WO2022092534A1 - 디스플레이 장치 및 그의 로컬 디밍 제어 방법 - Google Patents

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WO2022092534A1
WO2022092534A1 PCT/KR2021/011735 KR2021011735W WO2022092534A1 WO 2022092534 A1 WO2022092534 A1 WO 2022092534A1 KR 2021011735 W KR2021011735 W KR 2021011735W WO 2022092534 A1 WO2022092534 A1 WO 2022092534A1
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Definitions

  • the present disclosure relates to a display apparatus and an operating method thereof, and more particularly, to a display apparatus performing local dimming and a local dimming control method thereof.
  • An active matrix driving type liquid crystal display uses a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") as a switching element to display a moving picture.
  • TFT thin film transistor
  • Liquid crystal display devices can be miniaturized compared to cathode ray tubes (CRTs), so they are applied to display devices such as portable information devices, office devices, and computers, as well as TVs, which are rapidly replacing cathode ray tubes.
  • CTRs cathode ray tubes
  • the transmissive liquid crystal display which occupies most of the liquid crystal display, displays an image by controlling an electric field applied to the liquid crystal layer to modulate light incident from the backlight unit.
  • a backlight dimming method has been proposed.
  • Local dimming which is one of backlight dimming methods, can improve contrast by locally controlling the luminance of a display surface within one frame period.
  • the local dimming method divides input image data according to virtual blocks divided in a matrix form on the display screen of the liquid crystal display panel, derives a representative value of the input image data for each block, and dims each block according to the representative value for each block It may be a method of controlling the brightness of the light sources of the backlight unit for each block by adjusting the value.
  • An object of the present disclosure is to accurately control a current flowing through an LED in a low voltage region during local dimming control.
  • An object of the present disclosure is to accurately control a current flowing through an LED when a low voltage control is required in local dimming control.
  • a display device includes a display panel, a backlight unit including a plurality of blocks providing light to the display panel, each of the plurality of blocks including a plurality of LEDs, and obtaining backlight control information, , based on the obtained backlight control information, when a low current condition is satisfied, a control unit that activates a duty adjustment function, which is a function of adjusting a current and a duty flowing in a block during a period of one frame.
  • the duty adjustment function is a function of adjusting the current and the duty so that the product (a*b) of the increase multiple (a) of the current flowing through the block and the duty (b) becomes 1 during the period of the one frame can
  • the backlight control information includes a voltage value applied to the block, the controller determines a current value flowing through the block based on the voltage value, and when the determined current value is less than a preset value, the low current condition It can be judged that this is satisfied.
  • the backlight control information may include a PWM dimming duty value, and the controller may determine that the low current condition is satisfied when the PWM dimming duty value is less than a preset value.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the display device of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the control unit of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an internal block diagram of the power supply unit and the display module of FIG. 2 .
  • FIG. 5 is an exemplary view illustrating the arrangement of a liquid crystal display panel and light sources in the case of an edge type backlight unit
  • FIG. 6 is an exemplary view illustrating arrangement of the liquid crystal display panel and light sources in the case of a direct type backlight unit.
  • FIG. 7 is a view for explaining a detailed configuration of a backlight unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a view for explaining a method of operating a display apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a graph illustrating a relationship between voltage and current for local dimming control according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams detailing a process of determining whether a row condition is satisfied according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a comparison between an existing local dimming control method and a local dimming control method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a local dimming control method according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 14 and 15 are diagrams for explaining an activation/deactivation timing of a duty control function, according to an embodiment of the present disclosure.
  • module and “part” for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not impart a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display apparatus 100 may include a display unit 180 .
  • the display unit 180 may be implemented as any one of various panels.
  • the display unit 180 includes a liquid crystal display panel (LCD panel).
  • the display device 100 may be a liquid crystal display device.
  • the display device 100 of FIG. 1 may be a monitor, a TV, a tablet PC, a mobile terminal, or the like.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the display device of FIG. 1 .
  • the display apparatus 100 includes a broadcast receiving unit 130 , an external device interface unit 135 , a storage unit 140 , a user input interface unit 150 , a control unit 170 , and a wireless communication unit 173 .
  • a display unit 180 , an audio output unit 185 , and a power supply unit 190 may be included.
  • the broadcast receiving unit 130 may include a tuner 131 , a demodulator 132 , and a network interface unit 133 .
  • the tuner 131 may tune into a specific broadcasting channel according to a channel selection command.
  • the tuner 131 may receive a broadcast signal for a specific selected broadcast channel.
  • the demodulator 132 may divide the received broadcast signal into a video signal, an audio signal, and a data signal related to a broadcast program, and may restore the separated video signal, audio signal, and data signal to an outputable form.
  • the network interface unit 133 may provide an interface for connecting the display apparatus 100 to a wired/wireless network including an Internet network.
  • the external device interface unit 135 may receive an application or an application list in an adjacent external device and transmit it to the control unit 170 or the storage unit 140 .
  • the external device interface unit 135 may provide a connection path between the display device 100 and an external device.
  • the external device interface unit 135 may receive one or more of an image and audio output from an external device connected to the display device 100 wirelessly or by wire, and transmit it to the controller 170 .
  • the external device interface unit 135 may include a plurality of external input terminals.
  • the plurality of external input terminals may include an RGB terminal, one or more High Definition Multimedia Interface (HDMI) terminals, and a component terminal.
  • HDMI High Definition Multimedia Interface
  • An image signal of an external device input through the external device interface unit 135 may be output through the display unit 180 .
  • a voice signal of an external device input through the external device interface unit 135 may be output through the audio output unit 185 .
  • the external device connectable to the external device interface unit 135 may be any one of a set-top box, a Blu-ray player, a DVD player, a game machine, a sound bar, a smart phone, a PC, a USB memory, and a home theater, but this is only an example. .
  • the storage unit 140 may store a program for each signal processing and control in the control unit 170 , and may store a signal-processed image, audio, or data signal.
  • the storage unit 140 may perform a function for temporarily storing an image, audio, or data signal input from the external device interface unit 135 or the network interface unit 133 , and may perform a predetermined function through the channel storage function. It is also possible to store information about the image.
  • the user input interface unit 150 may transmit a signal input by the user to the control unit 170 or may transmit a signal from the control unit 170 to the user.
  • the user input interface unit 150 is Bluetooth (Bluetooth), WB (Ultra Wideband), ZigBee (ZigBee) method, according to various communication methods such as RF (Radio Frequency) communication method or infrared (IR) communication method, Control signals such as power on/off, channel selection, and screen setting may be received and processed from the remote control device 200 , or a control signal from the control unit 170 may be transmitted to the remote control device 200 .
  • the user input interface unit 150 may transmit a control signal input from a local key (not shown) such as a power key, a channel key, a volume key, and a setting value to the control unit 170 .
  • a local key such as a power key, a channel key, a volume key, and a setting value
  • the image signal processed by the controller 170 may be input to the display unit 180 and displayed as an image corresponding to the image signal. Also, the image signal processed by the control unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 135 .
  • the audio signal processed by the control unit 170 may be audio output to the audio output unit 185 .
  • the audio signal processed by the control unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 135 .
  • controller 170 may control overall operations within the display apparatus 100 .
  • the control unit 170 receives an image signal from an external device, for example, a camera or a camcorder, input through the external device interface unit 135 according to an external device image reproduction command received through the user input interface unit 150 .
  • the audio signal may be output through the display unit 180 or the audio output unit 185 .
  • the controller 170 may control the display unit 180 to display an image, for example, a broadcast image input through the tuner 131 or an external input input through the external device interface unit 135 .
  • An image, an image input through the network interface unit, or an image stored in the storage unit 140 may be controlled to be displayed on the display unit 180 .
  • the image displayed on the display unit 180 may be a still image or a moving image, and may be a 2D image or a 3D image.
  • control unit 170 may control the content stored in the display apparatus 100, received broadcast content, or external input content input from the outside to be reproduced, and the content may include a broadcast image, an external input image, an audio file, It may be in various forms, such as a still image, a connected web screen, and a document file.
  • the wireless communication unit 173 may communicate with an external device through wired or wireless communication.
  • the wireless communication unit 173 may perform short range communication with an external device.
  • the wireless communication unit 173 is Bluetooth (BluetoothTM), BLE (Bluetooth Low Energy), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC (Near) Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology may be used to support short-distance communication.
  • the display unit 180 converts the image signal, the data signal, the OSD signal processed by the controller 170, or the image signal and the data signal received from the external device interface unit 135 into R, G, and B signals, respectively, and drives them. signal can be generated.
  • the display apparatus 100 illustrated in FIG. 1 is only an exemplary embodiment of the present disclosure. Some of the illustrated components may be integrated, added, or omitted according to the specifications of the actually implemented display apparatus 100 .
  • two or more components may be combined into one component, or one component may be subdivided into two or more components as needed.
  • the audio output unit 185 receives the audio-processed signal from the control unit 170 and outputs it as audio.
  • the power supply 190 supplies the corresponding power to the entire display apparatus 100 .
  • the control unit 170 that can be implemented in the form of a system on chip (SOC)
  • the display unit 180 for image display and the audio output unit 185 for audio output, etc. can be implemented in the form of a system on chip (SOC).
  • SOC system on chip
  • the power supply unit 190 may include a converter that converts AC power into DC power, and a dc/dc converter that converts the level of DC power.
  • the remote control device 200 transmits a user input to the user input interface unit 150 .
  • the remote control device 200 may use Bluetooth (Bluetooth), Radio Frequency (RF) communication, infrared (IR) communication, Ultra Wideband (UWB), ZigBee, or the like.
  • the remote control device 200 may receive an image, audio, or data signal output from the user input interface unit 150 , and display it or output the audio signal from the remote control device 200 .
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the control unit of FIG. 2 .
  • the controller 170 includes a demultiplexer 310 , an image processor 320 , a processor 330 , an OSD generator 340 , and a mixer 345 . , a frame rate converter 350 , and a formatter 360 . In addition, it may further include an audio processing unit (not shown) and a data processing unit (not shown).
  • the demultiplexer 310 demultiplexes an input stream. For example, when MPEG-2 TS is input, it can be demultiplexed and separated into video, audio and data signals, respectively.
  • the stream signal input to the demultiplexer 310 may be a stream signal output from the tuner unit 110 , the demodulator 120 , or the external device interface unit 130 .
  • the image processing unit 320 may perform image processing of the demultiplexed image signal. To this end, the image processing unit 320 may include an image decoder 325 and a scaler 335 .
  • the image decoder 325 decodes the demultiplexed image signal, and the scaler 335 performs scaling to output the resolution of the decoded image signal on the display unit 180 .
  • the video decoder 325 may include decoders of various standards. For example, it may include an MPEG-2, H,264 decoder, a 3D image decoder for a color image and a depth image, a decoder for a multi-view image, and the like.
  • the processor 330 may control overall operations within the display apparatus 100 or within the controller 170 .
  • the processor 330 may control the tuner 110 to select a channel selected by the user or an RF broadcast corresponding to a pre-stored channel (Tuning).
  • the processor 330 may control the display apparatus 100 according to a user command input through the user input interface unit 150 or an internal program.
  • the processor 330 may perform data transmission control with the network interface unit 135 or the external device interface unit 130 .
  • the processor 330 may control operations of the demultiplexer 310 , the image processor 320 , the OSD generator 340 , and the like in the controller 170 .
  • the OSD generator 340 generates an OSD signal according to a user input or by itself. For example, a signal for displaying various types of information as graphics or text on the screen of the display unit 180 may be generated based on a user input signal.
  • the generated OSD signal may include various data such as a user interface screen of the display apparatus 100 , various menu screens, widgets, and icons. Also, the generated OSD signal may include a 2D object or a 3D object.
  • the OSD generating unit 340 may generate a pointer that can be displayed on the display unit 180 based on a pointing signal input from the remote control device 200 .
  • a pointer may be generated by a pointing signal processing unit, and the OSD generation unit 340 may include such a pointing signal processing unit (not shown).
  • the pointing signal processing unit (not shown) may be provided separately instead of being provided in the OSD generating unit 340 .
  • the mixer 345 may mix the OSD signal generated by the OSD generator 340 and the decoded image signal image-processed by the image processor 320 .
  • the mixed video signal is provided to the frame rate converter 350 .
  • a frame rate converter (FRC) 350 may convert a frame rate of an input image. On the other hand, the frame rate converter 350 may output as it is without a separate frame rate conversion.
  • the formatter 360 may change the format of an input image signal into an image signal for display on a display and output the changed format.
  • the formatter 360 may change the format of the video signal.
  • the format of the 3D video signal is a Side by Side format, a Top / Down format, a Frame Sequential format, an Interlaced format, and a Checker Box. It can be changed to any one of various 3D formats, such as a format.
  • the audio processing unit (not shown) in the controller 170 may perform audio processing of the demultiplexed audio signal.
  • the audio processing unit (not shown) may include various decoders.
  • the audio processing unit (not shown) in the control unit 170 may process a base (Base), a treble (Treble), volume control, and the like.
  • a data processing unit (not shown) in the control unit 170 may perform data processing of the demultiplexed data signal.
  • the demultiplexed data signal is an encoded data signal, it may be decoded.
  • the encoded data signal may be electronic program guide information including broadcast information such as start time and end time of a broadcast program aired on each channel.
  • FIG. 3 a block diagram of the controller 170 shown in FIG. 3 is a block diagram for an embodiment of the present disclosure. Each component of the block diagram may be integrated, added, or omitted according to the specification of the controller 170 that is actually implemented.
  • the frame rate converter 350 and the formatter 360 are not provided in the controller 170 , but may be separately provided or provided separately as one module.
  • FIG. 4 is an internal block diagram of the power supply unit and the display module of FIG. 2 .
  • the liquid crystal display panel (LCD panel)-based display module 180 may include a liquid crystal display panel 210 , a driving circuit unit 230 , a backlight unit 250 , and a backlight dimming controller 510 . there is.
  • a plurality of gate lines GL and data lines DL are arranged to cross each other in a matrix form to display an image, and thin film transistors and pixel electrodes connected thereto are formed in the intersecting area.
  • the driving circuit unit 230 drives the liquid crystal display panel 210 through a control signal and a data signal supplied from the control unit 170 of FIG. 1 .
  • the driving circuit unit 230 includes a timing controller 232 , a gate driver 234 , and a data driver 236 .
  • the timing controller 232 receives a control signal, R, G, B data signals, a vertical synchronization signal Vsync, etc. from the control unit 170, and in response to the control signal, the gate driver 234 and The data driver 236 is controlled, and the R, G, and B data signals are rearranged and provided to the data driver 236 .
  • a scan signal and an image signal are supplied to the liquid crystal display panel 210 through the gate line GL and the data line DL under the control of the gate driver 234 , the data driver 236 , and the timing controller 232 . .
  • the backlight unit 250 supplies light to the liquid crystal display panel 210 .
  • the backlight unit 250 includes a plurality of light sources 252 serving as light sources, a scan driver 254 controlling scanning driving of the light sources 252 , and turning on/off the light sources 252 . ) and may include a light source driver 256 .
  • a predetermined image is displayed using the light emitted from the backlight unit 250 in a state in which the light transmittance of the liquid crystal layer is adjusted by the electric field formed between the pixel electrode and the common electrode of the liquid crystal display panel 210 .
  • the power supply unit 190 may supply a common electrode voltage Vcom to the liquid crystal display panel 210 and may supply a gamma voltage to the data driver 236 .
  • driving power for driving the light source 252 may be supplied to the backlight unit 250 .
  • the backlight unit 250 may be divided into a plurality of blocks and driven.
  • the controller 170 may control the display 180 to perform local dimming by setting dimming values of each of the plurality of blocks.
  • the timing controller 232 outputs the input image data RGB to the backlight dimming control unit 510 , and the backlight dimming control unit 510 based on the input image data RGB received from the timing controller 232 .
  • a dimming value of each of the plurality of blocks may be calculated.
  • FIG. 5 is an exemplary view illustrating the arrangement of a liquid crystal display panel and light sources in the case of an edge type backlight unit
  • FIG. 6 is an exemplary view illustrating arrangement of the liquid crystal display panel and light sources in the case of a direct type backlight unit.
  • the liquid crystal display panel 210 may be divided into a plurality of virtual blocks as shown in FIGS. 5 and 6 . 5 and 6, the liquid crystal display panel 210 is equally divided into 16 blocks BL1 to BL16 as an example, but it should be noted that the present invention is not limited thereto. Each of the plurality of blocks may include a plurality of pixels.
  • the backlight unit 250 may be implemented as either an edge type or a direct type.
  • the edge-type backlight unit 250 has a structure in which a plurality of optical sheets and a light guide plate are stacked under the liquid crystal display panel 210 , and a plurality of light sources are disposed on side surfaces of the light guide plate.
  • the light sources are disposed on at least one of the upper and lower sides and at least one of the left and right sides of the liquid crystal display panel 210 .
  • the first light source array LA1 is disposed on the upper side of the liquid crystal display panel 210 and the second light source array LA2 is disposed on the left side of the liquid crystal display panel 210 as an example.
  • Each of the first and second light source arrays LA1 and LA2 includes a plurality of light sources 252 and a light source circuit board 251 on which the light sources 252 are mounted.
  • the brightness of the light incident on the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210 is that of the first light source array LA1 disposed at a position corresponding to the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210 . It may be adjusted using the light sources 252A and the light sources 252B of the second light source array LA2.
  • the direct backlight unit 250 has a structure in which a plurality of optical sheets and a diffusion plate are stacked under the liquid crystal display panel 210 , and a plurality of light sources are disposed under the diffusion plate.
  • the backlight unit 250 When the backlight unit 250 is implemented as a direct backlight unit, the backlight unit 250 is divided to correspond to the blocks BL1 to BL16 of the liquid crystal display panel 210 on a one-to-one basis as shown in FIG. 6 .
  • the brightness of the light incident on the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210 is the first of the backlight unit 250 disposed at a position corresponding to the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210 . It can be adjusted using the light sources 252 included in the block B1.
  • the light sources 252 may be implemented as point light sources such as light emitting diodes (LEDs).
  • the light sources 252 are turned on and off by receiving the light source driving signals LDS from the light source driver 256 .
  • the light intensity of the light sources 252 may be adjusted according to the amplitude of the light source driving signals LDS, and the lighting period may be adjusted according to the pulse width.
  • the brightness of the light output from the light sources 252 may be adjusted according to the light source driving signal LDS.
  • the light source driving unit 256 may generate light source driving signals LDS based on the dimming values of each of the blocks input from the backlight dimming control unit 510 and output the generated light source driving signals LDS to the light source 252 .
  • the dimming value of the blocks is a value for implementing local dimming, and may be the brightness of light output from the light sources 252 .
  • FIG. 7 is a view for explaining a detailed configuration of a backlight unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a view for explaining the configuration of a backlight unit 700 having an active matrix structure.
  • the active matrix structure may be a structure for controlling a local dimming value of each of a plurality of blocks constituting the backlight unit 700 .
  • the active matrix structure may be a structure in which local dimming data input for each gate line must be maintained during a period corresponding to one image frame.
  • the local dimming data may include information about a voltage applied to a corresponding block or a value of a current flowing through an LED constituting the corresponding block.
  • the backlight unit 700 having an active matrix structure includes a processor (or MCU, 710 ), a gate shifter 730 , a digital-to-analog converter 750 , a plurality of blocks B1 to Bn, and a plurality of blocks. It may include IC chips, a plurality of data lines (Data 1 to Data n), and a plurality of gate lines (Gate 1 to Gate n).
  • the switched mode power supply unit 191 may supply power to the backlight unit 700 through a power cable 701 .
  • the processor 710 may control the overall operation of the backlight unit 700 .
  • processor 710 has been described as being configured separately from the controller 170 of FIG. 2 , it is not limited thereto, and may be included in the controller 170 .
  • the processor 710 may receive backlight control information from the controller 170 .
  • the backlight control information may be referred to as local dimming data.
  • the backlight control information may be digital information.
  • the backlight control information may include one or more of a voltage value applied to the block or a PWM dimming duty value.
  • the backlight control information may include information for local dimming of the plurality of blocks B1 to Bn.
  • the gate shifter 730 may sequentially apply a gate-on signal to each of the plurality of gate lines Gate 1 to Gate n through the gate cable 731 .
  • the gate-on signal may be a signal for maintaining a current value flowing through a corresponding block until a frame of the next cycle is generated.
  • the gate shifter 730 may be included in the scan driver 254 of FIG. 4 .
  • a digital analog converter may convert local dimming data in a digital form received from the processor 710 into an analog form.
  • the DAC 750 may transmit the converted analog local dimming data to each IC chip (IC).
  • the analog local dimming data may include a voltage value to be applied to the corresponding block.
  • the IC chip may apply the voltage value received from the DAC 750 to the corresponding block. Accordingly, a current corresponding to the voltage value may flow through the LED included in the block.
  • Each of the plurality of blocks B1 to B243 may include a plurality of LEDs connected in series. Since the plurality of LEDs included in one block are connected in series, the current flowing through one block may be the same as the current flowing through the LEDs included in the corresponding block.
  • Vertically connected blocks among the plurality of blocks B1 to B243 may be connected in parallel to each other.
  • Each of the plurality of IC chips may manage some blocks among the plurality of blocks.
  • Each of the plurality of IC chips may control a current flowing through a managed block based on a local dimming value.
  • the local dimming value may be an analog voltage value for local dimming.
  • Each of the plurality of IC chips may control a block or an LED so that a current value corresponding to an analog voltage value flows in each block.
  • the plurality of data lines Data 1 to Data n may be connected to the DAC 750 through a data cable 751 .
  • Analog type local dimming data may be transmitted to the IC chip (IC) through each data line.
  • the plurality of gate lines Gate 1 to Gate n may be connected to the gate shifter 730 through a gate cable 731 .
  • FIG. 8 is a view for explaining a method of operating a display apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a view for explaining a method of controlling the backlight unit 700 having an active matrix structure.
  • the function of the processor 710 may be performed by the controller 170 instead.
  • the processor 710 of the backlight unit 700 obtains backlight control information ( S801 ).
  • the processor 710 may receive backlight control information from the controller 170 provided on the main board.
  • the backlight control information may include a current value flowing in any one of the plurality of blocks.
  • the processor 710 may detect a current value based on the backlight control information (or local dimming data) received from the controller 170 . Specifically, the processor 710 may extract a voltage value included in the backlight control information and detect a current value corresponding to the extracted voltage value.
  • the voltage value may be a value for controlling the current flowing through the corresponding block.
  • the processor 710 may detect a current value matching the voltage value by using a lookup table corresponding to the voltage value and the current value.
  • FIG. 9 is a graph illustrating a relationship between voltage and current for local dimming control according to an embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents DC voltage to be applied to the LEDs included in the block
  • the vertical axis represents DC current flowing through the LEDs.
  • the backlight control information may include a voltage value to be applied to the LED.
  • the processor 710 may transmit a digital voltage value to the DAC 750 , and the DAC 750 may convert the digital voltage value into an analog voltage value.
  • the DAC 750 may transmit the converted analog voltage value to the IC chip.
  • the IC chip can adjust the current flowing through the LED to a value matching the voltage value by using the received analog voltage value.
  • the backlight unit 700 may extract a voltage value of the block from the local dimming data received from the controller 170 , and detect a current value corresponding to the voltage value extracted from the graph of FIG. 9 .
  • the backlight unit 700 may control the LED so that the detected current value flows through the LED.
  • FIG. 8 will be described.
  • the backlight control information may include a PWM (Pulse Width Modulation) dimming duty value.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the backlight control information may include at least one of a current value flowing through any one of the plurality of blocks or a PWM dimming duty value.
  • the PWM dimming duty value may be a value input through a UI menu for adjusting the screen brightness displayed on the display panel.
  • the controller 170 may transmit the obtained PWM dimming duty value to the processor 710 .
  • the processor 710 of the backlight unit 700 determines whether a low current condition is satisfied based on the backlight control information (S803).
  • the low current condition may be satisfied when the current value detected in step S801 is less than a preset value.
  • the low current condition may be satisfied when the PWM dimming duty value obtained in step S801 is less than a preset value.
  • the processor 710 activates the duty control function when the low current condition is satisfied (S805), and deactivates the duty control function when the low current condition is not satisfied (S807).
  • the duty adjustment function may be a function of adjusting the current and duty flowing in the block during the period of one frame.
  • the duty adjustment function adjusts the current and duty flowing through the block or the LEDs included in the block so that the product (a*b) of the increase multiple (a) of the current and the duty (b) becomes 1 during one frame period. It may be a function to control.
  • the duty control function may be a function of allowing a current of 0 to flow in the corresponding block for one half cycle of one frame and a current twice the existing value to flow through the corresponding block for the other half cycle.
  • the duty when the increase multiple of the current is 4 times, the duty may be determined to be 25%.
  • the duty adjustment function may be a function of allowing a current of 0 to flow in the corresponding block for 3/4 period of one frame, and allowing a current of 4 times the existing value to flow to the corresponding block during the other half period.
  • the increase multiple (a) and duty (b) of the current may vary depending on the communication speed between the processor 710 and the DAC 750 .
  • the processor 710 and the DAC 750 may perform Serial Peripheral Interface (SPI) communication.
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the processor 710 may measure a communication speed with the DAC 750 and, based on the measured communication speed, determine any one of a current increase multiple (a) and a duty (b).
  • the processor 710 may measure the communication speed by transmitting the local dimming data to the DAC 750 and measuring a time until receiving an ACK signal therefor.
  • the processor 710 may increase the increase multiple (a) of the current as the measured communication speed increases, and decrease the increase multiple (a) of the current as the communication speed decreases.
  • the processor 710 may control the gate shifter 730 and the DAC 750 to output a gate signal for half of one frame and a data signal for the other half.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams detailing a process of determining whether a row condition is satisfied according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams concretely illustrating step S803 of FIG. 8 .
  • FIG. 10 will be described.
  • the processor 710 of the backlight unit 700 extracts a current value from the backlight control information (S1011).
  • the processor 710 may extract a current value for LED control based on a voltage value included in the backlight control information.
  • the processor 710 may extract a current value corresponding to the voltage value from a lookup table in which a correspondence relationship between a voltage value and a current value for local dimming is stored or from the graph of FIG. 9 .
  • the current value may be a value flowing through one block. Since a plurality of LEDs are connected in series to one block, the same current can flow through each LED.
  • the processor 710 of the backlight unit 700 determines whether the extracted current value is less than a preset current value (S1013).
  • the preset value may be 3mA, but this is only an example.
  • the processor 710 of the backlight unit 700 activates the duty control function when the extracted current value is less than the preset current value (S805), and deactivates the duty control function when the extracted current value is greater than or equal to the preset value. (S807).
  • FIG. 11 will be described.
  • the processor 710 of the backlight unit 700 obtains a PWM dimming duty value from the backlight control information (S1111).
  • the backlight control information may include a PWM dimming duty value (unit %) for local dimming.
  • the PWM dimming duty value may be received from the controller 170 or the main board.
  • the controller 170 may read the PWM dimming duty value input on the UI menu for adjusting the brightness of the screen.
  • the controller 170 may transmit the read PWM dimming duty value to the processor 710 of the backlight unit 700 .
  • the processor 710 of the backlight unit 700 determines whether the obtained PWM dimming duty value is less than a preset duty value (S1113).
  • the preset value may be 40%, but this is only an example.
  • the processor 710 of the backlight unit 700 activates the duty adjustment function (S805), and when the extracted PWM dimming duty value is greater than the preset duty value, the duty Deactivate the control function (S807).
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a comparison between an existing local dimming control method and a local dimming control method according to an embodiment of the present disclosure.
  • Vsync vertical synchronization signal
  • Gate 1 to Gate n gate signals
  • Data 1 to Data n data signals
  • LED current signal flowing through the LED for a period of one frame
  • the LED current value has a fixed value without change during the period of one frame.
  • the current flowing through the LED during one half cycle of one frame is 0, and the current flowing through the LED during the other half cycle is doubled (1.2 mA) of the existing value (0.6 mA). can be increased. That is, the duty adjustment function may be activated.
  • the existing value may be a current value that flows through the LED during one cycle of the previous frame.
  • the conventional timing diagram may correspond to the previous frame.
  • the processor 710 may adjust the voltage applied to the LED in order to double the current applied to the LED during a half cycle of one frame.
  • the processor 710 may extract a voltage value at which the value of the LED current is twice the existing value, and transmit the extracted voltage value to the IC chip through the DAC 750 .
  • the IC chip may control the LED so that the received voltage value is applied.
  • the low current condition may be satisfied when a current value for local dimming obtained based on the backlight control information is less than a preset value or a PWM dimming duty value is less than a preset value.
  • the reason for activating the duty control function in the low current condition is that low voltage control is required to control the LED current in the low grayscale region.
  • a control for increasing a voltage applied to the LED may be performed to double the LED current during a half cycle of one frame under a low current condition.
  • the current flowing through the block is 0, and the current flowing through the block during the other half cycle can be double the existing value. That is, the sharpness of the image may be improved as the current value is doubled for the half cycle that follows, not the first.
  • the high current condition may be a case where the low current condition is not satisfied.
  • the high current condition may be satisfied when a current value for local dimming obtained based on the backlight control information is equal to or greater than a preset value or when a PWM dimming duty value is equal to or greater than a preset value.
  • the gate signal when the duty is 50% under a low current condition and a high current condition, the gate signal may be turned on twice during one frame period. This is because, when the duty is 50%, the data signal is 0 (the voltage value is 0) during the half cycle.
  • the gate signal may be turned on 4 times during one frame period. This is because, when the duty is 25%, the data signal is 0 (the voltage value is 0) during 3/4 period.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a local dimming control method according to another embodiment of the present disclosure.
  • the processor 710 may not adjust the LED current to 0 immediately after the previous frame period ends. This is because, when the LED current is changed from 0.6 mA to 0 mA, flicker may occur due to a sudden change in current.
  • the processor 710 may control the current flowing through the LED so that the LED current can be stepwise reduced from 0.6 mA to 0 mA in the first half cycle start section 1350 of one frame.
  • the processor 710 may not adjust the LED current to 1.2 mA, twice 0.6 mA, immediately after the first half cycle of one frame is completed under the low current condition.
  • the processor 710 may control the current flowing through the LED so that the LED current can be increased in a stepwise manner from 0 mA to 1.2 mA in the start period 1370 of the other half cycle of one frame.
  • the processor 710 may stepwise decrease the voltage value of the first half-cycle start section 1310 of one frame.
  • the processor 710 may stepwise increase the voltage value of the remaining half-cycle start period 1330 of one frame.
  • FIGS. 14 and 15 are diagrams for explaining an activation/deactivation timing of a duty control function, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a view for explaining an example of determining activation/deactivation of the duty control function based on the PWM dimming duty value
  • FIG. 15 is a diagram illustrating activation/deactivation of the duty control function based on the current value flowing through the LED. It is a figure explaining an example of determining.
  • the backlight unit 700 may activate the duty control function when the PWM dimming duty value is less than 40%.
  • the backlight unit 700 may release (or deactivate) the duty control function.
  • a first PWM dimming duty value serving as a reference for activating the duty control function and a second PWM dimming duty value serving as a reference for releasing the duty control function may be different from each other.
  • a first PWM dimming duty value serving as a reference for activating the duty control function and a second PWM dimming duty value serving as a reference for releasing the duty control function are different from each other to generate flicker can be suppressed as much as possible.
  • FIG. 15 will be described.
  • the backlight unit 700 may activate the duty control function when the LED current value is less than 3 mA.
  • the backlight unit 700 may release (or deactivate) the duty control function when the LED current value becomes 4 mA while the duty control function is activated.
  • a first LED current value serving as a reference for activating the duty control function and a second LED current value serving as a reference for releasing the duty control function may be different from each other.
  • the first LED current value which is a reference for activating the duty control function
  • a second LED current value which is a reference for releasing the duty control function
  • the present disclosure described above can be implemented as computer-readable code on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is this.
  • the computer may include the control unit 170 of the display apparatus 100 . Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present specification should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present specification are included in the scope of this specification.

Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 복수의 블록들을 포함하는 백라이트 유닛, 상기 복수의 블록들 각각은 복수의 LED들을 포함함 및 백라이트 제어 정보를 획득하고, 획득된 백라이트 제어 정보에 기초하여, 로우 전류 조건이 만족되는 경우, 한 프레임의 주기 동안, 블록에 흐르는 전류와 듀티를 조절하는 기능인 듀티 조절 기능을 활성화시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 로컬 디밍 제어 방법
본 개시는 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로컬 디밍을 수행하는 디스플레이 장치 및 그의 로컬 디밍 제어 방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다.
액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등의 표시기기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 음극선관을 빠르게 대체하고 있다.
액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 영상을 표시한다.
한편, 백라이트 유닛의 소비 전력을 줄이기 위해 백라이트 디밍 방법이 제안된 바 있다. 백라이트 디밍 방법 중 하나인 로컬 디밍(local dimming)은 한 프레임기간 내에서 표시면의 휘도를 국부적으로 제어함으로써 콘트라스트(contrast)를 개선할 수 있다.
로컬 디밍 방법은 입력 영상 데이터를 액정표시패널의 표시화면에서 매트릭스 형태로 분할된 가상의 블록들에 따라 분리하고, 블록별로 입력 영상 데이터의 대표값을 도출하며, 블록별 대표값에 따라 블록별로 디밍값을 조절하여 백라이트 유닛의 광원들의 밝기를 블록별로 제어하는 방법일 수 있다.
종래에는, 로컬 디밍 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여, 수신하므로, 저 계조 영역에서의 LED 전류를 제어하기 위해 낮은 전압 제어가 요구된다.
특히, 0.5V 이하의 낮은 전압에서는, 외부 노이즈 유입이 쉽고, 정확한 제어가 어려운 문제가 있다.
본 개시는 로컬 디밍 제어 시, 저 전압 영역에서, LED에 흐르는 전류를 정확히 제어하고자 한 것에 그 목적이 있다.
본 개시는 로컬 디밍 제어에서, 낮은 전압의 제어 필요 시, LED에 흐르는 전류를 정확히 제어하고자 한 것에 그 목적이 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 복수의 블록들을 포함하는 백라이트 유닛, 상기 복수의 블록들 각각은 복수의 LED들을 포함함 및 백라이트 제어 정보를 획득하고, 획득된 백라이트 제어 정보에 기초하여, 로우 전류 조건이 만족되는 경우, 한 프레임의 주기 동안, 블록에 흐르는 전류와 듀티를 조절하는 기능인 듀티 조절 기능을 활성화시키는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 듀티 조절 기능은 상기 한 프레임의 주기 동안, 상기 블록에 흐르는 전류의 증가 배수(a)와 상기 듀티(b)의 곱(a*b)이 1이 되도록 상기 전류 및 상기 듀티를 조절하는 기능일 수 있다.
상기 백라이트 제어 정보는 상기 블록에 인가되는 전압 값을 포함하고, 상기 제어부는 상기 전압 값에 기초하여, 상기 블록에 흐르는 전류 값을 결정하고, 결정된 전류 값이 기 설정된 값 미만인 경우, 상기 로우 전류 조건이 만족된 것으로 판단할 수 있다.
상기 백라이트 제어 정보는 PWM 디밍 듀티 값을 포함하고, 상기 제어부는 상기 PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 값 미만인 경우, 상기 로우 전류 조건이 만족된 것으로 판단할 수 있다.
본 개시에 따르면, 로컬 디밍의 낮은 전압 제어 시, 외부 노이즈 유입에 따라 영향을 덜 받게 되고, LED 전류의 정확한 제어가 수행될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도의 일 예이다.
도 4는 도 2의 전원 공급부 및 디스플레이 모듈의 내부 블록도이다.
도 5는 에지형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이고, 도 6은 직하형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 상세 구성을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로컬 디밍 제어를 위한 전압 및 전류 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10 및 도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따라 로우 조건의 만족 여부를 판단하는 과정을 구체화한 도면이다.
도 12는 기존의 로컬 디밍 제어 방식과 본 개시의 실시 예에 따른 로컬 디밍 제어 방식을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 로컬 디밍 제어 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 개시의 실시 예에 따라, 듀티 조절 기능의 활성화/비활성화 시점을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 명세서를 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이부(180)를 포함할 수 있다.
한편, 디스플레이부(180)는 다양한 패널 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
본 개시에서는, 디스플레이부(180)가 액정표시패널(LCD 패널)을 구비하는 것으로 한다. 이하, 디스플레이 장치(100)는 액정표시장치일 수 있다.
한편, 도 1의 디스플레이 장치(100)는, 모니터, TV, 태블릿 PC, 이동 단말기 등이 가능하다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 방송 수신부(130), 외부장치 인터페이스부(135), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(150), 제어부(170), 무선 통신부(173), 디스플레이부(180), 오디오 출력부(185), 전원공급부(190)를 포함할 수 있다.
방송 수신부(130)는 튜너(131), 복조부(132) 및 네트워크 인터페이스부(133)를 포함할 수 있다.
튜너(131)는 채널 선국 명령에 따라 특정 방송 채널을 선국할 수 있다. 튜너(131)는 선국된 특정 방송 채널에 대한 방송 신호를 수신할 수 있다.
복조부(132)는 수신한 방송 신호를 비디오 신호, 오디오 신호, 방송 프로그램과 관련된 데이터 신호로 분리할 수 있고, 분리된 비디오 신호, 오디오 신호 및 데이터 신호를 출력이 가능한 형태로 복원할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(133)는 디스플레이 장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)는 인접하는 외부 장치 내의 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 수신하여, 제어부(170) 또는 저장부(140)로 전달할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)는 디스플레이 장치(100)와 외부 장치 간의 연결 경로를 제공할 수 있다. 외부장치 인터페이스부(135)는 디스플레이 장치(100)에 무선 또는 유선으로 연결된 외부장치로부터 출력된 영상, 오디오 중 하나 이상을 수신하여, 제어부(170)로 전달할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)는 복수의 외부 입력 단자들을 포함할 수 있다. 복수의 외부 입력 단자들은 RGB 단자, 하나 이상의 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자, 컴포넌트(Component) 단자를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)를 통해 입력된 외부장치의 영상 신호는 디스플레이부(180)를 통해 출력될 수 있다. 외부장치 인터페이스부(135)를 통해 입력된 외부장치의 음성 신호는 오디오 출력부(185)를 통해 출력될 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)에 연결 가능한 외부 장치는 셋톱 박스, 블루레이 플레이어, DVD 플레이어, 게임기, 사운드 바, 스마트폰, PC, USB 메모리, 홈 씨어터 중 어느 하나일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
저장부(140)는 제어부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장하고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터신호를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(135) 또는 네트워크 인터페이스부(133)로부터 입력되는 영상, 음성, 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있으며, 채널 기억 기능을 통하여 소정 이미지에 관한 정보를 저장할 수도 있다.
사용자입력 인터페이스부(150)는 사용자가 입력한 신호를 제어부(170)로 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자입력 인터페이스부(150)는 블루투스(Bluetooth), WB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식, RF(Radio Frequency) 통신 방식 또는 적외선(IR) 통신 방식 등 다양한 통신 방식에 따라, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 제어 신호를 수신하여 처리하거나, 제어부(170)로부터의 제어 신호를 원격제어장치(200)로 송신하도록 처리할 수 있다.
또한, 사용자입력 인터페이스부(150)는, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 제어 신호를 제어부(170)에 전달할 수 있다.
제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이부(180)로 입력되어 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(135)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(185)로 오디오 출력될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(135)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
그 외, 제어부(170)는, 디스플레이 장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
제어부(170)는 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 수신한 외부장치 영상 재생 명령에 따라, 외부장치 인터페이스부(135)를 통하여 입력되는 외부 장치, 예를 들어, 카메라 또는 캠코더로부터의, 영상 신호 또는 음성 신호가 디스플레이부(180) 또는 오디오 출력부(185)를 통해 출력될 수 있도록 한다.
한편, 제어부(170)는 영상을 표시하도록 디스플레이부(180)를 제어할 수 있으며, 예를 들어 튜너(131)를 통해 입력되는 방송 영상, 또는 외부장치 인터페이스부(135)를 통해 입력되는 외부 입력 영상, 또는 네트워크 인터페이스부를 통해 입력되는 영상, 또는 저장부(140)에 저장된 영상이 디스플레이부(180)에서 표시되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(180)에 표시되는 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
또한, 제어부(170)는 디스플레이 장치(100) 내에 저장된 컨텐츠, 또는 수신된 방송 컨텐츠, 외부로부터 입력되는 외부 입력 컨텐츠가 재생되도록 제어할 수 있으며, 상기 컨텐츠는 방송 영상, 외부 입력 영상, 오디오 파일, 정지 영상, 접속된 웹 화면, 및 문서 파일 등 다양한 형태일 수 있다.
무선 통신부(173)는 유선 또는 무선 통신을 통해 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다. 무선 통신부(173)는 외부 기기와 근거리 통신(Short range communication)을 수행할 수 있다.
이를 위해, 무선 통신부(173)는 블루투스(Bluetooth™), BLE(Bluetooth Low Energy), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
디스플레이부(180)는 제어부(170)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호 또는 외부장치 인터페이스부(135)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호 등을 각각 R, G, B 신호로 변환하여 구동 신호를 생성할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 디스플레이 장치(100)는 본 개시의 일 실시 예에 불과하므로. 도시된 구성요소들 중 일부는 실제 구현되는 디스플레이 장치(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 개시의 실시 예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 개시의 권리범위를 제한하지 아니한다.
오디오 출력부(185)는, 제어부(170)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.
전원 공급부(190)는, 디스플레이 장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다. 특히, 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(170)와, 영상 표시를 위한 디스플레이부(180), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(185) 등에 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 공급부(190)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 dc/dc 컨버터를 구비할 수 있다.
원격제어장치(200)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(150)로 송신한다.
이를 위해, 원격제어장치(200)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는, 사용자입력 인터페이스부(150)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(200)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.
도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도의 일 예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 개시의 일실시예에 의한 제어부(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), OSD 생성부(340), 믹서(345), 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)를 포함할 수 있다. 그 외 오디오 처리부(미도시), 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, MPEG-2 TS가 입력되는 경우 이를 역다중화하여, 각각 영상, 음성 및 데이터 신호로 분리할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(320)는, 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(325), 및 스케일러(335)를 구비할 수 있다.
영상 디코더(325)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(335)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 디스플레이부(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행한다.
영상 디코더(325)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다. 예를 들어, MPEG-2, H,264 디코더, 색차 영상(color image) 및 깊이 영상(depth image)에 대한 3D 영상 디코더, 복수 시점 영상에 대한 디코더 등을 구비할 수 있다.
프로세서(330)는, 디스플레이 장치(100) 내 또는 제어부(170) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 튜너(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디스플레이 장치(100)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)와의 데이터 전송 제어를 수행할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 제어부(170) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320), OSD 생성부(340) 등의 동작을 제어할 수 있다.
OSD 생성부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성한다. 예를 들어, 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이부(180)의 화면에 각종 정보를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 생성되는 OSD 신호는, 디스플레이 장치(100)의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯, 아이콘 등의 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 생성되는 OSD 신호는, 2D 오브젝트 또는 3D 오브젝트를 포함할 수 있다.
또한, OSD 생성부(340)는, 원격제어장치(200)로부터 입력되는 포인팅 신호에 기초하여, 디스플레이부(180)에 표시 가능한, 포인터를 생성할 수 있다. 특히, 이러한 포인터는, 포인팅 신호 처리부에서 생성될 수 있으며, OSD 생성부(340)는, 이러한 포인팅 신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 물론, 포인팅 신호 처리부(미도시)가 OSD 생성부(340) 내에 구비되지 않고 별도로 마련되는 것도 가능하다.
믹서(345)는, OSD 생성부(340)에서 생성된 OSD 신호와 영상 처리부(320)에서 영상 처리된 복호화된 영상 신호를 믹싱할 수 있다. 믹싱된 영상 신호는 프레임 레이트 변환부(350)에 제공된다.
프레임 레이트 변환부(Frame Rate Converter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.
한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 입력되는 영상 신호의 포맷을, 디스플레이에 표시하기 위한 영상 신호로 변화시켜 출력할 수 있다.
포맷터(360)는, 영상 신호의 포맷을 변경할 수 있다. 예를 들어, 3D 영상 신호의 포맷을, 사이드 바이 사이드(Side by Side) 포맷, 탑 다운(Top / Down) 포맷, 프레임 시퀀셜(Frame Sequential) 포맷, 인터레이스 (Interlaced) 포맷, 체커 박스(Checker Box) 포맷 등의 다양한 3D 포맷 중 어느 하나의 포맷으로 변경할 수 있다.
한편, 제어부(170) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해 오디오 처리부(미도시)는 다양한 디코더를 구비할 수 있다.
또한, 제어부(170) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
제어부(170) 내의 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 데이터 신호인 경우, 이를 복호화할 수 있다. 부호화된 데이터 신호는, 각 채널에서 방영되는 방송프로그램의 시작시간, 종료시간 등의 방송정보를 포함하는 전자 프로그램 가이드 정보(Electronic Program Guide) 정보일 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 제어부(170)의 블록도는 본 개시의 일 실시 예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 제어부(170)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
특히, 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 제어부(170) 내에 마련되지 않고, 각각 별도로 구비되거나, 하나의 모듈로서 별도로 구비될 수도 있다.
도 4는 도 2의 전원 공급부 및 디스플레이 모듈의 내부 블록도이다.
도면을 참조하면, 액정 표시 패널(LCD 패널) 기반의 디스플레이 모듈(180)은, 액정 표시 패널(210), 구동 회로부(230), 백라이트 유닛(250) 및 백라이트 디밍 제어부(510)를 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(210)은, 영상을 표시하기 위해, 다수개의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차하여 배치되고, 교차하는 영역에 박막 트랜지스터 및 이와 접속되는 화소 전극이 형성되는 제1 기판과, 공통 전극이 구비되는 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함한다.
구동 회로부(230)는, 도 1의 제어부(170)로부터 공급되는 제어신호 및 데이터신호를 통해 액정 표시 패널(210)을 구동한다. 이를 위해, 구동 회로부(230)는, 타이밍 컨트롤러(232), 게이트 드라이버(234), 데이터 드라이버(236)를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(timing controller)(232)는, 제어부(170)로부터의 제어 신호 및 R,G,B 데이터 신호, 수직동기 신호(Vsync) 등을 입력받아, 제어 신호에 대응하여 게이트 드라이버(234)와 데이터 드라이버(236)를 제어하고, R,G,B 데이터 신호를 재배치하여, 데이터 드라이버(236)에 제공한다.
게이트 드라이버(234)와 데이터 드라이버(236), 타이밍 컨트롤러(232)의 제어에 따라, 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)을 통해 주사 신호 및 영상 신호를 액정 표시 패널(210)에 공급한다.
백라이트 유닛(250)은, 액정 표시 패널(210)에 빛을 공급한다. 이를 위해, 백라이트 유닛(250)은, 광원인 다수개의 광원(252)와, 광원(252)의 스캐닝 구동을 제어하는 스캔 구동부(254)와, 광원(252)를 온(On)/오프(Off)하는 광원 구동부(256)를 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(210)의 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정층의 광 투과율이 조절된 상태에서, 백라이트 유닛(250)으로부터 출사된 빛을 이용하여 소정 영상을 표시한다.
전원 공급부(190)는, 액정 표시 패널(210)에 공통전극 전압(Vcom)을 공급하며, 데이터 드라이버(236)에 감마전압을 공급할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(250)에 광원(252)를 구동하기 위한 구동 전원을 공급할 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(250)은 복수개의 블록들로 분할되어 구동할 수 있다. 제어부(170)는 복수개의 블록들 각각의 디밍값을 설정하여 로컬 디밍(local dimming)을 수행하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 타이밍 컨트롤러(232)는 입력 영상 데이터(RGB)를 백라이트 디밍 제어부(510)로 출력하고, 백라이트 디밍 제어부(510)는 타이밍 컨트롤러(232)로부터 수신한 입력 영상 데이터(RGB)에 기초하여 복수개의 블록들 각각의 디밍값을 산출할 수 있다.
도 5는 에지형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이고, 도 6은 직하형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이다.
액정표시패널(210)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 가상 블록들로 분할될 수 있다. 도 5 및 도 6에서는 액정표시패널(210)이 16 개의 블록들(BL1~BL16)로 균등하게 분할된 것을 예시로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 복수의 블록들 각각은 복수의 화소들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(250)은 에지형(edge type)과 직하형 (direct type) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
에지형 백라이트 유닛(250)은 액정표시패널(210)의 아래에 다수의 광학 시트들과 도광판이 적층되고, 도광판의 측면에 다수의 광원이 배치되는 구조를 갖는다.
백라이트 유닛(250)이 에지형 백라이트 유닛으로 구현되는 경우, 광원들은 액정표시패널(210)의 상하 측면 중 적어도 어느 한 측면과 좌우 측면 중 적어도 어느 한 측면에 배치된다. 도 5에서는 제1 광원 어레이(LA1)가 액정표시패널(210)의 상측면에 배치되고, 제2 광원 어레이(LA2)가 액정표시패널(210)의 좌측면에 배치된 것을 예시로 설명하였다. 제1 및 제2 광원 어레이들(LA1, LA2) 각각은 다수의 광원(252)과 광원(252)이 실장되는 광원 회로 보드(251)를 포함한다. 이 경우, 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 입사되는 광의 밝기는 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 위치에 배치된 제1 광원 어레이(LA1)의 광원들(252A)과 제2 광원 어레이(LA2)의 광원들(252B)을 이용하여 조정될 수 있다.
직하형 백라이트 유닛(250)은 액정표시패널(210)의 아래에 다수의 광학 시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다.
백라이트 유닛(250)이 직하형 백라이트 유닛으로 구현되는 경우, 도 6과 같이 액정표시패널(210)의 블록들(BL1~BL16)에 일대일로 대응되도록 분할된다. 이 경우, 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 입사되는 광의 밝기는 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 위치에 배치된 백라이트 유닛(250)의 제1 블록(B1)에 포함된 광원(252)들을 이용하여 조정될 수 있다.
광원(252)들은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들로 구현될 수 있다. 광원(252)들은 광원 구동부(256)로부터의 광원구동신호들(LDS)을 입력받아 점등 및 소등된다. 광원(252)들은 광원구동신호들(LDS)의 진폭에 따라 빛의 세기가 조정될 수 있으며, 펄스 폭에 따라 점등 기간이 조정될 수 있다. 광원(252)들은 광원구동신호(LDS)에 따라 출력하는 빛의 밝기가 조정될 수 있다.
광원 구동부(256)는 백라이트 디밍 제어부(510)로부터 입력되는 블록들 각각의 디밍값에 기초하여 광원구동신호들(LDS)을 생성하여 광원(252)에 출력할 수 있다. 블록들의 디밍값은 로컬 디밍을 구현하기 위한 값으로, 광원(252)들이 출력하는 빛의 밝기일 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 상세 구성을 설명하는 도면이다.
특히, 도 7은 액티브 매트릭스 구조를 갖는 백라이트 유닛(700)의 구성을 설명하는 도면이다.
액티브 매트릭스 구조는 백라이트 유닛(700)을 구성하는 복수의 블록들 각각의 로컬 디밍 값을 제어하는 구조일 수 있다.
구체적으로, 액티브 매트릭스 구조는 1개의 영상 프레임에 대응하는 기간 동안, 게이트 라인별 입력된 로컬 디밍 데이터를 유지해야 하는 구조일 수 있다.
로컬 디밍 데이터는 해당 블록에 인가된 전압 또는 해당 블록을 구성하는 LED에 흐르는 전류 값에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 액티브 매트릭스 구조를 갖는 백라이트 유닛(700)은 프로세서(또는 MCU, 710), 게이트 시프터(730), 디지털 아날로그 컨버터(750), 복수의 블록들(B1~Bn), 복수의 IC 칩들, 복수의 데이터 라인들(Data 1 내지 Data n) 및 복수의 게이트 라인들(Gate 1 내지 Gate n)을 포함할 수 있다.
스위칭 모드 전원 공급부(191)는 백라이트 유닛(700)에 전원 케이블(701)을 통해 전원을 공급할 수 있다.
프로세서(710)는 백라이트 유닛(700)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(710)는 도 2의 제어부(170)와 별도로 구성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정될 필요는 없고, 제어부(170)에 포함될 수도 있다.
프로세서(710)는 제어부(170)로부터 백라이트 제어 정보를 수신할 수 있다. 백라이트 제어 정보는 로컬 디밍 데이터로 명명될 수 있다.
백라이트 제어 정보는 디지털 정보일 수 있다.
백라이트 제어 정보는 블록에 인가되는 전압 값 또는, PWM 디밍 듀티 값 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
백라이트 제어 정보는 복수의 블록들(B1~Bn)에 대한 로컬 디밍을 위한 정보를 포함할 수 있다.
게이트 시프터(730)는 게이트 케이블(731)을 통해 복수의 게이트 라인들(Gate 1 내지 Gate n) 각각에 순차적으로, 게이트 온 신호를 인가할 수 있다.
게이트 온 신호는 다음 주기의 프레임이 발생될 때까지, 해당 블록에 흐르는 전류 값을 유지하도록 하는 신호일 수 있다.
게이트 시프터(730)는 도 4의 스캔 구동부(254)에 포함될 수 있다.
디지털 아날로그 컨버터(Digital Analog Converter, DAC, 750)는 프로세서(710)로부터 전달받은 디지털 형태의 로컬 디밍 데이터를 아날로그 형태로 변환할 수 있다.
DAC(750)는 변환된 아날로그 로컬 디밍 데이터를 각 IC 칩(IC)에 전달할 수 있다.
아날로그 로컬 디밍 데이터는 해당 블록에 인가할 전압 값을 포함할 수 있다.
IC 칩(IC)은 DAC(750)로부터 전달받은 전압 값을 해당 블록에 인가할 수 있다. 이에 따라 해당 블록에 포함된 LED에는 전압 값에 상응하는 전류가 흐를 수 있다.
복수의 블록들(B1~B243) 각각은 직렬로 연결된 복수의 LED들을 포함할 수 있다. 하나의 블록에 포함된 복수의 LED들은 직렬로 연결되어 있으므로, 한 블록에 흐르는 전류는 해당 블록에 포함된 LED에 흐르는 전류와 동일할 수 있다.
복수의 블록들(B1~B243) 중 수직으로 연결된 블록들은 서로 병렬 연결될 수 있다.
복수의 IC 칩들 각각은 복수의 블록들 중 일부 블록들을 관리할 수 있다.
복수의 IC 칩들 각각은 로컬 디밍 값에 기초하여, 관리하는 블록에 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 로컬 디밍 값은 로컬 디밍을 위한 아날로그 형태의 전압 값일 수 있다.
복수의 IC 칩들 각각은 아날로그 형태의 전압 값에 상응하는 전류 값이 각 블록에 흐르도록 블록 또는 LED를 제어할 수 있다.
복수의 데이터 라인들(Data 1 내지 Data n)은 DAC(750)와 데이터 케이블(751)을 통해 연결될 수 있다.
각 데이터 라인을 통해 IC 칩(IC)에 아날로그 형태의 로컬 디밍 데이터가 전달될 수 있다.
복수의 게이트 라인들(Gate 1 내지 Gate n)은 게이트 케이블(731)을 통해, 게이트 시프터(730)와 연결될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
특히, 도 8은 액티브 매트릭스 구조의 백라이트 유닛(700)의 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 8에서, 프로세서(710)의 기능은 제어부(170)가 대신 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 백라이트 제어 정보를 획득한다(S801).
일 실시 예에서. 프로세서(710)는 메인 보드에 구비된 제어부(170)로부터 백라이트 제어 정보를 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 백라이트 제어 정보는 복수의 블록들 중 어느 하나의 블록에 흐르는 전류 값을 포함할 수 있다.
프로세서(710)는 제어부(170)로부터 수신된 백라이트 제어 정보(또는 로컬 디밍 데이터)에 기초하여, 전류 값을 검출할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(710)는 백라이트 제어 정보에 포함된 전압 값을 추출하고, 추출된 전압 값에 상응하는 전류 값을 검출할 수 있다.
전압 값은 해당 블록에 흐르는 전류를 제어하기 위한 값일 수 있다.
프로세서(710)는 전압 값과 전류 값에 상응하는 룩업 테이블을 이용하여, 전압 값에 매칭되는 전류 값을 검출할 수 있다.
이에 대해서는, 도 9를 참조하여 설명한다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로컬 디밍 제어를 위한 전압 및 전류 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9의 그래프에서, 가로축은 블록에 포함된 LED에 인가될 DC 전압이고, 세로축은 LED에 흐르는 DC 전류이다.
백라이트 제어 정보는 LED에 인가할 전압 값을 포함할 수 있다.
프로세서(710)는 디지털 형태의 전압 값을 DAC(750)에 전달할 수 있다, DAC(750)는 디지털 형태의 전압 값을 아날로그 형태의 전압 값으로 변환할 수 있다.
DAC(750)는 변환된 아날로그 전압 값을 IC 칩에 전달할 수 있다. IC 칩은 전달받은 아날로그 전압 값을 이용하여, LED에 흐르는 전류를 전압 값에 매칭되는 값으로 조절할 수 있다.
즉, 백라이트 유닛(700)은 제어부(170)로부터 수신된 로컬 디밍 데이터로부터 블록의 전압 값을 추출하고, 도 9의 그래프로부터 추출된 전압 값에 상응하는 전류 값을 검출할 수 있다.
백라이트 유닛(700)은 검출된 전류 값이 LED에 흐르도록 LED를 제어할 수 있다.
다시, 도 8을 설명한다.
또 다른 실시 예에서, 백라이트 제어 정보는 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍 듀티 값을 포함할 수 있다.
백라이트 제어 정보는 복수의 블록들 중 어느 하나의 블록에 흐르는 전류 값 또는 PWM 디밍 듀티 값 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
PWM 디밍 듀티 값은 표시 패널에 표시된 화면 밝기를 조절하기 위한 UI 메뉴를 통해 입력된 값일 수 있다. 제어부(170)는 획득된 PWM 디밍 듀티 값을 프로세서(710)에 전달할 수 있다.
백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 백라이트 제어 정보에 기초하여, 로우 전류 조건이 만족되는지를 판단한다(S803).
일 실시 예에서, 로우 전류 조건은 단계 S801에서 검출된 전류 값이, 기 설정된 값 미만인 경우, 만족될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 로우 전류 조건은 단계 S801에서 획득된 PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 값 미만인 경우, 만족될 수 있다.
프로세서(710)는 로우 전류 조건이 만족된 경우, 듀티 조절 기능을 활성화하고(S805), 로우 전류 조건이 만족되지 않은 경우, 듀티 조절 기능을 비활성화한다(S807).
일 실시 예에서, 듀티 조절 기능은 한 프레임의 주기 동안, 블록에 흐르는 전류와 듀티를 조절하는 기능일 수 있다.
일 실시 예에서, 듀티 조절 기능은 한 프레임 기간 동안, 전류의 증가 배수(a)와 듀티(b)의 곱(a*b)이 1이 되도록 블록 또는 블록에 포함된 LED에 흐르는 전류 및 듀티를 조절하는 기능일 수 있다.
예를 들어, 전류의 증가 배수가 2배이고, 듀티가 50%인 경우, 2개의 팩터의 곱(2*0.5)은 1이 될 수 있다. 이 경우, 듀티 조절 기능은 한 프레임의 반 주기 동안, 해당 블록에 0의 전류를 흐르게 하고, 나머지 반 주기 동안, 기존 값의 2배의 전류를 해당 블록에 흐르게 하는 기능일 수 있다.
또 다른 예로, 전류의 증가 배수가 4배인 경우, 듀티는 25%로 결정될 수 있다. 이 경우, 듀티 조절 기능은 한 프레임의 3/4 주기 동안, 해당 블록에 0의 전류를 흐르게 하고, 나머지 반 주기 동안, 기존 값의 4배의 전류를 해당 블록에 흐르게 하는 기능일 수 있다.
한편, 전류의 증가 배수(a) 및 듀티(b)는 프로세서(710)와 DAC(750) 간의 통신 속도에 따라 달라질 수 있다.
프로세서(710)와 DAC(750)는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(710)는 DAC(750)와의 통신 속도를 측정하고, 측정된 통신 속도에 기초하여, 전류의 증가 배수(a) 및 듀티(b) 중 어느 하나를 결정할 수 있다.
프로세서(710)는 로컬 디밍 데이터를 DAC(750)에 전송하고, 그에 대한 ACK 신호를 수신하기 까지의 시간을 측정하여, 통신 속도를 측정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(710)는 측정된 통신 속도가 커질수록 전류의 증가 배수(a)를 증가시키고, 통신 속도가 작아질수록 전류의 증가 배수(a)를 감소시킬 수 있다.
듀티 조절 기능이 비 활성화된 경우, 프로세서(710)는 한 프레임의 기간의 절반 동안은 게이트 신호를 나머지 절반 동안은 데이터 신호를 출력하도록 게이트 시프터(730) 및 DAC(750)를 제어할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따라 로우 조건의 만족 여부를 판단하는 과정을 구체화한 도면이다.
즉, 도 10 및 도 11은 도 8의 단계 S803을 구체화한 도면이다.
먼저, 도 10을 설명한다.
백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 백라이트 제어 정보로부터 전류 값을 추출한다(S1011).
프로세서(710)는 백라이트 제어 정보에 포함된 전압 값에 기초하여, LED 제어를 위한 전류 값을 추출할 수 있다.
프로세서(710)는 로컬 디밍을 위한 전압 값과 전류 값 간의 대응 관계를 저장한 룩업 테이블 또는 도 9의 그래프로부터, 전압 값에 상응하는 전류 값을 추출할 수 있다.
전류 값은 하나의 블록에 흐르는 값일 수 있다. 하나의 블록에는 복수의 LED들이 직렬로 연결되어 있으므로, 각 LED에는 동일한 전류가 흐를 수 있다.
백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 추출된 전류 값이 기 설정된 전류 값 미만인지를 판단한다(S1013).
기 설정된 값은 3mA일 수 있으나, 이는 예시에 불과한 수치이다.
백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 추출된 전류 값이 기 설정된 전류 값 미만인 경우, 듀티 조절 기능을 활성화하고(S805), 추출된 전류 값이 기 설정된 값 이상인 경우, 듀티 조절 기능을 비활성화한다(S807).
다음으로, 도 11을 설명한다.
백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 백라이트 제어 정보로부터 PWM 디밍 듀티 값을 획득한다(S1111).
백라이트 제어 정보는 로컬 디밍을 위한 PWM 디밍 듀티 값(단위 %)을 포함할 수 있다.
PWM 디밍 듀티 값은 제어부(170) 또는 메인 보드로부터 수신될 수 있다.
제어부(170)는 화면의 밝기 조정을 위한 UI 메뉴 상에 입력된 PWM 디밍 듀티 값을 읽어올 수 있다. 제어부(170)는 읽어온 PWM 디밍 듀티 값을 백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)에 전달할 수 있다.
백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 획득된 PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 듀티 값 미만인지를 판단한다(S1113).
기 설정된 값은 40%일 수 있으나, 이는 예시에 불과한 수치이다.
백라이트 유닛(700)의 프로세서(710)는 추출된 PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 듀티 값 미만인 경우, 듀티 조절 기능을 활성화하고(S805), 추출된 PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 듀티 값 이상인 경우, 듀티 조절 기능을 비활성화한다(S807).
도 12는 기존의 로컬 디밍 제어 방식과 본 개시의 실시 예에 따른 로컬 디밍 제어 방식을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 한 프레임의 주기에 대한, 수직 동기 신호(Vsync), 복수의 게이트 신호들(Gate 1 내지 Gate n), 복수의 데이터 신호들(Data 1 내지 Data n), LED에 흐르는 전류 신호(LED 전류)의 타이밍 도가 도시되어 있다.
기존의 로컬 디밍 방식에 따르면, 한 프레임의 주기 동안 변화 없이, LED 전류 값은 고정된 값을 갖는다.
그러나, 본 개시의 실시 예에 따르면, Low 전류 조건에서, 한 프레임의 반주기 동안 LED에 흐르는 전류는 0이고, 나머지 반주기 동안 LED에 흐르는 전류는 기존 값(0.6mA)의 2배(1.2mA)로 증가될 수 있다. 즉, 듀티 조절 기능이 활성화될 수 있다.
기존 값은 이전 프레임의 한 주기 동안 LED에 흘렀던 전류 값일 수 있다. 기존 방식의 타이밍 도가 이전 프레임에 대응될 수 있다.
프로세서(710)는 한 프레임의 반 주기 동안, LED에 인가되는 전류를 2배로 증가시키기 위해, LED에 인가되는 전압을 조절할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(710)는 LED 전류의 값이 기존 값의 2배가 되는 전압 값을 추출하고, 추출된 전압 값을 DAC(750)를 통해 IC 칩으로 전달할 수 있다. IC 칩은 전달받은 전압 값이 인가되도록 LED를 제어할 수 있다.
Low 전류 조건은 백라이트 제어 정보에 기초하여 얻어진 로컬 디밍을 위한 전류 값이 기 설정된 값 미만 이거나, PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 값 미만인 경우 만족될 수 있다.
Low 전류 조건에서, 듀티 조절 기능을 활성화하는 이유는, 저 계조 영역에서 LED 전류를 제어하기 위해서는 낮은 전압 제어가 필요하기 때문이다.
낮은 전압에서, 외부 노이즈에 의해 전압이 영향을 받게 되면, 정확한 LED 전류 제어가 어렵게 된다. LED 전류의 제어가 정확히 이루어지지 않는 경우, 저 계조 영역에 대한 로컬 디밍이 제대로 이루어 지지 않아, 영상의 시청에 방해가 될 수 있다.
이러한, 문제를 해결하기 위해 본 개시의 실시 예에 따르면, Low 전류 조건에서, 한 프레임의 반 주기 동안, LED 전류를 2배 증가시키도록 LED에 인가되는 전압을 증가시키는 제어가 수행될 수 있다.
이에 따라, 외부 노이즈 유입에 따라 영향을 덜 받게 되고, LED 전류의 정확한 제어가 수행될 수 있다.
한 프레임의 처음 반주기 동안, 블록에 흐르는 전류는 0이고, 나머지 반주기 동안 블록에 흐르는 전류는 기존 값의 2배가 될 수 있다. 즉, 처음이 아닌 뒤 따르는 반 주기 동안의 전류 값이 2배가 됨에 따라 영상의 선명도가 개선될 수 있다.
한편, High 전류 조건은 Low 전류 조건이 만족되지 않은 경우일 수 있다. High 전류 조건은, 백라이트 제어 정보에 기초하여 얻어진 로컬 디밍을 위한 전류 값이 기 설정된 값 이상 이거나, PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 값 이상인 경우 만족될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, Low 전류 조건 및 High 전류 조건 하에서, 듀티가 50%인 경우, 한 프레임의 주기 동안 게이트 신호는 2번 온 될 수 있다. 듀티가 50%인 경우, 반 주기 동안에는 데이터 신호가 0(전압 값이 0)이기 때문이다.
만약, Low 전류 조건 및 High 전류 조건 하에서, 듀티가 25%인 경우, 한 프레임의 주기 동안 게이트 신호는 4번 온 될 수 있다. 듀티가 25%인 경우, 3/4 주기 동안에는 데이터 신호가 0(전압 값이 0)이기 때문이다.
도 13은 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 로컬 디밍 제어 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 프로세서(710)는 로우 전류 조건이 만족된 경우, 이전 프레임 주기가 종료된 후, 바로, LED 전류를 0으로 조절하지 않을 수 있다. 이는, LED 전류가 0.6mA에서 0mA로 변경되는 경우, 갑작스런 전류 변화로 인한 플리커가 발생될 수 있기 때문이다.
따라서, 프로세서(710)는 한 프레임의 처음 반 주기 시작 구간(1350)에서, LED 전류가 0.6mA에서 0mA로 계단식으로 감소될 수 있도록, LED에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
마찬가지로, 프로세서(710)는 로우 전류 조건 하에서, 한 프레임의 처음 반주기가 종료된 후, LED 전류를 바로, 0.6mA의 2배인 1.2mA로 조절하지 않을 수 있다.
이 또한, LED 전류가 0mA에서 1.2mA로 변경되는 경우, 갑작스런 전류 변화로 인한 플리커가 발생될 수 있기 때문이다.
따라서, 프로세서(710)는 한 프레임의 나머지 반 주기 시작 구간(1370)에서, LED 전류가 0mA에서 1.2mA로 계단식으로 증가될 수 있도록, LED에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
LED 전류가 계단식으로 감소되기 위해, 프로세서(710)는 한 프레임의 처음 반주기 시작 구간(1310)의 전압 값을 계단식으로 감소시킬 수 있다.
마찬가지로, LED 전류가 계단식으로 증가되기 위해, 프로세서(710)는 한 프레임의 나머지 반주기 시작 구간(1330)의 전압 값을 계단식으로 증가시킬 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 개시의 실시 예에 따라, 듀티 조절 기능의 활성화/비활성화 시점을 설명하기 위한 도면이다.
특히, 도 14는 PWM 디밍 듀티 값을 기준으로, 듀티 조절 기능의 활성화/비활성화를 결정하는 예를 설명하는 도면이고, 도 15는 LED에 흐르는 전류 값을 기준으로, 듀티 조절 기능의 활성화/비활성화를 결정하는 예를 설명하는 도면이다.
도 14를 참조하면, 백라이트 유닛(700)은 PWM 디밍 듀티 값이 40% 미만이 되는 경우, 듀티 조절 기능을 활성화시킬 수 있다.
백라이트 유닛(700)은 듀티 조절 기능이 활성화된 상태에서, PWM 디밍 듀티 값이 50%가 되는 경우, 듀티 조절 기능을 해제(또는 비활성화)시킬 수 있다.
듀티 조절 기능의 활성화를 위해 기준이 되는 제1 PWM 디밍 듀티 값과 듀티 조절 기능의 해제를 위해 기준이 되는 제2 PWM 디밍 듀티 값은 서로 다를 수 있다.
이는, 듀티 조절 기능이 활성화된 상태에서, 제1 PWM 디밍 듀티 값을 기준으로, 듀티 조절 기능의 활성화 또는 비 활성화가 반복된다면, LED 전류의 급격한 변화로 인해, 플리커가 발생될 수 있기 때문이다.
따라서, 본 개시의 실시 예에서는, 듀티 조절 기능의 활성화를 위해 기준이 되는 제1 PWM 디밍 듀티 값과 듀티 조절 기능의 해제를 위해 기준이 되는 제2 PWM 디밍 듀티 값을 서로 달리하여, 플리커의 발생을 최대한 억제할 수 있다.
다음으로, 도 15를 설명한다.
도 15를 참조하면, 백라이트 유닛(700)은 LED 전류 값이 3mA 미만이 되는 경우, 듀티 조절 기능을 활성화시킬 수 있다.
백라이트 유닛(700)은 듀티 조절 기능이 활성화된 상태에서, LED 전류 값이 4mA가 되는 경우, 듀티 조절 기능을 해제(또는 비활성화)시킬 수 있다.
듀티 조절 기능의 활성화를 위해 기준이 되는 제1 LED 전류 값과 듀티 조절 기능의 해제를 위해 기준이 되는 제2 LED 전류 값은 서로 다를 수 있다.
이는, 듀티 조절 기능이 활성화된 상태에서, 제1 LED 전류 값을 기준으로, 듀티 조절 기능의 활성화 또는 비 활성화가 반복된다면, LED 전류의 급격한 변화로 인해, 플리커가 발생될 수 있기 때문이다.
따라서, 본 개시의 실시 예에서는, 듀티 조절 기능의 활성화를 위해 기준이 되는 제1 LED 전류 값과 듀티 조절 기능의 해제를 위해 기준이 되는 제2 LED 전류 값을 서로 달리하여, 플리커의 발생을 최대한 억제할 수 있다.
전술한 본 개시는 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 디스플레이 장치(100)의 제어부(170)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 개시에 개시된 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 복수의 블록들을 포함하는 백라이트 유닛, 상기 복수의 블록들 각각은 복수의 LED들을 포함함; 및
    백라이트 제어 정보를 획득하고, 획득된 백라이트 제어 정보에 기초하여, 로우 전류 조건이 만족되는 경우, 한 프레임의 주기 동안, 블록에 흐르는 전류와 듀티를 조절하는 기능인 듀티 조절 기능을 활성화시키는 제어부를 포함하는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 듀티 조절 기능은
    상기 한 프레임의 주기 동안, 상기 블록에 흐르는 전류의 증가 배수(a)와 상기 듀티(b)의 곱(a*b)이 1이 되도록 상기 전류 및 상기 듀티를 조절하는 기능인
    디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 증가 배수(a)가 2배인 경우, 상기 듀티(b)를 50%가 되도록 상기 전류 및 상기 듀티를 제어하는
    디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 한 프레임의 반 주기 동안, 상기 블록에 흐르는 전류를 0이 되게 하고, 나머지 반 주기 동안 상기 블록에 흐르는 전류를 이전 프레임의 전류 값의 2배가 되게 하도록 상기 블록을 제어하는
    디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 한 프레임의 처음 반 주기 시작 구간에서, 상기 전류가 계단식으로 0으로 감소하도록 상기 블록에 흐르는 전류를 제어하고,
    상기 한 프레임의 나머지 주기 시작 구간에서, 상기 전류가 계단식으로 2배 로 증가하도록 상기 블록에 흐르는 전류를 제어하는
    디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 제어 정보는 상기 블록에 인가되는 전압 값을 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 전압 값에 기초하여, 상기 블록에 흐르는 전류 값을 결정하고, 결정된 전류 값이 기 설정된 값 미만인 경우, 상기 로우 전류 조건이 만족된 것으로 판단하는
    디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 제어 정보는 PWM 디밍 듀티 값을 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 값 미만인 경우, 상기 로우 전류 조건이 만족된 것으로 판단하는
    디스플레이 장치.
  8. 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 복수의 블록들을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법에 있어서,
    백라이트 제어 정보를 획득하는 단계;
    획득된 백라이트 제어 정보에 기초하여, 로우 전류 조건이 만족되는지 판단하는 단계; 및
    상기 로우 전류 조건이 만족된 경우, 한 프레임의 주기 동안, 블록에 흐르는 전류와 듀티를 조절하는 기능인 듀티 조절 기능을 활성화시키는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 듀티 조절 기능은
    상기 한 프레임의 주기 동안, 상기 블록에 흐르는 전류의 증가 배수(a)와 상기 듀티(b)의 곱(a*b)이 1이 되도록 상기 전류 및 상기 듀티를 조절하는 기능인
    디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 듀티 조절 기능을 활성화시키는 단계는
    상기 증가 배수(a)가 2배인 경우, 상기 듀티(b)를 50%가 되도록 상기 전류 및 상기 듀티를 제어하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 듀티 조절 기능을 활성화시키는 단계는
    상기 한 프레임의 반 주기 동안, 상기 블록에 흐르는 전류를 0이 되게 하고, 나머지 반 주기 동안 상기 블록에 흐르는 전류를 이전 프레임의 전류 값의 2배가 되게 하도록 상기 블록을 제어하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 듀티 조절 기능을 활성화시키는 단계는
    상기 한 프레임의 처음 반 주기 시작 구간에서, 상기 전류가 계단식으로 0으로 감소하도록 상기 블록에 흐르는 전류를 제어하는 단계 및
    상기 한 프레임의 나머지 주기 시작 구간에서, 상기 전류가 계단식으로 2배 로 증가하도록 상기 블록에 흐르는 전류를 제어하는 단계를 더 포함하는
    디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 백라이트 제어 정보는 상기 블록에 인가되는 전압 값을 포함하고,
    상기 로컬 디밍 제어 방법은
    상기 전압 값에 기초하여, 상기 블록에 흐르는 전류 값을 결정하고, 결정된 전류 값이 기 설정된 값 미만인 경우, 상기 로우 전류 조건이 만족된 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는
    디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 백라이트 제어 정보는 PWM 디밍 듀티 값을 포함하고,
    상기 로컬 디밍 제어 방법은
    상기 PWM 디밍 듀티 값이 기 설정된 값 미만인 경우, 상기 로우 전류 조건이 만족된 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는
    디스플레이 장치의 로컬 디밍 제어 방법.
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