KR102033896B1 - Apparatus and method for driving of back light, display apparatus including the same - Google Patents

Apparatus and method for driving of back light, display apparatus including the same Download PDF

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Abstract

백 라이트의 색좌표 변화를 최소화하면서 광 효율을 향상시킬 수 있는 본 발명에 따른 백 라이트 구동 장치는 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백 라이트; 스위칭 소자의 스위칭에 따라 생성되는 구동 전압을 출력하는 전압 공급부; 상기 전압 공급부로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭을 조절하여 상기 백 라이트에 공급하는 진폭 조절부; 및 상기 구동 전압에 대응되는 센싱 전류 값에 기초하여 상기 백 라이트가 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동되도록 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하는 백 라이트 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A backlight driving apparatus according to the present invention capable of improving light efficiency while minimizing change in color coordinates of a backlight includes: a backlight including a plurality of light emitting diodes connected in series; A voltage supply unit configured to output a driving voltage generated according to the switching of the switching element; An amplitude adjusting unit for adjusting the amplitude of the driving voltage output from the voltage supply unit and supplying the amplitude to the backlight; And a backlight controller configured to control the voltage supply unit and the amplitude adjuster so that the backlight is driven in a direct current driving method or a pulse width modulation driving method based on a sensing current value corresponding to the driving voltage. do.

Description

백 라이트 구동 장치 및 구동 방법, 이를 이용한 표시 장치{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING OF BACK LIGHT, DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}Backlight driving device and driving method, display device using the same {APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING OF BACK LIGHT, DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 백 라이트 구동 장치 및 구동 방법, 이를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight driving device, a driving method, and a display device using the same.

백 라이트(Back Light)는 디스플레이 패널 또는 광고용 도광판에 광을 조사하는 광원으로서, 기존에는 광원으로서 냉음극선관 램프(CCFL)를 사용하였으나, 냉음극선관 램프를 사용할 경우, 수은 사용으로 인하여 환경 유해 문제가 발생할 수 있으며, 응답속도가 15ms 정도로 느리고, 색재현성이 NTSC 대비 75% 정도가 낮다. 또한 사전에 설정된 백색광을 생성하는 등 여러 문제점이 발생하기 때문에, 최근 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 소자가 광원으로서 더욱 각광받고 있다.Back Light is a light source that irradiates light to a display panel or a light guide plate for advertisement. In the past, a cold cathode ray tube lamp (CCFL) was used as a light source. However, when a cold cathode ray tube lamp is used, environmental hazards are caused by mercury. The response speed is about 15ms and the color reproducibility is about 75% lower than that of NTSC. In addition, since various problems, such as generating a predetermined white light occurs, in recent years, a light emitting diode (LED) element has been in the spotlight as a light source.

발광 다이오드는 냉음극선관 램프와 비교할 때, 친환경적이며, 응답 속도가 수 나노(Nano) 초로서 고속 응답이 가능하며, 임펄스(Impulse) 구동이 가능하며, 색재현성이 80%에서 100% 이상이다.Compared with the cold cathode tube lamp, the light emitting diode is environmentally friendly, has a response speed of several nanoseconds, enables high-speed response, impulse driving, and color reproducibility of 80% to 100% or more.

발광 다이오드는 직류(DC) 구동 방식 또는 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 구동될 수 있다.The light emitting diode may be driven by a direct current (DC) driving method or a pulse width modulation (PWM) method.

직류 구동 방식은 발광 다이오드에 공급되는 구동 전압의 진폭을 가변하는 방식이고, 펄스 폭 변조 구동 방식은 고정된 진폭을 가지는 상기 구동 전압의 펄스 폭을 가변하는 방식이다.The DC driving method is a method of varying the amplitude of the driving voltage supplied to the light emitting diode, and the pulse width modulation driving method is a method of varying the pulse width of the driving voltage having a fixed amplitude.

한편, 종래의 백 라이트 구동 장치는 직류(DC) 방식보다는 발광 다이오드의 광량을 조절하여 백 라이트의 휘도를 임의로 조절할 수 있는 장점을 가지는 펄스 폭 변조 구동 방식을 채택하고 있다.Meanwhile, the conventional backlight driving apparatus adopts a pulse width modulation driving method having an advantage of arbitrarily adjusting the brightness of the backlight by controlling the amount of light of the light emitting diode rather than the direct current (DC) method.

도 1은 직류 구동 방식과 펄스 폭 변조 구동 방식의 전류에 따른 광효율의 변화를 나타내는 도면이고, 도 2는 직류 구동 방식과 펄스 폭 변조 구동 방식의 전류에 따른 색좌표의 Y축(Cy) 변화를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a change in light efficiency according to the current of the direct current driving method and the pulse width modulation driving method, Figure 2 is a change in the Y-axis (Cy) of the color coordinates according to the current of the direct current driving method and the pulse width modulation driving method Drawing.

도 1 및 도 2에서 알 수 있듯이, 발광 다이오드를 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동할 경우, 발광 다이오드에 흐르는 전류(Current)에 따른 발광 다이오드의 색좌표의 Y축(Cy) 변화 폭이 작으나, 광 효율(lm/W)이 직류 구동 방식에 비해 상대적으로 낮다는 문제점이 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, when the LED is driven by a pulse width modulation driving method, the width of change in the Y axis Cy of the color coordinate of the LED according to the current flowing through the LED is small, but the light efficiency is small. There is a problem that (lm / W) is relatively low compared to the DC driving method.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 백 라이트의 색좌표 변화를 최소화하면서 광 효율을 향상시킬 수 있는 백 라이트 구동 장치 및 구동 방법, 이를 이용한 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and a technical object of the present invention is to provide a backlight driving apparatus and a driving method capable of improving light efficiency while minimizing the change in color coordinates of the backlight, and a display device using the same.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical task of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below, or from such description and description will be clearly understood by those skilled in the art.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 백 라이트 구동 장치는 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백 라이트; 스위칭 소자의 스위칭에 따라 생성되는 구동 전압을 출력하는 전압 공급부; 상기 전압 공급부로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭을 조절하여 상기 백 라이트에 공급하는 진폭 조절부; 및 상기 구동 전압에 대응되는 센싱 전류 값에 기초하여 상기 백 라이트가 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동되도록 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하는 백 라이트 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a backlight driving apparatus including: a backlight including a plurality of light emitting diodes connected in series; A voltage supply unit configured to output a driving voltage generated according to the switching of the switching element; An amplitude adjusting unit for adjusting the amplitude of the driving voltage output from the voltage supply unit and supplying the amplitude to the backlight; And a backlight controller configured to control the voltage supply unit and the amplitude adjuster so that the backlight is driven in a direct current driving method or a pulse width modulation driving method based on a sensing current value corresponding to the driving voltage. do.

상기 백 라이트 제어부는 상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 이상일 경우, 상기 백 라이트가 직류 구동 방식에 따라 구동되도록 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하여 상기 구동 전압의 진폭을 조절하고, 상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 미만일 경우, 상기 백 라이트가 펄스 폭 변조 구동 방식에 따라 구동되도록 상기 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하여 상기 구동 전압의 펄스 폭을 조절하는 것을 특징으로 한다.When the sensing current value is greater than or equal to a set reference current value, the backlight controller controls the voltage supply unit and the amplitude adjusting unit according to a backlight dimming signal so that the backlight is driven according to a DC driving method, thereby adjusting the amplitude of the driving voltage. And adjust the voltage supply unit and the amplitude adjuster according to the backlight dimming signal so that the backlight is driven according to a pulse width modulation driving scheme when the sensing current value is less than a predetermined reference current value. It is characterized by adjusting the width.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 액정셀을 포함하는 표시 패널; 외부로부터의 입력 데이터를 분석하여 백 라이트 디밍 신호를 생성하고 상기 입력 데이터에 대응되는 영상을 상기 표시 패널에 표시하는 패널 구동부; 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백 라이트의 구동에 따라 상기 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛; 및 상기 백 라이트를 구동하는 상기 백 라이트 구동 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a display device including: a display panel including a plurality of liquid crystal cells formed in regions defined by intersections of a plurality of gate lines and a plurality of data lines; A panel driver configured to analyze input data from an external source to generate a backlight dimming signal and to display an image corresponding to the input data on the display panel; A backlight unit for irradiating light to the display panel according to driving of a backlight including a plurality of light emitting diodes connected in series; And the backlight driving device for driving the backlight.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 백 라이트 구동 방법은 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백 라이트 구동 방법에 있어서, 스위칭 소자의 스위칭에 따라 구동 전압을 출력하는 단계(A); 및 상기 구동 전압에 대응되는 센싱 전류 값에 기초하여 상기 스위칭 소자의 스위칭 및 상기 구동 전압의 진폭을 조절하여 백 라이트를 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동하는 단계(B)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a backlight driving method including a plurality of light emitting diodes connected in series, the method comprising: outputting a driving voltage according to switching of a switching element; And driving (B) a backlight by using a direct current driving method or a pulse width modulation driving method by adjusting the switching of the switching element and the amplitude of the driving voltage based on a sensing current value corresponding to the driving voltage. It is characterized by.

상기 단계(B)는 상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 이상일 경우, 상기 백 라이트가 직류 구동 방식에 따라 구동되도록 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 구동 전압의 진폭을 조절하고, 상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 미만일 경우, 상기 백 라이트가 펄스 폭 변조 구동 방식에 따라 구동되도록 상기 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 구동 전압의 펄스 폭을 조절하는 것을 특징으로 한다.In the step (B), when the sensing current value is greater than or equal to a set reference current value, the amplitude of the driving voltage is adjusted according to a backlight dimming signal so that the backlight is driven according to a DC driving method, and the sensing current value is set. When the reference current value is less than, the pulse width of the driving voltage is adjusted according to the backlight dimming signal so that the backlight is driven according to the pulse width modulation driving scheme.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 백 라이트 구동 장치 및 구동 방법, 이를 이용한 표시 장치는 백 라이트에 공급되는 전류의 크기에 따라 백 라이트를 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동함으로써 백 라이트의 색좌표 변화를 최소화하면서 광 효율을 향상시킬 수 있다.According to the means for solving the above problems, the backlight driving apparatus and driving method according to the present invention, the display device using the same by driving the backlight in a direct current drive method or a pulse width modulation drive method according to the magnitude of the current supplied to the backlight The light efficiency can be improved while minimizing the color coordinate change of the backlight.

도 1은 직류 구동 방식과 펄스 폭 변조 구동 방식의 전류에 따른 광효율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 직류 구동 방식과 펄스 폭 변조 구동 방식의 전류에 따른 색좌표의 Y축(Cy) 변화를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 백 라이트 제어부의 제어에 따라 백 라이트에 공급되는 구동 전압의 진폭 및 펄스 폭 변화를 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백 라이트 제어부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 백 라이트 구동 장치에 있어서, 전류에 따른 광효율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 백 라이트 구동 장치에 있어서, 전류에 따른 색좌표의 Y축(Cy) 변화를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a change in light efficiency according to the current of the direct current driving method and the pulse width modulation driving method.
2 is a diagram illustrating a change in the Y-axis Cy of the color coordinates according to the current of the DC driving method and the pulse width modulation driving method.
3 is a view for explaining a backlight driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram illustrating changes in amplitude and pulse width of a driving voltage supplied to a backlight under the control of the backlight controller of FIG. 3.
5 is a view for explaining the configuration of the backlight control unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a backlight driving method according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a change in light efficiency with a current in the backlight driving apparatus of the present invention.
8 is a diagram illustrating a change in the Y axis Cy of the color coordinates according to the current in the backlight driving apparatus of the present invention.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. The meaning of the terms described herein will be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and the terms “first”, “second”, and the like are intended to distinguish one component from another. The scope of the rights shall not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the term "comprises" or "having" does not preclude the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term "at least one" should be understood to include all combinations which can be presented from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of a first item, a second item, and a third item" means two items of the first item, the second item, and the third item, as well as two of the first item, the second item, and the third item, respectively. A combination of all items that can be presented from more than one.

이하에서는 본 발명에 따른 백 라이트 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a backlight driving device and a display device including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 구동 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 백 라이트 제어부의 제어에 따라 백 라이트에 공급되는 구동 전압의 진폭 및 펄스 폭 변화를 나타내는 파형도이다.3 is a view illustrating a backlight driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 illustrates changes in amplitude and pulse width of a driving voltage supplied to a backlight under control of the backlight controller of FIG. 3. It is a wave form figure.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 구동 장치(100)는 구동 전압(VLED)을 생성하여 출력하는 전압 공급부(120), 백 라이트(110)가 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동되도록 상기 전압 공급부(120)를 제어하는 백 라이트 제어부(130), 및 백 라이트 제어부(130)의 제어에 따라 상기 구동 전압(VLED)의 진폭(AMDC, AMPWM)을 조절하는 진폭 조절부(140)를 포함한다.3 and 4, the backlight driving apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a voltage supply unit 120 and a backlight 110 that generate and output a driving voltage V LED . Alternatively, the backlight controller 130 controls the voltage supply unit 120 to be driven by a pulse width modulation driving method, and the amplitude of the driving voltage V LED under the control of the backlight controller 130 (AM DC , AM). Amplitude control unit 140 for adjusting the PWM ).

상기 백 라이트(110)는 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드(LED)를 가지는 적어도 하나의 발광 다이오드(LA)를 포함한다. 이러한, 백 라이트(110)는 전압 공급부(120)로부터 공급되는 구동 전압(VLED)에 의해 흐르는 전류에 의해 발광 다이오드(LED)들이 발광함으로써 소정의 휘도를 가지는 광을 영상 표시 패널, 영상 표시 장치의 도광판, 또는 광고용 도광판에 광을 조사한다.The backlight 110 includes at least one light emitting diode LA having a plurality of light emitting diodes LED connected in series. The backlight 110 emits light having a predetermined luminance by emitting light from the light emitting diodes (LEDs) by a current flowing by the driving voltage (V LED ) supplied from the voltage supply unit 120. Light is irradiated to the light guide plate or the light guide plate for advertisement.

상기 전압 공급부(120)는 입력 전압(Vcc)을 이용해 백 라이트 제어부(130)의 스위칭 제어 신호(SCS)에 따라 구동 전압(VLED)을 생성하여 백 라이트(110)에 공급한다. 일 예로서, 상기 전압 공급부(120)는 인덕터(L), 다이오드(D), 커패시터(C), 및 스위칭 소자(Psw)를 포함한다. 이러한 구성을 가지는 전압 공급부(120)는 스위칭 소자(Psw)의 스위칭에 따라 인덕터(L)에 저장된 에너지를 다이오드(D)를 통해 출력하고, 커패시터(C)를 통해 승압하여 구동 전압(VLED)을 생성한다.The voltage supply unit 120 generates a driving voltage V LED according to the switching control signal SCS of the backlight controller 130 using the input voltage Vcc and supplies the generated driving voltage V LED to the backlight 110. As an example, the voltage supply unit 120 includes an inductor L, a diode D, a capacitor C, and a switching element Psw. The voltage supply unit 120 having such a configuration outputs energy stored in the inductor L through the diode D according to the switching of the switching element Psw, and boosts the voltage through the capacitor C to drive the voltage V LED . Create

상기 인덕터(L)는 입력 전압(Vcc) 라인과 제 1 노드(N1) 사이에 접속되어 입력 전압(Vcc)에 의한 전류의 변화량에 대응되는 전압을 저장한다.The inductor L is connected between the input voltage Vcc line and the first node N1 to store a voltage corresponding to the amount of change of current caused by the input voltage Vcc.

상기 다이오드(D)는 제 1 노드(N1)와 출력 노드(No) 사이에 접속되어 스위칭 소자(Psw)의 스위칭에 따라 인덕터(L)로부터 공급되는 전압을 정류하여 출력한다. 여기서, 다이오드(D)는 역류방지용 다이오드로써, 인덕터(L)로부터 공급되는 전압이 출력 노드(N2)로 공급되도록 한다.The diode D is connected between the first node N1 and the output node No to rectify and output the voltage supplied from the inductor L according to the switching of the switching element Psw. Here, the diode (D) is a reverse flow prevention diode, so that the voltage supplied from the inductor (L) is supplied to the output node (N2).

상기 커패시터(C)는 스위칭 소자(Psw)의 스위칭에 따라 인덕터(L)로부터 다이오드(D)를 통해 공급되는 전압을 충전하거나, 충전된 전압을 구동 전압(VLED)으로써 출력 노드(No)로 출력한다.The capacitor C charges the voltage supplied from the inductor L through the diode D according to the switching of the switching element Psw, or transfers the charged voltage to the output node No by the driving voltage V LED . Output

상기 스위칭 소자(Psw)는 백 라이트 제어부(130)로부터 공급되는 스위칭 제어 신호(SCS)에 따라 스위칭됨으로써 인덕터(L)에 저장된 에너지가 커패시터(C)에 충전되거나 커패시터(C)에 충전된 전압이 구동 전압(VLED)으로서 백 라이트(110)로 공급되도록 한다. 이때, 스위칭 제어 신호(SCS)는 상기 스위칭 소자(Psw)를 턴-온시키기 위한 듀티 온(Duty On) 구간과 듀티 오프(Duty Off) 구간을 가지며, 상기 듀티 온 구간이 일정한 주기 내에서 가변되는 펄스 폭 변조 신호이다.The switching element Psw is switched according to the switching control signal SCS supplied from the backlight controller 130 so that the energy stored in the inductor L is charged in the capacitor C or the voltage charged in the capacitor C is reduced. The driving voltage V LED is supplied to the backlight 110. In this case, the switching control signal SCS has a duty on period and a duty off period for turning on the switching element Psw, and the duty on period is varied within a predetermined period. Pulse width modulated signal.

상기 백 라이트 제어부(130)는 전압 공급부(120)의 출력 노드(No)에 접속되어 전압 공급부(120)로부터 백 라이트(110)로 공급되는 구동 전압(VLED)에 대응되는 센싱 전류 값(Isensing)을 생성하고, 센싱 전류 값(Isensing)과 설정된 기준 전류 값(Iref)에 기초하여 상기 백 라이트(110)가 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동되도록 전압 공급부(120)의 스위칭 소자(Psw)의 스위칭을 제어하고, 이와 동시에 진폭 조절부(140)를 제어한다. 즉, 상기 백 라이트 제어부(130)는 센싱 전류 값(Isensing)이 기준 전류 값(Iref) 이상일 경우, 상기 백 라이트(110)가 직류 구동 방식으로 구동되도록 전압 공급부(120)의 스위칭 소자(Psw)의 스위칭을 제어하고, 이와 동시에 외부로부터 공급되는 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 따라 진폭 조절부(140)를 제어하여 백 라이트(110)에 공급되는 구동 전압(VLED)의 진폭(AMDC)을 제어한다. 반면에, 상기 백 라이트 제어부(130)는 센싱 전류 값(Isensing)이 기준 전류 값(Iref) 미만일 경우, 상기 백 라이트(110)가 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동되도록 전압 공급부(120)의 스위칭 소자(Psw)의 스위칭을 제어하고, 이와 동시에 진폭 조절부(140)를 제어하여 백 라이트(110)에 공급되는 구동 전압(VLED)의 진폭을 설정된 기준 진폭(AMPWM)으로 제어한다.The backlight controller 130 is connected to an output node No of the voltage supply unit 120 and senses a sensing current value corresponding to a driving voltage V LED supplied from the voltage supply unit 120 to the backlight 110. And a switching element of the voltage supply unit 120 so that the backlight 110 is driven in a direct current driving method or a pulse width modulation driving method based on the sensing current value Isensing and the set reference current value Iref. The switching of Psw is controlled, and at the same time, the amplitude adjusting unit 140 is controlled. That is, when the sensing current value Isensing is equal to or greater than the reference current value Iref, the backlight controller 130 switches the switching element Psw of the voltage supply unit 120 so that the backlight 110 is driven in a DC driving manner. controlling the switching, and at the same time the amplitude of the driving voltage (V LED) to be supplied to the backlight dimming signal (dIM) to control the amplitude control unit 140, a backlight 110 in accordance with supplied from an external source (AM DC) To control. On the other hand, when the sensing current value Isensing is less than the reference current value Iref, the backlight controller 130 switches the switching element of the voltage supply unit 120 so that the backlight 110 is driven in a pulse width modulation driving method. The switching of Psw is controlled, and at the same time, the amplitude adjusting unit 140 is controlled to control the amplitude of the driving voltage V LED supplied to the backlight 110 to the set reference amplitude AM PWM .

상기 진폭 조절부(140)는 백 라이트 제어부(130)로부터 공급되는 제 1 또는 제 2 진폭 설정 신호(ASS1, ASS2)에 따라 전압 공급부(120)로부터 공급되는 구동 전압(VLED)의 진폭(AMDC, AMPWM)을 조절한다.The amplitude adjusting unit 140 may have an amplitude AM of the driving voltage V LED supplied from the voltage supply unit 120 according to the first or second amplitude setting signals ASS1 and ASS2 supplied from the backlight control unit 130. DC , AM PWM )

구체적으로, 상기 진폭 조절부(140)는 백 라이트 제어부(130)로부터 제 1 진폭 설정 신호(ASS1)가 공급되면, 상기 제 1 진폭 설정 신호(ASS1)에 따라 구동 전압(VLED)의 진폭(AMDC)을 기준 진폭(AMPWM) 이상으로 조절한다. 반면에, 백 라이트 제어부(130)로부터 제 2 진폭 설정 신호(ASS2)가 공급되면, 상기 제 2 진폭 설정 신호(ASS2)에 대응되는 구동 전압(VLED)의 진폭이 기준 진폭(AMPWM)을 가지도록 조절한다.In detail, when the first amplitude setting signal ASS1 is supplied from the backlight control unit 130, the amplitude adjusting unit 140 outputs an amplitude of the driving voltage V LED according to the first amplitude setting signal ASS1. Adjust AM DC ) above the reference amplitude (AM PWM ). On the other hand, when the second amplitude setting signal ASS2 is supplied from the backlight control unit 130, the amplitude of the driving voltage V LED corresponding to the second amplitude setting signal ASS2 is equal to the reference amplitude AM PWM . Adjust to have.

일 실시 예에 따른 상기 진폭 조절부(140)는 연산 증폭기(140a), 및 피드백 전압 설정부(140b)를 포함하여 구성될 수 있다.The amplitude adjusting unit 140 according to an embodiment may include an operational amplifier 140a and a feedback voltage setting unit 140b.

상기 연산 증폭기(140a)는 전압 공급부(120)로부터 구동 전압(VLED)이 공급되는 비반전 단자(+), 피드백 전압 설정부(140b)로부터 피드백 전압(Vfb)이 공급되는 반전 단자(-), 및 백 라이트(110)에 접속된 출력 단자(Vo)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 연산 증폭기(140a)는 입력되는 구동 전압(VLED)과 피드백 전압(Vfb)에 기초하여 구동 전압(VLED)의 전압 레벨, 즉 진폭(AMDC, AMPWM)을 조절하여 출력 단자(Vo)로 출력한다.The operational amplifier 140a includes a non-inverting terminal (+) to which the driving voltage V LED is supplied from the voltage supply unit 120, and an inverting terminal (−) to which the feedback voltage Vfb is supplied from the feedback voltage setting unit 140b. , And an output terminal Vo connected to the backlight 110. The operational amplifier 140a adjusts the voltage level of the driving voltage V LED , that is, the amplitude AM DC and AM PWM , based on the input driving voltage V LED and the feedback voltage Vfb. )

상기 피드백 전압 설정부(140b)는 상기 연산 증폭기(140a)의 출력 단자(Vo)로부터 피드백되는 구동 전압(VLED)의 전압 레벨을 제 1 또는 제 2 진폭 설정 신호(ASS1, ASS2)에 따라 조절하여 피드백 전압(Vfb)을 생성하고, 생성된 피드백 전압(Vfb)을 연산 증폭기(140a)의 반전 단자(-)에 공급한다. 예를 들어, 상기 피드백 전압 설정부(140b)는 연산 증폭기(140a)의 반전 단자(-)와 상기 출력 단자(Vo) 사이에 병렬 접속된 복수의 병렬 저항(미도시), 및 제 1 또는 제 2 진폭 설정 신호(ASS1, ASS2)에 따라 복수의 병렬 저항 중 어느 하나를 선택하여 피드백되는 구동 전압(VLED)의 전압 레벨을 조절해 피드백 전압(Vfb)을 생성하는 저항 선택기(미도시)로 이루어질 수 있다.The feedback voltage setting unit 140b adjusts the voltage level of the driving voltage V LED fed back from the output terminal Vo of the operational amplifier 140a according to the first or second amplitude setting signals ASS1 and ASS2. The feedback voltage Vfb is generated, and the generated feedback voltage Vfb is supplied to the inverting terminal (−) of the operational amplifier 140a. For example, the feedback voltage setting unit 140b may include a plurality of parallel resistors (not shown) connected in parallel between the inverting terminal (−) of the operational amplifier 140a and the output terminal Vo, and the first or the first voltage. 2 is a resistor selector (not shown) that selects one of a plurality of parallel resistors according to the amplitude setting signals ASS1 and ASS2 to adjust the voltage level of the feedback driving voltage V LED to generate a feedback voltage Vfb. Can be done.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백 라이트 제어부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the configuration of the backlight control unit according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백 라이트 제어부(130)는 전류 센싱부(131), 제 1 비교부(133), 듀티 설정부(135), 진폭 설정부(137), 및 스위칭 제어 신호 생성부(139)를 포함한다.3 to 5, the backlight controller 130 according to an embodiment of the present invention may include a current sensing unit 131, a first comparator 133, a duty setting unit 135, and an amplitude setting unit ( 137, and a switching control signal generator 139.

상기 전류 센싱부(131)는 상기 진폭 조절부(140)의 출력 단자(Vo)에 접속되어 백 라이트(110)로 공급되는 구동 전압(VLED)에 대응되는 전류를 센싱하고, 센싱된 센싱 전류 값(Isensing)을 제 1 비교부(133)에 공급한다.The current sensing unit 131 is connected to the output terminal Vo of the amplitude adjusting unit 140 to sense a current corresponding to the driving voltage V LED supplied to the backlight 110, and sensed sensing current The value Isensing is supplied to the first comparator 133.

상기 제 1 비교부(133)는 상기 전류 센싱부(131)로부터 공급되는 센싱 전류 값(Isensing)과 설정된 기준 전류 값(Iref)을 비교하여 비교 신호(CS)를 생성한다. 즉, 상기 제 1 비교부(133)는 센싱 전류 값(Isensing)이 기준 전류 값(Iref) 이상일 경우, 제 1 비교 신호(CS1)를 생성하고, 센싱 전류 값(Isensing)이 기준 전류 값(Iref) 미만일 경우, 제 2 비교 신호(CS2)를 생성한다.The first comparator 133 generates a comparison signal CS by comparing the sensing current value Isensing supplied from the current sensing unit 131 with a set reference current value Iref. That is, the first comparison unit 133 generates the first comparison signal CS1 when the sensing current value Isensing is greater than or equal to the reference current value Iref, and the sensing current value Isensing is the reference current value Iref. Less than), a second comparison signal CS2 is generated.

한편, 상기 기준 전류 값(Iref)은 사용자 또는 사람이 백 라이트(110)의 광효율 및 색좌표의 Y축 변화량을 인지할 수 있는 최소한의 범위로 설정되는 것으로, 백 라이트(110)의 광효율 및 색좌표의 Y축 변화량에 따른 시감 특성 및 인지 특성을 측정하는 사전 실험을 통해 사전에 설정되어 메모리에 저장되어 있다.On the other hand, the reference current value (Iref) is set to the minimum range that the user or person can recognize the light efficiency of the backlight 110 and the Y-axis change amount of the color coordinates, the light efficiency and color coordinates of the backlight 110 It is set in advance and stored in memory through a preliminary experiment to measure the visual and cognitive characteristics according to the Y-axis variation.

구체적으로, 발광 다이오드(LED)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 흐르는 전류 값이 증가할수록 광효율 및 색좌표의 Y축 변화량이 낮아지는 특성이 있기 때문에 이러한 특성을 이용한 사전 실험을 통해 상기 기준 전류 값(Iref)이 설정되게 된다. 상기 기준 전류 값(Iref)의 설정 방법을 설명하면 다음과 같다.Specifically, as shown in FIG. 1, the light emitting diode (LED) has a characteristic that the amount of change in the Y-axis of light efficiency and color coordinates decreases as the current value increases, and thus the reference current value is obtained through a preliminary experiment using such a characteristic. (Iref) is set. A method of setting the reference current value Iref is described below.

먼저, 광학 기기를 이용하여 백 라이트(110)의 최대 전류 값에 대한 색좌표의 Y축 변화량의 하한 값(도 8의 "Cyl" 참조)을 측정한 후, 백 라이트(110)에 흐르는 전류를 서서히 단계적으로 감소시키면서 전류의 세기에 따른 색좌표의 Y축 변화량을 측정 및 기록한다. 이어서, 측정된 색좌표의 Y축 변화량의 하한 값으로부터 0.008 이상인 Y축 변화량(도 8의 "Cyh" 참조)에 대응되는 전류 값을 기준 전류 값(Iref)으로 설정하여 메모리에 저장한다. 이때, 색좌표 변화량에 민감한 사용자 또는 사람의 색좌표 인지 특성을 고려할 때, 상기 기준 전류 값(Iref)은 색좌표의 Y축 변화량의 하한 값으로부터 0.008인 Y축 변화량(도 8의 "Cyh" 참조)에 대응되는 전류 값으로 설정되는 것이 바람직하다.First, the lower limit value (see “Cyl” in FIG. 8) of the color coordinate with respect to the maximum current value of the backlight 110 is measured using an optical device, and then the current flowing through the backlight 110 is gradually measured. While decreasing step by step, measure and record the change in the Y-axis of the color coordinates according to the current intensity. Subsequently, a current value corresponding to a Y-axis change amount (see “Cyh” in FIG. 8) that is 0.008 or more from the lower limit value of the Y-axis change amount of the measured color coordinates is set as the reference current value Iref and stored in the memory. In this case, when considering the color coordinate recognition characteristic of the user or person sensitive to the color coordinate change amount, the reference current value Iref corresponds to the Y axis change amount (see “Cyh” in FIG. 8) that is 0.008 from the lower limit of the Y axis change amount of the color coordinate. It is preferable to set the current value to be.

상기 듀티 설정부(135)는 상기 제 1 비교부(133)로부터 공급되는 제 1 비교 신호(CS1) 또는 제 2 비교 신호(CS2)에 기초하여 제 1 또는 제 2 듀티 설정 전압(Vduty1, Vduty2)을 생성하고, 생성된 제 1 또는 제 2 듀티 설정 전압(Vduty1, Vduty2)을 스위칭 제어 신호 생성부(139)에 공급한다.The duty setting unit 135 may have a first or second duty setting voltage Vduty1 or Vduty2 based on the first comparison signal CS1 or the second comparison signal CS2 supplied from the first comparison unit 133. , And supplies the generated first or second duty setting voltages Vduty1 and Vduty2 to the switching control signal generator 139.

구체적으로, 상기 듀티 설정부(135)는 상기 제 1 비교부(133)로부터 제 1 비교 신호(CS1)가 공급되면, 백 라이트(110)를 직류 구동 방식으로 구동하기 위한 제 1 듀티 설정 전압(Vduty1)을 생성한다. 반면에, 상기 듀티 설정부(135)는 상기 제 1 비교부(133)로부터 제 2 비교 신호(CS2)가 공급되면, 외부로부터 공급되는 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 기초하여 백 라이트(110)를 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동하기 위한 제 2 듀티 설정 전압(Vduty2)을 생성한다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 상기 듀티 설정부(135)가 제 1 및 제 2 듀티 설정 전압(Vduty1, Vuty2)을 생성하는 것으로 설명하였지만, 실질적으로 상기 듀티 설정부(135)는 비교 신호(CS1, CS2)와 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 따라 전압 레벨이 결정되는 하나의 듀티 설정 전압을 생성하게 된다. 예를 들어, 상기 듀티 설정부(135)는 제 1 비교 신호(CS1)가 공급되면, 100%의 듀티 온 구간을 가지는 스위칭 제어 신호(SCS)가 상기 스위칭 제어 신호 생성부(139)에서 출력되도록 하기 위한 듀티 설정 전압을 생성한다. 반면에, 상기 듀티 설정부(135)는 제 2 비교 신호(CS2)가 공급되면, 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 대응되는 100%미만의 듀티 온 구간을 가지는 스위칭 제어 신호(SCS)가 상기 스위칭 제어 신호 생성부(139)에서 출력되도록 하기 위한 듀티 설정 전압을 생성한다.In detail, when the first comparison signal CS1 is supplied from the first comparison unit 133, the duty setting unit 135 supplies a first duty setting voltage for driving the backlight 110 in a DC driving manner. Create Vduty1). On the other hand, when the second comparison signal CS2 is supplied from the first comparison unit 133, the duty setting unit 135 receives the backlight 110 based on the backlight dimming signal DIM supplied from the outside. Generates a second duty setting voltage Vduty2 for driving the pulse width modulation driving method. Here, for the convenience of description, the duty setting unit 135 has been described as generating the first and second duty setting voltages Vduty1 and Vuty2. However, the duty setting unit 135 substantially includes the comparison signal CS1. , CS2) and one duty setting voltage having a voltage level determined according to the backlight dimming signal DIM. For example, when the first comparison signal CS1 is supplied, the duty setting unit 135 outputs a switching control signal SCS having a duty on period of 100% from the switching control signal generator 139. To generate a duty setting voltage. On the other hand, when the second comparison signal CS2 is supplied with the duty setting unit 135, the switching control signal SCS having a duty on period of less than 100% corresponding to the backlight dimming signal DIM is switched. A duty setting voltage is generated to be output from the control signal generator 139.

상기 진폭 설정부(137)는 상기 제 1 비교부(133)로부터 공급되는 제 1 비교 신호(CS1) 또는 제 2 비교 신호(CS2)에 기초하여 백 라이트(110)에 공급되는 구동 전압(VLED)의 진폭을 설정하기 위한 제 1 또는 제 2 진폭 설정 신호(ASS1, ASS2)를 생성하여 진폭 조절부(140)를 제어한다.The amplitude setting unit 137 is a driving voltage V LED supplied to the backlight 110 based on the first comparison signal CS1 or the second comparison signal CS2 supplied from the first comparison unit 133. Amplitude control unit 140 is controlled by generating first or second amplitude setting signals ASS1 and ASS2 for setting the amplitude of.

구체적으로, 상기 진폭 설정부(137)는 상기 제 1 비교부(133)로부터 제 1 비교 신호(CS1)가 공급되면, 상기 구동 전압(VLED)의 진폭을 외부로부터 공급되는 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 대응되는 진폭(AMDC)으로 조절하기 위한 제 1 진폭 설정 신호(ASS1)를 생성하여 진폭 조절부(140)를 제어한다. 반면에, 상기 진폭 설정부(137)는 상기 제 1 비교부(133)로부터 제 2 비교 신호(CS2)가 공급되면, 상기 구동 전압(VLED)의 진폭을 설정된 기준 진폭(AMPWM)으로 조절하기 위한 제 2 진폭 설정 신호(ASS2)를 생성하여 진폭 조절부(140)를 제어한다. 여기서, 상기 기준 진폭(AMPWM)은 상기 직류 구동 방식에 따른 구동 전압(VLED)의 최소 진폭(AMDC - LOW)과 동일하게 설정될 수 있다.In detail, when the first comparison signal CS1 is supplied from the first comparator 133, the amplitude setting unit 137 receives a backlight dimming signal supplied from the outside with the amplitude of the driving voltage V LED . The amplitude adjusting unit 140 is controlled by generating a first amplitude setting signal ASS1 for adjusting to the amplitude AM DC corresponding to the DIM. On the other hand, when the second comparison signal CS2 is supplied from the first comparison unit 133, the amplitude setting unit 137 adjusts the amplitude of the driving voltage V LED to the set reference amplitude AM PWM . The second amplitude setting signal ASS2 is generated to control the amplitude adjusting unit 140. The reference amplitude AM PWM may be set equal to the minimum amplitude AM DC - LOW of the driving voltage V LED according to the DC driving method.

상기 스위칭 제어 신호 생성부(139)는 상기 듀티 설정부(135)로부터 공급되는 제 1 및 제 2 듀티 설정 전압(Vduty1, Vduty2)에 기초하여 0% 내지 100%의 듀티 온 구간을 가지는 스위칭 제어 신호(SCS)를 생성하여 전압 공급부(120)의 스위칭 소자(Psw)를 스위칭시킨다. 이를 위해, 상기 스위칭 제어 신호 생성부(139)는 삼각파 발생기(139a), 및 제 2 비교부(139b)를 포함하여 구성된다.The switching control signal generation unit 139 has a switching control signal having a duty on period of 0% to 100% based on the first and second duty setting voltages Vduty1 and Vduty2 supplied from the duty setting unit 135. A SCS is generated to switch the switching element Psw of the voltage supply unit 120. To this end, the switching control signal generator 139 includes a triangular wave generator 139a and a second comparator 139b.

삼각파 발생기(139a)는 일정한 주파수를 가지는 삼각파(CW)를 생성하여 제 2 비교부(139b)에 공급한다.The triangular wave generator 139a generates a triangular wave CW having a constant frequency and supplies it to the second comparator 139b.

제 2 비교부(139b)는 삼각파(CW)에 기초하여 상기 듀티 설정부(135)로부터 공급되는 제 1 및 제 2 듀티 설정 전압(Vduty1, Vduty2)에 따른 듀티 온 구간과 듀티 오프 구간을 가지는 스위칭 제어 신호(SCS)를 생성하여 스위칭부(Psw)에 공급한다.The second comparator 139b is configured to have a duty-on period and a duty-off period according to the first and second duty setting voltages Vduty1 and Vduty2 supplied from the duty setting unit 135 based on the triangle wave CW. The control signal SCS is generated and supplied to the switching unit Psw.

구체적으로, 제 2 비교부(137b)는 상기 제 1 듀티 설정 전압(Vduty1)이 공급될 경우, 상기 제 1 듀티 설정 전압(Vduty1)에 따라 100%의 듀티 온 구간을 가지는 스위칭 제어 신호(SCS)를 생성하여 전압 공급부(120)의 스위칭 소자(Psw)를 스위칭시킴으로써 전압 공급부(120)로부터 출력되는 구동 전압(VLED)가 직류 형태가 되도록 한다. 반면에, 제 2 비교부(137b)는 상기 제 2 듀티 설정 전압(Vduty1)이 공급될 경우, 상기 제 2 듀티 설정 전압(Vduty2)에 따라 100%미만의 듀티 온 구간을 가지는 스위칭 제어 신호(SCS)를 생성하여 전압 공급부(120)의 스위칭 소자(Psw)를 스위칭시킴으로써 전압 공급부(120)로부터 출력되는 구동 전압(VLED)가 펄스 폭 변조 형태가 되도록 한다.Specifically, when the first duty set voltage Vduty1 is supplied, the second comparator 137b has a switching control signal SCS having a duty on period of 100% according to the first duty set voltage Vduty1. Is generated to switch the switching element (Psw) of the voltage supply unit 120 so that the driving voltage (V LED ) output from the voltage supply unit 120 is a direct current form. On the other hand, when the second duty set voltage Vduty1 is supplied, the second comparator 137b has a switching control signal SCS having a duty-on period of less than 100% according to the second duty set voltage Vduty2. ) By switching the switching element Psw of the voltage supply unit 120 so that the driving voltage V LED output from the voltage supply unit 120 becomes a pulse width modulation type.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a backlight driving method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 도 3 및 도 4와 결부하여 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.6 and 3 illustrate a backlight driving method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 백 라이트(110)로 공급되는 구동 전압(VLED)에 대응되는 전류를 센싱하여 센싱 전류 값(Isensing)을 생성한다(S100).First, a sensing current value Isensing is generated by sensing a current corresponding to the driving voltage V LED supplied to the backlight 110 (S100).

그런 다음, 상기 센싱 전류 값(Isensing)과 설정된 기준 전류 값(Iref)을 비교한다(S110).Then, the sensing current value Isensing is compared with the set reference current value Iref (S110).

만약, S110 단계에서, 상기 센싱 전류 값(Isensing)이 기준 전류 값(Iref) 이상일 경우(S110 단계의 "Yes"), 외부로부터 공급되는 백 라이트 디밍 신호에 따라 구동 전압(VLED)의 진폭을 조절하여 백 라이트(100)를 직류 구동 방식으로 구동한다(S120).If the sensing current value Isensing is equal to or greater than the reference current value Iref in step S110 (“Yes” in step S110), the amplitude of the driving voltage V LED is determined according to the backlight dimming signal supplied from the outside. By adjusting, the backlight 100 is driven by a direct current driving method (S120).

반면에, S110 단계에서, 상기 센싱 전류 값(Isensing)이 기준 전류 값(Iref) 미만일 경우, 구동 전압(VLED)의 진폭을 기준 진폭으로 조절하고 이와 동시에 백 라이트 디밍 신호에 따라 구동 전압(VLED)의 펄스 폭을 변조하여 백 라이트(100)를 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동한다(S130).On the other hand, in step S110, when the sensing current value Isensing is less than the reference current value Iref, the amplitude of the driving voltage V LED is adjusted to the reference amplitude and at the same time, the driving voltage V according to the backlight dimming signal. The backlight 100 is driven by a pulse width modulation driving method by modulating the pulse width of the LED (S130).

그런 다음, 전술한 S100 단계 내지 S130 단계를 반복적으로 수행하여 백 라이트(110)에 공급되는 구동 전압(VLED)에 따른 센싱 전류 값(Isensing)의 크기(또는 세기)에 따라 백 라이트(110)를 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동한다.Then, the backlight 110 may be repeatedly operated according to the magnitude (or intensity) of the sensing current value Isensing according to the driving voltage V LED supplied to the backlight 110 by repeatedly performing the above steps S100 to S130. Is driven by a direct current drive method or a pulse width modulation drive method.

도 7은 본 발명의 백 라이트 구동 장치에 있어서, 전류에 따른 광효율의 변화를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 백 라이트 구동 장치에 있어서, 전류에 따른 색좌표의 Y축(Cy) 변화를 나타내는 도면이다.7 is a view showing a change in light efficiency with a current in the backlight driving apparatus of the present invention, Figure 8 is a change in the Y-axis (Cy) of the color coordinates according to the current in the backlight driving device of the present invention Drawing.

도 7 및 도 8에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 백 라이트 구동 장치 및 구동 방법은 백 라이트에 공급되는 전류의 크기에 따라 백 라이트를 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동함으로써 종래의 단일 펄스 폭 변조 구동 방식 대비 광 효율(lm/W)이 향상(도 7의 빗금 영역)되고, 전류에 따른 색좌표의 Y축 상하 변화량(Cyh)과 하한 변화량(Cyl)의 차이(Cyh-Cyl)가 0.005로 감소됨을 알 수 있고, 이러한 색좌표의 Y축 변화량은 사용자에 의해 인지되지 않는 범위이다.As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the backlight driving apparatus and the driving method according to the present invention drive the backlight by a direct current driving method or a pulse width modulation driving method according to the magnitude of the current supplied to the backlight. Compared to the pulse width modulation driving method, the light efficiency (lm / W) is improved (hatched area in FIG. 7), and the difference (Cyh-Cyl) between the Y-axis up-down change amount (Cyh) and the lower limit change amount (Cyl) of the color coordinate according to the current is It can be seen that it is reduced to 0.005, the amount of change in the Y-axis of the color coordinates is a range not recognized by the user.

도 9는 본 발명의 일 실시에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for describing a display device according to an exemplary embodiment.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(300), 패널 구동부(400), 백 라이트 유닛(500), 및 백 라이트 구동부(600)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 9, a display device according to an exemplary embodiment includes a display panel 300, a panel driver 400, a backlight unit 500, and a backlight driver 600.

상기 표시 패널(300)은 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소(P)를 포함하여 이루어진다.The display panel 300 includes a plurality of pixels P formed in regions defined by a plurality of gate lines GL and a plurality of data lines DL.

상기 복수의 화소(P) 각각은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 접속된 박막 트랜지스터(미도시) 및 박막 트랜지스터에 접속된 액정셀을 포함하여 이루어진다.Each of the plurality of pixels P includes a thin film transistor (not shown) connected to the gate line GL and the data line DL, and a liquid crystal cell connected to the thin film transistor.

이러한 표시 패널(300)은 각 화소(P)에 공급되는 데이터 전압에 따라 액정셀에 전계를 형성하여 백 라이트 유닛(500)으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.The display panel 300 displays a predetermined image by forming an electric field in the liquid crystal cell according to the data voltage supplied to each pixel P to adjust the transmittance of light emitted from the backlight unit 500.

패널 구동부(400)는 데이터 구동회로부(410), 게이트 구동회로부(420), 및 타이밍 제어부(430)를 포함하여 이루어진다.The panel driver 400 includes a data driver circuit part 410, a gate driver circuit part 420, and a timing controller 430.

상기 데이터 구동회로부(410)는 타이밍 제어부(430)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(430)로부터 입력되는 데이터 신호(R, G, B)를 래치하고, 아날로그 정극성/부극성 감마전압을 이용하여 래치된 데이터 신호를 정극성/부극성 아날로그 화소 전압으로 변환한 후, 극성 제어 신호에 대응되는 극성을 가지는 화소 전압을 생성하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다.The data driving circuit unit 410 latches the data signals R, G, and B input from the timing control unit 430 according to the data control signal DCS supplied from the timing control unit 430. After the latched data signal is converted into a positive / negative analog pixel voltage using the polarity gamma voltage, a pixel voltage having a polarity corresponding to the polarity control signal is generated and supplied to the data lines DL.

상기 게이트 구동회로부(420)는 타이밍 제어부(430)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호를 생성하여 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 구동회로부(420)는 박막 트랜지스터 형성과 동시에 기판상에 형성될 수 있다.The gate driving circuit unit 420 generates a gate signal according to the gate control signal GCS supplied from the timing controller 430 and sequentially supplies the gate signal to the gate lines GL. Here, the gate driving circuit unit 420 may be formed on the substrate at the same time as the thin film transistor is formed.

상기 타이밍 제어부(430)는 외부로부터 입력되는 입력 데이터(RGB)를 표시 패널(300)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 구동회로부(410)에 공급한다.The timing controller 430 arranges the input data RGB input from the outside to be suitable for driving the display panel 300 and supplies the input data RGB to the data driver circuit 410.

또한, 상기 타이밍 제어부(430)는 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)를 이용하여 데이터 구동회로부(410) 및 게이트 구동회로부(420)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성한다. 여기서, 타이밍 동기 신호(TSS)는 수직 동기 신호(Vsync); 수평 동기 신호(Hsync); 데이터 인에이블 신호(Data Enable); 및 도트클럭(DCLK) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse); 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock); 소스 출력 인에이블(Source Output Enable); 및 극성 제어 신호(POL) 등이 될 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse); 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock); 및 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 등이 될 수 있다.In addition, the timing controller 430 uses a timing synchronization signal TSS to input a data control signal DCS and a gate control signal for controlling the operation timing of the data driver circuit unit 410 and the gate driver circuit unit 420. Generate (GCS). Here, the timing synchronization signal TSS is a vertical synchronization signal Vsync; Horizontal sync signal Hsync; A data enable signal; And a dot clock DCLK. The data control signal DCS includes a source start pulse; A source sampling clock; Source Output Enable; And a polarity control signal POL. The gate control signal GCS may include a gate start pulse; Gate Shift Clock; And a gate output enable.

그리고, 상기 타이밍 제어부(430)는 한 프레임의 영상의 밝기에 따라 백 라이트 유닛(500)의 휘도를 제어하기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성하여 백 라이트 유닛(500)에 공급한다. 여기서, 타이밍 제어부(430)는 한 프레임의 입력 데이터(RGB)를 분석하여 평균 영상 레벨을 산출하고, 산출된 평균 영상 레벨에 따른 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성한다. 예를 들어, 평균 영상 레벨에 따라 한 프레임의 영상이 상대적으로 밝은 영상으로 판단될 경우, 백 라이트 유닛(500)의 휘도를 감소시키기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성하고, 반대로 평균 영상 레벨에 따라 한 프레임의 영상이 상대적으로 어두운 영상으로 판단될 경우, 백 라이트 유닛(500)의 휘도를 증가시키기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성할 수 있다.The timing controller 430 generates a backlight dimming signal DIM for controlling the brightness of the backlight unit 500 according to the brightness of an image of one frame, and supplies the generated backlight dimming signal DIM to the backlight unit 500. Here, the timing controller 430 analyzes the input data RGB of one frame to calculate an average image level, and generates a backlight dimming signal DIM according to the calculated average image level. For example, when it is determined that an image of one frame is a relatively bright image according to the average image level, a backlight dimming signal DIM is generated to reduce the brightness of the backlight unit 500, and conversely, the average image level is generated. Accordingly, when it is determined that the image of one frame is a relatively dark image, the backlight dimming signal DIM may be generated to increase the luminance of the backlight unit 500.

상기 백 라이트 유닛(500)은 복수의 발광 다이오드의 발광을 이용해 표시 패널(300)에 광을 조사한다. 이러한, 백 라이트 유닛(500)은 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드(LED)로 이루어지는 적어도 하나의 발광 다이오드 어레이를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 백 라이트 유닛(500)은 에지형 백 라이트 유닛 또는 직하형 백 라이트 유닛이 될 수 있다. The backlight unit 500 irradiates light to the display panel 300 using light emission of a plurality of light emitting diodes. The backlight unit 500 includes at least one LED array including a plurality of LEDs connected in series. In this case, the backlight unit 500 may be an edge type backlight unit or a direct type backlight unit.

상기 백 라이트 구동부(60)는 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 기초하여 상기 백 라이트 유닛(500), 즉 발광 다이오드 어레이를 구동하는 것으로, 이러한 백 라이트 구동부(600)는 도 3 내지 도 8을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 구동 장치(100)와 동일하게 구성되므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The backlight driver 60 drives the backlight unit 500, that is, the light emitting diode array based on the backlight dimming signal DIM. The backlight driver 600 refers to FIGS. 3 to 8. Since the same as the backlight driving device 100 according to an embodiment of the present invention described above, duplicate description thereof will be omitted.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical matters of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

110: 백 라이트 120: 전압 공급부
130: 백 라이트 제어부 131: 전류 센싱부
133: 제 1 비교부 135: 듀티 설정부
137: 진폭 설정부 139: 스위칭 제어 신호 생성부
140: 진폭 조절부 300: 표시 패널
400: 패널 구동부 410: 데이터 구동 회로부
420: 게이트 구동 회로부 430: 타이밍 제어부
500: 백 라이트 유닛 600: 백 라이트 구동부110: backlight 120: voltage supply
130: backlight control unit 131: current sensing unit
133: first comparison unit 135: duty setting unit
137: amplitude setting unit 139: switching control signal generator
140: amplitude adjustment unit 300: display panel
400: panel driver 410: data driver circuit
420: gate driving circuit unit 430: timing control unit
500: backlight unit 600: backlight drive unit

Claims (12)

직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백 라이트;
스위칭 소자의 스위칭에 따라 생성되는 구동 전압을 출력하는 전압 공급부;
상기 전압 공급부와 상기 백 라이트 사이에 접속된 진폭 조절부; 및
상기 구동 전압에 대응되는 센싱 전류 값에 기초하여 상기 백 라이트가 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동되도록 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하는 백 라이트 제어부를 포함하며,
상기 진폭 조절부는 상기 백라이트 제어부의 제어에 따라 상기 전압 공급부로부터 상기 백 라이트에 공급되는 상기 구동 전압의 진폭을 조절하는, 백 라이트 구동 장치.A backlight including a plurality of light emitting diodes connected in series;
A voltage supply unit configured to output a driving voltage generated according to the switching of the switching element;
An amplitude control unit connected between the voltage supply unit and the backlight; And
A backlight controller configured to control the voltage supply unit and the amplitude adjuster so that the backlight is driven in a direct current driving method or a pulse width modulation driving method based on a sensing current value corresponding to the driving voltage,
And the amplitude adjusting unit adjusts an amplitude of the driving voltage supplied from the voltage supply unit to the backlight under control of the backlight control unit. 제 1 항에 있어서,
상기 백 라이트 제어부는
상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 이상일 경우, 상기 백 라이트가 직류 구동 방식에 따라 구동되도록 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하여 상기 구동 전압의 진폭을 조절하고,
상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 미만일 경우, 상기 백 라이트가 펄스 폭 변조 구동 방식에 따라 구동되도록 상기 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하여 상기 구동 전압의 펄스 폭을 조절하는, 백 라이트 구동 장치.The method of claim 1,
The backlight control unit
When the sensing current value is greater than or equal to a set reference current value, the voltage supply unit and the amplitude control unit are controlled according to a backlight dimming signal to adjust the amplitude of the driving voltage according to a backlight dimming signal so that the backlight is driven according to a DC driving method.
When the sensing current value is less than a predetermined reference current value, the pulse width of the driving voltage is controlled by controlling the voltage supply unit and the amplitude adjusting unit according to the backlight dimming signal so that the backlight is driven according to a pulse width modulation driving scheme. Back light drive. 제 2 항에 있어서,
상기 펄스 폭 변조 구동 방식에 따른 상기 구동 전압의 진폭은 상기 직류 구동 방식에 따른 상기 구동 전압의 최소 진폭과 동일한, 백 라이트 구동 장치.The method of claim 2,
And a amplitude of the driving voltage according to the pulse width modulation driving scheme is equal to the minimum amplitude of the driving voltage according to the direct current driving scheme. 제 2 항에 있어서,
상기 기준 전류 값은 상기 백 라이트의 전류에 따른 색좌표의 Y축 변화량이 Y축 하한 변화량으로부터 0.008 이상의 전류 값으로 설정된, 백 라이트 구동 장치.The method of claim 2,
And the reference current value is set to a current value of 0.008 or more from the Y-axis lower limit change amount of the color coordinates according to the current of the backlight. 제 2 항에 있어서,
상기 구동 전압에 대응되는 센싱 전류 값을 생성하는 전류 센싱부;
상기 센싱 전류 값과 설정된 기준 전류 값을 비교하여 비교 신호를 생성하는 비교부;
상기 비교 신호에 기초하여 상기 백 라이트 디밍 신호에 대응되는 듀티 설정 전압을 생성하는 듀티 설정부;
상기 비교 신호에 기초하여 상기 백 라이트 디밍 신호에 대응되는 진폭 설정 신호를 생성하여 상기 진폭 조절부에 공급하는 진폭 설정부; 및
상기 듀티 설정 전압에 따라 0 ~ 100% 범위의 듀티 온 구간을 가지는 스위칭 제어 신호를 생성하여 상기 스위칭 소자를 스위칭시키는 스위칭 제어 신호 생성부를 포함하는, 백 라이트 구동장치.The method of claim 2,
A current sensing unit generating a sensing current value corresponding to the driving voltage;
A comparator configured to generate a comparison signal by comparing the sensing current value with a set reference current value;
A duty setting unit configured to generate a duty setting voltage corresponding to the backlight dimming signal based on the comparison signal;
An amplitude setting unit for generating an amplitude setting signal corresponding to the backlight dimming signal based on the comparison signal and supplying the amplitude setting signal to the amplitude adjusting unit; And
And a switching control signal generator configured to generate a switching control signal having a duty on period in a range of 0 to 100% according to the duty setting voltage to switch the switching element. 제 1 항에 있어서,
상기 진폭 조절부는,
상기 전압 공급부로부터 구동 전압이 공급되는 비반전 단자와 피드백 전압이 공급되는 반전 단자 및 상기 백 라이트에 접속된 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기; 및
상기 연산 증폭기의 출력 단자로부터 피드백되는 구동 전압의 전압 레벨을 상기 백라이트 제어부의 제어에 따라 조절하여 상기 피드백 전압을 생성하는 피드백 전압 설정부를 포함하는, 백 라이트 구동장치.The method of claim 1,
The amplitude control unit,
An operational amplifier including a non-inverting terminal supplied with a driving voltage from the voltage supply unit, an inverting terminal supplied with a feedback voltage, and an output terminal connected to the backlight; And
And a feedback voltage setting unit configured to generate the feedback voltage by adjusting a voltage level of a driving voltage fed back from an output terminal of the operational amplifier under the control of the backlight controller. 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 액정셀을 포함하는 표시 패널;
외부로부터의 입력 데이터를 분석하여 백 라이트 디밍 신호를 생성하고 상기 입력 데이터에 대응되는 영상을 상기 표시 패널에 표시하는 패널 구동부;
직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백 라이트의 구동에 따라 상기 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛; 및
상기 백 라이트를 구동하는 청구항 1 항 내지 청구항 6 항 중 어느 한 항에 백 라이트 구동 장치를 포함하는, 표시 장치.A display panel including a plurality of liquid crystal cells formed in respective regions defined by intersections of the plurality of gate lines and the plurality of data lines;
A panel driver configured to analyze input data from an external source to generate a backlight dimming signal and to display an image corresponding to the input data on the display panel;
A backlight unit for irradiating light to the display panel according to driving of a backlight including a plurality of light emitting diodes connected in series; And
The display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the backlight driving device drives the backlight. 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 갖는 백 라이트를 포함하는 백 라이트 구동 방법에 있어서,
전압 공급부에 포함된 스위칭 소자의 스위칭에 따라 생성되는 구동 전압을 상기 백 라이트로 출력하는 단계(A);
상기 전압 공급부와 상기 백 라이트 사이에 접속된 진폭 조절부를 통해 상기 전압 공급부로부터 상기 백 라이트에 공급되는 상기 구동 전압의 진폭을 조절하는 단계(B); 및
상기 구동 전압에 대응되는 센싱 전류 값에 기초하여 상기 백 라이트가 직류 구동 방식 또는 펄스 폭 변조 구동 방식으로 구동되도록 상기 전압 공급부와 상기 진폭 조절부를 제어하는 단계(B)를 포함하는, 백 라이트 구동 방법.A backlight driving method comprising a backlight having a plurality of light emitting diodes connected in series,
Outputting (A) the driving voltage generated according to the switching of the switching element included in the voltage supply unit to the backlight;
Adjusting (B) an amplitude of the driving voltage supplied from the voltage supply to the backlight via an amplitude adjuster connected between the voltage supply and the backlight; And
And controlling (B) the voltage supply part and the amplitude adjusting part so that the backlight is driven by a direct current driving method or a pulse width modulation driving method based on a sensing current value corresponding to the driving voltage. . 제 8 항에 있어서,
상기 단계(C)는,
상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 이상일 경우, 상기 백 라이트가 직류 구동 방식에 따라 구동되도록 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 구동 전압의 진폭을 조절하고,
상기 센싱 전류 값이 설정된 기준 전류 값 미만일 경우, 상기 백 라이트가 펄스 폭 변조 구동 방식에 따라 구동되도록 상기 백 라이트 디밍 신호에 따라 상기 구동 전압의 펄스 폭을 조절하는, 백 라이트 구동 방법.The method of claim 8,
Step (C) is,
When the sensing current value is greater than or equal to the set reference current value, the amplitude of the driving voltage is adjusted according to a backlight dimming signal so that the backlight is driven according to the DC driving method.
And adjusting the pulse width of the driving voltage according to the backlight dimming signal so that the backlight is driven according to a pulse width modulation driving scheme when the sensing current value is less than a predetermined reference current value. 제 9 항에 있어서,
상기 펄스 폭 변조 구동 방식에 따른 상기 구동 전압의 진폭은 상기 직류 구동 방식에 따른 상기 구동 전압의 최소 진폭과 동일한, 백 라이트 구동 방법.The method of claim 9,
And the amplitude of the driving voltage according to the pulse width modulation driving scheme is equal to the minimum amplitude of the driving voltage according to the direct current driving scheme. 제 10 항에 있어서,
상기 기준 전류 값은 상기 백 라이트의 전류에 따른 색좌표의 Y축 변화량이 Y축 하한 변화량으로부터 0.008 이상의 전류 값으로 설정, 백 라이트 구동 방법.The method of claim 10,
And the reference current value is set to a current value of 0.008 or more from the Y-axis lower limit variation in color coordinates according to the current of the backlight. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진폭 조절부는 상기 전압 공급부로부터 구동 전압이 공급되는 비반전 단자와 피드백 전압 설정부로부터 피드백 전압이 공급되는 반전 단자 및 상기 백 라이트에 접속된 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기를 통해 상기 구동 전압의 진폭을 조절하며,
상기 피드백 전압 설정부는 상기 연산 증폭기의 출력 단자로부터 피드백되는 구동 전압의 전압 레벨을 상기 센싱 전류 값에 기초한 진폭 설정 신호에 따라 조절하여 상기 피드백 전압을 생성하는, 백 라이트 구동방법.The method according to any one of claims 8 to 11,
The amplitude adjusting unit includes an amplitude of the driving voltage through an operational amplifier including a non-inverting terminal supplied with a driving voltage from the voltage supply unit, an inverting terminal supplied with a feedback voltage from a feedback voltage setting unit, and an output terminal connected to the backlight. Adjust the
And the feedback voltage setting unit adjusts a voltage level of a driving voltage fed back from an output terminal of the operational amplifier according to an amplitude setting signal based on the sensing current value to generate the feedback voltage.
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