KR20040087511A

KR20040087511A - 표시 장치용 광원을 피드백 제어하는 광원 구동 장치

Info

Publication number: KR20040087511A
Application number: KR1020030021936A
Authority: KR
Inventors: 문승환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-10-14
Also published as: KR100945578B1

Abstract

본 발명은 표시 장치에 사용되는 광원의 초기 점등 상황과 도중 이상 상황을 구분하여 제어함으로써 전기적으로 안전하게 광원을 구동하는 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치용 광원 구동 장치는 광원의 전류 경로에 이상이 있는지 여부를 감지하여 광원의 현재 상태를 판단하고 이전 상태와 비교한 후 그 결과에 따라 광원을 구분 제어한다. 즉, 광원이 미점등 상태이면 초기 점등 동작을 계속해서 유지하고, 광원이 점등 상태이면 광원의 감지 전류값에 기초한 제어 동작을 수행하며, 광원이 점등 후 이상 상태가 되었으면, 광원에 공급되는 전압을 차단한다. 이렇게 함으로써 안전하게 광원을 구동할 수 있다.

Description

표시 장치용 광원을 피드백 제어하는 광원 구동 장치{DEVICE OF DRIVING LIGHT DEVICE FOR DISPLAY DEVICE WITH FEEDBACK CONTROL}

본 발명은 표시 장치용 광원의 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 광원의 상태를 감지하여 피드백 제어하는 광원 구동 장치에 관한 것이다.

컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시 장치(display device)에는 스스로 발광하는 음극선관(cathode ray tube, CRT), 전계 발광 소자(field emission device, FED) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등이 있다.

일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다. 이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다.

액정 표시 장치용 광원, 즉 백라이트(backlight) 장치는 광원으로서 통상 여러 개의 형광 램프(fluorescent lamp)를 사용하며 램프를 구동하는 인버터를 포함한다. 인버터는 입력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환한 후 램프에 인가하여 점등시키고 외부로부터 입력되는 밝기 제어 전압에 따라 광원을 제어함으로써 액정 표시 장치 화면의 밝기를 조절하며, 램프에 흐르는 전류를 감지하고 해당하는 전압을 생성하고 생성된 전압에 기초하여 램프에 인가하는 전압을 피드백(feedback) 제어한다.

이러한 종래의 인버터는 램프를 초기 점등할 때 지속적으로 램프에 인가하는 전압을 높여 가며 초기 점등 동작을 수행하는데, 설정된 시간 안에 점등이 이루어지지 않으면, 즉 설정된 시간 안에 램프에 흐르는 관전류가 감지되지 않으면 램프에 공급하는 전압을 차단함으로써 초기에 램프의 이상 유무를 확인할 수 있도록 한다.

그러나 램프가 점등된 이후 외부의 충격이나 램프 자체의 이상 등에 의하여램프의 관전류가 감지되지 않을 때에도 안전을 위하여 램프에 공급하는 전압을 차단할 필요가 있다. 그런데 관전류가 감지되지 않는 상황은 이때뿐 아니라 앞서 설명했던 초기 점등 시에도 존재하기 때문에 이 두 가지 상황을 구분할 필요가 있다. 즉, 램프의 관전류가 감지되지 않는다고 해서 램프에 공급하는 전원을 차단해 버리면, 초기 점등을 할 수 없는 문제가 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제를 해결하고자 하는 것으로서 램프의 초기 점등 상황과 도중 이상 상황을 구분함으로써 전기적으로 안전한 표시 장치용 광원의 구동 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해사시도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 램프부, 램프 감지부 및 관전류 감지부의 회로도이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 표시 장치용 광원 구동 장치는 광원에 전압을 인가하여 점멸시키는 인버터, 광원의 전류 경로에 이상이 있는지 여부를 감지하는 광원 감지부, 광원 감지부로부터의 신호에 따라 광원의 현재 상태를 판단하고 광원의 이전 상태와 비교한 후 해당하는 상태 정보 신호를 생성하는 상태 정보 신호 생성부, 그리고 상태 정보 신호에 기초하여 상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 포함한다.

상태 정보 신호는 광원이 점등 중 이상이 생겼는지 여부를 알려주는 제1 정보 신호를 포함할 수 있으며, 인버터 제어부는 제1 정보 신호에 따라 인버터로 하여금 광원에 공급하는 전원을 연결 또는 차단하게 한다.

상태 정보 신호는 광원이 초기 미점등 상태인지를 알려주는 제2 정보 신호를 포함할 수 있으며, 인버터 제어부는 제2 정보 신호에 따라 인버터로 하여금 광원에인가하는 전압을 상승 또는 유지하게 한다.

광원 구동 장치는 광원에 흐르는 전류를 감지하여 해당하는 감지 전압을 생성하는 전류 감지부를 더 포함할 수 있으며, 상태 정보 신호 생성부는 광원이 초기 미점등 상태이면 전류 감지부로부터의 감지 전압을 소정의 전압으로 끌어내린 전압을 제2 정보 신호로서 출력하고 그렇지 않으면 전류 감지부로부터의 감지 전압을 제2 정보 신호로서 출력한다.

상태 정보 신호 생성부는 광원 감지부로부터의 신호값 변화에 기초하여 출력값을 변화시키는 플립플롭을 포함할 수 있으며, 광원 감지부로부터의 신호와 플립플롭의 출력을 논리합하여 인버터 제어부에 제공하는 OR 게이트, 그리고 광원 감지부로부터의 신호와 플립플롭의 반전 출력을 논리합 반전하는 NOR 게이트를 더 포함할 수 있다.

광원 구동 장치는 광원에 흐르는 전류를 감지하여 해당하는 감지 전압을 생성하는 전류 감지부를 더 포함할 수 있으며, 이때 상태 정보 신호 생성부는 NOR 게이트의 출력값에 따라 감지 전압을 스위칭하여 인버터 제어부에 제공하는 감지 전압 차단부를 더 포함할 수 있다.

광원 구동 장치는 또한 램프 감지부로부터의 신호를 반전 증폭하는 반전 증폭기와 반전 증폭기의 출력을 반전하여 플립플롭에 제공하는 반전기를 더 포함할 수 있으며, 반전기는 슈미트트리거 반전기인 것이 바람직하다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

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.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치용 광원의 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 조사하는 램프부(910), 램프부(910)에 연결된 인버터(920)와 램프 감지부(940)와 관전류 감지부(950), 램프 감지부(940) 및 관전류 감지부(950)에 연결되어 있는 상태 정보 신호 생성부(960) 및 이에 연결된 인버터 제어부(930), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(signal controller)(600)를 포함한다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 구조적으로 보면, 표시부(330)와 백라이트부(340)를 포함하는 액정 모듈(350)과 액정 모듈(350)을 수납하는 전면 및 후면 케이스(361, 362)를 포함한다.

표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 게이트 FPC(flexible printed circuit) 기판(410) 및 데이터 FPC 기판(510), 그리고 해당 FPC 기판(410, 510)에 부착되어 있는 게이트 PCB(printed circuit board)(450) 및 데이터 PCB(550)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 구조적으로 볼 때 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함하며, 도 1에 도시한 바와 같이 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에 연결되어 있다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.

액정 축전기(C_LC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 3에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

도 2에서 백라이트부(340)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있는 복수의 램프(341)와 조립체(300)와 램프(341) 사이에 위치하며 램프(341)로부터의 빛을 조립체(300)로 유도 및 확산하는 도광판(342) 및 복수의 광학 시트(343), 그리고 램프(341)의 하부에 위치하며 램프(341)로부터의 빛을 조립체(300) 쪽으로 반사시키는 반사판(344)을 포함한다.

램프(341)는 도 1에서 램프부(910)로 나타나 있으며, 본 실시예에서는 램프(341)로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), EEFL(external electrode fluorescent lamp) 등 형광 램프를 사용한다. 그러나 발광 다이오드(LED) 등도 램프로서 사용될 수 있다.

도 1의 인버터(920), 인버터 제어부(930), 램프 감지부(940), 관전류 감지부(950) 및 상태 정보 신호 생성부(960)는 별도로 장착된 인버터 PCB(도시하지 않음)에 구비될 수도 있고 게이트 PCB(450)나 데이터 PCB(550)에 구비될 수도 있다. 이들에 대해서는 뒤에서 상세하게 설명한다.

계조 전압 생성부(800)는 데이터 PCB(550)에 구비되어 있으며 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 칩의 형태로 각 게이트 FPC 기판(410) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 칩의 형태로 각 데이터 FPC 기판(510) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 일부를 선택하여 데이터 전압으로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 게이트 구동부(400) 및/또는 데이터 구동부(500)는 칩의 형태로 하부 표시판(100) 위에 장착되며, 또 다른 실시예에 따르면 하부 표시판(100)의 다른 소자들과 동일한 공정으로 형성된다. 이 두 가지 경우 게이트 PCB(450) 및/또는 게이트 FPC 기판(410)은 생략될 수 있다.

신호 제어부(600)는 데이터 PCB(550) 또는 게이트 PCB(450)에 구비되어 있으며, 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 공급한다.

한편, 액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 램프(341)에서 나오는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

계조 전압 생성부(800)는 복수의 계조 전압을 생성하여 데이터 구동부(500)에 공급한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.

하나의 게이트선(G₁-G_n)에 게이트 온 전압(V_on)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(H_sync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(400)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D₁-D_m)에 공급한다. 데이터선(D₁-D_m)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(V_com)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 램프(341)에서 나와 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").

한편, 인버터(920)는 인버터 제어부(930)로부터의 인버터 제어 신호(ICS)에 따라 직류인 인버터 구동 전압(VIN)을 교류 전압으로 변환 및 변압하여 램프부(910)에 인가하여 램프부(910)를 점멸시킨다.

램프 감지부(940)는 램프부(910)의 점멸 상태 또는 램프부(910)에 흐르는 관전류 경로의 이상 유무를 감지하여 해당하는 신호를 상태 정보 신호 생성부(960)에 공급한다.

관전류 감지부(950)는 램프부(910)에 흐르는 전체 관전류를 감지하여 해당하는 감지 신호를 생성하여 상태 정보 신호 생성부(960)에 공급한다.

상태 정보 신호 생성부(960)는 램프 감지부(940)로부터의 신호에 기초하여 램프부(910)에 공급되는 전압의 차단 여부를 결정하는 차단 정보 신호(EN)를 생성하는 한편, 관전류 감지부(950)로부터의 감지 신호를 보정하여 인버터 제어부(930)에 피드백 신호(VFB)로서 제공한다.

인버터 제어부(930)는 상태 정보 신호 생성부(960)로부터의 차단 정보 신호(EN)에 따라 램프부(910)에 공급되는 전압을 차단할 것인지의 여부를 판단하는 한편, 상태 정보 신호 생성부(960)로부터의 피드백 신호(VFB)를 기준 신호와 비교하여 램프부(910)의 점등 상태를 판단한다. 이때, 기준 신호는 외부로부터 입력되는 밝기 제어 전압(V_dim)이거나 이에 기초하여 만들어진 신호이며, 밝기 제어 전압(V_dim)은 사용자가 조절할 수 있는 별도의 입력 장치에서 직접 입력될 수도 있고 신호 제어부(600)를 통하여 입력될 수도 있다. 인버터 제어부(930)는 이러한 판단 결과에 따라 인버터(920)의 동작을 제어하는 인버터 제어 신호(ICS)를 인버터(920)에 인가한다. 램프부(910)에 전압을 계속 공급해야 하는 경우, 피드백 신호(VFB)가 기준 신호보다 낮으면 램프부(910)에 더욱 높은 전압이 인가되도록 하고 반대로 피드백 신호(VFB)가 기준 신호보다 높으면 램프부(910)에 인가되는 전압이 낮아지도록 한다. 이때, 인버터 제어부(930)는 각 램프부(910)에 인가되는 전류의 총합이 일정하도록 제어한다.

그러면 본 발명의 실시예에 따른 램프부(910) 구동 및 제어 동작에 대하여 도 4를 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 램프 감지부(940) 및 상태 정보 신호 생성부(960)의 회로도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 램프 감지부(940)는 램프부(910)와 접지 사이에 병렬로 연결된 저항(R) 및 축전기(C)를 포함한다. 저항(R)은 램프부(910)로부터의 전류에 비례하는 전압을 생성하고 축전기(C)는 생성된 전압의 고주파 성분을 제거해 주어 안정된 전압을 출력할 수 있도록 한다.

상태 정보 신호 생성부(960)는 램프 감지부(940)에 차례로 연결된 반전 증폭기(961), 반전기(962), 플립플롭(963), 논리 게이트(964, 965) 및 감지 신호 차단부(966)를 포함한다.

반전 증폭기(961)는 접지와 공급 전압(Vcc) 사이에 직렬로 연결된 스위칭 소자(T1)와 분압 저항(R1)으로 이루어지며, 램프 감지부(940)로부터의 전압을 반전 증폭한다. 스위칭 소자(T1)는 NPN 바이폴라 트랜지스터로서 베이스가 램프 감지부(940)에 연결되어 있다. 이와는 달리 PNP 바이폴라 트랜지스터나 MOS 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용할 수 있음은 물론이다. 단, PNP 트랜지스터나 P채널 모스 트랜지스터를 사용하는 경우에는 약간의 설계 변경이 필요함은 당업자에게 자명하다.

반전기(962)는 반전 증폭기(961)의 신호를 반전하며, 플립플롭(963)에 안정적인 출력 전압을 공급하기 위해서 도 4에 도시한 것처럼 리플을 효과적으로 제거할 수 있는 슈미트트리거 반전기가 적합하다.

플립플롭(963)은 D-플립플롭으로서 반전 출력(/Q)과 D단이 서로 연결되어 있으며, 입력, 즉 반전기(962)의 출력값이 0에서 1로 바뀔 때 토글링한다.

논리 게이트(964, 965)는 플립플롭(963)의 반전 출력(/Q)과 반전기(962)의 출력에 연결된 OR 게이트(964)와 플립플롭(963)의 출력(Q)과 반전기(963)의 출력에 연결되어 있는 NOR 게이트(965)를 포함한다. OR 게이트(964)의 출력은 차단 정보 신호(EN)로서 인버터 제어부(930)에 공급된다.

감지 신호 차단부(966)는 관전류 감지부(95)와 접지 사이에 연결되어 있으며 NOR 게이트(965)의 출력에 의하여 제어되는 스위칭 소자(T2)를 포함한다. 도 4의 스위칭 소자(T2)는 NPN 바이폴라 트랜지스터로서, 입력 저항(R3)을 통하여 관전류 감지부(T2)에 연결되어 있는 컬렉터, 접지에 연결되어 있는 이미터, 그리고 입력 저항(R2)을 통하여 NOR 게이트(965)의 출력에 연결되어 있는 베이스를 가진다. 이와는 달리 PNP 바이폴라 트랜지스터나 MOS 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용할 수 있음은 물론이다. 단, PNP 트랜지스터나 P채널 모스 트랜지스터를 사용하는 경우에는 약간의 설계 변경이 필요함은 당업자에게 자명하다.

이러한 구조를 갖는 각 장치(940, 950, 960)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 인버터(920)는 램프 구동 전압(LDS)을 램프부(910)에 인가하여 램프부(910)의 램프를 점등시킨다.

관전류 감지부(950)는 램프부(910)로부터의 전류를 감지하고 해당하는 전압을 감지 신호 차단부(966)로 출력한다.

램프부(910)로부터의 전류 신호는 또한 램프 감지부(940)에서 전압 신호로 바뀌어 상태 정보 신호 생성부(960)의 스위칭 소자(T1)의 제어단에 인가된다.

초기에 램프부(910)가 아직 점등되지 않았을 때에는, 램프부(910)에 전류가 거의 흐르지 않을 것이므로 램프 감지부(940)의 출력 전압값이 낮아 스위칭 소자(T1)가 턴오프 상태를 유지하지만, 램프부(910)가 점등되어 전류가 일정 정도 이상 흐르면 램프 감지부(940)의 출력 전압값이 높아져 스위칭 소자(T1)에 높은 전압이 인가되어 스위칭 소자(T1)가 턴온된다.

스위칭 소자(T1)가 턴오프 상태일 때는 반전 증폭기(961)의 출력이 접지 전압, 즉 낮은 전압이지만, 스위칭 소자(T1)가 턴온되면 반전 증폭기(961)의 출력이 저항(R1)에 의하여 레벨 강하된 공급 전압(Vcc), 즉 하이 상태의 전압이 된다.

반전기(962)는 반전 증폭기(961)의 출력을 반전시켜 D-플립플롭(963)의 클록단으로 내보내는 한편, 두 논리 게이트(964, 965)의 입력단으로 내보낸다. 반전기(962)에서 나온 출력은 램프 감지부(940)로부터의 감지 신호가 두 번 반전된 것과 같으므로, 반전기(962)의 출력값은 램프부(910)가 소등되어 있는 경우에 0, 점등되어 있는 경우에 1이 된다.

D-플립플롭(963)은 반전기(962)로부터의 신호에 따라 출력(Q) 및 반전 출력(/Q)을 생성하고, 그 반전 출력(/Q)을 OR 게이트(964)에, 출력(Q)을 NOR 게이트(965)에 공급한다.

D-플립플롭(963)의 출력(Q) 값은 전원 인가 시에 초기화되어 0으로 설정되고이에 따라 D단의 입력값은 1이 된다. 초기 점등 동작 시에는 클록단에 입력되는 반전기(962)의 출력이 0이므로 출력(Q)이 0, 반전 출력(/Q)이 1을 그대로 유지하고, 램프부(910)가 점등되면 D단의 값이 1인 상태에서 반전기(962)의 출력이 0에서 1로 토글링하므로 출력(Q)이 1로, 반전 출력이 0으로 바뀐다.

OR 게이트(964)는 D-플립플롭(963)의 반전 출력과 반전기(962)의 출력을 논리합하여 인버터 제어부(930)에 제공하며, 초기 점등 동작 시와 점등 후 모두 D-플립플롭(963)의 반전 출력과 반전기(962)의 출력이 0 중 어느 하나가 1이므로 OR 게이트(964)는 1을 출력한다.

한편, NOR 게이트(965)는 D-플립플롭(963)의 출력과 반전기(962)의 출력을 논리합 반전하여 감지 신호 차단부(966)에 공급하고 감지 신호 차단부(966)는 이에 기초하여 관전류 감지부(950)로부터의 감지 전압을 스위칭한다. 초기 점등 동작 시에는 D-플립플롭(963)의 출력이 0이고 반전기(962)의 출력이 0이므로 NOR 게이트(965)의 출력이 1이 된다. 이에 따라 감지 신호 차단부(966)의 스위칭 소자(T2)가 턴온되므로, 인버터 제어부(930)로 들어가는 피드백 신호(VFB)가 강제로 접지 전압으로 끌어내려진다. 그러나, 램프부(910)가 점등되고 나면 D-플립플롭(963)의 출력과 반전기(962)의 출력이 모두 1이 되므로 NOR 게이트(965)가 0을 출력한다. 이에 따라 감지 신호 차단부(966)의 스위칭 소자(T2)가 턴오프되므로, 관전류 감지부(950)로부터의 감지 신호가 저항(R3)에 의하여 전압 강하된 후 피드백 신호(VFB)로서 인버터 제어부(930)에 공급된다.

인버터 제어부(930)는 피드백 신호(VFB)가 접지 전압인 경우 인버터(920)로하여금 더 높은 전압을 인가하여 램프부(910)를 점등시키는 초기 점등 동작을 유지하도록 하며, 관전류 감지부(950)에서 만들어진 감지 전압이 피드백 신호(VFB)로서 들어오면 정상적인 동작을 수행하도록 한다. 그런데, 피드백 신호(VFB)가 일정 시간 이상 계속 접지 전압이면 인버터 제어부(930)는 램프부(910)에 문제가 있는 것으로 판단하고 구동 동작을 중지한다.

한편, 정상적인 점등 상황에서 관전류 경로에 문제가 생겨 램프 감지부(940)의 출력 전압이 소정 값 이하가 되면 반전기(962)의 출력이 1에서 0으로 바뀐다. 그러나 플립플롭(963)의 출력(Q)과 반전 출력(/B)은 여전히 예전값(1, 0)을 유지한다. 그러면 OR 게이트(964)의 두 입력이 모두 0이 되고 이에 따라 차단 정보 신호(EN)가 0이 되어 인버터(920)가 램프부(910)가 인가하는 전원을 차단한다. 그러나 NOR 게이트(965)의 입력은 (1, 0)이므로 출력이 0인 상태를 그대로 유지한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치용 구동 장치의 각 부분의 신호와 인버터 동작을 표로 나타내면 다음과 같다.

램프 상태	램프 감지부 출력	D-플립플롭 출력(Q) 및 반전 출력(/Q)	OR 게이트 출력	NOR 게이트 출력	인버터 동작
미점등	0	(0, 1)	1	1	초기 점등 동작(소정 시간 경과하면 동작 정지)
↓	↓	↓	↓	↓	↓
점등	1	(1, 0)	1	0	정상 동작
↓	↓	↓	↓	↓	↓
이상점등또는 소등	0	(1, 0)	0	0	동작 정지

표에서 알 수 있듯이 본 실시예의 장치는 램프부(910)의 상태, 즉 초기 미점등, 점등, 이상 점등 또는 소등 등의 상태에 따라 OR 게이트(964)와 NOR 게이트(965)에서 서로 다른 쌍의 신호를 생성함으로써, 인버터(920)의 동작을 초기 점등 동작, 정상 동작 및 동작 정지로 나누어 제어한다. 즉, OR 게이트(964) 출력은 램프부(910)의 관전류 경로가 점등 중에 이상이 생겼는지를 알려주고, NOR 게이트(965) 출력은 초기 점등 동작이 이루어지고 있는지를 알려주며, 이에 따라 각기 다른 신호를 생성하여 인버터 제어부(930)에 제공한다.

이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 정상 동작하던 램프부 또는 해당 관전류 경로에 이상이 생겼을 때 램프부의 동작을 중지시킴으로써 전기적인 안전성을 유지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

광원에 전압을 인가하여 상기 광원을 점멸시키는 인버터,

상기 광원에 연결되어 상기 광원의 전류 경로에 이상이 있는지 여부를 감지하는 광원 감지부,

상기 광원 감지부로부터의 신호에 따라 상기 광원의 현재 상태를 판단하고 상기 광원의 이전 상태와 비교한 후 해당하는 상태 정보 신호를 생성하는 상태 정보 신호 생성부, 그리고

상기 상태 정보 신호에 기초하여 상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부

를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제1항에서,

상기 상태 정보 신호는 상기 광원이 점등 중 이상이 생겼는지 여부를 알려주는 제1 정보 신호를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제2항에서,

상기 인버터 제어부는 상기 제1 정보 신호에 따라 상기 인버터로 하여금 상기 광원에 공급하는 전원을 연결 또는 차단하게 하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제3항에서,

상기 상태 정보 신호는 상기 광원이 초기 미점등 상태인지를 알려주는 제2 정보 신호를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제4항에서,

상기 인버터 제어부는 상기 제2 정보 신호에 따라 상기 인버터로 하여금 상기 광원에 인가하는 전압을 상승 또는 유지하게 하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제5항에서,

상기 광원에 흐르는 전류를 감지하여 해당하는 감지 전압을 생성하는 전류 감지부를 더 포함하며,

상기 상태 정보 신호 생성부는 상기 광원이 초기 미점등 상태이면 상기 감지 전압을 소정의 전압으로 끌어내린 전압을 상기 제2 정보 신호로서 출력하고 그렇지 않으면 상기 감지 전압을 상기 제2 정보 신호로서 출력하는

표시 장치용 광원의 구동 장치.
제1항에서,

상기 상태 정보 신호 생성부는 상기 광원 감지부로부터의 신호값 변화에 기초하여 출력값을 변화시키는 플립플롭을 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제7항에서,

상기 상태 정보 신호 생성부는,

상기 광원 감지부로부터의 신호와 상기 플립플롭의 출력을 논리합하여 상기 인버터 제어부에 제공하는 OR 게이트, 그리고

상기 광원 감지부로부터의 신호와 상기 플립플롭의 반전 출력을 논리합 반전하는 NOR 게이트

를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제8항에서,

상기 광원에 흐르는 전류를 감지하여 해당하는 감지 전압을 생성하는 전류 감지부를 더 포함하며,

상기 상태 정보 신호 생성부는 상기 NOR 게이트의 출력값에 따라 상기 감지 전압을 스위칭하여 상기 인버터 제어부에 제공하는 감지 전압 차단부를 더 포함하는

표시 장치용 광원의 구동 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,

상기 램프 감지부로부터의 신호를 반전 증폭하는 반전 증폭기, 그리고

상기 반전 증폭기의 출력을 반전하여 상기 플립플롭에 제공하는 반전기

를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
제10항에서,

상기 반전기는 슈미트트리거 반전기인 표시 장치용 광원의 구동 장치.