KR20100004669A - 백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법에 관한 것이다.
이 백라이트 유닛의 광원 구동장치는 다수의 LED열들; 및 상기 LED열들이 접속되는 전원 출력단자와 피드백단자들을 포함하고, 순차적으로 지연되는 PWM 신호들에 따라 상기 LED들을 순차적으로 구동하는 LED 드라이버를 구비한다. 상기 LED 드라이버는 상기 피드백단자들을 통해 입력되는 신호들에 기초하여 구동 가능한 LED 채널 수를 판단하고, 상기 LED 채널 수에 따라 조정되는 위상차 값만큼 상기 PWM 신호들을 순차적으로 지연시킨다.

Description

백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법{Apparatus and Method for Driving Light Source in Back Light Unit}
본 발명은 액정표시장치에 광을 조사하는 백라이트 유닛에 관한 것으로 특히, 백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 데이터전압에 따라 조절하여 화상을 표시한다.
백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)와 같은 형광 램프가 사용되어 왔으나 최근에는 기존 형광 램프에 비하여 소비전력, 무게, 휘도 등에서 많은 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하 'LED'라 함)가 적용되고 있다. 다수의 LED들을 광원으로 적용한 백라이트 유닛에는 펄스폭 변조 신호(Pulse Width Modulation, 이하 "PWM"라 함)에 응답하여 LED들의 점등과 소등을 제어하는 LED 드라이버를 포함한다. 기존의 LED 드라이버는 일반적으로 LED들을 하나의 PWM 신호에 응답하여 LED들을 동시에 점등 및 소등시킨다. 이렇게 LED들이 동시에 점등 및 소등하게 되면 액정표시패널에 조사되는 광의 광량이 주기적으로 변동되고 그 결과, 액정표시패널에 표시되는 영상에서 물결 노이즈와 같이 원치 않는 노이즈가 관찰될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 액정표시패널에 조사되는 광의 광량을 항상 일정하게 유지하여 광량 변동으로 인하여 초래되는 표시 영상의 노이즈를 예방하도록 한 백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 구동장치는 다수의 LED열들; 및 상기 LED열들이 접속되는 전원 출력단자와 피드백단자들을 포함하고, 순차적으로 지연되는 PWM 신호들에 따라 상기 LED들을 순차적으로 구동하는 LED 드라이버를 구비한다.
상기 LED 드라이버는 상기 피드백단자들을 통해 입력되는 신호들에 기초하여 구동 가능한 LED 채널 수를 판단하고, 상기 LED 채널 수에 따라 조정되는 위상차 값만큼 상기 PWM 신호들을 순차적으로 지연시킨다.
상기 LED 드라이버는 360을 상기 LED 채널 수로 나눈 분주값으로 상기 위상차를 결정한다.
상기 LED 드라이버는 상기 피드백단자들을 통해 입력되는 상기 LED열들의 전류를 감지하여 상기 LED 채널 수를 발생하는 피드백 전압 검출부; 상기 LED열들에 공급되는 LED 구동전압을 발생하고 상기 LED 채널 수에 따라 상기 LED 구동전압을 조정하는 구동전압 발생부; 및 상기 LED 채널 수에 반비례하는 위상차만큼 상기 PWM 신호들을 지연시키는 PWM 제어부를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 구동방법은 LED 드라이버의 전원 출력단자와 피드백단자들 사이에 다수의 LED열들을 접속시키는 단계; 상기 LED 드라이버를 구동시켜 상기 LED열들에 LED 구동전압을 공급하고 상기 피드백단자들을 통해 입력되는 신호에 기초하여 상기 LED 드라이버에 의해 구동 가능한 LED 채널 수를 판단하는 단계; 상기 LED 채널 수에 따라 조정되는 위상차값만큼 PWM 신호들을 순차적으로 지연시키는 단계; 및 상기 PWM 신호들에 따라 상기 LED열들을 순차적으로 구동하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법은 LED 채 널 수를 감지하여 그 채널 수에 적합한 위상차로 지연되는 PWM 신호들을 적응적으로 발생할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 구동장치 및 방법은 액정표시패널에 조사되는 광의 광량을 항상 일정하게 유지하여 광량 변동으로 인하여 초래되는 표시 영상의 노이즈를 예방할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(10), 액정표시패널(10)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(20), 백라이트 유닛(20)의 LED들을 구동하기 위한 LED 드라이버(21), 액정표시패널(10)의 데이터라인들(14)을 구동하기 위한 소스 드라이버(12), 액정표시패널(10)의 게이트라인들(15)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(13), 및 타이밍 콘트롤러(11)를 구비한다.
액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 이 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(14)과 다수의 게이트라인들(15)이 교차된다. 데이터라인들(14)과 게이트라인들(15)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(10)에는 액정셀들(Clc)이 매트릭스 형태로 배치된다. 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(14), 게이트라인들(15), 박막트랜지스 터(TFT), 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다.
액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
백라이트 유닛(20)은 LED 드라이버(21)에 의해 점등되는 LED들로부터의 빛을 액정표시패널(10)에 조사한다. 이 백라이트 유닛(20)은 LED들이 도광판의 측면과 대향하게 배치되는 에지형 백라이트 유닛으로 구현될 수 있고 또한, LED들이 확산판 아래에 배치되는 직하형 백라이트 유닛으로 구현될 수도 있다. 에지형 백라이트 유닛(20)은 LED들로부터 발생된 빛을 도광판과 그 위에 적층된 다수의 광학시트를 이용하여 균일한 면광원으로 변환하여 액정표시패널(10)에 빛을 조사한다. 직하형 백라이트 유닛(20)은 LED들로부터 발생된 빛을 확산판과 그 위에 적층된 다수의 광학시트를 통해 균일한 면광원으로 변환하여 액정표시패널(10)에 빛을 조사한다.
LED 드라이버(21)는 LED 채널 수를 감지하여 그 LED 채널 수에 따라 조정되는 분주값으로 결정되는 위상차만큼 PWM 신호들을 순차적으로 지연시켜 LED 채널 수에 따라 적응적으로 PWM 신호들의 위상차를 최적화한다. 이러한 LED 드라이버(21)는 타이밍 콘트롤러(11)의 영상 분석 결과에 따라 로컬 디밍 방법으로 LED들을 제어할 수도 있다.
소스 드라이버(12)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치한다. 그리고 소스 드라이버(12)는 정극성/부극성 감마보상 기준전압을 이용하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인들(14)에 공급한다.
게이트 드라이버(13)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 이 게이트 드라이버(13)는 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 게이트펄스(또는 스캔펄스들)을 순차적으로 출력하여 게이트라인들(15)에 공급한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 외부 비디오 소스로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)와 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)을 입력받아 디지털 비디오 데이터(RGB)를 소스 드라이버(12)에 공급하고 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)에 기초하여 소스 드라이버(12)와 게이트 드라이버(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 이 타이밍 콘트롤러(11)는 입력 영상을 분석하여 그 분석 결과에 따라 표시 영상의 동적 범위가 확대될 수 있도록 LED 드라이버(21)를 로컬 디밍 방법으로 제어할 수도 있다.
도 2는 LED 드라이버(21)의 구성을 보여 주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, LED 드라이버(21)는 구동전압 발생부(22), 피드백 전압 검 출부(23), 및 PWM 제어부(24)를 구비한다. 또한, LED 드라이버(21)는 LED들(LS1 내지 LS6)의 전류패스를 절환하기 위한 다수의 스위치소자들(S1 내지 S6)을 구비한다.
이 LED 드라이버(21)의 전원 입력단자(Vin)에는 직류 입력전압이 공급된다. LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)는 다수의 LED들(LS1 내지 LS6)의 애노드단자에 구동전압을 공급한다. LED 드라이버(21)의 피드백단자들(FB1 내지 FB6)에는 LED들(LS1 내지 LS6)의 캐소드단자들이 1:1로 접속된다. 피드백단자들(FB1 내지 FB6)의 개수는 도면에서는 6 개로 도시되었지만 접속 가능한 최대 LED 채널 수에 따라 그 개수는 증가될 수 있다. 이하에서는 LED 드라이버(21)에 접속되는 최대 LED 채널 수를 6 개로 가정하여 피드백단자들(FB1 내지 FB6)의 개수를 6 개로 설명하기로 한다.
LED들(LS1 내지 LS6)의 애노드단자들은 LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)에 공통 접속되고 LED들(LS1 내지 LS6)의 캐소드단자는 LED 드라이버(21)의 피드백단자들(FB1 내지 FB6)에 1:1로 접속된다. LED들(LS1 내지 LS6) 각각은 도 3과 같이 직렬로 접속된 하나 이상의 LED들을 포함한 LED열을 포함할 수 있다. 이하에서, LED를 LED열로 설명한다. 제1 LED열(LS1)은 LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)와 제1 피드백단자(FB1) 사이에 접속된다. 제2 LED열(LS2)은 LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)와 제2 피드백단자(FB2) 사이에 접속된다. 제3 LED열(LS3)은 LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)와 제3 피드백단자(FB3) 사이에 접속된다. 제4 LED열(LS4)은 LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)와 제4 피드백단자(FB4) 사이에 접속된다. 제5 LED열(LS5)은 LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)와 제5 피드백단자(FB5) 사이에 접속된다. 제6 LED열(LS6)은 LED 드라이버(21)의 전원 출력단자(Vbst)와 제6 피드백단자(FB6) 사이에 접속된다.
구동전압 발생부(22)는 입력 전압(Vin)을 LED열들(LS1 내지 LS6)을 구동할 수 있는 전압으로 승압하기 위한 전원 부스트회로를 포함한다. 이 구동전압 발생부(22)는 피드백 전압 검출부(23)에 의해 검출되는 LED 채널 수에 따라 출력전압 즉, LED 구동전압을 조정한다. 예컨대, 구동전압 발생부(22)는 LED 채널 수가 증가할수록 출력전압을 높이는 반면, LED 채널 수가 감소할수록 최저 출력전압을 낮춘다.
피드백 전압 검출부(23)는 LED 드라이버(21)의 피드백단자들(FB1 내지 FB6)을 통해 입력되는 LED열들(LS1 내지 LS6)의 전류를 감지하여 LED 드라이버(21)에 접속된 LED 채널 수를 판단하고, 그 LED 채널 수 정보를 구동전압 발생부(22)와 PWM 제어부(24)에 공급한다.
PWM 제어부(24)는 LED열들(LS1 내지 LS6) 각각의 점등 및 소등을 제어하기 위한 제1 내지 제6 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)을 발생한다. PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)은 LED 채널 수에 따라 조정되는 위상차만큼 다른 PWM 신호 대비 위상차를 가진다. 그리고 PWM 제어부(24)는 피드백 전압 검출부(23)로부터 입력되는 LED 채널 수에 반비례하는 위상차로 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)을 지연시킨다.
제1 PWM 신호(PWM1)는 제1 LED열(LS1)의 전류패스를 절환하기 위한 제1 스위치소자(S1)의 제어단자에 공급되어 제1 스위치소자(S1)의 온/오프를 제어한다. 제 2 PWM 신호(PWM2)는 제2 LED열(LS2)의 전류패스를 절환하기 위한 제2 스위치소자(S2)의 제어단자에 공급되어 제2 스위치소자(S2)의 온/오프를 제어한다. 제3 PWM 신호(PWM3)는 제3 LED열(LS3)의 전류패스를 절환하기 위한 제3 스위치소자(S3)의 제어단자에 공급되어 제3 스위치소자(S3)의 온/오프를 제어한다. 제4 PWM 신호(PWM4)는 제4 LED열(LS4)의 전류패스를 절환하기 위한 제4 스위치소자(S4)의 제어단자에 공급되어 제4 스위치소자(S4)의 온/오프를 제어한다. 제5 PWM 신호(PWM5)는 제5 LED열(LS5)의 전류패스를 절환하기 위한 제5 스위치소자(S5)의 제어단자에 공급되어 제5 스위치소자(S5)의 온/오프를 제어한다. 제6 PWM 신호(PWM6)는 제6 LED열(LS6)의 전류패스를 절환하기 위한 제6 스위치소자(S6)의 제어단자에 공급되어 제6 스위치소자(S6)의 온/오프를 제어한다.
제1 스위치소자(S1)의 일측 단자는 제1 피드백단자(FB1)와 피드백 전압 검출부(23)의 제1 입력단자 사이의 노드에 접속되고, 제1 스위치소자(S1)의 타측 단자는 기저전압원(GND)에 접속된다. 이 제1 스위치소자(S1)는 제1 PWM 신호(PWM1)의 하이논리전압에 응답하여 턴온(turn-on)되어 제1 피드백단자(FB1)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 형성하는 반면, 제1 PWM 신호(PWM1)의 로우논리 전압에 응답하여 턴오프(turn-off)되어 제1 피드백단자(FB1)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 개방한다. 제1 LED열(LS1)은 제1 스위치소자(S1)가 턴온될 때 전류가 흘러 점등하고 제1 스위치소자(S1)가 턴오프될 때 소등한다. 제2 스위치소자(S2)의 일측 단자는 제2 피드백단자(FB2)와 피드백 전압 검출부(23)의 제2 입력단자 사이의 노드에 접속되고, 제2 스위치소자(S2)의 타측 단자는 기저전압원(GND)에 접속된 다. 이 제2 스위치소자(S2)는 제2 PWM 신호(PWM2)의 하이논리전압에 응답하여 턴온되어 제2 피드백단자(FB2)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 형성하는 반면, 제2 PWM 신호(PWM2)의 로우논리 전압에 응답하여 턴오프되어 제2 피드백단자(FB2)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 개방한다. 제2 LED열(LS2)은 제2 스위치소자(S2)가 턴온될 때 전류가 흘러 점등하고 제2 스위치소자(S2)가 턴오프될 때 소등한다. 제3 스위치소자(S3)의 일측 단자는 제3 피드백단자(FB3)와 피드백 전압 검출부(23)의 제3 입력단자 사이의 노드에 접속되고, 제3 스위치소자(S3)의 타측 단자는 기저전압원(GND)에 접속된다. 이 제3 스위치소자(S3)는 제3 PWM 신호(PWM3)의 하이논리전압에 응답하여 턴온되어 제3 피드백단자(FB3)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 형성하는 반면, 제3 PWM 신호(PWM3)의 로우논리 전압에 응답하여 턴오프되어 제3 피드백단자(FB3)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 개방한다. 제3 LED열(LS3)은 제3 스위치소자(S3)가 턴온될 때 전류가 흘러 점등하고 제3 스위치소자(S3)가 턴오프될 때 소등한다. 제4 스위치소자(S4)의 일측 단자는 제4 피드백단자(FB4)와 피드백 전압 검출부(23)의 제4 입력단자 사이의 노드에 접속되고, 제4 스위치소자(S4)의 타측 단자는 기저전압원(GND)에 접속된다. 이 제4 스위치소자(S4)는 제4 PWM 신호(PWM4)의 하이논리전압에 응답하여 턴온되어 제4 피드백단자(FB4)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 형성하는 반면, 제4 PWM 신호(PWM4)의 로우논리 전압에 응답하여 턴오프되어 제4 피드백단자(FB4)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 개방한다. 제4 LED열(LS4)은 제4 스위치소자(S4)가 턴온될 때 전류가 흘러 점등하고 제4 스위치소자(S4)가 턴오프될 때 소등한다. 제5 스위치소 자(S5)의 일측 단자는 제5 피드백단자(FB5)와 피드백 전압 검출부(23)의 제5 입력단자 사이의 노드에 접속되고, 제5 스위치소자(S5)의 타측 단자는 기저전압원(GND)에 접속된다. 이 제5 스위치소자(S5)는 제5 PWM 신호(PWM5)의 하이논리전압에 응답하여 턴온되어 제5 피드백단자(FB5)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 형성하는 반면, 제5 PWM 신호(PWM5)의 로우논리 전압에 응답하여 턴오프되어 제5 피드백단자(FB5)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 개방한다. 제5 LED열(LS5)은 제5 스위치소자(S5)가 턴온될 때 전류가 흘러 점등하고 제5 스위치소자(S5)가 턴오프될 때 소등한다. 제6 스위치소자(S6)의 일측 단자는 제6 피드백단자(FB6)와 피드백 전압 검출부(23)의 제6 입력단자 사이의 노드에 접속되고, 제6 스위치소자(S6)의 타측 단자는 기저전압원(GND)에 접속된다. 이 제6 스위치소자(S6)는 제6 PWM 신호(PWM6)의 하이논리전압에 응답하여 턴온되어 제6 피드백단자(FB6)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 형성하는 반면, 제6 PWM 신호(PWM6)의 로우논리 전압에 응답하여 턴오프되어 제6 피드백단자(FB6)와 기저전압원(GND) 사이에 전류패스를 개방한다. 제6 LED열(LS6)은 제6 스위치소자(S6)가 턴온될 때 전류가 흘러 점등하고 제6 스위치소자(S6)가 턴오프될 때 소등한다.
이러한 LED 드라이버(21)는 LED 채널 수를 감지하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)의 위상차를 최적 조건으로 자동 조정한다.
도 2와 같이 LED 드라이버(21)에 6 개의 LED열들(LS1 내지 LS6)이 접속되면, 피드백 전압 검출부(23)는 제1 내지 제6 피드백단자들(FB1 내지 FB6)을 통해 입력되는 전류양을 감지하여 LED 드라이버(21)의 LED 채널 수를 '6'으로 판단하고 그 채널 수 정보를 구동전압 발생부(22)와 PWM 제어부(24)에 공급한다. 그러면 구동전압 발생부(22)는 입력 전압을 6 개의 LED열들(LS1 내지 LS6)의 구동에 적합한 전압만큼 부스트하여 출력 전압을 발생한다. PWM 제어부(24)는 도 7과 같이 360/LED 채널 수 = 360/6 = 60°의 위상차로 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)을 순차적으로 지연시킨다. 도 7과 같이 60°의 위상차로 순차적으로 지연되는 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)은 LED열들(LS1 내지 LS6)을 순차적으로 점등시킴으로써 매 순간마다 두 개의 LED열들을 점등시켜 백라이트 유닛으로부터 액정표시패널(10) 쪽으로 조사되는 광량을 일정한 수준으로 유지시킨다. 따라서, 도 7과 같은 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)에 의해 발광하는 LED열들(LS1 내지 LS6)에 의해 액정표시패널(10)에 일정한 광량으로 광이 조사되므로 액정표시패널(10)의 표시 영상에서 광량 변동으로 인한 노이즈 예컨대, 물결 노이즈가 보이지 않는다. PWM 제어부(24)는 LED 채널 수가 '6'이면 도 7과 같이 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)의 듀티비를 대략 17%로 제어하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)이 서로 중첩(Overlap)되지 않도록 제어할 수 있고 또한, 도 11과 같이 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)의 듀티비를 대략 50% 정도로 증가시킴으로써 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)을 서로 중첩시켜 액정표시패널(10)에 조사되는 휘도를 더 높일 수도 있다. PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)의 듀티비 증가로 인하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)이 중첩되는 경우에, PWM 제어부(24)는 액정표시패널(10)에 조사되는 광량이 항상 동일하게 되도록 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)의 듀티비를 제어한다.
도 4는 LED 드라이버(21)에 4 개의 LED열들(LS1 내지 LS4)이 접속된 상태를 보여 준다. 이 LED 드라이버(21)의 최대 LED 채널 수는 6 개이므로 LED열들(LS1 내지 LS4)이 접속되지 않은 두 개의 피드백단자들(FB5, FB6)은 풀다운 저항을 통해 기저전압원(GND)에 접속된다. 이렇게 LED 드라이버(21)에 4 개의 LED열들(LS1 내지 LS4)이 접속되면, 피드백 전압 검출부(23)는 제1 내지 제4 피드백단자들(FB1 내지 FB4)을 통해 입력되는 전류양을 감지하여 LED 드라이버(21)의 LED 채널 수를 '4'로 판단하고 그 채널 수 정보를 구동전압 발생부(22)와 PWM 제어부(24)에 공급한다. 그러면 구동전압 발생부(22)는 입력 전압을 4 개의 LED열들(LS1 내지 LS4)의 구동에 적합한 전압만큼 부스트하여 출력 전압을 발생한다. PWM 제어부(24)는 도 8과 같이 360/LED 채널 수 = 360/4 = 90°의 위상차로 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)을 순차적으로 지연시킨다. 90°의 위상차로 순차적으로 지연되는 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)은 LED열들(LS1 내지 LS4)을 순차적으로 점등시킴으로써 매 순간마다 한 개의 LED열들을 점등시켜 백라이트 유닛으로부터 액정표시패널(10) 쪽으로 조사되는 광량을 일정한 수준으로 유지시킨다. 따라서, PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)에 의해 발광하는 LED열들(LS1 내지 LS4)에 의해 액정표시패널(10)에 일정한 광량으로 광이 조사되므로 액정표시패널(10)의 표시 영상에서 광량 변동으로 인한 노이즈가 보이지 않는다. PWM 제어부(24)는 LED 채널 수가 '4' 일 때 도 8과 같이 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)의 듀티비를 대략 25%로 제어하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)이 서로 중첩(Overlap)되지 않도록 제어할 수 있고 또한, PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)의 듀티비를 50% 이상 증가시킴으로써 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)을 서로 중첩시켜 액정표시패널(10)에 조사되는 휘도를 더 높일 수도 있다. PWM 신호 들(PWM1 내지 PWM4)의 듀티비 증가로 인하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)이 중첩되는 경우에, PWM 제어부(24)는 액정표시패널(10)에 조사되는 광량이 항상 동일하게 되도록 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)의 듀티비를 제어한다.
한편, LED 드라이버(21)의 LED 채널 수가 '5'이면, PWM 제어부(24)는 360/5 = 72°의 위상차로 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM4)을 순차적으로 지연시킨다.
도 5는 LED 드라이버(21)에 3 개의 LED열들(LS1 내지 LS3)이 접속된 상태를 보여 준다. 이 LED 드라이버(21)의 최대 LED 채널 수는 6 개이므로 LED열들(LS1 내지 LS3)이 접속되지 않은 세 개의 피드백단자들(FB4 내지 FB6)은 풀다운 저항을 통해 기저전압원(GND)에 접속된다. 이렇게 LED 드라이버(21)에 3 개의 LED열들(LS1 내지 LS3)이 접속되면, 피드백 전압 검출부(23)는 제1 내지 제3 피드백단자들(FB1 내지 FB3)을 통해 입력되는 전류양을 감지하여 LED 드라이버(21)의 LED 채널 수를 '3'으로 판단하고 그 채널 수 정보를 구동전압 발생부(22)와 PWM 제어부(24)에 공급한다. 그러면 구동전압 발생부(22)는 입력 전압을 3 개의 LED열들(LS1 내지 LS3)의 구동에 적합한 전압만큼 부스트하여 출력 전압을 발생한다. PWM 제어부(24)는 도 9와 같이 360/LED 채널 수 = 360/3 = 120°의 위상차로 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)을 순차적으로 지연시킨다. 120°의 위상차로 순차적으로 지연되는 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)은 LED열들(LS1 내지 LS3)을 순차적으로 점등시킴으로써 매 순간마다 한 개의 LED열들을 점등시켜 백라이트 유닛으로부터 액정표시패널(10) 쪽으로 조사되는 광량을 일정한 수준으로 유지시킨다. 따라서, PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)에 의해 발광하는 LED열들(LS1 내지 LS3)에 의해 액정표시 패널(10)에 일정한 광량으로 광이 조사되므로 액정표시패널(10)의 표시 영상에서 광량 변동으로 인한 노이즈가 보이지 않는다. PWM 제어부(24)는 LED 채널 수가 '3' 일 때 도 9와 같이 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)의 듀티비를 대략 33%로 제어하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)이 서로 중첩(Overlap)되지 않도록 제어할 수 있고 또한, PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)의 듀티비를 50% 이상 증가시킴으로써 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)을 서로 중첩시켜 액정표시패널(10)에 조사되는 휘도를 더 높일 수도 있다. PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)의 듀티비 증가로 인하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)이 중첩되는 경우에, PWM 제어부(24)는 액정표시패널(10)에 조사되는 광량이 항상 동일하게 되도록 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)의 듀티비를 제어한다.
도 6은 LED 드라이버(21)에 2 개의 LED열들(LS1, LS2)이 접속된 상태를 보여 준다. 이 LED 드라이버(21)의 최대 LED 채널 수는 6 개이므로 LED열들(LS1, LS2)이 접속되지 않은 네 개의 피드백단자들(FB3 내지 FB6)은 풀다운 저항을 통해 기저전압원(GND)에 접속된다. 이렇게 LED 드라이버(21)에 2 개의 LED열들(LS1, LS2)이 접속되면, 피드백 전압 검출부(23)는 제1 및 제2 피드백단자들(FB1, FB2)을 통해 입력되는 전류양을 감지하여 LED 드라이버(21)의 LED 채널 수를 '2'로 판단하고 그 채널 수 정보를 구동전압 발생부(22)와 PWM 제어부(24)에 공급한다. 그러면 구동전압 발생부(22)는 입력 전압을 2 개의 LED열들(LS1, LS2)의 구동에 적합한 전압만큼 부스트하여 출력 전압을 발생한다. PWM 제어부(24)는 도 10과 같이 360/LED 채널 수 = 360/2 = 180°의 위상차로 PWM 신호들(PWM1, PWM2)을 순차적으로 지연시킨다. 180°의 위상차로 순차적으로 지연되는 PWM 신호들(PWM1, PWM2)은 LED열 들(LS1, LS2)을 순차적으로 점등시킴으로써 매 순간마다 한 개의 LED열들을 점등시켜 백라이트 유닛으로부터 액정표시패널(10) 쪽으로 조사되는 광량을 일정한 수준으로 유지시킨다. 따라서, PWM 신호들(PWM1, PWM2)에 의해 발광하는 LED열들(LS1, LS2)에 의해 액정표시패널(10)에 일정한 광량으로 광이 조사되므로 액정표시패널(10)의 표시 영상에서 광량 변동으로 인한 노이즈가 보이지 않는다. PWM 제어부(24)는 LED 채널 수가 '2' 일 때 도 10과 같이 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)의 듀티비를 50%로 제어하여 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM3)이 서로 중첩(Overlap)되지 않도록 제어한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 구동방법의 제어 수순을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 구동방법은 LED 드라이버(21)에 전원을 인가하여 LED 드라이버(21)를 구동함으로써 LED열들(LS1 내지 LS6)에 구동 전압을 공급한다.(121) LED 드라이버(21)는 피드백단자들(FB1 내지 FB6) 각각을 통해 입력되는 전류를 순차적으로 감지하여 LED 채널 수를 판단한다.(122 내지 124)
이어서, LED 드라이버(21)는 인식된 LED 채널 수만큼 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)의 위상차 분주값을 계산한다. 이 때 LED 드라이버(21)의 PWM 제어부(24)는 전술한 실시예들과 같이 360을 LED 채널 수로 나누어 분주하여 분주값을 산출한다.(125)
이어서, LED 드라이버(21)는 분주값으로 결정된 위상차만큼 PWM 신호들(PWM1 내지 PWM6)의 위상을 순차적으로 쉬프트시켜 LED 채널별로 지연 구동을 적용한다.(126 및 127)
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 LED 드라이버와 그 LED 드라이버에 접속되는 6 개의 LED 채널을 보여 주는 회로도이다.
도 3은 LED열을 보여 주는 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 LED 드라이버와 그 LED 드라이버에 접속되는 4 개의 LED 채널을 보여 주는 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시된 LED 드라이버와 그 LED 드라이버에 접속되는 3 개의 LED 채널을 보여 주는 회로도이다.
도 6은 도 1에 도시된 LED 드라이버와 그 LED 드라이버에 접속되는 2 개의 LED 채널을 보여 주는 회로도이다.
도 7은 LED 채널 수가 6일 때 PWM 신호들의 위상차를 보여 주는 파형도.
도 8은 LED 채널 수가 4일 때 PWM 신호들의 위상차를 보여 주는 파형도.
도 9는 LED 채널 수가 3일 때 PWM 신호들의 위상차를 보여 주는 파형도.
도 10은 LED 채널 수가 2일 때 PWM 신호들의 위상차를 보여 주는 파형도.
도 11은 LED 채널 수가 6이고 PWM 신호들의 듀티비가 50%일 때 PWM 신호들의 위상차를 보여 주는 파형도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 구동방법의 제어 수순을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
21 : LED 드라이버 22 : 구동전압 발생부
23 : 피드백 전압 검출부 24 : PWM 제어부

Claims (6)

  1. 다수의 LED열들; 및
    상기 LED열들이 접속되는 전원 출력단자와 피드백단자들을 포함하고, 순차적으로 지연되는 PWM 신호들에 따라 상기 LED들을 순차적으로 구동하는 LED 드라이버를 구비하고,
    상기 LED 드라이버는 상기 피드백단자들을 통해 입력되는 신호들에 기초하여 구동 가능한 LED 채널 수를 판단하고, 상기 LED 채널 수에 따라 조정되는 위상차 값만큼 상기 PWM 신호들을 순차적으로 지연시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 광원 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 드라이버는 360을 상기 LED 채널 수로 나눈 분주값으로 상기 위상차를 결정하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 광원 구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 드라이버는,
    상기 피드백단자들을 통해 입력되는 상기 LED열들의 전류를 감지하여 상기 LED 채널 수를 발생하는 피드백 전압 검출부;
    상기 LED열들에 공급되는 LED 구동전압을 발생하고 상기 LED 채널 수에 따라 상기 LED 구동전압을 조정하는 구동전압 발생부; 및
    상기 LED 채널 수에 반비례하는 위상차만큼 상기 PWM 신호들을 지연시키는 PWM 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 광원 구동장치.
  4. LED 드라이버의 전원 출력단자와 피드백단자들 사이에 다수의 LED열들을 접속시키는 단계;
    상기 LED 드라이버를 구동시켜 상기 LED열들에 LED 구동전압을 공급하고 상기 피드백단자들을 통해 입력되는 신호에 기초하여 상기 LED 드라이버에 의해 구동 가능한 LED 채널 수를 판단하는 단계;
    상기 LED 채널 수에 따라 조정되는 위상차값만큼 PWM 신호들을 순차적으로 지연시키는 단계; 및
    상기 PWM 신호들에 따라 상기 LED열들을 순차적으로 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 광원 구동방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    360을 상기 LED 채널 수로 나눈 분주값으로 상기 위상차를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 광원 구동방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 LED 채널 수에 따라 상기 구동전압을 조정하는 단계를 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 광원 구동방법.
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