KR101288593B1 - 발광 다이오드 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치 - Google Patents

발광 다이오드 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 이용함에 있어, 발광 다이오드 구동 장치의 회로 구성을 단순화하는 동시에 비용을 절감할 수 있는 발광 다이오드 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공한다.
발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)들이 직렬로 연결된 복수(n)의 발광 다이오드 램프들, 복수의 발광 다이오드 램프들 각각에 정전압을 제공하는 정전압 제공부들, 정전압 제공부들 각각에 펄스폭 변조 신호(PWM)들을 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부, 및 복수의 발광 다이오드 램프들을 통과하여 출력되는 전압들을 피드백 받아, 각 발광 다이오드 램프들의 정전류 구동에 적합한 정전압으로 보상한 후, 보상된 정전압을 시분할에 근거하여 순차적으로 정전압 제공부들로 각각 출력하는 피드백 제어부를 포함한다.
액정 표시 장치, 발광 다이오드, 구동 장치, 피드백

Description

발광 다이오드 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치{Device for driving light emitting diode and liquid crystal display using the same}
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 구동 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치에서 피드백 제어부의 세부 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 4에서 시분할 샘플링/홀딩부를 개략적으로 나타낸 등가 회로도이다.
도 6은 도 4에서 정전류 보상 회로를 개략적으로 나타낸 등가 회로도이다
도 7은 도 4에 도시된 피드백 제어부에서 신호 처리 과정을 나타낸 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 액정 패널 200: 데이터 구동부
300: 게이트 구동부 400: 타이밍 제어부
500: 발광 다이오드(LED) 600: 발광 다이오드 구동 장치
610, 620, 630: 정전압 공급부들
612, 622, 632: 발광 다이오드 드라이버들
613, 623, 633: DC/DC컨버터부들
614, 624, 634: 검출 저항들
G510, G520, G530: 발광 다이오드 램프들
640: 피드백 제어부 650: 펄스폭 변조 신호 제공부
641: 시분할 샘플링/홀딩부 643: 정전류 보상 회로
645: 시분할 홀딩/출력부
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 장치의 광원으로 발광 다이오드를 이용하는 경우 이를 구동하기 위한 발광 다이오드 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 투명 절연 기판인 상, 하부 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 형성한 후, 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조절하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 표시면인 상부 기판에 투과되는 빛의 양에 따라 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 자체적으로 빛을 발하지 못하는 수광형 표시 장치이기 때문에, 화상을 표시하는 액정 패널의 배면에 설치되어 화면 전체의 밝기를 균일하게 유지하는 백라이트(Back Light)를 필요로 한다.
액정 표시 장치용 백라이트의 광원으로는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 또는 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL) 등이 사용되고 있으나, 최근에는 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프에 비해서 에너지 절감 효과가 뛰어나고 반영구적으로 사용할 수 있는 차세대 광원으로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 램프가 각광받고 있다.
지금까지 발광 다이오드는 주로 휴대폰 등 소형 액정 표시 장치용 백라이트의 광원으로 제한적으로 사용되었으나, 최근 발광 다이오드의 휘도가 개선되면서 대형 액정 표시 장치용 백라이트의 광원으로도 확대되어 그 활용 범위가 점차 넓어지고 있다.
이하, 종래 액정 표시 장치의 백라이트용 발광 다이오드 및 이의 구동 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 구동 장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 백라이트용 발광 다이오드의 구동 장치는, 복수 개의 발광 다이오드들(LED11 내지 LED13, LED21 내지 LED23, LED31 내지 LED33)과, 복수 개의 발광 다이오드들(LED11 내지 LED13, LED21 내지 LED23, LED31 내지 LED33)을 구동하기 위한 발광 다이오드 드라이버들(10, 20, 30), 복수 개의 발광 다이오드들(LED11 내지 LED13, LED21 내지 LED23, LED31 내지 LED33)에 일정한 정전압을 제공하기 위한 DC-DC컨버터부들(12, 22, 32), 각 DC-DC컨버터부들(12, 22, 32)를 경유하여 발광 다이오드들(LED11 내지 LED13, LED21 내지 LED23, LED31 내지 LED33)로부터 출력되는 전압을 피드백받아 제어하는 피드백 제어부들(14, 24, 34), 및 발광 다이오드 드라이버들(10, 20, 30)에 펄스폭 제어 신호(Pulse Width Modulation: PWM)를 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부(40)로 구성된다.
여기서, 펄스폭 변조 신호는 발광 다이오드들(LED11 내지 LED13, LED21 내지 LED23, LED31 내지 LED33)의 정전류 구동에 적합한 정전압을 파형의 폭을 변화시켜 제어하는 신호이다.
복수 개의 발광 다이오드들(LED11 내지 LED13, LED21 내지 LED23, LED31 내지 LED33)은 백라이트의 영역에 따라 분할되어 그룹화된 복수의 발광 다이오드 램프(G10, G20, G30)로 구성될 수 있다.
그런데, 종래 발광 다이오드의 구동 장치는, 백라이트 영역의 휘도를 독립적으로 조절하기 위하여 발광 다이오드 램프(G10, G20, G30)마다 별도의 발광 다이오드 드라이버들(10, 20, 30) 및 피드백 제어부들(14, 24, 34)을 각각 구비하였다.
따라서, 종래 발광 다이오드 구동 장치를 구성하기 위해서는, 분할된 백라이트 영역의 개수에 비례해서 발광 다이오드 드라이버(10, 20, 30) 및 피드백 제어 부(14, 24, 34)를 각각 구비해야 되므로, 발광 다이오드의 구동 장치를 구성하는데 필요한 전자 소자의 개수가 증가하게 되고, 이에 따라 발광 다이오드의 구동 회로 가격이 상승하는 문제점이 있었다.
또한, 발광 다이오드의 전체 구동 회로 크기가 증가하게 되고, 무엇보다도 발광 다이오드의 구동 회로가 실장되는 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)의 배선 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 백라이트로 이용될 수 있는 복수의 발광 다이오드들을 구동하는 발광 다이오드의 구동 장치에 있어서, 백라이트 그룹별로 필요한 구성요소를 하나로 통합하여 발광 다이오드 구동 장치의 회로 구성을 단순화하는 동시에 발광 다이오드 구동 장치의 비용을 절감시킬 수 있는 발광 다이오드 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 구동 장치는, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)들이 직렬로 연결된 복수(n)의 발광 다이오드 램프들, 상기 복수의 발광 다이오드 램프들 각각에 정전압을 제공하는 정전압 제공부들, 상기 정전압 제공부들 각각에 펄스폭 변조 신호(PWM)들을 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부, 및 상기 복수의 발광 다이오드 램프들을 통과하여 출력되는 전압들을 피드백받아, 상기 각 발광 다이오드 램프들의 정전류 구동에 적합한 정전압으로 보상한 후, 상기 정전압을 시분할에 근거하여 순차적으로 상기 정전압 제공부들로 각각 출력하는 피드백 제어부를 포함한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 액정 패널과, 상기 액정 패널의 후방에서부터 상기 액정 패널을 조명하기 위한 발광 다이오드 구동 장치를 포함하며, 상기 발광 다이오드 구동 장치는, 상기 액정 패널 측으로 광을 제공하기 위한 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)들이 직렬로 연결된 복수(n)의 발광 다이오드 램프들, 상기 복수의 발광 다이오드 램프들 각각에 정전압을 제공하는 정전압 제공부들, 상기 정전압 제공부들 각각에 펄스폭 변조 신호(PWM)들을 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부, 및 상기 복수의 발광 다이오드 램프들을 통과하여 출력되는 피드백 전압들을 통합적으로 입력 받아, 상기 각 발광 다이오드 램프들의 정전류 구동을 위한 정전압으로 보상한 후, 상기 보상된 정전압을 시분할에 근거하여 순차적으로 상기 정전압 제공부들에게 제공하는 피드백 제어부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로를 살펴보면, 이는 화상을 표시하는 액정 패널(100)의 데이터 라인들(D1,···,Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(200), 액정 패널(100)의 게이트 라인(G1,···,Gn)들을 구동하기 위한 게이트 구동부(300), 데이터 구동부(200)와 게이트 구동부(300)에 각종 제어 신호를 인가하는 타이밍 제어부(400), 액정 패널(100)에 광을 제공하는 발광 다이오드 구동 장치(600)를 포함한다.
타이밍 제어부(400)는 외부로부터 디지털 영상신호(R, G, B DATA), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 데이터 인가 영역 신호(DE) 및 메인 클락(MCLK)을 입력받아, 필요한 제어신호(DCS, GCS)를 데이터 구동부(200), 게이트 구동부(300)에 각각 공급한다.
또한, 타이밍 제어부(400)는 외부로부터 입력되는 디지털 영상신호(R, G, B DATA)를 변환하여, 생성된 디지털 영상신호(R', G', B')를 데이터 구동부(200) 측 으로 인가한다.
이때, 데이터 인가 영역 신호(DE)는 데이터가 나오는 구역을 표시하는 신호이며, 메인 클락(MCLK)은 기준 클럭 신호로서 마이크로프로세서(Microprocessor)로부터 입력받는다.
게이트 구동부(300)는 타이밍 제어부(400)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 게이트 오프전압(Voff) 또는 게이트 온전압(Von)을 인가함으로써, 순차적으로 쉬프트(shift)되는 스캔 신호를 공급한다.
데이터 구동부(200)는 타이밍 제어부(400)로부터 입력되는 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여, 디지털 영상신호(R', G', B')에 상응하는 아날로그 계조 전압을 생성한다.
게다가, 턴-오프된 게이트 라인들(G1,···,Gn)이 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 턴-온될 때, 데이터 구동부(200)에서 생성된 아날로그 계조전압을 액정 패널(100)의 데이터 라인(D1,···,Dm)으로 인가한다.
발광 다이오드 구동 장치(600)는 액정 패널(110)의 후방에 위치되어 액정 패널()에 빛을 조사하는 복수의 발광 다이오드 램프들(도시하지 않음)이 구비되어 있으며, 외부의 마이크로프로세서로부터 생성되는 광원 제어신호(Sb)를 입력받아, 복수의 발광 다이오드 램프들(500)에 대한 점등을 제어한다. 그리고, 점등에 필요한 고압의 전압을 공급한다.
이때, 발광 다이오드 구동 장치(600)를 제어하는 광원 제어신호(Sb)는 타이 밍 제어부(400)로부터 출력되는 제어신호(DCS, GCS)와는 독립적으로 메인 클락(MCLK)을 통해 생성된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치(600)에 대해 세부적으로 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 크게, 복수의 발광 다이오드들(LED511 내지 LED513, LED521 내지 LED523, LED531 내지 LED533)로 이루어진 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530), 정전압 제공부들(610, 620, 630), 피드백 제어부(640), 펄스폭 변조 신호 제공부(650)를 포함한다.
그리고, 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 후단에 전기적으로 각각 접속되는 복수의 저항들(614, 624, 634)을 추가로 포함할 수 있다.
복수의 저항들(614, 624, 634)은 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)을 통과한 전류를 제한하거나 또는 검출하는 역할을 한다.
이와 같이 구성되는 발광 다이오드 구동 장치는, 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 점등 초기시 점등에 필요한 고전압을 공급하여 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)을 점등시키고, 점등 후에는 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 전류를 제어하여 일정한 밝기를 유지시켜 주어야 한다.
구체적으로, 복수(n)의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)은 백라이트 영역별로 구별되어 있으며, 각 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)은 복수 개 의 발광 다이오드들(LED511 내지 LED513, LED521 내지 LED523, LED531 내지 LED533)이 직렬로 연결되어 그룹화되어 있다.
이러한 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)은 액정 패널(100)에 공급되는 광이 백색 광을 띠도록 구성된다. 경우에 따라서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색 광을 발현하도록 구성될 수 있다.
정전압 제공부들(610, 620, 630)은 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 구동에 필요한 정전압을 제공하기 위한 것으로, 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)과 DC-DC 컨버터부들(613, 623, 633)을 포함한다.
특히, 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)은 외부로부터 입력되는 광원 제어신호(Sb)에 따라 제어신호를 출력하여 복수의 발광 다이오드들(LED511 내지 LED513, LED521 내지 LED523, LED531 내지 LED533)에 대한 점등 시기를 제어한다.
DC-DC 컨버터부들(613, 623, 633)은 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)과 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530) 사이에 각각 전기적으로 연결되어, 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)에게 정전압을 제공하도록 입력 전압을 승압시킨다.
이때, DC-DC 컨버터부들(613, 623, 633)은 각 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)과 별도로 구비될 수 있으며, 또는 각 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)에 내장될 수 있다.
상기한 DC-DC 컨버터부들(613, 623, 633)과 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)은 도시된 바와 같이 복수(n)의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530) 과 일대일 대응되게 구비된다.
예를 들면, 제1 발광 다이오드 드라이버(612)는 제1 DC-DC 컨버터부(613)를 경유하여 제1 발광 다이오드 램프들(G510)에 정전압을 제공하고, 제2 발광 다이오드 드라이버(622)는 제2 DC-DC 컨버터부(623)를 경유하여 제2 발광 다이오드 램프들(G520)에 정전압을 제공하며, 제3 발광 다이오드 드라이버(632)는 제3 DC-DC 컨버터부(633)를 경유하여 제3 발광 다이오드 램프들(G530)에 정전압을 제공한다.
펄스폭 변조 신호 제공부(650)는 각 정전압 제공부들(610, 620, 630)과 연결되어, 외부의 마이크로프로세서로부터 입력되는 제어 신호를 각 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)에게 제공한다.
특히, 외부의 마이크로프로세서로부터 입력되는 광원 제어신호(Sb)에 따라 구동 전류를 온 또는 오프하는 펄스폭 변조 신호(PWM100, PWM200, PWM300)를 각 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)별로 생성한 후, 이를 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)에게 제공한다.
이러한 펄스폭 변조 신호들(PWM100, PWM200, PWM300)은 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)에 동일한 신호로 인가할 수 있으며, 또는 각각이 다른 신호로 인가할 수 있다.
예를 들면, 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)이 순수하게 백색 발광 다이오드로 구성된 경우는 구동에 필요한 정전압이 동일하므로 동일한 파형의 펄스폭 변조 신호를 인가하고, 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)이 적색, 녹색, 청색 각각을 발현하는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오 드, 청색 발광 다이오드로 구성된 경우는 구동에 필요한 정전압이 각각 다르므로 서로 다른 파형의 펄스폭 변조 신호를 인가한다.
피드백 제어부(640)는 복수의 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632) 및 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 각 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)을 통과하여 출력되는 피드백 전압들(F/B(1), F/B(2), ···, F/B(n))을 피드백받아, 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 정전류 구동에 적합한 정전압으로 보상하고, 보상된 정전압들을 각 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632)로 인가하는 역할을 한다.
이때, 피드백 제어부(640)에서는 각 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 병렬로 피드백되는 피드백 전압들(F/B(1), F/B(2), ···, F/B(n))을 미리 설정된 시분할 방식에 근거하여 순차적으로 처리한다. 이를 위한 세부 설명은 하기에서 상세히 설명한다.
피드백 제어부(640)는 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 개수와 관계없이 하나로 구비되어, 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백되는 피드백 전압들(F/B(1), F/B(2), ···, F/B(n))을 통합적으로 입출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치에서 피드백 제어부의 세부 구성을 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4에서 시분할 샘플링/홀딩부를 개략적으로 나타낸 등가 회로도이다.
먼저 도 4를 참조하여 피드백 제어부(640)의 세부 구성을 살펴보면, 본 발명 의 실시예에 따른 피드백 제어부(640)는 크게, 시분할 샘플링/홀딩부(641)와 정전류 보상 회로(643) 및 시분할 홀딩/출력부(645)로 이루어진다.
시분할 샘플링(sampling)/홀딩(holding)부(641)는 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백되는 각각의 피드백 신호들(F/B(1) 내지 F/B(n))을 샘플링(sampling) 처리하고, 임시 저장(holding)한다.
여기서, 샘플링(sampling) 처리는 피드백 신호들(F/B(1) 내지 F/B(n))을 미리 설정된 시분할 방식에 근거하여 디지털 신호로 변환함으로써 피드백 신호들(F/B(1) 내지 F/B(n))에게 신호 처리의 순서를 부여하게 된다.
세부적으로, 시분할 샘플링/홀딩부(641)는 도 5에 도시된 바와 같이, 이전 단의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백되는 피드백 전압들(F/B(1) 내지 F/B(n))의 온/오프 출력을 스위칭함에 따라 샘플링 시작 신호를 제공하는 스위치(641_sw)와, 스위치(641_sw)를 경유하여 입력되는 피드백 전압들(F/B(1) 내지 F/B(n))을 샘플링한 후 샘플링된 피드백 전압들(F/B(1) 내지 F/B(n))을 각각 저장하는 복수의 캐패시터(이하, '제1 캐패시터'라 칭함)(641-cap), 및 샘플링된 피드백 전압들(F/B(1) 내지 F/B(n))을 각각 출력하는 복수의 버퍼(641_buf)를 포함한다.
시분할 홀딩/출력부(645)는 정전류 보상 회로(643)를 통해 보상된 전압들을 순차적으로 임시 저장(holding)한 후, 시분할 정보에 따라 발광 다이오드 드라이버들(612, 622, 632) 측으로 출력한다.
이러한 시분할 홀딩/출력부(645) 또한, 정전류 보상 회로(643)를 통해 보상 된 전압들을 각각 저장하기 위한 복수의 캐패시터(이하, 제2 캐패시터)(도시하지 않음)와, 정전류 보상 회로(643)를 통해 보상된 전압들을 시분할 정보에 따라 출력하는 복수의 버퍼(도시하지 않음)를 이용하여 구성될 수 있다.
도 6은 도 4에서 정전류 보상 회로를 개략적으로 나타낸 등가 회로도이다.
도 4와 연계해서 설명하면, 정전류 보상 회로(643)는 시분할 샘플링/홀딩부(641)에서 샘플링된 피드백 전압들(F/B(1) 내지 F/B(n)))을 기준치와 비교하여, 각 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 정전류 구동에 적합한 정전압으로 보상한다.
이를 위한 정전류 보상 회로(643)는 도 6에 도시된 것처럼, 비교기(643_com)와 저항들(R1, R2)을 이용하여 구성할 수 있다.
비교기(643_com)는 연산 증폭기를 이용하여, 연산 증폭기의 (+)입력 단자에는 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백되는 피드백 전압들(f/b)이 인가되고, 연산 증폭기의 (-)입력 단자에는 저항(R1)의 일측이 연결된다.
그리고, 연산 증폭기의 (-)입력 단자와 출력 단자 사이에는 저항(R2)이 연결되며, 저항(R1)의 다른 일측에는 기준치로서 각 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 정전류 구동에 적합한 정전압(Vref)이 인가된다.
따라서, 정전류 보상 회로(643)는 기준치인 정전압(Vref)과 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백되는 피드백 전압들(f/b)을 비교하여, 피드백 전압들(f/b)이 오차 범위 내에 해당되는 경우 피드백 전압들(f/b)을 그 대로 출력한다. 이와 반대로, 피드백 전압들(f/b)이 오차 범위를 벗어나는 경우에는 기준치인 정전압(Vref)을 출력하여 보상하도록 한다.
이와 같이 구성되는 정전류 보상 회로(643)는, 이전 단의 시분할 샘플링/홀딩부(641)에서 피드백 전압들(f/b)이 샘플링되어 입력되기 때문에, 피드백 전압들을 샘플링된 순서에 따라 순차적으로 보상하는 방식을 따른다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는, 복수의 발광 다이오드들(LED511 내지 LED513, LED521 내지 LED523, LED531 내지 LED533)이 백라이트 영역별로 그룹화되어 구성된 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 정전류 구동을 제어하기 위한 것으로, 점등 초기시에는 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 점등에 필요한 고전압을 공급하고, 점등 후에는 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)의 전류를 제어하여 일정한 밝기를 유지시키도록 정전류를 보상해주는 피드백 제어부(640)가 필수적이다.
본 실시예에서는 피드백 제어부(640)가 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)과 일대일 대응되게 복수 개로 사용되었던 것을 하나로 통합하고, 이와 동시에 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백 받은 피드백 전압들을 시분할에 근거하여 보상 후 출력함으로써, 발광 다이오드 구동 장치의 구동 회로 크기 및 비용을 축소할 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 피드백 제어부에서 신호 처리 과정을 나타낸 도면이다.
도 7에서, 좌측의 신호 파형들은 복수(n)의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백된 피드백 전압들이 시분할 방식에 근거하여 샘플링된 시퀀스(sequence)이고, 우측의 신호 파형들은 피드백 제어부(640)를 통해 보상된 출력 신호들의 시퀀스(sequence)이다.
다시 말해, 복수(n)의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)로부터 피드백되는 신호들(피드백 전압들)은, 시분할 샘플링/홀딩부(641)에서 시분할 방식에 근거하여 순차적으로 샘플링되고, 이에 따라 정전류 보상회로(643)에서 정전류 구동에 적합한 정전류로 보상된 후, 시분할 홀딩/출력부(645)에서 보상 전 신호들의 시분할에 근거하여 출력되는 것을 볼 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는, 복수의 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)에 인가되는 전압을 보상하기 위한 피드백 제어부(640)를 각 발광 다이오드 램프들(G510, G520, G530)에 비례하여 별도로 구비하지 않고, 하나로 통합하여 구성하는 것이 가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 발광 다이오드 구동 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치는, 복수의 발광 다이오드들에 인가되는 전류를 보상하기 위한 피드백 제어부를 하나로 통합하여 시분할에 의해 보상 신호를 출력함으로써 발광 다이오드 구동 장치의 회로 구성을 단순화하는 동시에, 발광 다이오드 구동 장치의 비용을 절감할 수 있다.

Claims (16)

  1. 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)들이 직렬로 연결된 복수(n)의 발광 다이오드 램프들;
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들 각각에 정전압을 제공하는 정전압 제공부들;
    상기 정전압 제공부들 각각에 펄스폭 변조 신호(PWM)들을 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부; 및
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들을 통과하여 출력되는 피드백 전압들을 통합적으로 입력 받아, 상기 각 발광 다이오드 램프들의 구동을 위한 기준치인 정전압과 비교하고, 상기 피드백된 전압이 상기 정전압의 오차범위를 벗어난 경우 상기 피드백된 전압을 상기 정전압으로 보상한 후, 상기 보상된 정전압을 시분할에 근거하여 순차적으로 상기 정전압 제공부들에게 제공하는 피드백 제어부를 포함하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전압 제공부들은,
    외부로부터 입력되는 광원 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 램프들의 점등 시기를 각각 제어하는 발광 다이오드 드라이버들; 및
    상기 발광 다이오드 드라이버들과 상기 발광 다이오드 램프들 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 복수의 발광 다이오드 램프들에게 정전압을 제공하도록 입력 전압을 승압하는 DC-DC컨버터부들
    을 포함하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 제어부는,
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들로부터 갖고 입력되는 각각의 피드백 신호들을 시분할 방식에 근거하여 순차적으로 샘플링(sampling)하고, 임시 저장하는 시분할 샘플링/홀딩(holding)부;
    상기 시분할 샘플링/홀딩부에서 샘플링된 피드백 신호들을 순차적으로 기준치와 비교하여 보상하는 정전류 보상 회로; 및
    상기 정전류 보상 회로를 통해 보상된 신호를 임시 저장한 후, 상기 시분할 정보에 따라 출력시키는 시분할 홀딩/출력부
    를 포함하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시분할 샘플/홀딩부는, 상기 샘플링된 피드백 신호들을 각각 임시 저장하는 복수의 제1 캐패시터들을 포함하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 정전류 보상 회로는, 상기 샘플링된 피드백 신호와 상기 기준치를 비교 하는 비교기를 포함하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서,
    상기 비교기는 연산 증폭기인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 시분할 홀딩/출력부는,
    상기 정전류 보상 회로를 통해 출력된 신호를 시분할 정보에 따라 각각 임시 저장하는 복수의 제2 커패시터들과,
    상기 정전류 보상 회로를 통해 출력되는 신호를 상기 시분할 정보에 따라 출력시키는 복수의 버퍼를 포함하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들 후단에 각각 연결되는 복수의 저항들을 추가로 포함하는 발광 다이오드의 구동 장치.
  9. 액정 패널과,
    상기 액정 패널의 후방에서부터 상기 액정 패널을 조명하기 위한 발광 다이오드 구동 장치를 포함하며,
    상기 발광 다이오드 구동 장치는,
    상기 액정 패널 측으로 광을 제공하기 위한 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)들이 직렬로 연결된 복수(n)의 발광 다이오드 램프들;
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들 각각에 정전압을 제공하는 정전압 제공부들;
    상기 정전압 제공부들 각각에 펄스폭 변조 신호(PWM)들을 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부; 및
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들을 통과하여 출력되는 피드백 전압들을 통합적으로 입력 받아, 상기 각 발광 다이오드 램프들의 구동을 위한 기준치인 정전압과 비교하고, 상기 피드백된 전압이 상기 정전압의 오차범위를 벗어난 경우 상기 피드백된 전압을 상기 정전압으로 보상한 후, 상기 보상된 정전압을 시분할에 근거하여 순차적으로 상기 정전압 제공부들에게 제공하는 피드백 제어부를 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제9항에 있어서,
    상기 정전압 제공부들은,
    외부로부터 입력되는 광원 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 램프들의 점등 시기를 각각 제어하는 발광 다이오드 드라이버들; 및
    상기 발광 다이오드 드라이버들과 상기 발광 다이오드 램프들 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 복수의 발광 다이오드 램프들에게 정전압을 제공하도록 입력 전압을 승압하는 DC-DC컨버터부들
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제9항에 있어서,
    상기 피드백 제어부는,
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들로부터 입력되는 각각의 피드백 신호들을 시분할 방식에 근거하여 순차적으로 샘플링(sampling)하고, 임시 저장하는 시분할 샘플링/홀딩(holding)부;
    상기 시분할 샘플링/홀딩부에서 샘플링된 피드백 신호들을 순차적으로 기준치와 비교하여 보상하는 정전류 보상 회로; 및
    상기 정전류 보상 회로를 통해 보상된 피드백 신호를 임시 저장한 후, 상기 시분할 정보에 따라 출력시키는 시분할 홀딩/출력부
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제11항에 있어서,
    상기 시분할 샘플/홀딩부는, 상기 샘플링된 신호들을 각각 임시 저장하는 복수의 제1 캐패시터들을 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제11항에 있어서,
    상기 정전류 보상 회로는, 상기 샘플링된 신호와 상기 기준치를 비교하는 비교기를 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제13항에 있어서,
    상기 비교기는 연산 증폭기인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12항에 있어서,
    상기 시분할 홀딩/출력부는,
    상기 정전류 보상 회로를 통해 출력된 신호를 시분할 정보에 따라 각각 임시 저장하는 복수의 제2 커패시터들과,
    상기 정전류 보상 회로를 통해 출력되는 신호를 상기 시분할 정보에 따라 출력시키는 복수의 버퍼를 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 램프들 후단에 각각 연결되는 복수의 저항들을 추가로 포함하는 액정 표시 장치.
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