KR20230026128A - 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 - Google Patents

디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 Download PDF

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KR20230026128A
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Abstract

개시된 디스플레이 장치는 액정 패널; 및 상기 액정 패널로 광을 방출하는 백라이트 유닛;을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 바텀 샤시; 상기 바텀 샤시의 전면에 위치하는 제1 인터페이스 보드; 상기 바텀 샤시의 전면에 위치하고, 미리 정해진 간격마다 배치되며, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 일 단을 갖는 복수의 광원 모듈들; 및 상기 바텀 샤시의 후면에 위치하고, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 제2 인터페이스 보드;를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 {DISPLAY APPRATUS AND BACKLIGHT UNIT}
개시된 발명은 액티브 매트릭스 방식으로 백라이트 유닛의 광원을 구동할 수 있는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 디스플레이 패널을 포함하며, 디스플레이 패널의 픽셀들 각각으로부터 방출되는 광량을 조절함으로써 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이 패널은 영상에 따라 스스로 광을 방출하는 자발광 디스플레이 패널과, 별도의 광원으로부터 방출되는 광을 영상에 따라 차단 또는 통과시키는 비자발광 디스플레이 패널로 구분될 수 있다. 비자발광 디스플레이 패널의 예로서 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel, LCD Panel)이 있다.
액정 디스플레이 패널에는 액정 패널과 백라이트 유닛이 포함되고, 액정 패널은 백라이트 유닛으로부터 방출되는 광을 차단 또는 통과시켜 영상을 표시할 수 있다. 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 엣지형 백라이트 유닛(edge-type back light unit)과 직하형 백라이트 유닛(direct-tyep back light unit)으로 구별될 수 있다.
종래 직하형 백라이트 유닛은 액정 패널과 동일한 면적을 갖는 판 형상의 기판에 많은 수의 발광 다이오드들이 배치된 광원 모듈을 포함하였고, 광원 모듈의 불량이 발생하는 경우 백라이트 유닛의 수리 및 관리가 어려운 문제점이 있었다.
개시된 발명은 바(bar) 타입을 갖는 복수의 광원 모듈들을 적용함으로써 발광 다이오드들의 수를 줄이면서 높은 휘도와 높은 명암비를 구현할 수 있는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛을 제공한다.
또한, 개시된 발명은 바 타입의 광원 모듈들에 포함된 구동 장치들에 액티브 매트릭스 방식으로 신호를 제공함으로써 보다 향상된 로컬 디밍을 구현할 수 있는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 액정 패널; 및 상기 액정 패널로 광을 방출하는 백라이트 유닛;을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 바텀 샤시; 상기 바텀 샤시의 전면에 위치하는 제1 인터페이스 보드; 상기 바텀 샤시의 전면에 위치하고, 미리 정해진 간격마다 배치되며, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 일 단을 갖는 복수의 광원 모듈들; 및 상기 바텀 샤시의 후면에 위치하고, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 제2 인터페이스 보드;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 바텀 샤시; 상기 바텀 샤시의 전면에 위치하는 제1 인터페이스 보드; 상기 바텀 샤시의 전면에 위치하고, 미리 정해진 간격마다 배치되며, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 일 단을 갖는 복수의 광원 모듈들; 및 상기 바텀 샤시의 후면에 위치하고, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 제2 인터페이스 보드;를 포함할 수 있다.
개시된 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛은, 바(bar) 타입을 갖는 복수의 광원 모듈들을 적용함으로써 발광 다이오드들의 수를 줄이면서 높은 휘도와 높은 명암비를 구현할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛의 불량률이 감소할 수 있고 생산성이 개선될 수 있으며, 백라이트 유닛의 수리가 용이해질 수 있다.
개시된 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛은, 디밍 드라이버가 바 타입의 광원 모듈들에 포함된 구동 장치들에 액티브 매트릭스 방식으로 신호를 제공하도록 함으로써, 보다 향상된 로컬 디밍(Local Dimming)을 구현할 수 있다. 또한, 기존의 다이렉트 방식에 비해 디밍 드라이버의 신호 핀의 개수가 감소할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 액정 패널을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해도이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 다양한 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 광원 모듈에 실장된 발광 다이오드를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 도시한다.
도 10, 도 11 및 도 12는 다양한 실시예에 따른 광원 모듈들과 인터페이스 보드들의 배치 구조를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 따른 디밍 드라이버, 구동 장치 및 디밍 블록들의 연결 구조를 도시한다.
도 14는 일 실시예 따른 구동 장치의 일 예를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 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.
제 1, 제 2 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 식별 부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별 부호는 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 본 발명의 작용 원리 및 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
디스플레이 장치(10)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(10)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치와 같은 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(10)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
디스플레이 장치(10)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, 상점과 같이 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 디스플레이 장치(10)가 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(10)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 포함하는 컨텐츠를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠 데이터를 수신할 수 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 본체(11) 및 영상(I)을 표시하는 스크린(12)을 포함할 수 있다. 본체(11)는 디스플레이 장치(10)의 외형을 형성하며, 본체(11)의 내부에는 디스플레이 장치(10)가 영상(I)을 표시하거나 각종 기능을 수행하기 위한 부품들이 마련될 수 있다. 본체(11)는 평평한 판 형상으로 예시되어 있으나, 본체(11)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 본체(11)는 휘어진 판 형상일 수 있다.
스크린(12)은 본체(11)의 전면에 형성되며, 영상(I)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 스크린(12)은 정지 영상 또는 동영상을 표시할 수 있다. 또한, 스크린(12)은 2차원 평면 영상 또는 사용자의 양안의 시차를 이용한 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다. 스크린(12)은 직접 광을 방출할 수 있는 자발광 패널(예를 들어, 발광 다이오드 패널 또는 유기 발광 다이오드 패널)을 포함하거나, 백라이트 유닛으로부터 방출된 광을 이용하는 비자발광 패널(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 수 있다.
스크린(12)에는 복수의 픽셀(P)이 형성되며, 스크린(12)에 표시되는 영상(I)은 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광에 의하여 형성될 수 있다. 예들 들어, 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광이 마치 모자이크(mosaic)와 같이 조합됨으로써, 스크린(12)에 영상(I)이 형성될 수 있다. 복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기 및 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 다양한 색상의 광을 방출하기 위하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 서브 픽셀들(PR, PG, PB)을 포함할 수 있다.
서브 픽셀들(PR, PG, PB)은 적색 광을 방출할 수 있는 적색 서브 픽셀(PR), 녹색 광을 방출할 수 있는 녹색 서브 픽셀(PG), 청색 광을 방출할 수 있는 청색 서브 픽셀(PB)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색 광은 파장이 대략 620nm (nanometer, 10억분의 1미터)에서 750nm까지의 광을 나타낼 수 있고, 녹색 광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있으며, 청색 광은 파장이 대략 430nm에서 495nm까지의 광을 나타낼 수 있다. 적색 서브 픽셀(PR)의 적색 광, 녹색 서브 픽셀(PG)의 녹색 광 및 청색 서브 픽셀(PB)의 청색 광의 조합에 의해, 픽셀(P)은 다양한 밝기와 다양한 색상을 갖는 광을 방출할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 액정 패널을 도시한다.
도 2를 참조하면, 본체(11) 내부에는 스크린(S)에 영상(I)을 생성하기 위한 부품들이 마련될 수 있다. 예를 들면, 본체(11) 내부에는 면광원(surface light source)인 백라이트 유닛(100), 백라이트 유닛(100)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과시키는 액정 패널(20), 백라이트 유닛(100과 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(50), 백라이트 유닛(100)과 액정 패널(20)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(60)가 마련될 수 있다.
본체(11)는 베젤(13), 프레임 미들 몰드(14) 및 후면 커버(16)를 포함할 수 있다. 베젤(13), 프레임 미들 몰드(14) 및 후면 커버(16)는 액정 패널(20), 백라이트 유닛(100), 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)를 지지하고 고정할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 단색광 또는 백색광을 방출하는 점 광원을 포함할 수 있으며, 점 광원으로부터 방출되는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다. 이처럼, 백라이트 유닛(100)은 점 광원으로부터 방출된 광을 굴절, 반사 및 산란시킴으로써 전방을 향하여 균일한 면광을 방출할 수 있다. 백라이트 유닛(100)은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
액정 패널(20)은 백라이트 유닛(100)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 백라이트 유닛(100)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킬 수 있다. 액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(10)의 스크린(S)을 형성하며, 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)을 형성할 수 있다. 액정 패널(20)의 복수의 픽셀들(P)은 각각 독립적으로 백라이트 유닛(100)의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀들(P)에 의하여 통과된 광은 스크린(S)에 표시되는 영상(I)을 형성할 수 있다. 복수의 픽셀들(P)은 매스트릭 형태로 배치될 수 있다. 즉, 복수의 픽셀은 복수의 행들과 복수의 열들로 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 액정 패널(20)은 제1 편광 필름(21), 제1 투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제2 투명 기판(28) 및 제2 편광 필름(29)을 포함할 수 있다.
제1 투명 기판(22)과 제2 투명 기판(28)은, 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26)과 컬러 필터(27)를 고정하고 지지할 수 있다. 제1 투명 기판(22)과 제2 투명 기판(28)은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다.
제1 편광 필름(21)과 제2 편광 필름(29)은 제1 투명 기판(22)과 제2 투명 기판(28)의 외측에 마련된다. 제1 편광 필름(21)과 제2 편광 필름(29)은 각각 특정한 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1 편광 필름(21)은 제1 방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단할 수 있다. 또한, 제2 편광 필름(29)은 제2 방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단할 수 있다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교할 수 있다. 그로 인하여, 제1 편광 필름(21)을 통과한 편광은 제2 편광 필름(29)을 통과할 수 없다.
컬러 필터(27)는 제2 투명 기판(28)의 내측에 마련될 수 있다. 컬러 필터(27)는 적색 광을 통과시키는 적색 필터(27R), 녹색 광을 통과시키는 녹색 필터(27G) 및 청색 광을 통과시키는 청색 필터(27G)를 포함할 수 있다. 적색 필터(27R), 녹색 필터(27G) 및 청색 필터(27B)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 컬러 필터(27)가 형성된 영역은 앞서 설명한 픽셀(P)에 대응할 수 있다. 적색 필터(27R)가 형성된 영역은 적색 서브 픽셀(PR)에 대응하고, 녹색 필터(27G)가 형성된 영역은 녹색 서브 픽셀(PG)에 대응하며, 청색 필터(27B)가 형성된 영역은 청색 서브 픽셀(PB)에 대응할 수 있다.
픽셀 전극(23)은 제1 투명 기판(22)의 내측에 마련되고, 공통 전극(26)은 제2 투명 기판(28)의 내측에 마련될 수 있다. 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 전기가 도통되는 금속 재질로 형성되고, 액정 층(25)을 구성하는 액정 분자(115a)의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다.
박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)(24)는 제2 투명 기판(22)의 내측에 마련될 수 있다. 박막 트랜지스터(24)는 픽셀 전극(23)에 흐르는 전류를 통과시키거나 차단할 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(24)의 턴 온(폐쇄) 또는 턴 오프(개방)에 따라 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다.
액정 층(25)은 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 형성되며, 액정 분자(25a)에 의하여 채워진다. 액정은 고체(결정)와 액체의 중간 상태를 나타낸다. 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타내기도 한다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다. 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존재 여부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 액정 패널(20)의 일 측에는, 영상 데이터를 액정 패널(20)로 전송하는 케이블(20a)과, 디지털 영상 데이터를 처리하고 아날로그 영상 신호를 출력하는 디스플레이 드라이버 직접 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI)(30) (이하에서는 '패널 드라이버'라 한다)가 마련될 수 있다.
케이블(20a)은 패널 드라이버(30)를 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)와 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 케이블(20a)은 패널 드라이버(30)와 액정 패널(20)을 전기적으로 연결할 수 있다. 케이블(20a)은 휘어질 수 있는 플렉서블 플랫 케이블(flexible flat cable) 및/또는 필름 케이블(film cable)일 수 있다.
패널 드라이버(30)는 케이블(20a)을 통하여 제어 어셈블리(50)로부터 영상 데이터를 수신하고, 전원 어셈블리(60)로부터 전력을 수신할 수 있다. 또한, 패널 드라이버(30)는 케이블(20a)을 통하여 액정 패널(20)에 영상 데이터 및 구동 전류를 제공할 수 있다.
케이블(20a)과 패널 드라이버(30)는 일체로 마련될 수도 있다. 예를 들면, 케이블(20a)과 패널 드라이버(30)는 칩 온 필름(chip on film, COF) 또는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Packet, TCP)로 구현될 수 있다. 다시 말해, 패널 드라이버(30)는 케이블(20a) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 패널 드라이버(30)는 액정 패널(20)에 배치될 수도 있다.
제어 어셈블리(50)는 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(100)의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 외부 컨텐츠 소스로부터 수신된 영상 데이터를 처리할 수 있고, 액정 패널(20)에 영상 데이터를 전송할 수 있으며, 백라이트 유닛(100)에 디밍(dimming) 데이터를 전송할 수 있다. 제어 어셈블리(50)는 프로세서(91)와 메모리(92)를 포함할 수 있다.
전원 어셈블리(60)는 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(100)에 전력을 공급할 수 있다. 액정 패널(20)은 공급된 전력을 이용하여 백라이트 유닛(100)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 통과시킬 수 있다. 백라이트 유닛(100)은 공급된 전력을 이용하여 광을 방출할 수 있다.
제어 어셈블리(50)와 전원 어셈블리(60)는 인쇄 회로 기판과 인쇄 회로 기판에 실장된 각종 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 어셈블리(50)는 프로세서(91) 및 메모리(92)가 실장된 제어 회로 기판을 포함할 수 있다. 전원 어셈블리(60)는 콘덴서, 코일, 저항 소자 및 프로세서와 같은 부품들이 실장된 전원 회로 기판을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해도이다.
도 4를 참조하면, 백라이트 유닛(100)은, 바텀 샤시(101), 복수의 광원 모듈들(110), 제1 인터페이스 보드(120), 제2 인터페이스 보드(130), 반사 시트(140), 확산판(diffuser plate)(150) 및 광학 시트(160)를 포함할 수 있다.
바텀 샤시(101)는 프레임 미들 몰드(14) 및/또는 후면 커버(16)에 대응하는 크기를 가질 수 있고, 평판 형상을 가질 수 있다. 바텀 샤시(101)는 백라이트 유닛(100)의 최후방에 배치될 수 있다. 바텀 샤시(101)는 복수의 광원 모듈들(110), 제1 인터페이스 보드(120) 및 제2 인터페이스 보드(130)를 지지할 수 있다. 또한, 바텀 샤시(101)는 도 2에서 설명된 제어 어셈블리(50)와 전원 어셈블리(60)를 지지할 수도 있다.
복수의 광원 모듈들(110)은 바텀 샤시(101)의 전면에 위치하고 광을 생성할 수 있다. 복수의 광원 모듈들(110)은 미리 정해진 간격마다 배치될 수 있다. 또한, 광원 모듈들(110) 각각은 제1 인터페이스 보드(120)와 수직이 되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 인터페이스 보드(120)가 상하 방향으로 배치된 경우, 광원 모듈들(110) 각각은 미리 정해진 간격마다 좌우 방향으로 배치될 수 있고, 복수의 광원 모듈들(110)은 평행할 수 있다.
복수의 광원 모듈들(110) 각각은 바(bar) 형태로 마련될 수 있다. 백라이트 유닛(100)에 바(bar) 타입의 광원 모듈들(110)을 적용함으로써 광원들(111)의 개수를 줄일 수 있다. 판 형상의 광원 모듈을 갖는 종래 기술보다 광원들(111)의 개수를 줄일 수 있으므로, 백라이트 유닛(100)의 불량률이 감소할 수 있고 생산성이 개선될 수 있으며, 백라이트 유닛(100)의 수리가 용이해질 수 있다. 광원들(111)의 개수가 감소하더라도 광원들(111)에 공급되는 구동 전류를 조절함으로써 높은 휘도와 높은 명암비가 확보될 수 있다.
제1 인터페이스 보드(120)는 바텀 샤시(101)의 전면에 위치하고 복수의 광원 모듈들(110)과 연결될 수 있다. 제2 인터페이스 보드(130)는 바텀 샤시(101)의 후면에 위치하고(점선으로 도시됨), 제1 인터페이스 보드(120)와 연결될 수 있다. 제2 인터페이스 보드(130)는 프로세서(91)로부터 디밍 데이터를 수신할 수 있다. 제2 인터페이스 보드(130)를 바텀 샤시(101)의 후면에 배치함으로써 제1 인터페이스 보드(120)와 바텀 샤시(101) 사이에 빈 공간이 생기는 것이 방지될 수 있다. 따라서 백라이트 유닛(100)의 두께가 감소할 수 있다. 또한, 효율적인 배선도 가능하게 된다. 전원 어셈블리(60)로부터 공급되는 전류는 제1 인터페이스 보드(120) 및/또는 제2 인터페이스 보드(130)를 통해 복수의 광원 모듈들(110)에 제공될 수 있다.
복수의 광원 모듈들(110) 각각은 광을 방출하는 복수의 광원들(111)과 복수의 광원들(111)이 실장되는 기판(112)을 포함할 수 있다. 복수의 광원들(111)은 광이 균일한 휘도로 방출되도록 미리 정해진 배열로 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 광원들(111)은 하나의 광원과 그에 인접한 광원들 사이의 거리가 동일하게 배치될 수 있다. 복수의 광원들(111)은 등간격으로 배치될 수 있고, 지그재그로 배열되거나, 복수의 열 및/또는 복수의 행을 생성하도록 배열될 수도 있다.
반사 시트(140)는 복수의 광원들(111)으로부터 방출되는 광을 전방으로 또는 전방과 근사한 방향으로 반사시킬 수 있다. 반사 시트(140)는 광원 모듈(110)의 복수의 광원들(111) 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 관통 홀(140a)을 포함할 수 있다. 또한, 광원 모듈(110)의 광원들(111) 각각은 관통 홀(140a)을 관통하여, 반사 시트(140)의 전면으로 돌출될 수 있다. 복수의 광원들(111)은 반사 시트(140)의 전방으로 광을 방출할 수 있다. 반사 시트(140)는 복수의 광원들(111)으로부터 방출된 광을 확산판(150)을 향하여 반사시킬 수 있다.
확산판(150)은 광원 모듈들(110)과 반사 시트(140)의 전방에 마련될 수 있으며, 광원 모듈들(110)의 광원들(111)로부터 방출된 광을 고르게 분산시킬 수 있다. 확산판(150)은 복수의 광원들(111)으로 인한 휘도의 불균일을 제거하기 위하여 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 확산판(150) 내에서 확산시킬 수 있다. 다시 말해, 확산판(150)은 전면으로 균일한 광을 방출할 수 있다.
광학 시트(160)는 휘도와 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학 시트(160)는 확산 시트, 프리즘 시트 및 반사형 편광 시트를 포함할 수 있다. 이외에도, 광학 시트(160)는 보호 시트를 더 포함할 수 있으며, 다양한 시트 또는 필름을 더 포함할 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 7은 다양한 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한다.
도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면, 광원 모듈(110)은 복수의 광원들(111)과 광원들(111)이 실장되는 기판(112)을 포함할 수 있다. 복수의 광원들(111)은 기판(112)의 전면에 실장될 수 있다. 복수의 광원들(111)은 미리 정해진 배열로 기판(112) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 광원들(111)은 하나의 광원과 그에 인접한 광원들 사이의 거리가 동일하게 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 광원들(111)은 등간격으로 일렬 배치될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 광원들(111)은 지그재그로 배열될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 광원들(111)은 복수의 열 및/또는 복수의 행을 생성하도록 배열될 수도 있다. 도 7에서는 복수의 광원들(111)이 2개의 줄로 배열된 것이 예시된다. 이외에도, 복수의 광원들(111)이 배치되는 패턴 및/또는 형태는 다양할 수 있다.
기판(112)은 복수의 광원들(111)을 고정할 수 있다. 또한, 기판(112)은 광원(111)이 광을 방출하기 위한 전력을 각각의 광원들(111)에 공급할 수 있다. 기판(112)은 전도성 라인이 형성된 합성 수지, 강화 유리 또는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있다.
광원(111)은 전력이 공급되면 단색광(특정한 파장의 광, 예를 들어 청색 광) 또는 백색광(예를 들어, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광이 혼합된 광)을 다양한 방향으로 방출할 수 있는 소자를 채용할 수 있다. 광원(111)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)(190)와 광학 돔(180)을 포함할 수 있다.
광학 돔(180)은 발광 다이오드(190)를 커버할 수 있다. 광학 돔(180)은 외부의 기계적 작용에 의한 발광 다이오드(190)의 손상 및/또는 화학 작용에 의한 발광 다이오드(190)의 손상을 방지 또는 억제할 수 있다. 광학 돔(180)은 실리콘 또는 에폭시 수지로 구성될 수 있다. 예를 들어, 용융된 실리콘 또는 에폭시 수지가 발광 다이오드(190) 상에 도포되고 이후 토출된 실리콘 또는 에폭시 수지가 경화됨으로써, 광학 돔(180)이 형성될 수 있다.
광학 돔(180)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 광학 돔(180)은 구(sphere)를 절단한 돔 형상 또는 반구 형상을 가질 수 있다. 광학 돔(180)의 수직 단면은 활꼴이거나 또는 반원 형상일 수 있다. 광학 돔(180)은 액상의 실리콘 또는 에폭시 수지의 점도에 따라 그 형상이 다양하게 달라질 수 있다. 요변 지수(Thixotropic Index)가 대략 2.7 내지 3.3(바람직하게는 3.0)인 실리콘을 이용하여 광학 돔(180)을 제작하면, 돔의 밑면의 직경에 대한 돔의 높이의 비율(돔의 높이/밑면의 직경)을 나타내는 돔 비율(dome ratio)이 대략 0.25 내지 0.31(바람직하게는 0.28)인 광학 돔(180)이 형성될 수 있다. 요변 지수가 대략 2.7 내지 3.3(바람직하게는 3.0)인 실리콘으로 제작된 광학 돔(180)은 그 밑면의 직경이 대략 2.5mm 이고 그 높이가 대략 0.7mm일 수 있다.
광학 돔(180)은 광학적으로 투명하거나 또는 반투명할 수 있다. 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광은 광학 돔(180)을 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 광학 돔(180)은 렌즈와 같이 광을 굴절시킬 수 있다. 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광은, 광학 돔(180)에 의해 굴절됨으로써, 분산될 수 있다. 따라서 광학 돔(180)은 발광 다이오드(190)를 외부의 기계적 작용 및/또는 화학적 작용 또는 전기적 작용으로부터 보호할 뿐만 아니라, 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광을 분산시킬 수 있다.
디스플레이 장치(10)의 두께를 얇게 하기 위해 백라이트 유닛(100)의 두께를 얇게 만들 수 있다. 백라이트 유닛(100)의 두께를 얇게 하기 위해, 복수의 광원들(111)은 작은 크기를 가질 수 있고, 단순한 구조를 가질 수 있다.
발광 다이오드(190)는, 칩 온 보드(Chip On Board, COB) 방식으로, 기판(112)에 직접 부착될 수 있다. 광원(111)은 발광 다이오드 칩(chip) 또는 발광 다이오드 다이(die)가 직접 기판(112)에 부착되는 발광 다이오드(190)를 포함할 수 있다. 또한, 발광 다이오드(190)는 플립 칩(flip chip) 타입으로 제작될 수 있다. 플립 칩 타입의 발광 다이오드(190)는 반도체 소자인 발광 다이오드를 기판(112)에 부착할 때, 금속 리드(와이어) 또는 볼 그리드 어레이(ball grid array, BGA)와 같은 중간 매체를 이용하지 아니하고, 반도체 소자의 전극 패턴을 기판(112)에 그대로 융착할 수 있다. 이처럼, 금속 리드(와이어) 또는 볼 그리드 어레이가 생략됨으로 인하여, 플립 칩 타입의 발광 다이오드(190)를 포함하는 광원(111)의 소형화가 가능하다.
광원 모듈(110)은 제1 인터페이스 보드(120)와 기판(112)을 결합시키기 위해 기판(112)의 일 부분에 마련되는 커넥터(113)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 광원 모듈(110)은 커넥터(113)에 의해 제1 인터페이스 보드(120)에 결합되거나, 제1 인터페이스 보드(120)로부터 분리될 수 있다. 광원 모듈(110)이 용이하게 제1 인터페이스 보드(120)에 결합되거나 분리될 수 있으므로, 광원 모듈(110)에 불량이 발생하는 경우 교체 및/또는 수리가 용이해질 수 있다.
예를 들면, 커넥터(113)는 기판(112)의 일 단에 마련될 수 있다. 제1 인터페이스 보드(120)에는 복수의 광원 모듈들(110)이 결합되기 위한 복수의 제1 단자들(121)이 마련될 수 있다. 커넥터(113)는 광원 모듈(110)과 제1 인터페이스 보드(120) 간 신호 및/또는 데이터 전송을 위한 복수의 핀(미도시)을 포함할 수 있다. 광원 모듈(110)의 기판(112)에 마련되는 커넥터(113)는 수-커넥터로 호칭될 수 있고, 제1 인터페이스 보드(120)의 제1 단자들(121)은 암-커넥터로 호칭될 수도 있다.
광원 모듈(110)은 복수의 광원들(111)을 구동시키기 위한 구동 장치(300)를 포함할 수 있다. 구동 장치(300)는 픽셀 IC(Integrated Circuit) 또는 AM IC(Active Matrix Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. 구동 장치(300)는 기판(112)의 전면 또는 후면에 실장될 수 있다. 복수의 광원들(111)은 적어도 하나의 광원(111)을 포함하는 복수의 디밍 블록들(200)로 구분될 수 있다. 구동 장치(300)는 복수의 디밍 블록들(200)을 제어할 수 있다.
광원 모듈(110)의 기판(112)에는 하나 이상의 구동 장치들(300)이 실장될 수 있다. 복수의 구동 장치들(300)은 다양한 배열로 기판(112)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 구동 장치들(300)은 등간격으로 배치되거나, 지그재그로 배치될 수 있다. 서로 다른 광원 모듈(110)에서, 구동 장치들(300)의 상대적인 위치가 다를 수 있다.
또한, 광원 모듈(110)은 복수의 광원들(111)과 구동 장치(300)를 보호하기 위한 보호 회로(114)를 포함할 수 있다. 보호 회로(114)는 기판(112)의 전면 또는 후면에 실장될 수 있다. 이외에도, 광원 모듈(110)은 다양한 소자들을 포함할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 광원 모듈에 실장된 발광 다이오드를 도시한다.
도 8을 참조하면, 발광 다이오드(190)는 투명 기판(195), n형 반도체 층(예를 들어, n-type GaN, n형 질화갈륨)(193), p형 반도체 층(예를 들어, p-type GaN, p형 질화갈륨)(192)을 포함할 수 있다. n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192) 사이에는 다중 양자 우물(Multi Quantum Wells, MQW) 층(194)과 전자 차단층(electron-blocking layers, EBL)(197)이 형성될 수 있다. 발광 다이오드(190)에 전류가 공급되면, 다중 양자 우물 층(194)에서 전자와 정공이 재결합함으로써 광이 방출될 수 있다.
발광 다이오드(190)의 제1 전극(191a)은 p형 반도체 층(192)과 전기적으로 접촉되며, 제2 전극(191b)은 n형 반도체 층(193)과 전기적으로 접촉된다. 제1 전극(191a)과 제2 전극(191b)은 전극으로 기능할 뿐만 아니라 광을 반사하는 반사체로써 기능할 수 있다.
발광 다이오드(190)는 분산 브레그 반사체(Distributed Bragg Reflector, DBR)을 포함하는 DBR 발광 다이오드일 수 있다. 투명 기판(195)의 외측에는 DBR 층(196)이 마련될 수 있다. DBR 층(196)은 굴절률이 상이한 물질을 적층함으로써 형성될 수 있으며, DBR 층(196)은 입사된 광을 반사시킬 수 있다. DBR 층(196)이 투명 기판(195)의 외측(도면 상으로 상측)에 마련됨으로 인하여, DBR 층(196)에 수직으로 입사되는 광은 DBR 층(196)에서 반사될 수 있다. 그로 인하여, DBR 층(196)과 수직한 방향(도면 상으로 발광 다이오드의 상측 방향)(A1)으로 방출되는 광의 세기는 DBR 층(196)에 대하여 기울어진 방향(예를 들어, 도면 상으로 상측 방향에서 대략 60도 기울어진 방향)(A2)으로 방출되는 광의 세기보다 작을 수 있다. 다시 말해, 발광 다이오드(190)는 수직 방향보다 측방향으로 더 강한 광을 방출할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 도시한다.
도 9를 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 컨텐츠 수신부(80), 영상 처리부(90), 패널 드라이버(30), 액정 패널(20), 디밍 드라이버(170) 및 구동 장치(300)를 포함할 수 있다. 또한, 디밍 드라이버(170)와 구동 장치(300)는 백라이트 유닛(100)에 포함될 수 있다.
컨텐츠 수신부(80)는 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 포함하는 컨텐츠 데이터를 수신하는 수신 단자(81) 및 튜너(82)를 포함할 수 있다. 컨텐츠 수신부(80)는 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 수신할 수 있으며, 수신 단자(81) 및/또는 튜너(82)를 통하여 수신된 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 영상 처리부(90)로 출력할 수 있다.
수신 단자(81)는 케이블을 통하여 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신 단자(81)는 컴포넌트(component, YPbPr/RGB) 단자, 컴포지트(composite video blanking and sync, CVBS) 단자, 오디오 단자, 고화질 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface, HDMI) 단자, 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus, USB) 단자와 같은 다양한 종류의 단자들을 포함할 수 있다.
튜너(82)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블로부터 방송 신호를 수신하고, 방송 신호 중에 사용자에 의하여 선택된 채널의 방송 신호를 추출할 수 있다. 예를 들어, 튜너(82)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 수신된 복수의 방송 신호 중에 사용자에 의하여 선택된 채널에 해당하는 주파수를 가지는 방송 신호를 통과시키고, 다른 주파수를 가지는 방송 신호를 차단할 수 있다.
영상 처리부(90)는 영상 데이터를 처리하는 프로세서(91)와 데이터를 기억/저장하는 메모리(92)를 포함할 수 있다.
메모리(92)는 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 처리하기 위한 프로그램, 데이터, 인스트럭션, 소프트웨어 및/또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 메모리(92)는 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 처리하는 중에 발생하는 데이터를 임시로 기억할 수 있다. 메모리(92)는 롬(Read Only Memory), 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리와, 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(91)는 컨텐츠 수신부(80)로부터 수신한 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 영상 데이터로 디코딩할 수 있다. 또한, 프로세서(91)는 영상 데이터로부터 디밍 데이터를 생성할 수 있다. 영상 데이터는 패널 드라이버(30)로 출력될 수 있고, 디밍 데이터는 디밍 드라이버(170)로 출력될 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(10)는 영상의 대조비(contrast ratio)를 향상시키기 위한 동작을 수행할 수 있다. 전술된 바와 같이, 백라이트 유닛(100)은 복수의 광원들(111)을 포함하고, 복수의 광원들(111)로부터 방출된 광을 확산시켜 면광(surface light)을 출력할 수 있다. 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들을 포함하며, 패널 드라이버(30)는 복수의 픽셀들 각각이 광을 통과시키거나 또는 광을 차단하도록 복수의 픽셀들을 제어할 수 있다. 복수의 픽셀들 각각을 통과한 광에 의하여 영상이 형성될 수 있다.
디스플레이 장치(10)는, 영상의 어두운 부분을 보다 어둡게 하기 위하여, 영상의 어두운 부분에 대응하는 백라이트 유닛(100)의 광원을 턴 오프할 수 있다. 그에 따라 영상의 대조비가 향상될 수 있다. 디스플레이 장치(10)가 영상의 어두운 부분에 대응하는 부분에서 광을 방출하지 않도록 백라이트 유닛(100)을 제어하는 것을 '로컬 디밍(local dimming)'이라 한다.
로컬 디밍을 위하여, 광원 모듈(110)에 포함된 복수의 광원들(111)은 복수의 디밍 블록들(200)로 구분될 수 있다. 예를 들면, 디밍 블록들(200)의 개수는 700개 이상일 수 있다. 복수의 디밍 블록들(200) 각각은 적어도 하나의 광원(111)을 포함할 수 있다. 하나의 디밍 블록(200)은 인접한 2개 이상의 광원들(111)을 포함할 수 있다.
구동 장치(300)는 디밍 드라이버(170)로부터 전송되는 디밍 신호에 기초하여 복수의 디밍 블록들(200)에 공급되는 전류량을 조절 및/또는 결정할 수 있다. 예를 들면, 디밍 신호에 기초하여, 동일한 디밍 블록(200)에 속하는 광원들(111)에 동일한 구동 전류가 공급될 수 있다. 그에 따라 동일한 디밍 블록(200)에 속하는 광원들(111)은 동일한 밝기의 광을 방출할 수 있다.
또한, 디밍 신호에 기초하여, 서로 다른 디밍 블록(200)에 속하는 광원들(111)에 서로 다른 구동 전류가 공급될 수 있다. 그에 따라 서로 다른 디밍 블록(200)에 속하는 광원들은 서로 다른 밝기의 광을 방출할 수 있다.
또한, 복수의 디밍 블록들(200)은 복수의 그룹으로 나누어질 수 있다. 예를 들면, 4개의 디밍 블록들(200)이 하나의 그룹을 형성할 수 있다. 구동 장치(300)는 어느 하나의 그룹에 포함되는 복수의 디밍 블록들(200)을 제어할 수 있다. 광원 모듈(110)은 복수의 구동 장치들(300)을 포함할 수 있고, 복수의 구동 장치들(300) 각각은 서로 다른 그룹에 포함되는 디밍 블록들(200)을 제어할 수 있다.
프로세서(91)는 로컬 디밍을 위한 디밍 데이터를 백라이트 유닛(100)의 디밍 드라이버(170)에 제공할 수 있다. 디밍 데이터는 복수의 디밍 블록들(200) 각각의 휘도에 관한 정보를 포함할 수 있다. 디밍 데이터는 복수의 디밍 블록들(200) 각각에 포함된 광원들(111)이 출력하는 광의 세기에 관한 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(91)는 비디오 신호로부터 디코딩된 영상 데이터로부터 디밍 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(91)는 다양한 방식으로 영상 데이터를 디밍 데이터로 변환할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(91)는 영상 데이터에 의한 영상(I)을 복수의 영상 블록들로 구획할 수 있다. 복수의 영상 블록들의 개수는 복수의 디밍 블록들(200)의 개수와 동일하며, 복수의 영상 블록들 각각은 복수의 디밍 블록들(200)에 대응할 수 있다.
프로세서(91)는 복수의 영상 블록들의 영상 데이터로부터 복수의 디밍 블록들(200)의 휘도 값을 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(91)는 복수의 디밍 블록들(200)의 휘도 값을 조합함으로써 디밍 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(91)는 영상 블록들 각각에 포함된 픽셀들의 휘도 값 중 최대 값에 기초하여 복수의 디밍 블록들(200) 각각의 휘도 값을 획득할 수 있다. 하나의 영상 블록은 복수의 픽셀들을 포함하며, 하나의 영상 블록의 영상 데이터는 복수의 픽셀들의 영상 데이터(예를 들어, 적색 데이터, 녹색 데이터, 및 청색 데이터)를 포함할 수 있다. 프로세서(91)는 픽셀들 각각의 영상 데이터에 기초하여 픽셀들 각각의 휘도 값을 산출할 수 있다.
프로세서(91)는 영상 블록에 포함된 픽셀들 각각의 휘도 값 중 최대 값을 영상 블록에 대응하는 디밍 블록의 휘도 값으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(91)는 제i 영상 블록에 포함된 픽셀들의 휘도 값 중 최대 값을 제i 디밍 블록의 휘도 값으로 결정할 수 있으며, 제j 영상 블록에 포함된 픽셀들의 휘도 값 중 최대 값을 제j 디밍 블록의 휘도 값으로 결정할 수 있다.
패널 드라이버(30)는 영상 처리부(90)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터에 기초하여 액정 패널(20)을 구동할 수 있다. 패널 드라이버(30)는 디지털 신호인 영상 데이터를 아날로그 전압 신호인 영상 신호로 변환하고, 변환된 영상 신호를 액정 패널(20)에 제공할 수 있다. 영상 신호에 따라 액정 패널(20)에 포함된 복수의 픽셀들(P)의 광학적 성질(예를 들어, 광 투과도)이 변화할 수 있다.
한편, 패널 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러, 데이터 드라이버, 스캔 드라이버를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 영상 처리부(90)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터와 구동 제어 신호를 데이터 드라이버와 스캔 드라이버로 출력할 수 있다. 구동 제어 신호는 스캔 제어 신호와 데이터 제어 신호를 포함할 수 있다. 스캔 제어 신호는 스캔 드라이버의 동작을 제어하는데 이용되고, 데이터 제어 신호는 데이터 드라이버의 동작을 제어하는데 이용될 수 있다.
스캔 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 스캔 제어 신호를 수신하고, 스캔 제어 신호에 기초하여 매트릭스 배열을 갖는 액정 패널(20)의 픽셀들 중 어느 하나의 행에 속하는 픽셀들을 입력-활성화시킬 수 있다. 입력-활성화된 픽셀들은 영상 신호를 수신할 수 있는 상태가 된다. 스캔 드라이버에 의하여 입력-활성화된 픽셀들 이외의 다른 입력-비활성화된 픽셀들은 영상 신호를 수신할 수 없다.
데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 영상 데이터와 데이터 제어 신호를 수신하고, 데이터 제어 신호에 기초하여 영상 데이터를 액정 패널(20)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 영상 데이터를 수신하고, 디지털 신호인 영상 데이터를 아날로그 신호인 영상 신호로 변환할 수 있다.
또한, 데이터 드라이버는 스캔 드라이버에 의하여 입력-활성화된 어느 하나의 행에 포함된 픽셀들에 영상 신호를 제공할 수 있다. 스캔 드라이버에 의하여 입력-활성화된 픽셀들은 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상 신호에 따라 입력-활성화된 픽셀들의 광학적 성질(예를 들어, 광 투과도)이 변화된다. 따라서, 액정 패널(20)에는 영상 데이터에 대응하는 영상이 표시될 수 있다.
디밍 드라이버(170)는 영상 처리부(90)로부터 디밍 데이터를 수신하고, 디밍 데이터를 복수의 구동 장치들(300)의 제어를 위한 디밍 신호로 변환할 수 있다. 디밍 드라이버(170)는 구동 장치들(300) 각각에 디밍 신호를 제공할 수 있다. 디밍 데이터는 복수의 디밍 블록들(200) 각각의 휘도에 관한 정보 및/또는 복수의 디밍 블록들(200) 각각에 포함된 광원들(111)의 밝기에 관한 정보를 포함할 수 있다.
디밍 드라이버(170)는 디지털 신호인 디밍 데이터를 아날로그 전압 신호인 디밍 신호로 변환하고, 디밍 신호를 구동 장치(300)에 제공할 수 있다. 디밍 신호에 기초하여, 구동 장치(300)는 복수의 디밍 블록들(200) 각각에 포함된 광원들(111)이 방출하는 광의 세기를 조절할 수 있다. 다시 말해, 구동 장치(300)는 디밍 신호에 기초하여 광원들(111)에 공급되는 전류량(구동 전류의 크기)을 조절할 수 있다.
복수의 광원 모듈들(110)이 배치됨에 따라, 복수의 광원들(111)은 복수의 행들과 복수의 열들을 형성할 수 있다. 즉, 복수의 광원들(111)은 매트릭스 배열을 형성할 수 있다. 복수의 광원들(111)은 복수의 디밍 블록들(200)로 구획될 수 있다. 또한, 디밍 블록들(200)과 구동 장치들(300)도 매트릭스 배열을 형성할 수 있다.
디밍 드라이버(170)는 액티브 매트릭스(active matrix) 방식으로 복수의 구동 장치들(300)에 디밍 신호를 제공할 수 있다. 다시 말해, 디밍 블록들(200) 모두에 직접 디밍 신호가 제공되는 것이 아니라, 디밍 블록들(200)에 순차적으로 디밍 신호가 제공될 수 있다.
디밍 드라이버(170)는 복수의 행들 각각에 속하는 구동 장치들(300)에 순차적으로 디밍 신호를 제공하거나, 복수의 열들 각각에 속하는 구동 장치들(300)에 순차적으로 디밍 신호를 제공할 수 있다. 예를 들면, 디밍 드라이버(170)는 어느 하나의 행에 속하는 구동 장치들(300)을 입력-활성화시키고, 입력-활성화된 구동 장치들(300)에 디밍 신호를 제공할 수 있다. 이후, 디밍 드라이버(170)는 다른 행에 속하는 구동 장치들을 입력-활성화시키고, 입력-활성화된 구동 장치들(300)에 디밍 신호를 제공할 수 있다.
디밍 드라이버(170)가 액티브 매트릭스 방식으로 구동 장치들(300)에 디밍 신호를 제공하는 것은 아래에서 더 자세히 설명된다.
도 10, 도 11 및 도 12는 다양한 실시예에 따른 광원 모듈들과 인터페이스 보드들의 배치 구조를 도시한다.
도 10, 도 11 및 도 12에서, 복수의 광원 모듈들(110)과 제1 인터페이스 보드(120)는 바텀 샤시(101)의 전면에 위치하고, 제1 인터페이스 보드(130)는 바텀 샤시(101)의 후면에 위치한다. 제2 인터페이스 보드(130)를 바텀 샤시(101)의 후면에 배치함으로써 제1 인터페이스 보드(120)와 바텀 샤시(101) 사이에 빈 공간이 생기는 것이 방지될 수 있다. 따라서 백라이트 유닛(100)의 두께가 감소할 수 있다. 제1 인터페이스 보드(120)와 제2 인터페이스 보드(130)는 전도성 라인이 형성된 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있다. 또한, 제2 인터페이스 보드(130)는 반도체 소자인 FPGA(field programmable gate array)를 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이, 복수의 광원 모듈들(110) 각각은 복수의 광원들(111)과 기판(112)을 포함할 수 있다. 기판(112)에는 적어도 하나의 구동 장치(300)가 실장될 수 있다. 예를 들면, 하나의 광원 모듈(110)은 2개의 구동 장치들(300)을 포함할 수 있다. 구동 장치(300)는 기판(112)의 전면 또는 후면에 실장될 수 있다.
복수의 광원 모듈들(110)은 미리 정해진 간격마다 배치될 수 있다. 광원 모듈들(110) 각각은 제1 인터페이스 보드(120)와 수직이 되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 인터페이스 보드(120)가 상하 방향으로 배치된 경우, 광원 모듈들(110) 각각은 미리 정해진 간격마다 좌우 방향으로 배치될 수 있다. 복수의 광원 모듈들(110)은 평행하게 배치될 수 있다.
복수의 광원 모듈들(110)이 배치됨에 따라, 복수의 구동 장치들(300)이 매트릭스 배열을 형성할 수 있다. 즉, 복수의 구동 장치들(300) 복수의 행들과 복수의 열들을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 구동 장치(300a), 제2 구동 장치(300b), 제3 구동 장치(300c) 및 제4 구동 장치(300d)가 제1 행(Y1)을 형성할 수 있다. 제5 구동 장치(300e), 제6 구동 장치(300f), 제7 구동 장치(300g), 및 제 8 구동 장치(300h)가 제2 행(Y2)을 형성할 수 있다. 또한, 제1 구동 장치(300a)와 제5 구동 장치(300e)는 제1 열(X1)을 형성하고, 제2 구동 장치(300b)와 제6 구동 장치(300f)는 제2 열(X2)을 형성할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 광원 모듈(110-1)부터 제 16 광원 모듈(110-16)까지 16개의 광원 모듈들(110)이 제1 인터페이스 보드(120)의 좌측과 우측에 나란히 배열될 수 있다. 즉, 8개의 광원 모듈들(110-1, 110-3, 110-5, 110-7, 110-9, 110-11, 110-13, 110-15)은 제1 인터페이스 보드(120)의 좌측에 연결되고, 다른 8개의 광원 모듈들(110-2, 110-4, 110-6, 110-8, 110-10, 110-12, 110-14, 110-16)은 제1 인터페이스 보드(120)의 우측에 연결될 수 있다. 복수의 광원 모듈들(110)의 배치 형태는 예시된 것으로 한정되지 않는다. 광원 모듈들(110)은 서로 겹치지 않는 다양한 형태로 배치될 수 있다.
제1 인터페이스 보드(120)는 적어도 하나로 마련될 수 있다. 복수의 제1 인터페이스 보드들(120)이 마련되는 경우, 제1 인터페이스 보드들(120)은 인접하거나 이격되도록 배치될 수 있다. 도 10에서는 2개의 제1 인터페이스 보드들(120a, 120b)이 동일 선 상에서 인접하게 배치된 것이 예시되어 있다.
도 11과 도 12에서는 4개의 제1 인터페이스 보드들(120a, 120b, 120c, 120d)이 마련되는 것이 예시되어 있다. 일부의 제1 인터페이스 보드들(120a, 120b)은 동일 선 상에서 인접하게 배치되고, 다른 일부의 제1 인터페이스 보드들(120c, 120d)은 다른 선 상에서 인접하게 배치되는 것으로 예시되어 있다. 이격되도록 배치되는 제1 인터페이스 보드들(120)은 서로 평행할 수 있다. 제1 인터페이스 보드(120)의 배치 형태는 예시된 것으로 한정되지 않는다.
제1 인터페이스 보드(120)는 복수의 광원 모듈들(110)과 연결될 수 있다. 제1 인터페이스 보드(120)는 복수의 광원 모듈들(110)과의 연결을 위한 복수의 제1 단자들(121)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 단자들(121) 각각은 복수의 광원 모듈들(110) 각각의 커넥터(113)와 결합될 수 있다. 복수의 광원 모듈들(110)에 포함된 광원들(111)은 제1 인터페이스 보드(120)를 통해 공급되는 전류에 의해 동작할 수 있다.
예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 16개의 광원 모듈들(제1 광원 모듈(110-1)부터 제16 광원 모듈(110-16)까지)에 대응하여, 16개의 제1 단자들(121-1부터 121-16까지)이 마련될 수 있다. 8개의 제1 단자들(121-1, 121-3, 121-5, 121-7, 121-9, 121-11, 121-13, 121-15)은 제1 인터페이스 보드(120) 상에서 좌측에 일렬로 마련될 수 있고, 다른 8개의 제1 단자들(121-2, 121-4, 121-6, 121-8, 121-10, 121-12, 121-14, 121-16)은 제1 인터페이스 보드(120) 상에서 우측에 일렬로 마련될 수 있다.
도 11과 도 12를 참조하면, 좌측과 우측에 이격 배치된 제1 인터페이스 보드들(120: 120a, 120b, 120c, 120d)이 도시되어 있다. 좌측에 위치한 제1 인터페이스 보드들(120a, 120b)은 16개의 제1 단자들(121)을 포함할 수 있다. 그러나 우측에 위치한 제1 인터페이스 보드들(120c, 120d)은 8개의 제1 단자들(121)을 포함할 수 있다.
따라서 도 11과 도 12에서, 좌측의 제1 인터페이스 보드들(120a, 120b)에 연결된 제2 광원 모듈(110-2), 제4 광원 모듈(110-4), 제6 광원 모듈(110-6), 제8 광원 모듈(110-8), 제10 광원 모듈(110-10), 제12 광원 모듈(110-12), 제14 광원 모듈(110-14) 및 제 16 광원 모듈(110-16)은, 우측의 제1 인터페이스 보드들(120c, 120d)과 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.
제2 인터페이스 보드(130)는 연결 라인(131)을 통해 제1 인터페이스 보드(120)와 연결될 수 있다. 연결 라인(131)은 제1 인터페이스 보드(120)와 제2 인터페이스 보드(130)를 전기적으로 연결할 수 있다. 연결 라인(131)은 바텀 샤시(101)를 관통할 수 있다. 연결 라인(131)은 휘어질 수 있는 플렉서블 플랫 케이블(flexible flat cable) 및/또는 필름 케이블(film cable)일 수 있다. 제1 인터페이스 보드(120)는 연결 라인(131)과의 연결을 위한 제2 단자(122-1, 122-2)를 포함할 수 있다. 도시되어 있지 않으나, 연결 라인(131)도 커넥터를 포함할 수 있다.
디밍 드라이버(170)는 제1 인터페이스 보드(120) 또는 제2 인터페이스 보드(130)에 실장될 수 있다. 디밍 드라이버(170)는 제1 인터페이스 보드(120)의 상면 또는 하면에 실장되거나, 제2 인터페이스 보드(130)의 상면 또는 하면에 실장될 수 있다. 제2 인터페이스 보드(130)와 디밍 드라이버(170)는 복수 개 마련될 수도 있다.
도 10과 도 11에서는 디밍 드라이버(170)가 제2 인터페이스 보드(130)에 실장된 것이 예시된다. 도 12에서는 디밍 드라이버(170)가 제1 인터페이스 보드(120)에 실장된 것이 예시되며, 제1 인터페이스 보드들(120a, 120b, 120c, 120d) 각각에 디밍 드라이버들(170a, 170b, 170c, 170d)이 실장될 수 있다.
제2 인터페이스 보드(130)는 프로세서(91)로부터 전송되는 데이터 및/또는 신호를 제1 인터페이스 보드(120)로 전달할 수 있다. 예를 들면, 도 10과 도 11에서 제2 인터페이스 보드(130)는 프로세서(91)로부터 전송되는 디밍 데이터를 디밍 드라이버(170)에 전달할 수 있다. 디밍 드라이버(170)는 디밍 데이터를 디밍 신호를 변환할 수 있고, 제2 인터페이스 보드(130)는 변환된 디밍 신호를 제1 인터페이스 보드(120)로 전달할 수 있다. 제1 인터페이스 보드(120)는 디밍 신호를 광원 모듈(110)의 구동 장치(300)에 전달하고, 구동 장치(300)는 디밍 신호에 기초하여 광원들(111)의 동작을 제어할 수 있다.
도 12에서 제2 인터페이스 보드(130)는 프로세서(91)로부터 전송되는 디밍 데이터를 제1 인터페이스 보드(120)에 실장된 디밍 드라이버(170)로 전달할 수 있다. 제1 인터페이스 보드(120)는 디밍 드라이버(170)에 의해 변환된 디밍 신호를 구동 장치(300)에 전달할 수 있다.
도 11을 참조하면, 광원 모듈(110)에 포함된 복수의 광원들(111)은 복수의 디밍 블록들(200)로 구분될 수 있다. 예를 들면, 제1 광원 모듈(110-1)에 포함된 광원들(111)은 5개의 디밍 블록들(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)로 구분될 수 있다. 하나의 디밍 블록(200)은 인접한 2개의 광원들(111)을 포함할 수 있다. 하나의 디밍 블록(200)에 포함되는 광원(111)의 개수와 디밍 블록들(200)의 개수는 예시된 것으로 한정되지 않는다.
또한, 복수의 디밍 블록들(200)은 복수의 그룹(G1, G2)으로 나누어질 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 그룹(G1)은 제1 디밍 블록(200a)과 제2 디밍 블록(200b)을 포함하고, 제2 그룹(G2)은 제3 디밍 블록(200c), 제4 디밍 블록(200d) 및 제5 디밍 블록(200e)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 4개의 디밍 블록들(200)이 하나의 그룹을 형성할 수 있다.
하나의 디밍 블록(200)에 속하는 광원들(111)은 동일한 구동 장치(300)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 디밍 블록(200a)에 속하는 복수의 광원들(111)은 제1 구동 장치(300a)에 의해 제어될 수 있다. 제3 디밍 블록(200c)에 속하는 광원들(111)은 제2 구동 장치(300b)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 하나의 디밍 블록(200)에 속하는 광원들(111)은 동일한 크기의 구동 전류를 공급받을 수 있고, 동일한 세기의 광을 방출할 수 있다.
또한, 구동 장치(300)는 어느 하나의 그룹에 포함되는 복수의 디밍 블록들(200)을 제어할 수 있다. 복수의 구동 장치들(300) 각각은 서로 다른 그룹에 포함되는 디밍 블록들(200)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 구동 장치(300a)는 제1 그룹(G1)에 포함된 디밍 블록들(200a, 200b)을 제어할 수 있고, 제2 구동 장치(300b)는 제2 그룹(G2)에 포함된 디밍 블록들(200c, 200d, 200e)을 제어할 수 있다.
제1 그룹(G1)에 속하는 디밍 블록들(200a, 200b)의 제1 광원들(111)은 각각 동일한 크기의 구동 전류를 공급받을 수 있고, 동일한 세기의 광을 방출할 수 있다. 제2 그룹(G2)에 속하는 디밍 블록들(200c, 200d, 200e)의 제2 광원들(111)도 각각 동일한 크기의 구동 전류를 공급받을 수 있고, 동일한 세기의 광을 방출할 수 있다.
한편, 서로 다른 그룹에 속하는 디밍 블록들(200)의 광원들(111)에 공급되는 구동 전류의 크기는 서로 다를 수 있다. 예를 들면, 제1 그룹(G1)에 속하는 디밍 블록들(200a, 200b)의 제1 광원들(111)에 공급되는 제1 구동 전류는, 제2 그룹(G2)에 속하는 디밍 블록들(200c, 200d, 200e)의 제2 광원들(111)에 공급되는 제2 구동 전류와 다를 수 있다.
하나의 그룹에 포함되는 디밍 블록들(200)의 개수는 설계에 따라 달라질 수 있다. 다시 말해, 하나의 구동 장치(300)와 전기적으로 연결되는 디밍 블록들(200)의 개수가 달라질 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 디밍 드라이버, 구동 장치 및 디밍 블록들의 연결 구조를 도시한다.
도 13을 참조하면, 디스플레이 장치(10)의 백라이트 유닛(100)은 디밍 드라이버(170)와 복수의 구동 장치들(300)과 복수의 광원들(111)을 포함할 수 있다. 복수의 구동 장치들(300)은 디밍 드라이버(170)로부터 디밍 신호를 수신하고, 수신된 디밍 신호에 기초하여 복수의 광원들(111)을 제어할 수 있다.
구동 장치(300)는 디밍 신호에 기초하여 복수의 디밍 블록들(200)에 포함된 광원들(111)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 장치(300a)는 제1 디밍 블록(200a) 과 제2 디밍 블록(200b)에 속하는 광원들(111)을 제어할 수 있다. 제2 구동 장치(300b)는 제3 디밍 블록(200c), 제4 디밍 블록(200d) 및 제5 디밍 블록(200e)에 속하는 광원들(111)을 제어할 수 있다. 구동 장치(300)는 디밍 신호에 기초하여 광원들(111)에 공급될 전류량(구동 전류의 크기)을 조절할 수 있다.
복수의 구동 장치들(300) 중 일부는 디밍 드라이버(170)에 의하여 입력-활성화되고, 디밍 드라이버(170)로부터 디밍 신호를 수신하며, 수신된 디밍 신호를 저장할 수 있다. 또한, 복수의 구동 장치들(300) 중 입력-비활성화된 구동 장치들(300)은 저장된 디밍 신호에 기초하여 광원들(111)에 공급될 구동 전류를 조절 및/또는 결정할 수 있다.
디밍 드라이버(170)로부터 복수의 구동 장치들(300)에 스캔 신호를 제공하기 위한 복수의 스캔 라인(S1, S2)과 디밍 드라이버(170)로부터 복수의 구동 장치들(300)에 디밍 신호를 제공하기 위한 복수의 데이터 라인(D1, D2)이 마련될 수 있다.
복수의 디밍 블록들(200)은 복수의 행들과 복수의 열들을 형성할 수 있다. 동일한 행에 속하는 디밍 블록들(200)의 광원들(111)을 제어하는 구동 장치들(300)은 동일한 스캔 라인을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원 모듈(110-1)에 포함된 제1 구동 장치(300a)와 제2 구동 장치(300b)는 제1 스캔 라인(S1)을 공유할 수 있다. 제3 광원 모듈(110-3)에 포함된 제5 구동 장치(300e)와 제6 구동 장치(300f)는 제2 스캔 라인(S2)을 공유할 수 있다.
또한, 동일한 열에 속하는 디밍 블록들(200)의 광원들(111)을 제어하는 구동 장치들(300)은 동일한 데이터 라인을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원 모듈(110-1)의 제1 구동 장치(300a)와 제3 광원 모듈(110-3)의 제5 구동 장치(300e)는 제1 데이터 라인(D1)을 공유할 수 있다. 제1 광원 모듈(110-1)의 제2 구동 장치(300b)와 제3 광원 모듈(110-3)의 제6 구동 장치(300f)는 제2 데이터 라인(D2)을 공유할 수 있다.
구동 장치들(300)은 디밍 드라이버(170)의 스캔 신호에 의하여 입력-활성화되며, 디밍 드라이버(170)로부터 디밍 신호를 수신할 수 있다. 디밍 드라이버(170)는 복수의 행들 중 하나에 배치된 구동 장치들(300)에 스캔 신호를 제공하고, 복수의 열들에 구동 장치들(300)에 디밍 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 디밍 드라이버(170)가 제1 스캔 라인(S1)을 통하여 스캔 신호를 출력하는 동안, 제1 구동 장치(300a)와 제2 구동 장치(300b)는 각각 제1 데이터 라인(D1)과 제2 데이터 라인(D2)을 통하여 디밍 신호를 수신할 수 있다. 그러나 제5 구동 장치(300e)와 제6 구동 장치(300f)는 디밍 신호를 수신하지 못한다.
디밍 드라이버(170)가 제2 스캔 라인(S2)을 통하여 스캔 신호를 출력하는 동안, 제5 구동 장치(300e)와 제6 구동 장치(300f)는 각각 제1 데이터 라인(D1)과 제2 데이터 라인(D2)을 통하여 디밍 신호를 수신할 수 있다. 그러나 제1 구동 장치(300a)와 제2 구동 장치(300b)는 디밍 신호를 수신하지 못한다.
복수의 구동 장치들(300)은, 디밍 신호를 수신하면, 수신된 디밍 신호를 저장하고, 저장된 디밍 신호에 따라 복수의 광원들(111)에 공급될 구동 전류를 결정할 수 있다. 예를 들어, 디밍 드라이버(170)가 제1 스캔 라인(S1)을 통하여 스캔 신호를 출력하는 동안에도, 제5 구동 장치(300e)는 제6 디밍 블록(200f)과 제7 디밍 블록(200g)에 포함된 광원들(111)을 구동시킬 수 있고, 제6 구동 장치(300f)는 제8 디밍 블록(200h), 제9 디밍 블록(200i) 및 제10 디밍 블록(200j)에 포함된 광원들(111)을 구동시킬 수 있다.
또한, 디밍 드라이버(170)가 제2 스캔 라인(S2)을 통하여 스캔 신호를 출력하는 동안에도, 제1 구동 장치(300a)는 제1 디밍 블록(200a)과 제2 디밍 블록(200b)에 포함된 광원들(111)을 구동시킬 수 있고, 제2 구동 장치(300b)는 제3 디밍 블록(200c), 제4 디밍 블록(200d) 및 제5 디밍 블록(200e)에 포함된 광원들(111)을 구동시킬 수 있다.
구동 장치들(300)은 디밍 신호에 기초하여 서로 다른 디밍 블록(200)에 속하는 광원들(111)이 서로 다른 세기의 광을 방출하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 장치(300a)는 디밍 신호에 기초하여 제1 디밍 블록(200a)에 속하는 제1 광원들(111)에 공급될 구동 전류를 제1 구동 전류로 조절하고, 제2 디밍 블록(200b)에 속하는 제2 광원들(111)에 공급될 구동 전류를 제2 구동 전류로 조절할 수 있다. 제1 구동 전류와 제2 구동 전류는 상이할 수 있다.
이러한 액티브 매트릭스 방식의 구동에 의하여, 복수의 구동 장치들(300)은, 디밍 드라이버(170)로부터 순차적으로 디밍 신호를 수신할 수 있으며, 디밍 드라이버(170)로부터 디밍 신호를 수신하지 않는 입력-비활성화된 동안에도 광원들(111)를 동작시킬 수 있다.
또한, 액티브 매트릭스 방식의 구동에 의하여, 복수의 구동 장치들(300)에 디밍 신호를 제공하기 위한 디밍 드라이버(170)의 핀의 개수가 저감된다. 또한, 디밍 드라이버(170)를 직접 광원들(111)과 연결하는 종래의 다이렉트 방식에 비하여, 디밍 드라이버(170)와 연결되는 신호 라인의 개수를 줄일 수 있다. 또한, 하나의 구동 장치(300)가 복수의 디밍 블록들(200)을 제어함으로써, 구동 장치(300)의 개수를 줄일 수 있다.
도 14는 일 실시예 따른 구동 장치의 일 예를 도시한다.
도 14를 참조하면, 구동 장치(300)는 액티브 매트릭스 방식의 구동을 구현하기 위하여 다양한 토폴로지(topology)의 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 장치(300)는 1C2T (one capacitor two transistor) 토폴로지의 회로를 포함할 수 있다.
구동 장치(300)는 구동 트랜지스터(Tdr), 스위칭 트랜지스터(Tsw) 및 저장 캐패시터(Cs)를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 구동 장치(300)에 포함되는 구동 트랜지스터(Tdr), 스위칭 트랜지스터(Tsw) 및 저장 캐패시터(Cs) 각각의 개수는, 하나의 구동 장치(300)가 컨트롤 하는 디밍 블록들(200)의 개수에 대응하여 결정될 수 있다.
예를 들면, 2개의 디밍 블록들(200)을 컨트롤 하는 제1 구동 장치(300a)와 제5 구동 장치(300e)는 각각 제1 구동 트랜지스터(Tdr1), 제1 스위칭 트랜지스터(Tsw1), 제1 저장 캐패시터(Cs1), 제2 구동 트랜지스터(Tdr2), 제2 스위칭 트랜지스터(Tsw2) 및 제2 저장 캐패시터(Cs2)를 포함할 수 있다.
제1 구동 트랜지스터(Tdr1), 제1 스위칭 트랜지스터(Tsw1) 및 제1 저장 캐패시터(Cs1)는, 제2 구동 트랜지스터(Tdr2), 제2 스위칭 트랜지스터(Tsw2) 및 제2 저장 캐패시터(Cs2)와 서로 상이한 디밍 블록(200)의 광원들(111)을 구동시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 구동 장치(300a)에 포함된 제1 구동 트랜지스터(Tdr1), 제1 스위칭 트랜지스터(Tsw1) 및 제1 저장 캐패시터(Cs1)는 제1 디밍 블록(200a)의 광원들(111)을 구동시킬 수 있다. 제1 구동 장치(300a)에 포함된 제2 구동 트랜지스터(Tdr2), 제2 스위칭 트랜지스터(Tsw2) 및 제2 저장 캐패시터(Cs2)는 제2 디밍 블록(200b)의 광원들(111)을 구동시킬 수 있다.
구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)는 입력 단자, 출력 단자 및 제어 단자를 포함한다. 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)의 입력 단자는 전원(Vdd)과 연결되고, 출력 단자는 복수의 광원들(111)과 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)는 제어 단자의 전압에 따라 복수의 광원들(111)의 동작이 제어될 수 있다.
저장 캐패시터(Cs1, Cs2)는 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)와 출력 단자와 제어 단자 사이에 마련된다. 저장 캐패시터(Cs1, Cs2)는 입력된 전하를 저장함으로써 일정한 전압을 출력할 수 있다. 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)는 저장 캐패시터(Cs1, Cs2)가 출력하는 전압에 따라 복수의 광원들(111)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(Tsw1, Tsw2) 역시 입력 단자, 출력 단자 및 제어 단자를 포함한다. 스위칭 트랜지스터(Tsw1, Tsw2)의 입력 단자는 데이터 라인(D1, D2)과 연결되고, 스위칭 트랜지스터(Tsw1, Tsw2)의 출력 단자는 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)의 제어 단자와 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Tsw1, Tsw2)의 제어 단자는 스캔 라인(S1, S2)과 연결될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(Tsw1, Tsw2)는 스캔 라인(S1, S2)의 스캔 신호에 의하여 턴-온되고, 데이터 라인(D1, D2)의 디밍 신호를 저장 캐패시터(Cs1, Cs2) 및 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)에 전달할 수 있다. 데이터 라인(D1, D2)의 디밍 신호는 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)의 제어 단자에 입력되며, 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)는 디밍 신호에 대응하는 구동 전류를 광원들(111)에 공급할 수 있다. 저장 캐패시터(Cs1, Cs2)는 디밍 신호에 의한 전하를 저장하고, 디밍 신호에 대응하는 전압을 출력할 수 있다.
이후, 스캔 신호의 입력이 중지되고 스위칭 트랜지스터(Tsw1, Tsw2)가 턴-오프되더라도, 저장 캐패시터(Cs1, Cs2)는 여전히 디밍 신호에 대응하는 전압을 출력하며, 구동 트랜지스터(Tdr1, Tdr2)는 여전히 디밍 신호에 대응하는 구동 전류를 광원들(111)에 공급할 수 있다.
도 14에 도시된 회로는 구동 장치(300)의 일 예에 불과하며, 이에 한정되지 아니한다. 구동 장치(300)는 구동 트랜지스터(Tdr)의 바디 효과를 보정하기 위한 트랜지스터가 추가된 3T1C 토폴로지의 회로를 포함할 수도 있다.
구동 장치(300)는 도 14에 도시된 회로가 집적된 단일 칩으로 제공될 수 있다. 다시 말해, 도 14에 도시된 회로가 하나의 반도체 칩에 집적될 수 있다. 예를 들면, 구동 장치(300)는 픽셀 IC(Integrated Circuit) 또는 AM IC(Active Matrix Integrated Circuit)로 구현될 수 있다.
개시된 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛은 바(bar) 타입을 갖는 복수의 광원 모듈들을 적용함으로써 발광 다이오드들의 수를 줄이면서 높은 휘도와 높은 명암비를 구현할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛의 불량률이 감소할 수 있고 생산성이 개선될 수 있으며, 백라이트 유닛의 수리가 용이해질 수 있다.
개시된 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛은, 디밍 드라이버가 바 타입의 광원 모듈들에 포함된 구동 장치들에 액티브 매트릭스 방식으로 신호를 제공하도록 함으로써, 보다 향상된 로컬 디밍(Local Dimming)을 구현할 수 있다. 또한, 기존의 다이렉트 방식에 비해 디밍 드라이버의 신호 핀의 개수가 감소할 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.
10: 디스플레이 장치 11: 본체
20: 액정 패널
30: 패널 드라이버 50: 제어 어셈블리
60: 전원 어셈블리 80: 컨텐츠 수신부
90: 영상 처리부
100: 백라이트 유닛
110: 광원 모듈
120: 반사 시트
130: 확산판
140: 광학 시트
170: 디밍 드라이버
200: 디밍 블록
300: 구동 장치

Claims (20)

  1. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널로 광을 방출하는 백라이트 유닛;을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은
    바텀 샤시;
    상기 바텀 샤시의 전면에 위치하는 제1 인터페이스 보드;
    상기 바텀 샤시의 전면에 위치하고, 미리 정해진 간격마다 배치되며, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 일 단을 갖는 복수의 광원 모듈들; 및
    상기 바텀 샤시의 후면에 위치하고, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 제2 인터페이스 보드;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원 모듈들 각각은,
    기판;
    상기 기판에 실장되는 복수의 광원들;
    상기 복수의 광원들 중 적어도 하나의 광원을 포함하도록 형성되는 복수의 디밍 블록들;
    상기 기판에 실장되고, 상기 복수의 디밍 블록들 각각에 포함된 상기 적어도 하나의 광원을 제어하는 구동 장치;를 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 디밍 블록들은 제1 그룹과 제2 그룹으로 나누어지고,
    상기 구동 장치는 제1 구동 장치와 제2 구동 장치를 포함하며,
    상기 제1 구동 장치는 상기 제1 그룹의 디밍 블록들에 포함된 제1 광원들을 제어하고,
    상기 제2 구동 장치는 상기 제2 그룹의 디밍 블록들에 포함된 제2 광원들을 제어하는, 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 인터페이스 보드 또는 상기 제2 인터페이스 보드에 실장되고, 프로세서로부터 전송되는 디밍 데이터에 기초하여 상기 복수의 광원 모듈들의 구동 장치들에 디밍 신호를 제공하는 디밍 드라이버;를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디밍 드라이버는
    액티브 매트릭스 방식으로 상기 구동 장치들에 상기 디밍 신호를 제공하는, 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 광원 모듈들의 상기 구동 장치들은 복수의 행들과 복수의 열들을 형성하고,
    상기 디밍 드라이버는
    상기 복수의 행들 중 하나에 배치된 구동 장치들에 스캔 신호를 제공하고,
    상기 복수의 열들에 구동 장치들에 상기 디밍 신호를 제공하는, 디스플레이 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 상기 기판에 미리 정해진 배열로 실장되고,
    상기 복수의 디밍 블록들 각각은 인접한 2개 이상의 광원들을 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 광원들 각각은
    상기 기판의 배선과 접촉하는 발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드를 커버하는 광학 돔;을 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 광원 모듈들 각각은,
    상기 제1 인터페이스 보드와 상기 기판을 결합시키기 위해 상기 기판의 일 단에 마련되는 커넥터;를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 바텀 샤시를 관통하고 상기 제1 인터페이스 보드와 상기 제2 인터페이스 보드를 연결하는 연결 라인;을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 바텀 샤시;
    상기 바텀 샤시의 전면에 위치하는 제1 인터페이스 보드;
    상기 바텀 샤시의 전면에 위치하고, 미리 정해진 간격마다 배치되며, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 일 단을 갖는 복수의 광원 모듈들; 및
    상기 바텀 샤시의 후면에 위치하고, 상기 제1 인터페이스 보드와 연결되는 제2 인터페이스 보드;를 포함하는 백라이트 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 광원 모듈들 각각은,
    기판;
    상기 기판에 실장되는 복수의 광원들;
    상기 복수의 광원들 중 적어도 하나의 광원을 포함하도록 형성되는 복수의 디밍 블록들;
    상기 기판에 실장되고, 상기 복수의 디밍 블록들 각각에 포함된 상기 적어도 하나의 광원을 제어하는 구동 장치;를 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 디밍 블록들은 제1 그룹과 제2 그룹으로 나누어지고,
    상기 구동 장치는 제1 구동 장치와 제2 구동 장치를 포함하며,
    상기 제1 구동 장치는 상기 제1 그룹의 디밍 블록들에 포함된 제1 광원들을 제어하고,
    상기 제2 구동 장치는 상기 제2 그룹의 디밍 블록들에 포함된 제2 광원들을 제어하는, 백라이트 유닛.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 인터페이스 보드 또는 상기 제2 인터페이스 보드에 실장되고, 프로세서로부터 전송되는 디밍 데이터에 기초하여 상기 복수의 광원 모듈들의 구동 장치들에 디밍 신호를 제공하는 디밍 드라이버;를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디밍 드라이버는
    액티브 매트릭스 방식으로 상기 구동 장치들에 상기 디밍 신호를 제공하는, 백라이트 유닛.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 광원 모듈들의 상기 구동 장치들은 복수의 행들과 복수의 열들을 형성하고,
    상기 디밍 드라이버는
    상기 복수의 행들 중 하나에 배치된 구동 장치들에 스캔 신호를 제공하고,
    상기 복수의 열들에 구동 장치들에 상기 디밍 신호를 제공하는, 백라이트 유닛.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 상기 기판에 미리 정해진 배열로 실장되고,
    상기 복수의 디밍 블록들 각각은 인접한 2개 이상의 광원들을 포함하는, 백라이트 유닛.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들 각각은
    상기 기판의 배선과 접촉하는 발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드를 커버하는 광학 돔;을 포함하는 백라이트 유닛.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 광원 모듈들 각각은,
    상기 제1 인터페이스 보드와 상기 기판을 결합시키기 위해 상기 기판의 일 단에 마련되는 커넥터;를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 바텀 샤시를 관통하고 상기 제1 인터페이스 보드와 상기 제2 인터페이스 보드를 연결하는 연결 라인;을 더 포함하는 백라이트 유닛.
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