KR20060108226A - Apparatus and method for driving backlight - Google Patents
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Abstract
액정표시장치에 광을 제공하는 백라이트의 구동을 위한 장치 및 구동 방법을 제공한다. 이 구동 장치에 있어서, 온도 또는 휘도를 감지하는 감지 센서를 포함하며, 이 감지 센서로부터 전달되는 감지 신호에 따라 기 설정된 정상 상태의 전류 보다 큰 과전류를 백라이트 구동 초기에 공급하는 초기 휘도 안정화부와, 구동 초기에 공급된 과전류로부터 정상 상태의 전류로 점진적으로 전류를 감소시키는 중기 휘도 안정화부, 및 정상 상태의 백라이트 구동 중에 휘도의 변화 또는 불안정을 보상하는 후기 휘도 안정화부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 백라이트의 각 단계별 구동 과정에서 휘도를 신속히 안정화시키므로, 액정표시장치의 표시 품질을 더욱 향상시킬 수 있다. An apparatus and a driving method for driving a backlight for providing light to a liquid crystal display are provided. A driving device, comprising: a sensing sensor for sensing a temperature or a brightness, and an initial brightness stabilizing unit for supplying an overcurrent greater than a preset steady state current according to a sensing signal transmitted from the sensing sensor at an initial stage of backlight driving; And a mid-term luminance stabilizer that gradually reduces current from an overcurrent supplied at the beginning of driving to a steady state current, and a late luminance stabilizer that compensates for a change or instability of luminance during steady state backlight driving. According to the present invention, the luminance is quickly stabilized in each step of driving the backlight, thereby further improving the display quality of the liquid crystal display.
백라이트, 안정화, 센서, 온도, 휘도 Backlight, stabilization, sensor, temperature, brightness
Description
도 1은 평판형 백라이트의 예를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing an example of a flat panel backlight.
도 2는 본 발명에 따른 백라이트 구동 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도.2 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a backlight driving apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 백라이트 구동 방법을 도시한 순서도.3 is a flowchart illustrating a backlight driving method according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트의 초기 휘도 안정화를 나타낸 그래프.4 is a graph showing initial luminance stabilization of a backlight according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 백라이트의 중기 휘도 안정화를 나타낸 그래프.5 is a graph showing the medium-term luminance stabilization of the backlight according to the present invention.
도 6은 본 발명의 백라이트 구동 장치를 포함하는 LCD 장치를 나타낸 모식도.6 is a schematic view showing an LCD device including the backlight drive device of the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
200:구동 장치 210:구동부200: drive unit 210: drive unit
220:스위칭부 230:피드백 회로220: switching unit 230: feedback circuit
240:감지 센서 250:제어부240: detection sensor 250: control unit
260:백라이트260: backlight
본 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)에 사용되는 백라이트(backlight)의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것으로, 상세하게는 구동 안정성을 향상시킨 백라이트 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight driving apparatus and a driving method for a liquid crystal display (LCD), and more particularly, to a backlight driving apparatus and a driving method with improved driving stability.
액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이한다. 액정표시장치는 음극선관(cathode ray tube; CRT)등에 비하여 부피가 매우 작고 무게가 가벼운 장점을 갖고, 이 결과 휴대용 컴퓨터, 통신 기기, 액정 텔레비젼(liquid crystal television receiver) 및 우주 항공 산업 등에 널리 사용되고 있다.The liquid crystal display displays an image by using electrical and optical characteristics of the liquid crystal. Liquid crystal displays have the advantages of being very small in volume and light in weight compared to cathode ray tubes (CRTs). As a result, they are widely used in portable computers, communication devices, liquid crystal television receivers, and aerospace industries. .
액정표시장치는 액정을 제어하는 액정 제어부 및 액정에 광을 공급하는 백라이트를 포함한다. 액정 제어부는 제1 기판에 배치된 화소전극(pixel electrode), 제2 기판에 배치된 공통전극(common electrode) 및 화소전극과 공통전극의 사이에 개재된 액정을 포함한다. 화소전극은 해상도에 대응하여 다수개로 이루어지고, 공통전극은 화소전극과 대향하며 1개로 이루어진다. 각 화소전극에는 서로 다른 레벨을 갖는 화소전압(pixel voltage)을 인가하기 위해 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 연결되고, 공통전극에는 동일한 레벨의 레퍼런스 전압(reference voltage)이 인가된다. 화소 전극 및 공통전극은 도전성을 갖는 투명한 물질로 이루어진다.The liquid crystal display device includes a liquid crystal controller for controlling liquid crystal and a backlight for supplying light to the liquid crystal. The liquid crystal controller includes a pixel electrode disposed on the first substrate, a common electrode disposed on the second substrate, and a liquid crystal interposed between the pixel electrode and the common electrode. The pixel electrode is formed in plural in correspondence with the resolution, and the common electrode is made of one and facing the pixel electrode. A thin film transistor (TFT) is connected to each pixel electrode to apply a pixel voltage having a different level, and a reference voltage of the same level is applied to the common electrode. The pixel electrode and the common electrode are made of a transparent material having conductivity.
백라이트에서 공급되는 빛은 화소전극, 액정 및 공통전극을 순차적으로 통과 한다. 이때, 액정을 통과한 영상의 표시 품질은 백라이트의 휘도 및 휘도 균일성에 의하여 크게 좌우된다. 일반적으로 휘도 및 휘도 균일성이 높을수록 표시 품질은 양호해진다.Light supplied from the backlight sequentially passes through the pixel electrode, the liquid crystal, and the common electrode. In this case, the display quality of the image passing through the liquid crystal largely depends on the brightness and uniformity of the backlight. In general, the higher the luminance and the uniformity of the luminance, the better the display quality.
종래 액정표시장치의 백라이트로는 막대 형상을 갖는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 또는 도트 형상을 갖는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)가 주로 사용되었다. 냉음극 형광램프는 휘도가 높고 수명이 길으며, 백열등에 비하여 매우 발열량이 매우 작은 장점이 있다. 한편, 발광 다이오드는 소비 전력이 낮고 휘도가 높은 장점이 있다. 그러나 냉음극 형광램프 또는 발광 다이오드는 휘도 균일성이 취약하다. 따라서, 냉음극 형광램프 또는 발광 다이오드를 광원으로 갖는 백라이트는 휘도 균일성을 증가시키기 위해 도광판(light guide panel; LGP), 확산 부재(diffusion member) 및 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같은 광학 부재(optical member)를 필요로 한다. 이로 인해 냉음극 형광램프 또는 발광 다이오드를 사용하는 액정표시장치는 광학 부재에 의한 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다.Conventionally, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) having a rod shape or a light emitting diode (LED) having a dot shape is mainly used as a backlight of a liquid crystal display. Cold cathode fluorescent lamps have the advantage of high brightness and long life, and very low heat generation compared to incandescent lamps. On the other hand, the light emitting diode has the advantage of low power consumption and high brightness. However, cold cathode fluorescent lamps or light emitting diodes have poor brightness uniformity. Accordingly, a backlight having a cold cathode fluorescent lamp or a light emitting diode as a light source may have an optical member such as a light guide panel (LGP), a diffusion member, a prism sheet, or the like to increase luminance uniformity. member). As a result, a liquid crystal display using a cold cathode fluorescent lamp or a light emitting diode has a problem in that the volume and weight of the optical member are greatly increased.
액정표시장치용 백라이트로서 평판형 형광램프(flat fluorescent lamp : FFL)가 제안된 바 있다. 도 1을 참조하면, 평판형 형광 램프는 광원 몸체(10)와, 광원 몸체(10)의 양측 가장자리 외면에 구비된 전극(20)을 포함한다. 광원 몸체(10)는 소정 간격을 두고 대향 배치된 제1 및 제2 기판(미도시)을 포함한다. 다수개의 격벽(30)들이 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 기판 사이의 공간을 복수개의 방전 공간(50)으로 구획한다. 상기 제1 및 제2 기판의 가장자리 사이에는 밀봉 부재(40)가 배치되어 상기 방전 공간(50)들을 외부와 격리시킨다. 격리된 방전 공간(50)에는 방전 가스가 주입된다.As a backlight for a liquid crystal display device, a flat fluorescent lamp (FFL) has been proposed. Referring to FIG. 1, the flat fluorescent lamp includes a
상기 평판형 형광램프를 방전 구동시키기 위하여 상기 제1 기판 및 제2 기판 또는 상기 두 기판 중 하나의 기판에 전극(20)을 일자의 띠 형태 또는 섬전극 형태로 방전 공간(50)당 동일한 면적을 가지도록 전극을 도포하였다. 따라서 상기 평판형 형광램프는 인버터를 이용하여 구동시키면 전면의 모든 채널이 동일하게 방전이 이루어진다. In order to discharge-drive the planar fluorescent lamp, an electrode 20 may be formed on the first substrate, the second substrate, or one of the two substrates in the form of a strip of strips or in the form of an island electrode. The electrode was applied to have. Therefore, when the flat fluorescent lamp is driven using an inverter, all the front channels are discharged in the same manner.
면광원 백라이트용 구동 장치에 있어서 수은 램프의 휘도가 동작 온도 및 주변 온도와 밀접한 상관 관계가 있기 때문에, 백라이트의 초기 구동시에 휘도 증가가 느리게 진행되어 안정적인 정상 휘도를 얻는데 오랜 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 이로 인해, 백라이트로부터 광을 제공받는 액정 패널의 전체 휘도가 초기 구동시에는 어두우며, 정상 휘도를 얻는데 상당한 시간이 걸리게 된다. 이러한 문제점은 냉음극 형광램프를 사용하는 경우보다 평판형 형광 램프를 백라이트로 사용하는 경우에 심화된다. 예를 들어, 냉음극 형광램프의 경우는 초기 휘도 안정화 휘도에 도달한는 시간은 대략 1 분대이지만, 평판형 형광램프의 경우는 1 분 이상 소요된다. 초기 휘도 안정화 지연 문제는 특히 대화면의 LCD TV를 구현함에 있어서 심각한 장애 요인으로 작용한다.Since the brightness of the mercury lamp is closely correlated with the operating temperature and the ambient temperature in the driving device for the surface light source backlight, there is a problem that it takes a long time to obtain a stable normal luminance because the brightness increase slowly during the initial driving of the backlight. . For this reason, the overall luminance of the liquid crystal panel which receives light from the backlight is dark at the time of initial driving, and it takes a considerable time to obtain the normal luminance. This problem is exacerbated when a flat fluorescent lamp is used as a backlight rather than a cold cathode fluorescent lamp. For example, in the case of a cold cathode fluorescent lamp, the time to reach the initial luminance stabilization luminance is approximately one minute, whereas in the case of a flat fluorescent lamp, it takes one minute or more. The initial luminance stabilization delay problem is a serious obstacle especially when implementing a large screen LCD TV.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 백라이트의 휘도를 신속히 안정화시킬 수 있는 백라이트의 구동 장치 및 방법을 제공함 에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for driving a backlight which can quickly stabilize the brightness of the backlight.
또한, 본 발명의 다른 목적은 백라이트의 안정화 과정에 있어서 휘도의 급격한 변화가 시인되지 않도록 안정적으로 구동 가능한 백라이트를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a backlight that can be driven stably so that a sudden change in brightness is not recognized in the stabilization of the backlight.
뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 목적은 백라이트의 구동 과정에서 발생되는 온도 또는 휘도 변화에 대처하여 지속적인 안정화를 구현하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to implement continuous stabilization in response to temperature or luminance changes generated during the driving of the backlight.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 액정표시장치에 광을 제공하는 백라이트를 구동시키기 위한 구동 장치에 있어서, 온도 또는 휘도를 감지하는 감지 센서를 포함하며, 이 감지 센서로부터 전달되는 감지 신호에 따라 기 설정된 정상 상태의 전류 보다 큰 과전류를 백라이트 구동 초기에 공급하는 초기 휘도 안정화부; 구동 초기에 공급된 과전류로부터 정상 상태의 전류로 점진적으로 전류를 감소시키는 중기 휘도 안정화부; 및 정상 상태의 백라이트 구동 중에 휘도의 변화 또는 불안정을 보상하는 후기 휘도 안정화부;를 포함하는 백라이트 구동 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a driving device for driving a backlight for providing light to a liquid crystal display, the sensor comprising a sensing sensor for sensing a temperature or brightness, according to the detection signal transmitted from the sensing sensor An initial luminance stabilizer for supplying an overcurrent greater than a set steady state current at the initial stage of backlight driving; A medium-term luminance stabilizer that gradually reduces current from an overcurrent supplied at the beginning of driving to a current in a steady state; And a late luminance stabilizer for compensating for a change or instability of luminance during driving of the backlight in a steady state.
상기 초기 휘도 안정화부는 제어 신호에 따라 상기 백라이트를 구동하기 위한 신호를 제공하는 구동부; 상기 백라이트 또는 주변의 온도 또는 휘도, 혹은 액정디스플레이 또는 주변의 온도 또는 휘도를 감지하고 감지된 신호를 출력하는 센서; 감지된 신호가 나타내는 온도 또는 휘도가 기 설정된 값에 도달할 때까지 일정한 전류 레벨 이상의 구동 신호를 출력하도록 상기 구동부로 제어 신호를 출력하는 제1제어부를 포함한다.The initial brightness stabilization unit driving unit for providing a signal for driving the backlight according to a control signal; A sensor for sensing the backlight or ambient temperature or luminance, or the liquid crystal display or ambient temperature or luminance and outputting the detected signal; And a first control unit outputting a control signal to the driving unit to output a driving signal of a predetermined current level or more until the temperature or luminance indicated by the sensed signal reaches a preset value.
상기 중기 휘도 안정화부는 과전류로부터 정상 상태의 전류로 일정 범위의 시간 동안 점진적으로 전류를 감소시키는 구동 신호를 출력하도록 상기 구동부로 제어 신호를 출력하는 제2제어부를 포함한다. 상기 제2제어부는 상기 제1제어부와 통합되어 하나의 제어부를 구성할 수 있다. The medium-term luminance stabilizer includes a second controller that outputs a control signal to the driver to output a drive signal that gradually reduces the current for a predetermined range of time from an overcurrent to a current in a steady state. The second control unit may be integrated with the first control unit to configure one control unit.
상기 후기 휘도 안정화부는 상기 백라이트의 온도 또는 휘도가 기 설정된 값에 도달한 이후에, 상기 백라이트에 일정한 전류가 안정적으로 인가될 수 있도록 피드백 신호를 상기 구동부에 제공하는 피드백 회로를 포함한다. 후기 휘도 안정화는 상기 제1제어부 또는 제2제어부에 의하여 제어될 수도 있다.The late luminance stabilizer includes a feedback circuit that provides a feedback signal to the driver so that a constant current is stably applied to the backlight after the temperature or luminance of the backlight reaches a preset value. The late luminance stabilization may be controlled by the first controller or the second controller.
본 발명은 또한, 액정표시장치에 광을 제공하는 백라이트 구동 방법에 있어서, 감지 센서로부터 온도 또는 휘도를 감지하는 단계와; 상기 감지 센서로부터 전달되는 감지 신호에 따라 기 설정된 정상 상태의 전류 보다 큰 과전류를 백라이트에 공급하는 초기 휘도 안정화 단계와; 공급된 과전류로부터 정상 상태의 전류로 점진적으로 전류를 감소시키는 중기 휘도 안정화 단계; 및 정상 상태의 백라이트 구동 중에 휘도의 변화 또는 불안정이 있는 경우 휘도를 보상하는 후기 휘도 안정화 단계를 포함하는 백라이트 구동 방법을 제공한다.The present invention also provides a backlight driving method for providing light to a liquid crystal display device, comprising the steps of: sensing temperature or brightness from a sensing sensor; An initial luminance stabilizing step of supplying an overcurrent greater than a preset steady state current to the backlight according to a sensing signal transmitted from the sensing sensor; A medium-term luminance stabilization step of gradually reducing the current from the supplied overcurrent to a steady state current; And a late luminance stabilizing step of compensating for luminance when there is a change or instability of luminance during driving of the backlight in a steady state.
본 발명에 따른 백라이트 구동 장치는 감지 센서가 감지한 온도 또는 휘도에 관한 감지 신호 및 기 설정된 온도 또는 휘도 값에 따라 과전류를 공급하거나 정상 전류를 공급하도록 비교 판단할 수 있게 설계된 백라이트 구동용 인버터 또는 상기 인버터를 제어하도록 프로그래밍 된 마이컴을 포함할 수 있다. 상기 인버터 또는 마이컴은 과전류 공급 후 상기 감지 신호가 기 설정된 값에 관련된 신호를 출력하는 경우에는 일정한 정상 전류를 공급하도록 전류 제어 회로를 포함하며, 정상 전 류를 공급할 때, 소정 시간 동안 점진적으로 전류를 감소시키는 전류 제어 회로를 포함할 수 있다. 또한, 상기 인버터 또는 마이컴은 일정한 정상 전류 공급 후, 상기 감지 센서로부터 기 설정된 값에서 벗어나는 감지 신호가 전달되면 다시 과전류를 공급하는 전류 제어 회로를 포함할 수 있다.The backlight driving apparatus according to the present invention is a backlight driving inverter or the inverter designed to compare and supply the overcurrent or the normal current according to a sensing signal and a predetermined temperature or luminance value detected by the sensing sensor It may include a microcomputer programmed to control the inverter. The inverter or the microcomputer includes a current control circuit to supply a constant steady current when the detection signal outputs a signal related to a preset value after overcurrent supply, and gradually supplies current for a predetermined time when the steady current is supplied. It may include a current control circuit for reducing. In addition, the inverter or the microcomputer may include a current control circuit that supplies an overcurrent again when a detection signal that is out of a predetermined value is transferred from the sensing sensor after a constant steady current supply.
한편, 상기 인버터 또는 마이컴은 정상 전류 대비 과전류 공급 시 평판 형광 램프에서 핀홀이 발생될 수 있는 한계 전류를 넘지 않으며 저온 점등에 필요한 최소 전류 이상 공급할 수 있도록 설계될 수 있다.On the other hand, the inverter or the microcomputer may be designed to supply more than the minimum current required for low-temperature lighting without exceeding the limit current that can generate a pinhole in the flat fluorescent lamp when the overcurrent supply compared to the normal current.
이하에서 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도 2에는 액정 패널에 광을 공급하는 백라이트(260)와, 상기 백라이트(260)를 구동하기 위한 구동 장치(200)가 도시되어 있다. 상기 구동 장치(200)는 구동부(210), 스위칭부(220), 피드백 회로(230), 감지 센서(240) 및 제어부(250)를 포함한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 illustrates a
상기 제어부(250)는 본 발명에 따른 각 단계별 안정화를 독립적으로 제어할 수 있도록 별개의 제어부가 병합될 수 있으며, 하나의 제어부가 단계별 안정화를 통합적으로 제어할 수도 있다. 상기 구동부(210)는 상기 백라이트에 일정한 전류를 인가하기 위한 피드백 제어에 따른 듀티비(duty ratio)를 갖는 펄스폭변조(pulse width modulation: PWM) 신호를 출력한다. 상기 스위칭부(220)는 상기 구동부(210)로부터 입력되는 펄스폭변조 신호를 온/오프(on/off) 스위칭 및 공진을 통해 상기 백라이트(260)를 구동하기에 충분한 정도로 높은 전압 레벨로 승압하여 상기 백라이트로 출력한다. The
상기 피드백 회로(230)는 상기 백라이트(260)에 일정한 전류가 안정적으로 인가될 수 있도록 피드백 신호를 상기 구동부(210)에 제공한다. 상기 백라이트(260)에 인가되는 전류는 작동 온도 등에 의해 상기 백라이트(260)의 부하가 변하는 경우에 함께 변화하기 때문에, 이로 인해 상기 백라이트(260)의 휘도도 변화하게 된다. 이를 보정하기 위해, 상기 피드백 회로(230)는 상기 백라이트(260)에 인가되는 전류를 안정화하기 위한 피드백 신호를 상기 구동부(210)에 제공하고, 상기 백라이트에 인가되는 전류는 이러한 피드백 제어에 의해 안정화된다. 즉, 상기 백라이트(260)는 그 휘도가 이러한 피드백 제어에 의해 안정화되어 균일한 정상 휘도를 얻는다. The
상기 백라이트(260)의 구동 방법은 상기 백라이트(260)의 휘도를 급격히 상승시키기 위한 초기 휘도 안정화 구동 단계와, 상기 초기 구동 과정 이후에 상기 백라이트(260)의 휘도를 정상 휘도로 안정화시키기 위한 중기 휘도 안정화 단계와, 백라이트 구동 중에 온도 변화 등에 따른 휘도 보상을 위한 수단으로 후기 휘도 안정화 단계로 구분되며, 이하에서 단계별 상세한 내용을 설명한다. In the driving method of the
I. 초기 휘도 안정화 구동 과정I. Initial luminance stabilization driving process
상기 구동부(210)는 초기 구동시에 상기 제어부(250)의 제어 신호에 따른 듀티비를 갖는 펄스폭변조 신호인 구동 신호를 출력한다. 즉, 상기 구동부(210)는 초기 구동시에 상기 제어 신호가 지시하는 전류 레벨을 갖는 구동 신호를 출력한다.The driving
상기 스위칭부(220)는 상기 구동부(210)로부터 입력되는 구동 신호를 온/오프(on/off) 스위칭 및 공진을 통해 상기 백라이트(260)를 구동하기에 충분한 정도 로 높은 레벨로 승압하여 출력한다.The
상기 센서(240)는 상기 백라이트(260)의 램프, 램프 주변 또는 LCD TV 주변의 온도 또는 휘도를 감지하고, 이를 나타내는 감지 신호를 출력한다. 상기 센서(240)로는 통상의 온도 센서, 또는 포토다이오드와 같은 광센서 등을 사용할 수 있다. 초기 구동시에 상기 백라이트의 휘도는 동작 온도에 비례하는 관계에 있다. The
상기 제어부(250)는 상기 감지 신호에 따른 제어 신호를 상기 구동부(210)로 출력하고, 상기 감지 신호가 나타내는 온도 또는 휘도가 미리 설정된 값에 도달할 때까지 정상 전류보다 높은 일정한 과도 전류를 지속적으로 출력하도록 상기 구동부(210)를 제어한다. 이때, 램프, 램프 주변 또는 LDC TV 주변의 온도 또는 램프나 LCD의 휘도가 설정 값에 도달하더라도 이는 불안정한(혹은 가변적인) 상태에 있는 것이고, 이후 안정화 과정을 통하여 상기 백라이트(260)가 안정적인 정상 휘도를 얻게 된다. 즉, 상기 제어부(250)는 상기 감지 신호가 나타내는 램프, 램프 주변 또는 LCD TV의 온도 또는 램프나 LCD TV의 휘도가 설정 값 보다 작은 경우에 상기 백라이트(260)를 초기 구동하는 과정임을 인식하고, 정상 전류보다 높은 과도 전류를 출력하도록 지시하는 제어 신호를 상기 구동부(210)로 출력한다. 이에 따라서, 상기 구동부(210)는 상기 백라이트(260)의 램프 또는 램프 주변의 온도나 램프의 휘도, 혹은 LCD TV의 온도 또는 휘도가 설정 값에 도달할 때까지 일정한 레벨 이상의 전류를 지속적으로 출력한다. 이로 인하여, 상기 백라이트(260)에 과도 전류가 인가됨으로써, 상기 백라이트(260)의 휘도가 급격히 상승한다. The
본 발명에 있어서, 기 설정된 온도 또는 휘도나 각 단계별 제어 신호 등은 백라이트의 크기에 따라 가변적이다. 구체적인 예를 제시하면 백라이트(260)의 크기가 32인치인 경우에, (기 설정된) 정상 전류는 120㎃, 과도 전류는 160 ~ 200㎃, 램프 주변 또는 LCD TV의 설정 온도는 35℃, 정상 휘도는 450cd/m2, 구동 신호의 듀티비는 50% 이상이다. In the present invention, the preset temperature or brightness or the control signal for each stage is variable according to the size of the backlight. As a specific example, when the size of the
초기에 공급되는 과전류는 평판형 형광 램프의 특성에 따라 전류량이 설정된다. 외부 전극을 사용하는 평판형 형광 램프는 핀홀이 발생할 수 있는 한계 전류를 넘어서지 않도록 하며, 저온 점등시 과전류를 공급하는데 이경우, 저온 점등에 문제가 없는 최소 전류를 넘어서 선정 할 수 있다. The overcurrent supplied initially is set according to the characteristics of the flat fluorescent lamp. Flat fluorescent lamps using external electrodes do not exceed the limit current that can cause pinholes, and supply overcurrent during low-temperature lighting. In this case, it can be selected beyond the minimum current without problem of low-temperature lighting.
II. 중기 휘도 안정화 과정II. Medium-term luminance stabilization process
상기 백라이트(260)의 램프, 램프 주변 또는 LCD TV의 온도 또는 휘도가 미리 설정된 정상값에 도달하면, 상기 구동부(210)는 상기 제어부(250)의 제어에 의해 상기 피드백 회로(230)의 피드백 신호에 의해 정해진 전류 레벨의 구동 신호를 출력한다. When the temperature of the lamp of the
상기 피드백 회로(230)는 상기 백라이트(260)에 일정한 전류가 안정적으로 인가될 수 있도록 피드백 신호를 상기 구동부(210)에 제공한다. 상기 피드백 회로(230)는 상기 백라이트(260)에 인가되는 전류를 안정화하기 위한 피드백 신호를 상기 구동부(210)에 제공하고, 상기 백라이트(260)에 인가되는 전류는 이러한 피드백 제어에 의해 안정화된다. 램프 또는 램프 주변의 온도나 휘도, 또는 LCD TV의 온도나 휘도가 기 설정된 값에 도달한 다음, 일정한 전류 레벨의 구동 신호를 상기 백라이트에 제공하는 과정에서 초기 과전류 상태에서 정상전류로 구동할 때 LCD 패널의 휘도 저하가 육안으로 시인 될 수 있다. 이를 방지 하기 위하여 약 10초에서 10분 이내의 범위에서 과전류로부터 정상전류 레벨로 순차적으로 전류를 낮추어 휘도가 급변하는 것을 방지 할 수 있다.The
III. 후기 휘도 안정화 과정III. Late luminance stabilization process
백라이트가 정상 전류로 구동되는 과정에서 램프의 온도, 램프 주변의 온도, 도는 LCD TV의 온도가 기 설정된 온도에서 다시 떨어지면 램프에 재차 과전류가 공급할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 백라이트의 구동 중에 발생될 수 있는 온도 또는 휘도 불안정을 지속적으로 감지하여 기 설정된 정상 값을 유지할 수 있도록 피드백 제어한다.If the temperature of the lamp, the temperature around the lamp, or the temperature of the LCD TV drops again from the preset temperature while the backlight is driven at the normal current, the overcurrent may be supplied to the lamp again. That is, according to the present invention, by continuously detecting the temperature or brightness instability that may occur during the driving of the backlight to control the feedback to maintain a predetermined normal value.
전술한 예에서, 초기 구동시에 상기 구동부(210)의 출력 전류를 듀티비를 조절함으로써 변화시키는 것을 예시하였으나, 필요에 따라 상기 스위칭부(220)의 인가 전압을 조절함으로써 출력 전류를 변화시킬 수 있다. 또한, 상기 스위칭부(220)의 기능을 상기 구동부(210)에 통합하고, 상기 스위칭부(220)를 제거할 수도 있다. In the above-described example, the output current of the
도 3은 이상에서 설명한 본 발명에 따른 백라이트의 휘도 안정화 과정을 나타낸 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a luminance stabilization process of a backlight according to the present invention described above.
먼저, 백라이트를 온(on) 상태로 구동하게 되면 제1안정화단계로서(I) 감지 센서가 백라이트의 온도 또는 휘도, 백라이트의 주변 온도나 휘도, LCD 패널의 온도 또는 휘도를 감지한다. 감지된 신호를 기 설정된 값과 비교하여 과전류를 인가할 것인지 정상 전류를 인가 할 것인지 판단한다. First, when the backlight is driven in an on state, as a first stabilization step (I), the sensing sensor senses the temperature or brightness of the backlight, the ambient temperature or brightness of the backlight, and the temperature or brightness of the LCD panel. The detected signal is compared with a preset value to determine whether to apply overcurrent or normal current.
백라이트의 주변 온도나 휘도, LCD 패널의 온도 또는 휘도가 기 설정된 값에 도달되지 못하면 설정치에 도달 할때까지 계속해서 과전류를 백라이트에 공급하고, 계속 감지하여 기 설정된 값에 도달한 것으로 감지되면 정상 전류를 백라이트에 인가한다. If the ambient temperature or brightness of the backlight, LCD panel temperature or brightness does not reach the preset value, the overcurrent is continuously supplied to the backlight until the set value is reached. Is applied to the backlight.
제2안정화단계로서(II) 과전류로부터 정상전류를 백라이트에 인가할 때는 순차적으로 10초에서 10분 사이에 전류를 낮추어 휘도가 급변화 하는 것을 방지 할 수 있다.As the second stabilization step (II), when the normal current is applied to the backlight from the overcurrent, the current may be sequentially lowered for 10 seconds to 10 minutes to prevent the luminance from changing rapidly.
다음, 제3안정화단계(III)로서, 초기 안정화 이후 백라이트의 구동 과정에서 온도 또는 휘도의 가변 또는 불안정이 발생되면 감지 센서가 이를 감지하여 백라이트의 휘도가 설정 값에 도달되도록 지속적으로 안정화시킨다. Next, as a third stabilization step (III), if a variable or unstable temperature or brightness occurs in the driving process of the backlight after the initial stabilization, the detection sensor detects this and continuously stabilizes the brightness of the backlight to reach a set value.
도 4는 냉음극 형광램프와 평판형 형광램프의 초기 휘도 안정화 시간을 비교하여 나타낸 그래프이다. 냉음극 형광램프는 초기에 목표 휘도에 도달하는데 T1이 소요되는 반면(A 참조), 평판형 형광램프는 통상적으로 T3의 긴 시간이 소요된다(B 참조). 그러나 본 발명에 따른 초기 안정화 구동을 적용하게 되면, 평판형 형광램프의 초기 휘도 안정화 시간은 T2 만큼 시간이 단축되어(C 참조) T1이 소요되는 냉음극형 램프와 비슷한 초기 휘도 안정화 시간에 도달 할 수 있다.4 is a graph showing comparison of initial luminance stabilization time between cold cathode fluorescent lamps and flat fluorescent lamps. Cold cathode fluorescent lamps initially require T1 to reach the target brightness (see A), while flat fluorescent lamps typically require a long time of T3 (see B). However, when the initial stabilization drive according to the present invention is applied, the initial luminance stabilization time of the flat fluorescent lamp is shortened by T2 (see C), so that the initial luminance stabilization time similar to the cold cathode lamp requiring T1 may be reached. Can be.
도 5는 초기 과전류 이후 정상전류로 구동하는데 순차적으로 전류를 감소시킨 결과를 보인 그래프이다.5 is a graph showing the results of sequentially decreasing the current to drive to the normal current after the initial overcurrent.
과전류에서 정상전류로 바로 낮추면 휘도 저하가 육안으로 시인 될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 과전류에서 정상전류로 순차적으로 전류를 낮추어 휘도 가 급변화하는 것을 방지 할 수 있다. 도시된 바에 따르면, 초기 안정화에 도달하기 위하여 초기에 과전류를 공급한 이후 시점(t1)으로부터 점진적인 감소 구간(td)을 지난 후 목표 휘도에 근접한 시점(t2)으로부터 정상 전류가 인가하여 휘도를 점진적으로 변화시킨다. Lowering the current directly from the overcurrent to the normal current can visually decrease the brightness. Therefore, to prevent this, the brightness can be prevented from changing rapidly by sequentially lowering the current from the overcurrent to the normal current. As shown, a steady current is gradually applied by applying a steady current from a time point t2 close to the target brightness after a gradual decrease period td from a time point t1 after initially supplying an overcurrent to reach initial stabilization. Change.
순차적 전류 감소는 예를 들어 과전류 180 mA에서 정상전류 120 mA로 1 초당 1 ~ 3 mA 씩 감소시킬 수 있다. 순차적 감소 시간은 과전류와 정상전류 차이에 따라 달라질 수 있으나, 10초에서 10분이내의 범위가 적당하다. Sequential current reduction can be reduced by 1 to 3 mA per second, for example from 180 mA of overcurrent to 120 mA of steady current. The sequential decrement time may vary depending on the difference between overcurrent and steady current, but a range of 10 seconds to 10 minutes is appropriate.
도 6은 본 발명의 백라이트용 구동 장치가 포함된 LCD 장치를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도시된 바에 따르며, 하우징(housing, 380) 내에 액정 패널(370)과 백라이트(360)가 장착되어 있으며, 구동 장치(300)는 이해를 돕기 위하여 하우징 외부에 도시되어 있다. 6 is a cross-sectional view schematically showing an LCD device including a driving device for backlight of the present invention. As shown, the
상기 하우징(380)은 상면 개방된 박스(box) 형태를 가지며, 사각 평판 형상의 기저부(382)와, 상기 기저부(382)의 가장자리로부터 세로로 연장된 측벽(384)과, 상기 측벽(384)의 상단으로부터 가로 방향으로 형성된 돌출부(386)를 포함하며, 상기 기저부(382), 측벽(384) 및 돌출부(386)는 일체로 형성되어 있다. 상기 하우징(380) 내부 상측에는 액정 패널(370)이 실장되어 있고, 내부 하측에는 백라이트(360)가 실장되어 있다. 상기 액정 패널(370)은 액정(374)과 상기 액정(374)을 사이에 두고 평행하게 배치된 제1 및 제2 기판들(372,376)을 포함한다. 상기 제1 기판(372)은 상기 액정 패널(370)의 해상도에 따른 복수의 화소 전극들(pixel electrode)을 포함하고, 상기 각 화소 전극은 전압 인가를 위해 박막 트랜지스 터(thin film transistor: TFT)에 연결될 수 있다. 상기 제2 기판(376)은 기준 전압(reference voltage)이 인가되는 공통 전극(common electrode)을 포함한다. 상기 화소 전극들 및 공통 전극은 도전성을 갖는 투명한 물질로 이루어진다. The
상기 백라이트(360)는 대향된 면들이 서로 부착된 제1 및 제2 기판(362,364)을 포함한다. 상기 제2 기판(364)은 사각 평판의 형태를 갖고, 상기 제1 기판(362)은 전체적으로 사각 판의 형태를 가지며, 방전 공간들(366)이 서로 연통되도록 형성된다. 예를 들면, 방전 공간들이 사행 구조(serpentine)를 갖도록 격벽들을 교호적으로 배치하거나, 격벽으로 방전 공간들을 독립적으로 형성하고 격벽들에 통공(through-hole)을 형성함으로써 방전 공간 사이에서 방전 가스의 이동 통로를 제공할 수도 있다. 상기 제1 및 제2 기판들(362,364) 사이의 방전 공간(366)에는 방전 가스가 채워지며, 상기 방전 공간(366)을 이루는 내부 벽면상에는 형광체가 도포된다. 상기 방전 공간(366)의 내부에 방전이 개시되면, 상기 형광체가 발광하게 된다. The
상기 백라이트(360)의 방전 공간(366)은 본 실시예에서와 같이 상기 제1 기판(362)을 그 바닥면으로부터 기설정된 패턴을 따라 볼록하게 돌출되도록 형성하거나, 상기 제1 기판(362)을 성형하는 대신에 상기 제2 기판의 상면에 다양한 재질의 격벽들을 세우거나, 다수의 격벽이 형성되도록 평판 형상의 제1 또는 제2 기판을 식각함으로써 형성할 수 있다. The
상기 백라이트(360)와 인접하여 온도 또는 휘도를 감지하는 센서(340)가 백라이트 주변이나 LCD 패널 주변에 설치된다. 예를 들어, 상기 센서(340)는 상기 하 우징(380)의 측벽(384) 또는 기저부(382)에 부착될 수 있다. 상기 센서(340)는 백라이트의 램프, 램프 주변 또는 LCD 패널의 온도나 램프 또는 LCD 패널의 휘도를 감지하며, 감지된 신호를 상기 제어부(350)로 출력한다. 온도 센서의 예로서, 부온도계수 써미스터(negative temperature coefficient thermistor: NTC thermistor), 열전대(thermocouple) 등이 사용될 수 있다. A
백라이트의 구동 장치(300)는 구동부(310), 스위칭부(320), 피드백회로(330), 감지 센서(340) 및 제어부(350)로 구성된다. 상기 구동 장치는 이해를 돕기 위하여 모식적으로 도시하였으나, 실제로는 하나 이상의 인쇄 회로 기판 등에 회로적으로 구현될 수 있으며, 상기 하우징(380)의 내부 또는 외부에 장착될 수 있다. The
상기 구동부(310)는 초기 구동 과정에서는 제어 신호에 따른 전류 레벨을 갖는 구동 신호를 출력하고, 중기 또는 후기 안정화 과정에서 피드백 신호에 따른 전류 레벨을 갖는 구동 신호를 출력한다. 상기 스위칭부(320)는 상기 구동부(310)로부터 입력되는 구동 신호를 온/오프 스위칭 및 공진을 통해 상기 백라이트(360)를 구동하기에 충분한 정도로 높은 전류 레벨로 승압하여 출력한다. 상기 제어부(350)는 상기 감지 신호에 따른 제어 신호를 상기 구동부(310)로 출력하고, 상기 감지 신호가 나타내는 온도 도는 휘도가 설정된 값에 도달할 때까지 정상 전류보다 높은 전류 레벨의 과도 전류를 출력하도록 상기 구동부(310)를 제어한다. The driving
상기 피드백 회로(330)는 상기 백라이트(360)의 온도나 휘도, 백라이트의 주변 온도 또는 LCD 패널의 온도나 휘도가 정상값에 도달한 이후의 중기 휘도 안정화 과정에서 상기 백라이트(360)에 일정한 전류가 안정적으로 인가될 수 있도록 피드백 신호를 상기 구동부(310)에 제공한다. 뿐만 아니라, 상기 피드백 회로(330)는 백라이트(360)의 구동 과정에서 온도나 휘도의 변화에 대처하기 위하여 지속적으로 피드백 신호를 상기 구동부(310)에 제공하며, 상기 백라이트(360)에 인가되는 전류는 이러한 피드백 제어에 의해 계속 안정화될 수 있다. The
이상에서, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 개량시킬 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been described through the preferred embodiments, but those skilled in the art or those skilled in the art to which the present invention pertains the present invention without departing from the technical spirit described in the claims to be described later. Various modifications and improvements will be made.
본 발명에 따르면 백라이트를 단계별로 최적으로 안정화시켜 LCD TV의 화질 향상에 기여할 수 있다. According to the present invention, the backlight can be optimally stabilized step by step, thereby contributing to the improvement of the image quality of the LCD TV.
특히, 초기 구동시 백라이트에 과도 전류를 단시간 동안에 인가함으로써, 백라이트의 휘도를 종래보다 빠르게 안정화시킬 수 있다는 이점이 있다. 또한, 안정화 된 이후 정상 전류로 구동 할 때 과전류에서 정상 전류로 순차적으로 전류를 감소 시켜 육안으로 휘도가 급변화가 시인되는 것을 방지할 수 있다.In particular, by applying a transient current to the backlight for a short time during the initial driving, there is an advantage that the brightness of the backlight can be stabilized faster than before. In addition, when driving to the normal current after stabilization, it is possible to prevent the sudden change of the brightness visually by visually reducing the current from the overcurrent to the normal current.
본 발명의 백라이트 구동 장치 및 구동 방법은 특히 대화면 LCD TV의 안정적 구동에 매우 적합하다.The backlight driving device and driving method of the present invention are particularly suitable for the stable driving of a large screen LCD TV.
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