KR102532880B1 - 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로 - Google Patents

디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로를 개시하며, 상기 전류 제어 집적회로는 백라이트를 위한 컬럼 신호를 공유하며 동일한 제어 단위에 포함된 소정 수의 발광 다이오드 채널들의 구동 전류를 제어하는 복수의 구동 전류 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 구동 전류 제어부는 상기 제어 단위의 상기 컬럼 신호와 줌 제어 신호를 공통으로 수신하며 로오 신호를 순차적으로 각각 수신하고, 각각의 상기 구동 전류 제어부는 상기 로오 신호로써 상기 컬럼 신호를 샘플링한 상기 샘플링 전압을 생성하며, 상기 샘플링 전압을 이용하여 상기 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 상기 게인이 상기 줌 제어 신호에 의해 제어됨을 특징으로 한다.

Description

디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로{BACKLIGHT APPARATUS FOR DISPLAY AND CURRENT CONTROL IC OF THE SAME}
본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상의 디스플레이를 위한 백라이트를 제공하는 백라이트 장치와 그의 전류 제어 집적회로에 관한 것이다.
디스플레이 패널 중, 예시적으로 LCD 패널은 영상의 표시를 위하여 백라이트 장치를 필요로 한다.
백라이트 장치는 LCD 패널에 영상을 표시하기 위한 백라이트를 제공하며, LCD 패널은 화소 별로 광학적 셔터 동작을 수행함으로써 백라이트를 이용하여 영상을 표시할 수 있다.
백라이트 장치는 백라이트 보드를 포함할 수 있고, 백라이트 보드는 LED를 광원으로 이용하는 발광 다이오드 채널들을 구비하며, 발광 다이오드 채널들은 백라이트를 제공하기 위하여 발광될 수 있다.
백라이트 보드는 LCD 패널의 영상과 다른 해상도의 백라이트를 구현하도록 발광 다이오드 채널들을 구비하며, 발광 다이오드 채널들의 발광은 컬럼(Column) 신호들과 로오(Raw) 신호들에 의해 제어될 수 있다.
디밍 제어를 수행하는 종래의 백라이트 장치는 한 프레임 동안 발광 다이오드 채널들의 발광을 유지하기 어렵다. 발광 다이오드 채널이 한 프레임 동안 발광을 충분히 유지하지 못하면, 플리커가 발생될 수 있다. 그러므로, 백라이트 장치는 플리커를 저감 또는 해소하기 위한 설계를 채용할 필요가 있다.
또한, 백라이트는 프레임 전체 또는 프레임 중 일부 수평 주기 동안 낮은 휘도로써 디스플레이를 위하여 제공될 수 있다.
상기한 백라이트의 경우, 낮은 휘도들 간의 휘도 차의 인지도가 높은 휘도들 간의 휘도차의 인지도보다 높다. 그러므로, 낮은 그레이 범위의 휘도 차가 시각적으로 큰 차이를 갖는 것으로 느껴질 수 있다.
특히, 다크 그레이 수준에서 상기한 휘도 차가 거칠게 표시될 수 있다.
따라서, 낮은 그레이 범위의 휘도 차를 보다 부드럽게 표현할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
또한, 백라이트 장치는 상기와 같이 LCD 패널에 양질의 광량으로 백라이트를 제공할 수 있도록 상기한 다기능의 구현이 요구되며, 상기한 다기능의 제공을 통하여 높은 신뢰성을 확보할 수 있도록 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 플리커를 저감 또는 해소하기 위하여, 백라이트용 각 발광 다이오드 채널의 발광이 한 프레임 동안 유지될 수 있는 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 백라이트 보드의 발광 다이오드 채널들을 복수의 제어 단위들로 구분하고, 제어 단위 별로 발광 다이오드 채널들의 구동 전류들을 제어할 수 있는 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다크 그레이와 같이 낮은 그레이 범위의 휘도 차를 보다 부드럽게 표현할 수 있는 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다기능으로 LCD 패널에 대하여 양질의 광량을 제공할 수 있으며 상기한 다기능의 제공을 통하여 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로를 제공함에 있다.
본 발명의 디스플레이를 위한 백라이트 장치는, 백라이트를 위한 컬럼 데이터 및 로오 데이터를 제공하며, 상기 컬럼 데이터로써 발광을 위한 구동 전류의 전류 대역을 판단한 줌 제어 신호를 제공하는 백라이트 구동 보드; 및 상기 컬럼 데이터, 상기 로오 데이터 및 상기 줌 제어 신호로써 상기 백라이트의 제공을 위한 발광을 제어하는 백라이트 패널;을 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 백라이트 패널은, 복수의 컬럼과 복수의 로오를 갖도록 배치되며, 컬럼 신호를 공유하는 인접한 소정 수의 발광 다이오드를 포함하는 제어 단위로 분할되는 발광 다이오드 채널들; 상기 복수의 컬럼에 상기 컬럼 데이터에 대응하는 상기 컬럼 신호를 제공하는 컬럼 드라이버; 상기 복수의 로오에 상기 로오 데이터에 대응하는 로오 신호를 순차적으로 제공하는 로오 드라이버; 및 상기 제어 단위 별로 하나씩 대응하도록 구성되며, 상기 제어 단위에 해당하는 상기 로오 신호들로써 상기 컬럼 신호를 순차적으로 샘플링한 샘플링 전압을 생성하며, 상기 샘플링 전압을 이용하여 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 게인이 상기 줌 제어 신호에 의해 제어되는 전류 제어 집적회로들;을 구비함을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로는, 백라이트를 위한 컬럼 신호를 공유하며 동일한 제어 단위에 포함된 소정 수의 발광 다이오드 채널들의 구동 전류를 제어하는 복수의 구동 전류 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 구동 전류 제어부는 상기 제어 단위의 상기 컬럼 신호와 줌 제어 신호를 공통으로 수신하며 로오 신호를 순차적으로 각각 수신하고, 각각의 상기 구동 전류 제어부는 상기 로오 신호로써 상기 컬럼 신호를 샘플링한 상기 샘플링 전압을 생성하며, 상기 샘플링 전압을 이용하여 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 로오 신호에 동기하여 상기 줌 제어 신호의 값을 판단하고, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 게인이 상기 줌 제어 신호의 값에 의해 제어됨을 특징으로 한다.
본 발명은 디스플레이 패널에 백라이트를 제공할 수 있으며, 컬럼 신호의 샘플링 전압에 의해 한 프레임 동안 발광을 유지하도록 발광 다이오드 채널들의 구동 전류가 제어될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 백라이트를 위한 발광 다이오드 채널들의 발광을 충분히 유지할 수 있어서 플리커를 저감 또는 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 백라이트 보드의 발광 다이오드 채널들을 복수의 제어 단위로 구분하고, 제어 단위 별로 전류 제어 집적회로를 구비한다. 그러므로, 본 발명은 제어 단위 별로 발광을 위한 구동 전류들이 제어될 수 있고, 전류 제어 집적회로의 적용에 의해 발광 다이오드 채널들의 구동 전류들을 제어하기 위한 백라이트 보드의 설계 및 제작이 쉬워질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 다크 그레이 수준과 같은 낮은 그레이 범위에 대한 저전류 대역의 구동 전류를 보다 높은 해상도로써 제어할 수 있으며, 그 결과 백라이트를 위한 저전류 대역의 휘도 차가 부드럽게 표현될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면 상기한 다기능으로 LCD 패널에 대하여 양질의 광량을 제공할 수 있다. 그러므로, 높은 신뢰성이 확보될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 디스플레이를 위한 백라이트 장치의 실시예를 나타내는 블록도.
도 2는 도 1의 디스플레이 보드, 백라이트 구동 보드 및 백라이트 보드 간의 인터페이스를 예시한 블록도.
도 3은 도 1의 실시예에 포함되는 백라이트 보드의 일부 구성을 예시한 블록도.
도 4는 도 3의 전류 제어 집적회로를 예시한 도면.
도 5는 전류 제어 집적회로와 발광 다이오드 채널들 간의 전기적 연결 관계를 예시한 블록도.
도 6은 발광 다이오드 채널들의 배치와 제어 단위들을 예시한 도면.
도 7은 컬럼 신호에 의한 발광 다이오드 채널들의 밝기를 예시한 도면.
도 8은 전류 제어 집적회로의 동작의 일예를 설명하기 위한 파형도.
도 9는 전류 제어 집적회로의 일 예를 나타내는 상세 블록도.
도 10은 줌 제어 신호에 의한 해상도 변화를 설명하는 그래프.
도 11은 줌 제어 신호를 이용한 전류 제어 집적회로의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 12는 발광 다이오드 채널 별로 줌 제어 신호가 적용되는 것을 예시한 도면.
도 13은 도 1의 디스플레이 보드, 백라이트 구동 보드 및 백라이트 보드 간의 인터페이스의 다른 예를 예시한 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
본 발명의 디스플레이를 위한 백라이트 장치는 영상의 표시를 위한 디스플레이 패널에 백라이트를 제공하도록 구성되며, 백라이트는 디스플레이 패널에 중첩되는 백라이트 보드에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 백라이트 보드는 백라이트에 의한 플리커를 저감 또는 해소하기 하여 전류 제어 집적회로들을 구비하도록 실시된다.
도 1을 참조하면, 영상의 표시를 위한 디스플레이 장치는 디스플레이 보드(2), 디스플레이 패널(4), 백라이트 구동 보드(6) 및 백라이트 보드(40)를 구비하는 것으로 예시될 수 있다.
디스플레이 보드(2)와 디스플레이 패널(4)은 영상을 표시하기 위한 구성 요소들로 이해될 수 있다.
디스플레이 패널(4)에 백라이트를 제공하기 위한 구성은 백라이트 보드(40)를 기본적으로 포함하는 것으로 이해될 수 있고, 부가적으로 백라이트 구동 보드(6) 및 디스플레이 보드(2) 중 적어도 하나를 더 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
도 2를 참조하여, 도 1의 디스플레이 보드(2), 백라이트 구동 보드(6) 및 백라이트 보드(40) 간의 인터페이스가 구체적으로 설명될 수 있다.
디스플레이 패널(4)은 LCD 패널을 이용하여 구성될 수 있다.
디스플레이 패널(4)은 전송 라인(3)을 통하여 디스플레이 보드(2)와 인터페이스되며 데이터를 수신한다. 디스플레이 패널(4)은 영상을 미리 설계된 해상도로 구현하기 위한 화소들(도시되지 않음)을 구비하며, 디스플레이 데이터에 대응하여 각 화소가 광학적 셔터 동작을 수행함으로써 백라이트를 이용한 영상을 디스플레이할 수 있다.
디스플레이 패널(4)은 프레임 단위로 영상을 표시하기 위한 데이터를 수신하며, 예시적으로, 데이터는 화소의 밝기를 표시하는 디스플레이 데이터, 수평 라인을 구분하는 수평 동기 신호, 프레임을 구분하는 수직 동기 신호 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 보드(2)는 비디오 소스(도시되지 않음)로부터 전송된 디스플레이 데이터를 수신한다.
디스플레이 보드(2)는 디스플레이 데이터를 패킷으로 구성하여 디스플레이 패널(4)에 제공하는 디스플레이 데이터 제공부(1a)를 포함하며, 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이 데이터를 디스플레이 패널(4)에 제공할 수 있다.
디스플레이 데이터 제공부(1a)는 디스플레이 데이터를 패킷으로 구성하고 디스플레이 패널(4)에 제공하는 부품들을 포함할 수 있으며, 디스플레이 장치에 일반적으로 채용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)의 기능을 구현하기 위한 것으로 이해될 수 있고, 이에 대한 설명은 생략한다.
또한, 디스플레이 보드(2)는 디스플레이 데이터에 대응하는 휘도 데이터를 생성하는 휘도 데이터 제공부(1b)를 포함할 수 있으며, 휘도 데이터 제공부(1b)는 휘도 데이터를 백라이트 구동 보드(6)에 제공할 수 있다.
영상을 표현하기 위한 디스플레이 패널(4)의 해상도와 백라이트를 제공하는 백라이트 보드(40)의 해상도는 상이하다. 또한, 백라이트를 위한 그레이 범위와 그레이 값도 영상을 표현하기 위한 것과 다르게 설정될 수 있다. 그러므로, 백라이트 보드(40)는 백라이트를 표현하기 위한 해상도와 그레이 값을 포함하는 백라이트 데이터를 필요로 한다.
백라이트 보드(40)의 백라이트의 한 프레임에는 복수의 수평 주기가 포함되며, 각 수평 주기는 한 프레임 중 하나의 수평 라인의 컬럼들에 백라이트 데이터를 제공하는 기간을 의미한다. 백라이트 데이터는 한 프레임에 포함되는 수평 주기들의 컬럼들에 해당하는 컬럼 데이터와 수평 주기를 구분하기 위한 로오 데이터를 포함한다.
휘도 데이터 제공부(1b)는 영상을 표현하기 위한 디스플레이 데이터를 이용하여 백라이트의 해상도와 그레이 값을 만족하는 휘도 데이터를 생성할 수 있다. 예시적으로, 휘도 데이터 제공부(1b)는 디스플레이 데이터를 휘도 데이터로써 그대로 제공하거나, 백라이트에 해당하는 해상도와 그레이 값을 갖도록 디스플레이 데이터를 변환한 휘도 데이터를 제공할 수 있다.
휘도 데이터 제공부(1b)는 백라이트 구동 보드(6)에서 수신할 수 있는 포맷으로 구성한 휘도 데이터를 생성하고, 휘도 데이터를 전송 라인(5)을 통하여 백라이트 구동 보드(6)에 제공하도록 구성된다.
디스플레이 보드(2)는 백라이트 구동 보드(6)의 동기화를 위하여 수직 동기 신호 Vsync를 전송 라인(5a)을 통하여 백라이트 구동 보드(6)에 제공할 수 있다.
백라이트 구동 보드(6)는 휘도 데이터와 수직 동기 신호 Vsync를 디스플레이 보드(2)로부터 수신하고, 백라이트 데이터를 복수의 전송 채널을 갖는 전송 라인(7)을 통하여 백라이트 보드(40)에 제공하며, 수직 동기 신호 Vsync를 전송 라인(7a)을 통하여 백라이트 보드(40)에 제공하도록 구성된다.
백라이트 구동 보드(6)는 백라이트 데이터에 포함된 컬럼 데이터, 로오 데이터 및 줌 제어 신호 CZ를 백라이트 보드(40)에 제공할 수 있다. 컬럼 데이터와 로오 데이터는 백라이트를 구동하기 위한 데이터이며, 줌 제어 신호 CZ는 컬럼 데이터로써 발광을 위한 구동 전류의 전류 대역을 판단한 값을 갖는 신호이다. 여기에서, 발광을 위한 구동 전류는 발광에 의하여 후술하는 발광 다이오드 채널의 로우 사이드(Low Side)로 흐르는 전류를 의미한다. 그리고, 줌 제어 신호 CZ는 도 10 내지 12를 참조하여 후술한다.
상기한 백라이트 구동 보드(6)는 컨트롤러(60)를 구비할 수 있다.
컨트롤러(60)는 전송 라인(5)을 통하여 휘도 데이터를 수신하고, 휘도 데이터를 이용하여 백라이트의 해상도에 해당하는 컬럼 데이터를 생성하며, 또한, 컨트롤러(60)는 수직 동기 신호 Vsync를 이용하여 주파수를 시분할함으로써 백라이트의 수평 주기 별 로오 데이터를 생성할 수 있다. 따라서 컨트롤러(60)는 컬럼 데이터 및 로오 데이터를 포함하는 백라이트 데이터를 전송라인(7)을 통하여 백라이트 보드(40)에 제공하도록 구성된다.
한편, 컨트롤러(60)는 컬럼 데이터를 생성하는 과정에서 백라이트 보드(40)의 발광 다이오드 채널 별 컬럼 데이터의 값에 대응하는 구동 전류의 전류 대역을 판단한 줌 제어 신호 CZ를 생성할 수 있다. 이때, 줌 제어 신호 CZ는 예시적으로 미리 설정된 기준 전류량 이하의 저전류 대역 또는 최대 전류량이 기준 전류량보다 큰 고전류 대역으로 판단하는 값을 가질 수 있다.
예시적으로, 줌 제어 신호 CZ의 전류 대역에 따른 값은 저전류 대역의 경우 논리적 하이 "H"로 설정될 수 있고 고전류 대역의 경우 논리적 로우 "L"로 설정될 수 있고, 논리적 로우 "L"는 0V에 해당하는 것으로 이해될 수 있고, 논리적 하이 "H"는 5V에 해당하는 것으로 이해될 수 있다. 상기한 구동 전류의 전류 대역에 따른 줌 제어 신호 CZ는 도 10을 참조하여 후술한다.
줌 제어 신호 CZ는 백라이트 데이터와 별도의 전송 라인을 통하여 백라이트 보드(40)의 백라이트 영역(30)에 배치된 전류 제어 집적 회로들에 제공될 수 있다. 이와 달리 줌 제어 신호 CZ는 백라이트 데이터에 포함되며 전송 라인(7)을 통하여 백라이트 보드(40)에 제공될 수 있다.
백라이트 보드(40)는 백라이트 구동 보드(6)의 백라이트 데이터와 수직 동기 신호 Vsync를 수신하고, 백라이트 데이터에 대응하여 발광 다이오드 채널들을 발광시킴으로써 디스플레이 패널(40)에 백라이트를 제공하도록 구성된다.
이를 위하여, 백라이트 보드(40)는 백라이트 데이터와 수직 동기 신호 Vsync를 수신하는 통신 모듈(42), 컬럼 데이터에 대응하는 컬럼 신호를 제공하는 컬럼 드라이버(10) 및 로오 데이터에 대응하는 로오 신호를 제공하는 로오 드라이버(20)를 포함한다.
통신 모듈(42)은 전송 라인(7)을 통하여 백라이트 데이터를 수신하고, 전송 라인(7a)을 통하여 수직 동기 신호 Vsync를 수신한다.
통신 모듈(42)은 수직 동기 신호 Vsync를 이용하여 백라이트 데이터에서 컬럼 데이터 DA 및 로오 데이터 GA를 구분할 수 있으며, 컬럼 데이터 DA를 컬럼 드라이버(10)로 제공하고, 로오 데이터 GA를 로오 드라이버(20)로 제공할 수 있다.
통신 모듈(42)은 패킷으로 전송된 백라이트 데이터에서 컬럼 데이터 DA 및 로오 데이터 GA를 복원하는 기능을 가질 수 있다. 그리고, 통신 모듈(42)은 수직 동기 신호 Vsync를 이용하여 수평 주기 단위로 컬럼 데이터 DA를 컬럼 드라이버(10)로 제공하고 로오 데이터 GA를 로오 드라이버(20)로 제공할 수 있다.
백라이트 데이터에 줌 제어 신호 CZ가 포함된 경우, 통신 모듈(42)은 백라이트 데이터에서 줌 제어 신호 CZ를 분리할 수 있다. 이때도, 통신 모듈(42)은 수직 동기 신호 Vsync를 이용하여 수평 주기 단위로 줌 제어 신호 CZ를 복원할 수 있다.
통신 모듈(42)에 의해 복원되거나 백라이트 구동 보드(6)로부터 별도의 전송 라인을 통하여 제공될 수 있는 줌 제어 신호 CZ는 백라이트 보드(40)의 백라이트 영역(30)에 배치된 전류 제어 집적 회로들에 제공될 수 있다.
컬럼 드라이버(10)는 수평 주기 단위로 컬럼 데이터 DA를 수신하고, 백라이트의 컬럼 별 컬럼 데이터 DA를 아날로그의 컬럼 신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버팅을 수행하도록 구성된다.
또한, 로오 드라이버(20)는 수평 주기 단위로 로오 데이터 GA를 수신하고, 백라이트의 수평 주기 별로 로오 데이터 GA에 해당하는 로오 신호를 순차적으로 출력하도록 구성된다.
백라이트 보드(40)의 백라이트 영역(30)에는 백라이트를 제공하기 위하여 발광하는 발광 다이오드 채널들과 발광을 제어하기 위한 전류 제어 집적회로가 배치된다. 상기한 백라이트 영역(30)의 구성은 도 3을 참조하여 설명될 수 있다. 컬럼 드라이버(10) 및 로오 드라이버(20)는 백라이트 영역(30)의 외부에 형성된 것으로 예시한다.
도 3에서 발광 다이오드 채널들은 "CH11~CH93"으로 표시되고, 전류 제어 집적회로들은 "T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33"으로 표시된다.
백라이트 보드(40)는 영상의 표시를 위한 백라이트를 디스플레이 패널(4)에 제공하기 위한 것이며, 백라이트 영역(30)은 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93)의 발광에 의해 백라이트를 제공하는 영역으로 이해될 수 있다.
상기한 구성에 의해, 백라이트 보드(40)는 광원들의 집합에 의해 면 광원으로 작용하도록 구성된다.
도3의 백라이트 보드(40)는 광원들로서 LED를 광원으로 이용하는 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93)을 구비한다. 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93)은 예시적으로 컬럼(Column)과 로오(Row)를 갖는 매트릭스 구조로 배치될 수 있다. 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93) 각각은 직렬로 연결된 복수의 LED를 각각 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하여 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93)은 복수의 제어 단위로 분할된다.
본 발명의 제어 단위는 컬럼 신호를 공유하는 인접한 소정 수의 발광 다이오드를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 제어 단위는 동일 컬럼 상에 연속 배치된 소정 수의 발광 다이오드 채널들을 포함하는 것으로 예시한다. 제어 단위는 이와 달리 복수 컬럼에 분포되며 컬럼 상에 연속 배치된 소정 수의 발광 다이오드 채널들을 포함하는 것으로 정의될 수 있다.
일례로, 전체 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93)을 컬럼 신호를 공유하며 동일 컬럼 상에 연속 배치된 4 개의 발광 다이오드 채널들 단위로 구분하고, 제어 단위는 구분된 4 개의 발광 다이오드 채널들을 포함하는 것으로 정의될 수 있다.
즉, 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41), 발광 다이오드 채널들(CH51, CH61, CH71, CH81), 발광 다이오드 채널들(CH12, CH22, CH32, CH42), 발광 다이오드 채널들(CH52, CH62, CH72, CH82), 발광 다이오드 채널들(CH13, CH23, CH33, CH43) 및 발광 다이오드 채널들(CH53, CH63, CH73, CH83)이 각각 하나의 제어 단위로 구분된다.
그리고, 본 발명의 실시예는 제어 단위 별로 하나씩 대응하는 전류 제어 집적회로들(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)을 포함한다. 즉, 도 3의 전류 제어 집적회로들(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)이 전체 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93)의 제어 단위들 별로 하나씩 대응하도록 백라이트 보드(40)에 구성된다.
보다 구체적으로, 전류 제어 집적회로(T11)가 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)의 구동 전류들을 제어하도록 구성되며, 전류 제어 집적회로(T21)가 발광 다이오드 채널들(CH51, CH61, CH71, CH81)의 구동 전류들을 제어하도록 구성되고, 전류 제어 집적회로(T12)가 발광 다이오드 채널들(CH12, CH22, CH32, CH42)의 구동 전류들을 제어하도록 구성되며, 전류 제어 집적회로(T22)가 발광 다이오드 채널들(CH52, CH62, CH72, CH82)의 구동 전류들을 제어하도록 구성되고, 전류 제어 집적회로(T13)가 발광 다이오드 채널들(CH13, CH23, CH33, CH43)의 구동 전류들을 제어하도록 구성되며, 전류 제어 집적회로(T23)가 발광 다이오드 채널들(CH53, CH63, CH73, CH83)의 구동 전류들을 제어하도록 구성된다.
전류 제어 집적회로들(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)은 컬럼 드라이버(10)로부터 컬럼 신호를 수신하고 로오 드라이버(20)로부터 로오 신호들을 수신하도록 구성된다. 컬럼 신호들은 D1, D2, D3 ...로 표시되며, 로오 신호들은 G1, G2, G3 ...로 표시된다.
하나의 백라이트 보드(40)는 전체 발광 다이오드 채널들(CH11~CH93)에 의해 결정되는 해상도를 갖는 백라이트를 제공한다. 백라이트의 한 프레임의 데이터는 복수의 수평 주기의 데이터를 포함한다.
컬럼 드라이버(10)는 백라이트의 매 수평 주기에 대응하는 컬럼 신호들을 제공하도록 구성된다. 예시적으로, 컬럼 드라이버(10)는 수평 주기 단위로 발광 다이오드 채널들의 컬럼들에 대응하는 컬럼 신호들 D1, D2, D3을 동시에 제공한다. 컬럼 신호들 D1, D2, D3가 인가되는 컬럼 별 신호선들은 컬럼 라인들로 호칭할 수 있다.
컬럼 드라이버(10)는 밝기를 표현하기 위한 값을 갖는 컬럼 데이터를 수신하며, 컬럼 데이터에 해당하는 전압 레벨의 컬럼 신호들 D1, D2, D3을 제공한다.
로오 드라이버(20)는 로오 데이터를 수신하며, 로오 데이터에 대응하여 백라이트의 한 프레임 단위로 발광 다이오드 채널들의 로오들에 대응하는 로오 신호들 G1, G2, ... G9을 제공하도록 구성된다. 로오 신호들 G1, G2, ... G9는 미리 설정된 펄스 폭을 가지며 백라이트의 수평 주기에 따라 순차적으로 제공된다. 로오 신호들 G1, G2, ... G9가 인가되는 로오 별 신호선들은 로오 라인들로 호칭할 수 있다.
전류 제어 집적회로들(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33) 각각은 자신에 해당하는 제어 단위의 컬럼 신호와 로오 신호들을 수신한다.
이를 위하여, 전류 제어 집적회로들(T11, T21, T31)은 컬럼 신호 D1을 수신하도록 하나의 컬럼 라인을 공유하고, 전류 제어 집적회로들(T12, T22, T32)이 컬럼 신호 D2를 수신하도록 하나의 컬럼 라인을 공유하며, 전류 제어 집적회로들(T31, T23, T33)이 컬럼 신호 D3을 수신하도록 하나의 컬럼 라인을 공유한다.
그리고, 각 전류 제어 집적회로들(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)은 제어 단위의 로오 신호들을 수신한다. 같은 로오 위치의 전류 제어 집적회로들(T11, T12, T13; T21, T22, T23; T31, T32, T33)은 동일한 수평 주기의 로오 신호를 수신하며 로오 라인을 공유한다.
전류 제어 집적회로들(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)은 제어 단위에 해당하는 컬럼 신호와 로오 신호들을 상기와 같이 수신하며 제어 단위의 발광 다이오드 채널들의 구동 전류들을 제어함으로써 발광 다이오드 채널들의 발광을 제어한다. 예시적으로, 전류 제어 집적회로(T11)는 상술한 바와 같이 컬럼 신호 D1을 수신하고 수평 주기 단위로 주기적으로 로오 신호들 G1~G4를 수신하며 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)의 구동 전류들을 수평 주기 별로 제어함으로써 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)의 발광을 제어한다.
상기한 각 전류 제어 집적회로(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)는 로오 신호들로써 수평 주기 별 컬럼 신호를 순차적으로 샘플링한 샘플링 전압들을 생성하고, 샘플링 전압들에 의하여 제어 단위의 발광 다이오드 채널들의 발광과 밝기의 유지를 제어할 수 있다. 예시적으로, 전류 제어 집적회로(T11)는 순차적으로 제공되는 수평 주기 별 로오 신호들 G1~G4로써 수평 주기 별 컬럼 신호 D1을 샘플링한 샘플링 전압들을 생성하고, 샘플링 전압들에 의하여 동일한 제어 단위에 속하는 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)의 발광을 위한 구동 전류들을 제어한다.
그리고, 각각의 전류 제어 집적회로(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)는 구동 전류를 제어하기 위한 줌 제어 신호(CZ)를 수신할 수 있다. 줌 제어 신호 CZ의 설명은 후술한다.
상술한 도 3에 구성된 각각의 전류 제어 집적회로(T11, T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)는 도 4와 같이 구체적으로 예시될 수 있다. 도 4는 전류 제어 집적회로(T11)를 예시한 것이다.
도 4에서, 전류 제어 집적회로(T11)는 컬럼 입력단(TD1), 로오 입력단들(TG1~TG4), 줌 입력단(TCZ), 모니터단(TMON), 접지단(TGND), 동작 전압단(TVCC), 피드백단(TFB), 및 제어단들(T01~T04)을 구비하는 것으로 예시된다. 여기에서, 컬럼 입력단(TD1)은 컬럼 신호 D1을 수신하며, 로오 입력단들(TG1~TG4)은 로오 신호들 G1~G4을 수신하고, 줌 입력단(TCZ)은 줌 제어 신호 CZ를 수신하며, 모니터단(TMON)은 모니터 신호 MON을 출력하고, 접지단(TGND)은 접지(GND)에 연결되며, 동작 전압단(TVCC)은 동작 전압(VCC)을 제공받고, 피드백단(TFB)은 피드백 신호 FB를 출력하며, 제어단들(TO1~TO4)은 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)의 구동 전류들 O1~O4을 수신한다.
도 4의 전류 제어 집적회로(T11)와 제어 단위에 해당하는 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41) 간의 전기적 연결은 도 5를 참조하여 이해될 수 있다.
각 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)에는 발광 전압 VLED가 인가되며, 직렬로 연결된 복수의 LED를 포함한다. 각 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)의 로우 사이드(Low Side)의 구동 전류들 O1~O4가 전류 제어 집적회로(T11)에 입력된다.
나머지 전류 제어 집적회로(T12, T13, T21, T22, T23, T31, T32, T33)의 구성도 도 4 및 도 5를 참조하여 이해될 수 있다.
한편, 도 6은 발광 다이오드 채널들의 배치와 제어 단위들의 구분을 예시한 것이다. 도 6에는 발광 다이오드 채널들(CH11, CH21, CH31, CH41)을 포함하는 제어 단위(C11), 발광 다이오드 채널들(CH12, CH22, CH32, CH42)을 포함하는 제어 단위(C12), 발광 다이오드 채널들(CH13, CH24, CH34, CH44)을 포함하는 제어 단위(C13) 및 발광 다이오드 채널들(CH14, CH24, CH34, CH44)을 포함하는 제어 단위(C14)가 예시된다.
각 제어 단위들에는 하나의 컬럼 신호와 4 개의 로오 신호들이 입력된다. 그리고, 각 발광 다이오드 채널들에 적용되는 컬럼 신호들은 도 7과 같은 밝기를 위한 전압 레벨들을 갖도록 제공될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7은 컬럼 신호들 D1, D2, D3, D4가 로오 신호 G1이 제공되는 첫째 수평 주기에 "4, 5, 1, 2"의 레벨로 제공되고, 로오 신호 G2가 제공되는 둘째 수평 주기에 "3, 1, 5, 5"의 레벨로 제공되는 것을 예시한다. 여기에서, 도 7의 레벨 값은 실제 전압 레벨이 아닌 진폭을 표현하기 위한 예시적인 수치로 이해될 수 있다. 그리고, 컬럼 신호의 값은 0과 7의 범위로 구분되는 8 레벨 사이로 표현된 것을 예시한다. 컬럼 신호의 값은 밝기를 표현하기 위한 해상도에 따라 다양한 레벨로 표현될 수 있으며, 예시적으로 16 레벨, 32 레벨 또는 64 레벨 등의 해상도로 표현될 수 있다.
본 발명의 실시예는 도 6 및 도 7과 같이 제공되는 컬럼 신호들과 로오 신호들에 의해 동작될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 컬럼 신호가 로오 신호들에 의해 샘플링되는 것은 도 8을 참조하여 이해할 수 있다.
도 8에서, FR1, FR2는 백라이트의 프레임 주기를 표시하고, HL1~HL4는 백라이트의 수평 주기를 표시하며, D1은 컬럼 신호를 표시하고, G1~G4는 로오 신호를 표시한다. 그리고, 컬럼 신호 D1의 "4, 3, 1, 5"는 도 6에서 표시된 컬럼 신호의 레벨 즉 진폭을 표시한 것이다.
이 경우, 본 발명의 실시예는 펄스인 컬럼 신호의 레벨 즉 진폭에 의해 구동 전류를 제어하며, 이는 펄스 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation, 이하, "PAM"이라 함)에 의해 구동 전류가 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 8은 전류 제어 집적회로의 동작을 설명하기 위하여 예시된 파형도이다.
도 8을 참조하면, 프레임 FR1의 수평 주기 HL1에 컬럼 신호 D1이 레벨 "4"로 전류 제어 집적회로(T11)에 제공되며, 수평 주기 HL1에 로오 신호 G1이 샘플링을 위한 레벨(예시적으로 "하이")로 제공된다. 이 경우, 전류 제어 집적회로(T11)는 로오 신호 G1을 이용하여 레벨 "4"인 컬럼 신호를 샘플링한 샘플링 전압을 생성하며, 발광을 위하여 샘플링 전압의 레벨에 대응하는 레벨 "4"의 구동 전류 O1이 발광 다이오드 채널(CH11)에 흐르도록 제어한다. 전류 제어 집적회로(T11)의 샘플링 전압은 다음 프레임 FR2의 수평 주기 HL1까지 유지된다. 그러므로, 전류 제어 집적회로(T11)는 레벨 "4"의 발광 다이오드 채널(CH11)의 구동 전류 O1을 다음 프레임 FR2의 수평 주기 HL1까지 유지한다.
컬럼 신호 D1은 수평 주기 HL1에 이어서 순차적으로 진행되는 수평 주기 HL2, HL3, HL4에 대응하여 레벨 "3", "1", "5"로 변화된다. 전류 제어 집적회로(T11)는 수평 주기 별로 순차적으로 제공되는 로오 신호 G2, G3, G4를 이용하여 컬럼 신호를 샘플링한 샘플링 전압을 생성하며, 발광을 위하여 샘플링 전압의 레벨에 대응하는 구동 전류 O2, O3, O4가 흐르도록 제어한다.
전류 제어 집적회로(T11)의 각 로오 신호 G2, G3, G4를 이용하여 생성된 샘플링 전압은 다음 프레임 FR2의 수평 주기 HL2, HL3, HL4까지 유지된다. 그러므로, 전류 제어 집적회로(T11)는 각 수평 주기의 컬럼 신호 D1에 해당하는 레벨의 밝기를 다음 프레임 FR3까지 유지하도록 발광 다이오드 채널(CH11)의 구동 전류 O2, O3, O4의 레벨을 유지한다.
그리고, 전류 제어 집적회로(T11)의 각 로오 신호 G2, G3, G4에 의해 샘플링되는 샘플링 전압들은 상술한 바와 같이 하나의 프레임 주기 동안 유지되며 프레임 주기 단위로 현재 컬럼 신호에 대응하는 레벨을 갖도록 재설정 되는 것으로 이해될 수 있다.
즉, 전류 제어 집적회로(T11)는 컬럼 신호 D1과 로오 신호들 G1~G4에 대응하여 각 발광 다이오드 채널(CH11, CH21, CH31, CH41)에 대한 샘플링 전압들을 생성하고, 샘플링 전압들을 이용하여 각 발광 다이오드 채널(CH11, CH21, CH31, CH41)의 로우 사이드(Low Side)에 해당하는 제어단들(TO1~TO4)과 접지(GND) 사이의 구동 전류를 제어한다.
상술한 동작을 위하여, 전류 제어 집적회로(T11)는 도 9와 같이 실시될 수 있다.
전류 제어 집적회로(T11)는 버퍼(BF), 구동 전류 제어부들(101~104), 피드백 신호 제공부(300), 모니터 신호 제공부(400) 및 온도 검출부(500)를 포함하도록 구성된다.
버퍼(BF)는 컬럼 입력단(TD1)을 통하여 컬럼 신호 D1을 수신하며, 수신된 컬럼 신호 D1을 구동 전류 제어부들(101~104)에 공통으로 제공하도록 구성된다. 버퍼(BF)는 구동 전류 제어부들(101~104)에 공통으로 구성되는 것으로 예시되고 있다. 이와 달리, 버퍼(BF)는 구동 전류 제어부들(101~104) 각각의 내부에 실장되도록 설계될 수 있고, 이 경우 구동 전류 제어부들(101~104) 각각의 버퍼는 컬럼 신호 D1을 공유하도록 구성될 수 있다.
구동 전류 제어부(101~104) 각각은 해당하는 발광 다이오드 채널의 로오 신호 G1~G4로써 컬럼 신호 D1을 샘플링한 샘플링 전압 VC를 생성하며, 샘플링 전압 VC를 이용하여 제어단(TO1~TO4)에 연결된 발광 다이오드 채널(CH11, CH21, CH31, CH41)의 구동 전류 O1~O4를 제어하도록 구성된다.
구동 전류 제어부(101)를 대표하여 참조함으로써, 구동 전류 제어부들(101~104)의 구성 및 동작을 살펴본다. 구동 전류 제어부들(102~104)의 구성은 구동 전류 제어부(101)와 동일한 것으로 이해될 수 있다.
먼저, 구동 전류 제어부(101)는 컬럼 신호 D1, 로오 신호 G1, 온도 검출 신호 TP 및 줌 제어 신호 CZ를 수신하며 구동 전류 O1를 제어하도록 구성된다.
구동 전류 제어부(101)는 내부 회로(200), 채널 디텍터(210) 및 동기화 회로(220)를 구비한다.
여기에서, 동기화 회로(220)는 로오 신호 G1에 동기화하여 로오 신호 G1보다 먼저 입력된 줌 제어 신호 CZ의 값에 대응하는 동기화 줌 제어 신호 CZS를 제공하는 것이다. 이때, 동기화 줌 제어 신호 CZS는 로오 신호 G1의 라이징 시점에 동기화되는 것으로 이해될 수 있다. 참고로, 각 구동 전류 제어부(101~104)는 순차적으로 입력되는 로오 신호 G1~G4에 의해 각각 다른 타이밍에 줌 제어 신호 CZ로부터 동기화 줌 제어 신호 CZS를 생성하는 것으로 이해될 수 있다. 상기한 동기화 줌 제어 신호 CZS의 동기화는 후술하는 도 11을 참조하여 이해될 수 있다.
도 9의 경우, 내부 회로(200)는 홀딩 회로(202) 및 채널 전류 제어부(204)를 포함한다.
홀딩 회로(202)는 로오 신호 G1으로써 컬럼 신호 D1을 샘플링한 샘플링 전압 VC를 생성하고, 샘플링 전압 VC를 유지하도록 구성된다. 이를 위하여, 홀딩 회로(202)는 컬럼 신호 D1의 전달을 로오 신호 G1에 의해 스위칭하는 스위치(SW) 및 스위치(SW)를 통해 전달된 컬럼 신호 D1을 샘플링한 샘플링 전압 VC를 생성하는 캐패시터(C)를 포함한다. 캐패시터(C)는 로오 신호 G1이 인에이블되는 동안 스위치(SW)를 통하여 전달된 컬럼 신호 D1을 충전하는 샘플링을 수행하고 샘플링 결과에 해당하는 샘플링 전압 VC를 저장 및 생성한다. 그리고, 캐패시터(C)는 샘플링 전압 VC를 유지하면서 채널 전류 제어부(204)에 샘플링 전압 VC를 제공할 수 있다.
채널 전류 제어부(204)는 샘플링 전압 VC를 이용하여 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 구동 전류 01을 제어하며, 로오 신호에 동기하여 줌 제어 신호의 값을 판단하고, 샘플링 전압 VC에 의해 구동 전류 01을 변환하기 위한 게인이 줌 제어 신호의 값에 의해 제어될 수 있다.
보다 구체적으로, 채널 전류 제어부(204)는 캐패시터(C)의 샘플링 전압 VC를 이용하여 제어단(TO1)에 연결된 발광 다이오드 채널(CH11)의 발광을 위한 구동 전류 O1의 양을 제어하도록 구성된다. 채널 전류 제어부(204)는 샘플링 전압 VC의 레벨로 제어하는 양을 갖도록 구동 전류 O1의 흐름을 제어하는 종속 전류원(gm)을 갖도록 구성될 수 있다. 그리고, 종속 전류원(gm)은 온도 검출 신호 TP 및 동기화 줌 제어 신호 CZS를 수신할 수 있다. 종속 전류원(gm)은 온도 검출 신호 TP에 의해 구동 전류의 흐름을 차단할 수 있다. 또한, 종속 전류원(gm)은 로오 신호에 동기하여 동기화 줌 제어 신호 CZS를 수신하며, 줌 제어 신호 CZ의 값에 대응하는 동기화 줌 제어 신호 CZS의 논리적 레벨에 따라 제어된 게인을 가질 수 있다. 그러므로, 종속 전류원(gm)은 동기화 줌 제어 신호 CZS의 논리적 레벨에 따라 변화된 게인으로써 샘플링 전압 VC을 이용하여 구동 전류의 양을 제어하도록 구성될 수 있다.
한편, 채널 디텍터(210)는 제어단(TO1)과 접지(GND) 사이의 전압을 검출하여서 제1 검출 신호 CD1과 제2 검출 신호 CD2를 제공하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 제1 검출 신호 CD1은 제어단(TO1)과 접지(GND) 사이의 전압이 제1 레벨 이하인지 판단한 것이고, 제2 검출 신호 CD2는 제어단(TO1)과 접지(GND) 사이의 전압이 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨 이하인지 판단한 것이다. 추가적으로 제2 검출 신호 CD2는 제어단(TO1)과 접지(GND) 사이의 전압이 제1 레벨보다 높은 미리 설정된 레벨(예시적으로 30V) 이상인지 판단한 것이다. 제1 검출 신호 CD1과 제2 검출 신호 CD2는 조건에 해당하는 경우 하이 레벨을 갖도록 제공될 수 있다.
구동 전류 O1은 발광 다이오드 채널(CH11)에 인가되는 발광 전압 VLED가 최저 발광 전압보다 낮은 경우에는 감소될 수 있다. 그러므로, 발광 전압 VLED가 최저 발광 전압 이상으로 레귤레이션되면, 구동 전류 O1도 레귤레이션되며, 그 결과 발광 다이오드 채널(CH11)의 밝기가 일정하게 유지될 수 있다. 검출 신호 CD1은 상기한 구동 전류 O1의 레귤레이션을 위한 것이며, 제어단(TO1)과 접지(GND) 사이의 전압이 미리 설정된 레벨(예시적으로, 0.5V) 이하로 낮아지면, 하이 레벨로 활성화되어서 제공될 수 있다. 상기 제1 검출 신호 CD1은 피드백 신호 제공부(300)에 제공될 수 있다.
구동 전류 O1은 발광 다이오드 채널(CH11)에 오픈(Open)이 발생되는 경우 발광 전압 VLED가 최대 발광 전압으로 레귤레이션되어 오픈(Open)이 발생하지 않은 나머지 다이오드 채널에 구동 전류가 비정상적으로 많이 흐를 수 있다. 이 경우, 제2 검출 신호 CD2는 제어단(TO1)과 접지(GND) 사이의 전압이 제1 레벨 보다 낮은 미리 설정된 레벨(예시적으로 0.2V) 이하로 낮아지면, 하이 레벨로 활성화되어서 제공될 수 있다.
또한 구동 전류 O1은 발광 다이오드 채널(CH11)에 쇼트(Short)가 발생되는 경우에는 발광 전압 VLED가 쇼트(short)된 발광 다이오드의 순방향 전압 만큼 덜 강하된 나머지 전압이 구동 제어단(T01)에 인가되므로 집적 회로가 과다한 발열을 일으킬 수 있다. 이 경우, 제2 검출 신호 CD2는 제어단(TO1)과 접지(GND) 사이의 전압이 제1 레벨 보다 높은 미리 설정된 레벨(예시적으로 30V) 이상으로 높아지면, 하이 레벨로 활성화되어서 제공될 수 있다.
상기 제2 검출 신호 CD2는 모니터 신호 제공부(400)에 제공될 수 있다.
한편, 피드백 신호 제공부(300)는 구동 전류 제어부들(101~104)의 제1 검출 신호들 CD1 각각에 대응하여 피드백단(TFP)과 접지(GND) 간의 전류를 제어함으로써 피드백 신호 FB를 제어하도록 구성된다.
이를 위하여, 피드백 신호 제공부(300)는 오아 게이트와 전류 구동 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 오아 게이트는 구동 전류 제어부들(101~104)의 제1 검출 신호들 CD1 중 적어도 하나에 대응하여 전류 구동 트랜지스터의 게이트를 제어하기 위한 것이며, 전류 구동 트랜지스터는 오아 게이트의 하이 레벨 출력에 대응하여 피드백 신호 FB를 로우 레벨로 제어하고 오아 게이트의 로우 레벨 출력에 대응하여 피드백 신호 FB를 하이 레벨로 제어할 수 있다.
즉, 피드백 신호 제공부(300)는 구동 전류 제어부들(101~104) 중 적어도 하나의 구동 전류가 미리 설정된 수준 보다 낮아지면 피드백 신호 FB를 로우 레벨로 제어할 수 있다.
그리고, 온도 검출부(500)는 칩으로 구성되는 전류 제어 집적회로(T11)의 온도를 센싱한 온도 검출 신호 TP를 제공하도록 구성된다. 예시적으로, 온도 검출부(500)는 전류 제어 집적회로(T11)가 미리 설정된 이상의 온도로 상승하면 하이 레벨로 활성화된 온도 검출 신호 TP를 제공할 수 있다.
온도 검출부(500)가 미리 설정된 이상의 온도를 검출함으로써 온도 검출 신호 TP가 활성화된 경우, 종속 전류원(gm)의 전류 흐름은 활성화된 온도 검출 신호 TP에 의해 차단된다. 이와 반대로, 온도 검출부(500)가 미리 설정된 미만의 온도를 검출함으로써 온도 검출 신호 TP가 비활성화된 경우, 종속 전류원(gm)의 전류 흐름은 온도 검출 신호 TP에 영향을 받지 않는다. 상기한 온도 검출부(500)는 발광 다이오드 채널에 흐르는 구동 전류를 차단 또는 해제하도록 제어함으로써 과열로부터 집적회로 및 백라이트 장치를 보호하기 위한 것이다.
그리고, 모니터 신호 제공부(400)는 구동 전류 제어부들(101~104)의 제2 검출 신호들 CD2와 로오 신호들 G1~G4를 수신하고, 적어도 하나의 구동 전류 제어부(104)의 로오 신호와 제2 검출 신호 CD2가 하이 레벨의 활성화 상태이면 모니터단(TMON)과 접지(GND) 간의 전류를 제어함으로써 모니터 신호 MON을 제어하도록 구성된다.
또한, 모니터 신호 제공부(400)는 온도 검출 신호 TP에 따라 모니터단(TMON)과 접지(GND) 간의 전류를 제어함으로써 모니터 신호 MON을 제어하도록 구성된다.
이를 위하여, 모니터 신호 제공부(400)는 오아 게이트 회로와 전류 구동 트랜지스터를 구비할 수 있다. 여기에서, 오아 게이트 회로는 적어도 하나의 구동 전류 제어부의 로오 신호와 제2 검출 신호 CD2가 하이 레벨의 활성화 상태이거나 온도 검출 신호 TP가 하이 레벨의 활성화 상태이면 전류 구동 트랜지스터를 턴온시키도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 오아 게이트 회로는 각 구동 전류 제어부(101~104)의 로오 신호와 제2 검출 신호 CD2를 비교하는 제1 낸드 게이트들, 제1 낸드 게이트들의 출력을 비교하는 제2 낸드 게이트 및 제2 낸드 게이트의 출력과 온도 검출 신호 TP를 오아 조합하는 오아 게이트를 구비할 수 있다. 상기한 오아 게이트 회로는 제작자에 의해 다양하게 실시될 수 있으므로 구체적인 도면의 구성 설명 및 동작은 생략한다. 그리고, 전류 구동 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터를 이용하여 구성될 수 있다.
상기한 구성에 의하여, 모니터 신호 제공부(400)는 구동 전류 제어부들(101~104) 중 적어도 하나의 로오 신호(G1~G4)가 하이 레벨로 인에이블될 때 해당 구동 전류 제어부(101~104)의 제2 검출 신호 CD2가 하이 레벨로 활성화되면 전류 구동 트랜지스터의 턴온에 의해 모니터 신호 MON을 로우 레벨로 제어할 수 있다. 또한, 모니터 신호 제공부(400)는 온도 검출 신호 TP가 하이 레벨로 활성화되면 전류 구동 트랜지스터의 턴온에 의해 모니터 신호 MON을 로우 레벨로 제어할 수 있다.
상기한 모니터 신호 MON은 타이밍 컨트롤러(도시되지 않음)나 별도의 어플리케이션에 제공됨으로써 백라이트 장치의 비정상 동작시의 제어에 이용될 수 있다.
도 10은 줌 제어 신호 CZ에 의한 구동 전류의 제어를 설명하기 위하여 구동 전류 ILED와 컬럼 신호 DS의 관계를 간략히 나타낸 그래프이다. 여기에서 컬럼 신호 DS는 전압 성분으로 이해될 수 있으며 컬럼 데이터에 대응하는 레벨을 가질 수 있다. Doffset은 버퍼(BF)에 의해 형성되는 오프셋 전압을 의미한다.
도 10에서, 구동 전류 10mA는 저전류 대역과 고전류 대역을 판단하기 위한 기준 전류량으로 이해될 수 있다.
백라이트 구동 보드(6)의 컨트롤러(60)는 상술한 바와 같이 구동 전류의 전류 대역을 판단한 줌 제어 신호 CZ를 생성할 수 있다.
줌 제어 신호 CZ는 미리 설정된 기준 전류량 10mA 이하의 저전류 대역 또는 최대 전류량이 기준 전류량보다 큰 고전류 대역으로 구동 전류의 양을 판단하는 값을 가질 수 있다. 도 10에서 최대 전류량은 30mA인 것으로 이해될 수 있다.
도 10에서, 저전류 대역의 경우, 줌 제어 신호 CZ는 논리적 하이 "H"로 표시된다. 논리적 하이 "H"는 5V로 설정될 수 있다. 그리고, 고전류 대역의 경우, 줌 제어 신호 CZ는 논리적 로우 "L"로 표시된다. 논리적 로우 "L"는 0V로 설정될 수 있다.
컨트롤러(60)는 구동 전류의 전류량을 컬럼 데이터의 값으로써 판단할 수 있으며, 저전류 대역 또는 고전류 대역 중 하나로 구동 전류의 전류 대역을 판단한 줌 제어 신호 CZ를 제공할 수 있다.
이때, 컨트롤러(60)는 백라이트의 하나의 수평 주기의 컬럼 데이터로써 로오 신호의 한 주기에 해당하는 구동 전류의 전류 대역을 판단하며, 로오 신호의 한 주기 동안 제어 단위 전체의 전류 제어 집적회로들에 동일한 값의 줌 제어 신호 CZ를 제공할 수 있다.
그리고, 컨트롤러(60)는 백라이트의 하나의 수평 주기에 포함되는 컬럼 데이터에 대응하는 구동 전류들 중 적어도 하나가 고전류 대역에 해당하면, 해당 수평 주기에 대하여 고전류 대역으로 판단한 줌 제어 신호 CZ를 제공할 수 있다.
또한, 컨트롤러(60)는 백라이트의 하나의 수평 주기에 포함되는 컬럼 데이터에 대응하는 구동 전류 모두가 저전류 대역에 해당되면, 해당 수평 주기에 대하여 저전류 대역으로 판단한 줌 제어 신호 CZ를 제공할 수 있다.
또한, 컨트롤러(60)는 백라이트의 한 프레임에 해당하는 컬럼 데이터와 로오 데이터를 수신하여 저장할 수 있고, 수평 주기 별로 전류 대역을 판단한 줌 제어 신호를 저장할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(60)는 컬럼 데이터와 로오 데이터를 백라이트 패널(40)에 제공하는 것에 대응하여 수평 주기 단위로 줌 제어 신호 CZ를 백라이트 패널(40)에 제공할 수 있다.
결과적으로, 컨트롤러(60)는 구동 전류 모두가 저전류 대역에 해당하면 줌 제어 신호 CZ를 논리적 하이 H(CZ=H)로 제공하고, 구동 전류들 중 적어도 하나가 고전류 대역에 해당하면 줌 제어 신호 CZ를 논리적 로우 L(CZ=L)로 제공한다.
전류 제어 집적회로(T11)의 구동 전류 제어부들(101~104)은 제어 단위의 컬럼 신호 D1과 상기한 컨트롤러(60)의 줌 제어 신호 CZ를 공통으로 수신하며 로오 신호들 G1~G4를 순차적으로 각각 수신하도록 구성된다.
구동 전류 제어부(101)는 로오 신호 G1로써 컬럼 신호 D1을 샘플링한 샘플링 전압 VC를생성하도록 구성된다.
구동 전류 제어부(101)의 채널 전류 제어부(204)는 홀딩 회로(202)의 샘플링 전압 VC, 외부로부터 제공되는 줌 제어 신호 CZ 및 줌 제어 신호 (CZS1~CZS4)를 수신하도록 구성된다.
컨트롤러(60)가 줌 제어 신호 CZ를 논리적 하이 H(CZ=H)로 제공하면, 구동 전류 모두가 10mA 이하의 저전류 대역에 해당하는 경우이다. 그러므로, 종속 전류원(gm)은 샘플링 전압 VC의 전압 범위를 증가시키기 위하여 줌 제어 신호 CZ의 레벨에 따라 감소된 게인값을 갖도록 제어된다. 즉, 종속 전류원(gm)은 감소된 게인값의 줌 제어 신호 CZ에 의해 샘플링 전압 VC의 0 레벨 ~ DH 레벨까지의 확대된 전압 범위로써 도 10의10mA 이하의 발광 다이오드 채널의 구동 전류 01의 양을 제어할 수 있다.
즉, 발광 다이오드 채널의 10mA 이하의 구동 전류 01의 양은 줌 제어 신호 CZ에 의해 구동 전류 범위 대비 전압 범위가 증가한 샘플링 전압 VC에 의해 제어될 수 있다. 이는, 저전류 대역의 구동 전류가 넓은 범위의 샘플링 전압에 의해 높은 해상도로 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
반대로, 컨트롤러(60)가 줌 제어 신호 CZ를 논리적 로우 L(CZ=L)로 제공하면, 구동 전류들 중 적어도 하나가 고전류 대역에 해당하는 경우이다. 그러므로, 종속 전류원(gm)은 줌 제어 신호 CZ의 레벨에 따라 원 게인값을 유지하도록 제어된다. 즉, 종속 전류원(gm)은 도 10의 전압 0 레벨~ DH 레벨로 제공되는 샘플링 전압 VC에 의해 발광 다이오드 채널의 구동 전류 01의 양을 30mA까지 제어할 수 있다.
즉, 발광 다이오드 채널의 구동 전류 01의 양은 줌 제어 신호 CZ에 의해 원 전압 해상도가 유지되는 샘플링 전압 VC에 의해 제어될 수 있다. 그러므로, 발광 다이오드 채널의 구동 전류 01이 10mA 이하인 경우에도, 종속 전류원(gm)은 전압 해상도의 변화 없이 전압 DL 이하의 전압 해상도로 제어될 수 있다. 이는 고전류 대역의 구동 전류가 10mA 이하인 경우에 낮은 전압 해상도로 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
상기와 같이, 줌 제어 신호 CZ는 넓은 범위의 전압으로 제어함으로써 높은 해상도를 갖도록 저전류 대역의 구동 전류를 제어하기 위한 것이다. 줌 제어 신호 CZ는 컬럼 데이터로써 발광을 위한 구동 전류의 전류 대역을 판단한 값을 가질 수 있다.
또한, 상기와 같이 샘플링 전압에 대한 전압 해상도가 줌 제어 신호 CZ에 의해 제어될 수 있으며, 전압 해상도가 제어된 샘플링 전압을 이용하여 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 구동 전류가 제어될 수 있다.
즉, 줌 제어 신호 CZ에 의해 샘플링 전압에 대한 전압 해상도가 증가하면, 저전류 대역의 구동 전류에 의해 표현될 수 있는 밝기의 해상도는 상승되는 것으로 이해될 수 있다. 보다 구체적으로, 구동 전류는 줌 제어 신호 CZ에 의해 전압 해상도가 증가하는 경우 낮은 전압 해상도보다 보다 미세하게 제어될 수 있다.
줌 제어 신호 CZ는 백라이트 보드(40)의 전체 발광 다이오드 채널들 또는 제어 단위의 발광 다이오드 채널들에 대하여 공통으로 제공될 수 있다.
또한, 줌 제어 신호 CZ는 발광 다이오드 채널의 수평 주기 단위로 컬럼 데이터 즉 컬럼 신호에 대응하는 값을 갖도록 발광 다이오드 채널 별로 제공될 수 있다.
도 11은 줌 제어 신호 CZ를 이용한 전류 제어 집적회로의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 11을 참조하면, 로오 신호 G1의 라이징 시점에 줌 제어 신호 CZ의 값이 "L"인 것이 판단되며, 해당 수평 주기의 컬럼 데이터 D1에 대해 적용되는 줌 제어 신호 CZ는 논리적 로우 "L"이 적용될 수 있다. 그리고, 로오 신호 G2의 라이징 시점에 줌 제어 신호 CZ의 값이 "H"인 것이 판단되며, 해당 수평 주기의 컬럼 데이터 D2에 대해 적용되는 줌 제어 신호 CZ는 논리적 하이 "H"가 적용될 수 있다. 로오 신호 G3의 라이징 시점에 줌 제어 신호 CZ의 값이 "H"인 것이 판단되며, 해당 수평 주기의 컬럼 데이터 D3에 대해 적용되는 줌 제어 신호 CZ는 논리적 로우 "H"가 적용될 수 있다. 그리고, 로오 신호 G4의 라이징 시점에 줌 제어 신호 CZ의 값이 "L"인 것이 판단되며, 해당 수평 주기의 컬럼 데이터 D4에 대해 적용되는 줌 제어 신호 CZ는 논리적 로우 "L"이 적용될 수 있다.
즉, 컨트롤러(60)는 로오 신호가 인에이블되기 전 해당 주기의 줌 제어 신호 CZ를 먼저 제공함이 바람직하다.
도 12는 발광 다이오드 채널 별로 줌 제어 신호 CZ가 적용되는 것을 예시한 도면이다. 도 12를 참조하면, 로오 신호 G1의 한 주기에 해당하는 발광 다이오드 채널들 CH11, CH12, CH13, CH14와 로오 신호 G4의 한 주기에 해당하는 발광 다이오드 채널 CH41, CH42, CH43, CH44에 해당하는 줌 제어 신호 CZ는 모두 논리적 로우 "L"인 것을 알 수 있고, 로오 신호 G2의 한 주기에 해당하는 발광 다이오드 채널들 CH21, CH22, CH23, CH24와 로오 신호 G3의 한 주기에 해당하는 발광 다이오드 채널 CH31, CH32, CH33, CH34에 해당하는 줌 제어 신호 CZ는 모두 논리적 로우 "L"인 것을 알 수 있다.
도 12는 컨트롤러(60)가 백라이트의 하나의 수평 주기의 컬럼 데이터로써 로오 신호의 한 주기에 해당하는 구동 전류의 전류 대역을 판단하며, 로오 신호의 한 주기 동안 제어 단위 전체의 전류 제어 집적회로들에 동일한 값의 줌 제어 신호 CZ를 제공하는 것을 예시한 것이다.
또한, 도 13은 디스플레이 보드(2), 백라이트 구동 보드(6) 및 백라이트 보드(40) 간의 인터페이스의 다른 예를 예시한 블록도. 도 13의 실시예는 도 2와 대비하여, 줌 제어 신호 CZ가 디스플레이 보드(2)의 휘도 데이터 제공부(1b)에서 생성되고, 줌 제어 신호 CZ가 백라이트 구동보드(6)를 경유하여 백라이트 보드(40)에 제공되는 것에 차이가 있다. 나머지 구성들은 도 2와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 13의 경우, 디스플레이 보드(2)는 백라이트의 한 프레임에 해당하는 줌 제어 신호 CZ를 생성 및 전송하는 것으로 예시된다.
이 경우, 디스플레이 보드(2)의 휘도 데이터 제공부(1b)는 백라이트에 해당하는 해상도와 그레이 값을 갖도록 디스플레이 데이터를 변환한 휘도 데이터를 생성하며, 휘도 데이터를 이용하여 줌 제어 신호 CZ를 생성할 수 있다. 여기에서, 휘도 데이터는 백라이트 구동 보드(6)의 컬럼 데이터에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
상기한 줌 제어 신호 CZ는 휘도 데이터에 포함되어서 백라이트 구동 보드(6)로 전달되고 그 후 백라이트 데이터에 포함되어서 백라이트 보드(40)로 전달될 수 있다. 이와 달리, 줌 제어 신호 CZ는 휘도 데이터와 별도의 전송 라인(도시되지 않음)을 통하여 백라이트 구동 보드(6)를 경유하여 백라이트 보드(40)로 전달될 수 있다.
상기한 도 13의 구성에서, 휘도 데이터에 포함되어서 줌 제어 신호 CZ가 백라이트 구동 보드(6)의 컨트롤러(60)에 제공되는 경우, 컨트롤러(60)는 백라이트의 한 프레임 단위로 컬럼 데이터, 로오 데이터 및 줌 제어 신호를 수신 및 저장할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(60)는 컬럼 데이터와 로오 데이터를 백라이트 패널(40)에 제공하는 것에 대응하여 수평 주기 단위로 줌 제어 신호 CZ를 백라이트 패널(40)에 제공할 수 있다.
본 발명은 상기한 구성에 의해 컬럼 신호의 샘플링 전압에 의해 한 프레임 동안 발광을 유지하도록 발광 다이오드 채널들의 구동 전류가 제어될 수 있고, 백라이트를 위한 발광 다이오드 채널들의 발광을 충분히 유지할 수 있어서 플리커를 저감 또는 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 제어 단위 별로 발광을 위한 구동 전류들을 제어할 수 있고, 전류 제어 집적회로의 적용에 의해 발광 다이오드 채널들의 구동 전류들을 제어하기 위한 백라이트 보드의 설계 및 제작이 쉬워질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 다크 그레이 수준과 같은 낮은 그레이 범위에 대한 저전류 대역의 구동 전류를 보다 높은 해상도로써 제어할 수 있고, 백라이트를 위한 저전류 대역의 휘도 차가 부드럽게 표현될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면 다기능으로 LCD 패널에 대하여 양질의 광량을 제공할 수 있다. 그러므로, 높은 신뢰성이 확보될 수 있는 이점이 있다.

Claims (23)

  1. 백라이트를 위한 컬럼 데이터 및 로오 데이터를 제공하며, 하나의 수평 주기에 포함되는 상기 컬럼 데이터로써 상기 수평 주기 별 발광을 위한 구동 전류의 전류 대역을 미리 설정된 기준 전류량 이하의 저전류 대역과 최대 전류량이 상기 기준 전류량보다 큰 고전류 대역 중 하나로 판단한 줌 제어 신호를 제공하는 백라이트 구동 보드; 및
    상기 컬럼 데이터, 상기 로오 데이터 및 상기 줌 제어 신호로써 상기 백라이트의 제공을 위한 발광을 제어하는 백라이트 패널;을 구비하며,
    상기 백라이트 구동 보드는 로오 신호가 인에이블되기 전 해당 주기의 상기 줌 제어 신호를 먼저 제공하는 컨트롤러를 구비하며, 그리고
    상기 백라이트 패널은,
    복수의 컬럼과 복수의 로오를 갖도록 배치되며, 컬럼 신호를 공유하는 인접한 소정 수의 발광 다이오드를 포함하는 제어 단위로 분할되는 발광 다이오드 채널들;
    상기 복수의 컬럼에 상기 컬럼 데이터에 대응하는 상기 컬럼 신호를 제공하는 컬럼 드라이버;
    상기 복수의 로오에 상기 로오 데이터에 대응하는 상기 로오 신호를 순차적으로 제공하는 로오 드라이버; 및
    상기 제어 단위 별로 하나씩 대응하도록 구성되는 전류 제어 집적 회로들을 구비하며,
    상기 전류 제어 집적 회로들은 상기 로오 신호에 동기하여 상기 로오 신호보다 먼저 입력된 상기 줌 제어 신호의 값에 대응하는 동기화 줌 제어 신호를 제공하는 동기화 회로를 각각 포함하며, 순차적으로 입력되는 상기 로오 신호에 대응하는 타이밍에 상기 동기화 줌 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 단위에 해당하는 상기 로오 신호들로써 상기 컬럼 신호를 순차적으로 샘플링한 샘플링 전압을 생성하며, 상기 샘플링 전압을 이용하여 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 게인을 상기 동기화 줌 제어 신호에 의해 상기 수평 주기 별로 제어함을 특징으로 하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 컬럼 데이터의 값에 대응하여, 상기 저전류 대역과 상기 고전류 대역 중 하나로 상기 구동 전류의 상기 전류 대역을 판단한 상기 줌 제어 신호를 제공하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 백라이트의 상기 수평 주기의 상기 컬럼 데이터로써 상기 로오 신호의 한 주기에 해당하는 상기 구동 전류의 상기 전류 대역을 판단한 상기 줌 제어 신호를 제공하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 백라이트의 상기 수평 주기에 포함되는 상기 컬럼 데이터에 대응하는 상기 구동 전류들 중 적어도 하나가 상기 고전류 대역에 해당하면, 해당 수평 주기에 대하여 상기 고전류 대역으로 판단한 상기 줌 제어 신호를 출력하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 백라이트의 하나의 상기 수평 주기에 포함되는 상기 컬럼 데이터에 대응하는 상기 구동 전류 모두가 상기 저전류 대역에 해당되면, 해당 수평 주기에 대하여 상기 저전류 대역으로 판단한 상기 줌 제어 신호를 출력하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 백라이트의 한 프레임에 해당하는 상기 컬럼 데이터와 상기 로오 데이터를 수신하여 저장하고, 상기 수평 주기 별로 상기 전류 대역을 판단한 상기 줌 제어 신호를 저장하며,
    상기 컬럼 데이터와 상기 로오 데이터를 상기 백라이트 패널에 제공하는 것에 대응하여 상기 수평 주기 단위로 상기 줌 제어 신호를 상기 백라이트 패널에 제공하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    디스플레이 데이터로써 상기 백라이트의 한 프레임에 해당하는 상기 컬럼 데이터, 상기 로오 데이터 및 상기 줌 제어 신호를 생성 및 전송하는 디스플레이 보드;를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는 상기 백라이트의 한 프레임 단위로 상기 컬럼 데이터, 상기 로오 데이터 및 상기 줌 제어 신호를 수신 및 저장하고,
    상기 컬럼 데이터와 상기 로오 데이터를 상기 백라이트 패널에 제공하는 것에 대응하여 상기 수평 주기 단위로 상기 줌 제어 신호를 상기 백라이트 패널에 제공하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    각각의 상기 전류 제어 집적회로는 상기 발광 다이오드 채널의 로우 사이드(Low Side)의 상기 구동 전류를 제어하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    각각의 상기 전류 제어 집적회로는 복수의 구동 전류 제어부를 포함하며,
    상기 복수의 구동 전류 제어부는 상기 제어 단위의 상기 컬럼 신호와 상기 줌 제어 신호를 공통으로 수신하며 상기 로오 신호를 순차적으로 각각 수신하고,
    각각의 상기 구동 전류 제어부는 상기 로오 신호로써 상기 컬럼 신호를 샘플링한 상기 샘플링 전압을 생성하며, 상기 샘플링 전압을 이용하여 상기 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 로오 신호에 동기하여 상기 줌 제어 신호의 값을 판단한 상기 동기화 줌 제어 신호를 생성하고, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 상기 게인이 상기 동기화 줌 제어 신호의 값에 의해 제어되는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    각각의 상기 구동 전류 제어부는,
    상기 로오 신호로써 상기 컬럼 신호를 샘플링한 상기 샘플링 전압을 생성하고, 상기 샘플링 전압을 유지하는 홀딩 회로; 및
    상기 샘플링 전압을 이용하여 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 상기 게인이 상기 동기화 줌 제어 신호에 의해 제어되는 채널 전류 제어부;를 구비하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 채널 전류 제어부는 상기 샘플링 전압을 수신하고 상기 샘플링 전압에 따라 상기 구동 전류의 양을 제어하는 종속 전류원을 포함하고,
    상기 종속 전류원은 상기 게인이 상기 동기화 줌 제어 신호의 레벨에 따라 제어되는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 줌 제어 신호는 상기 구동 전류의 상기 전류 대역을 상기 저전류 대역으로 판단하는 제1 논리 레벨 또는 상기 구동 전류의 상기 전류 대역을 상기 고전류 대역으로 판단하는 제2 논리 레벨을 갖도록 상기 수평 주기 별로 제공되고,
    상기 각각의 구동 전류 제어부는 상기 제1 논리 레벨의 상기 줌 제어 신호에 대응하는 상기 동기화 줌 제어 신호에 의하여 고해상도를 위한 제1 게인값을 갖도록 상기 게인을 제어하고 상기 제2 논리 레벨의 상기 줌 제어 신호에 대응하는 상기 동기화 줌 제어 신호에 의하여 저해상도를 위한 제2 게인값을 갖도록 상기 게인을 제어하는 디스플레이를 위한 백라이트 장치.
  15. 백라이트를 위한 컬럼 신호를 공유하며 동일한 제어 단위에 포함된 소정 수의 발광 다이오드 채널들의 구동 전류를 제어하는 복수의 구동 전류 제어부;를 포함하며,
    상기 복수의 구동 전류 제어부는 상기 제어 단위의 상기 컬럼 신호와 줌 제어 신호를 공통으로 수신하며 로오 신호를 순차적으로 각각 수신하고, 각각 동기화 줌 제어 신호를 생성하는 동기화 회로를 포함하며,
    각각의 상기 구동 전류 제어부는 하나의 수평 주기에 포함되는 컬럼 데이터로써 상기 수평 주기 별 발광을 위한 상기 구동 전류의 전류 대역을 미리 설정된 기준 전류량 이하의 저전류 대역과 최대 전류량이 상기 기준 전류량보다 큰 고전류 대역 중 하나로 판단한 줌 제어 신호를 수신하고, 상기 로오 신호가 인에이블되기 전 해당 수평 주기의 상기 줌 제어 신호를 먼저 수신하며, 상기 로오 신호로써 상기 컬럼 신호를 샘플링한 샘플링 전압을 생성하며, 상기 샘플링 전압을 이용하여 상기 해당 발광 다이오드 채널의 발광을 위한 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 동기화 회로에 의해 상기 로오 신호에 동기하여 상기 로오 신호보다 먼저 입력된 상기 줌 제어 신호의 값에 대응하며 순차적으로 입력되는 상기 로오 신호에 대응하는 타이밍에 상기 동기화 줌 제어 신호를 생성하고, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 게인이 상기 동기화 줌 제어 신호의 값에 의해 제어됨을 특징으로 하는 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로.
  16. 삭제
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 줌 제어 신호는 상기 수평 주기의 상기 컬럼 데이터로써 상기 로오 신호의 한 주기에 해당하는 상기 구동 전류의 전류 대역을 판단한 값을 갖는 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로.
  18. 삭제
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 줌 제어 신호는 상기 백라이트의 상기 수평 주기에 포함되는 상기 구동 전류들 중 적어도 하나가 상기 고전류 대역에 해당하면, 해당 수평 주기에 대하여 상기 고전류 대역으로 판단한 값을 갖는 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 줌 제어 신호는 상기 백라이트의 상기 수평 주기에 포함되는 상기 구동 전류 모두가 상기 저전류 대역에 해당되면, 해당 수평 주기에 대하여 상기 저전류 대역으로 판단한 값을 갖는 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로.
  21. 제15 항에 있어서,
    각각의 상기 구동 전류 제어부는,
    상기 로오 신호로써 상기 컬럼 신호를 샘플링한 상기 샘플링 전압을 생성하고, 상기 샘플링 전압을 유지하는 홀딩 회로; 및
    상기 샘플링 전압을 이용하여 상기 구동 전류를 제어하며, 상기 샘플링 전압에 의해 상기 구동 전류를 변환하기 위한 상기 게인이 상기 동기화 줌 제어 신호에 의해 제어되는 채널 전류 제어부;를 더 구비하는 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 채널 전류 제어부는 상기 샘플링 전압을 수신하고 상기 샘플링 전압에 따라 상기 구동 전류의 양을 제어하는 종속 전류원을 포함하고,
    상기 종속 전류원은 상기 게인이 상기 동기화 줌 제어 신호의 레벨에 따라 제어되는 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로.
  23. 제15 항에 있어서,
    상기 줌 제어 신호는 상기 구동 전류의 상기 전류 대역을 상기 저전류 대역으로 판단하는 제1 논리 레벨 또는 상기 고전류 대역으로 판단하는 제2 논리 레벨을 갖도록 제공되고,
    상기 각각의 구동 전류 제어부는 상기 제1 논리 레벨의 상기 동기화 줌 제어 신호에 대응하여 고해상도를 위한 제1 게인값을 갖도록 상기 게인을 제어하고 상기 제2 논리 레벨의 상기 동기화 줌 제어 신호에 대응하여 저해상도를 위한 제2 게인값을 갖도록 상기 게인을 제어하는 백라이트 장치의 전류 제어 집적회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271828B1 (ko) * 2020-06-22 2021-07-01 주식회사 글로벌테크놀로지 디스플레이를 위한 백라이트 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5288579B2 (ja) * 2006-12-13 2013-09-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 表示装置及び、コントローラドライバ
KR101277333B1 (ko) * 2012-07-06 2013-06-20 엘아이지넥스원 주식회사 디스플레이 모듈의 휘도 자동제어 방법
KR102676842B1 (ko) * 2019-11-12 2024-06-21 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어방법
KR20210066224A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 엘지디스플레이 주식회사 광 경로 제어 부재, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271828B1 (ko) * 2020-06-22 2021-07-01 주식회사 글로벌테크놀로지 디스플레이를 위한 백라이트 장치

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