KR20100056306A - 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원장치를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원장치를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함하는 광원 모듈을 구동하는 광원 구동 방법은 외부 환경의 조도를 센싱한다. 외부 환경의 조도에 따라서 광원 모듈로부터 발생된 광의 파장을 조절한다. 이에 따라 외부 환경의 조도에 따라 사람 눈이 느끼는 영상의 색감을 보상할 수 있다.
외부 환경, 조도, 감광세포, 전류 레벨, 듀티비

Description

광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치{METHOD OF DRIVING LIGHT-SOURCE, LIGHT-SOURCE APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE LIGHT-SOURCE APPARATUS}
본 발명은 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시키기 위한 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정표시패널은 화소전극들 및 상기 화소전극들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 갖는 어레이 기판, 공통전극 및 컬러필터들을 갖는 컬러필터 기판, 및 상기 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 액정층은 상기 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의 해 배열이 변경되고, 그로 인해 상기 액정층을 투과하는 광의 투과율을 변경시킨다. 여기서, 상기 광의 투과율이 최대로 증가하면, 상기 액정표시패널은 휘도가 높은 화이트 영상을 구현할 수 있고, 반면 상기 광의 투과율이 최소로 감소하면, 상기 액정표시패널은 휘도가 낮은 블랙 영상을 구현할 수 있다.
도 1은 사람 눈의 감광 세포에 대한 휘도 효율을 나타낸 그래프들이다.
사람의 망막에는 추상체(Cone), 가상체(Rod) 두종류의 감광 세포가 존재한다. 주변 휘도가 1cd/m2 미만인 환경에서는 간상체가 주로 활성화 되어 반응하지만, 주변 휘도가 30cd/m2을 넘는 환경에서는 추상체가 주로 활성화된다. 도 1을 참조하면, 제1 그래프(V')은 주변 휘도가 1cd/m2 미만인 어두운 환경에서의 휘도 효율이고, 제2 그래프(V)은 주변 휘도가 30cd/m2을 넘는 밝은 환경에서의 휘도 효율이다. 상기 제1 및 제2 그래프들(V', V)을 참조하면, 사람의 감광 세포는 어두운 환경에서는 짧은 파장의 광을 더 많이 인식하고, 밝은 환경에서는 긴 파장의 광을 더 많이 인식한다. 따라서, 표시되는 영상이 같더라도 외부 환경의 밝기에 따라 사람의 감광 세포는 휘도 효율이 달라져 표시되는 영상의 색감을 다르게 느낄 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 외부 환경의 밝기에 따라 영상의 색감을 보정하기 위한 광원 구 동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광원 구동 방법을 수행하기 위한 광원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광원 장치를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함하는 광원 모듈을 구동하는 광원 구동 방법은 외부 환경의 조도를 센싱한다. 상기 외부 환경의 조도에 따라서 상기 광원 모듈로부터 발생된 광의 파장을 조절한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 광원 장치는 광원 모듈 및 광원 모듈 구동부를 포함한다. 상기 광원 모듈은 적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함한다. 상기 광원 모듈 구동부는 외부 환경의 조도에 따라서 상기 광원 모듈로부터 발생하는 광의 파장을 조절한다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 광원 모듈 및 광원 모듈 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 영상을 표시한다. 상기 광원 모듈은 적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함하며, 상기 표시 패널에 광을 제공한다. 상기 광원 모듈 구동부는 외부 환경의 조도에 따라서 상기 광원 모듈로부터 발생하는 광의 파장을 조절한다.
본 발명에 따르면, 외부 환경의 밝기에 따라 구동 신호의 전류 레벨을 조절하여 광의 파장을 조절함으로써 사람이 느끼는 상기 외부 환경에 따른 영상의 색감을 보상할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정 하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 타이밍 제어부(110), 패널 구동부(150) 및 광원 장치(300)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하며, 예를 들면, 상기 화소들은 MㅧN(M, N은 자연수 임)개 이다. 각 화소(P)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결된 스위칭 소자(TR), 상기 스위칭 소자(TR)에 연결된 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.
상기 타이밍 제어부(110)는 외부로부터 제어 신호(101) 및 영상 신호(102)를 수신한다. 수신된 상기 제어 신호를 이용해 상기 표시 패널(100)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어신호를 생성한다. 상기 타이밍 제어신호는 클럭신호, 수평개시신호 및 수직개시신호를 포함한다.
상기 패널 구동부(150)는 데이터 구동부(130) 및 게이트 구동부(140)를 포함한다.
상기 데이터 구동부(130)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 데이터 제어신호(103c) 및 영상 신호(103d)를 이용하여 상기 데이터 배선(DL)을 구동시킨다. 즉, 상기 데이터 구동부(130)는 상기 데이터 배선(DL)에 상기 영상 신호(103c)을 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 출력한다. 상기 게이트 구동부(140)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 게이트 제어신호(104c)를 이용하여 상기 게이트 배선(GL)을 구동시킨다. 즉, 상기 게이트 구동부(140)는 상기 게이트 배선(GL)에 게이트 신호를 출력한다.
상기 광원 장치(300)는 상기 표시 패널(100)에 광을 제공하고, 상기 광은 상기 표시 장치의 외부 환경의 조도에 따라서 광의 파장을 조절한다. 예를 들면, 상기 광원 장치(300)는 상기 외부 환경이 어두운 조도를 가지면 긴 파장의 광을 발생하고, 상기 외부 환경이 밝은 조도를 가지면 짧은 파장의 광을 발생한다. 또한, 상기 광원 장치(300)는 상기 외부 환경이 일반 조도를 가지면 상기 일반 조도에 대응하는 파장의 광을 발생한다. 상기 광원 장치(300)는 광원을 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 조절하여 상기 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 광원 장치(300)는 광원 모듈(200) 및 광원 모듈 구동부(270)를 포함한다.
상기 광원 모듈(200)은 복수의 광원들이 실장된 인쇄회로기판을 포함한다. 상기 광원 모듈(200)은 적색, 녹색 및 청색 광원들을 포함한다. 상기 광원 모듈(200)은 IㅧJ(I, J은 자연수 임)개의 발광 블록들(B)로 나누어진다. 각 발광 블록들(B)은 로컬 디밍 방식에 따라서 상기 표시 패널(100)에 표시된 영상에 따라 개 별적으로 구동할 수 있다. 상기 발광 블록(B)은 적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함하고, 상기 광원들은 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈 구동부(270)는 조도 센싱부(210), 전류 제어부(220), 로컬 디밍 제어부(230) 및 구동부(250)를 포함한다.
상기 조도 센싱부(210)는 상기 표시 장치의 외부에 장착되어 외부 환경의 조도를 센싱하고, 센싱된 조도 신호를 상기 로컬 디밍 제어부(230) 및 상기 구동부(250)에 제공한다.
상기 전류 제어부(220)는 상기 조도 센싱부(210)로부터 제공된 상기 조도 신호에 기초하여 상기 구동부(250)에 제공되는 구동 신호의 전류 레벨을 조절한다. 예를 들면, 상기 조도 신호가 저임계치 보다 작은 상기 어두운 조도인 경우 상기 전류 제어부(220)는 적색 광원을 구동하는 적색 구동 신호의 전류 레벨을 제1 전류 레벨로 증가시키고, 상기 조도 신호가 고임계치 보다 큰 밝은 조도인 경우 녹색 광원을 구동하는 녹색 구동 신호의 전류 레벨을 제2 전류 레벨로 증가시킨다. 또한, 상기 조도 신호가 상기 저임계치 및 고임계치 사이에 존재하는 일반 조도의 경우 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 전류 레벨들을 상기 조도 신호에 대응하는 제3 및 제4 전류 레벨로 각각 조절한다.
상기 로컬 디밍 제어부(230)는 상기 영상 신호를 상기 발광 블록들(B)에 대응하는 복수의 영상 블록들(D)로 나누고, 각 영상 블록의 계조에 대응하여 해당하는 발광 블록(B)의 휘도를 제어한다. 상기 로컬 디밍 제어부(230)는 상기 상기 조도 센싱부(210)로부터 제공된 상기 조도 신호에 기초하여 상기 적색, 녹색 및 청색 의 구동 신호들의 기준 듀티 비율을 조절한다. 상기 어두운 조도에서는 상기 기준 듀티 비율 중 상기 적색 구동 신호의 듀티비를 제1 듀티비로 감소시키고, 상기 밝은 조도에서는 상기 기준 듀티 비율 중 상기 녹색 구동 신호의 듀티비를 제2 듀티비로 감소시키며, 상기 일반 조도에서는 상기 기중 듀티 비율 중 적색 및 녹색 구동 신호의 듀티비들을 제3 및 제4 듀티비들로 조절한다. 즉 상기 로컬 디밍 제어부(230)는 상기 전류 레벨의 변화와 반대로 상기 듀티비를 변화시킨다. 따라서 상기 외부 환경의 조도에 따라 풀 화이트 광은 항상 일정한 광량을 유지할 수 있다.
상기 구동부(250)는 상기 전류 제어부(220) 및 상기 로컬 디밍 제어부(230)의 제어에 따라서 상기 적색, 녹색 및 청색의 구동 신호들을 생성한다. 상기 구동 신호들은 외부 환경의 조도에 대응하여 조절된 전류 레벨 및 듀티비를 갖는다.
도 3은 광원의 구동 전류에 따른 파장의 스펙트럼을 나타낸 그래프들이다.
도 3을 참조하면, 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들 각각의 스펙트럼 변화를 측정한 결과이다. 청색 발광 다이오드의 스펙트럼은 전류 변화에 따라 큰 변화가 없지만, 녹색 발광 다이오드의 스펙트럼은 전류가 20mA에서 80mA로 높아짐에 따라 스펙트럼이 전체적으로 왼쪽(단파장 측)으로 이동하였고, 적색 발광 다이오드의 스펙트럼은 전류가 20mA에서 80mA로 높아짐에 따라 스펙트럼이 전체적으로 오른쪽(장파장 측)으로 이동하였다.
한편, 도 1을 참조하면, 사람 눈의 감광 세포는 밝은 환경에서는 파장이 긴 부분에서 더욱 활성화되고, 어두운 환경에서는 파장이 짧은 부분에서 더욱 활성화 된다. 그러므로 사람 눈이 외부 환경에 무관하게 동일한 색감의 영상을 인지하기 위해서는 외부 환경이 어두운 경우에는 원래의 스펙트럼 보다 파장이 더 긴 영상이 필요하고, 외부 환경이 밝은 경우에는 원래 스펙트럼 보다 파장이 짧은 영상이 필요하다.
도 1 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 외부 환경이 어두운 경우에는 상기 적색 발광 다이오드의 전류 레벨을 높여주어 원래 스펙트럼 보다 파장을 높게 하여 사람이 느끼는 영상의 색좌표를 보상할 수 있다. 또한, 상기 외부 환경이 밝은 경우에는 상기 녹색 발광 다이오드의 전류 레벨을 높여주어 원래 스펙트럼 보다 파장을 짧게 하여 사람이 느끼는 영상의 색좌표를 보상할 수 있다. 한편, 상기 외부 환경이 일반 조도인 경우에는 상기 적색 및 녹색 발광 다이오드의 전류 레벨들을 변화시켜 사람 눈이 느끼는 영상의 색좌표를 보상할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 광원 장치에 대한 상세한 블록도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 광원 모듈 구동부(270)는 조도 센싱부(210), 전류 제어부(220), 로컬 디밍 제어부(230) 및 구동부(250)를 포함한다.
상기 조도 센싱부(210)는 외부 조도를 센싱하고, 센싱된 조도 신호를 상기 전류 제어부(220) 및 로컬 디밍 제어부(230)에 제공한다.
상기 전류 제어부(220)는 룩업테이블(Look Up Table : LUT)(221)을 포함하고, 수신된 상기 조도 신호에 기초하여 상기 구동부(250)에 제공되는 구동 신호의 전류 레벨을 조절한다. 상기 룩업테이블(221)은 상기 조도 신호에 대응되는 구동 신호의 전류 레벨이 저장된다.
예를 들면, 상기 전류 제어부(220)는 상기 조도 신호가 저임계치 보다 작은 경우(어두운 조도), 상기 적색 광원을 구동하는 적색 구동 신호의 전류 레벨을 제1 전류 레벨(IR')로 증가시킨다. 한편, 녹색 및 청색 광원을 구동하는 녹색 및 청색 구동 신호의 전류 레벨들은 초기 전류 레벨들(IGi, IBi)로 각각 설정한다.
상기 전류 제어부(220)는 상기 조도 신호가 고임계치 보다 큰 경우(밝은 조도), 상기 녹색 광원을 구동하는 상기 녹색 구동 신호의 전류 레벨을 제2 전류 레벨(IG')로 증가시킨다. 한편, 상기 적색 및 청색 구동 신호의 전류 레벨들은 초기 전류 레벨들(IRi, IBi)로 각각 설정한다.
상기 전류 제어부(220)는 상기 조도 신호가 저임계치와 고임계치 사이에 존재하는 경우(일반 조도), 상기 룩업테이블(221)을 이용하여 수신된 조도 신호에 대응하는 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 전류 레벨들을 제3 및 제4 전류 레벨들(IR", IG")로 각각 설정한다. 한편, 상기 청색 구동 신호의 전류 레벨은 초기 전류 레벨(IBi))로 설정한다. 상기 제3 전류 레벨(IR")은 초기 전류 레벨(IRi)과 상기 제1 전류 레벨(IR') 사이에 존재하고, 상기 제4 전류 레벨(IG")은 초기 전류 레벨(IGi)과 상기 제2 전류 레벨(IG') 사이에 존재한다.
상기 로컬 디밍 제어부(230)는 대표 결정부(231), 듀티비 결정부(233) 및 듀티 결정부(235)를 포함한다. 상기 대표 결정부(231)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 상기 영상 신호(210d)를 상기 발광 블록들(B)에 대응하는 복수의 영상 블록들(D)로 나눈다. 상기 대표 결정부(231)는 각 영상 블록(D)의 적색, 녹색 및 청색 데이터들을 이용하여 적색, 녹색 및 청색 대표 데이터를 결정한다. 상기 대표 계조는 상기 영상 블록의 데이터들 중 최대 계조의 데이터이거나, 평균 데이터 일 수 있다. 따라서, 상기 대표 결정부(231)는 상기 발광 블록들(B)에 대응하는 상기 영상 블록들의 적색, 녹색 및 청색 대표 데이터들을 결정한다.
상기 듀티비 결정부(233)는 룩업테이블(LUT)(223a)을 포함하고, 수신된 상기 조도 신호에 기초하여 상기 외부 환경의 조도에 따라 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 기준 듀티 비율을 결정한다. 예를 들면, 상기 기준 듀티 비율은 풀 화이트 광에 대한 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 듀티 비율이다.
예를 들면, 상기 듀티비 결정부(233)는 상기 어두운 조도인 경우 상기 적색 구동 신호가 제1 전류 레벨로 증가됨에 따라 상기 적색 구동 신호의 듀티비를 초기 듀티비(dRi) 보다 작은 제1 듀티비(dR')로 설정한다. 상기 녹색 및 청색 구동 신호의 듀티비는 초기 듀티비들(dGi, dBi)로 각각 설정한다. 즉, 상기 어두운 조도에서 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 기준 듀티 비율을 dR':dGi:dBi 이 된다.
상기 듀티비 결정부(233)는 상기 밝은 조도인 경우 상기 녹색 구동 신호가 제2 전류 레벨로 증가됨에 따라 상기 녹색 구동 신호의 듀티비를 초기 듀티비(dGi) 보다 작은 듀티비(dG')로 설정한다. 상기 적색 및 청색 구동 신호의 듀티비는 초기 듀티비들(dRi, dBi)로 각각 설정한다. 즉, 상기 어두운 조도에서 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 기준 듀티 비율을 dRi:dG':dBi 이 된다.
상기 듀티비 결정부(233)는 상기 일반 조도인 경우 상기 룩업테이블(233a)을 이용하여 수신된 조도 신호에 대응하는 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 듀티비들을 결정한다. 상기 일반 모드에서 상기 적색 및 녹색 구동 신호의 전류 레벨 들이 변화됨에 따라 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 듀티비들은 제3 및 제4 듀티비들(dR", dG")로 조절된다. 상기 일반 모드에서 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 기준 듀티 비율을 dR": dG":dBi 이 된다. 상기 제3 듀티비(dR")는 초기 듀티비(dRi)와 상기 제1 듀티비(dR') 사이에 존재하고, 상기 제4 듀티비(dG")는 초기 듀티비(dGi)와 상기 제2 듀티비(dG')사이에 존재한다.
상기 듀티 결정부(235)는 상기 외부 환경의 조도에 따라 결정된 상기 기준 듀티 비율을 기초하여 상기 발광 블록(B)에 대응하는 상기 적색, 녹색 및 청색 대표 데이터들을 이용해 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 듀티들을 결정한다. 따라서, 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들은 상기 구동 모드에 대응하는 듀티를 갖는다.
상기 구동부(250)는 적색(R) 구동회로(251), 녹색(G) 구동회로(253) 및 청색(B) 구동회로(255)를 포함한다. 상기 적색, 녹색 및 청색 구동회로들(251, 253, 255) 각각은 상기 전류 제어부(220)로부터 제공된 구동 전류 및 상기 듀티 결정부(235)로부터 제공된 듀티 데이터를 이용하여 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들을 생성한다. 상기 적색 구동회로(251)는 상기 발광 블록(B)에 포함된 적색 광원(R_LED)에 상기 적색 구동 신호(PWM_R)를 출력하고, 상기 녹색 구동회로(253)는 상기 발광 블록(B)에 포함된 녹색 광원(G_LED)에 상기 녹색 구동 신호(PWM_G)를 출력하고, 상기 청색 구동회로(255)는 상기 발광 블록(B)에 포함된 청색 광원(B_LED)에 상기 청색 구동 신호(PWM_B)를 출력한다.
결과적으로, 상기 풀 화이트에 대응하는 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호 들의 기준 듀티 비율은 상기 외부 환경의 조도에 따라서 변화된 상기 구동 전류의 피크 전류 레벨에 대응하여 변한다. 따라서 변한 전류 레벨에 대응하여 듀티비를 조절하여 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들의 풀 화이트 광량은 항상 일정함과 동시에 사람 눈이 인지하는 영상의 색감을 상기 외부 환경의 조도에 따라서 보상함으로써 사람 눈은 외부 환경의 변화와 무관하게 동일한 색감을 느낄 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 광원 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 조도 센싱부(210)는 외부 환경의 조도를 센싱하여 조도 신호를 생성한다(단계 S110).
상기 조도 신호를 설정된 저임계치와 비교하고(단계 S130), 상기 조도 신호가 상기 저임계치 보다 작으면 상기 광원 모듈(200)로부터 발생되는 광의 파장을 길게 조절한다(단계 S140). 구체적으로, 상기 전류 제어부(220)는 상기 적색 구동 신호의 전류 레벨을 상기 제1 전류 레벨로 증가시킨다(단계 S141). 상기 듀티비 결정부(233)는 상기 제1 전류 레벨로 증가된 상기 적색 구동 신호의 듀티비를 상기 제1 듀티비로 감소시킨다(단계 S143). 상기 적색 구동 신호의 피크 전류 레벨이 증가됨에 따라서 상기 광의 파장은 길어져 어두운 환경에서 사람 눈이 인지되는 색감을 보상할 수 있다. 또한, 상기 적색 구동 신호의 듀티비를 감소시킴으로써 상기 전류 레벨의 증가에 따른 광량이 증가되는 것을 방지하여 일정한 광량을 가질 수 있다.
상기 단계 (S130)에서 상기 조도 신호가 상기 저임계치 보다 큰 경우, 상기 조도 신호를 설정된 고임계치와 비교한다(단계 S150). 비교 결과, 상기 조도 신호 가 상기 고임계치 보다 크면 상기 광원 모듈(200)로부터 발생되는 광의 파장을 짧게 조절한다(단계 S160). 구체적으로, 상기 전류 제어부(220)는 상기 녹색 구동 신호의 전류 레벨을 상기 제2 전류 레벨로 증가시킨다(단계 S161). 상기 듀티비 결정부(233)는 상기 제2 전류 레벨로 증가된 상기 녹색 구동 신호의 듀티비를 상기 제2 듀티비로 감소시킨다(단계 S163). 상기 녹색 구동 신호의 피크 전류 레벨이 증가됨에 따라서 상기 광의 파장은 짧아져 밝은 환경에서 사람 눈이 인지되는 색감을 보상할 수 있다. 또한, 상기 녹색 구동 신호의 듀티비를 감소시킴으로써 상기 전류 레벨의 증가에 따른 광량이 증가되는 것을 방지하여 일정한 광량을 가질 수 있다.
상기 단계 (S150)에서 상기 조도 신호가 상기 고임계치 보다 작은 경우, 즉 상기 조도 신호가 상기 저임계치와 고임계치 사이에 존재하는 경우, 상기 광원 모듈(200)로부터 발생된 광의 파장을 상기 외부 환경의 조도에 따라 조절한다(단계 S170). 구체적으로 상기 전류 제어부(220)는 상기 룩업테이블(221)을 이용하여 수신된 조도 신호에 대응하는 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 전류 레벨들을 제3 및 제4 전류 레벨들로 각각 설정한다(단계 S171). 상기 듀티비 결정부(233)는 상기 룩업테이블(233a)을 이용하여 수신된 조도 신호에 대응하는 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 듀티비들을 제3 및 제4 듀티비들로 각각 결정한다(단계 S173).
상기 외부 환경의 조도에 따라 상기 광의 파장을 변화시켜 사람 눈이 인지되는 색감을 보상할 수 있다. 또한, 변화된 전류 레벨에 대응하여 듀티비를 변화시킴으로써 일정한 광량을 가질 수 있다.
도 6은 외부 환경의 조도가 어두운 경우에 대한 구동 신호들의 파형도들이다.
도 6을 참조하면, 상기 외부 환경의 조도가 어두운 경우에는 적색 구동 신호의 피크 전류 레벨은 기준 전류 레벨, 약 50 mA에서 약 100mA 로 증가된다. 상기 녹색 및 청색 구동 신호들의 피크 전류 레벨은 상기 기준 전류 레벨, 약 50 mA 로 유지된다.
한편, 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들은 피크 전류 레벨이 상기 기준 전류 레벨로 설정된 경우 풀 화이트 광에 대응하는 기준 듀티 비율을 갖는다. 예를 들면, 초기의 적색, 녹색 및 청색에 대한 기준 듀티 비율은 dRi : dGi : dBi 이다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따라 어두운 환경에서 색감을 보정하기 위해 상기 적색 구동 신호의 피크 전류 레벨을 증가시킨 경우에 상기 적색 구동 신호는 제1 듀티비(dR')로 감소된다. 상기 제1 듀티비(dR')는 상기 적색 구동 신호의 전류 레벨 증가분에 대응하여 상기 적색 구동 신호의 초기 듀티비(dRi)로부터 감소된다. 따라서 상기 어두운 환경에서 풀 화이트 광에 대응하는 기준 듀티 비율은 dR' : dGi : dBi 이 된다.
도 7은 외부 환경의 조도가 밝은 경우에 대한 구동 신호들의 파형도들이다.
도 7을 참조하면, 상기 외부 환경의 조도가 밝은 경우에는 녹색 구동 신호의 피크 전류 레벨은 기준 전류 레벨, 약 50 mA에서 약 100mA 로 증가된다. 상기 적색 및 청색 구동 신호들의 피크 전류 레벨은 기준 전류 레벨, 약 50 mA 로 유지된 다.
한편, 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들은 피크 전류 레벨이 상기 기준 전류 레벨로 설정된 경우 풀 화이트 광에 대응하는 기준 듀티 비율을 갖는다. 예를 들면, 초기의 적색, 녹색 및 청색에 대한 기준 듀티 비율은 dRi : dGi : dBi 이다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따라 밝은 환경에서 색감을 보정하기 위해 상기 녹색 구동 신호의 피크 전류 레벨을 증가시킨 경우에 상기 녹색 구동 신호는 제2 듀티비(dG')로 감소된다. 상기 제2 듀티비(dG')는 상기 녹색 구동 신호의 전류 레벨 증가분에 대응하여 상기 녹색 구동 신호의 초기 듀티비(dGi)로부터 감소된다. 따라서 상기 어두운 환경에서 풀 화이트 광에 대응하는 기준 듀티 비율은 dRi : dG' : dBi 이 된다.
도 8은 비교예에 따른 광의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다. 도 9는 실시예에 따른 광의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 비교예의 파장 스펙트럼은 구동 신호의 피크 전류 레벨을 고정시키고 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로부터 발생된 적색, 녹색 및 청색 광의 파장을 측정한 경우이다.
상기 비교예의 파장 스펙트럼과 사람 눈의 휘도 효율을 나타낸 도 1을 참조하면, 사람 눈은 어두운 환경에서 파장이 짧은 광을 많이 인식하는 특성에 따라서 상기 비교예의 광에 의해 표시된 영상을 블루쉬(Bluish)한 영상으로 인식하였다. 또한, 사람 눈은 밝은 환경에서 파장이 긴 광을 많이 인식함에 따라서 사람 눈은 상기 비교예의 광에 의해 표시된 영상을 레드쉬(Reddish)한 영상으로 인식하였다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 실시예의 파장 스펙트럼은 구동 신호의 피크 전류 레벨을 조절하여 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로부터 발생된 적색, 녹색 및 청색 광의 파장을 측정한 경우이다. 외부 환경의 조도에 따라서 어두울 때는 광의 파장이 긴 파장 측으로 이동되었고, 밝을 때는 광의 파장이 짧은 파장 측으로 이동되었다.
상기 실시예의 파장 스펙트럼과 사람 눈의 휘도 효율을 나타낸 도 1을 참조하면, 상기 실시예의 광에 의해 표시된 영상은 어두운 환경에서 레드쉬(Reddish)한 영상을 표시하였다. 그러나, 사람 눈은 어두운 환경에서 파장이 짧은 광을 더 많이 인식하는 특성에 가짐에 따라서 사람 눈이 느끼는 영상의 색감은 원래의 색감을 인식할 수 있었다. 또한 상기 실시예의 광에 의해 표시된 영상은 밝은 환경에서 블루쉬(Bluish)한 영상을 표시하였다. 그러나, 사람 눈은 밝은 환경에서 파장이 긴 광을 더 많이 인식하는 특성에 가짐에 따라서 사람 눈이 느끼는 영상의 색감은 원래의 색감을 인식할 수 있었다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 외부 환경의 조도에 따라서 광의 파장을 조절함으로써 사람이 외부 환경의 조도에 따라 느끼는 영상의 색감을 보상할 수 있다. 따라서 표시 장치에 표시되는 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나 지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 사람 눈의 감광 세포에 대한 휘도 효율을 나타낸 그래프들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 광원의 구동 전류에 따른 파장의 스펙트럼을 나타낸 그래프들이다.
도 4는 도 2에 도시된 광원 장치에 대한 상세한 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 광원 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 외부 환경의 조도가 어두운 경우에 대한 구동 신호들의 파형도들이다.
도 7은 외부 환경의 조도가 밝은 경우에 대한 구동 신호들의 파형도들이다.
도 8은 비교예에 따른 광의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 광의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 패널 110 : 타이밍 제어부
130 : 데이터 구동부 140 : 게이트 구동부
150 : 패널 구동부 200 : 광원 모듈
210 : 조도 센싱부 220 : 전류 제어부
230 : 로컬 디밍 제어부 250 : 구동부
270 : 광원 모듈 구동부 300 : 광원 장치

Claims (20)

  1. 적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함하는 광원 모듈을 구동하는 광원 구동 방법에서,
    외부 환경의 조도를 센싱하는 단계; 및
    상기 외부 환경의 조도에 따라서 상기 광원 모듈로부터 발생된 광의 파장을 조절하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원 모듈은 복수의 발광 블록들을 포함하며,
    상기 외부 환경의 조도에 따라 조절된 파장의 광을 이용하여 상기 발광 블록들에 대응하는 영상 블록들의 계조에 따라서 상기 발광 블록들의 휘도를 개별적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 광원 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광의 파장을 조절하는 단계는
    상기 외부 환경의 조도가 저임계치 보다 작으면 상기 광의 파장을 길게 조절하는 단계; 및
    상기 외부 환경의 조도가 고임계치 보다 크면 상기 광의 파장을 짧게 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광의 파장을 길게 조절하는 단계는
    상기 적색 광원을 구동하는 적색 구동 신호의 전류 레벨을 증가시키는 단계; 및
    상기 적색 구동 신호의 듀티비를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광의 파장을 짧게 조절하는 단계는
    상기 녹색 광원을 구동하는 녹색 구동 신호의 전류 레벨을 증가시키는 단계; 및
    상기 녹색 구동 신호의 듀티비를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 광의 파장을 조절하는 단계는
    상기 외부 환경의 조도가 상기 저임계치와 고임계치 사이에 존재하는 경우 상기 외부 환경의 조도에 대응하여 상기 광의 파장을 조절하는 단계를 더 포함하는 광원 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 외부 환경의 조도에 대응하여 상기 광의 파장을 조절하는 단계는
    상기 외부 환경의 조도에 대응하여 상기 적색 및 녹색 광원을 구동하는 구동 신호들의 전류 레벨들을 변화시키는 단계; 및
    상기 적색 및 녹색 광원을 구동하는 구동 신호들의 듀티비들을 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
  8. 적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함하는 광원 모듈; 및
    외부 환경의 조도에 따라서 상기 광원 모듈로부터 발생하는 광의 파장을 조절하는 광원 모듈 구동부를 포함하는 광원 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광원 모듈 구동부는 상기 조도 신호가 저임계치 보다 작으면 상기 광의 파장을 길게 조절하고, 상기 조도 신호가 고임계치 보다 크면 상기 광의 파장을 짧게 조절하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 광원 모듈 구동부는 상기 조도 신호가 상기 저임계치와 고임계치 사이에 존재하면, 상기 조도 신호에 대응하여 상기 광의 파장을 조절하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 광원 모듈 구동부는
    상기 외부 환경의 조도를 센싱하여 상기 조도 신호를 생성하는 조도 센싱부;
    상기 조도 신호에 기초하여 광원을 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 조절하는 전류 제어부;
    상기 조도 신호에 기초하여 상기 구동 신호의 듀티비를 조절하는 로컬 디밍 제어부; 및
    상기 외부 환경의 조도에 따라 조절된 상기 전류 레벨 및 듀티비를 이용해 상기 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 상기 광원에 제공하는 구동부를 포함하는 광원 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광원 모듈은 복수의 발광 블록들을 포함하며,
    상기 로컬 디밍 제어부는,
    영상 신호를 상기 발광 블록들에 대응하는 복수의 영상 블록들로 나누고, 각 영상 블록의 적색, 녹색 및 청색 데이터들을 이용하여 적색, 녹색 및 청색 대표 데이터를 결정하는 대표 결정부;
    상기 조도 신호를 이용해 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 기준 듀티 비율을 결정하는 듀티비 결정부; 및
    상기 외부 환경의 조도에 따라 결정된 상기 기준 듀티 비율을 기초하여 상기 발광 블록에 대응하는 상기 적색, 녹색 및 청색 대표 데이터들을 이용하여 상기 적색, 녹색 및 청색 구동 신호들의 듀티들을 결정하는 듀티 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전류 제어부는 상기 조도 신호가 저임계치 보다 작으면 상기 적색 광원을 구동하는 적색 구동 신호의 전류 레벨을 증가시키고,
    상기 듀티비 결정부는 상기 기준 듀티 비율 중 상기 적색 구동 신호의 듀티 비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전류 제어부는 상기 조도 신호가 고임계치 보다 크면 상기 녹색 광원을 구동하는 녹색 구동 신호의 전류 레벨을 증가시키고,
    상기 듀티비 결정부는 상기 기준 듀티 비율 중 상기 녹색 구동 신호의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전류 제어부는 상기 조도 신호가 상기 저임계치와 고임계치 사이에 존재하면 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 전류 레벨들을 변화시키고,
    상기 듀티비 결정부는 상기 기준 듀티 비율 중 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 듀티비들을 변화시키는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전류 제어부는 상기 조도 신호에 대응하여 상기 적색 및 녹색 구동 신호들의 전류 레벨들이 저장된 룩업테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  17. 영상을 표시하는 표시 패널;
    적색, 녹색 및 청색의 광원들을 포함하며, 상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원 모듈; 및
    외부 환경의 조도에 따라서 상기 광원 모듈로부터 발생하는 광의 파장을 조절하는 광원 모듈 구동부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광원 모듈 구동부는 상기 조도 신호가 저임계치 보다 작으면 적색 광원을 구동하는 적색 구동 신호의 전류 레벨을 증가시켜 상기 광의 파장을 길게 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 광원 모듈 구동부는 상기 조도 신호가 고임계치 보다 크면 녹색 광원을 구동하는 녹색 구동 신호의 전류 레벨을 증가시켜 상기 광의 파장을 짧게 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광원 모듈 구동부는 상기 조도 신호가 상기 외부 환경의 조도가 상기 저임계치와 고임계치 사이에 존재하면, 상기 적색 및 녹색 구동 신호의 전류 레벨을 조절하여 상기 광의 파장을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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