KR20110066734A - Back light unit - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A backlight unit is provided to vary the output voltage or current of an LED array for compensating the variation of the LED array brightness. CONSTITUTION: An LED backlight comprises an LED array(126) including an output port(124) which outputs a first output voltage(Vout1), an input voltage generator(134) which generates input voltage(Vinput) which is varied by the temperature change of the LED array, and an operational amplifier(136) which outputs a second output voltage. The output voltage including a node for maintaining a reference output voltage(Vref) controls the driving current by receiving the input voltage.

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 the LED array to compensate for the change in brightness 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. With the development of information technology (IT), the importance of the flat panel display device as a visual information transmission medium is further emphasized, and low power consumption, thinness, light weight, and high quality are required to secure an improved competitiveness. As a typical flat panel display device, there is a liquid crystal display device that displays an image by using optical anisotropy of a liquid crystal. The liquid crystal display device has advantages such as thin, small size, low power consumption and high 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 may display a desired image by individually supplying image information to a plurality of pixels arranged in a matrix, and adjusting light transmittance of the liquid crystal layer corresponding to each of the plurality of pixels. Accordingly, the liquid crystal display includes a liquid crystal panel in which a plurality of pixels, which are the smallest unit for implementing an image, is arranged in a matrix form, and a driving unit for driving the liquid crystal panel. Since the liquid crystal panel does not have its own light emitting means, a separate dimming means for expressing the difference in transmittance to the outside is required. As a dimming means, a back light having a light source is installed on the back of the liquid crystal panel.

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.In general, the backlight unit may be classified into a side light type and a direct type according to the position of a light source that emits light. The metering type separates the light of the light source emitted from one side of the light guide plate. While refracting into (Light Guided Panel) to enter the liquid crystal panel, the latter direct type supplies light by directly placing a plurality of light sources on the back of the liquid crystal panel.

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.Traditionally, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an external electrofluorescent lamp (EEFL) has been mainly used as a light source of a backlight used in a liquid crystal display, but recently, toxic mercury (Hg) It uses LED (Light Emitting Diode) which can improve color reproducibility and brightness without using. The backlight unit adopting LED as a light source is called an LED backlight unit.

이하에서는 도면을 참조하여 종래기술의 LED 백라이트 유닛과 그의 구동방법에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다. Hereinafter, an LED backlight unit and a driving method thereof according to the related art will be described in detail with reference to the accompanying 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.1 is a schematic diagram of a liquid crystal display including a LED backlight unit according to the prior art, Figure 2 is a schematic circuit diagram of the LED backlight unit according to the prior art, Figure 3 is a PWM duty change according to the temperature change according to the prior art It is a graph shown.

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. The liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1 includes a liquid crystal panel 12 and an LED backlight 14 positioned on a rear surface of the liquid crystal panel 12. The LED backlight 14 is disposed directly below the liquid crystal panel 12, and includes a plurality of printed circuit boards 16 and a plurality of printed circuit boards 16 arranged in a stripe type with a predetermined interval. It includes a plurality of LEDs 18 mounted to.

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 that emit red, green, and blue and are arranged at regular intervals. A plurality of LEDs 18 are simultaneously turned on to realize white light by mixing colors. In the large-area liquid crystal display device, two to ten LEDs 18 are repeatedly arranged on a plurality of printed circuit boards 16 due to 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. This LED array is driven by the driving circuit as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the LED backlight driving circuit 20 is located between the LED array 26 and the input terminal 22 and the output terminal 24 positioned between the power supply voltage 22 and the ground terminal 24. Generating a PWM signal to generate a pulse width modulation (PWM) signal according to the control unit 28 connected to the control unit, the sensing unit 30 whose resistance is changed according to the temperature change of the LED array 26, and the sensing unit 30. It is comprised including the part 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. LED array 26 has at least two LEDs connected in series. The driving voltage VIN is applied to the input terminal 22 to the LED array 26, and the driving voltage VIN is applied above the voltage for turning on the LED array 26, and does not damage the LED array 26. It can have a constant amplitude within the range. The output resistor Rex is connected to the output terminal 24 connected to the controller 28, and the output resistor Rex 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 a temperature change of the LED array 26 and applies a resistance value THM according to the temperature change to the PWM signal generator 32. The sensing unit 30 uses a thermally sensitive resistor (thermister) whose resistance value (THM) changes as the temperature changes.

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 generator 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. A pulse width modulation signal is applied to the controller 28. The PWM signal generator 32 includes an analog-to-digital converter (ADC), and converts the resistance value input as analog data into digital data. The PWM signal generation 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 controller 28 adjusts the driving current to the LED array 26 according to the PWM duty applied by the PWM signal generator 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 rapidly with temperature. As the light emission time of the LED array 26 becomes longer, the temperature increases and the luminance of the LED array 26 decreases rapidly due to an increase in temperature. 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. Due to the change in the brightness of the LED array 26 with the temperature, the brightness of the LED array 26 is drastically reduced and eventually leads to 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.Therefore, in order to control the driving 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. When the resistance THM is applied to the PWM signal generator 32, the PWM signal generator 32 generates a PWM signal to control the driving current supplied to the LED array 26 to thereby supply the LED array 26. It is possible to prevent the temperature rise.

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 shows, by way of example, a change in the pulse width moduration duty ratio that controls the drive current supplied to the LED array 26 according to the temperature of the LED array 26. Although LED array 26 exhibits a PWM duty ratio of 100% in the temperature range of 0 to 70 degrees, 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 does not change according to the resistance change of the sensing unit 30, and thus, a constant driving voltage is applied to the LED array 26 by 100%. . However, when the temperature of the LED array 26 rises above 70 degrees due to long use of the LED array 26 or for other reasons, the turn-on of the PWM duty ratio is varied and supplied to the LED array 26. Reduce time.

상기와 같은 종래기술에 따른 LED 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제가 있다.LED backlight unit according to the prior art as described above 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 that controls the driving 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 other tasks, an external signal The program may not work properly due to noise or communication error, which may damage the LED array.

PWM 신호 생성부로서 프로세스 유닛을 사용하는 경우, 프로세스 유닛의 프로그램밍이 필요하므로 별도의 작업이 필요하다. When the process unit is used as the PWM signal generator, programming of the process unit is required, and thus a separate work is required.

백라이트의 프로세스 유닛과 액정패널의 프로세스 유닛과의 임피던스 매칭 또는 통신규격 설정 등의 과정이 필요한다. A process such as impedance matching or communication standard setting between the backlight process unit and the liquid crystal panel process unit is required.

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, an object of the present invention is to provide a backlight unit including a compensation circuit that can vary the output current and the output voltage of the LED array to compensate for the brightness change 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.LED backlight according to the present invention for achieving the above object, the driving voltage is applied, the LED array having an output terminal for outputting a first output voltage; An input voltage generator configured to sense a temperature change of the LED array and to generate an input voltage that varies according to the temperature change of the LED array; And an operational amplifier connected to the output terminal of the LED array to maintain a reference output voltage, and outputting a second output voltage for controlling the driving current by receiving the input voltage.

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 as described above, the temperature change of the input voltage generating unit includes a thermistor and a first resistor, and generates a voltage by dividing a power supply voltage by the variable resistor and the first resistor of the thermistor. It is done.

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 as described above, the operational amplifier includes a non-inverting input terminal to which the input voltage is applied and an inverting input terminal to which the output of the operational amplifier is fed back, and controls the second output voltage to the operational amplifier. In order to do so, the first and second control voltages are applied.

상기와 같은 LED 백라이트에 있어서, 상기 노드에 출력저항이 연결되고, 상기 연산증폭기의 출력단과 상기 노드 사이에 제 2 저항이 설치되는 것을 특징으로 한다.In the LED backlight as described above, 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 equal to "second output current Iout2 = (second output voltage Vout2-first output voltage Vout1) / second resistor R2". It is characterized by.

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. In the LED backlight as described above, the first control voltage is "first control voltage (Vhigh) = first output voltage (Vout1) * (1 + second resistance (R2) / 2 * output resistance (Rext)) And the second control voltage is set 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 to control the driving current of the backlight as in the prior art, it is not only a reduction in manufacturing cost but also a problem in which a program input to the process unit malfunctions due to external signal noise or communication error. Can be removed. In other words, the present invention can minimize the risk of malfunction due to the risk of controlling the driving current of the backlight by a hardware method.

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, no separate work for programming the process unit is required.

백라이트의 프로세스 유닛과 액정패널의 프로세스 유닛과의 임피던스 매칭 또는 통신규격 설정 등의 과정이 불필요하다.A process such as impedance matching or communication specification setting between the backlight process unit and the liquid crystal panel process unit is unnecessary.

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

도 4는 본 발명에 따른 LED 백라이트의 개략적인 회로도이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동회로의 파형도이다.4 is a schematic circuit diagram of the LED backlight according to the present invention, Figures 5a to 5d is a waveform diagram of the 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. As shown in FIG. 4, the LED backlight driving circuit 120 is disposed between the LED array 126 positioned between the input terminal 122 and the output terminal 124, and is located between the input terminal 122 and the output terminal 124 and connected to the LED array 126. And a current compensator 130 connected to the controller 128 and the output terminal 124 and compensating 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 driving voltage VIN of the LED array 126 is applied through the input terminal 122, and the driving voltage VIN is applied above the voltage for turning on the LED array 126 and damaging the LED array 126. It may have a constant amplitude within a range not given. The first output voltage Vout1 is output from the output terminal 124 connected to the controller 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 compensator 130 detects a temperature change of the LED array 126, detects a temperature change, divides the power supply voltage Vcc to generate an input voltage Vin, and 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 generator 134 senses a temperature change of the LED array 126 and includes a sensing unit 132 and a first resistor R1 including a thermally sensitive resistor (thermister) whose resistance is changed according to the temperature change. It includes. The thermistor may 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 considers that the thermistor has a variable resistance (Rv) because the resistance value changes with temperature changes. The input voltage generator 134 divides the power supply voltage Vcc by the variable resistor Rv and the first resistor R1 of the sensing unit 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. An input voltage Vin output from the input voltage generator 134 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 136, and an output from the operational amplifier 136 is applied to the inverting input terminal (−). Feedback. The operational amplifier 136 is applied 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 controller 128 meet. The node 140 is connected to the output resistor Rex and the output resistor Rex is grounded. Therefore, the reference output potential Vref is always induced at the node 140, and the reference output current Iref always flows at the output resistance Rex at the output resistor Rex.

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 first output current Iout1 and the second output current Iout2. ) Is the sum of When the second output current Iout2 is output from the operational amplifier 136, the controller 126 outputs a current of "first output current Iout1-second output current Iout2." Similarly, when the second output voltage Vout2 is output from the operational amplifier 136, the controller 126 outputs a voltage of " first output voltage Vout1-second output voltage Vout2. &Quot; Since the reference output current Iref always flows through the output resistor Rex, the second coin 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.FIG. 5A is a waveform diagram illustrating a change in the first output current Iout1 for controlling a driving current applied to the LED array 126 according to a temperature change of the LED array 126, and FIG. 5B is a diagram of the LED array 126. 5C is a diagram illustrating a change in the second output current Iout2 supplied from the current compensator 130 to the output terminal 124 of the controller 128 according to the temperature change. The second output voltage Vout2 supplied to the output terminal 124 of the controller 128 by the unit 130 is a change diagram, and FIG. 5D is applied to the operational amplifier 136 according to the temperature change of the LED array 126. It is a change chart of 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. As shown in FIG. 5A, when the temperature of the LED array 126 is maintained at 70 degrees or less, the normal driving current is supplied to the LED array 126, and when the temperature of the LED array 126 increases to 70 degrees or more, the LED The array 126 is supplied with a driving current that is linearly reduced in proportion 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 may be adjusted as necessary.

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. As shown in FIG. 5B, the second output current Iout2 output from the operational amplifier 136 changes according to the temperature change of the LED array 126. 5D, although the input voltage Vin applied to the operational amplifier 136 increases linearly, the second output voltage Vput2 output from the operational amplifier 136 as shown in FIG. The range between the first and second control voltages Vhigh and Vlow is not exceeded.

도 5b에서, 연산증폭기(136)에서 출력되는 제 2 출력전류(Iout2)는 수학식1에 의해 결정된다. In FIG. 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)Second output current Iout2 = (second output voltage Vout2-first output voltage Vout1) / 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. In FIG. 5C, the first control voltage Vhigh applied to the operational amplifier 136 is determined by Equation 2. The second control voltage Vlow may be set to be the same as the first output voltage Vout1.

수학식 2Equation 2

제 1 제어전압(Vhigh) = 제 1 출력전압(Vout1) * (1 + 제 2 저항(R2) / 2 * 출력저항(Rext))First control voltage (Vhigh) = first output voltage (Vout1) * (1 + second resistor (R2) / 2 * 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 drive current of the LED array 126 by the LED backlight including the current compensator 130 as shown in Figure 4, without depending on the external process unit, due to program error and external noise It is not affected. In other words, the present invention can minimize the risk of malfunction due to the risk of controlling the driving current of the backlight by a hardware method. In addition, since the present invention does not use a process unit, a separate operation for programming the process unit is not required, and a process such as impedance matching or communication specification setting between the process unit of the backlight and the process unit of the liquid crystal panel is performed. Since it is unnecessary, it can contribute to productivity improvement.

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

도 2는 종래기술에 따른 LED 백라이트 유닛의 개략적인 회로도2 is a schematic circuit diagram of a LED backlight unit according to the prior art;

도 3은 종래기술에 따른 온도변화에 따른 PWM 듀티 변화를 도시한 그래프3 is a graph illustrating a change in PWM duty according to a temperature change according to the related art.

도 4는 본 발명에 따른 LED 백라이트의 개략적인 회로도4 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 인가되고, 제 1 출력전압을 출력시키는 출력단을 가지는 LED 어레이;An LED array to which a driving voltage is applied 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 generator configured to sense a temperature change of the LED array and to generate an input voltage that varies according to the temperature change of the LED array; 상기 LED 어레이의 상기 출력단과 연결되어 기준출력전압을 유지하는 노드를 포함하고, 상기 입력전압을 인가받아 상기 구동전류를 제어하는 제 2 출력전압을 출력시키는 연산증폭기;An operational amplifier connected to the output terminal of the LED array to maintain a reference output voltage, and outputting a second output voltage for receiving the input voltage to control the driving current; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.LED backlight comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of 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.The input voltage generator may include a temperature change of the LED array including a thermistor and a first resistor, and generating a voltage by dividing a power supply voltage by the variable resistor and the first resistor of the thermistor. 제 1 항에 있어서,The method of 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.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 back, and a first control voltage and a second control voltage to control the second output voltage to the operational amplifier. LED backlight, characterized in that is applied. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 노드에 출력저항이 연결되고, 상기 연산증폭기의 출력단과 상기 노드 사이에 제 2 저항이 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.Output resistance is connected to the node, the LED backlight, characterized in that the second resistor is provided between the output terminal of the operational amplifier and the node. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 2 출력전류는, The second output current is, "제 2 출력전류(Iout2) = (제 2 출력전압(Vout2) - 제 1 출력전압(Vout1))/제 2 저항(R2)"에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.LED backlight characterized in that it is determined by " second output current Iout2 = (second output voltage Vout2-first output voltage Vout1) / second resistor R2 ". 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1 제어전압은,The first control voltage is, "제 1 제어전압(Vhigh) = 제 1 출력전압(Vout1) * (1 + 제 2 저항(R2) / 2 * 출력저항(Rext))"에 의해서 결정되고, Is determined by "first control voltage Vhigh = first output voltage Vout1 * (1 + second resistance R2 / 2 * output resistance Rex)", 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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