KR20230015212A - 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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light emitting
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강정모
김창훈
정용민
정종훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는, 서로 직렬로 연결되는 복수의 발광 다이오드 블록과 상기 복수의 발광 다이오드 블록으로 전류를 공급하고, 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되는 드라이버 IC와 상기 복수의 발광 다이오드 블록 각각에 병렬로 연결된 복수의 스위칭 소자 및 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록을 조절하도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
개시된 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 발명이다.
일반적으로 디스플레이 장치는, 획득 또는 저장된 영상 정보를 사용자에게 시각적으로 표시하는 출력 장치의 일종으로, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치로는, 개인용 컴퓨터 또는 서버용 컴퓨터 등에 연결된 모니터 장치나, 휴대용 컴퓨터 장치나, 내비게이션 단말 장치나, 일반 텔레비전 장치나, 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV, Internet Protocol television) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조 장치(PDA, Personal Digital Assistant), 또는 셀룰러 폰 등의 휴대용 단말 장치나, 산업 현장에서 광고나 영화 같은 화상을 재생하기 위해 이용되는 각종 디스플레이 장치나, 또는 이외 다양한 종류의 오디오/비디오 시스템 등이 있다.
디스플레이 장치는 다양한 종류의 디스플레이 패널을 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치는 음극선관 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 패널, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 패널, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 등을 포함할 수 있다.
최근에는 디스플레이 장치의 광원으로 발광 다이오드의 사용이 증가하고 있다. 발광 다이오드는 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛에 사용될 수도 있고, 발광 다이오드 패널에서 개별 픽셀로 사용될 수도 있다.
고 해상도를 구현하여 디스플레이의 성능을 높이기 위해서는 발광 다이오드를 구동하는 드라이버 IC의 개수 증가가 요구되고, 드라이버 IC의 개수가 증가되면 결과적으로 디스플레이 장치의 제조 비용과 회로의 복잡성을 증가시키게 된다.
개시된 발명의 일 측면은 발광 다이오드를 구동하는데 필요한 드라이버 IC의 개수 증가는 최소화하면서 고해상도를 구현할 수 있도록, 발광 다이오드를 시분할 방식으로 제어하는 디스플레이 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는, 서로 직렬로 연결되는 복수의 발광 다이오드 블록(그룹); 상기 복수의 발광 다이오드 블록으로 전류를 공급하고, 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되는 드라이버 IC; 상기 복수의 발광 다이오드 블록 각각에 병렬로 연결된 복수의 스위칭 소자; 및 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록을 조절하도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 단위 프레임을 구현하는 시간을 복수의 시구간으로 분할하고, 상기 복수의 시구간 중 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 일부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하고, 상기 복수의 시구간 중 다른 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 전부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 다른 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되어 구동 전압(VDD)를 공급하는 전원부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록에 공급되는 구동 전압을 조절하도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스위칭 소자의 온오프에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가 또는 감소하는 것에 대응하여 상기 발광 다이오드 블록에 공급하는 구동 전압을 증가시키거나 감소시키도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 증가시키고, 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 감소하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 감소시키도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 블록은, 제1 발광 다이오드 블록; 및 상기 제1 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결된 제2 발광 다이오드 블록;을 포함하고, 상기 복수의 스위칭 소자는, 상기 제1 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제1 스위칭 소자; 및 상기 제2 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제2 스위칭 소자;를 포함할 수 있다.
상기 단위 프레임을 구현하는 시간은, 제1 시구간, 제2 시구간 및 제3 시구간을 포함하고, 상기 제1 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 처음 1/2만큼의 시구간이고, 상기 제2 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 나머지 1/2 시간의 처음 1/2만큼의 시구간을 나타내고, 상기 제3 시간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 마지막 1/4 시구간을 나타내고, 상기 제어부는, 상기 제1 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자가 모두 오프 되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 오프 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 온 되도록 제어하고, 상기 제3 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 온 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 오프 되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압의 2배에 해당하는 전압을 공급하도록 제어하고, 상기 제2 시구간 및 제3 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압을 공급하도록 전원부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 각각의 발광 다이오드 블록에서 발광해야 하는 데이터에 따라 전류가 출력되도록 상기 드라이버IC를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 발광 다이오드 블록을 PWM 제어 또는 PAM 제어 중 어느 하나의 제어를 사용하여 휘도를 표현하도록 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 서로 직렬로 연결되는 복수의 발광 다이오드 블록(그룹), 상기 복수의 발광 다이오드 블록으로 전류를 공급하고, 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되는 드라이버 IC 및 상기 복수의 발광 다이오드 블록 각각에 병렬로 연결된 복수의 스위칭 소자를 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법은, 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록을 결정하고, 상기 결정된 발광 다이오드 블록에 상기 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것은, 상기 단위 프레임을 구현하는 시간을 복수의 시구간으로 분할하고, 상기 복수의 시구간 중 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 일부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하고, 상기 복수의 시구간 중 다른 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 전부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 제어 방법은, 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록에 공급되는 구동 전압을 조절하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 구동 전압을 조절하는 것은, 상기 스위칭 소자의 온오프에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가 또는 감소하는 것에 대응하여 상기 발광 다이오드 블록에 공급하는 구동 전압을 증가시키거나 감소시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 구동 전압을 조절하는 것은, 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 증가시키고, 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 감소하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 감소시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 블록은, 제1 발광 다이오드 블록; 및 상기 제1 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결된 제2 발광 다이오드 블록;을 포함하고, 상기 복수의 스위칭 소자는, 상기 제1 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제1 스위칭 소자; 및 상기 제2 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제2 스위칭 소자;를 포함할 수 있다.
상기 단위 프레임을 구현하는 시간은, 제1 시구간, 제2 시구간 및 제3 시구간을 포함하고, 상기 제1 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 처음 1/2만큼의 시구간이고, 상기 제2 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 나머지 1/2 시간의 처음 1/2만큼의 시구간을 나타내고, 상기 제3 시간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 마지막 1/4시구간을 나타내고, 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것은, 상기 제1 시구간 동안 상기 상기 제1스위칭 소자 및 상기 제2스위칭 소자가 모두 오프 되도록 제어하고; 상기 제2 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 오프 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 돈 되도록 제어하고; 상기 제3 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 온 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 오프 되도록 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 구동 전압을 조절하는 것은, 상기 제1 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압의 2배에 해당하는 전압을 공급하고; 상기 제2 시구간 및 제3 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압을 공급하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 제어 방법은, 복수의 발광 다이오드 블록이 이미지 데이터에 대응되는 휘도를 표현하도록 PWM 제어 및 PAM 제어 중 하나의 제어를 사용하는 것;을 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면 고해상도를 구현하면서 필요한 드라이버 IC의 개수를 줄여 회로를 단순화할 수 있으며, 비용을 절감할 수 있다.
또한, 개시된 발명의 일 측면에 따르면 구동하는 발광 다이오드 블록의 수에 대응하여 전원부에서 공급하는 전원을 조절함으로써 소비전력 및 발열을 감소시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 디스플레이 장치의 외관도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 복수의 발광 다이오드 블록을 포함하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 두개의 발광 다이오드 블록을 포함하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 단위 프레임을 복수의 시구간으로 분할하여 스위치의 온오프를 제어하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 두개의 스위칭 소자가 모두 오프된 경우를 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제1 스위칭 소자가 오프 되고 제2 스위칭 소자가 온 되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제1 스위칭 소자가 온 되고 제2 스위칭 소자가 오프 되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 각각의 시구간 별로 스위칭 소자의 온오프에 따라 발광 다이오드 블록이 발광하는 시간을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 두 개의 발광 다이오드 블록이 모두 발광할 경우 전원부에서 구동 전압을 공급하는 것을 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 두 개의 발광 다이오드 블록 중 하나의 블록만 발광할 경우 전원부에서 구동 전압을 공급하는 것을 나타낸 도면이다.
도 14는 각각의 시구간 별로 전원부가 공급하는 공급전압을 나타낸 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 휘도의 표현방식을 나타낸 도면이다.
도 16은 디스플레이 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 17은 디스플레이 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참고 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 일 측면에 따른 디스플레이 장치 및 그 제어방법의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 대한 외관도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
디스플레이 장치(100)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(100)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치, 휴대용 연산장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(100)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)일 수도 있다. 여기서, 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)가 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 텔레비전 방송 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 스스로 광을 방출하는 소자를 이용하여 영상을 표시하는 자발광 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 자발광 디스플레이 패널은 발광 다이오드 패널이 있다. 또한, 디스플레이 장치(100)는 백라이트 유닛으로부터 방출된 광을 통과 또는 차단하여 영상을 표시하는 비자발광 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 비자발광 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널 등이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 영상을 표시하기 위한 복수의 부품들을 수용하는 본체(101)와, 본체(101)의 일 측에 마련되어 영상(I)을 표시하는 스크린(S)을 포함할 수 있다.
본체(101)는 디스플레이 장치(100)의 외관을 형성하며, 본체(101)의 내부에는 디스플레이 장치(100)가 영상(I)을 표시하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체(101)는 평평한 판 형상이나, 본체(101)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(101)는 좌우 양단이 전방으로 돌출되고 중심부가 오목하도록 휘어진 형상일 수 있다.
스크린(S)은 본체(101)의 전면에 형성되며, 스크린(S)에는 시각 정보인 영상(I)이 표시될 수 있다. 예를 들어, 스크린(S)에는 정지 영상 또는 동영상을 표시될 수 있으며, 2차원 평면 영상 또는 3차원 입체 영상이 표시될 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 스탠드형으로 구현되는 것도 가능하고, 벽에 장착되어 벽걸이형으로 구현되는 것도 가능하다. 또한, 디스플레이 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 가로(Y 축 방향 길이)가 세로(Z 축 방향 길이)보다 짧은 직사각형 형태로 구현되는 것도 가능하고, 가로가 세로보다 긴 직사각형 형태로 구현되거나 정사각형 형태로 구현되는 것도 가능하다. 디스플레이 장치(100)가 지지되는 방식이나 디스플레이 장치(100)의 형상에 대해서는 제한을 두지 않는다.
후술하는 실시예에서는 영상이 출력되는 방향(+X방향)을 전방으로, 그 반대 방향(-X 방향)을 후방으로 정의한다. 또한, XYZ축의 좌표계는 디스플레이 장치(100)를 기준으로 한 것으로서, 디스플레이 장치(100)가 도 1과 같이 세워져 있지 않고 누워있는 경우에도 디스플레이 장치(100)를 기준으로 한 좌표계는 변하지 않는 것으로 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 발광 다이오드(114), 발광 다이오드(114)를 구동하는 드라이버 IC(111), 발광 다이오드(114)에 구동 전압을 공급하는 전원부(112), 전류를 공급받는 발광 다이오드를 조절하는 스위칭 소자(113) 및 스위칭 소자(113)를 제어하는 제어부(160) 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 영상을 표시하기 위한 광원으로서 복수의 발광 다이오드(114)를 포함할 수 있다. 복수의 발광 다이오드(114)는 1차원 또는 2차원 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
드라이버 IC(111)는 이미지 데이터에 대응되는 휘도를 표현하도록 발광 다이오드(114)에 전류를 공급할 수 있다.
복수의 발광 다이오드(114)는 복수의 발광 다이오드 그룹으로 나뉠 수 있고, 각각의 발광 다이오드 그룹에는 서로 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드(114)가 포함될 수 있다. 또한, 각각의 발광 다이오드 그룹에는 스위칭 소자(113)가 병렬로 연결될 수 있다.
이하, n개(n은 2 이상의 정수)의 발광 다이오드 그룹이 직렬로 연결된 경우를 예로 들어 설명한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 n개의 발광 다이오드 그룹을 하나의 드라이버 IC(111)가 제어할 수 있다. 이를 위해, 드라이버 IC(111)는 복수의 발광 다이오드 블록 중 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되어 발광 다이오드 블록에 전류를 공급할 수 있다. 예를 들어, 드라이버 IC(111)는 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드 블록 중 양단에 배치된 두 발광 다이오드 블록 중 하나와 연결될 수 있다.
전원부(112)는 복수의 발광 다이오드(114) 중 다른 하나의 발광 다이오드 블록(Block)과 직렬로 연결되어 발광 다이오드(114)가 구동하는데 필요한 구동 전압(VDD)를 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원부(112)는 양단에 배치된 두 발광 다이오드 블록 중 다른 하나와 연결될 수 있다. 이하에서는 하나의 발광 다이오드 블록(Block)이 구동하는데 필요한 구동 전압을 Vb라 하기로 한다.
스위칭 소자(113)는 복수의 발광 다이오드 블록 각각에 병렬로 연결될 수 있고, 스위칭 소자(113)의 온오프에 따라 발광하는 발광 다이오드 블록(Block)이 달라질 수 있다.
제어부(160)는 스위칭 소자(113)를 제어하여 복수의 발광 다이오드 블록 중에서 전류가 공급될 발광 다이오드 블록을 조절할 수 있다.
제어부(160)는 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록을 조절함으로써, 드라이버 IC의 개수를 증가시키지 않고도 고해상도를 구현할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
발광 다이오드(114)는 백라이트 유닛의 광원으로 사용되거나, 자발광 디스플레이 패털에 삽입되어 각각의 픽셀로서 사용될 수 있다. 이하에서는 구체적인 설명을 위하여 발광 다이오드(114)가 백라이트 유닛(110)의 광원으로 사용되는 경우를 설명한다.
발광 다이오드(114)가 백라이트 유닛(110)의 광원으로 사용되는 경우에 대한 이해를 돕기 위해, 우선 백라이트 유닛(110)을 포함하는 디스플레이 장치에 대하여 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본체(103)의 내부에는 면광(surface light)을 전방으로 방출하는 백 라이트 유닛(110) 및 출력할 영상 신호에 따라 백 라이트 유닛(110)으로부터 방출된 광을 차단하거나 투과시키는 액정 패널(130)이 마련될 수 있다.
또한, 본체(103)에는 액정 패널(130), 백 라이트 유닛(110)을 지지하고 고정하기 위한 베젤(101a), 프레임 미들 몰드(101b), 바텀 샤시(101c)와 후면 커버(101d)가 마련될 수 있다.
백 라이트 유닛(110)은 액정 패널의 후방에 설치되어, 액정 패널이 영상을 표시하기 위해 필요한 광을 공급한다. 백 라이트 유닛은 광원이 액정 패널의 측면에 배치되는 엣지형 백 라이트 유닛과 광원이 액정 패널의 하부에 2차원으로 배열되는 직하형 백 라이트 유닛으로 구분될 수 있다.
백 라이트 유닛(110)은 청색 광과 같은 단색 광 또는 백색 광을 방출하는 복수의 점 광원을 포함할 수 있으며, 점 광원으로부터 방출되는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다.
액정 패널(130)은 백 라이트 유닛(110)의 전방에 마련되며, 백 라이트 유닛(110)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 투과시킴으로써 영상을 생성할 수 있다.
액정 패널(130)은 2차원 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀로 이루어질 수 있다. 액정 패널(130)에 포함된 복수의 픽셀은 각각 독립적으로 백 라이트 유닛(110)의 광을 차단하거나 투과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀로부터 방출되는 광에 의해 스크린(105)에 영상이 표시될 수 있다.
이렇게 백라이트 유닛(111)은 액정 패널이 영상을 표시할 수 있는 광을 공급하기 위해서는 백라이트 유닛(111)의 광원으로 삽입된 발광 다이오드(114)를 제어하여 구동시켜야 한다. 이하에서는 이러한 발광 다이오드(114)를 제어하는 과정에 대해 설명한다.
도 4를 참조하면, 제어부(160)는 백라이트 유닛(110)에 포함된 드라이버IC(111) 및 전원부(112)를 제어하여 발광 다이오드(114)에 전류 및 구동 전압을 공급할 수 있다. 또한 스위칭 소자(113)의 온오프를 제어하여 전류 및 구동 전압이 공급되는 발광 다이오드(114)를 조절할 수 있다.
타이밍 제어부(250)는, 상기 메인 제어부로부터 전달된 영상 신호를 상기 패널 구동부가 처리 가능한 형태의 영상 신호로 변환하고, 상기 영상 신호를 상기 디스플레이 장치에 표시하는데 사용되는 제어 신호를 생성할 수 있다.
패널 구동부는 액정 표시 장치의 패널을 구동하는 것으로, 게이트 신호를 게이트 라인에 제공하는 게이트 구동부(240) 및 데이터 신호를 데이터 라인에 제공하는 소스 구동부(230)를 포함할 수 있다. 일 예로, 게이트 구동부(240)와 소스 구동부(230)는 디스플레이 드라이버 집적회로(Display Driver Intergrated Circuit, DDI)로 구현될 수 있다.
소스 구동부(230)는 영상 데이터를 아날로그 전압으로 변환하여 게이트 라인에 공급하며, 게이트 구동부(240)는 제어 신호에 따라 아날로그 전압 펄스 파형을 게이트 라인에 공급할 수 있다.
제어부(160)는 소스 구동부(230)와 게이트 구동부(240)를 제어하여 영상 데이터를 게이트 라인에 공급하도록 할 수 있다.
또한, 외부 전자 기기와 무선 통신을 수행하는 통신부(170)도 더 포함할 수 있다. 통신부(170)는 미리 정해진 통신 규약에 따라 데이터를 송수신하는 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 와이파이(Wifi), 와이브로(Wireless broadband), GSM(Global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), 4세대(4G) 이동통신, 5세대(5G) 이동통신 등과 같은 무선 통신 방식으로 인터넷망과 연결될 수 있는 다양한 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함수 있다. 또한, 블루투스 모듈, 와이파이 다이렉트 모듈 등과 같은 근거리 무선 통신 모듈을 포함하는 것도 가능하다.
통신부(170)는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 중앙 서버와 통신을 수행하거나, 사용자가 필요로 하는 정보를 외부 서버에서 가져오거나, 사용자가 입력한 정보를 외부 서버에 전송하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
소스 입력부(180)는 셋탑 박스, USB, 안테나 등으로부터 입력되는 소스 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 소스 입력부(180)는 HDMI 케이블 포트, USB 포트, 안테나 등을 포함하는 소스 입력 인터페이스의 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이상에서는 제어부(160)가 드라이버 IC(111), 전원부(112) 및 스위칭 소자(113)를 제어하여 발광 다이오드(114)의 구동을 조절하는 과정에 대해 설명하였다. 이하에서는 각각의 소자가 회로에 배치된 도면을 통해 각각의 소자의 연결관계와 발광 다이오드(114)의 구동 방식에 대해 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 복수의 발광 다이오드 블록을 포함하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 하나의 발광 다이오드 블록(Block)에는 서로 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드(114)가 포함될 수 있다.
각각의 발광 다이오드 블록(Block)은 서로 직렬로 연결될 수 있고, 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되는 드라이버 IC(111)는 상기 복수의 발광 다이오드 블록(Block)으로 전류(I)를 공급할 수 있다.
또한, 복수의 발광 다이오드 블록(Block) 각각에는 복수의 스위칭 소자(113)가 각각 병렬로 연결될 수 있다.
제어부(160)는, 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류(I)가 공급되는 발광 다이오드 블록(Block)을 조절하도록 상기 복수의 스위칭 소자(113)의 온오프를 제어할 수 있다.
스위칭 소자(113)가 오프 되면, 해당 스위칭 소자(113)와 병렬로 연결된 발광 다이오드 블록(Block)으로 전류(I)가 흐르고, 스위칭 소자(113)가 온 되면, 해당 스위칭 소자(113)와 병렬로 연결된 발광 다이오드 블록(Block)으로 전류(I)가 흐르지 않고, 스위칭 소자(113)로 전류(I)가 흐르게 된다.
예를 들어, 도 5에서 제1 스위칭 소자(SW1)이 오프 되고 나머지 스위칭 소자는 온 되는 경우, 전류(I)는 제1 발광 다이오드 블록(Block 1)으로만 흐르게 된다.
구체적으로, 제어부(160)는 상기 단위 프레임을 구현하는 시간을 복수의 시구간으로 분할하고, 상기 복수의 시구간 중 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록(Block) 중 일부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하고, 상기 복수의 시구간 중 다른 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록(Block) 전부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어할 수 있다.
이에 따라 각각의 시구간마다 구동되는 발광 다이오드 블록(Block)을 달리할 수 있다.
전원부(112)는 상기 복수의 발광 다이오드 블록(Blcok)에 구동 전압(Vb)를 공급할 수 있는 소자로, 상기 복수의 발광 다이오드 블록(Block) 중 다른 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결될 수 있다.
제어부(160)는 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록(Block)에 공급되는 구동 전압을 조절하도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
즉 제어부(160)는, 스위칭 소자(113)의 온오프에 따라 전류가 공급되는 복수의 발광 다이오드 블록(Block)을 조절할 수 있는데, 이렇게 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록(Block)의 개수가 증가 또는 감소하는 것에 대응하여 발광 다이오드 블록(Block)에 공급되는 구동 전압을 증가시키거나 감소시키도록 전원부(112)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(160)는 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 증가시키고, 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 감소하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 감소시키도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
즉, 하나의 발광 다이오드 블록의 구동에 필요한 구동 전압을 Vb라고 하면, 스위칭 소자(113)의 온오프에 따라 전류가 흐르는 발광 다이오드 블록(Block)의 개수가 n개 이면 전원부(112)는 n * Vb 에 해당하는 만큼의 전압을 공급할 수 있다. 스위칭 소자(113)를 제어하여 전류가 흐르는 발광 다이오드 블록(Block)의 개수가 m개로 증가할 경우 (m>n), 전원부(112)는 m * Vb 에 해당하는 만큼의 증가된 전압을 공급할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 발광 다이오드 블록(Block)이 두 개이고 각각의 발광 다이오드 블록(Block)에 병렬로 연결된 스위칭 소자(113)도 두 개인 경우에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 두개의 발광 다이오드 블록을 포함하는 구조를 나타낸 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 단위 프레임을 복수의 시구간으로 분할하여 스위치의 온오프를 제어하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 발광 다이오드 블록(Block 1)과 제2 발광 다이오드 블록(Block 2)는 서로 직렬로 연결되어 있고, 제1 스위칭 소자(SW 1)는 제1 발광 다이오드 블록(Block 1)과, 제2 스위칭 소자(SW 2)는 제2 발광 다이오드 블록(Block 2)과 각각 병렬로 연결되어 있다.
드라이버 IC(111)는 제2 발광 다이오드 블록(Block 2)과 직렬로 연결되어 있고, 전원부(15)는 제1 발광 다이오드 블록(Block 1)과 직렬로 연결되어 있다.
제어부(160)는 하나의 드라이버 IC(111)로 구동되는 두 개의 발광 다이오드 블록의 각각의 휘도를 조절하여 고해상도를 구현하기 위하여, 단위 프레임을 구현하는 시간을 복수의 시간을 분할하여 각각의 시구간마다 다른 동작을 하도록 제어할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어부(160)는 단위 프레임을 구현하는 시간을 제1 시구간, 제2 시구간, 제3 시구간으로 분할할 수 있다.
상기 제1 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 처음 1/2만큼의 시구간이고, 상기 제2 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 나머지 1/2 시간의 처음 1/2만큼의 시구간을 나타내고, 상기 제3 시간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 마지막 1/4시구간을 나타낼 수 있다.
이와 같은 시구간의 분할은 일 실시예이므로, 다른 방식으로 시구간을 분할하는 것도 가능하다.
제어부(160)는 상기 제1 시구간 동안에는 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭 소자(SW2)가 모두 오프(OFF)되도록 제어할 수 있다. 이 경우 전류(I)는 제1 발광 다이오드 블록(Block1) 및 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 모두에 공급될 수 있다.
제어부(160)는 상기 제2 시구간 동안에는 제1 스위칭 소자(SW1)는 오프 되도록 제어하고 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 온 되도록 제어할 수 있다. 이 경우 전류(I)는 제1 발광 다이오드 블록(Block1)에만 흐르고 제2 발광 다이오드 블록(Block2)에는 흐르지 않을 수 있다.
제어부(160)는 상기 제3 시구간 동안에는 제1 스위칭 소자(SW1)는 온 되도록 제어하고 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 오프 되도록 제어할 수 있다. 이 경우 전류(I)는 제2 발광 다이오드 블록(Block2)에만 흐르고 제1 발광 다이오드 블록(Block1)에는 흐르지 않을 수 있다.
이하에서는 회로도를 통하여 전류(I)가 발광 다이오드 블록(Block)에 흐르는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 두개의 스위칭 소자가 모두 오프된 경우를 나타낸 도면이고, 도 9는 일 실시예에 따른 제1 스위칭 소자가 오프 되고 제2 스위칭 소자가 온 되는 경우를 나타낸 도면이며, 도 10은 일 실시예에 따른 제1 스위칭 소자가 온 되고 제2 스위칭 소자가 오프 되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 시구간에서 제어부(160)가 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭 소자(SW2) 모두를 오프 되도록 제어하는 경우의 회로도를 나타낸다.
제1 스위칭 소자(SW1)과 제2 스위칭 소자(SW2)는 모두 오프 되어 도선이 연결되어 있지 않기 때문에, 드라이버 IC(111)로부터 공급되는 전류(I)는 제1 발광 다이오드 블록(Block1) 및 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 모두에 공급될 수 있다.
제1 발광 다이오드 블록(Block1) 및 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 모두에 전류(I)가 공급되어 각각의 블록에 포함된 복수의 발광 다이오드가 발광함에 따라 제1 발광 다이오드 블록(Block1) 및 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 모두가 발광하게 된다.
도 9를 참조하면, 제2 시구간에서 제어부(160)가 제1 스위칭 소자(SW1)는 오프 되도록 제어하고, 제2 스위칭 소자(SW2)는 온 되도록 제어하는 경우의 회로도를 나타낸다.
제1 스위칭 소자(SW1)는 오프 되어 도선이 연결되어 있지 않기 때문에, 드라이버 IC(111)로부터 공급되는 전류(I)는 제1 발광 다이오드 블록(Block1)에 공급될 수 있다. 그러나 제2 스위칭 소자(SW2)는 온 되어 도선이 연결되어 있기 때문에, 드라이버 IC(111)로부터 공급되는 전류(I)는 제2 발광 다이오드 블록(Block2)에는 공급되지 못하고 제2 스위칭 소자(SW2)로만 흐를 수 있다.
제1 발광 다이오드 블록(Block1)에 전류(I)가 공급되어 제1 발광 다이오드 블록에 포함된 복수의 발광 다이오드가 발광함에 따라 제1 발광 다이오드 블록(Block1)은 발광하게 되고, 제2 발광 다이오드 블록(Block2)은 전류(I)를 공급받지 못하여 발광하지 않는다.
도 10을 참조하면, 제3 시구간에서 제어부(160)가 제1 스위칭 소자(SW1)는 온 되도록 제어하고, 제2 스위칭 소자(SW2)는 오프 되도록 제어하는 경우의 회로도를 나타낸다.
제2 스위칭 소자(SW2)는 오프 되어 도선이 연결되어 있지 않기 때문에, 드라이버 IC(111)로부터 공급되는 전류(I)는 제2 발광 다이오드 블록(Block1)에 공급될 수 있다. 그러나 제1 스위칭 소자(SW1)는 온 되어 도선이 연결되어 있기 때문에, 드라이버 IC(111)로부터 공급되는 전류(I)는 제1 발광 다이오드 블록(Block1)에는 공급되지 못하고 제1 스위칭 소자(SW1)로만 흐를 수 있다.
제2 발광 다이오드 블록(Block2)에 전류(I)가 공급되어 제2 발광 다이오드 블록에 포함된 복수의 발광 다이오드가 발광함에 따라 제2 발광 다이오드 블록(Block1)은 발광하게 되고, 제1 발광 다이오드 블록(Block2)은 전류(I)를 공급받지 못하여 발광하지 않는다.
도 11은 일 실시예에 따른 각각의 시구간 별로 스위칭 소자의 온오프에 따라 발광 다이오드 블록이 발광하는 시간을 나타낸 도면이다.
상기 설명한 바와 같이, 제1 시구간에서는 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭 소자(SW2)를 모두 오프 되도록 제어하여 제1 발광 다이오드 블록(Block1) 및 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 모두가 전류를 공급받아 발광할 수 있다.
또한, 제2 시구간에서는 제1 스위칭 소자(SW1)는 오프 되도록 제어하고 제2 스위칭 소자(SW2)는 온 되도록 제어하여 제1 발광 다이오드(Block1)만이 전류를 공급받아 발광할 수 있다.
제2 시구간에서는 제1 스위칭 소자(SW1)는 온 되도록 제어하고 제2 스위칭 소자(SW2)는 오프 되도록 제어하여 제2 발광 다이오드(Block2)만이 전류를 공급받아 발광할 수 있다.
이렇게 제어부(160)는 단위 프레임을 구현하는 시간을 복수의 시구간으로 나누어 각각의 시구간마다 스위칭 소자(113)의 온오프를 제어하여 전류를 공급받아 발광하는 발광 다이오드 블록(Block)을 조절할 수 있다.
각각의 시구간마다 구동하는 발광 다이오드 블록(Block)이 다르므로, 불필요한 소비전력 및 발열을 감소시키기 위해, 제어부(160)는 구동하는 발광 다이오드 블록(Block)의 수에 따라 전원부(112)에서 공급하는 구동 전압을 달리하도록 전원부(112)를 제어할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 두개의 발광 다이오드 블록이 모두 발광할 경우 전원부에서 구동 전압을 공급하는 것을 나타낸 도면이고, 도 13은 일 실시예에 따른 두개의 발광 다이오드 블록 중 하나의 블록만 발광할 경우 전원부에서 구동 전압을 공급하는 것을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 제1 시구간에서 제어부(160)가 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭 소자(SW2) 모두를 오프 되도록 제어하는 경우의 회로도를 나타낸다.
이 경우, 전술한 바와 같이 제1 발광 다이오드 블록(Block1) 및 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 모두에 전류가 공급되어 발광하므로, 전원부는 발광하는 발광 다이오드 블록의 개수에 해당하는 만큼의 구동 전압을 공급할 수 있다.
즉, 도 12에서는 두 개의 발광 다이오드 블록이 발광하므로 전원부(112)는 하나의 발광 다이오드 블록의 구동에 필요한 구동 전압(Vb)의 2배에 해당하는 전압(2Vb)을 공급할 수 있다.
도 13을 참조하면, 제2 시구간에서 제어부(160)가 제1 스위칭 소자(SW1)는 오프 되도록 제어하고, 제2 스위칭 소자(SW2)는 온 되도록 제어하는 경우의 회로도(도 13의 (a)) 및 제3 시구간에서 제어부(160)가 제1 스위칭 소자(SW1)는 온 되도록 제어하고, 제2 스위칭 소자(SW2)는 오프 되도록 제어하는 경우의 회로도를 나타낸다. (도 13의 (b))
이 경우, 전술한 바와 같이 제2 시구간에서는 제1 발광 다이오드 블록에만 전류가 공급되어 발광하고 제3 시구간에서는 제2 발광 다이오드 블록에만 전류가 공급되어 발광할 수 있다.
즉, 도 13에서는 각각의 경우 하나의 발광 다이오드 블록이 발광하므로 전원부(112)는 하나의 발광 다이오드 블록의 구동에 필요한 구동 전압(Vb)만큼의 전압을 공급할 수 있다.
도 14는 각각의 시구간 별로 전원부가 공급하는 공급전압을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 제1 시구간에서는 두 개의 발광 다이오드 블록이 모두 발광하므로 전원부(112)는 하나의 발광 다이오드 블록의 구동에 필요한 구동 전압(Vb)의 두 배만큼의 전압을 공급할 수 있다.
제2 시구간 및 제3 시구간에서는 하나의 발광 다이오드 블록만이 발광하므로 전원부(112)는 하나의 발광 다이오드 블록의 구동에 필요한 구동 전압(Vb)만큼의 전압을 공급할 수 있다.
이처럼, 발광하는 발광 다이오드 블록의 개수에 대응하는 만큼의 구동 전압만을 공급하여 소비전력과 발열을 감소시킬 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 휘도의 표현방식을 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 각각의 블록은 발광 다이오드 블록을 나타낸다. 도 15에서는 두 개의 발광 다이오드 블록이 위/아래로 한 쌍을 이루어 총 10 쌍의 발광 다이오드 블록이 결합된 구조를 나타낸다.
제1 시구간에서는 한 쌍의 발광 다이오드 블록이 모두 발광하므로, 도 16과 같이 위 아래로 두 개의 발광 다이오드 블록이 같은 휘도로 발광할 수 있다.
이 경우 제어부(160)는 각각의 발광 다이오드 블록에서 발광해야 하는 데이터에 따라 전류가 출력되도록 전원부(112)를 제어할 수 있다.
즉, 제어부(160)는 데이터에 기초하여 각각의 발광 다이오드 블록에서 표현해야 하는 휘도에 따라 드라이버 IC(111)에서 공급되는 전류를 조절할 수 있다.
제2 시구간에서는 전술한 바와 같이, 제1 발광 다이오드 블록만이 발광하고 제2 발광 다이오드 블록은 발광하지 않으므로 도 16에서와 같이 한 쌍의 발광 다이오드 블록 중 위쪽에 위치한 발광 다이오드 블록들만이 발광하고 아래에 위치한 발광 다이오드 블록은 발광하지 않을 수 있다.
제3 시구간에서는 전술한 바와 같이, 제2 발광 다이오드 블록만이 발광하고 제1 발광 다이오드 블록은 발광하지 않으므로 도 16에서와 같이 한 쌍의 발광 다이오드 블록 중 아래쪽에 위치한 발광 다이오드 블록들만이 발광하고 위쪽에 위치한 발광 다이오드 블록은 발광하지 않을 수 있다.
단위 프레임을 구현하는 시간을 분할하여 각각의 시구간마다 휘도를 다르게 하였는바, 디스플레이 장치를 바라보는 사용자(U)는 각각의 시구간에서의 각각의 발광 다이오드 블록의 휘도를 모두 합친 휘도를 디스플레이 장치(100)가 최종적으로 표현하는 휘도로 인식할 수 있다.
제어부(160)는, 복수의 발광 다이오드 블록의 휘도를 표현함에 있어서 PWM 제어 또는 PAM 제어 중 어느 하나의 제어를 사용할 수 있다.
도 16은 디스플레이 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 16을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는, 통신부(170) 또는 소스 입력부(180)를 통하여 입력되는 영상 데이터를 통하여 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록을 결정할 수 있다. (1710)
전류가 공급되는 발광 다이오드 블록이 결정되면, 결정된 발광 다이오드 블록에 전류가 공급되도록 복수의 스위칭 소자(113)의 온오프를 제어한다. (1720)
복수의 스위칭 소자(113)의 온오프를 제어하여 발광 다이오드 블록에 전류를 공급하는 상세한 과정은 전술하였는바, 설명을 생략한다.
도 17은 디스플레이 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
전술한 바와 같이, 제어부(160)는 단위 프레임을 구현하는 시간을 상기 제1 시구간, 제2 시구간 및 제3 시구간으로 분할하여 각각의 시구간마다 스위칭 소자(113)의 온오프를 제어할 수 있다.
제1 시구간 동안에는, 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭 소자(SW2)를 모두 오프하여 제1 발광 다이오드 블록(Block1) 및 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 모두에 전류가 공급되도록 스위칭 소자를 제어할 수 있다.(1800)
이 때, 구동하는 발광 다이오드 블록은 두 개이므로 전원부는 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압(Vb)의 두 배에 해당하는 전압(2Vb)를 공급할 수 있다. (1800)
제1 시구간이 경과하지 않은 경우(1810의 아니오), 상기의 과정을 계속 수행하고 제1 시구간이 경과할 경우(1810의 예), 하기의 동작을 수행할 수 있다.
제2 시구간 동안에는, 제1 스위칭 소자(SW1)은 오프 되고 제2 스위칭 소자(SW2)는 온 되어 제1 발광 다이오드 블록(Block1)에만 전류가 공급되고 제2 발광 다이오드 블록(Block2)에는 전류가 공급되지 않도록 스위칭 소자를 제어할 수 있다. (1820)
이 때, 구동하는 발광 다이오드 블록은 제1 발광 다이오드 블록(Block1) 하나이므로, 전원부는 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압(Vb)만큼의 전압을 공급할 수 있다. (1820)
제2 시구간이 경과하지 않은 경우(1830의 아니오), 상기의 과정을 계속 수행하고 제2 시구간이 경과할 경우(1830의 예), 하기의 동작을 수행할 수 있다.
제3 시구간 동안에는, 제1 스위칭 소자(SW1)은 온 되고 제2 스위칭 소자(SW2)는 오프 되어 제2 발광 다이오드 블록(Block2)에만 전류가 공급되고 제1 발광 다이오드 블록(Block1)에는 전류가 공급되지 않도록 스위칭 소자를 제어할 수 있다. (1840)
이 때, 구동하는 발광 다이오드 블록은 제2 발광 다이오드 블록(Block2) 하나이므로, 전원부는 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압(Vb)만큼의 전압을 공급할 수 있다. (1840)
제3 시구간이 경과하지 않은 경우(1850의 아니오), 상기의 과정을 계속 수행하고 제3 시구간이 경과할 경우(1850의 예), 동작을 종료한다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 디스플레이 장치
110: 백 라이트 유닛
111: 드라이버 IC
112: 전원부
113: 스위칭 소자
114: 발광 다이오드
130: 액정 패널
160: 제어부
170: 통신부

Claims (20)

  1. 서로 직렬로 연결되는 복수의 발광 다이오드 블록;
    상기 복수의 발광 다이오드 블록으로 전류를 공급하고, 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되는 드라이버 IC;
    상기 복수의 발광 다이오드 블록 각각에 병렬로 연결된 복수의 스위칭 소자; 및
    단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록을 조절하도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 제어부;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 단위 프레임을 구현하는 시간을 복수의 시구간으로 분할하고, 상기 복수의 시구간 중 일부시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 일부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하고, 상기 복수의 시구간 중 다른 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 전부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 다른 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되어 구동 전압(VDD)를 공급하는 전원부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록에 공급되는 구동 전압을 조절하도록 상기 전원부를 제어하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스위칭 소자의 온오프에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가 또는 감소하는 것에 대응하여 상기 발광 다이오드 블록에 공급하는 구동 전압을 증가시키거나 감소시키도록 상기 전원부를 제어하는 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 증가시키고, 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 감소하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 감소시키도록 상기 전원부를 제어하는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 블록은,
    제1 발광 다이오드 블록; 및
    상기 제1 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결된 제2 발광 다이오드 블록;을 포함하고,
    상기 복수의 스위칭 소자는,
    상기 제1 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제2 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제2 스위칭 소자;를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단위 프레임을 구현하는 시간은,
    제1 시구간, 제2 시구간 및 제3 시구간을 포함하고,
    상기 제1 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 처음 1/2만큼의 시구간이고, 상기 제2 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 나머지 1/2 시간의 처음 1/2만큼의 시구간을 나타내고, 상기 제3 시간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 마지막 1/4 시구간을 나타내고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자가 모두 오프 되도록 제어하는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 오프 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 온 되도록 제어하고, 상기 제3 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 온 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 오프 되도록 제어하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압의 2배에 해당하는 전압을 공급하도록 제어하고, 상기 제2 시구간 및 제3 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압을 공급하도록 전원부를 제어하는 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    각각의 발광 다이오드 블록에서 발광해야 하는 데이터에 따라 전류가 출력되도록 상기 드라이버IC를 제어하는 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 발광 다이오드 블록을 PWM 제어 또는 PAM 제어 중 어느 하나의 제어를 사용하여 휘도를 표현하도록 제어하는 디스플레이 장치.
  12. 서로 직렬로 연결되는 복수의 발광 다이오드 블록, 상기 복수의 발광 다이오드 블록으로 전류를 공급하고, 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 하나의 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결되는 드라이버 IC 및 상기 복수의 발광 다이오드 블록 각각에 병렬로 연결된 복수의 스위칭 소자를 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록을 결정하고,
    상기 결정된 발광 다이오드 블록에 상기 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것은,
    상기 단위 프레임을 구현하는 시간을 복수의 시구간으로 분할하고, 상기 복수의 시구간 중 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 일부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하고, 상기 복수의 시구간 중 다른 일부 시구간에서는 상기 복수의 발광 다이오드 블록 전부에 전류가 공급되도록 상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 경과에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록에 공급되는 구동 전압을 조절하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 구동 전압을 조절하는 것은,
    상기 스위칭 소자의 온오프에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 블록 중 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가 또는 감소하는 것에 대응하여 상기 발광 다이오드 블록에 공급하는 구동 전압을 증가시키거나 감소시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 구동 전압을 조절하는 것은,
    상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 증가하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 증가시키고, 상기 전류가 공급되는 발광 다이오드 블록의 개수가 감소하는 것에 대응하여 상기 구동 전압을 감소시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 블록은,
    제1 발광 다이오드 블록; 및
    상기 제1 발광 다이오드 블록과 직렬로 연결된 제2 발광 다이오드 블록;을 포함하고,
    상기 복수의 스위칭 소자는,
    상기 제1 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제2 발광 다이오드 블록과 병렬로 연결된 제2 스위칭 소자;를 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 단위 프레임을 구현하는 시간은,
    제1 시구간, 제2 시구간 및 제3 시구간을 포함하고,
    상기 제1 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 처음 1/2만큼의 시구간이고, 상기 제2 시구간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 나머지 1/2 시간의 처음 1/2만큼의 시구간을 나타내고, 상기 제3 시간은 상기 단위 프레임을 구현하는 시간의 마지막 1/4시구간을 나타내고,
    상기 복수의 스위칭 소자의 온오프를 제어하는 것은,
    상기 제1 시구간 동안 상기 상기 제1스위칭 소자 및 상기 제2스위칭 소자가 모두 오프 되도록 제어하고;
    상기 제2 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 오프 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 돈 되도록 제어하고;
    상기 제3 시구간 동안 상기 제1 스위칭 소자는 온 되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 오프 되도록 제어하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 구동 전압을 조절하는 것은,
    상기 제1 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압의 2배에 해당하는 전압을 공급하고;
    상기 제2 시구간 및 제3 시구간 동안 하나의 발광 다이오드 블록의 동작에 필요한 구동 전압을 공급하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 블록이 이미지 데이터에 대응되는 휘도를 표현하도록 PWM 제어 및 PAM 제어 중 하나의 제어를 사용하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
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