KR20110103077A - 디스플레이장치와 백라이트유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는, 제1기판; 제1기판상에 실장되는 LED 광원들; LED 광원들로부터 방출된 광이 입사되는 측면 및 측면으로 입사된 광의 방향과 다른 방향으로 빛이 방출하는 배면을 포함하는 도광판을 포함하는 백라이트유닛; 및 백라이트유닛 상에 배치되고 비디오 영상이 표시되는 패널을 포함하고, 제1기판상의 LED 광원들 중 적어도 서로 인접된 제1 및 제2 LED 광원은 비디오 영상에 따라 제1기판상의 나머지 LED 광원들과는 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치를 제공한다.

Description

디스플레이장치와 백라이트유닛{Display Device and Back Light Unit}
본 발명의 실시예는 디스플레이장치와 백라이트유닛에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 디스플레이장치의 시장이 커지고 있다. 이에 부응하여 여러 가지의 평면형 디스플레이장치가 실용화되고 있다.
평면형 디스플레이장치에는 백라이트유닛으로부터 제공되는 광을 이용하는 수광형 디스플레이장치가 있다. 백라이트유닛은 패널에 광을 제공하도록 에지형(edge type) 백라이트유닛, 듀얼형(dual type) 백라이트유닛 및 직하형(direct type) 백라이트유닛 등으로 구현된다.
이와 같이, 백라이트유닛을 이용한 디스플레이장치는 패널에 표시되는 영상 및 백라이트유닛의 구조에 따라 명암비와 동영상 끌림 현상을 개선하고 소비전력을 저감하기 위한 방안들이 마련되어야 할 필요성이 있다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 패널에 표시되는 영상과 백라이트유닛의 구조에 대응하여 패널의 명암비와 동영상 끌림 현상 등을 개선하여 표시품질을 향상시킴과 아울러 소비전력을 저감할 수 있는 디스플레이장치와 백라이트유닛을 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 제1기판; 제1기판상에 실장되는 LED 광원들; LED 광원들로부터 방출된 광이 입사되는 측면 및 측면으로 입사된 광의 방향과 다른 방향으로 빛이 방출하는 배면을 포함하는 도광판을 포함하는 백라이트유닛; 및 백라이트유닛 상에 배치되고 비디오 영상이 표시되는 패널을 포함하고, 제1기판상의 LED 광원들 중 적어도 서로 인접된 제1 및 제2 LED 광원은 비디오 영상에 따라 제1기판상의 나머지 LED 광원들과는 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치를 제공한다.
제1기판상의 제1 및 제2 LED 광원에 인가되는 입력신호는 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다를 수 있다.
제1기판상의 제1 및 제2 LED 광원의 평균 밝기는 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다를 수 있다.
백라이트유닛은 제1기판과 다른 제2기판을 더 포함하며, 제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원은 비디오 영상에 따라 제1 및 제2 LED 광원과는 다르게 제어될 수 있다.
제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원에 인가되는 입력신호는 제1 및 제2 LED 광원과는 다를 수 있다.
제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원의 평균 밝기는 제1 및 제2 LED 광원과는 다를 수 있다.
백라이트유닛은, 도광판의 측부에 LED 광원들이 배치된 엣지형일 수 있다.
백라이트유닛은, 적어도 제1도광판 및 제1도광판에 인접된 제2도광판을 포함할 수 있다.
제1도광판과 제2도광판은 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
백라이트유닛은, 비디오 영상이 16:9의 화면 비율에서 4:3의 화면 비율로 전환되면 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역을 제외한 다른 영역에 위치하는 LED 광원들을 비발광시킬 수 있다.
백라이트유닛은, 비디오 영상이 고화질의 영상과 저화질의 영상으로 패널상에 좌측과 우측으로 구분되어 표시되면 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들의 밝기 대비 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들의 밝기를 낮출 수 있다.
백라이트유닛은, 비디오 영상이 패널상에서 움직이면 움직이는 영상이 차지하는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들만 발광시킬 수 있다.
백라이트유닛은, 비디오 영상이 패널상에서 미표시되는 영역을 두고 적어도 두 개 이상으로 분할되어 표시되면 비디오 영상에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들을 발광시키고 미표시되는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들을 비발광시킬 수 있다.
한편 다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 제1기판; 제1기판상에 실장되는 LED 광원들; 및 LED 광원들로부터 방출된 광이 입사되는 측면 및 측면으로 입사된 광의 방향과 다른 방향으로 빛을 방출하는 배면을 포함하는 도광판을 포함하고, 제1기판상의 LED 광원들 중 적어도 서로 인접된 제1 및 제2 LED 광원은 비디오 영상에 따라 제1기판상의 나머지 LED 광원들과는 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛을 제공한다.
제1기판상의 제1 및 제2 LED 광원에 인가되는 입력신호는 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다를 수 있다.
제1기판상의 제1 및 제2 LED 광원의 평균 밝기는 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다를 수 있다.
제1기판과 다른 제2기판을 더 포함하며, 제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원은 비디오 영상에 따라 제1 및 제2 LED 광원과는 다르게 제어될 수 있다.
제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원의 평균 밝기는 제1 및 제2 LED 광원과는 다를 수 있다.
도광판은 LED 광원들의 영역에 대응되어 내부에 위치하는 패턴을 포함할 수 있다.
패턴은, 하부의 폭이 좁고 상부의 폭이 넓은 형태, 하부의 폭이 넓고 상부의 폭이 좁은 형태 및 하부와 상부의 폭이 동일한 형태 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예는, 패널에 표시되는 영상과 백라이트유닛의 구조에 대응하여 패널의 명암비와 동영상 끌림 현상 등을 개선하여 표시품질을 향상시킴과 아울러 소비전력을 저감할 수 있는 디스플레이장치와 백라이트유닛을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 개략적인 블록도.
도 2는 표시모듈부와 백라이트구동부를 설명하기 위한 개략적인 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛을 구동하는 장치들을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 디밍제어부와 광원제어부의 구성 예시도.
도 5는 광원구동부와 광원의 구성 예시도.
도 6은 엣지형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 10은 엣지형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도.
도 11은 도광판의 다른 예시도.
도 12는 엣지형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도.
도 13은 듀얼형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면.
도 14 내지 도 17은 듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도.
도 18 내지 도 20은 듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 다른 예시도.
도 21은 도광판의 다른 예시도.
도 22는 듀얼형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도.
도 23은 쿼드형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면.
도 24 및 도 25는 쿼드형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도.
도 26은 쿼드형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도.
도 27은 직하형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면.
도 28 내지 도 31은 직하형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도.
도 32는 직하형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 개략적인 블록도 이고, 도 2는 표시모듈부와 백라이트구동부를 설명하기 위한 개략적인 블록도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치는 시스템보드부(100), 전원공급부(170) 및 표시모듈부(150)를 포함한다. 시스템보드부(100), 전원생성부(170) 및 표시모듈부(150)에 포함된 장치들을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
시스템보드부(100)는 튜너부(1), 역다중화부(2), 음성 디코더부(3), 음성출력부(4), 영상 디코더부(5), 사용자 입력부(6), 메모리부(7), 메인제어부(8), OSD처리부(9), 신호전송부(10) 및 디밍제어부(11)를 포함한다. 튜너부(1)는 안테나, 케이블, 또는 위성 등으로부터 수신되는 방송신호 중에서 메인제어부(8)에 의해 선택된 주파수 대역을 갖는 방송신호를 선택하여 출력한다. 역다중화부(2)는 튜너부(1)로부터 제공되는 방송신호를 역다중화하여 영상신호와 음성 신호로 분리한다. 음성 디코더부(3)는 역다중화부(2)로부터 공급된 압축 코딩된 음성 신호를 디코딩하여 원래의 음성 신호로 복원한다. 음성 출력부(4)는 음성 디코더부(3)로부터 공급된 음성 신호를 스피커 등으로 출력한다. 영상 디코더부(4)는 역다중화부(2)로부터 공급된 압축 코딩된 영상신호를 디코딩하여 원래의 영상신호로 복원 및 스케일링한다. 사용자 입력부(6)는 방송 채널 등록이나 방송 채널 변경 등을 사용자의 조작을 통해 입력받고 사용자의 조작에 대응되는 입력신호를 생성한다. 사용자 입력부(6)는 리모트 컨트롤러(remote controller), 디스플레이장치의 외부에 형성된 입력 버튼이나 터치 스크린 등으로 이루어질 수 있다. 사용자 입력부(6)가 리모트 컨트롤러일 경우, 이는 리모트 컨트롤러로부터 무선으로 수신된 신호에 대응하는 메뉴 선택 신호를 생성하여 메인제어부(8)로 공급할 수 있다. 메인제어부(8)는 사용자 입력부(6)를 통해 입력된 입력신호에 따라 내부 또는 외부에 형성된 메모리부(7)에 저장된 데이터나 정보를 이용하여 메인제어부(8)와 연결된 장치들의 의 동작을 제어함은 물론 방송신호의 수신이나 영상 처리 등을 수행한다. 메인제어부(8)는 내부 또는 외부에 형성된 메모리부(7)를 이용하여 표시모듈부(150)에 표시되는 방송채널이나 영상 등을 저장 및 편집할 수 있도록 데이터 프로세싱할 수 있다. OSD처리부(9)는 사용자에 의해 선택 가능한 메뉴나 샘플 영상, 기호, 문자, 숫자 등을 OSD영상으로 출력하기 위한 OSD신호를 출력한다. 신호전송부(10)는 인터페이스를 통해 영상신호 등을 표시부(15)에 전송한다. 디밍제어부(11)는 메인제어부(8)와 연동하여 디밍제어신호를 생성하고 이를 이용하여 백라이트구동부(16)를 제어한다. 여기서, 튜너부(1), 역다중화부(2), 음성 디코더부(3), 음성출력부(4), 영상 디코더부(5), 사용자 입력부(6), 메모리부(7), 메인제어부(8), OSD처리부(9), 신호전송부(10) 및 디밍제어부(11) 중 적어도 하나는 원칩으로 통합 구성될 수 있으나 설명의 편의를 위해 구분하여 도시한다.
표시모듈부(150)는 인터페이스를 통해 공급된 영상신호 및 디밍제어신호 등을 기반으로 구동을 하게 된다. 표시모듈부(150)는 영상신호를 기반으로 영상을 표시하는 표시부(15)와 디밍제어신호를 기반으로 표시부(15)에 광을 제공하는 백라이트유닛을 제어하는 백라이트구동부(16)를 포함한다. 표시부(15)는 영상을 표시하는 액정패널(liquid crystal display panel)과 액정패널에 광을 제공하는 백라이트유닛을 포함한다.
전원생성부(170)는 외부로부터 공급된 전원을 변환하여 시스템보드부(100) 및 표시모듈부(150)에 공급하는 전원공급부(17)를 포함한다. 전원공급부(17)는 외부로부터 공급된 교류전원을 다수의 직류전원으로 변환한다. 시스템보드부(100)와 표시모듈부(150)에 각각 포함된 장치들은 전원생성부(170)로부터 공급된 전원을 기반으로 구동을 하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표시모듈부(150)는 표시부(15)와 백라이트구동부(16)를 포함한다. 표시부(15)는 타이밍제어부(121), 데이터구동부(123), 게이트구동부(125), 액정패널(126) 및 백라이트유닛(130)을 포함한다.
타이밍제어부(121)는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 또는 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스를 통해 시스템보드부(100)로부터 영상신호(RGB), 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 시스템신호를 공급받는다. 타이밍제어부(121)는 데이터구동부(123)에 영상신호(RGB)를 공급함은 물론 타이밍신호(Vsync, Hsync, DE, CLK)를 이용하여 데이터구동부(123)를 제어하기 위한 데이터 타이밍신호 예컨대, 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 생성한다. 타이밍제어부(121)는 게이트구동부(125)를 제어하기 위한 게이트 타이밍신호 예컨대, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 생성한다. 데이터구동부(123)는 타이밍제어부(121)로부터 공급된 데이터 타이밍신호(SSC, SOE, POL)를 기반으로 영상신호(RGB)를 샘플링하고 래치하여 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환한다. 데이터구동부(123)는 병렬 데이터 전송 체계로 변환된 영상신호(RGB)를 정극성/부극성 감마기준전압들을 이용하여 액정셀들에 충전될 정극성/부극성 데이터전압으로 변환하고 이를 데이터배선들(D1~Dm)에 공급한다. 게이트구동부(125)는 타이밍제어부(121)로부터 공급된 게이트 타이밍신호(GSP, GSC, GOE)에 응답하여 게이트 구동전압을 순차적으로 쉬프트하고 이를 게이트배선들(G1~Gn)에 순차적으로 공급한다.
액정패널(126)은 액정층을 사이에 두고 합착된 트랜지스터기판과 컬러필터기판을 포함한다. 액정패널(126)은 영상을 표시하도록 매트릭스형태로 배치된 화소 어레이를 포함한다. 화소 어레이는 데이터배선들(D1~Dm)과 게이트배선들(G1~Gn)의 교차부마다 형성되며 이들은 각각 박막 트랜지스터(TFT), 스토리지 커패시터(Cst), 화소전극(1), 공통전극(2) 및 액정셀(Clc)을 포함한다. 액정패널(126)을 구성하는 트랜지스터기판과 컬러필터기판의 내부에는 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성되고, 외부에는 편광판이 부착된다. 액정패널(126)의 액정모드는 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching), ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드뿐만 아니라 어떠한 모드로도 구현될 수 있다.
백라이트유닛(130)은 액정패널(126)에 광을 제공하도록 배치되며 다수의 광원그룹으로 분할된 광원들을 포함한다. 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들은 백라이트구동부(16)에 의해 제어된다.
백라이트구동부(16)는 광원제어부(141) 및 광원구동부들(145)을 포함한다. 광원제어부(141)는 메인제어부(8)로부터 공급된 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어부(11)로부터 공급된 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 광원구동부들(145)을 제어하여 백라이트유닛(130)이 글로벌 디밍 또는 로컬 디밍 모드로 동작하도록 제어한다. 광원구동부들(145)은 광원제어부(141)로부터 공급된 광원구동신호(SCD)를 기반으로 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들을 구동한다.
이하, 백라이트유닛을 구동하는 장치들에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛을 구동하는 장치들을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 디밍제어부와 광원제어부의 구성 예시도 이며, 도 5는 광원구동부와 광원의 구성 예시도 이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 메인제어부(8)는 영상신호를 기반으로 디밍신호들(DOS, DIM)을 생성하고 이를 광원제어부(141)에 공급한다. 또한, 메인제어부(8)는 수직 동기신호(Vsync) 등을 포함하는 디밍구동신호(SCL)를 생성하고 이를 디밍제어부(11)에 공급한다. 제1디밍신호(DOS)는 광원제어부(141)의 구동 여부를 제어하는 활성화신호(DOS)로서 제1 내지 제N광원제어부들(141a~141n) 중 구동할 장치를 선택하여 활성화시키는 역할을 한다. 반면, 제2디밍신호(DIM)는 광원제어부(141)로부터 출력되는 광원구동신호(SCD)를 제어하는 디밍신호(DIM)로서 제1 내지 제N광원제어부들(141a~141n) 중 활성화된 장치의 디밍 듀티를 결정하는 역할을 한다. 여기서, 제2디밍신호(DIM)는 PWM(Pulse Width Modulation) 형태의 신호 생성되는데 PWM신호의 듀티에 따라 제1 내지 제N광원제어부들(141a~141n)이 구동하는 제1 내지 제N광원구동부들(145a~145n)의 디밍 듀티는 각각 달라진다. 그러므로, 제1 내지 제N광원제어부들(141a~141n)의 구동을 활성화시키거나 비활성화시키기 위한 동작은 제1디밍신호(DOS)의 파형에 따라 결정되고, 제1 내지 제N광원구동부들(145a~145n)의 디밍 듀티는 제2디밍신호(DIM)의 듀티에 따라 결정된다.
디밍제어부(11)는 메인제어부(8)로부터 공급된 디밍구동신호(SCL)를 기반으로 백라이트유닛(130)을 로컬 디밍 모드로 제어하기 위한 수직 동기신호(Vsync), 디밍데이터(S-in) 및 데이터클록(S-CLK)을 포함하는 디밍제어신호(SCM)를 생성하고 이를 광원제어부(141)에 공급한다.
광원제어부(141)는 메인제어부(8)로부터 공급된 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어부(11)로부터 공급된 디밍제어신호(SCM)에 따라 광원구동부들(145)을 제어한다. 광원제어부(141)는 제1 내지 제N광원구동부들(145a~145n)로 구분될 수 있으며 이들은 디밍제어부(11)에 의해 개별 제어되도록 근거리 통신 예컨대 SPI(Serial Peripheral interface)(M_SPIO, S_SPIO~M_SPIn, S_SPIn)을 통해 데이터 등을 송수신하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 근거리 통신(M_SPIO, S_SPIO~M_SPIn, S_SPIn)을 이용하는 이유는 디밍제어부(11)가 다수로 구성된 제1 내지 제N광원구동부들(145a~145n)을 각각 개별 제어할 수 있도록 주소를 지정하기 위함이다. 제1 내지 제N광원구동부들(145a~145n)은 각각 다른 주소로 지정되어 있어 디밍제어부(11)로부터 공급된 디밍제어신호(SCM)에 의해 선택된 장치만 구동하게 된다. 이와 같이 구성된 광원제어부(141)는 백라이트유닛(130)이 글로벌 디밍 또는 로컬 디밍 모드로 동작하도록 광원구동부들(145)을 제어한다. 예컨대, 광원제어부(141)는 글로벌 디밍 모드로 광원구동부들(145)을 제어하기 위해 디밍신호들(DOS, DIM)만 요구할 수 있다. 이 경우, 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)에 포함된 수직 동기신호(Vsync)를 참조하여 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들이 모두 발광하도록 광원구동부들(145)을 구동시키게 된다. 이때, 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들의 밝기는 디밍신호들(DOS, DIM)에 포함된 제2디밍신호(DIM)의 듀티에 따라 달라질 수 있다. 이와 달리, 광원제어부(141)는 로컬 디밍 모드로 광원구동부들(145)을 제어하기 위해 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 요구할 수 있다. 이 경우, 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)에 포함된 수직 동기신호(Vsync)를 참조하여 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들의 일부가 개별적으로 발광하도록 광원구동부들(145)을 구동시키게 된다. 이때, 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들의 밝기는 디밍신호들(DOS, DIM)에 포함된 제2디밍신호(DIM)의 듀티와 디밍제어신호(SCM)에 포함된 디밍데이터(S-in)의 연산 결과값에 따라 달라질 수 있다.
광원구동부들(145)은 광원제어부(141)로부터 공급된 광원구동신호(SCD)에 따라 게이트신호들(GC1~GCn)을 생성하여 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들(128a~128x)을 글로벌 디밍 모드 또는 로컬 디밍 모드로 발광시킨다. 하나의 광원구동부(145a)는 N개(N은 1 이상) 예컨대 3개의 광원들(128a~128c)을 구동하도록 구성될 수 있다. 그러나 광원구동부는 이에 한정되지 않고 적어도 하나 이상의 광원를 구동하도록 구성될 수 있다.
광원들(128a~128x)은 전원부(147)로부터 공급된 출력전압(Vo)과 광원구동부들(145)로부터 공급된 게이트신호들(GC1~GCn)에 따라 발광을 한다. 전원부(147)는 전원공급부(17)로부터 출력된 전원 중 하나를 입력전압(Vin)으로 제공받을 수 있으며, 이는 전원생성부(170)에 포함될 수도 있다. 광원들(128a~128x)은 N개(N은 1 이상) 예컨대 3개의 광원들(128a~128c)이 하나의 광원그룹(Gr1)으로 구성될 수 있다. 그러나 광원들은 이에 한정되지 않고 적어도 하나의 광원가 하나의 광원그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 광원(128a)는 제1 내지 제N발광부(D1~Dn)를 포함한다. 제1 내지 제N발광부(D1~Dn)는 적어도 두 개의 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 일례로, 제1 내지 제N발광부(D1~Dn)를 구성하는 발광다이오드의 패키지 개수는 액정패널의 크기에 따라 4 ~ 12 또는 그 이상으로 구성된다. 제1광원그룹 내지 제N광원그룹(Gr1~Grn)에 포함된 광원들(128a~128x)은 광원구동부들(145)로부터 공급된 게이트신호들(GC1~GCn)에 따라 글로벌 디밍 모드로 구동하여 모두 발광하거나 로컬 디밍 모드로 구동하여 개별 발광하게 된다. 이하의 설명에서, 하나의 광원그룹이라 함은 하나의 기판 단위로 정의될 수 있고, 하나의 광원그룹에 포함된 광원들은 각각 개별 제어가 가능한 최소 단위의 발광부들 즉, 하나의 발광다이오드 패키지 단위로 정의될 수 있다. 여기서, 광원들은 하나 이상의 광원그룹을 구성하여 제1기판 내지 제N기판(N은 2 이상 정수)상에 실장되는 형태로 형성된다.
한편, 광원구동부들(145) 각각은 되먹임신호들(FB1~FBn)을 전원부(147)에 공급하여 전원부(147)의 입력전압(Vin) 대비 출력전압(Vo)을 조절하는 등의 구동을 다음과 같이 수행한다. 하나의 광원구동부(145a)는 광원구동신호(SCD)에 따라 생성된 게이트신호(GC1)를 트랜지스터(Tf)의 게이트 전극에 공급하여 광원(128a)을 통해 흐르는 전류를 제어한다. 트랜지스터(Tf)는 FET(Field Effect Transistor)로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 광원(128a)을 제어하는 과정에서, 하나의 광원구동부(145a)는 내부에 설정된 전압(Vc)과 광원(128a)을 통해 흐르는 전압(Vc') 간의 비교를 통해 되먹임신호(FB1)를 생성하고 이를 전원부(147)에 공급한다. 이에 따라, 전원부(147)는 되먹임신호(FB1)를 기반으로 입력전압(Vin) 대비 출력전압(Vo)을 가변하는 등 안정적인 출력전압(Vo)을 출력할 수 있게 된다. 또한 광원(128a)을 제어하는 과정에서, 하나의 광원구동부(145a)는 광원(128a)을 통해 흐르는 전압(Vc')을 이용하여 광원(128a)에 포함된 제1 내지 제N발광부(D1~Dn)의 오픈 또는 쇼트 여부를 감지할 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터(Tf)는 하나의 광원구동부(145a)에 의한 모니터링을 통해 안정적인 구동을 할 수 있게 된다. 또한 광원(128a)을 제어하는 과정에서, 하나의 광원구동부(145a)는 트랜지스터(Tf)와 그라운드(GND) 사이에 형성된 저항기(Rs)로부터 전류를 되먹임(RB) 받으며 트랜지스터(Tf)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 광원(128a) 및 트랜지스터(Tf)는 하나의 광원구동부(145a)에 의한 모니터링을 통해 과전류가 흐르는 문제 등을 방지할 수 있게 된다. 즉, 하나의 광원구동부(145a)는 트랜지스터(Tf) 등을 제어하는 게이트제어부(GCC), 되먹임신호(FB1) 등을 생성하는 되먹임신호생성부(FBC) 및 광원(128a) 등을 보호하는 보호부(PRT)를 포함한다.
이하, 백라이트유닛에 포함된 광원들의 배치 및 구동예들에 대해 더욱 자세히 설명한다.
[엣지형 백라이트유닛]
도 6은 엣지형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면이고 도 7 내지 도 10은 엣지형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도이고, 도 11은 도광판의 다른 예시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 엣지형 백라이트유닛은 액정패널에 대해 일측에 배치된 광원들(128), 광원들(128)로부터 생성된 광을 액정패널에 안내하는 도광판(129) 및 도광판(129)으로부터 출사된 광을 액정패널에 효과적으로 공급하는 광학부재들(133)을 포함한다. 도광판(129)은 측면으로 입사된 광의 방향과 다른 방향으로 빛이 방출하는 배면을 포함한다. 실시예에서는 광학부재들(133)이 마이크로렌즈시트 등을 포함하는 것을 일례로 하였으나 이에 한정되지 않는다. 광원들(128)은 제1 내지 제6광원들(128a~128f)이 두 개의 광원그룹들(Gr1, Gr2)로 구성된 것을 일례로 한다. 도 3을 함께 참조하면, 실시예의 제1 및 제2광원그룹들(Gr1, Gr2)은 각각 제1 및 제2광원구동부들(145a, 145b)에 의해 구동될 수 있다. 실시예의 제1 및 제2광원그룹들(Gr1, Gr2)은 로컬 디밍 모드로 동작할 때 다음과 같이 발광하게 된다.
-엣지형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예1-
도 7에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1)에 포함된 제1광원(128a)과 제2광원그룹(Gr2)에 포함된 제6광원(128f)을 제외한 제2 내지 제5광원들(128b~128e)이 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널에 표시되는 영상(Display)이 16:9의 화면 비율에서 4:3의 화면 비율로 전환된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 사용자가 영화 등을 시청할 때 액정패널에 표시되는 화면 비율을 4:3으로 조절하게 되더라도 모든 백라이트유닛이 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역을 제외한 영역에 위치하는 제1광원(128a)과 제6광원(128f)이 비발광하도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 이때, 제1 및 제2광원그룹(Gr1, Gr2)에 포함된 제1 내지 제6광원들(128a~128f)은 이들에 속해 있는 발광부의 개수를 달리하여 4:3의 비율에 적합하게 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한편, 실시예의 로컬 디밍 모드는 화면 비율의 전환뿐만 아니라 영상이 표시되는 영역과 비표시되는 영역을 구분하고 영상이 표시되는 영역에 대응되는 광원그룹에 포함된 광원들만 발광하도록 제어할 수 있다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 전환된 화면 비율에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1광원구동부(145a)와 제2광원구동부(145b)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 및 제2광원구동부(145a, 145b)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1광원그룹(Gr1)과 제2광원그룹(Gr2)에 포함된 제2 내지 제5광원들(128a~128f)을 도 7과 같이 발광시키게 된다.
-엣지형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예2-
도 8에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1)의 밝기와 제2광원그룹(Gr2)의 밝기가 다르게 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널의 좌측 영역에는 동영상(또는 정지영상)과 같은 고화질의 영상(Display)이 표시되고 액정패널의 우측 영역에는 문자, 숫자 등과 같은 저화질의 영상이 표시된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 사용자가 액정패널을 이분하여 동영상을 시청하며 문서 작업 등을 할 때 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 해당 영역에 적합하게 제1광원그룹(Gr1)과 제2광원그룹(Gr2)의 밝기가 다르도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 영상이 고화질의 영상과 저화질의 영상으로 좌측과 우측으로 구분되어 표시되면 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기 대비 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기를 낮출 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기와 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 각각 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 영역별로 화면에 표시되는 화질에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1광원구동부(145a)와 제2광원구동부(145b)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 및 제2광원구동부(145a, 145b)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1광원그룹(Gr1)과 제2광원그룹(Gr2)에 포함된 제1 내지 제6광원들(128a~128f)의 밝기가 다르도록 도 8과 같이 발광시키게 된다.
-엣지형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예3-
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1)과 제2광원그룹(Gr2)에 포함된 제1 내지 제6광원들(128a~128f)은 움직이는 영상이 차지하는 영역에 따라 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널 상에 스크린세이버(Screen saver)와 같이 특정 위치로 이동하는 영상이 표시된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 스크린세이버(Screen saver)가 특정 위치로 이동하며 표시되더라도 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 스크린세이버(Screen saver)가 움직이는 영역에 적합하게 제1광원그룹(Gr1)과 제2광원그룹(Gr2)에 포함된 광원들(128a~128f) 중 일부가 발광하거나 비발광하도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 영상이 표시화면 상에서 움직이면 움직이는 영상이 차지하는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 광원들만 발광시킬 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 액정패널의 전체에 표시되는 영상이 영역별 휘도 차를 갖도록 광원들의 밝기를 영역별로 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 화면에 표시되는 영상의 움직임에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1광원구동부(145a)와 제2광원구동부(145b)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 및 제2광원구동부(145a, 145b)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1광원그룹(Gr1)과 제2광원그룹(Gr2)에 포함된 제1 내지 제6광원들(128a~128f) 중 일부가 도 9 및 도 10과 같이 발광하거나 비발광하게 된다.
이상의 엣지형 백라이트유닛은 광원들(128)이 로컬 디밍 모드로 동작시 하나의 광원(128a)으로부터 출사된 광이 이웃하는 광원(128b)의 영역으로 분산되거나 또는 간섭하는 것을 방지하기 위해 도 11과 같이 제1 내지 제6광원들(128a~128f)을 영역별로 구분하는 패턴(Pt)이 포함된 도광판(129)이 사용될 수도 있다. 한편, 도광판(129)에 포함된 패턴(Pt)은 도 11의 (a)와 같이 하부의 폭이 좁고 상부의 폭이 넓은 형태로 형성될 수 있다. 이와 달리, 도광판(129)에 포함된 패턴(Pt)은 도 11의 (b)와 같이 하부의 폭이 넓고 상부의 폭이 좁은 형태로 형성될 수 있다. 이와 달리, 도광판(129)에 포함된 패턴(Pt)은 도 11의 (c)와 같이 하부와 상부의 폭이 동일한 형태로 형성될 수 있다.
이하, 엣지형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 구성에 대해 설명한다.
도 12는 엣지형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도 이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치는 후면커버(151)와 전면커버(152) 사이에 위치하는 액정패널(126) 및 엣지형 백라이트유닛(130)을 포함한다. 액정패널(126)은 액정층을 사이에 두고 합착된 트랜지스터기판(126a)과 컬러필터기판(126b)을 포함한다. 액정패널(126)의 화소 어레이를 구성하는 데이터배선들과 게이트배선들은 연성필름(155)을 통해 연결된 인쇄회로기판(156)에 전기적으로 연결되어 각종 구동신호를 공급받게 된다.
실시예의 엣지형 백라이트유닛(130)은 광원들(128), 도광판(129), 반사판(135) 및 광학부재(133)를 포함한다. 엣지형 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들(128)은 액정패널(126)에 대해 제1측(X1)에 배치되고 기판(127a)에 실장된 발광부들(127b)을 포함한다. 여기서, 광원들(128)은 적어도 하나의 기판상에 실장된다. 엣지형 백라이트유닛(130)의 경우, 광학부재(133) 등을 지지하는 바텀커버(154)가 포함되기도 하나 이는 구조에 따라 생략될 수도 있다. 엣지형 백라이트유닛(130)에서, 도광판(129)을 통해 입사된 광은 광학부재(133)를 통해 액정패널(126)에 공급된다. 여기서, 반사판(135)은 도광판(129)의 하부에서 도광판(129)에 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 공급되도록 광 반사 등을 일으키는 역할을 한다. 그리고 광학부재(133)는 도광판(129)의 상부에서 도광판(129)을 통해 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 효율적으로 공급되도록 광 출력을 높이는 역할 등을 한다.
이상 엣지형 백라이트유닛(130)을 포함하는 디스플레이장치는 액정패널(126)에 대해 일측(X1)에 배치된 광원들(128)로부터 출사된 광을 이용하여 액정패널(126) 상에 특정 영상을 표시할 수 있게 된다.
[듀얼형 백라이트유닛]
도 13은 듀얼형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면이고 도 14 내지 도 17은 듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도이고, 도 18 내지 도 20은 듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 다른 예시도이며, 도 21은 도광판의 다른 예시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 듀얼형 백라이트유닛은 액정패널에 대해 제1측과 제2측에 대향 배치된 광원들(128)과 광원들(128)로부터 생성된 광을 액정패널에 안내하는 도광판(129) 및 도광판(129)으로부터 출사된 광을 액정패널에 효과적으로 공급하는 광학부재들(133)을 포함한다. 실시예에서는 광학부재들(133)이 프리즘시트 등을 포함하는 것을 일례로 하였으나 이에 한정되지 않는다. 광원들(128)은 제1 내지 제12광원들(128a~128l)이 네 개의 광원그룹들(Gr1~Gr4)로 구성된 것을 일례로 한다. 도 3을 함께 참조하면, 실시예의 제1 내지 제4광원그룹들(Gr1~Gr4)은 각각 제1 내지 제4광원구동부들(145a~145d)에 의해 구동될 수 있다. 실시예의 제1 내지 제4광원그룹들(Gr1~Gr4)은 로컬 디밍 모드로 동작할 때 다음과 같이 발광하게 된다. 한편, 듀얼형 백라이트유닛을 구성하는 네 개의 광원그룹들(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l)은 상호 대향 배치된 광원들이 예컨대 제1광원(128a)과 제7광원(128g)와 같이 쌍을 이루며 발광을 한다.
-듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예1-
도 14에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1) 및 제3광원그룹(Gr3)에 포함된 제1광원(128a)과 제7광원(128g) 그리고 제2광원그룹(Gr2) 및 제4광원그룹(Gr4)에 포함된 제6광원(128f)과 제12광원(128l)을 제외한 제2 내지 제5 그리고 제8 내지 제11광원들(128b~128e, 128h~128k)이 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널에 표시되는 영상(Display)이 16:9의 화면 비율에서 4:3의 화면 비율로 전환된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 사용자가 영화 등을 시청할 때 액정패널에 표시되는 화면 비율을 4:3으로 조절하게 되더라도 모든 백라이트유닛이 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역을 제외한 영역에 위치하는 제1광원(128a), 제7광원(128g), 제6광원(128f) 및 제12광원(128l)이 비발광하도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 이때, 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l)은 이들에 속해 있는 발광부의 개수를 달리하여 4:3의 비율에 적합하게 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한편, 실시예의 로컬 디밍 모드는 화면 비율의 전환뿐만 아니라 영상이 표시되는 영역과 비표시되는 영역을 구분하고 영상이 표시되는 영역에 대응되는 광원그룹에 포함된 광원들만 발광하도록 제어할 수 있다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 전환된 화면 비율에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l)을 도 14와 같이 발광시키게 된다.
-듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예2-
도 15에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1) 및 제3광원그룹(Gr3)의 밝기와 제2광원그룹(Gr2) 및 제4광원그룹(Gr4)의 밝기가 다르게 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널의 좌측 영역에는 동영상(또는 정지영상)과 같은 고화질의 영상(Display)이 표시되고 액정패널의 우측 영역에는 문자, 숫자 등과 같은 저화질의 영상이 표시된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 사용자가 액정패널을 이분하여 동영상을 시청하며 문서 작업 등을 할 때 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 해당 영역에 적합하게 제1광원그룹(Gr1) 및 제3광원그룹(Gr3)의 밝기와 제2광원그룹(Gr2) 및 제4광원그룹(Gr4)의 밝기가 다르도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 영상이 고화질의 영상과 저화질의 영상으로 좌측과 우측으로 구분되어 표시되면 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기 대비 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기를 낮출 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기와 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 각각 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 영역별로 화면에 표시되는 화질에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l)의 밝기가 다르도록 도 15와 같이 발광시키게 된다.
-듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예3-
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l)은 움직이는 영상이 차지하는 영역에 따라 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널 상에 스크린세이버(Screen saver)와 같이 특정 위치로 이동하는 영상이 표시된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 스크린세이버(Screen saver)가 특정 위치로 이동하며 표시되더라도 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 스크린세이버(Screen saver)가 움직이는 영역에 적합하게 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 일부가 발광하거나 비발광하도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 영상이 표시화면 상에서 움직이면 움직이는 영상이 차지하는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 광원들만 발광시킬 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 액정패널의 전체에 표시되는 영상이 영역별 휘도 차를 갖도록 광원들의 밝기를 영역별로 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 화면에 표시되는 영상의 움직임에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 일부가 도 16 및 도 17과 같이 발광하거나 비발광하게 된다.
-듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예4-
도 18에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1)에 포함된 제1 및 제3광원들(128a, 128c)은 비발광(NE)하고, 제1광원그룹(Gr1)에 포함된 제2광원(128b)와 제2 내지 제4광원그룹(Gr2~Gr4)에 포함된 제4 내지 제12광원들(128d~128l)은 모두 발광한다. 다만, 제2광원(128b), 제4 내지 제12광원들(128d~128l)은 밝기를 달리한다. 도 18에서는 제2광원(128b), 제4 내지 제12광원들(128d~128l)의 밝기 차이가 있음을 해당 영역에 도시된 블럭의 크기로 나타내었다.
백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널의 전체에 표시할 메인영상(MD)의 대비비 등을 높이기 위해 영역별 휘도 차가 필요한 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 액정패널의 전체에 표시할 메인영상(MD)의 대비비와 무관하게 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 메인영상(MD)의 대비비 등을 높이기 위해 영역별 휘도 차를 나타내도록 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 일부의 광원들(128a, 128c)을 비발광시킨다. 그리고 이와 더불어, 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 발광하는 일부의 광원들(128b, 128d~128l)을 영역별 휘도 차가 나타나도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 표시품질을 높이면서 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 화면에 표시되는 메인영상의 대비비 등에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 일부가 도 18과 같이 발광하거나 비발광하게 됨은 물론 발광하는 광원들 간에 밝기 차이를 갖게 된다.
-듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예5-
도 19에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1)에 포함된 제1 및 제3광원들(128a, 128c)은 비발광(NE)하고, 제1광원그룹(Gr1)에 포함된 제2광원(128b)과 제2 내지 제4광원그룹(Gr2~Gr4)에 포함된 제4 내지 제12광원들(128d~128l)은 모두 발광한다. 다만, 제2광원(128b), 제4 내지 제12광원들(128d~128l)은 밝기를 달리하되, 액정패널에 표시되는 메인영상(MD)과 서브영상(SD) 간을 구분하는 경계선(BL)을 기준으로 밝기 차를 둔다. 도 19에서는 제2광원(128b), 제4 내지 제12광원들(128d~128l)의 밝기 차이가 있음을 해당 영역에 도시된 블럭의 크기로 나타내었다. 도시된 바와 같이, 발광된 제5, 제6, 제11 및 제12발광부들(128e, 128f, 128k, 128l)은 제2, 제4, 제7, 제8, 제9 및 제10발광부들(128b, 128d, 128g~128j) 보다 낮은 밝기를 갖는다.
백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널의 전체에 표시할 메인영상(MD)과 서브영상(SD) 간의 대비비 등을 달리하기 위해 영역별 휘도 차가 필요한 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 액정패널의 전체에 표시할 메인영상(MD)과 서브영상(SD) 간의 대비비를 달리하지 않고 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 메인영상(MD)과 서브영상(SD) 간의 대비비 등을 높이기 위해 영역별 휘도 차를 나타내도록 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 일부의 광원들(128a, 128c)을 비발광시킨다. 그리고 이와 더불어, 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 발광하는 일부의 광원들(128b, 128d~128l)을 영역별 밝기 차가 나타나도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 표시품질을 높이면서 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 영상이 메인영상과 서브영상으로 좌측과 우측으로 구분되어 표시되면 메인영상과 서브영상 간을 구분하는 경계선을 기준으로 메인영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기 대비 서브영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기를 낮출 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 메인영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기와 서브영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 각각 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 화면에 표시되는 메인영상의 대비비 등에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 일부가 도 19와 같이 발광하거나 비발광하게 됨은 물론 발광하는 광원들이 메인영상(MD)과 서브영상(SD)으로 구분되어 휘도 차이를 갖게 된다.
-듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예6-
도 20에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제2, 제4, 제6, 제8, 제10 및 제12광원들(128b, 128d, 128f, 128h, 128i, 128l)은 비발광(NE)하고, 나머지 제1, 제3, 제5, 제7, 제9 및 제11광원들(128b, 128d, 128f, 128h, 128i, 128l)은 모두 발광한다. 도 20에서는 발광된 제1, 제3, 제5, 제7, 제9 및 제11광원들(128b, 128d, 128f, 128h, 128i, 128l) 간에는 밝기 차가 없는 것으로 도시되어 있으나 이들 간에는 밝기 차가 있을 수도 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널의 일부에 영역별로 표시할 메인영상(MD)이 영상이 미표시되는 영역(NI)을 두고 적어도 두 개 이상으로 분할 표시됨으로써 영역에 따라 비발광영역과 발광영역이 필요한 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 액정패널의 일부에 영역별로 표시할 메인영상(MD)이 요구되더라도 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 메인영상(MD)이 영상이 미표시되는 영역(NI)을 두고 표시될 경우 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 비발광시킬 수 있는 광원들(128b, 128d, 128f, 128h, 128i, 128l)을 비발광시킨다. 그리고 이와 더불어, 메인영상(MD)이 표시되는 영역에 위치하는 광원들(128b, 128d, 128f, 128h, 128i, 128l)이 발광되도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 메인영상이 미표시되는 영역을 두고 적어도 두 개 이상으로 분할되어 표시되면 메인영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들을 발광시키고 미표시되는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 광원들을 비발광시킬 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 메인영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 화면에 표시되는 메인영상의 분할된 영역에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제4광원구동부(145a~145d)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제4광원그룹(Gr1~Gr4)에 포함된 제1 내지 제12광원들(128a~128l) 중 일부가 도 20과 같이 발광하거나 비발광하게 됨은 물론 발광하는 광원들 간에 밝기 차이를 갖게 된다.
이상의 듀얼형 백라이트유닛은 광원들(128)이 로컬 디밍 모드로 동작시 하나의 광원(128a)로부터 출사된 광이 이웃하는 광원(128b)의 영역으로 분산되거나 또는 간섭하는 것을 방지하기 위해 도 21과 같이 쌍을 이루는 광원들(128a, 128g~128f, 128l)을 영역별로 구분하는 패턴(Pt)이 포함된 도광판(129)이 사용될 수도 있다.
이하, 듀얼형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 구성에 대해 설명한다.
도 22는 듀얼형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도 이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치는 후면커버(151)와 전면커버(152) 사이에 위치하는 액정패널(126) 및 듀얼형 백라이트유닛(130)을 포함한다. 액정패널(126)은 액정층을 사이에 두고 합착된 트랜지스터기판(126a)과 컬러필터기판(126b)을 포함한다. 액정패널(126)의 화소 어레이를 구성하는 데이터배선들과 게이트배선들은 연성필름(155)을 통해 연결된 인쇄회로기판(156)에 전기적으로 연결되어 각종 구동신호를 공급받게 된다.
실시예의 듀얼형 백라이트유닛(130)은 광원들(128), 도광판(129), 반사판(135) 및 광학부재(133)를 포함한다. 듀얼형 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들(128)은 액정패널(126)에 대해 제1측(X1)과 제2측(X2)에 각각 배치되고 기판(127a)에 실장된 발광부들(127b)을 포함한다. 여기서, 광원들(128)은 적어도 두 개의 기판에 실장되어 대향 배치된다. 듀얼형 백라이트유닛(130)에서, 도광판(129)을 통해 입사된 광은 광학부재(133)를 통해 액정패널(126)에 공급된다. 여기서, 반사판(135)은 도광판(129)의 하부에서 도광판(129)에 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 공급되도록 광 반사 등을 일으키는 역할을 한다. 그리고 광학부재(133)는 도광판(129)의 상부에서 도광판(129)을 통해 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 효율적으로 공급되도록 광 출력을 높이는 역할 등을 한다.
이상 듀얼형 백라이트유닛(130)을 포함하는 디스플레이장치는 액정패널(126)에 대해 제1측(X1) 및 제2측(X2)에 각각 배치된 광원들(128)로부터 출사된 광을 이용하여 액정패널(126) 상에 특정 영상을 표시할 수 있게 된다.
[쿼드형 백라이트유닛]
도 23은 쿼드형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면이고 도 24 및 도 25는 쿼드형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도 이다.
도 23에 도시된 바와 같이, 쿼드형 백라이트유닛은 액정패널에 대해 제1측, 제2측, 제3측 및 제4측에 대향 배치된 광원들(128)과 광원들(128)로부터 생성된 광을 액정패널에 안내하는 도광판(129) 및 도광판(129)으로부터 출사된 광을 액정패널에 효과적으로 공급하는 광학부재들(133)을 포함한다. 실시예에서는 광학부재들(133)이 프리즘시트 등을 포함하는 것을 일례로 하였으나 이에 한정되지 않는다. 광원들(128)은 제1 내지 제20광원들(128a~128t)이 여덟 개의 광원그룹들(Gr1~Gr8)로 구성된 것을 일례로 한다. 도 3을 함께 참조하면, 실시예의 제1 내지 제8광원그룹들(Gr1~Gr8)은 각각 제1 내지 제N-1광원구동부들(145a~145n-1)에 의해 구동될 수 있다. 실시예의 제1 내지 제8광원그룹들(Gr1~Gr8)은 로컬 디밍 모드로 동작할 때 다음과 같이 발광하게 된다. 한편, 쿼드형 백라이트유닛을 구성하는 여덟 개의 광원그룹들(Gr1~Gr8)에 포함된 제1 내지 제20광원들(128a~128t)은 상호 대향 배치된 광원들이 예컨대 제1광원(128a) 및 제7광원(128g)이 한 쌍을 이루며 발광을 하고 제16광원(128m) 및 제20광원(128q)이 한 쌍을 이루며 발광을 한다.
-쿼드형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예-
도 24에 도시된 바와 같이, 제1광원그룹(Gr1)에 포함된 제1광원(128a)과 제3광원그룹(Gr3)에 포함된 제7광원(128g)이 한 쌍을 이루며 발광하고, 제5광원그룹(Gr5) 및 제7광원그룹(Gr7)에 포함된 제14, 제13, 제18 및 제17광원들(128o, 128p, 128s, 128t)이 한 쌍을 이루며 발광하고, 제6광원그룹(Gr6) 및 제8광원그룹(Gr8)에 포함된 제16, 제15, 제20 및 제19광원들(128m, 128n, 128q, 128r)이 한 쌍을 이루며 발광한다. 단, 제2광원그룹(Gr2) 및 제4광원그룹(Gr4)의 모든 광원들(128d~128f, 128j~128l)과 제1 및 제7광원그룹(Gr1, Gr7)의 일부 광원들(128b, 128c, 128h, 128i)은 비발광한다. 이로 인해, 액정패널은 고 휘도(H)의 광원, 중 휘도(M)의 광원 및 저 휘도(L)의 광원 등으로 구분되어 영상을 표시할 수 있게 된다. 실시예에서는 설명의 편의를 위해 고 휘도(H)의 광원, 중 휘도(M)의 광원 및 저 휘도(L)의 광원으로 구분하였다. 하지만 이는 일례일 뿐 제1 내지 제8광원그룹들(Gr1~Gr8)에 포함된 제1 내지 제20광원들(128a~128t)의 밝기 조절을 통해 백라이트유닛의 밝기를 달리하는 방법으로 액정패널의 휘도를 더욱 미세하게 조절할 수 있게 된다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널에 표시되는 영상의 화질 분포 등이 다를 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 영상의 화질 분포 등에 무관하게 모든 백라이트유닛이 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 영상의 화질 분포 등에 따라 제1 내지 제20광원들(128a~128t)의 밝기가 일부 이상 중첩되도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 표시품질을 향상시킬 수 있음은 물론 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 전환된 화면 비율에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제N-1광원구동부(145a~145n-1)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제N-1광원구동부(145a~145n-1)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제8광원그룹(Gr1~Gr8)에 포함된 제1 내지 제20광원들(128a~128t)을 도 24와 같이 발광시키게 된다. 실시예에 따르면, 도 24와 같은 방법으로 도 25와 같이 광원들(128a~128t)의 광 분포를 달리할 수 있게 된다.
한편, 쿼드형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 경우 제5, 제6, 제7 및 제8광원그룹(Gr5, Gr6, Gr7, Gr8)을 미발광시키면서 듀얼형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예1 내지 3과 같은 형태로 구동을 시킬 수도 있다.
이하, 쿼드형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 구성에 대해 설명한다.
도 26은 쿼드형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도 이다.
도 26에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치는 후면커버(151)와 전면커버(152) 사이에 위치하는 액정패널(126) 및 쿼드형 백라이트유닛(130)을 포함한다. 액정패널(126)은 액정층을 사이에 두고 합착된 트랜지스터기판(126a)과 컬러필터기판(126b)을 포함한다. 액정패널(126)의 화소 어레이를 구성하는 데이터배선들과 게이트배선들은 연성필름(155)을 통해 연결된 인쇄회로기판(156)에 전기적으로 연결되어 각종 구동신호를 공급받게 된다.
실시예의 쿼드형 백라이트유닛(130)은 광원들(128), 도광판(129), 반사판(135) 및 광학부재(133)를 포함한다. 쿼드형 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들(128)은 액정패널(126)에 대해 제1측(X1), 제2측(X2), 제3측(Y1) 및 제4측(Y2)에 각각 배치되고 광원기판(127a)에 실장된 발광부들(127b)을 포함한다. 여기서, 광원들(128)은 적어도 네 개의 기판에 실장되어 각각 대향 배치된다. 쿼드형 백라이트유닛(130)에서, 도광판(129)을 통해 입사된 광은 광학부재(133)를 통해 액정패널(126)에 공급된다. 여기서, 반사판(135)은 도광판(129)의 하부에서 도광판(129)에 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 공급되도록 광 반사 등을 일으키는 역할을 한다. 그리고 광학부재(133)는 도광판(129)의 상부에서 도광판(129)을 통해 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 효율적으로 공급되도록 광 출력을 높이는 역할 등을 한다.
이상 쿼드형 백라이트유닛(130)을 포함하는 디스플레이장치는 액정패널(126)에 대해 제1측(X1), 제2측(X2), 제3측(Y1) 및 제4측(Y2)에 각각 배치된 광원들(128)로부터 출사된 광을 이용하여 액정패널(126) 상에 특정 영상을 표시할 수 있게 된다.
[직하형 백라이트유닛]
도 27은 직하형 백라이트유닛을 설명하기 위한 도면이고 도 28 내지 도 31은 직하형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예시도이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 직하형 백라이트유닛은 액정패널에 대해 하측에 블록 단위로 배치된 광원들(128)과 각 광원들(128)로부터 생성된 광을 액정패널에 안내하는 도광판들(129) 및 도광판들(129)로부터 출사된 광을 액정패널에 효과적으로 공급하는 광학부재들(133)을 포함한다. 실시예의 직하형 백라이트유닛의 경우, 제1 내지 제24도광판들(129a~129x)이 쐐기형으로 형성되며 이들의 하부에는 단면에 도시된 바와 같은 반사판들(135a, 135i, 135q)이 각각 부착된다. 쐐기형상을 갖는 제1 내지 제24도광판들(129a~129x)은 단면에 도시된 바와 같이 제1, 제9 및 제17도광판들(129a, 129i, 129q)의 일부 예컨대, 제1, 제9 및 제17광원들(128a, 128i, 128q)이 위치하는 영역에 중첩되도록 배치된다. 실시예의 직하형 백라이트유닛은 이와 같이 구성된 구조적 특징에 따라 상하 및 좌우에 배치된 제1 내지 제24광원들(128a~128x) 간의 광 간섭을 방지할 수 있게 된다. 광원들(128)은 제1 내지 제24광원들(128a~128x)이 열두 개의 광원그룹들(Gr1~Gr12)로 구성된 것을 일례로 한다. 도 3을 함께 참조하면, 실시예의 제1 내지 제12광원그룹들(Gr1~Gr12)은 각각 제1 내지 제N광원구동부들(145a~145n)에 의해 구동될 수 있다. 실시예의 제1 내지 제12광원그룹들(Gr1~Gr12)은 로컬 디밍 모드로 동작할 때 다음과 같이 발광하게 된다.
-직하형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예1-
도 28에 도시된 바와 같이, 제1, 제5 및 제9광원그룹(Gr1, Gr5, Gr9) 그리고 제4, 제8 및 제12광원그룹(Gr4, Gr8, Gr12)에 포함된 제1, 제9, 제17, 제8, 제16 및 제24광원(128a, 128i, 128q, 128h, 128p, 129x)을 제외한 제2 내지 제7, 제10 내지 제15 그리고 제18 내지 제23광원들(128b~128g, 128j~128o, 128r~128w)이 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널에 표시되는 영상(Display)이 16:9의 화면 비율에서 4:3의 화면 비율로 전환된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 사용자가 영화 등을 시청할 때 액정패널에 표시되는 화면 비율을 4:3으로 조절하게 되더라도 모든 백라이트유닛이 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역을 제외한 영역에 위치하는 제1, 제9, 제17, 제8, 제16 및 제24광원(128a, 128i, 128q, 128h, 128p, 129x)이 비발광하도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 이때, 제1 내지 제12광원그룹(Gr1~Gr12)에 포함된 제1 내지 제24광원들(128a~128x)은 이들에 속해 있는 발광부의 개수 또는 도광판의 크기 등을 달리하여 4:3의 비율에 적합하게 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한편, 실시예의 로컬 디밍 모드는 화면 비율의 전환뿐만 아니라 영상이 표시되는 영역과 비표시되는 영역을 구분하고 영상이 표시되는 영역에 대응되는 광원그룹에 포함된 광원들만 발광하도록 제어할 수 있다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 전환된 화면 비율에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제N광원구동부(145a~145n)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제N광원구동부(145a~145n)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제12광원그룹(Gr1~Gr12)에 포함된 제1 내지 제24광원들(128a~128x)을 도 28과 같이 발광시키게 된다.
-직하형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예2-
도 29에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제5, 제6, 제9 및 제10광원그룹(Gr1, Gr2, Gr5, Gr6, Gr9, Gr10)의 밝기와 제3, 제4, 제7, 제8, 제11 및 제12광원그룹(Gr3, Gr4, Gr7, Gr8, Gr11, Gr12)의 밝기가 다르게 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널의 좌측 영역에는 동영상(또는 정지영상)과 같은 고화질의 영상(Display)이 표시되고 액정패널의 우측 영역에는 문자, 숫자 등과 같은 저화질의 영상이 표시된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 사용자가 액정패널을 이분하여 동영상을 시청하며 문서 작업 등을 할 때 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 해당 영역에 적합하게 제1, 제2, 제5, 제6, 제9 및 제10광원그룹(Gr1, Gr2, Gr5, Gr6, Gr9, Gr10)의 밝기와 제3, 제4, 제7, 제8, 제11 및 제12광원그룹(Gr3, Gr4, Gr7, Gr8, Gr11, Gr12)의 밝기가 다르도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 영상이 고화질의 영상과 저화질의 영상으로 좌측과 우측으로 구분되어 표시되면 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기 대비 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들의 밝기를 낮출 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기와 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 광원들 간의 밝기를 영역별로 각각 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 영역별로 화면에 표시되는 화질에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제N광원구동부(145a~145n)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제N광원구동부(145a~145n)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제12광원그룹(Gr1~Gr12)에 포함된 제1 내지 제24광원들(128a~128x)의 밝기가 다르도록 도 29와 같이 발광시키게 된다.
-직하형 백라이트유닛의 로컬 디밍 모드의 예3-
도 30 및 도 31에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제12광원그룹(Gr1~Gr12)에 포함된 제1 내지 제24광원들(128a~128x)은 움직이는 영상이 차지하는 영역에 따라 발광한다. 백라이트유닛이 이와 같이 발광하는 예는 액정패널 상에 스크린세이버(Screen saver)와 같이 특정 위치로 이동하는 영상이 표시된 경우에 해당된다. 즉, 종래에는 스크린세이버(Screen saver)가 특정 위치로 이동하며 표시되더라도 모든 백라이트유닛이 동일한 밝기로 발광을 하였다. 그러나, 실시예와 같이 스크린세이버(Screen saver)가 움직이는 영역에 적합하게 제1 내지 제12광원그룹(Gr1~Gr12)에 포함된 제1 내지 제24광원들(128a~128x) 중 일부가 발광하거나 비발광하도록 로컬 디밍 모드로 동작시키면 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다. 그러므로, 실시예에서 광원구동부들은 액정패널에 표시되는 영상이 표시화면 상에서 움직이면 움직이는 영상이 차지하는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 광원들만 발광시킬 수 있다. 그리고 실시예에서 광원구동부들은 액정패널의 전체에 표시되는 영상이 영역별 휘도 차를 갖도록 광원들의 밝기를 영역별로 달리할 수 있다.
백라이트유닛이 이와 같이 구동될 경우, 메인제어부(8)는 디밍신호들(DOS, DIM)을 광원제어부(141)에 공급함과 아울러 디밍구동신호(SCL)를 디밍제어부(11)에 공급하게 된다. 그리고 디밍제어부(11)는 디밍구동신호(SCL)에 따라 생성된 디밍제어신호(SCM)을 광원제어부(141)에 공급하게 된다. 그리고 광원제어부(141)는 디밍신호들(DOS, DIM)과 디밍제어신호(SCM)를 기반으로 화면에 표시되는 영상의 움직임에 대응하여 광원구동신호(SCD)를 생성하고 이를 제1 내지 제N광원구동부(145a~145n)에 공급하게 된다. 그러면, 제1 내지 제N광원구동부(145a~145n)는 광원구동신호(SCD)를 기반으로 제1 내지 제12광원그룹(Gr1~Gr12)에 포함된 제1 내지 제24광원들(128a~128x) 중 일부가 도 30 및 도 31과 같이 발광하거나 비발광하게 된다.
이하, 직하형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 구성에 대해 설명한다.
도 32는 직하형 백라이트유닛을 포함하는 디스플레이장치의 사시도 이다.
도 32에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치는 후면커버(151)와 전면커버(152) 사이에 위치하는 액정패널(126) 및 직하형 백라이트유닛(130)을 포함한다. 액정패널(126)은 액정층을 사이에 두고 합착된 트랜지스터기판(126a)과 컬러필터기판(126b)을 포함한다. 액정패널(126)의 화소 어레이를 구성하는 데이터배선들과 게이트배선들은 연성필름(155)을 통해 연결된 인쇄회로기판(156)에 전기적으로 연결되어 각종 구동신호를 공급받게 된다.
실시예의 직하형 백라이트유닛(130)은 광원들(128), 도광판(129), 반사판(135) 및 광학부재(133)를 포함한다. 직하형 백라이트유닛(130)에 포함된 광원들(128)은 액정패널(126)에 대해 하측에 블록 단위로 배치되고 광원기판(127a)에 실장된 발광부들(127b)을 포함한다. 직하형 백라이트유닛(130)의 경우, 다수의 도광판(129) 및 반사판(135)이 광원들(128)의 블록 단위에 대응되도록 나누어져 배치된다. 직하형 백라이트유닛(130)에서, 도광판(129)을 통해 입사된 광은 광학부재(133)를 통해 액정패널(126)에 공급된다. 여기서, 반사판(135)은 도광판(129)의 하부에서 도광판(129)에 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 공급되도록 광 반사 등을 일으키는 역할을 한다. 그리고 광학부재(133)는 도광판(129)의 상부에서 도광판(129)을 통해 입사된 광이 액정패널(126) 방향으로 효율적으로 공급되도록 광 출력을 높이는 역할 등을 한다. 한편, 직하형 백라이트유닛(130)의 경우 블록 단위로 배치된 광원들(128)을 모두 덮는 투명 반사판(136)이 더 포함될 수 있다.
이상 직하형 백라이트유닛(130)을 포함하는 디스플레이장치는 액정패널(126)에 대해 하측에 블록 단위로 배치된 광원들(128)로부터 출사된 광을 이용하여 액정패널(126) 상에 특정 영상을 표시할 수 있게 된다.
이상 본 발명은 패널에 표시되는 영상과 백라이트유닛의 구조에 대응하여 패널의 명암비와 동영상 끌림 현상 등을 개선하여 표시품질을 향상시킴과 아울러 소비전력을 저감할 수 있는 디스플레이장치와 백라이트유닛을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 다수의 광원그룹들 중 하나의 광원그룹에 포함된 광원들을 발광 또는 비발광시키거나 발광된 광원들 간에도 밝기 조절이 가능하므로 액정패널에 표시된 영상의 세부 영역까지 미세 영상 제어가 가능한 고 정밀의 로컬 디밍 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
8: 메인제어부 11: 디밍제어부
141: 광원제어부 145: 광원구동부
128: 광원들 147: 전원부
121: 타이밍제어부 123: 데이터구동부
124: 게이트구동부 126: 액정패널
130: 백라이트유닛

Claims (20)

  1. 제1기판;
    상기 제1기판상에 실장되는 LED 광원들;
    상기 LED 광원들로부터 방출된 광이 입사되는 측면 및 상기 측면으로 입사된 광의 방향과 다른 방향으로 빛이 방출하는 배면을 포함하는 도광판을 포함하는 백라이트유닛; 및
    상기 백라이트유닛 상에 배치되고 비디오 영상이 표시되는 패널을 포함하고,
    상기 제1기판상의 상기 LED 광원들 중 적어도 서로 인접된 제1 및 제2 LED 광원은 상기 비디오 영상에 따라 제1기판상의 나머지 LED 광원들과는 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판상의 상기 제1 및 제2 LED 광원에 인가되는 입력신호는 상기 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판상의 상기 제1 및 제2 LED 광원의 평균 밝기는 상기 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은 상기 제1기판과 다른 제2기판을 더 포함하며,
    상기 제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원은 상기 비디오 영상에 따라 상기 제1 및 제2 LED 광원과는 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원에 인가되는 입력신호는 상기 제1 및 제2 LED 광원과는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원의 평균 밝기는 상기 제1 및 제2 LED 광원과는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    상기 도광판의 측부에 상기 LED 광원들이 배치된 엣지형인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    적어도 제1도광판 및 상기 제1도광판에 인접된 제2도광판을 포함하는 디스플레이장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1도광판과 상기 제2도광판은 적어도 일부가 중첩되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    상기 비디오 영상이 16:9의 화면 비율에서 4:3의 화면 비율로 전환되면 상기 4:3의 화면 비율에 해당되는 영역을 제외한 다른 영역에 위치하는 LED 광원들을 비발광시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    상기 비디오 영상이 고화질의 영상과 저화질의 영상으로 상기 패널상에 좌측과 우측으로 구분되어 표시되면 상기 고화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들의 밝기 대비 상기 저화질의 영상에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들의 밝기를 낮추는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    상기 비디오 영상이 상기 패널상에서 움직이면 상기 움직이는 영상이 차지하는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들만 발광시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    상기 비디오 영상이 상기 패널상에서 미표시되는 영역을 두고 적어도 두 개 이상으로 분할되어 표시되면 상기 비디오 영상에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들을 발광시키고 상기 미표시되는 영역에 대응되는 영역에 위치하는 LED 광원들을 비발광시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  14. 제1기판;
    상기 제1기판상에 실장되는 LED 광원들; 및
    상기 LED 광원들로부터 방출된 광이 입사되는 측면 및 상기 측면으로 입사된 광의 방향과 다른 방향으로 빛을 방출하는 배면을 포함하는 도광판을 포함하고,
    상기 제1기판상의 상기 LED 광원들 중 적어도 서로 인접된 제1 및 제2 LED 광원은 비디오 영상에 따라 제1기판상의 나머지 LED 광원들과는 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1기판상의 상기 제1 및 제2 LED 광원에 인가되는 입력신호는 상기 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다른 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1기판상의 상기 제1 및 제2 LED 광원의 평균 밝기는 상기 제1기판상의 나머지 LED 광원들과 다른 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1기판과 다른 제2기판을 더 포함하며,
    상기 제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원은 상기 비디오 영상에 따라 상기 제1 및 제2 LED 광원과는 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2기판의 적어도 서로 인접된 제3 및 제4 LED 광원의 평균 밝기는 상기 제1 및 제2 LED 광원과는 다른 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 LED 광원들의 영역에 대응되어 내부에 위치하는 패턴을 포함하는 백라이트유닛.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 패턴은,
    하부의 폭이 좁고 상부의 폭이 넓은 형태, 하부의 폭이 넓고 상부의 폭이 좁은 형태 및 하부와 상부의 폭이 동일한 형태 중 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
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