KR20100075636A - 모듈러 전자 디스플레이 제어를 위한 장치 및 기술 - Google Patents

모듈러 전자 디스플레이 제어를 위한 장치 및 기술 Download PDF

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투샤르 헤람 다야구드
딜리프 에스
헨드리크 산토
안잔 센
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엠실리카
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Abstract

본 발명은 디스플레이의 모듈러 백라이팅 제어를 위한 장치 및 기술들을 개시한다. 디스플레이는 LED들의 다수의 스트링을 포함한다. 디스플레이는 몇 개의 섹션들로 분할되고, 각각의 섹션은 하나 또는 그 이상의 LED들의 스트링들을 포함한다. 로컬 컨트롤러는 각각의 섹션에 할당된다. 로컬 컨트롤러는 자신의 섹션들에 있는 LED들의 스트링들로부터 피드백 신호들을 수신하고 자신들의 스트링들의 구동 전압들 및 구동 전류들을 제어한다. 로컬 컨트롤러들은 서로 통신하고 또한 주 시스템 컨트롤러와도 통신한다.

Description

모듈러 전자 디스플레이 제어를 위한 장치 및 기술{APPARATUS AND TECHNIQUE FOR MODULAR ELECTRONIC DISPLAY CONTROL}
본 발명은 백라이팅(backlighting)을 위한 발광 다이오드(LED)들을 이용하는 디스플레이들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, LED들이 몇 개의 섹션들로 분할되고, 서로 다른 섹션들을 제어하기 위해 서로 다른 로컬 컨트롤러들이 할당되는 모듈러 제어 아키텍처를 개시한다.
도 1을 참조하면, 픽셀 회로(104)와 백라이팅 회로(106)를 포함하는 디스플레이(100)가 도시되어 있다. 디스플레이(100)는 액정 디스플레이를 포함할 수 있다. 픽셀 회로(104)는 행들 및 열들의 매트릭스로 정렬된 대규모의 픽셀들, 예를 들면, 2백만 개의 픽셀들을 포함한다. 픽셀 매트릭스는 픽셀 드라이버들에 의해 구동된다. 시스템 컨트롤러(102)는 픽셀 드라이버들을 통해 픽셀들을 제어한다. 시스템 컨트롤러(102)는 조사될 픽셀을 선택하고 또한 픽셀 드라이버들을 통해 그 픽셀에 이미지 데이터를 제공한다.
시스템 컨트롤러(102)는 또한 백라이팅 회로(106)를 제어한다. 백라이팅 회로(106)는 디스플레이들에게 백라이트를 제공한다. 다수의 디스플레이들에서는, 하나 또는 그 이상의 음극선 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL)들에 의해 백라이트가 제공된다. 그러나 최근 디스플레이 제조자들은 디스플레이들에게 백라이트를 제공하기 위해 발광 다이오드(LED)들을 이용하는 것을 시도하고 있다. LED들은 일반적으로 다수의 스트링으로 정렬된다. 각각의 스트링은 직렬 구성으로 서로 연결된 몇 개의 LED들을 포함한다.
LED 스트링들은 다수의 상이한 구성들로 정렬될 수 있다. 그러한 구성 중 하나는 도 2(a)에 도시된 바와 같은 병렬 구성이다. 도 2(a)에서, LED(202)들은 병렬 LED 스트링(204)들로 정렬되어 있다. 각각의 LED 스트링(204)들의 일단부는 드라이브 전압 소스(206)에 연결된다. 각각의 LED 스트링(204)들의 타단부는 접지에 연결된다. 또 다른 구성은 도 2(b)에 도시된 바와 같이 다양한 LED 스트링(208)들이 얽혀있는(interwined) 것 같은 십자형 구성이다. LED 스트링(204, 208)은 전류가 그들 LED를 흐를 때 광을 발광하고, 이에 의해 백라이트를 제공한다. LED 스트링(204 또는 208)의 각각의 LED(202)를 통해 흐르는 전류는 그 스트링의 LED들이 직렬 구성으로 연결되어 있기 때문에 동일하다.
LED 스트링(204 또는 208)을 통해 흐르는 전류는 LED(202)의 구동 전류로서 알려져 있다. LED(202)의 구동 전류는 전형적으로 전압을 LED 스트링(204 또는 208)의 일단에 인가하고 LED 스트링(204 또는 208)의 타단을 접지에 접속함으로써 생성된다. LED 스트링(204 또는 208)에 인가되는 전압은 LED 스트링(204 또는 208)의 구동 전압으로서 알려져 있다. LED 스트링들(204 또는 208)의 구동 전압들 및 구동 전류들은 일반적으로 디스플레이를 하우징하는(housing) 디바이스의 시스템 컨트롤러, 예를 들면, 텔레비전 세트의 시스템 컨트롤러에 의해 관리된다.
도 3은 드라이브 전압 소스(302), LED 스트링들(304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318), 및 시스템 컨트롤러(340)를 포함하는 종래의 디스플레이(300)를 도시한다. LED 스트링들(304, 306, 308, 310, 312, 314, 316 및 318)은 전계 효과 트랜지스터(FET)들(320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 및 334)에 각각 접속된다. 전압 소스(302)는 공통 노드에서 각각의 LED 스트링(304, 306, 308, 310, 312, 314, 316 및 318)의 일단에 접속된다. 전압 소스(302)는 동일한 구동 전압을 모든 LED 스트링들(304, 306, 308, 310, 312, 314, 316 및 318)에 제공한다. 전압 소스(302)는 시스템 컨트롤러(340)와 인터페이싱한다. 시스템 컨트롤러(340)는 또한 FET들(320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 및 334)와 인터페이싱한다.
시스템 컨트롤러(340)는 전압 소스(302)를 통해 구동 전압의 레벨을 제어한다. 시스템 컨트롤러(340)는 또한 FET들(320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 및 334)의 게이트들(G)에 접속된다. 시스템 컨트롤러(340)는 게이트 전압들을 FET들(320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 및 334)에 선택적으로 제공함으로써 LED 스트링들(304, 306, 308, 310, 312, 314, 316 및 318)을 접지에 선택적으로 연결하고, 이에 의해 전압 소스(302)와 접지 간에 전기 경로를 생성하고 구동 전류들을 LED 스트링들(304, 306, 308, 310, 312, 314, 316 및 318)을 통해 흐르게 할 수 있다.
일반적으로, 시스템 컨트롤러(340)는 디스플레이를 하우징하는 디바이스, 예를 들면, 텔레비전 세트의 모든 양상들을 제어한다. 텔레비전 세트의 시스템 컨트롤러(340)는, 전력 관리, 아날로그 투 디지털 투 아날로그(analog to digital to analog) 신호 변환, 픽셀 회로용 행 및 열 드라이버들을 제어하는 것, 백라이팅 회로를 제어하는 것, 다양한 채널들에 대해 비디오 및 오디오 피드를 수신하는 수신기와 인터페이싱하는 것을 포함하는 전체적인 시스템 기능들을 멀티태스킹하고 제어하는 고속 중앙 처리 유닛(CPU)을 일반적으로 포함하는 정밀한(sophisticated) 디바이스이다. 시스템 컨트롤러(340)는 대량의 작업 부하를 수반하고 작업 부하의 멀티태스킹을 수행하기 위해 대량의 메모리 및 고속 CPU를 요구한다. 시스템 컨트롤러(340)의 작업 부하를 줄이고 또한 몇몇 작업들을 시간상 병렬로 시스템 컨트롤러(340)에 의해 수행하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 메모리 및 프로세서 속도를 더 작게 요구하고 새로운 작업들을 수행하는데 이용될 수 있는 보다 양호하고 유연한(flexible) 디스플레이 시스템을 제공할 것이다.
본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트를 형성하는 LED 스트링들을 제어하기 위한 장치 및 기술들을 개시한다. 디스플레이는 몇 개의 섹션들로 분할되고 각각의 섹션에는 로컬 컨트롤러가 할당된다. 로컬 컨트롤러는 그 섹션에 할당된 섹션 내부의 LED 스트링들을 제어한다. 로컬 컨트롤러는 자신의 섹션에 있는 LED 스트링들로부터 피드백 신호들을 수신하고 그 피드백을 사용하여 리드(lead) 스트링을 선택하고 그 LED 스트링들을 위한 구동 전압들 및 전류들을 설정한다. 로컬 컨트롤러는 애플리케이션 특정 집적 회로이다. 각각의 LED 스트링은 전계 효과 트랜지스터(FET)에 접속된다. FET들은 로컬 컨트롤러 내측에 위치되거나 로컬 컨트롤러 외측에 위치될 수 있다. FET들은 LED 스트링들을 통해 흐르는 전류들을 표시하는 피드백 신호들을 로컬 컨트롤러에 제공한다. 로컬 컨트롤러는 전압들을 FET들의 게이트에 선택적으로 제공하여 FET들을 선택적으로 턴온시킨다. 전압들을 FET들의 게이트들에 선택적으로 제공하기 위한 타이밍, 듀티(duty) 및 위상 정보는 시스템 컨트롤러에 의해 로컬 컨트롤러로 제공될 수 있다. LED 스트링은 자신의 FET가 턴온될 때에만 그 LED 스트링을 통해 전류가 흐르도록 전기 경로를 제공한다. 디스플레이의 로컬 컨트롤러들은 서로 통신하고 자신들의 각각의 LED 스트링들에 관해 서로 정보를 공유한다. 로컬 컨트롤러들은 또한 로컬 컨트롤러들과 시스템 컨트롤러가 서로 동기되는 것을 보장하도록 디스플레이의 시스템 컨트롤러와 서로 통신하여 시스템 컨트롤러로부터의 동기 신호들을 수신한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들 및 이점들은 첨부 도면과 결합하여 취해진 다음의 상세한 설명을 고려하면 명백해 질 것이고, 첨부 도면에서 유사한 참조 부호들은 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 지칭한다.
도 1은 디스플레이의 고레벨 기능 블록도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 디스플레이를 위한 예시적 대체 LED 스트링들 정렬들을 도시한다.
도 3은 디스플레이를 위한 종래의 백라이팅 시스템에 대한 기능 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 예시적 백라이팅 시스템에 대한 기능 블록도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 예시적 로컬 컨트롤러에 대한 기능 블록도를 도시한다.
본 발명은 백라이트 LED들을 제어하기 위한 모듈러 접근법을 제공한다. 본 발명은 백라이트 제어 기능을 수행할 수 있는 ASIC(application specific integrated circuit)을 개시한다. 본 발명의 ASIC은 LCD TV들, 표지판(signage), 스크롤링 LCD 표면들, 일반적인 조명, 스타디움들, 콘서트들, 장식들 등에서의 LED 배경막들(backdrops)과 같은 응용들의 디스플레이들에서 백라이팅 제어를 위해 사용될 수 있는 로컬 컨트롤러이다. 본 발명의 장치 및 기술들은 광범위의 크기들 및 전력 등급(rating)들의 디스플레이 디바이스에 적용가능하다. 예를 들면, 본 발명의 장치 및 기술들은 40 밀리와트(mW)의 전력을 소모하는 저전력 LED로부터 5 와트(W)의 전력을 소모하는 고전력 LED까지의 범위에 있는 LED들에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따라, 디스플레이의 LED들은 몇 개의 섹션들로 분할되고, 각각의 섹션을 제어하기 위해 본 발명의 개별 ASIC이 할당된다. 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 본 발명의 ASIC들은 시스템 컨트롤러와 상호작용하고, 시스템 컨트롤러의 작업 부하를 공유한다. 본 발명의 또 다른 양상에 따라, ASIC은 시스템 컨트롤러로부터 동기 신호를 수신하여 ASIC의 동작을 시스템 컨트롤러와 동기시킨다. 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 로컬 컨트롤러들은 서로 통신하고, 자신들의 제어 하에 있는 LED 스트링들에 관한 정보를 공유한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 본 발명의 ASIC은 제어를 위해 할당된 LED 스트링들의 섹션으로부터 피드백 신호들을 수신하고, 이런 피드백 신호들을 사용하여 리드 스트링(lead string)을 선택하고, 그 LED 스트링들의 구동 전압들 및 전류들을 제어한다. 본 발명의 또 다른 양상에 따라, LED 스트링들을 선택적으로 턴온 및 턴오프하는데 사용되는 전계 효과 트랜지스터(FET)들이 ASIC 상에 위치된다. 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 그 FET들은 ASIC 외부에 위치되어 ASIC에 접속된다. 본 발명의 또 다른 양상에서, FET들을 제어하기 위한 타이밍, 듀티 및 위상 정보는 시스템 컨트롤러에 의해 로컬 컨트롤러에 제공될 수 있다. 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 본 발명의 ASIC은 포워드 및 플라이백 컨버터들과 같은 고립된 전력 토폴로지들과 벅(Buck), 부스트(Boost) 및 유도(derived) 토폴로지들과 같은 비고립 토폴로지들 모두와 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 시스템의 예시적 기능 블록도를 도시한다. 여덟 개의 스트링의 LED들(404, 406, 408, 410, 412, 414, 416 및 418)을 포함하는 디스플레이(400)가 도시되어 있다. 전압 소스(402)는 전력을 전력 컨버터/레귤레이터(450)로 피드(feed)한다. 전압 소스(402)는 AC-DC 컨트롤러 또는 DC 대 DC 컨트롤러일 수 있다. 전력 컨버터/레귤레이터(450)는 포워드 또는 플라이백 컨버터같은 고립된 토폴로지, 또는 벅, 부스트 또는 유도된 컨버터 토폴로지 같은 비고립 토폴로지를 가질 수 있다. 전압 소스(402)는 전력 컨버터(450)에 오프-라인 DC 공급 또는 배터리 전력을 제공할 수 있다. PWM 컨트롤러(450)의 출력은 LED 스트링들(404-418)을 구동하는 구동 전압(Vout)이다. PWM 컨트롤러는 선택된 펄스 폭들의 구동 전압(Vout)을 제공하도록 프로그래밍가능할 수 있다. 펄스 폭들은 희망하는 순간(instantaneous), 평균 또는 총 구동 전압(Vout)에 기초하여 선택될 수 있다.
도 4의 예시적 실시예에서, 디스플레이(400)는 네 개로 분할된다. 당업자라면 디스플레이가 다양한 다른 수의 섹션들로 분할될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 각각의 섹션에는 그 섹션의 LED 스트링들을 제어하기 위한 로컬 컨트롤러(LC)(442, 444, 446 또는 448)가 할당된다. 로컬 컨트롤러(LC)(442, 444, 446 또는 448)는 시스템 신호들을 수용하여 처리하는 지능형 컨트롤러이다. 예를 들면, TV 시스템에서, LC(442, 444, 446 또는 228)는 타이밍 컨트롤러로부터 수평 동기(HSYNC) 및 수직 동기(VSYNC) 신호들을 수용할 것이다. LC1(442)는 섹션 1의 LED 스트링들(404 및 406)을 제어한다. LC2(444)는 섹션2의 LED 스트링들(408 및 410)을 제어한다. LC3(446)는 섹션 3의 LED 스트링들(412 및 414)을 제어한다. LC4(448)는 섹션 4의 LED 스트링들(416 및 418)을 제어한다. 시스템 컨트롤러(440)는 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)에 접속된 것으로 도시되어 있다. 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)은 또한 서로 접속된다.
PWM 컨트롤러(450)는 공통 노드에서 LED 스트링들(404-418) 각각의 일단에 접속된 것을 도시되어 있다. LED 스트링들(404-418)은 전계 효과 트랜지스터(FET)들(도시 생략)을 통해 접지에 접속된다. 일 실시예에서, FET들은 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448) 내측에 위치된다. 또 다른 실시예에서, FET들은 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448) 외측에 위치된다. LED 스트링들(404 및 406)에 접속된 FET들의 드레인들, 소스들 및 게이트들은 LC1(442)에 접속된다. 유사하게, LED 스트링들(408 및 410)에 접속된 FET들의 드레인들, 소스들 및 게이트들은 LC2(444)에 접속된다. LC1(442)은 LED 스트링들(404 및 406)의 FET들의 게이트들을 선택적으로 구동할 수 있다. LC1(442)은 LED 스트링들(404 및 406)의 FET들의 드레인들 및/또는 소스들로부터 피드백 신호들을 수신한다. 유사하게, LC2(444)는 LED 스트링들(408 및 410)의 FET들의 게이트들을 선택적으로 구동할 수 있다. LC2(444)는 LED 스트링들(408 및 410)의 FET들의 드레인들 및/또는 소스들로부터 피드백 신호들을 수신할 수 있다.
LC1(442)은 피드백 신호들을 사용하여 섹션 1에서 리드 스트링을 결정할 수 있다. 리드 스트링은 최고 포워드 전압을 갖는 스트링이고, 따라서 희망하는 전류(즉, 희망하는 휘도)를 생성하기 위해 최고의 구동 전압 레벨(Vout)을 요구한다. 섹션 1의 LED 스트링들의 구동 전압 레벨은 리드 스트링이 희망하는 전류를 생성하도록 하는데 요구되는 최소 구동 전압 레벨(Vout) 또는 그 이상이어야 한다. 도 4의 실시예에서, 섹션 1에 대한 리드 스트링은 LED 스트링(404) 또는 LED 스트링(406)으로부터 선택될 것이다. 그러나, 당업자라면 섹션 1이 단지 두 개보다 더 많은 다수의 LED 스트링들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 당업자는 LED 스트링이 다양한 수의 LED들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 부가적으로, 일 실시예에서, 각각의 로컬 컨트롤러(LC)(442, 444, 446 또는 448)는 상이한 컬러들의 LED 스트링들을 구동할 수 있다. 이 실시예에서, 상이한 컬러들의 LED 스트링들에 전력을 공급하기 위한 다수의 전력 컨버터들/레귤레이터들(450)이 사용될 수 있다. 예를 들면, 한 전력 컨버터/레귤레이터(450)는 적색 LED 스트링들에게 전력을 공급할 수 있고, 다른 전력 컨버터/레귤레이터(450)는 청색 LED 스트링들에게 전력을 공급할 수 있다.
네 개의 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)는 전력 컨버터/레귤레이터(450)에 접속되고, 그 전력 컨버터/레귤레이터(450)에 의해 LED 스트링들(404-418)에 제공되는 구동 전압(Vout)의 레벨을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 네 개의 섹션들의 LED들이 순차적으로 조사되고, 따라서, 그 섹션에 대한 조사 기간동안 구동 전압 레벨(Vout)을 결정하기 위해 섹션의 리드 스트링이 사용된다. 또 다른 실시예에서, 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)는 어떤 리드 스트링이 최고 포워드 전압을 갖는지를 결정하기 위해 자신들의 각각의 리드 스트링들에 관한 정보를 공유한다. 그 실시예에서, 최고 포워드 전압을 갖는 리드 스트링은 구동 전압(Vout) 레벨을 설정하는데 사용된다. 당업자는 LED 스트링들의 물리적 특성들이 빈번하게 변하고, 따라서, 리드 스트링이 때때로 변할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)는 자신들의 각각의 섹션들에서 리드 스트링들을 주기적으로 결정하도록 구성된다.
LED 스트링들(404 및 406)에 제공된 구동 전압 레벨(Vout)을 제어함으로써, 그리고, LED 스트링들(404 및 406)에 접속된 FET들의 온 시간들(on times)을 제어함으로써, LC1(442)은 LED 스트링들(404 및 406)의 구동 전류들을 제어할 수 있다. 유사하게, LED 스트링들(408 및 410)에 제공된 구동 전압(Vout)을 제어함으로써, 그리고 LED 스트링들(408 및 410)에 접속된 FET들의 온 시간들을 제어함으로써, LC2(444)는 LED 스트링들(408 및 410)의 구동 전류들을 제어한다. 당업자는 LC1(442) 및 LC2(444)가 자신들의 제어 기능들을 서로 독립적으로 수행할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)는 시스템 컨트롤러(440)에 접속된 것으로 도시되어 있다. 시스템 컨트롤러(440)는 텔레비전 세트 또는 컴퓨터 시스템의 전체적인 관리를 담당한다. 시스템 컨트롤러(440)는 디스플레이(400)의 타이밍을 제어한다. 일 실시예에서, 디스플레이(400)는 인간의 눈들에서의 시각 잔상 효과 덕분에 동영상을 형성하기 위해 적어도 초당 30 프레임들의 레이트에서 정지 영상(still image)들로 업데이트된다. 각각의 프레임은 몇 개의 스캔 라인들을 포함하고, 각각의 스캔 라인은 몇 개의 픽셀들을 포함한다. 디스플레이의 시스템 컨트롤러(440)로부터 디스플레이 드라이버들에 의해 수신되는 이미지 신호들은 일련의 픽셀들에 대응하는 데이터를 포함한다. 디스플레이 드라이버들이 각각의 픽셀 데이터에 대응하는 위치를 찾는(locate) 것을 보장하기 위해, 픽셀 데이터와는 별도로, 시스템 컨트롤러는 스캔 라인의 개시를 나타내기 위한 수평 동기(HSYNC) 신호 및 프레임의 시작을 나타내기 위한 수직 동기(VSYNC) 신호를 디스플레이 장치에 더 제공할 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템 컨트롤러(440)는, LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)가 백라이팅 제어를 픽셀 회로 제어와 동기시키기 위해 자신의 신호들을 사용할 수 있도록, 로컬 컨트롤러들(LC1-LC4)에게 동기 신호들(HSYNC 및 VSYNC)를 제공한다. 즉, 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)는 시스템 컨트롤러(440)로부터 수신된 동기 신호들을 사용하여, 주어진 시간에 이미지를 디스플레이하는 픽셀을 결정하고 그 픽셀에 대응하는 섹션에 대해 적절한 백라이트 조정들을 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 시스템 컨트롤러(440)는 LED 스트링들(404-418)의 각각의 FET들을 구동하기 위한 타이밍, 위상 및 듀티 싸이클 정보를 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)에게 제공한다. 타이밍, 위상 및 듀티 싸이클 정보는 디스플레이될 이미지의 휘도, 컬러 및 다른 속성들에 의존하여 시스템 컨트롤러(440)에 의해 결정된다.
본 발명의 예시적 대체 실시예에서, 디스플레이의 섹션들에 의하는 것 대신에 LED들의 컬러들에 따라 로컬 컨트롤러들이 할당된다. 특히, LC1(442)은 적색광을 생성하기 위해 사용되는 LED들을 제어하고, LC2(444)는 청색광을 생성하는데 사용되는 LED들을 제어하며, LC3(446)은 백색광을 생성하는데 사용되는 LED들을 제어하고, LC4(448)는 녹색광을 생성하는데 사용되는 LED들을 제어한다. 당업자는 특정 시스템 디자인의 니즈(needs)에 따라 그러한 다양한 정렬들이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 5는 본 발명의 예시적 로컬 컨트롤러 1(LC1)(442)의 기능 블록도를 도시한다. LC1은 하드웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. LC1의 컴포넌트들은 프로세싱 유닛(504), 메모리(506), 일정 전류 구동 모듈(508), 디지털 루프 피드백 모듈(510) 및 시스템 인터페이스 모듈(512)을 포함한다. LC1의 유닛들은 버스(502)에 의해 상호접속된다. 프로세싱 유닛(504)은 데이터를 처리하는데 사용될 수 있는 범용 또는 특수 목적의 마이크로프로세서일 수 있다. 메모리(506)는 프로세싱동안 데이터를 일시적으로 저장하는데 사용될 수 있다. 메모리(506)는 또한 LC1의 동작을 제어하기 위한 프로그램(들)을 저장하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 일정 전류 구동 모듈(508)은 LED 스트링들(404 및 406)에 접속된 FET들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, LED 스트링들(404 및 406)에 접속된 FET들은 LC1의 외부에 있지만 일정 전류 구동 모듈(508)에 접속된다.
일정 전류 구동 모듈(508)은 LED 스트링들(404 및 406)에 접속된 FET들의 게이트들에 전압들을 선택적으로 제공함으로써 LED 스트링들(404 및 406)을 통해 흐르는 전류를 제어한다. 전류 구동 모듈(508)은 희망하는 컬러 및 휘도에 의존하여 자신들의 FET들의 게이트를 펄싱한다(pulse). 게이트들의 펄싱은 펄스 폭 변조(PWM) 신호들을 사용함으로써 행해지는데, 이 PWM 신호들은 LC1에 대해 내부적으로 생성되고 그에 따라 시스템에 의해 생성되는 노이즈를 상당히 줄일 수 있다. 시스템 인터페이스 모듈(512)은 시스템 컨트롤러(440) 및 다른 로컬 컨트롤러들(LC2-LC4)와 인터페이싱한다. 시스템 인터페이스 모듈(512)은 시스템 컨트롤러(440)로부터 구성 정보를 수신할 뿐만 아니라, LED 스트링들(404 및 406)에 접속된 FET들의 게이트들의 선택적 펄싱을 위해 PWM 신호들을 생성하기 위한 타이밍, 위상 및 듀티 정보를 수신한다. 일정 전류 구동 모듈(508)은 또한 리드 스트링을 결정하는데 사용될 수 있다.
디지털 루프 피드백 모듈(510)은 PWM 컨트롤러(450)와 인터페이싱하고, LED 스트링들(404 및 406)을 위한 희망하는 구동 전류들 및 리드 스트링에 의존하여 구동 전압 레벨(Vout)을 설정하는데 사용될 수 있다. LC1(442)는 LED 스트링(404) 또는 LED 스트링(406)이 리드 스트링인지를 주기적으로 결정하고 구동 전압 레벨(Vout)을 적절히 적응적으로 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)은 구조적으로 그리고 기능적으로 동일하다. 일 실시예에서, 로컬 컨트롤러들 LC1-LC4(442, 444, 446 또는 448)은 구조적으로 동일하지만 몇몇의 기능들을 상이하게 수행하도록 상이하게 프로그래밍된다.
당업자는 전술한 본 발명의 기술들, 구조들 및 방법들은 예시적이라는 것을 이해할 것이다. 본 발명은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 실시예들에서 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 디스플레이로서,
    복수의 발광 다이오드와,
    시스템 컨트롤러와,
    로컬 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 복수의 발광 다이오드의 부분을 제어하는
    디스플레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 컨트롤러는 액정 디스플레이용 시스템 컨트롤러를 포함하는 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 ASIC(application specific integrated circuit)을 포함하는 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 마이크로프로세서를 포함하는 디스플레이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 메모리를 포함하는 디스플레이.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 자신에 의해 제어되는 상기 발광 다이오드들의 부분에 대한 구동 전압을 조정하는 디스플레이.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러에 의해 제어되는 상기 발광 다이오드들의 부분은 발광 다이오드들의 하나 또는 그 이상의 스트링들로 정렬되는 디스플레이.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발광 다이오드들의 스트링은 전계 효과 트랜지스터를 통해 접지에 결합되는 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전계 효과 트랜지스터는 상기 로컬 컨트롤러 내부에 통합되는 디스플레이.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 발광 다이오드들의 하나 또는 그 이상의 스트링들을 통해 흐르는 전류들을 나타내는 피드백 신호들을 수신하는 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 피드백 신호들에 기초하여 리드 스트링(lead string)을 주기적으로 선택하는 디스플레이.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 리드 스트링을 통해 흐르는 전류에 기초하여 상기 로컬 컨트롤러에 의해 제어되는 상기 발광 다이오드들의 부분에 대한 구동 전압을 적응적으로 조정하는 디스플레이.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 자신의 동작을 상기 시스템 컨트롤러와 동기시키기 위해 상기 시스템 컨트롤러로부터 참조 신호를 수신하도록 구성되는 디스플레이.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드의 상이한 부분들을 제어하기 위한 복수의 로컬 컨트롤러를 더 포함하는 디스플레이.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이는 복수의 섹션으로 분할되고, 각각의 섹션의 발광 다이오드들은 상이한 로컬 컨트롤러에 의해 제어되는 디스플레이.
  16. 디스플레이를 위한 방법으로서,
    상기 디스플레이를 복수의 섹션으로 분할하는 단계와,
    상기 복수의 섹션 중의 각각의 섹션에 대해 상이한 로컬 컨트롤러를 할당하는 단계와,
    상기 디스플레이의 한 섹션의 발광 다이오드들의 스트링들을 통해 흐르는 전류를 나타내는 피드백 신호들을 그 섹션에 할당된 로컬 컨트롤러에게 제공하는 단계와,
    상기 피드백 신호들에 기초하여 상기 섹션에 대한 리드 스트링(lead string)을 주기적으로 선택하는 단계와,
    상기 리드 스트링을 통해 흐르는 전류에 기초하여 상기 섹션의 발광 다이오드들의 구동 전압을 적응적으로 조정하는 단계와,
    시스템 컨트롤러로부터 상기 로컬 컨트롤러들에게 참조 신호를 제공하여 상기 로컬 컨트로러들의 동작을 동기시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 디스플레이용 로컬 컨트롤러로서,
    프로세싱 유닛과,
    메모리 로케이션과,
    시스템 컨트롤러로부터 참조 신호를 수신하기 위한 제1 모듈과,
    상기 디스플레이의 한 섹션의 발광 다이오드들의 복수의 스트링들을 통해 흐르는 전류들을 나타내는 피드백 신호들을 수신하기 위한 제2 모듈과,
    상기 피드백 신호들에 기초하여 상기 섹션들의 리드 스트링을 주기적으로 결정하기 위한 상기 프로세싱 유닛과,
    상기 리드 스트링을 통해 흐르는 전류에 기초하여 상기 섹션의 발광 다이오드들에 대한 구동 전압을 적응적으로 조정하기 위한 제3 모듈
    을 포함하고,
    상기 참조 신호는 상기 로컬 컨트롤러의 동작을 상기 시스템 컨트롤러와 동기시키기 위한 것인
    로컬 컨트롤러.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 ASIC(application specific integrated circuit)을 포함하는 로컬 컨트롤러.
  19. 제17항에 있어서,
    복수의 로컬 컨트롤러를 더 포함하고, 각각의 로컬 컨트롤러는 상기 디스플레이의 상이한 섹션의 발광 다이오드들을 제어하는 로컬 컨트롤러.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 발광 다이오드들의 스트링들에 결합된 복수의 전계 효과 트랜지스터들에 결합되어 상기 피드백 신호들을 수신하기 위한 상기 제2 모듈을 더 포함하고, 상기 전계 효과 트랜지스터들은 상기 로컬 컨트롤러 내에 위치되는 로컬 컨트롤러.
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