KR20090041029A - 백라이트 유닛 및 그 구동 방법 - Google Patents

백라이트 유닛 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

백라이트 유닛 및 그 구동 방법이 개시된다.
백라이트 유닛은, 다수의 블록으로 정의되고, 각 블록에 다수의 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들이 배치된 LED 어레이와, LED 어레이의 각 블록 및 각 블록에 포함된 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들을 개별적으로 구동하기 위해 색온도 및 주변 온도를 반영한 다수의 구동 전압들을 생성하는 LED 드라이버와, LED 드라이버를 제어하기 위해 색온도 및 주변 온도를 반영한 다수의 제어 신호들을 생성하고, 색온도의 반영 여부를 선택적으로 제어하는 LED 제어부를 포함한다.
따라서, 본 발명은 화이트 밸런스를 일정하게 유지하면서 화질을 향상시킬 수 있다.
액정표시장치, 백라이트 유닛, 화이트 밸런스, 색 온도, 분할 구동

Description

백라이트 유닛 및 그 구동 방법{Backlight unit and driving method thereof}
본 발명은 화질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회의 발달로 인해, 정보를 표시할 수 있는 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 표시 장치는 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기전계발광 표시장치(organic electro-luminescence display device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel) 및 전계 방출 표시장치(field emission display device)를 포함한다.
이 중에서, 액정표시장치는 경박 단소, 저 소비 전력 및 풀 컬러 동영상 구현과 같은 장점이 있어, 모바일 폰, 네비게이션, 모니터, 텔레비전에 널리 적용되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 자체적으로 빛을 발하지 못하는 수광형 표시 장치이기 때문에, 화상을 표시하는 액정패널의 배면에 설치되어 화면 전체의 밝기를 균일하게 유지하는 백라이트 유닛을 사용하고 있다.
백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극관 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp), 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp)나 다수의 발광다이오드(LED, 이하 'LED'라 함)를 배열한 발광다이오드 어레이가 있다.
냉음극관 형광램프나 외부전극 형광램프는 소비전력이 높고, 대형화에 대응하기가 어려운 문제가 있다. 이와 달리 발광다이오드 어레이는 소비전력이 낮고, 대형화에 대응하기가 용이하며, 반영구적인 수명을 갖는 장점이 있어, 최근에 널리 개발되고 있다.
하지만, 발광다이오드 어레이는 온도에 따라 휘도가 가변되고, 적색, 녹색 및 청색 LED들로 구성되므로 이들 각 LED에 의한 화이트 밸런스를 유지하기가 어렵다는 단점이 있다. 따라서, 종래의 발광다이오드 어레이를 구비한 백라이트 유닛은 휘도 가변과 화이트 밸런스 취약 등과 같은 단점으로 인해 백라이트 유닛을 채용한 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 화이트 밸런스를 유지하고 화질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 그 구동 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 백라이트 유닛은, 다수의 블록으로 정의되고, 각 블록에 다수의 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들이 배치된 LED 어레이; 상기 LED 어레이의 각 블록 및 상기 각 블록에 포함된 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들을 개별적으로 구동하기 위해 상기 색온도 및 주변 온도를 반영한 다수의 구동 전압들을 생성하는 LED 드라이버; 및 상기 LED 드라이버를 제어하기 위해 상기 색온도 및 주변 온도를 반영한 다수의 제어 신호들을 생성하고, 상기 색온도의 반영 여부를 선택적으로 제어하는 LED 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다수의 블록으로 정의되고, 각 블록에 다수의 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들이 배치된 LED 어레이와, 상기 LED 어레이를 구동하기 위한 LED 드라이버를 포함하는 백라이트 유닛의 구동 방법은, 한 프레임의 비디오 데이터의 각 데이터 화소들로부터 최대 휘도를 갖는 데이터들을 추출하는 단계; 상기 추출된 최대 휘도를 갖는 데이터들의 평균 휘도를 산출하는 단계; 및 상기 데이터들의 평균 휘도를 기준값과 비교하여 그 비교 결과에 따라 컬러 변조 신호의 공급을 스위칭 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명은 색온도의 반영 여부를 제어하여 각 블록 간 휘도 차이가 큰 경우에 발생될 수 있는 화질 저하를 방지하고 화이트 밸런스를 일정하게 유지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 불록도이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 유닛(10)은 LED 어레이(20), LED 드라이버(30) 및 LED 제어부(40)를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 LED 어레이(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 블록들(블록 1 내지 블록 6)이 정의된다. 상기 LED 어레이(20)는 상기 백라이트 유닛(10)이 채용된 액정표시장치의 액정패널과 동일하거나 유사한 사이즈를 가질 수 있다. 상기 LED 어레이(20)는 그 사이즈에 따라 블록들(블록 1 내지 블록 6)의 개수가 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 LED 어레이(20)의 사이즈가 증가될수록 블록들의 개수가 증가될 수 있고, 상기 LED 어레이(20)의 사이즈가 감소될수록 블록들의 개수가 감소될 수 있다.
상기 LED 어레이(20)는 각 블록(블록 1 내지 블록 6)마다 다수의 LED들이 라인을 따라 배치되고, 이러한 라인이 일정 간격으로 배치될 수 있다. 상기 LED들은 적색, 녹색 및 청색 LED들일 수 있다. 적색, 녹색 및 청색 LED들에 의해 LED 화소가 정의될 수 있다. 상기 LED 화소는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED에 의해 백색을 구현할 수 있는 최소 단위를 의미한다. 상기 액정패널에 정의된 데이터 화소는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들에 의해 풀 컬러를 구현할 수 있는 최소 단위를 의미한다. 따라서, 본 실시에서 정의된 LED 화소는 상기 액정패널의 데이터 화소와는 그 정의의 의미가 상이하다. 또한, 본 실시예에서 정의된 LED 화소는 상기 액정패널의 데이터 화소와는 사이즈나 개수가 상이하다. 각 LED는 광이 확산으로 발광되므로, LED 화소가 액정패널의 데이터 화소보다는 더 큰 사이즈를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예컨대, 제1 블록(블록 1)에 적색, 녹색 및 청색 LED들이 일 방향의 라인을 따라 배치될 수 있다. 즉, 라인을 따라 적색, 녹색 및 청색 LED들이 배치되고, 이러한 배치 구조가 라인을 따라 반복적으로 이어질 수 있다. 따라서, 라인 상에는 적색, 녹색 및 청색 LED들을 포함하는 다수의 LED 화소들이 정의될 수 있다. 여기서, 라인은 일 방향의 또 다른 의미로 해석될 수 있다. 따라서, 제1 블록(블록 1)에는 라인을 따라 배치된 다수의 적색, 녹색 및 청색 LED들이 일정 간격으로 배치될 수 있다. 예컨대, 다수의 적색, 녹색 및 청색 LED들이 제1 라인, 제2 라인, 제3 라인 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 블록(블록 1)에서, 적색 LED들은 공통으로 전기적으로 연결되고, 녹색 LED들은 공통으로 전기적으로 연결되며, 청색 LED들은 공통으로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 적색 LED들은 적색 구동전압에 의해 동시에 동일한 휘도를 갖는 적색 광이 발광되고, 녹색 LED들은 녹색 구동전압에 의해 동시에 동일한 휘도를 갖는 녹색 광이 발광되며, 청색 LED들은 청색 구동전압에 의해 동시에 동일한 휘도를 갖는 청색 광이 발광될 수 있다.
상기 제2 내지 제6 블록들(블록 2 내지 블록 6) 각각은 앞서 설명한 제1 블록(블록 1)과 동일하거나 유사한 LED 배치 구조를 가질 수 있다.
하지만, 각 블록들(블록 1 내지 블록 6)에 인가되는 적색, 녹색 및 청색 구동전압들은 상이할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제6 블록들(블록 1 내지 블록 6)에 인가되는 적색 구동전압들(Vr1 내지 Vr6)은 상이하고, 제1 내지 제6 블록들(블록 1 내지 블록 6)에 인가되는 녹색 구동전압들(Vg1 내지 Vg 6)은 상이하며, 제1 내지 제6 블록들(블록 1 내지 블록 6)에 인가되는 청색 구동전압들(Vb1 내지 Vb6)은 상 이할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 각 블록들(블록 1 내지 블록 6)에 서로 상이한 구동전압들(Vr1 내지 Vr6, Vg1 내지 Vg6 및 Vb1 내지 Vb6)이 인가되므로, 각 구동전압들(Vr1 내지 Vr6, Vg1 내지 Vg6 및 Vb1 내지 Vb6)에 의해 발광된 각 블록들(블록 1 내지 블록 6)의 적색, 녹색 및 청색 LED들을 블록별로 개별적으로 제어할 수 있으므로, 화이트 밸런스를 유지하여 화질을 향상시킬 수 있다.
본 실시예는 휘도뿐만 아니라 색온도와 주변 온도까지 고려하여 각 블록들(블록1 내지 블록 6)을 개별적으로 제어할 수 수 있다. 통상적으로, 각 LED들은 주변 온도에 따라 휘도가 상이해진다. 예컨대, 주변온도가 낮아질수록 각 LED들의 휘도는 저하될 수 있다. 또한, 적색, 녹색 및 청색 LED들 각각이 서로 간에 색온도의 차이가 발생될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예는 이와 같이 LED들에 영향을 미치는 색온도와 주변 온도까지를 고려하여 각 블록(블록1 내지 블록 6)별로 개별적으로 제어함으로써, 화이트 밸런스를 유지하면서 화질을 향상시킬 수 있다.
주변 온도를 고려하기 위해 주변 온도를 감지할 수 있는 적어도 하나 이상의 온도 센서가 상기 LED 어레이(20)의 상부측, 중앙 일측 및 하부측에 배치될 수 있다. 또한, 색 온도를 감지할 수 있는 컬러센서가 상기 LED 어레이(20)의 하부측에 배치될 수 있다. 상기 컬러센서는 적색 LED의 적색 색온도, 녹색 LED의 녹색 색온도 및 청색 LED의 청색 색온도를 개별적으로 감지해야 하므로, 3개의 컬러센서들로 구성될 수 있다. 따라서, 적어도 하나 이상의 온도 센서로부터 감지된 온도와 컬러센서에서 감지된 색온도를 고려하여 각 블록(블록 1 내지 블록 6)의 적색, 녹색 및 청색 LED들을 구동할 수 있다.
상기 LED 드라이버(30)는 상기 LED 어레이(20)를 구동하기 위한 구동전압을 생성한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 LED 어레이(20)가 6개의 블록(블록 1 내지 블록 6)으로 정의되었고 각 블록(블록 1 내지 블록 6)에는 적색, 녹색 및 청색 LED들이 배치되므로, 16개의 구동전압들(Vr1 내지 Vr6, Vg1 내지 Vg6 및 Vb1 내지 Vb6)이 생성될 수 있다. 상기 각 구동전압들(Vr1 내지 Vr6, Vg1 내지 Vg6 및 Vb1 내지 Vb6)은 상기 LED 제어부(40)로부터 공급된 16개의 PWM 신호에 의해 생성될 수 있다. 각 PWM 신호는 온 듀티비를 갖는 펄스로 이루어질 수 있다. 따라서, 각 블록(블록 1 내지 블록 6)별 그리고 각 LED별로 서로 상이한 온 듀티비를 갖는 펄스의 PWM 신호들이 상기 LED 제어부(40)로부터 상기 LED 드라이버(30)로 공급되고, 상기 LED 드라이버(30)는 서로 상이한 온 듀티비를 갖는 펄스의 PWM 신호를 이용하여 16개의 서로 상이한 구동 전압을 생성할 수 있다. 온 듀티비가 커질수록, 상기 LED 드라이버(30)에서 생성된 구동전압은 커질 수 있다.
도 4는 도 1의 LED 제어부를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 LED 제어부(40)는 휘도 변조부(41), 스위치 제어부(42), 컬러 변조부(43), 스위치(44), 온도 변조부(45), 믹싱부(46) 및 PWM 생성부(47)를 포함한다.
상기 휘도 변조부(41)는 비디오 데이터를 이용하여 상기 LED 어레이(20)의 각 블록에 최적인 휘도를 생성한다. 상기 휘도 변조부(41)는 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 영역 분할부(111), 데이터 영역별 평균 휘도 산출부(113) 및 휘도 결 정부(115)를 포함한다.
상기 데이터 영역 분할부(111)는 한 프레임의 비디오 데이터를 상기 LED 어레이(20)에 정의된 각 블록(블록 1 내지 블록 6)에 대응되도록 다수의 데이터 영역으로 분할한다. 한 프레임의 비디오 데이터는 상기 액정패널을 한 프레임 동안 표시할 수 있는 영상을 의미한다. 상기 LED 어레이(20)에 6개의 블록들(블록 1 내지 블록 6)이 정의되었으므로, 상기 비디오 데이터도 6개의 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 각 데이터 영역에는 다수의 적색, 녹색 및 청색 데이터들이 포함될 수 있다.
상기 데이터 영역별 평균 휘도 산출부(113)는 각 데이터 영역의 평균 휘도를 산출한다. 각 데이터 영역에 포함된 모든 적색, 녹색 및 청색 데이터들의 평균 휘도가 산출될 수 있다. 예컨대, 하나의 데이터 영역에 20개의 적색 데이터, 20개의 녹색 데이터 및 20개의 청색 데이터가 포함되는 경우, 60개의 적색, 녹색 및 청색 데이터들의 평균 휘도가 산출될 수 있다.
상기 휘도 결정부(115)는 각 데이터 영역에서 산출된 평균 휘도를 바탕으로 상기 LED 어레이(20)의 각 블록(블록 1 내지 블록 6)의 휘도를 결정하고, 상기 결정된 휘도에 대응된 휘도 변조 신호를 생성한다.
상기 컬러 변조부(43)는 상기 LED 어레이(20)에 배치된 컬러센서로부터 감지된 컬러센서 신호를 바탕으로 상기 LED 어레이(20)의 각 블록에 구비된 적색, 녹색 및 청색 LED의 색온도를 조절한다. 예컨대, 상기 컬러센서에 의해 감지된 컬러센서 신호로부터 녹색의 색온도가 낮아지면 최적의 녹색 색온도를 갖도록 보정될 수 있 다.
앞서 설명한 바와 같이, 컬러센서는 상기 LED 어레이(20)의 하부측에 배치됨에 따라, 상기 LED 어레이(20)의 각 블록과 상기 컬러센서 간의 거리는 서로 상이해진다. 즉, 상기 LED 어레이(20)의 제1 내지 제3 블록(블록 1 내지 블록 3)은 상기 제4 내지 제6 블록(블록 4 내지 블록 6)에 비해 상기 LED 어레이(20)의 하부측에 배치된 상기 컬러센서로부터 더 멀리 이격된다. 이에 따라, 따라서, 상기 컬러센서는 상기 LED 어레이(20)의 제1 내지 제3 블록(블록 1 내지 블록 3)에 대해서는 비교적 정확한 컬러센서 신호를 생성할 수 있지만, 상기 LED 어레이(20)의 제4 내지 제6 블록(블록4 내지 블록6)에 대해서는 비교적 부정확한 컬러센서 신호를 생성할 수 있다. 특히, 이러한 컬러세서의 부정확성은 상기 LED 어레이(20)의 각 블록 간 휘도 차이가 큰 경우에 더욱 심해지는 특성이 있다.
따라서, 본 실시예는 각 블록 간 휘도 차이가 큰 경우에는 상기 컬러 변조부(43)의 출력 차단하여 상기 LED 어레이(20)의 각 블록 구동에 있어서 색 온도를 일시적으로 고려하지 않도록 한다. 물론, 각 블록 간 휘도 차이가 작은 경우에는 상기 컬러 변조부(43)의 출력을 지속시켜주어 상기 LED 어레이(20)의 각 블록 구동에 있어서 색 온도를 고려하도록 할 수 있다.
이를 위해 상기 컬러 변조부(43)의 출력단에는 스위치(44)가 연결되고, 상기 스위치(44)는 상기 스위치 제어부(42)의 스위치 제어신호에 의해 스위칭 제어된다.
상기 스위치 제어부(42)는 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 화소별 최대 휘도 추출부(121), 한 프레임 평균 휘도 산출부(123) 및 스위칭 제어 결정부(125)를 포함한다.
상기 데이터 화소별 최대 휘도 추출부(121)는 상기 데이터 화소에 포함된 적색, 녹색 및 청색 데이터들 중에서 최대 휘도를 갖는 데이터를 추출한다. 예컨대, 적색 데이터가 140 계조이고, 녹색 데이터가 230 계조이며, 청색 데이터가 79 계조인 경우, 녹색 데이터가 230 계조로 제일 크므로, 상기 데이터 화소별 최대 휘도 추출부(121)는 녹색 데이터를 추출하게 된다. 이와 같이 추출된 데이터의 휘도는 임시적으로 저장될 수 있다. 따라서, 상기 데이터 화소별 최대 휘도 추출부(121)는 한 프레임의 비디오 데이터에 포함된 모든 데이터 화소 각각으로부터 최대 휘도를 갖는 데이터를 추출하여 일시적으로 저장할 수 있다.
상기 한 프레임 평균 휘도 산출부(123)는 상기 데이터 화소별 최대 휘도 산출부로부터 공급된 한 프레임의 각 데이터 화소로부터 추출된 최대 휘도를 갖는 데이터들을 바탕으로 상기 최대 휘도를 갖는 데이터들의 평균 휘도를 산출한다. 예컨대, 제1 데이터 화소에서 180 계조의 최대 휘도를 갖는 적색 데이터가 추출되고, 제2 데이터 화소에서 228 계조의 최대 휘도를 갖는 녹색 데이터가 추출되며, 제3 데이터 화소에서 178 계조의 최대 휘도를 갖는 녹색 데이터가 추출되고, 제4 데이터 화소에서 238 계조의 최대 휘도를 갖는 적색 데이터가 추출되고, 제 5 데이터 화소에서 78 계조를 갖는 녹색 데이터가 추출될 수 있다. 이러한 경우, 상기 한 프레임 평균 후도 산출부는 이들 최대 휘도를 갖는 데이터들의 평균 휘도값을 산출하므로, (180+228+178+238+78)/5=902/5=180.4의 평균 계조값이 산출될 수 있다.
상기 스위칭 제어 결정부(125)는 상기 한 프레임 평균 휘도 산출부(123)로부 터 공급된 각 데이터 화소들로부터 추출된 최대 휘도들의 평균 휘도값을 바탕으로 상기 스위치(44)를 제어한다. 즉, 상기 각 데이터 화소들로부터 추출된 최대 휘도들의 평균 휘도값을 기준값과 비교하여, 그 비교 결과에 따라 스위칭 제어 신호가 생성되어 상기 스위치(44)가 제어될 수 있다.
만일 상기 각 데이터 화소들로부터 추출된 최대 휘도들의 평균 휘도값이 기준값보다 큰 경우, 상기 스위칭 제어 결정부(125)는 스위칭 온 신호를 생성하므로, 상기 스위칭 온 신호에 의해 상기 스위치(44)가 턴온될 수 있다. 이에 따라, 상기 컬러 변조부(43)의 컬러 변조 신호가 상기 믹싱부(46)로 공급될 수 있다.
만일 상기 각 데이터 화소들로부터 추출된 최대 휘도들의 평균 휘도값이 기준값보다 작은 경우, 상기 스우칭 제어 결정부는 스위칭 오프 신호를 생성하므로, 상기 스위칭 오프 신호에 의해 상기 스위치(44)가 턴오프될 수 있다. 이에 따라, 상기 컬러 변조부(43)의 컬러 변조 신호가 상기 믹싱부(46)로 공급되지 않게 된다.
상기 기준값은 상기 LED 어레이(20)에 정의된 블록들 중에서 백색이 가능한 30% 내지 40%의 범위를 갖는 블록들의 평균 휘도일 수 있다. 상기 기준값은 실험적으로 산출될 수 있다. 예컨대, LED 어레이(20)에 100개의 블록들이 정의된 경우, 이 중에서 30개의 블록들을 백색으로 구동한 상태에서 측정하면, 백색이 가능한 30% 내지 40%의 범위를 갖는 블록들의 평균 휘도를 얻을 수 있다.
이로부터 상기 LED 어레이(20)의 각 블록 간 휘도 차이가 큰 경우에는 색 온도를 고려하지 않고 상기 LED 어레이(20)를 구동함으로써, 컬러센서의 감지 오류를 차단하여 화질을 향상시킬 수 있다.
본 실시예는 상기 컬러 변조부(43)의 출력단에 스위치(44)를 배치하고, 한 프레임의 각 데이터 영역에서 추출된 각 데이터 화소의 최대 휘도들의 평균을 바탕으로 상기 스위치(44)를 제어함으로써, 상기 LED 어레이(20)의 각 블록 간의 휘도 차이가 큰 경우에도 화이트 밸런스를 유지하면서 화질을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 온도 변조부(45)는 상기 주변 온도에 따른 온도 변조 신호를 생성한다. 즉, 상기 온도 센서로부터 감지된 주변 온도에 따라 0 내지 1의 범위를 갖는 게인을 조정한 온도 변조 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 주변 온도가 낮아질 수록 게인은 높아질 수 있다. 온도 변조 신호의 게인은 휘도 변조에 반영되게 되므로, 게인이 높아질 수로고 LED 어레이(20)가 공급되는 구동 전압이 증가될 수 있다.
상기 믹싱부(46)는 상기 휘도 변조부(41)에서 출력된 각 휘도 변조 신호에 상기 온도 변조부(45)에서 출력된 상기 온도 변조 신호 및 상기 컬러 변조부(43)에서 출력된 상기 컬러 변조 신호를 반영하여 출력한다. 상기 각 휘도 변조 신호는 상기 휘도 변조부(41)에서 상기 LED 어레이(20)의 각 블록과 상기 각 블록에 포함된 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들을 개별적으로 구동하기 위해 출력된 신호이다.
상기 PWM 생성부(47)는 상기 믹싱부(46)로부터 출력된 각 신호에 따른 PWM 신호를 생성하여 상기 LED 드라이버(30)로 공급한다. 상기 LED 드라이버(30)는 각 PWM 신호에 따른 구동 전압을 생성하여 상기 LED 어레이의 각 블록과 각 블록에 포함된 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들로 공급된다. 이에 따라, 상기 LED 어레 이(20)의 각 블록과 각 블록에 포함된 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들이 개별적으로 서로 상이한 휘도를 갖고 발광될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4, 도 6 및 도 7을 참조하면, 한 프레이의 비디오 데이터가 데이터 화소별 최대 휘도 추출부(121)로 공급된다(S 201). 상기 데이터 화소별 최대 휘도 추출부(121)는 상기 한 프레임의 비디오 데이터의 각 데이터 화소에서 최대 휘도를 갖는 데이터를 추출한다(S 203). 상기 추출된 최대 휘도를 갖는 데이터들은 임시적으로 저장될 수 있다(S 205).
상기 스위치 제어부(42)는 각 데이터 화소가 마지막 데이터 화소인지를 판단한다(S 207).
마지막 데이터 화소로부터 최대 휘도를 갖는 데이터가 추출되는 경우, 상기 한 프레임의 평균 휘도 산출부는 상기 각 데이터 화소들로부터 추출된 최대 휘도들의 평균 휘도값(이하, '한 프레임의 평균 휘도값'이하 함)를 산출한다(S 209).
상기 스위칭 제어 결정부(125)는 상기 한 프레임의 평균 휘도값을 기준값과 비교하여, 그 비교 결과에 따라 스위칭 제어 신호를 생성한다(S 211). 상기 기준값은 상기 LED 어레이(20)에 정의된 블록들 중에서 백색이 가능한 30% 내지 40%의 범위를 갖는 블록들의 평균 휘도일 수 있다.
만일 상기 한 프레임의 평균 휘도값이 기준값보다 큰 경우, 상기 스위칭 제어 결정부(125)는 스위칭 온 신호를 생성한다(S 213). 이에 따라, 상기 스위칭 온 신호에 의해 상기 스위치(44)가 턴온되므로, 상기 컬러 변조부(43)의 컬러 변조 신호가 상기 믹싱부(46)로 공급되어 컬러 변조 신호를 반영한 LED 구동이 이루어진다(S 215).
만일 상기 한 프레임의 평균 휘도값이 기준값보다 작은 경우, 상기 스우칭 제어 결정부는 스위칭 오프 신호를 생성한다(S 217). 이에 따라, 상기 스위칭 오프 신호에 의해 상기 스위치(44)가 턴오프되므로, 상기 컬러 변조부(43)의 컬러 변조 신호가 상기 믹싱부(46)로 공급되지 않게 되어 컬러 변조 신호를 반영하지 않은 LED 구동이 이루어진다(S 219).
따라서, 본 실시예는 한 프레임의 각 데이터 화소들로부터 추출된 최대 휘도를 갖는 데이터들의 평균 휘도를 바탕으로 컬러 변조 신호를 반영하거나 반영하지 않은 LED 구동이 가능하므로, 컬러센서의 감지 오류로 인한 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 불록도.
도 2는 도 1의 LED 어레이에 정의된 블록들을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 각 블록에 배치된 발광다이오드들을 도시한 도면.
도 4는 도 1의 LED 제어부를 도시한 블록도.
도 5는 도 4의 휘도 변조를 도시한 블록도.
도 6은 도 4의 스위치 제어부를 도시한 블록도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: LED 어레이 30: LED 드라이버
40: LED 제어부 41: 휘도 변조부
42: 스위치 제어부 43: 컬러 변조부
44: 스위치 45: 온도 변조부
46: 믹싱부 47: PWM 생성부
111: 데이터 영역 분할부 113: 데이터 영역별 평균 휘도 산출부
115: 휘도 결정부 121: 데이터 화소별 최대 휘도 추출부
123: 한 프레임 평균 휘도 산출부 125: 스위칭 제어 결정부

Claims (12)

  1. 다수의 블록으로 정의되고, 각 블록에 다수의 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들이 배치된 LED 어레이;
    상기 LED 어레이의 각 블록 및 상기 각 블록에 포함된 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들을 개별적으로 구동하기 위해 상기 색온도 및 주변 온도를 반영한 다수의 구동 전압들을 생성하는 LED 드라이버; 및
    상기 LED 드라이버를 제어하기 위해 상기 색온도 및 주변 온도를 반영한 다수의 제어 신호들을 생성하고, 상기 색온도의 반영 여부를 선택적으로 제어하는 LED 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 제어부는,
    한 프레임의 비디오 데이터를 다수의 데이터 영역으로 분할하여, 상기 각 데이터 분할 영역의 휘도를 결정하고, 상기 결정된 각 휘도에 따른 휘도 변조 신호를 생성하는 휘도 변조부;
    상기 주변 온도에 따른 온도 변조 신호를 생성하는 온도 변조부;
    상기 색온도에 따른 컬러 변조 신호를 생성하는 컬러 변조부;
    상기 각 휘도 변조 신호별에 상기 온도 변조 신호 및 상기 컬러 변조 신호를 반영하여 출력하는 믹싱부;
    상기 컬러 변조부와 상기 믹싱부 사이에 배치된 스위치;
    상기 한 프레임의 비디오 데이터의 데이터 화소들로부터 추출된 최대 휘도를 갖는 데이터들의 평균 휘도값을 바탕으로 상기 스위치를 스위칭하여 상기 컬러 변조부의 상기 컬러 변조 신호의 공급을 제어하는 스위치 제어부; 및
    상기 믹싱부로부터 출력된 각 신호에 따른 PWM 신호를 생성하여 상기 LED 드라이버로 공급하는 PWM 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서, 상기 휘도 변조부는,
    상기 한 프레임의 비디오 데이터를 다수의 데이터 영역으로 분할하는 영역 분할부;
    상기 분할된 각 데이터 영역의 평균 휘도를 산출하는 제1 평균 휘도 산출부;
    상기 산출된 각 데이터 영역의 평균 휘도에 따른 휘도 변조 신호를 생성하는 휘도 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제2항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    상기 한 프레임의 비디오 데이터의 각 데이터 화소들로부터 최대 휘도를 갖는 데이터들을 추출하는 최대 휘도 추출부;
    상기 추출된 최대 휘도를 갖는 데이터들의 평균 휘도를 산출하는 제2 평균 휘도 산출부;
    상기 데이터들의 평균 휘도를 기준값과 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 스위치를 제어하기 위한 스위치 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어 결정부를 포함 하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기준값은, 상기 LED 어레이에 정의된 블록들 중에서 백색이 가능한 30% 내지 40%의 범위를 갖는 블록들의 평균 휘도인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제4항에 있어서, 상기 데이터들의 평균 휘도가 기준값보다 큰 경우, 상기 스위치 제어 신호에 의해 상기 스위치가 턴온되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제4항에 있어서, 상기 데이터들의 평균 휘도가 기준값보다 작은 경우, 상기 스위치 제어 신호에 의해 상기 스위치가 턴오프되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 다수의 블록으로 정의되고, 각 블록에 다수의 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들이 배치된 LED 어레이와, 상기 LED 어레이를 구동하기 위한 LED 드라이버를 포함하는 백라이트 유닛에 있어서,
    한 프레임의 비디오 데이터의 각 데이터 화소들로부터 최대 휘도를 갖는 데이터들을 추출하는 단계;
    상기 추출된 최대 휘도를 갖는 데이터들의 평균 휘도를 산출하는 단계; 및
    상기 데이터들의 평균 휘도를 기준값과 비교하여 그 비교 결과에 따라 컬러 변조 신호의 공급을 스위칭 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스위칭 제어에 따라 상기 컬러 변조 신호를 반영한 다수의 구동 전압을 상기 LED 어레이의 상기 각 블록 및 상기 각 블록에 포함된 각 발광다이오드들에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 기준값은, 상기 LED 어레이에 정의된 블록들 중에서 백색이 가능한 30% 내지 40%의 범위를 갖는 블록들의 평균 휘도인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 데이터들의 평균 휘도가 기준값보다 큰 경우, 상기 스위치 제어 신호에 의해 상기 스위치가 턴온되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 데이터들의 평균 휘도가 기준값보다 작은 경우, 상기 스위치 제어 신호에 의해 상기 스위치가 턴오프되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동 방법.
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WO2020101229A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus and driving method thereof
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