KR101265102B1

KR101265102B1 - 백라이트 유닛과 그 구동방법

Info

Publication number: KR101265102B1
Application number: KR1020060036066A
Authority: KR
Inventors: 유연택
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2005-10-29
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2013-05-16
Also published as: CN1956045A; KR20070046696A; CN1956045B

Abstract

본 발명은 LED 백라이트 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 LED의 사용온도에 따른 휘도변화 그리고 LED의 개별특성에 의한 LED 어레이 사이의 휘도차이를 보상할 수 있는 액정표시장치용 LED 백라이트 및 그 구동방법에 관한 것이다.

이를 위해 구체적으로 본 발명은 구동전류가 인가되는 입력단과 출력단 사이의 LED 어레이와 상기 입력단과 상기 LED 어레이 사이로 개재된 스위칭부와 기준전류와 상기 출력단에서 검출되는 출력전류를 비교하여, 상기 출력전류가 상기 기준전류 보다 작을 경우 제어신호를 출력하는 비교부와 상기 제어신호에 따라 상기 스위칭부의 개폐정도를 조절하여, 상기 구동전류의 양을 조절하는 콘트롤부를 포함하는 LED 백라이트 및 그 구동방법을 제공한다.

이로써 LED 어레이의 휘도 저하를 실시간으로 감지 및 보상할 수 있고, LED의 개별적인 특성에 원인한 LED 어레이 사이의 휘도차이 또한 보상이 가능한바, 액정표시장치의 컬러균일도를 크게 향상시키는 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛과 그 구동방법{BACKLIGHT UNIT AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

도 1은 종래에 따른 LED 백라이트를 이용한 액정표시장치의 모식도.

도 2는 종래에 따른 LED 백라이트의 개략적인 회로도.

도 3은 일반적인 LED의 온도와 휘도관계를 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 피드백 회로(feedback circuit)을 포함하는 LED 백라이트의 개략적인 회로도.

도 5는 본 발명에 따른 피드백 회로를 포함하는 LED 백라이트를 구동하는 과정의 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

52 : 입력단 56 : 출력단

60 : LED 어레이 62 : LED

70 : 스위칭부 80 : 비교부

82 : 비교기 84: PWM 단자

85,86 : 제 1 및 제 2 접지단

90 : 콘트롤부 R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7 : 제 1 내지 제 7 저항

C : 캐패시터

본 발명은 LED 백라이트(back light) 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 LED의 사용온도에 따른 휘도변화 그리고 LED의 개별특성에 의한 LED 어레이 사이의 휘도차이를 보상할 수 있는 피드백 회로(feedback circuit)를 포함하는 액정표시장치용 LED 백라이트 및 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display device)는 액정의 고유물성인 광학적 이방성(optical anisotropy)과 분극(polarization)성질을 응용한 화상구현원리를 나타내는바, 주지된 내용으로서 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적이방성과 전기장 내에 놓일 경우에 그 크기에 따라 분자 배열방향이 변화되는 분극성질을 띤다.

이에 통상의 액정표시장치는 서로 마주보는 면에 투명 전계생성전극이 형성된 두 기판 사이로 액정층을 개재하여 대면 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수적인 구성요소로 하며, 두 전계생성전극 사이의 전기장을 통해 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절해서 투과율의 차이를 발생시킨다.

하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율의 차이를 외 부로 발현시키기 위한 별도의 조광수단을 요구하며, 이를 위해 액정패널 배면으로는 광원(light source)을 갖춘 백라이트(back light)가 마련된다.

일반적으로 백라이트는 빛을 발하는 광원의 위치에 따라 측광형(side light type)과 직하형(direct type)으로 구분될 수 있는데, 전자의 측광형은 액정패널에 대해 이의 후방 적어도 일 측면으로부터 출사된 광원의 빛을 별도의 도광판(Light Guided Panel : LGP)으로 굴절시켜 액정패널로 진입시키는 반면, 후자의 직하형은 액정패널 배면으로 복수의 광원을 직접 대면 배치시켜 빛을 공급한다.

한편, 일반적인 액정표시장치용 백라이트의 광원(光源)으로는 전통적으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)가 주로 사용되었지만, 요사이 유독성 수은(Ag)을 사용하지 않으면서도 색재현성과 휘도 향상의 효과를 얻고자 LED(Light Emitting Diode)를 이용하는 경우가 늘고 있으며, 이와 같이 LED를 광원으로 채택한 백라이트를 특히 LED 백라이트라 한다.

첨부된 도 1은 일반적인 직하형 LED 백라이트(20)를 이용한 액정표시장치에 대한 개략적인 모식도로서, 액정패널(10) 그리고 이의 배면에 마련된 LED 백라이트(20)를 포함하며, 이중 LED 백라이트(20)는 일정간격의 스트라이프(stripe) 형태로 배열된 복수개의 인쇄회로기판(22) 및 이들 각각에 열을 지어 장착된 다수의 LED(24)를 포함한다.

이때 다수의 LED(24)는 R(red), G(green), B(blue) 컬러광을 각각 발하는 RGB LED를(24) 일정규칙에 따라 배열한 후 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현하는데, 대형 액정표시장치에서는 소비전력 등을 이유로 2개 내지 10 개의 LED를 하나의 어레이(array)로 단위지어 각 인쇄회로기판(22) 상에 반복 배열한다.

그리고 이들 LED 어레이는 각각의 구동회로에 의해 구동되는바, 첨부된 도 2는 일반적인 LED 백라이트 구동회로를 나타낸 도면이다.

보이는 바와 같이 일반적인 LED 백라이트 구동회로는 입력단(32)과 출력단(34) 사이로 위치된 LED 어레이(30)와, 상기 입력단(32)과 LED 어레이(30) 사이로 개재된 스위치부(40) 그리고 상기 스위치부(40)의 작동을 제어하는 콘트롤부(50)를 포함한다.

이때 LED 어레이(30)에는 적어도 두 개의 LED가 직렬 연결되고, 입력단(32)으로는 LED 어레이(30)의 구동전압인 Vin이 입력되며, 출력단(34)으로는 출력전압 Vout가 출력된다. 또한 입력단(32)의 구동전압 Vin을 LED 어레이(30)에 선택적으로 전달하는 스위치부(40)로는 FET(field effect transistor)와 같은 일종의 트랜지스터(transistor)가 사용될 수 있다. 그리고 콘트롤부(50)는 외부의 신호를 통해 스위치부(40)의 온/오프(on/off)를 제어한다.

한편, 일반적인 LED는 온도에 따른 급격한 휘도변화가 나타나는데, LED의 발광시간이 길어질수록 내부온도가 증가하고, 지나친 온도 상승 시 휘도가 급격하게 저하되는 현상이 나타난다. 즉, 첨부된 도 3은 일반적인 LED의 사용온도와 휘도 관계를 나타낸 그래프로서, LED의 온도가 증가할수록 출력 휘도가 낮아지는 것을 확인할 수 있으며, 일례로 LED의 온도가 80℃이상인 경우 휘도는 80% 이하로 저하 되고, 120℃이상이 될 경우에 LED는 더 이상 구동하지 않는다.

이러한 LED의 사용온도에 따른 휘도변화를 원인으로 LED 백라이트 역시 사용시간이 길어질 경우에 급격한 휘도감소가 수반되며, 결국 화질저하로 직결된다.

특히, LED 어레이 내에 포함된 LED 각각의 특성, 일례로 발광을 위한 턴온(turn-on) 전압 등이 상이함을 고려하면, 동일한 구동회로를 사용하여도 사용시간에 따라 LED 어레이 각각에 대한 휘도가 서로 차이를 보이고, 앞서 언급한 LED 고유특성으로써 사용온도에 따른 급격한 휘도감소와 함께 LED 어레이 사이의 휘도 차이까지 더해져, 액정패널을 통해 외부로 디스플레이 되는 화상의 컬러균일도가 크게 저하되는 문제점을 나타낸다.

하지만, 도 2에 나타낸 일반적인 LED 백라이트 구동회로는 단지 LED 어레이(30)로 입력되는 구동전압의 온/오프 제어만이 가능한 형태를 나타내는바, 현재로서는 LED 백라이트의 사용온도에 따른 휘도변화와 LED 어레이 사이의 휘도차이를 극복할 수 있는 방법은 전무한 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, LED 의 사용온도에 따른 휘도저하를 방지하고, 아울러 적어도 둘 이상의 LED가 직렬 연결된 LED 어레이 각각의 휘도 차이를 보상할 수 있는 LED 백라이트 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 백라이트는 입력단, 출력단, 그리고 상기 입력단과 출력단 사이에 위치하는 어레이를 포함한다. 구동 신호는 상기 입력단에서 제공될 수 있다. 스위칭부는 상기 입력단과 상기 어레이 사이에 연결되며, 상기 어레이에 공급되는 상기 구동 신호의 양을 조절할 수 있다. 상기 어레이의 출력에 기초해서, 비교부는 콘트롤부에 피드백을 제공할 수 있다. 상기 콘트롤부는 어레이에 구동 입력신호의 양을 변화시킬 수 있는 스위칭부에 신호를 제공할 수 있다. 상기 백라이트을 구동하는 방법은 다수 개의 LED를 포함하는 어레이로부터 출력전류를 받는 단계와, 상기 출력전류와 기준 전류를 비교하는 단계와 상기 다수 개의 LED를 포함하는 어레이에 입력되는 구동 전류를 변화시키는 단계를 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에서는 구동전류가 인가되는 입력단과 출력단 사이의 LED 어레이와 상기 입력단과 상기 LED 어레이 사이로 개재된 스위칭부와 기준전류와 상기 출력단에서 검출되는 출력전류를 비교하여, 상기 출력전류가 상기 기준전류 보다 작을 경우 제어신호를 출력하는 비교부와 상기 제어신호에 따라 상기 스위칭부의 개폐정도를 조절하여, 상기 구동전류의 양을 조절하는 콘트롤부를 포함하는 LED 백라이트를 제공한다.

이때 상기 스위칭부는 FET(field effect transistor)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 FET는, 상기 입력단에 접속된 드레인전극과 상기 드레인전극과 이격되며, 접지되는 소스전극과 상기 콘트롤부에 접속된 게이트전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 콘트롤부는 상기 제어신호에 따라 상기 FET의 게이트 전극으로 인가되는 게이트전압을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 비교부는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 비교기는, 상기 출력전류가 입력되는 반전단자와 상기 기준전류가 입력되는 비반전단자와 상기 출력전류와 상기 기준전류의 비교를 통해 상기 제어신호가 출력되는 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 LED 어레이는 직렬 연결된 적어도 두 개의 LED를 포함한다.

더불어 본 발명의 제 2 특징에서는 LED 어레이의 사용온도에 따른 휘도변화를 보상하는 LED 백라이트의 구동방법으로서, 기준전류와 상기 LED 어레이의 출력전류를 비교하는 단계와 상기 출력전류가 상기 기준전류 보다 작을 경우, 상기 LED 어레이로 입력되는 구동전류의 양을 상승시키는 단계를 포함하는 LED 백라이트의 구동방법을 제공한다.

본 발명의 제 3 특징에서는 입력단, 출력단 그리고, 상기 입력단 및 상기 출력단에 연결되며 다수 개의 LED(light emitting diode)를 포함하는 어레이를 포함하는 어레이부와 상기 입력단과 상기 어레이에 연결된 스위칭부와 상기 출력단과 콘트롤부에 연결되며, 상기 출력단의 출력전류와 기준전류를 비교하는 것이 가능한 비교부를 포함하며, 상기 콘트롤부는 상기 스위칭부를 조절하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공한다.

상기 비교부는, 상기 어레이의 출력전류와 상기 기준전류와 다를 때 조절신호를 발생하는 것이 가능하고, 상기 조절신호에 따라서 어레이 구동전류는 변화되는 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭부는 FET(field effect transistor)인 것을 특징으로 하고, 상기 FET(field effect transistor)는, 상기 입력단에 연결된 드레인 전극과 상기 드레인 전극과 이격되며 접지된 소스 전극과 상기 콘트롤부에 연결된 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘트롤부는 상기 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압을 조절하는 것을 특징으로 하고, 상기 비교부는 비교기(comparator)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 비교기는 OP-AMP(operational-amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 비교기는, 상기 출력전류를 받는 반전단자와 상기 기준전류를 받는 비반전 단자와 상기 출력전류와 기준전류를 비교함으로써 조절신호를 출력하는 제 2 출력단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 어레이는 적, 녹, 청 LED로 구성되거나 또는 순서대로 배열된 적, 녹, 청 LED로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 어레이 하부에는 PCB(printed circuit board)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 유닛은, 서로 대향되는 제 1, 2 기판과, 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정패널과 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 특징에서는, 다수 개의 LED로 이루어진 어레이로부터 출력전류를 받는 단계와 상기 출력전류와 기준전류를 비교하는 단계와 상기 다수개의 LED로 이루어진 어레이에 인가되는 구동 입력전류를 변화시키는 단계를 포함하는 것 을 특징으로 한다.

상기 구동입력전류를 변화시키는 단계는, 상기 출력전류가 상기 기준전류와 다를 때 변화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 구동 입력전류를 변화시키는 단계는 실시간(real-time)으로 상기 구동 입력전류를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동 입력전류를 변화시키는 단계는, 조절된 구동 입력전류를 다수 개의 LED를 포함하는 상기 어레이에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준 전류는 각각의 비교부에 인가되는 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도 4는 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동회로에 대한 회로도로서, 일정 폭의 구동전류가 인가되는 입력단(52)과 출력단(56) 사이의 LED 어레이(60)와, 상기 입력단(52)과 LED 어레이(60) 사이로 개재된 스위칭부(70)와, 미리 설정된 기준전류와 LED 어레이(60)로부터 출력된 출력전류를 비교하여 소정의 제어신호(P)를 출력하는 비교부(80)와, 이러한 제어신호(P)를 토대로 스위칭부(70)의 동작을 제어함으로써 LED 어레이(60)로 인가되는 구동전류의 폭을 조절하는 콘트롤부(90)를 포함한다.

각각을 보다 구체적으로, 먼저 LED 어레이(60)는 적어도 두 개의 직렬 연결된 LED(62)를 포함할 수 있는데, 일례로 RGB 컬러광을 각각 발하는 RGB LED를 사용한 경우에 LED 어레이(60)는 RGBGR LED로 이루어질 수 있다. 그리고 이러한 LED 어레이(60)의 구동전압 Vin은 입력단(52)을 통해서 인가되는데, 상기 구동전압 Vin은 LED 어레이(60)의 턴온 전압 이상으로써 LED(62)에 손상을 주지 않는 범위 내에서 일정폭을 나타낼 수 있다. 그리고 출력단(56)은 접지될 수 있다.

다음으로 입력단(52)과 LED 어레이(60) 사이에 개재된 스위칭부(70)는 LED 어레이(60)로 입력되는 구동전압 Vin을 온/오프 제어함과 동시에 LED 어레이(60)로 인가되는 구동전류의 폭을 조절할 수 있으며, 이를 위해 트랜지스터가 사용될 수 있다. 이 경우 스위칭부(70)의 트랜지스터는 n 형이라는 가정 하에, 콘트롤러(90)에 접속된 게이트전극(G)과, 입력단(52)에 접속된 드레인전극(D)과, 상기 드레인전극(D)과 이격되며 접지된 소스전극(S)을 포함하며, 콘트롤러(90)로부터 전달되는 게이트전압(Vg)에 의해 드레인전극(D)과 소스전극(S)을 선택적으로 통전시켜 LED 어레이(60)로 입력되는 구동전압 Vin을 온/오프 제어할 수 있고, 상기 게이트전압(Vg)의 크기에 따라 LED 어레이(60)로 인가되는 구동전류의 폭을 조절할 수 있다.

그리고 LED 어레이(60)의 출력단(56)과 콘트롤러(90) 사이로는 비교부(80)가 제공되는데, 이는 PWM(Pulse width modulation) 전압에 의한 기준전류와 LED 어레이(60)의 출력단(56)에서 검출되는 출력전류를 비교하고, 출력전류가 기준전류 이하인 경우에 콘트롤러(90)로 소정의 제어신호(P)를 출력한다. 이를 위해 비교부(80)에는 비교기(comparator : 82)로써 연산증폭기(OP-AMP)가 사용될 수 있는데, 이는 LED 어레이(60)의 출력전류가 입력되는 반전단자와, 기준전류가 입력되는 비반전단자 그리고 이들 출력전류와 기준전류의 비교를 통해 기준전류가 출력전류보 다 클 경우에 제어신호(P)가 출력되는 출력단자를 포함한다.

마지막으로 콘트롤러(90)는 액정표시장치 구동시스템 등과 같이 외부에서 입력되는 각종 신호를 통해 스위치부(70)의 온/오프(on/off)를 제어하며, 특히 비교부(80)에서 제어신호(P)가 전달되는 경우에 게이트전압(Vg)을 통해 스위칭부(70)의 개폐정도를 조절하여 LED 어레이(60)로 입력되는 구동전류를 상승시키는 역할을 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동회로의 동작원리는 LED 어레이(60)의 출력전류를 이용해서 휘도를 보상하는 것을 특징으로 하는데, 장시간 사용 등을 원인으로 LED 어레이(60)의 온도가 상승할 경우에 휘도가 저하되고, 이에 따라 필연적으로 출력단(56)에서 검출되는 출력전류의 크기 또한 낮아진다.

이에 본 발명은 LED 어레이(60)의 온도와 출력전류의 관계를 응용해서 LED 어레이(60)의 휘도를 보상하는 것으로, 비교부(80)를 통해 LED 어레이(60)의 출력전류를 일정크기의 기준전류와 비교한 결과, LED 어레이(60)의 출력전류가 기준전류 보다 높은 경우는 LED의 휘도저하가 나타나지 않았음을 의미하지만, 그 반대의 경우, 다시 말해 LED 어레이(60)의 출력전류가 기준전류 보다 낮은 경우는 LED의 휘도가 저하되었음을 의미한다.

따라서 후자의 경우에 비교부(80)는 제어신호(P)를 콘트롤부(90)에 전달하고, 콘트롤부(90)는 스위칭부(70)의 트랜지스터에 대한 게이트전압(Vg)을 높여 LED 어레이(60)로 전달되는 구동전류의 폭을 상승시키는바, LED 어레이(60)의 휘도는 다시 높아지게 된다.

그리고 이러한 과정은 LED 어레이(60)의 구동 중에 실시간으로 진행되며, 이로써 LED 어레이(60)의 휘도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

이에 실제 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동회로를 사용한 결과, LED 어레이(60)의 사용온도에 따라 25% 이상 변화되었던 출력전류의 변화량을 3% 미만으로 줄일 수 있었고, 특히 20% 이상을 나타내었던 서로 다른 LED 어레이(60) 사이의 출력전류 편차를 5% 미만으로 줄이는 것으로 확인되었다.

한편, 앞서 간략하게 설명하였던 비교부의 바람직한 구성예를 보다 상세하게 살펴보면, LED 어레이(60)의 출력단(56)과 비교기(82)의 반전단자 사이로 개재되는 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)과 비교기(82)의 출력단자 사이로 개재되는 캐패시터(C)와, PWM 전압이 인가되는 PWM 단자(84)와 비교기(82)의 비반전단자 사이로 개재되는 제 2 저항(R2)과, 비교기(82)의 비반전단자와 제 1 접지단(85) 사이로 개재되는 제 3 저항(R3)과, 비교기(82)의 출력단자와 콘트롤러(90) 사이로 개재된 제 4 저항(R4)과, 상기 4 저항(R4)과 콘트롤러(90) 사이에서 인출된 제 2 접지단(86) 및 여기에 개재된 제 5 저항(R5)을 포함할 수 있다.

아울러 입력단과 스위칭부 사이로 개재되는 제 6 저항(R6)과, 상기 제 1 저항(R1)과의 연결지점 이후에서 출력단(56)을 접지하는 출력접지단에 개재되는 제 7 저항(R7)을 포함할 수 있는바, 이들은 각각 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동회로의 원활한 동작을 보조한다.

도 5는 본 발명에 따른 피드백 회로를 포함하는 백라이트 유닛을 구동하는 과정의 흐름도(flowchart)이다.

제 1 단계(500)에서는, 피드백 회로는, 다수 개의 LED를 포함하는 어레이로부터 출력신호를 받는다. 상기 출력신호는 출력전하일 수 있다. 출력전하는, 상기 어레이 내에 포함되는 하나 또는 그 이상의 LED의 온도와의 관계에서 변할 수 있다.

제 2 단계(502)에서는, 상기 피드백 회로는, 주어진 출력신호와 기준 신호를 비교한다. 상기 기준 신호는 기준 전하일 수 있다. 상기 기준 전하는 PWM 회로의 펄스 폭에 의해 발생될 수 있다. OP-AMP와 같은 비교기는 출력 신호와 기준 신호를 비교하는데 이용될 수 있다. 상기 출력신호와 기준 신호의 비교는 실시간으로 이루어질 수 있다. 상기 비교는, 출력 신호의 진폭/크기(amplitude/magnitude)가 기준 신호의 진폭/크기(amplitude/magnitude)보다 작은 것을 결정할 때, 상기 피드백 회로는, 변화되기 위해서 상기 어레이에 공급된 구동 신호를 발생하는 콘트롤 신호를 전달한다.

제 3 단계(504)에서는, 스위칭부는 콘트롤부로부터 신호를 받고, 상기 어레이에 공급되는 구동 신호의 양을 변화시킨다. 예를 들어, 상기 어레이부는 증가될 수 있고, 구동전하는 상기 어레이에 공급되는 구동 전하를 증가시킬 수 있다.

이러한 본 발명은, 어레이별로 동일한 기준전류를 적용해서 어레이 간 특성에 상관없이 동일한 정전류를 공급할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 어레이 간 편차 발생을 방지하기 위하여, 하나의 기준전류를 가지고 여러 개의 어레이에 대한 기준전류를 사용할 수 있다.

그러나, 본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않고 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 LED 백라이트 및 그 구동방법에 따르면, 는 LED 어레이의 휘도 저하를 실시간으로 감지 및 보상할 수 있는 효과를 나타내는바, LED 어레이의 사용온도에 따른 휘도저하 및 이로 인한 화질저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

특히 본 발명에 따른 LED 백라이트 및 그 구동방법에 따르면, 는 LED 어레이의 휘도저하를 LED 어레이의 출력전류으로 판단하게 되고, 따라서 LED 어레이의 휘도를 감지하는 별도의 센서 등이 불필요한 장점이 있다. 이에 보다 간단한 구성과 저렴한 비용을 통해 신뢰성 있는 휘도감지 및 보상이 가능한 효과를 나타내고, 아울러 본 발명에 따른 LED 백라이트는 LED 어레이 사이의 휘도차이 또한 보상이 가능한 바, 한 예로 액정표시장치의 컬러균일도를 크게 향상시키는 효과가 있다.

Claims

구동전류가 인가되는 입력단과 출력단 사이의 LED 어레이와

상기 입력단과 상기 LED 어레이 사이로 개재된 스위칭부와

기준전류와 상기 출력단에서 검출되는 출력전류를 비교하여, 상기 출력전류가 상기 기준전류 보다 작을 경우 제어신호를 출력하는 비교부와

상기 제어신호에 따라 상기 스위칭부의 개폐정도를 조절하여, 상기 구동전류의 양을 조절하는 콘트롤부

를 포함하고,

상기 비교부는 비교기 및 캐패시터를 포함하고,

상기 비교기는,

상기 출력전류가 입력되는 반전단자와;

상기 기준전류가 입력되는 비반전단자와;

상기 출력전류와 상기 기준전류의 비교를 통해 상기 제어신호가 출력되는 출력단자

를 포함하고,

상기 캐패시터는 상기 반전단자와 상기 출력단자 사이에 연결되고,

상기 비교부는,

상기 출력단과 상기 반전단자 사이에 연결되는 제1저항과;

PWM전압이 인가되는 PWM단자와 상기 비반전단자 사이에 연결되는 제2저항과;

상기 비반전단자와 제1접지단 사이에 연결되는 제3저항과;

상기 출력단자와 상기 콘트롤부 사이에 연결되는 제4저항과;

상기 제4저항과 상기 콘트롤부의 연결노드와 제2접지단 사이에 연결되는 제5저항을 더 포함하는 LED 백라이트.
청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 1항에 있어서,

상기 스위칭부는 FET(field effect transistor)를 포함하는 LED 백라이트.
청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 2항에 있어서,

상기 FET는,

상기 입력단에 접속된 드레인전극과

상기 드레인전극과 이격되며, 접지되는 소스전극과

상기 콘트롤부에 접속된 게이트전극
청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 3항에 있어서,

상기 콘트롤부는 상기 제어신호에 따라 상기 FET의 게이트전극으로 인가되는 게이트전압을 조절하는 LED 백라이트.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,

상기 LED 어레이는 직렬 연결된 적어도 두 개의 LED를 포함하는 LED 백라이트.
구동전류가 인가되는 입력단과 출력단 사이의 LED 어레이의 사용온도에 따른 휘도변화를 보상하는 LED 백라이트의 구동방법으로서,

비교부가 기준전류와 상기 LED 어레이의 출력전류를 비교하는 단계와

상기 출력전류가 상기 기준전류 보다 작을 경우, 콘트롤부가 제어신호에 따라 상기 LED 어레이로 입력되는 상기 구동전류의 양을 상승시키는 단계

를 포함하고,

상기 비교부는 비교기 및 캐패시터를 포함하고,

상기 비교기는,

상기 출력전류가 입력되는 반전단자와;

상기 기준전류가 입력되는 비반전단자와;

상기 출력전류와 상기 기준전류의 비교를 통해 상기 제어신호가 출력되는 출력단자

를 포함하고,

상기 캐패시터는 상기 반전단자와 상기 출력단자 사이에 연결되고,

상기 비교부는,

상기 출력단과 상기 반전단자 사이에 연결되는 제1저항과;

PWM전압이 인가되는 PWM단자와 상기 비반전단자 사이에 연결되는 제2저항과;

상기 비반전단자와 제1접지단 사이에 연결되는 제3저항과;

상기 출력단자와 상기 콘트롤부 사이에 연결되는 제4저항과;

상기 제4저항과 상기 콘트롤부의 연결노드와 제2접지단 사이에 연결되는 제5저항을 더 포함하는 LED 백라이트의 구동방법.
입력단, 출력단 그리고, 상기 입력단 및 상기 출력단에 연결되며 다수 개의 LED(light emitting diode)를 포함하는 어레이를 포함하는 어레이부와

상기 입력단과 상기 어레이에 연결된 스위칭부와

상기 출력단과 콘트롤부에 연결되며, 상기 출력단의 출력전류와 기준전류를 비교하는 것이 가능한 비교부를

포함하고,

상기 비교부는 비교기 및 캐패시터를 포함하고,

상기 비교기는,

상기 출력전류를 받는 반전단자와;

상기 기준전류를 받는 비반전단자와;

상기 출력전류와 상기 기준전류를 비교함으로써 조절신호를 출력하는 제 2 출력단

을 포함하고,

상기 캐패시터는 상기 반전단자와 상기 제 2 출력단 사이에 연결되며, 상기 콘트롤부는 상기 조절신호에 따라 상기 스위칭부를 조절하고,

상기 비교부는,

상기 출력단과 상기 반전단자 사이에 연결되는 제1저항과;

PWM전압이 인가되는 PWM단자와 상기 비반전단자 사이에 연결되는 제2저항과;

상기 비반전단자와 제1접지단 사이에 연결되는 제3저항과;

상기 제 2 출력단과 상기 콘트롤부 사이에 연결되는 제4저항과;

상기 제4저항과 상기 콘트롤부의 연결노드와 제2접지단 사이에 연결되는 제5저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 9 항에 있어서,

상기 비교부는, 상기 어레이의 출력전류가 상기 기준전류와 다를 때 상기 조절신호를 발생하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 10 항에 있어서,

상기 조절신호에 따라서 어레이 구동전류는 변화되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 9 항에 있어서,

상기 스위칭부는 FET(field effect transistor)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 12 항에 있어서,

상기 FET(field effect transistor)는,

상기 입력단에 연결된 드레인 전극과

상기 드레인 전극과 이격되며 접지된 소스 전극과

상기 콘트롤부에 연결된 게이트 전극

을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 13 항에 있어서,

상기 콘트롤부는 상기 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
삭제
제 9 항에 있어서,

상기 비교기는 OP-AMP(operational-amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
삭제
제 9 항에 있어서,

상기 어레이는 적, 녹, 청 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 9 항에 있어서,

상기 어레이는 순서대로 배열된 적, 녹, 청 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 9 항에 있어서,

상기 어레이 하부에는 PCB(printed circuit board)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 9 항에 있어서,

상기 백라이트 유닛은, 서로 대향되는 제 1, 2 기판과, 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정패널과 연결되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
구동 입력전류가 인가되는 입력단과 출력단 사이에 연결되고, 다수 개의 LED로 이루어진 어레이로부터 출력전류를 받는 단계와

비교부가 상기 출력전류와 기준전류를 비교하는 단계와

콘트롤부가 조절신호에 따라 상기 다수개의 LED로 이루어진 어레이에 인가되는 상기 구동 입력전류를 변화시키는 단계

를 포함하고,

상기 비교부는 비교기 및 캐패시터를 포함하고,

상기 비교기는,

상기 출력전류를 받는 반전단자와;

상기 기준전류를 받는 비반전단자와;

상기 출력전류와 상기 기준전류를 비교함으로써 상기 조절신호를 출력하는 제 2 출력단

을 포함하고,

상기 캐패시터는 상기 반전단자와 상기 제 2 출력단 사이에 연결되고,

상기 비교부는,

상기 출력단과 상기 반전단자 사이에 연결되는 제1저항과;

PWM전압이 인가되는 PWM단자와 상기 비반전단자 사이에 연결되는 제2저항과;

상기 비반전단자와 제1접지단 사이에 연결되는 제3저항과;

상기 제 2 출력단과 상기 콘트롤부 사이에 연결되는 제4저항과;

상기 제4저항과 상기 콘트롤부의 연결노드와 제2접지단 사이에 연결되는 제5저항을 더 포함하는 백라이트 유닛의 구동방법.
제 22 항에 있어서,

상기 구동입력전류를 변화시키는 단계는, 상기 출력전류가 상기 기준전류와 다를 때 변화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동방법.
제 23 항에 있어서,

상기 구동 입력전류를 변화시키는 단계는 실시간(real-time)으로 상기 구동 입력전류를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동방법.
제 23 항에 있어서,

상기 구동 입력전류를 변화시키는 단계는, 조절된 구동 입력전류를 다수 개의 LED를 포함하는 상기 어레이에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동방법.
제 22 항에 있어서,

상기 기준 전류는 각각의 비교부에 인가되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동방법.