KR102326567B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원 구동 전류의 오버슈트 및 가청 소음을 최소화할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 광원 구동 전압에 의해 구동되는 광원; 광원 구동 전압을 제어하는 광원 제어부; 및 광원 제어부로부터 충전 신호를 인가받아 제 1 소프트 스타트 전압을 생성하고, 충전 신호가 인가되지 않을 때 제 2 소프트 스타트 전압을 생성하여 광원 제어부로 출력하는 소프트 스타트부를 포함한다.

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 광원 구동 전류의 오버슈트 및 가청 소음을 최소화할 수 있는 백라이트 유닛에 대한 것이다.

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

화질 향상을 위해 백라이트 유닛은 디밍(dimming) 방식으로 제어될 수 있다. 디밍 제어시 광원으로 인가되는 광원 구동 전압의 크기가 가변된다. 광원 구동 전압에 의해 발생된 광원 구동 전류에 의해 광원은 광을 방출한다.

한편, 광원 구동 전압의 크기가 증가하면 광원 구동 전류도 증가하는 바, 광원 구동 전압이 비교적 클 때 광원 구동 전류에 오버슈트가 발생할 수 있다. 광원 구동 전류의 오버슈트는 백라이트 유닛의 가청 소음을 높이는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광원 구동 전류의 오버슈트를 최소화하여 가청 소음을 줄일 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광원 구동 전압에 의해 구동되는 광원; 광원 구동 전압을 제어하는 광원 제어부; 및 광원 제어부로부터 충전 신호를 인가받아 제 1 소프트 스타트 전압을 생성하고, 충전 신호가 인가되지 않을 때 제 2 소프트 스타트 전압을 생성하여 광원 제어부로 출력하는 소프트 스타트부를 포함한다.

소프트 스타트부는, 광원 제어부의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 소프트 스타트 커패시터; 및 광원 제어부의 입력 단자와 접지 사이에 연결된 전기 소자를 포함한다.

전기 소자는 저항, 인덕터, 커패시터 및 스위칭 소자 중 적어도 하나를 포함한다.

소프트 스타트부는, 광원 제어부의 입력 단자와 소프트 스타트 커패시터 사이에 접속된 저항을 더 포함한다.

소프트 스타트부는, 외부로부터의 방전 제어 신호에 따라 제어되며, 전기 소자와 접지 사이에 접속된 방전 스위칭 소자를 더 포함한다.

백라이트 유닛은, 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호 및 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호 중 하나를 방전 제어 신호로서 출력하는 3차원 영상용 디밍 제어부를 더 포함한다.

백라이트 유닛은, 외부로부터의 디밍 제어 신호의 듀티비를 근거로 방전 제어 신호를 출력하는 방전 제어부를 더 포함한다.

방전 제어부는 디밍 제어 신호의 듀티비가 미리 설정된 기준 듀티비보다 클 때 방전 제어 신호를 출력한다.

광원 제어부는, 광원 구동 전압에 따라 발생된 광원의 광원 구동 전류를 근거로 감지 전압을 생성하는 광원 구동 전류 감지부; 제 1 및 제 2 소프트 스타트 전압 중 어느 하나와 감지 전압을 근거로 피드백 신호를 생성하는 피드백 신호 생성부; 피드백 신호를 근거로 스위치 제어 신호를 생성하는 출력 제어부; 스위치 제어 신호를 근거로 외부로부터의 입력 전압을 광원 구동 전압으로 변환하여 광원으로 인가하는 전원 변환부; 외부로부터의 디밍 제어 신호에 따라 광원 구동 전류를 제어하는 디밍 제어부; 및 디밍 제어 신호에 따라 소프트 스타트부를 제어하는 소프트 스타트 제어부를 포함한다.

백라이트 유닛은, 외부로부터의 방전 제어 신호에 따라 제어되며, 디밍 제어 신호가 입력되는 디밍 제어부의 입력 단자와 접지 사이에 접속된 방전 스위칭 소자를 더 포함한다.

백라이트 유닛은, 외부로부터의 방전 제어 신호에 따라 제어되며, 전원 변환부의 출력 단자와 접지 단자 사이에 접속된 방전 스위칭 소자를 더 포함한다.

소프트 스타트 제어부는 디밍 제어 신호의 듀티 온 구간에 충전 신호를 소프트 스타트부로 공급한다.

디밍 제어 신호의 듀티 오프 구간에 소프트 스타트 제어부와 소프트 스타트부 간의 전기적 연결이 차단된다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 디밍 제어 신호에 따라 소프트 스타트 전압을 방전시킴으로써 광원 구동 전류의 오버슈트를 최소화할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛의 가청 소음이 줄어들 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1의 백라이트 및 백라이트 제어부에 대한 상세 구성도이다.
도 4는 도 3의 소프트 스타트부에 대한 상세 구성도이다.
도 5는 도 3의 소프트 스타트부에 대한 다른 상세 구성도이다.
도 6은 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호, 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호 및 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 소프트 스타트부에 대한 또 다른 상세 구성도이다.
도 8은 방전 제어 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 3의 디밍 제어부에 접속된 방전용 스위칭 소자를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 3의 전원 변환부에 접속된 방전용 스위칭 소자를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 3의 출력 제어부에 대한 상세 구성도이다.
도 12는 램프 신호, 클럭 신호, 감지 전압, 소프트 스타트 전압, 합성 신호, 비교 신호 및 스위치 제어 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 13은 광원 구동 전류의 파형을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구동 주파수에 따른 가청 소음 크기를 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.

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 표시 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 상세 구성도이다.

표시 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시 패널(133), 백라이트 유닛(145), 백라이트 제어부(158), 타이밍 컨트롤러(101), 게이트 드라이버(112), 데이터 드라이버(111), 디밍 신호 생성부(166) 및 직류-직류 변환부(177)를 포함한다.

표시 패널(133)은 영상을 표시한다. 이러한 표시 패널(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 표시 패널(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 표시 패널(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.

디밍 신호 생성부(166)는 시스템으로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호들(DATA) 및 클럭신호(DCLK)를 공급받는다. 이때, 디밍신호 생성부(166)는 전술된 인터페이스회로를 통해 위 신호들을 제공받는다.

디밍 신호 생성부(166)는 한 프레임의 영상 데이터 신호들을 휘도 성분과 색차 성분으로 분리하고, 휘도 성분을 분석하여 한 프레임 영상에 대한 평균 휘도를 산출하고, 그리고 그 산출된 평균 휘도를 근거로 디밍 신호를 생성한다. 예를 들어, 한 프레임의 영상 데이터가 높은 평균 휘도를 갖는 밝은 영상일 때, 백라이트 유닛(145)의 휘도를 증가시키기 위한 높은 값의 디밍 신호가 생성된다. 반면, 한 프레임의 영상 데이터가 낮은 평균 휘도를 갖는 어두운 영상일 때, 백라이트 유닛(145)의 휘도를 감소시키기 위한 낮은 값의 디밍 신호가 생성된다.

백라이트 유닛(150)은 표시 패널(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 광원부(167)를 포함한다. 도 3에는 백라이트 제어부(158)가 하나의 광원부(167)를 포함하는 예가 도시되어 있다. 백라이트(157)가 2개 이상의 광원부(167)들을 포함할 때, 각 광원부(167)는 전원 변환부(301)에 병렬로 접속된다.

광원부(167)는 적어도 하나의 광원(LED)을 포함한다. 광원(LED)은 백라이트 제어부(158)로부터의 광원 구동 전압(VLED)을 근거로 발생된 광원 구동 전류를 공급받는다. 광원(LED)은 광원 구동 전류에 의해 광을 방출한다. 광원부(167)가 복수의 광원(LED)들을 포함할 때, 이 광원(LED)들은 전원 변환부(301)와 디밍 제어부(305) 사이에 직렬로 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(157)는 직하형 백라이트, 에지형 백라이트 및 코너형 백라이트 중 어느 하나일 수 있다.

백라이트 제어부(158)는 광원을 발광시키기 위한 광원 구동 전압(VLED)을 생성한다. 또한, 백라이트 제어부(158)는 광원(LED)에 흐르는 광원 구동 전압(VLED)을 조절함으로써 광원(LED)에 흐르는 광원 구동 전류를 제어한다.

백라이트 제어부(158)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원 제어부(181) 및 소프트 스타트부(182)를 포함한다.

광원 제어부(181)는 소프트 스타트부(182)로부터의 소프트 스타트 전압(SST)을 근거로 광원 구동 전압(VLED)을 제어한다.

광원 제어부(181)는 구동 전류 감지부(306), 디밍 제어부(305), 소프트 스타트 제어부(304), 피드백 신호 생성부(303), 출력 제어부(302) 및 전원 변환부(301)를 포함한다.

전원 변환부(301)는 외부로부터의 입력 전압(Vin)을 광원 구동 전압(VLED)으로 변환한다.

전원 변환부(301)는 인덕터(L), 다이오드(D), 입력 커패시터(C1), 출력 커패시터(C2), 출력 제어 스위칭 소자(Troc) 및 스위칭 전류 감지부(344)를 포함한다.

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

입력 커패시터(C1)는 전원 변환부(301)의 입력 단자(331)와 접지 사이에 접속된다.

출력 커패시터(C2)는 전원 변환부(301)의 출력 단자(332)와 접지 사이에 접속된다.

출력 제어 스위칭 소자(Troc)는 출력 제어부(302)로부터의 스위치 제어 신호(SCS)에 따라 제어되며, 다이오드(D)의 애노드 전극과 스위칭 전류 감지부(344) 사이에 접속된다.

스위칭 전류 감지부(344)는 출력 제어 스위칭 소자(Troc)를 경유하여 흐르는 스위칭 전류를 감지하고, 그 감지된 스위칭 전류에 대응되는 감지 전압(ISW)을 생성한다. 이를 위해, 스위칭 전류 감지부(344)는 감지 저항(Rs1)을 포함할 수 있는 바, 이 감지 저항(Rs1)은 출력 제어 스위칭 소자(Troc)와 접지 사이에 접속될 수 있다. 감지 전압(ISW)은 감지 저항(Rs1)의 양단에 걸린 전압이다. 스위칭 전류 감지부(344)에 의해 발생된 감지 전압(ISW)은 출력 제어부(302)로 공급된다.

이와 같은 구성을 갖는 전원 변환부(301)는 외부로부터 공급되는 입력 전압(Vin)을 광원 구동 전압(VLED)으로 변환하여 출력한다. 이때, 스위치 제어 신호(SCS)에 의해 광원 구동 전압(VLED)의 크기가 조절된다. 예를 들어, 스위치 제어 신호(SCS)의 듀티비(duty ratio)가 높을수록 광원 구동 전압(VLED)의 크기가 증가한다. 전원 변환부(301)로부터 생성된 광원 구동 전압(VLED)은 출력 단자(332)를 통해 광원(LED)에 인가된다.

구동 전류 감지부(306)는 광원(LED)에 공급되는 광원 구동 전류를 감지하여 감지 전압(ISEN)을 생성한다. 구동 전류 감지부(306)는 디밍 제어부(305)와 접지 사이에 접속된다.

디밍 제어부(305)는 외부로부터의 디밍 제어 신호(DIM)에 따라 광원 구동 전류를 제어한다. 디밍 제어 신호(DIM)는 전술된 디밍 신호 생성부(166)로부터 제공될 수 있다. 도시되지 않았지만, 디밍 제어부(305)는 밸런스 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 밸런스 스위칭 소자는, 디밍 제어 신호(DIM)에 따라 제어되며 광원부(167)와 구동 전류 감지부(306) 사이에 접속될 수 있다. 밸런스 스위칭 소자는 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 온 기간 동안 턴-온되고, 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 오프 기간 동안 턴-오프된다. 밸런스 스위칭 소자가 턴-온된 기간, 즉 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 온 구간에 해당하는 기간 동안 광원(LED)이 점등되는 반면, 밸런스 스위칭 소자가 턴-오픈된 기간, 즉 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 오프 구간에 해당하는 기간 동안 광원(LED)이 소등된다. 이와 같이 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비에 따라 광원(LED)의 점등 시간이 조절되어 광원으로부터 발생되는 광량이 조절되는 바, 결국 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비에 의해 광원의 휘도가 제어될 수 있다.

구동 전류 감지부(306)는 광원 및 디밍 제어부(305)의 턴-온된 밸런스 스위칭 소자를 경유하여 흐르는 광원 구동 전류를 감지하고, 그 감지된 광원 구동 전류에 대응되는 감지 전압(ISEN)을 생성한다. 이를 위해, 스위칭 전류 감지부(344)는 감지 저항(Rs2)을 포함할 수 있는 바, 이 감지 저항(Rs2)은 밸런스 스위칭 소자와 접지 사이에 접속될 수 있다. 감지 전압(ISEN)은 감지 저항(Rs2)의 양단에 걸린 전압이다. 구동 전류 감지부(306)에 의해 발생된 감지 전압(ISEN)은 피드백 신호 생성부(303)로 공급된다. 한편, 구동 전류 감지부(306)로부터의 감지 전압(ISEN)은 디밍 제어부(305)에 더 공급될 수 있는 바, 이와 같은 경우 디밍 제어부(305)는 내부의 비교기를 이용하여 감지 전압(ISEN)과 미리 설정된 기준 전압을 비교하고, 그 비교 결과를 이용하여 밸런스 스위칭소자를 제어함으로써 광원(LED)에 흐르는 광원 구동 전류가 일정한 크기를 갖도록 만들 수 있다.

피드백 신호 생성부(303)는 소프트 스타트부(182)로부터의 소프트 스타트 전압(SST) 및 구동 전류 감지부(306)로부터의 감지 전압(ISEN)을 근거로 피드백 신호(FDS)를 생성한다.

출력 제어부(302)는 피드백 신호 생성부(303)로부터의 피드백 신호(FDS)를 근거로 스위치 제어 신호(SCS)를 생성한다. 출력 제어부(302)로부터의 스위치 제어 신호(SCS)는 전술된 전원 변환부(301)로 입력된다. 한편, 출력 제어부(302)는 전술된 스위칭 전류 감지부(344)로부터의 감지 전압(ISW)을 더 공급받을 수 있다. 이와 같은 경우, 출력 제어부(302)는 피드백 신호(FDS)와 감지 전압(ISW)을 근거로 스위치 제어 신호(SCS)를 생성한다.

소프트 스타트 제어부(304)는 디밍 신호 생성부(166)로부터의 디밍 제어 신호(DIM)에 따라 소프트 스타트부(182)를 제어한다. 예를 들어, 소프트 스타트 제어부(304)는 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 온 구간에 소프트 스타트 커패시터를 충전시킨다. 반면, 소프트 스타트 제어부(304)는 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 오프 구간에 소프트 스타트 커패시터를 충전시키지 않는다. 이를 위해, 소프트 스타트 제어부(304)는 전류원을 포함할 수 있는 바, 이 전류원은 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 온 구간에 소프트 스타트부(182)와 전기적으로 연결되고, 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 오프 구간에 소프트 스타트부(182)와 전기적으로 분리된다. 전류원과 소프트 스타트부(182)가 전기적으로 연결되면, 전류원으로부터의 충전 신호에 의해 소프트 스타트 커패시터가 충전된다. 반면, 전류원과 소프트 스타트부(182) 간의 전기적 연결이 차단되면, 소프트 스타트 커패시터에 저장된 전하가 방전되기 시작한다. 전류원으로부터의 충전 신호는 전류일 수 있다. 한편, 소프트 스타트 제어부(182)는 전류원 대신 전압원을 포함할 수 있는 바, 이와 같은 경우 충전 신호는 전압일 수 있다.

이와 같이, 소프트 스타트 제어부(304)가 디밍 제어 신호(DIM)에 따라 소프트 스타트 커패시터를 충전 및 방전함으로써 소프트 스타트 전압(SST)의 크기가 변동될 수 있다. 예를 들어, 소프트 스타트 커패시터가 방전되면 소프트 스타트 전압(SST)이 작아지는 바, 이 소프트 스타트 전압(SST)이 작아지면 이를 근거로 발생되는 피드백 신호(FDS)의 크기도 감소하게 되어 결국 출력 제어부(302)로부터 출력되는 스위치 제어 신호(SCS)의 듀티비가 낮아지게 된다. 이에 따라, 전원 변환부(301)로부터 출력되는 광원 구동 전압(VLED)이 감소하여 광원(LED)에 인가되는 광원 구동 전류의 크기가 감소한다. 이에 따라, 광원 구동 전류의 오버슈트가 방지될 수 있다.

소프트 스타트부(182)는 외부로부터의 충전 신호에 따라 소프트 스타트 전압(SST)을 생성한다. 한편, 소프트 스타트부(182)는 충전 신호가 인가되지 않을 때 소프트 스타트 전압(SST)을 방전시킨다. 예를 들어, 소프트 스타트부(182)는 광원 제어부(181)로부터 충전 신호를 인가받아 제 1 소프트 스타트 전압을 생성하고, 충전 신호가 인가되지 않을 때 이보다 작은 제 2 소프트 스타트 전압을 생성한다. 소프트 스타트부(182)로부터의 소프트 스타트 전압은 광원 제어부(181)에 공급된다. 이를 위해, 소프트 스타트부(182)는 광원 제어부(181)의 입력 단자에 연결된다.

도 4는 도 3의 소프트 스타트부(182)에 대한 상세 구성도이다.

소프트 스타트부(182)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 저항(R1), 전기 소자(455) 및 소프트 스타트 커패시터(Css)를 포함한다.

저항(R1)의 일측 단자는 광원 제어부(181)의 입력 단자에 접속되는 바, 여기서 광원 제어부(181)의 입력 단자는 피드백 신호 생성부(303)의 입력 단자에 해당한다. 즉, 이 입력 단자는, 소프트 스타트 전압(SST)이 인가되는 광원 제어부(181)의 입력 단자이다.

소프트 스타트 커패시터(Css)는 저항(R1)의 타측 단자와 접지 사이에 접속된다.

전기 소자(455)는 광원 제어부(181)의 입력 단자와 접지 사이에 접속된다. 전기 소자(455)는 저항성 소자로서, 예를 들어 저항, 인덕터, 커패시터 및 스위칭 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 4에는, 전기 소자(455)가 하나의 저항(R2)을 포함하는 하나의 예가 나타나 있는 바, 이 저항(R2)은 광원 제어부(181)의 입력 단자와 접지 사이에 접속된다. 한편, 전기 소자(455)가 스위칭 소자를 포함할 경우, 이 스위칭 소자는 다이오드 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 이 스위칭 소자는 광원 제어부(181)의 입력 단자에 접속된 게이트 전극, 광원 제어부(181)의 입력 단자에 접속된 드레인 전극 및 접지에 접속된 소스 전극을 가질 수 있다. 이와 달리, 스위칭 소자는 소정의 직류 전압이 인가되는 게이트 전극, 광원 제어부(181)의 입력 단자에 접속된 드레인 전극 및 접지에 접속된 소스 전극을 가질 수 있다. 여기서, 소정의 직류 전압은 이 스위칭 소자의 문턱 전압보다 큰 전압일 수 있다.

디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 오프 구간에 소프트 스타트 제어부(304)와 소프트 스타트부(182) 간의 전기적인 연결이 끊어진다. 한편, 그 전기적인 연결이 끊어졌지만, 전기 소자(455)에 의해 소프트 스타트 커패시터(Css)와 접지가 폐회로를 이루므로 소프트 스타트 커패시터(Css)는 빠른 속도로 방전될 수 있다. 따라서, 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 온 구간에 소프트 스타트 커패시터(Css)의 충전 시간이 상대적으로 길어진다. 예를 들어, 그 듀티 온 구간 동안 소프트 스타트 커패시터(Css)가 완전하게 충전되지 못한다. 이에 따라 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티 온 구간 동안 소프트 스타트 커패시터(Css)의 충전률이 감소하므로, 그 듀티 온 구간 동안 발생된 소프트 스타트 전압(SST)은 상대적으로 작아지게 된다. 이에 따라, 전술된 바와 같이, 스위치 제어 신호(SCS)의 듀티비가 낮아지게 되어 광원 구동 전류의 오버슈트가 방지될 수 있다.

도 5는 도 3의 소프트 스타트부(182)에 대한 다른 상세 구성도이고, 도 6은 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호, 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호 및 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호의 파형을 나타낸 도면이다.

소프트 스타트부(182)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 저항(R1), 전기 소자(455) 및 소프트 스타트 커패시터(Css) 및 방전 스위칭 소자(Trd)를 포함한다.

도 5의 저항(R1) 및 소프트 스타트 커패시터(Css)는 전술된 도 4의 그것들과 동일하므로 이들에 대한 설명은 도 4 및 관련 기재를 참조한다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 외부로부터의 방전 제어 신호에 따라 제어되며, 전기 소자(455)와 접지 사이에 접속된다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 3차원 영상용 디밍 제어부(305)에 의해 제어될 수 있다.

3차원 영상용 디밍 제어부(305)는, 도 6에 도시된 바와 같은 3차원 영상용 디밍 제어부(305)는 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 및 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM) 중 적어도 하나를 생성하여 광원 제어부(181)로 공급한다.

3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 및 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM)는, 3차원 입체 영상의 표시에 적합한 휘도의 광이 광원으로 방출될 수 있도록 광원 제어부(181)를 제어한다. 여기서, 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM)는 고정된 듀티비를 가질 수 있는 바, 예를 들어 약 56%의 듀티비를 가질 수 있다.

전술된 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 및 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM) 중 하나는 방전용 제어 신호로 사용될 수 있다. 단, 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM)가 방전 제어 신호로서 사용되기 위해서는 이는 반전된 형태를 가져야 한다. 이를 위해, 3차원 영상용 디밍 제어부(305)와 방전 스위칭 소자(Trd) 사이에 반전기(690)가 더 접속될 수 있다. 반전기(690)는 3차원 영상용 디밍 제어부(305)로부터의 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM)를 반전시킨다. 이와 달리, 3차원 영상용 디밍 제어부(305)가 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM) 외에도 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM_INV)를 더 출력할 경우, 전술된 반전기(690)는 사용되지 않는다.

방전 스위칭 소자(Trd)는, 도 6에 도시된 바와 같은 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA)에 의해 턴-온된다. 턴-온된 방전 스위칭 소자(Trd)에 의해 소프트 스타트 커패시터(Css)와 접지가 폐회로를 이룬다.

한편, 표시 장치가 입체 영상이 아닌 일반적인 2차원 영상을 표시할 때, 3차원 영상용 디밍 제어부(305)는 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 대신 오프 전압을 출력한다. 방전 스위칭 소자(Trd)는 이 오프 전압에 의해 턴-오프된다. 방전 스위칭 소자(Trd)가 턴-오프되면, 소프트 스타트 커패시터(Css)와 접지가 폐회로를 이루지 못하여 소프트 스타트 커패시터(Css)가 방전되지 않는다.

또한, 방전 스위칭 소자(Trd)는, 도 6에 도시된 바와 같은 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM)에 의해 턴-온된다. 예를 들어, 방전 스위칭 소자(Trd)는 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM)의 듀티 온 구간에 턴-온된다. 턴-온된 방전 스위칭 소자(Trd)에 의해 소프트 스타트 커패시터(Css)와 접지가 폐회로를 이룬다.

한편, 표시 장치가 입체 영상이 아닌 일반적인 2차원 영상을 표시할 때, 3차원 영상용 디밍 제어부(305)는 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM) 대신 오프 전압을 출력한다.

한편, 방전 스위칭 소자(Trd)는 3차원 영상 디밍 제어부(305) 대신 방전 제어부에 의해 제어될 수도 있다. 이를 도 7 및 도 8을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 7은 도 3의 소프트 스타트부(182)에 대한 또 다른 상세 구성도이고, 도 8은 방전 제어 신호의 파형을 나타낸 도면이다.

소프트 스타트부(182)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 저항(R1), 전기 소자(455) 및 소프트 스타트 커패시터(Css) 및 방전 스위칭 소자(Trd)를 포함한다.

도 7의 저항 및 소프트 스타트 커패시터(Css)는 전술된 도 4의 그것들과 동일하므로 이들에 대한 설명은 도 4 및 관련 기재를 참조한다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 방전 제어부(740)로부터의 방전 제어 신호에 따라 제어되며, 전기 소자(455)와 접지 사이에 접속된다.

방전 제어부(740)는 디밍 신호 생성부(166)로부터 제공된 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비를 근거로 방전 제어 신호(DS)의 출력 여부를 결정한다. 예를 들어, 방전 제어부(740)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비가 높을 때 방전 제어 신호(DS)를 출력하고, 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비가 낮을 때 오프 전압을 출력한다. 예를 들어, 방전 제어부(740)는 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비가 미리 설정된 기준 듀티비보다 클 때 방전 제어 신호(DS)를 출력하고, 그 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비가 기준 듀티비보다 같거나 작을 때 오프 전압을 출력한다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 방전 제어 신호(DS)에 의해 턴-온된다. 턴-온된 방전 스위칭 소자(Trd)에 의해 소프트 스타트 커패시터(Css)와 접지가 폐회로를 이룬다. 한편, 방전 스위칭 소자(Trd)는 오프 전압에 의해 턴-오프된다.

도 7에 도시된 구조는 광원 구동 전류가 낮은 듀티비의 디밍 제어 신호(DIM)에 의해 제어될 경우 발생되는 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비가 상당히 낮을 경우 소프트 스타트 커패시터(Css)가 방전되면 광원 구동 전류가 정상적으로 발생되지 않을 수 있다. 도 7의 구조는 디밍 제어 신호(DIM)의 듀티비가 기준 듀티비 보다 낮을 경우에는 방전 스위칭 소자(Trd)를 턴-오프시킴으로써 소프트 스타트 커패시터(Css)의 충전 상태를 유지한다.

한편, 방전용 스위칭 소자는 디밍 제어부(305)의 입력 단자에 연결될 수도 있다. 이를 도 9를 참조로 상세히 설명한다.

도 9는 도 3의 디밍 제어부(305)에 접속된 방전용 스위칭 소자를 나타낸 도면이다.

디밍 제어 신호(DIM)는 디밍 제어부(305)의 입력 단자를 통해 디밍 제어부(305)로 공급된다. 이때 이 디밍 제어 신호(DIM)는 아날로그 신호이다.

디밍 제어부(305)의 입력 단자에는 복수의 저항들(R2 내지 R8) 및 커패시터(C)가 접속된다. 커패시터(C)는 디밍 제어부(305)의 입력 단자와 접지 사이에 접속된다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 디밍 제어부(305)의 입력 단자와 접지 사이에 접속된다. 이때 방전 스위칭 소자(Trd)의 드레인 전극은 저항(R2)을 통해 디밍 제어부(305)의 입력 단자에 접속된다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 전술된 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 또는 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM_INV)를 공급받을 수 있다. 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 또는 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM_INV)는 저항(R1)을 통해 방전용 스위칭 소자(Trd)의 게이트 전극으로 인가된다.

방전 스위칭 소자(Trd)가 턴-온되면, 커패시터(C)가 빠른 속도로 방전된다. 이에 따라 아날로그 디밍 제어 신호(DIM)의 크기가 감소한다. 이 아날로그 디밍 제어 신호(DIM)는 디밍 제어부(305)에 의해 디지털 디밍 제어 신호로 변환되어 밸런스 스위칭 소자로 인가된다. 이때, 아날로그 디밍 제어 신호(DIM)의 크기가 작으므로, 이를 근거로 변환된 디지털 디밍 제어 신호는 낮은 듀티비를 갖는다. 따라서, 이 낮은 듀티비를 갖는 디지털 디밍 제어 신호에 의해 밸런스 스위칭 소자가 제어되므로, 그 밸런스 스위칭 소자를 경유하여 흐르는 광원 구동 전류의 오버슈트가 방지될 수 있다.

한편, 방전용 스위칭 소자(Trd)는 전원 변환부(301)의 출력 단자(332)에 연결될 수도 있다. 이를 도 10을 참조로 상세히 설명한다.

도 10은 도 3의 전원 변환부에 접속된 방전용 스위칭 소자를 나타낸 도면이다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 전원 변환부(301)의 출력 단자(332)와 접지 사이에 접속된다. 이때 방전 스위칭 소자(Trd)의 드레인 전극은 저항(R1)을 통해 전원 변환부(301)의 출력 단자(332)에 접속되고, 소스 전극은 저항(R2)을 통해 접지에 접속된다.

방전 스위칭 소자(Trd)는 전술된 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 또는 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM_INV)를 공급받을 수 있다. 3차원 영상용 디밍 인에이블 신호(3D_ENA) 또는 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호(3D_PWM_INV)는 저항(R3)을 통해 방전용 스위칭 소자(Trd)의 게이트 전극으로 인가된다.

방전 스위칭 소자(Trd)가 턴-온되면, 출력 커패시터(C2)가 빠른 속도로 방전된다. 이에 따라 광원 구동 전압(VLED)의 크기가 감소한다. 따라서, 이 광원 구동 전압(VLED)을 근거로 발생된 광원 구동 전류의 크기가 감소하여 이의 오버슈트가 방지될 수 있다.

도 11은 도 3의 출력 제어부(302)에 대한 상세 구성도이고, 도 12는 램프 신호, 클럭 신호, 감지 전압, 소프트 스타트 전압(SST), 합성 신호, 비교 신호 및 스위치 제어 신호의 파형을 나타낸 도면이다.

출력 제어부(302)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 비교기(801), 가산기(802), 오실레이터(OSC) 및 래치(803)를 포함한다.

오실레이터(OSC)는, 도 12에 도시된 바와 같은 램프 신호(RMP) 및 세트 신호(ST)를 생성한다.

가산기(802)는 오실레이터(OSC)로부터의 램프 신호(RMP)와 전원 변환부(301)로부터의 감지 전압(ISW)을 가산하여 도 12에 도시된 바와 같은 합성 신호(SIS)를 생성한다. 스위치 제어 신호(SCS)의 듀티 온 구간 동안 램프 신호(RMP)와 감지 전압(ISW)이 합산되어 램프 신호(RMP)보다 더 큰 기울기를 갖는 합성 신호(SIS)가 출력된다. 한편, 스위치 제어 신호(SCS)의 듀티 오프 구간 동안 램프 신호(RMP)와 동일한 기울기를 갖는 합성 신호(SIS)가 출력된다.

비교기(801)는 피드백 신호 생성부(303)로부터의 피드백 신호(FDS)와 가산기(802)로부터의 합성 신호(SIS)를 비교하여 리세트 신호(RST)를 출력한다. 피드백 신호(FDS)의 크기는 소프트 스타트 전압(SST)의 크기에 따라 달라진다. 예를 들어, 소프트 스타트 전압(SST)이 증가할수록 피드백 신호(FDS)도 증가한다. 비교기(801)는 합성 신호(SIS)가 피드백 신호(FDS)보다 크거나 같을 때 하이 전압을 출력하고, 합성 신호(SIS)가 피드백 신호(FDS)보다 작을 때 로우 전압을 출력한다. 따라서, 리세트 신호(RST)는, 도 12에 도시된 바와 같은 형태를 갖는다.

래치(803)는 오실레이터(OSC)로부터의 세트 신호(ST)에 의해 세트 되고, 비교기(801)로부터의 리세트 신호(RST)에 의해 리세트 된다. 래치(803)는 세트 신호(ST)의 라이징 에지 시점부터 하이 전압으로 유지되고, 리세트 신호(RST)의 라이징 에지 시점부터 로우 전압으로 유지되는 스위치 제어 신호(SCS)를 생성한다. 래치(803)로부터의 스위치 제어 신호(SCS)는 출력 제어 스위칭 소자(Troc)의 게이트 전극으로 인가된다.

스위치 제어 신호(SCS)의 듀티비는 소프트 스타트 전압(SST)에 의해 가변된다. 예를 들어, 소프트 스타트 전압(SST)이 증가하면 피드백 신호(FDS)가 증가하며, 이로 인해 리세트 신호(RST)의 라이징 에지 시점이 지연되어 스위치 제어 신호(SCS)의 듀티비가 높아진다. 반면, 소프트 스타트 전압(SST)이 감소하면 피드백 신호(FDS)가 감소하며, 이로 인해 리세트 신호(RST)의 라이징 에지 시점이 앞당겨져 스위치 제어 신호(SCS)의 듀티비가 낮아진다.

도 13은 광원 구동 전류의 파형을 나타낸 도면으로서, 도 13의 (a)는 종래의 백라이트 유닛으로부터 발생된 광원 구동 전류의 파형을 나타낸 도면이고, 도 13의 (b)는 본 발명의 백라이트 유닛으로부터 발생된 광원 구동 전류에 대한 파형을 나타낸 도면이다.

종래의 백라이트 유닛으로부터 발생된 광원 구동 전류는, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 라이징 에지 시점에 오버슈트된 파형(A)을 갖는다. 반면, 본 발명의 백라이트 유닛(150)으로부터 발생된 광원 구동 전류는, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 라이징 에지 시점에 정상적인 파형(B)을 갖는다.

도 14는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구동 주파수에 따른 가청 소음(audible noise) 크기를 나타낸 도면이다.

제 1 곡선(C1)은 기저 소음에 대한 크기를 나타내는 바, 이는 백라이트 유닛을 포함한 액정 표시 장치 시스템으로부터 발생되는 소음의 정도를 의미한다. 제 3 곡선은 기준 소음을 나타내는 바, 이는 백라이트 유닛으로부터 발생된 가청 소음의 허용 한계치를 의미한다. 제 3 곡선은 본 발명에 따른 백라이트 유닛으로부터 발생된 가청 소음의 정도를 나타낸다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛(150)의 가청 소음은 모든 구동 주파수에서 허용 한계치보다 작은 값을 나타낸다.

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.

455: 전기 소자 R1, R2: 저항
Css: 소프트 스타트 커패시터 303: 피드백 신호 생성부
182: 소프트 스타트부 304: 소프트 스타트 제어부
SST: 소프트 스타트 전압 FDS: 피드백 신호
ISEN: 감지 전압

Claims (13)

1. 광원 구동 전압에 의해 구동되는 광원;
   디밍 제어 신호를 근거로 상기 광원 구동 전압을 제어하는 광원 제어부; 및
   상기 광원 제어부로부터 충전 신호를 인가받아 제 1 소프트 스타트 전압을 생성하고, 상기 충전 신호가 인가되지 않을 때 제 2 소프트 스타트 전압을 생성하여 상기 광원 제어부로 출력하는 소프트 스타트부를 포함하며,
   상기 소프트 스타트부는,
   상기 제 1 소프트 스타트 전압 및 상기 제 2 소프트 스타트 전압을 제공하는 소프트 스타트 커패시터; 및
   상기 소프트 스타트 커패시터에 연결된 방전 스위칭 소자를 포함하며,
   상기 소프트 스타트부의 방전 스위칭 소자의 턴-온 여부는 상기 디밍 제어 신호의 듀티비를 근거로 결정되는 백라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 소프트 스타트부는,
   상기 광원 제어부의 입력 단자와 접지 사이에 연결된 전기 소자를 더 포함하며,
   상기 소프트 스타트 커패시터는 상기 광원 제어부의 입력 단자와 상기 접지 사이에 접속된 백라이트 유닛.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전기 소자는 저항, 인덕터, 커패시터 및 스위칭 소자 중 적어도 하나를 포함하는 백라이트 유닛.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 소프트 스타트부는,
   상기 광원 제어부의 입력 단자와 상기 소프트 스타트 커패시터 사이에 접속된 저항을 더 포함하는 백라이트 유닛.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 방전 스위칭 소자는 방전 제어 신호에 따라 턴-온되며, 그리고 상기 방전 스위칭 소자로의 상기 방전 제어 신호의 인가 여부는 상기 디밍 제어 신호의 듀티비에 따라 설정된 백라이트 유닛.
6. 제 5 항에 있어서,
   3차원 영상용 디밍 인에이블 신호 및 반전된 3차원 영상용 디밍 펄스폭 변조 신호 중 하나를 상기 방전 제어 신호로서 출력하는 3차원 영상용 디밍 제어부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 디밍 제어 신호의 듀티비를 근거로 상기 방전 제어 신호를 출력하는 방전 제어부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 방전 제어부는 상기 디밍 제어 신호의 듀티비가 미리 설정된 기준 듀티비보다 클 때 상기 방전 제어 신호를 출력하는 백라이트 유닛.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 광원 제어부는,
   상기 광원 구동 전압에 따라 발생된 상기 광원의 광원 구동 전류를 근거로 감지 전압을 생성하는 광원 구동 전류 감지부;
   상기 제 1 및 제 2 소프트 스타트 전압 중 어느 하나와 상기 감지 전압을 근거로 피드백 신호를 생성하는 피드백 신호 생성부;
   상기 피드백 신호를 근거로 스위치 제어 신호를 생성하는 출력 제어부;
   상기 스위치 제어 신호를 근거로 외부로부터의 입력 전압을 광원 구동 전압으로 변환하여 상기 광원으로 인가하는 전원 변환부;
   외부로부터의 디밍 제어 신호에 따라 상기 광원 구동 전류를 제어하는 디밍 제어부; 및
   상기 디밍 제어 신호에 따라 상기 소프트 스타트부를 제어하는 소프트 스타트 제어부를 포함하는 백라이트 유닛.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방전 스위칭 소자의 일측 단자는 상기 디밍 제어 신호가 입력되는 디밍 제어부의 입력 단자에 연결되고, 상기 방전 스위칭 소자의 타측 단자는 상기 소프트 스타트 커패시터 및 접지 단자에 연결된 백라이트 유닛.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 방전 스위칭 소자의 일측 단자는 상기 소프트 스타트 커패시터 및 상기 전원 변환부의 출력 단자에 연결되고, 그리고 상기 방전 스위칭 소자의 타측 단자는 접지 단자에 연결된 백라이트 유닛.
12. 제 9 항에 있어서,
    소프트 스타트 제어부는 상기 디밍 제어 신호의 듀티 온 구간에 상기 충전 신호를 상기 소프트 스타트부로 공급하는 백라이트 유닛.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 디밍 제어 신호의 듀티 오프 구간에 상기 소프트 스타트 제어부와 상기 소프트 스타트부 간의 전기적 연결이 차단되는 백라이트 유닛.
    
    
    
    
    
    

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