KR101311630B1 - 액정표시소자의 구동 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시소자의 광원에 공급되는 구동전류의 위상이 인체 등에 의해 반전되거나 재반전됨에 따라 광원의 구동전류를 감소시키거나 자동으로 복원시킬 수 있는 액정표시소자의 구동 장치를 제공하는 것으로, 소정의 인에이블신호 인가 여부에 따라 백라이트 어셈블리의 구동전류 발생에 이용되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키거나 복원시키기 위한 구동 조절부; 상기 구동 조절부로부터의 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 마스터 인버터; 상기 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 슬레이브 인버터; 및 상기 마스터 인버터 및 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류들의 위상에 따라 상기 소정의 인에이블신호가 접지나 상기 구동 조절부로 인가되도록 하기 위한 전류제한회로를 포함한다.
액정표시소자, 자동, 복원, 인버터, 전류제한

Description

액정표시소자의 구동 장치 및 방법{Apparatus and method for driving LCD}
도 1은 일반적인 액정표시소자에 형성되는 픽셀의 등가 회로도.
도 2는 일반적인 액정표시소자의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 구동 장치의 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 마스터 인버터와 슬레이브 인버터로부터 출력되는 전류의 특성도.
도 5는 도 3에 도시된 전류제한회로의 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 액정표시소자 110: 액정표시패널
120: 데이터 구동부 130: 게이트 구동부
140: 감마기준전압 발생부 150: 백라이트 어셈블리
160: 인버터 170: 공통전압 발생부
180: 게이트구동전압 발생부 190: 타이밍 컨트롤러
200: 액정표시소자의 구동 장치 210: 구동 조절부
220: 마스터 인버터 230: 슬레이브 인버터
240: 전류제한회로
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 액정표시소자의 광원에 공급되는 구동전류의 위상이 인체 등에 의해 반전되거나 재반전됨에 따라 광원의 구동전류를 감소시키거나 자동으로 복원시킬 수 있는 액정표시소자의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
액정표시소자는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하며, 그리고 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시소자는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는, 디지털 입력 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.
TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL) 에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.
액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.
스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이 때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 픽셀들을 구비하는 일반적인 액정표시소자의 구성에 대하여 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2는 일반적인 액정표시소자의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 액정표시소자(100)는, 다수의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 다수의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 대응되게 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 액정표시패널(110)의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리(150)와, 백라이트 어셈블 리(150)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(160)와, 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(170)와, 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(130)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(180)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(190)를 구비한다.
액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 액정표시패널(110)의 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인들(GL1 내지 GLn) 중에서 자신의 게이트단자에 접속된 게이트라인을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. TFT의 턴-온시 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 중에서 TFT의 드레인단자에 접속된 데이터라인 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래 치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(130)는 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다.
감마기준전압 발생부(140)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.
백라이트 어셈블리(150)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 인버터(160)로부터 공급되는 교류 전압과 전류에 의해 발광되어 광을 액정표시패널(110)의 각 픽셀로 조사한다.
인버터(160)는 내부에 발생되는 구형파신호를 삼각파신호로 변화시킨 후 삼각파신호와 상기 시스템으로부터 공급되는 직류 전원전압(VCC)을 비교하여 비교결과에 비례하는 버스트디밍(Burst Dimming)신호를 발생한다. 이렇게 내부의 구형파신호에 따라 결정되는 버스트디밍신호가 발생되면, 인버터(160) 내에서 교류 전압과 전류의 발생을 제어하는 구동 IC(미도시)는 버스트디밍신호에 따라 백라이트 어셈블리(150)에 공급되는 교류 전압과 전류의 발생을 제어한다.
공통전압 발생부(170)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 액정셀(Clc)들의 공통전극에 공급한다.
게이트구동전압 발생부(180)는 고전위 전원전압(VDD)을 인가받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 게이트구동전압 발생부(180)는 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 TFT의 문턱전압 이상이 되는 게이트 하이전압(VGH)을 발생하고 TFT의 문턱전압 미만이 되는 게이트 로우전압(VGL)을 발생한다. 이렇게 발생된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)은 각각 게이트 구동부(130)에 의해 발생되는 스캔펄스의 하이레베전압과 로우레벨전압을 결정하는데 이용된다.
타이밍 컨트롤러(190)는 텔레비젼 수상기나 컴퓨터용 모니터 등의 시스템에 구비된 영상처리용 스케일러(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하고, 게이트구동 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함한다.
이와 같은 구성 및 기능을 갖는 액정표시소자는, 고전류를 발생하는 인버터(160)의 출력 전류를 자동으로 조절할 수 없기 때문에, 제품을 테스트하거나 사 용할 때 인버터(160)로부터 발생되는 고전류가 인체로 인가되는 경우 고전류에 의해 인체가 큰 데미지(Damage)를 입는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액정표시소자의 광원에 공급되는 구동전류의 위상이 인체 등에 의해 반전되거나 재반전됨에 따라 광원의 구동전류를 감소시키거나 자동으로 복원시킬 수 있는 액정표시소자의 구동 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시소자의 광원에 공급되는 구동전류의 위상이 인체 등에 의해 반전되거나 재반전됨에 따라 광원의 구동전류를 감소시키거나 자동으로 복원시킴으로써, 사용자가 광원의 구동전류에 의해 데미지를 입지않도록 할 수 있는 액정표시소자의 구동 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 인에이블신호 인가 여부에 따라 백라이트 어셈블리의 구동전류 발생에 이용되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키거나 복원시키기 위한 구동 조절부; 상기 구동 조절부로부터의 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 마스터 인버터; 상기 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 슬레이브 인버 터; 및 상기 마스터 인버터 및 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류들의 위상에 따라 상기 소정의 인에이블신호가 접지나 상기 구동 조절부로 인가되도록 하기 위한 전류제한회로를 포함한다.
상기 구동 조절부는 상기 소정의 인에이블신호의 공급이 차단되면 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터는 상기 펄스폭변조신호의 듀티비감소되면 감소된 듀티비에 비례하여 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상기 구동 조절부는 차단된 상기 소정의 인에이블신호가 다시 공급되면 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 복원시키는 것을 특징으로 한다.
상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터는 상기 펄스폭변조신호의 듀티비가 복원되면 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 복원시키는 것을 특징으로 한다.
상기 전류제한회로는 상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터로부터 피드백되는 피드백 전류들이 반대 위상을 갖으면 상기 소정의 인에이블신호가 접지로 인가시키는 것을 특징으로 한다.
상기 전류제한회로는 상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터로부터 피드백되는 피드백 전류들이 동일 위상을 갖으면 상기 소정의 인에이블신호가 상기 구동 조절부로 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 전류제한회로는, 상기 마스터 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온 /턴오프되는 제 1 트랜지스터; 상기 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온/턴오프되는 제 2 트랜지스터; 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터가 교번적으로 턴온/턴오프될 때 인가되는 전원전압에 의해 구동되는 전계효과 트랜지스터; 및 상기 전계효과 트랜지스터가 턴오프될 때 인가되는 상기 전원전압에 의해 발생된 전류에 의해 턴온되어 상기 소정의 인에이블신호를 접지로 스위칭시키는 제 3 트랜지스터를 포함한다.
본 발명은, 백라이트 어셈블리에 구동전류를 공급하기 위한 마스터 인버터와 슬레이브 인버터를 구비하고, 상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터의 구동을 제어하기 위한 구동 조절부를 구비한 액정표시소자의 구동 장치에 있어서,
상기 마스터 인버터 및 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류들의 위상에 따라 소정의 인에이블신호가 접지나 구동 조절부로 인가되도록 하기 위한 전류제한회로를 구비하며,
상기 전류제한회로는, 상기 마스터 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온/턴오프되는 제 1 스위칭소자; 상기 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온/턴오프되는 제 2 스위칭소자; 상기 제 1 및 제 2 스위칭소자가 교번적으로 턴온/턴오프될 때 인가되는 전원전압에 의해 구동되는 제 3 스위칭소자; 및 상기 제 3 스위칭소자가 턴오프될 때 인가되는 상기 전원전압에 의해 발생된 전류에 의해 턴온되어 상기 소정의 인에이블신호를 접지로 스위칭시키는 제 4 스위칭소자를 포함한다.
상기 제 1 스위칭소자는, 상기 마스터 인버터로부터의 피드백 전류가 인가되 는 베이스, 상기 전원전압이 걸리는 제 1 노드에 접속된 컬렉터, 상기 제 2 스위칭소자에 접속된 이미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 스위칭소자는 상기 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류가 인가되는 베이스, 상기 제 1 스위칭소자의 이미터에 접속된 컬렉터, 접지에 접속된 이미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 스위칭소자는 상기 전원전압이 걸리는 상기 제 1 노드에 접속된 게이트, 상기 전원전압이 걸리는 제 2 노드에 접속된 드레인, 접지에 접속된 소스를 갖는 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
상기 제 4 스위칭소자는 상기 전원전압이 걸리는 상기 제 2 노드에 접속된 베이스, 상기 소정의 인에이블신호가 인가되는 컬렉터, 접지에 접속된 이미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 백라이트 어셈블리의 구동전류 발생에 이용되는 펄스폭변조신호를 발생하는 단계; 상기 펄스폭변조신호에 따라 제 1 및 제 2 구동전류를 발생하여 상기 백라이트 어셈블리에 공급함과 아울러 상기 제 1 및 제 2 구동전류를 피드백시키는 단계; 및 상기 피드백된 제 1 및 제 2 구동전류의 위상에 따라 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키거나 복원시키는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 구동 장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 액정표시소자의 구동 장치(200)는, 소정의 인에이블신호 인가 여부에 따라 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류 발생에 이용되는 펄스폭변조(PWM : Pulse Width Modulation)신호의 듀티비를 감소시키거나 복원시키기 위한 구동 조절부(210)와, 구동 조절부(210)로부터의 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 마스터 인버터(220)와, 마스터 인버터(220)를 통해 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 슬레이브 인버터(230)와, 마스터 인버터(220) 및 슬레이브 인버터(230)로부터의 피드백전류들 위상에 따라 소정의 인에이블신호가 접지나 구동 조절부(210)로 인가되도록 하기 위한 전류제한회로(LCC : Limited Current Circuit)(240)를 구비한다.
구동 조절부(210)는 백라이트 어셈블리(150)의 초기 구동 상태에서 인가되는 소정의 인에이블신호에 따라 초기 상태의 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호를 마스터 인버터(220)로 공급한다. 이렇게 소정의 인에이블신호가 구동 조절부(210)에 인가되는 경우, 구동 조절부(210)는 마스터 인버터(220)로 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 100%로 유지시킨다.
소정의 인에이블신호가 전류제한회로(240)에 의해 접지로 인가되어 구동 조절부(210)로 공급되지 않는 경우, 구동 조절부(210)는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시켜 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 공급되는 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류가 감소되도록 한다.
마스터 인버터(220)는 구동 조절부(210)로부터 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류 크기를 증감시킨다. 초기 상태의 듀티비와 동일한 100% 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호가 입력되면, 마스터 인버터(220)는 가장 높은 구동전류를 백라이트 어셈블리(150)로 공급함과 아울러 100% 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호를 슬레이브 인버터(230)로 공급한다.
펄스폭변조신호의 듀티비가 구동 조절부(210)에 의해 감소되면, 마스터 인버터(220)는 감소된 듀티비에 비례하여 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류를 감소시킴과 아울러 감소된 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호를 슬레이브 인버터(230)로 공급한다. 이 상태에서 구동 조절부(210)에 의해 펄스폭변조신호의 듀티비가 100%로 증가되면, 마스터 인버터(220)는 100% 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호에 따라 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류를 가장 높은 구동전류로 복원시키고 이와 동시에 100% 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호를 슬레이브 인버터(230)로 공급한다. 한편, 마스터 인버터(220)는 슬레이브 인버터(230)로부터 출력되는 구동전류를 피드백받고, 또한 자신이 출력하는 구동전류를 전류제한회로(240)로 피드백시킨다.
슬레이브 인버터(230)는 마스터 인버터(220)를 통해 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류 크기를 증감시킨다. 초기 상태의 듀티비와 동일한 100% 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호가 입력되면, 슬레이브 인버터(220)는 가장 높은 구동전류를 백라이트 어셈블리(150)로 공급하고 동시에 이 구동전류를 마스터 인버터(220)와 전류제한회로(240)로 피드백시킨다.
펄스폭변조신호의 듀티비가 감소되면, 슬레이브 인버터(230)는 감소된 듀티 비에 비례하여 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류를 감소시키고 동시에 이 구동전류를 마스터 인버터(220)와 전류제한회로(240)로 피드백시킨다. 이 상태에서 펄스폭변조신호의 듀티비가 100%로 증가되면, 슬레이브 인버터(230)는 100% 듀티비를 갖는 펄스폭변조신호에 따라 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류를 가장 높은 구동전류로 복원시키고 동시에 이 구동전류를 마스터 인버터(220)와 전류제한회로(240)로 피드백시킨다.
이와 같은 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)는 도 4의 A와 B에 도시된 바와 같이 서로 반대 위상의 구동전류를 백라이트 어셈블리(150)의 양측단으로 공급한다. 예를 들어, 마스터 인버터(220)가 도 4의 A에서와 같은 위상을 갖는 구동전류를 공급하면, 슬레이브 인버터(230)는 도 4의 B에서와 같이 반대 위상을 갖는 구동전류를 공급한다. 이러한 구동전류의 위상 반전은 마스터 인버터(220) 내부에 구비된 트랜스(미도시)와 슬레이브 인버터(230) 내부에 구비된 트랜스(미도시)가 반대로 권선됨으로써 발생될 수 있다.
도 4의 A에서와 같은 위상을 갖는 구동전류가 마스터 인버터(220)로부터 발생되고 있는 상태에서, 인체 등이 마스터 인버터(220)의 출력측에 접촉되면 마스터 인버터(220)로부터 발생되는 구동전류의 위상이 반전되어 도 4의 B에 도시된 위상과 동일해진다. 이 경우, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 전류제한회로(240)로 피드백되는 피드백 전류의 위상이 동일해진다.
이와 마찬가지로, 도 4의 B에서와 같은 위상을 갖는 구동전류가 슬레이브 인버터(230)로부터 발생되고 있는 상태에서, 인체 등이 슬레이브 인버터(230)의 출력 측에 접촉되면 슬레이브 인버터(230)로부터 발생되는 구동전류의 위상이 반전되어 도 4의 A에 도시된 위상과 동일해진다. 이 경우, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 전류제한회로(240)로 피드백되는 피드백 전류의 위상이 동일해진다.
전류제한회로(240)는 초기 상태에서 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 반대 위상을 갖는 전류를 피드백받아 소정의 인에이블시호가 접지로 인가되는 것을 차단하여 구동 조절부(210)로 인가되도록 한다. 이와 반대로, 전술한 바와 같이 인체 등이 마스터 인버터(220)나 슬레이브 인버터(230)의 출력측에 접촉됨으로써 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 동일 위상을 갖는 전류가 피드백되면 소정의 인에이블신호를 접지로 인가한다. 이렇게 소정의 인에이블신호가 접지로 인가되어 구동 조절부(210)로 공급되지 않으면, 구동 조절부(210)는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시켜 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 발생되는 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류 크기가 감소되도록 한다. 이 상태에서 인체 등이 마스터 인버터(220)나 슬레이브 인버터(230)로부터 이격되면, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 반대 위상을 갖는 전류가 피드백되기 때문에, 전류제한회로(240)는 소정의 인에이블시호가 접지로 인가되는 것을 차단하여 구동 조절부(210)로 인가되도록 하고, 이에 따라 구동 조절부(210)는 펄스폭변조신호의 듀티비를 100%로 복원시킨다. 이렇게 듀티비가 100%로 복원되면, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 발생되는 구동전류는 다시 가장 높은 전류로 복원된다.
도 4는 도 3에 도시된 전류제한회로의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 전류제한회로(240)는, 마스터 인버터(220)로부터의 피드백 전류에 의해 구동되는 제 1 트랜지스터(TR1)와, 슬레이브 인버터(230)로부터의 피드백 전류에 의해 구동되는 제 2 트랜지스터(TR2)와, 전원전압(VCC)에 의해 구동되는 전계효과 트랜지스터(이하, FET라 함)(FTR1)와, 전원전압(VCC)에 의해 발생된 전류에 의해 구동되는 제 3 트랜지스터(TR3)을 구비한다.
그리고, 전류제한회로(240)는, 노이즈를 제거하기 위한 적분기(241)를 더 구비한다.
제 1 트랜지스터(TR1)는 마스터 인버터(220)로부터의 피드백 전류가 피드백되는 피드백단자(FBM)에 접속된 베이스, 전원전압(VCC)이 걸린 노드(N1)에 접속된 컬렉터, 그리고 제 2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터에 접속된 이미터를 갖는다. 이러한 제 1 트랜지스터(TR1)는 N타입 바이폴라 트랜지스터로서, 베이스에 마스터 인버터(220)로부터 피드백된 양(+)의 피드백 전류가 인가되면 턴온되어 노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)을 제 2 트랜지스터(TR2)로 스위칭시키고, 반대로 베이스에 마스터 인버터(220)로부터 피드백된 음(-)의 피드백 전류가 인가되면 턴오프되어 노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)의 스위칭을 차단하여 노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)이 FET(FTR1)의 게이트로 인가되도록 한다. 여기서, 전류제한회로(240)는 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스와 피드백단자(FBM) 사이에 접속된 저항(R1)을 더 구비한다.
제 2 트랜지스터(TR2)는 슬레이브 인버터(230)로부터의 피드백 전류가 피드 백되는 피드백단자(FBS)에 접속된 베이스, 제 1 트랜지스터(TR1)의 이미터에 접속된 컬렉터, 그리고 접지에 접속된 이미터를 갖는다. 이러한 제 2 트랜지스터(TR2)는 N타입 바이폴라 트랜지스터로서, 베이스에 슬레이브 인버터(230)로부터 피드백된 양(+)의 피드백 전류가 인가되면 턴온되어 컬레턱에 공급된 전원전압(VCC)을 접지로 스위칭시키고, 반대로 베이스에 슬레이브 인버터(230)로부터 피드백된 음(-)의 피드백 전류가 인가되면 턴오프되어 컬렉터에 공급된 전원전압(VCC)의 스위칭을 차단한다. 여기서, 전류제한회로(240)는 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스와 피드백단자(FBS) 사이에 접속된 저항(R2)을 더 구비한다.
FET(FTR1)는 전원전압(VCC)이 걸리고 제 1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에 접속된 노드(N1)와 접속된 게이트, 전원전압(VCC)이 걸리는 노드(N2)에 접속된 드레인, 그리고 접지에 접속된 소스를 갖는다. 이러한 FET(FTR1)는 노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)이 게이트에 공급되면 턴온되어 노드(N2)를 통해 드레인에 공급된 전원전압(VCC)을 접지로 스위칭시키고, 반대로 노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)이 제 1 및 제 2 트랜지스터(TR1, TR2)를 통해 접지로 스위칭되면 턴오프되어 노드(N2)에 걸린 전원전압(VCC)의 스위칭을 차단함으로써 노드(N2)에 걸린 전원전압(VCC)이 제 3 트랜지스터(TR3)의 베이스로 공급되도록 한다.
제 3 트랜지스터(TR3)는 전원전압(VCC)이 걸린 노드(N2)에 접속된 베이스, 소정의 인에이블신호(ENA)가 공급되는 신호공급단에 접속된 컬렉터, 그리고 접지에 접속된 이미터를 구비한다. 이러한 제 3 트랜지스터(TR3)는 FET(FTR1)가 턴오프되어 노드(N2)에 걸린 전원전압(VCC)이 베이스로 인가되면 턴온되어 컬렉터에 공급된 소정의 인에이블신호(ENA)를 접지로 스위칭시키고, 반대로 노드(N2)에 걸린 전원전압(VCC)이 FET(FTR1)를 통해 접지로 스위칭되면 턴오프되어 소정의 인에이블신호(ENA)가 접지로 스위칭되는 것을 차단함으로써 소정의 인에이블신호(ENA)가 구동 조절부(210)로 인가되도록 한다.
한편, 전류제한회로(240)는 전원전압(VCC)이 인가되는 전원단과 노드들(N1, N2) 사이에 병렬로 접속된 저항들(R3, R4)을 더 구비한다.
적분기(241)는, 일측단이 노드(N2)와 제 3 트랜지스터(TR3)의 베이스에 공통접속되고 타측단이 접지에 접속된 커패시터(C1)와, 커패시터(C1)와 병렬로 접속됨과 아울러 일측단이 노드(N2)와 제 3 트랜지스터(TR3)의 베이스에 공통접속되고 타측단이 접지에 접속된 저항(R5)을 구비한다. 이러한 적분기(241)는 노드(N2)를 통해 제 3 트랜지스터(TR3)의 베이스에 인가되는 전류에 혼합된 노이즈를 제거한다.
이와 같은 회로 구성을 갖는 본 발명의 전류제한회로의 동작에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)가 정상적으로 구동되는 경우에 대하여 설명한다. 즉, 인체 등이 마스터 인버터(220)나 슬레이브 인버터(230)의 출력측에 접속되지 않은 경우에 대하여 설명한다.
마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)는 도 4에서와 같이 반대 위상을 갖는 구동전류를 공급하기 때문에, 정상 구동시 마스터 인버터(220)로부터 피드백되어 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 공급되는 피드백 전류와 슬레이브 인버터(230)로부터 피드백되어 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스에 공급되는 피드백 전류 의 위상이 반대로 되므로, 제 1 및 제 2 트랜지스터(TR1, TR2)의 턴온/턴오프가 교번적으로 이루어진다. 이렇게 제 1 및 제 2 트랜지스터(TR1, TR2)가 교번되게 턴온/턴오프됨으로써, 노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)이 FET(FTR1)의 게이트로 공급되어 FET(FTR1)를 턴온시킨다.
이와 같이 FET(FTR1)가 턴온되면, 노드(N2)에 걸린 전원전압(VCC)이 접지로 스위칭되기 때문에, 제 3 트랜지스터(TR3)는 베이스에 전류를 공급받지 못하여 턴오프된다. 이렇게 제 3 트랜지스터(TR3)가 턴오프되면, 소정의 인에이블신호(ENA)가 접지로 스위칭되지 않고 구동 조절부(210)로 공급된다. 이에 따라 구동 조절부(210)는 공급된 소정의 인에이블신호(ENA)에 응답하여 마스터 인버터(220)로 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 100%로 유지시킨다.
다음은, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)가 비정상적으로 구동되는 경우에 대하여 설명한다. 즉, 인체 등이 마스터 인버터(220)나 슬레이브 인버터(230)의 출력측에 접속된 경우에 대하여 설명한다.
인체 등이 마스터 인버터(220)나 슬레이브 인버터(230)의 출력측에 접촉되면 구동전류의 위상이 반전되기 때문에, 비정상 구동시 마스터 인버터(220)로부터 피드백되어 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 공급되는 피드백 전류와 슬레이브 인버터(230)로부터 피드백되어 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스에 공급되는 피드백 전류의 위상이 동일해진다. 이 경우, 제 1 및 제 2 트랜지스터(TR1, TR2)가 동시에 턴온됨으로, 노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)이 FET(FTR1)의 게이트로 공급되지 않고 제 1 및 제 2 트랜지스터(TR1, TR2)를 통해 접지로 스위칭된다.
노드(N1)에 걸린 전원전압(VCC)이 접지로 인가되면, FET(FTR1)가 턴오프됨과 동시에 노드(N2)에 걸린 전원전압(VCC)이 제 3 트랜지스터(TR3)는 베이스로 인가되므로, 제 3 트랜지스터(TR3)가 전원전압(VCC)에 의해 발생되 전류에 의해 턴온되어 소정의 인에이블신호(ENA)를 접지로 스위칭시킨다. 이 경우, 소정의 인에이블신호(ENA)가 구동 조절부(210)로 공급되지 않기 때문에, 구동 조절부(210)는 마스터 인버터(220)로 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시켜 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류가 감소되도록 한다.
이 상태에서 인체 등이 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 이격되면, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)가 정상 구동 상태로 전환된다. 이렇게 정상구동 상태로 전환되면, 마스터 인버터(220)와 슬레이브 인버터(230)로부터 전류제한회로(240)로 피드백되는 피드백 전류들이 반대 위상을 갖기 때문에, 전술한 바와 같이 소정의 인에이블신호(ENA)가 구동 조절부(210)로 공급되고, 이에 따라 구동 조절부(210)는 펄스폭변조신호의 듀티비를 100%로 복원시켜 백라이트 어셈블리(150)의 구동전류가 복원되도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 마스터 인버터 및/또는 슬레이브 인버터의 출력측에 인체가 접촉되는 경우 자동으로 광원의 구동전류를 감소시키고 이 상태에서 인체가 마스터 인버터 및/또는 슬레이브 인버터의 출력측으로부터 떨어지면 광원의 구동전류를 자동으로 복원시킴으로써, 사용자가 마스터 인버터 및/또는 슬레이브 인버터로부터 공급되는 구동전류에 의해 데미지를 입지않도록 할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 인에이블신호 인가 여부에 따라 백라이트 어셈블리의 구동전류 발생에 이용되는 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키거나 복원시키기 위한 구동 조절부;
    상기 구동 조절부로부터의 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 마스터 인버터;
    상기 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키거나 복원시키기 위한 슬레이브 인버터; 및
    상기 마스터 인버터 및 슬레이브 인버터 각각으로부터 피드백되는 피드백 전류들의 위상차에 따라 상기 구동 조절부로 상기 인에이블신호의 인가 여부를 제어하기 위한 전류제한회로를 포함하는 액정표시소자의 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 조절부는 상기 인에이블신호의 공급이 차단되면 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터는 상기 펄스폭변조신호의 듀티비가 감소되면 감소된 듀티비에 비례하여 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 감소시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 조절부는 차단된 상기 인에이블신호가 다시 공급되면 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 복원시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터는 상기 펄스폭변조신호의 듀티비가 복원되면 상기 백라이트 어셈블리의 구동전류 크기를 복원시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차가 없으면 상기 인에이블신호가 상기 구동 조절부로 공급되는 것을 차단하는 액정표시소자의 구동 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차가 있으면 상기 인에이블신호가 상기 구동 조절부로 공급되도록 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류제한회로는,
    상기 마스터 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온/턴오프되는 제 1 트랜지스터;
    상기 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온/턴오프되는 제 2 트랜지스터;
    상기 제 1 및 제 2 트랜지스터가 교번적으로 턴온/턴오프될 때 인가되는 전원전압에 의해 구동되는 전계효과 트랜지스터; 및
    상기 전계효과 트랜지스터가 턴오프될 때 인가되는 상기 전원전압에 의해 발생된 전류에 의해 턴온되어 상기 인에이블신호를 접지로 스위칭시키는 제 3 트랜지스터
    를 포함하는 액정표시소자의 구동 장치.
  9. 백라이트 어셈블리에 구동전류를 공급하기 위한 마스터 인버터와 슬레이브 인버터를 구비하고, 인에이블신호 인가 여부에 따라 상기 마스터 인버터와 슬레이브 인버터의 구동을 제어하기 위한 구동 조절부를 구비한 액정표시소자의 구동 장치에 있어서,
    상기 마스터 인버터 및 슬레이브 인버터 각각으로부터 피드백되는 피드백 전류들의 위상차에 따라 상기 구동 조절부로 상기 인에이블신호의 인가 여부를 제어하기 위한 전류제한회로를 구비하며,
    상기 전류제한회로는,
    상기 마스터 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온/턴오프되는 제 1 스위칭소자;
    상기 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류에 의해 턴온/턴오프되는 제 2 스위칭소자;
    상기 제 1 및 제 2 스위칭소자가 교번적으로 턴온/턴오프될 때 인가되는 전원전압에 의해 구동되는 제 3 스위칭소자; 및
    상기 제 3 스위칭소자가 턴오프될 때 인가되는 상기 전원전압에 의해 발생된 전류에 의해 턴온되어 상기 인에이블신호를 접지로 스위칭시키는 제 4 스위칭소자를 포함하는 액정표시소자의 구동 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭소자는, 상기 마스터 인버터로부터의 피드백 전류가 인가되는 베이스, 상기 전원전압이 걸리는 제 1 노드에 접속된 컬렉터, 상기 제 2 스위칭소자에 접속된 이미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭소자는 상기 슬레이브 인버터로부터의 피드백 전류가 인가되는 베이스, 상기 제 1 스위칭소자의 이미터에 접속된 컬렉터, 접지에 접속된 이미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 스위칭소자는 상기 전원전압이 걸리는 상기 제 1 노드에 접속된 게이트, 상기 전원전압이 걸리는 제 2 노드에 접속된 드레인, 접지에 접속된 소스를 갖는 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 4 스위칭소자는 상기 전원전압이 걸리는 상기 제 2 노드에 접속된 베이스, 상기 인에이블신호가 인가되는 컬렉터, 접지에 접속된 이미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 장치.
  14. 구동 조절부에서 백라이트 어셈블리의 구동전류 발생에 이용되는 펄스폭변조신호를 발생하는 단계;
    마스터 및 슬레이브 인버터가 상기 펄스폭변조신호에 따라 제 1 및 제 2 구동전류를 발생하여 상기 백라이트 어셈블리에 공급함과 아울러 상기 제 1 및 제 2 구동전류를 전류제한회로로 피드백시키는 단계; 및
    상기 전류제한회로가 상기 피드백된 제 1 및 제 2 구동전류의 위상차에 따라 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키거나 복원시키는 단계
    를 포함하는 액정표시소자의 구동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 위상차가 있으면, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 위상차가 없으면, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 복원시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동 방법.
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