KR101414613B1 - System and method for cooling display - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 냉각 시스템 및 냉각 방법에 관한 것으로, 디스플레이 장치의 냉각 방법에 있어서, LED 온도를 측정하는 단계; 상기 측정된 LED 온도 변화에 기초하여 냉각 팬의 전압을 변경하는 단계; 수신되는 영상을 분석하여 영상 신호의 밝기 레벨을 결정하는 단계; 상기 결정된 영상 신호의 밝기 레벨에 따라 LED 전류를 변경하는 단계; 상기 측정된 LED 온도와 변경된 LED 전류를 근거하여 냉각 팬의 회전 속도(RPM)를 온도 및 전류에 따른 회전 속도 값을 나타낸 룩 업 테이블과 비교하는 단계; 및 상기 룩 업 테이블 값에 근거하여 상기 LED 온도 및 LED 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)가 일치하도록 냉각 팬의 전압을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진다. 본 발명은 광원 소자의 수명을 반영구적으로 유지할 수 있으며 온도, 전류, 시간에 따른 밝기 변화 비율을 일정하게 유지하는 색 온도를 제공할 수 있다. 또한, OP-AMP를 이용한 Summer 회로를 통하여 급격한 온도 및 전류 변화에 즉각적으로 대응하는 디스플레이 장치의 냉각 시스템 및 냉각 방법을 제공한다. The present invention relates to a cooling system and a cooling method for a display device, the method comprising: measuring an LED temperature; Changing a voltage of the cooling fan based on the measured LED temperature change; Analyzing a received image to determine a brightness level of the image signal; Changing an LED current according to the brightness level of the determined video signal; Comparing a rotation speed (RPM) of the cooling fan with a lookup table indicating a rotation speed value according to temperature and current based on the measured LED temperature and the changed LED current; And controlling the voltage of the cooling fan such that the fan rotation speed (Fan RPM) corresponding to the LED temperature and the LED current change amount coincides based on the lookup table value. The present invention can semi-permanently maintain the lifetime of the light source device, and can provide a color temperature that maintains a constant rate of brightness change with temperature, current, and time. In addition, a cooling system and a cooling method of a display device that responds to sudden temperature and current changes through Summer circuit using OP-AMP are provided.

LED, 냉각 LED, Cooling

Description

디스플레이 장치의 냉각 시스템 및 냉각 방법{System and method for cooling display}[0001] System and method for cooling display [0002]

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 제품에서 광원으로 사용하고 있는 LED 사용에 따른 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device, and more particularly, to a cooling system and a method according to an LED used as a light source in a display product.

일반적으로, 컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 디스플레이 장치에는 스스로 발광하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), EL(Electroluminescence) 진공형광 표시 장치(Vacuum Fluorescent Display, VFD), 전계 발광 소자(Field Emission Display, FED), 플라스마 표시 장치(Plasma Display Panel, PDP) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등이 있다. 2. Description of the Related Art Generally, a display device used for a monitor or a TV of a computer includes a light emitting diode (LED), an electroluminescence (EL) vacuum fluorescent display (VFD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), and a liquid crystal display (LCD) that does not emit light by itself and requires a light source.

일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(Dielectric Anisotropy)을 갖는 액정 층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정 층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로서 액정 층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다. 이대의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연 광일 수도 있다. 액정 표시 장치용 광원, 즉 백라이트(Backlight) 장치는 광원으로서 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)나 EEFL(External Electrode fluorescent Lamp) 등과 같은 복수의 형광 램프(Fluorescent Lamp)나 발광 다이오드(LED)를 사용한다. A typical liquid crystal display device includes two display panels provided with field generating electrodes and a liquid crystal layer interposed therebetween and having a dielectric anisotropy. A voltage is applied to the electric field generating electrode to generate an electric field in the liquid crystal layer and the voltage is changed to adjust the intensity of the electric field so that the transmittance of light passing through the liquid crystal layer is adjusted to obtain a desired image. This light can be either an artificial light or a natural light. A light source for a liquid crystal display device, that is, a backlight device, uses a plurality of fluorescent lamps or light emitting diodes (LED) such as CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) or EEFL (External Electrode fluorescent Lamp) as a light source.

디스플레이 제품에서 광원으로 사용하고 있는 LED의 장점은 반 영구적으로 사용할 수 있다는 것이다. 기존에 사용하고 있는 Lamp의 경우는 1 ~ 2년 내에 교체를 해주어야 하는 단점이 있다. LED 광원의 수명을 반영구적으로 사용하기 위해서는 LED device의 냉각이 가장 중요한 요소이다. 냉각을 위한 방식은 다양하게 있지만 가장 저렴한 방식은 Heat sink와 냉각 Fan을 사용하는 것이다. The advantage of LEDs used as light sources in display products is that they can be used semi-permanently. The existing lamps have a disadvantage that they must be replaced within one to two years. Cooling of the LED device is the most important factor for the semi-permanent use of the lifetime of the LED light source. There are many ways to cool, but the cheapest way is to use a heat sink and a cooling fan.

도 1은 종래의 팬(Fan) 냉각 방식을 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram illustrating a conventional fan cooling method.

외부 온도 측정기(Temperator 1, Temperator2)로부터 온도 센서에 의해 측정된 현재 온도를 A/D 변환부(A/D 1, A/D 2)에 입력한다. A/D변환부는 측정한 온도를 처리 가능한 디지털 데이터로 변환하는 역할을 수행한다. 온도 센서를 디지털 온도 센서로 구현한 경우에는 A/D 변환부는 구비할 필요가 없다. CPU는 A/D 변환부로부터 인가되는 디지털 온도 데이터에 해당하는 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 출력하고 피드백되는 측정치 RPM과 목표치 RPM를 비교하여 오차만큼의 PWM 신호를 증감시키도록 제어한다. The current temperature measured by the temperature sensor from the external temperature measuring device (Temperator 1, Temperator 2) is input to the A / D conversion sections (A / D 1 and A / D 2). The A / D conversion unit converts the measured temperature into digital data that can be processed. When the temperature sensor is implemented by a digital temperature sensor, it is not necessary to provide an A / D converter. The CPU outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal corresponding to the digital temperature data applied from the A / D conversion unit and compares the measured value RPM and the target value RPM to control the increase or decrease of the PWM signal by an error.

Heat sink를 냉각하기 위한 FAN 구동 알고리즘도 다양하게 사용하고 있다. 소장의 임계온도 이하로 유지하기 위하여 주변 온도에 관계없이 FAN RPM을 일정하 게 유지하는 방식도 있고 주변 온도에 따라 FAN RPM을 가변하는 방식도 사용한다. FAN RPM을 가변하기 위한 방식에는 주변 온도를 인식할 수 있고 그에 따른 FAN 전압을 조절하는 컨트롤러가 있어야 한다. 이러한 방식은 많은 비용이 필요하고 device에 따른 일정 온도를 유지하는 데 많은 오류가 발생한다.FAN driving algorithm for cooling heat sink is also used in various ways. In order to maintain the temperature below the smallest critical temperature, the FAN RPM may be maintained constant regardless of the ambient temperature, or the FAN RPM may be varied depending on the ambient temperature. The way to vary the FAN RPM requires a controller that can sense the ambient temperature and adjust the FAN voltage accordingly. This approach is costly and causes a lot of errors in maintaining a constant temperature for the device.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디스플레이 장치의 Junction 온도를 전류 변화 및 외부 환경에 관계없이 일정하게 유지하도록 Fan RPM을 일정하게 유지하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of maintaining a constant Fan RPM so that a junction temperature of a display device is kept constant regardless of a current change and an external environment.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 장치의 냉각 시스템은 LLED 온도의 변화량을 검출하는 온도 감지부; 상기 LED의 전류 변화량을 검출하는 LED 전류 감지부; 상기 LED 온도 변화와 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)를 룩 업 테이블(Look up table)로 저장하는 메모리; 상기 검출된 전류 변화량 및 상기 검출된 LED 온도 변화를 근거하여 냉각 레벨을 결정한 후 상기 저장된 룩 업 테이블(Look up table) 값을 근거하여 온도 및 LED 전류 변화량에 따른 팬 회전속도(Fan RPM)가 일치하도록 냉각 팬의 전압을 변경하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cooling system for a display device, including: a temperature sensing unit for sensing a change amount of an LLED temperature; An LED current sensing unit for sensing a current change amount of the LED; A memory for storing the fan rotation speed (Fan RPM) according to the LED temperature change and the current change amount as a look-up table; Determines a cooling level based on the detected current change amount and the detected LED temperature change, and then determines a fan rotation speed (Fan RPM) according to the temperature and LED current variation based on the stored lookup table value And a control unit for changing the voltage of the cooling fan.

상기 온도 감지부는 상기 LED 접합부 온도(Junction temperature)를 측정하고 외부 온도의 변화량은 반영하지 않는 것을 특징으로 한다.Wherein the temperature sensing unit measures the junction temperature of the LED and does not reflect the change in the external temperature.

상기 온도 감지부는 상기 LED 접합부 온도(Junction temperature)가 소정의 온도 이상일 경우 출력 신호를 공급하는 것을 특징으로 한다.And the temperature sensing unit supplies an output signal when the junction temperature of the LED junction is equal to or higher than a predetermined temperature.

상기 제어부는 상기 LED 전류 변화에 의해 온도 변화가 급격하게 발생 시 OP-AMP를 이용한 가산기(Summer) 회로의 피드백 방식을 사용하여 냉각 팬의 회전 속도(RPM)를 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit controls the rotational speed (RPM) of the cooling fan by using a feedback method of an adder (Summer) circuit using OP-AMP when a temperature change is abruptly generated due to the LED current change.

상기 전류 변화량은 입력 영상의 히스토그램을 분석하여 영상 신호의 밝기 레벨에 따라 변경되는 것을 특징으로 한다.And the current change amount is changed according to the brightness level of the image signal by analyzing the histogram of the input image.

또한, 본 발명은 디스플레이 장치의 냉각 방법에 있어서, LED 온도를 측정하는 단계; 상기 측정된 LED 온도 변화에 기초하여 냉각 팬의 전압을 변경하는 단계;수신되는 영상을 분석하여 영상 신호의 밝기 레벨을 결정하는 단계; 상기 결정된 영상 신호의 밝기 레벨에 따라 LED 전류를 변경하는 단계; 상기 측정된 LED 온도와 변경된 LED 전류를 근거하여 냉각 팬의 회전 속도(RPM)를 온도 및 전류에 따른 회전 속도 값을 나타낸 룩 업 테이블과 비교하는 단계; 및 상기 룩 업 테이블 값에 근거하여 상기 LED 온도 및 LED 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)가 일치하도록 냉각 팬의 전압을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진다. The present invention also provides a method of cooling a display device, comprising: measuring an LED temperature; Changing a voltage of the cooling fan based on the measured LED temperature change; determining a brightness level of a video signal by analyzing a received image; Changing an LED current according to the brightness level of the determined video signal; Comparing a rotation speed (RPM) of the cooling fan with a lookup table indicating a rotation speed value according to temperature and current based on the measured LED temperature and the changed LED current; And controlling the voltage of the cooling fan such that the fan rotation speed (Fan RPM) corresponding to the LED temperature and the LED current change amount coincides based on the lookup table value.

상기 LED는 Red,Green 및 Blue LED의 구성이며 LED 접합부(Junction)의 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.The LED is a configuration of Red, Green and Blue LEDs and is characterized by measuring the temperature of an LED junction.

상기 영상 신호의 밝기 레벨은 상기 수신되는 영상의 히스토그램을 분석하여 결정하는 것을 특징으로 한다.And the brightness level of the image signal is determined by analyzing the histogram of the received image.

상기 LED 온도 및 LED 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)를 룩 업 테이블로 저장하는 것을 특징으로 한다.And the fan rotation speed (Fan RPM) according to the LED temperature and the LED current variation amount is stored as a lookup table.

본 발명은 디스플레이 장치의 냉각 시스템 및 냉각 방법을 통해 광원 소자의 수명을 반영구적으로 유지할 수 있으며 온도, 전류, 시간에 따른 밝기 변화 비율을 일정하게 유지하는 색 온도를 제공할 수 있다. 또한, OP-AMP를 이용한 Summer 회로 를 통하여 급격한 온도 및 전류 변화에 즉각적인 대응이 가능하다. The present invention can semi-permanently maintain the lifetime of the light source device through the cooling system and the cooling method of the display device, and can provide a color temperature that keeps the rate of change of brightness according to temperature, current, and time constant. In addition, it is possible to respond to sudden temperature and current changes instantly through Summer circuit using OP-AMP.

본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다. The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2(a~c)는 각각의 R,G,B LED에 대해 Junction 온도와 광량을 나타낸 예시도이다.2 (a) to (c) are illustrations showing junction temperatures and amounts of light for respective R, G and B LEDs.

본 발명은 디스플레이 장치의 냉각 시스템에서 가장 일정한 밝기 및 색 온도를 유지할 수 있는 회로 구성을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 실시 예에 따라 반영구적인 장점 외에 온/오프(on/off)와 밝기 조절이 자유로운 LED 광원을 사용한다. 이는 출력되는 영상이 밝은 영상일 경우 100%의 전류를 흘려보내 밝기를 표현한다면 어두운 영상을 표현할 때는 60% 정도의 전류를 흘려보내 영상의 밝기를 표현한다. 즉, 10A 전류를 공급했을 때와 6A 전류를 공급했을 때 각각의 R(a),G(b),B(c) LED의 발열 상태가 달라진다. 따라서, White를 표현하는 것은 Red, Green, Blue의 합으로 생성되는데 전류에 따라 R(a),G(b),B(c) LED의 발광 효율이 도 2와 같이 각각 다르게 나타나므로 디스플레이 장치의 밝기 비율이 달라져 일정한 색 온도를 유지할 수 없다. 이를 해결하기 위해 본 발명은 전류에 따라 다른 R(a),G(b),B(c) LED의 발광 효율에 대해 접합부 온도(Junction temperature)를 일정하게 유지한다. 접합부 온도는 직접회로(IC)가 견딜 수 있는 온도이다. 즉, 접합 부 온도보다 높은 온도일 경우 외부에 히트 싱크 또는 팬을 설치하여 온도를 낮추어 준다. 본 발명은 일정한 접합부 온도(Junction temperature)를 유지하기 위해 냉각 팬의 분당 회전수(Fan Revolution Per Minute; Fan RPM)을 제어한다. The present invention provides a circuit configuration capable of maintaining the most constant brightness and color temperature in a cooling system of a display device. To this end, the present invention uses an LED light source that is on / off (off) and brightness-controllable in addition to a semi-permanent advantage according to an embodiment. If the output image is a bright image, 100% of the current is flowed to express the brightness, and when displaying the dark image, about 60% of the current is flowed to express the brightness of the image. That is, when the 10A current is supplied and when the 6A current is supplied, the heating states of the R (a), G (b) and B (c) LEDs are different. Therefore, since the luminous efficiencies of R (a), G (b) and B (c) LEDs are different according to the current as shown in FIG. 2, The brightness ratio is different, and the constant color temperature can not be maintained. In order to solve this problem, the present invention maintains the junction temperature constant for the luminous efficiency of R (a), G (b) and B (c) LEDs depending on the current. The junction temperature is the temperature at which the integrated circuit (IC) can withstand. In other words, when the temperature is higher than the junction temperature, a heat sink or fan is installed outside to lower the temperature. The present invention controls the fan revolution per minute (Fan RPM) of the cooling fan to maintain a constant junction temperature.

도 3은 본 발명에 따른 일정한 Fan RPM을 유지하는 디스플레이 장치의 냉각 시스템을 나타낸 블럭도이다.3 is a block diagram illustrating a cooling system of a display device that maintains a constant Fan RPM according to the present invention.

LED의 경우 LED 장치의 발열량에 따라 광속(밝기)의 효율이 달라진다. 온도가 높아지면 광속은 줄어들고 R,G,B의 비율이 달라짐으로 White의 색온도는 변한다. 만약, R,G,B LED 각각의 온도에 따른 광속 효율이 동일하다면 밝기만 변하고 색온도는 변하지 않는다. 그러나 R,G,B LED의 온도에 따른 광속 효율이 동일하지 않기 때문에 온도 변화에 따라 색온도 차이가 발생한다. 그래서 일정한 색온도를 유지하기 위해서는 LED 장치의 온도를 일정하게 유지해야 한다. In the case of LED, efficiency of luminous flux (brightness) varies depending on the amount of heat generated by the LED device. As the temperature increases, the luminous flux decreases and the color temperature of White changes as the ratio of R, G, B changes. If the luminous flux efficiency according to the temperature of each of the R, G and B LEDs is the same, only the brightness changes and the color temperature does not change. However, since the luminous flux efficiency according to the temperature of the R, G, and B LEDs is not the same, a color temperature difference occurs depending on the temperature change. Thus, to maintain a constant color temperature, the temperature of the LED device must be kept constant.

온도 감지부(101)는 본 발명에 따라 외부 온도의 변화량은 반영하지 않고 LED 접합부 온도(Junction temperature)의 변화량을 검출한다.The temperature sensing unit 101 detects the amount of change in the junction temperature of the LED without reflecting the change in the external temperature according to the present invention.

LED 전류 감지부(102)는 전류 구송 소자인 LED의 전류 변화량을 검출한다. LED에 전류를 많이 공급하면 밝기가 상승하고 반대로 줄이면 밝기가 감소한다. 밝기가 상승한다는 것은 발열량도 상승하는 의미이므로 전류가 많이 흐르면 발열량이 상승하여 각각의 R,G,B LED 발열효율 차이에 의해 색온도가 변하게 된다. The LED current detection unit 102 detects a current change amount of the LED serving as a current sweep element. When the LED is supplied with a lot of current, the brightness increases. Conversely, the brightness decreases. The increase in brightness means that the amount of heat generated also increases. Therefore, when a large amount of current flows, the amount of heat generated increases, and the color temperature is changed due to the difference in the heat generation efficiency of the respective R, G, and B LEDs.

제어부(103)는 LED 전류 감지부(102)로부터 검출된 전류 변화량에 대해 온도 감지부(101)로부터 검출된 접합부 온도(Junction temperature) 변화를 근거하여 냉각 레벨을 결정한다. 냉각 레벨은 메모리(104)에 저장된 접합부 온도(Junction temperature)와 LED 전류 변화에 따른 Fan RPM 수치를 나타낸 룩업 테이블(Look up table)을 근거하여 결정한다. 제어부(103)는 상기 결정된 냉각 레벨에 기초하여 접합부 온도(Junction temperature) 및 LED 전류 변화량에 따른 Fan RPM일 일치하도록 냉각 팬(105) 전압을 제어한다. The control unit 103 determines the cooling level based on the change in the junction temperature detected by the temperature sensing unit 101 with respect to the amount of current change detected from the LED current sensing unit 102. [ The cooling level is determined on the basis of a junction temperature stored in the memory 104 and a look up table indicating the fan RPM value according to the LED current change. The control unit 103 controls the cooling fan 105 voltage to match the fan RPM according to the junction temperature and the LED current variation based on the determined cooling level.

도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 디스플레이 장치에서 전류 변화 및 외부 환경에 대해 일정한 접합부 온도(Junction temperature)를 유지하는 회로도이다.FIG. 4 is a circuit diagram for maintaining a constant junction temperature for a current change and an external environment in a display device according to an embodiment of the present invention.

CUP(11)는 LED 접합부(12)로부터 LED 접합부 온도(Junction temperature) 변화를 측정한다. 또한, CUP(11)는 영상의 히스토그램을 분석하여 입력된 영상신호의 밝기 레벨을 결정하여 밝기 레벨에 비례하여 LED 접합부(12) 구간의 전류를 변경한다. 따라서, CUP(11)는 LED의 접합부 온도(Junction temperature)를 항상 체크하여 온도가 일정한지를 확인하고 변화가 있으면 기존에 사용하고 있는 CPU의 PWM port를 이용하여 냉각 팬(14)의 회전속도(RPM)를 조절한다. 이때, 영상 신호의 밝기 레벨에 따른 LED 접합부(12)의 전류 변화에 의해 온도 변화가 급격하게 발생 시 OP-AMP(13)를 이용한 가산기(Summer) 회로의 피드백 방식으로 냉각 팬(14)의 RPM을 제어하여 일정한 온도를 유지하도록 한다. The CUP 11 measures the LED junction temperature (Junction temperature) change. Also, the CUP 11 analyzes the histogram of the image, determines the brightness level of the input video signal, and changes the current of the LED connection portion 12 in proportion to the brightness level. Therefore, the CUP 11 always checks the junction temperature of the LED to check whether the temperature is constant. If there is a change, the CUP 11 uses the PWM port of the CPU that has been used, ). At this time, when the temperature change suddenly occurs due to the current change of the LED connection part 12 according to the brightness level of the video signal, the RPM of the cooling fan 14 is changed to the feedback mode of the summer circuit using the OP- So as to maintain a constant temperature.

본 발명에 의한 냉각 시스템은 전류 변화 및 외부 환경에 대해 일정한 접합부 온도(Junction temperature)를 유지하는 회로에서 출력되는 냉각 팬(14)의 전압 값(V_o)은 수학식 1과 같다. In the cooling system according to the present invention, the voltage value V_o of the cooling fan 14 output from the circuit that maintains a constant junction temperature with respect to the current change and the external environment is expressed by Equation (1).

V_o = Vref - (V_pwm/R1 + V_current/R2)*RfV_o = Vref - (V_pwm / R1 + V_current / R2) * Rf

도 5(a~c)는 본 발명의 실시 예에 의한 디스플레이 장치에서 R,G,B LED 각각의 밝기 레벨에 따른 전류 변화를 나타낸 예시도이다.5 (a) to 5 (c) are graphs showing current changes according to the brightness levels of the R, G and B LEDs in the display device according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 의해 LED를 광원으로 하는 디스플레이 장치에 있어, 색 구현을 위해서 R(적),G(녹),B(청) LED를 사용한다. LED는 주위 온도, 파워 구동 상태 및 사용시간 등에 따라 그 고유의 파장 대역 특성이 다르게 나타나므로 계속해서 LED의 전류 변화를 측정해서 적정 색 온도를 유지하도록 영상 신호의 밝기 레벨을 결정해야 한다. R,G,B 각각의 LED 소자 자체 특성의 변동을 고려하여, R,G,B LED가 각각의 발광 효율 특성을 얻도록 R,G,B의 밝기 비율에 따라 가산하고, 가산된 전압 레벨에 따라 디스플레이의 밝기를 조정한다. R,G,B LED에 적합한 순방향 구동 전류를 발생시켜 각 순방향 구동 전류가 순차 발광하여 휘도가 조절된 색을 구현한다. 또한 R,G,B LED에 적합한 서로 다른 PWM(Pulse Width Modulation) 값을 조절하여 구현되는 색의 화이트 밸런스를 최적화한다. 이때, PWM 값은 각각의 R,G,B LED마다 서로 상이한 값을 갖는다. R(도 5a), G(도 5b), B(도 5c) LED 전류 변화 값을 바탕으로 각각 입력 영상의 히스토그램 분석결과 영상신호의 밝기 레벨을 결정한다. According to the embodiment of the present invention, R (red), G (green), and B (blue) LEDs are used for color implementation in a display device using an LED as a light source. Since the inherent wavelength characteristics of the LED are different depending on the ambient temperature, the power driving state, and the operating time, the brightness level of the image signal should be determined so as to maintain the proper color temperature by continuously measuring the current change of the LED. G, and B LEDs are added in accordance with the brightness ratios of R, G, and B so that the R, G, and B LEDs obtain the respective light emission efficiency characteristics, Adjust the brightness of the display accordingly. The forward driving current suitable for the R, G, and B LEDs is generated, and each forward driving current sequentially emits light to realize the luminance-adjusted color. It also optimizes the white balance of colors implemented by adjusting different PWM (Pulse Width Modulation) values for the R, G, and B LEDs. At this time, the PWM value has a different value for each R, G, B LED. The brightness level of the image signal is determined based on histogram analysis results of the input image based on R (FIG. 5A), G (FIG. 5B) and B (FIG.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 LED 접합부 온도(Junction temperature)별 Fan RPM의 수치를 나타낸 예시도이다.FIG. 6 is an exemplary view illustrating numerical values of Fan RPM for each LED junction temperature according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

LED의 백라이트는 R,G,B LED로 구성되어 기판에 반복적으로 배열되고 전류에 의해 발광시킨다. LED는 내부 온도가 증가하게 되면, 발광하는 빛의 온도와 파장 이 변하는 특징이 있는데, 특히 R,G,B LED의 빛을 혼합하여 백색을 구현할 경우 문 제가 된다. 이는 R,G,B LED가 전류 구동 소자이므로 LED에 전류를 많이 공급하면 밝기가 상승하여 발열량도 상승하게 된다. 이로 인해 R,G,B LED 발열효율 차이에 의해 White의 색온도가 변하게 되어 정확한 백색을 구현할 수 없게 된다. The LED backlight consists of R, G, and B LEDs, which are repeatedly arranged on the substrate and emit light by current. LEDs are characterized in that the temperature and wavelength of emitted light are changed when the internal temperature is increased. In particular, when white light is mixed by mixing R, G, and B LED lights, problems occur. This is because the R, G, and B LEDs are current-driven devices, so if a large amount of current is supplied to the LEDs, the brightness increases and the amount of heat generated increases. As a result, the color temperature of White is changed due to the difference in the heat efficiency of R, G, B LED, so that it is impossible to realize accurate white color.

본 발명의 디스플레이 장치의 냉각 시스템은 LED 백라이트가 일정한 색온도를 유지하여 정확한 백색이 구현되도록 접합부 온도(Junction temperature)를 전류 변화 및 외부 환경에 관계없이 일정하게 유지시킨다. 도 6과 같이 외부 온도의 변화량은 반영하지 않고 접합부 온도(Junction temperature)의 변화량을 근거하여 냉각 팬의 RPM을 결정한다. The cooling system of the display device of the present invention keeps the junction temperature constant regardless of the current change and the external environment so that the LED backlight maintains a constant color temperature and an accurate white color is realized. The RPM of the cooling fan is determined based on the amount of change of the junction temperature without reflecting the change amount of the external temperature as shown in FIG.

도 7은 본 발명에 의한 디스플레이 장치에서 LED 전류 변화를 감지한 냉각 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a cooling method in which a change in LED current is detected in a display device according to the present invention.

디스플레이 장치에 전원을 인가하여 시스템을 부팅시킨다(S700).The display device is powered up to boot the system (S700).

CPU에서 LED 접합부 온도(Junction temperature)를 측정하여 온도가 일정한지를 확인한다(S701). LED의 접합부 온도(Junction temperature)의 변화가 있으면 CPU의 PWM port를 이용하여 냉각 팬의 전압을 변경한다(S703). 디스플레이 장치에 전원이 인가되면 수신되는 영상을 입력받아 히스토그램을 분석한다(S702). The CPU measures the junction temperature of the LED and checks whether the temperature is constant (S701). If there is a change in the junction temperature of the LED, the voltage of the cooling fan is changed using the PWM port of the CPU (S703). When power is applied to the display device, the received image is received and the histogram is analyzed (S702).

R,G,B LED의 발광 효율 특성을 나타내도록 영상신호의 밝기 레벨을 결정한다(S704). R,G,B LED의 밝기 비율에 따른 가산된 전압 레벨로 LED의 전류를 변경한다(S705).The brightness level of the image signal is determined so as to show the luminous efficiency characteristics of the R, G, and B LEDs (S704). The current of the LED is changed to the added voltage level according to the brightness ratio of the R, G, and B LEDs (S705).

측정된 LED 접합부 온도(Junction temperature)와 변경된 LED의 전류 값을 근거하여 현재 냉각 팬 회전 속도를 Fan RPM 룩 업 테이블 값과 비교한다(S706). 온도와 전류 상태에 근거한 Fan RPM이 서로 일치하도록 LED의 접합부 온도(Junction temperature)를 측정한 후 냉각 팬의 전압을 변경한다(S707).The current cooling fan rotation speed is compared with the fan RPM lookup table value based on the measured LED junction temperature and the changed LED current value (S706). The junction temperature of the LED is measured to match the fan RPM based on the temperature and the current state, and the voltage of the cooling fan is changed (S707).

한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. The terminology used in the present invention is defined in consideration of the functions of the present invention, and it may vary depending on the intention or custom of a technician working in the field. Therefore, .

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and various changes and modifications may be made by those skilled in the art.

도 1은 종래의 팬(Fan) 냉각 방식을 나타낸 블럭도.1 is a block diagram showing a conventional fan cooling method.

도 2(a~c)는 디스플레이 장치에서 R,G,B LED에 대한 각각의 접합부 온도(Junction temperature)와 광량을 나타낸 예시도.2 (a) to (c) are views showing respective junction temperatures and amounts of light for R, G, B LEDs in a display device.

도 3은 본 발명에 따른 일정한 Fan RPM을 유지하는 디스플레이 장치의 냉각 시스템을 나타낸 블럭도.3 is a block diagram illustrating a cooling system of a display device that maintains a constant Fan RPM in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 디스플레이 장치에서 전류 변화 및 외부 환경에 대해 일정한 접합부 온도(Junction temperature)를 유지하는 회로도.FIG. 4 is a circuit diagram showing a current variation and a constant junction temperature for an external environment in a display device according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 5(a~c)는 본 발명의 실시 예에 의한 디스플레이 장치에서 R,G,B LED 각각의 밝기 레벨에 따른 전류 변화를 나타낸 예시도.5 (a) to 5 (c) are graphs showing current changes according to brightness levels of R, G and B LEDs in a display device according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 LED 접합부 온도(Junction temperature)별 Fan RPM의 수치를 나타낸 예시도.FIG. 6 is an exemplary view showing numerical values of a fan RPM according to an LED junction temperature of a display device according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 7은 본 발명에 의한 디스플레이 장치에서 LED 전류 변화를 감지한 냉각 방법을 나타낸 순서도.7 is a flowchart illustrating a cooling method in which a change in LED current is detected in a display device according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

101. 온도 감지부 102. LED 전류 감지부101. Temperature sensing unit 102. LED current sensing unit

103. 제어부 104. 메모리103. Control unit 104. Memory

105. 냉각 팬105. Cooling fan

Claims (9)

디스플레이 장치의 냉각 방법에 있어서,A method of cooling a display device, LED 접합부 온도를 측정하는 단계;Measuring an LED junction temperature; 상기 측정된 LED 접합부 온도(Junction temperature) 변화에 기초하여 냉각 팬의 전압을 변경하는 단계;Changing the voltage of the cooling fan based on the measured change in the junction temperature of the LED; 디스플레이 장치에 수신되는 영상의 히스토그램(Histogram)을 분석하는 단계;Analyzing a histogram of an image received on a display device; 상기 분석된 영상의 히스토그램 및 상기 LED를 구성하는 Red LED, Green LED, Blue LED 각각의 발광 효율 특성에 기초하여, 영상 신호의 밝기 레벨을 결정하는 단계;Determining a brightness level of a video signal based on a histogram of the analyzed image and a luminous efficiency characteristic of each of Red LED, Green LED, and Blue LED constituting the LED; 상기 결정된 영상 신호의 밝기 레벨에 따라 LED 전류를 변경하는 단계;Changing an LED current according to the brightness level of the determined video signal; 상기 측정된 LED 온도와 변경된 LED 전류를 근거하여 냉각 팬의 회전 속도(RPM)를 온도 및 전류에 따른 회전 속도 값을 나타낸 룩 업 테이블과 비교하는 단계; 및 Comparing a rotation speed (RPM) of the cooling fan with a lookup table indicating a rotation speed value according to temperature and current based on the measured LED temperature and the changed LED current; And 상기 룩 업 테이블 값에 근거하여 상기 LED 온도 및 LED 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)가 일치하도록 냉각 팬의 전압을 변경하는 단계를 포함하여 이루어지는 디스플레이 장치의 냉각 방법.And changing the voltage of the cooling fan such that the fan rotation speed (Fan RPM) according to the LED temperature and the LED current change amount coincides with the lookup table value. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 LED 온도 및 LED 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)를 룩 업 테이블로 저장하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 냉각 방법.And the fan rotation speed (Fan RPM) according to the LED temperature and the LED current variation amount is stored as a lookup table. 디스플레이 장치의 냉각 시스템에 있어서,In a cooling system of a display device, LED 온도의 변화량을 검출하는 온도 감지부;A temperature sensing unit for sensing a change in LED temperature; 상기 LED의 전류 변화량을 검출하는 LED 전류 감지부;An LED current sensing unit for sensing a current change amount of the LED; 상기 LED 온도 변화와 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)를 룩 업 테이블(Look up table)로 저장하는 메모리; 및A memory for storing the fan rotation speed (Fan RPM) according to the LED temperature change and the current change amount as a look-up table; And 상기 LED 접합부 온도(Junction temperature)를 측정하고, 상기 측정된 LED 접합부 온도 변화에 기초하여 냉각 팬의 전압을 변경하고, 디스플레이 장치에 수신되는 영상의 히스토그램(Histogram)을 분석하고, 상기 분석된 영상의 히스토그램 및 상기 LED를 구성하는 Red LED, Green LED, Blue LED 각각의 발광 효율 특성에 기초하여, 영상 신호의 밝기 레벨을 결정하고, 상기 결정된 영상 신호의 밝기 레벨에 따라 LED 전류를 변경하고, 상기 측정된 LED 온도와 변경된 LED 전류를 근거하여 냉각 팬의 회전 속도(RPM)를 온도 및 전류에 따른 회전 속도 값을 나타낸 룩 업 테이블과 비교하고, 상기 룩 업 테이블 값에 근거하여 상기 LED 온도 및 LED 전류 변화량에 따른 팬 회전 속도(Fan RPM)가 일치하도록 냉각 팬의 전압을 변경하는 제어부를 포함하는 디스플레이 장치의 냉각 시스템.Measuring a temperature of the LED junction, changing a voltage of the cooling fan based on the measured temperature change of the LED junction, analyzing a histogram of an image received by the display device, Determining a brightness level of the video signal based on the histogram and the luminous efficiency characteristics of the red LED, the green LED and the blue LED constituting the LED, changing the LED current according to the determined brightness level of the video signal, (RPM) of the cooling fan based on the changed LED temperature and the changed LED current with a lookup table indicating a rotation speed value according to temperature and current, and based on the lookup table value, And changes the voltage of the cooling fan so that the fan rotation speed (Fan RPM) corresponding to the change amount coincides. 삭제delete 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 온도 감지부는 상기 LED 접합부 온도가 소정의 온도 이상일 경우 출력 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 냉각 시스템.Wherein the temperature sensing unit supplies an output signal when the temperature of the LED junction is equal to or higher than a predetermined temperature. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제어부는 상기 LED 전류 변화에 의해 온도 변화가 급격하게 발생 시 OP-AMP를 이용한 가산기(Summer) 회로의 피드백 방식을 사용하여 냉각 팬의 회전 속도(RPM)를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 냉각 시스템.Wherein the control unit controls the rotational speed (RPM) of the cooling fan by using a feedback method of an adder (Summer) circuit using OP-AMP when a temperature change rapidly occurs due to the LED current change. Cooling system. 삭제delete
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