KR20180071821A - 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널, 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛, 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부, 디스플레이 패널로 입력되는 입력 신호의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타내는 감마 커브를 저장하는 저장부 및, 디스플레이 패널의 최대 휘도 값인 제1 출력 휘도 값 및 입력 신호의 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시키는 프로세서를 포함한다. 여기서, 제2 출력 휘도 값은, 감마 커브에서 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그 구동 방법 { Display apparatus and driving method thereof }
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 상하부의 투명 절연 기판에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 형성한 후, 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 투명 절연 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치로는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT LCD)가 주로 사용되고 있으며, 이러한 액정 표시 장치는 교차 배치된 게이트 라인들과 데이터 라인들로 구분되는 픽셀들로 이루어져 화상을 표시하는 액정 패널, 액정 패널을 구동하는 구동부, 액정 패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛, 액정 패널에 공급되는 빛을 투과시키는 컬러 필터로 구성된다.
다만, 백라이트 유닛의 광원들과, 그 광원을 구동하기 위한 인버터 회로의 소비 전력은 액정 표시 장치의 전체 소 비전력에서 거의 절반에 해당한다. 따라서, 액정표시장치의 소비 전력을 줄이기 위해서는 백라이트 유닛의 소비 전력을 줄이는 방법이 효과적이다. 백라이트 유닛의 소비전력을 줄이기 위한 방법으로, 백라이트 디밍 방법이 가장 널리 이용되고 있다.
다만, 화면 전체의 백라이트 휘도를 일괄적으로 낮추는 글로벌 백라이트 디밍은 액정 표시 장치에 적용되는 감마 커브의 왜곡을 발생시킨다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은, 감마 커브를 유지하면서 백라이트를 글로벌 디밍 구동할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛, 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부, 상기 디스플레이 패널로 입력되는 입력 신호의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타내는 감마 커브를 저장하는 저장부 및, 상기 디스플레이 패널의 최대 휘도 값인 제1 출력 휘도 값 및 입력 신호의 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시키는 프로세서를 포함하며, 상기 제2 출력 휘도 값은, 상기 감마 커브에서 상기 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다.
또한, 상기 제1 휘도 값은, 상기 디스플레이 패널이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 상기 백라이트 유닛을 구성하는 복수의 광원의 밝기를 일괄적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 상기 타겟 전류 듀티 및 상기 타겟 전류 세기 중 적어도 하나까지 단계적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 변화량 및 전류 세기 변화량 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 단계적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 입력 신호의 적어도 하나의 프레임 단위로 최대 계조 값에 대응되는 상기 제1 출력 휘도 값을 산출하고, 상기 적어도 하나의 프레임 단위로 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기가 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 백라이트 유닛의 밝기 감소에 따른 휘도 저하를 상기 입력 신호의 계조 값으로 보상할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 입력 신호의 최대 계조 값에 기초하여 상기 휘도 저하를 보상하기 위한 게인 값을 산출하고, 상기 입력 신호의 계조 값에 상기 게인 값을 적용하여 보상된 계조 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널로 입력되는 입력 신호의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타내는 감마 커브를 저장하는 디스플레이 장치의 구동 방법은, 입력 신호를 수신하는 단계 및 상기 디스플레이 패널의 최대 휘도 값인 제1 출력 휘도 값 및 상기 입력 신호의 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 출력 휘도 값은, 상기 감마 커브에서 상기 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다.
또한, 상기 제1 휘도 값은, 상기 디스플레이 패널이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다.
또한, 상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 상기 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구성하는 복수의 광원의 밝기를 일괄적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 상기 타겟 전류 듀티 및 상기 타겟 전류 세기 중 적어도 하나까지 단계적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는, 상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 변화량 및 전류 세기 변화량 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 단계적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는, 상기 입력 신호의 적어도 하나의 프레임 단위로 최대 계조 값에 대응되는 상기 제1 출력 휘도 값을 산출하고, 상기 적어도 하나의 프레임 단위로 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 광의 밝기 감소에 따른 휘도 저하를 상기 입력 신호의 계조 값으로 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보상하는 단계는, 상기 입력 신호의 최대 계조 값에 기초하여 상기 휘도 저하를 보상하기 위한 게인 값을 산출하고, 상기 입력 신호의 계조 값에 상기 게인 값을 적용하여 보상된 계조 값을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이 패널은, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)로 구현될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 감마 커브를 유지하면서 백라이트의 글로벌 디밍을 제어하여 입력 신호의 계조를 정확하게 표현할 수 있게 된다. 또한, 블랙 신호가 개선되어 콘트라스트 비가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글로벌 디밍 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LCD 패널의 픽셀 값 표현 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감마 커브를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PWM 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a, 도 7b 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 아날로그 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.　
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.　 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 디밍 방법을 설명하기 위한 도면이다.
스스로 발광하지 않는 소자로 구현된 디스플레이 패널, 예를 들어 LCD 패널이 영상을 구현하려면 디스플레이 모듈에 백라이트가 구비되어 있어야 한다. 백라이트가 활성화되면 예컨대 46인치, CCFL 기반의 LCD TV는 총 240W의 전력을 소모한다. 어두운 장면과 같이 백라이트 활성화가 반드시 필요치 않은 경우에도 항상 100% 가동되며, 전력이 증가함에 따라 백라이트와 디스플레이 모듈의 온도 또한 높아지게 된다. 이로 인해 백라이트에 의해 방사되는 열의 과도한 열구배(thermal gradient) 때문에 LCD 특성에 영향을 줄 수 있다. 이러한 이유로 인해 백라이트의 밝기 즉, 전력 소모를 가능한 제한하고 있다.
백라이트의 소비전력을 줄이기 위한 방법으로, 백라이트 디밍 방법이 가장 널리 이용되고 있다. 백라이트 디밍 방법은 화면을 다수의 블록들로 분할하고 블록별로 백라이트 휘도를 개별 제어하는 로컬 디밍(Local dimming)과 화면 전체의 백라이트 휘도를 일괄적으로 낮추는 글로벌 디밍(Global dimming)으로 나뉘어질 수 있다. 로컬 디밍은 한 프레임 기간 내에서 화면의 휘도를 국부적으로 제어함으로써 정적 콘트라스트(Static contrast)를 개선할 수 있고, 소비전력을 줄일 수 있다. 로컬 디밍은 그 알고리즘과 하드웨어의 구성이 복잡도하고, 블록별 휘도 제어가 용이한 직하형 LED(Light Emitting Diode) 백라이트 유닛에만 적용될 수 있는 단점이 있다. 글로벌 디밍은 동적 콘트라스트(Dynamic contrast)를 개선할 수 있으며, 소비전력을 낮출 수 있다. 글로벌 디밍은 그 알고리즘과 하드웨어의 구성이 복잡도하지 않고 어떤 타입의 백라이트 유닛에도 적용될 수 있다.
한편, 디스플레이는 일반적으로 입력 신호의 계조(Gray Level, 밝기)와 출력되는 휘도의 관계에 따른 감마 커브에 기초하여 휘도가 출력되도록 설정되어 있다. 여기서, 휘도란, 특정 방향에 대한 광밀도, 즉 일정 면적을 통과하여 일정 입체각으로 들어오는 빛의 양을 의미하며, 단위는 면적당 칸델라(Cd/㎡) 또는 니트(nit)로 표시한다. 감마 커브(또는 감마 그래프 또는, 감마 테이블)는 X축이 입력되는 계조, 즉 Gray Level(주로 8 bit이며, 이 경우 256 단계의 Gray로 표현이 가능함), Y축이 출력되는 휘도(%), 그리고 기울기가 바로 감마값이 된다. 사람의 눈은 어두운 곳의 밝기 차이는 잘 구분하지만 어느 정도 이상 밝은 곳의 밝기 차이는 잘 구분하지 못하기 때문에 감마값을 1로 정비례하게 설정을 해 놓는다면 높은 Gray로 갈수록 밝은 색을 잘 구분하지 못하기 때문에 효율적이지 못한 경향이 있다. 이에 따라 감마값은 사람의 눈에 최적화되도록 설정되며 NTSC(National Television System Committee) 표준 감마값인 2.2가 될 수 있다.
그러나, 이와 같이 고정된 감마값에 기초하여 출력되도록 설정된 디스플레이에 글로벌 디밍을 이용하는 경우 감마 커브에 왜곡이 발생할 수 있게 된다. 이하에서는, 백라이트를 글로벌 디밍하면서 감마 커브를 유지할 수 있는 본 발명의 다양한 실시 예에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 따르면, 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(120), 백라이트 구동부(130), 저장부(140) 및 프로세서(150)를 포함한다.
디스플레이 패널(110)은 복수의 화소가 하나의 프레임을 이루도록 구성되며, 각 화소는 복수의 서브 픽셀로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 각 화소는 복수의 광 예를 들어, 적색, 녹색, 청색의 광(R, G, B)에 대응하는 세 개의 서브 픽셀로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 경우에 따라서 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀 이외에 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로(Yellow), 블랙(Black) 또는 다른 서브 픽셀도 포함될 수 있다. 여기서, 디스플레이 패널(110)은 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)로 구현될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 디밍이 적용 가능하다면 다른 형태의 디스플레이 패널로 구현되는 것도 가능하다.
백라이트 유닛(120)은 디스플레이 패널(110)로 광을 조사한다.
특히, 백라이트 유닛(120)은 디스플레이 패널(110)의 배면, 즉 영상이 표시되는 면의 반대면에서 디스플레이 패널(110)에 광을 조사한다.
백라이트 유닛(120)은 다수의 광원들을 포함하고, 다수의 광원은 램프와 같은 선광원 또는 발광 다이오드와 같은 점광원 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 백라이트 유닛(120)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(120)의 광원은 LED(Light Emitting Diode), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다.
백라이트 구동부(130)는 프로세서(150)로부터 입력되는 값에 따라 백라이트 유닛(120)으로 공급되는 구동 전류의 공급시간 또는 세기 등을 조절하여 출력한다.
구체적으로, 백라이트 구동부(130)는 듀티비가 가변되는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)로 백라이트 유닛(120)의 광원들의 휘도를 제어하거나, 전류의 세기를 가변하여 백라이트 유닛(120)의 광원들의 휘도를 제어할 수 있다. 여기서, 펄스폭 변조 신호(PWM)는 광원들의 점등 및 소등의 비율을 제어하며, 그 듀티비(duty ratio %)는 프로세서(150)로부터 입력되는 디밍값에 따라 결정된다.
이 경우, 백라이트 구동부(130)는 백라이트 유닛(120)을 구성하는 복수의 광원, 예를 들어, 복수의 LED 소자에 인가되는 전류를 제어하는 적어도 하나의 LED 드라이버를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, LED 드라이버는 파워 서플라이(power supply)(예를 들어, SMPS(Switching Mode Power Supply)) 후단에 배치되어 파워 서플라이로부터 전압을 인가받을 수 있다. 다만, 다른 실시 예에 따르면, 별도의 전원 장치로부터 전압을 인가받을 수도 있다. 또는, SMPS 및 LED 드라이버가 하나로 통합된 모듈 형태로 구현되는 것도 가능하다.
저장부(140)는 디스플레이 장치(100)의 동작에 필요한 다양한 데이터를 저장한다.
특히, 저장부(140)는 디스플레이 패널(110)로 입력되는 입력 신호(또는 입력 영상 신호)의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타내는 감마 커브를 저장한다. 여기서, 감마 커브는 도 1에서 설명한 바와 같이 감마값인 2.2인 감마 커브가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 감마 값은 디스플레이 패널(110)의 특성, 또는 디스플레이 장치(100)의 출력 모드(예를 들어, 영화 모드, 표준 모드 등) 등에 기초하여 변경될 수 있다.
여기서, 저장부(140)는 프로세서(150)에 포함된 롬(ROM), 램(RAM) 등의 내부 메모리로 구현되거나, 프로세서(150)와 별도의 메모리로 구현될 수도 있다. 이 경우, 저장부(140)의 데이터 저장 용도에 따라 디스플레이 장치(100)에 임베디드된 메모리 형태로 구현되거나, 디스플레이 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리 형태로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)의 구동을 위한 데이터의 경우 디스플레이 장치(100)에 임베디드된 메모리에 저장되고, 디스플레이 장치(100)의 확장 기능을 위한 데이터의 경우 디스플레이 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리에 저장될 수 있다. 한편, 디스플레이 장치(100)에 임베디드된 메모리의 경우 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등과 같은 형태로 구현되고, 디스플레이 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리의 경우 메모리 카드(예를 들어, micro SD 카드, USB 메모리 등), USB 포트에 연결가능한 외부 메모리(예를 들어, USB 메모리) 등과 같은 형태로 구현될 수 있다.
한편, 다른 실시 예에 따르면, 저장부(140)에 저장된 상술한 정보들(예를 들어 감마 커브 또는 감마 값)은, 저장부(140)에 저장되어 있지 않고 외부 장치로부터 획득되는 것도 가능하다. 예를 들어, 일부 정보는, 셋탑 박스, 외부 서버, 사용자 단말 등과 같은 외부 장치로부터 실시간으로 수신될 수도 있다.
프로세서(150)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(150)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(150)는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP))로 구현될 수 있고, 컨텐츠 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.
프로세서(150)는 상술한 감마 커브에 기초하여 백라이트 유닛(120)을 글로벌 디밍(dimming) 제어하도록 백라이트 구동부(130)를 제어할 수 있다.
이 경우, 프로세서(150)는 디스플레이 패널(110)의 제1 출력 휘도 값 및 입력 신호의 제2 출력 휘도 값에 기초하여 백라이트 구동부(130)를 제어할 수 있다.
여기서, 제1 출력 휘도 값은 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(110)이 8비트 영상을 출력하고, 출력 가능한 최대 휘도가 500nit인 경우, 디스플레이 장치(100)가 8비트 영상의 최대 계조인 255 계조에 대해 500nit를 출력하도록 설정되어 있는 경우, 제1 출력 휘도 값은 500nit가 될 수 있다. 다만, 8비트 영상의 최대 계조인 255 계조에 대해 20% 낮은 400nit를 출력하도록 설정되어 있는 경우, 제1 출력 휘도 값은 400nit가 될 수 있다. 제2 출력 휘도 값은 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 휘도 값이 될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(150)는 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 영상의 비트 수에 기초하여 제1 출력 휘도 값을 획득하고, 상술한 감마 커브에 기초하여 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 제2 출력 휘도 값을 획득하고, 할 수 있다.. 여기서, 제1 출력 휘도 값은 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 영상에 따른 최대 계조 값(예를 들어, 10 비트 영상인 경우 1023, 8 비트 영상인 경우 255)이 될 수 있다. 또한, 제1 출력 휘도 값은 영상 프레임에 포함된 픽셀 데이터 중 최대 계조 값을 가지는 픽셀 데이터(또는 서브 픽셀 데이터)에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다.
이어서, 프로세서(150)는 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 디스플레이 패널(110)로 조사되는 광의 밝기가 조정되도록 백라이트 구동부(130)를 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(150)는 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값에 기초하여 PWM 디밍(전류 듀티 조정) 또는 아날로그 디밍(전류 세기(또는 전압 세기) 조정)을 제어할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 디밍은 감마 커브가 유지되도록 백라이트 밝기를 감소시켜 입력 신호의 왜곡을 최대한 방지할 수 있게 된다. 프로세서(150)는 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼백라이트 유닛(120)의 밝기를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 프로세서(150)는 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 백라이트 유닛(120)의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 전류 듀티 100%(최대 밝기)를 기준으로, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 전류 듀티를 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 프로세서(150)는 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 백라이트 유닛(120)의 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
한편, 프로세서(150)는 백라이트 유닛(120)의 타겟 전류 듀티 및 타겟 구동 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 전류 듀티 또는 전류 세기 변경시 과도 방지를 위해 IIR 필터(Infinite Impulse Response Filter)를 적용할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(150)는 백라이트 유닛(120)의 타겟 전류 듀티 및 구동 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 백라이트 유닛(120)의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나까지 단계적으로 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 프로세서(150)는 타겟 전류 듀티가 결정되면 복수의 시간 단위 또는 복수의 영상 프레임 구간에 걸쳐 백라이트 유닛(120)의 현재 전류 듀티를 타겟 전류 듀티까지 순차적으로 감소시킬 수 있다.
이 경우, 프로세서(150)는 백라이트 유닛(120)의 타겟 전류 듀티 및 타겟 구동 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 타겟 전류 듀티 및 타겟 구동 전류 세기 중 적어도 하나에 도달하기 위해 변경되어야 하는 전류 듀티량 또는 전류 세기량에 기초하여 단계적으로 전류 듀티 또는 전류 세기를 변경할 수 있다.
일 예로, 전류 듀티 또는 전류 세기의 변경 단위가 1%이고, 총 변경량이 50%인 경우 총 50 단계에 걸쳐 전류 듀티 또는 전류 세기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 듀티 변경이 50%가 필요하면 16.6ms 단위로 1% 씩 변경하면 총 50 단계에 걸쳐 전류 듀티를 변경할 수 있다. 또한, 전압 1V 변경이 필요하면 16.6ms 단위로 0.02V 변경한다면 총 50 단계에 걸쳐 전류 듀티를 변경할 수 있다. 이 경우, 변경 단위는 디스플레이 장치(100)의 성능에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 메인 CPU에서 제어가능한 레지스터의 Bit Range에 따라 변경 단위가 결정될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 프로세서(150)는 프로세서(150)는 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여백라이트 유닛(120)의 전류 듀티 변경량 및 전류 세기 변경량 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 이 경우, 프로세서(150)는 전류 듀티 변경량 또는 전류 세기 변경량에 기초하여 상술한 바와 같이 PWM 디밍 또는 아날로그 디밍을 단계적으로 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(150)는 백라이트 유닛(120)의 디밍 제어에 따른 휘도 저하를 입력 신호의 계조 값으로 보상할 수 있다. 즉, 프로세서(150)는 백라이트 유닛(120)의 글로벌 디밍에 따른 휘도 저하를 보상하기 위해, 영상 신호의 픽셀 데이터의 계조값으로 보상하는 이미지 처리를 수행할 수 있다.
이 경우, 프로세서(150)는 입력 신호의 최대 계조 값에 기초하여 휘도 저하를 보상하기 위한 게인 값을 산출하고, 상기 입력 신호의 계조 값에 게인 값을 적용하여 보상된 계조 값을 산출할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(150)는 백라이트 휘도 저하를 보상하기 위하여 픽셀 데이터의 계조 레벨(Gray level)을 상향 조정할 수 있다.
일 예로, 프로세서(150)는 입력 프레임 중 최대 계조 값을 가지는 픽셀 데이터에 기초하여 계조 보상을 위한 게인 값을 설정할 수 있다. 이는 픽셀 데이터의 계조 보상에 한계가 있기 때문이다. 예를 들어, 10 bit 픽셀 데이터의 경우에 그 픽셀 데이터의 최대 계조 레벨은 1023이므로 그 이상으로 조절될 수 없다.
예를 들어, 10 비트 영상 기준으로 입력 프레임의 최대 계조 값이 512 인 경우, 해당 픽셀 데이터는 1023까지 보상 가능하므로 게인 값은 1023/512 = 1.99 ≒ 2로 정될 수 있다. 이 경우, 나머지 픽셀들은 512보다 낮은 계조 값을 가지므로 게인 값 2를 곱해도 최대 계조 레벨을 넘지 않게 된다.
다만, 프로세서(150)는 감마 커브에 따라 백라이트 밝기를 감소시키되, 픽셀 데이터의 최대 계조 레벨 포화(Saturation)로 인하여 계조 레벨을 표현할 수 없는 경우 기 설정된 임계 범위 내에서 백라이트 밝기를 상향 조정하는 것도 가능하다. 예를 들어, JND(Just Noticeable Difference) 이론에 따라 사용자가 감마 커브에 따라 결정된 백라이트 밝기와 동일한 밝기 값으로 인지하는 범위 내의 백라이트 밝기를 상향 조정할 수 있다.
또는, 프로세서(150)는 입력 이미지의 전체 픽셀 데이터 개수에 대한 클립트 픽셀 데이터들(Clipped pixel data)의 비율인 클립트 레이트(Clipped rate)를 특정 값으로 고정시켜 백라이트의 최소 휘도를 결정할 수 있다. 여기서, 클립트 픽셀 데이터들은 백라이트 휘도의 저하와 최대 계조값의 제한으로 인하여 표현할 수 있는 밝기를 넘어간 픽셀 데이터들을 의미한다. 클립트 레이트는 클립트 픽셀 개수를 입력 이미지의 전체 픽셀 개수로 나눈 백분율 값이다. 이와 같이 클립트 레이트를 결정한 후에 입력 이미지에 대한 RGB 히스토그램을 생성하여 해당 이미지에서 클립트될 계조 레벨인 최종 클립트 포인트(Final clipped point)를 결정한다. 최종 클립트 포인트를 넘는 픽셀 데이터들이 클립트 픽셀 데이터들이다. 이 경우, 클립트 포인트를 특정 값으로 고정시켜 백라이트의 최소 밝기를 결정할 수 있다.
즉, 프로세서(150)는 감마 커브에 따라 백라이트 밝기를 감소시키되, 백라이트 휘도의 최소 밝기를 유지하도록 하는 것도 가능하다.
또는, 높은 밝기의 픽셀 데이터 분포가 적은 입력 이미지에서는 백라이트 휘도의 최소 밝기를 결정하기 위한 클립트 포인트를 증가시킬 수 있다. 클립트 포인트를 작은 값으로 고정하는 경우에 높은 밝기의 픽셀 데이터 분포가 적은 입력 이미지에서 화질이 크게 열화될 수 있기 때문이다. 또한, 높은 밝기의 픽셀 데이터 분포가 적은 입력 이미지에서는 백라이트 휘도의 최소 밝기를 결정하기 위한 클립트 포인트를 증가시킬 수 있다.
도 2b는 도 2a에 도시된 디스플레이 장치의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2b에 도시된 구성들 중 도 2a에 도시된 구성과 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
디스플레이 패널(110)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 상호 교차하도록 형성되고, 그 교차로 마련되는 영역에 R, G, B 서브 픽셀(PR, PG, PB)이 형성된다. 인접한 R, G, B 서브 픽셀(PR, PG, PB)은 하나의 픽셀을 이룬다. 즉, 각 픽셀은 적색(R)을 표시하는 R 서브 픽셀(PR), 녹색(G)을 표시하는 G 서브 픽셀(PG), 및 청색(B)을 표시하는 B 서브 픽셀(PB)을 포함하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3원색으로 피사체의 색을 재현한다.
디스플레이 패널(110)이 LCD 패널로 구현되는 경우, 각 서브 픽셀(PR, PG, PB)은 화소 전극 및 공통 전극을 포함하고, 양 전극 간 전위차로 형성되는 전계로 액정 배열이 바뀌면서 광 투과율이 변화하게 된다. 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 형성되는 TFT들은 각각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 비디오 데이터, 즉 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터를 각 서브 픽셀(PR, PG, PB)의 화소 전극에 공급한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LCD 패널의 픽셀 데이터 표시 방법을 설명하기 위한 도면이다.
LCD (Liquid Crystal Display, 액정 디스플레이)란 액체와 고체의 중간상태인 액정의 전기성질을 표시장치에 응용한 것이다.
LCD는 전계에 의해 일정한 방향으로 액정 소자 배열이 형성되고, 일정한 방향의 파동을 가진 빛을 선택적으로 통과시킨다. 즉, 분자구조 특성상 액정은 전계에 의해 선형 배열되고, 기계적인 특성상 다시 레이어 간 90도 단위 회전이 가능하다. 이러한 90도 단위 회전 배열을 TN(Twisted Nematic)이라고 하고, 270도 단위 회전배열은 STN(Super Twisted Nematic)이라고 부른다. 레이어 2장을 사이에 놓고 이런 막대 모양 액정에 전기장이 걸리면 전기장의 방향에 따라 이 같은 액정의 위치가 변화하면서 통과 광량에 변화가 생기게 된다. 즉, 액정은 화소(Sub-Pixel) 전극과 공통 전극 사이의 실효 전압에 의해 Twist되어 광 투과율 즉, 픽셀 데이터 값이 제어될 수 있다.
패널 구동부(160)는 데이터 라인들에 비디오 데이터를 공급하는 데이터 구동부(161) 및 게이트 라인들에 스캔 펄스를 공급하는 게이트 구동부(162)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(161)는 데이터 신호를 생성하는 수단으로, 프로세서(140)(또는 타이밍 컨트롤러(미도시))로부터 R/G/B 성분의 영상 데이터를 전달받아 데이터 신호를 생성한다. 또한, 데이터 구동부(161)는 디스플레이 패널(110)의 데이터 선(DL1, DL2, DL3,..., DLm)과 연결되어 생성된 데이터 신호를 디스플레이 패널(110)에 인가한다.
게이트 구동부(162)(또는 스캔 구동부)는 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 생성하는 수단으로, 게이트 라인(GL1, GL2, GL3,..., GLn)에 연결되어 게이트 신호를 디스플레이 패널(110)의 특정한 행에 전달한다. 게이트 신호가 전달된 픽셀에는 데이터 구동부(161)에서 출력된 데이터 신호가 전달되게 된다.
그 밖에 패널 구동부(160)는 타이밍 컨트롤러(미도시)를 더 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(미도시)는 외부, 예를 들어 프로세서(150)로부터 입력 신호(IS), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클럭 신호(MCLK) 등을 입력받아 영상 데이터 신호, 주사 제어 신호, 데이터 제어 신호, 발광 제어 신호 등을 생성하여 디스플레이 패널(110), 데이터 구동부(161), 게이트 구동부(162) 등에 제공할 수 있다.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시 예에 대해 좀더 자세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감마 커브를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 감마 커브는 디스플레이 패널(110)로 입력되는 입력 신호의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타낸다. 여기서, 감마 커브는 도 1에서 설명한 바와 같이 감마값인 2.2인 감마 커브가 될 수 있다.
프로세서(150)는 감마 커브에 기초하여, 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 제1 출력 휘도 값 및 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 제2 출력 휘도 값을 산출할 수 있다. 여기서, 제1 출력 휘도 값 산출에는 감마 커브가 이용될 필요는 없으나, 필요한 경우에는 감마 커브를 이용하는 것도 가능하다.
예를 들어, 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값이 1023이고, 해당 계조 값에 대응되는 휘도 값이 1023 nit 인 경우를 상정하도록 한다.
이 경우, 특정 입력 프레임의 최대 계조 값이 A인 경우, 감마 커브에 기초하여 A에 대응되는 출력 휘도 값 B를 식별하고, 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값인 1023에 대응되는 출력 휘도 값 1023에 기초하여 차이값인 1023-B를 산출할 수 있다. 예를 들어, B=512이 경우, 출력 휘도 값의 차이는 511이 된다.
프로세서(150)는 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위한 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 출력 휘도 값의 차이에 대응하는 만큼 감소시킬 수 있다. 이하에서 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PWM 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 백라이트 유닛(120)에 인가되는 전류 듀티와 휘도 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이 LED 백라이트 유닛(120)에 인가되는 전류 듀티과 휘도 간에는 선형적 관계가 존재한다. 즉, LED 백라이트 유닛(120)의 휘도는 순방향 전류의 듀티에 따라 선형적으로 변하게 된다.
예를 들어, 입력 신호의 최대 계조 값이 A이고, 도 4의 감마 커브에 따라 입력 신호의 최대 계조 값 A에 대응되는 출력 휘도 값 B=512(nit)인 경우를 상정하도록 한다. 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값은 1023(nit)이므로, 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값 및 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 최대 계조 값의 차이는 1023-512=511(nit)가 된다.
이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 백라이트 유닛(120)의 휘도를 최대 계조 값의 차이에 대응하는 만큼 감소시킬 수 있다. 즉, 백라이트 유닛(120)의 휘도를 511/1023 ≒ 0.5(50%) 만큼 감소시킬 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 LED 백라이트 유닛(120)에 인가되는 전류 듀티과 휘도 간에는 선형적 관계가 있으므로, 511/1024 ≒ 0.5(50%) 만큼 전류 듀티를 감소시킬 수 있다.
도 7a, 7b 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 아날로그 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a(또는 도 7b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 백라이트 유닛(120)에 인가되는 전류 값(또는 전압 값)과 휘도 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7a(또는 도 7b)에 도시된 바와 같이 LED 백라이트 유닛(120)에 인가되는 전류 값(또는 전압 값)과 휘도 간에는 비선형적 관계가 존재한다. 즉, LED 백라이트 유닛(120)의 휘도는 순방향 전류에 따라 비선형적으로 변하게 된다.
예를 들어, 입력 신호의 최대 계조 값이 A이고, 도 4의 감마 커브에 따라 입력 신호의 최대 계조 값 A에 대응되는 출력 휘도 값 B=512(nit)인 경우를 상정하도록 한다. 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값은 1023(nit)이므로, 디스플레이 패널(110)이 출력 가능한 최대 계조 값 및 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 최대 계조 값의 차이는 1023-512=511(nit)가 된다. 이 경우, 백라이트 유닛(120)의 휘도를 최대 계조 값의 차이에 대응하는 만큼 감소시킬 수 있다. 즉, 백라이트 유닛(120)의 휘도를 511/1024 ≒ 0.5(50%) 만큼 감소시킬 수 있다.
이 경우, 도 7 a(또는 7b)에 도시된 바와 같이 LED 백라이트 유닛(120)에 인가되는 전류 듀티과 휘도 간에는 비선형적 관계가 있으므로, 휘도를 50% 감소시키기 위하여 대응되는 전류 값(또는 전류 게인)을 도 7a(또는 7b)의 그래프에 기초하여 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 7a에 기초하여 현재 전류 값이 10mA 이고, 휘도를 50% 감소시키기 위한 전류 게인이 0.4인 경우 전류는 10mA * 0.4 = 4mA가 될 수 있다. 한편, 도 7b는 실험에 의해 획득된 LED 백라이트 유닛(120)에 인가되는 전류 값과 휘도 비율 간 관계를 나타내는 것으로, 일 예로 그래프 우측의 휘도 비율 = 0.000000000047701*I3 - 0.000000510381229* I2 + 0.001545454573109* I + 0.002999749439957의 관계에 있게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법은, 입력 신호가 수신되면(S910), 디스플레이 패널의 최대 휘도 값인 제1 출력 휘도 값 및 입력 신호의 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시킨다 (S920). 여기서, 감마 커브는, 디스플레이 패널로 입력되는 입력 신호의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타내는 정보가 될 수 있다. 또한, 제1 출력 휘도 값은 디스플레이 패널이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다. 제2 출력 휘도 값은 감마 커브에서 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 될 수 있다.
한편, 디스플레이 패널은, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값 만큼 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시킬 수 있다.(S920). 예를 들어, 백라이트의 최대 밝기를 기준으로, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값 만큼 백라이트의 밝기를 감소시킬 수 있다.
또한, 광의 밝기를 감소시키는 S920 단계에서는, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 광의 밝기를 감소시켜 백라이트 유닛을 글로벌 디밍 구동할 수 있다. 즉, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 대응되도록 백라이트 유닛을 구성하는 복수의 광원의 밝기를 일괄적으로 감소시키는 수 있다.
또한, 광의 밝기를 감소시키는 S920 단계에서는, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다.
또한, 광의 밝기를 감소시키는 S920 단계에서는, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 백라이트 유닛의 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나까지 단계적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 광의 밝기를 감소시키는 S920 단계에서는, 제1 출력 휘도 값 및 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 백라이트 유닛의 전류 듀티 변화량 및 전류 세기 변화량 중 적어도 하나가 결정되면, 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 단계적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 광의 밝기를 감소시키는 S910 단계에서는, 입력 신호의 적어도 하나의 프레임 단위로 최대 계조 값에 대응되는 제1 출력 휘도 값을 산출하고, 상기 적어도 하나의 프레임 단위로 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 구동 방법은, 백라이트 유닛의 밝기 감소에 따른 휘도 저하를 입력 신호의 계조 값으로 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 입력 신호의 최대 계조 값에 기초하여 휘도 저하를 보상하기 위한 게인 값을 산출하고, 입력 신호의 계조 값에 게인 값을 적용하여 보상된 계조 값을 산출할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 감마 커브를 유지하면서 백라이트의 글로벌 디밍을 제어하여 입력 신호의 계조를 정확하게 표현할 수 있게 된다. 또한, 블랙 신호가 개선되어 콘트라스트 비가 향상될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 디스플레이 장치에 대한 소프트웨어/하드웨어 업그레이드 만으로도 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 구동 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 구동 방법은 컴퓨터로 실행가능한 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 프로세서에 의해 실행되도록 디스플레이 장치에 제공될 수 있다.　
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 이해되어져서는 안 될 것이다.
110: 디스플레이 패널 120: 백라이트 유닛
130: 백라이트 구동부 140: 저장부
150: 프로세서

Claims (20)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부;
    입력 신호의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타내는 감마 커브를 저장하는 저장부; 및
    상기 디스플레이 패널의 최대 휘도 값인 제1 출력 휘도 값 및 입력 신호의 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시키는 프로세서;를 포함하며,
    상기 제2 출력 휘도 값은,
    상기 감마 커브에서 상기 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값인, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 휘도 값은,
    상기 디스플레이 패널이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값인, 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 상기 백라이트 유닛을 구성하는 복수의 광원의 밝기를 일괄적으로 감소시키는, 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 감소시키는, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 상기 타겟 전류 듀티 및 상기 타겟 전류 세기 중 적어도 하나까지 단계적으로 감소시키는, 디스플레이 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 변화량 및 전류 세기 변화량 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 단계적으로 감소시키는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 입력 신호의 적어도 하나의 프레임 단위로 최대 계조 값에 대응되는 상기 제1 출력 휘도 값을 산출하고, 상기 적어도 하나의 프레임 단위로 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시키는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 백라이트 유닛의 밝기 감소에 따른 휘도 저하를 상기 입력 신호의 계조 값으로 보상하는, 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 입력 신호의 최대 계조 값에 기초하여 상기 휘도 저하를 보상하기 위한 게인 값을 산출하고, 상기 입력 신호의 계조 값에 상기 게인 값을 적용하여 보상된 계조 값을 산출하는, 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)로 구현되는, 디스플레이 장치.
  11. 입력 신호의 계조와 출력 신호의 휘도 간 관계를 나타내는 감마 커브를 저장하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    입력 신호를 수신하는 단계;
    디스플레이 패널의 최대 휘도 값인 제1 출력 휘도 값 및 상기 입력 신호의 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시키는 단계;를 포함하며,
    상기 제2 출력 휘도 값은,
    상기 감마 커브에서 상기 입력 신호의 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값인, 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 휘도 값은,
    상기 디스플레이 패널이 출력 가능한 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값인, 구동 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이 만큼 상기 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구성하는 복수의 광원의 밝기를 일괄적으로 감소시키는, 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 감소시키는, 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 타겟 전류 듀티 및 타겟 전류 세기 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 상기 타겟 전류 듀티 및 상기 타겟 전류 세기 중 적어도 하나까지 단계적으로 감소시키는, 구동 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는,
    상기 제1 출력 휘도 값 및 상기 제2 출력 휘도 값의 차이에 기초하여 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 변화량 및 전류 세기 변화량 중 적어도 하나가 결정되면, 상기 백라이트 유닛의 전류 듀티 및 전류 세기 중 적어도 하나를 단계적으로 감소시키는, 구동 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 광의 밝기를 감소시키는 단계는,
    상기 입력 신호의 적어도 하나의 프레임 단위로 최대 계조 값에 대응되는 상기 제1 출력 휘도 값을 산출하고, 상기 적어도 하나의 프레임 단위로 상기 디스플레이 패널로 조사되는 광의 밝기를 감소시키는, 구동 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 광의 밝기 감소에 따른 휘도 저하를 상기 입력 신호의 계조 값으로 보상하는 단계;를 더 포함하는, 구동 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보상하는 단계는,
    상기 입력 신호의 최대 계조 값에 기초하여 상기 휘도 저하를 보상하기 위한 게인 값을 산출하고, 상기 입력 신호의 계조 값에 상기 게인 값을 적용하여 보상된 계조 값을 산출하는, 구동 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)로 구현되는, 구동 방법.
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