KR20090009585A - 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 구동 전원에 따라 발광하고 구동 전원 입력단과 접지 사이에 병렬 접속되어, 각기 피드백 신호를 출력하는 복수의 발광부와, 상기 복수의 피드백 신호에 따라 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 전류 편차 제어부 및 상기 복수의 전원 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부에 제공되는 상기 구동 전원의 전류를 가변시키는 컨버터부를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 본 발명은 복수의 발광 다이오드를 포함하는 복수의 발광부에 흐르는 전류량을 측정하고, 측정된 결과에 따라 복수의 발광부에 제공하는 전원 레벨을 변화시켜 복수의 발광부들의 전류 편차를 줄여, 광원의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
광 감지부, 차광 패턴, 주변 영역, 휘도보상, 백라이트, 발광 다이오드

Description

표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치{LIGHT SOURCE MODULE FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 복수의 LED 스트링(string)에 흐르는 전류를 감지하여 LED 스트링들 간의 전류 편차를 줄일 수 있는 표시 장치용 광원 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 표시 장치 중 하나인 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이다. 따라서, 액정 표시 장치는 별도의 광원 모듈(예를 들어, 백라이트)로부터 인가된 광을 이용하여 화상을 표시한다. 광원 모듈은 광원과, 광원을 구동시키는 광원 구동부를 포함한다. 광원 모듈은 경량화 및 박형화를 위해 광원으로 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 직렬 접속된 발광 스트링을 사용한다. 면광원 형태의 광원 제작을 위해 복수의 발광 스트링을 병렬 접속시켜 광원으로 사용하였다.
기존의 광원 모듈은 병렬 접속된 복수의 발광 스트링 전체의 전류만을 제어 한다. 이로 인해 일 발광 스트링에 이상이 발생하는 경우, 광원의 휘도 균일도가 저하되는 문제가 발생한다. 즉, 예를 들어 광원 모듈이 3개의 발광 스트링을 갖는 경우를 생각한다. 이때, 제 1 발광 스트링에 이상이 발생하여 제 1 발광 스트링에 흐르던 전류량이 감소할 경우, 전체 전류량이 동일하기 때문에 제 2 및 제 3 발광 스트링에 흐르는 전류량이 증가하게 된다. 이로 인해 제 1 발광 스트링의 휘도는 저감되고, 제 2 및 제 3 발광 스트링의 휘도는 증가하게 되어 광원의 휘도가 불균일해진다. 또한, 전류량이 증가된 발광 스트링 내의 발광 다이오드는 그렇치 않은 발광 스트링 내의 발광 다이오드보다 더욱 빨리 열화되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 스트링 각각의 전류량을 제어하여 발광 스트링의 전류 편차를 줄여 광원의 휘도를 균일하게 유지할 수 있는 표시 장치용 광원 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 구동 전원에 따라 발광하고 구동 전원 입력단과 접지 사이에 병렬 접속되어, 각기 피드백 신호를 출력하는 복수의 발광부와, 상기 복수의 피드백 신호에 따라 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 전류 편차 제어부 및 상기 복수의 전원 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부에 제공되는 상기 구동 전원의 전류를 가변시키는 컨버터부를 포함하는 광원 모듈을 제공한다.
상기 복수의 발광부는 구동전원 입력단과 접지 사이에 병렬 접속되고, 상기 복수의 발광부 각각은 상기 피드백 신호를 출력하는 제어 노드와, 구동 전원 입력단과 상기 제어 노드 사이에 접속되고 복수의 발광 다이오드를 구비하는 발광 다이오드 스트링과, 상기 제어 노드와 접지 사이에 접속된 전원 검출부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전류 편차 제어부는 상기 복수의 피드백 신호의 전압 레벨이 동작 범위 내에 위치하는 경우 제 1 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하고, 상기 복 수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 동작 범위를 벗어 나는 경우 제 2 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 것이 효과적이다.
상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 상기 동작 범위의 하한 보다 작을 경우에 상기 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호를 출력하고, 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 상기 동작 범위의 상한 보다 클 경우에 상기 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 것이 바람직하다. 상기 컨버터부는 상기 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호에 따라 구동 전원의 레벨을 상승시키고, 상기 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호에 따라 구동 전원의 전압 레벨을 하강시키는 것이 바람직하다. 여기서, 동작 범위는 상기 복수의 발광부 각각이 균일한 휘도를 유지하기 위해 제공되는 상기 구동 전원의 전류량의 상한과 하한 값을 갖는 것이 바람직하다.
상기 전류 편차 제어부는 상기 복수의 피드백 신호와 적어도 하나의 기준 전압을 이용하여 상기 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 것이 가능하다.
상기 전류 편차 제어부는 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호와 제 1 기준 전압을 이용하여 제 1 전원 제어 신호를 출력하는 제 1 신호 생성부와, 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호와 제 2 기준 전압을 이용하여 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 제 2 신호 생성부를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 제 1 신호 생성부는 고정 전원을 제공받는 제 1 노드와, 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압에 따라 상기 제 1 노드에 제공되는 상기 고정 전원의 전압을 변화시키는 신호 변환부와, 상기 고정 전원의 전압과 상기 제 1 기준 전압을 비교하여 제 1 전원 제어 신호를 출력하는 제 1 신호 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 전원 제어 신호는 상기 고정 전원의 전압이 상기 제 1 기준 전압보다 작을 경우 그 전압 레벨이 변화되는 것이 효과적이다.
상기 신호 변환부는 캐소드가 상기 복수의 피드백 신호 입력단에 각기 접속된 복수의 발광 다이오드를 구비하고, 상기 복수의 발광 다이오드의 애노드가 상기 제 1 노드에 접속되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 신호 출력부는 반전 단자와 비 반전 단자를 갖고 상기 비 반전 단자에 상기 제 1 기준 전압을 인가받는 증폭기와, 상기 반전 단자와 상기 제 1 노드 사이에 접속된 입력 저항과, 상기 반전 단자와 상기 증폭기의 출력단자 사이에 접속된 피드백 저항과, 상기 증폭기의 출력 단자와 상기 제 1 전원 제어 신호 출력단자 사이에 접속된 출력 저항을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 신호 생성부는 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압에 따라 변환 신호를 출력하는 변환 신호 출력부와, 상기 변환 신호의 전압과 상기 제 2 기준 전압을 비교하여 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 제 2 신호 출력부는 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 전원 제어 신호는 상기 변환 신호의 전압 상기 제 2 기준 전압보다 큰 경우 그 전압 레벨이 변화되는 것이 효과적이다.
상기 변환 신호 출력부는 애노드가 상기 복수의 피드백 신호 입력단에 각기 접속된 복수의 발광 다이오드를 구비하고, 상기 복수의 발광 다이오드의 캐소드가 상기 변환신호 출력단자에 접속되는 것이 바람직하다.
상기 제 2 신호 출력부는 반전 단자와 비 반전 단자를 갖고 상기 비 반전 단자에 상기 제 2 기준 전압을 인가받는 증폭기와, 상기 반전 단자와 상기 변환 신호 출력단자 사이에 접속된 입력 저항과, 상기 반전 단자와 상기 증폭기의 출력단자 사이에 접속된 피드백 저항과, 상기 증폭기의 출력 단자와 상기 제 2 전원 제어 신호 출력단자 사이에 접속된 출력 저항을 포함하는 것이 효과적이다.
상기 컨버터부는 상기 제 1 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전류를 증가시키고, 상기 제 2 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전류를 감소시키는 것이 가능하다.
상기 복수의 발광부의 피드백 신호를 각기 제공 받는 복수개의 전류 편차 제어부를 갖는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 발광 다이오드 스트링에 구동 전원을 제공하여 발광시키는 단계와, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링 각각에 제공되는 전원을 검출하는 단계 및 상기 전원 검출 결과에 따라 상기 구동 전원을 가변시키는 단계를 포함하는 광원 모듈 구동 방법을 제공한다.
상기 전원을 검출하는 단계는, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링 각각에 인가된 전원의 전압 레벨을 검출하는 것이 바람직하다.
상기 전원을 검출하는 단계 이후, 상기 검출된 전원의 전압 레벨과 적어도 하나의 기준 전압을 비교하여 복수의 전원 제어 신호를 생성하는 단계를 더 구비하는 것이 가능하다.
상기 구동 전원을 가변시키는 단계는, 상기 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전류량을 가변시키는 것이 바람직하다.
상기 전원을 검출하는 단계 이후, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링에서 검출된 전원의 전압이 동작 범위 이내 일 경우에는 제 1 전압 레벨의 제 1 및 제 2 전원 제어 신호를 생성하고, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링 중 적어도 하나에서 검출된 전원의 전압이 상기 동작 범위 보다 작을 경우 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호를 생성하고, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링 중 적어도 하나에서 검출된 전원의 전압이 상기 동작 범위 보다 클 경우 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 구동 전원을 가변시키는 단계는, 상기 제 1 전압 레벨의 제 1 및 제 2 전원 제어 신호에 따라 이전 구동 전원과 동일한 전원을 상기 복수의 발광 스트링에 제공하거나, 상기 제 2 전압 레벨의 제 1 및 제 2 전원 제어 신호에 따라 이전 구동 전원과 그 전류량이 다른 새로운 전원을 제공하는 것이 가능하다.
상기 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 레벨을 상승시키고, 상기 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전압 레벨을 하강시키는 것이 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 표시 패널과, 상기 표시 패널의 동작을 제어하는 제어부와, 구동 전원에 따라 발광하고 구동 전원 입력단과 접지 사이에 병렬 접속되어, 각기 피드백 신호를 출력하는 복수의 발광부와, 상기 복수의 피드백 신호에 따라 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 전류 편차 제어부 및 상기 복수의 전원 제어 신 호에 따라 상기 복수의 발광부에 제공되는 상기 구동 전원의 전류를 가변시키는 컨버터부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 전류 편차 제어부는 상기 복수의 피드백 신호의 전압 레벨이 동작 범위 내에 위치하는 경우 제 1 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하고, 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 동작 범위를 벗어 나는 경우 제 2 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 복수의 발광 다이오드를 포함하는 복수의 발광부에 흐르는 전류량을 측정하고, 측정된 결과에 따라 복수의 발광부에 제공하는 전원 레벨을 변화시켜 복수의 발광부들의 전류 편차를 줄여, 광원의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 발광부 각각의 전류량을 개별적으로 제어할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 광원 모듈을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 전류 편차 제어부를 설명하기 위한 회로도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 전원 공급부의 회로도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 컨버터부의 회로도이다. 도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 전류 편차 제어부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 구동 전압 생성부(400), 신호 제어부(500) 및 광원 모듈(1000)을 포함한다.
표시 패널(100)은 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)에 따라 구동하고, 광원 모듈(1000)의 광에 따라 화상을 표시한다. 표시 패널(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn), 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm) 및 복수의 단위 화소를 포함한다. 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)은 일 방향으로 연장되고, 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)은 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)과 교차하는 방향으로 연장된다. 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn) 각각의 적어도 일 끝단은 게이트 구동부(200)에 접속된다. 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm) 각각의 적어도 일 끝단은 데이터 구동부(300)에 접속된다.
단위 화소는 게이트 라인(G1 내지 Gn)과 데이터 라인(D1 내지 Dm)이 교차하는 영역에 마련된다. 단위 화소는 도 1에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터(T), 유지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)를 포함한다. 액정 커패시터(Clc)는 하부 화소 전극과 상부 공통 전극 그리고, 화소 전극과 공통 전극 사이에 마련된 액정을 구비한다. 그리고, 도시되지 않았지만, 상기 액정 커패시터(Clc) 상측에는 컬러 필터가 마련된다. 화소 전극과 공통 전극은 복수의 도메인으로 분할될 수 있다. 물론 본 실시예에 따른 표시 패널(100)은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 단위 화소 영역 내에 복수의 화소가 마련될 수 있다. 또한, 단위 화소 영역은 가로 방향의 길이가 세로 방향의 길이보다 길거나 짧을 수 있다. 또한, 단위 화소 영역의 형상은 대략 사각형 형상이 아닌 다양한 형상으로 변형 가능하다.
상술한 구조의 표시 패널(100)의 외측에는 표시 패널(100)의 구동을 위한 신호들을 제공하는 제어부들이 마련된다. 상기 제어부들은 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 구동 전압 생성부(400) 및 신호 제어부(500)를 포함한다.
신호 제어부(500)는 정상 동작시 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터의 입력 영상 신호 및 입력 제어 신호를 제공받는다. 입력 영상 신호는 화소 데이터(R, G, B)를 포함한다. 입력 제어 신호는 영상 표시 신호의 표시를 제어한다. 입력 제어 신호는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭(CLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE)를 포함한다. 신호 제어부(500)는 화소 데이터를 표시 패널(100)의 동작 조건에 맞게 처리한다. 이를 통해 화소 데이터는 액정 표시 패널(100)의 화소 배열에 따라 재 배열된다. 또한, 신호 제어부(500)는 게이트 제어 신호 및 데이터 제어 신호를 생성하고, 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(200) 에 전송하고, 데이터 제어 신호는 데이터 구동부(300)에 전송한다. 게이트 제어 신호는 게이트 턴온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호, 게이트 클럭 신호 및 출력 인에이블 신호를 포함한다. 데이터 제어 신호는 화소 데이터의 전송 시작을 알리는 동기 시작 신호, 해당 데이터 라인에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호 및 공통 전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시키는 반전 신호 및 데이터 클럭 신호를 포함한다.
구동 전압 발생부(400)는 외부 전원장치로부터 입력되는 외부 전원을 이용하여 표시 장치의 구동에 필요한 다양한 구동 전압들을 생성한다. 구동 전압 생성부(400)는 기준 전압과, 게이트 턴온 전압(Von) 및 게이트 턴오프 전압(Voff) 그리고 공통 전압을 생성한다. 구동 전압 생성부(400)는 신호 제어부(500)로부터의 제어 신호에 따라 게이트 턴온 전압(Von) 및 게이트 턴오프 전압(Voff)을 게이트 구동부(200)에 인가하고, 기준 전압을 데이터 구동부(300)에 인가한다. 여기서 기준 전압은 액정을 구동시키는 계조 전압 생성을 위한 기준 전압으로 사용된다.
게이트 구동부(200)는 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 접속되고, 신호 제어부(500)의 제어 신호에 따라 구동 전압 발생부(400)의 게이트 턴온 전압(Von)을 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 각기 순차적으로 제공한다. 이를 통해 박막 트랜지스터(T)의 동작을 제어할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 접속되고, 신호 제어부(500)의 제어 신호와, 구동 전압 발생부(400)의 기준 전압(GVDD)을 이용하여 계조 전압을 생성한다. 그리고, 데이터 구동부(300)는 각 데이터 라인(D1 내지 Dm) 에 해당 계조 전압을 인가한다. 즉, 데이터 구동부(300)는 입력된 디지털 형태의 화소 데이터를 기준 전압에 기초하여 아날로그 형태의 데이터 신호(즉, 계조 전압)로 변경하고, 아날로그 형태의 데이터 신호를 출력한다.
여기서, 상술한 신호 제어부(500), 구동 전압 생성부(400), 데이터 구동부(300) 및 게이트 구동부(200)는 IC 칩 형태로 제작되어 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 실장된다. 인쇄 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPC)을 통해 표시 패널(100)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 표시 패널(100)은 상부 및 하부 기판을 포함한다. 기판으로 유리 기판 또는 투광성의 플라스틱 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 게이트 구동부(200)와 데이터 구동부(300)가 상기 표시 패널(100)의 투광성 기판에 실장될 수도 있다. 또한, 게이트 구동부(200)는 표시 패널(100)의 하부 기판에 스테이지 형태로 형성될 수 있다. 즉, 하부 기판에 박막 트랜지스터(T)의 제작시 게이트 구동부(200)도 함께 제작되는 것이 가능하다.
광원 모듈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이 표시 패널(100)에 광을 제공하는 광원(1100)과, 광원(1100)의 동작을 제어하는 광원 제어부(1200)를 포함한다. 광원(1100)은 피드백 제어 신호(Sfb)를 광원 제어부(1200)에 제공한다. 광원 제어부(1200)는 피드백 제어 신호(Sfb)에 따라 그 구동이 제어된다.
광원(1100)은 복수의 발광부(1110)를 구비한다. 복수의 발광부(1110)는 입력단자(Qin)와 접지전원 사이에 병렬 접속된다. 도 2에는 3개의 발광부(1110)가 병렬 접속된 광원을 도시하였다. 그러나 광원(1100) 내의 발광부(1110)의 개수는 이에 한정되지 않고, 이보다 많거나 적을 수도 있다.
복수의 발광부(1110) 각각은 직렬 접속된 발광 다이오드 스트링(1111)과 전원 검출부(1112)를 구비한다.
발광 다이오드 스트링(1111)은 도 2에 도시된 바와 같이 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함한다. 물론 이에 한정되지 않고, 복수의 발광 다이오드는 병렬 및/또는 역병렬 접속될 수도 있다. 각 발광부(1110) 내의 발광 다이오드의 개수는 동일한 것이 바람직하다. 발광부(1110)는 도시되지 않았지만 발광하는 복수의 발광 다이오드가 실장된 기판과, 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급 단자를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 기판은 바 형태로 제작될 수 있고, 판 형태로 제작될 수도 있다. 기판이 바 형태로 제작되는 경우 복수의 발광 다이오드가 라인 형태로 배열된다. 또한, 기판이 판 형태로 제작되는 경우 발광 다이오드가 매트릭스 형태로 배열 된다. 복수의 발광부(1110) 각각은 하나의 채널로써 각기 발광 한다.
복수의 발광부(1110) 각각은 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)를 구비한다. 즉, 본 실시예에서는 3개의 발광부(1110)을 구비한다. 이에 광원(1100)은 3개의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)를 갖는다.
상술한 발광 다이오드 스트링(1111)은 입력 단자(Qin)와 제어 노드(Qc1 내지 Qc3) 사이에 접속된다. 전원 검출부(1112)는 제어 노드(Qcl 내지 Qc3)와 접지 전원 사이에 접속된다. 상술한 발광 다이오드 스트링(1111)은 입력 단자(Qin)를 통해 인가된 직류 전원에 따라 발광한다. 전원 검출부(1112)는 발광 다이오드 스트 링(1111)에 흐르는 전류량을 검출한다. 이때, 전원 검출부(1112)는 도 3에 도시된 바와 같이 저항 소자를 사용한다. 전원 검출부(1112)는 저항 소자 양단에 걸리는 전압을 이용하여 발광 다이오드 스트링(1111)에 흐르는 전류량을 측정 할 수 있다. 복수의 발광부(1110) 내의 전원 검출부(1112)로 사용되는 저항 소자의 저항 값은 동일한 것이 바람직하다. 측정된 전류량(즉, 저항 소자 양단에 걸리는 전압)에 따라 복수의 발광부(1110) 각각은 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)를 생성한다. 이때, 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)는 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전원 레벨과 동일한 전원 레벨을 갖는다.
광원 제어부(1200)는 외부 직류 전원(Pin)과 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)에 따라 구동하여 구동 전원(Pdc)를 광원(1100)에 제공한다.
광원 제어부(1200)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)를 제공받아 복수의 전원 제어 신호(Smin-p, Smax-p)를 출력하는 전류 편차 제어부(1220)와, 외부 전원(Pin)과 전원 제어 신호(Smin-p, Smax-p)에 따라 구동 전원(Pdc)를 출력하는 컨버터부(1210)를 포함한다.
전류 편차 제어부(1220)은 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 즉, 복수의 발광부(1110) 각각의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압에 따라 복수의 전원 제어 신호(Smin-p, Smax-p)를 출력한다. 이때, 복수의 전원 제어 신호(Smin-p, Smax-p)는 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)와 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 포함한다. 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)는 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압(즉, 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압)이 제 1 기준 전압(Vref1) 보다 낮은 경 우 그 신호 레벨이 변화한다. 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)는 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압(즉, 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압)이 제 2 기준 전압(Vref2) 보다 낮은 경우 그 신호 레벨이 변화한다.
전류 편차 제어부(1220)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 및 제 1 기준 전압(Vref1)에 따라 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 생성하는 제 1 신호 생성부(1221)와, 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 및 제 2 기준 전압(Vref2)에 따라 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 생성하는 제 2 신호 생성부(1222)를 구비한다.
전류 편차 제어부(1220)는 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압 레벨이 일정 동작 범위의 상한 값보다 큰 경우에는 제 2 신호 생성부(1222)에 의해 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 출력하고, 동작 범위의 하한 값보다 작은 경우에는 제 1 신호 생성부(1221)에 의해 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 출력한다. 예를 들어, 동작 범위를 0.3 내지 0.6V로 설정한 경우, 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압 레벨이 0.3V 이하가 되면 전류 편차 제어부(1220)는 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 컨버터부(1210)에 제공한다. 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 인가받은 컨버터부(1210)는 구동 전원의 전압 레벨을 상승시킨다. 또한, 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압 레벨이 0.6V 이상이 되면 전류 편차 제어부(1220)는 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 컨버터부(1210)에 제공한다. 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 인가받은 컨버터부(1210)는 구동 전원의 전압 레벨을 하강시킨다. 여기서, 동작 범위는 광원(1100)을 구동하기 위해 제공되는 구동 전원의 전압 범위 내에서 자유롭게 선택할 수 있다. 상기 동작 범위의 간격을 줄임으로 인해 광원(1100)의 휘도 균일도를 더욱 향상시킬 수 있다.
하기에서는 상술한 구동을 수행하는 전류 편차 제어부(1220) 내부 구성에 관해 좀더 상세히 설명한다.
제 1 신호 생성부(1221)는 제 1 노드(Q1)와, 상기 제 1 노드(Q1)에 고정 전원(Ppx)을 제공하는 전원 공급부(1221-1)와, 상기 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 상태에 따라 제 1 노드(Q1)의 전원 레벨을 가변시키는 신호 변환부(1221-2)와, 제 1 노드(Q1)의 전원과 제 1 기준 전압(Vref1)을 비교하여 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 생성하는 제 1 신호 출력부(1221-3)를 구비한다.
신호 변환부(1221-2)는 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 중 적어도 하나의 신호 전압이 동작 범위보다 작을 경우 제 1 노드(Q1)에 공급된 고정 전원(Ppx)의 전압 레벨을 변화시킨다. 신호 변환부(1221-2)는 캐소드 단자가 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)에 각기 접속되고, 애노드 단자가 제 1 노드(Q1)에 접속된 복수의 다이오드(D1 내지 D3)를 포함한다.
복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 중 적어도 하나의 신호 전압이 제 1 노드(Q1)에 공급된 전압 보다 작을 경우, 신호 변환부(1221-2)는 복수의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3) 중 적어도 하나와 제 1 노드(Q1)사이에 전류 패스를 형성한다. 이와 같은 전류 패스에 의해 제 1 노드(Q1)의 전압 레벨이 변화된다.
이때, 제 1 노드(Q1)의 전압에서 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 중 적어도 하나의 신호 전압을 뺀 전압 값이 상기 다이오드(D1 내지 D3)의 문턱 전압 값보다 큰 경우에 신호 변환부(1221-2)는 전류 패스를 형성한다. 따라서, 상기 제 1 노드(Q1)에 제공되는 고정 전원(Ppx)의 전압 레벨은 기 설정된 동작 범위의 하한에 해당하는 전압 값에 다이오드(D1 내지 D3)의 문턱 전압을 합한 값인 것이 효과적이다. 즉, 예를 들어, 동작 범위를 0.3V 내지 0.6V로 설정하고, 다이오드(D1 내지 D3)의 문턱 전압이 0.7V인 경우, 상기 제 1 노드(Q1)에 제공되는 고정 전원(Ppx)의 전압 레벨은 1V 인 것이 바람직하다. 여기서, 만일 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 중 적어도 하나의 신호 전압이 0.2V가 되는 경우 상술한 전류 패스를 형성한다.
상술한 신호 변환부(1221-2)는 상술한 회로 구성에 한정되지 않고, 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압 레벨에 따라 제 1 노드(Q1)의 전압 레벨을 강하시키는 다양한 회로가 사용될 수 있다.
전원 공급부(1221-1)는 외부 영향 없이 일정한 전압 레벨의 고정 전원(Ppx)을 제공한다. 이러한 전원 공급부(1221-1)의 일 예로 도 4에 도시된 바와 같이 전원 공급부(1221-1)는 외부 전원(Vcc)과 고정 전원(Ppx) 출력단자에 접속된 제 1 저항(R1)과, 고정 전원(Ppx)의 출력단자와 제 10 노드(Q10) 사이에 직렬 접속된 제 10 다이오드(D10)와 제 2 저항(R2), 외부 전원(Vcc)에 접속된 제 3 저항(R3)과, 게이트 단자가 제 10 노드(Q10)에 접속되고, 소스 단자가 제 3 저항(R3)에 접속된 트랜지스터(TR1)와, 트랜지스터(TR1)의 드레인 단자와 접지 사이에 접속된 제 4 저항(R4)과, 제 10 노드(Q10)와 접지 사이에 접속된 제 5 저항(R5)를 포함한다. 여기서, 상기 고정 전원(Ppx)의 전압은 상기 신호 변환부(1221-2)의 다이오드(D1 내지 D3)의 문턱 전압에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
제 1 신호 출력부(1221-3)는 제 1 노드(Q1)의 전압(예를 들어 고정 전원의 전압)과 제 1 기준 전압(Vref1)을 비교하여 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 생성한다. 제 1 신호 출력부(1221-3)는 제 1 기준 전압을 인가받는 비 반전 입력단(+)와 반전 입력단(-)를 갖는 증폭기(OP1)와, 제 1 노드(Q1)과 반전 입력단(-)에 접속된 제 10 저항(R10)과, 반전 입력단(-)과 증폭기(OP1)의 출력단에 접속된 제 11 저항(R11)과, 상기 증폭기(OP1)의 출력단과 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)의 출력단에 접속된 제 12 저항(R12)을 포함한다.
이를 통해 제 1 신호 출력부(1221-3)는 제 1 노드(Q1)의 전압과 제 1 기준 전압(Vref1)의 차에 의해 다양한 전압 레벨을 갖는 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 출력한다. 여기서, 제 1 기준 전압(Vref1)은 변화하지 않고 일정한 값을 유지하지만, 제 1 노드(Q1)의 전압은 앞서 설명한 바와 같이 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압에 따라 변화된다. 따라서, 제 1 노드(Q1)의 전압이 고정 전원(Ppx)의 전압을 유지하는 경우, 제 1 신호 출력부(1221-3)는 제 1 전압 레벨을 갖는 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 출력한다. 그러나, 제 1 노드(Q1)의 전압이 고정 전원(Ppx)의 전압을 유지하지 못하는 경우, 제 1 신호 출력부(1221-3)는 제 2 전압 레벨을 갖는 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 출력한다. 제 1 및 제 2 전압 레벨 상태를 갖는 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)는 컨버터부(1210)에 제공된다. 제 1 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)가 컨버터부(1210)에 제공되는 경우 컨버터부(1210)는 정상동작을 한다. 하지만, 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신 호(Smin-p)가 컨버터부(1210)에 제공되는 경우 컨버터부(1210)는 구동 전원의 레벨을 증대시켜 광원(1100)에 공급한다. 상술한 고정 전원(Ppx)의 전압 레벨과 제 1 기준 전압(Vref1)의 전압 레벨은 동일한 것이 바람직하다.
이어서, 제 2 신호 생성부(1222)는 상기 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 상태에 따라 변환 신호(Scc)를 출력하는 변환 신호 출력부(1222-1)와, 변환 신호(Scc)와 제 2 기준 전압(Vref2)을 비교하여 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 생성하는 제 2 신호 출력부(1222-2)를 구비한다.
변환 신호 출력부(1222-1)는 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 중 적어도 하나의 신호 전압이 동작 범위보다 클 경우 변환 신호(Scc)를 제공한다. 변환 신호 출력부(1222-1)는 애노드 단자가 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)에 각기 접속되고, 캐소드 단자가 변환 신호 출력부(1222-1)의 출력단에 접속된 복수의 다이오드(D4 내지 D6)를 포함한다. 이를 통해 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 중 적어도 하나의 신호 전압이 다이오드(D4 내지 D6)의 문턱 전압 값보다 큰 경우 상기 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)가 변환 신호(Scc)로 출력된다. 그리고, 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압이 상기 문턱 전압보다 작을 경우에는 변환신호(Scc)가 출력되지 않는다.
이와 같이 문턱 전압의 범위를 조절하여 동작 범위의 상한 값 보다 큰 경우 변환 신호(Scc)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 동작 범위를 0.3V 내지 0.7V로 설정하고, 다이오드(D4 내지 D6)의 문턱 전압이 0.7인 경우를 생각하면 다음과 같다. 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3) 중 적어도 하나의 신호 전압으로 0.9V 가 인가되면, 0.9V의 피드백 제어 신호가 인가된 다이오드(D4 내지 D6)는 동작하게 되어 약 0.9V 전압 레벨의 변환신호(Scc)를 출력한다.
제 2 신호 출력부(1222-2)는 변환신호(Scc)와 제 2 기준 전압(Vref2)을 비교하여 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 생성한다.
제 2 신호 출력부(1222-2)는 제 2 기준 전압(Vref2)를 인가받는 비 반전 입력단(+)와 반전 입력단(-)를 갖는 증폭기(OP10)와, 변환 신호(Scc) 입력단과 반전 입력단(-)에 접속된 제 20 저항(R20)과, 반전 입력단(-)과 증폭기(OP1)의 출력단에 접속된 제 21 저항(R21)과, 상기 증폭기(OP10)의 출력단과 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)의 출력단에 접속된 제 22 저항(R22)을 포함한다.
제 2 신호 출력부(1222-2)는 변환 신호(Scc)의 전압과 제 2 기준 전압(Vref1)의 차에 의해 다양한 전압 레벨을 갖는 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 출력한다. 여기서, 제 2 기준 전압(Vref2)은 변화하지 않고 일정한 값을 유지하지만, 변환 신호(Scc)의 전압은 앞서 설명한 바와 같이 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압에 따라 변화된다. 따라서, 제 2 신호 출력부(1222-2)는 변환 신호(Scc)의 전압이 제 2 기준 전압(Vref2)보다 낮은 경우에는 제 1 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 출력한다. 물론, 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압이 다이오드(D4 내지 D6)의 문턱 전압보다 작을 경우에는 변환 신호(Scc)가 출력되지 않는다. 그리고, 제 2 신호 출력부(1222-2)는 변환 신호(Scc)의 전압이 제 2 기준 전압(Vref2)보다 클 경우에는 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 출력한다.
제 1 및 제 2 전압 레벨 상태를 갖는 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)는 컨버터부(1210)에 제공된다. 제 1 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)가 컨버터부(1210)에 제공되는 경우 컨버터부(1210)는 정상동작을 한다. 하지만, 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)가 컨버터부(1210)에 제공되는 경우 컨버터부(1210)는 구동 전원의 전압 레벨을 하강시켜 광원(1100)에 공급한다.
상술한 바와 같이 본 실시예의 전류 편차 제어부(1220)는 복수의 발광부 각각의 제어 노드의 전압 즉, 복수의 피드백 제어 신호(Sfb-1 내지 Sfb-3)의 전압 중 적어도 어느 하나의 전압이 설정된 동작 범위 보다 낮은 경우에는 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)를 출력하고, 설정된 동작 범위 보다 높은 경우에는 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)를 출력한다.
컨버터부(1210)는 외부 직류 전원(Pin)을 구동 전원(Pdc)으로 변화시킨다. 이때, 구동 전원(Pdc)의 전압 레벨은 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Smin-p, Smax-p)에 따라 변화된다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 컨버터부(1210)는 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호(Smin-p)가 제공되면 이전에 인가된 구동 전원(Pdc)보다 높은 전압 레벨을 갖는 새로운 구동 전원(Pdc)를 제공한다. 또한, 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호(Smax-p)가 제공되면 이전에 인가된 구동 전원(Pdc)보다 낮은 전압 레벨을 갖는 새로운 구동 전원(Pdc)를 제공한다.
이러한 컨버터부(1210)로 DC-DC 컨버터를 사용한다. 즉, 컨버터부(1210)는 입력되는 외부 직류 전원(Pin)의 전압을 승압시켜 구동 전원(Pdc)으로 출력한다. 이러한 컨버터부(1210)는 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 전원 제어 신 호(Smin-p, Smax-p)에 따라 펄스 신호(Ps)를 생성하는 펄스 신호 생성부(1211)와, 외부 직류 전원(Pin) 입력단과 제 100 노드(Q100) 사이에 마련된 인덕터(L1)와, 제 100 노드(N100)와 접지 사이에 마련되고, 펄스 신호(Ps)에 따라 동작하는 제 10 트랜지스터(TR10)와, 제 100 노드(N100)와 구동 전원(Pdc) 출력단 사이에 마련된 정류 다이오드(D100)와, 구동 전원(Pdc) 출력단과 접지 사이에 마련된 커패시터(C1)를 포함한다. 물론 상기 컨버터부(1210)는 전체 광원(1100)의 전류를 피드백 받아 구동 전원(Pdc)을 제어할 수도 있다.
펄스 신호 생성부(1211)는 구형파 펄스 신호(Ps)를 발생시킨다. 물론 펄스 신호 생성부(1211)는 별도의 전원 전압과 외부 제어 신호를 제공받는다. 펄스 신호 생성부(1211-1)는 구형파 펄스 신호(Ps)의 듀티비를 조절하여 전원 컨버터부(1210)가 일정한 직류 전압(즉, 구동 전원)을 출력하도록 한다. 펄스 신호 생성부(1211)는 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Smin-p, Smax-p)에 따라 구형파 펄스 신호(Ps)의 듀티비를 조절한다. 펄스 신호 생성부(1211)에서 생성된 펄스 신호(Ps)에 의해 제 10 트랜지스터(TR10)가 턴온되면 입력 직류 전원과 접지 사이에 전류 패스가 형성된다. 이로인해 인덕터(L1)에 흐르는 전류량이 시간에 비례하여 증가한다. 입력 전원이 인덕터(L1)에 흐르면서 그 에너지가 인덕터(L1)에 저장된다. 그리고, 펄스 신호(Ps)에 의해 제 10 트랜지스터(T10)가 턴오프되면 입력 전원과 전원 전압 사이의 전류 패스가 차단되고, 인덕터(L1)에 흐르는 전류가 차단된다. 이로인해 인덕터(L1)에서 높은 에너지의 역 기전력에 의해 고전압이 발생된다. 상기 고전압은 정류 다이오드(D100)를 턴온시켜 인덕터(L1)에 자기장으로 축전되어 있던 전 류를 정류 다이오드(D100)을 통해 흐르게 하여 커패시터(C1)에 전하가 충전되도록 한다. 이와 같이 커패시터(C1)에 충전된 전압은 광원(1100)에 제공되는 구동 전원(Pdc)으로 사용된다.
상술한 구성을 갖는 본 실시예의 광원 모듈(1000)의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.
외부 전원(Pin)과 별도의 외부 제어 신호에 따라 컨버터부(1210)가 구동하여 구동 전원(Pdc)을 광원(1100)에 제공한다. 구동 전원(Pdc)는 광원(1100)의 입력단과 출력단 사이에 병렬 접속된 복수의 발광부(1110) 각각에 제공된다. 이를 통해 복수의 발광부(1110) 내의 발광 다이오드 스트링(1111)이 발광하여 광을 방출한다. 그리고, 복수의 발광부(1110) 각각의 복수의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)에는 전원 검출부(1112)에 의해 일정 레벨의 전압을 갖는다.
광원 제어부(1200)는 복수의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)들의 전압이 구동범위 내에 위치하도록 구동 전원(Pdc)의 전류 레벨을 가변시킨다. 먼저, 복수의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압들이 구동범위 내에 있는 경우에는 컨버터부(1210)는 제 1 전압 레벨의 구동 전원(Pdc)를 광원(1100)에 제공한다. 만일 복수의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압 중 어느 하나의 전압이 구동범위의 하한보다 작을 경우에는 제 1 신호 생성부(1221)에 의해 컨버터부(1210)는 제 1 전압 레벨보다 높은 레벨의 구동 전원(Pdc)를 광원(1100)에 제공한다. 또한, 복수의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압 중 어느 하나의 전압이 구동범위의 상한보다 클 경우에는 제 1 신호 생성부(1221)에 의해 컨버터부(1210)는 제 1 전압 레벨보다 낮은 레벨의 구동 전 원(Pdc)를 광원(1100)에 제공한다. 여기서, 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압 범위에 따라 광원(1100)의 복수의 발광부(1110) 각각에 흐르는 전류량이 다르다. 따라서, 상술한 바와 같이 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압에 따라 구동 전원(Pdc)의 전류량을 증대 또는 감소시켜 복수의 발광부(1110)의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 발광부의 휘도가 높을 경우에는 전체적으로 휘도를 높여주어 상향 평준화를 시키고, 적어도 하나의 발광부의 휘도가 낮을 경우에는 전체적으로 휘도를 낮추어 주어 하향 평준화를 시킨다. 물론 이에 한정되지 않고, 적어도 하나의 발광부의 휘도가 높을 경우에는 전체적으로 휘도를 낮추어 하향 평준화를 시키고, 적어도 하나의 발광부의 휘도가 낮을 경우에는 전체적으로 휘도를 높여주어 상향 평준화를 시킬 수도 있다.
물론 본 실시예에 따른 광원모듈(1000)은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 발광부의 제어 노드(Qc1 내지 Qc3)의 전압 레벨에 따라 각기 동작하는 복수의 전류 편차 제어부를 통해 개개의 발광부 별로 그 휘도를 조절할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 광원(1100)이 3개의 발광부(1110)를 포함하는 경우 광원 제어부(1200)는 3개의 전류 편차 제어부(1220a 내지 1220c)를 구비한다. 제 1 내지 제 3 전류 편차 제어부(1220a 내지 1220c) 각각은 제 1 기준 전압(Vref1)을 제공 받는 제 1 신호 생성부(1221a 내지 1221c)와 제 2 기준 전압을 제공 받는 제 2 신호 생성부(1222a 내지 1222c)를 구비한다. 그리고, 제 1 신호 생성부(1221a 내지 1221c)는 전원 공급부(1221a-1 내지 1221c-1), 신호 변환 부(1221a-2 내지 1221c-2) 및 제 1 신호 출력부(1221a-3 내지 1221c-3)을 구비한다. 제 2 신호 생성부(1222a 내지 1222c)는 신호 출력부(1222a-1 내지 1222c-1) 및 제 2 신호 출력부(1222a-2 내지 1222c-2)를 구비한다.
제 1 전류 편차 제어부(1220a)는 첫번째 발광부(1110)의 제어 노드(Qc1)에 접속되어(즉, 첫번째 피드백 제어 신호(Sfb-1)에 따라) 첫번째 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Smina-p, Smaxa-p)를 생성한다. 제 2 전류 편차 제어부(1220b)는 두번째 발광부(1110)의 제어 노드(Qc2)에 접속되어 두번째 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Sminb-p, Smaxb-p)를 생성한다. 제 3 전류 편차 제어부(1220c)는 세번째 발광부(1110)의 제어 노드(Qc3)에 접속되어 세번째 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Sminc-p, Smaxc-p)를 생성한다. 상술한 첫번째 내지 세번째 제 1 전원 제어 신호(Smina-p 내지 Sminc-p)와 첫번째 내지 세번째 제 2 전원 제어 신호(Smaxa-p 내지 Smaxc-p)는 컨버터부(1210)에 제공된다. 컨버터부(1210)는 상기 전원 제어 신호들에 따라 구동 전원의 전원 레벨을 제어한다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 발광부(1110) 각각이 서로 다른 컨버터부(1210)에 의해 구동될 수도 있다. 즉, 앞서와 같이 3개의 발광부(1110)을 갖는 경우, 제 1 내지 제 3 컨버터부(1210)는 각기 제 1 내지 제 3 발광부에 각기 구동 전원을 제공할 수 있다. 그리고, 제 1 컨버터부에 첫번째 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Smina-p, Smaxa-p)를 인가하여 제 1 발광부의 휘도를 제어할 수 있다. 제 2 컨버터부에 두번째 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Sminb-p, Smaxb-p)를 인가하여 제 2 발광부의 휘도를 제어할 수 있다. 제 3 컨버터부에 세번째 제 1 및 제 2 전원 제어 신호(Sminc-p, Smaxc-p)를 인가하여 제 3 발광부의 휘도를 제어할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 복수의 발광부 각각의 휘도를 개별 제어할 수도 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 2는 일 실시예에 따른 광원 모듈을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 일 실시예에 따른 전류 편차 제어부를 설명하기 위한 회로도.
도 4는 일 실시예에 따른 전원 공급부의 회로도.
도 5는 일 실시예에 따른 컨버터부의 회로도.
도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 전류 편차 제어부를 설명하기 위한 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 패널 200 : 게이트 구동부
300 : 데이터 구동부 400 : 구동 전압 생성부
500 : 신호 제어부 1000 : 광원 모듈
1100 : 광원 1110 : 발광 스트링부
1200 : 광원 제어부 1210 : 컨버터부
1220 : 컨버터 제어부

Claims (27)

  1. 구동 전원에 따라 발광하고 구동 전원 입력단과 접지 사이에 병렬 접속되어, 각기 피드백 신호를 출력하는 복수의 발광부;
    상기 복수의 피드백 신호에 따라 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 전류 편차 제어부; 및
    상기 복수의 전원 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부에 제공되는 상기 구동 전원의 전류를 가변시키는 컨버터부를 포함하는 광원 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 발광부 각각은 상기 피드백 신호를 출력하는 제어 노드와, 상기구동 전원 입력단과 상기 제어 노드 사이에 접속되고 복수의 발광 다이오드를 구비하는 발광 다이오드 스트링과, 상기 제어 노드와 접지 사이에 접속된 전원 검출부를 포함하는 광원 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류 편차 제어부는 상기 복수의 피드백 신호의 전압 레벨이 동작 범위 내에 위치하는 경우 제 1 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하고, 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 동작 범위를 벗어 나는 경우 제 2 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 광원 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 상기 동작 범위의 하한 보다 작을 경우에 상기 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호를 출력하고, 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 상기 동작 범위의 상한 보다 클 경우에 상기 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 광원 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 컨버터부는 상기 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호에 따라 구동 전원의 레벨을 상승시키고, 상기 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호에 따라 구동 전원의 전압 레벨을 하강시키는 광원 모듈.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 동작 범위는 상기 복수의 발광부 각각이 균일한 휘도를 유지하기 위해 제공되는 상기 구동 전원의 전류량의 상한과 하한 값을 갖는 광원 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류 편차 제어부는 상기 복수의 피드백 신호와 적어도 하나의 기준 전압을 이용하여 상기 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 광원 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류 편차 제어부는 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호와 제 1 기준 전압을 이용하여 제 1 전원 제어 신호를 출력하는 제 1 신호 생성부와, 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호와 제 2 기준 전압을 이용하여 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 제 2 신호 생성부를 포함하는 광원 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 신호 생성부는 고정 전원을 제공받는 제 1 노드와, 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압에 따라 상기 제 1 노드에 제공되는 상기 고정 전원의 전압을 변화시키는 신호 변환부와, 상기 고정 전원의 전압과 상기 제 1 기준 전압을 비교하여 제 1 전원 제어 신호를 출력하는 제 1 신호 출력부를 포함하는 광원 모듈.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 전원 제어 신호는 상기 고정 전원의 전압이 상기 제 1 기준 전압보다 작을 경우 그 전압 레벨이 변화되는 광원 모듈.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 신호 변환부는 캐소드가 상기 복수의 피드백 신호 입력단에 각기 접속 된 복수의 발광 다이오드를 구비하고, 상기 복수의 발광 다이오드의 애노드가 상기 제 1 노드에 접속된 광원 모듈.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 신호 출력부는 반전 단자와 비 반전 단자를 갖고 상기 비 반전 단자에 상기 제 1 기준 전압을 인가받는 증폭기와, 상기 반전 단자와 상기 제 1 노드 사이에 접속된 입력 저항과, 상기 반전 단자와 상기 증폭기의 출력단자 사이에 접속된 피드백 저항과, 상기 증폭기의 출력 단자와 상기 제 1 전원 제어 신호 출력단자 사이에 접속된 출력 저항을 포함하는 광원 모듈.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 신호 생성부는 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압에 따라 변환 신호를 출력하는 변환 신호 출력부와, 상기 변환 신호의 전압과 상기 제 2 기준 전압을 비교하여 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 제 2 신호 출력부는 포함하는 광원 모듈.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 전원 제어 신호는 상기 변환 신호의 전압이 상기 제 2 기준 전압보다 큰 경우 그 전압 레벨이 변화되는 광원 모듈.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 변환 신호 출력부는 애노드가 상기 복수의 피드백 신호 입력단에 각기 접속된 복수의 발광 다이오드를 구비하고, 상기 복수의 발광 다이오드의 캐소드가 상기 변환신호 출력단자에 접속된 광원 모듈.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 2 신호 출력부는 반전 단자와 비 반전 단자를 갖고 상기 비 반전 단자에 상기 제 2 기준 전압을 인가받는 증폭기와, 상기 반전 단자와 상기 변환 신호 출력단자 사이에 접속된 입력 저항과, 상기 반전 단자와 상기 증폭기의 출력단자 사이에 접속된 피드백 저항과, 상기 증폭기의 출력 단자와 상기 제 2 전원 제어 신호 출력단자 사이에 접속된 출력 저항을 포함하는 광원 모듈.
  17. 청구항 8에 있어서,
    상기 컨버터부는 상기 제 1 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전류를 증가시키고, 상기 제 2 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전류를 감소시키는 광원 모듈.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 발광부의 피드백 신호를 각기 제공 받는 복수개의 전류 편차 제어부를 갖는 광원 모듈.
  19. 복수의 발광 다이오드 스트링에 구동 전원을 제공하여 발광시키는 단계;
    상기 복수의 발광 다이오드 스트링 각각에 제공되는 전원을 검출하는 단계; 및
    상기 전원 검출 결과에 따라 상기 구동 전원을 가변시키는 단계를 포함하는 광원 모듈 구동 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 전원을 검출하는 단계는, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링 각각에 인가된 전원의 전압 레벨을 검출하는 광원 모듈 구동 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 전원을 검출하는 단계 이후, 상기 검출된 전원의 전압 레벨과 적어도 하나의 기준 전압을 비교하여 복수의 전원 제어 신호를 생성하는 단계를 더 구비하는 광원 모듈 구동 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 구동 전원을 가변시키는 단계는,
    상기 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전류량을 가변시키는 광원 모 듈 구동 방법.
  23. 청구항 19에 있어서,
    상기 전원을 검출하는 단계 이후,
    상기 복수의 발광 다이오드 스트링에서 검출된 전원의 전압이 동작 범위 이내 일 경우에는 제 1 전압 레벨의 제 1 및 제 2 전원 제어 신호를 생성하고, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링 중 적어도 하나에서 검출된 전원의 전압이 상기 동작 범위 보다 작을 경우 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호를 생성하고, 상기 복수의 발광 다이오드 스트링 중 적어도 하나에서 검출된 전원의 전압이 상기 동작 범위 보다 클 경우 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 광원 모듈의 구동 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 구동 전원을 가변시키는 단계는,
    상기 제 1 전압 레벨의 제 1 및 제 2 전원 제어 신호에 따라 이전 구동 전원과 동일한 전원을 상기 복수의 발광 스트링에 제공하거나, 상기 제 2 전압 레벨의 제 1 및 제 2 전원 제어 신호에 따라 이전 구동 전원과 그 전류량이 다른 새로운 전원을 제공하는 광원 모듈의 구동 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 제 2 전압 레벨의 제 1 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 레벨을 상승시키고, 상기 제 2 전압 레벨의 제 2 전원 제어 신호에 따라 상기 구동 전원의 전압 레벨을 하강시키는 광원 모듈의 구동 방법.
  26. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 동작을 제어하는 제어부;
    구동 전원에 따라 발광하고 구동 전원 입력단과 접지 사이에 병렬 접속되어, 각기 피드백 신호를 출력하는 복수의 발광부;
    상기 복수의 피드백 신호에 따라 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 전류 편차 제어부; 및
    상기 복수의 전원 제어 신호에 따라 상기 복수의 발광부에 제공되는 상기 구동 전원의 전류를 가변시키는 컨버터부를 포함하는 표시 장치.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 전류 편차 제어부는 상기 복수의 피드백 신호의 전압 레벨이 동작 범위 내에 위치하는 경우 제 1 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하고, 상기 복수의 피드백 신호 중 적어도 하나의 신호의 전압이 동작 범위를 벗어 나는 경우 제 2 전압 레벨의 복수의 전원 제어 신호를 출력하는 표시 장치.
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