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KR20090002730A - 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의구동방법 - Google Patents

백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 백 라이트로부터 발생된 광에 대한 영역별 색감(色感) 차이를 보상하여 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 외부로부터의 디밍 제어신호에 외부로부터의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 보상하여 PWM 신호를 생성하는 인버터 제어부; 상기 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호를 생성하는 인버터; 및 복수의 광원을 구비하여 상기 교류 구동신호에 따라 광을 발생함과 아울러 상기 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하여 상기 인버터 제어부에 공급하는 백 라이트를 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure P1020070066920
백 라이트 유닛, LED 모듈, R,G,B_LED, 포토센서 모듈, 포토센서,

Description

백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법{BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 백 라이트로부터 발생된 광에 대한 영역별 색감(色感) 차이를 보상하여 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display)와 같은 여러가지 평판 표시장치가 활용되고 있다.
이 중, 액정 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정셀을 구비한 액정패널에 의해 백 라이트 유닛(Back Light Unit)으로부터 공급된 광의 투과량이 조절되어 원하는 화상을 표시하게 된다. 구체적으로, 액정 표시장치는 데이터 신호에 따라 액정층에 전계를 형성하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
백 라이트 유닛은 광을 발생하기 위한 복수의 광원을 구비한 백 라이트, 백 라이트에 구비된 각 광원을 구동하기 위한 인버터 및 인버터 구동회로를 구비한다. 이러한, 백 라이트는 각 광원들의 위치에 따라 에지형 및 직하형 백 라이트로 구분될 수 있다.
하지만, 종래의 에지형 및 직하형 백 라이트는 복수의 광원을 바텀 케이스(Bottom case)에 수납하여 구동하게 되는데 이때, 각 광원들의 배열방향 및 각 광원들과 바텀 케이스 간의 거리차 등에 따라 광이 발생된 영역별로 휘도 및 색도가 달라지는 문제점이 있다. 특히, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)를 광원으로 이용하는 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED가 순차적으로 배열되기 때문에 백 라이트의 외곽영역과 중심영역의 색도 및 휘도가 차이를 보이게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 백 라이트로부터 발생된 광에 대한 영역별 색감(色感) 차이를 보상하여 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 외부로부터의 디밍 제어신호에 외부로부터의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 보상하여 PWM 신호를 생성하는 인버터 제어부; 상기 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호를 생성하는 인버터; 및 복수의 광원을 구비하여 상기 교류 구동신호에 따라 광을 발생함과 아울러 상기 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하여 상기 인버터 제어부에 공급하는 백 라이트를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛의 구동방법은 외부로부터의 디밍 제어신호에 외부로부터의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 보상하여 PWM 신호를 생성하는 단계; 상기 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호를 생성하는 단계; 및 상기 교류 구동신호에 따라 광을 발생함과 아울러 상기 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하여 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 복수의 화소를 구비하여 형성된 액정패널; 상기 복수의 화소를 구동하는 게이트 및 데이터 구동부; 외부로부터 입력된 영상 데이터를 상기 게이트 및 데이터 구동부에 공급함과 아울러 상기 게이트 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 액정패널에 광을 조사하기 위해 상기에서 상술한 특징을 갖는 백 라이트 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 복수의 화소를 구비한 액정패널 및 상기 액정패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서, 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 단계; 및 상기 액정패널에 광을 조사하기 위해 상기에서 상술한 백 라이트 유닛의 구동방법을 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백 라이트 유닛은 백 라이트로부터 발생된 광에 대한 영역별 색감 차이를 보상함으로써, 백 라이트로부터 휘도 및 색도 중 적어도 하나가 동일한 광이 발생 되도록 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 백 라이트 유닛을 이용한 액정 표시장치는 백 라이트로부터 휘도 및 색도 중 적어도 하나가 동일한 광을 공급받아서 영상을 표시하기 때문에 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 및 그의 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치를 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 백 라이트 유닛(10)은 외부로부터 입력된 디밍 값(Dimming Value) 제어신호 즉, 디밍 제어신호(Dim)에 외부로부터 입력된 색도 및 휘도 값을 보상하여 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation)신호를 생성하는 인버터 제어부(14), 인버터 제어부(14)로부터의 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호(ADS)를 생성하는 인버터(16), 및 복수의 광원을 구비하여 교류 구동신호(ADS)에 따라 광을 발생하는 백 라이트(12)를 구비한다.
또한, 본 발명의 백 라이트 유닛(10)은 포토센서(24) 및 검출부(26)를 구비하여 백 라이트(12)로부터 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 복수의 영역별로 검출하고, 검출된 각 영역별 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 인버터 제어부(14)에 공급하는 광 검출기(22)를 더 구비한다. 여기서, 광 검출기(22)는 일반적인 색도계 및 휘도계가 될 수 있으며 이러한, 광 검출기(22)는 인버터 제어부(14)에 접속되도록 백 라이트 유닛(10)의 외부에 부착된다. 그리고, 광 검출기(22)는 백 라이트(12)로부터 발생된 광의 색도 및 휘도 값 검출이 완료되면 인버터 제어부(12)에서 탈착될 수 있다.
도 2에 도시된 백 라이트 유닛(10a)은 직하형 LED 백라이트(12a) 상에 액정 패널(2)이 구비되지 않은 상태로 직하형 LED 백라이트(12a)의 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하는 단계를 나타낸다. 이때, 인버터 제어부(14)는 광 검출기(26)로부터 입력된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값에 따라 복수의 인버터(16) 및 이에 대응하는 LED 구동부(미도시)를 구동하기 위한 복수의 PWM 신호를 가변하여 생성할 수 있다. 이러한, 백 라이트 유닛(10)에 대한 동작 및 PWM 신호 생성방법은 추후 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 액정 표시장치는 복수의 화소를 구비하여 형성된 액정패널(2), 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(4), 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(6), 외부로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급함과 아울러 데이터 드라이버(4)와 게이트 드라이버(6)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8), 및 상기에서 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(10)을 구비한다.
액정패널(2)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 화소영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor), 및 TFT와 접속된 액정 캐패시터(Clc)를 구비한다. 액정 캐패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소전극과, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터 신호를 화소전극에 공급한다. 액정 캐패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 데이터 신호와 공통전극 에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고 액정 캐패시터(Clc)에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 따라 디지털 영상 데이터(Data)를 아날로그 영상신호로 변환하고, 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 아날로그 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(4)는 아날로그 영상신호의 계조값에 따라 소정 레벨을 가지는 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급한다.
게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 스캔펄스 예를 들어, 게이트 하이펄스를 순차적으로 발생하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로 순차 공급한다.
타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터의 영상 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 또한, 외부로부터의 동기신호들(DCLK,DE,Hsync,Vsync)을 이용하여 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(4)와 게이트 드라이버(6)를 제어한다. 여기 서, 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터의 동기신호들(DCLK,DE,Hsync,Vsync)과 영상 데이터(RGB) 등을 이용하여 디밍 제어신호(Dim)를 생성하고 이를 백 라이트 유닛(10)에 공급하기도 한다.
백 라이트(12a)는 광을 발생하는 복수의 광원을 구비한다. 여기서, 광원으로는 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp), 냉음극관(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp), 열음극 형광램프(HCFL; Hot Cathode Fluorescent Lamp), 및 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 등의 램프가 사용될 수 있다. 이러한, 램프들은 인버터(16)로부터의 교류전압 즉, 교류 구동신호(ADS)에 의해 구동되어 광을 발생할 수 있다. 이하에서는, 도 2에 도시된 복수의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED(이하, R_LED,G_LED,B_LED)를 광원으로 이용한 직하형 LED 백 라이트(12a)를 설명하기로 한다.
인버터 제어부(14)는 외부 시스템 또는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 공급되는 디밍 제어신호(Dim)에 광 검출기(22)로부터 입력된 색도 및 휘도 값을 보상하여 복수의 인버터(16) 및 이에 대응하는 LED 구동부(미도시)를 구동하기 위한 복수의 PWM 신호를 생성한다. 이를 위해, 인버터 제어부(14)는 광 검출기(22)로부터 입력되는 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값에 따라 PWM 신호의 듀티 비(Duty ratio) 즉, 한 주기에서의 하이신호 비율을 가변하여 PWM 신호를 생성하는 인버터 제어 IC(18), 및 인버터 제어 IC(18)로부터 가변된 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 저장하거나 또는 미리 저장된 PWM 신호의 듀티비를 인버터 제어 IC(18)에 공급하는 메모리(20)를 구비한다.
도 2의 인버터 제어 IC(18)는 광 검출기(22)로부터 직하형 LED 백라이트(12a)의 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 순차적으로 반복해서 공급받는다. 그리고, 중심영역(CD)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 기준으로 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지도록 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절하고 설정한다. 이 후, 설정된 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 복수의 룩-업 테이블 등으로 이루어진 메모리(20)에 공급한다. 이러한, 인버터 제어 IC(18)로는 BD9766FV 또는 BD9897FV 등의 IC가 사용될 수도 있다.
구체적으로, 직하형 LED 백 라이트(12a)는 복수의 R_LED, G_LED, 및 B_LED가 순차 배열되기 때문에 일측의 외곽영역(SD1)에는 일렬로 배열된 적색(R)의 색감이 크게 나타나게 된다. 그리고, 타측의 외곽영역(SD2)에는 일렬로 배열된 청색(B)의 색감이 크게 나타나게 된다. 따라서, 인버터 제어 IC(18)는 광 검출기(22)로부터 순차적으로 반복 입력되는 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지도록 각 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절한다. 그리고, 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지는 시점의 각 듀티 비(Duty)를 메모리(20)에 전송하여 저장시킨다. 이 후, 광 검출기(22)가 탈착되고 백 라이트 유닛(10a)이 액정 표시장치에 구성되어 구동되는 경우, 인버터 제어 IC(18)는 메모리(20)에 저장된 듀티 비(Duty')에 따라 복수의 PWM 신호를 발생하여 각각의 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부에 공급하게 된다.
각 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부는 인버터 제어IC(18)로부터 입력되는 각각의 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호(ADS)를 생성하고, 이를 복수의 R_LED, G_LED, 및 B_LED를 구동하기 위한 각 LED 모듈(미도시)에 공급한다. 다시 말하여, 각 인버터(16)는 입력되는 각각의 PWM 신호에 대응하도록 각 LED 모듈에 공급되는 교류 구동신호(ADS)의 공급시간, 진폭, 또는 펄스 폭 등을 조절하여 출력한다. 이러한, 각 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부에는 적어도 하나의 LED 모듈이 접속될 수 있으며, 각 인버터(16)에 접속되는 LED 모듈의 수는 LED 모듈 근처의 전압강하 등을 고려하여 결정된다. 그리고, 각 LED 모듈에는 복수의 R_LED, G_LED, 및 B_LED가 직렬 또는 병렬 접속되어 구성된 LED 블록, 및 스위칭 회로 등이 각각 구비될 수 있다. 한편, 인버터(16)는 백 라이트(12a)로부터의 피드백 전압 또는 전류(FI)를 보상하여 교류 구동신호(ADS)를 발생하기도 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 다른 구성도이다.
도 3에 도시된 백 라이트 유닛(10b)은 에지형 LED 백라이트(12b) 상에 액정패널(2)이 구비되지 않은 상태로 에지형 LED 백라이트(12b)의 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하는 단계를 나타낸다. 이때, 인버터 제어부(14)는 광 검출기(22)로부터 입력된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값에 따라 복수의 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부를 구동하기 위한 복수의 PWM 신호를 가변하여 생성하게 된다.
도 3의 인버터 제어 IC(18)는 광 검출기(22)로부터 에지형 LED 백라이 트(12b)의 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 순차적으로 반복해서 공급받는다. 그리고, 중심영역(CD)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 기준으로 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지도록 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절하고 설정한다. 이 후, 설정된 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 복수의 룩-업 테이블 등으로 이루어진 메모리(20)에 공급한다.
구체적으로, 에지형 LED 백 라이트(12b)는 복수의 R_LED, G_LED, 및 B_LED가 백 라이트(12b)의 에지 부분에 순차 배열되기 때문에 일측의 외곽영역(SD1)에는 최외곽에 형성된 R_LED들로 인해 적색(R)의 색감이 크게 나타나게 된다. 그리고, 타측의 외곽영역(SD2)에는 최외곽에 형성된 B_LED들로 인해 청색(B)의 색감이 크게 나타나게 된다. 따라서, 인버터 제어 IC(18)는 광 검출기(22)로부터 순차적으로 반복 입력되는 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값중 적어도 하나의 값이 동일해지도록 각 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절한다. 그리고, 중심영역(CD)과 양쪽 외곽영역(SD1,SD2)의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지는 시점의 각 듀티 비(Duty)를 메모리(20)에 전송하여 저장시킨다. 이 후, 광 검출기(22)가 탈착되고 백 라이트 유닛(10b)이 액정 표시장치 등에 형성되어 구동되는 경우, 인버터 제어 IC(18)는 메모리(20)에 저장된 듀티 비(Duty')에 따라 복수의 PWM 신호를 발생하여 각각의 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부에 공급하게 된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 구성도이 다.
도 4에 도시된, 백 라이트 유닛(10c)은 타이밍 컨트롤러(8) 또는 외부 시스템으로부터 입력된 디밍 제어신호(Dim)에 백 라이트(12c)로부터 입력된 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값을 보상하여 PWM 신호를 생성하는 인버터 제어부(14), 인버터 제어부(14)로부터의 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호(ADS)를 생성하는 인버터(16), 및 복수의 광원을 구비하여 교류 구동신호(ADS)에 따라 광을 발생함과 아울러 발생된 광의 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값을 검출하여 인버터 제어부(14)에 공급하는 백 라이트(12)를 구비한다.
이러한, 백 라이트 유닛(10c)은 에지형 LED 백라이트(12c) 상에 액정패널(2)이 구비되거나 또는 구비되지 않은 상태로 에지형 LED 백라이트(12c)의 중심영역과 양쪽 외곽영역의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하는 단계를 나타낸다. 이때, 인버터 제어부(14)는 에지형 LED 백라이트(12c)로부터 입력된 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값에 따라 복수의 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부(미도시)를 구동하기 위한 복수의 PWM 신호를 가변하여 생성하게 된다.
에지형 LED 백라이트(12c)에는 적어도 하나의 LED 모듈(LED_Dm)과 마주하도록 적어도 하나의 센서 모듈(PS_Dm)이 더 구비된다. 구체적으로, 에지형 LED 백라이트(12c)에는 복수의 R_LED, G_LED, 및 B_LED가 배열된 LED 모듈(LED_Dm)과 대응하여 마주하는 위치에 복수의 포토센서(PS1 내지 PSn)가 구비된 센서모듈(PS_Dm)이 형성된다. 이러한, 센서모듈(PS_Dm)은 복수의 포토센서(PS1 내지 PSn)로부터 검출된 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값을 인버터 제어부(14)에 공급하게 된다.
도 4의 인버터 제어 IC(18)는 복수의 포토센서(PS1 내지 PSn)로부터 검출된 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값을 반복해서 공급받는다. 그리고, 중심영역에 위치한 포토센서들 예를 들어, 제 4 내지 제 n-3 포토센서(PS4 내지 제 PSn-3)로부터의 색도 또는 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 외곽영역에 위치한 제 1 내지 제 3 포토 센서(PS1 내지 PS3)와 제 n-2 내지 제 n 포토센서(PSn-2 내지 PSn)로부터의 색도 또는 휘도 값 중 적어도 하나의 값과 동일해지도록 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절하고 설정한다. 이 후, 설정된 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 복수의 룩-업 테이블 등으로 이루어진 메모리(20)에 공급함과 아울러 생성된 PWM 신호를 인버터(16)에 공급한다.
구체적으로, 도 4의 에지형 LED 백 라이트(12c)는 복수의 R_LED, G_LED, 및 B_LED가 백 라이트(12c)의 에지 부분에 순차 배열되기 때문에 일측의 외곽영역에는 일측 최외곽의 R_LED로 인해 적색(R)의 색감이 크게 나타나게 된다. 그리고, 타측의 외곽영역에는 타측 최외곽의 B_LED로 인해 청색(B)의 색감이 크게 나타나게 된다. 따라서, 인버터 제어 IC(18)는 복수의 포토센서(PS1 내지 PSn)로부터 반복 검출되는 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 입력받아서 복수의 포토센서(PS1 내지 PSn)로부터 입력되는 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 모두 동일해지도록 각 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절한다.
예를 들어, 인버터 제어 IC(18)는 제 4 내지 제 n-3 포토센서(PS4 내지 제 PSn-3)로부터 검출된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값에 대한 평균값이 외곽 영역에 위치한 제 1 내지 제 3 포토 센서(PS1 내지 PS3)와 제 n-2 내지 제 n 포토 센서(PSn-2 내지 PSn)로부터 검출된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값에 대한 평균값과 동일해지도록 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절하고 설정할 수 있다. 또한, 인버터 제어 IC(18)는 제 2 내지 제 n-1 포토 센서(PS2 내지 제 PSn-2)로부터 검출된 휘도의 평균값이 최외곽 영역에 각각 위치한 제 1 포토 센서(PS1)와 제 n 포토 센서(PSn)에서 검출된 휘도 값과 동일해지도록 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절하고 설정할 수도 있다.
각 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부는 인버터 제어 IC(18)로부터 입력되는 각각의 PWM 신호에 대응하도록 교류 구동신호(ADS)를 생성하고, LED 모듈(LED_Dm)에 생성된 교류 구동신호(ADS)를 공급하여 각 R_LED, G_LED, 및 B_LED를 구동한다. 다시 말하여, 각 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부는 입력되는 각각의 PWM 신호에 대응하도록 각 LED 모듈(LED_Dm)에 공급되는 교류 구동신호(ADS)의 공급시간, 진폭 또는 펄스 폭 등을 조절하여 출력한다. 또한, 인버터(16)는 백 라이트(12c)로부터의 피드백 전압 또는 전류(FI)를 보상하여 교류 구동신호(ADS)를 발생하기도 한다.
도 5는 도 4에 도시된 백 라이트 유닛의 구동방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
도 5을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(10c)의 구동방법을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 인버터 제어 IC(18)는 외부 시스템 또는 타이밍 컨트롤 러(8)로부터의 디밍 제어신호(Dim)에 따라 PWM 신호를 생성하여 인버터(16)에 공급한다. 그러면, 각 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부는 PWM 신호에 대응하도록 교류 구동신호(ADS)를 발생하여 백 라이트(12c)의 LED 모듈(LED_Dm)에 공급함으로써 복수의 R_LED, G_LED, 및 B_LED를 구동하게 된다.(ST1)
이 후, 각각의 R,G,B_LED가 구동되면 복수의 포토센서(PS1 내지 PSn)가 구비된 센서 모듈(PS_Dm)은 각각의 포토 센서(PS1 내지 PSn)로부터 검출된 색도(UV) 및 휘도(Y) 값을 인버터 제어 IC(18)에 반복적으로 공급한다.(ST2)
인버터 제어 IC(18)는 센서 모듈(PS_Dm)을 통해 각 포토 센서(PS1 내지 PSn)로부터 검출된 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값을 입력받아서 각 포토 센서(PS1 내지 PSn)로부터 입력되는 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값이 동일한지 여부를 판단한다.(ST3)
구체적으로, 인버터 제어 IC(18)는 각 포토 센서(PS1 내지 PSn)로부터 입력되는 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값이 동일하지 않을 경우, 각 포토센서(PS1 내지 PSn)로부터 입력되는 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값이 모두 동일해지도록 각 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절하게 된다.(ST4)
한편, 이와 같은 인버터 제어 IC(18)는 제 2 내지 제 n-1 포토센서(PS2 내지 제 PSn-2)로부터 검출된 휘도의 평균값이 최외곽 영역에 각각 위치한 제 1 포토센서(PS1)와 제 n 포토센서(PSn)에서 검출된 휘도 값과 동일해지도록 PWM 신호의 듀티 비(Duty)를 반복적으로 조절할 수도 있다.
이와 같이, 인버터 제어 IC(18)는 각 포토센서(PS1 내지 PSn)로부터 입력되는 색도(UV) 및 휘도(Y) 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지면 이때의 PWM 신호 듀티 비(Duty)를 메모리(20)에 공급하여 저장한다.(ST4)
이후, 각각의 인버터(16) 및 그에 대응하는 LED 구동부는 메모리(20)에 저장된 듀티비(Duty)에 따라 인버터 제어 IC(18)로부터 생성된 PWM 신호에 대응하도록 교류 구동신호(ADS)를 생성하고, LED 모듈(LED_Dm)에 생성된 교류 구동신호(ADS)를 공급하여 각 R_LED, G_LED, 및 B_LED를 구동하게 된다.
이상 상술한 바와 같은, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 백 라이트 유닛(10)은 백 라이트(12)로부터 발생된 광에 대한 영역별 색감 차이를 보상하여 각 영역에서 발생된 광의 휘도 및 색도 중 적어도 하나를 동일하게 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 백 라이트 유닛(10)을 이용한 액정 표시장치는 백 라이트(12)로부터 휘도 및 색도 중 적어도 하나가 동일한 광을 공급받아서 영상을 표시하기 때문에 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 다른 구성도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 백 라이트 유닛의 구동방법을 설명하기 위한 순서도.
＊도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명＊
2 : 액정패널 4 : 데이터 드라이버
6 : 게이트 드라이버 8 : 타이밍 컨트롤러
10 : 백 라이트 유닛 12 : 백 라이트
14 : 인버터 제어부 16 : 인버터
18 : 인버터 제어 IC 20 : 메모리
22 : 광 검출기 24 : 포토 센서
26 : 검출부 PWM 신호 : 펄스 폭 변조신호
ADS : 교류 구동신호 PS_Dm : 포토센서 모듈
PS1 내지 PSn : 제 1 내지 제 n 포토센서
R,G,B_LED : 적색, 녹색, 및 청색 발광 소자

Claims (10)

  1. 외부로부터의 디밍 제어신호에 외부로부터의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 보상하여 PWM 신호를 생성하는 인버터 제어부;
    상기 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호를 생성하는 인버터; 및
    복수의 광원을 구비하여 상기 교류 구동신호에 따라 광을 발생함과 아울러 상기 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하여 상기 인버터 제어부에 공급하는 백 라이트를 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 라이트는
    복수의 R,G,B_LED가 순차적으로 배열된 적어도 하나의 LED 모듈, 및
    복수의 포토센서가 상기 각 R,G,B_LED에 대응하여 마주하게 형성되어 상기 복수의 포토센서 각각으로부터 검출된 상기 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 상기 인버터 제어부에 공급하는 적어도 하나의 센서 모듈을 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는
    상기 백 라이트의 중심영역에 형성된 포토센서들로 검출된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 기준으로 상기 백 라이트의 외곽영역에 형성된 포토센서들로 검출된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지도록 상기 PWM 신호의 듀티 비를 반복적으로 조절하고 설정하는 인버터 제어 IC, 및
    상기 설정된 PWM 신호의 듀티 비를 저장함과 아울러 상기 인버터 제어 IC에 상기 설정된 PWM 신호의 듀티 비를 공급하는 메모리를 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 라이트로부터 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 상기 백 라이트의 중심영역 및 양쪽 외곽영역 순으로 각각 검출하고, 상기 검출된 각각의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값들을 순차적으로 상기 인버터 제어부에 공급하는 광 검출기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는
    상기 각 영역에서 검출된 각각의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값들이 모두 동일해지도록 상기 PWM 신호의 듀티 비를 반복적으로 조절하고 설정하는 인버터 제어 IC, 및
    상기 설정된 PWM 신호의 듀티 비를 저장함과 아울러 상기 인버터 제어 IC에 상기 설정된 PWM 신호의 듀티 비를 공급하는 메모리를 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  6. 복수의 화소를 구비하여 형성된 액정패널;
    상기 복수의 화소를 구동하는 게이트 및 데이터 구동부;
    외부로부터 입력된 영상 데이터를 상기 게이트 및 데이터 구동부에 공급함과 아울러 상기 게이트 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 액정패널에 광을 조사하기 위해 상기 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 백 라이트 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  7. 외부로부터의 디밍 제어신호에 외부로부터의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 보상하여 PWM 신호를 생성하는 단계;
    상기 PWM 신호에 응답하여 교류 구동신호를 생성하는 단계; 및
    상기 교류 구동신호에 따라 광을 발생함과 아울러 상기 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 검출하여 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 PWM 신호 생성단계는
    백 라이트에 형성된 복수의 포토센서를 통해 상기 백 라이트로부터 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 복수의 영역별로 검출하는 단계; 및
    상기 복수의 영역 중 중심영역에서 검출된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 기준으로 외곽영역에서 검출된 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값이 동일해지도록 상기 PWM 신호의 듀티 비를 반복적으로 조절하고 설정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛의 구동방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 PWM 신호 생성단계는
    광 검출기를 이용하여 백 라이트로부터 발생된 광의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값을 상기 백 라이트의 중심영역 및 양쪽 외곽영역 순으로 각각 반복해서 검출하는 단계, 및
    상기 각 영역에서 검출된 각각의 색도 및 휘도 값 중 적어도 하나의 값들이 모두 동일해지도록 상기 PWM 신호의 듀티 비를 반복적으로 조절하고 설정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛의 구동방법.
  10. 복수의 화소를 구비한 액정패널 및 상기 액정패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서,
    광의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 단계; 및
    상기 액정패널에 광을 조사하기 위해 상기 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 구동방법을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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