KR20090105145A - 백라이트 유닛 어셈블리, 이를 구비하는 액정 표시 장치 및그 디밍 방법 - Google Patents

백라이트 유닛 어셈블리, 이를 구비하는 액정 표시 장치 및그 디밍 방법 Download PDF

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KR20090105145A
KR20090105145A KR1020080030427A KR20080030427A KR20090105145A KR 20090105145 A KR20090105145 A KR 20090105145A KR 1020080030427 A KR1020080030427 A KR 1020080030427A KR 20080030427 A KR20080030427 A KR 20080030427A KR 20090105145 A KR20090105145 A KR 20090105145A
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김기철
양병춘
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 어셈블리, 이를 구비하는 액정 표시 장치 및 그 디밍 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디밍 방법은 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블을 설정하는 단계와, 액정 표시 패널에 입력되는 영상 신호에서 액정 표시 패널의 전체 계조 평균 및 액정 표시 패널 블럭 각각의 개별 계조 평균을 산출하는 단계와, 전체 계조 평균에 따라 복수의 룩업 테이블중 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터를 산출하는 단계와, 산출된 데이터를 이용하여 발광 다이오드 어셈블리에 전원을 조절하여 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전체적으로 어둡고 일부부만 밝은 영상을 표시할 경우 주변이 어두울수록 주변이 밝은 경우에 비해 동일 계조에서 더 넓은 펄스 폭으로 전원이 인가되기 때문에 원하는 휘도로 영상을 표시할 수 있고, 이에 따라 영상 왜곡을 최소화할 수 있다.
LCD, 디밍, 복수, 룩업 테이블, 휘도, 색상

Description

백라이트 유닛 어셈블리, 이를 구비하는 액정 표시 장치 및 그 디밍 방법{Backlight unit assembly and liquid crystal display having the same and dimming method of thereof}
본 발명은 백라이트 유닛 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 디밍 방법에 관한 것으로, 특히 계조 클래스에 따라 서로 다른 펄스 폭 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블을 설정하고, 영상의 매 프레임(frame)마다 영상 신호의 계조 클래스에 따라 다른 룩업 테이블을 이용하여 디밍함으로써 화면 왜곡을 최소화할 수 있는 백라이트 유닛 어셈블리, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 디밍 방법에 관한 것이다.
음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT)를 대신하여 최근에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP) 등의 평판 표시 장치가 빠르게 발전하고 있다. 그런데, 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하기 때문에 별도의 광원을 필요로 한다. 따라서, 액정 표시 장치는 액정 표시 패널의 하부에 백라이트 유닛을 마련하여 백라이트 유닛으로부터 출사된 광을 이용하여 화상을 표시하게 된다. 이러한 백라이트 유닛의 광원으로는 최근 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 각광받고 있다.
또한, 발광 다이오드를 광원으로 이용하는 백라이트 유닛은 명암비(Contrast Ratio; CR) 향상과 소비 전력 감소 등을 목적으로 로컬 디밍(local dimming)을 실시한다. 일반적으로, 로컬 디밍은 액정 표시 패널의 일 블럭에 해당하는 픽셀들의 영상 데이터의 계조 평균을 산출한 후 그에 대응하는 휘도를 얻기 위해 액정 표시 패널의 일 블럭에 대응하는 발광 다이오드 블럭에 전원을 조절하여 인가함으로써 실시된다. 여기서, 각 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭은 미리 실측하여 룩업 테이블(Lookup table) 형태로 메모리에 저장되며, 영상의 매 프레임(frame)마다 룩업 테이블을 참조하여 펄스 폭을 조절하고 백라이트 유닛에 인가함으로써 휘도를 조절하게 된다. 이러한 룩업 테이블은 일반적으로 액정 표시 패널의 전체 픽셀의 계조를 0∼255로 변화시키고, 변화되는 계조에 대응하여 휘도가 조절되도록 펄스 폭을 조절하고, 펄스 폭을 데이터화함으로써 설정된다. 이렇듯 종래에는 고정된 하나의 룩업 테이블을 이용하여 로컬 디밍을 실시하게 된다. 이렇게 설정된 룩업 테이블을 참조하여 로컬 디밍을 실시할 경우 어두운 부분에서는 액정의 빛샘 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
그러나, 하나의 룩업 테이블을 이용하여 로컬 디밍을 실시하는 경우 영상이 전체적으로 어둡고 일부만 밝을 경우, 밝은 부분의 광량이 부족하여 영상의 왜곡이 발생할 수 있다. 즉, 전체적으로 밝고 특정 블럭이 전체보다 어두운 영상을 표시할 때 특정 블럭의 휘도는 전체적으로 밝은 주변 블럭의 영향을 받아 상대적으로 좁은 펄스 폭에 의한 적은 광량으로도 그에 맞는 휘도를 가지게 된다. 그러나, 영상이 전체적으로 어둡고 특정 블럭이 전체보다 밝은 영상을 표시할 때는 특정 블럭의 휘도는 어두운 주변 블럭의 휘도에 영향을 받지 않기 때문에 휘도가 감소할 수 있다.
본 발명은 동일 계조에서도 이에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터가 서로 다른 복수의 룩업 테이블을 설정하고, 매 프레임마다 영상의 전체 계조에 따른 클래스에 대응하는 룩업 테이블을 참조하여 디밍함으로써 영상 왜곡을 최소화할 수 있는 백라이트 유닛 어셈블리, 이를 구비하는 액정 표시 장치 및 이의 디밍 방법을 제공한다.
본 발명은 액정 표시 패널을 복수의 블럭으로 구분하고, 선택된 소수의 블럭 이외의 나머지 블럭들의 계조를 변화시켜 복수의 계조 클래스로 구분하고, 각 계조 클래스마다 선택된 소수의 블럭의 계조를 변화시키면서 그에 따른 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터를 복수의 룩업 테이블 형태로 설정하는 백라이트 유닛 어셈블리, 이를 구비하는 액정 표시 장치 및 이의 디밍 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 백라이트 유닛 어셈블리는 복수의 발광 다이오드를 구비한 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 블럭을 포함하는 발광 다이오드 어셈블리; 및 영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블중에서 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 조절하는 백라이트 유닛 구동부를 포함한다.
상기 계별 계조 평균은 상기 영상 신호를 상기 발광 다이오드 블럭 각각에 대응하도록 분할하고, 분할된 영상 신호에서 산출된다.
상기 백라이트 유닛 구동부는 상기 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블이 저장된 메모리; 상기 영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 상기 복수의 룩업 테이블중 상기 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택한 후 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터를 산출하는 휘도 제어부; 및 상기 휘도 제어부에서 산출된 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 제어하기 위한 디밍 제어부를 포함한다.
상기 룩업 테이블은 계조 클래스에 따라 복수로 구성되며, 각각의 룩업 테이블에는 각 계조 클래스에서 계조 변화에 따라 그에 대응하여 변화하는 휘도를 얻기 위한 데이터가 저장된다.
상기 데이터는 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 조절하기 위한 펄스 폭 데이터이다.
상기 백라이트 유닛 구동부는 FPGA를 포함하고, 상기 휘도 제어부 및 디밍 제어부는 상기 FPGA에 내장된다.
상기 백라이트 유닛 구동부는 상기 발광 다이오드 블럭의 대표 색상을 결정하기 위한 색상 제어부를 더 포함한다.
상기 메모리는 시인성이 근접한 색상 계조를 포함한 복수의 색상 클래스를 복수개 갖는 복수의 색상 룩업 테이블; 및 색좌표계에서 시인성이 근접한 복수의 색상 영역을 포함하는 색좌표계 룩업 테이블을 더 저장한다.
상기 색상 제어부는 상기 영상 신호의 색상 클래스가 가장 많이 매핑되는 색상 영역을 대표 색상으로 선택하고, 상기 대표 색상을 발광 다이오드 블럭 영역의 색상으로 결정한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널; 상기 액정 표시 패널을 구동하기 위한 액정 표시 패널 구동부; 상기 액정 표시 패널에 광을 공급하며 복수의 발광 다이오드를 구비하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 블럭을 포함하는 발광 다이오드 어셈블리; 및 상기 액정 표시 패널에 입력되는 영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블중에서 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 조절하는 백라이트 유닛 구동부를 포함한다.
상기 액정 표시 패널은 복수의 액정 표시 패널 블럭을 포함한다.
상기 발광 다이오드 블럭은 상기 액정 표시 패널 블럭과 대응되는 위치에 구비된다.
상기 룩업 테이블은 복수의 액정 표시 패널 블럭중 비선택 블럭들의 계조에 따라 복수의 계조 클래스로 구분하고, 복수의 계조 클래스마다 선택 블럭의 계조를 변화시켜 그에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터가 설정된다.
상기 백라이트 유닛 구동부는 복수의 액정 표시 패널 블럭중 비선택 블럭들 의 계조에 따라 복수의 계조 클래스로 구분하고, 복수의 계조 클래스마다 선택 블럭의 계조를 변화시켜 그에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터가 설정된 복수의 룩업 테이블이 저장된 메모리; 상기 영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 상기 복수의 룩업 테이블중 상기 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택한 후 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터를 산출하는 휘도 제어부; 및 상기 휘도 제어부에서 산출된 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 제어하기 위한 디밍 제어부를 포함한다.
상기 백라이트 유닛 구동부는 상기 발광 다이오드 블럭의 대표 색상을 결정하기 위한 색상 제어부를 더 포함한다.
상기 메모리는 시인성이 근접한 색상 계조를 포함한 복수의 색상 클래스를 복수개 갖는 복수의 색상 룩업 테이블; 및 색좌표계에서 시인성이 근접한 복수의 색상 영역을 포함하는 색좌표계 룩업 테이블을 더 저장한다.
본 발명의 또다른 양태에 따른 액정 표시 장치의 디밍 방법은 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블을 설정하는 단계; 액정 표시 패널에 입력되는 영상 신호의 상기 액정 표시 패널의 전체 계조 평균 및 액정 표시 패널 블럭 각각의 개별 계조 평균을 산출하는 단계; 상기 전체 계조 평균에 따라 상기 복수의 룩업 테이블중 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 데이터를 이용하여 발광 다이오드 어셈블리에 전원을 조절하여 인가하는 단계를 포함한다.
상기 룩업 테이블을 설정하는 단계는 상기 액정 표시 패널을 구분하는 복수의 액정 표시 패널 블럭중 비선택 블럭들의 계조에 따라 복수의 계조 클래스로 구분하는 단계; 및 상기 복수의 계조 클래스마다 선택 블럭의 계조를 변화시켜 그에 대응하여 휘도를 얻기 위한 데이터를 설정하는 단계를 포함한다.
상기 액정 표시 패널 블럭 각각의 픽셀들의 색상 클래스를 분류하는 단계; 상기 색상 클래스 중에서 대표 색상을 결정하는 단계; 및 상기 대표 색상으로 상기 발광 다이오드 블럭의 색상을 조절하는 단계를 더 포함한다.
상기 액정 표시 패널 블럭 각각의 픽셀들의 색상 클래스를 분류하는 단계는 색상 룩업 테이블을 설정하는 단계; 액정 표시 패널 블럭의 각 픽셀 데이터의 영상 신호를 추출하는 단계; 및 상기 영상 신호와 색상 룩업 테이블을 비교하여 색상 클래스를 분류하는 단계를 포함한다.
상기 색상 룩업 테이블을 설정하는 단계는 적색, 녹색, 청색을 소정의 색상 계조로 나누는 단계; 상기 색상 계조 중 근접한 색상 계조를 하나의 색상 클래스로 각각 묶는 단계; 및 상기 색상 클래스를 테이블화하여 색상 룩업 테이블을 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 액정 표시 패널을 복수의 액정 표시 패널 블럭으로 구분하고, 복수의 액정 표시 패널 블럭의 비선택 블럭의 계조에 따라 복수의 클래스로 구분하고, 각 클래스마다 선택 블럭의 계조를 변화시켜 그에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터를 복수의 룩업 테이블로 설정한다. 그리고, 영상의 매 프레임마다 액정 표시 패널의 전체 계조 평균에 따라 복수의 룩업 테이블중 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 액정 표시 패널 블럭 각각의 개별 계조 평균에 따라 그에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터를 산출하고, 이를 이용하여 발광 다이오드 블럭에 인가되는 전원을 조절하여 디밍한다.
이러한 방법으로 디밍하면 전체적으로 어둡고 일부부만 밝은 영상을 표시할 경우, 주변이 어두울수록 주변이 밝은 경우에 비해 동일 계조에서 더 넓은 펄스 폭으로 전원이 인가되기 때문에 원하는 휘도로 영상을 표시할 수 있고, 이에 따라 영상 왜곡을 최소화할 수 있다. 또한, 다양한 영상에 대하여 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상부에” 또는 “위에” 있다고 표현되는 경우는 각 부분이 다른 부분의 “바로 상부” 또는 “바로 위에” 있는 경우뿐만 아니라 각 부분과 다른 부분의 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 개략 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 디밍 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(3000)과 이를 구동하기 위한 액정 표시 패널 구동부(4000)를 포함하는 액정 표시 패널 어셈블리와, 액정 표시 패널(3000)에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(1000)과 이를 구동하기 위한 백라이트 유닛 구동부(700)를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 포함한다. 또한, 액정 표시 패널 어셈블리와 백라이트 유닛 어셈블리를 각각 수납하고 보호하기 위한 상부 및 하부 수납부재(2600 및 400)를 더 포함할 수 있다. 한편, 액정 표시 패널(3000)은 소정 개수의 데이터 라인과 게이트 라인으로 구분되며 일정 크기를 갖는 매트릭스 형태의 가상 블럭 영역인 복수의 액정 표시 패널 블럭(A)으로 나눠질 수 있으며, 백라이트 유닛(1000) 역시 복수의 액정 표시 패널 블럭(A)에 대응하도록 발광 다이오드 어셈블리(300)가 복수의 발광 다이오드 블럭(B)으로 나눠질 수 있다.
액정 표시 패널 어셈블리는 박막 트랜지스터 기판(2220)과, 박막 트랜지스터 기판(2220)에 대응하는 컬러 필터 기판(2240)과, 박막 트랜지스터 기판(2220)과 컬러 필터 기판(2240) 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함하는 액정 표시 패널(3000)과, 액정 표시 패널(3000)을 구동하기 위한 액정 표시 패널 구동부(4000) 를 포함한다. 액정 표시 패널(3000)은 컬러 필터 기판(2240) 상부와 박막 트랜지스터 기판(2220) 하부에 각기 대응되어 형성된 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(2220)은 투명한 기판상에 게이트 라인, 데이터 라인, 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차되는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 화소 전극을 포함한다. 박막 트랜지스터들은 게이트 단자, 소오스 단자 및 드레인 단자로 구성된다. 박막 트랜지스터의 게이트 단자는 게이트 라인과 연결되고, 소오스 단자는 데이터 라인과 연결되며, 드레인 단자는 화소 전극과 연결된다. 게이트 라인 및 데이터 라인에 전기적 신호가 입력되면 각각의 박막 트랜지스터가 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되어 드레인 단자로 화소 형성에 필요한 신호가 인가되어 화상을 표시하게 된다.
컬러 필터 기판(2240)은 투명 기판상에 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소가 형성된다. 컬러 필터 기판(2240)의 전체 면에는 투명 전도성 박막인 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
액정 표시 패널 구동부(4000)는 박막 트랜지스터 기판(2220)에 접속된 데이터측 및 게이트측 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP)(2260a, 2280a)와, 데이터측 및 게이트측 테이프 캐리어 패키지(2260a, 2280a)에 각기 접속된 데이터측 및 게이트측 인쇄 회로 기판(2260b, 2280b)을 포함하여 액정 표시 패널(3000)을 구동한다.
백라이트 유닛 어셈블리는 백라이트 유닛(1000)과 백라이트 유닛 구동부(700)를 포함하며, 액정 표시 패널(3000)에 광을 공급한다. 백라이트 유닛(1000)은 복수의 발광 다이오드가 구비된 발광 다이오드 어셈블리(300)와, 복수의 발광 다이오드에서 방출된 광의 품질을 개선하기 위한 광학 시트(500)를 포함한다. 또한, 발광 다이오드 어셈블리(300)와 광학 시트(500)를 고정하기 위한 몰드 프레임(2000)이 더 포함될 수 있다. 발광 다이오드는 기판상에 가로 방향 및 세로 방향으로 소정 간격 이격되도록 복수 실장된다. 또한, 발광 다이오드는 p-n 접합 구조를 가지는 화합물 반도체가 적층되어 소수 캐리어(전자 또는 정공)들의 재결합에 의하여 발광되는 현상을 이용한 발광 칩과, 발광 칩을 실장하기 위한 베이스 부재와, 발광 칩을 몰딩하기 위한 몰딩부를 포함할 수 있다. 또한, 발광 다이오드는 백색 광을 방출하며, 이를 위해 청색 발광 다이오드의 몰딩부에 형광체를 도입하여 백색 광을 방출하도록 할 수 있다. 이 뿐만 아니라 청색, 녹색 및 적색 발광 다이오드가 혼합되어 백색 광이 방출되도록 할 수도 있다. 또한, 광학 시트(500)는 발광 다이오드 블럭 어셈블리(200)에서 방출된 광의 품질을 개선하고 효율을 높이기 위해 확산 시트(510)와 프리즘 시트(520)를 포함할 수 있다. 확산 시트(510)는 발광 다이오드 어셈블리(300)의 상면에 위치하여 복수의 발광 다이오드로부터 출사된 광을 균일하게 확산하여 프리즘 시트(520) 및 액정 표시 패널(3000)의 정면 방향으로 전달하여 시야각을 넓히고 휘점, 휘선, 얼룩 등의 확산을 경감시킨다. 이러한 확산 시트(510)는 폴리카보네이트(PC) 수지 또는 폴리에스테르(PET) 수지를 사용하여 제작할 수 있다. 프리즘 시트(520)는 확산 시트(510)에서 출사된 광을 굴절, 집 광시켜 휘도를 상승시켜 액정 표시 패널에 입사시킨다. 이러한 프리즘 시트(520)로는 띠 모양의 마이크로 프리즘(Micro-Prism)이 폴리에스테르(PET)와 같은 모재 상부에 형성된 것으로 수평, 수직 두 장을 하나의 세트로 하여 사용할 수 있다.
그리고, 백라이트 유닛 구동부(700)는 발광 다이오드 어셈블리(300)에 구비된 복수의 발광 다이오드를 구동하기 위한 전원을 조절하여 공급하며, 재설정 가능 반도체(Field-Programmable Gate Array: 이하, "FPGA"라 함)(720), 변조부(740), 발광 다이오드 드라이버(760) 및 전원부(미도시)를 포함할 수 있다. FPGA(720)는 복수의 룩업 테이블을 저장하며, 변환부(600)를 통해 외부의 비디오 카드에서 인가된 영상 신호를 입력받고 이를 이용하여 영상 신호의 휘도 평균을 산출하여 발광 다이오드의 구동 전원을 조절하기 위한 신호를 출력한다. 변조부(740) 및 발광 다이오드 드라이버(760)는 FPGA(720)로부터 출력된 신호에 따라 발광 다이오드의 구동 전원을 조절한다.
또한, FPGA(720)는 신호 분배부(721), 휘도 제어부(722), 디밍 제어부(723) 및 메모리부(724)를 포함한다. 먼저, 메모리부(724)에는 복수의 룩업 테이블이 저장된다. 복수의 룩업 테이블은 복수의 액정 표시 패널 블럭(A)중 선택된 일부 블럭(이하, 편의상 "선택 블럭"이라 함)을 제외한 나머지 블럭(이하, 편의상 "비선택 블럭"이라 함)의 계조를 복수의 계조 클래스로 구분하고, 각 계조 클래스마다 선택 블럭의 계조를 예를들어 0∼255로 변화시켜, 각 계조 클래스에 따라 선택 블럭의 계조에 대응하여 휘도가 조절되도록 발광 다이오드 어셈블리(300)로 인가되는 펄스 폭 데이터를 산출함으로써 각각 설정된다. 신호 분배부(721)는 변환부(600)를 통해 영상 신호를 입력받고, 영상 신호의 계조 데이터와 영상 신호의 타이밍을 제어하여 액정 표시 패널 구동부(4000)의 타이밍 콘트롤러(4100) 및 휘도 제어부(722)에 인가한다. 휘도 제어부(722)는 신호 분배부(721)로부터 영상 신호의 계조 데이터를 입력받고, 이를 이용하여 액정 표시 패널(3000) 전체의 계조 평균과 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균을 산출한다. 그리고, 휘도 제어부(722)는 복수의 룩업 테이블중에서 전체 계조 평균이 해당되는 클래스의 룩업 테이블을 선택하고, 선택된 룩업 테이블을 이용하여 개별 계조 평균에 맞는 액정 표시 패널 블럭(A)의 휘도를 얻기 위한 펄스 폭을 산출한다. 또한, 휘도 제어부(722)는 이렇게 산출된 펄스 폭 정보가 포함된 휘도 제어 신호를 생성하여 디밍 제어부(723)에 공급한다. 디밍 제어부(723)는 휘도 제어부(722)로부터 입력된 휘도 제어 신호에 따라 발광 다이오드 어셈블리(300)의 발광 다이오드 블럭(B)에 공급되는 전원을 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 출력한다. 또한, 전원부(미도시)는 변조부(740)에 전원을 공급하며, 리니어 파워 서플라이(Linear Power Supply) 또는 스위칭 모드 파워 서플라이(Switch Mode Power Supply)를 포함할 수 있다. 변조부(740)는 디밍 제어 신호에 따라 발광 다이오드 블럭(B)의 휘도를 조절하기 위해 전원부에서 인가된 전원의 펄스 폭을 조절하여 발광 다이오드 드라이버(760)에 신호를 인가하고, 발광 다이오드 드라이버(760)는 인가된 신호에 따라 안정적으로 발광 다이오드 블럭 영역(B)을 구동한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에서는 액정 표시 패널(3000)의 소오스 드라이버(Source Driver)와 게이트 드라이버(Gate Driver)에 인가되는 영상 신호의 타이 밍을 제어하기 위해 위한 타이밍 콘트롤러(Timing Controller)(4100)를 별도로 구비하였으나, 타이밍 콘트롤러는 FPGA(720)에 내장될 수도 있다. 또한, FPGA(720) 역시 집적 회로(Integrated Circuit; IC)의 형태로 기판에 실장될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 복수의 룩업 테이블을 이용한 디밍 방법을 도 3을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디밍 방법은 액정 표시 패널 블럭(A)의 비선택 블럭(A2)의 계조를 변화시키고 그에 따라 복수의 계조 클래스로 구분하는 단계(S110), 복수의 계조 클래스마다 선택 블럭(A1)의 계조를 변화시키고 선택 블럭(A1)의 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위해 발광 다이오드 어셈블리(300)에 인가되는 펄스 폭 데이터를 복수의 룩업 테이블로 설정하여 저장하는 단계(S120), 영상 신호의 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균과 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균을 산출하는 단계(S130), 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균에 대응하는 계조 클래스의 룩업 테이블을 복수의 룩업 테이블중에서 선택하고 선택된 룩업 테이블에서 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터를 산출하는 단계(S140) 및 산출된 펄스 폭 데이터를 이용하여 발광 다이오드 구동부(700)로부터 발광 다이오드 어셈블리(300)에 인가되는 전원을 조절하는 단계(S150)를 포함한다.
S110 : 도 4에 도시된 바와 같이 액정 표시 패널(1000)을 복수의 영역으로 가상 구분하여 복수의 액정 표시 패널 블럭(A)을 설정한다. 또한, 발광 다이오드 어셈블리(300)도 복수의 액정 표시 패널 블럭(A)에 대응하도록 복수의 발광 다이오 드 블럭(B)으로 구분한다. 그리고, 복수의 액정 표시 패널 블럭(A)의 일 영역, 예를들어 중앙부에 위치하는 적어도 하나, 예를들어 4개의 선택 블럭(A1)을 제외한 나머지 비선택 블럭(A2)의 계조를 변화시킨다. 비선택 블럭(A2)의 계조는 50, 100, 150, 200, 255의 5개의 클래스(class)로 변화시킨다. 이러한 5개의 클래스의 계조에 대응하는 비선택 블럭(A2)의 휘도를 조절하기 위해 발광 다이오드 어셈블리(300)에 공급되는 전원을 조절한다. 상기에서는 5개의 클래스로 비선택 블럭(A2)의 계조를 변화시켰으나, 0∼255 사이에서 적어도 둘 이상의 클래스로 구분할 수 있으며, 최대 256개의 클래스로 구분될 수 있다. 여기서, 편의상 계조가 50일 경우의 클래스를 제 1 클래스, 100일 경우의 클래스를 제 2 클래스, 150일 경우의 클래스를 제 3 클래스, 200일 경우의 클래스를 제 4 클래스, 그리고 255일 경우의 클래스를 제 5 클래스로 칭하겠다. 또한, 5개의 클래스를 이루는 계조 이하의 계조는 그 계조가 포함되는 클래스에 포함된다. 즉, 0∼50의 계조는 제 1 클래스에 포함되고, 51∼100의 계조는 제 2 클래스에 포함되며, 101∼150의 계조는 제 3 클래스에 포함된다. 그리고, 151∼200의 계조는 제 4 클래스에 포함되고, 201∼255의 계조는 제 5 클래스에 포함된다.
S120 : 이렇게 비선택 블럭(A2)의 계조 구간에 따라 복수의 클래스, 예를들어 5개의 클래스로 구분한 후 각 클래스마다 선택 블럭(A1)의 계조를 0∼255로 변화시키고, 이러한 계조 변화에 대응하여 선택 블럭(A1)의 휘도를 조절하기 위하여 발광 다이오드 어셈블리(300)에 인가되는 전원의 펄스 폭을 조절한다. 이렇게 조절되는 펄스 폭을 데이터화하여 룩업 테이블 형태로 메모리에 저장한다. 따라서, 복 수의 클래스에 따라 복수의 룩업 테이블이 설정된다. 즉, 제 1 클래스에 따른 제 1 룩업 테이블과, 제 2 클래스에 따른 제 2 룩업 테이블과, 제 3 클래스에 따른 제 3 룩업 테이블과, 제 4 클래스에 따른 제 4 룩업 테이블과, 제 5 클래스에 따른 제 5 룩업 테이블이 메모리에 저장된다. 복수의 룩업 테이블 각각은 동일 계조라도 이에 대응하는 휘도를 얻기 위해 발광 다이오드 어셈블리(300)의 발광 다이오드 블럭(B)에 인가되는 펄스 폭이 서로 다르게 된다. 즉, 도 5의 룩업 테이블에 따른 계조와 펄스 폭의 관계를 나타낸 그래프를 보면 알 수 있는 바와 같이, 동일 계조라 하더라도 이에 따른 휘도를 얻기 위해 제 1 룩업 테이블(10)이 제 2 룩업 테이블(20)보다 큰 펄스 폭을 갖고, 제 2 룩업 테이블(20)이 제 3 룩업 테이블(30)보다 큰 펄스 폭을 가지며, 제 3 룩업 테이블(30)이 제 4 룩업 테이블(40)보다 큰 펄스 폭을 갖고, 제 4 룩업 테이블(40)이 제 5 룩업 테이블(50)보다 큰 펄스 폭을 가질 수 있다. 예를들어 제 1 룩업 테이블(10)의 255 계조에서의 펄스 폭이 100이고, 제 5 룩업 테이블(50)의 255 계조에서의 펄스 폭이 50일 수 있다. 즉, 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭이 저계조 클래스에서 고계조 클래스보다 더 크다. 이렇게 동일 계조라 하더라도 이에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭이 서로 다른 복수의 룩업 테이블을 메모리부(724)에 저장한다.
S130 : 복수의 룩업 테이블이 메모리부(724)에 저장된 후 변환부(600)를 통해 입력되는 영상 신호를 신호 분배부(721)가 입력받고, 신호 분배부(721)는 영상 신호의 계조 데이터를 추출하여 휘도 제어부(722)에 인가한다. 휘도 제어부(722)는 신호 분배부(721)를 통해 입력된 영상 신호의 계조 데이터를 이용하여 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균과 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균을 각각 산출한다. 이러한 전체 계조 평균을 산출하기 위해 휘도 제어부(722)는 액정 표시 패널(3000) 전체 픽셀에 대한 영상 신호에서 각 픽셀의 계조 강도를 합산하고, 이를 액정 표시 패널(3000) 전체 픽셀의 개수로 나누어 전체 계조 평균을 산출한다. 그리고, 개별 계조 평균을 산출하기 위해 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 각 픽셀에 대한 영상 신호에서 각 픽셀의 계조 강도를 합산하고, 이를 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 픽셀 개수로 나누어 개별 계조 평균을 산출한다.
S140 : 또한, 휘도 제어부(722)는 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균의 계조 클래스에 대응하는 룩업 테이블을 복수의 룩업 테이블중에서 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위해 발광 다이오드 어셈블리(300)에 인가되는 펄스 폭 데이터를 산출한다. 그리고, 휘도 제어부(722)는 이러한 펄스 폭 정보가 포함된 휘도 제어 신호를 생성하여 디밍 제어부(723)에 인가한다.
S150 : 디밍 제어부(723)는 휘도 제어부(722)로부터 입력된 휘도 제어 신호에 따라 발광 다이오드 어셈블리(300)의 발광 다이오드 블럭(B)의 전원을 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 출력한다. 디밍 제어 신호에 따라 변조부(740) 및 발광 다이오드 드라이버(760)가 전원부로부터 공급되는 전원의 펄스 폭을 조절하여 발광 다이오드 블럭 어셈블리(300)의 발광 다이오드 블럭(B) 각각에 인가한다. 따라서, 휘도 디밍을 실시한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 방법으로 디밍하면 동일 계조라 하더라도 낮은 클래스에서는 높은 클래스에서보다 더 큰 펄스 폭을 갖기 때문에 전체적으로 주변이 어두운 영상에서 일부분만 밝을 경우에도 영상 왜곡을 최소화할 수 있다. 예를들어 도 5의 곡선을 참고하여 설명하면, 액정 표시 패널(3000)에 입력되는 영상 신호의 전체 계조 평균이 70이고 일 블럭의 계조 평균이 255라면, 전체 계조 평균이 제 2 클래스에 해당하여 제 2 룩업 테이블(20)을 따르고, 제 2 룩업 테이블(20)에서 255 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭비가 대략 85%임을 알 수 있다. 이에 비해, 액정 표시 패널(3000)에 입력되는 영상 신호의 전체 계조 평균이 250이고 일 블럭의 계조 평균이 255라면, 전체 계조 평균이 제 5 클래스에 해당하여 제 5 룩업 테이블(50)을 따르고, 제 5 룩업 테이블(50)에서 255 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭비가 대략 50%임을 알 수 있다. 따라서, 표시하고자 하는 블럭의 영상이 동일 계조라 하더라도 이에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭이 계조 클래스, 즉 주변 블럭의 계조에 따라 서로 다르게 되며, 전체 계조 평균이 저계조 클래스에서 고계조 클래스에서보다 큰 펄스 폭을 갖는다. 따라서, 주변이 어둡고 일부분만 밝을 경우에도 높은 휘도를 낼 수 있으므로 영상 신호의 왜곡을 최소화할 수 있다. 즉, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 전체적으로 주변이 어두운 영상에서 일부분만 밝을 경우 도 6(b)에 도시된 바와 같이 종래의 하나의 룩업 테이블을 이용하여 디밍한 경우(D)에 비해 복수의 룩업 테이블을 이용하여 디밍한 경우(C) 밝은 부분의 휘도가 현저하게 증가하게 된다. 따라서, 영상 왜곡을 최소화할 수 있다. 여기서, 도 6(b)는 도 6(a)의 점선을 따라 종래의 방법으로 디밍한 경우와 본 발명의 방법으로 디밍한 경우의 휘도 곡선이다.
상기 본 발명의 일 실시 예에서는 휘도 디밍의 경우만으로 설명하였으나, 휘도 디밍과 색상 디밍을 동시에 실시하는 경우에도 이용될 수 있다. 이러한 휘도 디밍 및 색상 디밍을 동시에 실시하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 개념도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 휘도 디밍 및 색상 디밍을 설명하기 위한 순서도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 색상 디밍을 위한 색 정보 분리법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 도 7에 도시된 바와 같이 액정 표시 패널(3000)과 이를 구동하기 위한 액정 표시 패널 구동부(4000)를 포함하는 액정 표시 패널 어셈블리와, 액정 표시 패널(3000)에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(1000)과 이를 구동하기 위한 백라이트 유닛 구동부(700)를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 포함한다. 이때, 본 발명의 다른 실시 예 또한 전술한 본 발명의 일 실시 예와 동일하게 액정 표시 패널(3000)이 복수의 액정 표시 패널 블럭(A)로 나눠질 수 있으며, 백라이트 유닛(1000) 역시 복수의 발광 다이오드 블럭(B)으로 나눠질 수 있다. 또한, 액정 표시 패널(3000)과 백라이트 유닛(1000)은 동일한 방향, 예를들어 상측에서 하측으로 순차 구동될 수 있다. 이때, 복수의 발광 다이오드 블럭(B)은 색상 디밍을 위해 복수의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광 다이오드를 구비할 수 있으며, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광 다이오드는 개별 구동될 수 있다. 즉, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광 다이오드는 개별 구동에 의해 색상을 달리 할 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광 다이오드를 개별 구동하기 위한 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드 드라이버(760a, 760b, 760c; 760)를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 백라이트 유닛 구동부(700)는 색상 디밍과 휘도 디밍을 동시에 수행하기 위해 신호 분배부(721), 휘도 제어부(722), 디밍 제어부(723) 및 메모리부(724)와 더불어 색상 제어부(725)를 포함한다. 먼저, 메모리부(724)에는 복수의 휘도 룩업 테이블과 복수의 색상 룩업 테이블이 저장된다. 메모리부(724)에 저장되는 복수의 휘도 룩업 테이블은 본 발명의 일 실시 예에 설명된 바와 같이 설정된다. 그리고, 메모리부(724)에 저장되는 복수의 색상 룩업 테이블은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 각각 소정의 색상 계조로 나누고 각 색상 계조들 중에서 사람이 구별하기 어려운 근접 영역의 색상 계조들을 하나의 색상 클래스로 정의하여 설정된다. 신호 분배부(721)는 변환부(600)를 통해 영상 신호를 입력받고, 영상 신호의 계조 데이터 및 색상 데이터와 영상 신호의 타이밍을 제어하여 액정 표시 패널 구동부(4000)의 타이밍 콘트롤러(4100), 휘도 제어부(722) 및 색상 제어부(725)에 인가한다. 휘도 제어부(722)는 신호 분배부(721)로부터 영상 신호의 계조 데이터를 입력받고, 이를 이용하여 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균과 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균을 산출한다. 그리고, 휘도 제어부(722)는 전체 계조 평균에 해당하는 클래스에 따른 일 룩업 테이블을 복수의 룩업 테이블에서 선택하고, 선택된 일 룩업 테이블에서 개별 계조 평균에 따른 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터를 산출한다. 또한, 휘도 제어부(722)는 이러한 펄스 폭 정보가 포함된 휘도 제어 신호를 생성하여 디밍 제어부(723)에 공급한다. 색상 제어부(725)는 영상 신호의 색상 데이터를 분석하고, 이를 이용하여 복수의 색상 룩업 테이블을 이용하여 대표 색상을 결정한 후 그에 따른 색상 제어 신호를 디밍 제어부(723)에 출력한다. 디밍 제어부(723)는 휘도 제어 신호 및 색상 제어 신호에 따라 발광 다이오드 어셈블리(300)의 발광 다이오드 블럭(B)에 공급되는 전원을 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 출력한다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 휘도 및 색상 디밍 방법을 도 8을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 디밍 방법은 복수의 휘도 룩업 테이블 및 복수의 색상 룩업 테이블을 저장하는 단계(S210), 액정 표시 패널에 인가되는 영상 신호의 색상 및 휘도 데이터를 추출하는 단계(S220), 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균 및 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균을 산출하는 단계(S230), 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균이 해당하는 클래스에 따라 복수의 휘도 룩업 테이블에서 일 휘도 룩업 테이블을 선택하고 선택된 휘도 룩업 테이블에서 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터를 산출하는 단계(S240), 액정 표시 패널 블럭(A)의 각 색상 데이터의 색상 클래스를 분류하는 단계(S250), 액정 표시 패널 블럭(A)의 색상 클래스를 색좌표계에 매핑하는 단계(S260), 액정 표시 패널 블럭(A)의 대표 색상을 결정하는 단계(S270), 산출된 펄스 폭으로 전원을 조절하여 인가하여 휘도 디밍하는 단계(S280) 및 대표 색상으로 발광 다이오드 블럭의 색상을 조절하는 단계(S290)를 포함한다. 상기에서 단계 S230 및 S240은 휘도 제어부에서 순서적으로 실시되고, 단계 S250, S260 및 S270 또한 색상 제어부에서 순서적으로 실시되지만, 휘도 제어부의 동작과 색상 제어부의 동작은 동시에 진행될 수 있다. 물론, 휘도 제어부의 동작과 색상 제어부의 동작이 순차적으로 실시될 수도 있다.
그럼, 상기와 같은 과정으로 진행되는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 휘도 디밍 및 색상 디밍 방법을 좀더 상세하면 다음과 같다. 그런데, 휘도 디밍에 대해서는 도 3을 이용하여 상세히 설명하였으므로 여기서는 색상 디밍 방법에 대해 중점적으로 설명하겠다.
S210 : 메모리부(724)에 복수의 휘도 룩업 테이블과 복수의 색상 룩업 테이블을 저장한다. 복수의 색상 룩업 테이블을 설정하기 위해 각 색상별로 액정 표시 패널(3000)의 감마 곡선 특성 등에 따라 전체 계조를 도 9와 같이 복수의 색상 클래스로 나눈다. 이때, 휘도와는 달리 유사한 색상은 사람이 구별하기 힘들다. 이에 따라, 본 실시 예는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 각각 소정의 색상 계조 예를들어, 256개의 색상 계조로 나누고 각 색상 계조들 중에서 사람이 구별하기 어려운 근접 영역의 색상 계조들을 하나의 색상 클래스로 정의한다. 이때, 본 실시 예에서는 도 9에 도시된 바와 같이 256 계조로 나누어진 색상 계조를 시인성이 동일하거나 유사한 색상 계조를 묶어서 각각 네 개의 적색, 녹색, 청색 색상 클래스로 나눈다. 즉, 적색, 녹색, 청색 색상 클래스의 각각의 색상 계조를 63 계조, 127 계조, 191 계조 및 255 계조로 묶어 각각 네개의 색상 클래스로 나눈다. 한편, 본 실시 예에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 각각 네 개의 색상 클래스(Class1 ∼ Class4, Class_a ∼ Class_d, Class_α ∼ Class_δ)로 나누었으나, 각각의 색상 클래스는 시인성이 유사하거나 동일한 색상 범위를 하나의 영역으로 정의하므로 각 색상의 색상 클래스의 개수는 다양하게 변경될 수 있고, 각 색상별 색상 클래스의 개수는 서로 같거나 같지 않을 수 있으며 나누어진 색상 클래스의 크기도 색상 계조에 따라 다를 수 있다. 또한, 이러한 색상 클래스들의 정보인 색상 룩업 테이블은 메모리부(724)에 미리 저장될 수 있다.
S220 : 메모리부(724)에 복수의 휘도 룩업 테이블 및 복수의 색상 룩업 테이블이 저장된 후 변환부(600)를 통해 입력되는 영상 신호를 신호 분배부(721)가 입력받고, 신호 분배부(721)는 영상 신호의 계조 데이터 및 색상 데이터를 추출하여 휘도 제어부(722) 및 색상 제어부(725)에 각각 인가한다.
S230 : 휘도 제어부(722)는 신호 분배부(721)를 통해 입력된 영상 신호의 계조 데이터를 이용하여 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균과 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 계조 평균을 각각 산출한다.
S240 : 또한, 휘도 제어부(722)는 액정 표시 패널(3000)의 전체 계조 평균에 해당하는 클래스의 일 룩업 테이블을 메모리부(724)에 저장된 복수의 룩업 테이블에서 선택하고, 선택된 일 룩업 테이블에서 액정 표시 패널 블럭(A) 각각의 개별 휘도 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 펄스 폭 데이터를 산출한다. 그리고, 휘도 제어부(722)는 이러한 펄스 폭 정보가 포함된 휘도 제어 신호를 생성하여 디밍 제 어부(723)에 인가한다.
S250 : 한편, 색상 제어부(725)는 액정 표시 패널 블럭(A)의 색상 데이터를 메모리부(724)의 색상 룩업 테이블과 비교하여 색상 클래스를 분류한다. 예를들면, 도 9와 같이 추출된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 색상 데이터들 중 적색(R) 계조는 127 계조와 191 계조 사이에 있으므로 Class3의 적색 색상 클래스로 분류된다. 또한, 녹색(G) 계조는 0 계조와 63 계조 사이에 있으므로 Class_a의 녹색 색상 클래스로 분류되며, 청색(B) 계조는 0 계조와 63 계조 사이에 존재하므로 Class_α의 청색 색상 클래스로 분류된다. 이에 따라, 해당 픽셀은 Class3aα라는 색상 클래스로 분류된다. 즉, 각 픽셀 데이터가 소정 범위 내의 인접한 색상 계조를 가지는 경우 픽셀 데이터는 동일한 색상 클래스로 분류된다.
S260 : 미리 색상 영역이 구분된 색좌표계에 액정 표시 패널 블럭(A)의 분류된 색상 클래스들을 매핑한다. 예를들어 액정 표시 패널 블럭(A)의 색상 클래스를 도 10의 CIE 1976 UCS 색좌표계에서 해당 색상 클래스 영역에 매핑(Mapping)한다. 이때, 색좌표계의 색상 영역은 시인성이 유사한 색상 계조들을 하나의 색상 영역으로 정의하며, 색좌표계는 이러한 색상 영역을 복수개 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 색상 영역은 테이블화되며, 이와 같이 복수개의 색상 영역이 테이블화된 색좌표계 룩업 테이블은 색상 룩업 테이블과 동일하게 메모리부(MO)에 저장될 수 있다. 또한, 액정 표시 패널 블럭(A)에 입력되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 픽셀 데이터에 대해 각 색상별 계조에 따라 색상 클래스가 분류된 후 색좌표에 매핑하였으나, 색상 클래스 분류 단계를 생략하고 색좌표에 직접 매핑할 수도 있다. 이때, 색좌표 계의 색상 영역 역시 시인성이 유사하거나 동일한 색상 계조를 하나의 색상 영역으로 정의하는 것이 바람직하다.
S270 : 그리고, 색좌표계에 매핑된 색상 클래스들 중 가장 많은 값을 갖는 색좌표계의 색상 영역을 대표 색상으로 결정한다. 이때, 상기에서는 액정 표시 패널 블럭(A)에 입력되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 픽셀 데이터에 대해 각 색상별 계조에 따라 색상 클래스를 부여한 후 복수의 색상 클래스를 색좌표에 매핑하여 대표 색상을 결정하였으나, 색상 클래스 중 가장 많은 값을 갖는 하나의 색상 클래스를 색좌표계에 매핑하여 대표 색상을 결정할 수도 있다.
S280 : 디밍 제어부(723)는 휘도 제어부(722)로부터 입력된 휘도 제어 신호에 따라 발광 다이오드 어셈블리(300)의 발광 다이오드 블럭(B)의 전원을 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 출력한다. 디밍 제어 신호에 따라 변조부(740) 및 발광 다이오드 드라이버(760)가 전원부로부터 공급되는 전원의 펄스 폭을 조절하여 발광 다이오드 어셈블리(300)의 발광 다이오드 블럭(B) 각각에 인가한다. 따라서, 휘도 디밍이 실시된다.
S290 : 대표 색상에 대한 색상 제어 신호를 디밍 제어부(273)에 인가하여 디밍 제어부(273)가 발광 다이오드 블럭(B)의 색상을 액정 표시 패널 블럭(A)의 대표 색상과 유사하거나 동일하도록 조절한다. 따라서, 색상 디밍이 실시된다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 개략 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 디밍 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 패널을 구분한 복수의 액정 표시 패널 블럭의 개념도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 룩업 테이블에 따른 계조와 펄스 폭의 관계를 나타낸 그래프.
도 6a및 도 6b는 전체적으로 화면이 어둡고 일부만 밝은 영상에서 종래의 디밍 방법과 본 발명에 따른 디밍 방법에 따른 휘도 변화를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 개념도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 휘도 디밍 및 색상 디밍을 설명하기 위한 순서도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 색상 디밍을 위한 색 정보 분리법을 설명하기 위한 개념도.

Claims (23)

  1. 복수의 발광 다이오드 블럭을 포함하는 발광 다이오드 어셈블리; 및
    영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블중에서 상기 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 조절하는 백라이트 유닛 구동부를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 각 발광 다이오드 블록은 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 계별 계조 평균은 상기 영상 신호를 상기 발광 다이오드 블럭 각각에 대응하도록 분할하고, 분할된 영상 신호에서 산출되는 백라이트 유닛 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛 구동부는
    상기 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블이 저장된 메모리;
    상기 영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 상기 복수의 룩업 테이블중 상기 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택한 후 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터를 산출하는 휘도 제어부; 및
    상기 휘도 제어부에서 산출된 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 제어하기 위한 디밍 제어부를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 룩업 테이블은 계조 클래스에 따라 복수로 구성되며, 각각의 룩업 테이블에는 각 계조 클래스에서 계조 변화에 따라 그에 대응하여 변화하는 휘도를 얻기 위한 데이터가 저장된 백라이트 유닛 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 데이터는 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 조절하기 위한 펄스 폭 데이터인 백라이트 유닛 어셈블리.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛 구동부는 FPGA를 포함하고, 상기 휘도 제어부 및 디밍 제어부는 상기 FPGA에 내장된 백라이트 유닛 어셈블리.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛 구동부는 상기 발광 다이오드 블럭의 대표 색상을 결정하기 위한 색상 제어부를 더 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 메모리는 시인성이 근접한 색상 계조를 포함한 복수 의 색상 클래스를 복수개 갖는 복수의 색상 룩업 테이블; 및
    색좌표계에서 시인성이 근접한 복수의 색상 영역을 포함하는 색좌표계 룩업 테이블을 더 저장하는 백라이트 유닛 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 색상 제어부는 상기 영상 신호의 색상 클래스가 가장 많이 매핑되는 색상 영역을 대표 색상으로 선택하고, 상기 대표 색상을 발광 다이오드 블럭 영역의 색상으로 결정하는 백라이트 유닛 어셈블리.
  11. 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널;
    상기 액정 표시 패널을 구동하기 위한 액정 표시 패널 구동부;
    상기 액정 표시 패널에 광을 공급하는 복수의 발광 다이오드 블럭을 포함하는 발광 다이오드 어셈블리; 및
    상기 액정 표시 패널에 입력되는 영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블중에서 상기 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 조절하는 백라이트 유닛 구동부를 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 각 발광 다이오드 블록은 복수의 발광 다이오드를 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 액정 표시 패널은 복수의 액정 표시 패널 블럭을 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 블럭은 상기 액정 표시 패널 블럭과 대응되는 위치에 구비되는 액정 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 룩업 테이블은 복수의 액정 표시 패널 블럭중 비선택 블럭들의 계조에 따라 복수의 계조 클래스로 구분하고, 복수의 계조 클래스마다 선택 블럭의 계조를 변화시켜 그에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터가 설정된 액정 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛 구동부는
    복수의 액정 표시 패널 블럭중 비선택 블럭들의 계조에 따라 복수의 계조 클래스로 구분하고, 복수의 계조 클래스마다 선택 블럭의 계조를 변화시켜 그에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터가 설정된 복수의 룩업 테이블이 저장된 메모리;
    상기 영상 신호에서 전체 계조 평균과 복수의 개별 계조 평균을 산출하고, 상기 복수의 룩업 테이블중 상기 전체 계조 평균에 따라 어느 하나를 선택한 후 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터를 산출하는 휘도 제어부; 및
    상기 휘도 제어부에서 산출된 데이터에 따라 상기 발광 다이오드 블럭의 휘도를 제어하기 위한 디밍 제어부를 포함하는 액정 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛 구동부는 상기 발광 다이오드 블럭의 대표 색상을 결정하기 위한 색상 제어부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 메모리는 시인성이 근접한 색상 계조를 포함한 복수의 색상 클래스를 복수개 갖는 복수의 색상 룩업 테이블; 및
    색좌표계에서 시인성이 근접한 복수의 색상 영역을 포함하는 색좌표계 룩업 테이블을 더 저장하는 액정 표시 장치.
  19. 동일 계조에 대응하는 휘도를 얻기 위한 서로 다른 데이터를 갖는 복수의 룩업 테이블을 설정하는 단계;
    액정 표시 패널에 입력되는 영상 신호의 상기 액정 표시 패널의 전체 계조 평균 및 액정 표시 패널 블럭 각각의 개별 계조 평균을 산출하는 단계;
    상기 전체 계조 평균에 따라 상기 복수의 룩업 테이블중 하나를 선택하고, 선택된 룩업 테이블에서 상기 개별 계조 평균에 대응하는 휘도를 얻기 위한 데이터를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 데이터를 이용하여 발광 다이오드 어셈블리에 전원을 조절하여 인가하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 디밍 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 룩업 테이블을 설정하는 단계는 상기 액정 표시 패널을 구분하는 복수의 액정 표시 패널 블럭중 비선택 블럭들의 계조에 따라 복수의 계조 클래스로 구분하는 단계; 및
    상기 복수의 계조 클래스마다 선택 블럭의 계조를 변화시켜 그에 대응하여 휘도를 얻기 위한 데이터를 설정하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 디밍 방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 액정 표시 패널 블럭 각각의 픽셀들의 색상 클래스를 분류하는 단계;
    상기 색상 클래스 중에서 대표 색상을 결정하는 단계; 및
    상기 대표 색상으로 상기 발광 다이오드 블럭의 색상을 조절하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 디밍 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 액정 표시 패널 블럭 각각의 픽셀들의 색상 클래스를 분류하는 단계는,
    색상 룩업 테이블을 설정하는 단계;
    액정 표시 패널 블럭의 각 픽셀 데이터의 영상 신호를 추출하는 단계; 및
    상기 영상 신호와 색상 룩업 테이블을 비교하여 색상 클래스를 분류하는 단 계를 포함하는 액정 표시 장치의 디밍 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 색상 룩업 테이블을 설정하는 단계는,
    적색, 녹색, 청색을 소정의 색상 계조로 나누는 단계;
    상기 색상 계조 중 근접한 색상 계조를 하나의 색상 클래스로 각각 묶는 단계; 및
    상기 색상 클래스를 테이블화하여 색상 룩업 테이블을 설정하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 디밍 방법.
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