KR100783500B1 - 액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정디스플레이의 백라이트에 있어서, 백색 발광다이오드 또는 적,청,녹의 3색 발광다이오드를 사용하여 백색의 백라이트 광원을 형성하고, 제어부를 사용하여 각 발광다이오드(3색 LED를 사용하는 경우는 색별로, 백색 LED를 사용하는 경우에는 백색)의 입력전류, 색상을 측정하여 최종적으로 각 발광다이오드로 공급되는 전류를 조절함으로써, 항상 최적의 색상 및 휘도를 유지하는 액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 백색 발광다이오드 또는 RGB 발광다이오드로 이루어진 백라이트; 소정의 제어신호에 따라 상기 발광다이오드로 인가되는 전압과 전류를 제어하여 발광다이오드를 구동하는 LED구동부; 상기 각 발광다이오드의 구동 전류량을 검출하여 전압값으로 변환하여 출력하는 전류검출부; 상기 각 발광다이오드의 색상을 조절하기 위해 각 발광다이오드의 색상을 광센서를 통해 검출한 후 제어부의 아날로그/디지털변환기로 출력하는 색상검출부; 및 상기 전류검출부 또는 색상검출부로부터 출력된 각 전압값을 제공받아 내부 아날로그/디지털변환기를 통해 디지털로 변환하되 미리 저장된 기준데이터와 상호 비교하여 각 측정값이 기준데이터에 근접하는 제어값을 산출한 후 LED구동부를 제어하여 각 발광다이오드의 휘도 또는 색상이 기준데이터에 근접하도록 조절하는 제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치{APPARATUS FOR DRIVING BACKLIGHT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명에 의한 액정디스플레이의 백라이트 제어장치를 나타낸 회로 블록도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 백라이트(발광다이오드) 20: LED구동부
30: 전류검출부 40: 색상검출부
50: 전압검출부 60: 온도검출부
70: 제어부 80: 사용자입력부
본 발명은 액정디스플레이의 백라이트에 관한 것으로, 특히 액정디스플레이의 백라이트에 있어서, 백색 발광다이오드 또는 적,청,녹의 3색 발광다이오드를 사용하여 백색의 백라이트 광원을 형성하고, 제어부를 사용하여 각 발광다이오드(3색 LED를 사용하는 경우는 색별로, 백색 LED를 사용하는 경우에는 백색)의 입력전류, 색상을 측정하여 최종적으로 각 발광다이오드로 공급되는 전류를 조절함으로써, 항 상 최적의 색상 및 휘도를 유지하는 액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치에 관한 것이다.
기존 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 거의 반영구적으로 사용할 수 있어 차세대 광원으로서, 각광받고 있는 발광다이오드는 한계였던 휘도 및 가격 문제가 최근 크게 개선되면서 응용시장이 산업 전반으로 확산되고 있다.
발광다이오드는 관련 기술과 원재료 기술의 급진전으로 휘도 개선이 빠르게 이루어지고 있으며, 대량생산 체제 구축에 따른 규모의 경제 실현으로 가격도 수년내 기존 광원인 백열전구, 형광램프, CCFL 램프 등과 유사해 질 것으로 예상되고 있다.
발광다이오드는 지금까지 주로 휴대폰 등의 소형 디스플레이의 백라이트로 상당히 제한적으로 사용하였으나, 최근 고휘도의 발광다이오드가 선보이면서, 기존 광원인 냉음극 형광램프 대비 색 재현율이 크게 개선되고 있기 때문에 중대형 액정디스플레이의 광원으로 확대하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
중대형 액정디스플레이의 경우 패널의 크기가 커짐에 따라 탑재되는 발광다이오드의 수도 증가하게 되는 데, 이때 다수의 발광다이오드에 대한 정확한 제어와 정확한 색상 및 휘도 구현이 연구개발의 중요한 요소 중 하나인 것이다.
그러나, 발광다이오드는 일반적으로 시간이 경과함에 따라 열에 의해 휘도가 감소하고, 주변소자의 특성 변경으로 인한 발광다이오드 공급 전류량 변화에 의해 색상 및 휘도가 변화되는 문제점이 있었다.
중대형 액정디스플레이 시장에서 안정적인 색 재현성, 균질성 및 휘도 등을 중요한 품질요소로 결정하는 것이므로, 이와 같은 단점은 발광다이오드를 이용한 백라이트의 시장 확대에 있어 적지않은 걸림돌로 작용하고 있는 것이다.
본 발명의 목적은 각 발광다이오드로 공급되는 전류량을 조절하여 최적의 색상 및 휘도를 유지할 수 있는 액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 사용하는 목적 및 취향에 맞게 발광다이오드의 색상이나 휘도를 변경할 수 있게 함으로써, 사용자의 편리성을 극대화시킬 수 있는 액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 각 발광다이오드로 공급되는 전압값과 온도를 측정한 후 과열, 과전압시 전류공급을 차단함으로써, 발광다이오드의 및 주변소자의 훼손과 화재를 방지하여 수명 연장하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 액정디스플레이의 백라이트의 휘도를 제어하는 장치에 있어서, 백색 발광다이오드 또는 RGB 발광다이오드로 이루어진 백라이트; 소정의 제어신호에 따라 상기 발광다이오드로 인가되는 전압과 전류를 제어하여 발광다이오드를 구동하는 LED구동부; 상기 각 발광다이오드의 구동 전류량을 검출하여 전압값으로 변환하여 출력하는 전류검출부; 상기 각 발광다이오드의 색상을 조절하기 위해 각 발광다이오드의 색상을 광센서를 통해 검출한 후 제어부의 아날로그/디지털변환기로 출력하는 색상검출부; 및 상기 전류검 출부 또는 색상검출부로부터 출력된 각 전압값을 제공받아 내부 아날로그/디지털변환기를 통해 디지털로 변환하되 미리 저장된 기준데이터와 상호 비교하여 각 측정값이 기준데이터에 근접하는 제어값을 산출한 후 LED구동부를 제어하여 각 발광다이오드의 휘도 또는 색상이 기준데이터에 근접하도록 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 발광다이오드의 전압값을 검출하는 전압검출부를 더 포함하여 발광다이오드로 과전압이 인가될 경우 제어부는 LED구동부로 출력되는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하며, 상기 각 발광다이오드의 온도를 온도센서를 통해 검출하는 온도검출부를 더 포함하여 발광다이오드의 온도가 미리 설정된 기준온도보다 높을 경우 제어부는 LED구동부로 출력되는 전류를 차단하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 액정디스플레이의 백라이트 제어 장치를 나타낸 블록도로서, 백라이트(10), LED구동부(20), 전류검출부(30), 색상검출부(40), 전압검출부(50), 온도검출부(60), 제어부(70) 및 사용자입력부(80) 등으로 이루어져 있다.
상기 백라이트(10)는 백색 발광다이오드 또는 RGB 발광다이오드로 구성되어 있고, LED구동부(20)는 소정의 제어신호에 따라 상기 발광다이오드로 인가되는 전압과 전류를 제어하여 백색 또는 RGB 발광다이오드를 구동하도록 구성되어 있다.
상기 전류검출부(30)는 상기 각 발광다이오드의 구동 전류량을 검출하여 전압값으로 변환하여 출력하도록 구성되어 있고, 색상검출부(40)는 상기 각 발광다이 오드의 색상을 조절하기 위해 각 발광다이오드의 색상을 광센서를 통해 검출하도록 구성되어 있고, 전압검출부(50)는 상기 각 발광다이오드로 공급되는 전압값을 검출하도록 구성되어 있고, 온도검출부(60)는 상기 각 발광다이오드의 온도를 온도센서를 통해 검출하도록 구성되어 있다.
상기에서 전압검출부(50)와 온도검출부(60)는 발광다이오드로 인가되는 과전압과 발광다이오드의 과열을 각각 감지하여 발광다이오드로 공급되는 전류를 제어하기 위한 소자 보호용 센서이다.
상기 제어부(70)는 전류검출부(30), 색상검출부(40), 전압검출부(50) 또는 온도검출부(60)로부터 출력된 각 전압값을 제공받아 내부 아날로그/디지털변환기(75)를 통해 디지털로 변환하되 미리 저장된 기준데이터와 상호 비교하여 각 측정값이 기준데이터에 근접하는 제어값을 산출한 후 LED구동부(20)를 제어하여 각 발광다이오드의 휘도, 색상 또는 온/오프를 조절하도록 구성되어 있다.
즉, 상기 전류검출부(30)는 제어부(70)가 발광다이오드의 색상 및 휘도를 계산하기 위한 정보인 발광다이오드 입력전류량을 측정하기 위한 모듈로, 발광다이오드의 입력 전류량을 전압값을 변환한 후 이를 제어부(70)의 아날로그/디지털변환기(75)로 출력한다.
색상검출부(40)는 제어부(70)가 발광다이오드의 색상을 계산하기 위한 정보인 발광다이오드의 색상을 측정하는 모듈로 포토트랜지스터나 포토다이오드와 같은 광센서를 이용하여 발광다이오드의 색상을 전압값으로 변환하고 이를 제어부(70)의 아날로그/디지털변환기(75)로 출력한다.
온도검출부(60)는 발광다이오드가 과열로 인하여 발광다이오드 및 주변 소자가 훼손되기 전에 제어부(70)에서 전류공급을 차단하기 위한 모듈로, 온도센서를 이용하여 발광다이오드의 온도를 전압값으로 변환하여 제어부(70)의 아날로그/디지털변환기(75)로 출력한다.
전압검출부(50)는 발광다이오드의 전압값을 측정하여 전압과다 공급이 발생될 경우 즉시 탐지하여 발광다이오드 및 주변 소자가 훼손되기 전에 제어부(70)에서 전류 공급을 차단하기 위한 모듈로, 발광다이오드의 전압값을 제어부(70)의 아날로그/디지털변환기(75)로 출력한다.
LED구동부(20)는 발광다이오드를 구동시키기 위한 모듈로, 전계효과트랜지스터(FET) 외에 코일과 저항 등으로 구성될 수 있다.
제어부(70)는 전류검출부(30), 색상검출부(40), 온도검출부(60) 또는/및 전압검출부(50)로부터 각 발광다이오드의 전류량, 색상, 온도, 전압값의 정보를 측정하여 발광다이오드의 색상 및 휘도조절이나 전원을 제어하기 위한 모듈이다.
제어부(70)는 필요시 수kHz 주파수 파형의 듀티(Duty)를 변경(0∼100%)하여 LED구동부(20)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트로 출력한다.
이때 듀티는 전류가 흐르는 시간인 온 시간과 전류가 흐르지 않는 오프 시간의 비율을 의미하는 것으로, 듀티가 70%라고 하면 100초 중 70초 동안은 전류가 흐르고, 30초간은 전류가 차단된다는 의미이다.
그리고, 사용자입력부(80)는 사용자가 사용하는 목적 및 취향에 맞게 발광다이오드의 색상이나 휘도를 변경할 수 있게 하는 모듈로 사용자가 선택한 입력을 제 어부(70)로 출력한다.
이와 같이 구성된 백라이트 제어장치의 작동 과정을 설명하고자 한다.
먼저, 전류검출부(30)는 발광다이오드에 공급되는 전류량을 측정하고, 색상검출부(40)는 발광다이오드의 색상을 측정하여 측정한 정보를 전압값으로 전환하여 제어부(70)의 내부 아날로그/디지털변환기(75)로 전달한다.
제어부(70)는 상기 전류검출부(30) 및 색상검출부(40)로부터 입력된 2가지 정보를 내부 아날로그/디지털변환기(75)를 통해 제공받은 후 메모리(71)에 미리 설정된 기준데이터와 상호 비교하여 발광다이오드로 공급할 최적의 전류량을 계산한다.
제어부(70)는 계산된 최적의 전류량에 따라 필요시 수kHz 주파수의 듀티를 LED구동부(20)로 출력한다.
전계효과트랜지스터를 통해 상기 듀티를 전송받은 LED구동부(20)는 전송받은 듀티에 따라 발광다이오드를 구동하여 최적의 색상 및 휘도를 유지한다.
또한, 전압검출부(50)와 온도검출부(60)는 발광다이오드들의 전압값과 온도를 측정하여 제어부(70)로 전달한다.
제어부(70)는 전압검출부(50)와 온도검출부(60)로부터 전압값과 온도를 측정하여 메모리(71)에 미리 설정된 기준데이터와 상호 비교하여 측정치가 발광다이오드가 훼손될 수 있는 위험값보다 높다면 LED구동부(20)로 공급되는 듀티를 0%로 변경하여 전류 공급을 차단하여 발광다이오드 및 주변소자가 훼손되는 것을 방지한다.
전류공급이 차단되면, 제어부(70)는 전류공급을 차단한 발광다이오드의 전압과 온도를 계속 측정하여 전압과 온도가 모두 정상치보다 낮아지면 다시 전류를 공급하여 발광다이오드를 재기동한다.
사용자가 원하는 색상이나 휘도를 변경하고자 할 경우 사용자는 사용자입력부(80)를 통해 원하는 색상이나 휘도를 선택하며, 이 정보는 제어부(70)로 전달된다. 제어부(70)는 사용자입력부(80)를 통해 전달된 정보를 사용하여 기준데이터를 다시 계산하여 내부 메모리(71)에 저장하게 된다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 발광다이오드에 공급되는 휘도와 색상을 제어부의 내부 아날로그/디지털변환기를 통해 측정한 후 각 발광다이오드로 공급되는 전류량을 조절하여 최적의 색상 및 휘도를 유지할 수 있다.
사용자가 사용하는 목적 및 취향에 맞게 발광다이오드의 색상이나 휘도를 변경할 수 있게 함으로써, 사용자의 편리성을 극대화할 수 있다.
또한, 발광다이오드로 공급되는 전압값과 온도를 측정한 후 과열, 과전압시 전류 공급을 차단함으로써, 발광다이오드 및 주변소자의 훼손과 화재를 방지하여 제품의 수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 액정디스플레이의 백라이트의 휘도를 제어하는 장치에 있어서,
    백색 발광다이오드 또는 RGB 발광다이오드로 이루어진 백라이트;
    제어부의 제어신호에 따라 상기 발광다이오드로 인가되는 전압과 전류를 제어하여 발광다이오드를 구동하는 LED구동부;
    상기 각 발광다이오드의 구동 전류량을 검출하여 전압값으로 변환하여 출력하는 전류검출부;
    상기 각 발광다이오드로 인가되는 전압값을 검출하는 전압검출부;
    상기 각 발광다이오드의 색상을 조절하기 위해 각 발광다이오드의 색상을 광센서를 통해 검출한 후 제어부의 아날로그/디지털변환기로 출력하는 색상검출부; 및
    상기 전류검출부 또는 색상검출부로부터 출력된 각 전압값을 제공받아 내부 아날로그/디지털변환기를 통해 디지털로 변환하되 미리 저장된 기준데이터와 상호 비교하여 각 측정값이 기준데이터에 근접하는 제어값을 산출한 후 LED구동부를 제어하여 각 발광다이오드의 휘도 또는 색상이 기준데이터에 근접하도록 조절하고, 상기 전압검출부로부터 검출된 전압값을 제공받아 발광다이오드로 과전압이 인가되는 것으로 판단되는 경우 LED구동부로 출력되는 전류를 차단하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 각 발광다이오드의 온도를 온도센서를 통해 검출하는 온도검출부를 더 포함하여 발광다이오드의 온도가 미리 설정된 기준온도보다 높을 경우 제어부는 LED구동부로 출력되는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 백라이트 구동 제어장치.
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