KR20090130496A - Ｌｃｄ 백라이트 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LCD 백라이트 제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 다수의 LED 어레이부를 구성하고 있는 R/G/B LED에 구동전류를 공급 또는 차단하여 발광 또는 점등되도록 하는 LED 구동부와, 상기 다수의 LED 어레이부를 이루는 LED의 색도 및 휘도를 감지하여 출력하는 센서와, 상기 센서에서 출력되는 LED의 색도 및 휘도 감지신호에 응답하여 상기 LED 어레이부의 R/G/B LED를 점멸시키는 R/G/B LED 구동용 PWM 기준신호를 각각 발생시켜 출력하는 백라이트 제어부, 및 상기 백라이트 제어부에서 R/G/B 구동용 PWM 기준신호가 입력되는 경우 R/G/B 구동용 PWM기준신호를 미리 설정되어 있는 시간만큼 지연시키고 동시에 공급되는 전력량을 조절하여 균일한 휘도를 갖도록 R/G/B LED구동용 보정된 PWM신호를 출력하는 PWM신호 익스펜더를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 LED 어레이가 노이즈없이 동일한 밝기의 광을 방출하도록 하여 LCD의 휘도가 보상되는 효과를 제공한다.
LCD, 백라이트,

Description

ＬＣＤ 백라이트 제어장치{Method for control backlight of LCD}
본 발명은 LED를 이용한 LCD 백라이트를 제어하기 위한 LCD 백라이트 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, LCD의 화질을 보정하기 위하여 LCD의 하부로 백색광을 출력하는 LED로 구성된 LCD 백라이트를 구비한다. 여기서 LED는 발광면이 작으므로 발광소자로 다수개 어레이(array)되어 있다.
이러한 LCD 백라이트를 제어하기 위한 LCD 백라이트 제어장치는 여러 개의 어레이(array)로 되어 있는 LED모듈에 노이즈가 발생하지 않도록 제어신호를 조절하고 LED모듈의 광도의 편차를 보정하여 LCD 전체 화면의 광도를 균일하게 하기 위한 것이다. LCD 백라이트 제어장치는 센서로 피드백되는 LED의 색도와 휘도를 실시간으로 모니터링하여 설정된 색도와 휘도로 LED를 동작시키기 위하여 PWM(pulse width modulation) 신호를 조절한다.
이하 도 1을 참고하여 LCD 백라이트 제어장치를 설명한다.
도 1은 종래의 LED 모듈을 이용한 LCD 백라이트를 제어하기 위한 LCD 백라이트 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 다수의 LED 어레이부(10)와, 후술하는 백라이트 제어부(16)의 PWM(Pulse Width Modulation의 약자) 신호에 응하여 온(On) 또는 오프(Off)되어 다수의 LED 어레이부(10)의 LED에 구동전류를 공급 또는 차단하여 발광 또는 점등되도록 하는 LED 구동부(12)와, 상기 LED 어레이부(10)의 색도 및 휘도를 실시간으로 감지하여 출력하는 센서(14)와, 상기 센서(14)로부터 출력되는 LED 어레이부(10)의 색도 및 휘도 감지신호를 입력받고, 상기 색도 및 휘도 감지신호에 의해 PWM 신호의 듀티(duty)비를 조절하여 상기 다수의 LED 어레이부(10)로 출력하는 백라이트 제어부(16)로 구성된다.
도 1에서, 백라이트 제어부(16)는 다수의 LED 어레이부(10)의 휘도를 조절하기 위해 PWM 신호를 LED 구동부(12)로 출력한다. 그러면, LED 구동부(12)는 온 또는 오프되어 LED 어레이부(10)로 전류가 공급 또는 차단되도록 한다. 상기와 같이 다수의 LED가 배열된 LED 어레이부(10)를 적용하는 이유는 널리 알려진 바와 같이 LED의 발광면이 작기 때문이다.
상기와 같이 백라이트 제어부(16)의 PWM 신호에 의해 다수의 LED 어레이부(10)가 발광되면, 센서(14)는 상기 다수의 LED 어레이부(10)의 색도 및 휘도를 감지한다. 그리고, 상기 센서(14)에 의해 감지된 색도 및 휘도신호는 백라이트 제어부(16)로 입력되고, 상기 백라이트 제어부(16)는 상기 색도 및 휘도신호에 대응하여 상기 다수의 LED 어레이부(10)로 출력되는 PWM 신호의 듀티비를 조절하고, 듀티비가 조절 된 PWM 신호가 다시 LED 어레이부(10)로 출력되도록 한다.
그러나, 종래의 LED 모듈을 이용한 LCD 백라이트 제어장치는 PWM 신호가 모든 LED 어레이부에 동시에 인가되도록 하기 때문에, LED가 커지는 시점에 대용량의 전류가 인가되며, 상기 대용량 전류가 PWM 주파수에 응하여 반복적으로 인가되므로 노이즈가 발생된다는 문제점이 있다. 따라서, 상기 노이즈로 인해 LCD의 화질이 저하된다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 LED 모듈을 이용한 LCD 백라이트 제어장치에서는 LED에서 발생한 빛이 확산 필터를 통과하게 되는데, 이때 LED 광원의 위치, LED 광원의 성능 편차 등의 요인에 의해 LCD를 통하여 나타나는 광량이 균일하지 않게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 노이즈발생의 문제점을 해결하기 위하여 LED 어레이별로 지연시간을 두어 LED모듈이 켜지도록 제어하고, LED의 광량이 고르지않은 문제점을 해결하기 위하여 LED 어레이로 공급되는 전력공급량을 조절하여 LED 어레이가 동일 밝기로 출력되도록 하는 LCD 백라이트 제어장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 백라이트 제어장치는 다수의 LED 어레이부를 가지는 LED를 이용한 LCD백라이트 제어장치에 있어서, 상기 다수의 LED 어레이부를 구성하고 있는 R/G/B LED에 구동전류를 공급 또는 차단하여 발광 또는 점등되도록 하는 LED 구동부와, 상기 다수의 LED 어레이부를 이루는 LED의 색도 및 휘도를 감지하여 출력하는 센서와, 상기 센서에서 출력되는 LED의 색도 및 휘도 감지신호에 응답하여 상기 LED 어레이부의 R/G/B LED를 점멸시키는 R/G/B LED 구동용 PWM 기준신호를 각각 발생시켜 출력하는 백라이트 제어부, 및 상기 백라이트 제어부에서 R/G/B 구동용 PWM 기준신호가 입력되는 경우 R/G/B 구동용 PWM기준신호를 미리 설정되어 있는 시간만큼 지연시키고 동시에 공급되는 전력량을 조절하여 균일한 휘도를 갖도록 R/G/B LED구동용 보정된 PWM신호를 출력하는 PWM신호 익스펜더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보정된 PWM신호는 상기 LED어레이부에 각 LED가 시간지연되어 각 LED별 동일한 휘도로 발광하도록 서로 다른 전력량이 공급되도록 보정된 것을 특징으로 한다.
또한, 보정된 PWM신호는 하나의 LED어레이부 내에서도 각 LED별로 동일한 시간만큼씩 지연되어 발생시키는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 장치는 LED 어레이의 전력공급량을 조절하여 LED 어레이가 노이즈없이 동일한 밝기로 광을 방출하도록 하여 LCD의 휘도가 보상되는 효과를 제공한다.
이하, 첨부한 도 2 내지 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LCD 백라이트 제어장치의 구성블록도이다.
도 2를 참고하면, PWM 신호에 응답하여 다수의 LED 어레이부(20)를 구성하고 있는 R/G/B LED에 구동전류를 공급 또는 차단하여 발광 또는 점등되도록 하는 LED 구동부(22)와, 다수의 LED 어레이부(20)를 이루는 LED의 색도 및 휘도를 감지하여 백라이트 제어부(24)로 피드백 하는 센서(23)와, 센서(130)에서 출력되는 LED의 색 도 및 휘도 감지신호에 응답하여 상기 LED 어레이부(20)의 R/G/B LED를 점멸시키는 R/G/B 구동용 PWM 기준신호를 각각 발생시켜 출력하는 백라이트 제어부(24)와, 백라이트 제어부(24)에서 R/G/B 구동용 PWM 기준신호가 입력되는 경우 R/G/B 구동용 PWM기준신호를 미리 설정되어 있는 시간만큼 지연시키고 동시에 공급되는 전력량을 조절하여 균일한 휘도를 갖도록 R/G/B 구동용 보정된 PWM신호를 출력하는 PWM신호 익스펜더(expender : 25)로 구성된다.
도 2에서, LED 어레이부(20)에 해당 LED가 구동되면, 센서(23)는 LED의 색도 및 휘도를 실시간으로 측정하여 백라이트 제어부(24)로 피드백 출력한다. 그러면, 백라이트 제어부(24)는 센서(23)로부터 입력되는 LED의 색도 및 휘도 감지신호에 응답하여 R/G/B 구동용 PWM 기준 신호를 발생시켜 PWM신호 익스펜더(25)로 출력한다. PWM익스펜더(25)는 입력되는 PWM기준신호를 기 설정된 시간동안 지연시키며 공급되는 전력량을 조절하기 위한 보정된 PWM신호를 각 LED구동부(22)로 출력한다. 그러면, LED구동부(22)에 의해 구동신호를 입력받은 LED어레이부(20)에 각 LED가 시간지연되어 각 LED별 서로 다른 전력량이 공급되도록 발광하므로 동일한 광도로 발광한다.
즉, LED 어레이부(20)는 레드(RED), 블루(BLUE), 그린(GREEN)의 LED를 조합하여 백색광을 만들어 내기 때문에 백라이트 제어부(24)는 센서(23)를 통해 입력되는 색상정보를 이용하여 R,G,B LED의 전류공급량을 개별적으로 조절하여 항상 일정한 백색광이 방사될 수 있도록 첨부 도면 도 3의 지연시간만큼 지연시키고 도 5a의 공급전류량을 보정하여 R/G/B 구동용 PWM 기준신호(A, B, C)를 생성시켜 PWM신호 익스펜더(25)로 출력한다.
그러면 PWM신호 익스펜더(25)는 기 설정된 시간동안 지연시켜 입력된 각 LED 구동용 PWM 기준신호를 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이 순차적으로 지연된 LED 구동용 PWM 신호(1~9)를 LED 구동부(22)로 출력한다. 이와 함께, PWM신호 익스펜더(25)는 기 설정된 시간동안 지연시키는 것 이외에 공급전류량을 조절하기 위해, 지연된 LED 구동용 PWM 신호(1~9) 중 해당 PWM신호의 공급전류를 보정하여 LED 구동부(22)로 출력되도록 한다.
한편, PWM신호 익스펜더(25)는 상술한 바와 같이 R/G/B LED 각각을 구동시킨다.
이러한 PWM신호 익스펜더(25)로부터 출력되는 시간지연된 PWM신호를 도 3을 참고하여 설명한다.
도 3은 도 2의 LED 어레이부로 출력되는 PWM신호의 펄스 파형도이다.
도 3을 참고하면, R LED구동용 PWM 기준신호를 A로 도시하였으며, G LED구동용 PWM 기준신호를 B로 도시하였고, B LED구동용 PWM 기준신호를 C로 도시하였다. 즉, PWM신호 익스펜더(25)는 R LED 구동용 PWM 기준신호(A)가 입력되는 경우 R LED 구동용 PWM 기준신호를 기 설정된 시간만큼 지연시켜 제 1 PWM 신호로 출력하고, 제 1 PWM 신호를 기 설정된 시간만큼 지연시켜 제 2 PWM 신호로 출력한다. 즉, 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이 R LED 구동용 PWM신호(A)는 바로 이전에 LED 구동부(22)로 출력된 R LED 구동용 PWM 신호보다 기설정된 시간만큼씩 지연된 후 LED 구동부(22)로 출력되는 것이다. R LED 구동용 PWM신호(A)는 제 1내지 제 9까지 동일한 시간만큼씩 지연되어 PWM신호를 발생시킴을 알수 있다. 즉, 하나의 LED어레이부 내에서도 각 LED별로 동일한 시간만큼씩 지연되어 발생시키는 것이다.
또한, G LED 구동용 첫 번째 PWM 기준신호(B)가 입력되는 경우 R LED 구동용 PWM 기준신호의 마지막 9번째에 비해 기설정된 시간만큼 지연됨을 알수 있으며, 이후 G LED 구동용 PWM 기준신호(B)도 제 1내지 제 9신호까지 동일한 시간만큼씩 지연되어 PWM신호를 발생시킴을 알수 있다.
마지막으로, B LED 구동용 첫 번째 PWM 기준신호(C)가 입력되는 경우 G LED 구동용 PWM 기준신호의 마지막 9번째에 비해 기설정된 시간만큼 지연됨을 알수 있으며, 이후 B LED 구동용 PWM 기준신호(C)도 제 1내지 제 9신호까지 동일한 시간만큼씩 지연되어 PWM신호를 발생시킴을 알수 있다.
한편, PWM신호 익스펜더(25)는 도 3에 도시된 바와 같이 기 설정된 시간만큼씩 지연된 R/G/B 구동용 PWM 기준신호를 도 4에 도시된 바와 같이 전류공급량에 따른 휘도값에 따라 도 5에 도시된 바와 같은 전류공급량으로 보정한 후 보정된 PWM 기준신호를 LED 구동부(22)로 출력한다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 LED 어레이부로 출력되는 보정전의 PWM신호의 펄스파형도이다.
도 4a를 참고하면, 일예로 R LED 구동용 PWM신호(A)가 기 설정된 시간만큼씩 지연되어 출력되며 동일한 공급전류량을 보여준다. 이러한 PWM신호에 의해 구동된 LED어레이는 도 4b에 도시된 바대로 서로 다른 휘도를 갖는다. 즉, 첫 번째 신호는 a 만큼 휘도가 낮으며, 세 번째 신호는 a만큼 휘도가 높게 나타남을 알수 있다. 이러한 상태에서 PWM기준신호를 보정한 결과는 도 5a 및 도 5b에 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 LED 어레이부로 출력되는 보정후의 PWM신호의 펄스파형도이다.
도 5a는 두 번째 신호의 휘도가 a만큼 낮으므로 그에 상응하는 공급전류량을 b만큼 많이 공급해주도록 보정하였으며, 세 번째 신호는 휘도가 a만큼 높으므로 공급전류량을 b만큼 적게 공급해 주도록 보정하였다. 이러한 보정에 따라 도 5b에 보면, 제 1 내지 제 3신호에 휘도가 동일함을 알 수 있다.
따라서, 보정전의 도 4b에 비해 전류공급량을 조절하여 PWM신호를 보정한 후에 휘도는 도 5b 처럼 동일한 휘도로 LED어레이부(20)로 출력됨을 알 수 있다.
전술한 실시예에서는 LED 어레이부(20)에 RGB LED가 구성된 예로 하였으나, 백색광 LED로도 구현할 수 있음은 자명하다.
백색광 LED로 구현할 경우, 전술한 도 2의 구조에서 RGB LED의 색도 및 휘도를 센싱하기 위한 센서의 구성을 배재하면 도 2와 동일한 구성으로 구현할 수 있다. 즉, PWM신호익스펜더(25)는 LED어레이부(20)의 백색광 LED의 광도를 동일하게 하기 위해 기 설정된 백색광 LED 마다 서로 다른 전력량으로 보정하여 보정된 PWM신호를 기 설정된 시간동안씩 지연시켜 LED구동부(22)로 출력한다.
도 1은 종래의 LCD 백라이트 제어장치의 구성블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LCD 백라이트 제어장치의 구성블록도,
도 3은 도 2의 LED 어레이부로 출력되는 PWM신호의 펄스 파형도,
도 4a 및 도 4b는 도 2의 LED 어레이부로 출력되는 보정전의 PWM신호의 펄스파형도,
도 5a 및 도 5b는 도 2의 LED 어레이부로 출력되는 보정후의 PWM신호의 펄스파형도,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : LED 어레이부 22 : LED 구동부
23 : 센서 24 : 백라이트제어부
25 : PWM 익스펜더

Claims (6)

  1. 다수의 LED 어레이부를 가지는 LED를 이용한 LCD백라이트 제어장치에 있어서,
    상기 다수의 LED 어레이부를 구성하고 있는 R/G/B LED에 구동전류를 공급 또는 차단하여 발광 또는 점등되도록 하는 LED 구동부;
    상기 다수의 LED 어레이부를 이루는 LED의 색도 및 휘도를 감지하여 출력하는 센서;
    상기 센서에서 출력되는 LED의 색도 및 휘도 감지신호에 응답하여 상기 LED 어레이부의 R/G/B LED를 점멸시키는 R/G/B LED 구동용 PWM 기준신호를 각각 발생시켜 출력하는 백라이트 제어부; 및
    상기 백라이트 제어부에서 R/G/B 구동용 PWM 기준신호가 입력되는 경우 R/G/B 구동용 PWM기준신호를 미리 설정되어 있는 시간만큼 지연시키고 동시에 공급되는 전력량을 조절하여 균일한 휘도를 갖도록 R/G/B LED구동용 보정된 PWM신호를 출력하는 PWM신호 익스펜더를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보정된 PWM신호는
    상기 LED어레이부에 각 LED가 시간지연되어 각 LED별 동일한 휘도로 발광하도록 서로 다른 전력량이 공급되도록 보정된 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보정된 PWM신호는
    하나의 LED어레이부 내에서도 각 LED별로 동일한 시간만큼씩 지연되어 발생시키는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 제어장치.
  4. 다수의 LED 어레이부를 가지는 LED를 이용한 LCD백라이트 제어장치에 있어서,
    상기 다수의 LED 어레이부를 구성하고 있는 백색광 LED에 구동전류를 공급 또는 차단하여 발광 또는 점등되도록 하는 LED 구동부;
    상기 LED 어레이부의 백색광 LED를 점멸시키는 백색광 LED 구동용 PWM 기준신호를 각각 발생시켜 출력하는 백라이트 제어부; 및
    상기 백라이트 제어부에서 백색광 LED 구동용 PWM 기준신호가 입력되는 경우 백색광 LED 구동용 PWM기준신호를 미리 설정되어 있는 시간만큼 지연시키고 동시에 기설정된 공급 전력량을 조절하여 균일한 휘도를 갖도록 백색광 LED구동용 보정된 PWM신호를 출력하는 PWM신호 익스펜더를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보정된 PWM신호는
    상기 LED어레이부에 각 LED가 시간지연되어 각 LED별 동일한 휘도로 발광하도록 기설정된 서로 다른 전력량이 공급되도록 보정된 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 제어장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보정된 PWM신호는
    하나의 LED어레이부 내에서도 각 LED별로 동일한 시간만큼씩 지연되어 발생시키는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 제어장치.
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