KR20200058623A

KR20200058623A - 표시 장치 및 이의 구동 방법

Info

Publication number: KR20200058623A
Application number: KR1020180142245A
Authority: KR
Inventors: 안광수; 편기현; 강문식
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-05-28
Also published as: CN111199716A; KR102618734B1; US11158269B2; US20200160796A1

Abstract

표시 장치는 표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈, 상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들, 광원 블록의 디밍 레벨 신호를 생성하고, 상기 디밍 레벨 신호에 해당하는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 생성하는 타이밍 제어부, n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 스위치 제어 신호로 변환하는 신호 변환부(n < m 인 자연수),및 상기 타이밍 제어부와 상기 복수의 광원 드라이버들 사이에 연결되고, 상기 스위치 제어 신호에 따라 상기 복수의 디밍 레벨 신호들을 복수의 광원 드라이버들에 제공하는 복수의 스위치들을 포함한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제어 신호 라인을 간단화하기 위한 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널 및 상기 표시 패널의 하부에 배치되어 상기 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 표시 패널은 화소전극들 및 상기 화소전극들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 갖는 어레이 기판, 공통전극 및 컬러필터들을 갖는 컬러필터 기판, 및 상기 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

상기 액정층은 상기 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의해 배열이 변경되고, 그로 인해 상기 액정층을 투과하는 광의 투과율을 변경시킨다. 여기서, 상기 광의 투과율이 최대로 증가하면, 상기 표시 패널은 휘도가 높은 화이트 영상을 구현할 수 있고, 반면 상기 광의 투과율이 최소로 감소하면, 상기 표시 패널은 휘도가 낮은 블랙 영상을 구현할 수 있다.

상기 백라이트 어셈블리는 복수의 광원 블록들을 포함하고 상기 복수의 광원 블록들은 로컬 디밍(Dimming) 방법에 따라서 구동한다. 상기 로컬 디밍 방법은 상기 표시 패널에 표시되는 영상의 계조에 따라서 상기 광원 블록 별로 광량을 제어한다.

본 발명의 일 목적은 제어 신호의 출력 핀 수를 절감하기 위한 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈, 상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들, 광원 블록의 디밍 레벨 신호를 생성하고, 상기 디밍 레벨 신호에 해당하는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 생성하는 타이밍 제어부, n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 스위치 제어 신호로 변환하는 신호 변환부(n < m 인 자연수) 및 상기 타이밍 제어부와 상기 복수의 광원 드라이버들 사이에 연결되고 상기 스위치 제어 신호에 따라 상기 복수의 디밍 레벨 신호들을 복수의 광원 드라이버들에 제공하는 복수의 스위치들을 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 신호 변환부는 n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 디코딩 신호로 변환하는 디코더 및 m 비트의 디코딩 신호를 논리 연산하여 m 비트의 스위치 제어 신호를 생성하는 연산기를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 스위치 제어 신호의 m 개의 비트 신호들 각각은 상기 복수의 스위치들 각각의 제어 단자에 인가된다.

일 실시예에 의하면, 상기 연산기는 상기 복수의 스위치들과 각각 연결된 복수의 앤드 게이트들을 포함하고, 상기 복수의 앤드 게이트들 중 제k 앤드 게이트는 상기 디코딩 신호의 제k 비트 신호를 수신하는 제1 입력 단자와, 상기 디코딩 신호의 제k-1 비트 신호를 반전하여 수신하는 제2 입력 단자 및 상기 복수의 스위치들 중 제k 스위치의 제어 단자와 연결된 출력 단자를 포함한다(k 는1 < k = m 인 자연수).

일 실시예에 의하면, 상기 복수의 앤드 게이트들 중 제1 앤드 게이트의 제2 입력 단자는 접지 신호를 반전하여 수신한다.

일 실시예에 의하면, 상기 타이밍 제어부는 직렬 주변기기 인터페이스로 상기 복수의 디밍 레벨 신호들을 상기 복수의 광원 드라이버들에 전송한다.

일 실시예에 의하면, 상기 광원 블록들이 실장된 제1 인쇄 회로 기판, 상기 타이밍 제어부가 실장된 제2 인쇄 회로 기판, 및 상기 복수의 스위치들, 상기 디코더 및 상기 연산기가 실장된 제3 인쇄 회로 기판을 더 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 광원 블록들이 실장된 제1 인쇄 회로 기판 및 상기 타이밍 제어부, 상기 복수의 스위치들, 상기 디코더 및 상기 연산기가 실장된 제2 인쇄 회로 기판을 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈, 상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들을 포함하는 표시 장치의 구동 방법은 광원 블록의 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 레벨 신호에 해당하는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 출력하는 단계, n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 스위치 제어 신호로 변환하는 단계(n < m 인 자연수), 상기 스위치 제어 신호의 m 개 비트 신호들 각각을 상기 복수의 광원 드라이버들에 연결된 복수의 스위치들에 각각 인가하는 단계 및 상기 복수의 스위치들의 구동에 따라서 상기 복수의 디밍 레벨 신호들이 상기 복수의 광원 드라이버들에 인가되는 단계를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 스위치 제어 신호로 변환하는 단계는 n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 디코딩 신호로 변환하는 단계 및 상기 디코딩 신호의 m 개의 비트 신호들을 논리 곱 연산하여 m 비트의 스위치 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 디코딩 신호의 제k 비트 신호와 상기 디코딩 신호의 제k-1 비트 신호를 반전한 반전 신호를 논리 곱 연산하여 상기 스위치 제어 신호의 제k 비트 신호를 생성하고, 상기 스위치 제어 신호의 제k 비트 신호를 제k 스위치의 제어 단자에 인가한다(k 는 1 < k = m 인 자연수).

일 실시예에 의하면, 제1 스위치의 제어 단자에 인가되는 상기 스위치 제어 신호의 제1 비트 신호는 제1 비트 신호와 접지 신호를 반전한 반전 신호를 논리 곱 연산하여 생성된다.

일 실시예에 의하면, 직렬 주변기기 인터페이스를 통해 상기 디밍 레벨 신호는 상기 광원 드라이버에 전송된다.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈, 상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들, 광원 블록의 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 레벨 신호가 인가되는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 직렬 신호로 전송하는 타이밍 제어부 및 직렬 신호로 전송된 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 병렬 신호로 변환하여 상기 복수의 광원 드라이버들에 병렬 전송하는 직병렬 변환기를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 타이밍 제어부는 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 차동 신호로 상기 직병렬 변환기에 전송한다.

일 실시예에 의하면, 상기 직병렬 변환기는 상기 차동 신호를 복수의 단일 신호로 변환하여 상기 복수의 광원 드라이버들에 전송한다.

일 실시예에 의하면, 상기 타이밍 제어부는 상기 직병렬 변환기에 고속 차동 신호 인터페이스로 신호를 전송하고, 상기 직병렬 변환기는 상기 복수의 광원 드라이버들에 직렬 주변기기 인터페이스로 신호를 전송한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈, 상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들을 포함하는 표시 장치의 구동 방법은 광원 블록의 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 레벨 신호가 인가되는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 생성하는 단계, 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 직렬 신호로 전송하는 단계 및 직렬 신호로 전송된 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 상기 복수의 광원 드라이버들에 병렬 신호로 전송하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 직렬 신호로 전송하는 단계는 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 차동 신호 인터페이스로 전송한다.

일 실시예에 의하면, 상기 병렬 신호로 전송하는 단계는 상기 차동 신호를 복수의 단일 신호들로 변환하여 상기 복수의 광원 드라이버들에 직렬 주변기기 인터페이스로 전송한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법에 따르면, 로컬 디밍 구동에서, 타이밍 제어부와 복수의 LED 드라이버들 간의 제어 신호의 핀 수를 감소시킴으로써 제조 비용을 줄일 수 있고 신호 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2의 광원 구동 제어부의 입출력 신호를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 따른 로컬 디밍 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 도 7의 표시 장치에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 도 7의 표시 장치에 따른 로컬 디밍 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 광원 모듈(200), 타이밍 제어부(300), 패널 구동부(400), 광원 구동부(500) 및 광원 구동 제어부(600)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하며, 각 화소(P)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 연결된 화소 스위칭 소자(TR), 상기 화소 스위칭 소자(TR)에 연결된 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.

상기 광원 모듈(200)은 상기 표시 패널(100)에 광을 제공한다. 상기 광원 모듈(200)은 복수의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm)을 포함하고, 상기 광원 블록은 발광 다이오드가 실장된 발광 다이오드 플레이트를 포함한다. 상기 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm)은 선형 구조로 배열될 수 있고, 또는 매트릭스 구조로 배열될 수 있다. 상기 복수의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm)은 로컬 디밍 방식으로 개별적으로 구동될 수 있다.

상기 타이밍 제어부(300)는 외부로부터 동기 신호(SS) 및 영상 신호(DS)를 수신한다. 상기 타이밍 제어부(300)는 상기 동기 신호(SS)를 이용해 상기 패널 구동부(400)를 제어하는 타이밍 제어신호를 생성한다. 상기 타이밍 제어신호는 클럭신호, 수평동기신호, 수직개시신호 및 데이터인에이블 신호 등을 포함한다.

상기 타이밍 제어부(300)는 로컬 디밍 구동을 위해 프레임의 영상 신호를 복수의 영상 블록들로 나누고, 각 영상 블록의 대표 계조 데이터를 산출하고, 복수의 영상 블록들(DB)에 대응하는 복수의 대표 계조 데이터를 이용하여 상기 복수의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm)의 휘도를 제어하는 복수의 디밍 레벨 신호들을 생성한다. 상기 복수의 디밍 레벨 신호들은 상기 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm)을 구동하는 복수의 광원 드라이버(LED 드라이버)들(LD1, LD2,..., LDm)에 인가되는 신호이다.

상기 타이밍 제어부(300)는 상기 복수의 디밍 레벨 신호들이 인가되는 상기 복수의 LED 드라이버들을 선택하는 디밍 선택 신호를 생성한다.

상기 타이밍 제어부(300)는 디밍 선택 신호(DSS) 및 상기 복수의 디밍 레벨 신호들(DLS)을 상기 광원 구동 제어부(600)에 제공한다.

일 실시예에 따르면, 상기 디밍 선택 신호(DSS)를 출력하는 상기 타이밍 제어부(300)의 출력 핀의 개수는 상기 복수의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm)의 개수(m) 보다 작은 수(n < m 은 자연수)로 설정될 수 있다.

상기 패널 구동부(400)는 상기 타이밍 제어부(300)로부터 제공된 동기 신호(SS) 및 영상 신호(DS)를 이용하여 상기 표시 패널(100)을 구동시킨다. 예를 들면, 상기 패널 구동부(400)는 상기 수평동기신호를 이용하여 상기 데이터 라인(DL)에 제공하는 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부 및 상기 수직개시신호를 이용하여 상기 게이트 라인(GL)에 제공하는 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부를 포함한다.

상기 광원 구동부(500)는 상기 복수의 광원 블록들(LB)을 개별적으로구동하는 복수의 LED 드라이버들(LD1, LD2, LD3,..., LDm)을 포함한다.

상기 광원 구동 제어부(600)는 상기 디밍 선택 신호(DSS)에 기초하여 상기 복수의 디밍 레벨 신호들(DLS)을 상기 복수의 LED 드라이버들(LD1, LD2, LD3,..., LDm)에 제공한다. 상기 광원 구동 제어부(600)의 상세한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된다.

도 2는 도 1의 표시 장치에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 도 2의 광원 구동 제어부의 입출력 신호를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 광원 어셈블리는 상기 광원 구동부(500)및 광원 구동 제어부(600)를 포함한다.

상기 광원 구동부(500)는 예를 들면, 16 개의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)을 포함한다. 상기 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)은 상기 타이밍 제어부(300)와 직렬 주변기기 인터페이스 버스(Serial Peripheral Interface Bus)(SPIB)로 연결된다.

상기 직렬 주변기기 인터페이스 버스(Serial Peripheral Interface Bus)는 5개의 전송 신호, 즉, 마스터로부터 출력되는 직렬 클럭(SCLK), 마스터로부터 출력되는 마스터 출력 신호(MOSI), 마스터에 입력되는 마스터 입력 신호(MISO) 및 마스터로부터 출력되는 슬레이브 셀렉트 신호(SS)를 전송한다.

상기 타이밍 제어부(300)는 마스터로 동작하고, 상기 16 개의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)은 슬레이브로 동작한다.

상기 타이밍 제어부(300)가 슬레이브 셀렉트 신호(SS)를 통해 신호를 전송할 LED 드라이버를 선택한다. 상기 타이밍 제어부(300)는 마스터 출력 신호(MOSI)를 통해서 직렬 클럭(SCLK)에 동기화된 신호를 전송한다. LED 드라이버는 슬레이브 셀렉트 신호(SS)을 통해서 신호를 수신할 수 있게 활성화되어 있는 상태에서 자신(슬레이브)의 마스터 출력 신호(MOSI)를 통하여 전달되는 신호를 직렬 클럭(SCLK)에 맞춰 수신한다. 직렬 클럭(SCLK)에 동기화된 마스터 출력 신호(MOSI)는 LED 드라이버를 구동하는 디밍 레벨 신호일 수 있다.

상기 광원 구동 제어부(600)는 선택부(610) 및 신호 변환부(670)을 포함한다.

상기 선택부(610)는 상기 16 개의 스위치들(611, 612, 613, 614)을 포함한다. 상기 16 개의 스위치들(611, 612, 613, 614)은 상기 직렬 주변기기 인터페이스 버스(SPIB)를 통해 16 개의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)와 연결된다.

상기 신호 변환부(670)는 디코더(630) 및 연산기(650)를 포함한다. 상기 4 비트의 디밍 선택 신호(DSS)를 16 비트의 스위치 제어 신호(SWC)로 변환한다.

상기 디코더(630)는 상기 타이밍 제어부(300)로부터 4 비트의 디밍 선택 신호(DSS)를 수신한다.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 16 개의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)의 개수에 대응하여 상기 타이밍 제어부(300)는 4 비트의 디밍 선택 신호들(0000 내지 1111)을 생성하고 4 비트의 디밍 선택 신호들(0000 내지 1111)을 상기 디코더(630)에 설정된 순서에 따라서 순차적으로 제공될 수 있다.

상기 디코더(630)는 4 비트의 디밍 선택 신호(DSS)를 16 비트의 디코딩 신호로 변환한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 4 비트(C1, C2, C3, C4)의 디밍 선택 신호(DSS)를 이용하여 16 비트(A1, A2,..., A16)의 디코딩 신호(DCS)로 변환한다.

상기 연산기(650)는 16 개의 스위치들(611, 612, 613, 614)과 연결된 16 개의 앤드 게이트들(AND1, AND2,..., AND16)을 포함한다. 상기 16 개의 앤드 게이트들(AND1, AND2,..., AND16)은 상기 디코딩 신호의 16 개의 비트 신호들을 논리 곱 연산하고, 16 개의 스위치들(611, 612, 613, 614)을 제어하는 16 비트의 스위치 제어 신호(SWC)를 출력한다. 상기 스위치 제어 신호(SWC)의 16 개의 비트 신호들은 16 개의 스위치들(611, 612, 613, 614)을 각각 제어한다.

예를 들면, 제k 앤드 게이트(1< k = 16 인 자연수)는 디코딩 신호의 제k 비트 신호를 수신하는 제1 입력 단자(I1)와 디코딩 신호의 제k-1 비트 신호를 반전하여 수신하는 제2 입력 단자(I2) 및 제k 스위치에 제k 제어 신호를 출력하는 출력 단자(O)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연산기(650)는 16 개의 앤드 게이트들(AND1, AND2,..., AND16)를 포함하고, 상기 16 개의 앤들 게이트들(AND1, AND2,..., AND16)은 디코딩 신호(DCS)의 16 개의 비트 신호들(A1, A2,..., A16)을 각각 수신하고, 16 개의 앤드 게이트들(AND1, AND2,..., AND16)은 스위치 제어 신호(SWC)의 16 개의 비트 신호들(B1, B2,..., B16)을 16 개의 스위치들(611, 612, 613, 614)에 각각 출력한다.

예를 들면, 첫 번째인 제1 앤드 게이트(AND1)는 디코딩 신호(DCS)의 제1 비트 신호(A1)를 수신하는 제1 입력 단자와, 접지 신호를 반전하여 수신하는 제2 입력 단자 및 제1 스위치(611)에 제1 비트 신호(B1)를 출력하는 출력 단자를 포함한다.

제2 앤드 게이트(AND2)는 디코딩 신호(DCS)의 제2 비트 신호(A2)를 수신하는 제1 입력 단자와, 디코딩 신호(DCS)의 제1 비트 신호(A1)를 반전하여 수신하는 제2 입력 단자 및 제2 스위치(612)에 제2 비트 신호(B2)를 출력하는 출력 단자를 포함한다.

같은 방식으로, 제15 앤드 게이트(AND15)는 디코딩 신호(DCS)의 제15 비트 신호(A15)를 수신하는 제1 입력 단자와, 디코딩 신호(DCS)의 제14 비트 신호(A14)를 반전하여 수신하는 제2 입력 단자 및 제15 스위치(613)에 제15 비트 신호(B15)를 출력하는 출력 단자를 포함한다.

마지막인 제16 앤드 게이트(AND16)는 디코딩 신호(DCS)의 제16 비트 신호(A16)를 수신하는 제1 입력 단자와, 디코딩 신호(DCS)의 제15 비트 신호(A15)를 반전하여 수신하는 제2 입력 단자 및 제16 스위치(614)에 제16 비트 신호B16)를 출력하는 출력 단자를 포함한다.

이상에서 설명된 바와 같이, 상기 타이밍 제어부는 16 개의 LED 드라이버들의 개수보다 작은 4 비트의 디밍 선택 신호를 이용하여 복수의 LED 드라이버들을 개별적으로 제어할 수 있다. 따라서 상기 타이밍 제어부는 4 개의 출력 핀만을 사용하여 16 개의 LED 드라이버들을 제어함으로써 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 4 개의 출력 핀에 연결된 신호 라인을 이용함으로써 간섭 노이즈를 줄여 신호 품질을 향상시킬 수 있다.

도 4는 도 1의 표시 장치에 따른 로컬 디밍 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 타이밍 제어부(300)는 프레임의 영상 신호를 복수의 영상 블록들로 나누고, 각 영상 블록의 대표 계조 데이터를 산출하고, 복수의 영상 블록들에 대응하는 복수의 대표 계조 데이터를 이용하여 상기 복수의 광원 블록들의 휘도를 제어하는 복수의 디밍 레벨 신호들을 생성한다(단계 S110). 상기 복수의 디밍 레벨 신호들은 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 LED 드라이버들에 인가된다. 상기 타이밍 제어부(300)는 디밍 레벨 신호에 대응하는LED 드라이버를 선택하기 위한 디밍 선택 신호(DSS)를 생성한다(단계 S110).

예를 들면, 상기 16 개의 광원 블록들에 대해서, 상기 타이밍 제어부(300)는 4 비트의 디밍 선택 신호(DSS)를 0000부터 1111까지 또는 1111부터 0000까지 순차적으로 생성한다(단계 S110).

상기 타이밍 제어부(300)는 4 비트에 대응하는 4 개의 출력 핀에 연결된 전송 버스(TB)를 통해서 4 비트의 디밍 선택 신호(DSS)를 상기 디코더(630)에 설정된 순서에 따라서 순차적으로 전송한다(단계 S120).

또한, 상기 타이밍 제어부(300)는 전송되는 디밍 선택 신호(DSS)에 해당하는 LED 드라이버의 디밍 레벨 신호(DLS)를 직렬 주변기기 인터페이스 버스(SPIB)에 전송한다(단계 S120).

상기 디코더(630)는 4 비트의 디밍 선택 신호(DSS)를 16 비트의 디코딩 신호로 변환한다(단계 S130). 상기 디코더(630)는 상기 16 비트의 디코딩 신호를 상기 연산기(650)에 출력한다.

상기 연산기(650)는 상기 16 비트의 디코딩 신호를 논리 연산하여 16 비트의 스위치 제어 신호(SWC)를 생성한다(단계 S140).

상기 스위치 제어 신호(SWC)의 16 개의 비트 신호들은 상기 16 개의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)에 연결된 16 개의 스위치들(611, 612, 613, 614)의 제어 신호로 제공된다(단계 S150).

결과적으로, 상기 타이밍 제어부(300)로부터 전송된 디밍 선택 신호(DSS)는 상기 디코더(630) 및 상기 연산기(650)를 통해서 상기 디밍 선택 신호(DSS)에 대응하는 LED 드라이버와 연결된 스위치만을 턴-온 하는 스위치 제어 신호를 생성한다. 따라서, 상기 디밍 선택 신호(DSS)에 대응하는 LED 드라이버의 디밍 레벨 신호는 턴-온 된 스위치에 연결된 LED 드라이버에 전송될 수 있다(단계 S160).

예를 들면, 타이밍 제어부(300)는 디밍 선택 신호(DSS), '0000'를 상기 디코더(630)에 전송하면, 상기 디코더(630)는 디밍 선택 신호(DSS)를 디코딩 신호(DCS), '0000000000000001'로 변환하여 연산기(650)에 출력한다. 상기 연산기(650)는 디코딩 신호(DCS)를 연산하여 스위치 제어 신호(SWC), '0000000000000001'를 생성한다. 상기 스위치 제어 신호(SWC)의 제1 내지 제16 비트 신호들(0000000000000001)은 제1 내지 제16 스위치들(611, 612, 613, 614)의 제어 단자에 각각 출력된다. 이에 따라서, 제16 스위치(614)는 턴-온 되고, 나머지 제1 내지 제15 스위치들은 턴-오프 된다.

상기 타이밍 제어부(300)로부터 출력된 제16 LED 드라이버(540)에 해당하는 디밍 레벨 신호는 턴-온 된 상기 제16 스위치(614)를 통해 상기 제16 LED 드라이버(540)에 제공된다.

같은 방식으로, 상기 광원 구동 제어부(600)는 타이밍 제어부(300)로부터 '1111'의 디밍 선택 신호(DSS)가 수신되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 디코더(630)는'1111111111111111'의 디코딩 신호(DCS)를 생성하고, 연산기(650)는 '1000000000000000'의 스위치 제어 신호(SWC)를 생성한다. 이에 따라서, 제1 스위치(611)는 턴-온 되고, 나머지 제2 내지 제16 스위치들은 턴-오프 된다.

상기 타이밍 제어부(300)로부터 출력된 제1 LED 드라이버(510)에 해당하는 디밍 레벨 신호는 턴-온 된 상기 제1 스위치(611)를 통해 상기 제1 LED 드라이버(510)에 제공된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 상기 광원 구동 제어부(600)는 상기 타이밍 제어부(300)로부터 4 비트의 디밍 선택 신호(DSS)를 이용하여 제1 내지 제16 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540) 중 디밍 레벨 신호에 대응하는 LED 드라이버를 선택하여 디밍 레벨 신호를 인가함으로써 로컬 디밍 구동을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 표시 장치의 광원 어셈블리(BLA_1)는 제1 인쇄 회로 기판(200A), 제2 인쇄 회로 기판(300A), 제3 인쇄 회로 기판(600A), 제1 연성 회로 필름(FCF1) 및 제2 연성 회로 필름(FCF2)을 포함한다.

상기 제1 인쇄 회로 기판(200A)은 m 개의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm-1, LBm)이 실장된다. 상기 m 개의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm-1, LBm) 각각은 발광 다이오드 플레이트를 포함한다. 예를 들면, 제1 광원 블록(LB1)은 제1 발광 다이오드 플레이트(LED_PL1)를 포함한다.

상기 제2 인쇄 회로 기판(300A)은 타이밍 제어부(300)가 실장된다.

상기 제3 인쇄 회로 기판(600A)은 광원 구동부(500) 및 광원 구동 제어부(600)가 실장된다.

상기 광원 구동부(500)는 상기 m 개의 발광 다이오드 플레이트들(LED_PL1, LED_PL2,..., LED_PLm-1, LED_PLm) 각각에 구동 신호를 제공하는 m 개의 LED 드라이버들(LD1, LD2,..., LDm-1, LDm)를 포함한다.

상기 광원 구동 제어부(600)는 도 2에서 설명된 상기 선택부(610), 상기 디코더(630) 및 상기 연산기(650)를 포함한다.

상기 제1 연성 회로 필름(FF1)은 상기 제2 및 제3 인쇄 회로 기판들(300A, 600A)를 서로 연결한다.

상기 제2 연성 회로 필름(FF2)은 상기 제1 및 제3 인쇄 회로 기판들(200A, 600A)를 서로 연결한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 광원 어셈블리(BLA_2)는 제1 인쇄 회로 기판(200B), 제2 인쇄 회로 기판(300B) 및 연성 회로 필름(FF)을 포함한다.

상기 제1 인쇄 회로 기판(200B)은 m 개의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm-1, LBm)이 실장된다. 상기 m 개의 광원 블록들(LB1, LB2,..., LBm-1, LBm)각각은 발광 다이오드 플레이트 및 상기 발광 다이오드 플레이트에 구동 신호를 제공하는 LED 드라이버를 포함한다.

예를 들면, 제1 광원 블록(LB1)는 제1 발광 다이오드 플레이트(LED_PL1)와 상기 제1 발광 다이오드 플레이트(LED_PL1)에 구동 신호를 제공하는 제1 LED 드라이버(LD1)을 포함한다.

상기 제2 인쇄 회로 기판(300B)은 타이밍 제어부(300) 및 광원 구동 제어부(600)를 포함한다. 상기 광원 구동 제어부(600)는 도 2에서 설명된 상기 선택부(610), 상기 디코더(630) 및 상기 연산기(650)를 포함한다.

상기 연성 회로 필름(FF)는 상기 제1 인쇄 회로 기판(200B) 및 상기 제2 인쇄 회로 기판(300B)를 서로 연결한다.

이하에서는 이전 실시예와 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 8은 도 7의 표시 장치에 따른 광원 어셈블리를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 표시 장치(2000)는 표시 패널(100), 광원 모듈(200), 타이밍 제어부(300), 패널 구동부(400), 광원 구동부(500) 및 직병렬 변환부(700)를 포함한다.

상기 타이밍 제어부(300)와 상기 직병렬 변환부(700) 간에는 직렬 전송 방식, 예컨데, 고속 차동 신호 인터페이스인 USI-T 인터페이스(Unified Standard Interface)로 신호를 전송한다.

상기 직병렬 변환부(700)와 광원 구동부(500)의 복수의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540) 간에는 병렬 전송 방식, 예컨데, 직렬 주변기기 인터페이스(SPI)로 신호를 전송한다.

상기 타이밍 제어부(300)는 상기 직병렬 변환부(700)에 차동 신호 인터페이스에 따라 2 개의 출력 핀을 통해 차동 신호를 직렬 전송할 수 있다. 상기 차동 신호는 상기 광원 블록들(LB1,...,LBm)을 로컬 디밍 구동을 수행하기 위한 상기 복수의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)의 디밍 레벨 신호들과 상기 디밍 레벨 신호들에 해당하는 LED 드라이버들을 선택하는 디밍 선택 신호를 포함할 수 있다.

상기 직병렬 변환부(700)는 수신된 상기 차동 신호(differential signal)를 단일 신호(single signal)로 변환하고, 상기 광원 구동부(500)의 복수의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)에 직렬 주변기기 인터페이스로 병렬 전송하기 위해 복수의 단일 신호(single signal)들로 변환한다.

상기 직병렬 변환부(700)와 상기 복수의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540) 간에는 직렬 주변기기 인터페이스 버스(SPIB)를 통해 5 개의 전송 신호(직렬 클럭(SCLK), 마스터 출력 신호(MOSI), 마스터 입력 신호(MISO), 슬레이브 셀렉트 신호(SS))를 이용하여 디밍 레벨 신호 및 디밍 선택 신호를 전송한다.

본 실시예에 따르면, 상기 직병렬 변환부(700)를 이용함으로써 타이밍 제어부(300)와 직병렬 변환부(700) 사이의 신호 라인을 줄여 회로 구현을 간단하게 할 수 있다. 또한, 상기 직병렬 변환부(700)와 상기 복수의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540) 간에 직렬 주변기기 인터페이스로 포인트 투 포인트(Point to Point) 방식으로 디밍 레벨 신호 및 디밍 선택 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라서 신호 품질을 향상시킬 수 있다.

도 9는 도 7의 표시 장치에 따른 로컬 디밍 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 타이밍 제어부(300)는 프레임의 영상 신호에 기초하여 복수의 광원 블록들의 휘도를 제어하는 복수의 디밍 레벨 신호들을 생성한다(단계 S210). 상기 복수의 디밍 레벨 신호들은 복수의 LED 드라이버들(LD1, LD2,..., LD16)에 인가되는 신호이다. 상기 타이밍 제어부(300)는 상기 복수의 디밍 레벨 신호들이 인가되는 상기 복수의 LED 드라이버들을 선택하는 디밍 선택 신호를 생성한다(단계 S210).

상기 타이밍 제어부(300)는 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 차동 신호 인터페이스를 통해 상기 직병렬 변환부(700)에 직렬로 전송한다.

상기 직병렬 변환부(700)는 수신된 상기 차동 신호(differential signal)를 단일 신호(single signal)로 변환하고, 상기 복수의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540)에 직렬 주변기기 인터페이스로 전송하기 위해 상기 단일 신호(single signal)를 병렬 전송 신호로 변환한다(단계 S230).

상기 직병렬 변환부(700)와 상기 복수의 LED 드라이버들(510, 520, 530, 540) 간에는 직렬 주변기기 인터페이스 버스(SPIB)를 통해 5 개의 전송 신호(SCLK, MOSI, MISO, SS)를 이용하여 디밍 레벨 신호 및 디밍 선택 신호를 전송한다(단계 S240).

이상의 실시예들에 따르면, 로컬 디밍 구동에서, 타이밍 제어부와 복수의 LED 드라이버들 간의 제어 신호의 핀 수를 감소시킴으로써 제조 비용을 줄일 수 있고 신호 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 다양한 장치 및 시스템에 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 휴대폰, 스마트 폰, PDA, PMP, 디지털 카메라, 캠코더, PC, 서버 컴퓨터, 워크스테이션, 노트북, 디지털 TV, 셋-탑 박스, 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 네비게이션 시스템, 스마트 카드, 프린터 등과 같은 다양한 전자 기기에 유용하게 이용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

1000, 2000: 표시 장치
100 : 표시 패널 200 : 광원부
300 : 타이밍 제어부 400 : 패널 구동부
500 : 광원 구동부 600 : 광원 구동 제어부
700 : 직병렬 변환부

Claims

표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈;
상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들;
광원 블록의 디밍 레벨 신호를 생성하고, 상기 디밍 레벨 신호에 해당하는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 생성하는 타이밍 제어부;
n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 스위치 제어 신호로 변환하는 신호 변환부(n < m 인 자연수); 및
상기 타이밍 제어부와 상기 복수의 광원 드라이버들 사이에 연결되고, 상기 스위치 제어 신호에 따라 상기 복수의 디밍 레벨 신호들을 복수의 광원 드라이버들에 제공하는 복수의 스위치들을 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 신호 변환부는
n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 디코딩 신호로 변환하는 디코더; 및
m 비트의 디코딩 신호를 논리 연산하여 m 비트의 스위치 제어 신호를 생성하는 연산기를 포함하는 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호의 m 개의 비트 신호들 각각은 상기 복수의 스위치들 각각의 제어 단자에 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 연산기는 상기 복수의 스위치들과 각각 연결된 복수의 앤드 게이트들을 포함하고,
상기 복수의 앤드 게이트들 중 제k 앤드 게이트는 상기 디코딩 신호의 제k 비트 신호를 수신하는 제1 입력 단자와, 상기 디코딩 신호의 제k-1 비트 신호를 반전하여 수신하는 제2 입력 단자 및 상기 복수의 스위치들 중 제k 스위치의 제어 단자와 연결된 출력 단자를 포함하는 표시 장치(k 는 1 < k = m 인 자연수).
제4항에 있어서, 상기 복수의 앤드 게이트들 중 제1 앤드 게이트의 제2 입력 단자는 접지 신호를 반전하여 수신하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 직렬 주변기기 인터페이스로 상기 복수의 디밍 레벨 신호들을 상기 복수의 광원 드라이버들에 전송하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 광원 블록들이 실장된 제1 인쇄 회로 기판;
상기 타이밍 제어부가 실장된 제2 인쇄 회로 기판; 및
상기 복수의 스위치들, 상기 디코더 및 상기 연산기가 실장된 제3 인쇄 회로 기판을 더 포함하는 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 광원 블록들이 실장된 제1 인쇄 회로 기판 및
상기 타이밍 제어부, 상기 복수의 스위치들, 상기 디코더 및 상기 연산기가 실장된 제2 인쇄 회로 기판을 포함하는 표시 장치.
표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈, 상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들을 포함하는 표시 장치의 구동 방법에서,
광원 블록의 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 레벨 신호에 해당하는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 출력하는 단계;
n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 스위치 제어 신호로 변환하는 단계(n < m 인 자연수);
상기 스위치 제어 신호의 m 개 비트 신호들 각각을 상기 복수의 광원 드라이버들에 연결된 복수의 스위치들에 각각 인가하는 단계; 및
상기 복수의 스위치들의 구동에 따라서 상기 복수의 디밍 레벨 신호들이 상기 복수의 광원 드라이버들에 인가되는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제9항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호로 변환하는 단계는
n 비트의 디밍 선택 신호를 m 비트의 디코딩 신호로 변환하는 단계; 및
상기 디코딩 신호의 m 개의 비트 신호들을 논리 곱 연산하여 m 비트의 스위치 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제10항에 있어서, 상기 디코딩 신호의 제k 비트 신호와 상기 디코딩 신호의 제k-1 비트 신호를 반전한 반전 신호를 논리 곱 연산하여 상기 스위치 제어 신호의 제k 비트 신호를 생성하고, 상기 스위치 제어 신호의 제k 비트 신호를 제k 스위치의 제어 단자에 인가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법(k 는1 < k = m 인 자연수).
제11항에 있어서, 제1 스위치의 제어 단자에 인가되는 상기 스위치 제어 신호의 제1 비트 신호는 제1 비트 신호와 접지 신호를 반전한 반전 신호를 논리 곱 연산하여 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제10항에 있어서, 직렬 주변기기 인터페이스를 통해 상기 디밍 레벨 신호는 상기 광원 드라이버에 전송되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈;
상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들;
광원 블록의 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 레벨 신호가 인가되는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 직렬 신호로 전송하는 타이밍 제어부; 및
직렬 신호로 전송된 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 병렬 신호로 변환하여 상기 복수의 광원 드라이버들에 병렬 전송하는 직병렬 변환기를 포함하는 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 차동 신호로 상기 직병렬 변환기에 전송하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 직병렬 변환기는 상기 차동 신호를 복수의 단일 신호로 변환하여 상기 복수의 광원 드라이버들에 전송하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 상기 직병렬 변환기에 고속 차동 신호 인터페이스로 신호를 전송하고,
상기 직병렬 변환기는 상기 복수의 광원 드라이버들에 직렬 주변기기 인터페이스로 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
표시 패널에 광을 제공하는 복수의 광원 블록들을 포함하는 광원 모듈 및 상기 복수의 광원 블록들을 구동하는 복수의 광원 드라이버들을 포함하는 표시 장치의 구동 방법에서,
광원 블록의 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 레벨 신호가 인가되는 광원 드라이버를 선택하는 디밍 선택 신호를 생성하는 단계;
상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 직렬 신호로 전송하는 단계; 및
직렬 신호로 전송된 상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 상기 복수의 광원 드라이버들에 병렬 신호로 전송하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제18항에 있어서, 상기 직렬 신호로 전송하는 단계는
상기 디밍 레벨 신호 및 상기 디밍 선택 신호를 차동 신호 인터페이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제18항에 있어서, 상기 병렬 신호로 전송하는 단계는
상기 차동 신호를 복수의 단일 신호들로 변환하여 상기 복수의 광원 드라이버들에 직렬 주변기기 인터페이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.