KR100483382B1 - Dc-ac inverter for liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터에 관한 것으로, 이 인버터는 250∼300Hz의 주파수를 가지는 구형파를 출력하며, 사용자에 의해 설정된 휘도 조절용 휘도 제어 신호에 따라 구형파의 온 시간을 조절하되 10:1의 디밍 비율을 가지는 경우 최소 휘도 시 구형파의 온 시간이 구형파의 주기의 1/6 내지 1/5이 되도록 구형파의 온 시간을 조절하는 제어 회로부, 직류 전원을 공급받아 제어 회로부으로부터의 구형파가 온 상태이면 50Khz 이상의 주파수를 가지는 사인파를 출력하는 파형 생성부, 그리고 파형 생성부로부터의 출력 신호를 승압하는 변압기를 포함한다. 이때 구형파는 온 시점으로부터 소정 시간 동안 계단 형태로 상승되는 파형을 가진다.The present invention relates to a DC-AC inverter for a liquid crystal display device, the inverter outputs a square wave having a frequency of 250 ~ 300Hz, and adjusts the ON time of the square wave according to the luminance control signal for brightness adjustment set by the user 10: A control circuit part for adjusting the on time of the square wave so that the on time of the square wave at the minimum luminance is 1/6 to 1/5 of the period of the square wave when the dimming ratio is 1, and the square wave from the control circuit part is supplied with a DC power supply. In the state, it includes a waveform generator for outputting a sine wave having a frequency of 50Khz or more, and a transformer for boosting the output signal from the waveform generator. At this time, the square wave has a waveform that rises in a step shape for a predetermined time from the on time.

Description

액정 표시 장치용 직류-교류 인버터 {DC-AC INVERTER FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}DC-AC inverter for liquid crystal display {DC-AC INVERTER FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

이 발명은 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터(inverter)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;이하 TFT LCD라 칭함) 액정 표시 장치(liquid crystal display)에서 펄스 폭 조절 방식을 이용하여 직류 성분을 교류 성분으로 변환시키고 액정 표시 장치의 화면에 나타나는 노이즈를 제거하는 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a direct current (AC) inverter for a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a pulse width control method in a liquid crystal display of a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT LCD). The present invention relates to a DC-AC inverter for a liquid crystal display device which converts a direct current component into an alternating current component and removes noise appearing on the screen of the liquid crystal display device.

일반적으로 TFT LCD의 백라이트(backlight) 장치의 광원은 수백 볼트(volt)이상의 교류 전류로 점등되고, PC(personal computer)는 직류 전압으로 구동된다.In general, a light source of a backlight device of a TFT LCD is turned on by an alternating current of several hundred volts or more, and a personal computer (PC) is driven by a direct current voltage.

그러므로, TFT LCD를 이용하는 컴퓨터에서는 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 인버터가 필요하다.Therefore, in a computer using a TFT LCD, an inverter for converting a DC voltage into an AC voltage is required.

현재, TFT LCD 장치에 사용되는 인버터의 종류는 도 1의 (a)와 (b)와 같이 전압의 진폭을 조절하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 전압 가변 방식과, 전압의 진폭은 그대로 유지하고 펄스의 온(on)되는 시간을 조절하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 펄스 폭 변조 방식이 있다.Currently, the type of inverter used in the TFT LCD device is a voltage variable method of converting a DC voltage into an AC voltage by controlling the amplitude of the voltage as shown in FIGS. 1A and 1B, and maintaining the amplitude of the voltage as it is. There is a pulse width modulation method in which a DC voltage is converted into an AC voltage by adjusting the ON time of the pulse.

전압 가변 방식은 전압의 진폭을 가변시켜 휘도의 상태를 나타냄으로써, 인버터로써 가변할 수 있는 최고 휘도÷최저 휘도인 디밍 비율 (dimming ratio)이 약 2 : 1이다.In the voltage variable system, the amplitude of the voltage is varied to indicate the state of brightness, so that a dimming ratio, which is the highest brightness / lowest brightness that can be changed by the inverter, is about 2: 1.

그러나, 펄스 폭 조절 방식은 펄스의 온되는 시간을 가변시켜 휘도 상태를 나타내므로써, 디밍 비율을 5 : 1이상이 되도록 하는 것이 가능하다.However, in the pulse width adjustment method, the dimming ratio can be set to 5: 1 or more by varying the on time of the pulse to indicate the luminance state.

기존 노트북 PC는 주로 전압 가변 방식을 사용하여도 무리가 없는 데 반해, 모니터는 디밍 비율이 높은 모니터를 원하기 때문에 펄스 폭 변조 방식을 사용하는 경우가 많다.Conventional notebook PCs use a voltage-variable method, while monitors want a monitor with a high dimming rate, and often use pulse width modulation.

그러나, 펄스 폭 변조 방식의 인버터는 디밍 비율이 높은 반면 노이즈가 많아 TFT LCD 장치의 화면에 물결 현상이 발생하고, 디밍 비율이 크면(약 20 : 1 이상), 램프(lamp)가 불완전 점등되는 경우가 많아지는 문제점이 있다.However, the pulse width modulation inverter has a high dimming ratio but a lot of noise, causing a wave phenomenon on the screen of the TFT LCD device, and when the dimming ratio is large (about 20: 1 or more), the lamp is incompletely lit. There is a problem that increases.

따라서, 이 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PWM 방식을 사용하여 디밍 비율이 크면서도 TFT LCD 장치의 화면에 물결 현상이 발생하지 않도록 하는 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터를 제공하고자 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a DC-AC inverter for a liquid crystal display device in which a dimming ratio is large and a wave does not occur on a screen of a TFT LCD device by using a PWM method.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서의 이 발명은, 250∼300Hz의 주파수를 가지는 구형파를 출력하며, 사용자에 의해 설정된 휘도 조절용 휘도 제어 신호에 따라 상기 구형파의 온 시간을 조절하되 10:1의 디밍 비율을 가지는 경우 최소 휘도 시 상기 구형파의 온 시간이 상기 구형파의 주기의 1/6 내지 1/5이 되도록 상기 구형파의 온 시간을 조절하는 제어 회로부, 직류 전원을 공급받아 상기 제어 회로부으로부터의 상기 구형파가 온 상태이면 50Khz 이상의 주파수를 가지는 사인파를 출력하는 파형 생성부, 그리고 상기 파형 생성부로부터의 출력 신호를 승압하는 변압기를 포함하며, 상기 구형파는 온 시점으로부터 소정 시간 동안 계단 형태로 상승되는 파형을 가진다.The present invention as a means for achieving the above technical problem, and outputs a square wave having a frequency of 250 ~ 300Hz, dimming of 10: 1 by adjusting the on time of the square wave according to the brightness control signal for brightness adjustment set by the user A control circuit unit for adjusting the on time of the square wave at a minimum luminance so that the on time of the square wave is 1/6 to 1/5 of the period of the square wave at the minimum luminance, and the square wave from the control circuit unit receiving a DC power A waveform generator for outputting a sine wave having a frequency of 50 kHz or more when the signal is turned on; and a transformer for boosting an output signal from the waveform generator, wherein the square wave has a waveform rising in a step shape for a predetermined time from an on time point. Have

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.By the above-described configuration, a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of a DC-AC inverter for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3에 도시되어 있는 것처럼, 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터(1)는 휘도 제어 신호에 연결되어 있는 제어 회로부(11), 직류 전원 및 제어 회로부(11)에 연결되어 있는 파형 생성부(12), 그리고 파형 생성부(12)에 연결되어 있는 변압기(13)를 포함한다.As shown in Fig. 3, the DC-AC inverter 1 for the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention is connected to the control circuit section 11, the DC power supply and the control circuit section 11, which are connected to the luminance control signal. A waveform generator 12 and a transformer 13 connected to the waveform generator 12.

제어 회로부(11)는 250∼300Hz의 주파수를 가지는 구형파를 출력한다. 제어 회로부(11)는 사용자에 의해 설정된 휘도 조절용 휘도 제어 신호에 따라 구형파의 온 시간을 조절한다. 백라이트가 10:1의 휘도 디밍 비율을 가지는 경우 최소 휘도시 구형파의 온 시간은 구형파의 주기(T)의 1/6 내지 1/5이 되는 것이 바람직하다. 또한 구형파가 온되는 순간의 갑작스런 전류 증가를 방지하기 위하여 제어 회로부(11)는 온 시점으로부터 소정 시간 동안 계단 형태로 상승되는 구형파를 생성한다. 이때 소정 시간은 구형파의 온 시간의 1/10∼1/5인 것이 바람직하다.The control circuit section 11 outputs a square wave having a frequency of 250 to 300 Hz. The control circuit 11 adjusts the on time of the square wave according to the brightness control signal for brightness adjustment set by the user. When the backlight has a luminance dimming ratio of 10: 1, the on time of the square wave at the minimum luminance is preferably 1/6 to 1/5 of the period T of the square wave. In addition, in order to prevent a sudden increase in current when the square wave is turned on, the control circuit unit 11 generates a square wave rising in a step shape for a predetermined time from the on time. At this time, the predetermined time is preferably 1/10 to 1/5 of the ON time of the square wave.

파형 생성부(12)는 직류 전원을 공급받아 제어 회로부(11)로부터의 구형파가 온 상태이면 50Khz 이상의 주파수를 가지는 사인파를 출력하며 구형파가 오프 상태이면 사인파의 출력을 중단한다.The waveform generator 12 receives a DC power and outputs a sine wave having a frequency of 50 kHz or more when the square wave from the control circuit unit 11 is on and stops outputting the sine wave when the square wave is off.

변압기(13)는 파형 생성부(12)로부터의 출력 신호를 승압한다.The transformer 13 boosts the output signal from the waveform generator 12.

그리고, 변압기(13)에 의해 승압된 신호는 TFT LCD의 백라이트(backlight)인 냉음극 형광 램프(2)로 입력된다.The signal boosted by the transformer 13 is input to the cold cathode fluorescent lamp 2 which is a backlight of the TFT LCD.

도 4의 (a)와 (b)는 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터에서 출력되는 펄스 파형도이다.4A and 4B are pulse waveform diagrams output from a DC-AC inverter for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

첨부한 도 4의 (a)에 도시되어 있듯이, 도 4의 (a)는 제어 회로부(11)가 출력하는 구형파로서, t1은 온 상태의 지속 시간을 나타내고, t2는 전류의 갑작스런 증가를 방지하기 위한 계단 파형의 지속 시간을 나타내고, T는 구형파의 주기를 나타낸다.As shown in (a) of FIG. 4, (a) of FIG. 4 is a square wave output from the control circuit section 11, where t1 represents a duration of an on state and t2 prevents a sudden increase in current. Represents the duration of the stepped waveform, and T represents the period of the square wave.

그리고, 첨부한 도 4의 (b)에 도시되어 있듯이, 도 4의 (b)는 파형 생성부(12)가 생성하는 사인파로서, t1 동안 사인파를 생성하고, (T-t1) 동안 사인파의 생성을 중단한다.As shown in (b) of FIG. 4, FIG. 4 (b) is a sine wave generated by the waveform generator 12, which generates a sine wave during t1 and generates a sine wave during (T-t1). Abort.

여기서, 생성된 사인파는 50kHz이상의 주파수를 가진다.Here, the generated sine wave has a frequency of 50 kHz or more.

이하, 첨부한 도 3과 도 4를 참조로 하여 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터를 설명한다.Hereinafter, a DC-AC inverter for a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

노트북 컴퓨터를 사용하는 사용자는 자신이 원하는 TFT LCD 화면의 밝기를 설정하기 위해 휘도 조정 다이얼(도시하지 않음)을 조작한다.A user using a notebook computer operates a brightness adjustment dial (not shown) to set the brightness of the desired TFT LCD screen.

그러면, 휘도 조정 다이얼은 조작되어 설정 휘도 레벨에 해당하는 휘도 제어 신호가 인버터(1)의 제어 회로부(11)로 입력된다.Then, the brightness adjusting dial is operated so that a brightness control signal corresponding to the set brightness level is input to the control circuit section 11 of the inverter 1.

제어 회로부(11)는 입력되는 휘도 제어 신호를 이용하여 사용자에 의해 설정된 휘도 레벨의 정도를 판단한다.The control circuit unit 11 determines the degree of the brightness level set by the user using the input brightness control signal.

그리고, 제어 회로부(11)는 판단한 휘도 레벨에 따라 도 4의 (a)에 도시된 것과 같은 구형파를 출력한다.Then, the control circuit section 11 outputs a square wave as shown in Fig. 4A according to the determined luminance level.

위에서 판단한 휘도 레벨이 최고치인 경우에, 제어 회로부(11)는 온 상태가 지속되는 시간(t1)이 무한대인 구형파를 출력하며, 판단한 휘도 레벨이 작아질수록 온 상태가 지속되는 시간(t1)이 짧아지도록 출력한다.In the case where the luminance level determined above is the highest value, the control circuit 11 outputs a square wave having an infinite time t1 for which the on state is maintained, and as the determined luminance level decreases, the time t1 for which the on state is maintained is reduced. Output shorter.

따라서, 최고 휘도 레벨 상태에서 최저 휘도 상태로 변할수록, 제어 회로부(11)가 출력하는 구형의 오프 상태가 지속되는 시간은 점점 길어진다.Therefore, as the state changes from the highest luminance level state to the lowest luminance state, the time for which the spherical off state output from the control circuit section 11 continues becomes longer.

여기서, 온 상태가 지속되는 시간(t1)과 오프 상태가 지속되는 시간의 합이 주기(T)가 되며, 이때의 주기는 가청 주파수 대역인 300Hz이하로써 250Hz∼300Hz정도이다.Here, the sum of the time t1 in which the on state is maintained and the time in which the off state is maintained is a period T. At this time, the period is about 250 Hz to 300 Hz, which is 300 Hz or less, which is an audible frequency band.

그리고, 제어 회로부(11)는 디밍 비율을 약 10:1정도로 맞추기 위해 최소 휘도 레벨시에 구형파의 온 상태가 지속되는 시간(t1)을 1주기(T)의 1/6∼1/5로 한다.In order to adjust the dimming ratio to about 10: 1, the control circuit unit 11 sets the time t1 at which the square wave is kept on at the minimum luminance level is 1/6 to 1/5 of one cycle T. .

디밍이라는 것은 구형파의 시간 디밍이 아니라 백라이트의 휘도 디밍을 나타내므로, 온 상태가 지속되는 시간(t1)을 적게 하면서 디밍을 떨어뜨리면, 휘도는 디밍이 떨어지는 것보다 더 많이 떨어지므로 최소 휘도 레벨일 경우에 온 상태가 지속되는 시간(t1)을 1주기(T)의 1/6∼1/5로 하는 것이 바람직하다. Dimming refers to the luminance dimming of the backlight, not the time dimming of the square wave, so if the dimming is dropped while reducing the on-time duration t1, the luminance falls off more than the dimming falls, so at the minimum luminance level It is preferable that the time t1 for which the on state is maintained is set to 1/6 to 1/5 of one cycle T.

또, 구형파에서 온되는 시점에서 순간적인 전류 증가가 발생할 수 있으므로, 제어 회로부(11)는 소프트 스타트(soft start)를 위해 온되는 시점으로부터 도 4a에 보이는 것처럼 계단파를 구형파의 온 시간의 약 1/10∼1/5에 해당하는 시간 동안 출력하여 TFT LCD 화면에 발생하는 노이즈를 제거한다.In addition, since the instantaneous current increase may occur at the time of turning on the square wave, the control circuit unit 11 converts the stepped wave to about 1 of the time of turning on the square wave as shown in FIG. 4A from the time of turning on for the soft start. Outputs for the time corresponding to / 10 to 1/5 to remove the noise generated on the TFT LCD screen.

제어 회로부(11)가 출력하는 구형파는 인버터(1)의 파형 생성부(12)로 입력된다.The square wave output from the control circuit part 11 is input into the waveform generation part 12 of the inverter 1.

파형 생성부(12)는 노트북 컴퓨터의 공급 전원인 직류 전압을 입력받아 구동하여 50kHz 이상의 사인파를 생성한다.The waveform generator 12 generates a sine wave of 50 kHz or more by receiving and driving a DC voltage, which is a power supply for a notebook computer.

위에서 파형 생성부(12)가 50kHz 이상의 사인파를 출력하는 것은 TFT LCD의 백라이트인 냉음극 형광 램프(2)가 300Hz의 낮은 주파수에서 점등, 비점등을 하기 때문에 디밍이 최소가 될수록 구형파의 오프 시간이 길어지면 점등이 불안해질 수 있기 때문이다.Since the waveform generator 12 outputs a sine wave of 50 kHz or more, since the cold cathode fluorescent lamp 2, which is the backlight of the TFT LCD, lights and turns off at a low frequency of 300 Hz, the off time of the square wave is increased as the dimming is minimized. This is because the lighting may become unstable when it is long.

이와 같은 사인파는 제어 회로부(11)의 구형파에 의해 제어된다.Such a sine wave is controlled by the square wave of the control circuit part 11.

즉, 파형 생성부(12)는 도 4b에 도시한 바와 같이 입력되는 구형파가 온일 경우에 사인파를 출력하고, 오프 상태일 경우에 사인파의 출력을 중지한다.That is, the waveform generator 12 outputs a sine wave when the input square wave is on as shown in FIG. 4B, and stops outputting the sine wave when it is off.

파형 생성부(12)가 출력하는 신호는 인버터(1)의 변압기(13)로 출력되며, 변압기(13)는 입력되는 신호를 증압하여 TFT LCD의 백라이트인 냉음극 형광 램프(2)로 출력한다.The signal output from the waveform generator 12 is output to the transformer 13 of the inverter 1, and the transformer 13 boosts the input signal and outputs it to the cold cathode fluorescent lamp 2 which is a backlight of the TFT LCD. .

그러면, 냉음극 형광 램프(2)는 변압기(13)가 출력하는 신호에 따라 밝기를 달리한다.Then, the cold cathode fluorescent lamp 2 varies in brightness depending on the signal output from the transformer 13.

이 발명은 디밍 비율이 10:1인 경우 구형파의 온 시간이 구형파의 주기의 1/6∼1/5이 되게 하고, 사인파의 주파수를 50kHz 이상으로 하며, 온되는 시점에서의 구형파를 계단파로 함으로써 LCD 화면에 발생하는 물결 현상을 방지하고, 백라이트의 점등 불안정을 방지할 수 있다.In the present invention, when the dimming ratio is 10: 1, the ON time of the square wave is 1/6 to 1/5 of the period of the square wave, the frequency of the sine wave is 50 kHz or more, and the square wave at the time of turning ON is the stepped wave. It is possible to prevent wave phenomenon occurring on the LCD screen and to prevent instability of the backlight.

도 1의 (a)와 (b)는 종래의 전압 가변 방식에 따른 최고 휘도 및 최저 휘도시의 펄스 파형도이고, 1A and 1B are pulse waveform diagrams at the highest luminance and the lowest luminance according to a conventional voltage varying scheme,

도 2의 (a)와 (b)는 종래의 펄스 폭 변조 방식에 따른 최고 휘도 및 최저 휘도시의 펄스 파형도이고, 2 (a) and 2 (b) are pulse waveform diagrams at the highest luminance and the lowest luminance according to a conventional pulse width modulation scheme;

도 3은 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터의 블록 도이고,3 is a block diagram of a DC-AC inverter for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4의 (a)와 (b)는 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터에서 출력되는 펄스 파형도이다. 4A and 4B are pulse waveform diagrams output from a DC-AC inverter for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (1)

250∼300Hz의 주파수를 가지는 구형파를 출력하며, 사용자에 의해 설정된 휘도 조절용 휘도 제어 신호에 따라 상기 구형파의 온 시간을 조절하되 10:1의 디밍 비율을 가지는 경우 최소 휘도 시 상기 구형파의 온 시간이 상기 구형파의 주기의 1/6 내지 1/5이 되도록 상기 구형파의 온 시간을 조절하는 제어 회로부,Outputs a square wave having a frequency of 250 to 300 Hz, and adjusts the on time of the square wave according to the brightness control signal for brightness adjustment set by the user, but when the dimming ratio of 10: 1, the on time of the square wave at the minimum luminance A control circuit unit for adjusting the on time of the square wave to be 1/6 to 1/5 of the period of the square wave, 직류 전원을 공급받아 상기 제어 회로부로부터의 상기 구형파가 온 상태이면 50Khz 이상의 주파수를 가지는 사인파를 출력하는 파형 생성부, 그리고 A waveform generator that receives a DC power and outputs a sine wave having a frequency of 50 kHz or more when the square wave from the control circuit is turned on; and 상기 파형 생성부로부터의 출력 신호를 승압하는 변압기를 포함하며,A transformer boosting an output signal from the waveform generator, 상기 구형파는 온 시점으로부터 소정 시간 동안 계단 형태로 상승되는 파형을 가지는 액정 표시 장치용 직류-교류 인버터.The square wave DC-AC inverter for a liquid crystal display device having a waveform that rises in a step form for a predetermined time from the on time.
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