KR20130130526A

KR20130130526A - 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이를 포함하는 표시 장치

Info

Publication number: KR20130130526A
Application number: KR1020120054416A
Authority: KR
Inventors: 최민수; 오원식; 신은철
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-12-02
Also published as: US8941320B2; US20130313985A1

Abstract

광원 구동 방법은 광원부에 구동 전압을 출력하는 단계, 상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압을 기초로 제1 전압을 검출하는 단계, 상기 광원부의 제2 단에서 제2 전압을 검출하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 전압을 이용하여 상기 구동 전압을 조절하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 광원부의 휘도 및 소비 전력을 일정하게 유지할 수 있고, 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이를 포함하는 표시 장치{METHOD OF DRIVING A LIGHT SOURCE, LIGHT SOURCE APPARATUS PERFORMING THE METHOD AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE LIGHT SOURCE APPARATUS}

본 발명은 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원의 휘도 및 소비 전력을 일정하게 유지할 수 있는 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰, 대형 텔레비전 등에 사용된다. 상기 액정 표시 장치는 액정의 광 투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널 및 상기 액정 표시 패널로 광을 제공하는 광원 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 광원 장치는 백라이트 어셈블리일 수 있다.

상기 광원 장치는 상기 액정 표시 패널에 영상을 표시하는데 필요한 광을 발생시키는 광원들을 포함한다. 예를 들어, 상기 광원들은 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL), 평판 형광램프(flat fluorescent lamp, FFL), 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있다.

최근에는 소비 전력이 낮고 환경 친화적인 LED가 널리 이용되고 있다. 상기 광원 장치는 복수의 LED가 연결된 LED 스트링 및 상기 LED 스트링을 구동하는 LED 구동부를 포함한다.

종래에는 상기 LED 스트링에 일정한 전류가 흐르게 하는 정전류 제어 방식을 이용하여, 상기 LED 스트링을 구동하였다. 그러나, 상기 LED는 주변 온도에 따라 가변하는 전류 전압 특성을 갖는다. 따라서, 상기 정전류 제어 방식을 이용할 경우, 주변 온도의 변화에 따라, 상기 LED의 휘도 및 소비 전력이 가변하게 되는 문제점이 있다.

또한, 초기 구동 시에는 상기 LED의 주변 온도가 상대적으로 낮으므로 LED의 휘도가 높으나 턴 온 시간이 길어짐에 따라 상기 LED의 주변 온도가 증가하여 LED의 휘도가 감소하는 문제점이 있다. 이에 따라, 표시 장치의 표시 품질이 감소하는 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 광원부의 휘도 및 소비 전력을 일정하게 조절할 수 있는 광원 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광원 구동 방법을 수행하기 위한 광원 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 광원 장치를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광원 구동 방법은 광원부에 구동 전압을 출력하는 단계, 상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압을 기초로 제1 전압을 검출하는 단계, 상기 광원부의 제2 단에서 제2 전압을 검출하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 전압을 이용하여 상기 구동 전압을 조절하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원부는 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원부는 병렬로 연결된 복수의 발광 다이오드 스트링들을 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드 스트링들은 각각 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 구동 전압이 제1 저항 및 제2 저항에 의해 분배된 전압일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동 전압을 조절하는 단계는 상기 제1 전압 및 제1 기준 전압을 입력 받아 제3 전압을 생성하는 단계, 상기 제2 전압 및 상기 제3 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 단계, 및 상기 제4 전압과 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동 전압을 조절하는 단계는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력 받아 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 곱셈하여 곱셈 전압을 생성하는 단계, 상기 곱셈 전압 및 기준 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 단계 및 상기 제4 전압과 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 곱셈 전압을 생성하는 단계는 아날로그 형태의 상기 제1 전압 및 아날로그 형태의 상기 제2 전압을 곱셈할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 곱셈 전압을 생성하는 단계는 상기 제1 전압을 입력 받아 디지털 형식으로 변환하는 단계, 상기 제2 전압을 입력 받아 디지털 형식으로 변환하는 단계, 디지털 형식의 상기 제1 전압 및 디지털 형식의 상기 제2 전압을 곱셈하는 단계, 상기 디지털 형식의 곱셈 전압을 아날로그 형식으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광원 장치는 광원부, 전압 생성부 및 피드백부를 포함한다. 상기 광원부는 광을 발광한다. 상기 전압 생성부는 상기 광원부를 구동하는 구동 전압을 생성한다. 상기 피드백부는 상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압을 기초로 검출된 제1 전압 및 상기 광원부의 제2 단에서 검출된 제2 전압을 이용하여 상기 구동 전압을 조절한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전압 생성부는 구동 회로, 인덕터, 다이오드, 게이트 저항, 캐패시터 및 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 상기 구동 회로는 상기 피드백부로부터 피드백 신호를 수신하며, 상기 게이트 저항의 제1 단에 연결될 수 있다. 상기 스위칭 소자의 게이트 전극은 상기 게이트 저항의 제2 단에 연결되고, 상기 스위칭 소자의 소스 전극은 접지에 연결되며, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극은 상기 인덕터의 제2 단 및 상기 다이오드의 양극에 연결될 수 있다. 상기 인덕터의 제1 단에는 전원 전압이 인가될 수 있다. 상기 다이오드의 음극은 상기 캐패시터의 제1 단에 연결될 수 있다. 상기 캐패시터의 제2 단은 상기 접지에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피드백부는 상기 제1 전압 및 제1 기준 전압을 입력 받아 제3 전압을 생성하는 기준 전압 보정 회로, 상기 제2 전압 및 상기 제3 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 제1 오차 증폭기 및 상기 제4 전압과 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 전압 보정 회로는 제2 오차 증폭기, 제3 저항 및 제4 저항을 포함할 수 있다. 상기 제2 오차 증폭기의 양의 단자에는 상기 제1 기준 전압이 인가되고, 상기 제2 오차 증폭기의 음의 단자는 상기 제3 저항의 제1 단 및 상기 제4 저항의 제1 단과 연결되며, 상기 제2 오차 증폭기의 출력 단자는 상기 제3 저항의 제2 단과 연결되고, 상기 제4 저항의 제2 단에는 상기 제1 전압이 인가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피드백부는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력 받아 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 곱셈하여 곱셈 전압을 생성하는 신호 곱셈부, 상기 곱셈 전압 및 기준 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 오차 증폭기 및 상기 제4 전압을 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 곱셈부는 제1 버퍼, 제2 버퍼, 제3 버퍼 및 곱셈기를 포함할 수 있다. 상기 제1 버퍼에는 상기 제1 전압이 인가될 수 있다. 상기 제2 버퍼에는 상기 제2 전압이 인가될 수 있다. 상기 곱셈기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압을 입력 받아, 상기 곱셈 전압을 생성하여 상기 제3 버퍼로 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 곱셈기는 상기 제1 전압을 수신하는 제1 차동 전압-전류 컨버터, 상기 제2 전압을 수신하는 제2 차동 전압-전류 컨버터, 상기 곱셈 전압을 출력하는 차동 대 단일단 컨버터, 상기 제1 차동 전압-전류 컨버터에 연결되는 제1 및 제2 트랜지스터 및 상기 제2 차동 전압-전류 컨버터 및 상기 차동 대 단일단 컨버터에 연결되는 제3, 제4, 제5, 제6 트랜지스터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 곱셈부는 상기 제1 전압을 입력 받아 디지털 신호로 변환하는 제1 아날로그-디지털 컨버터, 상기 제2 전압을 입력 받아 디지털 신호로 변환하는 제2 아날로그-디지털 컨버터, 디지털 형식의 상기 제1 전압 및 디지털 형식의 상기 제2 전압을 입력 받아 곱셈 전압을 생성하는 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 곱셈 전압을 입력 받아 아날로그 형식으로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터를 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 광원 장치를 포함한다. 상기 표시 패널은 영상을 표시한다. 상기 광원 장치는 상기 표시 패널에 광을 제공한다. 상기 광원 장치는 광원부, 전압 생성부 및 피드백부를 포함한다. 상기 광원부는 광을 발광한다. 상기 전압 생성부는 상기 광원부를 구동하는 구동 전압을 생성한다. 상기 피드백부는 상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압을 기초로 검출된 제1 전압 및 상기 광원부의 제2 단에서 검출된 제2 전압을 이용하여 상기 구동 전압을 조절한다.

본 발명에 따르면, 광원부의 전압 제어 인자 및 전류 제어 인자를 이용하여 상기 광원부에 인가되는 구동 전압을 조절하므로 주변 환경 및 부하의 변화에 관계없이 상기 광원부의 휘도 및 소비 전력을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 광원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 광원 장치를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 2의 광원부의 주변 온도에 따른 전류-전압 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 2의 광원부의 주변 온도에 따른 상대 순방향 전압을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 2의 광원부의 주변 온도에 따른 상대 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 2의 광원부의 구동 전압에 따른 소비 전력을 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 2의 광원부의 구동 전압에 따른 LED 전류를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타내는 회로도이다.
도 10은 도 9의 신호 곱셈부를 나타내는 회로도이다.
도 11은 도 10의 곱셈기를 나타내는 회로도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치의 신호 곱셈부를 나타내는 회로도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타내는 회로도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타내는 회로도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 광 조절부(200) 및 광원 장치(300)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(100)은 제1 기판, 제2 기판, 액정층, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함한다.

상기 제1 기판은 트랜지스터가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판일 수 있다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 마주보게 배치된다. 상기 제2 기판은 컬러 필터가 형성되어 있는 컬러 필터 기판일 수 있다. 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된다.

상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부는 상기 제1 기판에 연결되어, 상기 제1 기판에 구동 신호를 출력한다. 상기 게이트 및 데이터 구동부들은 각각 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit, FPC), 상기 연성 인쇄 회로 기판에 장착되어 있는 구동칩, 및 상기 연성 인쇄 회로 기판의 일측에 연결되어 있는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함할 수 있다.

상기 광 조절부(200)는 보호 시트, 프리즘 시트, 확산 시트 등을 포함할 수 있다.

상기 보호 시트는 스크래치에 약한 프리즘 시트를 보호한다. 상기 프리즘 시트는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정하게 배열될 수 있다. 상기 프리즘 시트는 상기 확산 시트에서 확산된 광을 상부의 상기 표시 패널(100)의 배치 평면에 수직한 방향으로 집광한다. 상기 확산 시트는 상기 광원부(300)로부터 공급되는 광을 확산시켜 휘도를 균일하게 한다.

상기 광원 장치(300)는 광원부 및 광원 구동부를 포함한다. 상기 광원부는 복수의 광원들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부는 복수의 발광 다이오드(light emitting diode, LED)들을 포함할 수 있다.

상기 광원 구동부는 상기 광원부에 연결되어 상기 광원부에 구동 전압을 제공한다. 상기 광원 구동부는 수납 용기의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원 구동부는 상기 수납용기의 바닥면의 하면과 마주보게 배치될 수 있다.

상기 광원 장치(300)의 구성 및 동작에 대해서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 자세히 후술한다.

도 2는 도 1의 광원 장치(300)를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 1의 광원 장치(300)를 나타내는 회로도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 광원 장치(300)는 광원부(320), 전압 생성부(340) 및 피드백부(360)를 포함한다.

상기 광원부(320)는 광을 발광한다. 상기 광원부(320)는 상기 표시 패널(100)에 광을 제공한다. 상기 광원부(320)는 직렬로 연결된 복수의 LED들을 포함한다. 상기 광원부(320)는 제1 내지 제N LED들(LED1 내지 LEDN)을 포함한다.

본 실시예에서, 상기 광원부(320)는 하나의 LED 스트링을 포함할 수 있다. 상기 광원 장치(300)는 에지형 광원 장치일 수 있다. 상기 광원부(320)는 상기 표시 패널(100)의 일 변에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(320)는 상기 표시 패널(100)의 하나의 단변에 대응하여 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 광원부(320)는 상기 표시 패널(100)의 하나의 장변에 대응하여 배치될 수 있다. 상기 광원 장치(300)는 상기 광원부(320)에서 발생된 광을 상기 표시 패널(100)로 가이드하는 도광판을 더 포함할 수 있다. 상기 도광판은 직육면체 형상이거나 쐐기(wedge) 형상을 가질 수 있다.

상기 전압 생성부(340)는 상기 광원부(320)를 구동하는 구동 전압(VO)을 생성한다. 상기 구동 전압(VO)은 상기 전압 생성부(340)의 출력에 해당하므로, 출력 전압(VO)이라고도 한다. 예를 들어, 상기 전압 생성부(340)는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 이와는 달리, 상기 전압 생성부(340)는 선형 컨버터(linear converter)일 수 있다.

상기 전압 생성부(340)는 구동 회로, 인덕터(L1), 다이오드(D1), 게이트 저항(RG), 캐패시터(C1) 및 스위칭 소자(Q)를 포함한다.

상기 구동 회로는 상기 피드백부(360)로부터 피드백 신호(FS)를 수신한다. 상기 구동 회로는 상기 게이트 저항(RG)의 제1 단에 연결된다. 상기 구동 회로는 상기 피드백 신호(FS)에 근거하여 상기 스위칭 소자(Q)의 턴 온 시간을 조절하여 상기 구동 전압(VO)의 크기를 조절한다.

상기 스위칭 소자(Q)의 게이트 전극은 상기 게이트 저항(RG)의 제2 단에 연결된다. 상기 스위칭 소자(Q)의 소스 전극은 접지에 연결되고, 상기 스위칭 소자(Q)의 드레인 전극은 상기 인덕터(L1)의 제2 단 및 상기 다이오드(D1)의 양극에 연결된다.

상기 인덕터(L1)의 제1 단에는 전원 전압(VCC)이 인가된다. 상기 다이오드(D1)의 음극은 상기 캐패시터(C1)의 제1 단에 연결된다. 상기 캐패시터(C1)의 제2 단은 상기 접지에 연결된다.

상기 피드백부(360)는 상기 구동 전압(VO)을 조절하기 위한 상기 피드백 신호(FS)를 생성하여 상기 전압 생성부(340)에 출력한다.

상기 피드백부(360)는 상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압(VO)을 기초로 검출된 제1 전압(V1) 및 상기 광원부의 제2 단에서 검출된 제2 전압(V2)을 이용하여 상기 피드백 신호(FS)를 생성한다.

상기 제1 전압(V1)은 상기 광원부(320)에 인가되는 상기 구동 전압(VO)을 기초로 검출된 전압이므로, 상기 광원부(320)의 전압 제어 인자라고 할 수 있다. 상기 제2 전압(V2)은 상기 광원부(320)를 따라 흐르는 LED 전류(ILED)에 비례하므로 상기 광원부(320)의 전류 제어 인자라고 할 수 있다. 상기 피드백부(360)는 상기 전압 제어 인자 및 상기 전류 제어 인자를 모두 이용하여 상기 피드백 신호(FS)를 생성한다. 따라서, 상기 피드백부(360)는 상기 광원부(320)가 실질적으로 정전력으로 구동 되도록 제어할 수 있다.

상기 광원부(320)의 전압 제어 인자로서 상기 순방향 전압(VF)이 사용될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 상기 순방향 전압(VF)과 비례하고, 상기 순방향 전압(VF)과 실질적으로 동일한 값을 가지며, 상기 순방향 전압(VF)에 비해 검출이 용이한 상기 구동 전압(VO)을 상기 광원부(320)의 전압 제어 인자로 이용한다.

상기 제1 전압(V1)은 상기 구동 전압(VO)이 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 의해 분배된 전압이다. 상기 제1 저항(R1)의 제1 단은 상기 전압 생성부(340)의 출력단에 연결되고, 상기 제1 저항(R1)의 제2 단은 상기 제2 저항(R2)의 제1 단에 연결된다. 상기 제2 저항(R2)의 제2 단은 접지에 연결된다. 상기 제1 전압(V1)은 상기 제1 저항(R1) 및 상기 제2 저항(R2) 사이의 노드에서 검출된 전압이다.

본 실시예에서, 상기 피드백부(360)는 기준 전압 보정 회로(362) 및 피드백 신호 생성부(364)를 포함한다. 상기 피드백 신호 생성부(364)는 제1 오차 증폭기(OP1) 및 비교기(CMP)를 포함한다.

상기 기준 전압 보정 회로(362)는 상기 제1 전압(V1) 및 제1 기준 전압(VA)을 입력 받아 제3 전압(V3)을 생성한다. 상기 제3 전압(V3)은 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 기준 전압이 되므로, 제2 기준 전압(V3)이라고 명명할 수 있다. 상기 기준 전압 보정 회로(362)의 구성 및 동작에 대해서는 후술한다.

상기 제1 오차 증폭기(OP1)는 상기 제2 전압(V2) 및 상기 제3 전압(V3)을 입력 받아 제4 전압(V4)을 생성한다. 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 양의 단자에는 상기 제2 기준 전압인 상기 제3 전압(V3)이 인가되고, 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 음의 단자에는 상기 제2 전압(V2)이 인가된다. 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 출력 단자에는 상기 제4 전압(V4)이 출력된다. 상기 제4 전압(V4)은 상기 제3 전압(V3) 및 상기 제2 전압(V2)의 차이에 비례한다. 도시하지 않았으나, 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 상기 음의 단자 및 상기 광원부(320)의 제2 단 사이에는 저항이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 상기 음의 단자 및 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에는 저항이 배치될 수 있다.

상기 비교기(CMP)는 상기 제4 전압(V4) 및 비교 신호(VCMP)를 입력 받고, 상기 제4 전압(V4)과 비교 신호(VCMP)를 비교하여 상기 피드백 신호(FS)를 출력한다. 상기 비교기(CMP)의 양의 단자에는 상기 제4 전압(V4)이 인가되고, 상기 비교기(CMP)의 음의 단자에는 상기 비교 신호(VCMP)가 인가된다. 상기 비교기(CMP)의 출력 단자에는 상기 피드백 신호(FS)가 출력된다. 상기 비교 신호(VCMP)는 삼각파 신호일 수 있다. 상기 피드백 신호(FS)는 구형파 신호일 수 있다.

상기 피드백 신호(FS)는 상기 제4 전압(V4)이 상기 비교 신호(VCMP) 보다 큰 구간에서 하이 신호를 갖고, 상기 제4 전압(V4)이 상기 비교 신호(VCMP) 보다 작은 구간에서 로우 신호를 갖는다. 상기 제4 전압(V4)이 커지면 상기 피드백 신호(FS)의 듀티비는 커지고, 상기 제4 전압(V4)이 작아지면 상기 피드백 신호(FS)의 듀티비는 작아진다.

상기 기준 전압 보정 회로(362)는 제2 오차 증폭기(OP2), 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함한다. 상기 제2 오차 증폭기(OP2)의 양의 단자에는 상기 제1 기준 전압(VA)이 인가되고, 상기 제2 오차 증폭기(OP2)의 음의 단자는 상기 제3 저항(R3)의 제1 단 및 상기 제4 저항(R4)의 제1 단에 연결된다. 상기 제2 오차 증폭기(OP2)의 출력 단자는 상기 제3 저항(R3)의 제2 단에 연결된다. 상기 제4 저항(R4)의 상기 제2 단에는 상기 제1 전압(V1)이 인가된다.

상기 제3 전압(V3)은 아래 수학식 1에 의해 결정된다.

[수학식 1]

상기 구동 전압(VO)이 증가하면, 상기 제1 전압(V1)이 증가하고, 상기 제1 전압(V1)이 증가하면, 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 기준 전압이 되는 상기 제3 전압(V3)은 감소한다.

반대로, 상기 구동 전압(VO)이 감소하면, 상기 제1 전압(V1)이 감소하고, 상기 제1 전압(V1)이 감소하면, 상기 제1 오차 증폭기(OP1)의 기준 전압이 되는 상기 제3 전압(V3)은 증가한다.

상기 제3 전압(V3)은 상기 제1 전압(V1)에 의해 선형적으로 변화한다. 상기 제3 전압(V3)의 변화의 범위는 상기 제3 저항(R3) 및 상기 제4 저항(R4)의 비 및 상기 제1 기준 전압(VA)에 의해 적절히 조절될 수 있다.

도 4는 도 2의 광원부(320)의 주변 온도(T)에 따른 전류-전압 특성을 나타내는 그래프이다. 도 5는 도 2의 광원부(320)의 주변 온도(T)에 따른 상대 순방향 전압(VF)을 나타내는 그래프이다. 도 6은 도 2의 광원부(320)의 주변 온도(T)에 따른 상대 휘도를 나타내는 그래프이다.

도 4를 참조하면, 상기 광원부(320)의 상기 LED는 주변 온도(T)에 따라 서로 다른 전류-전압 특성을 나타낸다. 상기 LED를 흐르는 LED 전류(ILED)가 제1 전류(I1)라고 할 때, 상기 주변 온도(T)가 상온(25℃)인 경우 상기 광원부(320)의 순방향 전압(VF)은 제1 순방향 전압(VFR)을 나타낸다. 상기 LED 전류(ILED)가 제1 전류(I1)라고 할 때, 상기 주변 온도(T)가 상온(25℃)보다 높은 50℃인 경우 상기 광원부(320)의 순방향 전압(VF)은 상기 제1 순방향 전압(VFR)보다 낮은 제2 순방향 전압(VFH)을 나타낸다. 상기 LED 전류(ILED)가 제1 전류(I1)라고 할 때, 상기 주변 온도(T)가 상온(25℃)보다 낮은 -20℃인 경우 상기 광원부(320)의 순방향 전압(VF)은 상기 제1 순방향 전압(VFR)보다 높은 제3 순방향 전압(VFC)을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 상기 주변 온도(T)가 상온(25℃)일 때의 상기 광원부(320)의 상기 제1 순방향 전압(VFR)을 1.0이라고 한다면, 상기 주변 온도(T)가 50℃일 때의 상기 광원부(320)의 상기 제2 순방향 전압(VFH)은 약 0.95이고, 상기 주변 온도(T)가 -20℃일 때의 상기 광원부(320)의 상기 제3 순방향 전압(VFC)은 약 1.05이다.

도 6을 참조하면, 상기 주변 온도(T)가 상온(25℃)일 때의 상기 광원부(320)의 제1 휘도를 약 1.0이라고 한다면, 상기 주변 온도(T)가 50℃일 때의 상기 광원부(320)의 상기 제2 휘도는 상기 제1 휘도보다 낮은 약 0.92이고, 상기 주변 온도(T)가 -20℃일 때의 상기 광원부(320)의 상기 제3 휘도는 상기 제1 휘도보다 높은 약 1.08이다.

결과적으로, 상기 광원부(320)의 전류-전압 특성은 주변 온도(T)에 의해 가변한다. 주변 온도(T)가 상승하면 상기 LED 전류(ILED)를 일정하게 유지하더라도 상기 광원부(320)의 순방향 전압(VF)이 감소하므로, 상기 광원부(320)의 휘도는 감소한다. 주변 온도(T)가 감소하면 상기 LED 전류(ILED)를 일정하게 유지하더라도 상기 광원부(320)의 순방향 전압(VF)이 증가하므로, 상기 표시 장치의 휘도는 증가한다. 이와 같은 원리로 상기 광원 장치(300)를 턴 온하게 되면, 상기 광원부(320)의 온도는 상대적으로 낮으므로, 상기 표시 장치는 높은 휘도를 나타내지만 상기 광원 장치(300)의 턴 온 상태를 오래 유지하게 되면, 상기 광원부(320)의 온도가 점점 상승하여 상기 표시 장치의 휘도는 점점 낮아진다.

도 7은 도 2의 광원부(320)의 구동 전압(VO)에 따른 소비 전력을 나타내는 그래프이다. 도 8은 도 2의 광원부(320)의 구동 전압(VO)에 따른 LED 전류(ILED)를 나타내는 그래프이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 종래의 정전류 제어 방식을 채택할 경우, 상기 광원 장치(300)의 턴 온 시간에 따라 상기 구동 전압(VO)은 점점 감소하는 반면 상기 LED 전류(ILED)는 일정하게 유지된다. 따라서 상기 광원부(320)의 소비 전력은 상기 광원 장치(300)의 턴 온 시간에 따라 점점 감소한다. 이와 마찬가지로 상기 표시 장치의 휘도도 점점 감소하게 된다.

도 1 내지 도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 정전력 제어 방식에서, 상기 피드백부(360)는 전압 제어 인자인 상기 제1 전압(V1) 및 전류 제어 인자인 상기 제2 전압(V2)을 모두 이용하여 상기 피드백 신호(FS)를 생성한다.

예를 들어, 주변 온도(T)의 감소 등의 이유로 광원부(320)의 상기 구동 전압(VO)이 상승할 경우, 상기 제1 전압(V1)은 상승하고, 상기 제3 전압(V3)은 감소한다. 상기 제3 전압이 감소함에 따라, 상기 LED 전류(ILED)는 감소하도록 제어된다.

예를 들어, 주변 온도(T)의 증가 등의 이유로 광원부(320)의 상기 구동 전압(VO)이 감소할 경우, 상기 제1 전압(V1)은 감소하고, 상기 제3 전압(V3)은 증가한다. 상기 제3 전압이 증가함에 따라, 상기 LED 전류(ILED)는 증가하도록 제어된다.

이러한 원리로, 상기 광원 장치(300)의 턴 온 시간에 따라 상기 구동 전압(VO)은 점점 감소할 경우, 상기 LED 전류(ILED)는 점점 증가한다. 따라서, 상기 광원부(320)의 소비 전력은 상기 광원 장치(300)의 턴 온 시간에 무관하게 대체로 일정하게 유지될 수 있다. 이와 마찬가지로 상기 표시 장치의 휘도도 대체로 일정하게 유지될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 피드백부(360)는 전압 제어 인자인 상기 제1 전압(V1) 및 전류 제어 인자인 상기 제2 전압(V2)을 모두 이용하여 상기 피드백 신호(FS)를 생성하므로, 상기 광원부(320)의 주변 온도 또는 상기 광원 장치(300)의 턴 온 시간과 관계없이 상기 광원부(320)의 소비 전력 및 상기 표시 장치의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치(300A)를 나타내는 회로도이다.

본 실시예에 따른 상기 광원 장치(300A)는 상기 피드백부(360)의 구성을 제외하고는 도 1의 광원 장치(300)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1의 광원 장치(300)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 2 및 도 9를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 광 조절부(200) 및 광원 장치(300A)를 포함한다.

상기 광원 장치(300A)는 광원부(320), 전압 생성부(340) 및 피드백부(360)를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 광원부(320)는 하나의 LED 스트링을 포함할 수 있다. 상기 광원 장치(300)는 에지형 광원 장치일 수 있다. 상기 광원부(320)는 상기 표시 패널(100)의 일 변에 대응하여 배치될 수 있다.

상기 전압 생성부(340)는 상기 광원부(320)를 구동하는 구동 전압(VO)을 생성한다. 예를 들어, 상기 전압 생성부(340)는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 이와는 달리, 상기 전압 생성부(340)는 선형 컨버터(linear converter)일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 피드백부(360)는 신호 곱셈부(363) 및 피드백 신호 생성부(364)를 포함한다. 상기 피드백 신호 생성부(364)는 제3 오차 증폭기(OP3) 및 비교기(CMP)를 포함한다.

상기 신호 곱셈부(363)는 상기 제1 전압(V1) 및 상기 제2 전압(V2)을 입력 받아 곱셈 전압(VM)을 생성한다. 상기 제1 전압(V1)이 입력되는 상기 신호 곱셈부(363)의 제1 입력 단자에는 제5 저항(R5)이 배치될 수 있다. 상기 제2 전압(V2)이 입력되는 상기 신호 곱셈부(363)의 제2 입력 단자에는 제6 저항(R6)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전압(V1)은 상기 광원부(320)의 전압 제어 인자이고, 상기 제2 전압(V2)은 상기 광원부(320)의 전류 제어 인자이므로, 상기 곱셈 전압(VM)은 상기 광원부(320)의 전력 제어 인자라고 할 수 있다. 따라서, 상기 피드백부(360)는 상기 광원부(320)가 실질적으로 정전력으로 구동 되도록 제어할 수 있다. 상기 신호 곱셈부(363)의 구성 및 동작에 대해서는 도 10 및 도 11을 참조하여 후술한다.

상기 제3 오차 증폭기(OP3)는 상기 곱셈 전압(VM) 및 기준 전압(VREF)을 입력 받아 제4 전압(V4)을 생성한다. 상기 제3 오차 증폭기(OP3)의 양의 단자에는 상기 기준 전압(VREF)이 인가되고, 상기 제3 오차 증폭기(OP3)의 음의 단자에는 상기 곱셈 전압(VM)이 인가된다. 상기 제3 오차 증폭기(OP3)의 출력 단자에는 상기 제4 전압(V4)이 출력된다. 상기 제4 전압(V4)은 상기 기준 전압(VREF) 및 상기 곱셈 전압(VM)의 차이에 비례한다. 도시하지 않았으나, 상기 제3 오차 증폭기(OP3)의 상기 음의 단자 및 상기 신호 곱셈부(363)의 출력단 사이에는 저항이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 오차 증폭기(OP3)의 상기 음의 단자 및 상기 제3 오차 증폭기(OP3)의 출력 단자 사이에는 저항이 배치될 수 있다.

도 10은 도 9의 신호 곱셈부(363)를 나타내는 회로도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 신호 곱셈부(363)는 제1 버퍼(B1), 제2 버퍼(B2), 제3 버퍼(B3) 및 곱셈기(MP)를 포함한다.

상기 제1 버퍼(B1)에는 상기 제1 전압(V1)이 인가된다. 상기 제1 버퍼(B1)의 양의 단자에 상기 제1 전압(V1)이 인가되고, 상기 제1 버퍼(B1)의 음의 단자는 접지에 연결된다. 상기 제1 버퍼(B1)의 출력 단자는 상기 곱셈기(MP)에 연결된다.

상기 제2 버퍼(B2)에는 상기 제2 전압(V2)이 인가된다. 상기 제2 버퍼(B2)의 양의 단자에 상기 제2 전압(V2)이 인가되고, 상기 제2 버퍼(B2)의 음의 단자는 접지에 연결된다. 상기 제2 버퍼(B2)의 출력 단자는 상기 곱셈기(MP)에 연결된다.

상기 곱셈기(MP)는 상기 제1 버퍼(B1)로부터 상기 제1 전압(V1)을 입력 받고, 상기 제2 버퍼(B2)로부터 상기 제2 전압(V2)을 입력 받는다. 상기 곱셈기(MP)는 상기 제1 전압(V1) 및 상기 제2 전압(V2)을 곱셈하여 상기 곱셈 전압(VM)을 생성한다. 상기 곱셈기(MP)는 상기 제1 전압(V1), 상기 제2 전압(V2) 및 곱셈 상수(C)를 곱셈하여 상기 곱셈 전압(VM)을 생성할 수 있다. 상기 곱셈기(MP)는 상기 곱셈 전압(VM)을 상기 제3 버퍼(B3)로 출력한다.

상기 제3 버퍼(B3)는 상기 곱셈 전압(VM)을 상기 제3 오차 증폭기(OP3)로 출력한다. 상기 제3 버퍼(B3)의 양의 단자에 상기 곱셈 전압(VM)이 인가되고, 상기 제3 버퍼(B3)의 음의 단자는 상기 제3 버퍼(B3)의 출력 단자에 연결된다.

도 11은 도 10의 곱셈기(MP)를 나타내는 회로도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 곱셈기(MP)는 상기 제1 전압(V1)을 수신하는 제1 차동 전압-전류 컨버터(CON1), 상기 제2 전압(V2)을 수신하는 제2 차동 전압-전류 컨버터(CON2), 상기 곱셈 전압(VM)을 출력하는 차동 대 단일단 컨버터(CON3), 상기 제1 차동 전압-전류 컨버터(CON1)에 연결되는 제1 및 제2 트랜지스터(Q1, Q2) 및 상기 제2 차동 전압-전류 컨버터(CON2) 및 상기 차동 대 단일단 컨버터(CON3)에 연결되는 제3, 제4, 제5, 제6 트랜지스터(Q3 내지 Q6)를 포함한다.

상기 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 전극 및 컬렉터 전극은 접지에 연결된다. 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터 전극은 상기 제1 차동 전압-전류 컨버터(CON1)의 제1 단자(T1)에 연결된다.

상기 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 전극 및 컬렉터 전극은 접지에 연결된다. 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터 전극은 상기 제1 차동 전압-전류 컨버터(CON1)의 제2 단자(T2)에 연결된다.

상기 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스 전극은 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 상기 이미터 전극에 연결된다. 상기 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 전극은 상기 차동 대 단일단 컨버터(CON3)의 제1 단자(T5)에 연결된다. 상기 제3 트랜지스터(Q3)의 이미터 전극은 상기 제2 차동 전압-전류 컨버터(CON2)의 제1 단자(T3)에 연결된다.

상기 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스 전극은 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 상기 이미터 전극에 연결된다. 상기 제4 트랜지스터(Q4)의 컬렉터 전극은 상기 차동 대 단일단 컨버터(CON3)의 제2 단자(T6)에 연결된다. 상기 제4 트랜지스터(Q4)의 이미터 전극은 상기 제2 차동 전압-전류 컨버터(CON2)의 상기 제1 단자(T3)에 연결된다.

상기 제5 트랜지스터(Q5)의 베이스 전극은 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 상기 이미터 전극에 연결된다. 상기 제5 트랜지스터(Q5)의 컬렉터 전극은 상기 차동 대 단일단 컨버터(CON3)의 상기 제1 단자(T5)에 연결된다. 상기 제5 트랜지스터(Q5)의 이미터 전극은 상기 제2 차동 전압-전류 컨버터(CON2)의 제2 단자(T4)에 연결된다.

상기 제6 트랜지스터(Q6)의 베이스 전극은 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 상기 이미터 전극에 연결된다. 상기 제6 트랜지스터(Q6)의 컬렉터 전극은 상기 차동 대 단일단 컨버터(CON3)의 상기 제2 단자(T6)에 연결된다. 상기 제6 트랜지스터(Q6)의 이미터 전극은 상기 제2 차동 전압-전류 컨버터(CON2)의 상기 제2 단자(T4)에 연결된다.

본 실시예에 따르면, 상기 피드백부(360)는 전압 제어 인자인 상기 제1 전압(V1) 및 전류 제어 인자인 상기 제2 전압(V2)을 모두 이용하여 상기 피드백 신호(FS)를 생성하므로, 상기 광원부(320)의 주변 온도 또는 상기 광원 장치(300A)의 턴 온 시간과 관계없이 상기 광원부(320)의 소비 전력 및 상기 표시 장치의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치의 신호 곱셈부(363A)를 나타내는 회로도이다.

본 실시예에 따른 상기 광원 장치(300A)는 상기 신호 곱셈부(363A)의 구성을 제외하고는 도 9의 광원 장치(300A)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 9의 광원 장치(300A)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 9 및 도 12를 참조하면, 상기 광원 장치(300A)는 광원부(320), 전압 생성부(340) 및 피드백부(360)를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 피드백부(360)는 신호 곱셈부(363A) 및 피드백 신호 생성부(364)를 포함한다. 상기 피드백 신호 생성부(364)는 제3 오차 증폭기(OP3) 및 비교기(CMP)를 포함한다.

상기 신호 곱셈부(363A)는 상기 제1 전압(V1) 및 상기 제2 전압(V2)을 입력 받아 곱셈 전압(VM)을 생성한다. 상기 제1 전압(V1)은 상기 광원부(320)의 전압 제어 인자이고, 상기 제2 전압(V2)은 상기 광원부(320)의 전류 제어 인자이므로, 상기 곱셈 전압(VM)은 상기 광원부(320)의 전력 제어 인자라고 할 수 있다. 따라서, 상기 피드백부(360)는 상기 광원부(320)가 실질적으로 정전력으로 구동 되도록 제어할 수 있다.

상기 신호 곱셈부(363A)는 제1 아날로그-디지털 컨버터(ADC1), 제2 아날로그-디지털 컨버터(ADC2), 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU) 및 디지털-아날로그 컨버터(DAC)를 포함한다.

상기 제1 아날로그-디지털 컨버터(ADC1)는 상기 제1 전압(V1)을 입력 받아 디지털 신호로 변환한다. 상기 제1 아날로그-디지털 컨버터(ADC1)는 디지털 형식의 상기 제1 전압(V1)을 상기 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 출력한다.

상기 제2 아날로그-디지털 컨버터(ADC2)는 상기 제2 전압(V2)을 입력 받아 디지털 신호로 변환한다. 상기 제2 아날로그-디지털 컨버터(ADC2)는 디지털 형식의 상기 제2 전압(V2)을 상기 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 출력한다.

상기 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 디지털 형식의 상기 제1 전압(V1) 및 디지털 형식의 상기 제2 전압(V2)을 입력 받는다. 상기 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 디지털 형식의 상기 제1 전압(V1) 및 디지털 형식의 상기 제2 전압(V2)을 곱셈하여 디지털 형식의 곱셈 전압(VM)을 생성한다.

상기 디지털-아날로그 컨버터(DAC)는 상기 디지털 형식의 곱셈 전압(VM)을 입력 받는다. 상기 디지털-아날로그 컨버터(DAC)는 상기 디지털 형식의 곱셈 전압(VM)을 아날로그 형식으로 변환하여 아날로그 형식의 상기 곱셈 전압(VM)을 상기 제3 오차 증폭기(OP3)로 출력한다.

상기 제3 오차 증폭기(OP3)는 상기 곱셈 전압(VM) 및 기준 전압(VREF)을 입력 받아 제4 전압(V4)을 생성한다.

상기 비교기(CMP)는 상기 제4 전압(V4) 및 비교 신호(VCMP)를 입력 받고, 상기 제4 전압(V4)과 비교 신호(VCMP)를 비교하여 상기 피드백 신호(FS)를 출력한다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치(300B)를 나타내는 회로도이다.

본 실시예에 따른 상기 광원 장치(300B)는 상기 광원부(320A)의 구성을 제외하고는 도 1의 광원 장치(300)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1의 광원 장치(300)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 2 및 도 13을 참조하면, 상기 광원 장치(300B)는 광원부(320A), 전압 생성부(340) 및 피드백부(360)를 포함한다.

상기 광원부(320A)는 광을 발광한다. 상기 광원부(320A)는 표시 패널(100)에 광을 제공한다. 상기 광원부(320A)는 병렬로 연결된 복수의 발광 다이오드 스트링들을 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드 스트링들은 각각 직렬로 연결된 복수의 LED들을 포함한다. 상기 광원부(320A)는 제1 발광 다이오드 스트링(LED11 내지 LED1N) 및 제2 발광 다이오드 스트링(LED21 내지 LED2N)을 포함한다.

본 실시예에서, 상기 광원부(320A)는 복수의 LED 스트링을 포함한다. 상기 광원 장치(300B)는 에지형 광원 장치일 수 있다. 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 일 변에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 하나의 단변에 대응하여 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 하나의 장변에 대응하여 배치될 수 있다.

이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 양 변에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 서로 마주 보는 단변들에 대응하여 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 서로 마주 보는 장변들에 대응하여 배치될 수 있다.

이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 모든 변에 대응하여 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 구석부에 대응하여 배치될 수 있다.

상기 광원 장치(300B)는 상기 광원부(320A)에서 발생된 광을 상기 표시 패널(100)로 가이드하는 도광판을 더 포함할 수 있다. 상기 도광판은 직육면체 형상이거나 쐐기(wedge) 형상을 가질 수 있다.

이와는 달리, 상기 광원 장치(300B)는 직하형 광원 장치일 수 있다. 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 전 면적에 대응하여 배치될 수 있다.

상기 발광 다이오드 스트링들의 제1 단에는 상기 전압 생성부(340)의 출력단이 연결된다. 상기 광원 장치(300B)는 상기 발광 다이오드 스트링들의 제2 단에 공통으로 연결되는 밸런싱 회로(366)를 더 포함한다. 상기 밸런싱 회로(366)는 상기 제1 발광 다이오드 스트링을 흐르는 제1 LED 전류(ILED1) 및 상기 제2 발광 다이오드 스트링을 흐르는 제2 LED 전류(ILED2)가 서로 실질적으로 동일한 레벨을 갖도록 상기 제1 및 제2 LED 전류(ILED1, ILED2)를 조절한다.

도 13에서, 상기 광원부(320A)는 2개의 LED 스트링들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 전압 생성부(340)는 상기 광원부(320)를 구동하는 구동 전압(VO)을 생성한다. 예를 들어, 상기 전압 생성부(340)는 DC-DC 컨버터일 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치(300C)를 나타내는 회로도이다.

본 실시예에 따른 상기 광원 장치(300C)는 상기 광원부(320A)의 구성을 제외하고는 도 9의 광원 장치(300A)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 9의 광원 장치(300A)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 2 및 도 14를 참조하면, 상기 광원 장치(300C)는 광원부(320A), 전압 생성부(340) 및 피드백부(360)를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 광원부(320A)는 복수의 LED 스트링을 포함한다. 상기 광원 장치(300C)는 에지형 광원 장치일 수 있다. 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 일 변에 대응하여 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 양 변에 대응하여 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 모든 변에 대응하여 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 구석부에 대응하여 배치될 수 있다.

상기 광원 장치(300C)는 상기 광원부(320A)에서 발생된 광을 상기 표시 패널(100)로 가이드하는 도광판을 더 포함할 수 있다. 상기 도광판은 직육면체 형상이거나 쐐기(wedge) 형상을 가질 수 있다.

이와는 달리, 상기 광원 장치(300C)는 직하형 광원 장치일 수 있다. 상기 광원부(320A)는 상기 표시 패널(100)의 전 면적에 대응하여 배치될 수 있다.

상기 발광 다이오드 스트링들의 제1 단에는 상기 전압 생성부(340)의 출력단이 연결된다. 상기 광원 장치(300C)는 상기 발광 다이오드 스트링들의 제2 단에 공통으로 연결되는 밸런싱 회로(366)를 더 포함한다. 상기 밸런싱 회로(366)는 상기 제1 발광 다이오드 스트링을 흐르는 제1 LED 전류(ILED1) 및 상기 제2 발광 다이오드 스트링을 흐르는 제2 LED 전류(ILED2)가 서로 실질적으로 동일한 레벨을 갖도록 상기 제1 및 제2 LED 전류(ILED1, ILED2)를 조절한다.

도 14에서, 상기 광원부(320A)는 2개의 LED 스트링들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 피드백부는 광원부의 전압 제어 인자 및 전류 제어 인자를 모두 이용하여 상기 광원부를 정전력 구동하므로 상기 광원부의 소비 전력 및 휘도를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 표시 패널 200: 광 조절부
300, 300A, 300B, 300C: 광원 장치 320, 320A: 광원부
340: 전압 생성부 360: 피드백부
362: 기준 전압 보정 회로 363, 363A: 신호 곱셈부
364: 피드백 신호 생성부 366: 밸런싱 회로

Claims

광원부에 구동 전압을 출력하는 단계;
상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압을 기초로 제1 전압을 검출하는 단계;
상기 광원부의 제2 단에서 제2 전압을 검출하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 전압을 이용하여 상기 구동 전압을 조절하는 단계를 포함하는 광원 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 광원부는
직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 광원부는 병렬로 연결된 복수의 발광 다이오드 스트링들을 포함하고,
상기 발광 다이오드 스트링들은 각각 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 전압은
상기 구동 전압이 제1 저항 및 제2 저항에 의해 분배된 전압인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제4항에 있어서, 상기 구동 전압을 조절하는 단계는
상기 제1 전압 및 제1 기준 전압을 입력 받아 제3 전압을 생성하는 단계;
상기 제2 전압 및 상기 제3 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 단계; 및
상기 제4 전압과 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
제4항에 있어서, 상기 구동 전압을 조절하는 단계는
상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력 받아 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 곱셈하여 곱셈 전압을 생성하는 단계;
상기 곱셈 전압 및 기준 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 단계; 및
상기 제4 전압과 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
제6항에 있어서, 상기 곱셈 전압을 생성하는 단계는
아날로그 형태의 상기 제1 전압 및 아날로그 형태의 상기 제2 전압을 곱셈하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
제6항에 있어서, 상기 곱셈 전압을 생성하는 단계는
상기 제1 전압을 입력 받아 디지털 형식으로 변환하는 단계;
상기 제2 전압을 입력 받아 디지털 형식으로 변환하는 단계;
디지털 형식의 상기 제1 전압 및 디지털 형식의 상기 제2 전압을 곱셈하는 단계; 및
상기 디지털 형식의 곱셈 전압을 아날로그 형식으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
광을 발광하는 광원부;
상기 광원부를 구동하는 구동 전압을 생성하는 전압 생성부; 및
상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압을 기초로 검출된 제1 전압 및 상기 광원부의 제2 단에서 검출된 제2 전압을 이용하여 상기 구동 전압을 조절하는 피드백부를 포함하는 광원 장치.
제9항에 있어서, 상기 광원부는
직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제9항에 있어서, 상기 광원부는 병렬로 연결된 복수의 발광 다이오드 스트링들을 포함하고,
상기 발광 다이오드 스트링들은 각각 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제9항에 있어서, 상기 전압 생성부는 구동 회로, 인덕터, 다이오드, 게이트 저항, 캐패시터 및 스위칭 소자를 포함하고,
상기 구동 회로는 상기 피드백부로부터 피드백 신호를 수신하며, 상기 게이트 저항의 제1 단에 연결되고,
상기 스위칭 소자의 게이트 전극은 상기 게이트 저항의 제2 단에 연결되고, 상기 스위칭 소자의 소스 전극은 접지에 연결되며, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극은 상기 인덕터의 제2 단 및 상기 다이오드의 양극에 연결되고,
상기 인덕터의 제1 단에는 전원 전압이 인가되며,
상기 다이오드의 음극은 상기 캐패시터의 제1 단에 연결되고,
상기 캐패시터의 제2 단은 상기 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 전압은
상기 구동 전압이 제1 저항 및 제2 저항에 의해 분배된 전압인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제13항에 있어서, 상기 피드백부는
상기 제1 전압 및 제1 기준 전압을 입력 받아 제3 전압을 생성하는 기준 전압 보정 회로;
상기 제2 전압 및 상기 제3 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 제1 오차 증폭기; 및
상기 제4 전압과 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제14항에 있어서, 상기 기준 전압 보정 회로는 제2 오차 증폭기, 제3 저항 및 제4 저항을 포함하고,
상기 제2 오차 증폭기의 양의 단자에는 상기 제1 기준 전압이 인가되고, 상기 제2 오차 증폭기의 음의 단자는 상기 제3 저항의 제1 단 및 상기 제4 저항의 제1 단과 연결되며, 상기 제2 오차 증폭기의 출력 단자는 상기 제3 저항의 제2 단과 연결되고, 상기 제4 저항의 제2 단에는 상기 제1 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제13항에 있어서, 상기 피드백부는
상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력 받아 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 곱셈하여 곱셈 전압을 생성하는 신호 곱셈부;
상기 곱셈 전압 및 기준 전압을 입력 받아 제4 전압을 생성하는 오차 증폭기; 및
상기 제4 전압을 비교 신호를 비교하여 상기 피드백 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제16항에 있어서, 상기 신호 곱셈부는 제1 버퍼, 제2 버퍼, 제3 버퍼 및 곱셈기를 포함하고,
상기 제1 버퍼에는 상기 제1 전압이 인가되고,
상기 제2 버퍼에는 상기 제2 전압이 인가되며,
상기 곱셈기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압을 입력 받아, 상기 곱셈 전압을 생성하여 상기 제3 버퍼로 출력하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제17항에 있어서, 상기 곱셈기는
상기 제1 전압을 수신하는 제1 차동 전압-전류 컨버터;
상기 제2 전압을 수신하는 제2 차동 전압-전류 컨버터;
상기 곱셈 전압을 출력하는 차동 대 단일단 컨버터;
상기 제1 차동 전압-전류 컨버터에 연결되는 제1 및 제2 트랜지스터; 및
상기 제2 차동 전압-전류 컨버터 및 상기 차동 대 단일단 컨버터에 연결되는 제3, 제4, 제5, 제6 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
제16항에 있어서, 상기 신호 곱셈부는
상기 제1 전압을 입력 받아 디지털 신호로 변환하는 제1 아날로그-디지털 컨버터;
상기 제2 전압을 입력 받아 디지털 신호로 변환하는 제2 아날로그-디지털 컨버터;
디지털 형식의 상기 제1 전압 및 디지털 형식의 상기 제2 전압을 입력 받아 곱셈 전압을 생성하는 마이크로 컨트롤러 유닛; 및
상기 곱셈 전압을 입력 받아 아날로그 형식으로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
영상을 표시하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원 장치를 포함하며, 상기 광원 장치는,
광을 발광하는 광원부;
상기 광원부를 구동하는 구동 전압을 생성하는 전압 생성부; 및
상기 광원부의 제1 단에 출력되는 상기 구동 전압을 기초로 검출된 제1 전압 및 상기 광원부의 제2 단에서 검출된 제2 전압을 이용하여 상기 구동 전압을 조절하는 피드백부를 포함하는 표시 장치.