KR20130072175A - 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치 - Google Patents

백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 맥류 형태의 정류 전압과 일정 크기 이상의 직류 성분을 가진 역률 보상 전압을 이용하여 백라이트 유닛의 복수의 발광다이오드를 효율적으로 구동할 수 있는 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 디스플레이 장치는, 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 출력하는 전원 정류부, 전원 정류부로부터 정류 전압을 수신하고 교류 전원의 역률을 보상하여 적어도 일정 크기의 직류 전압 성분을 포함한 역률 보상 전압을 출력하는 역률 보상부, 역률 보상 전압에 의해 구동되는 디스플레이 모듈, 디스플레이 모듈에 백라이트 조명을 제공하기 위한 복수의 발광다이오드를 구비하는 백라이트 유닛, 및 정류 전압을 수신하여 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 생성하고 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하며 정류 전압의 크기가 미리 설정된 임계값보다 작을 때 역률 보상 전압을 수신하여 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 생성하고 생성한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 백라이트 유닛 구동부를 포함한다.

Description

백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치{BACKLIGHT MODULE AND DRIVING METHOD THEREOF AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 맥류 형태의 정류 전압과 일정 크기 이상의 직류 성분을 가진 역률 보상 전압을 이용하여 백라이트 유닛의 복수의 발광다이오드를 효율적으로 구동할 수 있는 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이 장치는 그 다양한 활용성으로 인해 소형화, 저전력화가 필수적인 모바일 장치뿐 아니라 무게와 두께를 줄여야 하는 대형 디지털 TV에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다. 그 중에서도 액정 디스플레이 장치는 가장 널리 사용되는 방식으로서, 액정 패널이 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 액정 패널 후면에 백라이트 유닛(Backlight Unit, BLU)으로 불리는 광원을 필요로 한다.
백라이트 유닛에서 발생한 빛이 액정 층과 컬러 필터 등을 거친 결과가 외부에 표시되기 때문에, 백라이트 유닛은 LCD(Liquid Crystal Display) 장치의 성능에 상당한 영향을 미친다. 예를 들어, 액정 디스플레이 장치의 화면 품질뿐 아니라 무게, 디자인, 수명, 소비 전력 등이 백라이트 유닛에 의해 상당한 영향을 받을 수 있다.
최근 사용되는 백라이트 모듈은 복수의 LED(Light Emitting Diode)로 구성된 백라이트 유닛과 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 유닛 구동부로 구성되어 있으며, 각각의 LED 백라이트 유닛을 구동하는 방법에 따라 그 성능이 결정되게 된다.
통상적인 액정 디스플레이 장치에 사용되는 백라이트 모듈은 직류 전원을 이용하여 복수의 LED를 구동한다. 이를 위해, 액정 디스플레이 장치는 LED 구동에 필요한 직류 전원을 생성하기 위한 별도의 컨버터 회로를 추가시켜야 하는 부담이 있다.
이와 같이, 종래의 액정 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈의 구동에 필요한 컨버터 외에 백라이트 모듈을 구동하기 위한 별도의 컨버터를 더 구비해야 하므로 전력 소비가 커지고, 컨버터에서의 전력 손실이 증가하여 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치는, 백라이트 모듈에 구동 전원을 공급하기 위한 DC-DC 컨버터를 제거하고 맥류 형태의 정류 전압과 일정 크기 이상의 직류 성분을 가진 역률 보상 전압을 이용하여 백라이트 유닛의 복수의 발광다이오드를 효율적으로 구동하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치는, 맥류 형태의 정류 전압과 일정 크기 이상의 직류 성분을 가진 역률 보상 전압을 이용하여 LED 백라이트 유닛의 다단 구동 시에 발생하는 비발광 구간이 제거하면서 디밍(Dimming) 신호에 의한 전류 레벨 상승 시에 부족한 에너지를 역률 보상 전압의 보충 구동 전류로 보충함으로써 장치의 안정적인 구동을 보장하고 장치의 신뢰성을 향상시키는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치는, 액정 디스플레이 장치의 LED 백라이트 유닛의 구동 전원을 공급하기 위해 사용되던 DC-DC 컨버터를 제거함으로써, 전체 디스플레이 장치의 제조 비용을 감소시키는 것을 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 출력하는 전원 정류부; 전원 정류부로부터 정류 전압을 수신하고, 교류 전원의 역률을 보상하여 적어도 일정 크기의 직류 전압 성분을 포함한 역률 보상 전압을 출력하는 역률 보상부; 역률 보상 전압에 의해 구동되는 디스플레이 모듈; 디스플레이 모듈에 백라이트 조명을 제공하기 위한 복수의 발광다이오드를 구비하는 백라이트 유닛; 및 정류 전압을 수신하여 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 생성하고 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하며, 정류 전압의 크기가 미리 설정된 임계값보다 작을 때 역률 보상 전압을 수신하여 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 생성하고, 생성한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 백라이트 유닛 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 유닛 구동부는, 정류 전압으로부터의 메인 구동 전압의 크기가 적어도 하나의 발광다이오드를 구동하기 위한 최소 전압보다 작을 때, 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 모듈은, 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 디밍 신호가 수신되면, 백라이트 유닛 구동부는, 메인 구동 전압이 설정 디밍 전압보다 작을 때 보충 구동 전압을 백라이트 유닛으로 공급하거나, 메인 구동 전류가 설정 디밍 전류보다 작을 때 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 전원 정류부의 출력단과 백라이트 유닛 구동부의 제1 입력단을 연결하고 정류 전압을 전원 정류부에서 백라이트 유닛 구동부로 전달하는 제1 배선; 및 역률 보상부의 출력단과 백라이트 유닛 구동부의 제2 입력단을 연결하고 역률 보상 전압을 역률 보상부에서 백라이트 유닛 구동부로 전달하는 제2 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 유닛 구동부는 시간에 따라 전압의 크기가 주기적으로 변동하는 정류 전압에 기초하여 정류 전압의 크기가 증가함에 따라 복수의 발광다이오드 중에서 발광하는 발광다이오드의 수가 증가하고, 정류 전압의 크기가 감소함에 따라 복수의 발광다이오드 중에서 발광하는 발광다이오드의 수가 감소하도록 백라이트 유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 유닛 구동부는, 복수의 발광다이오드 중 적어도 하나의 발광다이오드를 각각 구비하는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 그룹의 출력단과 기준전위 사이에 각각 접속되고, 제어신호에 따라 각 LED 그룹의 출력단과 기준전위 사이에 전류 패스를 형성하는 복수의 전류 제어부; 및 메인 구동 전압의 크기에 따라 복수의 전류 제어부의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 복수의 전류 제어부에 인가하는 제어신호 생성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 유닛 구동부는, 역률 보상부의 출력단과 백라이트 유닛의 입력단 사이에 배치되고, 역률 보상 전압이 백라이트 유닛에 공급되는 것을 단속하기 위한 전압 보상부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 전압 보상부는, 역률 보상부의 출력단에 연결된 제1 단자를 구비하는 스위칭 소자; 및 스위칭 소자의 제2 단자에 연결된 애노드와 백라이트 유닛의 입력단에 연결된 캐소드를 구비하는 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 스위칭 소자는 제어신호 생성부의 제어신호에 의해 온 또는 오프 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 유닛 구동부는, 정류 전압의 크기가 복수의 LED 그룹 중 적어도 어느 하나의 LED 그룹을 구동하기 위한 최소 전압보다 작을 때 전압 보상부에 제어신호를 인가함으로써 역률 보상 전압에 의한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 복수의 LED 그룹으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 모듈로부터 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호가 수신되면, 백라이트 유닛 구동부는, 메인 구동 전압이 설정 디밍 전압보다 작을 때 보충 구동 전압을 백라이트 유닛으로 공급하거나, 메인 구동 전류가 설정 디밍 전류보다 작을 때 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 전원 정류부는, 역률 보상부의 입력단에 배치되고, 교류 전원을 정류한 정류 전압을 역률 보상부에 공급하는 제1 전원 정류부; 및 백라이트 유닛 구동부에 구비되고, 교류 전원을 정류한 정류 전압을 백라이트 유닛으로 공급하는 제2 전원 정류부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 역률 보상부는, 전원 정류부의 출력단에 직렬 연결된 입력 커패시터의 고전위측 제1 단자에 연결된 제1 단자를 구비하는 인덕터; 인덕터의 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 입력 커패시터의 저전위측 제2 단자에 연결된 제2 단자를 구비하는 스위치; 인덕터의 제2 단자와 스위치의 제1 단자에 공통 연결된 애노드, 및 출력 커패시터의 고전위측 제1 단자에 연결된 캐소드를 구비하는 다이오드; 및 다이오드의 캐소드에 연결된 제1 단자, 및 입력 커패시터의 저전위측 제2 단자와 스위치의 제2 단자 측과 공통 연결되는 제2 단자를 구비하는 출력 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 역률 보상부는 인덕터, 스위치, 다이오드 및 출력 커패시터를 각각 구비한 두 개의 역률 보상부가 서로 병렬 연결되는 인터리브드(Interleaved) 부스트 컨버터 형태를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 전원 정류부 및 역률 보상부 중 적어도 어느 하나는 백라이트 유닛 구동부와 단일 집적회로 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백라이트 모듈은, 교류 전원의 역률을 보상하여 역률 보상 전원을 출력하는 역률 보상부; 복수의 발광다이오드를 포함하는 백라이트 유닛; 및 디밍 신호에 따라 복수의 발광다이오드를 구동하는 백라이트 유닛 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 백라이트 유닛 구동부는, 디밍 신호 및 교류 전원의 크기에 따라 교류 전원 및 역률 보상 전원을 선택적으로 복수의 발광 다이오드에 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 모듈에 있어서, 백라이트 유닛은 직렬 접속된 복수의 발광다이오드를 구비하고, 백라이트 유닛 구동부는, 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 백라이트 유닛에 공급하는 전원 정류부; 발광다이오드의 일측 단자(캐소드)와 기준전위 사이에 접속되고, 제어신호에 따라 발광다이오드와 기준전위와의 사이에 전류 패스를 형성하는 복수의 전류 제어부; 및 디밍 신호 및 정류 전압의 크기에 따라 복수의 전류 제어부의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈에 있어서, 제어신호 생성부는 디밍 신호의 레벨에 따라 전류 제어부의 동작 상태를 제어함으로써 백라이트 유닛을 통해 흐르는 전류 값을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈은, 정류 전압의 크기 및 디밍 신호의 레벨에 따라 역률 보상부에서 출력된 전압을 백라이트 유닛에 공급하는 전압 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈에 있어서, 전압 보상부는 정류 전압이 임계값 이하인 구간 동안 역률 보상부에서 출력된 전압을 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈에 있어서, 전압 보상부는 정류 전압이 임계값 이하인 구간 동안, 디밍 신호에 기초하여 생성되는 보상 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 스위칭 소자는 보상 제어신호에 따라 역률 보상부의 출력단을 백라이트 유닛에 접속시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈에 있어서, 전압 보상부는 스위칭 소자의 일측 단자와 애노드가 직렬 접속된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 스위칭 소자의 타측 단자는 역률 보상부의 출력단과 접속되고, 다이오드의 캐소드는 백라이트 유닛의 입력단과 전원 정류부가 접속되는 노드에 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법은, 적어도 하나의 발광다이오드를 각각 구비한 복수의 LED(Light Emitting Diode) 그룹을 포함하는 백라이트 유닛을 구동하여 디스플레이 모듈에 조명을 제공하는 백라이트 유닛 구동부에 의해 백라이트 모듈을 구동하는 방법에 있어서, 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 생성하는 제1 단계; 교류 전원의 역률을 보상하여 적어도 일정 크기의 직류 전압 성분을 포함한 역률 보상 전압을 생성하는 제2 단계; 정류 전압을 수신하여 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 생성하고, 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 제3 단계; 및 정류 전압의 크기가 미리 설정된 임계값보다 작을 때 역률 보상 전압에 의한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법에 있어서, 제3 단계는, 시간에 따라 전압의 크기가 주기적으로 변동하는 정류 전압에 기초하여 정류 전압의 크기가 증가함에 따라 복수의 LED 그룹 중에서 발광하는 LED 그룹의 수가 증가하도록 백라이트 유닛의 동작을 제어하고, 정류 전압의 크기가 감소함에 따라 복수의 LED 그룹 중에서 발광하는 LED 그룹의 수가 감소하도록 백라이트 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법에 있어서, 제4 단계는, 정류 전압의 크기가 복수의 LED 그룹 중 적어도 어느 하나의 LED 그룹을 구동하기 위한 최소 전압보다 작을 때 역률 보상 전압에 의한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 복수의 LED 그룹으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법은, 제4 단계 전에, 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호를 디스플레이 모듈로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 제4 단계는, 메인 구동 전압이 설정 디밍 전압보다 작을 때 보충 구동 전압을 백라이트 유닛으로 공급하거나, 메인 구동 전류가 설정 디밍 전류보다 작을 때 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 의해 본 발명에 따른 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치는, 백라이트 모듈에 구동 전원을 공급하기 위한 DC-DC 컨버터를 제거하고 맥류 형태의 정류 전압과 일정 크기 이상의 직류 성분을 가진 역률 보상 전압을 이용하여 백라이트 유닛의 복수의 LED를 효율적으로 구동하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치는, 맥류 형태의 정류 전압과 일정 크기 이상의 직류 성분을 가진 역률 보상 전압을 이용하여 LED 백라이트 유닛의 다단 구동 시에 발생하는 비발광 구간을 제거하면서 디밍 신호에 의한 전류 레벨 상승 시에 부족한 에너지를 역률 보상 전압의 보충 구동 전류로 보충함으로써 장치의 안정적인 구동을 보장하고 장치의 신뢰성을 향상시키는 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치는, 액정 디스플레이 장치의 LED 백라이트 유닛의 구동 전원을 공급하기 위해 사용되던 DC-DC 컨버터를 제거함으로써, 전체 디스플레이 장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 백라이트 모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도.
도 5 및 도 6은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 조광 원리를 설명하기 위한 파형도들.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도.
도 8은 도 7의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 10은 도 9의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도.
도 11은 도 9의 디스플레이 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도.
도 12는 본 발명에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법에 대한 순서도.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되므로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다.
실시예
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 모듈(101), 전원 정류부(102), 역률 보상부(104), 백라이트 유닛(120) 및 백라이트 유닛 구동부(130)를 구비한다. 전원 전류부(102)와 역률 보상부(104)는 디스플레이 장치의 전원 입력단에 배치되어 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 AC-DC 컨버터(101a)에 대응할 수 있다. 그리고, 백라이트 유닛(120)과 백라이트 유닛 구동부(130)는 디스플레이 모듈(101)의 화면표시부에 조명을 제공하는 백라이트 모듈에 대응할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 모듈(140)은, AC-DC 컨버터(101a)로부터 정류 전압(VREC)을 포함한 정류 전원을 수신하고, AC-DC 컨버터(101a)로부터 역률 보상 전압(VPFC)을 포함한 역률 보상 전원을 수신하고, 수신한 정류 전원과 역률 보상 전원을 이용하여 다단 구동형 백라이트 유닛(120)에서의 비발광 구간을 제거하는 것을 주된 특징으로 한다.
여기서, 정류 전압(VREC)을 포함한 정류 전원은 전원 정류부(102)의 출력단과 백라이트 유닛 구동부(130)의 제1 입력단을 연결하는 제1 배선(105a)을 통해 전원 정류부(102)에서 백라이트 유닛 구동부(130)로 공급될 수 있다. 그리고, 역률 보상 전압(VPFC)을 포함한 역률 보상 전원은 역률 보상부(104)의 출력단과 백라이트 유닛 구동부(130)의 제2 입력단을 연결하는 제2 배선(105b)을 통해 역률 보상부(104)에서 백라이트 유닛 구동부(130)로 공급될 수 있다. 제1 배선(105a) 및 제2 배선(105b)은 전원 케이블, 집적소자의 도전성 패턴 등으로 구현될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 백라이트 모듈(140)은, 복수의 LED 그룹을 포함하는 백라이트 유닛(120)을 다단 구동 방식으로 구동할 때, 다단 구동 방식에 수반되는 비발광 구간을 역률 보상 전압을 이용하여 제거한다. 여기서, 다단 구동 방식은 백라이트 유닛(120)의 구동 전압(정류 전압에 대응함)의 크기가 증가함에 따라 백라이트 유닛(120)에서 발광하는 LED 그룹의 수가 증가하고, 구동 전압의 크기가 감소함에 따라 백라이트 유닛(120)에서 발광하는 LED 그룹의 수가 감소하도록 백라이트 유닛(120)의 동작을 제어하는 것을 지칭한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 모듈(140)은, 기존의 다단 구동 방식의 백라이트 유닛이 구동할 때 발생하는 비발광 구간을 제거함으로써, 백라이트 유닛(120)이 구동 중에 깜박거리는 것이나 그 휘도가 사용자가 쉽게 느낄 수 있을 정도로 심하게 흔들이는 것을 방지할 수 있다.
한편, 백라이트 모듈(140)은, 구현에 따라서, 디스플레이 장치의 사용자와 소정의 사용자 인터페이스를 통해 연결되는 디스플레이 모듈(101)로부터 백라이트 모듈의 구동과 제어를 위한 소정의 전압(Va)이나 소정의 신호를 수신하도록 구현될 수 있다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 AC-DC 컨버터(101a)는, 제1 필터(102a), 전원 정류부(102), 제2 필터(102b), 입력 커패시터(Cin) 및 역률 보상부(104)를 구비한다.
제1 필터(102a)는 전원 정류부(102)의 입력단에 배치되는 EMI(Electromagnetic Interference) 필터일 수 있다. 그 경우, EMI 필터는 디스플레이 장치나 AC-DC 컨버터(101a)의 정상 동작 중에 입력 교류 전원 상의 잡음 신호를 감소시키고 비정상 동작 중에 서지 펄스의 크기를 감소시키도록 동작한다. 이러한 EMI 필터는, 입력 교류 전원의 두 전원선 모두에서 잡음을 감소시킬 수 있는 공통 모드 초크(Common Mode Choke), 및 공통 모드 초크의 양단에 연결되는 두 커패시터(C1, C2)로 구현될 수 있다.
전원 정류부(102)는 입력 교류 전원을 정류하기 위한 것으로, 네 개의 다이오드에 의해 입력 교류 전원을 전파 정류하는 브리지 다이오드(Bridge Diode)로 구현될 수 있다.
제2 필터(102b)는 전원 정류부(102)의 출력단에 배치되는 커패시터(C)와 인덕터(L)에 의한 LC 필터일 수 있다. 제2 필터(102b)를 이용하면, 고주파 전류를 잘 통하는 커패시터(C)와 고주파 전류를 잘 통하지 못하는 인덕터(L)의 조합에 의해 공진 회로를 형성하고, 형성한 공진 회로를 통해 디스플레이 장치 또는 AC-DC 컨버터(101a)의 전원 입력단에서의 고주파 노이즈를 선택적으로 제거할 수 있다.
입력 커패시터(Cin)는 제2 필터(102b)의 출력단, 즉 전원 정류부(102)의 출력단 측에 배치되고, 역률 보상부(104)에 인가되는 정류 전원을 안정화하도록 동작한다.
본 실시예에서, 입력 커패시터(Cin)의 제1 단자가 접속되고 제2 필터(102b)의 인덕터(L)가 연결되는 전원 정류부(102)의 고전위측 출력단은 디스플레이 장치의 AC-DC 컨버터(101a)에서 정류 전압(VREC)을 출력하는 제1 출력단에 대응한다.
역률 보상부(104)는, 전원 정류부로부터의 정류 전원에 기초하여 입력 교류 전원의 역률(Power Factor)을 보상하기 위한 것으로, 인덕터(L1), 스위치(S1), 다이오드(D1) 및 출력 커패시터(Cout)를 구비한 능동형 역률보상 회로로 구현될 수 있다.
역률 보상부(104)에 있어서, 인덕터(L1)는 입력 커패시터(Cin)의 제1 단자와 전원 정류부(102)의 고전위측 출력단에 공통 연결되는 제1 단자를 구비한다. 스위치(S1)는 제1 단자, 제2 단자 및 제어단자를 구비한 전계 효과 트랜지스터 등으로 이루어지고, 제1 단자가 인덕터(L1)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자가 저항기(R1)를 게재하고 입력 커패시터(Cin)의 제2 단자 및 기준전위에 공통 연결된다. 스위치(S1)의 제어단자에는 소정의 PFC(Power Factor Correction) 제어기로부터의 제어신호(SC6)가 인가된다. PFC 제어기는 백라이트 모듈(도 1의 140 참조)의 백라이트 유닛 구동부의 적어도 일부 기능부나 이러한 기능부에 상응하는 기능을 수행하는 백라이트 유닛 구동부의 적어도 일부 구성부로 구현될 수 있다.
또한, 역률 보상부(104)에 있어서, 다이오드(D1)의 애노드는 인덕터(L1)의 제2 단자와 스위치(S1)의 제1 단자에 공통 연결되고, 그 캐소드는 출력 커패시터(Cout)의 제1 단자에 연결된다. 출력 커패시터(Cout)의 제2 단자는 전원 정류부(102)의 저전위측 출력단, 입력 커패시터(Cin)의 제2 단자 및 스위치(S1)의 제2 단자에 공통 연결된다.
본 실시예에서, 역률 보상부(104)의 다이오드(D1)의 캐소드와 출력 커패시터(Cout)의 제1 단자가 접속되는 노드는 디스플레이 장치의 AC-DC 컨버터(101a)에서 역률 보상 전압(VPFC)을 출력하는 제2 출력단에 대응한다.
불연속 전류 모드(Discontinuous Current Mode, DCM)로 동작하는 경우, 역률 보상부(104)는 인덕터(L1)에 흐르는 전류가 제로(0)일 때 턴온되고, 저항기(R1)의 양단에 걸리는 전압으로서 비교기의 네거티브 입력단자에 인가되는 전압과 인덕터(L1)에 흐르는 전류에 따른 전압으로서 포지티브 입력단자에 인가되는 정류 전압이 동일할 때 턴오프되도록 스위치(S1)의 동작을 제어할 수 있다. 이 경우, 역률보상부(104)는 전원 정류부(102)에서 출력되는 전류(정류 전류에 대응함)의 평균 파형이 정류 전압의 파형을 추종하도록 함으로써 실질적으로 역률을 거의 1에 가깝게 할 수 있다.
한편, 종래의 백라이트 모듈에서는 역률 보상 회로에서의 출력 전압의 리플을 최소화하기 위해 출력 커패시터의 특정 사양(낮은 ESR 커패시터 등)을 고려하는 것이 일반적이지만, 본 실시예의 백라이트 모듈에서는 소정 크기의 리플을 가지는 정류 전압과 역률 보상 전압을 그대로 이용하므로 종래의 역률 보상 회로에 비해 역률 보상부의 출력 커패시터에 대한 선택폭을 넓혀 설계 자유도를 증대시킬 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았지만, AC-DC 컨버터(101a)는, 구현에 따라서 백라이트 유닛(120)의 입력단에 배치되어 백라이트 유닛(120)에 공급되는 구동 전원의 리플을 제거하는 리플 제거부(미도시)를 구비할 수도 있다. 이러한 리플 제거부는 백라이트 유닛 구동부(130)의 일부 구성으로 포함하거나 백라이트 유닛 구동부(130)와 백라이트 유닛(120)으로 이루어지는 백라이트 모듈(140)의 일부 구성으로 포함될 수 있다. 리플 제거부는 역률 보상부(104)로부터 제공된 역률 보상 전압(VPFC)에 포함된 교류 성분을 적어도 일정 부분 제거한 후, 교류 성분이 일정 부분 제거된 역률 보상 전압을 백라이트 유닛(120)에 제공한다. 이러한 리플 제거부를 이용하면, 역률 보상 전압에 포함된 교류 성분(Ripple)의 크기가 너무 큰 경우 이를 감소시켜 리플 성분에 의해 소모되는 전력을 감소시킬 수 있고, 백라이트 유닛(120)의 구동을 용이하게 할 수 있다.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈(140)은, 백라이트 유닛(120) 및 백라이트 유닛 구동부(130)를 구비한다.
우선, 백라이트 유닛 구동부(130)는 복수의 전류 제어부(131~134), 제어신호 생성부(135) 및 전압 보상부(138)를 구비한다.
복수의 전류 제어부(131~134)는 스위칭 제어신호(SC1~SC4)에 따라 제1 내지 제4 LED 그룹(122, 124, 126, 128)에 흐르는 전류의 경로 및 크기를 제어한다. 여기서, 각 LED 그룹은 적어도 하나의 발광다이오드를 구비한다. 각 LED 그룹은 서로 직렬 연결되는 복수의 발광다이오드를 구비할 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 복수의 전류 제어부(131~134) 각각은 스위칭 소자(미도시) 및 피드백 저항기(미도시)를 포함한다. 스위칭 소자는 각 LED 그룹의 출력단(발광다이오드의 캐소드 측에 대응함)과 피드백 저항기의 일단 사이에 연결되고, 스위칭 제어신호(SC1~SC4)에 따라 선택적으로 턴 온된다. 여기서, 스위칭 소자는 FET(Field Effect Transistor) 등의 반도체 스위치일 수 있으며, 스위칭 제어신호에 의해 각 LED 그룹에 흐르는 전류의 크기를 제어한다. 피드백 저항기의 타단은 기준전위(Reference Potential) 또는 그라운드(Ground)에 접속될 수 있다.
제어신호 생성부(135)는 전압의 크기가 주기적으로 변동하는 정류 전압(VREC)에 따라 스위칭 제어신호(SC1~SC4) 및 보상 스위칭 제어신호(SC5)를 생성하고, 생성한 제어신호를 전류 제어부(131~134) 및 전압 보상부(138)에 제공한다.
예를 들어, 제어신호 생성부(135)는 전류 제어부(131~134)를 통해 각 발광 다이오드(122, 124, 126, 128)에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류나 이 전류에 상응하는 전압을 미리 설정된 기준 값과 비교하고, 비교한 결과에 따라 스위칭 제어신호(SC1~SC4)를 생성한다. 또한, 제어신호 생성부(135)는 정류 전압(VREC)과 기준 값을 비교하고, 비교한 결과에 따라 보상 스위칭 제어신호(SC5)를 생성한다.
여기서, 미리 설정된 기준 값은 백라이트 유닛(120)의 최소 발광 기준에 대응하는 전압 레벨, 및 복수의 발광 다이오드(122, 124, 126, 128) 중 어느 하나의 순방향 전압(Forward Voltage, Vf) 레벨 중 어느 하나에 기초하여 설정될 수 있다.
전압 보상부(138)는 보상 스위칭 제어신호(SC5)에 따라 역률 보상 전원(VPFC 등)을 선택적으로 백라이트 유닛(120)에 공급한다. 전압 보상부(138)는 역률 보상부(104)의 출력단과 백라이트 유닛(120)의 입력단 사이에 접속되는 스위칭 소자(SW5) 및 다이오드(D5)의 직렬 회로로 이루어질 수 있다.
여기서, 스위칭 소자(SW5)는 제1 단자, 제2 단자 및 제어단자를 구비한 전계 효과 트랜지스터 등으로 구현되고, 제1 단자가 역률 보상부의 출력단에 연결되고, 제2 단자가 다이오드(D5)의 애노드에 연결되며, 보상 스위칭 제어신호(SC5)에 따라 선택적으로 턴 온된다. 다이오드(D5)의 캐소드는 전원 정류부의 출력단 측과 백라이트 유닛(120)의 입력단에 공통 접속된다. 다이오드(D5)는 스위칭 소자(SW5)의 턴 오프 시에 정류 전원(VREC)이 역률 보상부(104)로 역류하는 것을 방지한다.
한편, 백라이트 유닛(120)은 적어도 하나의 LED 소자를 각각 구비한 복수의 LED 그룹(122~128)이 서로 직렬 연결되는 LED 어레이를 하나 이상 포함한다. 백라이트 유닛(120)은 백라이트 유닛 구동부(130)의 전류 제어에 의해 교류 전원 또는 정류 전원의 전압이 상승 또는 하강하는 정도에 따라 발광 다이오드의 점등 상태를 조절하는 형태로 다단 구동을 하게 된다.
즉, 백라이트 유닛(120)은 정류 전압의 크기가 증가함에 따라 LED 어레이에서 발광하는 LED 그룹의 수가 증가하고, 정류 전압의 크기가 감소함에 따라 LED 어레이에서 발광하는 LED 그룹의 수가 감소하도록 다단 구동할 수 있다. 특히, 백라이트 유닛(120)은 다단 구동 중에 발생하는 비발광 구간에 역률 보상부로부터의 역률 보상 전압을 받아 적어도 하나의 LED 그룹을 구동시킴으로써 다단 구동 중에 비발광 구간이 형성되지 않도록 동작한다. 여기서, 비발광 구간은 정류 전압의 크기가 하나의 LED 그룹의 순방향 전압보다 작은 구간을 지칭하는 것으로, 비발광 구간에서는 백라이트 유닛(120)의 모든 LED 그룹, 즉 모든 발광다이오드가 소등 상태가 된다. 이러한 소등 상태에 의하면, 기존의 백라이트 유닛은 다단 구동 중에 플리커 현상을 유발할 수 있으나, 본 발명의 백라이트 모듈은 역률 보상 전압을 이용하여 플리커 현상의 원인이 되는 비발광 구간을 제거함으로써 고효율 다단 구동의 문제점을 개선한다.
도 3을 참조한 전술한 상세 설명에서는, 설명의 편의상, 백라이트 유닛(120)이 하나의 발광다이오드로 각각 표시된 4개의 LED 그룹(122, 124, 126, 128)을 구비하는 것으로 도시하였으나, 이는 예시를 위한 것으로 각 LED 그룹에 포함되는 발광다이오드의 개수나 LED 그룹의 개수와 이에 따른 전류 제어부의 개수 및 이들의 구체적인 구성은 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(120)은 2개 이상의 직렬로 연결된 LED 그룹을 포함하거나, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 LED 그룹을 구비하도록 구현될 수 있다.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 백라이트 모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도이다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 백라이트 모듈은, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 LED 그룹(122, 124, 126, 128)을 구비한 백라이트 유닛(120), 전류 제어부(131~134), 제어신호 생성부(135) 및 전압 보상부(138)를 구비하고, 복수의 LED 그룹(122, 124, 126, 128)의 순방향 전압이 모두 소정 전압(Vf)인 경우를 예를 들어 설명한다. 그리고, 복수의 LED 그룹의 각 LED 그룹을 기재된 순서대로 제1 LED 그룹(122), 제2 LED 그룹(124), 제3 LED 그룹(126) 및 제4 LED 그룹(128)이라 칭하고, 각 LED 그룹의 출력단에 연결되는 전류 제어부를 제1 전류 제어부(131), 제2 전류 제어부(132), 제3 전류 제어부(133) 및 제4 전류 제어부(134)라 각각 칭한다.
도 4를 참조하면, 우선, 구동 초기에 각 전류 제어부(131~134)의 스위칭 소자는 턴 온 상태를 유지하고, 전압 보상부(138)의 스위칭 소자(SW5)는 턴 오프 상태를 유지한다. 이 상태에서, 백라이트 모듈에 정류 전압(VREC)이 인가되고 소정 시점(t0)에서 정류 전압이 제1 전압(Vf1) 이상이 되면, 제1 LED 그룹(122)과 및 제1 전류 제어부(131)를 경유하는 전류 패스(Path)가 형성되어 제1 LED 그룹(122)이 발광한다. 이때, 제1 전류 제어부(131)는 제1 전압(Vf1)에 기초하여 미리 설정된 전류 레벨에 따라 제1 LED 그룹(122)에 흐르는 전류의 크기를 제어한다.
한편, 정류 전압(VREC)이 제1 전압(Vf1)보다 작을 때 역률 보상 전압(VPFC)을 백라이트 유닛(120)에 공급하도록 백라이트 모듈이 설정될 수 있는데, 그 경우, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈(140)은, 소정 시점(t0) 이전의 어느 시점에서부터 소정 시점(t0)까지의 빗금 친 구간 동안 제1 전류 제어부(131)에 의해 설정되는 레벨의 역률 보상 전류(IPFC)를 백라이트 유닛(120)에 공급한다.
다음으로, 정류 전압이 상승하여 제1 시점(t1)에서 제2 전압(Vf2)이 되면, 제어신호 생성부(135)는 제1 전류 제어부(131)의 스위칭 소자를 턴 오프 시킨다. 그러면, 두 LED 그룹(122, 124)과 제2 전류 제어부(132)를 경유하는 전류 패스가 형성되고, 두 LED 그룹(122, 124)은 발광한다. 이때, 제2 전류 제어부(132)는 정류 전압의 크기에 대응하여 두 LED 그룹(122, 124)에 흐르는 전류(IREC)의 크기를 제어한다.
다음으로, 정류 전압이 상승하여 제2 시점(t2)에서 제3 전압(Vf3)이 되면, 제어신호 생성부(135)는 제1 전류 제어부(131)의 스위칭 소자 및 제2 전류 제어부(132)의 스위칭 소자를 턴 오프 시킨다. 그러면, 세 LED 그룹(122, 124, 126)과 제3 전류 제어부(133)를 경유하는 전류 패스가 형성되고, 세 LED 그룹(122, 124, 126)은 발광한다. 이때, 제3 전류 제어부(133)는 정류 전압의 크기에 대응하여 세 LED 그룹(122, 124, 126)에 흐르는 전류(IREC)의 크기를 제어한다.
다음으로, 정류 전압이 상승하여 제3 시점(t3)에서 제4 전압(Vf4)이 되면, 제어신호 생성부(135)는 제1 내지 제3 전류 제어부(131, 132, 133)의 스위칭 소자들을 턴 오프 시킨다. 그러면, 네 LED 그룹(122, 124, 126, 128)과 제4 전류 제어부(134)를 경유하는 전류 패스가 형성되고, 네 LED 그룹(122, 124, 126, 128)은 발광한다. 이때, 제4 전류 제어부(134)는 정류 전압의 크기에 대응하여 네 LED 그룹(122, 124, 126, 128)에 흐르는 전류(IREC)의 크기를 제어한다.
전술한 바와 같이, 제어신호 생성부(135)는 정류 전압의 크기가 증가함에 따라 백라이트 유닛(120)에서 발광하는 LED 그룹의 수가 증가하도록 복수의 LED 그룹(122, 124, 126, 128)를 다단 구동시킨다.
그런 다음, 정류 전압의 크기가 하강하면, 제어신호 생성부(135)는 정류 전압의 상승 시의 역순으로 LED 그룹을 단계적으로 턴 오프 시킨다. 즉, 정류 전압이 제4 시점(t4)에서 제4 전압(Vf4)보다 작아지면, 제어신호 생성부(135)는 제3 전류 제어부(133)를 구동시켜 세 LED 그룹(122, 124, 126)과 제3 전류 제어부(133)를 경유하는 전류 패스를 형성하고, 그에 의해 세 LED 그룹(122, 124, 126)을 발광시킨다. 정류 전압이 제5 시점(t5)에서 제3 전압(Vf3)보다 작아지면, 제어신호 생성부(135)는 제2 전류 제어부(132)를 구동시켜 두 LED 그룹(122, 124)과 제2 전류 제어부(132)를 경유하는 전류 패스를 형성하고, 그에 의해 두 LED 그룹(122, 124)을 발광시킨다. 그리고, 정류 전압이 제6 시점(t6)에서 제2 전압(Vf2)보다 작아지면, 제어신호 생성부(135)는 제1 전류 제어부(131)를 구동시켜 제1 LED 그룹(122)과 제1 전류 제어부(131)를 경유하는 전류 패스를 형성하여 제1 LED 그룹(122)을 발광시킨다.
다음으로, 정류 전압이 제7 시점(t7)에서 미리 설정된 기준 값, 예컨대 제1 전압(Vf1)보다 작아지면, 제어신호 생성부(135)는 제7 시점(t7)에서 전압 보상부(138)의 스위칭 소자(SW5)를 턴 온시킨다.
역률 보상 전압(VPFC)은 복수의 LED 그룹(122, 124, 126, 128)의 순방향 전압(Vf4)보다 높은 전압 레벨을 가지므로, 제어신호 생성부(135)는 제7 시점(t7)과 제8 시점(t8)의 구간 동안에 제1 LED 그룹(122)과 제2 전류 제어부(131)를 경유하는 전류 패스를 통해 제1 LED 그룹(122)에 역률 보상 전류(IPFC)를 공급할 수 있다. 여기서, 제7 시점(t7)과 제8 시점(t8)의 구간은 백라이트 유닛(120)에 역률 보상 전압(VPFC)이 공급되지 않는 경우(비교예)의 비발광 구간에 대응한다.
그리고, 정류 전압(VREC)이 제8 시점(t8)에서 미리 설정된 기준 값, 예컨대 제1 전압(Vf1) 이상이 되면, 제어신호 생성부(135)는 제8 시점(t8)에서 전압 보상부(138)의 스위칭 소자(SW5)를 턴 오프시킨다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈(140)은, 정류 전압(VREC)이 제1 전압(Vf1)보다 작을 때 역률 보상 전압(VPFC)을 백라이트 유닛(120)에 공급함으로써, 빗금 친 구간(t7-t8 등)에서 제1 전류 제어부(131)에 의해 미리 설정된 레벨의 역률 보상 전류(IPFC)를 백라이트 유닛(120)에 공급할 수 있고, 그에 의해 기존의 비발광 구간을 제거할 수 있다.
본 실시예에서, 정류 전압(VREC)은 백라이트 유닛(120)의 구동 전압(VLED)에 대응하고, 정류 전압(VREC)에 의한 정류 전류(IREC)와 역률 보상 전압(VPFC)에 의한 역률 보상 전류(IPFC)의 조합에 백라이트 유닛(120)의 구동 전류(ILED)에 대응한다.
한편, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈은 백라이트 유닛(120)의 휘도 등의 제어를 위해 디스플레이 모듈(도 1의 101 참조)로부터 소정의 전압(Va)를 수신하거나 소정의 신호를 수신할 수 있다. 소정의 전압(Va)은 기준 전압일 수 있으며, 소정의 신호는 디밍 신호일 수 있다.
다음은 백라이트 모듈이 디스플레이 모듈의 신호 처리부로부터 디밍 신호(도 10의 VDIMM 참조)를 수신하는 경우에 대한 백라이트 모듈의 작동 원리를 설명한다. 설명의 편의상, 디밍 신호는 도 4를 참조하여 앞서 설명한 백라이트 모듈의 다단 구동 중에 수신하는 것으로 가정한다.
도 5 및 도 6은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 조광 원리를 설명하기 위한 파형도들이다.
우선, 디밍 신호가 영상 신호의 밝기 변화와 무관하게 백라이트 유닛(120)의 최소 발광 기준에 대응하는 전압 레벨, 예컨대 제1 전압(Vf1)에 상응하는 휘도 레벨을 유지하는 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 백라이트 유닛(120)의 다단 구동 중에 디스플레이 모듈의 신호 처리부로부터 디밍 신호가 수신되면, 백라이트 유닛 구동부는 디밍 신호에 의해 지정된 전압 레벨(예컨대, 제1 전압)에 상응하는 구동 전류(ILED)가 백라이트 유닛(120)에 공급되도록 동작한다.
한편, 종래의 다단 구동 방식의 백라이트 유닛은 디밍 동작 중에 빗금 친 구간에 대응하는 비발광 구간을 발생하게 되는데, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈은 비발광 구간에 대응하는 빗금 친 구간(P1 등)에 역률 보상 전압(VPFC) 및 제1 전류 제어부(131)에 의해 미리 설정되는 크기의 역률 보상 전류를 백라이트 유닛에 공급함으로써, 디밍 동작 중에 백라이트 유닛에서 비발광 구간이 발생하지 않도록 할 수 있다.
다음으로, 디밍 신호가 소정 시점(t3)에서 제4 전압(Vf4)에 상응하는 휘도 레벨을 유지하도록 입력되는 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 6을 참조하면, 백라이트 유닛(120)가 도 5에서와 같은 전압 레벨로 조광 동작하는 중에, 디스플레이 모듈의 신호 처리부로부터 새로운 디밍 신호가 제3 시점(t3)에 수신되면, 백라이트 유닛 구동부는 새로운 디밍 신호에 의해 지정된 전압 레벨(예컨대, 제4 전압 Vf4)에 상응하는 구동 전류(ILED)가 백라이트 유닛(120)에 공급되도록 동작한다.
한편, 종래의 다단 구동 방식의 백라이트 유닛은 다단 구동 방식의 특성상 구동 에너지 부족으로 인하여 디밍 동작 중에 빗금 친 구분에 해당하는 비발광 구간을 발생하게 되는데, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈은 빗금 친 구간(P2 등)에서 제4 전류 제어부(134)의 동작에 따라 디밍 신호의 레벨에 상응하는 역률 보상 전류를 백라이트 유닛에 공급함으로써, 디밍 동작 중에 백라이트 유닛에서 비발광 구간이 발생하지 않도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 디밍 신호의 레벨이 낮은 레벨에서 높은 레벨로 증가하는 경우에도, 역률 보상 전압(VPFC)을 이용하여 백라이트 유닛(120)에서 비발광 구간이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 백라이트 모듈은, 기존의 비발광 구간에 대응하는 구간 동안 역률 보상부(104)에서 출력되는 역률 보상 전압을 이용하여 백라이트 유닛에 에너지를 보충함으로써, 백라이트 유닛(120)이 디밍 신호의 고 레벨에서 정상적으로 구동할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 설명의 편의상 종래의 다단 구동 방식의 백라이트 모듈에서 디밍 신호에 따라 구동하는 동안 형성되는 비발광 구간을 제거할 수 있는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 다단 구동을 하지는 않지만 맥류 전압에 의해 구동하는 백라이트 모듈에서 실질적으로 백라이트 유닛의 모든 발광다이오드가 구동하지 않는 비발광 구간이 존재할 때, 이러한 비발광 구간을 제거하기 위해 역률 보상 전압을 사용하는 모든 구성을 포함할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(120)의 구동 시에 요구되는 기준 밝기, 기준 밝기에 따라 점등시키고자 하는 발광다이오드의 개수 또는 보상하고자 하는 전압의 레벨은 사용자의 선택에 따라 변경될 수 있다. 그리고, 도 5와 도 6에 도시한 파형도는 예시에 해당하는 것으로, 전류 제어부의 구성에 따라 턴 온되는 LED 그룹의 개수, 턴 온 시점 등을 다양하게 변경할 수 있다. 또한, 액정 표시 장치 등의 디스플레이 장치에서는 백라이트 모듈 구동용의 직류 전원을 생성하기 위해 별도의 컨버터를 사용해야 하는데, 본 발명에 따른 백라이트 모듈 및 이를 이용하는 디스플레이 장치는 백라이트 유닛을 위한 DC-DC 컨버터를 생략하고, 교류 전원을 통해 직접 백라이트 유닛을 구동할 수 있어 장치를 소형화하고 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 전원 정류부(102), 역률 보상부(104), 컨버터(106), 신호 처리부(110), 디스플레이 구동부(112), 화면표시부(114) 및 백라이트 모듈(140A)을 구비한다. 컨버터(106), 신호 처리부(110), 디스플레이 구동부(112) 및 화면표시부(114)는 도 1의 디스플레이 모듈(101)에 대응할 수 있다. 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 구현에 따라서, 전원 정류부(102)의 입력단이나 출력단에 필터를 더 구비할 수 있다.
전원 정류부(102)는 교류 전원을 정류하여 역률 보상부(104)에 공급한다. 예를 들어, 전원 정류부(102)는 정현파 형태의 교류 전원을 전파 정류하는 브리지 다이오드(Bridge Diode) 등으로 구현될 수 있다.
역률 보상부(104)는 전원 정류부(102)에서 출력되는 정류 전원을 토대로 교류 전원(10)에서의 역률을 보상함으로써 역률 보상 전원을 출력한다. 역률 보상 전원은 직류 전압 레벨을 가지며, 예컨대 교류 전원(10)이 220V인 경우 약 380~420V의 전압 크기를 가질 수 있다. 역률 보상부(104)는 복수의 수동 소자 또는 능동 소자를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 부스트 컨버터 형태의 능동형 역률보상 회로를 포함할 수 있다.
컨버터(106)는 역률 보상 전원을 받아 신호 처리부(110) 및 디스플레이 구동부(112)를 구동하는데 필요한 레벨을 갖는 직류 전원을 생성한다. 구체적으로, 컨버터(106)로부터 출력된 직류 전원은 신호 처리부(110)에 포함된 각종 프로세서의 구동을 위해 사용될 수 있다. 또한, 직류 전원은 디스플레이 구동부(112)를 통해 화면표시부(114)의 게이트 라인 또는 데이터 라인에 공급되고, 그에 의해 화면표시부에 소정의 영상이 표시된다.
신호 처리부(110)는 외부에서 입력되는 다양한 영상 신호를 처리하여 각종 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 디스플레이 구동부(112)에 공급한다. 예를 들어, 신호 처리부(110)는 영상 신호를 처리하여 화면표시부(114)의 데이터 라인에 인가될 전압을 제어하는 제어 신호를 생성하거나, 게이트 라인에 인가될 전압을 제어하는 제어 신호를 생성한다.
또한, 신호 처리부(110)는 백라이트 유닛(120)의 밝기 및 온/오프 시점 등을 제어하는 제어 신호(이하, 디밍 신호라 함)를 생성하여 백라이트 유닛 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 디밍 신호는 백라이트 유닛(120)이 영역별로 밝기가 제어되는 로컬 디밍 구조를 포함하는 경우 로컬 디밍에 필요한 신호를 포함할 수 있다.
디스플레이 구동부(112)는 신호 처리부(110)의 출력에 따라 화면표시부(114)를 구동한다. 디스플레이 구동부(112)는 게이트 라인을 통해 화면표시부(114)의 화소에 연결되는 게이트 드라이버, 데이터 라인을 통해 화소에 연결되는 데이터 드라이버, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 제어기 등을 구비할 수 있다.
화면표시부(114)는 영상 신호에 따른 소정의 영상을 출력할 수 있도록 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 구비한다. 복수의 화소는 백라이트 유닛(120)의 조명에 의한 빛 투과량을 조절할 수 있는 액정, 액정을 제어하기 위한 전극, 및 색상을 표현하기 위한 컬러 필터 등을 구비할 수 있다.
백라이트 모듈(140)은 화면표시부(114)에 대하여 조명을 제공하는 백라이트 유닛(120), 및 백라이트 유닛(120)을 구동하는 백라이트 유닛 구동부(130)를 구비한다. 백라이트 유닛 구동부(130)는 정류 전원 및 역률 보상 전원을 받고, 미리 설정된 제어 신호나 신호 처리부(110)로부터의 디밍 신호에 따라 백라이트 유닛(120)의 동작을 제어한다.
본 실시예에 따른 백라이트 모듈(140)에서 백라이트 유닛의 구동 중에 비발광 구간이 발생하지 않도록 역률 보상 전원을 이용하는 방법은 도 1 내지 도 6을 참조하여 이미 설명하였으므로, 설명의 중복을 피하기 위해 그에 대한 상세 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 전원 정류부(102)와 역률 보상부(104)는, 교류 전원의 역률을 보상하여 역률 보상 전원을 출력하는 단일 AC-DC 컨버터로 구현될 수 있다. 또한, 전원 정류부(102), 역률 보상부(104) 및 백라이트 유닛 구동부(130)는 역률 보상 기능을 구비한 백라이트 구동용 단일 집적회로(130A)로 구현될 수 있다. 그 경우, 백라이트 모듈(140A)은 역률 보상 기능을 구비한 백라이트 유닛 구동부를 구비한 것에 대응하게 된다. 물론, 역률 보상 기능을 구비한 백라이트 유닛 구동부는, 역률 보상부(104)를 구비하지만 전원 정류부(102)를 구비하지 않거나, 전원 정류부(102)를 구비하지만 역률 보상부(104)를 구비하지 않는 단일 집적회로 형태로 구현될 수 있다.
도 8은 도 7의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 AC-DC 컨버터(101b)는 두 개의 부스트 컨버터가 병렬 연결된 구조를 가진 인터리브드(Interleaved) 부스트 컨버터 형태를 구비한다.
본 실시예의 AC-DC 컨버터(101b)는 도 3을 참조하여 앞서 설명한 AC-DC 컨버터(101a) 두 개를 병렬 연결한 것으로, 추가된 부스트 컨버터의 인덕터(L2), 스위치(S2), 저항기(R2) 및 다이오드(D2)와 그 결합관계는 AC-DC 컨버터(101a)의 대응 구성요소와 그 결합관계와 실질적으로 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 그에 대한 상세 설명은 생략한다.
다상 부스트 컨버터 형태의 AC-DC 컨버터(101b)를 이용하면, 입력 커패시터(Cin)의 양단에 걸리는 전압에 대응하는 입력 전압과 출력 커패시터(Cout)의 양단에 걸리는 전압에 대응하는 출력 전압을 대략 절반씩 나누어 부담함으로써, 단일 부스트 컨버터 형태의 AC-DC 컨버터(101a)의 경우에 비해 커패시터(C1, C2)나 인덕터(L1, L2)의 부피나 용량을 작게 함으로써, 평판 디스플레이 장치의 박형화에 부응할 수 있고, AC-DC 컨버터(101b)에 흐르는 전류를 감소시켜 전력 손실을 낮추어 효율을 증대시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치(130B)는, 필터(102a), 전원 정류부(102), 역률 보상부(104), 제1 DC-DC 컨버터(106a), 제2 DC-DC 컨버터(106b), TOV(Temporary OverVoltage) 생성부(107) 및 백라이트 유닛 구동부(130A)를 구비한다. 전원 공급 장치(130B)는 역률 보상 기능과 백라이트 유닛 구동 기능을 일체로 갖춘 스위치 모드 파워 서플라이(Switch Mode Power Supply) 형태를 구비한다.
제1 DC-DC 컨버터(106a)는 대기전원용 DC-DC 컨버터에 대응하고, 제2 DC-DC 컨버터(106b)는 디스플레이 모듈의 모듈전원용 DC-DC 컨버터에 대응한다. 그 경우, 제2 DC-DC 컨버터(106b)는 디스플레이 모듈의 PMIC(Power Management Integrated Circuit)에 모듈 구동전원(Vout2)을 공급하는 컨버터에 대응하고, 제1 DC-DC 컨버터(106a)는 디스플레이 장치의 전원이 최초로 켜졌을 때 디스플레이 장치에서 최소한의 대기 전력만 동작시키기 위해 제2 DC-DC 컨버터(106b)와 분리된 대기 전원(Vout1)을 공급하는 컨버터에 대응할 수 있다. 구현에 따라서, 제1 및 제2 DC-DC 컨버터(106a, 106b)는 하나의 DC-DC 컨버터로 일체화된 형태를 구비할 수 있다.
본 실시예의 전원 공급 장치(130B)에 있어서, 백라이트 모듈에 속하는 백라이트 유닛 구동부(130A)는 전원 정류부(102)의 입력단에 연결된 배선(105c)을 통해 입력되는 교류 전원을 정류하여 정류 전원을 생성하고 생성한 정류 전원을 백라이트 유닛에 공급하는 또 다른 전원 정류부를 구비할 수 있다.
또한, 본 실시예의 전원 공급 장치(130B)에 배치되는 백라이트 유닛 구동부(130A)는, 역률 보상 전압(VPFC)을 이용하여 백라이트 유닛에서 비발광 구간이 발생하지 않도록 제어하는 것뿐만 아니라 백라이트 유닛의 구동 전압을 소정의 기본 전압(TOV)만큼 높여 백라이트 유닛의 복수의 LED 그룹이 고전압 구동하도록 함으로써 고전압 저전류 구동에 따른 효율 증대의 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 고전압은 입력 교류 전원(10)의 교류 전압(VAC) 또는 정류 전압(VREC)의 최대값보다 높은 전압을 의미한다.
도 10은 도 9의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈(140A)은 백라이트 유닛(120), 및 SMPS 형태의 전원 공급 장치(130B 참조)에 배치되는 백라이트 유닛 구동부(130A)를 구비한다.
본 실시예에서, 백라이트 유닛(120)은 앞서 설명한 다른 실시예에서의 백라이트 유닛과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 그에 대한 상세 설명은 생략한다. 그리고, 백라이트 유닛 구동부(130A)는 브리지 다이오드(136), 제1 입력단(137a) 및 제2 입력단(137b)을 제외하고 도 3을 참조하여 설명한 백라이트 유닛 구동부(130)와 실질적으로 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 백라이트 유닛 구동부(130A)의 나머지 구성요소(복수의 전류 제어부, 제어신호 생성부 및 전압 보상부와 이들의 연결관계) 및 그 작동 원리에 대한 상세 설명은 생략한다.
백라이트 유닛 구동부(130A)에 있어서, 브리지 다이오드(136)는 디스플레이 장치의 전원 정류부(도 9의 102 참조)의 입력단에 연결된 배선(105c)을 통해 입력되는 교류 전원을 정류하여 정류 전원을 생성하고 생성한 정류 전원을 백라이트 유닛(120)에 공급한다. 브리지 다이오드(136)는 디스플레이 장치의 전원 정류부(102)와는 다른 또 다른 전원 정류부에 대응한다. 이러한 브리지 다이오드(136)를 이용하면, 디스플레이 장치의 전원 공급 장치와는 별도로 백라이트 모듈(140A)에서 직접 입력 교류 전원을 이용하여 구동할 수 있다.
제1 입력단(137a)은 기본 전압(TOV)의 입력단에 대응하고, 제2 입력단(137b)은 디밍 신호(VDIMM)의 입력단에 대응한다. 여기서, 기본 전압(Temporary OverVoltage, TOV)은 백라이트 유닛의 구동 전압을 소정의 전압(TOV)만큼 높여 백라이트 유닛의 복수의 LED 그룹이 고전압 구동하도록 하기 위한 것이다. 그리고, 디밍 신호(VDIMM)는 백라이트 유닛의 휘도를 화면표시부에 표시되는 영상의 밝기에 대응하도록 조절하기 위한 것이다.
즉, 백라이트 유닛 구동부(130A)는 일정 기간의 디밍 신호의 레벨(평균 레벨 등)에 따라 백라이트 유닛의 전체 휘도가 디밍 신호의 레벨을 추종하도록 동작한다. 백라이트 유닛의 전체 휘도가 디밍 신호의 레벨을 추종하도록 하기 위해, 백라이트 유닛 구동부(130A)는 다단 구동에 있어서 각 다단 구동 구간에서의 디밍 신호의 평균 레벨을 추종 대상 레벨로 설정할 수 있다.
도 11은 도 9의 디스플레이 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 기본 전압(TOV)에 의해 소정 크기만큼 높아진 구동 전압(VLED)과 구동 전류(ILED)에 의해 백라이트 유닛의 복수의 LED 그룹을 다단 구동시킨다.
본 실시예의 디스플레이 장치는, 복수의 LED 그룹에 대한 다단 구동의 기준이 되는 제1 내지 제4 전압(Vf5, Vf6, Vf7, Vf8)이 도 4를 참조하여 앞서 설명한 제1 내지 제4 전압(Vf1, Vf2, Vf3, Vf4)보다 기본 전압(TOV)만큼 높아진 것을 제외하고, 실질적으로 도 4의 디스플레이 장치와 동일한 작동 원리를 가지므로 설명의 중복을 피하기 위해 그에 대한 상세 설명은 생략한다.
여기서, 제1 내지 제4 전압(Vf5, Vf6, Vf7, Vf8)에 따라서 복수의 LED 그룹의 제1 내지 제4 LED 그룹(122, 124, 126, 128)의 순방향 전압도 입력 교류 전압이나 정류 전압보다 높은 고전압이 되며, 이를 위해 각 LED 그룹은 도 4의 각 LED 그룹에 비해 순방향 전압이 더 높은 LED 소자를 사용하거나 더 많은 개수의 LED 소자를 구비할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법에 대한 순서도이다.
본 실시예에 있어서, 백라이트 모듈의 구동 방법은, 백라이트 유닛을 구동하여 디스플레이 장치에 조명을 제공하는 백라이트 유닛 구동부에 의해 백라이트 모듈이 구동되는 과정을 중심으로 설명한다. 여기서, 백라이트 유닛은 적어도 하나의 발광다이오드를 각각 구비한 복수의 LED(Light Emitting Diode) 그룹을 포함한다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 백라이트 모듈의 구동 방법은, 전원 정류부를 통해 우선 입력 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 생성한다(S121). 정류 전압은 전압의 크기가 시간에 따라 주기적으로 변동하는 맥류 형태를 구비한다.
다음, 전원 정류부의 출력단에 배치되는 역률 보상부를 통해 교류 전원의 역률을 보상하여 역률 보상 전압을 생성한다(S122). 역률 보상 전압은 일정 크기 이상의 직류 성분을 구비한다. 여기서, 일정 크기는 백라이트 유닛의 모든 발광다이오드가 구동할 수 있는 직류 전압에 대응한다.
다음, 정류 전압을 수신하여 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 생성하고, 생성한 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급한다(S123).
본 단계(S123)에서, 백라이트 유닛 구동부는, 시간에 따라 전압의 크기가 주기적으로 변동하는 정류 전압에 기초하여 정류 전압의 크기가 증가함에 따라 복수의 LED 그룹 중에서 발광하는 LED 그룹의 수가 증가하도록 백라이트 유닛을 제어하고, 정류 전압의 크기가 감소함에 따라 복수의 LED 그룹 중에서 발광하는 LED 그룹의 수가 감소하도록 백라이트 유닛을 제어할 수 있다.
다음으로, 디밍 신호가 수신되지 않고, 정류 전압의 크기가 미리 설정된 임계값보다 작을 때, 백라이트 유닛 구동부는 역률 보상 전압에 의한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급한다(S124, S125 및 S127).
상기한 일련의 단계들(S124, S125 및 S127)에 있어서, 백라이트 유닛 구동부는, 정류 전압(VREC)이 복수의 LED 그룹의 적어도 어느 하나의 LED 그룹을 구동하기 위한 최소 전압(VR1)보다 작을 때, 역률 보상 전압(VPFC)에 의한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 백라이트 유닛(BLU)으로 공급할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법은, 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호를 디스플레이 모듈로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 그 경우, 디밍 신호가 수신되고, 설정 디밍 전압(VDI)이 LED 구동 전압(VLED)보다 크거나 설정 디밍 전류가 LED 구동 전류보다 클 때, 역률 보상 전압(VPFC)에 의한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급한다(S124, S126 및 S127).
여기서, 디밍(Dimming) 신호는 백라이트 유닛의 휘도를 미리 설정된 레벨로 유지하기 위한 제어 신호에 대응할 수 있다. 백라이트 유닛 구동부는 디밍 신호의 레벨에 따라 기 설정된 휘도에 대응하는 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성할 수 있다. 또한, 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류는 디밍 신호의 레벨에 상응하는 LED 구동 전압 또는 LED 구동 전류에 대응한다. LED 구동 전압은 전술한 메인 구동 전압과 보충 구동 전압을 더한 전압에 대응하고, LED 구동 전류는 전술한 메인 구동 전류와 보충 구동 전류를 더한 전류에 대응한다.
전술한 경우, 백라이트 유닛 구동부는 디밍 신호의 레벨에 따라 백라이트 유닛의 전체 휘도가 디밍 신호의 레벨(일정 구간에서의 평균 레벨 등)을 추종하도록 백라이트 유닛을 제어할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경, 치환, 수정이 가능할 것이며, 이러한 변경, 치환, 수정 등은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
101: 디스플레이 모듈
101a, 101b: AC-DC 컨버터
102: 전원 정류부
104, 104A: 역률 보상부
105a, 105b: 배선
120: 백라이트 유닛
130, 130A: 백라이트 유닛 구동부
140, 140A: 백라이트 모듈

Claims (25)

  1. 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 출력하는 전원 정류부;
    상기 전원 정류부로부터 상기 정류 전압을 수신하고, 상기 교류 전원의 역률을 보상하여 적어도 일정 크기의 직류 전압 성분을 포함한 역률 보상 전압을 출력하는 역률 보상부;
    상기 역률 보상 전압에 의해 구동되는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈에 백라이트 조명을 제공하기 위한 복수의 발광다이오드를 구비하는 백라이트 유닛; 및
    상기 정류 전압을 수신하여 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 생성하고 상기 메인 구동 전압 또는 상기 메인 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하며, 상기 정류 전압의 크기가 미리 설정된 임계값보다 작을 때 상기 역률 보상 전압을 수신하여 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 생성하고, 상기 보충 구동 전압 또는 상기 보충 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 백라이트 유닛 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛 구동부는, 상기 메인 구동 전압의 크기가 적어도 하나의 발광다이오드를 구동하기 위한 최소 전압보다 작을 때, 상기 보충 구동 전압 또는 상기 보충 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 상기 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호를 생성하고,
    상기 디밍 신호가 수신되면, 상기 백라이트 유닛 구동부는, 상기 메인 구동 전압이 상기 설정 디밍 전압보다 작을 때 상기 보충 구동 전압을 상기 백라이트 유닛으로 공급하거나, 상기 메인 구동 전류가 상기 설정 디밍 전류보다 작을 때 상기 보충 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 정류부의 출력단과 상기 백라이트 유닛 구동부의 제1 입력단을 연결하고 상기 정류 전압을 상기 전원 정류부에서 상기 백라이트 유닛 구동부로 전달하는 제1 배선; 및
    상기 역률 보상부의 출력단과 상기 백라이트 유닛 구동부의 제2 입력단을 연결하고 상기 역률 보상 전압을 상기 역률 보상부에서 상기 백라이트 유닛 구동부로 전달하는 제2 배선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛 구동부는 시간에 따라 전압의 크기가 주기적으로 변동하는 상기 정류 전압에 기초하여 상기 정류 전압의 크기가 증가함에 따라 상기 복수의 발광다이오드 중에서 발광하는 발광다이오드의 수가 증가하고, 상기 정류 전압의 크기가 감소함에 따라 상기 복수의 발광다이오드 중에서 발광하는 발광다이오드의 수가 감소하도록 상기 백라이트 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛 구동부는,
    상기 복수의 발광다이오드 중 적어도 하나의 발광다이오드를 각각 구비하는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 그룹의 출력단과 기준전위 사이에 각각 접속되고, 제어신호에 따라 각 LED 그룹의 출력단과 상기 기준전위 사이에 전류 패스를 형성하는 복수의 전류 제어부; 및
    상기 메인 구동 전압의 크기에 따라 상기 복수의 전류 제어부의 동작을 제어하기 위한 상기 제어신호를 상기 복수의 전류 제어부에 인가하는 제어신호 생성부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛 구동부는, 상기 역률 보상부의 출력단과 상기 백라이트 유닛의 입력단 사이에 배치되고, 상기 역률 보상 전압이 상기 백라이트 유닛에 공급되는 것을 단속하기 위한 전압 보상부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전압 보상부는,
    상기 역률 보상부의 출력단에 연결된 제1 단자를 구비하는 스위칭 소자; 및
    상기 스위칭 소자의 제2 단자에 연결된 애노드와 상기 백라이트 유닛의 입력단에 연결된 캐소드를 구비하는 다이오드;를 구비하며,
    상기 스위칭 소자는 상기 제어신호 생성부의 제어신호에 의해 온 또는 오프 동작하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛 구동부는, 상기 정류 전압의 크기가 상기 복수의 LED 그룹 중 적어도 어느 하나의 LED 그룹을 구동하기 위한 최소 전압보다 작을 때 상기 전압 보상부에 상기 제어신호를 인가함으로써 상기 역률 보상 전압에 의한 상기 보충 구동 전압 또는 상기 보충 구동 전류를 상기 복수의 LED 그룹으로 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈로부터 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호가 수신되면,
    상기 백라이트 유닛 구동부는, 상기 메인 구동 전압이 상기 설정 디밍 전압보다 작을 때 상기 보충 구동 전압을 상기 백라이트 유닛으로 공급하거나, 상기 메인 구동 전류가 상기 설정 디밍 전류보다 작을 때 상기 보충 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 정류부는,
    상기 역률 보상부의 입력단에 배치되고, 상기 교류 전원을 정류한 정류 전압을 상기 역률 보상부에 공급하는 제1 전원 정류부; 및
    상기 백라이트 유닛 구동부에 구비되고, 상기 교류 전원을 정류한 정류 전압을 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 제2 전원 정류부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 역률 보상부는,
    상기 전원 정류부의 출력단에 직렬 연결된 입력 커패시터의 고전위측 제1 단자에 연결된 제1 단자를 구비하는 인덕터;
    상기 인덕터의 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 입력 커패시터의 저전위측 제2 단자에 연결된 제2 단자를 구비하는 스위치;
    상기 인덕터의 제2 단자와 상기 스위치의 제1 단자에 공통 연결된 애노드, 및 출력 커패시터의 고전위측 제1 단자에 연결된 캐소드를 구비하는 다이오드; 및
    상기 다이오드의 캐소드에 연결된 제1 단자, 및 상기 입력 커패시터의 저전위측 제2 단자와 상기 스위치의 제2 단자 측과 공통 연결되는 제2 단자를 구비하는 출력 커패시터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 역률 보상부는 상기 인덕터, 상기 스위치, 상기 다이오드 및 상기 출력 커패시터를 각각 구비한 두 개의 역률 보상부가 서로 병렬 연결되는 인터리브드(Interleaved) 부스트 컨버터 형태를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 전원 정류부 및 상기 역률 보상부 중 적어도 어느 하나는 상기 백라이트 유닛 구동부와 단일 집적회로 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 교류 전원의 역률을 보상하여 역률 보상 전원을 출력하는 역률 보상부;
    복수의 발광다이오드를 포함하는 백라이트 유닛; 및
    디밍 신호에 따라 상기 복수의 발광다이오드를 구동하는 백라이트 유닛 구동부;를 포함하고,
    상기 백라이트 유닛 구동부는, 상기 디밍 신호 및 상기 교류 전원의 크기에 따라 상기 교류 전원 및 상기 역률 보상 전원을 선택적으로 상기 복수의 발광 다이오드에 공급하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 직렬 접속된 상기 복수의 발광다이오드를 구비하고,
    상기 백라이트 유닛 구동부는,
    상기 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 상기 백라이트 유닛에 공급하는 전원 정류부;
    상기 발광다이오드의 일측 단자와 기준전위 사이에 접속되고, 제어신호에 따라 상기 발광다이오드와 기준전위와의 사이에 전류 패스를 형성하는 복수의 전류 제어부; 및
    상기 디밍 신호 및 상기 정류 전압의 크기에 따라 상기 복수의 전류 제어부의 동작을 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는 상기 디밍 신호의 레벨에 따라 상기 전류 제어부의 동작 상태를 제어함으로써 상기 백라이트 유닛을 통해 흐르는 전류 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 정류 전압의 크기 및 상기 디밍 신호의 레벨에 따라 상기 역률 보상부에서 출력된 전압을 상기 백라이트 유닛에 공급하는 전압 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전압 보상부는 상기 정류 전압이 임계값 이하인 구간 동안 상기 역률 보상부에서 출력된 전압을 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 전압 보상부는 상기 정류 전압이 임계값 이하인 구간 동안, 상기 디밍 신호에 기초하여 생성되는 보상 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자를 포함하되,
    상기 스위칭 소자는 상기 보상 제어신호에 따라 상기 역률 보상부의 출력단을 상기 백라이트 유닛에 접속시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 전압 보상부는 상기 스위칭 소자의 일측 단자와 애노드가 직렬 접속된 다이오드를 더 포함하되,
    상기 스위칭 소자의 타측 단자는 상기 역률 보상부의 출력단과 접속되고, 상기 다이오드의 캐소드는 상기 백라이트 유닛의 입력단과 상기 전원 정류부가 접속되는 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  22. 적어도 하나의 발광다이오드를 각각 구비한 복수의 LED(Light Emitting Diode) 그룹을 포함하는 백라이트 유닛을 구동하여 디스플레이 모듈에 조명을 제공하는 백라이트 유닛 구동부에 의해 백라이트 모듈을 구동하는 방법에 있어서,
    교류 전원을 정류하여 정류 전압을 생성하는 제1 단계;
    상기 교류 전원의 역률을 보상하여 적어도 일정 크기의 직류 전압 성분을 포함한 역률 보상 전압을 생성하는 제2 단계;
    상기 정류 전압을 수신하여 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 생성하고, 상기 메인 구동 전압 또는 상기 메인 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 제3 단계; 및
    상기 정류 전압의 크기가 미리 설정된 임계값보다 작을 때 상기 역률 보상 전압에 의한 보충 구동 전압 또는 보충 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈의 구동 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제3 단계는, 시간에 따라 전압의 크기가 주기적으로 변동하는 상기 정류 전압에 기초하여 상기 정류 전압의 크기가 증가함에 따라 상기 복수의 LED 그룹 중에서 발광하는 LED 그룹의 수가 증가하고, 상기 정류 전압의 크기가 감소함에 따라 상기 복수의 LED 그룹 중에서 발광하는 LED 그룹의 수가 감소하도록 상기 백라이트 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈의 구동 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제4 단계는, 상기 정류 전압의 크기가 상기 복수의 LED 그룹 중 적어도 어느 하나의 LED 그룹을 구동하기 위한 최소 전압보다 작을 때 상기 역률 보상 전압에 의한 상기 보충 구동 전압 또는 상기 보충 구동 전류를 상기 복수의 LED 그룹으로 공급하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈의 구동 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 제4 단계 전에, 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 상기 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호를 디스플레이 모듈로부터 수신하는 단계를 더 포함하고,
    여기서, 상기 제4 단계는, 상기 메인 구동 전압이 상기 설정 디밍 전압보다 작을 때 상기 보충 구동 전압을 상기 백라이트 유닛으로 공급하거나, 상기 메인 구동 전류가 상기 설정 디밍 전류보다 작을 때 상기 보충 구동 전류를 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈의 구동 방법.
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