WO2023027366A1 - 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 일 측면에 따른 디스플레이 장치는 영상 데이터에 기초하여 구동 전류을 제어하는 구동 회로를 포함하는 발광 유닛과 영상 데이터에 기초하여 구동 전류의 출력 범위가 조절되면, 조절된 출력 범위 내에서 표현 가능한 휘도수를 증가시키고, 증가된 휘도수에 기초하여 구동 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어 방법
개시된 발명은 본 발명은 백 라이트유닛(back light unit) 및 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 백 라이트 유닛(back light unit) 및 액정 패널을 포함하고, 백 라이트 유닛으로부터 조사되는 광이 액정 패널을 투과하는 양을 제어함으로써, 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하여 표시한다.
최근에 양산되는 디스플레이 장치는 HDR(High Dynamic Range)를 적용하여 풍부한 색감과 높은 명암 대비로 우수한 화질의 영상을 제공할 수 있다. HDR은 어두운 곳에서 밝은 곳까지 더 넓어진 밝기의 범위를 통해 실제 현실에 가까운 영상을 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은 저계조 또는 고계조에서 휘도 표현이 향상된 HDR 영상을 제공하기 위한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는 영상 데이터에 기초하여 구동 전류을 제어하는 구동 회로를 포함하는 발광 유닛; 및 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 구동 전류의 출력 범위가 조절되면, 상기 조절된 출력 범위 내에서 표현 가능한 휘도수를 증가시키고, 상기 증가된 휘도수에 기초하여 상기 구동 회로를 제어하는 제어부;를 포함한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는 액정 패널; 상기 액정 패널로 광을 조사하는 복수의 서브 블록 및 영상 데이터에 기초하여 구동 전류을 제어하는 구동 회로를 포함하는 백 라이트 유닛(back light unit); 및 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 구동 전류의 출력 범위가 조절되면, 상기 조절된 출력 범위 내에서 표현 가능한 휘도수를 증가시키고, 상기 증가된 휘도수에 기초하여 상기 구동 회로를 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 증가된 휘도수에 대응하도록 상기 출력 범위에 속한 계조수를 증가시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 영상 데이터에 포함된 요구 휘도에 기초하여 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나로 결정하고, 상기 선택된 모드에 따라 상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동 전류의 최솟값 및 상기 구동 전류의 최댓값은 상기 요구 휘도의 최솟값 및 요구 휘도의 최댓값에 기초하여 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 저계조 모드로 결정되면, 상기 계조수를 제1 레벨수를 제3 레벨수로 증가시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 고계조 모드로 결정되면, 상기 계조수를 제2 레벨수를 제3 레벨수로 증가시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 영상 데이터에 포함된 요구 휘도에 기초하여 상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하고, 상기 최솟값 및 상기 최댓값에 기초하여 상기 출력 범위를 결정할 수 있다.
상기 백 라이트 유닛은, 상기 구동 전류의 상기 출력 범위가 감소된 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나의 모드로 구동될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동 전류의 출력 범위를 상기 영상 데이터의 프레임 단위로 조절할 수 있다.
상기 제어부는, PAM(Pulse Amplitude Modulation) 제어를 통해 상기 백 라이트 유닛의 휘도를 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이의 제어 방법은 영상 데이터에 기초하여 구동 전류을 제어하는 구동 회로를 포함하는 발광 유닛을 포함하고, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 구동 전류의 출력 범위를 조절하고; 상기 조절된 출력 범위 내에서 표현 가능한 휘도수를 증가시키고; 및 상기 증가된 휘도수에 기초하여 상기 구동 회로를 제어하는 것;을 포함한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이의 제어 방법은 액정 패널, 상기 액정 패널로 광을 조사하는 복수의 서브 블록 및 영상 데이터에 기초하여 구동 전류을 제어하는 구동 회로를 포함하는 백 라이트 유닛(back light unit)을 포함하고, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 구동 전류의 출력 범위를 조절하고; 상기 조절된 출력 범위 내에서 표현 가능한 휘도수를 증가시키고; 및 상기 증가된 휘도수에 기초하여 상기 구동 회로를 제어하는 것;을 포함한다.
상기 표현 가능한 휘도수를 증가시키는 것은, 상기 증가된 휘도수에 대응하도록 상기 출력 범위에 속한 계조수를 증가시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 구동 전류의 출력 범위를 조절하는 것은, 상기 영상 데이터에 포함된 요구 휘도에 기초하여 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나로 결정하고, 상기 선택된 모드에 따라 상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하는 것은, 상기 구동 전류의 최솟값 및 상기 구동 전류의 최댓값은 상기 요구 휘도의 최솟값 및 요구 휘도의 최댓값에 기초하여 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 계조수를 증가시키는 것은, 상기 저계조 모드로 결정되면, 상기 계조수를 제1 레벨수를 제3 레벨수로 증가시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 계조수를 증가시키는 것은, 상기 고계조 모드로 결정되면, 상기 계조수를 제2 레벨수를 제3 레벨수로 증가시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하는 것은, 상기 영상 데이터에 포함된 요구 휘도에 기초하여 상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하고, 상기 최솟값 및 상기 최댓값에 기초하여 상기 출력 범위를 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 백 라이트 유닛은, 상기 구동 전류의 상기 출력 범위가 감소된 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나의 모드로 구동될 수 있다.
상기 구동 전류의 출력 범위를 조절하는 것은, 상기 구동 전류의 출력 범위를 상기 영상 데이터의 프레임 단위로 조절하는 것;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이의 제어 방법은 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 제어를 통해 상기 백 라이트 유닛의 휘도를 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면 저계조 모드 또는 고계조 모드에서 증가된 계조수 및 증가된 휘도수를 사용하여 화질이 향상된 HDR 영상을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛(back light unit)의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블륵도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 관한 제어 블록도를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 기존에 저계조 또는 고계조에서 제한되는 구동 전류의 출력 범위 및 계조수를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법의 순서도이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 저계조 모드에서 계조수 및 휘도수가 증가된 것을 도시한다.
도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 고계조 모드에서 계조수 및 휘도수가 증가된 것을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛(back light unit)의 분해도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는, 외부로부터 수신되는 영상 데이터를 처리하고, 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)는 TV로 구현될 수 있으나, 디스플레이 장치(1)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 컴퓨터의 모니터를 구현하거나, 내비게이션 단말 장치 또는 각종 휴대용 단말 장치 등에 포함될 수 있다. 여기서 휴대용 단말 장치로는 노트북 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿 피씨, PDA(personal digital assistant) 등이 있을 수 있다.
디스플레이 장치(1)는, 외관을 형성하고, 디스플레이 장치(1)를 구성하는 각종 부품을 수용 또는 지지하는 본체(10) 및 영상을 표시하는 액정 패널(161)을 포함한다.
본체(10)에는 디스플레이 장치(1)의 전원 온/오프, 볼륨 조절, 채널 조절, 화면 모드의 전환 등에 관한 사용자의 명령을 입력 받기 위한 입력 버튼(111)이 마련될 수 있다. 또한, 본체(10)에 마련된 입력 버튼(111)과는 별개로 리모트 컨트롤러가 구비되어 디스플레이 장치(1)의 제어와 관련한 사용자의 명령을 입력받는 것도 가능하다.
또한, 본체(10) 내부에는 액정 패널(161)에 영상을 표시하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 면광(surface light)을 전방으로 방출하는 백 라이트 유닛(200)과, 백 라이트 유닛(200)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 액정 패널(161)과, 액정 패널(161) 및 백 라이트 유닛(200)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(145)와, 액정 패널(161) 및 백 라이트 유닛(200)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(155)를 포함한다.
또한, 본체(10)는 베젤(102), 프레임 미들 몰드(103), 바텀 샤시(104) 및 후면 커버(105)를 포함한다. 베젤(102), 프레임 미들 몰드(103), 바텀 샤시(104) 및 후면 커버(105)는, 전원 어셈블리(145), 제어 어셈블리(155), 액정 패널(161), 및 백 라이트 유닛(200)을 지지하고 고정한다.
일반적으로, 액정 패널(161)은 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질이 마련된 액정층에 계조 전압을 인가하여, 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 영상 데이터를 표시한다.
한편, 액정 패널(161)은 화소로 구성될 수 있다. 여기서, 화소는 액정 패널(161)을 통해 표시되는 화면을 구성하는 최소 단위로써, 도트 또는 픽셀이라 하기도 하나, 이하에서는 설명의 편의상 화소로 통일하여 설명하기로 한다.
각각의 화소는 영상 데이터를 나타내는 전기적 신호를 수신하고, 수신된 전기적 신호에 대응하는 광학 신호를 출력할 수 있다. 이처럼, 액정 패널(161)에 포함된 복수의 화소가 출력하는 광학 신호가 조합되어 액정 패널(161)에 영상 데이터가 표시될 수 있다.
이 때, 각각의 화소에는 화소 전극이 마련되어 있으며, 게이트 라인과 소스 라인에 연결된다. 게이트 라인과 소스 라인은 당업자에게 기 공지된 방법에 의해 구성될 수 있으며, 이에 관한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
또한, 액정 패널(161)은 자체적으로 발광할 수 없기 때문에, 앞서 설명한 바와 같이, 디스플레이 장치(1)에는 액정 패널(161)로 백 라이트를 투사하는 백 라이트 유닛(200)이 마련될 수 있다.
이에 따라, 디스플레이 장치(1)는 액정 패널(161)의 액정층에 인가되는 계조 전압의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 백라이트의 투과율을 조절함으로써, 원하는 영상 데이터를 표시할 수 있다.
백 라이트 유닛(200)은 직하형(direct type) 또는 에지형(edge type) 등으로 구현될 수 있으며, 이외에도 당업자에게 기 공지된 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는, 백 라이트 유닛(200)이 직하형으로 마련되는 것을 예로 설명한다. 다만, 본원발명의 실시예가 상기 예에 한정되는 것은 아니며, 백 라이트 유닛(200)은, 기 공지된 다양한 형태로 구현될 수 있다.
백 라이트 유닛(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 광을 생성하는 발광 소자 어레이(230), 광을 반사시키는 반사 시트(201), 광을 분산시키는 확산판(diffuser plate, 202), 광 휘도를 향상시키는 광학 시트(203)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 백 라이트 유닛(200)는 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나의 모드로 구동될 수 있다. 백 라이트 유닛(200)은 제어부(150)에 제어에 따라 저계조 모드에서 고계조 모드로, 고계조 모드에서 저계조 모드로 전환될 수 있다. 백 라이트 유닛(200)는 저계조 모드 또는 고계조 모드에서 출력 범위가 감소된 구동 전류에 의해 구동될 수 있다.
발광 소자 어레이(230)는, 백 라이트 유닛(200)의 최후방에 마련되며, 복수의 서브 블록(232)을 포함할 수 있다. 서브 블록(232)은, 광을 생성하는 발광 소자를 적어도 하나 이상 포함할 수 있으며, 서브 블록(232) 별로 별도의 구동 회로를 포함할 수 있다. 복수의 서브 블록(232)은 액정 패널(161)에 대향하도록 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 전방을 향하여 광을 방출할 수 있다.
또한, 발광 소자 어레이(230)는, 복수의 서브 블록(232)을 지지 및 고정하는 지지체(231)를 포함할 수 있다.
복수의 서브 블록(232)은 균일한 휘도를 갖도록 미리 정해진 배열로 실장될 수 있다. 예를 들면, 복수의 서브 블록(232)은 지지체(231)에 등간격으로 실장될 수 있다. 지지체(231)에 복수의 서브 블록(232)이 배치되는 형태는 다양할 수 있다.
이 때, 지지체(231)는 복수의 서브 블록(232)에 전력을 공급할 수 있다. 즉, 지지체(231)를 통하여 복수의 서브 블록(232) 각각에 포함되는 발광 소자로 전류가 인가되고 전력이 공급될 수 있다. 지지체(412)는 복수의 서브 블록(232)에 전력을 공급하기 위한 전도성 전력 공급 라인을 포함하는 합성 수지로 구성되거나 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)으로 구성될 수 있다.
복수의 서브 블록(232) 각각에 포함된 발광 소자는, 공급되는 전류에 기초하여 자체 발광할 수 있는 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 또는 양자점 유기 발광 다이오드(quantum dot-organic light emitting diode, QD-OLED) 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 발광 소자의 유형은, 이에 한정되는 것은 아니며, 전류에 따라 광을 방출하는 소자이면 제한없이 포함될 수 있다.
반사 시트(201)는 발광 소자 어레이(230)의 전방에 마련되고, 백 라이트 유닛(200)의 후방으로 진행하는 광을 전방으로 반사시킬 수 있다.
반사 시트(201)에는 서브 블록(232)에 대응하는 위치에 관통홀(201a)이 형성된다. 또한, 서브 블록(232)의 발광 소자는 관통 홀(201a)을 통과하여, 반사 시트(201) 전방으로 돌출될 수 있다. 서브 블록(232)의 발광 소자는 반사 시트(201)의 전방에서 다양한 방향으로 광을 방출하므로, 발광 소자로부터 방출된 광의 일부는 후방으로 진행할 수 있다. 반사 시트(201)에 포함되는 반사 필름은 발광 소자로부터 후방으로 방출된 광을 전방으로 반사시킬 수 있다.
확산판(204)은 발광 소자 어레이(230) 및 반사 시트(201)의 전방에 마련될 수 있고, 발광 소자 어레이(230)의 발광 소자로부터 방출된 광을 고르게 분산시킬 수 있다.
발광 소자는 백 라이트 유닛(200) 후면의 곳곳에 위치한다. 복수의 발광 소자가 백 라이트 유닛(200)의 후면에 등간격으로 배치되더라도, 발광 소자의 위치에 따라 휘도의 불균일이 발생할 수 있다. 확산판(204)은 발광 소자로 인한 휘도의 불균일을 제거하기 위하여 발광 소자로부터 방출된 광을 확산판(204) 내에서 확산시킬 수 있다. 이와 같이, 확산판(204)은 발광 소자 어레이(230)로부터 입사된 광을 전면으로 균일하게 방출할 수 있다.
이러한 확산판(204)은 광 확산을 위한 확산제가 첨가된 폴리 메틸 메타아크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA) 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate, PC)로 구성될 수 있다.
광학 시트(203)는 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(203)는 확산 시트, 제1 프리즘 시트, 제2 프리즘 시트 및 반사형 편광 시트를 포함할 수 있다.
또한, 백 라이트 유닛(200)은, 실시예에 따라, 발광 소자에서 방출된 광의 색을 변환할 수 있는 양자점(quantum dot) 필름(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 양자점 필름은 확산판(202)과 광학 시트(203) 사이에 마련될 수 있다. 이외에도 백 라이트 유닛(200)은, 실시예에 따라, 다양한 시트를 포함할 수 있다.
한편, 개시에 따르면 디스플레이 장치(1)의 발광 요소를 백 라이트 유닛(200)으로 설명하지만, 디스플레이 장치(1)는 백 라이트 유닛(200) 이외에도 투명 기판(미도시)에서 빛을 발하는 복수 개의 LED (Light Emitting Diode, 미도시)로 구성될 수 도 있다. 디스플레이 장치(1)의 발광 유닛(미도시)은 백 라이트 유닛(200) 또는 복수 개의 LED 중 어느 하나일 수 있다. 복수 개의 LED는 단색 LED 소자를 포함하거나, 황색 LED 소자, 녹색 LED 소자/및 또는 청색 LED 소자 등 다색 LED 소자를 포함하여 다색성 일 수 있다. 이 때, 복수 개의 LED는 각각 신호선에 의하여 전극에 연결될 수 있으며, 영상 데이터에 기초하여 구동 전류를 제어하는 구동 전류를 포함할 수 있다.
이상에서는, 디스플레이 장치(1)의 물리적 구조에 대하여 자세히 설명하였다. 이하에서는 디스플레이 장치(1)의 구성요소 각각에 대해 구체적으로 설명하고, 저휘도 또는 고휘도를 중 어느 하나를 지원하도록 백 라이트 유닛(200)을 제어하는 것에 대해 간략하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제어 블륵도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛(200)에 관한 제어 블록도를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는, 사용자로부터 각종 제어 명령을 입력 받는 입력부(110)와, 외부 장치로부터 영상 및 음향을 포함하는 컨텐츠를 수신하는 컨텐츠 수신부(120)와, 통신망을 통하여 컨텐츠 등과 같은 각종 데이터를 송수신하는 통신부(130)와, 디스플레이 장치(1)의 각 구성에 전원을 공급하는 전원 공급부(140)와, 외부로부터 수신된 컨텐츠를 처리하고, 컨텐츠에 대응하는 영상 및 음향을 출력하도록 각 구성을 제어하는 제어부(150)와, 액정 패널(161)을 포함하여 컨텐츠에 대응하는 영상을 표시하는 표시부(160)와, 컨텐츠에 대응하는 음향을 출력하는 음향 출력부(170)와, 백라이트를 공급하는 백 라이트 유닛(200)을 포함한다. 다만, 실시예에 따라, 디스플레이 장치(1)는, 상기 설명된 구성 중 일부를 생략할 수 있다.
입력부(110)는, 사용자로부터 각종 제어 명령을 입력받을 수 있다.
예를 들어, 입력부(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 버튼(111)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 입력 버튼(111)은, 디스플레이 장치(1)의 전원을 온/오프하는 전원 버튼, 컨텐츠 수신부(120)에 의해 수신되는 채널을 변경하는 채널 버튼 및 음향 출력부(170)로부터 출력되는 음향의 크기를 조절하는 볼륨 버튼 등을 포함할 수 있다.
한편, 입력 버튼(111)에 포함된 각종 버튼은, 사용자의 가압을 감지하는 푸쉬 스위치(push switch)와 멤브레인 스위치(membrane) 또는 사용자의 신체 일부의 접촉을 감지하는 터치 스위치(touch switch) 등을 채용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 입력 버튼(111)은 사용자의 특정한 동작에 대응하여 전기적 신호를 제어부(150)로 출력할 수 있는 다양한 입력 수단을 채용할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 입력부(110)는, 리모트 컨트롤러의 원격 제어 신호를 수신하는 신호 수신기(112)를 포함할 수 있다.
이 때, 사용자 입력을 획득하는 리모트 컨트롤러는, 디스플레이 장치(1)와 분리되어 마련될 수 있으며, 사용자 입력을 획득하고, 사용자 입력에 대응하는 무선 신호를 디스플레이 장치(1)로 전송할 수 있다.
신호 수신기(112)는, 리모트 컨트롤러로부터 무선 신호를 수신하고, 사용자 입력에 대응하는 전기적 신호를 제어부(150)로 출력할 수 있다.
이외에도, 입력부(110)는 사용자로부터 제어 명령을 입력 받을 수 있는 기 공지된 다양한 구성 요소를 포함할 수 있으며, 제한은 없다. 또한, 액정 패널(161)이 터치 스크린 타입으로 구현된 경우, 액정 패널(161)이 입력부(110)의 기능을 수행할 수도 있다.
컨텐츠 수신부(120)는, 컨텐츠 소스들로부터 영상 데이터 및/또는 음향 신호를 포함하는 컨텐츠를 수신하는 수신 단자(121) 및 튜너(122)를 포함할 수 있다.
영상 데이터는 휘도 데이터를 포함함으로써, 복수의 서브 블록(232)이 요구하는 휘도를 제어부(150)에 전달하여 영상 데이터가 저계조인지 고계조인지 판단할 수 있도록 한다. 구체적으로, 제어부(150)는 특정 모드에서 낼 수 있는 최대 밝기를 기준으로 영상 데이터가 저계조인지 고계조인지를 판단하여, 구동 회로(234, 도 5)의 출력 범위를 결정할 수 있다.
수신 단자(121)는, 안테나로부터 컨텐츠가 포함된 방송 신호를 수신하는 동축 케이블 커넥터(RF coaxial cable connector), 셋톱 박스 또는 멀티 미디어 재생 장치로부터 컨텐츠를 수신하는 고선명 멀티미디어 인터페이스(high definition multimedia interface, HDMI) 커넥터, 컴포넌트 비디오 커넥터(component video connector), 컴포지트 비디오 커넥터(composite video connector), 디-서브(D-sub) 커넥터 등을 포함할 수 있다.
튜너(122)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(122)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.
이와 같이, 컨텐츠 수신부(120)는, 수신 단자(121) 및/또는 튜너(122)를 통하여 컨텐츠 소스들로부터 영상 데이터와 음향 신호를 수신할 수 있으며, 영상 데이터 및/또는 음향 신호를 제어부(150)로 출력할 수 있다.
통신부(130)는, 무선 통신 또는 유선 통신을 통하여 각종 컨텐츠를 수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(130)는, 무선 통신방식을 지원하는 무선 통신모듈 및 유선 통신방식을 지원하는 유선 통신모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, 5G(5th generation), LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), Wibro(wireless broadband), 또는 GSM(global system for mobile communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(magnetic secure transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다.
또한, 유선 통신방식은, PCI(peripheral component interconnect), PCI-express, USB(universe serial bus) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전원 공급부(140)는, 디스플레이 장치(1)의 각 구성에 전원을 공급할 수 있다.
예를 들어, 전원 공급부(140)는, 표시부(160)로 전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원 공급부(140)는, 표시부(160)의 소스 구동부(미도시) 및 게이트 구동부(미도시) 각각의 구동 전압을 공급할 수 있으며, 액정 패널(161)의 액정층에 필요한 공통 전압(Vcom)을 각각의 화소 전극을 통하여 공급할 수 있다.
또한, 전원 공급부(140)는, 백 라이트 유닛(200)으로 전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원 공급부(140)는, 백 라이트 유닛(200)의 소스 구동부(210) 및 게이트 구동부(220) 각각의 구동 전압을 공급할 수 있으며, 발광 소자 어레이(230)로 전압을 전달할 수도 있다. 백 라이트 유닛(200)으로의 전원 공급에 대한 설명은 뒤에서 다시 자세히 설명하도록 한다.
이를 위해, 전원 공급부(140)는, DC/DC 컨버터 PAM 구동부 및 PWM 구동부를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라, 별도의 집적회로(integrated circuit, IC) 형태로 마련될 수 있으며, 전원 어셈블리(145)에 대응할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(150)는, 전술하는 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램을 저장하는 적어도 하나의 메모리(152) 및 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(151)를 포함할 수 있으며, 제어 어셈블리(155)에 대응할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(151)는, 컨텐츠 수신부(120) 또는 통신부(130)를 통하여 수신된 컨텐츠를 처리하여 컨텐츠에 대응하는 영상 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 프로세서(151)는, 영상 데이터에 기초하여 표시부(160) 및 백 라이트 유닛(200)을 제어하여 대응하는 영상이 표시될 수 있도록 한다.
일 실시예에 따른 프로세서(151)는, 영상 데이터에 기초하여 백 라이트 유닛(200)에 포함된 복수의 서브 블록(232) 각각에 대응하는 휘도를 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(151)는, 영상 데이터에 기초하여 각 서브 블록(232)에서 요구되는 휘도를 결정할 수 있다. 프로세서(151)는 프레임에 대한 휘도 데이터에 기초하여 구동 회로(234)에서 출력되는 구동 전류의 출력 범위에 대한 최솟값 내지 최댓값을 결정할 수 있다. 출력 범위가 정해지면, 구동 회로(234)는 복수의 프레임 별 위치에 필요한 구동 전류를 제공할 수 있다.
프로세서(151)는, 영상 데이터에 기초하여 액정 패널(161)의 화소 각각에 대응하는 계조를 결정할 수 있으며, 결정된 계조에 기초하여 액정 패널(161)의 화소 각각에 대응하는 서브 블록(232)에 대한 휘도를 결정할 수 있다.
다시 말해, 저계조를 요구하는 화소에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(200)의 서브 블록(232)은, 낮은 휘도가 요구되는 것으로 결정되며, 고계조를 요구하는 화소에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(200)의 서브 블록(232)은, 높은 휘도가 요구되는 것으로 결정될 수 있다.
백 라이트 유닛(200)의 복수의 서브 블록(232) 각각에 대한 휘도 결정은, 프레임 단위로 수행될 수 있다.
프로세서(151)는, 각 서브 블록(232)이 요구되는 휘도로 광을 조사할 수 있도록, 해당 서브 블록(232)에 대응하는 구동 전류(소스 전압)을 결정할 수 있다.
메모리(152)는, 휘도 및 구동 전류 사이의 상관 관계에 대한 정보 등을 저장할 수 있다.
또한, 메모리(152)는 계조도와 휘도 간의 상관 관계에 대한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(152)는 디스플레이 장치(1)가 휘도를 표현하기 위한 계조수가 1024이면, 각각에 대응하는 휘도의 단계를 구분하여 저장할 수 있다. 따라서, 프로세서(151)는 계조도에 대응되는 휘도로 광을 조사하도록 서브 블록(232)를 제어할 수 있다.
이와 같이, 메모리(152)는, 각종 정보를 저장하기 위하여, 캐쉬, ROM(read only memory), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable programmable ROM), EEPROM(electrically erasable programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(random access memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않으며, 각종 정보를 저장할 수 있는 유형이면, 메모리(152)의 유형으로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시부(160)는, 제어부(150)로부터 영상 데이터를 입력 받고, 입력 받은 영상 데이터에 기초하여 액정 패널(161)을 구동함으로써, 영상을 표시할 수 있다.
이를 위해, 표시부(160)는, 소스 구동부(미도시)와, 게이트 구동부(미도시)와, 게이트 제어 신호 및 소스 제어 신호를 전달하여 소스 구동부 및 게이트 구동부의 전반적인 동작을 제어하는 타이밍 제어부(미도시)를 포함한다.
또한, 표시부(160)는, 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인, 게이트 라인에 교차하도록 형성되며, 계조 전압을 전달하는 다수의 소스 라인을 포함하며, 게이트 라인과 소스 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 게이트 라인과 소스 라인 간의 스위치 역할을 하는 스위칭 소자를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 화소 전극을 포함하는 액정 패널(161)을 포함한다.
스위칭 소자는, 실시예에 따라, 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)일 수 있으며, 이외에도 당업자에게 기 공지된 다양한 소자로 구현될 수 있다.
이 때, 화소들 각각은 박막 트랜지스터를 통해 계조 전압이 인가되는 화소 전극과 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극 사이의 전계에 의해 액정층의 액정을 회동시켜 빛의 투과량을 조절함으로써 영상 데이터를 표시할 수 있다.
음향 출력부(170)는, 프로세서(151)의 제어에 따라 컨텐츠 수신부(120) 또는 통신부(130)를 통하여 수신된 컨텐츠의 음향 데이터를 전달받아, 음향을 출력할 수 있다. 이 때, 음향 출력부(170)는 전기적 신호를 음향 신호로 변환하는 하나 또는 둘 이상의 스피커(171)를 포함할 수 있다.
백 라이트 유닛(200)은, 액정 패널(161)로 광을 조사하는 발광 소자 어레이(230)와, 발광 소자 어레이(230)로 소스 전압을 공급하는 소스 구동부(210)와, 발광 소자 어레이(230)로 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부(220)를 포함한다.
또한, 백 라이트 유닛(200)은, 실시예에 따라, 소스 구동부(210) 및 게이트 구동부(220)의 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(미도시)를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라, 타이밍 제어부는, 제어부(150)와 단일의 IC로 마련되거나, 별도의 IC로 마련될 수 있다. 이하에서는, 제어부(150)가 타이밍 제어부의 기능 역시 수행하는 것으로 설명하도록 한다.
백 라이트 유닛(200)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인(GL1, GL2, GL3 쪋 GLm), 게이트 라인(GL1, GL2, GL3 쪋 GLm)에 교차하도록 형성되며, 소스 전압을 전달하는 다수의 소스 라인(DL1, DL2, DL3 쪋 DLn)을 포함하며, 게이트 라인(GL1, GL2, GL3 쪋 GLm)과 소스 라인(DL1, DL2, DL3 쪋 DLn)에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 게이트 라인(GL1, GL2, GL3 쪋 GLm)과 소스 라인(DL1, DL2, DL3 쪋 DLn) 간의 스위치 역할을 하는 스위칭 소자를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 서브 블록(232)을 포함하는 발광 소자 어레이(230)를 포함한다.
즉, 발광 소자 어레이(230)는, 각각 하나의 게이트 라인 및 하나의 소스 라인과 연결되는 복수의 서브 블록(232)을 포함할 수 있으며, 복수의 서브 블록(232) 각각은, 게이트 신호 및 소스 전압에 기초하여 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 구동 회로(234)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 소스 구동부(210)는, 제어부(150)로부터 입력 받은 소스 제어 신호 및 영상 데이터에 맞추어 소스 전압의 출력 타이밍, 소스 전압의 크기, 및 극성 등을 설정하고, 공급 타이밍에 맞추어 소스 라인(DL1, DL2, DL3 쪋 DLn)을 통해 적절한 소스 전압을 출력할 수 있다.
즉, 소스 구동부(210)는, 제어부(150)의 제어에 따라, 각 서브 블록(232)이 요구하는 휘도에 대응하는 소스 전압을 대응하는 소스 라인을 통하여 해당 서브 블록(232)으로 공급할 수 있다.
다시 말해, 소스 구동부(210)는, 전원 공급부(140)로부터 공급된 구동 전압에 기초하여 제어부(150)로부터 수신된 영상 데이터에 대응하는 휘도 데이터를 아날로그 형태의 소스 전압으로 변환하여 발광 소자 어레이(230) 상에 배열된 소스 라인(DL1, DL2, DL3 쪋 DLn)에 각각 인가할 수 있다.
소스 구동부(210)는, 적어도 하나의 소스 드라이브 IC를 포함할 수 있으며, 소스 드라이버 IC의 개수는 발광 소자 어레이(230)의 크기, 해상도 등과 같은 규격에 따라 결정될 수 있다.
게이트 구동부(220)는, 게이트 라인(GL1, GL2, GL3 쪋 GLm)의 일 단부 또는 양 단부와 연결될 수 있으며, 제어부(150)로부터 제공되는 게이트 제어 신호 및 전압 공급부(140)로부터 공급되는 게이트 온/오프 전압들을 이용하여 복수의 게이트 신호들을 생성하고, 게이트 신호들을 발광 소자 어레이(230)상에 배열된 게이트 라인(GL1, GL2, GL3 쪋 GLm)에 인가할 수 있다.
게이트 구동부(220)는, 적어도 하나의 게이트 드라이브 IC를 포함할 수 있으며, 게이트 드라이브 IC는, 발광 소자 어레이(230)의 크기, 해상도 등과 같은 규격에 따라 결정될 수 있다.
즉, 게이트 구동부(220)의 게이트 드라이버 IC는 게이트 제어 신호를 입력 받아, 게이트 라인을 통해 순차적으로 온/오프 전압, 즉 온/오프 신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 게이트 드라이버 IC는 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 순차적으로 턴 온/오프 시킬 수 있다.
이에 따라, 게이트 라인에 연결된 서브 블록(232)에 표시할 휘도 데이터는 다수개의 전압으로 구분되는 소스 전압으로 전환되어 각각의 소스 라인에 인가된다. 이 때 한 프레임 주기동안 모든 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 신호가 인가되어, 모든 서브 블록(232) 행에 휘도 데이터에 대응되는 소스 전압이 인가됨으로써, 발광 소자 어레이(230)는 하나의 프레임에 대응하는 백라이트를 액정 패널(161)로 제공할 수 있다.
발광 소자 어레이(230)는, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 발광 소자를 포함할 수 있다.
발광 소자 어레이(230)는, 각각 적어도 하나의 발광 소자를 포함하여 제어하는 복수의 서브 블록(232)을 포함할 수 있다.
이 때, 서브 블록(232) 각각은, 구동 회로(234)를 포함할 수 있으며, 구동 회로(234)는, 하나의 게이트 라인 및 하나의 소스 라인과 연결되어, 게이트 신호, 소스 전압 및 피크 전압을 공급받음으로써, 연결된 발광 소자를 제어할 수 있다. 이하에서는, 서브 블록(232)의 회로 구성에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
하나의 서브 블록(232)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 회로(234)와 적어도 하나의 발광 소자(236)를 포함한다.
구동 회로(234)에 포함된 제1 스위칭 소자(미도시)는, 요구되는 휘도로 발광 소자(미도시)가 광을 조사할 수 있도록, 요구되는 휘도에 대응하는 소스 전압에 기초하여 발광 소자로 전달되는 전류량을 조절할 수 있다.
스위칭 소자는, 커패시터(C)로부터 소스 전압에 대응하는 전하량을 게이트 단자를 통하여 공급받을 수 있다.
제2 스위칭 소자(미도시)는, 게이트 라인을 통하여 게이트 신호를 수신할 수 있으며, 게이트 신호 수신 시 소스 전압을 드레인 단자로 공급받아 커패시터(C)를 충전할 수 있다.
제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자은, 실시예에 따라, 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)일 수 있으며, 이외에도 당업자에게 기 공지된 다양한 소자로 구현될 수 있다.
상기한 바와 같이, 제어부(150)는, 영상 데이터에 기초하여 복수의 서브 블록(232) 각각이 요구하는 휘도를 결정할 수 있으며, 결정된 휘도에 기초하여 각각의 서브 블록(232)에 필요한 소스 전압을 결정할 수 있다. 이후, 제어부(150)는, 소스 구동부(210) 및 게이트 구동부(220)를 제어하여, 각 서브 블록(232)에 대응하는 소스 전압을 공급할 수 있다. 이 때, 제어부(150)는, 전원 공급부(140)를 제어하여, 소스 구동부(210), 게이트 구동부(220) 및 발광 소자 어레이(230)에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
이상에서는, 디스플레이 장치(1)의 각 구성에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 개시된 발명에 적용되는 디스플레이 장치(1)의 휘도 제어, 휘도와 계조도 간의 관계 등을 설명한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 HDR(High Dynamic Range)를 적용하여 풍부한 색감과 높은 명암 대비로 우수한 화질의 영상을 제공할 수 있다. 이 때, 디스플레이 장치(1)는 장소(예를 들어, 야외)에 의한 시인성을 개선하기 위해 평상시보다 휘도를 높일 수 있다. 휘도를 높이기 위하여, 디스플레이 장치(1)는 PWM 제어 방식을 이용할 수 있으나, 순간적인 프레임을 표현해야 되는 시간적인 한계 상 전류의 크기를 높이는 PAM 제어 방식이 유리하다. 따라서, 디스플레이 장치(1)는 필연적으로 소비 전력이 높아지는 문제가 발생한다. 이 경우, 디스플레이 장치(1)는 PAM 제어 방식 및 PWM 제어 방식을 함께 사용할 수 있으나, PAM 제어 방식 또는 PWM 제어 방식 중 어느 하나만을 사용할 수 도 있다.
이를 해결하기 위해, 디스플레이 장치(1)는 야외에서의 시인성을 높이기 위하여, 저휘도인 제1 모드(저계조 모드)와 고휘도인 제2 모드(고계조 모드)를 구분하여 구동 회로(234)의 구동 전류의 출력 범위를 구분할 수 있다. 여기서, 제2 모드는 야외에서 시인성을 개선하기 위해 최소 밝기(최소 휘도)를 높인 모드에 해당한다. 이와 관련하여 도 6 및 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 6 및 도 7은 기존에 저계조 또는 고계조에서 제한되는 구동 전류의 출력 범위 및 계조수를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 제1 모드에서 소비 전력을 줄이고, 낮은 휘도를 사용하기 위한 저계조 모드를 도시한다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 어두운 부분부터 밝은 부분까지 점진적으로 표현하기 위해 단계 별로 구분한 계조수에 따라 휘도를 표현할 수 있다. 이하의 설명에서는 계조수 전체를 1024 로 설명하였으나, 이러한 수치는 설명의 편의를 위함이며, 디스플레이 장치(1)의 사양에 따라 다양한 계조수가 적용될 수 있다.
디스플레이 장치(1)는 제1 모드에서 낮은 소비 전력을 위하여 전체 계조수에서 0~512 범위의 계조만을 이용한다. 이에 대응한 구동 전류의 최솟값 및 최댓값은 각각 0mA 및 10mA이며, 높은 시인성이 필요하지 않은 장소에서의 소비 전력을 낮출 수 있다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 제2 모드에서 시인성을 향상시키고, 높은 휘도를 사용하기 위한 고계조 모드를 도시한다. 디스플레이 장치(1)는 제2 모드에서 시인성을 향상시키기 위하여 257~1024 범위의 계조만을 이용한다. 이에 대응한 구동 전류의 최솟값 및 최댓값은 각각 5mA 및 20mA이며, 야외에서의 시인성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7에 따르면, 제1 모드 또는 제2 모드 중 어느 하나에 의해 디스플레이 장치(1)를 작동시키면, 어느 하나의 모드에서는 전체 계조수에서 일부만을 사용함에 따라 표현할 수 있는 휘도가 제한되어 영상의 표현력을 저하시킬 수 있다.
개시된 발명은 제1 모드 및 제2 모드에서 모두 각각의 장점을 유지하고, 저계조 및 고계조에 의하여도 다양한 휘도를 표현할 수 있도록 한다. 이에 대한 구체적인 방법은 이하에서 상세히 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법의 순서도이다. 도 8에 따른 순서도는 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 저계조 모드에서 계조수 및 휘도수가 증가된 것을 도시한다. 도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 고계조 모드에서 계조수 및 휘도수가 증가된 것을 도시한다.
디스플레이 장치(1)는 영상 데이터를 분석한다(801). 디스플레이 장치(1)는 외부로부터 수신되는 영상 데이터를 처리하고, 영상을 시각적으로 표시한다. 이 때, 영상 데이터는 휘도 데이터를 포함하며, 디스플레이 장치(1)가 프레임 별 또는 프레임의 일부에 필요한 요구 휘도를 판단할 수 있도록 한다(802).
디스플레이 장치(1)는 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나로 결정한다(803). 구체적으로, 디스플레이 장치(1)는 프레임 별(또는 프레임의 일부)로 저휘도가 필요한지, 고휘도가 필요한지에 따라 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나로 결정할 수 있다. 세부적으로, 디스플레이 장치(1)는 구동 전류의 출력 범위를 영상 데이터의 프레임 단위로 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(1)는 영상 데이터를 통해 판단한 요구 휘도에 기초하여 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 선택된 모드에 따라 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하여 구동 전류의 출력 범위를 결정할 수 있다. 도 9 및 도 11에서 출력 범위는 특정 수치를 예로 들어 설명하였지만, 구동 전류의 최솟값 및 구동 전류의 최댓값은 요구 휘도의 최솟값 및 요구 휘도의 최댓값에 기초하여 결정될 수 있다. 요구 휘도의 최솟값 및 최댓값 각각은 프레임 또는 프레임의 일부 내에서 결정될 수 있다.
디스플레이 장치(1)는 구동 전류의 출력 범위를 조절한다(804). 디스플레이 장치(1)는 프레임 또는 프레임 일부에서 대표하는 휘도 값을 입력 받아 이에 대응하는 출력 범위를 결정할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 요구 휘도에 따라 필요한 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하고, 결정된 최솟값과 최댓값에 기초하여 구동 전류의 출력 범위를 조절할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 출력 범위가 제한됨에 따라 저계조 모드에서는 소비 전력을 줄일 수 있고, 고계조 모드에서는 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 영상 데이터를 처리한 결과, 저계조 모드에 의할 경우 구동 전류의 출력 범위를 0mA 내지 10mA로 결정할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(1)는 영상 데이터를 처리한 결과, 고계조 모드에 의할 경우 구동 전류의 출력 범위를 5mA 내지 20mA로 결정할 수 있다.
디스플레이 장치(1)는 저계조 모드 또는 고계조 모드에서의 계조수를 변경한다(805). 이 때, 디스플레이 장치(1)는 저계조 모드 또는 고계조 모드에서 휘도 표현을 조밀하게 하기 위해 도 6 및 도 7과는 달리 증가된 계조수를 사용할 수 있다. 기존의 디스플레이 장치는 저계조 모드 또는 고계조 모드로 진입함에 따라 전체 계조수인 1024에서 일부만을 사용하지만, 본 실시예에서는 기존보다 많은 계조수를 이용하기 위해 특정 모드에 진입하는 경우 계조수를 증가시킨다.
도 10을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 저계조 모드에서 모든 계조 영역의 레벨(LV)를 저계조 영역에서 모두 사용할 수 있다. 기존에는 저계조 모드에서 상대적으로 고계조인 n 레벨(LVn)보다 이상인 계조도를 사용하지 않았지만, 본 실시예에서는 낮은 휘도 영역에서 다양한 휘도를 제공하기 위해 모든 계조수를 사용할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(1)는 저계조 모드에서 낮은 휘도 영역 내에서 1024 가지의 휘도를 표현할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 저계조 모드로 진입하면 구동 전류의 출력 범위를 조절하고, 출력 범위에 속한 계조수를 증가시킬 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 저계조 모드로 결정되면 계조수를 제1 레벨수에서 제3 레벨수로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 저계조 모드일 때, 계조수를 512에서 1024로 증가시킬 수 있다.
도 12를 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 고계조 모드에서 모든 계조 영역의 레벨(LV)를 고계조 영역에서 모두 사용할 수 있다. 기존에는 고계조 모드에서 상대적으로 저계조인 m 레벨(LVm)보다 이하인 계조도를 사용하지 않았지만, 본 실시예에서는 높은 휘도 영역에서 다양한 휘도를 제공하기 위해 모든 계조수를 사용할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(1)는 고계조 모드에서 높은 휘도 영역 내에서 1024 가지의 휘도를 표현할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 고계조 모드로 진입하면 구동 전류의 출력 범위를 조절하고, 출력 범위에 속한 계조수를 증가시킬 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 고계조 모드로 결정되면 계조수를 제2 레벨수를 제3 레벨수로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 고계조 모드일 때, 계조수를 768에서 1024로 증가시킬 수 있다.
상술한 예에서는 저계조 모드 및 고계조 모드에서 계조수를 1024로 증가하는 것으로 설명하였으나, 디스플레이 장치(1)의 사양 및 외부 환경에 따라 최대 계조수보다 낮은 값으로 설정될 수도 있다.
디스플레이 장치(1)는 휘도수를 재설정한다(806). 디스플레이 장치(1)는 805 단계에서 변경된 계조수에 따라 휘도수를 재설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(1)는 PAM 제어를 통해 백 라이트 유닛(200)의 휘도를 제어할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 계조수가 증가함에 따라 휘도수가 증가함으로써, 저계조 모드 또는 고계조 모드에서 표현할 수 있는 휘도가 많아지게 된다. 따라서, 디스플레이 장치(1)는 기존보다 더욱 디테일하고 선명한 영상을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(1)는 영상 데이터에 기초하여 구동 전류의 출력 범위를 조절할 수 있다. 영상 데이터에 포함된 휘도 정보에 따라 영상이 저계조인지, 고계조인지를 판단하여 구동 전류의 출력 범위를 단축시킬 수 있다. 이 때, 디스플레이 장치(1)는 출력 범위가 단축됨에 따라 감소된 휘도수를 증가시킬 수 있으며, 증가된 휘도수에 기초하여 구동 회로(234, 도 5)를 제어한다. 휘도수가 증가됨에 따라, 구동 회로(234)는 출력 범위 내에서 구동 전류의 크기를 상대적으로 미세하게 제어하여 디스플레이 장치(1)가 다양한 휘도를 표현할 수 있도록 한다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(1)는 영상 데이터에 기초하여 출력 범위가 조절되면, 출력 범위에 속한 계조수를 증가시키고, 증가된 계조수를 기준으로 휘도수를 재설정 할 수 있다. 본 실시예에서는 계조수를 증가시는 것으로 표현하였지만, 디스플레이 장치(1)는 저계조 모드 또는 고계조 모드로 진입하면 계조수가 일관적으로 전체 계조수를 사용하는 것으로도 설정할 수 있다.
상술한 실시예는 휘도 뿐만이 아니라, 색상을 결정하는 색심도(Color depth)에서도 적용될 수도 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (13)

  1. 디스플레이 패널;
    복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 유닛;
    영상 데이터에 기초하여 상기 발광 유닛에 인가되는 구동 전류를 제어하는 구동 회로; 및
    상기 영상 데이터에 포함된 요구 휘도값에 기초하여 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나로 결정하고, 상기 선택된 모드에 따라 상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하고, 상기 구동 전류의 출력 범위가 조절되면, 상기 조절된 출력 범위 내에서 표현 가능한 휘도수를 증가시키고, 상기 증가된 휘도수에 기초하여 상기 구동 회로를 제어하는 제어부;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 증가된 휘도수에 대응하도록 상기 출력 범위에 속한 계조수를 증가시키는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구동 전류의 최솟값 및 상기 구동 전류의 최댓값은 상기 요구 휘도의 최솟값 및 요구 휘도의 최댓값에 기초하여 결정하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 저계조 모드로 결정되면, 상기 계조수를 제1 레벨수를 제3 레벨수로 증가시키는 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 고계조 모드로 결정되면, 상기 계조수를 제2 레벨수를 제3 레벨수로 증가시키는 디스플레이 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상 데이터에 포함된 요구 휘도에 기초하여 상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하고, 상기 최솟값 및 상기 최댓값에 기초하여 상기 출력 범위를 결정하는 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 유닛은,
    상기 구동 전류의 상기 출력 범위가 감소된 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나의 모드로 구동되는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구동 전류의 출력 범위를 상기 영상 데이터의 프레임 단위로 조절하는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    PAM(Pulse Amplitude Modulation) 제어 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 중 적어도 하나를 사용하여 상기 발광 유닛의 휘도를 제어하는 디스플레이 장치.
  10. 디스플레이 패널, 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 유닛, 영상 데이터에 기초하여 상기 발광 유닛에 인가되는 구동 전류를 제어하는 구동 회로를 포함하는 디스플레이의 제어 방법에 있어서,
    상기 영상 데이터에 포함된 요구 휘도에 기초하여 저계조 모드 또는 고계조 모드 중 어느 하나로 결정하고;
    상기 선택된 모드에 따라 상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하여 상기 구동 전류의 출력 범위를 조절하고;
    상기 조절된 출력 범위 내에서 표현 가능한 휘도수를 증가시키고; 및
    상기 증가된 휘도수에 기초하여 상기 구동 회로를 제어하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 표현 가능한 휘도수를 증가시키는 것은,
    상기 증가된 휘도수에 대응하도록 상기 출력 범위에 속한 계조수를 증가시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동 전류의 최솟값 및 최댓값을 결정하는 것은,
    상기 구동 전류의 최솟값 및 상기 구동 전류의 최댓값은 상기 요구 휘도의 최솟값 및 요구 휘도의 최댓값에 기초하여 결정하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 계조수를 증가시키는 것은,
    상기 저계조 모드로 결정되면, 상기 계조수를 제1 레벨수를 제3 레벨수로 증가시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
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