KR101423112B1 - 광 발생장치, 이를 갖는 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

광 발생장치, 이를 갖는 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

백색광 균일도를 보상하는 광 발생장치 및 이를 채용한 표시장치가 제공된다. 이 광 발생장치는 휘도 검출부를 포함한다. 이 휘도 검출부는 입력되는 영상 데이터로부터 휘도 데이터를 추출한다. 상기 광 발생장치는 상기 휘도 검출부를 통해 기준 계조 이상의 영상 데이터가 입력될 때마다 백색광의 균일도를 보상하는 보정 동작을 수행한다. 따라서, 상기 광 발생장치는 실시간으로 백색광 균일도를 할 수 있다. 또한, 이 광 발생장치를 채용한 표시장치는 보다 향상된 표시품질을 제공한다.

Description

광 발생장치, 이를 갖는 표시장치 및 그 구동방법{LIGHT GENERATION DEVICE, DISPLAY DEVICE HAVING AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 더욱 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 광 발생장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휘도 검출부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 광원 보정부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 색온도 보정부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 광 발생장치를 채용한 표시장치의 블록도이다.
도 6은 도 1 및 도 5에 도시된 광 발생장치의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 광 발생장치, 이를 갖는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광 균일도를 균일하게 조절하기 위한 광 발생장치 및 이를 갖는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛으로서, 크게 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL, 이하 CCFL이라 함)와 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED, 이하 LED라 함)가 널리 이용되고 있다.
LED는 CCFL에 비해 많은 장점을 가진다. 예컨대, 백라이트 유닛을 구성함에 있어서, LED는 CCFL에 비해 크기의 제약을 덜 받는다. 또한, LED는 개별적인 밝기 조절이 용이하다. 또한, CCFL은 25% ~ 100%의 밝기 조절 범위(Dimming Range)를 갖는 반면, LED는 이론상으로 0% ~ 100%의 밝기 조절 범위를 갖는다. 이러한 많은 장점들 때문에 백라이트 유닛으로서 LED의 사용이 점차 늘어나고 있는 추세이다.
한편, 보다 향상된 표시품질을 제공하기 위해 LED를 탑재한 표시장치는 여러 형태의 LED 구동방식을 사용하고 있다. 현재 주로 사용되고 있는 LED 구동방식은 스캐닝 임펄시브 방식(Scanning-Impulsive), 순차 스캐닝 방식(Sequential Scanning), 분할 구동 방식(Localized Dimming)등이 있다. 특히, 로컬 디밍 방식은 일정한 밝기의 광을 출사하는 백라이트 유닛을 사용함으로써 발생하는 명암비(CR: Contrast Ratio)의 제약을 극복할 수 있다.
그런데, LED는 시간 및 온도가 변함에 따라 출사되는 광특성, 예컨대, 색좌표(또는 색온도) 및 휘도가 변질되는 소자 특성을 갖는다. 이러한 소자특성으로인해 LED로부터 출사되는 백색광의 균일도(white light uniformity; 또는 "white color balancing" 이라고도 함)가 저하된다. 따라서, LED를 채용한 백라이트 유닛은 백색광의 균일도를 적절히 보상해 주어야 한다. 여기서, "백색광의 균일도"란 표시 화면 전체에 풀 화이트 패턴이 표시될 때 얼마나 고르게 백색을 구현하는가를 나타내는 정도를 일컫는다.
최근 백색광의 균일도를 보상하기 위해 광학 센서를 이용한 광 피드백 제어 시스템(color feedback system; 이하, 'CFS'라 함)이 개발되었다.
이 CFS에 대해 간략히 설명하면, 이 CFS는 LED 전체로부터 출사되는 광량을 백라이트 유닛의 내부에 장착된 광센서를 통해 감지하고, 감지된 광량을 전압신호로 변환한다. 그리고, 이 CFS는 변환된 전압신호와 기준 신호와 비교하고, 이 비교 결과에 근거하여 제어 신호를 출력한다. LED 구동회로는 상기 제어 신호에 응답하여 LED에 공급하는 구동전류를 조절한다. LED는 조절된 구동전류에 응답하여 목표하는 광을 출사하게 된다.
그런데, 이 CFS는 분할 구동 방식에 의해 구동하는 LED 백라이트에서의 적용이 매우 어렵다. 왜냐하면, 분할된 영역의 휘도를 개별적으로 조절하는 로컬 디밍 방식의 LED 백라이트 유닛은 분할된 영역별로 센서가 구비되어야 한다. 따라서, 많은 비용이 요구된다. 또한, 분할 구동 방식의 LED 백라이트 유닛은 센서가 감지하고자하는 영역의 인접한 영역으로부터의 광간섭을 차단해야한다. 따라서, 상기한 CFS는 분할 구동 방식의 백라이트 유닛에서의 적용하는데 기술적 어려움이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광균일도를 실시간으로 보상할수 있는 광 발생장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 광 발생장치를 포함하는 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광 발생장치의 구동방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 광 발생장치는 휘도 검출부, 디밍신호 제어부, 광원 구동부, 광원부 및 광원 보정부를 포함한다.
상기 휘도 검출부는 외부로부터 복수의 영상 데이터를 입력받고, 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 휘도 데이터를 검출하여 출력하고, 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 계조와 기준 계조를 비교하고, 상기 비교 결과에 근거하여 인에이블 신호를 출력한다.
상기 디밍신호 제어부는 보정신호 및 상기 휘도 데이터를 입력받고, 상기 휘도 데이터에 대응하는 제 1 디밍신호 및 상기 보정신호에 근거하여 상기 제 1 디밍신호를 보정한 제 2 디밍신호를 출력한다.
상기 광원 구동부는 상기 디밍신호 제어부로부터의 제 1 및 제 2 디밍 신호 중에서 어느 하나의 디밍신호에 응답하여 구동신호를 출력한다.
상기 광원부는 상기 구동신호에 응답하여 백색광을 생성하는 복수의 광원 유닛을 포함한다.
상기 광원 보정부는 상기 인에이블 신호에 응답하여 구동을 시작하며, 해당 광원 유닛으로부터 출사되는 백색광을 입력받아 상기 백색광의 광특성을 보정하도록 상기 보정신호를 출력한다.
또한, 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 표시장치는 디스플레이 유닛과 광 발생장치를 포함한다. 상기 디스플레이 유닛은 백색광을 이용하여 외부로부터 제공되는 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시한다.
상기 광 발생장치는 상기 디스플레이 유닛 하부에 형성되어 상기 백색광을 생성한다. 본 발명의 표시장치에 구비된 광 발생장치는 전술한 광 발생장치와 동일한 구성요소 및 기능을 갖는다. 따라서, 이에대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른 광 발생장치의 구동방법은 외부로 복수의 영상 데이터를 수신한다. 상기 영상 데이터로부터 휘도 데이터를 추출하고, 상기 영상 데이터의 계조와 기설정된 계조를 비교한다. 상기 휘도 데이터에 대응하는 제 1 디밍 신호 및 상기 비교결과에 근거하여 상기 제 1 디밍 신호를 보정한 제 2 디밍 신호 중 어느 하나의 디밍 신호를 출력한다. 상기 출력된 어느 하나의 디밍 신호에 대응하는 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호에 대응하는 백색광을 출사한다.
본 발명에 따른 광 발생장치, 이를 갖는 표시장치 및 그 구동방법에 의하면, 기설정된 기준 계조 이상의 영상데이터가 입력될 때마다 백색광의 균일도를 보상하는 보정 동작이 수행된다.
따라서, 본 발명의 광 발생장치는 실시간으로 백색광의 균일도를 보상하여 보다 향상된 백색광 균일도를 제공한다. 더 나아가 상기 광 발생장치를 채용한 본 발명의 표시장치는 향상된 표시품질을 제공한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 또한, 아래의 설명에서 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광 발생장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광 발생장치(100)는 영상 데이터(DS)로부터 휘도 데이터(LS)를 검출하는 휘도 검출부(110), 상기 휘도 데이터(LS)에 대응하는 디밍 신호를 출력하는 디밍신호 제어부(120), 상기 디밍 신호에 대응하는 구동신호를 출력하는 광원 구동부(130), 상기 구동신호에 응답하여 백색광을 출사하는 광원부(140) 및 상기 출사되는 백색광의 광특성을 보정하는 광원 보정부(150)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광 발생장치(100)는 프레임 메모리(105)를 더 포함한다. 상기 프레임 메모리(105)는 입력되는 영상데이터(DS)를 프레임 단위로 저장한다. 상기 저장된 영상데이터(DS)는 상기 휘도 검출부(110)로 출력된다.
도 2는 도 1에 도시된 휘도 검출부(110)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 휘도 검출부(110)는 휘도 데이터 추출부(112) 및 영상 분석부(114)를 포함한다.
상기 휘도 데이터 추출부(112)는 상기 프레임 메모리(105)를 통해 한 프레임에 대응하는 복수의 영상 데이터(DS)를 입력받고, 상기 복수의 영상 데이터(DS) 각각으로부터 복수의 휘도 데이터(LS)를 검출하여 출력한다.
각 영상 데이터(DS)는 영상 정보를 포함하고 있는 디지털 데이터로서,레드(R) 데이터, 그린(G) 데이터 및 블루(B) 데이터를 포함한다. 따라서, 각 영상 데이터(DS)로부터 검출된 휘도 데이터(LS)는 레드 휘도 데이터(rLS), 그린 휘도 데이터(gLS) 및 블루 휘도 데이터(bLS)를 포함한다.
본 실시예에서는, 삼색(예컨대, 레드, 그린 및 블루)의 LED 발광다이오드로 이루어진 광원이 이용된다. 따라서, 상기 레드 휘도 데이터(rLS)는 레드 발광 다이오드의 광량을 조절하는데 이용되고, 상기 그린 휘도 데이터(gLS)는 그린 발광 다이오드의 광량을 조절하는데 이용된다. 그리고 상기 블루 휘도 데이터(bLS)는 블루 발광 다이오드의 광량을 조절하는데 이용된다. 상기 레드, 그린 및 블루 발광 다이오드의 각 광량이 혼합되어 백색광을 형성하게 된다. 물론 단색(백색)의 LED 발광 다이오드로 구성된 광원이 이용될수도 있다.
한편, 영상 데이터(DS)는 휘도 데이터를 포함하고 있지 않다. 따라서, 상기 휘도 데이터 추출부(112)는 널리 알려진 색 공간변환(color space conversion) 알고리즘을 통해 영상 데이터(DS)를 색 공간 데이터(color space data)로 변환하고, 상기 색 공간 데이터로부터 상기 영상 데이터(DS)에 대응하는 휘도 데이터(LS)를 추출한다.
상기 영상 분석부(114)는 각 영상 데이터(DS)로부터 복수의 계조를 추출하고, 추출된 복수의 계조와 기설정된 기준 계조를 비교한다. 상기 영상 분석부(114)는 상기 복수의 계조가 모두 상기 기설정된 기준 계조 이상이면, 인에이블 신호(EN)를 출력한다. 상기 기설정된 기준 계조는 시스템 설계자에 의해 다양하게 설정될 수 있으며, 바람직하게는 전체 계조 구간의 1/2로 설정된다. 예컨대, 전체 계조가 256 계조이면, 상기 기준 계조는 127계조로 설정된다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 디밍신호 제어부(120)는 상기 휘도 검출부(110)로부터의 휘도 데이터(LS) 및 광원 보정부(150)로부터의 보정 신호(CS)를 입력받는다. 상기 디밍신호 제어부(120)는 상기 휘도 데이터(LS)에 대응하는 제 1 디밍신호(DIM1) 및 상기 제 1 디밍 신호를 보정한 제 2 디밍신호(DIM2) 중 어느 하나의 디밍신호를 출력한다.
상기 제 1 디밍신호(DIM1)는 상기 레드 휘도 데이터(rLS)에 대응하는 제 1 레드 디밍신호, 상기 블루 휘도 데이터(bLS)에 대응하는 제 1 블루 디밍신호 및 상기 그린 휘도 데이터(gLS)에 대응하는 제 1 그린 디밍 신호를 포함한다. 또한, 상기 제 2 디밍신호는 상기 제 1 레드 디밍 신호를 보정한 제 2 레드 디밍 신호, 상기 제 1 그린 디밍신호를 보정한 제 2 그린 디밍신호 및 상기 제 1 블루 디밍 신호를 보정한 제 2 블루 디밍신호를 포함한다.
참고로 디밍신호는 절전모드 또는 표시 화면의 콘트라스트비(Contrast Ratio: C/R)를 증가시키고자 할 때, 상기 광원으로부터 출사되는 백색광의 휘도를 조절하기 위하여 생성된 펄스 형태의 신호이다.
상기 디밍신호 제어부(120)는 상기 디밍신호(DIM1, DIM2)의 듀티비(Duty Ratio)를 조절하여 상기 광원의 상기 백색광의 휘도를 조절한다. 여기서, 듀티비란 펄스의 한 주기 동안 하이 구간이 차지하는 비율을 말한다. 이러한 방식을 펄스 폭 변조 방식(Pulse Width Modulation; PWM) 이라 한다. 상기 백색광의 휘도는 상기 하이 구간이 차지하는 비율이 커질수록 높아진다.
상기 듀티비는 입력되는 영상 데이터의 계조에 따라 미리 설정된다. 예컨대, 전체 계조가 256 계조이면, 각 계조 단위로 듀티비가 설정된다. 따라서, 상기 디밍신호 제어부(120)는 0 계조에 대응하는 휘도 데이터가 입력되면 최소 듀티비를 갖는 디밍 신호를 출력하고, 256 계조에 대응하는 휘도 데이터가 입력되면, 최대 듀티비를 갖는 디밍 신호를 출력한다.
본 발명의 실시예에서는, 전체 계조 각각에 대하여 듀티비를 설정하지 않는다. 즉, 전체 계조 구간 중 상기 기설정된 기준 계조의 이전 계조 구간에 대해서만 듀티비가 설정되고, 나머지 계조 구간에서는 모두 최대 듀티비를 갖도록 설정된다. 따라서, 전체 계조 구간 중 상기 기설정된 기준 계조 이상에서, 상기 광원부(140)로부터 출사되는 백생광은 밝기 조절 없이 오직 최대 휘도로만 유지된다.
계속해서, 상기 광원 구동부(130)는 상기 디밍 신호 제어부(120)로부터 제공되는 제 1 및 제 2 디밍신호(DIM1, DIM2) 중에서 어느 하나의 디밍신호에 대응하는 구동전압(Vd)을 생성하여 출력한다. 상기 구동전압(Vd)은 레드 구동전압, 그린 구 동전압 및 블루 구동전압을 포함한다.
상기 광원부(140)는 상기 구동전압(Vd)에 응답하여 백색광을 생성하는 상기 복수의 광원을 포함한다. 상기 복수의 광원 각각은 레드, 블루 및 그린 발광다이오드(Light Emitting Device: 이하, 'LED'로 일컫는다)를 포함한다. 상기 레드, 그린 및 블루 발광다이오드들은 상기 레드 구동전압, 상기 그린 구동전압 및 상기 블루 구동전압을 각각 입력받고, 각자의 색광(레드광, 그린광 및 블루광)을 출사한다. 이 출사된 색광들은 각자의 광량에 따라 혼합되어 백색광을 출사한다. 여기서, 상기 복수의 광원은 복수의 그룹으로 구획되고, 각 블럭들에 구비된 광원들은 인접 블럭에 구비된 광원들과 독립적으로 구동한다.
상기 광원 보정부(150)는 상기 영상 분석부(110)로부터의 인에이블 신호(EN)에 응답하여 구동을 개시한다. 그리고, 상기 광원 보정부(150)는 상기 광원부(140)로 출사되는 백색광을 입력받아서 상기 백색광의 광특성을 보정하도록 상기 보정신호(CS)를 출력한다.
도 3은 도 1에 도시된 광원 보정부(150)의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 상기 광원보정부(150)는 광 감지부(152), 광검출부(154), 제 1 보정부(156) 및 제 2 보정부(158)를 포함한다. 상기 광 감지부(152)는 복수의 광원으로부터 출력되는 백색광의 광량을 감지하기 위한 적어도 하나의 광 센서를 포함한다.
상기 광 감지부(152)는 상기 감지된 백색광을 구성하는 레드광, 그린광 및 블루광을 전류값들(Ri, Gi, Bi)로 각각 변환하여 출력한다.
상기 광검출부(154)는 상기 전류값(Ri, Gi, Bi)을 각각 Rv, Gv, Bv 전압값으로 변환하여 출력한다. 이것은 전류값(Ri, Gi, Bi)보다 전압값(Rv, Gv, Bv)의 조절이 더 용이하기 때문이다. 이하, 상기 전압값(Rv, Gv, Bv)은 광 검출신호라 한다.
상기 제 1 보정부(156)는 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)를 입력받으며, 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)에 대응하는 휘도값과 기 저장된 목표 휘도값을 비교 연산하고, 이 비교연산 된 결과에 근거하여 제 1 보정 데이터(Rv1, Gv1, Bv1)를 출력한다.
상기 제 1 보정부(156)는 제 1 메모리부(156a)와 휘도 보정부(156b)를 포함한다. 상기 제 1 메모리부(156a)는 상기 목표 휘도값을 룩업테이블 형태로 저장한다. 상기 휘도 보정부(156b)는 상기 저장된 목표 휘도값과 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)에 대응하는 휘도값 간의 차이값을 비교 연산하고, 이 비교 연산 된 차이값에 근거하여 제 1 보정데이터(CS1: Rv2, Gv2, Bv2)를 출력한다. 출력된 제 1 보정데이터(CS1)는 상기 디밍신호 제어부(120)로 인가된다.
상기 제 2 보정부(158)는 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)를 입력받으며, 상기 광검출신호(Rv, Gv, Bv)에 대응하는 색온도값과 기저장된 목표 색온도값을 비교 연산하며, 이 비교연산 된 결과에 근거하여 제 2 보정 데이터(CS2: Rv2, Gv2, Bv2)를 출력한다.
구체적으로, 상기 제 2 보정부(158)는 제 2 메모리부(158a)와 색온도 보정부(158b)를 포함한다. 상기 제 2 메모리부(158a)는 상기 목표 색온도값을 룩업테이블 형태로 저장한다. 또한, 상기 제 2 메모리부(158a)는 상기 목표 색온도값을 CIE 좌표계에 대응하는 목표 X좌표값과 목표 Y좌표값을 룩업테이블 형태로 저장할 수도 있다.
상기 색온도 보정부(158b)는 상기 저장된 목표 색온도값을 독출하고, 독출된 목표 색온도값과 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)에 대응하는 색온도값 간의 차이값을 비교 연산하고, 이 비교 연산된 차이값에 근거하여 제 2 보정 데이터(CS2: Rv2, Gv2, Bv2)를 출력한다.
도 4는 도 3에 도시된 색온도 보정부(158b)의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 상기 색온도 보정부(158b)는 XYZ 변환부(158b1), 색도 계산부(158b2), 좌표 보정부(158b3) 및 색온도 변환부(158b4)를 포함한다.
상기 XYZ 변환부(158b1)는 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)를 입력받으며, 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)를 CIE좌표계의 XYZ값으로 변환한다.
상기 색도 계산부(158b2)는 상기 변환된 XYZ값을 상기 CIE좌표계의 백색 영역에 대응하는 색온도값에 분포에 따라서 원시 X좌표(X)를 산출하고, 상기 산출된 원시 X좌표(X)에 근거하여 원시 Y좌표(Y)를 산출한다.
상기 좌표 보정부(158b3)는 상기 제 2 메모리부(158a)에 저장된 목표 색온도값에 대응하는 CIE좌표계의 목표 X좌표(X')와 목표 Y좌표(Y')를 독출하여 상기 목표 X좌표(X') 및 상기 목표 Y좌표(Y')와 색도 계산부(158a-2)로부터 입력된 상기 원시 X좌표(X)와 상기 원시 Y좌표(Y)를 각각 비교연산한다. 비교연산 결과에 따라 상기 좌표 보정부(158a-3)는 보정 X좌표(X")와 보정 Y좌표(Y")를 출력한다.
구체적으로, 상기 좌표 보정부(158b3)는 원시 X좌표(X)와 목표 X좌표(X') 간 의 X좌표 차이값 및 원시 Y좌표(Y)와 목표 Y좌표(Y') 간의 Y좌표 차이값을 각각 연산하고, X좌표 차이값과 Y좌표 차이값에 근거하여 보정 X좌표(X")와 보정 Y좌표(Y")를 각각 출력한다.
상기 색온도 변환부(158b4)는 상기 보정 X좌표(X")와 보정 Y좌표(Y")에 근거하여 상기 광 검출신호(Rv, Gv, Bv)에 대응하는 보정된 색온도값을 산출하고, 상기 산출된 보정된 색온도값에 대응하는 제 2 보정데이터(CS2: Rv2, Gv2, Bv2)를 출력한다. 상기 출력된 제 2 보정 데이터(CS2)는 디밍신호 제어부(120)로 인가된다.
상기 디밍신호 제어부(120)는 휘도검출부(110)로부터의 휘도 데이터(LS)를 입력받아 상기 광원보정부(150)로부터의 보정신호(CS)에 근거하여 상기 제 1 디밍신호(DIM1) 및 상기 제 1 디밍 신호(DIM1)를 보정한 제 2 디밍신호(DIM2)를 생성하여 출력한다. 상기 디밍신호 제어부(120)는 상기 제 1 및 제 2 보정 데이터(CS1, CS2)를 저장할 수 있는 메모리를 더 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 보정 데이터(CS1, CS2)를 디밍 신호의 제어에 필요한 기준데이터로서 상기 메모리에 저장된다.
도 5는 도 1에 도시된 광 발생장치(100)를 채용한 표시장치의 블록도이다. 여기서, 도 5에 도시된 구성요소 중 도 1에 도시된 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고 그에 대한 구체적인 설명은 간략히 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 표시장치(1000)는 디스플레이 유닛(200) 및 광 발생장치(100)를 포함한다.
상기 디스플레이 유닛(200)은 액정표시패널(210), 계조전압 발생부(220), 데 이터 구동부(230), 게이트 구동부(240) 및 신호 제어부(250)를 포함한다.
상기 액정표시패널(210)은 신호 제어부(250)로부터 제공된 제 1 데이터 신호(R,G,B)에 상응하는 제 2 데이터 신호(D1, ..., Dm)에 응답하여 영상을 표시한다.
상기 액정표시패널(210)은 제 1 내지 제 n 게이트 라인(GL1, ..., GLn) 및 상기 제 1 내지 제 n 게이트 라인(GL1, ..., GLn)에 교차하는 제 1 내지 제 m 데이터 라인(DL1, ..., DLm)을 포함한다. 상기 액정표시패널 상에는 상기 제 1 내지 제 n 게이트 라인(GL1, ..., GLn) 및 제 1 내지 제 m 데이터 라인(DL1, ..., DLm) 중 인접하는 2개의 게이트 라인과 인접하는 2개의 데이터 라인에 의해 화소영역(PA)이 정의된다.
상기 화소영역(PA)에는 제 1 내지 제 n 게이트 라인(GL1, ..., GLn)과 제 1 내지 제 m 데이터 라인(DL1, ..., DLm)에 연결된 박막 트랜지스터(216) 및 액정 커패시터(218)가 형성된다.
상기 계조전압 발생부(220)는 외부로부터 입력되는 영상신호에 상응하는 복수의 계조 전압을 생성하고, 상기 계조전압을 데이터 구동부(230)로 제공한다.
상기 데이터 구동부(230)는 계조전압 발생부(220)로부터 입력되는 복수의 계조 전압 중 저장된 상기 제 1 데이터 신호(R,G,B)에 상응하는 계조 전압 즉, 아날로그 전압값인 제 2 데이터 신호(D1,...,Dm)를 생성한다. 이어서, 상기 데이터 구동부(230)는 제1 타이밍 신호(T1)에 응답하여 상기 제 2 데이터 신호(D1,...,Dm)를 상기 제 1 내지 제 m 데이터 라인(DL1, ..., DLm)으로 출력한다.
상기 게이트 구동부(240)는 제 2 타이밍 신호(T2)에 응답하여 게이트 구동신호(G1,...,Gn)를 상기 제 1 내지 제 n 게이트 라인(GL1, ..., GLn)에 순차적으로 출력한다. 상기 액정표시패널(210)의 각 화소영역(PA)에는 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(216)가 구비된다. 상기 박막 트랜지스터(216)는 상기 게이트 구동신호(G1,...,Gn)에 의해 턴 온 또는 턴 오프 동작된다. 상기 박막 트랜지스터(216)의 스위칭 동작에 의해 상기 제 2 데이터 신호(D1,...,Dm)가 해당하는 액정 캐패시터(218)로 전달된다.
상기 신호 제어부(250)는 외부로부터 제공되는 디지털 신호 형태의 상기 영상신호(DS)에 응답하여 제 1 데이터 신호(R,G,B), 제 1 타이밍 신호(T1) 및 제 2 타이밍 신호(T2)를 생성한다. 상기 제 1 데이터 신호(R,G,B)는 디지털 신호 형태의 R,G,B 신호이다. 또한, 상기 신호 제어부(250)는 프레임 메모리를 구비하며, 상기 생성된 제 1 데이터 신호(R,G,B)를 한 프레임 단위로 상기 프레임 메모리에 저장된다. 이 저장된 제 1 데이터 신호(R,G,B)는 휘도 검출부(110)로 입력된다.
상기 제 1 타이밍 신호(T1)는 제 2 데이터 신호(D1, ..., Dm)를 액정표시패널(210)에 인가할 것을 명령하는 출력지시신호(TP) 및 제 2 데이터 신호(D1, ..., Dm)에 상응하는 데이터 전압의 극성을 반전시키는 라인 반전신호(RVS) 등을 포함한다.
상기 제 2 타이밍 신호(T2)는 제 1 내지 제 n 게이트 라인(GL1, ..., GLn)에 인가되는 게이트 구동신호(G1, ..., Gn)의 주기 설정을 위한 게이트 클럭신호(Gate clock), 게이트 구동신호(G1, ..., Gn)의 시작을 명령하는 수직동기 시작신 호(STV), 게이트 구동부(240)의 출력을 인에이블(Enable)시키는 출력 인에이블 신호(OE; Out Enable) 등을 포함한다.
한편, 도 5에서는 상기 휘도 검출부(110)가 프레임 메모리(105)를 통하여 상기 영상 데이터(DS)를 직접 제공받는 것으로 설명하고 있으나, 신호 제어부(250)를 통해 영상 데이터(DS)를 제공받을 수도 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 프레임 메모리(105)는 신호 제어부(250)에 자체적으로 구비된 프레임 메모리로 대체될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 휘도 검출부(110)가 상기 신호 제어부(250)로부터 분리되어 설계된 것을 예로 들었으나, 상기 신호 제어부(250)의 내부에 구비되어 설계될 수도 있다.
도 6은 도 1 및 도 5에 도시된 광 발생장치(100)의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 외부로부터 복수의 영상 데이터가 수신된다.(S610).
상기 수신된 복수의 영상 데이터로부터 복수의 휘도 데이터가 추출되고, 상기 수신된 복수의 영상 데이터의 영상 패턴을 분석하기 위해 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 계조가 추출된다(S620).
이후, 상기 추출된 복수의 계조와 기 설정된 기준 계조를 비교하여 상기 복수의 영상 데이터의 영상 패턴이 분석된다. 구체적으로, 상기 추출된 모든 복수의 계조가 상기 기준 계조보다 크면, 상기 영상 패턴은 풀 화이트 패턴으로 판별된다(S630). 반면, 상기 추출된 복수의 계조 중 적어도 하나가 상기 기준 계조보다 작으면, 상기 수신된 영상 패턴은 풀 화이트 패턴이 아니다.
이후, 상기 수신된 영상 패턴이 풀 화이트 패턴이 아닌 경우, 상기 추출된 휘도 데이터에 대응하는 제 1 디밍 신호(DIM1)를 출력하고(S640), 상기 수신된 영상 패턴이 풀 화이트 패턴인 경우, 상기 추출된 휘도 데이터에 대응하는 제 1 디밍 신호를 보정하여 제 2 디밍 신호(DIM2)로 출력한다(S650).
상기 출력된 제 1 및 제 2 디밍 신호 중 어느 하나의 디밍 신호에 대응하는 구동전압을 생성한다(S660). 상기 생성된 구동전압에 대응하는 백색광이 생성된다(S670).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 발생장치, 이를 갖는 표시장치 및 그 제어방법에 의하면, 상기 광 발생장치는 상기 휘도 검출부를 통해 기준계조 이상의 영상 데이터가 입력될 때마다 백색광의 균일도를 보상하는 보정 동작을 수행한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광 발생장치는 실시간으로 백색광의 균일도를 보상하여 보다 향상된 백색광 균일도를 제공한다.
또한, 상기 광 발생장치를 채용한 본 발명의 표시장치는 향상된 표시품질을 제공한다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이 다.

Claims (19)

  1. 외부로부터 복수의 영상 데이터를 입력받고, 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 휘도 데이터를 검출하여 출력하고, 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 계조와 기준 계조를 비교하고, 상기 비교 결과에 근거하여 인에이블 신호를 출력하는 휘도 검출부;
    보정신호 및 상기 복수의 휘도 데이터를 입력받고, 상기 휘도 데이터에 대응하는 제 1 디밍신호 및 상기 보정신호에 근거하여 상기 제 1 디밍신호를 보정한 제 2 디밍신호를 출력하는 디밍신호 제어부;
    상기 디밍신호 제어부로부터의 제 1 및 제 2 디밍 신호 중에서 어느 하나의 디밍신호에 응답하여 구동신호를 출력하는 광원 구동부;
    상기 구동신호에 응답하여 백색광을 생성하는 복수의 광원을 포함하는 광원부; 및
    상기 인에이블 신호에 응답하여 구동을 시작하며, 상기 광원으로부터 출사되는 백색광을 입력받아 상기 백색광의 광특성을 보정하도록 상기 보정신호를 출력하는 광원보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 프레임에 대응하는 영상 데이터를 저장하고, 상기 저장된 영상 데이터를 상기 휘도 검출부로 제공하는 프레임 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 백색광의 광특성은 휘도값인 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 백색광의 광특성은 색좌표 내지 색온도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 계조는 전체 계조 구간의 1/2에 해당하는 계조인 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 영상 데이터들이 모두 상기 기준 계조 이상이면, 상기 디밍신호 제어부는 기 설정된 최대 듀티비를 갖는 디밍신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 검출부는,
    상기 복수의 영상데이터를 입력받고, 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 계조가 기준 계조보다 모두 높을때 상기 인에이블 신호를 생성하여 출력하는 영상 분석부; 및
    상기 복수의 영상 데이터 각각으로부터 복수의 휘도 데이터를 추출하는 휘도 데이터 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 광원 각각은 레드, 그린 및 블루 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 신호는 제 1 및 2 보정 데이터를 포함하며,
    상기 광원 보정부는,
    상기 백색광의 광량을 감지하는 광 감지부;
    상기 감지된 광량에 상응하는 광 검출신호를 출력하는 광 검출부;
    상기 광 검출신호를 입력받아 상기 광 검출신호의 휘도값과 기 저장된 목표 휘도값을 비교연산하고, 상기 비교연산된 결과에 근거하여 상기 제 1 보정 데이터를 출력하는 제 1 보정부; 및
    상기 광 검출신호를 입력받아 상기 광 검출신호의 색온도값과 기 저정된 목표 색온도값을 비교연산하고, 상기 비교연산 된 결과에 근거하여 상기 제 2 보정신호를 출력하는 제 2 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 보정부는,
    상기 목표 휘도값을 저장한 제 1 메모리부; 및
    상기 저장된 목표 휘도값을 독출하고, 상기 독출된 목표 휘도값과 상기 광 검출신호의 휘도값 간의 차이값을 연산하고, 상기 차이값에 근거하여 상기 광 검출신호의 휘도값을 보정한 상기 제 1 보정 데이터를 출력하는 휘도 보정부를 포함하며,
    상기 제 2 보정부는,
    상기 목표 색좌표값을 저장한 제 2 메모리부; 및
    상기 저장된 목표 색좌표값을 독출하여 상기 독출된 목표 색좌표값과 상기 광 검출신호에 대응하는 색좌표값 간의 차이값을 연산하고, 상기 차이값에 근거하여 상기 광 검출신호의 색온도값을 보정한 상기 제 2 보정 데이터를 출력하는 색온도 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 색온도 보정부는,
    상기 광 검출신호를 입력받으며, 상기 입력된 광 검출신호를 CIE 좌표계의 XYZ값으로 변환하는 XYZ변환부;
    상기 CIE 좌표계의 색온도값 분포에 근거하여 상기 광 검출신호의 원시 X좌표를 산출하고, 상기 산출된 원시 X좌표에 근거하여 원시 Y좌표를 산출하는 색도 계산부;
    상기 제 2 메모리부에 저장된 목표 색온도값을 독출하여 상기 독출된 목표 색온도값에 대응하는 목표 X좌표와 목표 Y좌표를 산출하고, 상기 목표 X좌표와 상기 원시 X좌표 간의 X좌표차이값 및 상기 목표 Y좌표와 상기 원시 Y좌표 간의 Y좌표차이값을 연산하고, 상기 X좌표차이값과 상기 Y좌표차이값에 근거하여 상기 원시 X좌표와 상기 원시 Y좌표를 각각 보정한 보정 X좌표와 보정 Y좌표를 출력하는 좌표 보정부; 및
    상기 보정 X좌표와 보정 Y좌표에 근거하여 상기 광 검출신호의 색온도값을 보정하고, 상기 보정된 색온도값에 대응하는 상기 제 2 보정 데이터를 출력하는 색온도 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생장치.
  12. 백색광을 이용하여 외부의 영상 신호원에서 제공되는 영상신호에 대응하는 영상을 표시하는 디스플레이 유닛; 및
    상기 디스플레이 유닛 하부에 형성되어 상기 백색광을 생성하는 광 발생장치를 포함하며,
    상기 광 발생장치는,
    복수의 영상 데이터를 입력받고, 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 휘도 데이터를 검출하여 출력하고, 상기 복수의 영상 데이터에 대응하는 복수의 계조와 기준 계조를 비교하고, 상기 비교 결과에 근거하여 인에이블 신호를 출력하는 휘도 검출부;
    보정신호 및 상기 휘도 데이터를 입력받고, 상기 휘도 데이터에 대응하는 제 1 디밍신호 및 상기 보정신호에 근거하여 상기 제 1 디밍신호를 보정한 제 2 디밍신호를 출력하는 디밍신호 제어부;
    상기 디밍신호 제어부로부터의 제 1 및 제 2 디밍 신호 중에서 어느 하나의 디밍신호에 응답하여 구동신호를 출력하는 광원 구동부;
    상기 구동신호에 응답하여 백색광을 생성하는 복수의 광원을 포함하는 광원부; 및
    상기 인에이블 신호에 응답하여 구동을 시작하며, 상기 광원으로부터 출사되는 백색광을 입력받아 상기 백색광의 광특성을 보정하도록 상기 보정신호를 출력하는 광원보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 광원 각각은 레드 발광다이오드, 그린 발광다이오드 및 블루 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 휘도 검출부는,
    상기 복수의 영상데이터를 입력받고, 상기 복수의 영상데이터에 대응하는 복수의 계조가 상기 기준계조보다 모두 클때 상기 인에이블 신호를 생성하여 출력하는 인에이블 신호 생성부; 및
    상기 영상 데이터로부터 휘도 데이터를 추출하는 휘도 데이터 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 백색광의 광특성은 휘도값인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 백색광의 광특성은 색좌표 내지 색온도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 계조는 전체 계조 구간의 1/2에 해당하는 계조인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 영상 데이터들이 모두 상기 기준 계조 이상이면, 상기 디밍신호 제어부는 기 설정된 최대 듀티비를 갖는 디밍신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 구동신호에 응답하여 백색광을 생성하는 복수의 광원유닛을 포함하는 광 발생장치의 구동방법에 있어서,
    외부로부터 영상데이터를 수신하는 단계;
    상기 영상 데이터로부터 휘도 데이터를 추출하고, 상기 영상 데이터의 계조와 기준 계조를 비교하는 단계;
    상기 휘도 데이터에 대응하는 제 1 디밍 신호 및 상기 비교결과에 근거하여 상기 제 1 디밍 신호를 보정한 제 2 디밍 신호 중 어느 하나의 디밍 신호를 출력하는 단계;
    상기 출력된 어느 하나의 디밍 신호에 대응하는 상기 구동신호를 생성하는 단계; 및
    상기 구동신호에 응답하여 상기 광원유닛으로부터의 백색광을 출사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광발생장치의 구동방법.
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