KR101437014B1 - 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 복수의 발광부를 구비하는 광원과, 복수의 휘도 제어 신호에 따라 구동하여 상기 광원에 구동 전원을 공급하는 전압 전류원 및 상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각의 휘도를 조절하는 다채널 전류 제어부를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 본 발명은 휘도 제어 신호와 다채널 전류 제어부를 통해하여 복수의 발광 다이오드를 구비하는 발광부들 각각의 휘도를 조절하고, 휘도 제어 신호에 따라 광원에 전원을 공급하는 전압 전류원의 동작을 제어하여 소비 전력을 최소화할 수 있다.

광원 제어부, 광원, 백라이트, 휘도 제어 신호, PWM

Description

표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치{LIGHT SOURCE MODULE FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 효율적인 다채널 전류 제어를 통해 소비 전력을 줄일 수 있는 표시 장치용 광원 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 평판 표시 장치 중 하나인 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이다. 따라서, 액정 표시 장치는 별도의 광원 모듈(예를 들어, 백라이트)로부터 인가된 광을 이용하여 화상을 표시한다. 광원 모듈은 광원과, 광원을 구동시키는 광원 구동부를 포함한다.

광원 모듈은 경량화 및 박형화를 위해 발광 다이오드를 그 광원으로 사용하여 제작되었다. 이때, 고품질의 표시 장치를 제작하기 위해서는 발광 다이오드를 이용한 광원 모듈의 전압/전류 특성이 중요하다. 더욱이 최근에는 명암 대조비 향상을 위해 발광 다이오드를 블록 단위로 분할하고, 광원 구동부를 통해 블록 단위 별로 밝기 조절(dimming)을 하였다. 그러나 이경우 발광 다이오드를 구동하기 위한 구동부의 회로가 복잡해지고, 일정한 레벨의 전류를 각각의 블록에 계속적으로 인가하여야 하기 때문에 소비 전력이 증가되는 문제가 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 휘도 제어 신호를 이용하여 발광 다이오드 블록 별로 밝기를 조절하고, 전압 전류원을 제어하여 소비 전력을 최소화할 수 있는 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 복수의 발광부를 구비하는 광원과, 디밍 신호인 복수의 휘도 제어 신호에 따라 구동하여 상기 광원에 구동 전원을 공급하는 전압 전류원 및 상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각의 휘도를 조절하는 다채널 전류 제어부를 포함하는 광원 모듈을 제공한다.

상기 복수의 발광부 각각은 복수의 발광 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 휘도 제어 신호 각각은 펄스 폭 변조 신호를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 다채널 전류 제어부는, 상기 복수의 발광부 각각에 인가된 전원을 균일하게 유지하는 전원 제어부와, 상기 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각에 공급되는 전원의 펄스 폭을 제어하는 휘도 조절부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전원 제어부는 커런트 밀러를 사용하고, 상기 휘도 조절부는 상기 휘도 제어 신호에 따라 구동하여 상기 복수의 발광부와 접지 전원 사이를 도통시키는 트랜지스터를 사용하는 것이 가능하다.

상기 전압 전류원은, 상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 제어 신호를 생성하는 동작 제어부와, 상기 제어 신호에 따라 동작하여 상기 광원에 구동 전원을 제공하는 전원 컨버터부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 동작 제어부는 상기 복수의 휘도 제어 신호의 논리 조합을 통해 상기 제어 신호를 생성하는 효과적이다.

상기 동작 제어부는 상기 복수의 휘도 제어 신호 모두가 로직 로우일 때 상기 전원 컨버터부의 동작을 정지시키는 상기 제어 신호를 생성하는 것이 바람직하다.

상기 전원 컨버터부는, 상기 제어 신호에 따라 동작하여 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호 생성부와, 상기 펄스 신호에 따라 인가된 외부 전원을 변화시켜 출력하는 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전원 컨버터부는, 상기 제어 신호에 따라 외부 전원의 입력을 제어하는 스위치부와, 상기 외부 전원에 따라 상기 구동 전원을 생성하는 출력부를 포함하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 구동 전원을 복수의 발광부에 제공하고, 상기 복수의 발광부에 접속된 다채널 전류 제어부에 디밍 신호인 복수의 휘도 제어 신호를 제공하여 상기 복수의 발광부를 발광시키고, 상기 복수의 휘도 제어 신호를 이용하여 상기 구동 전원을 상기 복수의 발광부에 제공하는 전압 전류원의 동작을 제어하는 광원 모듈의 구동 방법을 제공한다.

복수의 휘도 제어 신호의 로직 레벨에 따라 그 로직 레벨이 가변되는 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호의 로직 레벨에 따라 상기 전압 전류원의 동작을 제어하는 것이 효과적이다.

상기 복수의 휘도 제어 신호 모두가 로직 로우일 경우 상기 제어 신호가 로직 로우 또는 로직 하이가 되는 것이 바람직하다.

상기 복수의 휘도 제어 신호 각각은 상기 복수의 발광부 각각에 대응하고, 상기 다채널 전류 제어부는 상기 복수의 휘도 제어 신호의 로직 하이 구간의 펄스 폭의 넓이에 따라 해당 발광부의 휘도를 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 표시 패널과, 상기 표시 패널의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원과, 디밍 신호인 복수의 휘도 제어 신호에 따라 구동하여 상기 광원에 구동 전원을 공급하는 전압 전류원 및 상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각의 휘도를 조절하는 다채널 전류 제어부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

상기 복수의 휘도 제어 신호 각각은 펄스 폭 변조 신호를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 다채널 전류 제어부는, 상기 복수의 발광부 각각에 인가된 전원을 균일하게 유지하는 전원 제어부와, 상기 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각에 공급되는 전원의 펄스 폭을 제어하는 휘도 조절부를 포함하는 것이 효과적이 다.

상기 전압 전류원은, 상기 복수의 휘도 제어 신호의 논리 조합에 따라 제어 신호를 생성하는 동작 제어부와, 상기 제어 신호에 따라 동작하여 상기 광원에 구동 전원을 제공하는 전원 컨버터부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전압 전류원 및 상기 다채널 전류 제어부 중 적어도 하나는 IC 칩 형태로 제작되는 것이 효과적이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 휘도 제어 신호와 다채널 전류 제어부를 통해하여 복수의 발광 다이오드를 구비하는 발광부들 각각의 휘도를 조절하고, 휘도 제어 신호에 따라 광원에 전원을 공급하는 전압 전류원의 동작을 제어하여 소비 전력을 최소화할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 광원 모듈을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어부의 회로도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 전압 전류원의 블록도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 동작 제어부의 회로도이다. 도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 전압 전류원의 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 구동 전압 생성부(400), 신호 제어부(500) 및 광원 모듈(1000)을 포함한다.

표시 패널(100)은 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)에 따라 구동하고, 광원 모듈(1000)의 광에 따라 화상을 표시한다. 표시 패널(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn), 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm) 및 복수의 단위 화소를 포함한다. 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)은 일 방향으로 연장되고, 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)은 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)과 교차하는 방향으로 연장된다. 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn) 각각의 적어도 일 끝단은 게이트 구동부(200)에 접속된다. 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm) 각각의 적어도 일 끝단은 데이터 구동부(300)에 접속된다.

단위 화소는 게이트 라인(G1 내지 Gn)과 데이터 라인(D1 내지 Dm)이 교차하는 영역에 마련된다. 단위 화소는 도 1에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터(T), 유지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)를 포함한다. 액정 커패시터(Clc)는 하부 화소 전극과 상부 공통 전극 그리고, 화소 전극과 공통 전극 사이에 마련된 액 정을 구비한다. 그리고, 도시되지 않았지만, 상기 액정 커패시터(Clc) 상측에는 컬러 필터가 마련된다. 화소 전극과 공통 전극은 복수의 도메인으로 분할될 수 있다.

물론 본 실시예에 따른 표시 패널(100)은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 단위 화소 영역 내에 복수의 화소가 마련될 수 있다. 또한, 단위 화소 영역은 가로 방향의 길이가 세로 방향의 길이보다 길거나 짧을 수 있다. 또한, 단위 화소 영역의 형상은 대략 사각형 형상이 아닌 다양한 형상으로 변형 가능하다.

상술한 구조의 표시 패널(100)의 외측에는 표시 패널(100)의 구동을 위한 신호들을 제공하는 제어부들이 마련된다. 상기 제어부들은 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 구동 전압 생성부(400) 및 신호 제어부(500)를 포함한다.

신호 제어부(500)는 정상 동작시 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터의 입력 영상 신호 및 입력 제어 신호를 제공받는다. 입력 영상 신호는 화소 데이터(R, G, B)를 포함한다. 입력 제어 신호는 영상 표시 신호의 표시를 제어한다. 입력 제어 신호는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭(CLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE)를 포함한다.

신호 제어부(500)는 화소 데이터를 표시 패널(100)의 동작 조건에 맞게 처리한다. 이를 통해 화소 데이터는 액정 표시 패널(100)의 화소 배열에 따라 재 배열된다. 또한, 신호 제어부(500)는 게이트 제어 신호 및 데이터 제어 신호를 생성하고, 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(200)에 전송하고, 데이터 제어 신호는 데이 터 구동부(300)에 전송한다. 게이트 제어 신호는 게이트 턴온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호, 게이트 클럭 신호 및 출력 인에이블 신호를 포함한다. 데이터 제어 신호는 화소 데이터의 전송 시작을 알리는 동기 시작 신호, 해당 데이터 라인에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호 및 공통 전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시키는 반전 신호 및 데이터 클럭 신호를 포함한다.

구동 전압 발생부(400)는 외부 전원장치로부터 입력되는 외부 전원을 이용하여 표시 장치의 구동에 필요한 다양한 구동 전압들을 생성한다. 구동 전압 생성부(400)는 기준 전압과, 게이트 턴온 전압(Von) 및 게이트 턴오프 전압(Voff) 그리고 공통 전압을 생성한다. 구동 전압 생성부(400)는 신호 제어부(500)로부터의 제어 신호에 따라 게이트 턴온 전압(Von) 및 게이트 턴오프 전압(Voff)을 게이트 구동부(200)에 인가하고, 기준 전압을 데이터 구동부(300)에 인가한다. 여기서 기준 전압은 액정을 구동시키는 계조 전압 생성을 위한 기준 전압으로 사용된다.

게이트 구동부(200)는 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 접속되고, 신호 제어부(500)의 제어 신호에 따라 구동 전압 발생부(400)의 게이트 턴온 전압(Von)을 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 각기 순차적으로 제공한다. 이를 통해 박막 트랜지스터(T)의 동작을 제어할 수 있다.

데이터 구동부(300)는 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 접속되고, 신호 제어부(500)의 제어 신호와, 구동 전압 발생부(400)의 기준 전압(GVDD)을 이용하여 계조 전압을 생성한다. 그리고, 데이터 구동부(300)는 각 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 해당 계조 전압을 인가한다. 즉, 데이터 구동부(300)는 입력된 디지털 형태의 화소 데이터를 기준 전압에 기초하여 아날로그 형태의 데이터 신호(즉, 계조 전압)로 변경하고, 아날로그 형태의 데이터 신호를 출력한다.

여기서, 상술한 신호 제어부(500), 구동 전압 생성부(400), 데이터 구동부(300) 및 게이트 구동부(200)는 IC 칩 형태로 제작되어 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 실장된다. 인쇄 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPC)을 통해 표시 패널(100)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 표시 패널(100)은 상부 및 하부 기판을 포함한다. 기판으로 유리 기판 또는 투광성의 플라스틱 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 게이트 구동부(200)와 데이터 구동부(300)가 상기 표시 패널(100)의 투광성 기판에 실장될 수도 있다. 또한, 게이트 구동부(200)는 표시 패널(100)의 하부 기판에 스테이지 형태로 형성될 수 있다. 즉, 하부 기판에 박막 트랜지스터(T)의 제작시 게이트 구동부(200)도 함께 제작되는 것이 가능하다.

광원 모듈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이 표시 패널(100)에 광을 제공하는 광원(1100)과, 광원(1100)의 동작을 제어하는 광원 제어부(1200)를 포함한다.

광원(1100)은 입력 노드와 출력 노드 사이에 병렬 접속된 복수의 발광부(1110)를 구비한다. 도 2에서는 4개의 발광부(1110)를 갖는 광원(1100)을 도시하였다. 그러나 발광부(1110)의 개수는 이에 한정되지 않고, 이보다 많거나 적을 수도 있다. 또한, 복수의 발광부(1110)가 직렬 및/또는 역병렬 접속될 수도 있다.

복수의 발광부(1110) 각각은 복수의 발광 다이오드를 포함한다. 일 발광부(1110) 내의 복수의 발광 다이오드는 도 2에 도시된 바와 같이 직렬 접속되는 것 이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 복수의 발광 다이오드는 병렬 및/또는 역병렬 접속될 수도 있다. 각 발광부(1110) 내의 발광 다이오드의 개수는 동일한 것이 바람직하다. 발광부(1110)는 도시되지 않았지만 발광하는 복수의 발광 다이오드가 실장된 기판과, 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급 단자를 포함하는 것이 바람직하다. 복수의 발광부(1110) 각각은 하나의 채널로써 각기 발광 한다.

광원 제어부(1200)는 도 2에 도시된 바와 같이 외부 전원과 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 구동하여 광원(1100)에 구동 전원을 공급하는 전압 전류원(1210)과, 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 광원(1100)의 휘도를 조절하는 다채널 전류 제어부(1220)를 구비한다. 전압 전류원(1210)은 복수의 발광부(1110)에 직류 전원을 공급한다. 다채널 전류 제어부(1220)는 복수의 발광부(1110) 각각의 휘도를 조절한다. 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)는 외부 그래픽 제어기로부터 제공되는 디밍(dimming) 신호인 것이 바람직하다. 물론 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)는 발광부(1110)의 휘도를 제어할 수 있는 다양한 형태의 신호를 사용하는 것이 가능하다. 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)로 펄스 폭 변조 신호를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)는 구형파 형태의 펄스이고, 이 구형파 펄스의 듀티비(duty rate)는 다양하게 조정된다. 여기서, 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)들 각각의 진폭이 동일한 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)로 펄스 진폭 변조 신호, 펄스 위상 변조 신호 및 펄스 주파수 변조 신호를 사용할 수도 있다.

광원 제어부(1200)는 IC 칩의 형태로 제작되어 인쇄 회로 기판에 실장된다. 인쇄 회로 기판은 커넥터와 같은 연결 단자들을 이용하여 발광부(1110)의 전원 공급단자에 접속된다. 상기 전압 전류원(1210)에 접속된 단자가 광원(1100)의 입력 단자에 접속되고, 다채널 전류 제어부(1220)에 접속된 단자가 광원(1100)의 출력 단자에 접속된다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 광원 제어부(1200) 내의 전압 전류원(1210)과 다채널 전류 제어부(1220) 각각이 IC 칩 형태로 제작되어 인쇄 회로 기판에 실장될 수 있다. 또한, 이들이 IC 칩 형태가 아닌 일반 회로 형태로 인쇄 회로 기판에 제작될 수 있다.

다채널 전류 제어부(1220)는 발광부(1110)에 각기 접속되고, 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 발광부(1110)의 휘도를 제어하는 복수의 휘도 제어부(1221)를 구비한다. 본 실시예에서는 4개의 발광부(1110)를 구비하기 때문에 4개의 휘도 제어부(1221)와 4개의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)를 사용한다. 앞서 언급한 바와 같이 상기 개수는 이에 한정되지 않고, 다양하게 변화할 수 있다. 복수의 휘도 제어부(1221)는 발광부(1110)에 제공되는 직류 전원을 일정 주기를 갖는 파형 형태로 변경하여 발광부(1110)의 휘도를 제어한다. 즉, 휘도 제어부(1221)는 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 휘도 제어부(1221)에 접속된 복수의 발광부(1110)양단에 인가되는 전원의 진폭을 일정하게 하고, 전원의 펄스 폭을 변경시킨다. 이를 통해 발광부(1110) 내의 발광 다이오드의 발광 휘도를 균일하게 유지할 수 있다. 이는, 발광부(1110)에서 사용되는 발광 다이오드는 전원의 진폭에 따 라 그 휘도가 크게 변화하는 특성이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 휘도 제어부(1221)를 두어 발광 다이오드에 인가되는 전원의 진폭을 일정하게 유지한 상태에서 발광 다이오드에 공급되는 전원의 펄스 폭을 제어한다. 즉, 일정 진폭의 전원을 공급하되, 전원이 공급되는 시간 길이를 조절하여 발광부 전체의 휘도(명암)를 조절한다.

복수의 휘도 제어부(1221) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 기준전압(Vref)과 제 1 노드(N1)의 전압을 비교하는 전압 비교부(OP1)와, 입력단자(즉, 발광부(1110))와 제 1 노드(N1) 사이에 접속되어 전압 비교부(OP1)의 출력에 따라 구동하는 제 1 트랜지스터(TR1)와, 제 1 노드(N1)와 접지 전원 사이에 접속되어 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 구동하는 제 2 트랜지스터(TR2)를 구비한다. 전압 비교부(OP1)는 OP 엠프를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, OP 엠프의 비반전단자(+)는 기준 전압 입력단에 접속되고, 반전단자(-)는 제 1 노드(N1)에 접속된다. 복수의 휘도 제어부(1221)에 제공되는 기준 전압(Vref)은 동일하다.

상술한 회로 설명은 휘도 제어부(1221)의 일 예를 설명한 것으로, 본 발명의 휘도 제어부(1221)은 이에 한정되지 않는다. 즉, 휘도 제어부(1221)는 복수의 발광부(1110) 각각에 인가된 전원을 균일하게 유지하는 전원 제어부와, 복수의 발광부(1110) 각각에 공급되는 전원의 펄스 폭을 변경하여 발광부(1110) 내의 발광 다이오드의 발광 휘도를 자유롭게 조절하는 휘도 조절부를 포함한다. 이외에 발광 다이오드를 구비하는 발광부(1110) 각각의 명암을 자유롭게 조절할 수 있는 다양한 회로가 사용될 수 있다. 예를 들어 휘도 제어부(1221)는 커런트 밀러를 구비하여 복수의 발광부(1110)에 흐르는 전류의 진폭을 균일하게 할 수 있다. 커런트 밀러는 다양한 회로 조합으로 제작될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)는 구형파 형태의 펄스이다. 따라서, 휘도 제어부(1221)는 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)의 로직 하이 구간 동안 발광부(1110)가 발광하도록 한다. 그리고, 로직 하이 구간의 펄스 폭을 조절하여 발광부(1110)의 밝기를 조절한다.

상술한 전압 전류원(1210)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 제어 신호(Cs)를 생성하는 동작 제어부(1212)와, 제어 신호(Cs)에 따라 동작하고 구동 전원을 생성하는 전원 컨버터부(1211)를 구비한다. 이때, 전압 전류원(1210)은 IC 칩 형태로 제작되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지않고, 동작 제어부(1212)와 전원 컨버터부(1211) 각각이 IC 칩 형태로 제작되어 광원(1100)과 전기적으로 연결될 수도 있다.

전압 전류원(1210)은 광원(1100)이 발광하지 않는 구간(즉, 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)가 로직 로우인 구간)을 감지하고, 상기 구간 동안 전원 컨버터부(1211)의 동작을 정지시켜 전력 소모를 줄일 수 있다. 만일 광원(1100)이 발광하지 않는 구간 동안 계속하여 전압 전류원(1210)이 동작하는 경우, 전압 전류원(1210)은 상기 구간 동안 계속하여 구동 전원을 생성하게 되고, 이때 생성되는 구동 전원은 광원(1100) 내의 발광부(1110)를 발광시키지 못하고 소비된다. 이로인해 전력 소모가 커지는 문제가 발생한다. 하지만, 본 실시예에서는 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)를 이용하여 광원(1100)이 발광하지 않는 구간을 검출하고, 검 출 결과에 따라 전압 전류원(1210)의 동작이 순간 정지되는 대기 모드 상태를 유지하도록 한다.

동작 제어부(1212)는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)의 논리 합 및/또는 논리 곱을 통해 제어 신호(Cs)를 생성한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 동작 제어부(1212)는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)의 논리합을 통해 제어 신호(Cs)를 생성한다. 동작 제어부(1212)는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)를 입력 받는 논리합 게이트(OR)를 포함한다.

이를 통해 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4) 모두가 로직 로우 상태일 때 동작 제어부(1212)는 로직 로우 레벨을 갖는 제어 신호(Cs)를 전원 컨버터부(1211)에 공급한다. 이를 통해 전원 컨버터부(1211)의 동작이 정지되는 대기 상태가 된다. 여기서, 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)가 로직 로우인 경우에는 해당 휘도 제어 신호를 인가받는 휘도 제어부(1221)에 의해 해당 발광부(1110)가 발광하지 않는다. 따라서, 모든 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)가 로직 로우 상태일 경우에는 광원(1100) 내의 모든 발광부(1110)가 발광하지 않음을 의미한다. 즉, 광원이 발광하지 않는 구간임을 지칭한다. 따라서, 본 실시예에서는 이 구간을 동작 제어부(1212)를 통해 감지한다. 즉, 동작 제어부(1212)는 적어도 하나의 발광부(1110)가 발광할 경우(즉, 적어도 하나의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)가 로직 하이 상태)에는 로직 하이 레벨의 제어 신호(Cs)를 전원 컨버터부(1211)에 공급한다. 이를 통해 전원 컨버터부(1211)는 정상동작을 한다. 그러나 모든 발광부(1110)가 발광하지 않을 경우(즉, 모든 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)가 로직 로우 상태)에 동작 제어부(1212)는 로직 로우 레벨의 제어 신호(Cs)를 전원 컨버터부(1211)에 공급한다. 이를 통해 전원 컨버터부(1211)는 동작하지 않게 된다. 이로인해 전원 컨버터부(1211)에 의한 전력 소모를 줄일 수 있다. 상술한 설명에서는 제어 신호(Cs)의 로직 레벨이 로직 로우인 경우 전원 컨버터부(1211)가 동작하지 않음을 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 제어 신호(Cs)가 로직 하이인 경우에 전원 컨버터부(1211)가 동작하지 않을 수 있다. 그리고, 제어 신호(Cs)의 로직 상태는 인버터와 같은 신호 레벨을 변화시키는 수단에 의해 바뀔 수 있다. 예를 들어 상기 전원 컨버터부(1211)는 로직 하이 신호에서 동작하지 않고, 제어 신호(Cs)가 로직 로우 레벨을 갖는 경우, 인버터를 이용하여 제어 신호(Cs)의 로직 레벨을 변경시킨 다음 변경된 신호를 전원 컨버터부(1211)에 제공할 수 있다.

여기서 동작 제어부(1212)는 도 5의 회로도에 도시된 바와 같이 4개의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4) 입력단과 출력단 사이에 각기 마련된 4개의 다이오드(D10, D20, D30, D40)를 구비한다. 즉, 4개의 다이오드(D10, D20, D30, D40)의 에노드는 각기 휘도 제어 신호 입력단에 접속되고, 케소드는 출력단에 접속된다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 동작 제어부(1212)는 낸드(NAND) 게이트 또는 노아(NOR) 게이트를 사용할 수 있다.

여기서, 전원 컨버터부(1211)는 동작 제어부(1212)의 제어 신호(Cs)에 따라 동작하여 펄스 신호(Ps)를 생성하는 펄스 신호 생성부(1211-1)와, 상기 펄스 신호(Ps)에 따라 인가된 외부 직류 전원(Pin)을 변화시켜 출력하는 출력부를 구비한다.

여기서, 출력부는 입력 직류 전원(Pin)의 전압을 승압시켜 출력 전원으로 출력한다. 이러한 출력부는 도 4에 도시된 바와 같이 외부 직류 전원 입력단과 제 10 노드(N10) 사이에 마련된 인덕터(L1)와, 제 10 노드(N10)와 접지 전원 사이에 마련되고, 펄스 신호(Ps)에 따라 동작하는 제 10 트랜지스터(TR10)와, 제 10 노드(N10)와 직류 전원 출력단 사이에 마련된 정류 다이오드(D1)와 상기 직류 전원 출력단과 접지 전원 사이에 마련된 커패시터(C1)를 포함한다.

펄스 신호(Ps)에 의해 제 10 트랜지스터(TR10)가 턴온되면 입력 직류 전원과 전원 전압 사이에 전류 패스가 형성된다. 이로인해 인덕터(L1)에 흐르는 전류량이 시간에 비례하여 증가한다. 입력 전원이 인덕터(L1)에 흐르면서 그 에너지가 인덕터(L1)에 저장된다. 그리고, 펄스 신호(Ps)에 의해 제 10 트랜지스터(T10)가 턴오프되면 입력 전원과 전원 전압 사이의 전류 패스가 차단되고, 인덕터(L1)에 흐르는 전류가 차단된다. 이로인해 인덕터(L1)에서 높은 에너지의 역 기전력에 의해 고전압이 발생된다. 상기 고전압은 정류 다이오드(D1)를 턴온시켜 인덕터(L1)에 자기장으로 축전되어 있던 전류를 정류 다이오드(D1)을 통해 흐르게 하여 커패시터(C1)에 전하가 충전되도록 한다. 이와 같이 커패시터(C1)에 충전된 전압은 광원에 제공되는 전원으로 사용된다.

펄스 신호 생성부(1211-1)는 전원 전압과 제어 신호(Cs)에 따라 구동하여 구형파 펄스 신호를 발생시킨다. 그리고, 펄스 신호 생성부(1211-1)는 이 구형파 펄스의 듀티비를 조절하여 전원 컨버터부(1211)가 일정한 직류 전압을 출력하도록 할 수 있다. 그리고, 펄스 신호 생성부(1211-1)의 구형파 펄스의 듀티비 조절을 위해 출력부로부터 피드백 신호를 제공받을 수도 있다.

물론 본 실시예에 따른 전원 컨버터부(1211)는 상술한 회로에 한정되지 않고 다양한 변형예가 가능하다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 전원 컨버터부(1211)는 동작 제어부(1212)의 제어 신호(Cs)에 따라 동작하고 외부 전원 입력단과 인덕터(L1) 사이에 마련된 스위치부(S1)를 구비할 수 있다. 상기 스위치부(S1)는 트랜지스터나 전송 게이트와 같이 소정의 신호에 따라 전원(신호)의 전송을 제어하는 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 스위치부(S1)가 제어 신호(Cs)에 따라 온/오프 되어 전원 컨버터부로 인가되는 외부 전원의 입력을 제어한다. 예를 들어 상기 스위치부(S1)가 트랜지스터를 포함하는 경우를 생각하면 다음과 같다. 이때, 제어 신호(Cs)가 로직 하이인 경우(문턱 전압보다 높은 경우)에는 트랜지스터가 턴온되어 외부 전원을 인덕터(L1)에 제공하게 되어 전원 컨버터부(1211)는 정상 동작을 한다. 그러나 제어 신호(Cs)가 로직 로우인 경우(문턱 전압보다 낮은 경우)에는 트랜지스터가 턴오프되어 외부 전원의 공급이 차단된다. 따라서, 제어 신호(Cs)를 통해 전원 컨버터부(1211) 전체의 동작을 제어할 수 있게 된다. 여기서, 상기 스위치부(S1)의 위치는 이에 한정되지 않고 인덕터(L1)와 정류 다이오드(D1) 사이 및/또는 정류 다이오드와 출력 단자 사이에도 위치할 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 실시예의 광원 모듈의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

복수의 발광부(1110)를 갖는 광원(1100)에 구동 전원을 제공하는 전원 컨버터부(1211)에 직류 전원과 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)를 제공하고, 다 채널 전류 제어부(1220)에 상기 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)를 제공하여 복수의 발광부(1110)의 휘도를 조절한다. 그리고, 상기 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 상기 전원 컨버터부의 동작을 제어한다.

즉, 외부 시스템으로부터 전원 컨버터부(1211)는 직류 전원을 제공받고, 동작 제어부(1212)와 다채널 전류 제어부(1220)는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)를 제공받는다.

동작 제어부(1212)는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 제어 신호(Cs)를 생성한다. 동작 제어부(1212)는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)의 로직 레벨에 따라 제어 신호(Cs)의 로직 레벨을 변경한다. 예를 들어 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4) 모두가 로직 로우일 경우에 로직 로우의 제어 신호(Cs)를 생성하고, 나머지 경우에는 로직 하이의 제어 신호(Cs)를 생성한다.

전원 컨버터부(1211)는 로직 하이의 제어 신호(Cs)가 인가되면 정상 동작을 수행한다. 즉, 외부 직류 전원을 이용하여 구동 전원을 생성한다. 그리고, 전원 컨버터부(1211)는 생성된 구동 전원을 복수의 발광부(1110)에 제공한다. 복수의 발광부(1110)에 제공된 구동 전원에 의해 복수의 발광부(1110)가 발광한다. 여기서, 다채널 전류 제어부(1220)는 복수의 발광부(1110) 각각에 흐르는 전류량을 동일하게 유지한다. 또한, 다채널 전류 제어부는 로직 하이 구간의 펄스 폭이 가변되는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 따라 복수의 발광부(1110) 각각의 휘도를 제어한다.

또한, 전원 컨버터부(1211)는 로직 로우의 제어 신호(Cs)가 인가되면 동작이 정지된다. 이로인해 복수의 발광부(1110)에는 구동 전원이 인가되지 않는다. 여기서, 다채널 전류 제어부(1220)는 로직 로우 레벨을 갖는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4)에 의해 복수의 발광부(1110)의 휘도가 가장 낮은 상태가 되도록 한다. 즉, 복수의 발광부(1110) 모두가 발광하지 않는 상태(예를 들어, 암흑상태)가 된다. 이때, 본 실시예에서는 복수의 발광부(1110)에 구동 전원이 인가되지 않기 때문에 복수의 발광부(1110)는 발광하지 않는다.

상술한 설명에서는 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4) 모두가 로직 로우인 경우에 로직 로우의 제어 신호(Cs)를 생성하였다. 그리고, 제어 신호(Cs)가 로직 로우 레벨일 경우 전원 컨버터부(1211)가 구동하지 않는다. 물론 이에 한정되지 않고, 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4) 모두가 로직 하이인 경우에 로직 하이의 제어 신호(Cs)를 생성할 수도 있다. 그리고, 제어 신호(Cs)가 로직 하이 레벨일 경우 전원 컨버터부(1211)가 구동하지 않을 수도 있다. 또한, 복수의 휘도 제어 신호(PWM1 내지 PWM4) 모두가 로직 로우인 경우에 로직 하이의 제어 신호(Cs)를 생성할 수도 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도.

도 2는 일 실시예에 따른 광원 모듈을 설명하기 위한 블록도.

도 3은 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어부의 회로도.

도 4는 일 실시예에 따른 전압 전류원의 블록도.

도 5는 일 실시예에 따른 동작 제어부의 회로도.

도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 전압 전류원의 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 표시 패널 200 : 게이트 구동부

300 : 데이터 구동부 400 : 구동 전압 생성부

500 : 신호 제어부 1000 : 광원 모듈

1100 : 광원 1200 : 광원 제어부

1210 : 전압 전류원 1220 : 다채널 전류 제어부

1211 : 전원 컨버터부 1212 : 동작 제어부

1221 : 휘도 제어부

Claims (19)

1. 복수의 발광부를 구비하되, 상기 복수의 발광부는 병렬 배치되고, 상기 각 발광부는 직렬 배치되는 복수의 발광 다이오드를 포함하는 광원;

   디밍 신호인 복수의 휘도 제어 신호에 따라 구동하여 상기 광원에 구동 전원을 공급하는 전압 전류원; 및

   상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각의 휘도를 조절하는 다채널 전류 제어부를 포함하되,

   상기 전압 전류원은 상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 제어 신호를 생성하는 동작 제어부와

   상기 제어 신호에 따라 동작하여 상기 광원에 구동 전원을 제공하는 전원 컨버터부를 포함하고,

   상기 광원이 발광하지 않을 때, 상기 전원 컨버터부의 동작이 정지되는 광원 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 복수의 발광부 각각은 복수의 발광 다이오드를 포함하는 광원 모듈.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 복수의 휘도 제어 신호 각각은 펄스 폭 변조 신호를 사용하는 광원 모듈.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 다채널 전류 제어부는,

   상기 복수의 발광부 각각에 인가된 전원을 균일하게 유지하는 전원 제어부와,

   상기 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각에 공급되는 전원의 펄스 폭을 제어하는 휘도 조절부를 포함하는 광원 모듈.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 전원 제어부는 커런트 밀러를 사용하고, 상기 휘도 조절부는 상기 휘도 제어 신호에 따라 구동하여 상기 복수의 발광부와 접지 전원 사이를 도통시키는 트랜지스터를 사용하는 광원 모듈.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 동작 제어부는 상기 복수의 휘도 제어 신호의 논리 조합을 통해 상기 제어 신호를 생성하는 광원 모듈.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 동작 제어부는 상기 복수의 휘도 제어 신호 모두가 로직 로우일 때 상기 전원 컨버터부의 동작을 정지시키는 상기 제어 신호를 생성하는 광원 모듈.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 전원 컨버터부는,

   상기 제어 신호에 따라 동작하여 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호 생성부와,

   상기 펄스 신호에 따라 인가된 외부 전원을 변화시켜 출력하는 출력부를 포함하는 광원 모듈.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 전원 컨버터부는,

    상기 제어 신호에 따라 외부 전원의 입력을 제어하는 스위치부와,

    상기 외부 전원에 따라 상기 구동 전원을 생성하는 출력부를 포함하는 광원 모듈.
11. 구동 전원을 복수의 발광부에 제공하고, 상기 복수의 발광부에 접속된 다채널 전류 제어부에 디밍 신호인 복수의 휘도 제어 신호를 제공하여 상기 복수의 발광부를 발광시키고,

    상기 복수의 휘도 제어 신호를 이용하여 상기 구동 전원을 상기 복수의 발광부에 제공하는 전압 전류원의 동작을 제어하되, 상기 복수의 발광부는 병렬 배치되고, 상기 각 발광부는 직렬 배치되는 복수의 발광 다이오드를 포함하되,

    상기 전압 전류원은 상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 제어 신호를 생성하는 동작 제어부와

    상기 제어 신호에 따라 동작하여 광원에 구동 전원을 제공하는 전원 컨버터부를 포함하고,

    상기 광원이 발광하지 않을 때, 상기 전원 컨버터부의 동작이 정지되는 광원 모듈의 구동 방법.
12. 청구항 11에 있어서,

    복수의 휘도 제어 신호의 로직 레벨에 따라 그 로직 레벨이 가변되는 제어 신호를 생성하고,

    상기 제어 신호의 로직 레벨에 따라 상기 전압 전류원의 동작을 제어하는 광원 모듈의 구동 방법.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 복수의 휘도 제어 신호 모두가 로직 로우일 경우 상기 제어 신호가 로직 로우 또는 로직 하이가 되는 광원 모듈의 구동 방법.
14. 청구항 11에 있어서,

    상기 복수의 휘도 제어 신호 각각은 상기 복수의 발광부 각각에 대응하고,

    상기 다채널 전류 제어부는 상기 복수의 휘도 제어 신호의 로직 하이 구간의 펄스 폭의 넓이에 따라 해당 발광부의 휘도를 제어하는 광원 모듈의 구동 방법.
15. 표시 패널;

    상기 표시 패널의 동작을 제어하는 제어부;

    상기 표시 패널에 광을 제공하고, 복수의 발광부를 구비하되, 상기 복수의 발광부는 병렬 배치되고, 상기 각 발광부는 직렬 배치되는 복수의 발광 다이오드를 포함하는 광원;

    디밍 신호인 복수의 휘도 제어 신호에 따라 구동하여 상기 광원에 구동 전원을 공급하는 전압 전류원; 및

    상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각의 휘도를 조절하는 다채널 전류 제어부를 포함하되,

    상기 전압 전류원은 상기 복수의 휘도 제어 신호에 따라 제어 신호를 생성하는 동작 제어부와

    상기 제어 신호에 따라 동작하여 상기 광원에 구동 전원을 제공하는 전원 컨버터부를 포함하고,

    상기 광원이 발광하지 않을 때, 상기 전원 컨버터부의 동작이 정지되는 표시 장치.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 복수의 휘도 제어 신호 각각은 펄스 폭 변조 신호를 사용하는 표시 장치.
17. 청구항 15에 있어서,

    상기 다채널 전류 제어부는,

    상기 복수의 발광부 각각에 인가된 전원을 균일하게 유지하는 전원 제어부와,

    상기 휘도 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부 각각에 공급되는 전원의 펄스 폭을 제어하는 휘도 조절부를 포함하는 표시 장치.
18. 삭제
19. 청구항 15에 있어서,

    상기 전압 전류원 및 상기 다채널 전류 제어부 중 적어도 하나는 IC 칩 형태로 제작된 표시 장치.

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