KR102059075B1 - 발광다이오드 어레이 구동장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법 - Google Patents

발광다이오드 어레이 구동장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광다이오드 어레이 구동장치에 관한 것으로서, 특히, 외부전원공급장치로부터 전원을 공급받아 액정표시장치의 각 구성요소들에서 필요한 전압을 생성하기 위한 전원공급장치가, 발광다이오드 어레이부의 피드백전압에 대응되는 피드백신호를 광원구동장치로부터 전송받아, 상기 피드백신호에 따라 발광다이오드 어레이부로 전송될 출력전압의 크기를 변경시킬 수 있는, 발광다이오드 어레이 구동장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 발광다이오드 어레이 구동장치는, 발광다이오드 어레이부의 피드백전압을 검출하고, 이에 대응되는 피드백신호를 생성하여 출력하며, 상기 발광다이오드 어레이부에 정전류가 흐르도록 하기 위한 광원구동장치; 및 액정표시장치를 구성하는 상기 발광다이오드 어레이부와, 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부, 데이터 구동부로 전송할 제1출력전압 내지 제4출력전압을 생성하며, 상기 광원구동장치로부터 전송되어온 상기 피드백신호에 따라 상기 발광다이오드 어레이부로 전송될 상기 제1출력전압의 크기를 제어하기 위한 전원공급장치를 포함한다.

Description

발광다이오드 어레이 구동장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법{APPARATUS FOR DRIVING LIGHT EMITTING DIODE ARRAY, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME AND ITS DRIVING METHOD}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 백라이트 유닛의 발광다이오드 어레이를 구동시키는, 발광다이오드 어레이 구동장치에 관한 것이다.
액정표시장치에서 광을 조사하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)의 광원으로는, 종래에 널리 이용되던 냉음극선관 램프(CCFL)를 대신하여 발광다이오드(Light Emitting Diode)가 널리 사용되고 있다.
발광다이오드는 냉음극선관 램프와 비교할 때, 친환경적이며, 응답 속도가 수 나노(Nano) 초로서 고속 응답이 가능하고, 임펄스(Impulse) 구동이 가능하며, 색재현성이 80%에서 100% 이상이다.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 2는 종래의 광원구동장치가 적용되는 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
종래의 백라이트 유닛은, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(31)로 구성된 발광다이오드 어레이부(81) 및 발광다이오드 어레이부(81)를 구동시키기 위한 광원구동장치(82)를 포함한다. 광원구동장치(82)는 컨버터(82b) 및 제어장치(82a)를 구비한다.
우선, 발광다이오드 어레이부(81)를 구성하는, n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(31) 각각의 일단은 컨버터(82b)의 출력단에 공통적으로 접속되고, 타단은 저항(Rs)을 통해 기저전원(GND)에 접속된다. 이러한 n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(31)가 적어도 두 개 이상 모여 발광다이오드 어레이부(81)를 형성한다.
다음으로, 광원구동장치(82)의 컨버터(82b)는 외부로부터 공급되는 입력전압(Vin)을 이용하여 제어장치(82a)의 제어에 따라 n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(31)의 구동에 필요한 구동전압(Vd)을 생성하고, 생성된 구동전압(Vd)을 n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(31)에 공급한다. 컨버터(82b)로 입력되는 입력전압(Vin)은 액정표시장치의 전원구동장치(90)로부터 입력된 것이다.
마지막으로, 광원구동장치(82)의 제어장치(82a)는 발광다이오드 어레이(31)들 각각에 정전류가 흐를 수 있도록 하는 한편, 발광다이오드 어레이부(81)로부터 검출된 피드백전압을 이용하여 컨버터(82b)를 제어함으로써, 컨버터(82b)로부터 출력되는 구동전압(Vd)의 레벨을 제어한다.
이를 위해 제어장치(82a)는 도 2에 도시된 바와 같이, 검출용 다이오드(12)를 이용하여 각각의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(31) 별로 피드백전압을 검출하고, 정전류를 제어할 수 있는 제어부(14) 및 검출용 다이오드(12)와 정전류 트랜지스터(11)와 저항(Rs) 등으로 구성되어 제어부(14)와 발광다이오드 어레이부(81)를 연결시키고 있는 회로부를 포함하고 있다.
제어부(14)는 피드백신호 생성기(15) 및 정전류 제어기(16)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 피드백신호 생성기(15)는 각각의 발광다이오드 어레이별로 피드백전압을 검출하여 해당 정보(피드백신호)를 컨버터(82b)로 전송하며, 정전류 제어기(16)는 정전류 트랜지스터(11)를 제어하여 각각의 발광다이오드 어레이(31)에 정전류가 흐르도록 하는 기능을 수행한다.
한편, 상기한 바와 같은 종래의 광원구동장치(82)는 도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 전원공급장치(90)로부터 전원을 공급받아 발광다이오드 어레이부(81)를 구동한다.
전원공급장치(90)는 백라이트 유닛의 광원구동장치(82)뿐만 아니라, 액정표시장치의 각 구성요소들에 전원을 공급하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히, 광원구동장치(82)를 구동하기 위해 Fly-back & LLC converter를 이용하여 24V(DC)를 출력하고 있다.
광원구동장치(82)는 전원공급장치(90)로부터 전송되어온 24V 출력(Vin)을 입력받아, 발광다이오드 어레이부(81)에서 필요로 하는 전압으로 승압 또는 감압하여 발광다이오드 어레이부로 출력한다.
상기한 바와 같이 구성되어 있는 종래의 액정표시장치에서, 전원공급장치(90)는, 전원공급장치에서 출력되는 24V 전압을 컨버터가 센싱(sensing)하여 피드백(Feedback) 시킴으로써 출력전압을 제어하며, 광원구동장치(82)는 제어장치(82a)의 제어부(14)가 발광다이오드 어레이부(81)의 스트링(String) 전압을 센싱(sensing)하여 컨버터(82b)로 피드백(Feedback)시켜 컨버터(82b)가 스트링 전압을 제어하도록 함으로써 출력전압을 제어하고 있다.
상기한 바와 같은 종래의 액정표시장치의 문제점은 다음과 같다.
첫째, 액정표시장치의 각 광원구동장치(82)마다, 컨버터(82b)를 내장시켜야 하므로, 액정표시장치의 제조 비용이 상승된다.
둘째, 광원구동장치(82)의 발열 소스(Source)는 대부분 컨버터(82b)로써, 광원구동장치(82)에 컨버터(82b)가 내장되어 있기 때문에, 컨버터는 광원구동장치(82)의 발열 상승 요인이 된다. 즉, 컨버터(82b)는 인덕터(Inductor) 및 트랜지스터(FET)를 포함하고 있는데, 이러한 전자부품(인덕터 및 트랜지스터)의 경우 흐르는 전류에 제곱으로 손실이 발생하여 발열 원인이 될 수 있다.
셋째, 상기한 바와 같은 광원구동장치(82) 내부의 컨버터의 발열을 고려하여, 광원구동장치(82)의 전체 크기(Driver size)가 커지고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부전원공급장치로부터 전원을 공급받아 액정표시장치의 각 구성요소들에서 필요한 전압을 생성하기 위한 전원공급장치가, 발광다이오드 어레이부의 피드백전압에 대응되는 피드백신호를 광원구동장치로부터 전송받아, 상기 피드백신호에 따라 발광다이오드 어레이부로 전송될 출력전압의 크기를 변경시킬 수 있는, 발광다이오드 어레이 구동장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드 어레이 구동장치는, 발광다이오드 어레이부의 피드백전압을 검출하고, 이에 대응되는 피드백신호를 생성하여 출력하며, 상기 발광다이오드 어레이부에 정전류가 흐르도록 하기 위한 광원구동장치; 및 액정표시장치를 구성하는 상기 발광다이오드 어레이부와, 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부, 데이터 구동부로 전송할 제1출력전압 내지 제4출력전압을 생성하며, 상기 광원구동장치로부터 전송되어온 상기 피드백신호에 따라 상기 발광다이오드 어레이부로 전송될 상기 제1출력전압의 크기를 제어하기 위한 전원공급장치를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하는 패널; 시스템으로부터 입력된 입력영상데이터에 대응되는 화상을 상기 패널에 표시하기 위해, 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부, 데이터 구동부로 구성된 패널 구동부; 상기 표시 패널에 광을 조사하기 위한 발광다이오드 어레이부; 및 상기 발광다이오드 어레이 구동장치를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치 구동방법은, 전원공급장치가 발광다이오드 어레이부, 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부, 데이터 구동부로 전송할 제1출력전압 내지 제4출력전압을 생성하는 단계; 광원구동장치가 상기 발광다이오드 어레이부의 피드백전압을 검출하고, 상기 피드백전압에 대응되는 피드백신호를 생성하여 상기 전원공급장치로 전송하는 단계; 및 상기 전원공급장치가 상기 피드백신호에 따라 상기 제1출력전압의 크기를 변경하여 상기 발광다이오드 어레이부로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 외부전원공급장치로부터 전원을 공급받아 액정표시장치의 각 구성요소들에서 필요한 전압을 생성하기 위한 전원공급장치가, 발광다이오드 어레이부의 피드백전압에 대응되는 피드백신호를 광원구동장치로부터 전송받아, 상기 피드백신호에 따라 발광다이오드 어레이부로 전송될 출력전압의 크기를 변경시킴으로써, 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 액정표시장치의 각 광원구동장치마다, 컨버터를 내장시킬 필요가 없기 때문에, 액정표시장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
둘째, 본 발명은 광원구동장치에 구비되어 있던 컨버터를 제거하는 대신, 전원공급장치에 구비된 컨버터를 이용하여 발광다이오드 어레이부를 구동시킬 전압을 변경시킴으로써, 광원구동장치의 발열 상승 요인을 제거시킬 수 있다.
셋째, 본 발명은 광원구동장치의 발열 상승 요인을 제거시킴으로써, 광원구동장치의 전체 크기(Driver size)를 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 종래의 광원구동장치가 적용되는 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 발광다이오드 어레이 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 5는 도 4에 도시된 전원공급장치 중 제어부와 제1출력전압 생성부의 구성을 구체적으로 나타낸 예시도.
도 6은 도 4에 도시된 광원구동장치의 구성을 구체적으로 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 패널(100), 패널 구동부(200, 300, 400), 백라이트 유닛(800), 전원공급장치(900)를 포함하여 구성된다.
우선, 패널(100)은 상부기판, 하부기판 및 상부기판과 하부기판 사이에 주입되는 액정층을 포함하여 구성된다. 하부기판은, 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소(P)를 포함하여 이루어진다.
복수의 화소(P) 각각은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 접속된 박막 트랜지스터(미도시)를 포함하여 이루어진다.
이러한 패널(100)은 각 화소(P)에 공급되는 화소 전압에 따라 액정층에 전계를 형성하여 백라이트 유닛(800)으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.
다음, 패널 구동부는 데이터 구동부(300), 게이트 구동부(200) 및 타이밍 컨트롤러(400)를 포함하여 이루어진다.
데이터 구동부(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(400)로부터 입력되는 출력영상데이터(R, G, B)를 래치하고, 아날로그 정극성/부극성 감마전압을 이용하여 래치된 출력영상데이터를 정극성/부극성 아날로그 화소 전압으로 변환한 후, 극성 제어신호에 대응되는 극성을 가지는 화소 전압을 생성하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
게이트 구동부(200)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급되는 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 펄스를 생성하여 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 구동부(200)는 박막 트랜지스터 형성과 동시에 기판상에 형성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 외부로부터 입력되는 입력영상데이터(RGB)를 패널(100)의 구동에 알맞도록 정렬하여, 정렬된 출력영상데이터를 데이터 구동부(300)에 공급한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(400)는 입력되는 타이밍 동기신호(TSS)를 이용하여 데이터 구동부(300) 및 게이트 구동부(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)와 게이트 제어신호(GCS)를 생성한다.
타이밍 동기신호(TSS)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable) 및 도트클럭(DCLK) 등을 포함할 수 있다.
데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(Source Output Enable) 및 극성 제어신호(POL) 등을 포함할 수 있다.
게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.
다음, 백라이트 유닛(800)은 발광다이오드(LED)를 이용하여 패널(100)에 광을 조사한다. 이를 위해, 백라이트 유닛(800)은 발광다이오드 어레이부(810) 및 광원구동장치(820)를 포함하여 구성된다.
발광다이오드 어레이부(810)는 전기적으로 직렬 접속된 복수의 발광다이오드(LED)를 가지는 n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 발광다이오드 어레이는 복수의 발광다이오드로 구성된다.
광원구동장치(820)는 발광다이오드 어레이부(810)로 정전류가 흐르도록 하고, 발광다이오드 어레이부로부터 피드백전압(Vfb)을 수신하기 위한 제어부(821) 및 제어부와 연결된 각종 회로들을 포함하여 구성될 수 있다.
광원구동장치(820)는 제어부(810)를 통해 수신된 피드백전압(Vfb)을 피드백신호(FB)로 변환하여 전원구동장치(900)로 전송하며, 전원구동장치(900)로부터 전송되어온 제1출력전압(Vout1)(Vd)을 발광다이오드 어레이부(810)로 공급하는 기능을 수행한다.
마지막으로, 전원공급장치(900)는 시스템의 외부전원공급장치(700)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 이용하여, 액정표시장치의 각 구성요소들에서 필요한 출력전압(Vout1 내지 Vout4)을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다. 즉, 전원공급장치(900)는 백라이트 유닛(800)의 발광다이오드 어레이부(810)의 구동에 필요한 출력전압(Vout1, Vd), 타이밍컨트롤러(T-CON)의 구동에 필요한 출력전압(Vout2), 게이트 구동부의 구동에 필요한 출력전압(Vout3) 및 화소(픽셀)를 구동하는 데이터 구동부(Source D-IC)(300)의 구동에 필요한 출력전압(Vout4)을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.
특히, 전원공급장치(900)는 광원구동장치(820)로부터 전송되어온 피드백신호(FB)에 따라, 발광다이오드 어레이부(810)로 전송할 제1출력전압(Vout1)(백라이트 유닛의 입장에서는 구동전압(Vd)임)(이하, 간단히 '제1출력전압(Vout1)'이라 함)의 크기를 변경시킬 수 있다는 특징을 가지고 있다.
즉, 본 발명에 따른 액정표시장치에서는, 광원구동장치(820)가 발광다이오드 어레이부(810)로부터 검출된 피드백전압(Vfb)을 피드백신호(FB)로 변경하여 전원공급장치(900)로 전송하면, 전원공급장치(900)가 피드백신호(FB)에 따라 제1출력전압(Vout1)의 크기를 변경하여 발광다이오드 어레이부(810)로 전송한다.
본 발명에 따른 발광다이오드 어레이 구동장치는 상기한 바와 같은 광원구동장치(820)와 전원공급장치(900)를 포함하는 것으로서, 이러한 발광다이오드 어레이 구동장치의 세부 구성은 이하에서 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.
도 4는 본 발명에 따른 발광다이오드 어레이 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 전원공급장치 중 피드백제어부(920)와 제1출력전압 생성부(930)의 구성을 구체적으로 나타낸 예시도이며, 도 6은 도 4에 도시된 광원구동장치(820)의 구성을 구체적으로 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 발광다이오드 어레이 구동장치는 상기한 바와 같이, 광원구동장치(820)와 전원공급장치(900)를 포함한다. 백라이트 유닛(800)을 구성하는 광원구동장치(820)가 발광다이오드 어레이부(810)의 피드백전압(Vfb)을 추출하여 피드백신호(FB)를 생성한 후 전원공급장치(900)로 전송하면, 전원공급장치(900)가 피드백신호(FB)에 따라 발광다이오드 어레이부(810)를 구동할 제1출력전압(Vout1)의 레벨을 변경하여 발광다이오드 어레이부(810)로 전송한다.
우선, 도 4 및 도 5를 참조하여 전원공급장치(900)의 구성을 설명하면 다음과 같다.
전원공급장치(900)는 외부전원공급장치(700)와 액정표시장치의 각 구성요소들 사이에 위치한다. 전원공급장치(900)는 외부전원공급장치(700)로부터 액정표시장치로 인가되는 입력전압(Vin)을 기준전압(Vref)과 비교하여, 입력전압이 기준전압보다 작은 경우에는 출력전압(Vout1 내지 Vout4)을 차단시키는 기능을 수행하고, 입력전압(Vin)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에는 광원구동부 등으로 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
이러한 전원공급장치(Power IC)(900)는 저전압 록 아웃 장치 및 기능부를 포함할 수 있다.
저전압 록 아웃 장치는 시스템에 구비되어 있는 외부전원공급장치(700)로부터 입력전압(Vin)을 인가받아, 저전압 여부를 판단하고, 판단결과 저전압이 아닌 경우에는 시스템으로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 기능부로 전달하며, 판단결과 저전압인 경우에는 입력전압(Vin)이 기능부(12)로 전달되는 것을 차단시킴으로써, 기능부 및 백라이트 유닛을 오프시켜 보호하는 기능을 수행한다.
기능부는 저전압 록 아웃 장치로부터 인가된 공급전압을 이용하여 발광다이오드 어레이부(810), 타이밍 컨트롤러(400), 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)로 공급할 제1출력전압 내지 제4출력전압(Vout1 내지 Vout4)을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다. 도 4에 도시된 전원공급장치(900)는 출력전압을 생성하는 기능부를 위주로 하여 도시되어 있다.
상기한 바와 같은 기능을 수행하기 위한 전원공급장치(900)는 도 4에 도시된 바와 같이, 발광다이오드 어레이부(810)로 전송될 제1출력전압(Vout1)을 생성하기 위한 제1출력전압 생성부(930), 타이밍 컨트롤(400)로 전송될 제2출력전압(Vout2)과, 게이트 구동부(200)로 전송될 제3출력전압(Vout3)과, 데이터 구동부(300)로 전송될 제4출력전압(Vout4)을 생성하기 위한 제2출력전압 생성부(940) 및 제2출력전압 생성부(940)로부터 수신된 피드백신호를 이용하여 제2출력전압 생성부의 출력전압들의 크기를 제어하며, 광원구동장치(820)로부터 수신된 피드백신호(FB)를 이용하여 제1출력전압 생성부의 제1출력전압(Vout1)의 크기를 제어하기 위한 피드백제어부(920)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1출력전압 생성부(930) 및 제2출력전압 생성부(940)는 상기한 바와 같이, 제1출력전압(Vout1) 내지 제4출력전압(Vout4)을 출력하기 위한 것으로서, 변압기를 이용하여 다양한 형태로 구성될 수 있다. 이러한 제1출력전압 생성부(930)는 발광다이오드 어레이부(810)로 공급될, 예를 들어, 24V의 전압을 가지는 제1출력전압(Vout1) 생성할 수 있고, 제2출력전압 생성부(940)는 타이밍 컨트롤러(400)로 전송될 예를 들어 12V의 전압을 가지는 제2출력전압(Vout2) 등을 생성할 수 있다.
전원공급장치(900)의 구체적인 내부 구성의 예가 도 5에 도시되어 있다.
전원공급장치(900)는 상기한 바와 같이 피드백제어부(920) 및 제1출력전압 생성부(930)를 포함하여 구성될 수 있다.
피드백제어부(920)는, 외부전원공급장치로부터 입력된 입력전압을 1차적으로 승압시키기 위한 부스트 컨버터(921) 및 피드백제어신호에 따라 제1출력전압 생성부를 제어하여 발광다이오드 어레이부(810)에서 이용될 수 있는 범위 내의 크기를 갖는 제1출력전압을 생성하기 위한 피드백 제어기(PWM IC)(922)를 포함한다.
즉, 피드백제어부(920)는 외부전원공급장치(700)로부터 220V의 교류전압을 입력전압(Vin)으로 입력받아 정류시킨 후, 부스트 컨버터(921)를 이용하여 1차적으로 400V의 직류전압으로 승압시킨다.
400V로 승압된 직류전압은 제1출력전압 생성부(930)의 변압기(931)를 이용하여 발광다이오드 어레이부(810)에서 요구되는 전압으로 변환된 후, 출력기(932)를 통해 제1출력전압(Vout1)으로 출력되어, 발광다이오드 어레이부(810)로 공급된다. 출력기(932)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다이오드 및 저항으로 구성될 수 있다.
제1출력전압 생성부(930)에서 출력된 제1출력전압(Vout1 또는 Vd)이 발광다이오드 어레이부(810)로 인가되면, 광원구동장치(820)는 발광다이오드 어레이부(810)로부터 피드백전압(Vfb)을 수신한다. 광원구동장치(820)는 수신된 피드백전압을 피드백신호로 변환하여 피드백제어부(920)로 전송한다.
피드백제어부(920)의 피드백제어기(PWM IC)(922)는 피드백신호에 따라 변압기(931)를 제어함으로써, 출력기(932)를 통해 제1출력전압(Vout1)이 안정적으로 출력되도록 한다. 또한, 피드백제어부(920)는 제2출력전압 생성부(940)로부터 수신된 피드백신호에 따라 제2출력전압 내지 제4출력전압의 크기를 변경하여 출력한다.
다음으로, 도 4 및 도 6을 참조하여 광원구동장치(820)의 구성을 설명하면 다음과 같다.
광원구동장치(820)는 발광다이오드 어레이부(810)와 함께 백라이트 유닛(800)을 구성하는 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 발광다이오드 어레이부(810)를 구성하는 발광다이오드 어레이(811)들에 각각 연결되어 피드백전압을 검출하기 위한 복수의 검출용 다이오드(822a), 피드백전압에 해당되는 피드백신호를 생성하여 전원공급장치(900)로 전송하며, 발광다이오드 어레이들에 정전류가 흐르도록 하기 위한 제어부(821) 및 발광다이오드 어레이들 각각과 기저전원 사이에 각각 연결되어 있으며, 제어부의 제어에 따라 구동되어 발광다이오드 어레이들로 정전류가 흐르도록 하는 복수의 정전류 트랜지스터(822b)를 포함한다. 여기서, 검출용 다이오드(822a) 및 정전류 트랜지스터(822b)는 회로부(822)를 구성하며, 회로부(822)는 상기 구성요소들 이외에도, 제어부(821) 및 발광다이오드 어레이부(810) 사이에 연결되어 있는 각종 전자부품들을 더 포함할 수 있다.
광원구동장치(820)와 함께 백라이트 유닛(800)을 구성하는 발광다이오드 어레이부(810)를 구성하는, n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(811)들 각각의 일단은 전원공급장치의 제1출력전압 생성부(930)의 출력단에 공통적으로 접속되고, 타단은 광원구동장치(820)의 저항(Rs)을 통해 기저전원(GND)에 접속된다. 이러한 n개의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(811)들은 복수의 발광다이오드들을 포함한다.
광원구동장치(820)는 발광다이오드 어레이(811)들 각각에 정전류가 흐를 수 있도록 하는 한편, 발광다이오드 어레이(811)들로부터 출력되는 피드백전압(Vfb)을 검출하여 전원구동장치(900)의 피드백제어부(920)로 전송하는 기능을 수행한다. 이를 위해 광원구동장치(820)는 도 6에 도시된 바와 같이, 검출용 다이오드(822a)를 이용하여 각각의 발광다이오드 어레이(LA1 내지 LAn)(811) 별로 피드백전압을 검출하고, 정전류를 제어할 수 있는 제어부(821) 및 상기한 바와 같은 검출용 다이오드(822a)와 저항(RS)과 정전류 트랜지스터(822b)를 포함하는 회로부(822)를 포함하고 있다.
제어부(821)는 피드백신호 생성기(821b) 및 정전류 제어기(821a)를 포함하여 구성되어 있다.
피드백신호 생성기(821b)는 각각의 발광다이오드 어레이드별로 피드백전압(Vfb)을 검출하고, 이에 해당되는 피드백신호를 생성하여 전원공급장치로 전송한다.
정전류 제어기(821a)는 정전류 트랜지스터(822b)를 제어하여 각각의 발광다이오드 어레이(811)에 정전류가 흐르도록 하는 기능을 수행한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치의 동작방법은 다음과 같다.
우선, 액정표시장치가 턴온되면, 외부전원공급장치(700)로부터 입력전압(Vin)이 전원공급장치(900)로 공급된다.
다음, 전원공급장치(900)는 발광다이오드 어레이부(810), 타이밍 컨트롤러(400), 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)로 전송할 제1출력전압(Vout1) 내지 제4출력전압(Vout4)을 생성하여 출력한다.
다음, 발광다이오드 어레이부(810)는, 전원공급장치(900)의 제1출력전압 생성부(930)로부터 출력된 제1출력전압(Vout1)을 입력받아 발광한다. 이때, 광원구동장치(820)는 발광다이오드 어레이부(810)에 정전류가 흐르도록 하는 한편, 발광다이오드 어레이부로부터 피드백전압(Vfb)을 검출한 후, 이에 해당되는 피드백신호를 생성하여 전원공급장치로 공급한다.
다음, 전원공급장치(900)의 피드백제어부(920)는 피드백신호에 따라 제1출력전압 생성부(930)를 제어하여, 발광다이오드 어레이부(810)에서 이용될 수 있는 범위의 크기를 갖는 제1출력전압(Vout1)이 안정적으로 출력되도록 한다.
다음, 발광다이오드 어레이부(810)는 피드백제어부(920)에 의해 제어된 제1출력전압(Vout1)을 입력받아 발광한다.
마지막으로, 상기한 바와 같은 과정이 반복적으로 수행됨으로써, 발광다이오드 어레이부(810)는 오차범위를 벗어나지 않는 제1출력전압(Vout1)을 안정적으로 공급받아, 발광할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
810 : 발광다이오드 어레이부 811 : 발광다이오드 어레이
820 : 광원구동장치 821 : 제어부
800 : 백라이트 유닛 900 : 전원공급장치
920 : 피드백제어부 930 : 제1출력전압 생성부

Claims (10)

  1. 발광다이오드 어레이부의 피드백전압을 검출하고, 이에 대응되는 피드백신호를 생성하여 출력하며, 상기 발광다이오드 어레이부에 정전류가 흐르도록 하기 위한 광원구동장치; 및
    제1 출력전압 내지 제4 출력전압을 생성하여 액정표시장치를 구성하는 상기 발광다이오드 어레이부, 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부, 및 데이터 구동부 각각에 제공하는 전원공급장치를 포함하고,
    상기 전원공급장치는,
    상기 제1 출력전압을 생성하여 상기 발광다이오드 어레이부에 제공하는 제1출력전압 생성부;
    상기 제2 출력전압을 생성하여 상기 타이밍 컨트롤러에 제공하고, 상기 제3 출력전압을 생성하여 상기 게이트 구동부에 제공하며, 상기 제4 출력전압을 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 제2출력전압 생성부; 및
    상기 제1 내지 제4 출력전압 각각을 제어하는 피드백제어부를 포함하며,
    상기 피드백제어부는,
    외부전원공급장치로부터 입력된 입력전압을 승압시켜 상기 제1 및 제2 출력전압 생성부 각각에 제공하는 부스트 컨버터; 및
    상기 광원구동장치로부터 수신된 피드백신호를 이용하여 상기 제1 출력전압의 크기를 제어하고, 상기 제2출력전압 생성부로부터 수신된 피드백신호를 이용하여 상기 제2 내지 제4 출력전압을 제어하는 피드백 제어기를 포함하는, 발광다이오드 어레이 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원구동장치는,
    상기 발광다이오드 어레이부를 구성하는 발광다이오드 어레이들에 각각 연결되어 피드백전압을 검출하기 위한 복수의 검출용 다이오드;
    상기 피드백전압에 해당되는 피드백신호를 생성하여 상기 전원공급장치로 전송하며, 상기 발광다이오드 어레이들에 정전류가 흐르도록 하기 위한 제어부; 및
    상기 발광다이오드 어레이들 각각과, 기저전원 사이에 연결되어 있으며, 상기 제어부의 제어에 따라 구동되어 상기 발광다이오드 어레이들로 정전류가 흐르도록 하는 복수의 정전류 트랜지스터를 포함하는, 발광다이오드 어레이 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 발광다이오드 어레이부 별로 상기 피드백전압을 검출하고, 상기 피드백전압에 해당되는 피드백신호를 생성하여 상기 전원공급장치로 전송하기 위한 피드백신호 생성기; 및
    상기 정전류 트랜지스터를 제어하여 상기 발광다이오드 어레이들에 정전류가 흐르도록 하기 위한 정전류 제어기를 포함하는, 발광다이오드 어레이 구동장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하는 패널;
    시스템으로부터 입력된 입력영상데이터에 대응되는 화상을 상기 패널에 표시하기 위해, 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부, 데이터 구동부로 구성된 패널 구동부;
    상기 패널에 광을 조사하기 위한 발광다이오드 어레이부; 및
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 발광다이오드 어레이 구동장치를 포함하는, 액정표시장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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