KR20110033471A - Display device, apparatus for driving light source and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시 장치, 광원 구동 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a display device, a light source driving device and a method thereof.
컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시 장치(display device)에는 스스로 발광하는 발광 다이오드(light emitting diode, LED), EL(electroluminescence), 진공 형광 표시 장치(vacuum fluorescent display, VFD), 전계 발광 소자(field emission display, FED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등이 있다.Display devices used in monitors and TVs of computers include light emitting diodes (LEDs), electroluminescence (EL), vacuum fluorescent displays (VFDs), and electroluminescent devices (fields). emission display (FED), plasma display panel (PDP), and the like, a liquid crystal display (LCD) that does not emit light by itself and requires a light source.
일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다.A general liquid crystal display device includes two display panels provided with a field generating electrode and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. A voltage is applied to the field generating electrode to generate an electric field in the liquid crystal layer, and the voltage is changed to adjust the intensity of the electric field, thereby adjusting the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image.
이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다.In this case, the light may be a separate artificial light source or natural light.
액정 표시 장치용 광원, 즉 백라이트 유닛(backlight unit) 은 광원으로서 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)나 EEFL(external electrode fluorescent lamp) 등과 같은 복수의 형광 램프(fluorescent lamp)나 발광 다이오드(LED, light emitting diode)를 사용한다.A light source for a liquid crystal display, that is, a backlight unit, is a light source and includes a plurality of fluorescent lamps or light emitting diodes such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an external electrode fluorescent lamp (EEFL). ).
형광 램프를 이용할 경우, 전력 소모가 크고 발열로 인해 액정 표시 장치의 소자 특성이 나빠진다. 또한 형광 램프가 통상적으로 막대형이므로 충격에 약하여 파손의 위험이 크고, 램프의 위치에 따라 온도가 일정하지 않아 위치별로 램프의 휘도가 달라지고, 그에 따라 액정 표시 장치의 화질이 떨어진다.In the case of using a fluorescent lamp, the power consumption is large and the device characteristics of the liquid crystal display are deteriorated due to heat generation. In addition, since fluorescent lamps are typically rod-shaped, they are susceptible to shock and have a high risk of breakage. The temperature of the lamps is not constant according to the positions of the lamps, and thus the brightness of the lamps varies from position to position.
한편, 발광 다이오드의 경우 반도체 소자이므로 수명이 길고 점등 속도가 빠르며 소비 전력이 적다. 또한 충격에 강하며 소형화 및 박막화에 유리하다.On the other hand, since the light emitting diode is a semiconductor device, it has a long life, a fast lighting speed, and low power consumption. In addition, it is strong in impact and advantageous in miniaturization and thinning.
따라서 휴대 전화기 등과 같은 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 모니터나 텔레비전과 같은 중대형 액정 표시 장치에도 백라이트 유닛의 광원으로서 발광 다이오드를 이용하는 추세이다.Therefore, a light emitting diode is used as a light source of a backlight unit not only for a small liquid crystal display such as a mobile phone but also for a medium and large liquid crystal display such as a monitor or a television.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광원의 오동작으로 인한 불량을 발생을 줄이는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to reduce the occurrence of defects due to malfunction of the light source.
이러한 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 광원 구동 장치는 구동 전압에 의해 동작하는 광원부를 구동하는 구동 장치로서, 상기 광원부로부터 출력되는 출력 전압을 이용하여 상기 광원부의 동작 상태에 대응하는 광원 동작 상태 신호를 출력하는 광원 상태 감지부, 그리고 상기 광원 동작 상태 신호를 입력 받아 상기 광원부가 비정상 상태일 때, 상기 광원부의 동작을 제어하거나 상기 구동 전압을 제어하는 광원 제어 장치를 포함한다.A light source driving apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a driving device for driving a light source unit operated by a driving voltage, the light source operation corresponding to the operating state of the light source unit using the output voltage output from the light source unit And a light source control unit configured to output a state signal, and a light source control device to control an operation of the light source unit or to control the driving voltage when the light source unit is in an abnormal state by receiving the light source operating state signal.
상기 광원 제어 장치는, 상기 광원 동작 상태 신호에 기초하여 상기 복수의 광원부의 비정상 상태를 감지하여 비정상 동작 신호를 출력하는 광원 제어부, 그리고 상기 광원 제어부로부터 비정상 동작 신호가 입력되면, 상기 광원 동작 상태 신호를 이용하여 상기 비정상 상태의 종류와 발생 위치를 판정하고, 상기 판정된 비정상 상태의 종류와 발생 위치에 대응하는 비정상 상태 정보를 상기 광원 제어부에 출력하는 광원 상태 판단부를 포함할 수 있고, 상기 광원 제어부는 상기 비정상 상태 정보에 기초하여 상기 광원부의 비정상 상태의 종류와 상기 비정상 상태가 발생한 광원부의 위치를 판정하여, 상기 비정상 상태 발생 위치에 대응하는 광원부의 동작이나 상기 비정상 정상 상태 발생 위치에 대응하는 광원부에 기초한 상기 구동 전압 제어를 중지할 수 있다.The light source control device may include: a light source controller configured to detect an abnormal state of the plurality of light source units based on the light source operating state signal and output an abnormal operation signal; and when an abnormal operation signal is input from the light source controller, the light source operating state signal. And a light source state determination unit configured to determine the type and occurrence position of the abnormal state and to output abnormal state information corresponding to the type and occurrence position of the abnormal state to the light source control unit. Determines a kind of an abnormal state of the light source unit and a position of the light source unit in which the abnormal state occurs based on the abnormal state information, and determines an operation of the light source unit corresponding to the abnormal state occurrence position or a light source unit corresponding to the abnormal normal state occurrence position. Stop the drive voltage control based on can do.
상기 비정상 상태는 개방 상태와 단락 상태 중 하나인 것이 좋다.The abnormal state is preferably one of an open state and a short state.
상기 특징에 따른 광원 구동 장치는 상기 복수의 광원부를 흐르는 전류에 기초한 전압을 감지하여 상기 구동 전압을 제어하는 피드백 제어부를 더 포함하는 할 수 있고, 상기 광원 제어부는 상기 광원부의 비정상 상태가 개방 상태일 경우, 상기 비정상 상태 발생 위치에 대응하는 광원부를 소등하고, 상기 광원부의 비정상 상태가 단락 상태일 경우, 상기 비정상 상태 발생 위치의 광원부에 대응하는 전압이 상기 피드백 제어부로 인가되는 것을 차단할 수 있다.The light source driving apparatus according to the above feature may further include a feedback controller configured to control the driving voltage by sensing a voltage based on a current flowing through the plurality of light source units, wherein the light source controller is in an open state of the light source unit. In this case, the light source unit corresponding to the abnormal state occurrence position may be turned off, and when the abnormal state of the light source unit is a short circuit state, the voltage corresponding to the light source unit at the abnormal state occurrence position may be blocked from being applied to the feedback controller.
상기 특징에 따른 광원 구동 장치는 상기 복수의 광원부와 접지 사이에 각각 연결되어 있는 복수의 스위칭 수단, 그리고 상기 복수의 광원부와 상기 피드백 사이에 각각 연결된 복수의 스위치를 구비한 스위칭부를 더 포함할 수 있고, 상기 광원 제어부는 상기 광원부의 비정상 상태가 개방 상태일 경우, 상기 복수의 스위칭 수단 중에서 상기 비정상 상태 발생 위치에 대응하는 스위칭 수단을 오프시키고, 상기 광원부의 비정상 상태가 단락 상태일 경우, 상기 복수의 스위치 중에서 상기 비정상 상태 발생 위치에 대응하는 스위치를 제어하여 상기 광원부와 상기 피드백 제어부 간의 전기적인 연결을 차단할 수 있다.The light source driving apparatus according to the above feature may further include a switching unit having a plurality of switching means connected between the plurality of light source units and the ground, and a plurality of switches respectively connected between the plurality of light source units and the feedback. The light source control unit turns off the switching means corresponding to the abnormal state occurrence position among the plurality of switching means when the abnormal state of the light source unit is in an open state, and when the abnormal state of the light source unit is a short state, The electrical connection between the light source unit and the feedback control unit may be blocked by controlling a switch corresponding to the abnormal state occurrence position among switches.
상기 광원 상태 감지부는 상기 출력 전압과 적어도 하나의 기준 전압을 이용하여 상기 광원 동작 상태 신호를 출력하는 것이 좋다. The light source state detector may output the light source operating state signal using the output voltage and at least one reference voltage.
상기 적어도 하나의 기준 전압은 제1 기준 전압과 상기 제1 기준 전압과 상이한 제2 기준 전압을 포함하고, 상기 광원 상태 감지부는 상기 복수의 출력 전압 과 상기 제1 기준 전압을 이용하여 상기 복수의 광원부의 개방 상태를 감지하고, 상기 복수의 출력 전압과 상기 제2 기준 전압을 이용하여 상기 복수의 광원부의 단락 상태를 감지할 수 있다. The at least one reference voltage includes a first reference voltage and a second reference voltage different from the first reference voltage, and the light source state detecting unit uses the plurality of output voltages and the first reference voltages. The open state of the light source may be sensed, and a short state of the light source units may be detected using the plurality of output voltages and the second reference voltage.
상기 제1 기준 전압은 상기 제2 기준 전압보다 작은 것이 바람직하다.Preferably, the first reference voltage is smaller than the second reference voltage.
상기 광원 상태 감지부는 상기 복수의 출력 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하는 복수의 제1 비교기와 상기 복수의 출력 전압과 상기 제2 전압을 비교하는 복수의 제2 비교기를 포함할 수 있다.The light source state detector may include a plurality of first comparators comparing the plurality of output voltages and the first reference voltage and a plurality of second comparators comparing the plurality of output voltages and the second voltage.
상기 광원 제어부는 상기 광원 동작 상태 신호를 저장하는 메모리부를 포함할 수 있다. The light source controller may include a memory unit that stores the light source operating state signal.
상기 광원부는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 것이 좋다.The light source unit preferably includes at least one light emitting diode.
본 발명의 다른 특징에 따른 광원 제어 장치의 구동 방법은 복수의 광원의 동작 상태에 대응하는 광원 동작 상태 신호를 이용하여 상기 광원의 비정상 상태를 제어하고, 광원 제어부와 광원 상태 판단부를 구비하는 광원 제어 장치의 구동 방법으로서, 상기 광원 제어부는, 상기 광원 동작 상태 신호를 판독하는 단계, 상기 광원 동작 상태 신호에 기초하여 상기 복수의 광원 중 적어도 하나에 비정상 상태가 발생했는지를 판단하는 단계, 그리고 상기 복수의 광원 중 적어도 하나에 비정상 상태가 발생할 경우, 비정상 동작 신호를 상기 광원 상태 판단부에 출력하는 단계를 포함하고, 상기 광원 상태 판단부는, 상기 비정상 동작 신호가 수신되면 상기 광원 동작 상태 신호를 상기 광원 제어부에 요청하는 단계, 상기 광원 제어부로부터 상기 광원 동작 상태 신호가 입력되면, 상기 광원 동작 상태 신호에 기초하여 비정상 상태의 종류와 발생 위치를 판정하는 단계, 그리고 상기 비정상 상태의 종류와 발생 위치에 기초하여 비정상 발생 정보를 상기 광원 제어부에 출력하는 단계를 포함하고, 상기 광원 제어부는 상기 비정상 발생 정보에 기초하여, 상기 비정상 상태의 종류와 발생 위치를 판정하여 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a light source control apparatus, which controls an abnormal state of the light source by using light source operating state signals corresponding to operating states of a plurality of light sources, and includes a light source control unit and a light source state determination unit. A method of driving an apparatus, the light source control unit comprising: reading the light source operating state signal, determining whether an abnormal state has occurred in at least one of the plurality of light sources based on the light source operating state signal, and the plurality of Outputting an abnormal operation signal to the light source state determination unit, when the abnormal state occurs in at least one of the light sources, wherein the light source state determination unit receives the light source operation state signal when the abnormal operation signal is received. Requesting a control unit from the light source control unit to the light source operating state; Determining a type and occurrence position of an abnormal state based on the light source operating state signal, and outputting abnormal occurrence information to the light source controller based on the type and occurrence position of the abnormal state when the signal is input; The light source control unit may further include determining a type and a location of the abnormal state and outputting a control signal based on the abnormal occurrence information.
상기 비정상 상태는 개방 상태와 단락 상태 중 하나인 것이 좋다. The abnormal state is preferably one of an open state and a short state.
상기 제어 신호 출력 단계는, 상기 비정상 상태의 종류가 상기 개방 상태일 경우, 상기 발생 위치에 대응하는 상기 광원에 기초한 피드백 제어를 차단하는 제어 신호를 출력하는 단계, 그리고 상기 비정상 상태의 종류가 상기 단락 상태일 경우, 상기 발생 위치에 대응하는 상기 광원을 소등하는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것이 좋다. The control signal outputting step may include outputting a control signal for blocking feedback control based on the light source corresponding to the generation position when the type of the abnormal state is the open state, and the type of the abnormal state is the short circuit. In a state, it is preferable to include the step of outputting a control signal to turn off the light source corresponding to the generation position.
상기 광원 상태 판단부는, 상기 판단된 종류의 비정상 상태에 대한 경과 시간을 설정 시간과 비교하는 단계, 상기 경과 시간이 설정 시간을 초과할 경우, 상기 비정상 발생 정보를 상기 광원 제어부에 출력하는 단계, 그리고 상기 경과 시간이 설정 시간을 초과하지 않을 경우, 동작을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다. Comparing the elapsed time for the abnormal state of the determined type with a set time, outputting the abnormal occurrence information to the light source controller when the elapsed time exceeds the set time, and If the elapsed time does not exceed the set time, the method may further include terminating the operation.
상기 경과 시간은 한 프레임의 시간에 기초하여 정해질 수 있다. The elapsed time may be determined based on the time of one frame.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 광원 제어 장치의 동작 방법은 복수의 광원의 동작을 제어하는 광원 제어 장치의 동작 방법으로서, 외부로부터 복수의 광원 동작 상태 신호를 판독하는 단계, 상기 광원 동작 상태 신호를 이용하여 비정상으로 동작하는 광원이 존재하는지를 판단하는 단계, 비정상으로 동작하는 광원이 존재할 경우, 비정상 동작 신호를 외부 장치로 출력하는 단계, 상기 외부 장치로부터 비정상 발생 정보가 입력되면, 상기 비정상 발생 신호에 기초하여 비정상 상태의 종류와 발생 위치를 판단하는 단계, 상기 비정상 상태의 종류가 개방 상태일 경우, 상기 발생 위치에 대응하는 상기 광원에 기초한 피드백 제어를 차단하는 제어 신호를 출력하는 단계, 그리고 상기 비정상 상태의 종류가 단락 상태일 경우, 상기 발생 위치에 대응하는 상기 광원을 소등하는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a light source control apparatus, the method of operating a light source control apparatus that controls operations of a plurality of light sources, the method comprising: reading a plurality of light source operating state signals from an external source, Determining whether there is a light source that operates abnormally, using a light source that operates abnormally, outputting an abnormal operation signal to an external device, and when abnormal occurrence information is input from the external device, Determining a type and an occurrence position of an abnormal state based on the output; outputting a control signal for blocking feedback control based on the light source corresponding to the occurrence position when the type of the abnormal state is an open state; and the abnormal state When the kind of state is a short-circuit state, the phase corresponding to the occurrence position Outputting a control signal to turn off the light source.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 광원 제어 장치의 동작 방법은 설정 시간이 경과했는지를 판단하는 단계, 상기 설정 시간이 경과할 경우, 상기 복수의 광원 동작 상태 신호를 판독하는 단계, 그리고 상기 설정 시간이 경과하지 않을 경우, 상기 설정 시간이 경과했는지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a light source control apparatus, including determining whether a set time has elapsed, reading the plurality of light source operating state signals when the set time has elapsed, and If not, the method may further include determining whether the set time has elapsed.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 광원 상태 판단 장치의 동작 방법은 복수의 광원의 비정상 상태를 판단하는 광원 상태 판단 장치의 동작 방법으로서, 외부 장치로부터 비정상 동작 신호가 입력되면, 상기 외부 장치로 광원 동작 상태 신호를 요청하는 단계, 상기 외부 장치로부터 광원 동작 상태 신호가 수신되면, 상기 광원 동작 상태 신호를 판독하여, 비정상 상태의 종류와 발생 위치를 판정하는 단계, 그리고 상기 비정상 상태의 종류와 발생 위치에 기초한 비정상 발생 정보를 상기 외부 장치로 출력하는 단계를 포함한다.A method of operating a light source state determination device according to another aspect of the present invention is an operation method of a light source state determination device that determines an abnormal state of a plurality of light sources, and when an abnormal operation signal is input from an external device, the light source is operated by the external device. Requesting a status signal, receiving a light source operating state signal from the external device, reading the light source operating state signal, determining a kind and an occurrence position of an abnormal state, and a kind and generating position of the abnormal state Outputting the abnormal occurrence information based on the external device.
상기 비정상 상태는 상기 광원의 개방 상태나 단락 상태인 것이 좋다. The abnormal state may be an open state or a short state of the light source.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 표시 장치는 행렬의 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 각각 구동 전압에 의해 동작하는 적어도 하나의 광원을 구비하고 상기 화소에 빛을 공급하는 복수의 광원부, 상기 복수의 광원부로부터 출력되는 복수 의 출력 전압과 적어도 하나의 기준전압을 이용하여 상기 광원부의 동작 상태에 대응하는 광원 동작 상태 신호를 출력하는 광원 상태 감지부, 그리고 상기 광원 동작 상태 신호를 이용하여 상기 복수의 광원부의 비정상 상태를 판단하여, 상기 비정상 상태에 따라 상기 광원부의 동작을 제어하거나 상기 구동 전압을 제어하는 광원 제어 장치를 포함한다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a display device including a plurality of pixels arranged in a matrix, a plurality of light source units each having at least one light source operating by a driving voltage, and supplying light to the pixels, A light source state detector for outputting a light source operating state signal corresponding to an operating state of the light source unit using a plurality of output voltages and at least one reference voltage output from the light source unit, and the plurality of light source units using the light source operating state signal And a light source control device that determines an abnormal state of the light source and controls an operation of the light source unit or controls the driving voltage according to the abnormal state.
상기 광원 제어 장치는, 상기 광원 동작 상태 신호에 기초하여 상기 복수의 광원부의 비정상 상태를 감지하여 비정상 동작 신호를 출력하는 광원 제어부, 그리고 상기 광원 제어부로부터 비정상 동작 신호가 입력되면, 상기 광원 동작 상태 신호를 이용하여 상기 비정상 상태의 종류와 발생 위치를 판정하여 비정상 상태 정보를 상기 광원 제어부에 출력하는 광원 상태 판단부를 포함하고, 상기 광원 제어부는 상기 비정상 상태 정보에 기초하여 상기 광원부의 비정상 상태가 개방 상태인지 단락 상태인지 판단하고, 상기 비정상 상태가 발생한 광원부의 위치를 판정하여, 상기 비정상 상태 발생 위치에 대응하는 광원부의 동작이나 상기 구동 전압을 제어할 수 있다.The light source control device may include: a light source controller configured to detect an abnormal state of the plurality of light source units based on the light source operating state signal and output an abnormal operation signal; and when an abnormal operation signal is input from the light source controller, the light source operating state signal. A light source state determination unit configured to determine the type and occurrence position of the abnormal state and to output abnormal state information to the light source control unit, wherein the light source control unit opens an abnormal state of the light source unit based on the abnormal state information. The controller may determine whether the abnormal state occurs, and determine the position of the light source unit in which the abnormal state occurs, and control the operation of the light source unit corresponding to the abnormal state occurrence position or the driving voltage.
상기 특징에 따른 표시 장치는 상기 복수의 광원부를 흐르는 전류에 기초한 전압을 감지하여 상기 구동 전압을 제어하는 피드백 제어부를 더 포함하고, 상기 광원 제어부는 상기 광원부의 비정상 상태가 개방 상태일 경우, 상기 비정상 상태 발생 위치에 대응하는 광원부를 소등하고, 상기 광원부의 비정상 상태가 단락 상태일 경우, 상기 비정상 상태 발생 위치의 광원부에 대응하는 전압이 상기 피드백 제어부로 인가되는 것을 차단하는 것이 좋다. The display device according to the aspect may further include a feedback controller configured to control a driving voltage by sensing a voltage based on a current flowing through the plurality of light source units, wherein the light source controller is configured to be abnormal when the light source unit is in an open state. When the light source unit corresponding to the state occurrence position is turned off and the abnormal state of the light source unit is a short circuit state, it is preferable to block the voltage corresponding to the light source unit at the abnormal state occurrence position from being applied to the feedback control unit.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 백라이트 유닛은 각각 구동 전압에 의해 동작하는 적어도 하나의 광원을 구비하는 광원부, 상기 광원부로부터 출력되는 출력 전압을 이용하여 상기 광원부의 동작 상태에 대응하는 광원 동작 상태 신호를 출력하는 광원 상태 감지부, 그리고 상기 광원 동작 상태 신호를 입력 받아 상기 광원부가 개방 상태이거나 단락상태일 때, 상기 광원부의 동작을 제어하거나 상기 구동 전압을 제어하는 광원 제어 장치를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a backlight unit includes a light source unit having at least one light source operating by a driving voltage, and a light source operating state signal corresponding to an operating state of the light source unit by using an output voltage output from the light source unit. And a light source control device configured to control an operation of the light source unit or to control the driving voltage when the light source unit is in an open state or a short state by receiving an output light source state detection unit and the light source operating state signal.
상기 광원 제어 장치는, 상기 광원 동작 상태 신호에 기초하여 상기 복수의 광원부의 비정상 상태를 감지하여 비정상 동작 신호를 출력하는 광원 제어부, 그리고 상기 광원 제어부로부터 비정상 동작 신호가 입력되면, 상기 광원 동작 상태 신호를 이용하여 상기 비정상 상태가 상기 개방 상태인지 단락 상태인지 그리고 발생 위치를 판정하고, 상기 판정된 비정상 상태의 종류와 발생 위치에 대응하는 비정상 상태 정보를 상기 광원 제어부에 출력하는 광원 상태 판단부를 포함하고, 상기 광원 제어부는 상기 비정상 상태 정보에 기초하여 상기 광원부의 비정상 상태의 종류와 상기 비정상 상태가 발생한 광원부의 위치를 판정하여, 상기 비정상 상태의 종류가 개방 상태일 때, 상기 비정상 정상 상태 발생 위치에 대응하는 광원부에 기초한 상기 구동 전압 제어를 중지하고, 상기 비정상 상태의 종류가 단락 상태일 때, 상기 비정상 상태 발생 위치에 대응하는 광원부의 동작을 중지하는 것이 좋다.The light source control device may include: a light source controller configured to detect an abnormal state of the plurality of light source units based on the light source operating state signal and output an abnormal operation signal; and when an abnormal operation signal is input from the light source controller, the light source operating state signal. A light source state determination unit which determines whether the abnormal state is the open state or the short state and a generation position, and outputs abnormal state information corresponding to the type and occurrence position of the determined abnormal state to the light source controller; The light source control unit determines the type of an abnormal state of the light source unit and the position of the light source unit in which the abnormal state occurs based on the abnormal state information. The driving voltage based on the corresponding light source portion It is preferable to stop the control and stop the operation of the light source unit corresponding to the abnormal state occurrence position when the kind of the abnormal state is a short circuit state.
이러한 특징에 따라, 발광 다이오드의 개방 현상이나 단락 현상으로 인해 광원부나 광원부 후단에 위치한 장치의 오동작이나 파손이 방지된다.According to this feature, malfunction or damage of the light source unit or the device located behind the light source unit is prevented due to the opening phenomenon or the short circuit phenomenon of the light emitting diode.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right on" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 한 예인 액정 표시 장치. 광원 구동 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display device which is now an example of a display device according to an embodiment of the present invention. A light source driving device and a method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트 유닛의 상세 회로도이다. 1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a detailed circuit diagram of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(800), 백라이트 유닛(900) 및 신호 제어부(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.The liquid
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.The signal lines G1 -Gn and D1 -Dm include a plurality of gate lines G1 -Gn for transmitting a gate signal (also called a "scan signal") and a plurality of data lines D1 -Dm for transmitting a data signal. do. The gate lines G1 -Gn extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines D1 -Dm extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.
도 2에 도시한 것처럼, 각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2,..., n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2,..., m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.As shown in Fig. 2, each pixel PX, for example, the i-th (i = 1, 2, ..., n) gate line G i and the j-th (j = 1, 2, ... m) The pixel PX connected to the data line D j includes a switching element Q connected to the signal lines G i and D j , a liquid crystal capacitor Clc, and a storage capacitor connected thereto. (Cst). Holding capacitor Cst can be omitted as needed.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다. The switching element Q is a three-terminal element of a thin film transistor or the like provided in the
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전 체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.The liquid crystal capacitor Clc has two terminals, the pixel electrode 191 of the
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor Cst, which serves as an auxiliary part of the liquid crystal capacitor Clc, is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the pixel electrode 191 provided on the
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.On the other hand, in order to implement color display, each pixel PX uniquely displays one of the primary colors (spatial division) or each pixel PX alternately displays the primary colors over time (time division). The desired color is recognized by the spatial and temporal sum of these primary colors. Examples of basic colors include red, green, and blue. FIG. 2 illustrates that each pixel PX includes a
액정 표시판 조립체(300)에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.At least one polarizer (not shown) for polarizing light is attached to the liquid
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련 된 두 벌의 계조 전압 집합을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다. 계조 전압 생성부(800)가 생성하는 한 벌의 계조 전압 집합 내에 들어 있는 계조 전압의 수효는 액정 표시 장치가 표시할 수 있는 계조의 수효와 동일할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. The
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.The
도 3에 도시한 것처럼, 백라이트 유닛(900)은 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있는 광원 장치(970), 광원 장치(970)에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부(910), 광원 장치(970)에 연결된 광원 상태 감지부(920), 광원 상태 감지부(920)에 연결된 광원 제어 장치(930), 광원 장치(970)에 연결된 스위칭부(940), 그리고 스위칭부(940)와 전원 공급부(910) 사이에 연결된 피드백 제어부(950)를 구비한다. As illustrated in FIG. 3, the
대안적인 실시예에서, 백라이트 유닛(900)은 액정 표시판 조립체(300)와 광원 장치(970) 사이에 위치하며 광원 장치(970)로부터의 빛을 처리하는 광학 시트와 같은 복수의 광학 기구를 더 구비할 수 있다.In an alternative embodiment, the
광원 장치(970)는 도 3에 도시한 것처럼, 복수의 광원부인 복수의 발광 다이 오드열(971), 복수의 발광 다이오드열(971)에 연결된 복수의 스위칭 소자(SW1-SW4), 그리고 복수의 스위칭 소자(SW1-SW4)와 접지 사이에 연결된 복수의 저항(R1-R4)을 포함한다.As illustrated in FIG. 3, the
각 발광 다이오드열(971)은 전원 공급부(910)와 각 스위칭 소자((SW1-SW4) 사이에 순방향으로 연결된 복수의 발광 다이오드(LED)를 구비한다. Each
복수의 발광 다이오드열(961)은 백색 발광 다이오드열일 수 있거나 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드열이 번갈아 장착될 수 있다. 이때, 녹색 발광 다이오드의 개수는 적색 또는 청색 발광 다이오드의 개수보다 많을 수 있고, 예를 들어 약 2배정도 많아, 녹색 발광 다이오드열의 개수가 다른 발광 다이오드 열보다 2배 많을 수 있지만, 이들 발광 다이오드의 개수는 필요에 따라 달라질 수 있다. The plurality of light emitting diode rows 961 may be white light emitting diode rows or alternately mounted red, green, and blue light emitting diode rows. In this case, the number of green light emitting diodes may be greater than the number of red or blue light emitting diodes, for example, about twice as many, and the number of green light emitting diode rows may be twice as many as other light emitting diode rows, May vary as needed.
도 3에서, 발광 다이오드열(9710)의 개수는 네 개이지만 이는 하나의 예에 불과하고, 필요에 따라 가감될 있고, 각 발광 다이오드열(971) 역시 다섯 개의 발광 다이오드(LED)를 구비하고 있지만 이는 하나의 예에 불과하고, 각 발광 다이오드열(971)을 이루는 발광 다이오드(LED)의 개수 역시 필요에 따라 달라질 수 있다.In FIG. 3, the number of light emitting diode strings 9710 is four, but this is only one example, and may be added or subtracted as needed, and each light emitting
각 스위칭 소자(SW1-SW4)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자는 갖는 삼단자 소자로서, 제어 단자는 광원 제어 장치에 연결되어 있고, 입력 단자는 각 광원부(971)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 각 저항(R1-R4)에 연결되어 있다. Each switching element SW1-SW4 is a three-terminal element having a control terminal, an input terminal, and an output terminal. The control terminal is connected to a light source control device, and the input terminal is connected to each
전원 공급부(910)는 정류부와 DC-DC 변환부를 포함할 수 있다.The
광원 상태 감지부(920)는 광원 장치(970)의 동작 상태를 감지하여 광원 동작 상태 신호를 출력한다.The light
광원 제어 장치(930)는 광원 상태 감지부(920)로부터 출력되는 광원 동작 상태 신호를 이용하여 개방 상태나 단락 상태와 같이 비정상적으로 동작하는 발광 다이오드열(971)이 존재할 경우, 광원 장치(970)의 동작이나 스위칭부(940)의 동작을 제어하여 해당 발광 다이오드열(971)을 소등하거나 해당 발광 다이오드열(971)에 기초한 피드백 제어 동작을 차단한다.The
스위칭부(940)는 하나의 입력 단자, 두 개의 출력 단자 및 제어 단자를 갖는 복수의 스위치(SW5-SW8)를 구비한다. 각 스위치(SW5-SW8)는 제어 단자에 인가되는 신호의 상태에 따라 입력 단자는 두 개의 출력 단자 중 하나에 연결된다. 각 스위치(SW5-SW8)의 출력 단자 중 하나는 피드백 제어부(950)에 연결되어 있지만, 나머지 출력 단자(NC)는 어느 곳에도 연결되어 있지 않다. 이러한 스위치(SW5-SW8)는 릴레이(relay)와 같은 전자 스위치일 수 있다.The
피드백 제어부(950)는 광원 장치(970)의 발광 다이오드열(971)을 통해 흐르는 전류에 비례하는 전압을 이용하여 전원 공급부(910)의 동작을 제어한다.The
이러한 백라이트 유닛(900)에 대해서는 다음에 좀더 상세하게 설명한다.The
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 백라이트 유닛(900) 등의 동작을 제어한다.The
이러한 구동 장치(400, 500, 800, 600) 각각은 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 이와는 달리 이들 구동 장치(400, 500, 800, 600)가 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 800, 600)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.Each of the driving
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the operation of the liquid crystal display will be described in detail.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.The
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하여 출력 영상 신호(DAT)를 생성하고, 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 백라이트 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보내며, 백라이트 제어 신호(CONT3)는 백라이트 유닛(900)으로 내보낸다.The
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.The gate control signal CONT1 includes at least one clock signal for controlling the output period of the scan start signal STV indicating the start of scanning and the gate-on voltage Von. The gate control signal CONT1 may also further include an output enable signal OE that defines the duration of the gate-on voltage Von.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 액정 표시판 조립체(300)에 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 전압 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.The data control signal CONT2 is applied to the horizontal synchronization start signal STH indicating the start of transmission of the output image signal DAT for the group of pixels PX and the data lines D1 -Dm to the liquid
백라이트 제어 신호(CONT3)는 수직 동기 신호(Vsync) 등에 기초하여 광원 장치(970)의 점멸을 제어하는 제어 신호, 전원 공급부(910)의 초기 동작을 제어하는 제어 신호 등과 같은 복수의 제어 신호를 포함한다.The backlight control signal CONT3 includes a plurality of control signals, such as a control signal for controlling the blinking of the
본 실시예와는 달리, 백라이트 제어 신호(CONT3)는 별도의 제어 장치에서 생성될 수 있다.Unlike the present embodiment, the backlight control signal CONT3 may be generated by a separate control device.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 묶음의 화소(PX)에 대한 디지털 출력 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 출력 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1- Dm)에 인가한다.According to the data control signal CONT2 from the
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.The
화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.The difference between the data voltage applied to the pixel PX and the common voltage V com is shown as the charging voltage of the liquid crystal capacitor Clc, that is, the pixel voltage. The liquid crystal molecules vary in arrangement depending on the magnitude of the pixel voltage.
전원 공급부(910)는 외부로부터의 교류 전압을 직류 전압으로 변환한 후, 변환된 직류 전압을 원하는 크기의 직류 전압으로 변경하여 구동 전압으로서 광원 장치(970)에 공급한다. 이때, 변환된 직류 전압의 크기의 백라이트 제어 신호(CONT3)에 따라 조정될 수 있다.The
백라이트 제어 신호(CONT3)와 전원 공급부(910)로부터의 전압에 따라 광원 장치(970)가 동작하여, 각 발광 다이오드열(971)의 점멸 동작이 이루어진다.The
광원 장치(970)의 발광 다이오드열(971)이 동작하면 광원 상태 감지부(920)는 각 발광 다이오드열(971)에서 출력되는 전압을 기준 신호와 비교하여 광원 동작 상태 신호를 광원 제어 장치(930)로 출력한다.When the light emitting
광원 제어 장치(930)는 광원 동작 상태 신호에 기초하여 단락 상태나 개방 상태와 같은 비정상적으로 동작하는 발광 다이오드열(971)을 판정하여 스위칭 소 자(SW1-SW4)나 스위칭부(940)로 인가되는 제어 신호(S1-S4, C1-C4)의 상태를 제어함으로써, 비정상적으로 동작하는 발광 다이오드열(971)의 동작이나 피드백 제어부(950)의 동작을 제어한다. The light
이러한 광원 상태 감지부(920)와 광원 제어 장치(930)의 동작에 대해서는 다음에 상세하게 설명한다.The operation of the light
이러한 백라이트 유닛(900)의 동작에 따라서, 각 발광 다이오드(LED)에서 나온 빛은 액정층(3)을 통과하면서 액정 분자의 배열에 따라 그 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.According to the operation of the
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.This process is repeated in units of one horizontal period (also referred to as "1H" and equal to one period of the horizontal sync signal Hsync and the data enable signal DE) to all the gate lines G1 -Gn. In response to the gate-on voltage Von, a data voltage is applied to all the pixels PX to display an image of one frame.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).When one frame ends, the state of the inversion signal RVS applied to the
다음, 도 3을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 광원 상태 감지부(920)와 광원 제어 장치(930)에 대하여 상세히 설명한다.Next, referring to FIG. 3, the light source
광원 상태 감지부(920)는 복수의 발광 다이오드열(971)로부터 출력되는 전압(Vout)과 기준 전압(Vref1, Vref2)을 각각 인가받는 복수의 광원 상태 감지 회로(921)를 포함한다.The light source
이들 광원 상태 감지 회로(921)의 개수는 발광 다이오드열(971)의 개수와 같지만, 이에 한정되지 않는다. 복수의 광원 상태 감지 회로(921)는 연결된 발광 다이오드열(971)만 상이할 뿐 구조와 동작은 모두 동일하다.The number of these light source
각 광원 상태 감지 회로(921)는 각 스위칭 소자(SW1-SW4)의 입력 단자에 비반전 단자(+)가 연결되고 제1 기준 전압(Vref1)이 반전 단자(-)에 연결되는 비교기(OP1)와 각 스위칭 소자(SW1-SW4)의 입력 단자에 비반전 단자(+)에 연결되고 제2 기준 전압(Vref2)이 반전 단자(-)에 연결되는 비교기(OP2)를 포함한다. Each light source
제1 기준 전압(Vref1)은 각 발광 다이오드열(971)의 개방 상태를 감지하기 위한 기준 전압이다.The first reference voltage Vref1 is a reference voltage for detecting an open state of each
제2 기준 전압(Vref2)은 각 발광 다이오드열(971)의 단락 상태를 감지하기 위한 기준 전압으로서, 제1 기준 전압(Vref1)보다 큰 값을 갖는다. The second reference voltage Vref2 is a reference voltage for detecting a short circuit state of each
광원 제어 장치(930)는 광원 상태 감지부(920)에 연결된 광원 제어부(931)와 광원 제어부(931)에 연결된 광원 상태 판단부(932)를 포함한다.The light
광원 제어부(931)는 광원 상태 감지부(920)에서 출력되는 광원 동작 상태 신호를 저장하는 메모리부(9311)를 포함한다.The
본 실시예에서, 메모리부(9311)는 SRAM(static random access memory)일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. In the present embodiment, the
이러한 구조는 갖는 전원 상태 감지부(920)와 광원 제어 장치(930)의 동작과 광원 제어 장치(930)에 따른 스위칭부(940)와 광원 장치(970)의 동작에 대하여 도 3뿐만 아니라 도 4를 참고로 하여 설명한다.The structure of the power supply
도 4는 도 3에 도시한 광원 제어부와 광원 상태 판단부의 동작 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating operations of the light source controller and the light source state determination unit illustrated in FIG. 3.
전원 공급부(910)에서 출력되는 구동 전압이 광원 장치(970)에 인가되면, 광원 장치(970)의 각 발광 다이오드열(971)의 초기 점등 동작이 이루어진다. When a driving voltage output from the
초기 동작 시, 광원 제어부(931)는 스위칭 소자(SW1-SW4)에 인가되는 제어 신호(S1-S4)의 상태를 고레벨인 "H" 상태로 유지하여 스위칭 소자(SW1-SW4)의 초기 상태는 턴온 상태를 유지하고, 스위칭부(940)의 스위치(SW5-SW8)의 초기 상태는 입력 단자가 피드백 제어부(950)와 연결된 출력 단자와 연결되도록 제어 신호(C1-C4)의 상태를 제어한다.In the initial operation, the light
각 발광 다이오드열(971)이 동작하면, 각 발광 다이오드열(971)와 각 스위칭 소자(SW1-SW4)의 입력 단자 사이의 전압(Vout)인 각 발광 다이오드열(971)의 출력 전압은 광원 상태 감지부(920)의 해당 광원 상태 감지 회로(921)로 인가되고, 각 광원 상태 감지 회로(921)의 비교기(OP1, OP2)는 입력된 출력 전압(Vout)과 각 기준 전압(Vref1, Vref1)을 비교하여, 비교 결과를 광원 제어부(931)로 출력한다.When each light emitting
즉, 발광 다이오드열(971)의 상태가 단락 상태나 개방 상태가 아닌 정상 상태일 경우, 출력 전압(Vout)은 제1 기준 전압(Vref1)보다 크고 제2 기준 전 압(Vref2)보다 작은 크기를 갖는다. 따라서, 비교기(OP1)는 고레벨(H) 상태의 신호를 출력하고, 비교기(OP2)는 저레벨(L) 상태의 신호를 출력한다.That is, when the state of the
하지만, 단선 등으로 인해 발광 다이오드열(971)의 상태가 개방 상태일 경우, 해당 발광 다이오드열(971)에서 출력되는 전압(Vout)은 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮은 값을 갖는다. 즉, 발광 다이오드열(971)의 상태가 개방 상태일 경우, 해당 발광 다이오드열(971)을 통해 전류가 흐르지 않기 때문에, 출력 전압(Vout)은 거의 0V이다. 이로 인해, 비교기(OP1)는 저레벨(L) 상태의 신호를 출력하지만 비교기(OP2)는 정상 상태인 저레벨(L) 상태의 신호를 출력한다. However, when the state of the
또한, 발광 다이오드(LED)의 애노드 단자와 캐소드 단자의 합선 등으로 인해 발광 다이오드열(971)의 상태가 단락 상태일 경우, 해당 발광 다이오드열(971)의 출력 전압(Vout)은 제2 기준 전압(Vref2)보다 큰 값을 갖는다. 즉, 발광 다이오드열(971)의 상태가 단락 상태일 경우, 해당 발광 다이오드열(971)에서 소모되는 전압이 감소하여 출력 전압(Vout)은 정상 상태의 출력 전압보다 큰 값을 유지한다. 이로 인해, 비교기(OP1)는 정상 상태인 고레벨(H) 상태를 유지하지만, 비교기(OP2)는 고레벨(H) 상태의 신호를 출력한다. In addition, when the state of the light emitting
이와 같이, 각 발광 다이오드열(971)의 동작 상태에 따라 해당하는 레벨의 신호가 광원 동작 상태 감지 회로(971)로부터 출력되어 광원 동작 상태 신호로서 광원 제어부(931)로 출력되면, 광원 동작 상태 신호는 메모리부(9311)에 저장된다.As described above, when a signal having a corresponding level is output from the light source operating
이로 인해, 광원 제어부(931)는 메모리부(9311)에 저장된 광원 동작 상태 신호를 이용하여 단락 상태나 개방 상태를 유지하는 발광 다이오드열(971)이 존재하 는지를 판단한다.For this reason, the light
즉, 도 4에 도시한 것처럼, 광원 제어부(931)는 설정 시간마다 메모리부(9311)에 저장된 광원 동작 상태 신호를 판독하여((S11, S12), 비정상 상태의 발광 다이오드열(971)이 존재하는지를 판단한다(S13). 이때, 설정 시간은 수직 동기 신호(Vsync) 등을 이용하여 한 프레임의 시간에 기초하여 정해질 수 있다.That is, as shown in Fig. 4, the light
판독된 광원 동작 상태 신호의 상태를 이용하여 비정상 상태로 동작하는 발광 다이오드열(971)이 존재하는 상태로 판단되면, 광원 제어부(931)는 광원 상태 판단부(932)로 비정상 동작 신호를 출력하여(S14), 광원 상태 판단부(932)를 동작시킨다.When it is determined that there is a light emitting
광원 제어부(931)로부터 비정상 동작 신호가 입력되면, 광원 상태 판단부(932)는 광원 제어부(931)로부터 광원 동작 상태 신호를 요청한다(S15).When an abnormal operation signal is input from the
이로 인해, 광원 제어부(931)는 메모리부(9311)에 저장된 광원 동작 상태 신호를 광원 상태 판단부(932)로 출력한다(S16).For this reason, the
광원 제어부(931)로부터 광원 동작 상태 신호가 입력되면, 입력된 광원 동작 상태 신호를 판독하여(S17), 비정상 상태가 단락 상태인지 개방 상태인지 그리고 비정상 상태가 발생한 발광 다이오드열(971)의 위치를 판정한다(S18). When the light source operating state signal is input from the light
판정된 비정상 상태가 개방 상태일 경우(S19), 광원 상태 판단부(932)는 개방 상태의 경과 시간을 설정 시간과 비교하여, 설정 시간을 초과했는지를 판단한다(S20). When the determined abnormal state is the open state (S19), the light source
이때, 경과 시간은 백라이트 제어 신호(CONT3) 등을 이용하여 프레임의 개 수(시간)에 기초하여 정해질 수 있다. 따라서, 설정 프레임 수 동안 연속해서 개방 상태로 판정되면, 광원 상태 판단부(932)는 광원 장치(970)의 비정상 상태를 최종 판정한다. In this case, the elapsed time may be determined based on the number of frames (time) using the backlight control signal CONT3. Therefore, when it is determined that the open state is continuously made for the set number of frames, the light source
대안적인 예에서, 설정 시간 대신 개방 상태의 발생 횟수를 이용하여, 광원 상태 판단부(932)는 광원 장치(970)의 비정상 상태를 최종 판정할 수 있다. 이 경우, 백라이트 유닛(900)의 동작이 시작된 후 설정 프레임 수 이상 동안 개방 상태로 판정되면, 광원 상태 판단부(932)는 광원 장치(970)의 비정상 상태를 최종 판정할 수 있다. In an alternative example, the light source
개방 상태의 경과 시간이 설정 시간을 초과하지 않을 경우, 광원 상태 판단부(932)는 정상적인 광원 장치(970)의 동작 중에 순간적으로 발생하는 전압 강하 상태 등으로 판단한다. 따라서 광원 상태 판단부(932)는 광원 장치(970)의 비정상 상태 판단 동작을 종료한다(S100).When the elapsed time of the open state does not exceed the set time, the light source
하지만, 개방 상태의 경과 시간이 설정 시간을 초과할 경우, 광원 상태 판단부(932)는 개방 상태를 유지하는 발광 다이오드열(971)이 존재하는 것으로 최종 판단하여 비정상 발생 정보인 개방 발생 정보를 광원 제어부(931)로 출력한다(S21).However, when the elapsed time of the open state exceeds the set time, the light source
개방 발생 정보는 비정상 상태의 종류가 개방 상태임을 알려주는 정보와 개방 상태가 발생한 발광 다이오드열(971)의 위치 정보를 포함하고 있다.The open occurrence information includes information indicating that an abnormal state is in an open state and location information of the
따라서, 광원 제어부(931)는 광원 상태 판단부(932)로부터의 개방 발생 정보에 기초하여 개방 상태가 발생한 발광 다이오드열(971)과 연결된 스위치(SW5-SW8)에 인가되는 제어 신호(C1-C4)의 상태를 초기 상태에서 변경하고(S22), 이에 따라 해당 스위치(SW5-SW8)의 입력 단자가 출력 단자(NC)와 접촉한다. 따라서, 개방 상태가 발생한 발광 다이오드열(971)과 피드백 제어부(950) 간의 전기적인 연결이 차단된다.Accordingly, the light
개방 상태의 발광 다이오드열(971)과 연결된 스위치(SW5-SW8)를 통하여 피드백 제어부(950)로 신호가 인가되지 않으므로, 피드백 제어부(950)는 개방 상태의 발광 다이오드열(971)을 피드백 제어에 고려하지 않고, 정상적으로 동작하는 발광 다이오드열(971)을 통해 인가되는 신호(예, 전압)만을 피드백 제어에 고려한다. Since no signal is applied to the
따라서, 피드백 제어부(950)는 분압기(voltage divider)(도시하지 않음) 등을 이용하여 정상적으로 동작하는 발광 다이오드열(971)만을 통해 인가되는 전압만을 수신하고, 가장 낮은 전압에 기초하여 전원 공급부(910)에 인가되는 펄스폭 제어 신호의 펄스폭 등을 제어하여 전원 공급부(910)의 출력 전압을 제어하므로, 항상 일정한 전류가 발광 다이오드열(971)을 통해 흐를 수 있도록 한다.Accordingly, the
이와 같이, 개방 상태의 발광 다이오드열(971)이 피드백 제어에서 제외됨에 따라, 개방 상태의 발광 다이오드열(971)에 기초하여 출력되는 전압에 의해 전원 공급부(910)의 피드백 제어가 이루어짐에 따라 전원 공급부의 출력 전압이 비정상적으로 증가하여 광원 장치(970)에 과전압이 인가되는 문제가 방지된다.As described above, as the
하지만, 광원 상태 판단부(932)의 동작 중에서, 단계(S19)에서 판단된 비정상 상태가 개방 상태가 아닐 경우, 광원 상태 판단부(932)는 비정상 상태를 단락 상태로 판단한다(S23).However, when the abnormal state determined in step S19 is not an open state during the operation of the light source
그런 다음, 단계(S20)와 유사하게 순간적인 전압 상승 등에 따라 일시적인 오동작인지를 판단하기 위해, 광원 상태 판단부(932)는 비정상 상태의 경과 시간을 설정 시간과 비교하여, 설정 시간을 초과했는지를 판단한다(S24). 이때, 경과 시간은 이미 설명한 것과 동일하게 설정된다. 이미 설명한 것과 유사하게, 대안적인 예에서, 경과 시간 대신 단락 상태의 발생 횟수를 이용할 수 있다. Then, similarly to step S20, in order to determine whether there is a temporary malfunction due to a momentary voltage increase or the like, the light source
비정상 상태의 경과 시간이 설정 시간을 초과하지 않을 경우, 광원 상태 판단부(932)는 정상적인 광원 장치(970)의 동작 중에 일시적으로 발생한 오동작으로 판단하여 동작을 종료한다(S100).If the elapsed time of the abnormal state does not exceed the set time, the light source
하지만, 단락 상태의 경과 시간이 설정 시간을 초과할 경우, 광원 상태 판단부(932)는 단락 상태를 유지하는 발광 다이오드열(971)이 존재하는 것으로 판단하여 개방 발생 정보인 단락 발생 정보를 광원 제어부(931)로 출력한다(S25).However, when the elapsed time of the short-circuit state exceeds the set time, the light source
단락 발생 정보는 비정상 상태의 종류가 단락 상태임을 알려주는 정보와 단락 상태가 발생한 발광 다이오드열(971)의 위치 정보를 포함하고 있다.The short circuit occurrence information includes information indicating that the kind of abnormal state is a short circuit state and position information of the
따라서 광원 제어부(931)는 광원 상태 판단부(932)로부터의 단락 발생 정보에 기초하여 단락 상태가 발생한 발광 다이오드열(971)과 연결된 스위치(SW1-SW4)에 인가되는 제어 신호(S1-S4)의 상태를 저레벨(L)로 변경하여, 해당 스위치(SW1-SW4)를 오프 상태로 전환한다. 이로 인해, 단락 상태가 발생한 발광 다이오드열(971)은 소등되므로, 단락 현상으로 인한 발열 현상으로 광원 장치(970)의 후단에 위치한 구성요소가 오동작하거나 파손되는 것을 방지한다. Therefore, the light
또한 광원 상태 판단부(932)는 광원부(971)가 비정상 상태일 때만 동작하므로, 광원 제어 장치(930)의 동작 속도가 향상되고 광원 제어 장치(930)의 불필요한 전력 소모가 줄어들다. In addition, since the light source
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트 유닛의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시한 광원 제어부와 광원 상태 판단부의 동작 순서도이다.4 is a flowchart illustrating operations of the light source controller and the light source state determination unit illustrated in FIG. 3.
*도면의 주요부분의 간단한 설명** Brief description of the main parts of the drawing *
3: 액정층 100, 200: 표시부3:
230: 색필터 270: 공통전극230: color filter 270: common electrode
300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부300: liquid crystal panel assembly 400: gate driver
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부500: data driver 600: signal controller
800: 계조 전압 생성부 900: 백라이트 유닛800: gray voltage generator 900: backlight unit
910: 전원 공급부 920: 광원 상태 감지부910: power supply unit 920: light source state detection unit
930: 광원 제어 장치 931: 광원 제어부930: light source control device 931: light source control unit
932: 광원 상태 판단부 9311: 메모리부932: light source state determination unit 9311: memory unit
940: 스위칭부 950: 피드백 제어부940: switching unit 950: feedback control unit
970: 광원 장치 OP1, OP2: 비교기970: light source device OP1, OP2: comparator
SW1-SW4: 스위칭 수단 SW5-SW8: 스위치SW1-SW4: switching means SW5-SW8: switch
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WO2021147758A1 (en) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 北京芯海视界三维科技有限公司 | Display screen monitoring method and device, display screen monitoring chip, and display screen monitor |
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