KR100901684B1 - Matrix Driving Circuit using Output deviation Control - Google Patents
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Abstract
본 발명은 출력편차제어를 이용한 매트릭스 구동회로에 관한 것이다. 본 발명은 점광원을 사용하는 LCD 백라이트 장치에서의 출력편차제어를 이용한 매트릭스 구동회로에 있어서, 광원의 X축 방향으로 설정된 X축과 광원의 Y축 방향으로 설정된 Y축과 상기 광원에서 X축,Y축 방향으로 분할된 분할면과 각각 분할된 수만큼 축에 각각 배열되어 형성되는 스위치 또는 구동회로부와 상기 스위치 또는 구동회로부에 연결하여 형성된 X축 구동용 전원과 Y축 구동용 전원을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 구동회로는 좌표간의 출력 편차를 이용하여 두 행렬 이상을 동시에 디밍제어하면서 스캐닝 기능을 구현할 수 있으므로, 매트릭스 구조에서 디밍제어를 하는 분할면이 많아질수록 온오프 (on-off)동작의 스캐닝 구역에서 온(on)되는 공간이 좁아지는 문제점을 극복할수 있게 되는 것이다. The present invention relates to a matrix drive circuit using output deviation control. The present invention provides a matrix driving circuit using output deviation control in an LCD backlight device using a point light source, the X axis set in the X axis direction of the light source and the Y axis set in the Y axis direction of the light source, and the X axis in the light source. A dividing surface divided in the Y-axis direction and a switch or driving circuit portion arranged and arranged on the axis by each divided number, and an X-axis driving power source and a Y-axis driving power source formed in connection with the switch or driving circuit unit. It features. Since the driving circuit according to the present invention can implement a scanning function while simultaneously dimming two or more matrices by using the output deviation between coordinates, an on-off operation increases as the number of dividing planes for dimming control increases in a matrix structure. It is possible to overcome the problem of narrowing the space (on) in the scanning area of the.
디밍제어, 스캐닝, 구동전원, 매트릭스, 백라이트 Dimming Control, Scanning, Driving Power, Matrix, Backlight
Description
광원에 대한 고효율화 및 고휘도 연구와 더불어 광원의 디밍제어 기법에 대해 다양한 기술이 고안되고 있으며, 일부 문헌과 기업들이 형광램프를 이용하여 점멸 구동을 하는 스캐닝 기법을 소개하여 왔다. 이런 방식은 현재의 LCD에서 나타나는 잔상효과를 제거하고 보다 우수한 영상을 표현할 수 있으며 스캐닝 기법을 통해 사용전력을 최소화할 수 있다. Various techniques have been devised for the dimming control technique of the light source, along with the research on the high efficiency and high brightness of the light source, and some literatures and companies have introduced a scanning technique for driving a blinking light using a fluorescent lamp. This method eliminates the afterimage effect seen in current LCDs, provides a better image, and minimizes power consumption through scanning techniques.
본 발명에서는 다분할 구조에서 스캐닝 기능을 수행할 때, 매트릭스 구조이어도 많은 구동부가 필요한 단점을 해소하기 위해 개선된 제어기법을 고안하였으며 매트릭스 구조의 백라이트 구동회로에서 스캐닝과 디밍을 위한 구동회로의 출력 편차제어를 통하여 백라이트 광원의 디밍을 매트릭스 좌표간의 출력차이를 이용하여 얻고 동시에 일부 좌표들을 온 오프함으로서 스캐닝 기능을 구현하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, an improved control method is devised to solve the disadvantage that a large number of driving units are required even when performing a scanning function in a multi-division structure. Through the control, the dimming of the backlight light source is obtained using the output difference between the matrix coordinates, and at the same time, some coordinates are implemented to implement the scanning function.
디밍제어는 LCD가 가지는 어두운 영상에서의 대비 문제를 해결할 수 있 는 방안으로서 광원의 밝기를 제어하여 밝은 영상은 보다 밝게 하고 어두운 영상은 보다 어둡도록 조절하여 대비효과를 향상시킨다. 이런 스캐닝 및 디밍제어는 광원의 램프수명을 역시 더욱 길게 하는 장점이 역시 있으며 LCD에서 문제되는 잔상효과에도 개선효과가 있다. Dimming control is a solution to the contrast problem in the dark image of the LCD. By controlling the brightness of the light source, the bright image is made brighter and the dark image is made darker to improve the contrast effect. This scanning and dimming control also has the advantage of longer lamp life of the light source, and also improves the afterimage problem that is a problem in the LCD.
현재까지 스캐닝과 디밍제어를 소개한 문헌이나 자료는 CCFL을 이용하여 긴 선광원을 이차원적으로 한쪽 방향으로 배열한 뒤에 이를 제어하는 기법을 제안하였다. 이런 방식은 점광원 형태인 LED에 역시 적용을 할 수 있으나 보다 구역을 세분화하고 면 분할을 하는데 적합하지 않다. 면 분할을 위해서는 X,Y, 좌표로 분할해야 하며 각 좌표에 대한 광원 제어를 위해서는 각각의 구동 전원이 필요하며 이것은 실제 구조에서 가격과 구성면에서 불리하며 이를 해결할 적합한 구조가 필요하지만 개발이 이뤄지지 않고 있는 실정이다. 현재 LCD 패널에 적용되고 있는 영상정보 신호에 따른 화면의 구동구조는 전압신호, RGB신호, Load 신호, 동기신호등 다양한 신호에 따라 전원 구동부와 게이트 구동부로 나뉘어져서 구성되어 있다. 각 신호에 따라 구동부는 온오프하도록 구성되어 있으며 매트릭스 형태의 구조와 유사하다. 따라서, 백라이트를 다면으로 분할해서 온오프하고 스캐닝하기 위해서는 이런 구조를 역시 적용해야만 경제적 구조를 얻을수 있다. To date, literature and data that introduce scanning and dimming control have proposed a technique to control long line light sources after they are arranged two-dimensionally using CCFL. This approach can also be applied to LEDs in the form of point sources, but is not suitable for segmentation and plane segmentation. In order to divide the surface, it is necessary to divide it into X, Y, and coordinates, and each driving power is required to control the light source for each coordinate. This is disadvantageous in terms of price and configuration in the actual structure, and a suitable structure to solve this problem is not being developed. It is true. The driving structure of the screen according to the image information signal currently applied to the LCD panel is divided into a power driver and a gate driver according to various signals such as voltage signal, RGB signal, load signal, and synchronization signal. According to each signal, the driving unit is configured to be on and off and is similar in structure to the matrix form. Thus, in order to divide the backlight into multiple faces, turn it on and off and scan, this structure must also be applied to obtain an economic structure.
관련된 선행기술로는 미국 특허 7,019,728호의 "LCD for speeding initial bend state driver and method thereof"에서는 신호처리분야에서 x,y의 좌표를 두고 매트릭스 구조를 구현한 예는 있으나 응용분야가 다르고 스캐닝 기능과 구동회로의 출력 편차제어의 개념이 결여되어 있다. As related prior art, in US Patent 7,019,728, "LCD for speeding initial bend state driver and method," there is an example in which a matrix structure is implemented with x, y coordinates in the signal processing field, but the application field is different, and the scanning function and the driving circuit are different. Lacks the concept of output deviation control.
종래 기술에 의한 분할 디밍구동과 스캐닝제어를 동시에 구현한 구동전원을 가정할 때, 영상의 일부를 순차적으로 온오프하면서 광원을 제어함과 동시에 분할된 면의 영상정보에 따라 전체 밝기를 제어하는 매트릭스 구조의 구동전원을 구성할 수 있다. 이때, 단순히 매트릭스 전원배열을 하고 디밍제어를 할 때는 분할 면의 한 행렬을 순차적으로 온 오프해야 한다. 이점은 다분할된 면이 많아질 때에는 일정순간에 켜지는 광원의 면적이 좁아지는 단점이 생겨서 분할 면의 수에 제약을 받게 된다. Assuming a driving power source that simultaneously implements dimming dimming driving and scanning control according to the prior art, a matrix for controlling the overall brightness according to the image information of the divided surface while controlling the light source while sequentially turning on and off a part of the image The driving power source of the structure can be configured. At this time, when simply arranging the matrix power supply and performing dimming control, one matrix of divided planes should be sequentially turned on and off. An advantage of this is that when the number of multi-divided surfaces increases, the disadvantage of narrowing the area of the light source to be turned on at a certain moment is limited by the number of divided surfaces.
이에 반해서, 본 발명의 제어방식은 좌표간의 출력 편차를 이용하므로 두 행렬이상을 동시에 디밍 제어하면서 스캐닝 기능을 구현할 수가 있는 것이다. 그러므로, 분할면이 많아질수록 온오프 동작의 스캐닝 구역에서는 온되는 구간이 좁아지는 문제점의 해소가 가능해지는 것이다. On the contrary, since the control method of the present invention uses output deviation between coordinates, a scanning function can be implemented while dimming two or more matrices simultaneously. Therefore, as the dividing surface increases, the problem that the section to be turned on becomes narrower in the scanning area of the on-off operation becomes possible.
다시 말해서, 본 발명은 광원의 분할 디밍 구동과 광원의 온, 오프에 의한 스캐닝 기능을 위한 출력편차 제어의 매트릭스 구동회로에 관한 것으로서, 영상신호에 따라 광원의 밝기를 디밍 제어함과 동시에 일정 구역을 분할하여 온 오프하도록 X,Y 좌표 전원을 매트릭스 형태로 배치한 뒤에 각 좌표의 밝기는 광원을 구동할 좌표 전원 사이의 출력편차에 의한 구동제어를 함으로서 분할 면마다 출력을 달리할 수 있으며 일정 시간마다 온오프 제어가 되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 구 동회로를 창안하는데 목적이 있는 것이다.In other words, the present invention relates to a matrix driving circuit for output deviation control for split dimming driving of a light source and a scanning function by turning on and off the light source. After arranging the X and Y coordinate power supplies in a matrix form to divide them on and off, the brightness of each coordinate is controlled by the output deviation between the coordinate power sources to drive the light source. It is an object of the invention to create a matrix drive circuit characterized in that the on-off control.
상기 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 점광원을 사용하는 LCD 백라이트 장치에서의 출력편차제어를 이용한 매트릭스 구동회로는 광원의 X축 방향으로 설정된 X축, 광원의 Y축 방향으로 설정된 Y축, 상기 광원에서 X축, Y축 방향으로 분할된 분할면과 각각 분할된 수만큼 상기 축에 각각 배열되어 형성되는 스위치부 또는 구동회로부가 있고 상기 스위치부에 연결, 형성된 X축 구동용 전원, Y축 구동용 전원를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the matrix driving circuit using the output deviation control in the LCD backlight device using the point light source according to the present invention includes an X axis set in the X axis direction of the light source, a Y axis set in the Y axis direction of the light source, Power source for driving X-axis, Y-axis connected to the switch unit and having a switch unit or driving circuit unit which is formed on the axis by the divided surface divided in the X-axis, Y-axis direction and each divided number in the light source And a power supply for driving.
또한, 각 좌표의 상기 스위치 또는 구동회로부는 연결된 광원 분할면에 전원을 인가하여 영상정보의 신호와 연동하여 펄스 폭이나 크기가 제어되어 출력편차 또는 합으로의 디밍제어가 가능하도록 하고, 상기 각 구동회로부의 온오프나 구동회로의 출력을 온오프하여 스캐닝 기능을 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the switch or driving circuit unit of each coordinate is applied power to the connected light source split surface, the pulse width or magnitude is controlled in conjunction with the signal of the image information to enable dimming control of the output deviation or sum, each drive It is characterized in that the scanning function by turning on or off the circuit portion or the output of the driving circuit.
그리고, 각각의 스위치부와 구동용 전원은 분할면의 수와 관계없이 상호 조합하여 X,Y 좌표 형태의 매트릭스 구조형태로 배치한 것을 특징으로 한다. The switch unit and the driving power source are arranged in a matrix structure in the form of X and Y coordinates by combining them with each other regardless of the number of divided surfaces.
더 나아가, X축과 Y축 구동전원은 전압 구동회로 또는 정전류 구동회로로 구성 가능한 것을 특징으로 한다.Furthermore, the X- and Y-axis driving power sources may be configured as voltage driving circuits or constant current driving circuits.
따라서 본 발명에 의한 매트릭스 구동회로는 백라이트의 분할 디밍기능과 스 캐닝 기능을 할수 있는 구조이면서 매트릭스 구조인 구동회로부의 출력편차를 제어하는 기능을 이용하는 것으로서 동시에 2개 이상의 행렬을 디밍 제어하면서 스캐닝 기능을 수행할 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다. Therefore, the matrix driving circuit according to the present invention uses a function of controlling the output deviation of the driving circuit portion which is a matrix structure and a dimming function of the backlight and a scanning function, and performs a scanning function while dimming two or more matrices at the same time. There is an excellent effect that can be performed.
이하에서는, 도면을 첨부하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 분할 구동을 위한 매트릭스 전원 원리도이고, 도 2는 면분할 원리도이고, 도 3은 출력 편차 제어에 의한 디밍제어 행렬의 스캐닝 예시도이다. 1 is a principle diagram of a matrix power supply for division driving, FIG. 2 is a diagram illustrating a plane division principle, and FIG. 3 is an exemplary diagram of scanning a dimming control matrix by output deviation control.
본 발명에 의한 점광원을 사용하는 LCD 백라이트 장치에서의 출력편차제어를 이용한 매트릭스 구동회로는 광원의 X축 방향으로 설정된 X축(10)과 광원의 Y축 방향으로 설정된 Y축(20)과 상기 광원에서 X축, Y축 방향으로 분할된 분할면(30)과 각각 분할된 수만큼 상기 축(10,20)에 각각 배열되어 형성되는 스위치부(40)와 상기 스위치부(40)에 연결되어 형성된 X축 구동 전원(15), Y축 구동 전원(25)를 포함하여 구성된다. The matrix driving circuit using the output deviation control in the LCD backlight device using the point light source according to the present invention includes the
그리고, 각 좌표의 상기 스위치부(40) 또는 상기 구동전원부(15, 25)는 연결된 광원 분할면(30)에 전원을 인가하여 영상정보의 신호와 연동하여 펄스 폭이나 크기가 제어되어 출력편차 또는 합으로의 디밍제어가 가능하도록 하고, 상기 각 스위치부(40)의 온오프나 각 구동전원(15, 25)의 출력을 온오프하여 스캐닝 기능을 하는 것을 특징으로 한다. In addition, the
또한, 각각의 스위치부(40)와 구동용 전원(15, 25)은 분할면(30)의 수와 관 계없이 상호 조합하여 X,Y 좌표 형태의 매트릭스 구조형태로 배치한 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the
먼저, 전체 시스템 동작의 이해를 돕기 위해 도 2를 설명하면, 도면에 나타난 바와 같이, 광원은 밝기정보에 따라 백라이트 광원을 제어할 필요가 있으며 일정구획으로 나뉘어 최적의 밝기에 따라 광량을 조절할 필요가 있다. 이러한 제어를 디밍(Dimming) 제어라 하는 것이다. First, referring to FIG. 2 to help understand the overall system operation, as shown in the figure, the light source needs to control the backlight light source according to the brightness information, and is divided into predetermined sections and needs to adjust the amount of light according to the optimum brightness. have. This control is called dimming control.
또한, 영상의 개선을 위해 일정구획마다 순차적으로 온오프(on-off)하는 기법이 역시 도면에서 소개가 되었으며 도면에서는 4분할한 구조의 순차적인 온오프를 나타내었다. 이를 스캐닝(Scanning) 기능이라고 하며 잔상효과등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. In addition, a technique of sequentially turning on-off every predetermined section for the improvement of the image was also introduced in the drawing, and the drawing shows the sequential on-off of a quadrant structure. This is called a scanning function and is known to be effective for afterimage effects.
본 발명의 회로를 도 1의 분할 구동을 위한 매트릭스 전원 원리도를 들어 설명하면, 일정한 구획으로 분할한 면을 X(10), Y(20) 좌표축으로 각각 스위치부(40)를 연결하여 각 구동용 전원(15, 25)과 연결한다. 각 스위치부(40) 또는 구동용 전원(15,25)은 연결된 광원의 면(30)에 전원을 인가하여 영상정보의 밝기 신호와 연동하여 펄스폭 또는 크기를 결정한다. 이에 관한 회로나 작동에 관해서는 공지된 기술이므로 여기에서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 스캐닝 기능을 위해 일정시간 턴오프(turn-off)하도록 하는 동작을 할 수 있다. 여기서, X축,Y축 좌표용 구동전원(15, 25)은 전압 구동회로 또는 정전류 구동회로로 구성이 가능하다. Referring to the principle diagram of the matrix power supply for the division driving of FIG. 1, the circuit of the present invention is described. Each of the driving units is connected by connecting the
각 좌표의 교차점에 대해 매트릭스 형태로 구동한다고 할 때, X 좌표의 구동전원(15), 스위치부(40)와 Y 좌표의 구동전원(25), 스위치부(40)의 교차행렬이 구 동된다. 이때, 분할 면수가 증가하면 교차 행렬은 상대적으로 전체 면에 대해 좁아질 수밖에 없으며 평균휘도를 유지하기 위해서는 펄스전류의 용량이 커져야 한다. 이것은 구동부 용량과 다이오드 수명등에 영향을 주므로 유의하여야 한다.When driving in a matrix form with respect to the intersection point of each coordinate, the intersection matrix of the
따라서, 본 발명에서는 종래 교차점 구동방식이 아닌 좌표 사이의 출력 편차제어방식을 고안하였고, 좌표 사이의 출력 차 또는 출력 합이 교차점 면에 인가되도록 하므로 도 3에 나타난 바와 같이 두 행렬이 동시에 구동되는 특성을 갖는 것이다. Therefore, the present invention devised an output deviation control method between coordinates rather than the conventional intersection point driving method, so that the output difference or sum of the outputs between the coordinates is applied to the intersection surface, so that two matrices are simultaneously driven as shown in FIG. 3. To have.
또한, 도 3에서 나타난 바와 같이, Yn 구동부는 X0 ···· Xn 까지의 행렬에 대한 편차제어의 행렬을 디밍제어 수행함과 동시에 임의의 Xn 구동부는 Yo···Yn의 행렬과 편차제어를 통해 디밍제어를 수행하는 것이다. 켜지는 면은 스캐닝 기능을 통해 다른 면으로 이동하게 된다. In addition, as shown in FIG. 3, the Yn driving unit is X 0. The dimming control is performed on the matrix of the deviation control for the matrix up to Xn, and the arbitrary Xn driving unit performs the dimming control through the matrix and the deviation control of Yo. The illuminated side is moved to the other side through the scanning function.
따라서, 본 발명에 의한 출력편차제어를 이용한 매트릭스 구동회로는 다분할 구조의 백라이트 구동회로에서 백라이트 광원의 디밍을 매트릭스 좌표간의 출력 편차를 이용하여 얻음과 동시에, 일부 좌표들을 온오프함으로서 스캐닝 특성 역시 얻을수 있는 우수한 기능이 있는 것이다.Therefore, the matrix driving circuit using the output deviation control according to the present invention obtains the dimming of the backlight light source using the output deviation between the matrix coordinates in the backlight driving circuit of the multi-division structure, and also obtains the scanning characteristics by turning on and off some coordinates. That is an excellent feature.
또한, 스캐닝 기능이나 디밍 기능을 수행하는 BLU(BackLight Unit)에서 구동전원의 구성을 간략히 하기 위하여 매트릭스의 구조에서 각 좌표 간의 전압 또는 전류 편차를 이용하여 디밍 기능과 스캐닝 기능을 구현함으로 종래 제품보다 구동회로의 수를 최소화시키는 것이 가능하다. In addition, in order to simplify the configuration of the driving power in the BLU (BackLight Unit) which performs the scanning function or the dimming function, the dimming function and the scanning function are implemented by using the voltage or current deviation between the coordinates in the matrix structure. It is possible to minimize the number of furnaces.
덧붙여, 단순한 x,y 좌표전원의 단독구동에 의한 디밍제어에서는 한 행렬을 구동을 할수 밖에 없어서 분할면이 많을 때에 휘도를 얻기 어려우나, 본 발명은 각 좌표 전원간의 출력편차 제어방식이므로, 동시에 디밍되는 행렬의 수가 증가하여 휘도문제를 개선한다. In addition, in the dimming control by the simple driving of the x and y coordinate power supplies, only one matrix can be driven, so that it is difficult to obtain the luminance when there are many divided surfaces. However, the present invention is an output deviation control method between the coordinate power supplies. The number of matrices is increased to improve the luminance problem.
이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이고 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 청구범위는 후술하는 특허청구범위에 나타내져야 하며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 청구범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive, and that the present claims should be shown in the following claims, and derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts. All changes or modifications that should be made to it should be construed as being included in the claims.
본 발명의 구동회로는 LCD와 같은 디스플레이에서 LED와 같은 점광원 형태의 백라이트를 이용할 때에 필수적인 구동회로에 관한 것이다. 본 발명에 의한 제어방법은 좌표 사이의 출력 편차를 이용하므로, 두 행렬 이상을 동시에 디밍 제어하면서 스캐닝 기능을 구현할 수 있으므로, 사용전력을 최소화하여 경제성 있는 매트릭스 구동장치의 구현이 가능한 것이다. The driving circuit of the present invention relates to a driving circuit essential when using a backlight in the form of a point light source such as an LED in a display such as an LCD. Since the control method according to the present invention uses an output deviation between coordinates, the scanning function can be implemented while dimming and controlling two or more matrices at the same time, thereby realizing an economical matrix driving device by minimizing the power used.
도 1은 분할 구동을 위한 매트릭스 전원 원리도.1 is a schematic diagram of a matrix power supply for split driving;
도 2는 면분할 원리도.2 is a surface division principle.
도 3은 출력 편차 제어에 의한 디밍제어 행렬의 스캐닝 예시도.3 is an exemplary scanning diagram of a dimming control matrix by output deviation control.
<도면의 부호에 대한 설명><Description of Symbols in Drawings>
10: X축 15: X축 구동전원10: X axis 15: X axis drive power supply
20: Y축 25: Y축 구동전원20: Y axis 25: Y axis drive power supply
30: 분할면 40: 스위치부30: dividing surface 40: switch section
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Citations (4)
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2007
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