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KR102446666B1 - 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR102446666B1
KR102446666B1 KR1020150148281A KR20150148281A KR102446666B1 KR 102446666 B1 KR102446666 B1 KR 102446666B1 KR 1020150148281 A KR1020150148281 A KR 1020150148281A KR 20150148281 A KR20150148281 A KR 20150148281A KR 102446666 B1 KR102446666 B1 KR 102446666B1
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김동환
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

백라이트 유닛은 복수의 광원들이 각각 배치된 복수의 광원 블록들을 포함하는 백라이트 및 상기 광원들을 구동하는 백라이트 구동부를 포함하고, L 번째 광원 블록 및 L+1째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 상기 L 번째 광원 블록의 광원들은 상기 L+1 번째 광원 블록에 연결되고, 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1째 광원 블록 사이의 상기 경계에 인접한 상기 L+1번째 광원 블록의 광원들은 상기 L 번째 광원 블록에 연결된다.

Description

백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 표시 품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 복수의 화소들이 배치된 표시 패널, 화소들에 게이트 신호들을 제공하는 게이트 구동부, 화소들에 데이터 전압들을 제공하는 데이터 구동부, 및 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
화소들은 게이트 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받아 구동된다. 데이터 전압들에 의해 구동된 화소들은 백라이트 유닛으로부터 제공된 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시할 수 있다.
백라이트 유닛은 디밍 방식으로 구동될 수 있다. 디밍 방식은 소비 전력을 감소시키기 위해 영상의 휘도를 고려하여 백라이트 유닛의 광량(또는 휘도)을 제어하는 기술이다. 디밍 방식은 백라이트 유닛의 광원들에 인가되는 전류량을 조절하여 백라이트 유닛의 휘도를 조절하는 아날로그 디밍 방식 및 광원들의 온/오프를 제어함으로써 백라이트 유닛의 휘도를 조절하는 디지털 디밍 방식을 포함한다.
최근 영상의 명암비(Contrast Ratio: CR)가 감소되는 현상을 방지하고 소비 전력을 최소화하기 위해, 백라이트를 복수의 광원 블록들로 나누고, 광원 블록들에 대응하는 영상의 휘도에 따라서 광원 블록들 각각의 휘도를 제어하는 로컬 디밍 구동 방법이 개발되었다.
본 발명의 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은, 복수의 광원들이 각각 배치된 복수의 광원 블록들을 포함하는 백라이트 및 상기 광원들을 구동하는 백라이트 구동부를 포함하고, L 번째 광원 블록 및 L+1째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 상기 L 번째 광원 블록의 광원들은 상기 L+1 번째 광원 블록에 연결되고, 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1째 광원 블록 사이의 상기 경계에 인접한 상기 L+1번째 광원 블록의 광원들은 상기 L 번째 광원 블록에 연결된다.
상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1째 광원 블록은 각각, 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1째 광원 블록 사이의 상기 경계에 인접한 광원들로 정의되는 복수의 제1 광원들 및 상기 제1 광원들을 제외한 복수의 제2 광원들을 포함하고, 상기 광원 블록들은 행 방향에 대응하는 제1 방향으로 배열되고, H번째 행 및 H+1번째 행의 광원들 중 상기 L 번째 광원 블록의 제1 광원들 및 상기 L+1 번째 광원 블록의 제2 광원들은 서로 직렬로 연결되고, 상기 L+1 번째 광원 블록의 제1 광원들 및 상기 L 번째 광원 블록의 제2 광원들은 서로 직렬로 연결된다.
상기 광원 블록들은 각각, 구동 전압을 인가받아 상기 광원들에 제공하는 제1 단자 및 접지 전압을 인가받아 상기 광원들에 제공하는 제2 단자를 더 포함한다.
상기 H번째 행 및 상기 H+1 번째 행에서, 상기 서로 직렬로 연결된 제1 및 제2 광원들로 정의되는 광원 스트링들 각각의 일측은 상기 광원 블록들의 상기 제1 단자들 중 대응하는 제1 단자에 연결되고, 상기 광원 스트링들 각각의 타측은 상기 광원 블록들의 상기 제2 단자들 중 대응하는 제2 단자에 연결된다.
상기 백라이트 구동부는 상기 광원 스트링들을 아날로그 디밍 또는 디지털 디밍으로 구동하여 상기 각 광원 블록의 휘도를 제어한다.
상기 광원들은, 그린광을 생성하는 복수의 그린 광원들 및 마젠타 광을 생성하는 복수의 마젠타 광원들을 포함한다.
상기 광원 블록들은 매트릭스 형태로 배열된 복수의 광원 유닛들을 더 포함하고, 상기 광원 유닛들은 각각 상기 그린 광원들 중 2개의 그린 광원들 또는 상기 마젠타 광원들 중 2 개의 마젠타 광원들을 포함한다.
상기 그린 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들 및 상기 마젠타 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들은 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 교대로 배열된다.
상기 그린 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들에서, 상기 그린 광원들은 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 마젠타 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들에서, 상기 마젠타 광원들은 상기 제1 방향으로 배열된다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 상기 광을 생성하는 복수의 광원들이 각각 배치된 복수의 광원 블록들을 포함하는 백라이트 및 상기 광원들을 구동하는 백라이트 구동부를 포함하고, L 번째 광원 블록 및 L+1째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 상기 L 번째 광원 블록의 광원들은 상기 L+1 번째 광원 블록에 연결되고, 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1째 광원 블록 사이의 상기 경계에 인접한 상기 L+1번째 광원 블록의 광원들은 상기 L 번째 광원 블록에 연결된다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치는 디밍 블록들의 경계가 시인되는 현상을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 패널의 디밍 블록들과 디밍 블록들에 대응하는 백라이트의 광원 블록들을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 백라이트의 광원 블록들의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5a는 비교 표시 장치의 디밍 블록들의 휘도를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 디밍 블록들의 휘도를 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140), 백라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 백라이트 유닛(BLU)은 백라이트 구동부(150) 및 백라이트(160)를 포함한다.
표시 패널(110)은 서로 마주 보는 2개의 기판들 및 2개의 기판들 사이에 배치된 액정층을 포함하는 액정 표시 패널일 수 있다. 표시 패널(110)은 복수의 게이트 라인들(GL1~GLm), 복수의 데이터 라인들(DL1~DLn), 및 복수의 화소들(PX11~PXmn)을 포함한다. m 및 n은 자연수이다.
게이트 라인들(GL1~GLm)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 게이트 구동부(130)에 연결된다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장되어 데이터 구동부(140)에 연결된다. 제1 방향(DR1)은 행 방향에 대응되고, 제2 방향(DR2)은 열 방향에 대응된다.
화소들(PX11~PXmn)은 서로 교차하는 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)에 의해 구획된 영역들에 배치된다. 따라서, 화소들(PX11~PXmn)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 화소들(PX11~PXmn)은 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)에 연결된다.
화소들(PX11~PXmn)은 레드, 그린, 또는 블루 색을 표시할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 화소들(PX11~PXmn)은 화이트, 옐로우, 시안, 및 마젠타 등 다양한 색을 더 표시할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(120)는 집적 회로 칩의 형태로 인쇄 회로 기판(미 도시됨) 상에 실장되어 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)에 연결될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 외부(예를 들어, 시스템 보드)로부터 영상 신호들(RGB) 및 제어 신호(CS)를 수신한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 데이터 구동부(140)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 데이터 포맷이 변환된 영상 데이터들(DATA)을 데이터 구동부(140)에 제공한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 제어 신호(CS)에 응답하여 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호이다. 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호이다.
타이밍 컨트롤러(120)는 영상 신호들(RGB)을 분석하여 백라이트 유닛(BLU)의 휘도를 제어하는 백라이트 제어 신호(BCS)를 생성한다. 백라이트 제어 신호(BCS)는 백라이트 유닛(BLU)을 로컬 디밍 방식으로 구동하기 위한 제어 신호이다.
타이밍 컨트롤러(120)는 백라이트 제어 신호(BCS)를 생성하기 위한 디밍 장치(170)를 포함한다. 디밍 장치(170)는 데이터 구동부(140)에 제공되는 영상 데이터들(DATA)을 이용하여, 백라이트 제어 신호(BCS)를 생성한다.
예를 들어, 표시 패널(110)이 복수의 디밍 블록들로 구분되고, 백라이트(160)가 디밍 블록들에 대응하는 광원 블록들로 구분될 수 있다. 디밍 장치(170)는 디밍 블록들에 대응하는 영상 데이터들(DATA)을 분석하여 광원 블록들의 휘도를 개별적으로 제어할 수 있는 백라이트 제어 신호(BCS)를 생성한다.
백라이트 제어 신호(BCS)는 광원 블록들에 대응하는 복수의 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호들을 포함할 수 있다. 펄스 폭 변조 신호들은 각각 광원 블록들 중 대응하는 광원 블록의 휘도를 제어하기 위한 신호이다. 각 디밍 블록에 표시되는 영상의 휘도에 따라서, 각 광원 블록을 구동하기 위한 펄스 폭 변조 신호의 듀티비가 조절될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(120)는 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동부(130)에 제공하고, 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(140)에 제공한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 백라이트 제어 신호(BCS)를 백라이트 유닛(BLU)에 제공한다.
게이트 구동부(130)는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 신호들을 생성한다. 게이트 신호들은 순차적으로 출력될 수 있다. 게이트 신호들은 게이트 라인들(GL1~GLm)을 통해 화소들(PX11~PXmn)에 제공된다.
데이터 구동부(140)는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여 영상 데이터들(DATA)에 대응하는 아날로그 형태의 데이터 전압들을 생성하여 출력한다. 데이터 전압들은 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 화소들(PX11~PXmn)에 제공된다.
게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)는 복수의 구동 칩들로 형성되어 가요성 인쇄 회로 기판상에 실장되고, 테이프 캐리어 패키지(TCP: Tape Carrier Package) 방식으로 표시 패널(110)에 연결될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)는 복수의 구동 칩들로 형성되어 표시 패널(110)에 칩 온 글래스(COG: Chip on Glass) 방식으로 실장될 수 있다. 또한, 게이트 구동부(130)는 화소들(PX11~PXmn)의 트랜지스터들과 함께 동시에 형성되어 ASG(Amorphous Silicon TFT Gate driver circuit) 또는 OSG(Oxide Silicon TFT Gate driver circuit) 형태로 표시 패널(110)에 실장될 수 있다.
백라이트 구동부(150)는 백라이트 제어 신호(BCS)에 응답하여 백라이트(160)를 로컬 디밍 방식으로 구동한다. 예를 들어, 백라이트 구동부(150)는 백라이트 제어 신호(BCS)의 펄스 폭 변조 신호들을 수신하고, 펄스 폭 변조 신호들에 따라서, 광원 블록들의 휘도를 개별적으로 제어할 수 있다. 백라이트 구동부(150)는 펄스 폭 변조 신호들에 따라서, 백라이트(160)를 아날로그 디밍 방식 또는 디지털 디밍 방식으로 구동할 수 있다.
서로 인접한 광원 블록들 사이의 경계에 인접한 광원 블록들의 소정의 영역은 서로 인접한 광원 블록들의 휘도의 중간 휘도를 갖는 광을 생성할 수 있다. 이러한 구성은 이하, 도 4, 도 5a, 및 도 5b를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
백라이트(160)는 광(L)을 생성하는 광원으로서 발광 다이오드들 또는 냉음극 형광 램프를 포함할 수 있다. 백라이트(160)는 표시 패널(110)의 후방에 배치되고, 백라이트(160)에서 생성된 광(L)은 표시 패널(110)에 제공된다.
표시 패널(110)은 백라이트(160)로부터 제공받은 광(L)을 이용하여 영상을 표시한다. 화소들(PX11~PXmn)은 게이트 라인들(GL1~GLm)을 통해 제공받은 게이트 신호들에 응답하여 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 데이터 전압들을 제공받는다.
화소들(PX11~PXmn)이 데이터 전압들에 대응하는 계조를 표시함으로써, 영상이 표시될 수 있다. 데이터 전압들에 의해 구동되는 화소들(PX11~PXmn)은 백라이트(160)로부터 제공받은 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시한다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 한 화소의 등가 회로도이다.
설명의 편의를 위해, 도 2에는 게이트 라인(GLi) 및 데이터 라인(DLj)에 연결된 화소(PX)가 도시되었다. 도시되지 않았으나, 표시 패널(110)의 다른 화소들(PX)의 구성은 도 2에 도시된 화소(PX)와 동일할 것이다.
도 2를 참조하면, 표시 패널(110)은 제1 기판(111), 제1 기판(111)과 마주보는 제2 기판(112), 및 제1 기판(111)과 제2 기판(112) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다.
화소(PX)는 게이트 라인(GLi) 및 데이터 라인(DLj)에 연결된 트랜지스터(TR), 트랜지스터(TR)에 연결된 액정 커패시터(Clc), 및 액정 커패시터(Clc)에 병렬로 연결된 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 생략될 수 있다.
트랜지스터(TR)는 제1 기판(111)에 배치될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)에 연결된 게이트 전극, 데이터 라인(DLj)에 연결된 소스 전극, 및 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 연결된 드레인 전극을 포함한다.
액정 커패시터(Clc)는 제1 기판(111)에 배치된 화소 전극(PE), 제2 기판(112)에 배치된 공통 전극(CE), 및 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다. 액정층(LC)은 유전체로서의 역할을 한다. 화소 전극(PE)은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극에 연결된다.
도 2에서 화소 전극(PE)은 비 슬릿 구조이나, 이에 한정되지 않고, 화소 전극(PE)은 십자 형상의 줄기부 및 줄기부로부터 방사형으로 연장된 복수의 가지부들을 포함하는 슬릿 구조를 가질 수 있다.
공통 전극(CE)은 제2 기판(112)에 전체적으로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 공통 전극(CE)은 제1 기판(111)에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 중 적어도 하나는 슬릿을 포함할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극(PE), 스토리지 라인(미 도시됨)으로부터 분기된 스토리지 전극(미 도시됨), 및 화소 전극(PE)과 스토리지 전극 사이에 배치된 절연층을 포함할 수 있다. 스토리지 라인은 제1 기판(111)에 배치되며, 게이트 라인들(GL1~GLm)과 동일층에 동시에 형성될 수 있다. 스토리지 전극은 화소 전극(PE)과 부분적으로 오버랩될 수 있다.
화소(PX)는 레드, 그린, 및 블루 색 중 하나를 나타내는 컬러 필터(CF)를 더 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예로서 컬러 필터(CF)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 기판(112)에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 컬러 필터(CF)는 제1 기판(111)에 배치될 수 있다.
트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)을 통해 제공받은 게이트 신호에 응답하여 턴 온된다. 데이터 라인(DLj)을 통해 수신된 데이터 전압은 턴 온된 트랜지스터(TR)를 통해 액정 커패시터(Clc)의 화소 전극(PE)에 제공된다. 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 인가된다.
데이터 전압 및 공통 전압의 전압 레벨의 차이에 의해 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 전계가 형성된다. 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 형성된 전계에 의해 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동된다. 전계에 의해 구동된 액정 분자들에 의해 백라이트(160)으로부터 제공된 광 투과율이 조절되어 영상이 표시될 수 있다.
스토리지 라인에는 일정한 전압 레벨을 갖는 스토리지 전압이 인가될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 스토리지 라인은 공통 전압을 인가받을 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 보완해 주는 역할을 한다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 패널의 디밍 블록들과 디밍 블록들에 대응하는 백라이트의 광원 블록들을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(110)은 제1 방향(DR1)으로 배열된 복수의 디밍 블록들(DM1~DMk)을 포함한다. 백라이트(160)는 제1 방향(DR1)으로 배열된 복수의 광원 블록들(LB1~LBk)을 포함한다. k는 1보다 큰 자연수이다. 광원 블록들(LB1~LBk)은 디밍 블록들(DM1~DMk)에 각각 대응하도록 디밍 블록들(DM1~DMk)의 하부에 배치된다.
디밍 장치(170)는 광원 블록들(LB1~LBk)에 대응하는 k개의 펄스 폭 변조 신호들을 발생하여 출력다. 백라이트 구동부(150)는 k개의 펄스 폭 변조 신호들 각각의 듀티비에 따라서, 각 광원 블록(LB1~LBk)에서 생성되는 광의 휘도를 제어할 수 있다.
각 광원 블록(LB1~LBk)에서 발생된 광은 디밍 블록들(DM1~DMk) 중 대응하는 디밍 블록에 제공된다. 그 결과, 표시 패널(110)의 디밍 블록들(DM1~DMk)은 블록 별로 서로 다른 세기의 광을 공급받을 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 백라이트의 광원 블록들의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 광원 블록들(LB1~LBk)은 각각 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 배열되어 매트릭스 형태로 배치된 복수의 광원 유닛들(LU)을 포함한다. 예시적으로, 도 4에는 8개의 행과 3개의 열로 배열된 광원 유닛들(LU)을 각각 포함하는 광원 블록들(LB1~LBk)이 도시되었으나, 광원 유닛들(LU)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
광원 유닛들(LU)은 광을 생성하는 복수의 광원들(LS)을 포함한다. 광원들(LS)은 그린색을 갖는 광을 생성하는 복수의 그린 광원들(GS) 및 마젠타 색을 갖는 광을 생성하는 복수의 마젠타 광원들(MS)을 포함한다.
그린 광원들(GS)을 포함하는 광원 유닛들(LU) 및 마젠타 광원들(MS)을 포함하는 광원 유닛들(LU)은 제1 방향(DR1)으로 배열되고, 제2 방향(DR2)으로 교대로 배열될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 그린 광원들(GS)을 포함하는 광원 유닛들(LU) 및 마젠타 광원들(MS)을 포함하는 광원 유닛들(LU)은 제2 방향(DR2)으로 배열되고, 제1 방향(DR1)으로 교대로 배열될 수 있다.
그린 광원들(GS)에서 생성된 그린 색의 광 및 마젠타 광원들(MS)에서 생성된 마젠타 색의 광이 혼합되어 백색광이 생성될 수 있다. 그 결과, 광원 블록들(LB1~LBk)에서 백색광이 생성되어 표시 패널(110)에 제공될 수 있다.
예시적으로, 도 4에는 그린 광원들(GS) 및 마젠타 광원들(MS)이 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 광원 유닛들(LU)은 다양한 색을 갖는 광을 생성할 수 있는 광원들(LS)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛(LU)들은 레드, 그린, 및 블루 색들을 갖는 광을 생성할 수 있는 광원들(LS)을 포함할 수 있다. 광원들(LS)에서 생성된 레드, 그린, 및 블루 색들의 광이 혼합되어 백색광이 생성될 수 있다.
각 광원 유닛(LU)은 2개의 그린 광원들(GS) 또는 2개의 마젠타 광원들(MS)을 포함할 수 있다. 그러나, 각 광원 유닛(LU)의 광원들(LS)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 광원 유닛(LU)은 3개의 레드, 그린, 및 블루 광원들을 포함하거나, 레드, 그린, 및 블루 색 중 어느 한 색을 갖는 광을 생성하는 3개의 광원들을 포함할 수도 있다.
그린 광원들(GS)을 포함하는 광원 유닛들(LU)에서, 그린 광원들(GS)은 제1 방향(DR1)으로 배열된다. 마젠타 광원들(MS)을 포함하는 광원 유닛들(LU)에서, 마젠타 광원들(MS)은 제1 방향(DR1)으로 배열된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 광원 유닛들(LU)의 그린 광원들(GS) 및 마젠타 광원들(MS)은 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다.
각 광원 블록(LB1~LBk)의 광원들(LS) 중 광원 블록들(LB1~LBk) 사이의 경계에 인접한 광원들(LS)은 각 광원 블록(LB1~LBk)에 인접한 광원 블록에 연결된다. 구체적으로, 광원 블록들(LB1~LBk) 중 서로 인접한 L 번째 광원 블록 및 L+1째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 L 번째 광원 블록의 광원들(LS)은 L+1 번째 광원 블록에 연결된다. 광원 블록들(LB1~LBk) 중 서로 인접한 L 번째 광원 블록 및 L+1째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 L+1번째 광원 블록의 광원들(LS)은 L 번째 광원 블록에 연결된다. L은 자연수이다.
L 번째 광원 블록 및 상기 L+1째 광원 블록은 각각, L 번째 광원 블록 및 L+1째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 광원들(LS)로 정의되는 복수의 제1 광원들(LS1) 및 제1 광원들(L1)을 제외한 복수의 제2 광원들(LS2)을 포함한다. 제2 광원들(LS2)은 광원 블록들(LB1~LBk) 사이의 경계에 인접하지 않은 광원들(LS)이다.
H번째 행 및 H+1번째 행의 광원들(LS) 중 L 번째 광원 블록의 제1 광원들(LS1) 및 L+1 번째 광원 블록의 제2 광원들(LS2)은 서로 직렬로 연결된다. H번째 행 및 H+1번째 행의 광원들(LS) 중 L+1 번째 광원 블록의 제1 광원들(LS1) 및 L 번째 광원 블록의 제2 광원들(LS2)은 서로 직렬로 연결된다. H는 자연수 중 홀수이다.
예를 들어, H가 1일 경우, 제1 행 및 제2 행의 광원들(LS) 중 서로 인접한 제1 광원 블록(LB1) 및 제2 광원 블록(LB2) 사이의 경계에 인접한 제2 광원 블록(LB2)의 제1 광원들(LS1) 및 제1 광원 블록(LB1)의 제2 광원들(LS2)은 서로 직렬로 연결된다.
또한, 제1 행 및 제2 행의 광원들(LS) 중 서로 인접한 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2) 사이의 경계에 인접한 제1 광원 블록(LB1)의 제1 광원들(LS1), 서로 인접한 제2 및 제3 광원 블록들(LB2,LB3) 사이의 경계에 인접한 제3 광원 블록(LB3)의 제1 광원들(LS1), 및 제2 광원 블록(LB2)의 제2 광원들(LS2)은 서로 직렬로 연결된다.
예시적으로 제1, 제2, 및 제3 광원 블록들(LB1,LB2,LB3)의 연결 구성이 설명되었으나, 다른 광원 블록들 역시 제1, 제2, 및 제3 광원 블록들(LB1,LB2,LB3)과 동일한 구성을 갖는다. 이하 H번째 행들 및 H+1 번째 행들에서 서로 직렬로 연결된 광원들(LS)은 광원 스트링들로 정의된다.
각 광원 블록(LB1~LBk)은 백라이트 구동부(150)로부터 구동 전압을 인가받는 제1 단자(T1) 및 백라이트 구동부(150)로부터 접지 전압을 인가받는 제2 단자(T2)를 포함한다. H번째 행 및 H+1번째 행에 배치된 각각의 광원 스트링의 일측은 광원 블록들(LB1~LBk)의 제1 단자들(T1) 중 대응하는 제1 단자(T1)에 연결되고, 각각의 광원 스트링의 타측은 광원 블록들(LB1~LBk)의 제2 단자들(T2) 중 대응하는 제2 단자(T2)에 연결된다.
광원 스트링들은 구동 전압에 의해 구동되어 광을 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이 백라이트 구동부(150)는 광원 스트링들을 아날로그 디밍 또는 디지털 디밍으로 구동하여 각 광원 블록(LB1~LBk)의 휘도를 제어할 수 있다.
도 5a는 비교 표시 장치의 디밍 블록들의 휘도를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 디밍 블록들의 휘도를 예시적으로 도시한 도면이다.
도시하지 않았으나, 본 발명의 실시 예와 달리, 비교 표시 장치의 백라이트의 각 광원 블록의 광원들은 각 광원 블록 내에서 서로 직렬로 연결된다. 즉, 비교 표시 장치의 각 광원 블록의 광원들은 각 광원 블록에 인접한 광원 블록의 일부 광원들에 연결되지 않는다.
도 5a를 참조하면, 비교 표시 장치의 제1 디밍 블록(DM1')은 제1 광원 블록으로부터 제공받은 광에 의해 제1 휘도(BR1)를 갖는다. 제2 디밍 블록(DM2')은 제2 광원 블록으로부터 제공받은 광에 의해 제2 휘도(BR2)를 갖는다.
제1 디밍 블록(DM1') 및 제2 디밍 블록(DM2')의 휘도차가 소정의 휘도값 이상을 가질 경우, 제1 디밍 블록(DM1')과 제2 디밍 블록(DM2') 사이의 경계가 라인으로 시인될 수 있다. 즉, 제1 디밍 블록(DM1') 및 제2 디밍 블록(DM2')의 휘도가 소정의 휘도값 이상으로 급격히 변화할 경우, 제1 디밍 블록(DM1')과 제2 디밍 블록(DM2') 사이의 경계가 라인으로 시인될 수 있다.
제1 휘도(BR1) 및 제2 휘도(BR2)의 휘도차(△BR)는 소정의 휘도값보다 클 수 있다. 따라서, 제1 디밍 블록(DM1')과 제2 디밍 블록(DM2')의 경계가 라인으로 시인될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 광원 블록(LB1)에 제1 휘도(BR1)에 대응하는 구동 전압이 인가되어 제1 광원 블록(LB1)은 제1 휘도(BR1)를 갖는 광을 생성한다. 제2 광원 블록(LB2)에 제2 휘도(BR2)에 대응하는 구동 전압이 인가되어 제2 광원 블록(LB2)은 제2 휘도(BR2)를 갖는 광을 생성한다.
전술한 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2)의 광원들(LS)의 연결 구성을 참조하면, 제1 광원 블록(LB1)의 제1 광원(LS1)은 제2 광원 블록(LB2)에 인가되는 구동 전압을 인가받는다. 또한, 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2) 사이의 경계에 인접한 제2 광원 블록(LB2)의 제1 광원(LS1)은 제1 광원 블록(LB1)에 인가되는 구동 전압을 인가받는다.
제1 광원 블록(LB1)의 제1 광원(LB1)은 제2 휘도(BR2)에 대응하는 구동 전압을 인가받는다. 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2) 사이의 경계에 인접한 제2 광원 블록(LB2)의 제1 광원(LB1)은 제1 휘도(BR1)에 대응하는 구동 전압을 인가받는다.
이러한 경우, 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2) 사이의 경계에 인접한 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2)의 제1 광원들(LS1)이 배치된 영역은 제1 휘도(BR1)와 제2 휘도(BR2)의 중간 휘도를 갖는 광을 생성할 수 있다. 제1 휘도(BR1)와 중간 휘도의 휘도차(△BR/2)는 제2 휘도(BR2)와 중간 휘도의 휘도차(△BR/2)와 같다.
따라서, 표시 패널(110)의 제1 디밍 블록(DM1)과 제2 디밍 블록(DM2) 사이의 경계에 인접한 제1 디밍 블록(DM1)과 제2 디밍 블록(DM2)의 소정의 영역은 제1 휘도(BR1)와 제2 휘도(BR2)의 중간 휘도를 표시할 수 있다.
표시 패널(110)의 제1 및 제2 디밍 블록들(DM1,DM2) 사이의 경계에 인접한 제1 및 제2 디밍 블록들(DM1,DM2)의 소정의 영역은 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2) 사이의 경계에 인접한 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2)의 제1 광원들(LS1)이 배치된 영역에 대응하는 영역이다.
제1 휘도(BR1)와 제2 휘도(BR2)의 중간 휘도는 제1 디밍 블록(DM1)과 제2 디밍 블록(DM2)의 경계가 시인될 수 있는 소정의 휘도 값보다 작을 수 있다. 도 5a 도시된 제1 디밍 블록(DM1)과 제2 디밍 블록(DM2)의 휘도의 변화보다, 도 5b에 도시된 제1 디밍 블록(DM1)과 제2 디밍 블록(DM2)의 휘도가 완만하게 변화될 수 있다. 따라서, 제1 디밍 블록(DM1)과 제2 디밍 블록(DM2)의 경계가 시인되지 않을 수 있다.
예시적으로, 제1 및 제2 광원 블록들(LB1,LB2)에 대응하는 제1 및 제2 디밍 블록들(DM1,DM2)이 설명되었으나, 다른 디밍 블록들에서도 서로 인접한 디밍 블록들 사이의 경계가 시인되지 않을 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 서로 인접한 광원 블록들 사이의 경계에 인접한 광원들(LS)은 서로 인접한 광원 블록들의 휘도의 중간 휘도를 갖는 광을 생성할 수 있다. 따라서, 서로 인접한 디밍 블록들 사이의 경계에 인접한 디밍 블록들의 소정의 영역은 서로 인접한 디밍 블록들의 휘도의 중간 휘도를 표시함으로써, 디밍 블록들 사이의 경계가 시인되는 현상이 방지될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛(BLU) 및 표시 장치(100)는 디밍 블록들(DM1~DMk) 사이의 경계가 시인되는 현상을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 타이밍 컨트롤러 130: 게이트 구동부
140: 데이터 구동부 150: 백라이트 구동부
160: 백라이트 170: 디밍 장치
LB1~LBk: 광원 블록 DM1~DMk: 디밍 블록
LU: 광원 유닛 LS: 광원
LS1: 제1 광원 LS2: 제2 광원

Claims (16)

  1. 복수의 광원들이 각각 배치된 복수의 광원 블록들을 포함하는 백라이트; 및
    상기 광원들을 구동하는 백라이트 구동부를 포함하고,
    L 번째 광원 블록 및 L+1 번째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 상기 L 번째 광원 블록의 광원들은 상기 L+1 번째 광원 블록에 연결되고, 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1 번째 광원 블록 사이의 상기 경계에 인접한 상기 L+1 번째 광원 블록의 광원들은 상기 L 번째 광원 블록에 연결되고, 상기 L은 자연수이고,
    상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1 번째 광원 블록 각각은,
    상기 경계에 인접한 제1 광원; 및
    상기 제1 광원을 제외한 복수의 제2 광원들을 포함하고,
    상기 L 번째 광원 블록의 상기 제1 광원은 상기 L+1 번째 광원 블록의 상기 제2 광원들 중 상기 경계에 가장 인접한 상기 L+1 번째 광원 블록의 제2 광원에 직렬로 연결되고,
    상기 L+1 번째 광원 블록의 상기 제1 광원은 상기 L 번째 광원 블록의 상기 제2 광원들 중 상기 경계에 가장 인접한 상기 L 번째 광원 블록의 제2 광원에 직렬로 연결되는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광원은 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1 번째 광원 블록 각각에 복수개로 제공되고,
    상기 광원 블록들은 행 방향에 대응하는 제1 방향으로 배열되고, H번째 행 및 H+1번째 행의 광원들 중 상기 L 번째 광원 블록의 제1 광원들 및 상기 L+1 번째 광원 블록의 제2 광원들은 서로 직렬로 연결되고, 상기 L+1 번째 광원 블록의 제1 광원들 및 상기 L 번째 광원 블록의 제2 광원들은 서로 직렬로 연결되고, 상기 H는 자연수 중 홀수인 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원 블록들은 각각,
    구동 전압을 인가받아 상기 광원들에 제공하는 제1 단자; 및
    접지 전압을 인가받아 상기 광원들에 제공하는 제2 단자를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 H번째 행 및 상기 H+1 번째 행에서, 상기 서로 직렬로 연결된 제1 및 제2 광원들로 정의되는 광원 스트링들 각각의 일측은 상기 광원 블록들의 상기 제1 단자들 중 대응하는 제1 단자에 연결되고, 상기 광원 스트링들 각각의 타측은 상기 광원 블록들의 상기 제2 단자들 중 대응하는 제2 단자에 연결되는 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는 상기 광원 스트링들을 아날로그 디밍 또는 디지털 디밍으로 구동하여 상기 각 광원 블록의 휘도를 제어하는 백라이트 유닛.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원들은,
    그린광을 생성하는 복수의 그린 광원들; 및
    마젠타 광을 생성하는 복수의 마젠타 광원들을 포함하는 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광원 블록들은 매트릭스 형태로 배열된 복수의 광원 유닛들을 더 포함하고, 상기 광원 유닛들은 각각 상기 그린 광원들 중 2개의 그린 광원들 또는 상기 마젠타 광원들 중 2 개의 마젠타 광원들을 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 그린 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들 및 상기 마젠타 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들은 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 교대로 배열되는 백라이트 유닛.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 그린 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들에서, 상기 그린 광원들은 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 마젠타 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들에서, 상기 마젠타 광원들은 상기 제1 방향으로 배열되는 백라이트 유닛.
  10. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 광을 생성하는 복수의 광원들이 각각 배치된 복수의 광원 블록들을 포함하는 백라이트; 및
    상기 광원들을 구동하는 백라이트 구동부를 포함하고,
    L 번째 광원 블록 및 L+1 번째 광원 블록 사이의 경계에 인접한 상기 L 번째 광원 블록의 광원들은 상기 L+1 번째 광원 블록에 연결되고, 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1 번째 광원 블록 사이의 상기 경계에 인접한 상기 L+1 번째 광원 블록의 광원들은 상기 L 번째 광원 블록에 연결되고, 상기 L은 자연수이고,
    상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1 번째 광원 블록 각각은,
    상기 경계에 인접한 제1 광원; 및
    상기 제1 광원을 제외한 복수의 제2 광원들을 포함하고,
    상기 L 번째 광원 블록의 상기 제1 광원은 상기 L+1 번째 광원 블록의 상기 제2 광원들 중 상기 경계에 가장 인접한 상기 L+1 번째 광원 블록의 제2 광원에 직렬로 연결되고,
    상기 L+1 번째 광원 블록의 상기 제1 광원은 상기 L 번째 광원 블록의 상기 제2 광원들 중 상기 경계에 가장 인접한 상기 L 번째 광원 블록의 제2 광원에 직렬로 연결되는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광원은 상기 L 번째 광원 블록 및 상기 L+1 번째 광원 블록 각각에 복수개로 제공되고,
    상기 광원 블록들은 행 방향에 대응하는 제1 방향으로 배열되고, H번째 행 및 H+1번째 행의 광원들 중 상기 L 번째 광원 블록의 제1 광원들 및 상기 L+1 번째 광원 블록의 제2 광원들은 서로 직렬로 연결되고, 상기 L+1 번째 광원 블록의 제1 광원들 및 상기 L 번째 광원 블록의 제2 광원들은 서로 직렬로 연결되고, 상기 H는 자연수 중 홀수인 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광원 블록들은 각각,
    구동 전압을 인가받아 상기 광원들에 제공하는 제1 단자; 및
    접지 전압을 인가받아 상기 광원들에 제공하는 제2 단자를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 H번째 행 및 상기 h+1 번째 행에서, 상기 서로 직렬로 연결된 제1 및 제2 광원들로 정의되는 광원 스트링들 각각의 일측은 상기 광원 블록들의 상기 제1 단자들 중 대응하는 제1 단자에 연결되고, 상기 광원 스트링들 각각의 타측은 상기 광원 블록들의 상기 제2 단자들 중 대응하는 제2 단자에 연결되는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는 상기 광원 스트링들을 아날로그 디밍 또는 디지털 디밍으로 구동하여 상기 각 광원 블록의 휘도를 제어하는 표시 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 광원들은,
    그린광을 생성하는 복수의 그린 광원들; 및
    마젠타 광을 생성하는 복수의 마젠타 광원들을 포함하고,
    상기 광원 블록들은 매트릭스 형태로 배열된는 복수의 광원 유닛들을 더 포함하고,
    상기 광원 유닛들은 각각 상기 그린 광원들 중 2개의 그린 광원들 또는 상기 마젠타 광원들 중 2개의 마젠타 광원들을 포함하는 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 그린 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들 및 상기 마젠타 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들은 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 교대로 배열되고,
    상기 그린 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들에서, 상기 그린 광원들은 상기 제1 방향으로 배열되고, 상기 마젠타 광원들을 포함하는 상기 광원 유닛들에서, 상기 마젠타 광원들은 상기 제1 방향으로 배열되는 표시 장치.
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