KR102285564B1 - 고장 검출 가능한 ｌｅｄ 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 기술에 의한 LED 백라이트 유닛은 발광 소자와, 발광 데이터와 클록 신호와 활성화 신호가 서로 다른 레벨로 임베드된 제어 신호를 입력받고, 휘도를 제어하는 휘도 제어 신호와 발광 시간을 제어하는 발광 시간 제어 신호를 출력하는 데이터 제어부와, 휘도 제어 신호와 발광 시간 제어 신호를 입력받고, 발광 시간 제어 신호에 상응하는 발광 시간 동안 휘도 제어 신호에 상응하는 휘도로 발광 소자가 발광하도록 구동하는 발광 제어부와, 발광 제어부와 발광 소자가 연결된 노드에서의 전압을 검출하여 발광 소자의 고장 여부에 상응하는 고장 신호를 출력하는 고장 검출부를 포함하며, 데이터 제어부는, 고장 검출부가 검출한 고장을 고장 검출 신호로 출력한다.

Description

고장 검출 가능한 ＬＥＤ 백라이트 유닛{FAULT DETECTABLE LED BACK-LIGHT UNIT}
본 발명은 고장 검출 가능한 LED 백라이트 유닛에 관련된다.
최근 상업용 실외 및 실내 디스플레이 구현에 있어, 디스플레이 면적을 대형화하고, 디스플레이의 해상도를 높이는 추세로 발전하고 있다. 또한 고휘도, 고명암비 및 양호한 색재현성을 구현하기 위하여 발광 소자로 LED를 채택한다.
LED 디스플레이 및 LCD 디스플레이 패널을 위한 LED 백라이트(back-light) 유닛에 있어서 개별 LED 간의 간격이 좁을수록 픽셀의 수가 보다 조밀하고, 개별 LED의 휘도를 증대시킬수록 전체 디스플레이의 선명도가 증대되어 화질이 개선된다. 또한 LED 백라이트 유닛에 포함된 LED들을 액티브 매트릭스 타입으로 구현함으로써 물리적 크기나 비용적인 측면에서 보다 효율적으로 구현할 수 있다. LED 백라이트의 경우 발광 소자를 개별적으로 구동하는 로컬 디밍(local dimming)을 수행하여 높은 정도의 대비(contrast)를 얻을 수 있다.
대면적 및/또는 고밀도의 LED 어레이는 백라이트 유닛(BLU, back-light unit)으로 많은 수의 발광 소자와 발광 소자를 구동하는 회로 요소들이 배치된다. 따라서, 대면적 및/또는 고밀도의 발광소자 어레이에서 고장이 발생하면 고장의 발생 여부를 파악하는 것이 곤란할 수 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것이다. 즉, 본 발명이 해결하고자 하는 과제 중 하나는 고장 발생시 고장을 용이하게 파악할 수 있는 발광 소자 장치를 제공하는 것이다.
본 기술에 의한 LED 백라이트 유닛은 발광 소자와, 발광 데이터와 클록 신호와 활성화 신호가 서로 다른 레벨로 임베드된 제어 신호를 입력받고, 휘도를 제어하는 휘도 제어 신호와 발광 시간을 제어하는 발광 시간 제어 신호를 출력하는 데이터 제어부와, 휘도 제어 신호와 발광 시간 제어 신호를 입력받고, 발광 시간 제어 신호에 상응하는 발광 시간 동안 휘도 제어 신호에 상응하는 휘도로 발광 소자가 발광하도록 구동하는 발광 제어부와, 발광 제어부와 발광 소자가 연결된 노드에서의 전압을 검출하여 발광 소자의 고장 여부에 상응하는 고장 신호를 출력하는 고장 검출부를 포함하며, 데이터 제어부는, 고장 검출부가 검출한 고장을 고장 검출 신호로 출력한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 데이터 제어부는, 제어 신호가 입력되고, 제어 신호에서 클록 신호와 활성화 신호를 분리하여 각각 출력하는 신호 분리부와, 입출력 제어 신호에 따라 제어되고, 발광 데이터를 입력받거나 고장 신호를 외부에 출력하고, 입출력 제어 신호를 제공하고, 활성화 신호, 클록 신호, 발광 데이터를 제공받아 휘도 제어 신호 및 발광 시간 제어 신호를 형성하여 출력하는 데이터 가공부를 포함한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 제어 신호는 제1 레벨과 제1 레벨보다 큰 제2 레벨 사이에서 스윙(swing)하는 활성화 신호와, 제2 레벨과 제2 레벨보다 큰 제3 레벨 사이에서 스윙하는 복수의 펄스를 포함하는 클록 신호가 임베드되어 있으며, 신호 분리부는, 제1 레벨과 제2 레벨 사이의 문턱 전압을 가지는 트랜지스터를 포함하여 활성화 신호를 분리하여 제1 레벨과 제3 레벨 사이에서 스윙하도록 출력하는 활성화 신호 분리 회로와, 제2 레벨과 제3 레벨 사이의 문턱 전압을 가지는 트랜지스터를 포함하여 클록 신호를 분리하여 제1 레벨과 제3 레벨 사이에서 스윙하도록 출력하는 클록 신호 분리 회로를 포함한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 데이터 입출력 제어부는, 입출력 버스에 연결되어 입출력 버스로부터 발광 데이터를 입력받거나, 입출력 버스로 고장 검출 신호를 출력하되, 입출력 버스에 연결되어 입출력 제어 신호가 제1 상태일 때 도통되어 발광 데이터를 전달하는 제1 스위치 및 입출력 버스에 연결되어 입출력 제어 신호가 제1 상태와 상보적 상태인 제2 상태일 때 도통되어 고장 검출 신호를 입출력 버스에 연결하는 제2 스위치를 포함한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 데이터 가공부는, 내부 제어 신호 형성부를 포함하며, 내부 제어 신호 형성부는: 활성화 신호가 입력되는 제1 SR 래치와, 제1 SR 래치의 출력 신호로 활성화되어 클록 신호에 포함된 펄스의 개수를 계수하는 제1 카운터 및 제1 카운터의 계수 결과를 제공받고 계수 결과가 발광 데이터의 비트 수 보다 클 때 단락 고장 통과 신호 및 단선 고장 통과 신호를 형성하여 출력하며, 단락 고장 통과 신호 및 단선 고장 통과 신호의 기간동안 데이터 입출력 제어부가 고장 신호를 외부에 출력하도록 입출력 제어 신호를 형성하여 출력하고, 단락 고장 통과 신호 및 단선 고장 통과 신호 출력후 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호를 출력하는 제1 연산부를 포함하는 내부 제어 신호 형성부를 포함하며, 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호는 제1 SR 래치에 제공되어 제1 카운터를 불활성화 시킨다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 발광 데이터는 직렬(serial) 데이터이며, 데이터 가공부는, 발광 데이터를 입력받고, 각 비트들을 병렬로 형성하여 출력하는 시프트 레지스터 및 시프트 레지스터가 출력하는 발광 데이터의 각 비트를 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호에 따라 출력하는 레지스터를 포함하는 휘도 제어 신호 형성부를 포함하며, 레지스터의 출력 신호는 휘도 제어 신호이다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 데이터 가공부는, 발광 시간 제어 신호 형성부를 포함하며, 발광 시간 제어 신호 형성부는: 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호 신호가 입력되는 제2 SR 래치와, 제2 SR 래치의 출력 신호로 활성화되어 클록 신호에 포함된 펄스의 개수를 계수하는 제2 카운터 및 제2 카운터의 계수 결과와 휘도 제어 신호를 제공받고 휘도 제어 신호의 값에 따라 펄스 폭을 달리하는 발광 시간 제어 신호를 형성하여 출력하고, 발광 시간 제어 신호 출력 후, 발광 제어 신호 형성부 스톱 신호를 형성하여 출력하는 제2 연산부를 포함하며, 발광 제어 신호 형성부 스톱 신호는 제2 SR 래치에 제공되어 제2 카운터를 불활성화 시킨다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 제2 연산부는, 휘도 제어 신호가 임계값 보다 크거나 같은 경우 발광 시간 제어 신호의 펄스 폭을 동일하게 형성하고, 휘도 제어 신호가 임계값 보다 작은 경우 발광 시간 제어 신호의 펄스 폭을 휘도 제어 신호의 값에 비례하도록 형성한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 발광 제어부는, 상한 전압과 하한 전압 사이에 연결되고, 상한 전압과 하한 전압의 전압차를 분배하여 복수의 계조 전압으로 제공하는 복수의 저항들을 포함하는 레지스터 스트링(resistor string)와, 휘도 제어 신호를 제공받고, 상응하는 휘도로 발광 소자를 발광하도록 하는 계조 전압을 출력하는 디지털 아날로그 변환기(DAC, dital-analog-converter)와, 계조 전압을 제공받고, 계조 전압에 상응하는 휘도로 발광 소자를 구동하는 구동 회로부 및 발광 시간 제어 신호를 제공받고, 발광 시간 제어 신호에 상응하는 시간 동안 구동 회로부가 발광 소자를 발광시키도록 제어하는 구동 시간 제어부를 포함한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 고장 검출부는, 발광 제어부와 발광 소자가 연결된 노드에서의 전압과 단락 전압을 비교하여 단락 고장 여부에 상응하는 단락 고장 신호를 출력하는 제1 비교기와, 단락 고장 신호를 래치 업하는 제1 래치와, 래치 업된 단락 고장 신호를 단락 고장 통과 신호로 샘플하여 출력하는 제1 플립플롭 및 단락 고장 통과 신호로 도통되어 단락 고장 신호를 출력하는 스위치를 포함하며, 단락 고장 신호는 고장 신호로 데이터 제어부에 제공된다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 고장 검출부는, 발광 제어부와 발광 소자가 연결된 노드에서의 전압과 단선 전압을 비교하여 단락 고장 여부에 상응하는 단락 고장 신호를 출력하는 제2 비교기와, 단락 고장 신호를 래치 업하는 제2 래치와, 래치 업된 단락 고장 신호를 단선 고장 통과 신호로 샘플하여 출력하는 제2 플립플롭 및 단선 고장 통과 신호로 도통되어 단선 고장 신호를 출력하는 스위치를 포함하며, 단선 고장 신호는 고장 신호로 데이터 제어부에 제공된다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 고장 검출부는, 발광 소자의 단락 고장을 검출한 단락 고장 신호 및 단선 고장을 검출한 단선 고장 신호 중 어느 하나 이상을 출력하되, 고장 검출부는 데이터 제어부가 제공한 단락 고장 통과 신호 및 단선 고장 통과 신호에 따라 단락 고장 신호 및 단선 고장 신호를 출력한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, LED 백라이트 유닛은, 발광 데이터가 데이터 제어부에 입력되는 프로그램 페이즈와, 고장 검출부가 고장 신소를 출력하는 고장 출력 페이즈 및 발광 소자가 발광하는 발광 페이즈를 주기적으로 수행한다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 발광 페이즈에서 클록의 주기는 프로그램 페이즈 및 고장 출력 페이즈에서의 클록의 주기에 비하여 큰 값을 가진다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, LED 픽셀 패키지는 복수 개의 로우와 복수 개의 컬럼으로 배치되어 액티브 매트릭스로 구동된다.
LED 백라이트 유닛의 일 예로, 복수 개의 로우에 배치된 LED 픽셀 패키지들에는 동일한 제어 신호가 제공되고, 복수 개의 컬럼에 배치된 LED 픽셀 패키지들에는 동일한 발광 데이터가 제공된다.
본 기술에 의하면, LED 백라이트 유닛에 있어서 발광과 함께, 발광 소자의 고장을 검출할 수 있다는 장점이 제공된다.
또한, 본 기술의 일 예에 의하면 LED 백라이트 유닛을 액티브 매트릭스 형태로 발광시킬 수 있다는 장점이 제공된다.
도 1은 본 발명에 의한 LED 백라이트 유닛(1)의 개요를 도시한 블록도이다.
도 2는 데이터 제어부(10)를 개요적으로 도시한 블록도이다.
도 3(A)는 신호 분리부(100)의 개요적 회로도이며, 도 3(B)는 제어 신호(S_SIG)와 신호 분리부(110)가 출력하는 활성화 신호(ON)과 펄스열(S_OUT)의 개요를 도시한 도면이다.
도 4는 데이터 입출력 제어부(110)의 개요적 회로도이다.
도 5는 데이터 가공부(120)의 개요를 도시한 도면이고, 도 6은 데이터 가공부(120)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다.
도 7은 발광 제어부(20)의 개요를 도시한 도면이다.
도 8은 휘도 제어 신호(DO[9:0])와 발광 시간 제어 신호(PWM)에 따라 발광 소자에 흐르는 전류 ILED와의 관계를 도시한 도면이다.
도 9는 고장 검출부(30)의 개요를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 LED 백라이트 유닛에 제공되는 제어 신호(S_SIG)의 개요를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 의한 LED 백라이트 유닛(1)을 액티브 매트릭스 형태로 배치한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 LED 백라이트 유닛을 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 LED 백라이트 유닛(1)의 개요를 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 LED 백라이트 유닛(1)은 발광 소자(40)와, 클록 신호(CLK)와 활성화 신호(ON)가 서로 다른 레벨로 임베드된 제어 신호(S_SIG) 및 발광 데이터(DA_OUT)를 입력받고, 휘도를 제어하는 휘도 제어 신호(DO[9:0])와 발광 시간을 제어하는 발광 시간 제어 신호(PWM)를 출력하는 데이터 제어부(10)와, 휘도 제어 신호(DO[9:0])와 발광 시간 제어 신호(PWM)를 입력받고, 발광 시간 제어 신호(PWM)에 상응하는 발광 시간 동안 휘도 제어 신호(DO[9:0])에 상응하는 휘도로 발광 소자(40)가 발광하도록 구동하는 발광 제어부(20) 및 발광 제어부(20)와 발광 소자(40)가 연결된 노드에서의 전압을 검출하여 발광 소자의 고장 여부에 상응하는 고장 신호(DA_FT)를 출력하는 고장 검출부(30)를 포함하며, 데이터 제어부(10)는 고장 검출부(30)가 검출한 고장을 고장 검출 신호로 출력한다.
도 2는 데이터 제어부(10)를 개요적으로 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 데이터 제어부(10)는 제어 신호(S_SIG)가 입력되고, 제어 신호(S_SIG)에서 클록 신호(CLK)와 활성화 신호(ON)를 분리하여 각각 출력하는 신호 분리부(100)와, 입출력 제어 신호(DA_IO)에 따라 제어되고, 데이터 입출력 버스(DATA)로부터 발광 데이터(DA_OUT)를 입력받거나 데이터 입출력 버스(DATA)로 고장 신호(DA_FT)를 출력하는 데이터 입출력 제어부(110) 및 입출력 제어 신호(DA_IO)를 제공하고, 활성화 신호(ON), 클록 신호(CLK), 발광 데이터(DA_OUT)를 제공받아 휘도 제어 신호(DO[9:0]) 및 발광 시간 제어 신호(PWM)를 형성하여 출력하는 데이터 가공부(120)를 포함한다.
도 3(A)는 신호 분리부(100)의 개요적 회로도이며, 도 3(B)는 제어 신호(S_SIG)와 신호 분리부(100)가 출력하는 활성화 신호(ON)과 펄스열(S_OUT)의 개요를 도시한 도면이다.
도 3(A)와 도 3(B)를 참조하면, 제어 신호(S_SIG)는 제1 레벨, 제2 레벨 및 제3 레벨 사이에서 스윙(swing)할 수 있다. 일 예로, 제1 레벨은 접지 전압(GND) 레벨일 수 있으며, 제3 레벨은 구동 전압(VCC) 레벨일 수 있으며, 제2 레벨은 신호 분리부(100)에 포함된 NMOS 트랜지스터의 문턱 전압에 비하여 크되, 제3 레벨보다 작고, NMOS 트랜지스터의 문턱 전압의 두 배 보다 작은 레벨(VIH)일 수 있다. 일 예로, 제2 레벨(VIH)은 도 3으로 도시된 것과 같이 1.0V 보다 큰 전압 레벨을 가질 수 있다.
제어 신호(S_SIG)는 접지 전압(GND)과 제2 레벨(VIH) 사이에서 스윙하는 활성화 신호와 제2 레벨(VIH)과 구동 전압(VCC)인 제3 레벨 사이에서 스윙하는 펄스를 포함하는 펄스열이 임베드된 신호이다.
신호 분리부(100)는 제어 신호(S_SIG)에서 활성화 신호(ON)를 분리하는 활성화 신호 분리 회로(112)와 제어 신호(S_SIG)에서 클록 신호(CLK)를 분리하는 클록 신호 분리 회로(114)를 포함한다.
활성화 신호 분리 회로(112)는 저항(Ra)와 제1 레벨과 제2 레벨 사이의 문턱 전압을 가지는 트랜지스터(N1)를 포함하는 인버터(I1)와, 슈미트 트리거(ST) 및 인버터 I2가 캐스케이드로 연결된다. 트랜지스터 N1의 문턱 전압은 제1 레벨보다 크나 제2 레벨 보다는 작다. 따라서, 인버터(I1)에 제1 레벨의 제어 신호(S_SIG)가 입력되면 트랜지스터 N1은 차단되어 제3 레벨의 논리 하이 신호를 출력한다. 그러나 트랜지스터 N1에 제2 레벨 또는 제3 레벨의 제어 신호(S_SIG)가 입력되면 도통된다. 따라서, 인버터(I1)은 제1 레벨의 논리 로우 신호를 출력한다.
슈미트 트리거(schmitt trigger)는 입력의 크기 및 방향에 따른 출력 응답이 이력 곡선의 특성을 가져서 순간적인 노이즈에 대한 응답은 하지 않는 회로로, 입력이 상승할 시에 출력의 응답은 비교적 높은 문턱전압을 갖고 입력이 하강할 시에는 출력의 응답은 비교적 낮은 문턱전압을 갖는 특징을 가진다.
슈미트 트리거(ST)의 출력은 인버터 I2에 제공되며 제1 레벨과 제3 레벨 사이에서 스윙하는 신호이다. 인버터 I2의 출력은 후속하는 발광 제어부(120)의 활성화를 제어하는 활성화 신호(ON)이다.
클록 신호 분리 회로(114)는 캐스케이드로 연결된 인버터들(I3, I4)을 포함할 수 있으며, 최초 스테이지의 인버터(I3)는 접지 전압과 다이오드 결선된 NMOS 트랜지스터(N3)를 사이에 두고 연결된다. 인버터(I3)에 포함된 NMOS 트랜지스터(N4)는 다이오드 결선된 NMOS 트랜지스터 N3의 문턱 전압과 트랜지스터 N4의 문턱 전압이 더해진 전압에서 도통된다.
상술한 바와 같이 N3의 문턱 전압과 N4의 문턱 전압이 더해진 전압은 제2 레벨보다 크다. 따라서, 제1 및 제2 레벨을 가지는 제어 신호(S_SIG)가 인버터(I3)에 제공되면 NMOS 트랜지스터(N4) 도통되지 않아 인버터 I3는 제3 레벨의 논리 하이 신호를 출력한다. 그러나, 제3 레벨을 가지는 제어 신호(S_SIG)가 인버터(I3)에 제공되면 NMOS 트랜지스터(N4)는 도통되어 인버터 I3는 제1 레벨의 논리 로우 신호를 출력한다. 따라서, 제어 신호(S_SIG)에 임베드된 펄스열을 분리할 수 있다. 인버터 I4는 인버터 I3의 출력 신호를 반전하여 제1 레벨과 제3 레벨 사이에서 스윙하는 클록 신호(CLK)로 출력한다.
도 4는 데이터 입출력 제어부(110)의 개요적 회로도이다. 도 4를 참조하면, 데이터 입출력 제어부(110)는 데이터 입출력 버스(DATA)와 연결되며, 입출력 제어 신호(DA_IO)에 의하여 제어되는 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함한다. 제1 스위치(SW1)는 논리 로우 상태의 입출력 제어 신호(DA_IO)에 의하여 도통되는 반도체 스위치일 수 있으며, 제2 스위치(SW2)는 논리 하이 상태의 입출력 제어 신호(DA_IO)에 의하여 도통되는 반도체 스위치일 수 있다. 다른 예로, 제1 스위치(SW1)는 논리 하이 상태의 입출력 제어 신호(DA_IO)에 의하여 도통되는 반도체 스위치일 수 있으며, 제2 스위치(SW2)는 논리 로우 상태의 입출력 제어 신호(DA_IO)에 의하여 도통되는 반도체 스위치일 수 있다.
제1 스위치(SW1)는 도통되어 데이터 입출력 버스(DATA)를 통하여 제공된 발광 데이터(DA_OUT)를 입력 버퍼(113)에 제공한다. 입력 버퍼(113)는 발광 데이터(DA_OUT)를 데이터 가공부(120)에 출력한다. 출력 버퍼(115)는 고장 검출부(30)가 제공한 고장 신호(DA_FT)를 버퍼하여 출력하고, 제2 스위치(SW2)는 도통되어 고장 신호(DA_FT)를 데이터 입출력 버스(DATA)에 출력한다.
도 5는 데이터 가공부(120)의 개요를 도시한 도면이고, 도 6은 데이터 가공부(120)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 데이터 가공부(120)는 내부 제어 신호 형성부(122), 발광 시간 제어 신호 형성부(124) 및 휘도 제어 신호 형성부(126)를 포함한다.
내부 제어 신호 형성부(122)는 제1 SR 래치(SRa)와 제1 카운터(122b) 및 제1 연산부(122c)를 포함한다. 제1 SR 래치(SRa)는 활성화 신호(ON)가 입력되어 논리 하이 상태를 출력한다. 제1 카운터(122b)는 제1 SR 래치(SRa)의 출력 신호에 의하여 활성화되고, 클록 신호(CLK)에 포함된 펄스의 개수를 계수하여 출력한다.
제1 연산부(122c)는 제1 카운터(122b)의 계수 결과를 입력받고, 계수 결과가 발광 데이터(DA_OUT)의 비트 수보다 클 때 단락 고장 통과 신호(SH_EN) 및 단선 고장 통과 신호(OP_EN)를 형성하여 출력한다. 도시된 실시예에서, 발광 데이터(DA_OUT)는 10비트이므로, 제1 카운터(122b)의 계수 결과가 11에 상응할 때 논리 하이 상태의 단락 고장 통과 신호(SH_EN)를 형성하여 출력한 후, 논리 하이 상태의 단선 고장 통과 신호(OP_EN)를 형성하여 출력한다. 일 실시예로, 단락 고장 통과 신호(SH_EN)는 단락 고장 검출부(320, 도 9 참조)에 포함된 제5 스위치(SW5)를 도통시켜 단락 고장을 검출한 단락 고장 신호(SH_FT)가 고장 신호(DA_FT)로 출력되도록 한다. 또한, 단선 고장 통과 신호(OP_EN)는 단선 고장 검출부(340, 도 9 참조)에 포함된 제6 스위치(SW6)를 도통시켜 단선 고장을 검출한 단선 고장 신호(OP_FT)가 고장 신호(DA_FT)로 출력되도록 한다.
제1 연산부(122c)는 고장 검출부(30)가 고장을 검출하여 형성한 단락 고장 신호(SH_FT, 도 9 참조) 및 단선 고장 신호(OP_FT, 도 9 참조)의 고장 신호(DA_FT)가 데이터 입출력 버스(DATA)를 통하여 출력되도록 단락 고장 통과 신호(SH_EN) 및 단선 고장 통과 신호(OP_EN)가 출력되는 시간동안 입출력 제어 신호(DA_IO)를 형성하여 데이터 입출력 제어부(110)에 출력한다.
제1 연산부(122c)는 단락 고장 통과 신호(SH_EN) 및 단선 고장 통과 신호(OP_EN)을 출력한 후, 내부 제어 신호 형성부(122)를 불활성화하는 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호(STOPA)를 형성하여 출력한다. 내부 제어 신호 스톱 신호(STOPA)는 제1 카운터(122b)가 13을 계수하였을 때 출력될 수 있으며, 제1 SR 래치(SRa)의 리셋 입력에 제공되어 제1 카운터(122b)를 불활성화할 수 있다.
휘도 제어 신호 형성부(126)는 시프트 레지스터와, 레지스터(126a), AND 게이트와, 제3 SR 래치(SRc)를 포함한다. AND 게이트는 클록 신호(CLK)를 제3 SR 래치(SRc)의 출력 신호로 마스킹한다. 논리 하이 상태의 활성화 신호(ON)가 제3 SR 래치(SRc)의 SET 입력에 제공되면 제3 SR 래치(SRc)는 논리 하이 상태를 출력하므로 AND 게이트는 SHIFT_CLK 신호를 출력하고, 시프트 레지스터는 발광 데이터(DA_OUT)의 각 비트를 순차적으로 저장하고 출력한다. 이어서, 출력 제어 신호(DA_IO)가 논리 하이 상태로 제공됨에 따라 제3 SR 래치(SRc)는 논리 로우 상태를 출력하여 클록 신호를 마스킹한다.
도 6으로 도시된 것과 같이, 활성화 신호(ON)가 제공된 후, 내부 제어 신호 형성부(122)에 포함된 연산부(122c)는 발광 데이터(DA_OUT)의 총 비트 수만큼 클록에 포함된 펄스를 계수한 후, 입출력 제어 신호(DA_IO)를 출력하므로, 발광 데이터(DA_OUT)의 모든 비트들은 시프트 레지스터에 저장된다.
레지스터(126a)는 시프트 레지스터들이 출력한 각 비트들을 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호(STOPA)로 샘플하여 출력한다. 도시된 실시예에서, 발광 데이터(DA_OUT)는 총 10비트의 직렬 데이터이고, 휘도 제어 신호 형성부(126)가 형성하여 출력한 휘도 제어 신호(DO[9:0])는 총 10비트의 병렬 신호이다.
발광 시간 제어 신호 형성부(124)는 제2 SR 래치(SRb), 제2 카운터(124b) 및 제2 연산부(124c)를 포함한다. 제2 SR 래치(SRb)는 SET 입력에 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호(STOPA)가 제공되어 논리 하이 상태를 출력한다. 제2 카운터(124b)는 논리 하이 상태의 제2 SR 래치(SRb)의 출력으로 활성화되어 클록 신호(CLK)에 포함된 펄스의 개수를 계수하여 제2 연산부(124c)에 출력한다.
제2 연산부(124c)는 제2 카운터(124b)의 계수 결과(CNTB[3:0])와 휘도 제어 신호(DO[9:0])를 제공받고, 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값에 따른 펄스폭을 가지는 발광 시간 제어 신호(PWM)을 출력한다.
일 실시예로, 제2 연산부(124c)는 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값이 임계값 이상인 경우에 미리 정해진 시간동안 발광 소자(40)가 발광하도록 발광 시간 제어 신호(PWM)를 형성하여 출력할 수 있다. 그러나, 제2 연산부(124c)는 휘도 제어 신호(DO[9:0])가 임계값 미만인 경우에는 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값에 비례하여 발광 소자(40)가 발광하도록 발광 시간을 설정하여 발광 시간 제어 신호(PWM)를 출력할 수 있다. 제2 연산부(124c)는 제공된 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값이 0이면 논리 로우 상태의 발광 시간 제어 신호(PWM)를 출력한다.
도 6으로 도시된 예는 임계값이 십진수로 16이고, 휘도 제어 신호(DO[9:0])가 임계값인 16보다 크거나 같은 경우이다. 제2 연산부(124c)는 제2 카운터(124b)의 계수 결과(CNTB[3:0])가 1일 때 논리 하이 상태를 출력하고, 계수 결과(CNTB[3:0])가 15일 때 논리 로우 상태를 출력하여 발광 소자(40)가 미리 정해진 총 14개의 클록 주기 동안 발광하도록 발광 시간 제어 신호(PWM)를 형성하여 출력한다.
도시되지 않은 예에서, 도 6으로 도시된 예는 임계값이 십진수로 16이고, 휘도 제어 신호(DO[9:0])가 임계값인 16 미만이면, 제2 연산부(124c)는 제2 카운터(124b)의 계수 결과(CNTB[3:0])가 1일 때 논리 하이 상태를 출력하고, 계수 결과(CNTB[3:0])가 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 십진값 +1 일 때 논리 로우 상태를 출력하여 발광 시간 제어 신호(PWM)를 형성하여 출력한다. 따라서, 휘도 제어 신호(DO[9:0])가 16 미만이면 발광 시간 제어 신호(PWM)의 펄스폭은 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값에 비례한다.
제2 연산부(124c)는 제2 카운터(124b)의 계수 결과(CNTB[3:0])가 15에 도달하면 발광 신호 제어 신호 형성부 스톱 신호(STOPB)를 형성하여 제2 SR 래치(SRb)의 RESET 입력에 출력한다. 따라서 제2 SR 래치(SRb)는 논리 로우를 출력하고, 제2 카운터(124b)는 불활성화된다.
도 7은 발광 제어부(20)의 개요를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 발광 제어부(20)는 레지스터 스트링(resistor string, 210), 디지털 아날로그 변환기(220), 구동 회로부(240) 및 구동 시간 제어부(230)를 포함한다.
레지스터 스트링(210)는 상한 전압(VREF)과 하한 전압(GND) 사이에 직렬로 연결된 복수의 저항들을 포함한다. 직렬로 연결된 저항들은 상한 전압(VREF)과 하한 전압(GND)의 전압 차이를 분배하여 출력한다. 레지스터 스트링(210)이 분배하여 출력하는 복수의 전압들(V0, V1, ..., V255)은 발광 소자(40)에 제공되어 발광 계조(gradation)를 결정한다.
디지털 아날로그 변환기(210)는 휘도 제어 신호(DO[9:0])를 입력받고, 레지스터 스트링이 출력하는 복수의 전압들(V0, V1, ..., V255)중 휘도 제어 신호(DO[9:0])에 상응하는 계조 전압을 출력(DAC_OUT)한다. 일 실시예에서, 디지털 아날로그 변환기(210)는 입력되는 휘도 제어 신호(DO[9:0])에 상응하는 십진값이 15~255일 때, 레지스터 스트링(210)이 분배하여 출력하는 복수의 전압들(V0, V1, ..., V255)를 출력한다. 반면에 휘도 제어 신호(DO[9:0])에 상응하는 십진값이 0~14일 때, 휘도 제어 신호(DO[9:0])가 해당 범위 내에서 어떠한 값을 갖더라도 DAC_OUT으로는 V15를 출력한다.
이것은 도 7로 도시된 것과 같이 디지털 아날로그 변환기(220)의 출력(DAC_OUT)이 발광 소자 구동 트랜지스터(M1)의 제어 전극에 제공되어 도통을 제어하여야 하나, V15 미만의 낮은 전압으로는 발광 소자 구동 트랜지스터(M1)가 도통되지 않기 때문일 수 있다. 따라서, 디지털 아날로그 변환기(220)가 출력하는 하한 전압은 구동 회로부(240)에 포함된 발광 소자 구동 트랜지스터(M1)가 도통되는 전압에 상응할 수 있다.
구동 시간 제어부(230)는 발광 시간 제어 신호(PWM)을 제공받고, 구동 시간 제어 신호(PWM)의 펄스 폭에 상응하는 시간동안 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)의 도통을 제어한다. 일 실시예로, 구동 시간 제어부(230)는 제3 스위치(SW3)를 차단시키고, 제4 스위치(SW4)를 도통시켜 접지 전압을 발광 소자 구동 트랜지스터(M1)의 제어 전극으로 제공한다. 따라서 발광 소자 구동 트랜지스터(M1)는 차단된다.
구동 시간 제어부(240)는 구동 시간 제어 신호(PWM)의 펄스폭에 상응하는 시간 동안 제3 스위치(SW3)를 도통시키고, 제4 스위치(SW4)를 차단시킨다. 제4 스위치(SW4)가 차단되고 제3 스위치(SW3)가 도통됨에 따라 발광 소자 구동 트랜지스터(M1)의 제어 전극으로 연산 증폭기(242)의 출력이 제공되어 발광 소자 구동 트랜지스터(M1)가 도통된다.
또한, 연산 증폭기(242)의 비반전 입력으로 제공된 디지털 아날로그 변환기(220)의 출력 신호(DAC_OUT)는 반전 입력으로 복제된다. 복제된 출력 신호(DAC_OUT)는 전류 제한 저항(R)의 일단에 제공된다. 따라서, 발광 소자에는 ILED = DAC_OUT/R 의 전류가 흐른다.
도 8은 휘도 제어 신호(DO[9:0])와 발광 시간 제어 신호(PWM)에 따라 발광 소자에 흐르는 전류 ILED와의 관계를 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 휘도 제어 신호(DO[9:0])에 상응하는 값이 임계값 이상인 경우에는 발광 소자에 흐르는 전류는 증가하는 것을 확인할 수 있다. 발광 소자가 발광 다이오드(LED)인 경우, 발광하는 휘도는 전류에 비례한다. 따라서, 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값에 따라 발광 소자가 발광하는 광의 휘도가 제어되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값이 임계값 미만인 경우에는 발광 시간 제어 신호(PWM)의 펄스폭이 휘도 제어 신호(DO[9:0])의 값에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 고장 검출부(30)의 개요를 도시한 도면이다. 고장 검출부(30)는 단락 고장(short fault)을 검출하는 단락 고장 검출부(320)와 단선 고장(open fault)를 검출하는 단선 고장 검출부(340)를 포함한다.
단락 고장 검출부는 비교기(322), 래치(324), 플립플롭(326) 및 제5 스위치(SW5)를 포함한다. 비교기(322)의 일 입력으로 발광 제어부(20)와 발광 소자(40)이 연결된 노드의 전압이 제공되고, 타 입력으로는 단락 전압(VSHORT)이 제공된다. 비교기(322)는 발광 제어부(20)와 발광 소자(40)이 연결된 노드의 전압과 단락 전압(VSHORT)의 크기를 비교하여 출력한다. 발광 제어부(20)와 발광 소자(40)가 연결된 노드의 전압이 단락 전압(VSHORT)보다 크면 발광 소자(40)에는 단락 고장(short fault)이 있는 것으로 파악할 수 있다.
비교기(322)는 비교 결과에 상응하는 단락 고장 신호(SH_FT)를 래치(324)에 출력하고, 래치(324)는 발광 시간 제어 신호(PWM)로 단락 고장 신호(SH_FT)를 래치 업하여 출력한다. 플립플롭(326)은 단락 고장 통과 신호(SH_EN)로 단락 고장 신호(SH_FT)를 샘플하여 출력하며, 제5 스위치(SW5)는 단락 고장 통과 신호(SH_EN)가 제공되어 고장 신호(DA_FT)로 단락 고장 신호(SH_FT)를 출력한다.
단선 고장 검출부는 비교기(342), 래치(344), 플립플롭(346) 및 제6 스위치(SW6)를 포함한다. 비교기(342)의 일 입력으로 발광 제어부(20)와 발광 소자(40)가 연결된 노드의 전압이 제공되고, 타 입력으로는 단선 전압(VOPEN)이 제공된다. 비교기(342)는 발광 제어부(20)와 발광 소자(40)가 연결된 노드의 전압과 단선 전압(VOPEN)의 크기를 비교하여 출력한다. 발광 제어부(20)와 발광 소자(40)가 연결된 노드의 전압이 단선 전압(VOPEN)보다 낮으면 발광 소자(40)에는 단선 고장(open fault)이 있는 것으로 파악할 수 있다.
래치(344)는 비교 결과 상응하는 단선 고장 신호(OP_FT)를 래치(344)에 출력하고, 래치(344)는 발광 시간 제어 신호(PWM)로 단선 고장 신호(SH_FT)를 래치 업하여 출력한다. 플립플롭(346)은 단선 고장 통과 신호(OP_EN)로 단선 고장 신호(OP_FT)를 샘플하여 출력하며, 제6 스위치(SW6)에는 단선 고장 통과 신호(OP_EN)가 제공되어 고장 신호(DA_FT)로 단선 고장 신호(SH_FT)를 출력한다.
고장 검출부(30)는 단락 고장 신호(SH_FT) 및/또는 단선 고장 신호(OP_FT)를 포함하는 고장 신호(DA_FT)를 출력한다. 고장 신호(DA_FT)는 입출력 제어 신호(DA_IO)가 출력되는 구간동안 데이터 입출력 제어부(110, 도 4 참조)의 제2 스위치(SW2, 도 4 참조)를 통하여 데이터 입출력 버스(DATA)로 출력된다.
도 10은 본 발명에 의한 LED 백 라이트 유닛에 제공되는 제어 신호(S_SIG)의 개요를 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 제어 신호(S_SIG)는 LED 백라이트 유닛(1)에 제공되어 동작을 제어한다. 도시된 실시예에서, LED 백라이트 유닛은 발광 데이터(DA_OUT)가 데이터 제어부(10)에 입력되는 프로그램 페이즈(DP)와, 고장 검출부(30)가 고장 신호(DA_FT)를 출력하는 고장 출력 페이즈(FP) 및 발광 소자(40)가 발광하는 발광 페이즈(EP)를 수행한다. LED 백라이트 유닛은 프로그램 페이즈(DP), 고장 출력 페이즈(FP) 및 발광 페이즈(EP)를 반복하여 주기적으로 수행할 수 있다. 또한, 프로그램 페이즈(DP)와, 고장 출력 페이즈(FP)를 신속히 수행하고, 발광 페이즈(EP)를 길게 수행하도록 프로그램 페이즈(DP)와, 고장 출력 페이즈(FP)에 비하여 발광 페이즈(EP)에서의 클록의 주기를 크게 형성할 수 있다.
도 11은 본 발명에 의한 LED 백라이트 유닛(1)을 액티브 매트릭스 형태로 배치한 도면이다. 도 11을 참조하면, 복수의 백라이트 유닛(1)들을 로우와 컬럼으로 배치할 수 있다. 일 예로, 1번 로우에 배치된 백라이트 유닛(1)에는 동일한 제어 신호(S_SIG[1])를 제공하고, 2번 로우에 배치된 백라이트 유닛(1)에는 동일한 제어 신호(S_SIG[2])를 제공하는 것과 같이 동일한 로우에 배치된 백라이트 유닛(1)에는 동일한 제어 신호를 제공한다.
또한, 1번 컬럼에 배치된 백라이트 유닛(1)에는 1번 데이터 신호(DATA[1])를 제공하고 2번 컬럼에 배치된 백라이트 유닛(1)에는 2번 데이터 신호(DATA[2])를 제공하는 것과 같이 동일한 컬럼에 배치된 백라이트 유닛(1)에는 동일한 데이터 신호를 제공한다.
이와 같이 배치된 백라이트 유닛들에 있어서 첫 번째 로우에 대한 프로그램 페이즈(DP)와, 고장 출력 페이즈(FP)가 끝난 후 두 번째 로우의 프로그램 페이즈(DP)와, 고장 출력 페이즈(FP)가 시작될 수 있다. 즉, 직전에 구동되는 로우의 프로그램 페이즈(DP)와, 고장 출력 페이즈(FP)가 끝난 후 다음 구동되는 로우의 프로그램 페이즈(DP)와, 고장 출력 페이즈(FP)가 수행될 수 있다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 데이터 제어부 20: 발광 제어부
30: 고장 검출부 40: 발광 소자
100: 신호 분리부 110: 데이터 입출력 제어부
112: 활성화 신호 분리 회로 113: 입력 버퍼
114: 클록 신호 분리 회로 115: 출력 버퍼
122: 내부 제어 신호 형성부
122b: 제1 카운터 122c: 제1 연산부
124: 발광 시간 제어 신호 형성부
124b: 제2 카운터 124c: 제2 연산부
126: 휘도 제어 신호 형성부
126a: 레지스터 210: 레지스터 스트링
220: 디지털 아날로그 변환기
230: 구동 시간 제어부 240: 구동 회로부
320: 단락 고장 검출부 324: 비교기
326: 플립플롭 340: 단선 고장 검출부
342: 비교기 344: 래치
346: 플립플롭

Claims (16)

  1. LED 백라이트 유닛으로, 상기 LED 백라이트 유닛은:
    발광 소자;
    발광 데이터와 클록 신호와 활성화 신호가 서로 다른 레벨로 임베드된 제어 신호를 입력받고, 휘도를 제어하는 휘도 제어 신호와 발광 시간을 제어하는 발광 시간 제어 신호를 출력하는 데이터 제어부;
    상기 휘도 제어 신호와 상기 발광 시간 제어 신호를 입력받고, 상기 발광 시간 제어 신호에 상응하는 발광 시간 동안 상기 휘도 제어 신호에 상응하는 휘도로 상기 발광 소자가 발광하도록 구동하는 발광 제어부;
    상기 발광 제어부와 상기 발광 소자가 연결된 노드에서의 전압을 검출하여 상기 발광 소자의 고장 여부에 상응하는 고장 신호를 출력하는 고장 검출부를 포함하며,
    상기 데이터 제어부는, 고장 검출부가 검출한 고장을 고장 검출 신호로 출력하는 LED 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 제어부는,
    상기 제어 신호가 입력되고, 상기 제어 신호에서 상기 클록 신호와 상기 활성화 신호를 분리하여 각각 출력하는 신호 분리부;
    입출력 제어 신호에 따라 제어되고, 상기 발광 데이터를 입력받거나 상기 고장 신호를 외부에 출력하는 데이터 입출력 제어부 및
    상기 입출력 제어 신호를 제공하고, 상기 활성화 신호, 상기 클록 신호, 상기 발광 데이터를 제공받아 상기 휘도 제어 신호 및 상기 발광 시간 제어 신호를 형성하여 출력하는 데이터 가공부를 포함하는 LED 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 신호는 제1 레벨과 상기 제1 레벨보다 큰 제2 레벨 사이에서 스윙(swing)하는 상기 활성화 신호와,
    상기 제2 레벨과 상기 제2 레벨보다 큰 제3 레벨 사이에서 스윙하는 복수의 펄스를 포함하는 상기 클록 신호가 임베드되어 있으며,
    상기 신호 분리부는, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨 사이의 문턱 전압을 가지는 트랜지스터를 포함하여 상기 활성화 신호를 분리하여 상기 제1 레벨과 상기 제3 레벨 사이에서 스윙하도록 출력하는 활성화 신호 분리 회로와,
    상기 제2 레벨과 상기 제3 레벨 사이의 문턱 전압을 가지는 트랜지스터를 포함하여 상기 클록 신호를 분리하여 상기 제1 레벨과 상기 제3 레벨 사이에서 스윙하도록 출력하는 클록 신호 분리 회로를 포함하는 LED 백라이트 유닛.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 입출력 제어부는,
    입출력 버스에 연결되어 상기 입출력 버스로부터 상기 발광 데이터를 입력받거나, 상기 입출력 버스로 상기 고장 검출 신호를 출력하되,
    상기 입출력 버스에 연결되어 상기 입출력 제어 신호가 제1 상태일 때 도통되어 상기 발광 데이터를 전달하는 제1 스위치 및
    상기 입출력 버스에 연결되어 상기 입출력 제어 신호가 상기 제1 상태와 상보적 상태인 제2 상태일 때 도통되어 상기 고장 검출 신호를 상기 입출력 버스에 연결하는 제2 스위치를 포함하는 LED 백라이트 유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 가공부는,
    내부 제어 신호 형성부를 포함하며, 상기 내부 제어 신호 형성부는:
    상기 활성화 신호가 입력되는 제1 SR 래치;
    상기 제1 SR 래치의 출력 신호로 활성화되어 상기 클록 신호에 포함된 펄스의 개수를 계수하는 제1 카운터 및
    상기 제1 카운터의 계수 결과를 제공받고 상기 계수 결과가 상기 발광 데이터의 비트 수 보다 클 때 단락 고장 통과 신호 및 단선 고장 통과 신호를 형성하여 출력하며,
    상기 단락 고장 통과 신호 및 상기 단선 고장 통과 신호의 기간동안 상기 데이터 입출력 제어부가 상기 고장 신호를 외부에 출력하도록 상기 입출력 제어 신호를 형성하여 출력하고,
    상기 단락 고장 통과 신호 및 상기 단선 고장 통과 신호 출력후 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호를 출력하는 제1 연산부를 포함하는 내부 제어 신호 형성부를 포함하며,
    상기 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호는 상기 제1 SR 래치에 제공되어 상기 제1 카운터를 불활성화 시키는 LED 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광 데이터는 직렬(serial) 데이터이며,
    상기 데이터 가공부는,
    상기 발광 데이터를 입력받고, 각 비트들을 병렬로 형성하여 출력하는 시프트 레지스터 및
    상기 시프트 레지스터가 출력하는 발광 데이터의 각 비트를 상기 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호에 따라 출력하는 레지스터를 포함하는 휘도 제어 신호 형성부를 포함하며,
    상기 레지스터의 출력 신호는 상기 휘도 제어 신호인 LED 백라이트 유닛.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 가공부는,
    발광 시간 제어 신호 형성부를 더 포함하며, 상기 발광 시간 제어 신호 형성부는:
    상기 내부 제어 신호 형성부 스톱 신호 신호가 입력되는 제2 SR 래치;
    상기 제2 SR 래치의 출력 신호로 활성화되어 상기 클록 신호에 포함된 펄스의 개수를 계수하는 제2 카운터 및
    상기 제2 카운터의 계수 결과와 상기 휘도 제어 신호를 제공받고 상기 휘도 제어 신호의 값에 따라 펄스 폭을 달리하는 발광 시간 제어 신호를 형성하여 출력하고,
    상기 발광 시간 제어 신호 출력 후, 발광 제어 신호 형성부 스톱 신호를 형성하여 출력하는 제2 연산부를 포함하며,
    상기 발광 제어 신호 형성부 스톱 신호는 상기 제2 SR 래치에 제공되어 상기 제2 카운터를 불활성화 시키는 LED 백라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 연산부는,
    상기 휘도 제어 신호가 임계값 보다 크거나 같은 경우 상기 발광 시간 제어 신호의 펄스 폭을 동일하게 형성하고,
    상기 휘도 제어 신호가 임계값 보다 작은 경우 상기 발광 시간 제어 신호의 펄스 폭을 상기 휘도 제어 신호의 값에 비례하도록 형성하는 LED 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발광 제어부는,
    상한 전압과 하한 전압 사이에 연결되고, 상기 상한 전압과 상기 하한 전압의 전압차를 분배하여 복수의 계조 전압으로 제공하는 복수의 저항들을 포함하는 레지스터 스트링(resistor string);
    상기 휘도 제어 신호를 제공받고, 상응하는 휘도로 상기 발광 소자를 발광하도록 하는 계조 전압을 출력하는 디지털 아날로그 변환기(DAC, dital-analog-converter);
    상기 계조 전압을 제공받고, 상기 계조 전압에 상응하는 휘도로 상기 발광 소자를 구동하는 구동 회로부 및
    상기 발광 시간 제어 신호를 제공받고, 상기 발광 시간 제어 신호에 상응하는 시간 동안 상기 구동 회로부가 상기 발광 소자를 발광시키도록 제어하는 구동 시간 제어부를 포함하는 LED 백라이트 유닛.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 고장 검출부는,
    상기 발광 제어부와 상기 발광 소자가 연결된 노드에서의 전압과 단락 전압을 비교하여 단락 고장 여부에 상응하는 단락 고장 신호를 출력하는 제1 비교기와,
    상기 단락 고장 신호를 래치 업하는 제1 래치와,
    상기 래치 업된 단락 고장 신호를 상기 단락 고장 통과 신호로 샘플하여 출력하는 제1 플립플롭 및
    상기 단락 고장 통과 신호로 도통되어 상기 단락 고장 신호를 출력하는 스위치를 포함하며,
    상기 단락 고장 신호는 상기 고장 신호로 상기 데이터 제어부에 제공되는 LED 백라이트 유닛.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 고장 검출부는,
    상기 발광 제어부와 상기 발광 소자가 연결된 노드에서의 전압과 단선 전압을 비교하여 단락 고장 여부에 상응하는 단락 고장 신호를 출력하는 제2 비교기와,
    상기 단락 고장 신호를 래치 업하는 제2 래치와,
    상기 래치 업된 단락 고장 신호를 상기 단선 고장 통과 신호로 샘플하여 출력하는 제2 플립플롭 및
    상기 단선 고장 통과 신호로 도통되어 단선 고장 신호를 출력하는 스위치를 포함하며,
    상기 단선 고장 신호는 상기 고장 신호로 상기 데이터 제어부에 제공되는 LED 백라이트 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고장 검출부는,
    상기 발광 소자의 단락 고장을 검출한 단락 고장 신호 및 단선 고장을 검출한 단선 고장 신호 중 어느 하나 이상을 출력하되,
    상기 고장 검출부는 상기 데이터 제어부가 제공한 단락 고장 통과 신호 및 단선 고장 통과 신호에 따라 상기 단락 고장 신호 및 단선 고장 신호를 출력하는 LED 백라이트 유닛.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 LED 백라이트 유닛은,
    상기 발광 데이터가 상기 데이터 제어부에 입력되는 프로그램 페이즈와,
    상기 고장 검출부가 고장 신소를 출력하는 고장 출력 페이즈 및
    상기 발광 소자가 발광하는 발광 페이즈를 주기적으로 수행하는 LED 백라이트 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 발광 페이즈에서 상기 클록의 주기는 상기 프로그램 페이즈 및 상기 고장 출력 페이즈에서의 상기 클록의 주기에 비하여 큰 값을 가지는 LED 백라이트 유닛.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 LED 백라이트 유닛은,
    복수 개의 로우와 복수 개의 컬럼으로 배치되어 액티브 매트릭스로 구동되는 LED 백라이트 유닛.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수 개의 로우에 배치된 LED 백라이트 유닛에는 동일한 상기 제어 신호가 제공되고,
    상기 복수 개의 컬럼에 배치된 LED 백라이트 유닛에는 동일한 상기 발광 데이터가 제공되는 LED 백라이트 유닛.
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