KR20110071990A - 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법, 및 이를 이용한 액정 표시 장치 - Google Patents

발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법, 및 이를 이용한 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 어레이의 구동을 제어하기 위한 발광 다이오드 구동 집적회로의 단자 수를 줄일 수 있도록 한 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법, 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것으로, 발광 다이오드 어레이의 구동 장치는 구동전원이 공급되는 구동전원 라인과 기저전원에 접속된 기저전원 라인 사이에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 가지는 발광 다이오드 어레이; 및 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부 각각의 구동에 대응되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호를 연속적으로 생성하고, 생성된 각각의 발광 데이터 신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 발광 다이오드 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
발광 다이오드 어레이, 단자 수, 발광 데이터 신호, 클럭 신호, 지연

Description

발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법, 및 이를 이용한 액정 표시 장치{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING OF LIGHT EMITTING DIODE ARRAY, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드 어레이 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 발광 다이오드 어레이의 구동을 제어하기 위한 발광 다이오드 구동 집적회로의 단자 수를 줄일 수 있도록 한 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법, 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 액정 표시 장치 등의 디스플레이 장치에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(Back Light Unit)의 광원으로서 기존의 냉음극선관 램프(CCFL) 대신하여 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 사용되고 있다.
발광 다이오드는 냉음극선관 램프와 비교할 때, 친환경적이며, 응답 속도가 수 나노(Nano) 초로서 고속 응답이 가능하며, 임펄스(Impulse) 구동이 가능하며, 색재현성이 80%에서 100% 이상이다. 또한, 발광 다이오드는 광량을 조절하여 백 라이트의 휘도 및 색 온도를 임의로 조정할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 발광 다이오드를 점등시키기 위한 구동 장치는 복수의 발광 다이오드가 전기적으로 직렬 접속된 발광 다이오드 어레이를 포함한다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동 장치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동 장치는 n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n), 및 발광 다이오드 구동부(20)를 구비한다.
n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n) 각각은 전기적으로 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드(LED)를 구비한다. 이러한, n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n) 각각은 서로 전기적으로 병렬 접속된다.
발광 다이오드 구동부(20)는 구동전원 공급부(22), 및 발광 다이오드 구동 집적회로(24)를 포함하여 구성된다.
구동전원 공급부(22)는 외부로부터 공급되는 입력 전원(Vin)을 이용하여 발광 다이오드 구동 집적회로(24)의 제어에 따라 n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n)의 구동에 필요한 구동전원(VDD)을 생성하고, 생성된 구동전원(VDD)을 n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n)에 공급한다.
발광 다이오드 구동 집적회로(24)는 외부로부터 공급되는 발광 다이오드 디밍신호에 따라 구동전원 공급부(22)를 제어함으로써 구동전원 공급부(22)로부터 출력되는 구동전원(VDD)의 레벨을 제어한다.
또한, 발광 다이오드 구동 집적회로(24)는 n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n) 각각의 흐르는 전류를 일정하게 제어한다. 이를 위해, 발광 다이오드 구동 집적회로(24)는 n개의 전류 제어 단자(CCT)를 통해 n개의 발광 다이오드 어레 이(101 내지 10n) 각각의 타단에 전기적으로 접속된 n개의 정전류 제어부(261 내지 26n)를 포함하여 구성된다.
n개의 정전류 제어부(261 내지 26n) 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자(Q), 저항(Rs), 및 비교기(OP)를 구비한다.
스위칭 소자(Q)는 전류 제어 단자(CCT)와 제 1 노드(N1) 사이에 접속되어 비교기(OP)로부터 출력되는 전류 제어신호(CCS)에 따라 스위칭되어 전류 제어 단자(CCT)로부터 제 1 노드(N1)로 흐르는 전류 량을 제어한다.
저항(Rs)은 제 1 노드(N1)와 그라운드(GND) 사이에 접속되어 스위칭 소자(Q)로부터 제 1 노드(N1)를 경유하여 그라운드(GND)로 흐르는 전류에 대응되는 전압이 제 1 노드(N1)에 검출되도록 한다.
비교기(OP)는 기준전압(Vref)이 공급되는 비반전단자(+), 및 저항(Rs)에 의해 제 1 노드(N1)에 검출되는 전압이 공급되는 반전단자(-)를 포함하여 구성된다. 이러한, 비교기(OP)는 기준 전압(Vref)을 가지는 전압 플로워(Voltage Follower)로서 동작한다.
이러한 구성을 가지는 n개의 정전류 제어부(261 내지 26n) 각각은 비교기(OP)를 이용하여 저항(Rs)에 걸리는 전압을 통해 각 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n)에 흐르는 전류(i1 내지 in)를 감지하여 스위칭 소자(Q)의 스위칭을 제어함으로써 각 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n) 각각에 흐르는 전류(i1 내지 in)를 일정하게 유지시킨다.
이와 같은, 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동 장치는 n개의 정전류 제어 부(261 내지 26n)를 이용하여 n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n)에 흐르는 구동 전류(i1 내지 in)를 일정하게 유지시킴으로써 n개의 발광 다이오드 어레이(101 내지 10n)를 병렬 구동한다.
그러나, 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동 장치는 발광 다이오드 어레이의 개수가 증가할수록 정전류 제어부(261 내지 26n)의 개수도 함께 증가하게 됨으로써 발광 다이오드 구동 집적회로(24)의 단자 수가 증가한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광 다이오드 어레이의 구동을 제어하기 위한 발광 다이오드 구동 집적회로의 단자 수를 줄일 수 있도록 한 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법, 및 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치는 구동전원이 공급되는 구동전원 라인과 기저전원에 접속된 기저전원 라인 사이에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 가지는 발광 다이오드 어레이; 및 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부 각각의 구동에 대응되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호를 연속적으로 생성하고, 생성된 각각의 발광 데이터 신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 발광 다이오드 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 방법은 구동전원이 공급되는 구동전원 라인과 기저전원에 접속된 기저전원 라인 사이에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부 각각의 구동에 대응되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호를 연속적으로 생성하는 단계; 및 상기 생성된 각각의 발광 데이터 신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 단계는 상기 발광 데이터 신호에 응답하여 제 1 스위칭 소자를 턴-온시킴과 동시에 제 1 클럭 신호에 응답하여 제 2 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 구동전원을 상기 제 2 스위칭 소자와 상기 기저전원 라인 사이에 접속된 발광 다이오드에 공급하는 단계; 제 1 논리 상태의 제 2 클럭 신호에 응답하여 상기 발광 다이오드에 병렬 접속된 제 3 스위칭 소자를 오프시켜 상기 구동전원이 공급되는 상기 발광 다이오드를 발광시키는 단계; 상기 발광 다이오드에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 상기 발광 다이오드에 병렬 접속된 커패시터에 저장하고, 상기 커패시터에 저장된 전압을 이용하여 상기 발광 다이오드의 발광 상태를 유지시키는 단계; 및 쉬프트 클럭신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 클럭 신호 각각을 지연시켜 다음 단 발광 다이오드부로 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 액정셀을 포함하는 표시 패널; 외부로부터의 입력 데이터에 대응되는 화상을 상기 표시 패널에 표시하는 패널 구동부; 및 상기 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛을 포함하며, 상기 백 라이트 유닛은, 구동전원이 공급되는 구동전원 라인과 기저전원에 접속된 기저전원 라인 사이에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 가지는 발광 다이오드 어레이; 및 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부 각각의 구동에 대응되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호를 연속적으로 생성하고, 생성된 각각의 발광 데이터 신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 발광 다이오드 구동부를 포함하는 발광 다이오드 어레이의 구동 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법, 및 이를 이용한 액정 표시 장치는 복수의 발광 다이오드부를 전기적으로 병렬 접속하고, 직렬 데이터 전송 방식의 발광 데이터 신호와 3개의 클럭 신호를 이용하여 복수의 발광 다이오드부를 순차적으로 구동함으로써 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 복수의 발광 다이오드부의 구동을 제어하기 위한 발광 다이오드 구동 집적회로의 단자 수를 4개로 줄여 비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.
둘째, 복수의 발광 다이오드부의 구동을 직렬 데이터 전송 방식에 따라 제어함으로써 발광 다이오드부의 개수가 증가하더라도 하나의 발광 다이오드 구동 집적회로를 통해 제어가 가능하다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치(100)는 구동전원(VDD)이 공급되는 구동전원 라인(DPL)과 기저전원(GND)에 접속된 기저전원 라인(GPL) 사이에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 제 n 발광 다 이오드부(1101 내지 110n)를 가지는 발광 다이오드 어레이(110); 및 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 각각의 구동에 대응되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호(EData)를 연속적으로 생성하고, 생성된 각각의 발광 데이터 신호(EData)에 따라 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n)를 순차적으로 구동시키는 발광 다이오드 구동부(120)를 포함하여 구성된다.
발광 다이오드 어레이(110)는 구동전원 라인(DPL), 기저전원 라인(GPL), 발광 데이터 신호 라인(EDSL), 및 제 1 내지 제 3 클럭 라인(CL1 내지 CL3)을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 구동전원 라인(DPL)에는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 구동전원(VDD)이 공급되고, 기저전원 라인(GPL)은 발광 다이오드 구동부(120)의 기저전원(GND)에 접속된다. 또한, 발광 데이터 신호 라인(EDSL)에는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 구동전원(VDD)이 공급되고, 제 1 내지 제 3 클럭 라인(CL1 내지 CL3) 각각에는 제 1 및 제 2 클럭 신호(CLK1, CLK2) 및 쉬프트 클럭 신호(SC)가 공급된다.
제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 각각은 발광 데이터 신호 라인(EDSL), 및 제 1 내지 제 3 클럭 라인(CL1 내지 CL3) 각각에 공급되는 신호에 따라 구동전원 라인(DPL)으로부터 기저전원 라인(GPL)으로 흐르는 전류에 의해 순차적으로 구동된다. 이러한, 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 각각의 구성 및 구동 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
발광 다이오드 구동부(120)는 구동전원 공급부(122), 및 발광 다이오드 구동 집적회로(124)를 포함하여 구성된다.
구동전원 공급부(122)는 외부로부터 공급되는 입력 전원(Vin)을 이용하여 발광 다이오드 구동 집적회로(124)의 제어에 따라 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n)의 구동에 필요한 구동전원(VDD)을 생성하고, 생성된 구동전원(VDD)을 발광 다이오드 어레이(110)의 구동전원 라인(DPL)에 공급한다.
예를 들어, 구동전원 공급부(122)는 도시하지 않은 인덕터; 트랜지스터; 다이오드; 및 커패시터를 포함하여 구성된다.
인덕터, 트랜지스터 및 다이오드는 전력 변환 회로로 동작함으로써 입력 전원(Vin)을 구동전원(VDD)으로 변환하여 출력한다. 그리고, 커패시터는 다이오드를 통과하여 출력되는 구동전원(VDD)을 직류 전압으로 평활하는 역할을 한다. 이러한, 구동전원 공급부(122)는 발광 다이오드 구동 집적회로(124)로부터 공급되는 펄스 폭 변조 신호에 따라 트랜지스터의 스위칭 속도가 제어됨으로써 입력 전원(Vin)을 구동전원(VDD)으로 변환하여 출력한다.
발광 다이오드 구동 집적회로(124)는 외부로부터 공급되는 발광 다이오드 디밍신호(미도시)에 따라 구동전원 공급부(122)를 제어함으로써 구동전원 공급부(122)로부터 출력되는 구동전원(VDD)의 레벨을 제어한다.
또한, 발광 다이오드 구동 집적회로(124)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 각각의 구동에 대응되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호(EData)를 연속적으로 생성하여 직렬 데이터 전송 방식에 이용해 발광 다이오드 어레이(110)의 발광 데이터 신호 라인(EDSL)에 공급한다. 여기서, 발광 다이오드 구동 집적회로(124)는 일정한 단위의 기준 구동 시간(DT)을 균 등하게 n개의 발광 다이오드 구동시간(LDT1 내지 LDTn)으로 분할하고, 각 발광 다이오드 구동시간(LDT1 내지 LDTn)마다 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 각각을 구동시키기 위한 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호(EData)를 생성한다. 이때, 발광 데이터 신호(EData)는 발광 다이오드 구동시간(LDT1 내지 LDTn) 내에서 발광 다이오드부를 발광시키기 위한 듀티 온 신호(ON)와 발광 다이오드부를 소등시키기 위한 듀티 오프 신호(OFF)를 포함하여 이루어진다.
또한, 발광 다이오드 구동 집적회로(124)는 각각의 발광 데이터 신호(EData)에 대응되도록 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n)를 순차적으로 발광시키기 위한 서로 다른 제 1 및 제 2 클럭 신호(CLK1, CLK2), 및 쉬프트 클럭 신호(SCS)를 생성한다.
제 1 클럭 신호(CLK1)는 발광 다이오드 구동시간(LDT)과 동일한 클럭 폭을 가지도록 기준 구동 시간(DT)마다 한 번씩 생성되어 발광 다이오드 어레이(110)의 제 1 클럭 라인(CL1)에 공급된다. 이때, 제 1 클럭 신호(CLK1)는 제 1 발광 다이오드 구동시간(LDT1)에 동기되도록 생성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, n개의 발광 다이오드 구동시간(LDT1 내지 LDTn) 중 어느 하나의 구동시간에 동기되도록 형성될 수도 있다.
제 2 클럭 신호(CLK2)는 각 발광 다이오드부(1101 내지 110n)의 온 구간을 설정하는 것으로, 제 1 클럭 신호(CLK1)보다 소정 구간 경과한 이후에 생성되어 발광 다이오드 어레이(110)의 제 2 클럭 라인(CL2)에 공급된다. 이때, 각 발광 다이오드부(1101 내지 110n)가 자신의 발광 다이오드 구동시간(LDT)에서만 온 상태가 되고, 그 이외의 시간에서는 오프 상태가 되므로, 제 2 클럭 신호(CLK2)는 제 1 클럭 신호(CLK1)에 동기되는 발광 다이오드 구동시간(LDT)의 종료 시점에 생성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 1 클럭신호(CLK1)가 제 1 발광 다이오드 구동시간(LDT1)에 동기되어 생성될 경우 제 2 클럭 신호(CLK2)는 제 2 발광 다이오드 구동시간(LDT2)에 동기되도록 생성될 수 있다.
한편, 제 2 클럭 신호(CLK2)는 각 발광 다이오드부(1101 내지 110n)의 온 구간을 연장시키기 위하여 발광 다이오드 구동시간(LDT)의 종료 시점 이후에 생성될 수도 있다. 이때, 각 발광 다이오드부(1101 내지 110n)의 온 구간은 제 1 클럭신호(CLK1)와 제 2 클럭 신호(CLK2) 사이의 간격에 의해 연장되게 된다.
쉬프트 클럭 신호(SCS)는 제 1 및 제 2 클럭 신호(CLK1, CLK2)를 발광 다이오드 구동시간(LDT)에 대응되도록 쉬프트시키기 위한 것으로, 제 1 클럭 신호(CLK1)과 동일한 주기를 가지도록 반복적으로 생성되어 발광 다이오드 어레이(110)의 제 3 클럭 라인(CL3)에 공급된다.
도 5는 도 3에 도시된 n개의 발광 다이오드부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 도 3 및 도 4와 결부하면, 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 각각은 제 1 및 제 2 스위칭 소자(T1, T2), 발광부(112), 및 클럭 지연부(114)를 포함하여 구성된다.
제 1 스위칭 소자(T1)는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 발광 데이터 신호 라인(EDSL)에 연속적으로 공급되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호(EData)에 따 라 스위칭되어 구동전원 라인(DPL)으로부터 공급되는 구동전원(VDD)을 제 2 스위칭 소자(T2)로 출력한다.
제 2 스위칭 소자(T2)는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 제 1 클럭 라인(CL1)에 공급되는 제 1 클럭 신호(CLK1)에 따라 스위칭되어 제 1 스위칭 소자(T1)로부터 출력되는 구동전원(VDD)을 발광부(112)로 출력한다.
발광부(112)는 제 2 스위칭 소자(T2)의 출력단자와 기저전원 라인(GPL) 사이에 접속된다. 이러한, 발광부(112)는 제 2 스위칭 소자(T2)를 통해 공급되는 구동전원(VDD)에 의해 발광되어 발광 데이터 신호(EData)에 대응되는 광을 방출하며, 발광 다이오드 구동부(120)로부터 제 2 클럭 라인(CL2)에 공급되는 제 2 클럭 신호(CLK2)에 의해 발광이 제어된다. 이를 위해, 발광부(112)는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED), 커패시터(C), 및 제 3 스위칭 소자(T3)를 포함하여 구성된다.
적어도 하나의 발광 다이오드(LED)는 제 2 스위칭 소자(T2)의 출력단자와 기저전원 라인(GPL) 사이에 전기적으로 직렬 접속된다. 이러한, 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)는 제 2 스위칭 소자(T2)의 출력단자로부터 기저전원 라인(GPL)으로 흐르는 전류에 의해 발광하여 발광 데이터 신호(EData)에 대응되는 광을 방출한다.
커패시터(C)는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)에 병렬 접속되도록 제 2 스위칭 소자(T2)의 출력단자와 기저전원 라인(GPL) 사이에 접속된다. 이러한, 커패시터(C)는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 저장하고, 저장된 전압을 이용하여 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)의 발광 상태를 소정 기간 동안 유지시킨다. 즉, 커패시터(C)는 제 2 스위칭 소자(T2)가 제 1 클럭 신호(CLK1)에 의해 턴-오프되더라도 저장된 전압을 이용하여 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)의 발광 상태를 소정 기간 동안 유지시킨다.
제 3 스위칭 소자(T3)는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)에 병렬 접속되도록 제 2 스위칭 소자(T2)의 출력단자와 기저전원 라인(GPL) 사이에 접속된다. 이러한, 제 3 스위칭 소자(T3)는 제 2 클럭 라인(CL2)에 공급되는 제 2 클럭 신호(CLK2)에 따라 스위칭되어 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)의 발광을 온 또는 오프시킨다. 즉, 제 3 스위칭 소자(T3)는 제 2 클럭 신호(CLK2)에 따라 커패시터(C)에 전압이 저장되도록 하거나, 커패시터(C)에 저장된 전압을 기저전원 라인(GPL)으로 방전되도록 함으로써 발광 다이오드(LED)의 발광을 온 또는 오프시키게 된다. 이에 따라, 커패시터(C)는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)의 발광시 소정의 전압을 저장하고, 저장된 전압을 이용하여 제 3 스위칭 소자(T3)가 턴-온 될 때까지 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)의 발광 상태를 유지시킨다.
클럭 지연부(114)는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 제 3 클럭 라인(CL3)에 공급되는 쉬프트 클럭 신호(SCS)에 따라 제 1 및 제 2 클럭 라인(CL1, CL3)에 공급되는 제 1 및 제 2 클럭 신호(CLK1, CLK2) 각각을 지연시켜 출력한다. 즉, 클럭 지연부(114)는 쉬프트 클럭 신호(SCS)의 상승 구간 또는 하강 구간마다 제 1 및 제 2 클럭 신호(CLK1, CLK2) 각각을 한 클럭씩 지연시키고, 지연된 제 1 및 제 2 클럭 신호(DCLK1, DCLK2) 각각을 제 i-1(단, i는 제 2 내지 n 중 어느 하나의 자연수) 발광 다이오드부로 출력한다.
이와 같은, 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 중에서 제 1 발광 다이오드부(1101)는 발광 데이터 신호(EData), 제 1 및 제 2 클럭 신호(CLK1. CLK2)에 따라 구동되며, 나머지 제 2 내지 제 n 발광 다이오드부(1102 내지 110n) 각각은 발광 데이터 신호(EData), 제 i-1 발광 다이오드부의 클럭 지연부(114)로부터 출력되는 지연된 제 1 및 제 2 클럭 신호(DCLK1, DCLK2)에 따라 순차적으로 구동된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 6a 및 도 6b를 도 3 및 도 5와 결부하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 방법에 있어서, 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부(1101 내지 110n)의 순차구동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 발광 다이오드 구동시간(LDT1)에서 제 1 발광 다이오드부(1101)에는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 발광 데이터 신호(EData)가 연속적으로 공급됨과 아울러 하이(High) 상태의 제 1 클럭 신호(CLK1)와 로우(Low) 상태의 제 2 클럭 신호(CLK2)가 공급된다. 이에 따라, 제 1 스위칭 소자(T1)가 발광 데이터 신호(EData)의 듀티 온 신호(ON)에 의해 턴-온됨과 동시에 제 2 스위칭 소자(T1)가 하이(High) 상태의 제 1 클럭 신호(CLK1)에 의해 턴-온되는 반면에 제 3 스위칭 소자(T3)가 로우(Low) 상태의 제 2 클럭 신호(CLK2)에 의해 오프 상태를 유지함으로써 발광부(112)의 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)는 턴-온된 제 1 및 제 2 스위칭 소자(T1, T2)를 통해 공급되는 구동전원(VDD)에 의해 온되어 발광하게 된다. 이때, 발광부(112)의 커패시터(C)는 적어도 하나의 발광 다 이오드(LED)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 저장한다.
이후, 제 1 스위칭 소자(T1)가 발광 데이터 신호(EData)의 듀티 오프 신호(OFF)에 의해 턴-오프됨으로써 발광부(112)에 공급되는 구동전원(VDD)이 차단되더라도 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)는 커패시터(C)에 저장된 전압에 의해 발광 상태를 제 1 발광 다이오드 구동시간(LDT1) 동안 유지하게 된다. 이때, 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)는 하이 상태의 제 2 클럭 신호(CLK2)에 의해 제 3 스위칭 소자(T3)가 턴-온될 때까지 발광 상태를 유지하게 된다.
한편, 제 1 발광 다이오드 구동시간(LDT1)에서 제 1 발광 다이오드부(1101)의 클럭 지연부(114)는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 공급되는 쉬프트 클럭 신호(SCS)에 따라 제 1 및 제 2 클럭 신호(CLK1, CLK2) 각각을 한 클럭 지연시켜 제 2 발광 다이오드부(1102)로 출력하게 된다.
이어서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 2 발광 다이오드 구동시간(LDT2)에서 제 2 발광 다이오드부(1102)에는 발광 다이오드 구동부(120)로부터 발광 데이터 신호(EData)가 연속적으로 공급됨과 아울러 제 1 발광 다이오드부(1101)로부터 지연되어 출력되는 하이 상태의 제 1 클럭 신호(DCLK1)와 로우 상태의 제 2 클럭 신호(DCLK2)가 공급됨으로써 제 2 발광 다이오드부(1102)는 상술한 제 1 발광 다이오드부(1101)와 동일하게 동작하여 제 2 발광 다이오드 구동시간(LDT2) 동안 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 발광시키게 된다.
이러한, 제 2 발광 다이오드 구동시간(LDT2) 동안 제 1 발광 다이오드부(1101)에는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 하이 상태의 제 2 클럭 신호(CLK2)가 공 급된다. 이에 따라, 제 3 스위칭 소자(T3)가 하이 상태의 제 2 클럭 신호(CLK2)에 의해 턴-온되어 커패시터(C)에 저장된 전압이 기저전원 라인(GPL)으로 방전됨으로써 제 1 발광 다이오드부(1101)의 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)가 오프되어 소등되게 된다.
이와 마찬가지로, 제 3 내지 제 n 발광 다이오드 구동시간(LDT3 내지 LDTn)에서는 상술한 바와 같이, 이전 단 발광 다이오드부(1102 내지 110n-1)로부터 지연되어 공급되는 제 1 및 제 2 클럭 신호(DCLK1, DCLK2)가 공급되어 상술한 제 1 및 제 2 발광 다이오드부(1101, 1102)와 동일하게 동작함으로써 제 3 내지 제 n 발광 다이오드부(1103 내지 110n) 각각이 순차적으로 구동되게 된다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하는 복수의 발광 다이오드부(1101 내지 110n)를 전기적으로 병렬 접속하고, 직렬 데이터 전송 방식에 따른 발광 데이터 신호를 3개의 클럭 신호에 따라 해당 발광 다이오드부(1101 내지 110n)에 공급함으로써 4개의 신호를 이용하여 복수의 발광 다이오드부(1101 내지 110n) 각각의 구동을 용이하게 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 및 구동 방법은 발광 다이오드 구동 집적회로(124)의 단자 수를 줄여 비용을 절감할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 표시 패널(200), 패널 구동부(300), 및 백 라이트 유닛(400)을 포함하여 구성된다.
표시 패널(200)은 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소(P)를 포함하여 구성된다.
복수의 화소(P) 각각은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 접속된 박막 트랜지스터(미도시), 및 박막 트랜지스터에 접속된 액정셀을 포함하여 구성된다.
이러한, 표시 패널(200)은 각 화소(P)에 공급되는 화소 전압에 따라 액정셀에 전계를 형성하여 백 라이트 유닛(400)으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.
패널 구동부(300)는 데이터 구동회로부(310), 게이트 구동회로부(320), 및 타이밍 제어부(330)를 포함하여 구성된다.
데이터 구동회로부(310)는 타이밍 제어부(330)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(330)로부터 입력되는 데이터 신호(R, G, B)를 래치하고, 아날로그 정극성/부극성 감마전압을 이용하여 래치된 데이터 신호를 정극성/부극성 아날로그 화소 전압으로 변환한 후, 극성 제어신호에 대응되는 극성을 가지는 화소 전압을 생성하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
게이트 구동회로부(320)는 타이밍 제어부(330)로부터 공급되는 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 펄스를 생성하여 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 구동회로부(320)는 박막 트랜지스터 형성과 동시에 기판상에 형성될 수 있다.
타이밍 제어부(330)는 외부로부터 입력되는 입력 데이터(RGB)를 표시 패널(200)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 구동회로부(310)에 공급한다.
또한, 타이밍 제어부(330)는 입력되는 타이밍 동기신호(TSS)를 이용하여 데이터 구동회로부(310) 및 게이트 구동회로부(320)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)와 게이트 제어신호(GCS)를 생성한다.
타이밍 동기신호(TSS)는 수직 동기신호(Vsync); 수평 동기신호(Hsync); 데이터 인에이블 신호(Data Enable); 및 도트클럭(DCLK) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse); 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock); 소스 출력 인에이블(Source Output Enable); 및 극성 제어신호(POL) 등이 될 수 있다.
게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse); 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock); 및 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 등이 될 수 있다.
백 라이트 유닛(400)은 발광 다이오드를 이용하여 표시 패널(200)에 광을 조사한다. 이를 위해, 백 라이트 유닛(400)은 도 3 및 도 5에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드 어레이의 구동 장치에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
한편, 백 라이트 유닛(400)은 상술한 발광 다이오드 어레이의 구동 장치 이 외에도 광의 휘도 특성을 향상시키기 위한 복수의 광학 부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동 장치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 정전류 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 발광 다이오드 구동 집적회로에서 생성되는 발광 데이터 신호, 클럭 신호, 및 쉬프트 클럭 신호를 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 도 3에 도시된 발광 다이오드부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
110: 발광 다이오드 어레이 1101 내지 110n: 발광 다이오드부
112: 발광부 114: 클럭 지연부
120: 발광 다이오드 구동부 122: 구동전원 공급부
124: 발광 다이오드 구동 집적회로

Claims (10)

  1. 구동전원이 공급되는 구동전원 라인과 기저전원에 접속된 기저전원 라인 사이에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 가지는 발광 다이오드 어레이; 및
    상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부 각각의 구동에 대응되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호를 연속적으로 생성하고, 생성된 각각의 발광 데이터 신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 발광 다이오드 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 구동부는,
    상기 구동전원을 생성하여 상기 구동전원 라인에 공급하는 구동전원 공급부; 및
    상기 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호를 연속적으로 생성함과 아울러 상기 각각의 발광 데이터 신호에 대응되도록 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 발광시키기 위한 서로 다른 제 1 및 제 2 클럭 신호, 및 쉬프트 클럭 신호를 생성하는 발광 다이오드 구동 집적회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부 각각은,
    상기 발광 데이터 신호에 따라 상기 구동전원을 출력하는 제 1 스위칭 소자;
    상기 제 1 클럭 신호에 따라 상기 제 1 스위칭 소자를 통해 공급되는 상기 구동전원을 출력하는 제 2 스위칭 소자;
    상기 제 2 스위칭 소자와 상기 기저전원 라인 사이에 접속되어 상기 제 2 클럭 신호에 따라 상기 제 2 스위칭 소자를 통해 공급되는 상기 구동전원에 의해 발광되는 발광부; 및
    상기 쉬프트 클럭 신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 클럭 신호 각각을 지연시켜 출력하는 클럭 지연부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 다이오드부는 상기 발광 데이터 신호, 상기 제 1 및 제 2 클럭 신호에 따라 구동되며,
    상기 제 2 내지 제 n 발광 다이오드부 각각은 상기 발광 데이터 신호, 제 i-1(단, i는 제 2 내지 n 중 어느 하나의 자연수) 발광 다이오드부의 상기 클럭 지연부로부터 출력되는 지연된 상기 제 1 및 제 2 클럭 신호에 따라 순차적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 제 2 스위칭 소자와 상기 기저전원 라인 사이에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드에 병렬 접속되도록 상기 제 2 스위칭 소자와 상기 기저전원 라인 사이에 접속된 커패시터; 및
    상기 커패시터에 병렬 접속되도록 상기 제 2 스위칭 소자와 상기 기저전원 라인 사이에 접속되며, 상기 제 2 클럭 신호에 따라 스위칭되어 상기 발광 다이오드의 발광을 온/오프시키는 제 3 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 커패시터는 상기 발광 다이오드의 발광시 상기 발광 다이오드에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 저장하고, 저장된 전압을 이용하여 상기 제 3 스위칭 소자가 턴-온될때 까지 상기 발광 다이오드의 발광 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 장치.
  7. 구동전원이 공급되는 구동전원 라인과 기저전원에 접속된 기저전원 라인 사이에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부 각각의 구동에 대응 되는 제 1 내지 제 n 발광 데이터 신호를 연속적으로 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 각각의 발광 데이터 신호에 따라 상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 단계는,
    상기 발광 데이터 신호에 응답하여 제 1 스위칭 소자를 턴-온시킴과 동시에 제 1 클럭 신호에 응답하여 제 2 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 구동전원을 상기 제 2 스위칭 소자와 상기 기저전원 라인 사이에 접속된 발광 다이오드에 공급하는 단계;
    제 1 논리 상태의 제 2 클럭 신호에 응답하여 상기 발광 다이오드에 병렬 접속된 제 3 스위칭 소자를 오프시켜 상기 구동전원이 공급되는 상기 발광 다이오드를 발광시키는 단계;
    상기 발광 다이오드에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 상기 발광 다이오드에 병렬 접속된 커패시터에 저장하고, 상기 커패시터에 저장된 전압을 이용하여 상기 발광 다이오드의 발광 상태를 유지시키는 단계; 및
    쉬프트 클럭신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 클럭 신호 각각을 지연시켜 다음 단 발광 다이오드부로 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 n 발광 다이오드부를 순차적으로 구동시키는 단계는 제 2 논리 상태의 제 2 클럭 신호에 응답하여 상기 제 3 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 발광 다이오드를 오프시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동 방법.
  10. 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 액정셀을 포함하는 표시 패널;
    외부로부터의 입력 데이터에 대응되는 화상을 상기 표시 패널에 표시하는 패널 구동부; 및
    상기 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백 라이트 유닛은 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 발광 다이오드 어레이의 구동 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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