KR20040087974A

KR20040087974A - Ｌｅｄ를 사용하는 ｌｃｄ 백라이트 구동 방법

Info

Publication number: KR20040087974A
Application number: KR1020040068489A
Authority: KR
Inventors: 한호신; 김종희
Original assignee: (주)위드텔레콤
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2004-10-15

Abstract

본 발명은 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에 관한 것으로, 상세하게는 LCD 백라이트에 있어서 백색 LED를 사용하거나 또는 적, 청, 녹의 3색 LED를 사용하여 백색의 백라이트 광원을 형성하고, 마이콤을 사용하여 각 LED의 입력 전류, 색상을 측정하여 최종적으로 각 LED로 공급되는 전류를 조절함으로서 항상 최적의 색상 및 휘도를 유지하며, 각 LED의 공급 전압 및 온도를 측정하여 과다 전압 및 과열시 전류 공급을 차단함으로써 부품 훼손 및 화재를 방지하도록 한 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법은 사용자 입력 모듈에서의 입력이 있을시 사용자의 입력에 의하여 기 설정된 색상이나 휘도의 기준값을 변경하는 제 1단계;와 각 LED의 정보들을 입력 받는 제 2단계;와 각 LED의 정보들과 기준값을 비교하여 그에 따른 최적의 듀티를 계산 하는 제 3단계;와 듀티에 따라 LED의 상태를 제어하는 제 4단계를 포함하여 이루어진다.

Description

ＬＥＤ를 사용하는 ＬＣＤ 백라이트 구동 방법{Driving Method for LCD back-light using LEDs}

본 발명은 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에 관한 것으로, 상세하게는 LCD 백라이트에 있어서 백색 LED를 사용하거나 또는 적, 청, 녹의 3색 LED를 사용하여 백색의 백라이트 광원을 형성하고, 마이콤을 사용하여 각 (3색 LED를 사용하는 경우는 색별, 백색 LED를 사용하는 경우는 백색, 이하 ‘각’으로 기재)LED의 입력 전류, 색상을 측정하여 최종적으로 각 LED로 공급되는 전류를 조절함으로서 항상 최적의 색상 및 휘도를 유지하며, 각 LED의 공급 전압 및 온도를 측정하여 과다 전압 및 과열시 전류 공급을 차단함으로써 부품 훼손 및 화재를 방지하도록 한 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에 관한 것이다.

기존 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 거의 반영구적으로 사용할 수 있어 차세대 광원으로서 각광 받고 있는 LED는 한계였던 휘도 및 가격 문제가 최근 크게 개선되면서 응용시장이 산업 전반으로 확산되고 있다.

LED는 관련 기술과 원재료 기술의 급진전으로 휘도 개선이 빠르게 이루어지고 있으며 대량생산 체제 구축에 따른 규모의 경제 실현으로 가격도 수년 내 기존 광원인 백열전구, 형광램프, CCFL 램프 등과 유사해 질것으로 예상되고 있다.

LED는 지금까지 주로 휴대폰 등 소형 LCD 백라이트의 광원으로 제한적으로 사용했으나, 최근 고 휘도/고 파워의 LED가 하나 둘씩 선보이고 있고 기존 광원인 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 대비 색 재현율이 크게 개선되기 때문에 중대형 LCD 백라이트의 광원으로 확대하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

중대형 LCD인 경우 패널의 크기가 커짐에 따라 탑재되는 LED 수도 증가하게 되는데, 이때 다수의 LED에 대한 정확한 컨트롤과 정확한 색상 및 휘도 구현이 중요하다.

그러나 LED는 일반적으로 시간이 경과함에 따라 열에 의해 휘도가 감소하고, 주변 소자의 특성 변경으로 인한 LED 공급 전류량 변화에 의해 색상 및 휘도가 변화되는 문제점이 있다. 이는 안정적인 색 재현성 및 균질성, 휘도를 생명으로 하는 중대형 LCD 시장으로 확대되는데 중요한 걸림돌로 작용하고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각 LED로 공급되는 전류량을 조절하여 최적의 색상 및 휘도를 유지할 수 있는 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사용자가 사용하는 목적 및 취향에 맞게 LED의 색상이나 휘도를 변경할 수 있게 함으로서 사용자의 편리성을 극대화 할 수 있는 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각 LED로 공급되는 전압값과 온도를 측정한 후 과열, 과전압시 전류 공급을 차단함으로서 LED 및 주변 소자의 훼손과 화재를 방지하여 수명을 연장하는 LCD 백라이트 구동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법을 위한 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법을 나타내는 순서도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 도 2의 LED 정보에 따른 듀티를 계산하는 단계를 나타내는 세부적인 순서도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 도 2의 LED의 전원 제어 단계를 나타내는 세부적인 순서도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법은 사용자 입력 모듈에서의 입력이 있을시 사용자의 입력에 의하여 기 설정된 색상이나 휘도의 기준값을 변경하는 제 1단계;와 각 LED의 정보들을 입력 받는 제 2단계;와 각 LED의 정보들과 기준값을 비교하여 그에 따른 최적의 듀티를 계산 하는 제 3단계;와 듀티에 따라 LED의 상태를 제어하는 제 4단계를 포함하여 이루어진다.

LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에서 상기 제 3단계는, LED의 전압값이 상기 LED가 훼손될 수 있는 위험값보다 높을시 듀티를 0%으로 하는 3-1단계;와 온도가 LED가 훼손될 수 있는 위험값 보다 높을시 듀티를 0%으로 하는 3-2단계;와 LED의 전류량이 기준값과 다를시 듀티 값을 계산하는 3-3단계; 그리고 LED의 색상이 기준값과 다를시 듀티 값을 계산하는 3-4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에서 상기 제 4단계는, 듀티가 0%라면 전원을 제어하고, 0%가 아니라면 듀티에 따라 각각의 LED의 최적 휘도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에서 상기 듀티가 0%라면 전원을 제어하는 단계는, 상기 LED의 듀티를 ‘0%'로 변경하여 전원을 차단하는 단계;와 전압과 온도를 측정하는 단계;와 전압값과 온도가 기준값보다 낮을시 LED를 재기동 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

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 수 있다. 단지 아래의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법을 위한 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도로서, 본 발명은 본 발명은 전류량 입력 모듈(100), 색상 입력 모듈(110), 온도 입력 모듈(120), 전압값 입력 모듈(130), 제어 모듈(140), LED 구동 모듈(150)과 사용자 입력 모듈(160)을 포함하여 구성된다.

전류량 입력 모듈(100)은 제어 모듈(140)이 LED의 색상 및 휘도를 계산하기 위한 정보인 LED 입력 전류량을 측정하기 위한 모듈로, LED 입력 전류량를 전압값으로 변환 한 후 이를 마이콤의 ADC 입력으로 보낸다.

색상 입력 모듈(110)은 제어 모듈(140)이 LED의 색상을 계산하기 위한 정보인 LED의 색상을 측정하는 모듈로, 광 센서를 이용하여 LED의 색상을 전압값으로 변환하고 이를 마이콤의 ADC 입력으로 보낸다.

온도 입력 모듈(120)은 LED가 과열로 인하여 LED 및 주변 소자가 훼손되기 전에 제어 모듈에서 전류 공급을 차단하기 위한 모듈로, 온도 센서를 이용하여 LED의 온도를 전압값으로 변환하여 마이콤의 ADC 입력으로 보낸다.

전압값 입력 모듈(130)은 LED의 전압값을 측정하여 전압 과다 공급이 발생될 경우 즉시 탐지하여 LED 및 주변 소자가 훼손되기 전에 제어 모듈에서 전류 공급을 차단하기 위한 모듈로, LED의 전압값을 마이콤의 ADC 입력으로 보낸다.

제어 모듈(140)은 전류량 입력 모듈(100), 색상 입력 모듈(110), 온도 입력 모듈(120)과 전압값 입력 모듈(130)로부터 각 LED의 전류량, 색상, 온도, 전압값의 정보를 측정하여 LED의 색상 및 휘도 조절이나 전원을 제어하기 위한 모듈로, LED로 부터 입력된 전류량 및 색상을 측정하여 이를 기준 값과 비교한다. 그리고 그 결과에 따라 필요시 LED의 색상과 휘도를 조절하기 위해 듀티(Duty)를 변경(0% ~ 100%) 하여 LED 구동 모듈(150)의 FET 게이트로 전송한다. 이 때 듀티는 전류가 흐르는 시간인 온 시간과 전류가 흐르지 않는 오프 시간의 비율을 의미하는 것으로서 듀티가 60%라고 하면 100초중 60초동안 전류가 흐르고 40초간 차단된다는 의미이다.

LED 구동 모듈(150)은 LED를 구동시키기 위한 모듈이다.

사용자 입력 모듈(160)은 사용자가 사용하는 목적 및 취향에 맞게 LED의 색상이나 휘도를 변경할 수 있게 하는 모듈로 사용자가 선택한 입력을 제어 모듈(140)로 보낸다.

동작이 시작되면 제어 모듈(140)은 사용자가 색상이나 휘도 변경을 위하여 입력 모듈(160)을 통한 입력이 있는지를 확인한다(S210).

사용자 입력 모듈(160)을 통한 입력이 있을 경우 제어 모듈(140)은 사용자가 입력한 값으로 기준값을 변경한다(S220).

사용자 입력 모듈(160)을 통한 입력이 없거나 기준값의 변경이 종료되면 제어 모듈(140)은 전류량 입력 모듈(100), 색상 입력 모듈(110), 온도 입력 모듈(120)과 전압값 입력 모듈(130)로부터 각 LED의 전류량, 색상, 온도, 전압값의 정보를 입력 받는다(S230).

제어 모듈(140)은 입력 받은 각 LED 정보에 따라 최적의 색상 및 휘도를 유지하거나 과열, 과전압으로부터 보호하기 위한 듀티를 계산한다(S240). 구체적인 동작 과정은 이하 도 3을 이용하여 후술된다.

제어 모듈(140)은 계산한 값에 따라 필요시 듀티를 변경하여 LED 구동 모듈(150)로 전송한다. 이때 제어 모듈(140)은 전송하는 듀티가 0%라면 LED 전원 제어 단계를 진행하고(S250,260) 아니라면 LED 색상 및 휘도 조절하는 단계를 진행한다(S250,S270).

LED의 전원 제어 단계의 구체적인 동작 과정은 이하 도 4를 이용하여 후술한다.

LED 색상 및 휘도 조절하는 단계에서 제어 모듈(140)은 전송받은 듀티에 따라 LED의 색상 및 휘도를 조절하여 최적의 색상 및 휘도를 유지한다(S270).

이 단계에서 제어 모듈(140)은 각 LED의 전압값이 LED가 훼손될 수 있는 위험값 보다 높은가를 판정하고 위험값 보다 낮다면 온도가 위험값 보다 높은가를 확인하는 단계로 진행한다(S310,S330). 그리고, 전압값이 위험값 보다 높다면 듀티를 ‘0%’ 로 저장한다(S310,S320).

상기 온도가 위험값 보다 높은가를 확인하는 단계에서 온도가 LED가 훼손될 수 있는 위험값 보다 낮다면 전류량이 기준값과의 동일여부를 확인하는 단계로 진행한다(S330,S350). 그리고, 온도가 위험값보다 높다면 듀티를 ‘0%’로 저장한다. (S330,S320).

상기 전류량이 기준값과의 동일여부를 확인하는 단계에서 전류량이 기준값과 같다면 색상이 기준값과의 동일 여부를 확인하는 단계로 진행한다(S350,S370). 그리고, 전류량이 기준 값과 다르다면 전류량이 기준값 보다 높은가를 확인하는 단계로 진행한다(S350,S355)

전류량이 기준값 보다 높은가를 확인하는 단계에서 전류량이 기준값 보다 높다면 제어 모듈(140)은 듀티에 기준값을 전류량 상승분만큼 감소하여 저장한다. (S355,S360). 그리고 전류량이 기준값 보다 낮다면 제어 모듈(140)은 듀티에 기준값을 전류량 하강분만큼 증가시켜 저장한다. (S355,S365).

상기 색상이 기준값과 같은가를 확인하는 단계에서 색상이 기준값과 같다면 각 LED의 상태가 기준값과 동일하다는 의미이므로 듀티를 바꾸지 않는다. (S370). 그리고, 색상이 기준 값과 다르다면 색상이 기준값 보다 높은가를 확인하는 단계로 진행한다(S370,S375).

색상이 기준값 보다 높은가를 확인하는 단계에서 색상이 기준값 보다 높다면제어 모듈(140)은 듀티에 기준값을 색상 상승분만큼 감소하여 저장한다. (S375,S380). 그리고 색상이 기준값 보다 낮다면 제어 모듈(140)은 듀티에 기준값을 색상 하강분만큼 증가하여 저장한다. (S375,S385).

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 도 2의 LED의 전원 제어 단계(S260)를 나타내는 세부적인 순서도이다.

제어 모듈(140)은 듀티를 ‘0%’로 변경하여 전류공급을 차단함으로서 과열, 과전압으로부터 LED 및 주변 소자의 훼손을 방지한다(S410).

이후에도 제어 모듈(140)은 온도 입력 모듈(120)과 전압값 입력 모듈(130)로부터 전류 공급이 차단된 LED의 전압값과 온도를 측정한다(S420).

측정한 전압값과 온도가 기준값 보다 낮다면 LED를 재기동 한다(S430,S440). 그리고 전압값 이나 온도중 하나 라도 기준값 보다 높다면 낮아질때까지 계속 LED의 전압값과 온도를 측정한다.(S440,S410).

LED가 재 기동 되면 각 LED의 전류량, 전압값, 색상, 온도의 정보를 입력받는 단계로 진행한다(S440,S230).

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, LED에 공급되는 전류량과 색상을 마이콤의 내부 ADC를 통해 측정한 후 각 LED로 공급되는 전류량을 조절하여 최적의 색상 및 휘도를 유지할 수 있다.

둘째, 사용자가 사용하는 목적 및 취향에 맞게 LED의 색상이나 휘도를 변경할 수 있게 함으로서 사용자의 편리성을 극대화 할 수 있다.

셋째, LED로 공급되는 전압 값과 온도를 측정한 후 과열, 과전압시 전류 공급을 차단함으로서 LED 및 주변 소자의 훼손과 화재를 방지할 수 있다.

Claims

사용자 입력 모듈에서의 입력이 있을시 사용자의 입력에 의하여 기 설정된 색상이나 휘도의 기준값을 변경하는 제 1단계;

각 LED의 정보들을 입력 받는 제 2단계;

상기 각 LED의 정보들과 상기 기준값을 비교하여 그에 따른 최적의 듀티를 계산 하는 제 3단계;

상기 듀티에 따라 LED의 상태를 제어하는 제 4단계를 포함하는 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법.
제 1항에 있어서,

상기 각 LED의 정보는,

상기 각 LED의 전류량, 전압값, 색상, 온도 중 선택된 하나 이상을 포함하는 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법.
제 2항에 있어서,

상기 제 3단계는,

LED의 전압값이 상기 LED가 훼손될 수 있는 위험값보다 높을시 듀티를 0%으로 하는 3-1단계;

온도가 상기 LED가 훼손될 수 있는 위험값보다 높을시 듀티를 0%으로 하는 3-2단계;

LED의 전류량이 기준값과 다를시 듀티 값을 계산하는 3-3단계; 및

LED의 색상이 기준값과 다를시 듀티 값을 계산하는 3-4단계를 포함하는 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법.
제 2항에 있어서,

상기 제 4단계는,

듀티가 0%라면 전원을 제어하고, 0%가 아니라면 듀티에 따라 각각의 LED의 최적 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법.
제 4항에 있어서,

상기 전원을 제어하는 단계는,

듀티를 ‘0%'로 변경하여 전원을 차단하는 단계;

상기 LED의 전압과 온도를 측정하는 단계; 및

전압값과 온도가 기준값보다 낮을시 LED를 재기동 하는 단계를 포함하는 LED를 사용하는 LCD 백라이트 구동 방법.