KR102289051B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단락에 의한 소자의 손상을 방지할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 구동 전류를 근거로 광을 방출하는 광원; 구동 전류를 근거로 감지 전압을 생성하는 감지 저항; 기준 전원으로부터 분압된 제 1 기준 전압과 감지 전압을 비교하여 제 1 비교 신호를 생성하는 제 1 비교기; 제 1 비교기로부터의 제 1 비교 신호에 따라 제어되어 감지 전압을 스위칭하는 제 1 스위칭소자; 제 1 스위칭소자를 통해 입력된 감지 전압과 제 1 램프 신호를 비교하여 제 2 비교 신호를 생성하는 제 2 비교기; 기준 전원 및 전류 제어부로부터의 전류 제어 신호를 근거로 구동 전류의 크기를 제어하는 전류 제어 스위칭소자; 제 2 비교기로부터의 제 2 비교 신호를 직류 전압으로 변환하고, 직류 전압과 임계 전압을 비교하여 제 3 비교 신호를 생성하는 이상 감지부; 및 이상 감지부로부터의 제 3 비교 신호와 차단 전압을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 기준 전원을 제어하는 차단 제어부를 포함한다.

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 단락에 의한 소자의 손상을 방지할 수 있는 백라이트 유닛에 대한 것이다.

액정 표시장치는 비발광소자인 액정을 이용하기 때문에, 광을 생성하기 위한 백라이트 유닛을 필요로 한다.

백라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드들과 이들을 구동하기 위한 광원 구동부를 포함한다.

발광 다이오드들은 커넥터를 통해 광원 구동부와 전기적으로 연결된다.

한편, 커넥터의 접속 불량 등으로 인해 커넥터 내에서 발광 다이오드의 애노드 단자와 캐소드 단자가 단락되는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 광원 구동부에 높은 단락 전류가 발생되어 그 광원 구동부 내의 소자들이 치명적인 손상을 입을 수 있다.

본 발명은 단락에 의한 소자의 손상을 방지할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 구동 전류를 근거로 광을 방출하는 광원; 구동 전류를 근거로 감지 전압을 생성하는 감지 저항; 기준 전원으로부터 분압된 제 1 기준 전압과 감지 전압을 비교하여 제 1 비교 신호를 생성하는 제 1 비교기; 제 1 비교기로부터의 제 1 비교 신호에 따라 제어되어 감지 전압을 스위칭하는 제 1 스위칭소자; 제 1 스위칭소자를 통해 입력된 감지 전압과 제 1 램프 신호를 비교하여 제 2 비교 신호를 생성하는 제 2 비교기; 기준 전원 및 전류 제어부로부터의 전류 제어 신호를 근거로 구동 전류의 크기를 제어하는 전류 제어 스위칭소자; 제 2 비교기로부터의 제 2 비교 신호를 직류 전압으로 변환하고, 직류 전압과 임계 전압을 비교하여 제 3 비교 신호를 생성하는 이상 감지부; 및 이상 감지부로부터의 제 3 비교 신호와 차단 전압을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 기준 전원을 제어하는 차단 제어부를 포함한다.

제 1 기준 전압을 생성하는 제 1 분압부를 더 포함한다.

제 1 분압부는, 일측 단자를 통해 기준 전원을 공급받고, 타측 단자를 통해 상기 제 1 비교기의 입력 단자에 접속된 제 1 분압 저항; 및 제 1 비교기의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 2 분압 저항을 포함한다.

제 3 비교 신호가 임계 전압보다 클 때, 차단 제어부는 기준 전원을 그라운드 전압 레벨로 하강시킨다.

이상 감지부는, 제 2 비교기로부터의 제 2 비교 신호의 전압 레벨을 변조하는 레벨 쉬프터; 레벨 쉬프터로부터의 제 2 비교 신호를 적분하는 적분부; 및 적분부로부터의 제 2 비교 신호와 임계 전압을 비교하여 제 3 비교 신호를 생성하는 제 3 비교기를 포함한다.

레벨 쉬프터는, 제 2 비교기의 출력 단자와 접지 사이에 접속된 제 1 저항; 제 2 비교기의 출력 단자와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 다이오드; 일측 단자를 통해 기준 전원을 공급받으며, 타측 단자를 통해 제 1 노드에 접속된 제 2 저항; 제 1 노드와 접지 사이에 접속된 제 3 저항; 일측 단자를 통해 기준 전원을 공급받으며, 타측 단자를 통해 제 2 노드에 접속된 제 4 저항; 제 1 노드의 전압에 따라 제어되며, 제 2 노드와 접지 사이에 접속된 제 1 풀다운 스위칭소자; 일측 단자를 통해 기준 전원을 공급받으며, 타측 단자를 통해 제 3 노드에 접속된 제 5 저항; 및 제 2 노드의 전압에 따라 제어되며, 제 3 노드와 접지 사이에 접속된 제 2 풀다운 스위칭소자를 포함한다.

적분부는, 제 3 노드와 제 3 비교기의 입력 단자 사이에 접속된 제 6 저항; 및 제 3 비교기의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 1 커패시터를 포함한다.

임계 전압을 생성하는 제 2 분압부를 더 포함한다.

제 2 분압부는, 일측 단자를 통해 기준 전원을 공급받고, 타측 단자를 통해 제 3 비교기의 입력 단자에 접속된 제 3 분압 저항; 및 제 3 비교기의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 4 분압 저항을 포함한다.

외부로부터의 입력 전압을 광원 구동 전압으로 변환하여 광원으로 공급하는 전원 변환부를 더 포함한다.

전원 변환부는, 전원 변환부의 입력 단자와 출력 단자 사이에 직렬로 접속된 인덕터 및 제 2 다이오드; 전원 변환부의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 2 커패시터; 전원 변환부의 출력 단자와 접지 사이에 접속된 제 3 커패시터; 및 외부로부터의 출력 제어 신호에 따라 제어되며, 제 2 다이오드의 애노드 전극과 접지 사이에 접속된 출력 제어 스위칭소자를 포함한다.

감지 전압과 제 2 기준 전압을 비교하여 제 4 비교 신호를 생성하는 제 4 비교기; 제 4 비교기로부터의 제 4 비교 신호와 제 2 램프 신호를 비교하여 제 5 비교 신호를 생성하는 제 5 비교기; 및 기준 전원을 이용하여 제 5 비교기로부터의 제 5 비교 신호를 버퍼링하여 출력 제어 신호를 생성하는 버퍼를 더 포함한다.

기준 전원을 공급받아 제 1 및 제 2 램프 신호를 생성하는 제 1 및 제 2 오실레이터를 더 포함한다.

제 2 램프 신호의 주파수가 제 1 램프 신호의 주파수보다 더 높다.

기준 전원을 공급받아 디밍 신호를 생성하여 전류 제어 스위칭소자로 공급하는 디밍 제어부를 더 포함한다.

디밍 제어부와 전류 제어 스위칭소자 사이에 접속된 제 3 다이오드를 더 포함한다.

광원은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함한다.

제 1 스위칭소자와 반대로 동작하는 제 2 스위칭소자를 더 포함하며; 제 2 스위칭소자는, 제 1 비교기로부터의 제 1 비교 신호에 따라 제어되며, 제 1 스위칭소자와 제 2 비교기의 입력 단자 간의 교점과 접지 사이에 접속된다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 단락이 발생할 경우 구동 전류의 크기가 억제되어 감지 저항 등을 비롯한 각종 소자들의 손상이 방지될 수 있다.

둘째, 단락 발생시 감지 전압의 증가 추세에 맞춰 제 2 비교 신호의 듀티비가 증가하므로 기준 전원이 빠르게 차단될 수 있다.

셋째, 이상 발생시 바로 기준 전원이 차단되지 않고, 그 감지 전압의 증가 추세를 근거로 기준 전원의 차단 여부가 판단되므로, 일회성의 단순 노이즈(noise)에 의해 백라이트 유닛의 동작이 멈추는 것이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1의 백라이트 및 백라이트 제어부에 대한 상세 구성도이다.
도 4는 도 3의 이상 감지부의 상세 구성도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 구성 요소들의 동작에 관계된 각종 신호들의 파형을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 광원 제어부에 대한 다른 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 상세 구성도이다.

표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시패널(133), 백라이트 유닛(150), 백라이트 제어부(158), 타이밍 컨트롤러(101), 게이트 드라이버(112), 데이터 드라이버(111) 및 직류-직류 변환부(177)를 포함한다.

표시패널(133)은 영상을 표시한다. 이러한 표시패널(133)은, 도시되지 않았지만, 액정층과, 그리고 이 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 하부 기판과 상부 기판을 포함한다.

하부 기판에 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과, 이 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과 교차되는 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)과, 그리고 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)들이 배치된다.

도시되지 않았지만, 상부 기판에 블랙 매트릭스, 복수의 컬러필터들 및 공통 전극이 위치한다. 블랙 매트릭스는, 상부 기판 중 화소 영역들에 대응되는 부분들을 제외한 나머지 부분에 위치한다. 컬러필터들은 화소 영역에 위치한다. 컬러필터들은 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터로 구분된다.

화소들(R, G, B)은 행렬 형태로 배열된다. 화소들(R, G, B)은 적색 컬러필터에 대응하여 위치한 적색 화소(R)들, 녹색 컬러필터에 대응하여 위치한 녹색 화소(G) 및 청색 컬러필터에 대응하여 위치한 청색 화소(B)로 구분된다. 이때, 수평 방향으로 인접한 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 하나의 단위 영상을 표시하기 위한 단위 화소를 이룬다.

제 n 수평라인(n은 1 내지 i 중 어느 하나)을 따라 배열된 j개의 화소들(이하, 제 n 수평라인 화소들)은 제 1 내지 제 j 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 각각에 개별적으로 접속된다. 아울러, 이 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 라인에 공통으로 접속된다. 이에 따라, 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 신호를 공통으로 공급받는다. 즉, 동일 수평라인 상에 배열된 j개의 화소들은 모두 동일한 게이트 신호를 공급받지만, 서로 다른 수평라인 상에 위치한 화소들은 서로 다른 게이트 신호를 공급받는다. 예를 들어, 제 1 수평라인(HL1)에 위치한 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)는 모두 제 1 게이트 신호를 공급받는 반면, 제 2 수평라인(HL2)에 위치한 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)는 이들과는 다른 타이밍을 갖는 제 2 게이트 신호를 공급받는다.

각 화소(R, G, B)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(TFT), 액정용량 커패시터(CLC)및 보조용량 커패시터(Cst)를 포함한다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 따라 턴-온된다. 턴-온된 박막 트랜지스터(TFT)는 데이터 라인으로부터 제공된 아날로그 영상 데이터 신호를 액정용량 커패시터(CLC)및 보조용량 커패시터(Cst)로 공급한다.

액정용량 커패시터(CLC)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극과 공통 전극을 포함한다.

보조용량 커패시터(Cst)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극과 대향 전극을 포함한다. 여기서, 대향 전극은 전단 게이트 라인 또는 공통 전압을 전송하는 공통 라인이 될 수 있다.

한편, 화소(R, G, B)를 구성하는 구성 요소들 중 박막 트랜지스터(TFT)는 블랙 매트릭스에 의해 가려진다.

타이밍 컨트롤러(101)는 시스템에 구비된 그래픽 컨트롤러로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호(DATA) 및 클럭신호(DCLK)를 공급받는다. 타이밍 컨트롤러(101)와 시스템 사이에 인터페이스회로(도시되지 않음)가 구비되는 바, 시스템으로부터 출력된 위 신호들은 인터페이스회로를 통해 타이밍 컨트롤러(101)로 입력된다. 인터페이스회로는 타이밍 컨트롤러(101)에 내장될 수도 있다.

도시되지 않았지만, 인터페이스회로는 LVDS 수신부를 포함한다. 인터페이스회로는 시스템으로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호(DATA) 및 클럭신호(DCLK)의 전압 레벨을 낮추는 한편, 이들의 주파수를 높인다.

한편, 인터페이스회로로부터 타이밍 컨트롤러(101)로 입력되는 신호의 높은 고주파 성분으로 인하여 이들 사이에 전자파장애(Electromagnetic interference)가 발생할 수 있는 바, 이를 방지하기 위해 인터페이스회로와 타이밍 컨트롤러(101) 사이에 EMI필터(도시되지 않음)가 더 구비될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(101)는 수직동기신호(Hsync), 수평동기신호(Hsync) 및 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 드라이버(112)를 제어하기 위한 게이트 제어신호와 데이터 드라이버(111)를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생한다. 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다. 데이터 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock), 소스 출력 신호(Source Output Enable), 극성신호(Polarity Signal) 등을 포함한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(101)는 시스템을 통해 입력되는 영상 데이터 신호들(DATA)을 재정렬하고, 그리고 이 재정렬된 영상 데이터 신호들(DATA`)을 데이터 드라이버(111)에 공급한다.

한편, 타이밍 컨트롤러(101)는 시스템에 구비된 전원부로부터 출력된 구동 전원(Vcc)에 의해 동작하는 바, 특히 이 구동 전원(Vcc)은 타이밍 컨트롤러(101) 내부에 설치된 위상고정루프회로(Phase Lock Loop: PLL)의 전원 전압으로서 사용된다. 위상고정루프회로(PLL)는 타이밍 컨트롤러(101)에 입력되는 클럭 신호(DCLK)를 발진기로부터 발생되는 기준 주파수와 비교한다. 그리고, 그 비교 결과 이들 사이에 오차가 있는 것으로 확인되면, 위상고정루프회로는 그 오차만큼 클럭 신호의 주파수를 조정하여 샘플링 클럭 신호를 발생한다. 이 샘플링 클럭 신호는 영상 데이터 신호들(DATA`)을 샘플링하기 위한 신호이다.

직류-직류 변환부(177)는 시스템을 통해 입력되는 구동 전원(Vcc)을 승압 또는 감압하여 표시패널(133)에 필요한 전압들을 생성한다. 이를 위해, 직류-직류 변환부(177)는, 예를 들어, 이의 출력 단의 출력 전압을 스위칭하기 위한 출력 스위칭소자와, 그 출력 스위칭소자의 제어단자에 인가되는 제어신호의 듀티비(duty ratio)나 주파수를 제어하여 출력 전압을 승압하거나 감압시키기 위한 펄스폭 변조기(Pulse Width Modulator: PWM)를 포함할 수 있다. 여기서, 전술된 펄스폭 변조기 대신에 펄스주파수 변조기(Pulse Frequency Modulator: PFM)가 그 직류-직류 변환부(177)에 포함될 수 있다.

펄스폭 변조기는 전술된 제어신호의 듀티비를 높여 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 높이거나, 그 제어신호의 듀티비를 낮추어 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 낮춘다. 펄스주파수 변조기는 전술된 제어신호의 주파수를 높여 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 높이거나, 제어신호의 주파수를 낮추어 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압을 낮춘다. 직류-직류 변환부(177)의 출력 전압은 6[V] 이상의 기준 전압(VDD), 10단계 미만의 감마기준전압(GMA1-10), 2.5 내지 3.3V의 공통 전압, 15[V] 이상의 게이트 고전압, -4[V] 이하의 게이트 저전압을 포함한다.

감마기준전압(GMA1-10)은 기준 전압의 분압에 의해 발생된 전압이다. 기준 전압과 감마기준전압은 아날로그 감마전압으로서, 이들은 데이터 드라이버(111)에 공급된다. 공통 전압은 데이터 드라이버(111)를 경유하여 표시패널(133)의 공통 전극에 공급된다. 게이트 고전압은 박막 트랜지스터(TFT)의 문턱전압 이상으로 설정된 게이트 신호의 하이논리전압이고, 그리고 게이트 저전압은 박막 트랜지스터의 오프전압으로 설정된 게이트 신호의 로우논리전압으로서, 이들은 게이트 드라이버(112)에 공급된다.

게이트 드라이버(112)는 타이밍 컨트롤러(101)로부터 제공된 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 생성하고, 그 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)에 차례로 공급한다. 게이트 드라이버(112)는, 예를 들어, 게이트 쉬프트 클럭에 따라 게이트 스타트 펄스를 쉬프트 시켜 게이트 신호들을 발생시키는 쉬프트 레지스터로 구성될 수 있다. 쉬프트 레지스터는 복수의 스위칭소자들로 구성될 수 있다. 이 스위칭소자들은 표시 영역의 박막 트랜지스터와 동일한 공정으로 하부 기판의 앞면 상에 형성될 수 있다.

데이터 드라이버(111)는 타이밍 컨트롤러(101)로부터 영상 데이터 신호들(DATA') 및 데이터 제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 드라이버(111)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 영상 데이터 신호들(DATA')을 샘플링한 후에, 매 수평기간마다 한 수평 라인에 해당하는 샘플링 영상 데이터 신호들을 래치하고 래치된 영상 데이터 신호들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(111)는 타이밍 컨트롤러(101)로부터의 영상 데이터 신호들(DATA')을 직류-직류 변환부(177)로부터 입력되는 감마기준전압들(GMA1-10)을 이용하여 아날로그 영상 데이터 신호들로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)로 공급한다.

백라이트 유닛(150)은 표시패널(133)에 광을 제공한다. 백라이트 유닛(150)은, 광을 방출하는 백라이트(157)와, 이 백라이트(157)를 제어하는 백라이트 제어부(158)를 포함한다.

도 3은 도 1의 백라이트 및 백라이트 제어부에 대한 상세 구성도이다.

백라이트(157)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 광원(LED)을 포함한다.

광원(LED)은 백라이트 제어부로부터의 광원 구동 전압을 근거로 발생된 구동 전류를 공급받는다. 광원(LED)은 구동 전류에 의해 광을 방출한다. 백라이트(157)가 복수의 광원(LED)들을 포함할 때, 이 광원(LED)들은 전원 변환부(301)와 전류 제어 스위칭소자(SWCC) 사이에 직렬로 접속된다. 이때, 직렬로 연결된 복수의 광원(LED)들은 광원 어레이로 정의될 수 있다. 광원 어레이는 커넥터(311)를 통해 백라이트 제어부에 접속된다.

광원(LED)은 적어도 하나의 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 포함된 발광 패키지(package)가 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 발광 패키지는 그 내부에 적색 광을 출사하는 적색 발광 다이오드, 녹색 광을 출사하는 녹색 발광 다이오드 및 청색광을 출사하는 청색 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 발광 패키지는 세 종류의 색상을 조합하여 백색광을 생성한다. 또 다른 예로서, 이 발광 패키지는 그 내부에 전술된 세 가지 색상의 발광 다이오드들 중 청색 발광 다이오드만을 포함할 수도 있는 바, 이와 같은 경우 청색광을 백색광으로 변환하기 위한 형광체가 그 청색 발광 다이오드의 발광부에 형성된다.

한편, 광원(LED)으로서, 발광 다이오드 대신 레이저 다이오드 또는 탄소 나노 튜브가 사용될 수도 있다.

백라이트 유닛(150)은 직하형 백라이트 유닛, 에지형 백라이트 유닛 및 코너형 백라이트 유닛 중 어느 하나일 수 있다.

백라이트 제어부(158)는 광원(LED)에 흐르는 구동 전류의 양을 조절함으로써 광원(LED)으로부터 방출되는 광의 휘도를 제어한다.

백라이트 제어부(158)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전원 변환부(301) 및 광원 제어부(302)를 포함한다.

전원 변환부(301)는 외부로부터의 입력 전압(Vin)을 광원 구동 전압으로 변환한다. 광원 구동 전압은 복수의 광원(LED)들을 구동하는데 적합한 크기를 갖도록 광원 제어부(302)에 의해 조절될 수 있다.

전원 변환부(301)는 인덕터(L), 다이오드(D2), 입력 커패시터(C2), 출력 커패시터(C3) 및 출력 제어 스위칭소자(SWOC)를 포함한다.

인덕터(L) 및 다이오드(D2)는 전원 변환부(301)의 입력 단자(331)와 출력 단자(332) 사이에 접속된다.

입력 커패시터(C2)는 전원 변환부(301)의 입력 단자(331)와 접지 사이에 접속된다.

출력 커패시터(C3)는 전원 변환부(301)의 출력 단자(332)와 접지 사이에 접속된다.

출력 제어 스위칭소자(SWOC)는 외부로부터의 출력 제어 신호에 따라 제어되며, 다이오드(D2)의 애노드 전극과 접지 사이에 접속된다.

이와 같은 구성을 갖는 전원 변환부(301)는 외부로부터 공급되는 입력 전압(Vin)을 광원 구동 전원 전압으로 변환하여 출력한다. 출력 제어 신호에 의해 광원 구동 전압의 크기가 조절된다. 출력 제어 신호의 듀티비(duty ratio)가 높을수록 광원 구동 전압의 크기가 증가한다. 전원 변환부(301)로부터 생성된 광원 구동 전압은 출력 단자(332)를 통해 광원(LED)에 인가된다.

광원 제어부(302)는 감지 저항(Rs), 제 1 비교기(351), 제 1 스위칭소자(SW1), 제 2 비교기(352), 제 4 비교기(354), 제 5 비교기(355), 버퍼(361), 디밍 제어부(377), 전류 제어부(392), 전류 제어 스위칭소자(SWCC), 이상 감지부(388) 및 차단 제어부(386)를 포함한다.

감지 저항(Rs)은 감지 노드(330)와 접지 사이에 접속된다. 구동 전류가 감지 저항(Rs)을 통해 흐를 때, 감지 노드(330)에 그 구동 전류에 대응되는 감지 전압(Vsen)이 발생된다.

제 1 비교기(351)는 제 1 기준 전압(Vref1)과 감지 전압(Vsen)을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 제 1 비교 신호(CMP1)를 출력한다. 위 비교 결과에 따라 제 1 비교 신호(CMP1)는 하이 논리 전압 또는 로우 논리 전압을 가질 수 있다.

감지 전압(Vsen)은 제 1 비교기(351)의 비반전 입력 단자(+)로 입력되고, 제 1 기준 전압(Vref1)은 제 1 비교기(351)의 반전 입력 단자(-)로 입력된다.

감지 전압(Vsen)이 제 1 기준 전압(Vref1)보다 클 때, 제 1 비교기(351)는 제 1 비교 신호(CMP1)로서 오픈 컬렉터(open collector) 출력 또는 오픈 드레인(open drain) 출력을 발생시킨다. 오픈 컬렉터 출력은 전술된 하이 논리 전압에 해당한다. 예를 들어, 제 1 비교기(351)의 반전 단자(-)와 출력 단자 사이에 별도의 저항이 더 접속될 수 있는 바, 전술된 오픈 컬렉터 출력은 그 별도의 저항에 의해 분압된 기준 전원(VIC)일 수 있다.

반면, 감지 전압(Vsen)이 제 1 기준 전압(Vref1)보다 작거나 같을 때, 제 1 비교기(351)는 제 1 비교 신호(CMP1)로서 그라운드(ground) 출력을 발생시킨다. 그라운드 출력은 전술된 로우 논리 전압에 해당한다.

제 1 기준 전압(Vref1)은 제 1 분압부(348)로부터 생성된다. 즉, 제 1 분압부(348)는 기준 전원(VIC)을 분압하여 제 1 기준 전압(Vref1)을 생성한다. 제 1 분압부(348)는 제 1 분압 저항(Rd1) 및 제 2 분압 저항(Rd2)을 포함한다. 제 1 분압 저항(Rd1)의 일측 단자로 기준 전원(VIC)이 공급된다. 제 1 분압 저항(Rd1)의 타측 단자는 제 1 비교기(351)의 반전 입력 단자(-)에 접속된다. 제 2 분압 저항(Rd2)은 제 1 비교기(351)의 반전 입력 단자(-)와 접지 사이에 접속된다.

제 1 스위칭소자(SW1)는 제 1 비교기(351)로부터의 제 1 비교 신호(CMP1)에 따라 제어되며, 감지 노드(330)와 제 2 비교기(352)의 비반전 입력 단자(+) 사이에 접속된다. 제 1 비교 신호(CMP1)가 전술된 오픈 컬렉터 출력과 같은 하이 논리 전압일 때, 이러한 제 1 비교 신호(CMP1)를 공급받는 제 1 스위칭소자(SW1)는 턴-온 된다. 반면, 제 1 비교 신호(CMP1)가 전술된 그라운드 출력과 같은 로우 논리 전압일 때, 이러한 제 1 비교 신호(CMP1)를 공급받는 제 1 스위칭소자(SW1)는 턴-오프 된다.

제 2 비교기(352)는 제 1 스위칭소자(SW1)를 통해 입력된 감지 전압(Vsen)과 제 1 램프 신호(ramp signal; RMP1)를 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 제 2 비교 신호(CMP2)를 출력한다. 위 비교 결과에 따라 제 2 비교 신호(CMP2)는 하이 논리 전압 또는 로우 논리 전압을 가질 수 있다.

감지 전압(Vsen)은 제 1 스위칭소자(SW1)를 통해 제 2 비교기(352)의 비반전 입력 단자(+)로 입력되고, 제 1 램프 신호(RMP1)는 제 2 비교기(352)의 반전 입력 단자(-)로 입력된다.

감지 전압(Vsen)이 제 1 램프 신호(RMP1)보다 클 때, 제 2 비교기(352)는 하이 논리 전압을 갖는 제 2 비교 신호(CMP2)를 출력한다. 반면, 감지 전압(Vsen)이 제 1 램프 신호(RMP1)보다 작거나 같을 때, 제 2 비교기(352)는 로우 논리 전압을 갖는 제 2 비교 신호(CMP2)를 출력한다.

도시되지 않았지만, 제 1 램프 신호(RMP1)는 제 1 오실레이터(oscillator)로부터 출력된다. 제 1 오실레이터는 기준 전원(VIC)을 공급받아 제 1 램프 신호(RMP1)를 생성한다.

전류 제어 스위칭소자(SWCC)는 기준 전원(VIC) 및 전류 제어 신호를 근거로 구동 전류의 크기를 제어한다.

전류 제어 신호는 전류 제어부(392)로부터 출력된다. 전류 제어부(392)는 감지 노드(330)의 감지 전압(Vsen)을 근거로 정전류 제어 신호를 생성한다. 즉, 전류 제어부(392)는 감지 전압(Vsen)과 기준 전압을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 전류 제어 신호의 크기를 제어한다.

이상 감지부(388)는 제 2 비교기(352)로부터의 제 2 비교 신호(CMP2)를 직류 전압으로 변환한다. 그리고, 이상 감지부(388)는 그 직류 전압과 임계 전압을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 제 3 비교 신호(CMP3)를 출력한다. 위 비교 결과에 따라 제 3 비교 신호(CMP3)는 하이 논리 전압 또는 로우 논리 전압을 가질 수 있다.

차단 제어부(386)는 이상 감지부(388)로부터의 제 3 비교 신호(CMP3)와 차단 전압을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 기준 전원(VIC)을 제어한다. 제 3 비교 신호(CMP3)가 차단 전압보다 클 때, 차단 제어부(386)는 기준 전원(VIC)을 그라운드 전압 레벨로 하강시킨다.

제 4 비교기(354)는 감지 전압(Vsen)과 제 2 기준 전압(Vref2)을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 제 4 비교 신호(CMP4)를 출력한다. 위 비교 결과에 따라 제 4 비교 신호(CMP4)는 하이 논리 전압 또는 로우 논리 전압을 가질 수 있다. 여기서, 제 2 기준 전압(Vref2)은, 기준 전원(VIC)으로부터 분압된 전압이다.

제 5 비교기(355)는 제 4 비교기(354)로부터의 제 4 비교 신호(CMP4)와 제 2 램프 신호(RMP2)를 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 제 5 비교 신호(CMP5)를 출력한다. 위 비교 결과에 따라 제 5 비교 신호(CMP5)는 하이 논리 전압 또는 로우 논리 전압을 가질 수 있다.

도시되지 않았지만, 제 2 램프 신호(RMP2)는 제 2 램프 오실레이터로부터 출력된다. 제 2 오실레이터는 기준 전원(VIC)을 공급받아 제 2 램프 신호(RMP2)를 생성한다. 한편, 제 2 램프 신호(RMP2)와 제 1 램프 신호(RMP1)는 서로 다른 주파수를 가질 수 있다. 이때, 제 2 램프 신호(RMP2)가 제 1 램프 신호(RMP1)보다 더 높은 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 램프 신호(RMP2)가 100 내지 150[kHz]의 주파수를 가질 때, 제 1 램프 신호(RMP1)는 20 내지 50[kHz]의 주파수를 가질 수 있다.

버퍼(361)는 기준 전원(VIC)을 이용하여 제 5 비교기(355)로부터의 제 5 비교 신호(CMP5)를 버퍼링하여 출력한다. 버퍼(361)로부터 출력된 신호가 전술된 출력 제어 신호이다.

도 4를 참조로 하여 이상 감지부(388)의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 4는 도 3의 이상 감지부(388)의 상세 구성도이다.

이상 감지부(388)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 레벨 쉬프터(401), 적분부(402) 및 제 3 비교기(353)를 포함한다.

레벨 쉬프터(401)는 제 2 비교기(352)로부터 제공된 제 2 비교 신호(CMP2)의 레벨을 변조한다.

레벨 쉬프터(401)는 제 1 저항(R1), 다이오드(D1), 제 2 저항(R2), 제 3 저항(R3), 제 4 저항(R4), 제 1 풀다운 스위칭소자(SWpd1) 및 제 2 풀다운 스위칭소자(SWpd2)를 포함한다.

제 1 저항(R1)은 제 1 노드(441)와 접지 사이에 접속된다.

다이오드(D1)는 제 2 비교기(352)의 출력 단자와 제 1 노드(441) 사이에 접속된다.

제 2 저항(R2)의 일측 단자로는 기준 전원(VIC)이 입력되며, 제 2 저항(R2)의 타측 단자는 제 1 노드(441)에 연결된다.

제 3 저항(R3)은 제 1 노드(441)와 접지 사이에 접속된다.

제 4 저항(R4)의 일측 단자로는 기준 전원(VIC)이 입력되며, 제 4 저항(R4)의 타측 단자는 제 2 노드(442)에 연결된다.

제 1 풀다운 스위칭소자(SWpd1)는 제 1 노드(441)의 전압에 따라 제어되며, 제 2 노드(442)와 접지 사이에 접속된다.

제 5 저항(R5)의 일측 단자로는 기준 전원(VIC)이 입력되며, 제 5 저항(R5)의 타측 단자는 제 3 노드(443)에 연결된다.

제 2 풀다운 스위칭소자(SWpd2)는 제 2 노드(442)의 전압에 따라 제어되며, 제 3 노드(443)와 접지 사이에 접속된다.

적분부(402)는 레벨 쉬프터(401)로부터의 제 2 비교 신호(CMP2)를 적분한다.

적분부(402)는 저항(R6) 및 커패시터(C1)를 포함한다.

제 6 저항(R6)은 제 3 노드(443)와 제 3 비교기(353)의 비반전 입력 단자(+) 사이에 접속된다.

커패시터(C1)는 제 3 비교기(353)의 비반전 입력 단자()와 접지 사이에 접속된다.

제 3 비교기(353)는 적분부(402)로부터 적분된 제 2 비교 신호(CMP2)와 임계 전압(Vc)을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 제 3 비교 신호(CMP3)를 출력한다. 위 비교 결과에 따라 제 3 비교 신호(CMP3)는 하이 논리 전압 또는 로우 논리 전압을 가질 수 있다.

임계 전압(Vc)은, 제 3 분압 저항(Rd3) 및 제 4 분압 저항(Rd4)를 포함하는 제 2 분압부로부터 생성된다. 즉, 제 2 분압부는 기준 전원(VIC)을 분압하여 임계 전압(Vc)을 생성한다. 제 3 분압 저항(Rd3)의 일측 단자로 기준 전원(VIC)이 공급된다. 제 3 분압 저항(Rd3)의 타측 단자는 제 3 비교기(353)의 반전 입력 단자(-)에 접속된다. 제 4 분압 저항(Rd4)은 제 3 비교기(353)의 반전 입력 단자(-)와 접지 사이에 접속된다.

한편, 도 3에 도시된 디밍 제어부(377)는 기준 전원(VIC)을 공급받아 디밍 신호를 생성한다. 디밍 제어부(377)로부터의 디밍 신호는 전류 제어 스위칭소자(SWCC)로 공급된다. 디밍 신호는 펄스폭 변조(pulse width modulation) 신호로서, 이 디밍 신호의 듀티비에 따라 전류 제어 스위칭소자(SWCC)의 턴-온 동자 및 턴-오프 동작이 제어된다.

디밍 제어부(377)와 전류 제어 스위칭소자(SWCC) 사이에 다이오드(D3)가 접속될 수 있는 바, 이때 이 다이오드(D3)의 캐소드 단자는 디밍 제어부(377)의 출력 단자에 접속되며, 캐소드 단자는 전류 제어 스위칭소자(SWCC)의 게이트 단자에 접속된다.

이와 같이 구성된 백라이트 유닛(150)의 동작을 도 3 내지 도 5를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 구성 요소들의 동작에 관계된 각종 신호들의 파형을 나타낸 도면이다.

커넥터(311)의 접속 불량으로 인해 광원(LED)의 애노드 단자와 캐소드 단자가 단락된 경우, 전원 변환부(301)로부터의 광원 구동 전압이 전류 제어 스위칭소자(SWCC)에 직접 인가된다. 따라서, 전류 제어 스위칭소자(SWCC)를 통하여 상당히 많은 양의 구동 전류가 흐르게 되며, 이로 인해, 도 5에 도시된 바와 같이 감지 노드(330)의 감지 전압(Vsen)이 크게 상승한다. 이 감지 전압(Vsen)이 제 1 기준 전압(Vref1)을 초과하는 순간(Tc) 제 1 비교기(351)는 하이 논리 전압을 갖는 제 1 비교 신호(CMP1)를 발생한다. 제 1 비교기(351)로부터 발생된 하이 논리 전압의 제 1 비교 신호(CMP1)는 제 1 스위칭소자(SW1)의 게이트 단자로 입력된다.

제 1 스위칭소자(SW1)는, 하이 논리 전압의 제 1 비교 신호(CMP1)에 응답하여, 턴-온된다. 그러면, 턴-온된 제 1 스위칭소자(SW1)를 통해 감지 전압(Vsen)이 제 2 비교기(352)로 입력된다.

제 2 비교기(352)는 감지 전압(Vsen)과 제 1 램프 신호(RMP1)를 비교한다. 감지 전압(Vsen)이 제 1 램프 신호(RMP1)보다 큰 구간에서 하이 논리 전압의 제 2 비교 신호(CMP2)가 출력되고, 감지 전압(Vsen)이 제 1 램프 신호(RMP1)보다 작거나 같은 구간에서 로우 논리 전압의 제 2 비교 신호(CMP2)가 출력된다. 이때, 감지 전압(Vsen)이 선형적으로 증가하므로 제 2 비교기(352)로부터 출력된 제 2 비교 신호(CMP2)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 시간에 따라 듀티비가 점진적으로 증가하는 펄스 파형을 갖는다. 이때, 제 2 비교 신호(CMP2)의 주파수는 제 1 램프 신호(RMP1)의 주파수에 맞춰진다. 제 2 비교기(352)로부터 발생된 제 2 비교 신호(CMP2)는 이상 감지부(388)로 입력된다.

이상 감지부(388)의 동작을, 도 4 및 도 5를 통해 구체적으로 설명한다.

제 2 비교 신호(CMP2)는 다이오드(D1)를 통해 제 1 노드(441)로 인가된다. 여기서, 제 2 비교 신호(CMP2)가 하이 논리 전압을 가질 때, 다이오드에 순방향 전압이 인가되어 그 하이 논리 전압의 제 2 비교 신호(CMP2)가 제 1 노드(441)에 인가된다.

제 1 노드(441)에 하이 논리 전압의 제 2 비교 신호(CMP2)가 인가되면, 그 제 1 노드(441)에 게이트 단자를 통해 접속된 제 1 풀다운 스위칭소자(SWpd1)가 턴-온된다. 그러면, 턴-온된 제 1 풀다운 스위칭소자(SWpd1)를 통해 그라운드 전압이 제 2 노드(442)에 인가되는 바, 이에 의해 제 2 노드(442)가 방전된다. 이에 따라, 그 방전된 제 2 노드(442)에 게이트 단자를 통해 접속된 제 2 풀다운 스위칭소자(SWpd2)는 턴-오프된다. 따라서, 기준 전원(VIC)이 제 5 저항(R5) 및 제 6 저항(R6)의 저항비에 맞춰 분압되고, 그 분압된 기준 전원(VIC)(이하, 분압 전압)이 제 3 노드(443)에 인가된다. 결국, 제 1 노드(441)에 하이 논리 전압의 제 2 비교 신호(CMP2)가 인가되면, 그 하이 논리 전압이 분압 전압의 레벨로 변환된 제 2 비교 신호(CMP2)가 출력된다. 여기서, 분압 전압은 하이 논리 전압보다 더 클 수도 있고 더 작을 수도 있다.

반면, 제 2 비교 신호(CMP2)가 로우 논리 전압을 가질 때, 다이오드에 역방향 전압이 인가되어 그 로우 논리 전압의 제 2 비교 신호(CMP2)가 제 1 노드(441)로 인가되지 못한다. 이에 따라, 제 2 비교기(352)의 출력 단자와 제 1 노드(441) 간이 전기적으로 분리된다. 그러면, 제 1 노드(441)에, 제 2 저항(R2) 및 제 3 저항(R3)의 저항비에 맞춰 분압된 기준 전원(VIC)이 인가된다. 이 분압된 기준 전원은 제 1 풀다운 스위칭소자(SWpd1)의 문턱전압보다 작은 값으로 설정된다. 따라서, 제 2 비교 신호(CMP2)가 로우 논리 전압을 가질 때, 제 1 풀다운 스위칭소자(SWpd1)는 턴-오프된다. 이에 따라, 제 2 노드(442)에 기준 전원(VIC)이 인가되어 제 2 노드(442)가 충전되며, 그 충전된 제 2 노드(442)에 게이트 단자가 접속된 제 2 풀다운 스위칭소자(SWpd2)가 턴-온된다. 그러면, 턴-온된 제 2 풀다운 스위칭소자(SWpd2)를 통해 그라운드 전압이 제 3 노드(443)에 인가되는 바, 이에 의해 제 3 노드(443)가 방전된다. 결국, 제 1 노드(441)에 로우 논리 전압의 제 2 비교 신호(CMP2)가 인가되면, 제 3 노드(443)에 그라운드 전압이 인가된다.

제 6 저항(R6)과 커패시터(C1)로 구성된 적분부(402)는 제 3 노드(443)에 인가된 펄스 전압을 적분하여 직류 전압(CMP2`)으로 변환한다. 이 변환된 직류 전압(CMP2`)은 제 3 비교기(353)의 비반전 입력 단자(+)로 인가된다. 이때, Tc시점 이후로 제 2 비교 신호(CMP2)의 듀티비가 선형적으로 증가하므로, 도 5에 도시된 바와 같이, Tc지점 이후부터 직류 전압(CMP2`)은 점진적으로 증가한다.

제 3 비교기(353)는 직류 전압(CMP2`)과 임계 전압(Vc)을 비교한다. 직류 전압(CMP2`)이 점점 상승하여 임계 전압(Vc)을 초과하는 순간 제 3 비교기(353)는 하이 논리 전압의 제 3 비교 신호(CMP3)를 출력한다. 이 하이 논리 전압의 제 3 비교 신호(CMP3)는 차단 제어부(386)로 입력된다.

차단 제어부(386)는, 하이 논리 전압의 제 3 비교 신호(CMP3)에 응답하여, 기준 전원(VIC)을 그라운드 전압 레벨, 즉 0[V]로 하강시킨다.

기준 전원(VIC)이 그라운드 전압 레벨로 떨어지면, 기준 전원(VIC)을 공급받아 구동하는 구성요소들이 동작을 멈춘다. 예를 들어, 전류 제어 스위칭소자(SWCC), 버퍼(361), 제 1 분압기(348) 및 이상 감지부(388)가 동작을 멈춘다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 3 비교 신호(CMP3)가 하이 논리 전압으로 변경된 바로 이후에 모든 신호들이 그라운드 전압 레벨로 떨어진다. 예를 들어, 제 3 비교 신호(CMP3)의 폴링 에지(falling edge) 시점에 맞춰 모든 신호들이 그라운들 전압 레벨로 떨어질 수 있다. 그러므로, 커넥터(311)의 접속 불량에 의해 단락이 발생하더라도 구동 전류의 크기가 억제되어 감지 저항(Rs) 등을 비롯한 각종 소자들의 손상이 방지될 수 있다.

또한, 단락 발생시 감지 전압(Vsen)의 증가 추세에 맞춰 제 2 비교 신호(CMP2)의 듀티비가 증가하므로 기준 전원(VIC)이 빠르게 차단될 수 있다.

게다가, 이상 발생시 바로 기준 전원(VIC)이 차단되지 않고, 그 감지 전압(Vsen)의 증가 추세를 근거로 기준 전원(VIC)의 차단 여부가 판단되므로, 일회성의 단순 노이즈에 의해 백라이트 유닛의 동작이 멈추는 것이 방지될 수 있다.

도 6은 도 3의 광원 제어부에 대한 다른 구성을 나타낸 도면이다.

광원 제어부(302)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 스위칭소자(SW2)를 더 포함할 수 있다.

제 2 스위칭소자(SW2)는 제 1 스위칭소자(SW1)와 반대로 동작한다. 즉, 제 1 스위칭소자(SW1)가 턴-온될 때 제 2 스위칭소자(SW2)는 턴-오프되며, 제 1 스위칭소자(SW1)가 턴-오프될 때 제 2 스위칭소자(SW2)는 턴-온된다. 이를 위해, 제 1 스위칭소자(SW1)가 n타입의 트랜지스터이고 제 2 스위칭소자(SW2)는 p타입의 트랜지스터일 수 있다. 물론, 그 반대의 경우도 가능하다.

제 2 스위칭소자(SW2)는 제 1 비교기(351)로부터의 제 1 비교 신호(CMP1)에 따라 제어되며, 제 2 비교기(352)의 비반전 입력 단자(+)와 접지 사이에 접속된다. 제 1 비교 신호(CMP1)가 로우 논리 전압일 때, 제 2 스위칭소자(SW2)는 턴-온된다. 턴-온된 제 2 스위칭소자(SW2)는 제 2 비교기(352)의 비반전 입력 단자(+)를 그라운드 전압 레벨로 방전시킨다.

제 2 스위칭소자(SW2)에 의해, 백라이트 유닛의 정상적인 동작 시, 제 2 비교기(352)의 비반전 입력 단자(+)의 전압이 반전 입력 단자(-)의 전압보다 낮은 전압으로 유지될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

301: 전원 변환부 302: 광원 제어부
157: 백라이트 311: 커넥터
C1, C3: 커패시터 L: 인덕터
D2, D3: 다이오드 386: 차단 제어부
392: 전류 제어부 388: 이상 감지부
377: 디밍 제어부 VIC: 기준 전원
SWCC: 전류 제어 스위칭소자 SWOC: 출력 제어 스위칭소자
RMP1, RMP2: 램프 신호 Rd1, Rd2: 분압 저항
CMP1, CMP2, CMP4, CMP5: 비교 신호 Vsen: 감지 전압
351, 352, 354, 355: 비교기 330: 감지 노드
LED: 광원Vin: 입력 전압

Claims (18)

1. 구동 전류를 근거로 광을 방출하는 광원;
   상기 구동 전류를 근거로 감지 전압을 생성하는 감지 저항;
   기준 전원으로부터 분압된 제 1 기준 전압과 상기 감지 전압을 비교하여 제 1 비교 신호를 생성하는 제 1 비교기;
   상기 제 1 비교기로부터의 제 1 비교 신호에 따라 제어되어 상기 감지 전압을 스위칭하는 제 1 스위칭소자;
   상기 제 1 스위칭소자를 통해 입력된 감지 전압과 제 1 램프 신호를 비교하여 제 2 비교 신호를 생성하는 제 2 비교기;
   상기 기준 전원 및 전류 제어부로부터의 전류 제어 신호를 근거로 상기 구동 전류의 크기를 제어하는 전류 제어 스위칭소자;
   상기 제 2 비교기로부터의 제 2 비교 신호를 직류 전압으로 변환하고, 상기 직류 전압과 임계 전압을 비교하여 제 3 비교 신호를 생성하는 이상 감지부; 및
   상기 이상 감지부로부터의 제 3 비교 신호와 차단 전압을 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 상기 기준 전원을 제어하는 차단 제어부를 포함하는 백라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 기준 전압을 생성하는 제 1 분압부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 분압부는,
   일측 단자를 통해 상기 기준 전원을 공급받고, 타측 단자를 통해 상기 제 1 비교기의 입력 단자에 접속된 제 1 분압 저항; 및
   상기 제 1 비교기의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 2 분압 저항을 포함하는 백라이트 유닛.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 비교 신호가 상기 임계 전압보다 클 때, 상기 차단 제어부는 상기 기준 전원을 그라운드 전압 레벨로 하강시키는 백라이트 유닛.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 이상 감지부는,
   상기 제 2 비교기로부터의 제 2 비교 신호의 전압 레벨을 변조하는 레벨 쉬프터;
   상기 레벨 쉬프터로부터의 제 2 비교 신호를 적분하는 적분부; 및
   상기 적분부로부터의 제 2 비교 신호와 상기 임계 전압을 비교하여 제 3 비교 신호를 생성하는 제 3 비교기를 포함하는 백라이트 유닛.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 레벨 쉬프터는,
   상기 제 2 비교기의 출력 단자와 접지 사이에 접속된 제 1 저항;
   상기 제 2 비교기의 출력 단자와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 다이오드;
   일측 단자를 통해 상기 기준 전원을 공급받으며, 타측 단자를 통해 상기 제 1 노드에 접속된 제 2 저항;
   상기 제 1 노드와 접지 사이에 접속된 제 3 저항;
   일측 단자를 통해 상기 기준 전원을 공급받으며, 타측 단자를 통해 제 2 노드에 접속된 제 4 저항;
   상기 제 1 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 제 2 노드와 접지 사이에 접속된 제 1 풀다운 스위칭소자;
   일측 단자를 통해 상기 기준 전원을 공급받으며, 타측 단자를 통해 제 3 노드에 접속된 제 5 저항; 및
   상기 제 2 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 제 3 노드와 접지 사이에 접속된 제 2 풀다운 스위칭소자를 포함하는 백라이트 유닛.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 적분부는,
   상기 제 3 노드와 상기 제 3 비교기의 입력 단자 사이에 접속된 제 6 저항; 및
   상기 제 3 비교기의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 1 커패시터를 포함하는 백라이트 유닛.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 임계 전압을 생성하는 제 2 분압부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 2 분압부는,
   일측 단자를 통해 상기 기준 전원을 공급받고, 타측 단자를 통해 상기 제 3 비교기의 입력 단자에 접속된 제 3 분압 저항; 및
   상기 제 3 비교기의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 4 분압 저항을 포함하는 백라이트 유닛.
10. 제 1 항에 있어서,
    외부로부터의 입력 전압을 광원 구동 전압으로 변환하여 상기 광원으로 공급하는 전원 변환부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전원 변환부는,
    상기 전원 변환부의 입력 단자와 출력 단자 사이에 직렬로 접속된 인덕터 및 제 2 다이오드;
    상기 전원 변환부의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 제 2 커패시터;
    상기 전원 변환부의 출력 단자와 접지 사이에 접속된 제 3 커패시터; 및
    외부로부터의 출력 제어 신호에 따라 제어되며, 상기 제 2 다이오드의 애노드 전극과 접지 사이에 접속된 출력 제어 스위칭소자를 포함하는 백라이트 유닛.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 감지 전압과 제 2 기준 전압을 비교하여 제 4 비교 신호를 생성하는 제 4 비교기;
    상기 제 4 비교기로부터의 제 4 비교 신호와 제 2 램프 신호를 비교하여 제 5 비교 신호를 생성하는 제 5 비교기; 및
    상기 기준 전원을 이용하여 상기 제 5 비교기로부터의 제 5 비교 신호를 버퍼링하여 상기 출력 제어 신호를 생성하는 버퍼를 더 포함하는 백라이트 유닛.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 전원을 공급받아 제 1 및 제 2 램프 신호를 생성하는 제 1 및 제 2 오실레이터를 더 포함하는 백라이트 유닛.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 램프 신호의 주파수가 제 1 램프 신호의 주파수보다 더 높은 백라이트 유닛.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전원을 공급받아 디밍 신호를 생성하여 상기 전류 제어 스위칭소자로 공급하는 디밍 제어부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 디밍 제어부와 상기 전류 제어 스위칭소자 사이에 접속된 제 3 다이오드를 더 포함하는 백라이트 유닛.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛.
18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭소자와 반대로 동작하는 제 2 스위칭소자를 더 포함하며;
    상기 제 2 스위칭소자는, 상기 제 1 비교기로부터의 제 1 비교 신호에 따라 제어되며, 상기 제 1 스위칭소자와 제 2 비교기의 입력 단자 간의 교점과 접지 사이에 접속된 백라이트 유닛.

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