스 형태로 배열된 복수의 출광영역들로 그룹핑하고, 상기 출광영역들 별로 상기 제1 구동전류 또는 제2 구동전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 일반영상에 대응하는 상기 출광영역들에 각각 상기 제1 구동전류를 인가하고, 상기 고휘도 영상에 대응하는 상기 출광영역들에 상기 제2 구동전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  6. 제3항에 있어서, 각 상기 점광원 별로 상기 제1 구동전류 또는 제2 구동전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제2 구동전류는 상기 최대설정 펄스폭변조 듀티 및 상기 부스팅 진폭과 다른 부스팅 진폭을 갖는 펄스전류를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제1 구동전류 및 제2 구동전류는 외부로부터 전원 제어부에 입력된 영상신호에 기초하여, 상기 점광원들의 출광량을 지시하는 펄스폭변조 디밍신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  9. 제3항에 있어서, 상기 최대설정 펄스폭변조 듀티는 80 내지 90 퍼센트인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 부스팅 진폭은 상기 일정한 진폭의 1.45 배 내지 1.60 배인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  11. 제3항에 있어서, 각 상기 점광원은
    적색광을 출사하는 적색 발광칩;
    녹색광을 출사하는 녹색 발광칩; 및
    청색광을 출사하는 청색 발광칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 구동전류는
    상기 적색 발광칩에 인가되는 적색 구동전류;
    상기 녹색 발광칩에 인가되는 녹색 구동전류; 및
    상기 청색 발광칩에 인가되는 청색 구동전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적색 구동전류, 녹색 구동전류 및 청색 구동전류는 서로 다른 상기 부스팅 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서, 상기 부스팅 진폭을 조절하여 상기 적색광, 녹색광 및 청색광이 혼색된 백색광을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
  15. 제3항에 있어서, 각 상기 점광원은 백색광을 출사하는 백색 발광칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
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