KR100659531B1 - 백라이트 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필드순차방식의 액정표시장치의 광원으로 사용되는 R, G, B 백라이트를 구동하는 회로를 개시한다.
본 발명의 백라이트 구동회로는 적어도 2개이상의 서브 프레임으로 분할된 한 프레임동안 광을 방출하는 적어도 2개의 백라이트를 구비하며, 상기 백라이트가 각각 해당하는 서브 프레임에서 순차 구동되어 서로 다른 색의 광을 방출하도록 하는 백라이트 구동회로에 있어서, 각 백라이트에 서로 다른 구동전압을 제공하여 각 백라이트가 소정의 휘도를 갖는 광을 방출하도록 하는 구동전압 발생수단과; 각 백라이트에 서로 다른 PWM 신호를 제공하여 각 백라이트에서 방출되는 광의 색도를 조절하는 PWM 신호 발생수단을 포함한다.

Description

백라이트 구동회로{Backlight driving circuit in FS-LCD}
도 1은 종래의 필드순차 구동방식의 액정표시장치의 구성도,
도 2는 종래의 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 사용되는 백라이트 구동회로도,
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 사용되는 백라이트 구동회로의 개략적인 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 사용되는 백라이트 구동회로의 구성도,
도 5는 도 4의 백라이트 구동회로의 동작파형도,
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
300 : 백라이트 310 : 구동전압 발생수단
320 : LED 콘트롤수단 330 : PWM 신호 발생수단
301, 302 : R 백라이트 303, 304 : G 백라이트
305, 306 : B 백라이트 RLED1 - RLED4 : R 발광다이오드
GLED1, GLED2 : G 발광다이오드 BLED1 - BLED4 : B 발광다이오드
본 발명은 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 R, G, B 발광다이오드에 서로 다른 구동전압을 각각 제공하여 휘도 및 색도를 개선시킨 백라이트 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로, 칼라액정표시장치는 상, 하부기판과, 상,하기판사이에 주입된 액정으로 이루어진 액정패널과, 액정패널을 구동시켜 주기위한 구동회로와, 액정으로 백색광을 제공하기 위한 백라이트를 구비한다. 이러한 액정표시장치는 칼라이미지를 표시하는 방식에 따라 R, G, B 칼라필터방식과 칼라필드순차구동방식의 2가지 방식으로 나눌 수 있다.
칼라필터방식의 액정표시장치는 하나의 화소를 R, G, B 단위화소로 분할하고, 각 R, G, B 단위화소에 R, G, B 칼라필터가 배열되는 구조로서, 하나의 백라이트로부터 광이 액정을 통해 R, G, B 칼라필터에 전달되어, 칼라이미지를 디스플레이한다.
한편, 칼라필드 순차구동방식의 액정표시장치는 R, G, B 단위화소로 분할되지 않은 하나의 화소에 R, G, B 백라이트가 배열되는 구조로서, 하나의 화소에 R, G, B 백라이트로부터 R, G, B 3원색의 광을 액정을 통해 시분할적으로 순차 디스플레이함으로써, 눈의 잔상효과를 이용하여 칼라이미지를 디스플레이한다.
도 1은 통상적인 칼라필드 순차구동방식의 액정표시장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치는 다수의 게이트라인, 다수의 데이터라인 및 다수의 공통라인에 스위칭용 박막 트랜지스터가 연결된 TFT 어레이(도시되지 않음)가 배열된 하부기판(101)과, 상기 공통라인으로 공통전압을 제공하기 위한 공통전극(도시되지 않음)이 형성된 상부기판(103)과, 상기 상, 하부기판(103), (101)사이에 주입된 액정(도시되지 않음)을 구비하는 액정패널(100)을 구비한다.
또한, 액정표시장치는 상기 액정패널(100)의 다수의 게이트라인으로 주사신호를 제공하기 위한 게이트라인 구동회로(110)와, 상기 데이터라인으로 R, G, B 데이터신호를 제공하기 위한 데이터라인 구동회로(120)와, 상기 액정패널(100)로 R, G, B 3원색의 광을 제공하기 위한 백라이트 시스템(130)을 더 구비한다.
상기 백라이트 시스템(130)은 R, G, B 광을 각각 제공하기 위한 3개의 R, G, B 백라이트(131), (133), (135)와, 상기 각 R, G, B 백라이트(131), (133), (135)로부터 발광된 R, G, B 광을 액정패널(100)의 액정으로 제공하기 위한 도광판(137)을 구비한다.
통상적으로 60Hz 로 구동하는 한 프레임의 시간간격은 16.7ms(1/60s)이므로, 상기한 바와같은 한 프레임이 3서브 프레임으로 분할된 필드순차구동방식 액정표시장치에서는 한 서브 프레임은 5.56ms(1/180s)의 시간간격을 갖는다. 한 서브 프레임의 시간간격은 매우 짧은 시간으로서 필드변화를 사람의 눈으로는 인식되지 않는다. 따라서, 사람의 눈에는 16.7ms의 통합된 시간으로 인식되어 R, G, B 3원색의 합성된 칼라가 인식되는 것이다.
그러므로, 필드순차구동방식은 칼라필터방식에 비하여 동일한 크기의 패널에서 3배정도의 해상도구현이 가능하고, 칼라필터를 사용하지 않음으로 인하여 광효 율이 증가하고 칼라텔레비젼과 동일한 색재현성 및 고속의 동화상을 구현할 수 있는 장점이 있는 반면에, 하나의 프레임이 3개의 서브프레임으로 분할하여 구동하므로 칼라필터구동방식에 비하여 구동주파수가 6배이상 높은 구동주파수를 필요로 하므로 고속의 동작특성이 요구된다.
따라서, 액정표시장치가 고속의 동작특성을 얻기 위해서는 액정의 응답속도가 빨라야 할 뿐만 아니라 그에 따라 R, G, B 백라이트를 온/오프 스위칭속도도 상대적으로 빨라져야 한다.
도 2는 도 1에 도시된 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 사용되는 R, G, B 백라이트를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 백라이트 구동회로는 R, G, B 3원색의 광을 순차적으로 방출하는 백라이트(200)와, 상기 R, G, B 백라이트(201), (203), (204)로 동일한 레벨의 구동전압(VLED)을 공통적으로 제공하기 위한 구동전압 발생수단(210)을 구비한다.
상기 백라이트(200)는 R 광을 방출하는 R 백라이트(201)과, G 광을 방출하는 G 백라이트(203) 및 B 광을 방출하는 B 백라이트(205)로 구성된다. 상기 R 백라이트(201)는 각각 R 광을 방출하기 위한 병렬연결된 2개의 R 발광다이오드(RLED1, RLED2)로 구성되고, 상기 G 백라이트(203)는 G광을 방출하기 위한 하나의 G 발광다이오드(GLED)로 구성되며, B 백라이트(205)는 B 광을 방출하기 위한 병렬연결된 2개의 B 발광다이오드(BLED1, GLED2)로 구성된다.
상기 구동전압 발생수단(210)은 백라이트(200)를 구성하는 모든 R, G, B 백 라이트(201), (203), (205)로 동일한 레벨의 구동전압(VLED)을 발생하는데, R 백라이트(201)에는 구동전압(VLED)이 R 발광다이오드(RLED1)의 애노드전극으로 제공되고, B 백라이트(203)에는 구동전압(VELD)이 G 발광다이오드(GLED1)의 애노드전극으로 제공되며, B 백라이트(205)에는 구동전압(VLED)이 B 발광다이오드(BLED1)의 애노드전극을 각각 제공된다.
또한, 종래의 백라이트 구동회로는 백라이트(200)와 접지사이에 직렬연결되어 백라이트(200)에서 방출되는 광의 휘도를 조절하기 위한 휘도조절수단을 더 구비한다. 휘도조절수단으로는 R 백라이트(201)의 R 발광다이오드(RLED2)의 캐소드전극과 접지사이에 연결되어 R 백라이트(201)에서 발광되는 광의 휘도를 조절하기 위한 제1가변저항(RVR)과, G 백라이트(203)의 G 발광다이오드(GLED1)의 캐소드전극과 접지사이에 연결되어 G 백라이트(203)에서 발광되는 광의 휘도를 조절하기 위한 제2가변저항(GVR)과, B 백라이트(205)의 B 발광다이오드(BLED2)의 캐소드전극과 접지사이에 연결되어 B 백라이트(205)에서 발광되는 광의 휘도를 조절하기 위한 제3가변저항(BVR)을 구비한다.
종래에는 R, G, B 백라이트(201), (203), (205)의 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)의 순방향 구동전압(RVf, GVf, BVf)이 서로 상이함에도 불구하고 구동전압 발생수단(210)로부터 R, G, 또는 B 백라이트(201), (203), (205)로 동일한 구동전압, 예를 들어 4V의 전압이 제공된다. 예를 들어 R 발광다이오드(RLED)는 2.2V의 순방향 구동전압(RVf)이 요구되고, G 발광다이오드(GLED)는 3.3V의 순방향 구동전압(GVf)이 요구되며, B 발광다이오드(BLED)는 3.4V의 순방향 구동전압(BVf) 이 필요하다.
종래에는 R, G, B 백라이트(201), (203), (205)에 모두 동일하게 4V의 구동전압(VLED)가 제공되므로, R 발광다이오드(RLED1, RLED2)를 구동하고자 하는 경우에는 가변저항(RVF)을 이용하여 R 발광다이오드(RLED1, RLED2)에 2.2V의 순방향 구동전압(RVf)을 인가하여 R 백라이트(201)로부터 발광되는 광의 휘도를 조정한다.
한편, G 발광다이오드(GLED1)를 구동하고자 하는 경우에는 가변저항(GVR)을 이용하여 G 발광다이오드(GLED1)에 3.3V의 순방향 구동전압(GVf)을 인가하여 G 백라이트(203)로부터 발광되는 광의 휘도를 조정한다. 또한, B 발광다이오드(BLED1, BLED2)를 구동하고자 하는 경우에는 가변저항(BVR)을 이용하여 B 발광다이오드(BLED1, BLED2)에 3.4V의 순방향 구동전압(BVf)을 인가하여 B 백라이트(205)로부터 발광되는 광의 휘도를 조정한다.
그러므로, 상기한 바와같은 종래의 백라이트 구동회로는 서로 다른 구동전압으로 구동되는 R, G, B 발광다이오드에 관계없이 4V의 동일한 구동전압이 제공되었다. 즉, 한 프레임을 R, G, B 발광다이오드 구동을 위한 3서브 프레임동안 동일한 구동전압이 인가되므로, 소비전력이 증가하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, R, G, B 발광다이오드에 요구되는 구동전압중 가장 큰 구동전압에 상응하는 구동전압을 상기 구동전압 발생회로가 발생하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 각 서브 프레임별로 R, G, B 발광다이오드에 제공되는 순방향 구동전압을 가변저항을 이용하여 수동적으로 조정하여야 하는 문제점이 있으며, 또한 발광다이오드의 구동전류의 산포가 큰 경우에는 가변저항에 의한 수동조정만으로는 각 R, G, B 발광다이오드에 적합한 순방향 구동전압을 제공하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 발광다이오드의 구동전류의 산포에 관계없이 각 발광다이오드에 적합한 구동전압을 제공할 수 있는 백라이트 구동회로를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 각 발광다이오드에 적합한 구동전압을 제공하여 소비전력을 감소시킬 수 있는 백라이트 구동회로를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 발광다이오드별로 적합한 구동전압을 제공하여 효율을 최대화시킬 수 있는 백라이트 구동회로를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 PWM 값을 이용하여 색순도를 최적화시킬 수 있는 백라이트 구동회로를 제공한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적어도 2개이상의 서브 프레임으로 분할된 한 프레임동안 광을 방출하는 적어도 2개의 백라이트를 구비하며, 상기 백라이트가 각각 해당하는 서브 프레임에서 순차 구동되어 서로 다른 색의 광을 방출하도록 하는 백라이트 구동회로에 있어서, 각 백라이트에 서로 다른 구동전압을 제공하여 각 백라이트가 소정의 휘도를 갖는 광을 방출하도록 하는 구동전압 발생수단과; 각 백라이트에 서로 다른 PWM 신호를 제공하여 각 백라이트에서 방출되는 광의 색도를 조절하는 PWM 신호 발생수단을 포함하는 백라이트 구동회로를 제공한다.
상기 백라이트는 R, G, B 또는 W 색을 방출하는 백라이트중 적어도 2개의 백라이트로 구성된다. 상기 한 프레임은 4개의 서브 프레임으로 구성되고, 상기 백라이트는 R, G, B 발광다이오드로 구성되어 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 각각 구동하고, 나머지 한 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 모두 동시에 구동하거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 하나이상을 구동한다. 상기 R, G, B 발광다이오드는 3개의 서브 프레임내에서 임의의 순서대로 구동되고, R, G, B 발광다이오드가 모두 구동되거나 또는 적어도 하나이상의 발광다이오드가 구동되는 나머지 한 프레임은 4개의 서브 프레임중 임의적으로 선택된다.
상기 R, G, B 발광다이오드에는 각각 서로 다른 구동전압이 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공되거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 적어도 2개의 발광다이오드에는 동일한 구동전압이 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공된다.
상기 한 프레임은 4개의 서브 프레임으로 구성되고, 상기 백라이트는 R, G, B, W 발광다이오드로 구성되어 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 각각 구동하고, 나머지 한 프레임에서는 W 발광다이오드를 구동한다. 상기 R, G, B, W 발광다이오드는 4개의 서브 프레임내에서 임의의 순서대로 구동된다.
상기 백라이트는 각각 하나이상의 R, G, B 백라이트로 구성되고, 상기 백라이트가 2개이상의 R, G, B 백라이트로 구성되는 경우에는 2개이상의 R, G, B 백라이트 각각에는 동일한 구동전압이 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공되거나 또는 서로 다른 구동전압이 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공된다. 상기 백라이트가 2개이상의 R, G, B 백라이트로 구성되는 경우에는 2개이상의 R, G, B 백라이 트 각각에는 동일한 PWM 신호가 상기 PWM 신호 발생수단으로부터 제공되거나 또는 서로 다른 PWM 신호가 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공된다.
상기 구동전압 발생수단은 각각 R, G, B 백라이트에 해당하는 구동전압이 미리 설정되어 저장된 레지스터로 구성되고, 상기 PWM 신호 발생수단은 각각 R, G, B 백라이트에 해당하는 PWM신호가 미리 설정되어 저장된 레지스터로 구성된다. 백라이트 구동회로는 상기 발광다이오드를 제어하기 위한 제어신호에 따라 상기 2개이상의 발광다이오드중 해당하는 하나의 발광다이오드만을 구동하기 위한 신호를 상기 PWM 신호발생수단으로 제공하는 LED 콘트롤수단을 더 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 순차구동방식의 액정표시장치에 사용되는 백라이트 구동회로의 동작원리를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 백라이트 구동회로는 R, G, B 백라이트(301), (303), (305)에 각각의 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)에 적합한 순방향 구동전압을 순차 발생하고, 순방향 구동전압에 의해 각 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)를 구동하여 휘도가 조절된 색을 구현한다. 또한 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)에 적합한 서로 다른 PWM값(RPWM, GPWM, BPWM)을 조절하여 구현되는 색의 화이트 밸런스를 최적화시켜준다. 이때, PWM(pulse width modulation) 값은 각각의 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)마다 서로 상이한 값을 갖는다.
예를 들어, 한 프레임이 3서브 프레임으로 구성되어 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)를 각 서브 프레임별로 순차 구동하는 경우, 제1서브 프레임에서는 R 발광다이오드(RLED)에 적합한 순방향 구동전압(GVf)을 각각 제공하여 R 발광다이오드(RLED)를 구동한다. 이어서, 제2서브 프레임에서는 G 발광다이오드(GLED)에 적합한 순방향 구동전압(GVf)을 각각 제공하여 G 발광다이오드(GLED)를 구동하고, 제3서브 프레임에서는 B 발광다이오드(BLED)에 적합한 순방향 구동전압(BVf)을 제공하여 B 발광다이오드(BLED)를 구동한다.
이와같이 제1서브 프레임에서 R 발광다이오드(RLED)에 적합한 구동전압(RVf)이 발생되어 구동될 때, R 발광다이오드(RLED)에 적합한 PWM값(RPWM)을 제공하여 R 색의 색도를 조정하고, 제2서브 프레임에서는 G 발광다이오드(GLED)에 적합한 구동전압(GVf)이 발생되어 구동될 때, G 발광다이오드(GLED)에 적합한 PWM값(GPWM)을 제공하여 G 색의 색도를 조정하며, 제3서브 프레임에서는 B 발광다이오드(GLED)에 적합한 PWM값(BPWM)을 제공하여 B 색의 색도를 조정한다.
따라서, R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)로 각각 적합한 순방향 구동전압을 발생하여 원하는 휘도를 갖는 R, G, B 색을 구현하고, 또한 각 순방향 구동전압에 따라 구동되는 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)의 PWM 값을 화이트 밸런스를 조정한다. 그러므로, 소정의 휘도로 최적화된 색도를 갖는 색을 제공하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 구동회로의 상세 구성도를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 백라이트 구동회로는 R, G, B 광을 발생하기 위 한 백라이트(300)와, 상기 백라이트(300)로 구동전압(VLED1), (VLED2)을 발생하기 위한 구동전압 발생수단(310)과, 제1 및 제2제어신호(LED_CTRL0), (LED_CTRL1)에 따라서 상기 백라이트(300)의 구동을 제어하기 위한 콘트롤수단(320)과, 상기 콘트롤수단(320)으로부터 제공되는 출력신호에 따라서 상기 백라이트(300)로 PWM 신호를 발생하는 PWM 신호 발생수단(330)을 구비한다.
상기 백라이트(300)는 R색의 광을 방출하는 R 백라이트(301, 303), G색의 광을 방출하는 G 백라이트(303, 304)및 B 색의 광을 방출하는 B 백라이트(305, 306)을 구비한다.
상기 R 백라이트(301), (302)는 각각 직렬연결된 2개의 R 발광다이오드(RLED1, RLED2), (RLED3, RLED4)로 구성되며, 발광다이오드(RLED1), (RLED3)의 애노드전극에는 각각 구동전압 발생수단(310)의 출력단자(VLED1), (VLED2)로부터 R 발광다이오드의 구동에 요구되는 순방향 구동전압(RVf1), (RVf2)이 제공된다.
상기 G 백라이트(303), (304)는 각각 하나의 G 발광다이오드(GLED1), (GLED2)로 구성되며, 발광다이오드(GLED1), (GLED2)의 애노드전극에는 각각 구동전압 발생수단(310)의 출력단자(VLED1), (VLED2)로부터 G 발광다이오드의 구동에 요구되는 순방향 구동전압(GVf1), (GVf2)이 제공된다.
상기 B 백라이트(305), (306)는 각각 직렬연결된 2개의 B 발광다이오드(BLED1, BLED2), (BLED3, BLED4)로 구성되며, 발광다이오드(BLED1), (BLED3)의 애노드전극에는 각각 구동전압 발생수단(310)의 출력단자(VLED1), (VLED2)로부터 B 발광다이오드의 구동에 요구되는 순방향 구동전압(RVf1), (RVf2)이 제공된다.
본 발명의 실시예에서는 백라이트(300)가 R, G, B 발광다이오드로만 구성되었으나, R, G, B 발광다이오드와 W(white) 색을 방출하는 W 발광다이오드로 구성될 수도 있다. 또한, R, G, B 백라이트가 각각 2개의 백라이트로 구성되었으나, 하나이상 다수개의 발광다이오드로 구성될 수 있다.
상기 구동전압 발생수단(310)은 백라이트(300)를 구성하는 R, G, B 백라이트(301, 302), (303, 304), (305, 306)에 적합한 각각의 순방향 구동전압(RVf1, RVf2), (GVf1, GVf2), (BVf1, BVf2)을 순차 발생하기 위한 것으로서, R, G, B 백라이트의 순방향 구동전압(RVf), (GVf), (BVf)를 저장하기 위한 레지스터로 구성된다.
따라서, 구동전압 발생수단(310)은 R 발광다이오드를 구동하기 위한 R 서브 프레임에서는 R 발광다이오드(RLED1, RLED3)의 애노드전극으로 R 발광다이오드에 적합한 구동전압(RVf1, RVf2)을 각각 발생하고, G 발광다이오드를 구동하기 위한 G 서브 프레임에서는 G 발광다이오드(GLED1, GLED2)의 애노드전극으로 G 발광다이오드에 적합한 구동전압(GVf1, GVf2)을 각각 발생하며, B 발광다이오드를 구동하기 위한 B 서브 프레임에서는 B 발광다이오드(BLED1, BLED3)의 애노드전극으로 B 발광다이오드에 적합한 구동전압(BVf1, DVf2)을 발생한다.
이때, 구동전압 발생수단(310)은 R 백라이트(301, 302)로 동일한 구동전압(RVf1, RVf2)을 각각 제공하고, G 백라이트(303, 304)로 동일한 구동전압(GVf1, GVf2)을 각각 제공하며, B 백라이트(305, 306)로 동일한 구동전압(BVf1, BVf2)을 각각 제공한다.
한편, 각각의 발광다이오드의 구동전류의 산포가 불균일한 경우에는 R 백라이트(301), (302)에 적합한 서로 다른 구동전압(RVf1, RVf2)을 제공하고, G 백라이트(303), (304)에 적합한 서로 다른 구동전압(GVf1, GVf2)을 제공하고, 그리고 B 백라이트(305), (306)에 적합한 서로 구동전압(BVf1, BVf2)을 각각 제공할 수도 있다.
또한, R, G, B 백라이트로 제공되는 구동전압(RVf), (GVf), (BVf)는 서로 다른 레벨의 전압이 제공되는데, R, G, B 백라이트에 제공되는 구동전압(RVf), (GVf), (BVf)이 모두 서로 다르거나, 또는 R, G, B 백라이트중 적어도 하나의 백라이트에만 서로 다른 구동전압을 제공할 수도 있다.
상기 LED 콘트롤수단(320)은 제1 및 제2제어신호(LED_CTRL0), (LED_CTRL1)에 따라 한 프레임을 구성하는 다수의 서브 프레임중 해당하는 프레임에서 R, G, B 백라이트중 해당하는 백라이트를 구동시켜 주기 위한 신호를 출력한다.
상기 PWM 신호 발생수단(330)은 상기 LED 콘트롤수단(320)의 출력신호에 따라서 R, G, B 백라이트(301, 302), (303, 304), (305, 306)로 해당하는 PWM 신호(RPWM1, RPWM2), (GPWM1, GPWM2), (BPWM1, BPWM2)를 발생하기 위한 것으로서, 각 R, G, B 백라이트의 PWM 신호를 저장하는 레지스터로 구성된다.
따라서, PWM 신호 발생수단(330)은 한 프레임을 구성하는 다수의 프레임중 R 서브 프레임에서는 R 백라이트(301), (302)의 발광다이오드(RLED1), (RLED3)의 캐 소드전극으로 PWM 신호(RPWM, RPWM2)를 각각 발생하여 R 백라이트(301), (302)를 구동한다. G 서브 프레임에서는 G 백라이트(303), (304)의 발광다이오드(GLED1, GLED2)의 캐소드전극으로 PWM 신호(GPWM1, GPWM2)를 각각 발생하여 G 백라이트(303), (304)를 각각 구동한다. B 서브 프레임에서는 B 백라이트(305), (306)의 발광다이오드(BLED1, BLED2)의 캐소드전극으로 PWM 신호(BPWM1, BPWM2)를 각각 발생하여 B 백라이트(305), (306)를 각각 구동한다.
본 발명의 실시예에서는, R, G, B 백라이트가 각각 2개의 백라이트(301, 302), (303, 304), (305, 306)로 구성되므로, PWM 신호 발생수단(330)은 제1R, G, B 발광다이오드(RLED1), (GLED1), (BLED1)에는 제1PWM신호(RPWM1), (GPWM1), (BPWM1)를 각각 발생하고, 제2R, G, B 발광다이오드(RLED2), (GLED2), (BLED2)에는 제2PWM신호(RPWM2), (GPWM2), (BPWM2)를 각각 발생한다.
이때, 상기 PWM 신호 발생수단(330)은 R 발광다이오드(RLED1, RLED2)에 동일한 PWM신호(RPWM1, RPWM2), G 발광다이오드(GLED1, GLED2)에 동일한 PWM신호(GPWM1, GPWM2) 그리고 B 발광다이오드(BLED1, BLED2)에 동일한 PWM 신호(BPWM1, BPWM2)를 각각 제공할 수도 있다.
한편, 각각의 발광다이오드의 구동전류의 산포가 불균일한 경우에는 PWM 신호 발생수단(330)은 R 발광다이오드(RLED1), (RLED2)에 적합한 서로 다른 PWM 신호(RPWM1, RPWM2), G 발광다이오드(GLED1), (GLED2)에 적합한 서로 다른 PWM 신호(GPWM1, GPWM2) 그리고 B 발광다이오드(BLED1), (BLED2)에 적합한 서로 다른 PWM 신호(BPWM1, BPWM2)를 각각 제공할 수도 있다.
이와 같이 R, G, B 발광다이오드 각각에 서로 다른 구동전압을 제공하는 경우, R, G, B 발광다이오드에 모두 서로 다른 구동전압을 제공하거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 적어도 하나의 발광다이오드 각각에만 서로 다른 구동전압을 제공할 수도 있다.
상기한 바와같은 구성을 갖는 백라이트 구동회로의 동작을 도 5의 파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서 한 프레임이 3개의 서브 프레임 즉, R 백라이트를 구동하기 위한 R 서브 프레임, G 백라이트를 구동하기 위한 G 서브 프레임, B 백라이트를 구동하기 위한 B 서브 프레임으로 이루어지고, R, G, B 백라이트순으로 한 프레임동안 순차적으로 구동된다고 가정한다.
따라서, 구동전압 발생수단(310)은 R 서브 프레임에서 R 발광다이오드(RLED1, RLED3)에 구동전압, 예를 들어 4.4V의 순방향 구동전압(RVf1, RVf2)을 발생한다. 이때, LED 콘트롤수단(320)에는 도 5에 도시된 바와 같이 각각 R 백라이트(301), (302)를 구동하기 위하여 각각 하이상태 및 로우상태의 제1 및 제2제어신호(LED_CTRL0), (LED_CTRL1)가 인가된다. 이에 따라 LED콘트롤수단(320)은 R, G, B백라이트(300)중 R 백라이트(301), (302)를 구동하기 위한 출력신호를 PWM 신호 발생수단(330)으로 발생한다.
본 발명의 실시예에서는 R 백라이트(301), (302)는 2개의 R 발광다이오드가 직렬연결되므로 구동전압 발생수단(310)으로부터 4.4V의 전압이 제공되는데, 2개의 R 발광다이오드를 병렬로 연결하여 2.2V의 구동전압이 제공될 수도 있다.
따라서, PWM 신호 발생수단(330)은 상기 LED 콘트롤수단(320)으로부터 제공되는 출력신호에 의해 R 백라이트(301), (302)를 구동시켜주기 위한 PWM 신호(RPWM1, RPWM2)를 출력단자(R_OUT1), (R_OUT2)를 통해 발생한다. 그러므로, R 백라이트(301), (302)는 발광다이오드(RLED1, RLED3)의 애노드에 인가되는 해당하는 순방향의 구동전압(RVf1, RVf2)와 발광다이오드(RLED2, RLED4)캐소드에 인가되는 해당하는 PWM 신호(RPWM1, RPWM2)에 상응하는 구동전류가 도 5에 도시된 바와같이 흐르게 되고, 이에 따라 소정의 휘도 및 색도를 갖는 R 색의 광을 방출하게 된다.
이어서, 구동전압 발생수단(310)은 G 서브 프레임에서 G 백라이트(303), (304)에 구동전압, 예를 들어 3.4V의 순방향 구동전압(GVf1, GVf2)을 발생한다. 이때, LED 콘트롤수단(320)에는 도 5에 도시된 바와같이 각각 G 백라이트(303), (304)를 구동하기 위하여 각각 로우상태 및 하이상태의 제1 및 제2제어신호(LED_CTRL0), (LED_CTRL1)가 인가된다. 이에 따라 LED 콘트롤수단(320)은 R, G, B 백라이트중 G 백라이트를 구동하기 위한 출력신호를 PWM 신호 발생수단(330)으로 발생한다.
따라서, PWM 신호 발생수단(330)은 상기 LED 콘트롤수단(320)으로부터 제공되는 출력신호에 의해 G 백라이트(303, 304)를 구동시켜주기 위한 PWM 신호(GPWM1, GPWM2)를 출력단자(G_OUT1), (G_OUT2)를 통해 발생한다. 그러므로, G 백라이트(303), (304)는 발광다이오드(GLED1, GLED3)의 애노드에 인가되는 해당하는 순방향의 구동전압(GVf1, GVf2)와 발광다이오드(GLED2, GLED4)의 캐소드에 인가 되는 해당하는 PWM 신호(GPWM1, GPWM2)에 상응하는 구동전류가 도 5에 도시된 바와같이 흐르게 되고, 이에 따라 소정의 휘도 및 색도를 갖는 G 색의 광을 방출하게 된다.
마지막으로, 구동전압 발생수단(310)은 B 서브 프레임에서 B 백라이트(305), (306)에 구동전압, 예를 들어 3.4V의 순방향 구동전압(BVf1, BVf2)을 발생한다. 이때, LED 콘트롤수단(320)에는 도 5에 도시된 바와같이 각각 B 백라이트(305, 306)를 구동하기 위하여 각각 하이상태 및 하이상태의 제1 및 제2제어신호(LED_CTRL0), (LED_CTRL1)가 인가된다. 이에 따라 LED콘트롤수단(320)은 R, G, B 백라이트중 B 백라이트(305), (306)를 구동하기 위한 출력신호를 PWM 신호 발생수단(330)으로 발생한다.
따라서, PWM 신호 발생수단(330)은 상기 LED 콘트롤수단(320)으로부터 제공되는 출력신호에 의해 B 백라이트(305), (306)를 구동시켜주기 위한 PWM 신호(BPWM1, BPWM2)를 출력단자(B_OUT1), (B_OUT2)를 통해 발생한다. 그러므로, B 백라이트(305), (306)는 발광다이오드(BLED1, BLED3)의 애노드에 인가되는 해당하는 순방향의 구동전압(BVf1, BVf2)와 발광다이오드(BLED2, BLED4)의 캐소드에 인가되는 해당하는 PWM 신호(BPWM1, BPWM2)에 상응하는 구동전류가 도 5에 도시된 바와같이 흐르게 되고, 이에 따라 소정의 휘도 및 색도를 갖는 B 색의 광을 방출하게 된다.
그러므로, 한 프레임동안 구동전압 발생수단(310)으로부터 발생되는 R. G, B 백라이트의 순방향 구동전압(RVf1, RVf2), (GVf1, GVf2), (BVf1, BVf2)과 PWM 신호 발생수단(330)으로부터 발생되는 R, G, B 백라이트의 PWM신호(RPWM1, RPWM2), (GPWM1, GPWM2), (BPWM1, BPWM2)에 상응하는 구동전류가 흐르므로, 소정의 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하게 된다.
본 발명에서는 한 프레임을 3개의 서브 프레임으로 분할하고 각 서브 프레임마다 R, G, B 발광다이오드를 순차 구동하는 것을 예시하였으나, 한 프레임을 4개이상의 서브 프레임으로 분할하고 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 순차 구동하고 나머지 한 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 모두 구동하거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 하나이상을 구동할 수도 있다. 한편, 백라이트를 R, G, B, W 발광다이오드로 구성하여, 4개의 서브 프레임중 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 구동하고, 나머지 한 프레임에서 W 발광다이오드를 구성할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 한 프레임내의 각 서브 프레임에서 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)가 R, G, B 순으로 발광되도록 제어하였으나, 최적의 휘도 및 색도를 얻기 위하여 발광다이오드의 발광순서를 임의적으로 변경할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와같이 한 서브 프레임을 2구간으로 분할하여 제1구간(RF1, RF2), (GF1, GF2), (BF1, BF2)은 콘트롤구간으로서 R, G, B 발광다이오드에 적합한 순방향구동전압을 선택하고, 제2구간에서 선택된 순방향 구동전압을 발생하여 각 발광다이오드를 구동하는 방식을 예시하였으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 구동회로는 각각의 R, G, B 발광다이오드에 적합한 순방향 구동전압을 레지스터에 저장하고, 또한 R, G, B 발광다이오드에 적합한 PWM값을 다른 레지스터에 저장하며, 각각의 서브 프레임에서 R, G, B 발광다이오드에 대응하는 순방향 구동전압과 PWM신호를 발생하므로 최적의 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출할 수 있을 뿐만 아니라 효율을 증가시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 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 이다.

Claims (13)

  1. 적어도 2개이상의 서브 프레임으로 분할된 한 프레임동안 광을 방출하는 적어도 2개의 백라이트를 구비하며, 상기 백라이트가 각각 해당하는 서브 프레임에서 순차 구동되어 서로 다른 색의 광을 방출하도록 하는 백라이트 구동회로에 있어서,
    각 백라이트에 서로 다른 구동전압을 제공하여 각 백라이트가 소정의 휘도를 갖는 광을 방출하도록 하는 구동전압 발생수단과;
    각 백라이트에 서로 다른 PWM 신호를 제공하여 각 백라이트에서 방출되는 광의 색도를 조절하는 PWM 신호 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 백라이트는 R, G, B 또는 W 색을 방출하는 백라이트중 적어도 2개의 발광다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 한 프레임은 4개의 서브 프레임으로 구성되고, 상기 백라이트는 R, G, B 발광다이오드로 구성되어 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 각각 구동하고, 나머지 한 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 모두 동시에 구동하거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 하나이상을 구동하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 R, G, B 발광다이오드는 3개의 서브 프레임내에서 임의의 순서대로 구동되고, R, G, B 발광다이오드가 모두 구동되거나 또는 적어도 하나이상의 발광다이오드가 구동되는 나머지 한 프레임은 4개의 서브 프레임중 임의적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  5. 제3항에 있어서, 상기 R, G, B 발광다이오드에는 각각 서로 다른 구동전압이 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 한 프레임은 4개의 서브 프레임으로 구성되고, 상기 백라이트는 R, G, B, W 발광다이오드로 구성되어 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 각각 구동하고, 나머지 한 프레임에서는 W 발광다이오드를 구동하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 R, G, B, W 발광다이오드는 4개의 서브 프레임내에서 임의의 순서대로 구동되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  8. 제1항에 있어서, 상기 백라이트는 각각 하나이상의 R, G, B 백라이트으로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  9. 제8항에 있어서, 상기 백라이트가 2개이상의 R, G, B 백라이트로 구성되는 경우에는 2개이상의 R, G, B 백라이트 각각에는 서로 다른 구동전압이 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  10. 제8항에 있어서, 상기 백라이트가 2개이상의 R, G, B 백라이트로 구성되는 경우에는 2개이상의 R, G, B 백라이트 각각에는 서로 다른 PWM 신호가 상기 구동전압 발생수단으로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  11. 제1항에 있어서, 상기 구동전압 발생수단은 각각 R, G, B 백라이트에 해당하는 구동전압이 미리 설정되어 저장된 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  12. 제1항에 있어서, 상기 PWM 신호 발생수단은 각각 R, G, B 백라이트에 해당하는 PWM신호가 미리 설정되어 저장된 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
  13. 제2항에 있어서, 상기 발광다이오드를 제어하기 위한 제어신호에 따라 상기 2개이상의 발광다이오드중 해당하는 하나의 발광다이오드만을 구동하기 위한 신호를 상기 PWM 신호발생수단으로 제공하는 LED 콘트롤수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
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