KR20060084571A - Ｌｅｄ 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 ｌｃｄ 모니터 - Google Patents

Ｌｅｄ 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 ｌｃｄ 모니터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 LCD 모니터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LCD 모니터는 LED 백라이트를 가지며, 상기 LED 백라이트의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 온도센서의 감지결과에 기초하여 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절하는 제어부를 포함한다. 그리하여, 온도센서를 이용하여 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절함으로써 LED 광원의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

ＬＥＤ 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 ＬＣＤ 모니터{ driving apparatus for LED back light and LCD monitor having the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LCD모니터의 LED 백라이트 구동장치를 설명하기 위한 제어블록도이며,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 NTC 온도센서를 나타낸 회로도이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 백라이트의 온도에 따른 온도센서 및 마이컴에 인가되는 전압을 표로 나타낸 것이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LCD모니터의 LED 백라이트 구동장치의 제어흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : LCD 패널 20 : LED 백라이트
30 : 온도센서 40 : 제어부
41 : 마이컴 43 : 컬러센서 컨트롤러
45 : LED 드라이버
본 발명은 LED 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 LCD 모니터에 관한 것으로서 보다 상세하게는 LED 백라이트의 온도에 따라 휘도레벨을 조절할 수 있는 LED 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 LCD 모니터에 관한 것이다.
최근의 전자제품은 성능의 향상 뿐 아니라 시장규모가 글로벌화 되고 그 기능이 다양해지는 만큼 여러 가지 악조건에 대응하는 신뢰성 확보가 요구되고 있다. LCD 모니터도 이러한 추세에 부응하기 위해 제품의 특성 및 성능을 높이기 위한 여러 가지 노력이 지속되고 있다.
최근 LCD 모니터는 더 나은 색의 재현을 위해 백라이트의 방식이 기존의 CCFL(cold cathode flourscent lamp)를 이용하는 방식에서 LED소자를 이용하는 방식으로 진행되고 있다.
LED소자를 이용하는 경우 기존의 CCFL방식에 비해 일반적으로 박형, 저소비전력, 넓은 컬러 표현, 짧은 스위칭 시간, 수명시간 등에 있어 강점을 가지고 있다.
그러나, 이러한 LED 소자가 가진 강점에도 불구하고 LED 소자는 열을 많이 발산한다는 점에서 신뢰성 확보가 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 온도센서를 이용하여 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절함으로써 LED 광원의 신뢰성을 확보할 수 있는 LED 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 LCD 모니터를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, LED 백라이트를 갖는 LCD 모니터에 있어서, 상기 LED 백라이트의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 온도센서의 감지결과에 기초하여 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 모니터에 의해 달성될 수 있다.
그리하여 LED 백라이트의 온도를 감지하여 감지결과에 따라 휘도레벨을 조절함으로써 LED광원의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 온도센서의 감지온도가 소정의 기준온도보다 높은 경우 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 소정의 비율로 낮출 수 있으며, 그리하여 LED 백라이트의 온도가 비정상적으로 상승되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는 복수의 온도레벨에 따라 상기 온도레벨이 높아질수록 휘도레벨을 소정의 비율로 낮추는 휘도조절값에 관한 정보를 가지고, 상기 온도센서의 온도감지결과를 수령하여 상기 정보에 기초하여 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절하여 복수의 온도레벨에 따라 각기 달리 휘도레벨을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 온도센서의 온도감지결과를 수령하여 감지결과에 따른 휘도레벨을 연산하는 마이컴과, 상기 마이컴의 연산결과에 따라 PWM신호를 출력하는 컬러센서컨트롤러와, 상기 컬러센서컨트롤러로부터 출력되는 상기 PWM신호에 따라 상기 LED 백라이트에 구동전압을 공급하는 LED 드라이버를 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, LED 백라이트 구동장치에 있어서, 상기 LED 백라이트의 온도를 감지하는 온도센서와; 복수의 온도레벨에 따라 상기 온도레 벨이 높아질수록 휘도레벨을 소정의 비율로 낮추는 휘도조절값에 관한 정보를 가지고, 상기 온도센서의 온도감지결과를 수령하여 상기 정보에 기초하여 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 연산하는 마이컴과; 상기 마이컴의 연산결과를 수령하여 이에 따라 PWM신호를 출력하는 컬러센서컨트롤러와; 상기 컬러센서컨트롤러로부터 출력되는 상기 PWM신호에 따라 상기 LED 백라이트에 구동전압을 공급하는 LED 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동장치에 의해 달성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LCD 모니터는 LCD 패널(10)과, LED 백라이트(20)와 온도센서(30)와 제어부(40)를 갖는 LED 백라이트 구동장치를 포함한다.
LCD 패널(10)은 입력된 영상데이터가 디스플레이 되는 것으로, 자체 발광소자를 갖고 있지 않으므로 LED 백라이트(20)에 의해 조광되어 화면을 볼 수 있게 된다.
LED 백라이트(20)는 LCD 패널(10)의 발광원으로서 RED, GREEN ,BLUE LED로 구성되며 각각의 LED는 병렬 및 직렬로 연결되어 있다.
온도센서(30)는 LED 백라이트(20)의 온도변화를 감지하는 센서로서 LCD 패널(10) 내부에 위치하며, NTC(negative temperature coefficient) 저항을 가진 센서회로로 구현될 수 있다. 온도변화에 따라 가변하는 NTC저항에 의해 온도센서(30)로부터 출력되는 전압레벨이 변화되고, 이 출력 전압은 제어부(40)에 전달된다.
제어부(40)는 온도센서(30)로부터 출력되는 전압에 따라 LED 백라이트(20)에 인가되는 휘도레벨을 조절하며, 도 1에 도시된 바와 같이 마이컴(41)과 컬러센서 컨트롤러(43)와 LED 드라이버(45)를 포함하여 구현될 수 있다.
마이컴(41)은 영상데이터처리부(미도시)와 I2C 통신을 통해 R,G,B 값을 수신하여 휘도레벨을 산출하며, 산출된 휘도레벨에 따라 디밍(dimming) 제어량을 연산한다.
여기서, 마이컴(41)은 온도센서(30)로부터 출력되는 온도감지결과(전압)를 AD포트를 통해 입력받고, 온도센서(30)로부터 출력된 전압레벨에 따라 산출된 휘도레벨의 디밍제어량을 조절하게 된다.
마이컴(41)은 온도센서(30)로부터 입력되는 전압레벨에 따른 휘도레벨의 조절값에 관한 데이터를 가지고 있으며, 감지한 온도를 복수의 레벨의 구간으로 나누어 기준온도보다 낮은 경우에는 휘도레벨을 조절하지 않고 산출된 디밍 제어량에 관한 신호를 그대로 출력하며, 기준온도보다 높은 경우에만 휘도레벨을 소정의 비율로 낮추도록 디밍제어량을 연산할 수 있다.
그리고, 복수의 레벨에 따라 순차적으로 휘도레벨을 낮추도록 할 수도 있다. 또한 온도센서(30)가 감지한 온도가 소정의 설정온도를 초과하는 경우에는 전원을 오프 시킴으로써 LED 광원을 보호할 수 있다.
컬러센서 컨트롤러(43)는 마이컴(41)으로부터 I2C통신을 통해 입력된 제어신호를 수신하고, LED 백라이트(20)를 구동하는 LED 드라이버(45)에 해당 PWM(pulse width modulation)신호를 출력한다.
여기서, 컬러센서 컨트롤러(43)는 PWM 디밍 듀티(duty)를 제어함으로써 휘도 레벨을 조절한다.
그리하여, LED 백라이트(20)의 온도를 감지하여 감지한 결과에 따라 LED 백라이트(20)의 휘도레벨을 조절함으로써 광원의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LCD 모니터의 LED 백라이트(20) 구동장치에 사용되는 온도센서(30)의 일예를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이 온도센서(30)는 NTC 소자로 구현될 수 있으며, NCT 저항은 LED 백라이트(20)의 온도변화에 따라 가변한다. 이에 따라 온도센서(30)는 LED 백라이트(20)의 온도변화에 따라 가변하는 전압레벨을 출력하게 된다.
예를 들어, 도 2의 온도센서(30)에서 D1 이 1N4145, R2가 470 kF, R3가 1kF, R4가 12kF, R5가 100kF, C1이 50V103 인 경우, 시뮬레이션 결과에 따른 NTC 저항값과 마이컴(41) 포트에 입력되는 전압값을 나타낸 표가 도 3이다.
도 3에 도시된 바와 같이, LED 백라이트(20)의 온도가 25도일 때, NTC 저항값은 10kF 오옴이고, 이때에 온도센서(30)회로에서 마이컴(41) AD포트에 인가되는 전압레벨이 0.46V이다. 그리고, LED 백라이트(20)의 온도가 75도일 때, NTC 저항값은 2.2275kF 오옴이고, 이때에 온도센서(30)회로에서 마이컴(41) AD포트에 인가되는 전압레벨이 1.52V이다.
도 3에 도시된 바와 같이, LED 백라이트(20)의 온도에 따라 마이컴(41)에 인가되는 전압레벨은 점차 높아지며, 이러한 시뮬레이션 결과에 기초하여 마이컴(41)에서 제어하는 적절한 디밍제어량을 결정할 수 있다.
예를 들어, LED 백라이트(20)의 온도가 75도 이하인 경우에는 연산된 휘도 레벨을 그대로 출력하도록 하며, LED 백라이트(20)의 온도가 75도에서 100도 사이인 경우 연산된 휘도레벨을 15% 다운시키도록 디밍을 제어하고, 100도에서 105도 사이는 30% 다운, 105도 이상인 경우에는 파워을 오프 시키도록 프로그래밍 할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 온도센서(30) 및 마이컴(41)에 인가되는 시뮬레이션 결과에 기초한 제어부(40)의 제어흐름은 도 4와 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 온도센서(30)로부터 입력된 전압 V1이 1.97V 이상인지 여부를 판단한다(S10). 만약 온도센서(30)로부터 입력된 전압 V1이 1.97V 미만인 경우에는 LED 백라이트(20)가 안정된 것으로 판단하고 별다른 액션 없이 산출된 휘도레벨에 따른 디밍제어량을 연산하여 LED 백라이트(20)에 출력한다(S20).
그리고, 제어부(40)는 온도센서(30)로부터 제어부(40)에 인가되는 전압 V1이 1.97V 이상인 경우, V1이 2.4V 초과인지 여부를 판단한다(S30). 그리하여 온도센서(30)로부터 입력된 전압 V1이 1.97V 이상 2.4V 이하인 경우 산출된 휘도레벨을 15% 감소시켜 디밍을 제어한다(S40).
또한, 제어부(40)는 온도센서(30)로부터 제어부(40)에 인가되는 전압 V1이 2.4V 초과인 경우, V1이 2.54V 초과인지 여부를 판단한다(S50). 그리하여 온도센서(30)로부터 입력된 전압 V1이 2.4V 초과 2.54V 이하인 경우 산출된 휘도레벨을 30% 감소시켜 디밍량을 제어한다(S60).
만약 온도센서(30)로부터 입력된 전압 V1이 2.54V 초과하는 경우 제어부(40) 는 LED 백라이트(20)에 전압이 인가되지 않도록 파워를 오프 시킨다(S70). 그리하여 LED 백라이트(20)를 보호할 수 있다.
비록 본 발명의 실시예에서는 온도의 레벨을 4레벨로 나누어 각각 휘도레벨을 조절하는 것에 대해 설명하고 있으나, 다른 복수의 레벨로 나누어 조절할 수 있음은 물론이며, 도 2에 도시된 온도센서(30)는 하나의 일예에 불과하며 다른 회로로 구현할 수 있다.
또한, 도 4에서 설명한 온도센서(30)로부터 제어부(40)에 인가되는 전압레벨은 구현되는 회로에 따라 달리 설정할 수 있음은 물론이며, 이에 따른 휘도레벨의 조절도 달리 설정할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 온도센서를 이용하여 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절함으로써 LED 광원의 신뢰성을 확보할 수 있는 LED 백라이트 구동장치 및 이를 포함하는 LCD 모니터가 제공된다.

Claims (5)

  1. LED 백라이트를 갖는 LCD 모니터에 있어서,
    상기 LED 백라이트의 온도를 감지하는 온도센서와;
    상기 온도센서의 감지결과에 기초하여 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 모니터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온도센서의 감지온도가 소정의 기준온도보다 높은 경우 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 소정의 비율로 낮추는 것을 특징으로 하는 LCD모니터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 복수의 온도레벨에 따라 상기 온도레벨이 높아질수록 휘도레벨을 소정의 비율로 낮추는 휘도조절값에 관한 정보를 가지고, 상기 온도센서의 온도감지결과를 수령하여 상기 정보에 기초하여 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 LCD모니터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온도센서의 온도감지결과를 수령하여 감지결과에 따른 휘도레벨을 연산하는 마이컴과, 상기 마이컴의 연산결과에 따라 PWM신호를 출력하는 컬러센서컨트롤러와, 상기 컬러센서컨트롤러로부터 출력되는 상기 PWM신호에 따라 상기 LED 백라이트에 구동전압을 공급하는 LED 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD모니터.
  5. LED 백라이트 구동장치에 있어서,
    상기 LED 백라이트의 온도를 감지하는 온도센서와;
    복수의 온도레벨에 따라 상기 온도레벨이 높아질수록 휘도레벨을 소정의 비율로 낮추는 휘도조절값에 관한 정보를 가지고, 상기 온도센서의 온도감지결과를 수령하여 상기 정보에 기초하여 상기 LED 백라이트의 휘도레벨을 연산하는 마이컴과;
    상기 마이컴의 연산결과를 수령하여 이에 따라 PWM신호를 출력하는 컬러센서컨트롤러와;
    상기 컬러센서컨트롤러로부터 출력되는 상기 PWM신호에 따라 상기 LED 백라이트에 구동전압을 공급하는 LED 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동장치.
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