KR20160032380A

KR20160032380A - 표시장치

Info

Publication number: KR20160032380A
Application number: KR1020140122204A
Authority: KR
Inventors: 이석환; 최승영; 민병규; 이대식
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2016-03-24
Also published as: US9514689B2; US20160078821A1

Abstract

본 발명은 디밍 신호의 크기가 매우 작은 경우에도 정상적으로 광원을 구동할 수 있는 표시장치에 관한 것으로, 표시패널로 광을 제공하는 적어도 하나의 광원 어레이; 외부로부터 영상 데이터 신호를 공급받고, 디밍 신호를 생성하는 디밍신호 생성부; 상기 디밍신호 생성부에서 출력된 디밍 신호와 미리 설정된 임계값을 공급받아, 비교 신호를 생성하는 제 1 비교기; 상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호 및 상기 디밍신호 생성부에서 출력된 디밍 신호를 입력받아, 상기 디밍 신호를 변조하는 디밍 변조부; 상기 디밍 변조부에서 출력된 디밍 신호와 감지 노드의 전압을 입력받아, 상기 광원 어레이를 구동하는 광구동 전류를 제어하는 정전류 제어부; 및 상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 의하여, 상기 감지 노드에 접속되는 저항을 변경하는 저항 제어부를 포함한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 디밍 신호의 크기가 매우 작은 경우에도 정상적으로 광원을 구동할 수 있는 표시장치에 대한 것이다.

액정표시장치는 비발광소자인 액정을 이용하기 때문에, 광을 생성하기 위한 백라이트 유닛을 필요로 한다.

백라이트 유닛은 다수의 발광 다이오드들이 구비된 복수의 광원 어레이들을 포함한다.

화질 향상을 위해 백라이트 유닛은 디밍(dimming) 방식으로 제어될 수 있다.

디빙 방식은 아날로그 디밍 방식과 디지털 디밍 방식으로 크게 구별된다. 아날로그 디밍 방식은 발광 다이오드로 공급되는 광 구동 전류를 선형적으로 조절하여 광의 밝기를 제어하는 방식이며, 디지털 디밍 방식은 광 구동 전류를 디지털 펄스 신호의 듀티(duty)를 조절하여 광의 밝기를 제어하는 방식이다.

아날로그 디밍 방식의 백라이트 유닛을 갖는 표시장치는 영상의 휘도에 따라 디밍 신호를 조절함으로써 백라이트 유닛의 밝기를 제어한다. 예를 들어, 이러한 표시장치는, 밝은 영상이 표시될 때에는 표시장치는 디밍 신호의 크기를 증가시키는 반면, 어두운 영상이 표시될 때에는 디밍 신호의 크기를 감소시킨다.

한편, 상당히 어두운 영상이 표시될 때 디밍 신호의 크기 또한 상당히 낮아질 필요가 있는데, 이와 같은 경우 다음과 같은 문제점이 발생될 수 있다.

즉, 디밍 신호의 크기가 매우 낮으면 그 디밍 신호를 처리하는 집적회로가 이를 인식하지 못하는 오류가 발생될 수 있으며, 또한 발광 다이오드가 켜지지 않거나 또는 발광 다이오드가 깜빡 깜빡 거리는 플리커(flicker) 현상이 발생될 수 있다.

따라서 종래의 아날로그 디밍 방식의 표시장치는 매우 어두운 영상을 정상적으로 표시할 수 없는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 매우 어두운 영상을 정상적으로 표시할 수 있는 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 표시패널로 광을 제공하는 적어도 하나의 광원 어레이; 외부로부터 영상 데이터 신호를 공급받고, 디밍 신호를 생성하는 디밍신호 생성부; 디밍신호 생성부에서 출력된 디밍 신호와 미리 설정된 임계값을 공급받아, 비교 신호를 생성하는 제 1 비교기; 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호 및 상기 디밍신호 생성부에서 출력된 디밍 신호를 입력받아, 디밍 신호를 변조하는 디밍 변조부; 디밍 변조부에서 출력된 디밍 신호와 감지 노드의 전압을 입력받아, 광원 어레이를 구동하는 광구동 전류를 제어하는 정전류 제어부; 및 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 의하여, 감지 노드에 접속되는 저항을 변경하는 저항 제어부를 포함한다.

디밍 변조부는, 정전류 제어부에 접속된 출력단자를 갖는 변조기; 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 디밍신호 생성부의 출력단자와 변조기의 출력단자 사이에 접속된 제 1 스위칭소자; 및 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 디밍신호 생성부의 출력단자와 변조기의 입력단자 사이에 접속된 제 2 스위칭소자를 포함한다.

제 1 비교기에서 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태인 경우, 제 1 스위칭소자는 디밍 신호와 실질적으로 동일한 신호를 상기 변조기의 출력단자로 출력하며; 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호가 제 2 논리상태인 경우, 제 2 스위칭소자는 디밍 신호와 실질적으로 동일한 신호를 변조기의 입력단자로 출력한다.

변조기는 상기 제 2 스위칭소자를 통해 자신에게 입력된 디밍 신호를 증폭시키는 증폭기이다.

표시장치는 구동 전원과 상기 디밍신호 생성부의 출력단자 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 2 저항을 더 포함한다.

저항 제어부는, 감지 노드와 접지 사이에 직렬로 접속된 감지 저항들; 및 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 감지 저항들 간의 접속점들 중 어느 하나와 상기 감지 노드 사이에 접속된 스위칭소자를 포함한다.

제 1 비교기에서 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 스위칭소자는 상기 감지 노드와 접속점 간을 단락시킨다.

감지 저항들은 서로 다른 저항값을 갖는 적어도 2개의 저항들을 포함한다.

저항 제어부는, 감지 노드와 접지 사이에 접속된 가변 저항; 및 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 가변 저항의 값을 조절하는 조절부를 포함한다.

가변 저항은 디지털 가변 저항이다.

정전류 제어부는, 디밍 변조부에서 출력된 디밍 신호와 감지 노드의 감지 전압을 공급받고, 비교 신호를 생성하는 제 2 비교기; 및 제 2 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 광원 어레이와 감지 노드 사이에 접속된 정전류 스위칭소자를 포함한다.

디밍 생성부는, 외부로부터 영상 데이터 신호를 공급받고, 펄스 변조 신호를 생성하는 펄스폭 변조부; 및 펄스폭 변조부로부터 펄스 변조 신호를 공급받고, 디밍 신호를 생성하여 제 1 비교기로 공급하는 필터부를 포함한다.

광원 어레이는 적어도 하나의 발광소자들을 포함한다.

본 발명에 따른 표시장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 표시장치는 디밍 신호의 크기가 임계치보다 작을 때, 그 디밍 신호의 크기를 증폭시키고, 그 증폭된 비율에 해당하는 만큼 저항값을 증가시켜 광 구동 전류의 증가를 방지한다. 따라서, 증폭된 디밍 신호에 의해 정전류 스위칭소자가 정상적으로 동작할 수 있으며, 또한 디밍 신호의 증폭된 비율에 맞춰 감지 저항의 크기도 증가하므로 원래의 디밍 신호(증폭되기 이전의 디밍 신호)에 대응하는 크기의 광 구동 전류가 정상적으로 생성될 수 있다. 따라서, 매우 어두운 영상도 정상적으로 표시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 상세 구성도이다
도 4는 도 1의 백라이트 제어부의 상세 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제 1 광원 제어부에 대한 상세 구성도이다.
도 6a는 디밍신호 생성부로부터의 디밍 신호가 임계값보다 높을 때 제 1 광원 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 디밍신호 생성부로부터의 디밍 신호가 임계값과 같거나 이보다 낮을 때 제 1 광원 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 제 1 광원 제어부에 대한 다른 상세 구성도이다.
도 8은 디밍신호 생성부로부터의 디밍 신호가 펄스 형태인 경우 제 1 광원 제어부의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 상세 구성도이며, 그리고 도 3은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 상세 구성도이다.

표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시패널(133), 백라이트 유닛(145), 백라이트 제어부(158), 디밍신호 생성부(166), 타이밍 컨트롤러(101), 게이트 드라이버(112), 데이터 드라이버(111) 및 직류-직류 변환부(177)를 포함한다.

표시패널(133)은 영상을 표시한다. 이러한 표시패널(133)은, 도시되지 않았지만, 액정층과, 그리고 이 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 하부 기판과 상부 기판을 포함한다.

하부 기판에 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과, 이 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과 교차되는 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)과, 그리고 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)들이 배치된다.

도시되지 않았지만, 상부 기판에 블랙 매트릭스, 복수의 컬러필터들 및 공통 전극이 위치한다. 블랙 매트릭스는, 상부 기판 중 화소 영역들에 대응되는 부분들을 제외한 나머지 부분에 위치한다. 컬러필터들은 화소 영역에 위치한다. 컬러필터들은 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터로 구분된다.

화소들(R, G, B)은 행렬 형태로 배열된다. 화소들(R, G, B)은 적색 컬러필터에 대응하여 위치한 적색 화소(R)들, 녹색 컬러필터에 대응하여 위치한 녹색 화소(G) 및 청색 컬러필터에 대응하여 위치한 청색 화소(B)로 구분된다. 이때, 수평 방향으로 인접한 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 하나의 단위 영상을 표시하기 위한 단위 화소를 이룬다.

제 n 수평라인(n은 1 내지 i 중 어느 하나)을 따라 배열된 j개의 화소들(이하, 제 n 수평라인 화소들)은 제 1 내지 제 j 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 각각에 개별적으로 접속된다. 아울러, 이 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 라인에 공통으로 접속된다. 이에 따라, 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 신호를 공통으로 공급받는다. 즉, 동일 수평라인 상에 배열된 j개의 화소들은 모두 동일한 게이트 신호를 공급받지만, 서로 다른 수평라인 상에 위치한 화소들은 서로 다른 게이트 신호를 공급받는다. 예를 들어, 제 1 수평라인(HL1)에 위치한 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)는 모두 제 1 게이트 신호를 공급받는 반면, 제 2 수평라인(HL2)에 위치한 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)는 이들과는 다른 타이밍을 갖는 제 2 게이트 신호를 공급받는다.

각 화소(R, G, B)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(TFT), 액정용량 커패시터(CLC)및 보조용량 커패시터(Cst)를 포함한다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 따라 턴-온된다. 턴-온된 박막 트랜지스터(TFT)는 데이터 라인으로부터 제공된 아날로그 영상 데이터 신호를 액정용량 커패시터(CLC)및 보조용량 커패시터(Cst)로 공급한다.

액정용량 커패시터(CLC)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극과 공통 전극을 포함한다.

보조용량 커패시터(Cst)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극과 대향 전극을 포함한다. 여기서, 대향 전극은 전단 게이트 라인 또는 공통 전압을 전송하는 공통 라인이 될 수 있다.

한편, 화소(R, G, B)를 구성하는 구성 요소들 중 박막 트랜지스터(TFT)는 블랙 매트릭스에 의해 가려진다.

타이밍 컨트롤러(101)는 시스템에 구비된 그래픽 컨트롤러로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호(DATA) 및 클럭신호(DCLK)를 공급받는다. 타이밍 컨트롤러(101)와 시스템 사이에 인터페이스회로(도시되지 않음)가 구비되는 바, 시스템으로부터 출력된 위 신호들은 인터페이스회로를 통해 타이밍 컨트롤러(101)로 입력된다. 인터페이스회로는 타이밍 컨트롤러(101)에 내장될 수도 있다.

도시되지 않았지만, 인터페이스회로는 LVDS 수신부를 포함한다. 인터페이스회로는 시스템으로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호(DATA) 및 클럭신호(DCLK)의 전압 레벨을 낮추는 한편, 이들의 주파수를 높인다.

한편, 인터페이스회로로부터 타이밍 컨트롤러(101)로 입력되는 신호의 높은 고주파 성분으로 인하여 이들 사이에 전자파장애(Electromagnetic interference)가 발생할 수 있는 바, 이를 방지하기 위해 인터페이스회로와 타이밍 컨트롤러(101) 사이에 EMI필터(도시되지 않음)가 더 구비될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(101)는 수직동기신호(Hsync), 수평동기신호(Hsync) 및 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 드라이버(112)를 제어하기 위한 게이트 제어신호와 데이터 드라이버(111)를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생한다. 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다. 데이터 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock), 소스 출력 신호(Source Output Enable), 극성신호(Polarity Signal) 등을 포함한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(101)는 시스템을 통해 입력되는 영상 데이터 신호들(DATA)을 재정렬하고, 그리고 이 재정렬된 영상 데이터 신호들(DATA`)을 데이터 드라이버(111)에 공급한다.

한편, 타이밍 컨트롤러(101)는 시스템에 구비된 전원부로부터 출력된 구동 전원(VCC)에 의해 동작하는 바, 특히 이 구동 전원(VCC)은 타이밍 컨트롤러(101) 내부에 설치된 위상고정루프회로(Phase Lock Loop: PLL)의 전원 전압으로서 사용된다. 위상고정루프회로(PLL)는 타이밍 컨트롤러(101)에 입력되는 클럭신호(DCLK)를 발진기로부터 발생되는 기준 주파수와 비교한다. 그리고, 그 비교 결과 이들 사이에 오차가 있는 것으로 확인되면, 위상고정루프회로는 그 오차만큼 클럭신호의 주파수를 조정하여 샘플링 클럭신호를 발생한다. 이 샘플링 클럭신호는 영상 데이터 신호들(DATA`)을 샘플링하기 위한 신호이다.

직류-직류 변환부(177)는 시스템을 통해 입력되는 구동 전원(VCC)을 승압 또는 감압하여 표시패널(133)에 필요한 전압들을 생성한다. 이를 위해, 직류-직류 변환부(177)는, 예를 들어, 이의 출력 단의 출력 전압을 스위칭하기 위한 출력 스위칭소자와, 그 출력 스위칭소자의 제어단자에 인가되는 제어신호의 듀티비(duty ratio)나 주파수를 제어하여 출력 전압을 승압하거나 감압시키기 위한 펄스폭 변조기(Pulse Width Modulator: PWM)를 포함할 수 있다. 여기서, 전술된 펄스폭 변조기 대신에 펄스주파수 변조기(Pulse Frequency Modulator : PFM)가 그 직류-직류 변환부(177)에 포함될 수 있다.

펄스폭 변조기는 전술된 제어신호의 듀티비를 높여 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 높이거나, 그 제어신호의 듀티비를 낮추어 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 낮춘다. 펄스주파수 변조기는 전술된 제어신호의 주파수를 높여 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 높이거나, 제어신호의 주파수를 낮추어 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 낮춘다. 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압은 6[V] 이상의 기준 전압(VDD), 10단계 미만의 감마기준전압(GMA1-10), 2.5 내지 3.3V의 공통 전압, 15[V] 이상의 게이트 고전압, -4[V] 이하의 게이트 저전압을 포함한다.

감마기준전압(GMA1-10)은 기준 전압의 분압에 의해 발생된 전압이다. 기준 전압과 감마기준전압은 아날로그 감마전압으로서, 이들은 데이터 구동 집적회로(D-IC)들에 공급된다. 공통 전압은 데이터 구동 집적회로(D-IC)를 경유하여 표시패널(133)의 공통 전극에 공급된다. 게이트 고전압은 박막 트랜지스터(TFT)의 문턱전압 이상으로 설정된 게이트 신호의 하이논리전압이고, 그리고 게이트 저전압은 박막 트랜지스터의 오프전압으로 설정된 게이트 신호의 로우논리전압으로서, 이들은 게이트 드라이버(112)에 공급된다.

게이트 드라이버(112)는 타이밍 컨트롤러(101)로부터 제공된 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 생성하고, 그 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)에 차례로 공급한다. 게이트 드라이버(112)는, 예를 들어, 게이트 쉬프트 클럭에 따라 게이트 스타트 펄스를 쉬프트 시켜 게이트 신호들을 발생시키는 쉬프트 레지스터로 구성될 수 있다. 쉬프트 레지스터는 복수의 스위칭소자들로 구성될 수 있다. 이 스위칭소자들은 표시 영역의 박막 트랜지스터와 동일한 공정으로 하부 기판의 앞면 상에 형성될 수 있다.

데이터 드라이버(111)는 타이밍 컨트롤러(101)로부터 영상 데이터 신호들(DATA') 및 데이터 제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 드라이버(111)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 영상 데이터 신호들(DATA')을 샘플링한 후에, 매 수평기간마다 한 수평 라인에 해당하는 샘플링 영상 데이터 신호들을 래치하고 래치된 영상 데이터 신호들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(111)는 타이밍 컨트롤러(101)로부터의 영상 데이터 신호들(DATA')을 직류-직류 변환부(177)로부터 입력되는 감마기준전압들(GMA1-10)을 이용하여 아날로그 영상 데이터 신호들로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)로 공급한다.

백라이트 유닛(145)은 표시패널(133)에 광을 제공한다. 이를 위해, 백라이트 유닛(145)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 광원 어레이들(LA1 내지 LAk)을 포함한다.

각 광원 어레이(LA1 내지 LAk)는 복수의 광원(LED)들을 포함한다. 하나의 광원 어레이에 포함된 광원(LED)들은 서로 직렬로 접속된다.

광원(LED)은 적어도 하나의 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 포함된 발광 패키지(package)가 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 발광 패키지는 그 내부에 적색 광을 출사하는 적색 발광 다이오드, 녹색 광을 출사하는 녹색 발광 다이오드 및 청색광을 출사하는 청색 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 발광 패키지는 세 종류의 색상을 조합하여 백색광을 생성한다. 또 다른 예로서, 이 발광 패키지는 그 내부에 전술된 세 가지 색상의 발광 다이오드들 중 청색 발광 다이오드만을 포함할 수도 있는 바, 이와 같은 경우 청색광을 백색광으로 변환하기 위한 형광체가 그 청색 발광 다이오드의 발광부에 형성된다.

백라이트 유닛(145)은 직하형 백라이트 유닛(145), 에지형 백라이트 유닛(145) 및 코너형 백라이트 유닛(145) 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 예로서, 도 3에는 직하형 백라이트 유닛(145)이 나타나 있다.

디밍신호 생성부(166)는 시스템으로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호들(DATA) 및 클럭신호(DCLK)를 공급받는다. 이때, 디밍신호 생성부(166)는 전술된 인터페이스회로를 통해 위 신호들을 제공받는다.

디밍신호 생성부(166)는 한 프레임의 영상 데이터 신호들을 휘도 성분과 색차 성분으로 분리하고, 휘도 성분을 분석하여 한 프레임 영상에 대한 평균 휘도를 산출하고, 그리고 그 산출된 평균 휘도를 근거로 디밍 신호를 생성한다. 예를 들어, 한 프레임의 영상 데이터가 높은 평균 휘도를 갖는 밝은 영상일 때, 백라이트 유닛(145)의 휘도를 증가시키기 위한 높은 값의 디밍 신호가 생성된다. 반면, 한 프레임의 영상 데이터가 낮은 평균 휘도를 갖는 어두운 영상일 때, 백라이트 유닛(145)의 휘도를 감소시키기 위한 낮은 값의 디밍 신호가 생성된다.

한편, 백라이트 유닛(145)은 글로벌 디밍(global dimming) 방식 또는 로컬 디밍(local dimming) 방식으로 제어될 수 있다.

글로벌 디밍 방식에 따르면, 전체 광원 어레이들(LA1 내지 LAk)이 하나의 디밍 신호에 의해 제어된다. 이와 같은 경우, 디밍신호 생성부(166)는 하나의 디밍 신호를 생성한다.

반면, 로컬 디밍 방식에 따르면, 광원 어레이들(LA1 내지 LAk) 각각이 개별 디밍 신호에 의해 독립적으로 제어된다. 이와 같은 경우, 디밍신호 생성부(166)는 광원 어레이 수에 해당하는 만큼의 디밍 신호들을 생성한다. 이때, 각 디밍 신호들은 한 프레임 영상의 특성에 따라 모두 같은 값을 가질 수도 있고, 또는 서로 다른 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 한 프레임의 영상 중 밝은 부분에 대응하여 위치한 광원 어레이는 높은 값을 갖는 디밍 신호에 의해 구동되며, 어두운 부분에 대응하여 위치한 광원 어레이는 낮은 값을 갖는 디밍 신호에 의해 구동된다.

백라이트 제어부(158)는, 디밍신호 생성부(166)로부터 공급된 하나의 디밍 신호 또는 복수의 디밍 신호들에 따라, 백라이트 유닛(145)의 휘도를 제어한다.

도 4는 도 1의 백라이트 제어부(158)의 상세 구성도이다.

백라이트 제어부(158)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 광원 제어부들(LCU1 내지 LCUk)을 포함한다. 각 광원 제어부(LCU1 내지 LCUk)는 각 광원 어레이(LA1 내지 LAk)에 개별적으로 접속된다. 각 광원 제어부(LCU1 내지 LCUk)는 각 디밍 신호(DIM1 내지 DIMk)에 따라 각 광원 어레이(LA1 내지 LAk)의 휘도를 제어한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 광원 어레이(LA1 내지 LAk)는 광 구동 전압(VLED)을 공통으로 공급받는다. 광 구동 전압(VLED)은 각 광원 어레이(LA1 내지 LAk) 내에서 상측 최외각에 위치한 광원(LED)의 애노드 전극에 인가된다.

광 구동 전압(VLED)은, 도시되지 않았지만, 백라이트 직류-직류 변환부로부터 제공될 수 있다. 백라이트 직류-직류 변환부는 시스템으로부터 입력되는 구동 전원(VCC)을 승압 또는 감압하여 백라이트 유닛(145)의 구동에 필요한 각종 신호들을 생성하는 바, 위 광 구동 전압(VLED)은 그 각종 신호들 중 하나이다. 백라이트 직류-직류 변환부는 백라이트 제어부(158)에 내장될 수 있다.

여기서, 각 광원 제어부(LCU1 내지 LCUk)에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 각 광원 제어부(LCU1 내지 LCUk)의 구성은 실질적으로 동일하므로, 설명의 편의상 제 1 광원 제어부(LCU1)를 대표적으로 설명한다.

도 5는 도 4에 도시된 제 1 광원 제어부(LCU1)에 대한 상세 구성도이다.

제 1 광원 제어부(LCU1)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 비교기(CMP1), 디밍 변조부(501), 저항 제어부(503) 및 정전류 제어부(505)를 포함한다.

제 1 비교기(CMP1)

제 1 비교기(CMP1)는 디밍신호 생성부(166)로부터 디밍 신호(DIM1)를 공급받음과 아울러, 외부로부터 미리 설정된 임계값(Vcrt)을 공급받는다. 디밍 신호(DIM1)는 제 1 비교기(CMP1)의 비반전 입력단자(+)로 입력되며, 임계값(Vcrt)은 제 1 비교기(CMP1)의 반전 입력단자(-)로 입력된다. 여기서, 임계값(Vcrt)은 전술된 백라이트 직류-직류 변환부로부터 제공될 수 있다.

제 1 비교기(CMP1)는 디밍 신호(DIM1)와 임계값(Vcrt)을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 비교 신호를 생성한다. 예를 들어, 디밍 신호(DIM1)가 임계값(Vcrt)보다 클 때, 제 1 비교기(CMP1)는 제 1 논리상태의 비교 신호를 출력한다. 반면, 디밍 신호(DIM1)가 임계값(Vcrt)과 같거나 이보다 작을 때, 제 1 비교기(CMP1)는 제 2 논리상태 비교 신호를 출력한다. 여기서, 제 1 논리상태와 제 2 논리상태는 각각 하이논리상태 및 로우논리상태일 수 있으나, 이와 반대로 제 1 논리상태가 로우논리상태이고 제 2 논리상태가 하이논리상태일 수도 있다.

제 1 비교기(CMP1)는 히스테리시스(hysteresis) 특성을 갖는 비교기일 수 있다. 예를 들어, 제 1 비교기(CMP1)는 슈미트-트리거(Schmitt trigger)일 수 있다.

디밍 변조부(501)

디밍 변조부(501)는 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호 및 디밍신호 생성부(166)에서 출력된 디밍 신호(DIM1)를 입력받는다. 디밍 변조부(501)는 비교 신호의 상태에 따라 디밍 신호(DIM1)를 변조 여부를 판단한다. 예를 들어, 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 디밍 변조부(501)는 자신에게 입력된 디밍 신호(DIM1)를 변조 없이 그대로 출력한다. 그러나, 비교 신호가 제 2 논리상태일 때, 디밍 변조부(501)는 디밍 신호(DIM1)를 변조한다. 따라서, 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 디밍 변조부(501)로부터 출력되는 디밍 신호(DIM1)는 디밍 변조부(501)에 입력된 디밍 신호(DIM1)와 실질적으로 동일하다.

이러한 동작을 위해, 디밍 변조부(501)는 제 1 스위칭소자(Tr1), 제 2 스위칭소자(Tr2) 및 변조기(MU)를 포함할 수 있다.

제 1 스위칭소자(Tr1)는 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 접속된다. 여기서, 제 1 노드(N1)는 디밍신호 생성부(166)의 출력단자일 수 있다. 그리고 제 2 노드(N2)는 변조기(MU)의 출력단자일 수 있다. 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 이 제 1 논리상태의 비교 신호에 응답하여 제 1 스위칭소자(Tr1)는 턴-온(turn-on)된다. 턴-온된 제 1 스위칭소자(Tr1)는 자신에게 입력된 디밍 신호(DIM1)와 실질적으로 동일한 디밍 신호(DIM1)를 제 2 노드(N2)로 출력한다. 한편, 제 1 비교기(CMP1)에 출력된 비교 신호가 제 2 논리상태일 때, 이 제 2 논리상태의 비교 신호에 응답하여 제 1 스위칭소자(Tr1)는 턴-오프(turn-off)된다.

제 2 스위칭소자(Tr2)는 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 제 1 노드(N1)와 변조기(MU)의 입력단자 사이에 접속된다. 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호가 제 2 논리상태일 때, 이 제 2 논리상태의 비교 신호에 응답하여 제 2 스위칭소자(Tr2)는 턴-온된다. 턴-온된 제 2 스위칭소자(Tr2)는 자신에게 입력된 디밍 신호(DM1)를 변조기(MU)로 출력한다. 한편, 제 1 비교기(CMP1)에 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 이 제 1 논리상태의 비교 신호에 응답하여 제 2 스위칭소자(Tr2)는 턴-오프된다.

한편, 시스템에 구비된 전원부와 제 1 노드(N1) 사이에 제 1 저항(R1) 및 제 2 저항(R2)이 병렬로 접속된다. 시스템의 전원부로부터 출력된 구동 전원은 제 1 및 제 2 저항(R1, R2)을 통해 제 1 노드(N1)에 인가된다.

변조기(MU)

변조기(MU)는 턴-온된 제 2 스위칭소자(Tr2)를 통해 입력된 디밍 신호(DIM1)를 변조하고, 그 변조된 디밍 신호(DIM1)를 제 2 노드(N2)로 출력한다. 구체적으로, 변조기(MU)는 입력된 디밍 신호(DIM1)의 크기를 증폭시킨다. 예를 들어, 변조기(MU)는 입력된 디밍 신호(DIM1)를 10배 증폭시켜 출력하는 비반전 증폭기일 수 있다.

저항 제어부(503)

저항 제어부(503)는 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호에 따라 감지 노드(Ns)에 접속되는 저항의 크기를 조절한다. 저항 제어부(503)는 감지 노드(Ns)를 통해 흐르는 광 구동 전류를 검출하는 전류 센서의 기능을 수행한다. 구체적으로, 저항 제어부(503)는 그 광 구동 전류에 의해 발생된 전류 감지 전압을 검출한다.

이러한 동작을 위해, 저항 제어부(503)는 제 1 감지 저항(Rs1), 제 2 감지 저항(Rs2) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)를 포함할 수 있다.

제 1 감지 저항(Rs1) 및 제 2 감지 저항(Rs2)은 감지 노드(Ns)와 접지 사이에 직렬로 접속된다. 감지 저항(Rs1, Rs2)은 2개 보다 더 많이 구비될 수 있다. 여기서, 접지는 직류 전압원으로 대체될 수도 있다.

제 3 스위칭소자(Tr3)는 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 감지 저항들(Rs1, Rs2) 간의 접속점(Nr)과 감지 노드(Ns) 사이에 접속된다. 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 이 제 1 논리상태의 비교 신호에 응답하여 제 3 스위칭소자(Tr3)는 턴-온된다. 턴-온된 제 3 스위칭소자(Tr3)는 감지 노드(Ns)와 접속점(Nr) 간을 단락시킨다. 한편, 제 1 비교기(CMP1)에 출력된 비교 신호가 제 2 논리상태일 때, 이 제 2 논리상태의 비교 신호에 응답하여 제 3 스위칭소자(Tr3)는 턴-오프된다.

이와 같이 제 3 스위칭소자(Tr3)가 턴-온되면, 제 1 감지 저항(Rs1)이 감지 노드(Ns)에 접속된다. 반면, 제 3 스위칭소자(Tr3)가 턴-오프되면, 제 1 감지 저항(Rs1)과 제 2 감지 저항(Rs2)이 감지 노드(Ns)에 직렬로 접속된다. 따라서, 제 3 스위칭소자(Tr3)가 턴-오프될 때 감지 노드(Ns)에 더 높은 값을 갖는 저항이 연결된다.

제 2 감지 저항(Rs2)은 제 1 감지 저항(Rs1)보다 더 큰 저항값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 감지 저항(Rs1)과 제 2 감지 저항(Rs2)은 1:9 비율의 저항값을 가질 수 있다.

저항 제어부(503)는 전류 센서의 기능을 수행할 수 있는 소자라면 어떤 것이든 포함할 수 있다. 예를 들어, 저항 제어부(503)는 코일(coil) 또는 포토 커플러(photo coupler)와 같은 구성을 가질 수 있다.

정전류 제어부(505)

정전류 제어부(505)는 디밍 변조부(501)로부터의 디밍 신호(DIM1)와 감지 노드(Ns)의 전압을 입력받는다. 정전류 제어부(505)는 디밍 신호(DIM1)의 크기에 따라 광원 어레이(LA1)로 공급되는 광 구동 전류의 크기를 제어한다. 디밍 신호(DIM1)의 크기가 클수록 광 구동 전류의 크기도 높아진다.

이러한 동작을 위해, 정전류 제어부(505)는 제 2 비교기(CMP2) 및 정전류 스위칭소자(Tr_C)를 포함할 수 있다.

제 2 비교기(CMP2)는 디밍 변조부(501)로부터 디밍 신호(DIM1)를 공급받음과 아울러, 감지 노드(Ns)로부터 감지 전압을 공급받는다. 제 1 디밍 신호(DIM1)는 제 2 비교기(CMP2)의 비반전 입력단자(+)로 입력되며, 감지 전압은 제 2 비교기(CMP2)의 반전 입력단자(-)로 입력된다. 제 2 비교기(CMP2)는 디밍 신호(DIM1)와 감지 전압을 비교하고, 이 비교 결과를 근거로 비교 신호를 생성한다. 제 2 비교기(CMP2)는 디밍 신호(DIM1)와 감지 전압이 같아지도록 비교 신호의 크기를 제어한다. 구체적으로, 감지 노드(Ns)를 통해 흐르는 전류가 높아지면 감지 전압이 상승하는 바, 이를 감지한 제 2 비교기(CMP2)는 자신의 출력(비교 신호)을 감소시킨다. 그러면, 이 감소된 비교 신호에 따라, 제 3 스위칭소자(Tr3)를 통해 감지 노드(Ns)로 흐르는 전류의 양도 감소한다. 따라서, 감지 노드(Ns)의 감지 전압이 낮아진다. 반면, 감지 노드(Ns)를 통해 흐르는 전류가 낮아지면 감지 전압이 감소하는 바, 이를 감지한 제 2 비교기(CMP2)는 자신의 출력(비교 신호)을 증가시킨다. 그러면, 이 증가된 비교 신호에 따라, 제 3 스위칭소자(Tr3)를 통해 감지 노드(Ns)로 흐르는 전류의 양도 증가한다. 따라서, 감지 노드(Ns)의 감지 전압이 높아진다. 이와 같이 제 2 비교기(CMP2)는 반전 입력단자(-)에 입력된 감지 전압과 비반전 입력단자(+)에 입력된 디밍 신호(DIM1)가 같아지도록 비교 신호의 크기를 조절하는 바, 이에 따라 그 디밍 신호(DIM1)에 따른 광 구동 전류가 일정한 크기로 광원 어레이(LA1)에 공급될 수 있다.

제 2 비교기(CMP2)는, 예를 들어, 연산 증폭기(Operational Amplifier)일 수 있다.

정전류 스위칭소자(Tr_C)는 제 2 비교기(CMP2)로부터의 비교 신호에 따라 제어되며, 광원 어레이(LA1)와 감지 노드(Ns) 사이에 접속된다. 정전류 스위칭소자(Tr_C)는 이의 게이트 전극에 인가된 비교 신호의 크기에 따라, 광원 어레이(LA1)로 흐르는 광 구동 전류의 크기를 조절한다. 제 2 비교기(CMP2)로부터의 비교 신호의 크기가 높을수록 광 구동 전류의 양도 증가한다.

전술된 제 1 스위칭소자(Tr1), 제 2 스위칭소자(Tr2) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)들 중 제 2 스위칭소자(Tr2)는 나머지 다른 스위칭소자들(Tr1, Tr3)과 다른 타입의 트랜지스터이다. 예를 들어, 제 1 스위칭소자(Tr1) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)가 N타입 트랜지스터들일 때, 제 2 스위칭소자(Tr2)는 P타입 트랜지스터이다. 그리고, 제 1 스위칭소자(Tr1) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)가 P타입 트랜지스터들일 때, 제 2 스위칭소자(Tr2)는 N타입 트랜지스터이다.

정전류 스위칭소자(Tr_C)는 N타입 트랜지스터 또는 P타입 트랜지스터일 수 있다.

한편, 제 1 내지 제 3 스위칭소자(Tr1 내지 Tr3)는 포화 영역에서 동작하는 트랜지스터인 반면, 정전류 스위칭소자(Tr_C)는 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터이다.

이와 같이 구성된 제 1 광원 제어부(LCU1)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6a는 디밍신호 생성부(166)로부터의 디밍 신호(DIM1)가 임계값(Vcrt)보다 높을 때 제 1 광원 제어부(LCU1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 디밍 신호(DIM1)가 임계값(Vcrt)보다 높은 직류 전압일 때, 제 1 비교기(CMP1)는 제 1 논리상태의 비교 신호를 출력한다.

제 1 논리상태의 비교 신호는 제 1 내지 제 3 스위칭소자(Tr1 내지 Tr3)의 각 게이트 전극으로 공급된다. 여기서, 제 1 논리상태가 하이논리상태인 것으로 가정하면, N타입 트랜지스터인 제 1 및 제 3 스위칭소자(Tr1, Tr3)는 턴-온되는 반면, P타입 트랜지스터인 제 2 스위칭소자(Tr2)는 턴-오프된다.

턴-온된 제 1 스위칭소자(Tr1)를 통해 디밍 신호(DIM1)가 제 2 비교기(CMP2)의 비반전 입력단자(+)로 입력된다.

턴-온된 제 3 스위칭소자(Tr3)에 의해 감지 노드(Ns)와 접속점(Nr) 간이 단락된다. 이에 따라, 감지 노드(Ns)에 제 1 감지 저항(Rs1)이 연결된다. 따라서, 제 2 비교기(CMP2)의 반전 입력단자(-)에, 제 1 감지 저항(Rs1)에 의해 검출된 감지 전압이 입력된다.

제 2 비교기(CMP2)는 디밍 신호(DIM1)와 감지 전압을 근거로 비교 신호를 생성하고, 이 비교 신호를 정전류 스위칭소자(Tr_C)로 공급한다.

정전류 스위칭소자(Tr_C)는 비교 신호에 따라 광 구동 전류를 조절한다.

도 6b는 디밍신호 생성부(166)로부터의 디밍 신호(DIM1)가 임계값(Vcrt)과 같거나 이보다 낮을 때 제 1 광원 제어부(LCU1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 디밍 신호(DIM1)가 임계값(Vcrt)과 같거나 이보다 낮은 직류 전압일 때, 제 1 비교기(CMP1)는 제 2 논리상태의 비교 신호를 출력한다.

제 2 논리상태의 비교 신호는 제 1 내지 제 3 스위칭소자(Tr1 내지 Tr3)의 각 게이트 전극으로 공급된다. 여기서, 제 2 논리상태가 로우논리상태인 것으로 가정하면, N타입 트랜지스터인 제 1 및 제 3 스위칭소자(Tr1, Tr3)는 턴-오프되는 반면, P타입 트랜지스터인 제 2 스위칭소자(Tr2)는 턴-온된다.

턴-온된 제 2 스위칭소자(Tr2)를 통해 디밍 신호(DIM1)가 변조기(MU)로 입력된다.

변조기(MU)는 입력된 디밍 신호(DIM1)를 증폭하여 제 2 비교기(CMP2)의 비반전 입력단자(+)로 출력한다.

턴-오프된 제 3 스위칭소자(Tr3)에 의해, 감지 노드(Ns)와 접지 사이에 제 1 감지 저항(Rs1) 및 제 2 감지 저항(Rs2)이 직렬로 연결된다. 따라서, 제 2 비교기(CMP2)의 반전 입력단자(-)에, 제 1 감지 저항(Rs1) 및 제 2 감지 저항(Rs2)에 의해 검출된 감지 전압이 입력된다.

이와 같이 디밍 신호(DIM1)의 크기가 작을 때, 제 1 광원 제어부(LCU1)는 변조기(MU)를 이용하여 디밍 신호(DIM1)의 크기를 증폭시키고, 그 증폭된 비율에 해당하는 만큼 저항값을 증가시켜 광 구동 전류의 증가를 방지한다. 따라서, 증폭된 디밍 신호(DIM1)에 의해 정전류 스위칭소자(Tr_C)가 정상적으로 동작할 수 있으며, 또한 디밍 신호(DIM1)의 증폭된 비율에 맞춰 감지 저항의 크기도 증가하므로 원래의 디밍 신호(DIM1)(증폭되기 이전의 디밍 신호(DIM1))에 대응하는 크기의 광 구동 전류가 정상적으로 생성될 수 있다.

도 7은 도 4에 도시된 제 1 광원 제어부(LCU1)에 대한 다른 상세 구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 저항 제어부(503)는 가변 저항(531) 및 조절부(532)를 포함할 수 있다.

가변 저항(531)은 감지 노드(Ns)와 접지 사이에 접속된다. 가변 저항(531)은, 디지털 제어신호에 의해 가변되는 디지털 가변 저항일 수 있다.

조절부(532)는 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호에 따라 가변 저항(531)의 값을 조절한다. 예를 들어, 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 조절부(532)는 제 1 디지털 제어신호를 출력한다. 반면, 제 1 비교기(CMP1)에서 출력된 비교 신호가 제 2 논리상태일 때, 조절부(532)는 제 2 디지털 제어신호를 출력한다.

제 1 디지털 제어신호에 의해, 가변 저항(531)은 전술된 제 1 감지 저항(Rs1)에 상응하는 저항값을 가질 수 있다. 반면, 제 2 디지털 제어신호에 의해, 가변 저항(531)은 전술된 제 1 감지 저항(Rs1)과 제 2 감지 저항(Rs2)의 합에 상응하는 저항값을 가질 수 있다.

도 7에서의 제 1 비교기(CMP1), 제 2 비교기(CMP2), 제 1 스위칭소자(Tr1), 제 2 스위칭소자(Tr2), 제 3 스위칭소자(Tr3), 정전류 스위칭소자(Tr_C), 변조기(MU), 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2) 및 광원 어레이(LA1)는 도 5에서의 그것들과 동일하므로, 이들에 대한 설명은 도 5 및 관련 내용을 참조한다.

한편, 디밍신호 생성부(166)로부터 제공되는 디밍 신호(DIM1)는 전술된 바와 같이 아날로그 직류 전압 형태일 수도 있으나, 디지털 펄스 형태로 제공될 수도 있다. 즉, 디밍신호 생성부(166)는 내부에 구비된 펄스폭 변조부를 이용하여 디밍 신호(DIM1)를 펄스 형태로 제공할 수 있다.

도 8은 디밍신호 생성부(166)로부터의 디밍 신호(DIM1)가 펄스 형태인 경우 제 1 광원 제어부(LCU1)의 구성을 나타낸 도면이다.

디밍 신호(DIM1)가 펄스 형태로 제공될 때, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 광원 제어부(LCU1)는 이 펄스 형태의 디밍 신호(DIM1)를 아날로그 직류 전압 형태로 변경하기 위한 신호 변환부(801)를 더 구비할 수 있다. 신호 변환부(801)는, 예를 들어, 디지털-아날로그 컨버터 또는 RC 필터일 수 있다.

한편, 신호 변환부(801)는 제 1 광원 제어부(LCU1)의 외부에 위치할 수도 있다. 또한, 신호 변환부(801)는 디밍신호 생성부(166) 내에 위치할 수도 있다.

도 8에서의 제 1 비교기(CMP1), 제 2 비교기(CMP2), 제 1 스위칭소자(Tr1), 제 2 스위칭소자(Tr2), 제 3 스위칭소자(Tr3), 정전류 스위칭소자(Tr_C), 변조기(MU), 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2) 및 광원 어레이(LA1)는 도 5에서의 그것들과 동일하므로, 이들에 대한 설명은 도 5 및 관련 내용을 참조한다.

한편, 전술된 도 7에 도시된 제 1 광원 제어부(LCU1) 역시 전술된 신호 변환부(801)를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

DM1: 제 1 디밍 신호 Vcrt: 임계값
CMP1: 제 1 비교기 CMP2: 제 2 비교기
LCU1: 제 1 광원 제어부 501: 디밍 변조부
503: 저항 제어부 505: 정전류 제어부
R1: 제 1 저항 R2: 제 2 저항
N1: 제 1 노드 N2: 제 2 노드
VCC: 구동 전원 Ns: 감지 노드
Nr: 접점 Tr1: 제 1 스위칭소자
Tr2: 제 2 스위칭소자 Tr3: 제 3 스위칭소자
Tr_C: 정전류 스위칭소자 MU: 변조기
Rs1: 제 1 감지 저항 Rs2: 제 2 감지 저항
LA1: 제 1 광원 어레이 LED: 광원
VLED: 광 구동 전압

Claims

표시패널로 광을 제공하는 적어도 하나의 광원 어레이;
외부로부터 영상 데이터 신호를 공급받고, 디밍 신호를 생성하는 디밍신호 생성부;
상기 디밍신호 생성부에서 출력된 디밍 신호와 미리 설정된 임계값을 공급받아, 비교 신호를 생성하는 제 1 비교기;
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호 및 상기 디밍신호 생성부에서 출력된 디밍 신호를 입력받아, 상기 디밍 신호를 변조하는 디밍 변조부;
상기 디밍 변조부에서 출력된 디밍 신호와 감지 노드의 전압을 입력받아, 상기 광원 어레이를 구동하는 광구동 전류를 제어하는 정전류 제어부; 및
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 의하여, 상기 감지 노드에 접속되는 저항을 변경하는 저항 제어부를 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 디밍 변조부는,
상기 정전류 제어부에 접속된 출력단자를 갖는 변조기;
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 상기 디밍신호 생성부의 출력단자와 상기 변조기의 출력단자 사이에 접속된 제 1 스위칭소자; 및
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 상기 디밍신호 생성부의 출력단자와 상기 변조기의 입력단자 사이에 접속된 제 2 스위칭소자를 포함하는 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태인 경우, 상기 제 1 스위칭소자는 상기 디밍 신호와 실질적으로 동일한 신호를 상기 변조기의 출력단자로 출력하며;
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호가 제 2 논리상태인 경우, 상기 제 2 스위칭소자는 상기 디밍 신호와 실질적으로 동일한 신호를 상기 변조기의 입력단자로 출력하는 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 변조기는 상기 제 2 스위칭소자를 통해 자신에게 입력된 디밍 신호를 증폭시키는 증폭기인 표시장치.
제 2 항에 있어서,
구동 전원과 상기 디밍신호 생성부의 출력단자 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 2 저항을 더 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 저항 제어부는,
상기 감지 노드와 접지 사이에 직렬로 접속된 감지 저항들; 및
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 상기 감지 저항들 간의 접속점들 중 어느 하나와 상기 감지 노드 사이에 접속된 스위칭소자를 포함하는 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호가 제 1 논리상태일 때, 상기 스위칭소자는 상기 감지 노드와 접속점 간을 단락시키는 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 감지 저항들은 서로 다른 저항값을 갖는 적어도 2개의 저항들을 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 저항 제어부는,
상기 감지 노드와 접지 사이에 접속된 가변 저항; 및
상기 제 1 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 상기 가변 저항의 값을 조절하는 조절부를 포함하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 가변 저항은 디지털 가변 저항인 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 정전류 제어부는,
상기 디밍 변조부에서 출력된 디밍 신호와 상기 감지 노드의 감지 전압을 공급받고, 비교 신호를 생성하는 제 2 비교기; 및
상기 제 2 비교기에서 출력된 비교 신호에 따라 제어되며, 상기 광원 어레이와 상기 감지 노드 사이에 접속된 정전류 스위칭소자를 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 디밍 생성부는,
외부로부터 영상 데이터 신호를 공급받고, 펄스 변조 신호를 생성하는 펄스폭 변조부; 및
상기 펄스폭 변조부로부터 펄스 변조 신호를 공급받고, 디밍 신호를 생성하여 상기 제 1 비교기로 공급하는 필터부를 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원 어레이는 적어도 하나의 발광소자들을 포함하는 표시장치.