KR101607126B1 - Back light unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 어레이의 휘도변화를 보상하기 위해 LED 어레이의 출력전류를 가변시킬 수 있는 보상회로를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, LED 백라이트는 구동전압이 인가되고, 제 1 출력전압을 출력시키는 출력단을 가지는 LED 어레이; 상기 LED 어레이의 온도 변화를 센싱하고, 상기 LED 어레이의 온도 변화에 따라 가변되는 입력전압을 생성하는 입력전압 생성부; 상기 LED 어레이의 상기 출력단과 연결되어 기준출력전압을 유지하는 노드를 포함하고, 상기 입력전압을 인가받아 상기 구동전류를 제어하는 제 2 출력전압을 출력시키는 연산증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a backlight unit including a compensation circuit capable of varying the output current of an LED array to compensate for a change in luminance of the LED array, wherein the LED backlight has an output terminal An LED array having a plurality of LEDs; An input voltage generation unit sensing a temperature change of the LED array and generating an input voltage variable according to a temperature change of the LED array; And an operational amplifier connected to the output terminal of the LED array and including a node for maintaining a reference output voltage and outputting a second output voltage for receiving the input voltage and controlling the driving current.

LED 백라이트, 전류 보상부, 연산증폭기 LED backlight, current compensator, operational amplifier

Description

백라이트 유닛{Back light unit}BACK LIGHT UNIT

본 발명은 LED 어레이의 휘도변화를 보상하기 위해 LED 어레이의 출력전류를 가변시킬 수 있는 보상회로를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight unit including a compensation circuit capable of varying the output current of an LED array to compensate for a change in luminance of the LED array.

정보기술(IT)의 발달에 따라 평판표시장치는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 한층 강조되고 있으며, 보다 향상된 경쟁력을 확보하기 위해 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등이 요구되고 있다. 대표적인 평판표시장치로 액정의 광학적 이방성을 이용하여 화상을 표시하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)가 있다. 액정표시장치는 박형, 소형, 저소비전력 및 고화질 등의 장점을 가진다. As information technology (IT) develops, flat panel displays are becoming more and more important as visual information delivery media. In order to secure more advanced competitiveness, low power consumption, thinness, light weight, and high image quality are required. There is a liquid crystal display (Liquid Crystal Display) which displays an image by using optical anisotropy of a liquid crystal by a typical flat panel display. The liquid crystal display device has advantages such as thinness, small size, low power consumption and high image quality.

액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 화소에 화상정보를 개별적으로 공급하여, 다수의 화소 각각과 대응되는 액정층의 광 투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있다. 따라서, 액정표시장치는 화상을 구현하는 최소 단위인 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과, 액정패널을 구 동하기 위한 구동부를 구비한다. 그리고, 액정패널은 자체 발광수단을 가지고 있지 않기 때문에, 투과율의 차이를 외부로 발현시키기 위한 별도의 조광수단이 필요하다. 조광수단으로 액정패널 배면에 광원(light source)을 가진 백라이트(back light)를 설치한다. The liquid crystal display device can display a desired image by separately supplying image information to a plurality of pixels arranged in a matrix form and adjusting the light transmittance of the liquid crystal layer corresponding to each of the plurality of pixels. Accordingly, the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which a plurality of pixels, which is a minimum unit for realizing an image, are arranged in a matrix form, and a driver for driving the liquid crystal panel. Since the liquid crystal panel does not have its own light emitting means, a separate light control means is required for expressing the difference in transmittance to the outside. And a back light having a light source is provided on the back surface of the liquid crystal panel by the dimming means.

일반적으로, 백라이트는 유닛은 빛을 발하는 광원의 위치에 따라 측광형(side light type)과 직하형(direct type)으로 구분될 수 있는데, 측광형은 일측면으로부터 출사된 광원의 빛을 별도의 도광판(Light Guided Panel)으로 굴절시켜 액정패널로 진입시키는 반면, 후자의 직하형은 액정패널 배면으로 복수의 광원을 직접 배치시켜 빛을 공급한다.Generally, a backlight unit can be divided into a side light type and a direct type according to the position of a light source emitting light. In the light measuring type, light from a light source emitted from one side is incident on a separate light guide plate (Light Guided Panel) to enter the liquid crystal panel, whereas the direct type of the latter directs a plurality of light sources directly to the back of the liquid crystal panel to supply light.

액정표시장치에서 사용되는 백라이트의 광원으로는 전통적으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL)가 주로 사용되었지만, 최근 들어 유독성 수은(Hg)을 사용하지 않으면서도 색재현성과 휘도를 개선할 수 있는 LED(Light Emitting Diode)를 사용한다. 이와 같이 LED를 광원으로 채택한 백라이트 유닛을 히 LED 백라이트 유닛이라 한다.Conventionally, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an external electrode fluorescent lamp (EEFL) has been mainly used as a light source of a backlight used in a liquid crystal display device. However, recently, toxic mercury (Hg) (Light Emitting Diode) which can improve the color reproducibility and luminance without using a light emitting diode (LED). The backlight unit adopting the LED as the light source is called the LED backlight unit.

이하에서는 도면을 참조하여 종래기술의 LED 백라이트 유닛과 그의 구동방법에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다. Hereinafter, a conventional LED backlight unit and a driving method thereof will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 종래기술에 따른 LED 백라이트 유닛을 포함한 액정표시장치의 모식도이고, 도 2는 종래기술에 따른 LED 백라이트 유닛의 개략적인 회로도이고, 도 3은 종래기술에 따른 온도변화에 따른 PWM 듀티 변화를 도시한 그래프이다.2 is a schematic circuit diagram of an LED backlight unit according to the related art, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a PWM duty variation according to a temperature change according to the related art. FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a conventional LED backlight unit. FIG.

도 1과 같은 액정표시장치(10)은 액정패널(12)과 액정패널(12)의 배면에 위치한 LED 백라이트(14)를 포함하여 구성된다. LED 백라이트(14)는 액정패널(12)의 배면에서 직하형으로 배치되고, 일정간격을 가지고 줄무늬 형태(stripe type)로 배열되는 다수의 인쇄회로기판(16)과 다수의 인쇄회로기판(16)에 장착된 다수의 LED(18)를 포함한다. 1, the liquid crystal display device 10 includes a liquid crystal panel 12 and an LED backlight 14 disposed on the back surface of the liquid crystal panel 12. [ The LED backlight 14 includes a plurality of printed circuit boards 16 and a plurality of printed circuit boards 16 that are arranged directly under the rear surface of the liquid crystal panel 12 and are arranged in a stripe type at regular intervals, (Not shown).

다수의 LED(18)는 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue)를 발광하는 RGB LED이고, 일정 간격으로 배열된다. 다수의 LED(18)를 동시에 점등시켜 색의 혼합에 의해 백색광을 구현한다. 대면적의 액정표시장치에서는 소비전력 등을 이유로 2 개 내지 10 개의 LED(18)를 하나의 어레이(array)로 하여 다수의 인쇄회로기판(16) 상에 반복적으로 배열한다.The plurality of LEDs 18 are RGB LEDs emitting red, green, and blue, and are arranged at regular intervals. The plurality of LEDs 18 are simultaneously lit to realize white light by mixing colors. In a large-area liquid crystal display device, two to ten LEDs 18 are repeatedly arranged on a plurality of printed circuit boards 16 as an array because of power consumption or the like.

이러한 LED 어레이는 도 2와 같은 구동회로에 구동된다. 도 2와 같이, LED 백라이트 구동회로(20)는 전원전압(22)과 접지단(24) 사이로 위치된 LED 어레이(26), 입력단(22)과 출력단(24) 사이에 위치하고 LED 어레이(26)와 연결된 제어 부(28), LED 어레이(26)의 온도변화에 따라 저항치가 변하는 센싱부(30), 및 센싱부(30)의 신호에 따라 PWM(pulse width modulation) 신호를 생성하는 PWM 신호 생성부(32)를 포함하여 구성된다. Such an LED array is driven by a driving circuit as shown in Fig. 2, the LED backlight driving circuit 20 includes an LED array 26 positioned between the power supply voltage 22 and the ground terminal 24, an LED array 26 positioned between the input terminal 22 and the output terminal 24, A sensing unit 30 having a resistance value changed according to a temperature change of the LED array 26 and a PWM signal generating unit 30 for generating a pulse width modulation (PWM) signal according to a signal of the sensing unit 30, (32).

LED 어레이(26)는 최소한 2 개 이상의 LED가 직렬로 연결된다. LED 어레이(26)에 구동전압(VIN)이 입력단(22)에 인가되고, 구동전압(VIN)은 LED 어레이(26)를 턴온시키는 전압 이상으로 인가되고, LED 어레이(26)에 손상을 주지 않는 범위 내에서 일정한 진폭을 가질 수 있다. 그리고, 제어부(28)에 연결된 출력단(24)에 출력저항(Rext)이 연결되고, 출력저항(Rext)은 접지된다. The LED array 26 has at least two LEDs connected in series. The driving voltage VIN is applied to the input terminal 22 and the driving voltage VIN is applied to the LED array 26 at a voltage higher than the voltage that turns the LED array 26 on and the LED array 26 is not damaged And can have a constant amplitude within a range. An output resistor Rext is connected to the output terminal 24 connected to the control unit 28, and the output resistor Rext is grounded.

센싱부(30)는 LED 어레이(26)의 온도변화를 감지하고, 온도변화에 따른 저항치(THM)를 PWM 신호 생성부(32)에 인가한다. 센싱부(30)은 온도변화에 따라 저항치(THM)가 변화하는 써미스터(thermister: thermally sensitive resistor)를 사용한다. The sensing unit 30 senses the temperature change of the LED array 26 and applies the resistance value THM according to the temperature change to the PWM signal generating unit 32. [ The sensing unit 30 uses a thermistor (thermistor) which changes its resistance value THM according to temperature change.

PWM 신호 생성부(32)는 센싱부(30)로부터 LED 어레이(26)의 온도변화에 따른 저항치(THM)를 입력받고, 저항치의 변화에 따라 LED 어레이(26)에 공급되는 전류를 조절할 수 있는 PWM 신호(pulse width modulation signal)를 제어부(28)에 인가한다. PWM 신호 생성부(32)는 ADC 회로(analog to digital converter)를 포함하고, 아날로그 데이터로 입력된 저항치를 디지털 데이터로 변환시킨다. PWM 신호 생성 부(32)는 MCU 및 CPU와 같은 프로세스 유닛(process unit)을 사용한다.The PWM signal generating unit 32 receives the resistance value THM according to the temperature change of the LED array 26 from the sensing unit 30 and adjusts the current supplied to the LED array 26 according to the change of the resistance value And applies a pulse width modulation signal (PWM signal) to the control unit 28. The PWM signal generating unit 32 includes an ADC circuit (analog to digital converter), and converts the resistance value input as analog data into digital data. The PWM signal generating unit 32 uses a process unit such as an MCU and a CPU.

제어부(28)는 PWM 신호 생성부(32)에서 인가되는 PWM 듀티에 따라 LED 어레이(26)에 구동전류를 조절한다. The control unit 28 adjusts the driving current to the LED array 26 according to the PWM duty applied from the PWM signal generating unit 32.

일반적으로 LED 어레이(26)는 온도에 따라 급격하게 휘도가 변한다. LED 어레이(26)의 발광시간이 길어질수록 온도가 증가하고 온도의 상승으로 인해 LED 어레이(26)의 휘도가 급격하게 저하된다. 일반적으로 LED 어레이(26)의 온도가 80도 이상인 경우 휘도는 80% 이하로 저하되고 120도 이상인 경우 LED 어레이(26)가 구동하지 않을 수 있다. LED 어레이(26)의 온도에 따른 휘도 변화로 인해 LED 어레이(26)의 휘도가 급격하게 감소하고 결국 화질저하로 이어진다. In general, the brightness of the LED array 26 changes suddenly with temperature. As the emission time of the LED array 26 becomes longer, the temperature increases and the brightness of the LED array 26 sharply drops due to the temperature rise. In general, when the temperature of the LED array 26 is 80 degrees or more, the brightness is lowered to 80% or less, and when the temperature is 120 degrees or more, the LED array 26 may not be driven. The brightness of the LED array 26 sharply decreases due to the change in brightness depending on the temperature of the LED array 26, resulting in a deterioration in image quality.

따라서, LED 어레이(26)의 온도에 따라, LED 어레이(26)에 공급되는 구동전류를 제어하기 위하여, 센싱부(30)가 LED 어레이(26)의 온도변화를 감지하고. 온도변화에 대한 저항치(THM)를 PWM 신호 생성부(32)에 인가하면 PWM 신호 생성부(32)는 PWM 신호를 생성하여 LED 어레이(26)에 공급되는 구동전류를 제어함으로써 LED 어레이(26)의 온도상승을 방지할 수 있다.Thus, in order to control the drive current supplied to the LED array 26 according to the temperature of the LED array 26, the sensing unit 30 senses a temperature change of the LED array 26, The PWM signal generating unit 32 generates the PWM signal and controls the drive current supplied to the LED array 26 so that the LED array 26 is turned on by applying the resistance value THM to the PWM signal generating unit 32. [ Can be prevented from rising.

도 2는 예시로써, LED 어레이(26)의 온도에 따라 LED 어레이(26)에 공급되는 구동전류를 제어하는 PWM 듀티비(pulse width moduration duty ratio) 변화를 도시 한다. LED 어레이(26)가 0 내지 70도의 온도범위에서는 100%의 PWM 듀티비(duty ratio)를 나타내지만, 70도 이상의 온도에서는 PWM 듀티가 감소하기 시작한다. 다시 말하면, LED 어레이(26)가 70도까지 온도가 증가하는 경우, 센싱부(30)의 저항변화에 따라 PWM 듀티가 변하지 않고, 이에 따라 LED 어레이(26)에는 일정한 구동전압이 100% 인가된다. 그러나, LED 어레이(26)를 장시간 사용하거나 또는 다른 원인으로 LED 어레이(26)의 온도가 70도 이상으로 상승하는 경우, PWM 듀티비가 가변되어 LED 어레이(26)에 공급되는 턴 온(turn on) 시간을 감소시킨다.FIG. 2 illustrates, as an example, a pulse width modulation duty ratio change that controls the drive current supplied to the LED array 26 according to the temperature of the LED array 26. Although the LED array 26 exhibits a 100% PWM duty ratio in the 0 to 70 degree temperature range, the PWM duty begins to decrease at temperatures above 70 degrees. In other words, when the temperature of the LED array 26 increases to 70 degrees, the PWM duty is not changed in accordance with the change in the resistance of the sensing unit 30, so that a constant driving voltage is applied to the LED array 26 by 100% . However, when the temperature of the LED array 26 rises to 70 degrees or more for a long time or when the LED array 26 is used for a long time, the PWM duty ratio is varied to turn on the LED array 26, Reduces time.

상기와 같은 종래기술에 따른 LED 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제가 있다.The LED backlight unit according to the related art has the following problems.

LED 어레이의 온도변화에 따라 LED 어레이에 공급되는 구동전류를 조절하는 PWM 신호 생성부를 MCU 및 CPU와 같은 프로세스 유닛(process unit)을 사용하기 때문에, 프로세스 유닛이 다른 작업을 수행하는 경우, 외부의 신호 노이즈 또는 통신 에러 등에 의해 프로그램이 정상적으로 동작하지 않아 LED 어레이에 손상을 줄 수 있다. Since the PWM signal generator for controlling the drive current supplied to the LED array according to the temperature change of the LED array uses a process unit such as an MCU and a CPU, when the process unit performs another task, The program may not operate normally due to noise or communication error, and the LED array may be damaged.

PWM 신호 생성부로서 프로세스 유닛을 사용하는 경우, 프로세스 유닛의 프로그램밍이 필요하므로 별도의 작업이 필요하다. When a process unit is used as the PWM signal generating unit, a special operation is required because programming of the process unit is required.

백라이트의 프로세스 유닛과 액정패널의 프로세스 유닛과의 임피던스 매칭 또는 통신규격 설정 등의 과정이 필요한다. An impedance matching between the process unit of the backlight and the process unit of the liquid crystal panel, or a process of setting the communication standard.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 LED 어레이의 휘도변화를 보상하기 위해 LED 어레이의 출력전류 및 출력전압을 가변시킬 수 있는 보상회로를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a backlight unit including a compensation circuit capable of varying an output current and an output voltage of an LED array to compensate for a change in brightness of the LED array.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 백라이트는, 구동전압이 인가되고, 제 1 출력전압을 출력시키는 출력단을 가지는 LED 어레이; 상기 LED 어레이의 온도 변화를 센싱하고, 상기 LED 어레이의 온도 변화에 따라 가변되는 입력전압을 생성하는 입력전압 생성부; 상기 LED 어레이의 상기 출력단과 연결되어 기준출력전압을 유지하는 노드를 포함하고, 상기 입력전압을 인가받아 상기 구동전류를 제어하는 제 2 출력전압을 출력시키는 연산증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED backlight including: an LED array having an output terminal to which a driving voltage is applied and outputs a first output voltage; An input voltage generation unit sensing a temperature change of the LED array and generating an input voltage variable according to a temperature change of the LED array; And an operational amplifier connected to the output terminal of the LED array and including a node for maintaining a reference output voltage and outputting a second output voltage for receiving the input voltage and controlling the driving current.

상기와 같은 LED 백라이트에 있어서, 상기 입력전압 생성부는 상기 LED 어레이의 온도변화는 써미스터와 제 1 저항을 포함하고, 상기 써미스터의 가변저항과 상기 제 1 저항에 의해 전원전압을 분압하여 생성하는 것을 특징으로 한다.In the LED backlight, the input voltage generator may include a thermistor and a first resistor, wherein the temperature change of the LED array is generated by dividing the power source voltage by the variable resistor and the first resistor of the thermistor .

상기와 같은 LED 백라이트에 있어서, 상기 연산증폭기는 상기 입력전압이 인 가되는 비반전 입력단자 및 상기 연산증폭기의 출력이 피드백되는 반전 입력단자를 포함하고, 상기 연산증폭기에 상기 제 2 출력전압을 제어하기 위해 제 1 및 제 2 제어전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.In the LED backlight, the operational amplifier includes a non-inverting input terminal to which the input voltage is input and an inverting input terminal to which the output of the operational amplifier is fed back, and the second output voltage is controlled And the first and second control voltages are applied to the first control signal.

상기와 같은 LED 백라이트에 있어서, 상기 노드에 출력저항이 연결되고, 상기 연산증폭기의 출력단과 상기 노드 사이에 제 2 저항이 설치되는 것을 특징으로 한다.In the above LED backlight, an output resistor is connected to the node, and a second resistor is provided between the output terminal of the operational amplifier and the node.

상기와 같은 LED 백라이트에 있어서, 상기 제 2 출력전류는, "제 2 출력전류(Iout2) = (제 2 출력전압(Vout2) - 제 1 출력전압(Vout1))/제 2 저항(R2)"에 의해서 결정되는 것을 특징으로 한다.In the LED backlight as described above, the second output current is divided into a second output current Iout2 = (a second output voltage Vout2 - a first output voltage Vout1) / a second resistor R2 .

상기와 같은 LED 백라이트에 있어서, 상기 제 1 제어전압은, "제 1 제어전압(Vhigh) = 제 1 출력전압(Vout1) * (1 + 제 2 저항(R2) / 2 * 출력저항(Rext))"에 의해서 결정되고, 상기 제 2 제어전압은 상기 제 1 출력전압과 동일하게 설정하는 것을 특징으로 한다. The first control voltage Vhigh = the first output voltage Vout1 * (1 + the second resistor R2 / 2 * the output resistance Rext) Quot ;, and the second control voltage is set to be equal to the first output voltage.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다.The backlight unit according to the present invention has the following effects.

본 발명은 백라이트의 구동전류를 제어하기 위해 종래기술과 같이 프로세스 유닛을 사용하지 않기 때문에, 제조비용의 절감은 물론, 외부의 신호 노이즈 또는 통신 에러 등에 의해 프로세스 유닛에 입력되어 있는 프로그램이 오동작하는 문제를 제거할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 하드웨어적 방법으로 백라이트의 구동전류를 제어하기 위기 때문에 오동작의 우려를 최소한 시킬 수 있다. Since the present invention does not use a process unit as in the prior art for controlling the driving current of the backlight, it is possible to reduce the manufacturing cost and also to solve the problem that a program inputted to the process unit malfunctions due to external signal noise, Can be removed. In other words, since the present invention controls the driving current of the backlight by a hardware method, it is possible to minimize the possibility of malfunction.

본 발명은 프로세스 유닛을 사용하지 않기 때문에, 프로세스 유닛의 프로그램밍을 위한 별도의 작업이 필요하지 않다.Since the present invention does not use a process unit, a separate operation for programming the process unit is not required.

백라이트의 프로세스 유닛과 액정패널의 프로세스 유닛과의 임피던스 매칭 또는 통신규격 설정 등의 과정이 불필요하다.The processes of the impedance matching between the process unit of the backlight and the process unit of the liquid crystal panel or the setting of the communication standard are unnecessary.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4는 본 발명에 따른 LED 백라이트의 개략적인 회로도이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동회로의 파형도이다.FIG. 4 is a schematic circuit diagram of an LED backlight according to the present invention, and FIGS. 5A to 5D are waveform diagrams of an LED backlight driving circuit according to the present invention.

도 4와 같이, LED 백라이트 구동회로(120)는 입력단(122)과 출력단(124) 사이로 위치된 LED 어레이(126), 입력단(122)과 출력단(124) 사이에 위치하고 LED 어레이(126)와 연결된 제어부(128), 및 출력단(124)과 연결되고 LED 어레이(126)의 출력전류를 보상하는 전류 보상부(130)를 포함하여 구성된다. 4, the LED backlight driving circuit 120 includes an LED array 126 positioned between an input stage 122 and an output stage 124, an output stage 124 connected between the input stage 122 and the output stage 124 and connected to the LED array 126 A controller 128 and a current compensator 130 connected to the output terminal 124 and compensating for the output current of the LED array 126.

LED 어레이(126)는 최소한 2 개 이상의 LED가 직렬로 연결된다. LED 어레이(126)의 구동전압(VIN)은 입력단(122)을 통하여 인가되고, 구동전압(VIN)은 LED 어레이(126)를 턴 온시키는 전압 이상으로 인가되고, LED 어레이(126)에 손상을 주지 않는 범위 내에서 일정한 진폭을 가질 수 있다. 그리고, 제어부(128)에 연결된 출력단(124)에서 제 1 출력전압(Vout1)이 출력된다. The LED array 126 has at least two LEDs connected in series. The drive voltage VIN of the LED array 126 is applied through the input terminal 122 and the drive voltage VIN is applied beyond the voltage that turns the LED array 126 on, It is possible to have a constant amplitude within a range not giving it. The first output voltage Vout1 is output from the output terminal 124 connected to the control unit 128. [

전류 보상부(130)는 LED 어레이(126)의 온도변화를 감지하는 감지하고, 전원전압(Vcc)을 분압하여 입력전압(Vinput)을 생성하는 입력전압 생성부(134), 및 입력전압(Vinput)이 인가되고 LED 어레이(126)에 공급되는 구동전압(Vin)을 제어하는 제 2 출력전압(Vout2)을 출력하는 연산증폭부(136)를 포함하여 구성된다. The current compensating unit 130 includes an input voltage generating unit 134 that senses a temperature change of the LED array 126 and divides the power supply voltage Vcc to generate an input voltage Vinput, And an operational amplifier 136 for outputting a second output voltage Vout2 for controlling the driving voltage Vin supplied to the LED array 126. [

입력전압 생성부(134)는 LED 어레이(126)의 온도변화를 감지하고, 온도변화에 따라 저항치가 변하는 써미스터(thermister: thermally sensitive resistor)를 포함하는 센싱부(132)와 제 1 저항(R1)을 포함한다. 써미스터는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 써미스터, PTC(Positive Temperature Coefficient) 써미스터 및 CTR(Critical Temperature Resistor) 써미스터 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 센싱부(130)은 써미스터가 온도변화에 따라 저항치가 변하기 때문에 가변저항(Rv)을 가지고 있는 것으로 간주한다. 입력전압 생성부(134)는 센싱부(132)의 가변저항(Rv)과 제 1 저항(R1)에 의해 전원전압(Vcc)을 분압하여 입력전압(Vinput)을 생성한다. The input voltage generating unit 134 senses a temperature change of the LED array 126 and includes a sensing unit 132 including a thermister which changes its resistance value according to a temperature change and a first resistor R1, . The thermistor can be selected from a negative temperature coefficient (NTC) thermistor, a positive temperature coefficient (PTC) thermistor, and a critical temperature resistor (CTR) thermistor. The sensing unit 130 regards that the thermistor has the variable resistor Rv because the resistance value changes according to the temperature change. The input voltage generating section 134 divides the power supply voltage Vcc by the variable resistor Rv and the first resistor R1 of the sensing section 132 to generate the input voltage Vinput.

입력 전압 생성부(134)에서 출력되는 입력전압(Vinput)이 연산증폭부(136)의 비반전 입력단자(+)에 인가되고, 반전 입력단자(-)에는 연산증폭부(136)에서 출력이 피드백(feedback)된다. 연산증폭기(136)에는 출력전압(Vout)의 범위를 제어하기 위한 제 1 및 제 2 제어전압(Vhigh, Vlow)이 인가된다. The input voltage Vinput output from the input voltage generating unit 134 is applied to the noninverting input terminal (+) of the operational amplifying unit 136 and the output from the operational amplifying unit 136 is applied to the inverting input terminal (- Feedback. The operational amplifier 136 is supplied with first and second control voltages Vhigh and Vlow for controlling the range of the output voltage Vout.

연산 증폭기(136)의 출력단과 제어부(128)의 출력단(124)이 만나는 노드(140)에는 기준 출력전압(Vref)가 항상 유기된다. 노드(140)은 출력저항(Rext)이 연결되고, 출력저항(Rext)은 접지된다. 따라서, 노드(140)에는 항상 기준 출력전위(Vref)가 유기되고, 출력저항(Rext)에는 출력저항(Rext)에는 항상 기준 출력전류(Iref)가 흐른다.The reference output voltage Vref is always induced at the node 140 where the output terminal of the operational amplifier 136 and the output terminal 124 of the control unit 128 meet. The node 140 is connected to the output resistor Rext, and the output resistor Rext is grounded. Therefore, the reference output potential Vref is always induced in the node 140, and the reference output current Iref always flows in the output resistance Rext in the output resistance Rext.

따라서, 기준 출력전압(Vref)은 제 1 출력전압(Vout1)과 제 2 출력전압(Vout2)의 합이 되고, 기준 출력전류(Iref)는 제 1 출력전류(Iout1)와 제 2 출력전류(Iout2)의 합이 된다. 연산 증폭기(136)에서 제 2 출력전류(Iout2)가 출력되면, 제어부(126)는 "제 1 출력전류(Iout1)-제 2 출력전류(Iout2)"의 전류를 출력하게 된다. 동일하게, 연산 증폭기(136)에서 제 2 출력전압(Vout2)가 출력되면, 제어부(126)는 "제 1 출력전압(Vout1)-제 2 출력전압(Vout2)"의 전압를 출력하게 된다.다시 말하면, 출력저항(Rext)에는 항상 기준 출력전류(Iref)가 흐르게 되므로, 연산 증폭기(136)의 제 2 출력전류(Iout2)에 의해서, LED 어레이(126)에 공급되는 구 동전류를 결정하게 된다. Therefore, the reference output voltage Vref is the sum of the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2, and the reference output current Iref is the sum of the first output current Iout1 and the second output current Iout2 ). When the second output current Iout2 is outputted from the operational amplifier 136, the control unit 126 outputs the current of the first output current Iout1 - the second output current Iout2. Similarly, when the second output voltage Vout2 is output from the operational amplifier 136, the control unit 126 outputs the voltage of the first output voltage Vout1-the second output voltage Vout2. In other words, The reference output current Iref always flows through the output resistor Rext and the driving current supplied to the LED array 126 is determined by the second output current Iout2 of the operational amplifier 136. [

도 5a는 LED 어레이(126)의 온도변화에 따라 LED 어레이(126)에 인가되는 구동전류를 제어하는 제 1 출력전류(Iout1)의 변화를 나타낸 파형도이고, 도 5b는 LED 어레이(126)의 온도변화에 따라 전류 보상부(130)에서 제어부(128)의 출력단(124)에 공급되는 제 2 출력전류(Iout2)의 변화도이고, 도 5c는 LED 어레이(126)의 온도변화에 따라 전류 보상부(130)에서 제어부(128)의 출력단(124)에 공급되는 제 2 출력전압(Vout2)의 변화도이고, 도 5d는 LED 어레이(126)의 온도변화에 따라 연산증폭기(136)에 인가되는 입력전압(Vinput)의 변화도이다.5A is a waveform diagram showing a change in a first output current Iout1 that controls a driving current applied to the LED array 126 in accordance with a temperature change of the LED array 126, 5c shows a change in the second output current Iout2 supplied to the output terminal 124 of the control unit 128 in the current compensating unit 130 according to the temperature change. 5D shows a change in the second output voltage Vout2 supplied to the output terminal 124 of the control unit 128 from the first LED 130 and the second output voltage Vout2 applied to the operational amplifier 136 according to the temperature change of the LED array 126 It is a change in input voltage (Vinput).

도 5a와 같이, LED 어레이(126)의 온도가 70도의 이하를 유지하고 있으면, LED 어레이(126)에는 정상적인 구동전류가 공급되고, LED 어레이(126)의 온도가 70도 이상으로 증가하면, LED 어레이(126)에는 온도증가와 비례하여 선형적으로 감소된 구동전류가 인가된다. 상기의 LED 어레이(126)의 공급되는 구동전류을 변화시키는 온도범위 및 온도변화에 따른 구동전류의 감소폭은 단순한 예시에 불과할 뿐이고, 필요에 따라 조정할 수 있는 수치이다. 5A, when the temperature of the LED array 126 is maintained at 70 degrees or less, a normal driving current is supplied to the LED array 126. When the temperature of the LED array 126 increases to 70 degrees or more, The array 126 is applied with a linearly reduced drive current proportional to the temperature increase. The temperature range for changing the driving current supplied to the LED array 126 and the reduction width of the driving current according to the temperature change are merely examples and can be adjusted as needed.

도 5b와 같이, LED 어레이(126)의 온도변화에 따라 연산증폭기(136)에서 출력되는 제 2 출력전류(Iout2)가 변화한다. 그리고, 도 5d와 같이, 연산증폭기(136)에 인가되는 입력전압(Vinput)이 선형적으로 증가할지라도, 도 5c와 같이 연산증폭 기(136)에서 출력되는 제 2 출력전압(Vput2)은 제 1 및 제 2 제어전압(Vhigh, Vlow) 사이의 범위를 벗어나지 않는다. The second output current Iout2 output from the operational amplifier 136 changes in accordance with the temperature change of the LED array 126 as shown in FIG. 5B. 5C, the second output voltage Vput2 output from the operational amplifier 136 is set to a voltage Vout2, as shown in FIG. 5C, although the input voltage Vinput applied to the operational amplifier 136 linearly increases as shown in FIG. 1 and the second control voltage Vhigh, Vlow.

도 5b에서, 연산증폭기(136)에서 출력되는 제 2 출력전류(Iout2)는 수학식1에 의해 결정된다. 5B, the second output current Iout2 output from the operational amplifier 136 is determined by Equation (1).

수학식1Equation 1

제 2 출력전류(Iout2) = (제 2 출력전압(Vout2) - 제 1 출력전압(Vout1))/제 2 저항(R2)The second output current Iout2 = (the second output voltage Vout2 - the first output voltage Vout1) / the second resistor R2,

도 5c에서, 연산증폭기(136)에 인가되는 제 1 제어전압(Vhigh)은 수학식 2에 의해서 결정된다. 그리고, 제 2 제어전압(Vlow)는 제 1 출력전압(Vout1)과 동일하게 설정할 수 있다. 5C, the first control voltage Vhigh applied to the operational amplifier 136 is determined by equation (2). The second control voltage Vlow can be set equal to the first output voltage Vout1.

수학식 2Equation 2

제 1 제어전압(Vhigh) = 제 1 출력전압(Vout1) * (1 + 제 2 저항(R2) / 2 * 출력저항(Rext))The first control voltage Vhigh = the first output voltage Vout1 * (1 + the second resistor R2 / 2 * the output resistance Rext)

본 발명은 도 4와 같이 전류 보상부(130)를 포함한 LED 백라이트에 의해, 외부의 프로세스 유닛에 의존하지 않고 LED 어레이(126)의 구동전류를 가변시킬 수 있어, 프로그램 에러 및 외부의 노이즈에 의한 영향을 받지 않는다. 다시 말하면, 본 발명은 하드웨어적 방법으로 백라이트의 구동전류를 제어하기 위기 때문에 오동작의 우려를 최소한 시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 프로세스 유닛을 사용하지 않 기 때문에, 프로세스 유닛의 프로그램밍을 위한 별도의 작업이 필요하지 않고, 백라이트의 프로세스 유닛과 액정패널의 프로세스 유닛과의 임피던스 매칭 또는 통신규격 설정 등의 과정이 불필요하기 때문에 생산성 개선에 기여할 수 있다.The present invention can vary the driving current of the LED array 126 without depending on the external process unit by the LED backlight including the current compensating unit 130 as shown in FIG. It is not affected. In other words, since the present invention controls the driving current of the backlight by a hardware method, it is possible to minimize the possibility of malfunction. Further, since the present invention does not use a process unit, a separate operation for programming the process unit is not required, and the processes such as the impedance matching between the process unit of the backlight and the process unit of the liquid crystal panel, It is unnecessary to contribute to improvement of productivity.

도 1은 종래기술에 따른 LED 백라이트 유닛을 포함한 액정표시장치의 모식도1 is a schematic diagram of a liquid crystal display device including an LED backlight unit according to the related art

도 2는 종래기술에 따른 LED 백라이트 유닛의 개략적인 회로도2 is a schematic circuit diagram of a conventional LED backlight unit

도 3은 종래기술에 따른 온도변화에 따른 PWM 듀티 변화를 도시한 그래프3 is a graph showing the PWM duty variation according to the temperature change according to the prior art

도 4는 본 발명에 따른 LED 백라이트의 개략적인 회로도Figure 4 is a schematic circuit diagram of an LED backlight according to the present invention

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동회로의 파형도5A to 5D are waveform diagrams of the LED backlight driving circuit according to the present invention

Claims (6)

구동전압이 인가되는 LED 어레이;An LED array to which a driving voltage is applied; 상기 LED 어레이와 연결되고, 제 1 출력전압을 출력하는 출력단을 갖는 제어부;A control unit connected to the LED array and having an output terminal for outputting a first output voltage; 상기 LED 어레이의 온도 변화를 센싱하고, 상기 LED 어레이의 온도 변화에 따라 가변되는 입력전압을 생성하는 입력전압 생성부;An input voltage generation unit sensing a temperature change of the LED array and generating an input voltage variable according to a temperature change of the LED array; 기준출력전압을 유지하는 노드에서 상기 제어부의 출력단과 연결되며, 상기 입력전압을 인가받아 상기 구동전압을 제어하는 제 2 출력전압을 출력시키는 연산증폭기;An operational amplifier connected to an output terminal of the control unit at a node for maintaining a reference output voltage and outputting a second output voltage for receiving the input voltage and controlling the driving voltage; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.And an LED backlight assembly. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 입력전압 생성부는 상기 LED 어레이의 온도변화는 써미스터와 제 1 저항을 포함하고, 상기 써미스터의 가변저항과 상기 제 1 저항에 의해 전원전압을 분압하여 생성하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.Wherein the input voltage generating unit generates a temperature change of the LED array by including a thermistor and a first resistor and dividing the power source voltage by the variable resistor and the first resistor of the thermistor. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연산증폭기는 상기 입력전압이 인가되는 비반전 입력단자 및 상기 연산 증폭기의 출력이 피드백되는 반전 입력단자를 포함하고, 상기 연산증폭기에 상기 제 2 출력전압을 제어하기 위해 제 1 및 제 2 제어전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.Wherein the operational amplifier includes a non-inverting input terminal to which the input voltage is applied and an inverting input terminal to which an output of the operational amplifier is fed, and the operational amplifier includes first and second control voltages Is applied to the LED backlight. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, 상기 노드에 출력저항이 연결되고, 상기 연산증폭기의 출력단과 상기 노드 사이에 제 2 저항이 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.An output resistor is connected to the node, and a second resistor is provided between the output terminal of the operational amplifier and the node. 제 4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 제 2 출력전류는, Wherein the second output current comprises: "제 2 출력전류(Iout2) = (제 2 출력전압(Vout2) - 제 1 출력전압(Vout1))/제 2 저항(R2)"에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.Is determined by the "second output current Iout2 = (second output voltage (Vout2) - first output voltage (Vout1)) / second resistance (R2) ". 제 4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 제 1 제어전압은,Wherein the first control voltage includes a first control voltage, "제 1 제어전압(Vhigh) = 제 1 출력전압(Vout1) * (1 + 제 2 저항(R2) / 2 * 출력저항(Rext))"에 의해서 결정되고, Is determined by the first control voltage Vhigh = the first output voltage Vout1 * (1 + the second resistor R2 / 2 * the output resistance Rext) 상기 제 2 제어전압은 상기 제 1 출력전압과 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.Wherein the second control voltage is set equal to the first output voltage.
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