KR100658674B1

KR100658674B1 - 백라이트 구동회로

Info

Publication number: KR100658674B1
Application number: KR1020040061738A
Authority: KR
Inventors: 오은정; 김태수
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-12-15
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: KR20060012990A

Abstract

본 발명은 필드순차방식의 액정표시장치의 광원으로 사용되는 R, G, B 백라이트를 구동하는 회로에 관한 것으로, 본 발명의 백라이트 구동회로는 적어도 2개이상의 서브 프레임으로 분할된 한 프레임동안 광을 방출하는 적어도 2개의 백라이트를 가지며, 상기 백라이트가 각각 해당하는 서브 프레임에서 순차 구동되어 서로 다른 색의 광을 방출하도록 하는 백라이트 구동회로에서, 각 백라이트에 서로 다른 구동전류를 제공하여 각 백라이트가 소정의 휘도를 갖는 광을 방출하도록 하고, 각 백라이트에 서로 다른 PWM 신호를 제공하여 각 백라이트에서 방출되는 광의 색도를 조절한다.

액정표시장치, 백라이트, 구동전류, PWM

Description

백라이트 구동회로{BACKLIGHT DRIVING CIRCUIT IN FS-LCD}

도 1은 종래의 TFT-LCD의 화소를 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 필드순차 구동방식의 LCD에 사용되는 R, G, B 백라이트를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 통상적인 필드순차 구동방식의 LCD의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 필드순차구동방식의 액정표시장치에 사용되는 백라이트 구동회로의 동작원리를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 구동회로의 상세 구성도이다.

본 발명은 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 필드 순차 구동방식의 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 경량, 박형화에 따라 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관 (cathode ray tube: CRT) 대신 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)와 같은 플랫 패널 형 디스플레이가 개발되고 있다.

LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 외부의 광원(백 라이트)으로부터 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다.

이러한 LCD는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor: TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.

TFT-LCD에서 각 화소는 액정을 사이에 두고 전극들(화소전극 및 공통전극)이 서로 대향하도록 배치되기 때문에 액정 커패시터로 모델링할 수 있는데, 이러한 LCD에서 각 화소는 도 1과 같은 등가회로는 표시될 수 있다.

도1에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치의 각 화소는 데이터선(Dm)에 소스 전극이 접속되고, 주사선(Sn)에 게이트 전극이 접속된 TFT(10)와 TFT(10)의 드레인 전극과 공통전극(Vcom) 사이에 연결되는 액정 커패시터(Cl)와 TFT(10)의 드레인 전극에 연결되는 스토리지(storage) 커패시터(Cst)를 포함한다.

TFT(10)는 주사선(Sn)으로부터의 주사신호에 응답하여 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터전압(Vd)을 화소전극(도시하지 않음)에 제공한다. 화소전극에 제공되는 데이터전압(즉, 화소전압(Vp)과 공통전극(도시하지 않음)에 인가되는 공통전압(Vcom)의 차이에 해당하는 전계가 액정(도 1에서는 등가적으로 액정 커패시터(Cl)로 나타내었음)에 인가되며, 액정은 인가되는 전계의 세기에 대응하여 빛의 투 과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Cl)에 제공되는 화소전압을 다음 데이터전압(Vd)이 공급될 때까지 유지시킴으로써 소정시간 동안 빛이 투과하도록 한다.

일반적으로 LCD는 칼라 이미지를 표시하는 방식에 따라 칼라필터방식과 필드순차 구동방식의 2가지 방식으로 나눌 수 있다.

칼라필터방식의 LCD는 패널의 상부기판에 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 3원색으로 이루어진 칼라 필터 층을 형성하고, 이 칼라 필터 층에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다. 그러나, 칼라필터방식의 LCD는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 각 영역에 대응되는 단위화소가 필요하므로 흑백을 표시하는 경우보다 3배 많은 화소가 필요하게 된다. 따라서, 고해상도의 화상을 얻기 위해서는 LCD 패널의 정교한 제조기술이 요구된다. 또한, 칼라필터방식의 LCD에서는 상부기판에 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 칼라필터를 각각 형성해야 하기 때문에 제조상의 번거로움이 있으며, 칼라필터 자체의 광 투과율을 향상시켜야 하는 문제점이 있다.

한편, 필드순차 구동방식의 LCD는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 각 색의 독립된 광원을 순차 주기적으로 점등하고, 그 점등 주기마다 각 화소에 화소전압(Vp)을 공급함으로써 칼라화상을 표시한다. 즉, 필드순차 구동방식의 LCD는 하나의 화소를 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 단위화소로 분할하지 않고, 하나의 화소에 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 각각의 백라이트로부터 공급되는 3원색의 광을 시분할적으로 순차 표시함으로써 눈의 잔상효과를 이용하여 칼라화상을 표시한다.

도 2를 참조하면, 종래의 백라이트 구동회로는 R, G, B 3원색의 광을 순차적으로 방출하는 백라이트(20)와, 상기 R, G, B 백라이트(22), (23), (24)로 동일한 레벨의 구동전류(ILED)을 공통적으로 제공하기 위한 구동전류 발생부(21)을 구비한다.

상기 백라이트(20)는 R 광을 방출하는 R 백라이트(22)과, G 광을 방출하는 G 백라이트(23) 및 B 광을 방출하는 B 백라이트(24)로 구성된다. 상기 R 백라이트(22)는 R 광을 방출하기 위한 하나의 R 발광다이오드(RLED1)로 구성되고, 상기 G 백라이트(23)는 G광을 방출하기 위한 하나의 G 발광다이오드(GLED1)로 구성되며, B 백라이트(24)는 B 광을 방출하기 위한 하나의 B 발광다이오드(BLED1)로 구성된다.

상기 구동전류 발생부(21)은 백라이트(20)를 구성하는 모든 R, G, B 백라이트(22), (23), (24)로 동일한 레벨의 구동전류(ILED)을 발생하는데, R 백라이트(22)에는 구동전류(ILED)이 R 발광다이오드(RLED1)의 애노드전극으로 제공되고, G 백라이트(23)에는 구동전류(IELD)이 G 발광다이오드(GLED1)의 애노드전극으로 제공되며, B 백라이트(24)에는 구동전류(ILED)이 B 발광다이오드(BLED1)의 애노드전극으로 각각 제공된다.

또한, 종래의 백라이트 구동회로는 백라이트(20)와 접지사이에 직렬연결되어 백라이트(20)에서 방출되는 광의 휘도를 조절하기 위한 휘도조절수단을 더 구비한다. 휘도조절수단으로는 R 백라이트(22)의 R 발광다이오드(RLED1)의 캐소드전극과 접지사이에 연결되어 R 백라이트(22)에서 발광되는 광의 휘도를 조절하기 위한 제1가변저항(RVR)과, G 백라이트(23)의 G 발광다이오드(GLED1)의 캐소드전극과 접지사이에 연결되어 G 백라이트(23)에서 발광되는 광의 휘도를 조절하기 위한 제2가변저항(GVR)과, B 백라이트(24)의 B 발광다이오드(BLED1)의 캐소드전극과 접지사이에 연결되어 B 백라이트(24)에서 발광되는 광의 휘도를 조절하기 위한 제3가변저항(BVR)을 구비한다.

종래에는 R, G, B 백라이트(22), (23), (24)의 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)의 순방향 구동전류(RIf, GIf, BIf)이 서로 상이함에도 불구하고 구동전류 발생부(21)로부터 R, G, 또는 B 백라이트(22), (23), (24)로 동일한 구동전류, 예를 들어 20mA의 전류가 제공된다. 예를 들어 R 발광다이오드(RLED)는 10mA의 순방향 구동전류(RIf)이 요구되고, G 발광다이오드(GLED)는 17mA의 순방향 구동전류(GIf)이 요구되며, B 발광다이오드(BLED)는 18mA의 순방향 구동전류(BIf)이 필요하다.

종래에는 R, G, B 백라이트(22), (23), (24)에 모두 동일하게 20mA의 구동전류(ILED)가 제공되므로, R 발광다이오드(RLED1)를 구동하고자 하는 경우에는 가변저항(RVR)을 이용하여 R 발광다이오드(RLED1)에 10mA의 순방향 구동전류(RIf)을 인가하여 R 백라이트(22)로부터 발광되는 광의 휘도를 조정한다.

한편, G 발광다이오드(GLED1)를 구동하고자 하는 경우에는 가변저항(GVR)을 이용하여 G 발광다이오드(GLED1)에 17mA의 순방향 구동전류(GIf)을 인가하여 G 백라이트(23)로부터 발광되는 광의 휘도를 조정한다. 또한, B 발광다이오드(BLED1)를 구동하고자 하는 경우에는 가변저항(BVR)을 이용하여 B 발광다이오드(BLED1)에 18mA의 순방향 구동전류(BIf)을 인가하여 B 백라이트(24)로부터 발광되는 광의 휘도를 조정한다.

그러므로, 상기한 바와같은 종래의 백라이트 구동회로는 서로 다른 구동전류로 구동되는 R, G, B 발광다이오드에 관계없이 20mA의 동일한 구동전류가 제공되었다. 즉, 한 프레임을 R, G, B 발광다이오드 구동을 위한 3서브 프레임동안 동일한 구동전류가 인가되므로, 소비전력이 증가하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, R, G, B 발광다이오드에 요구되는 구동전류 중 가장 큰 구동전류에 상응하는 구동전류를 상기 구동전류 발생회로가 발생하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 각 서브 프레임별로 R, G, B 발광다이오드에 제공되는 순방향 구동전류를 가변저항을 이용하여 수동적으로 조정하여야 하는 문제점이 있으며, 또한 발광다이오드의 구동전류의 산포가 큰 경우에는 가변저항에 의한 수동조정만으로는 각 R, G, B 발광다이오드에 적합한 순방향 구동전류를 제공하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 발광다이오드에 적합한 구동 전류를 제공하여 소비전력을 감소시키고, 효율을 최대화시킬 수 있는 백라이트 구동회로를 제공하는 것이다.

또한, 각 발광다이오드별로 다른 PWM값을 이용하여 색순도를 최적화시킬 수 있는 백라이트 구동회로를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 백라이트 구동회로는
하나의 프레임동안 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 광을 방출하는 제1 백라이트, 제2 백라이트, 제3 백라이트를 구비하며, 상기 백라이트가 해당하는 서브 프레임에서 순차 구동되어 서로 다른 색의 광을 방출하도록 하는 백라이트 구동 회로로서,
상기 제1, 제2, 제3 백라이트에 각각 서로 다른 구동 전류를 순차적으로 제공하여 각 백라이트가 소정의 휘도를 갖는 광을 방출하도록 하는 구동 전류 발생부; 및
상기 제1, 제2, 제3 백라이트에 각각 서로 다른 PWM 신호를 순차적으로 제공하여 각 백라이트에서 방출되는 광의 색도를 조절하는 PWM 발생부를 포함한다.
그리고, 상기 제1 내지 제3 백라이트 중 어느 하나 이상은 둘 이상의 발광 다이오드로 이루어지며, 동일한 백라이트를 이루는 둘 이상의 발광 다이오드에는 동일한 구동전류가 상기 구동 전류 발생부로부터 제공되고 동일한 PWM 신호가 상기 PWM 발생부로부터 제공되는 것을 특징으로 한다.

삭제

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 액정표시장치는 다수의 게이트라인, 다수의 데이터라인 및 다수의 공통라인에 스위칭용 박막 트랜지스터가 연결된 TFT 어레이(도시되지 않음) 가 배열된 하부기판(101)과, 상기 공통라인으로 공통전압을 제공하기 위한 공통전극(도시되지 않음)이 형성된 상부기판(102)과, 상기 상, 하부기판(102), (101)사이에 주입된 액정(도시되지 않음)을 구비하는 액정패널(100)을 구비한다.

또한, 액정표시장치는 상기 액정패널(100)의 다수의 게이트라인으로 주사신호를 제공하기 위한 게이트라인 구동회로(110)와, 상기 데이터라인으로 R, G, B 데이터신호를 제공하기 위한 데이터라인 구동회로(120)와, 상기 액정패널(100)로 R, G, B 3원색의 광을 제공하기 위한 백라이트 시스템(130)을 더 구비한다.

상기 백라이트 시스템(130)은 R, G, B 광을 각각 제공하기 위한 3개의 R, G, B 백라이트(131), (132), (133)와, 상기 각 R, G, B 백라이트(131), (132), (133)로부터 발광된 R, G, B 광을 액정패널(100)의 액정으로 제공하기 위한 도광판(134)을 구비한다.

통상적으로 60Hz 로 구동하는 한 프레임의 시간간격은 16.7ms(1/60s)이므로, 상기한 바와같은 한 프레임이 3서브 프레임으로 분할된 필드순차구동방식 액정표시장치에서는 한 서브 프레임은 5.56ms(1/180s)의 시간간격을 갖는다. 한 서브 프레임의 시간간격은 매우 짧은 시간으로서 필드변화를 사람의 눈으로는 인식되지 않는다. 따라서, 사람의 눈에는 16.7ms의 통합된 시간으로 인식되어 R, G, B 3원색의 합성된 칼라가 인식되는 것이다.

그러므로, 필드순차구동방식은 칼라필터방식에 비하여 동일한 크기의 패널에서 3배정도의 해상도구현이 가능하고, 칼라필터를 사용하지 않음으로 인하여 광효율이 증가하고 칼라텔레비젼과 동일한 색채현성 및 고속의 동화상을 구현할 수 있 는 장점이 있는 반면에, 하나의 프레임이 3개의 서브프레임으로 분할하여 구동하므로 칼라필터구동방식에 비하여 구동주파수가 6배이상 높은 구동주파수를 필요로 하므로 고속의 동작특성이 요구된다.

따라서, 액정표시장치가 고속의 동작특성을 얻기 위해서는 액정의 응답속도가 빨라야 할 뿐만 아니라 그에 따라 R, G, B 백라이트를 온/오프 스위칭속도도 상대적으로 빨라져야 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 백라이트 구동회로는 R, G, B 백라이트(201), (202), (203)에 각각의 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)에 적합한 순방향 구동전류를 순차 발생하고, 순방향 구동전류에 의해 각 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)를 구동하여 휘도가 조절된 색을 구현한다. 또한 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)에 적합한 서로 다른 PWM값(RPWM, GPWM, BPWM)을 조절하여 구현되는 색의 화이트 밸런스를 최적화시켜준다. 이때, PWM(pulse width modulation) 값은 각각의 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)마다 서로 상이한 값을 갖는다.

예를 들어, 한 프레임이 3서브 프레임으로 구성되어 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)를 각 서브 프레임별로 순차 구동하는 경우, 제1서브 프레임에서는 R 발광다이오드(RLED)에 적합한 순방향 구동전류(RIf)을 각각 제공하여 R 발광다이오드(RLED)를 구동한다. 이어서, 제2서브 프레임에서는 G 발광다이오드 (GLED)에 적합한 순방향 구동전류(GIf)를 각각 제공하여 G 발광다이오드(GLED)를 구동하고, 제3서브 프레임에서는 B 발광다이오드(BLED)에 적합한 순방향 구동전류(BIf)을 각각 제공하여 B 발광다이오드(BLED)를 구동한다.

이와 같이 제1서브 프레임에서 R 발광다이오드(RLED)에 적합한 구동전류(RIf)가 발생되어 구동될 때, R 발광다이오드(RLED)에 적합한 PWM값(RPWM)을 제공하여 R 색의 색도를 조정하고, 제2서브 프레임에서는 G 발광다이오드(GLED)에 적합한 구동전류(GIf)가 발생되어 구동될 때, G 발광다이오드(GLED)에 적합한 PWM값(GPWM)을 제공하여 G 색의 색도를 조정하며, 제3서브 프레임에서는 B 발광다이오드(BLED)에 적합한 구동전류(BIf)가 발생되어 구동될 때, B 발광다이오드(BLED)에 적합한 PWM값(BPWM)을 제공하여 B 색의 색도를 조정한다.

따라서, R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)로 각각 적합한 순방향 구동전류를 발생하여 원하는 휘도를 갖는 R, G, B 색을 구현하고, 또한 각 순방향 구동전류에 따라 구동되는 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)의 PWM 값을 이용하여 화이트 밸런스를 조정한다. 그러므로, 소정의 휘도로 최적화된 색도를 갖는 색을 제공하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 구동회로의 상세 구성도를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 백라이트 구동회로는 R, G, B 광을 발생하기 위한 백라이트(200)와, 상기 백라이트(200)로 구동전류(ILED)를 발생하기 위한 구동전류 발생부(210)과, LED 제어 신호(LED_CTRL)에 따라서 상기 백라이트(200)의 구 동을 제어하기 위한 LED 제어부(220)과, 상기 LED 제어부(220)으로부터 제공되는 출력신호에 따라서 상기 백라이트(200)로 PWM 신호를 발생하는 PWM 발생부(230)을 구비한다.

상기 백라이트(200)는 R색의 광을 방출하는 R 백라이트(201), G색의 광을 방출하는 G 백라이트(202)및 B 색의 광을 방출하는 B 백라이트(203)을 구비한다.

상기 R 백라이트(201)는 R 발광다이오드(RLED)로 구성되며, 상기 R 발광다이오드(RLED)로 구동전류 발생부(210)의 출력단자(ILED)로부터 R 발광다이오드의 구동에 요구되는 순방향 구동전류(RIf)가 공급된다.

상기 G 백라이트(202)는 하나의 G 발광다이오드(GLED)로 구성되며, 상기 G 발광다이오드(GLED)로 구동전류 발생부(210)의 출력단자(ILED)로부터 G 발광다이오드의 구동에 요구되는 순방향 구동전류(GIf)가 공급된다.

상기 B 백라이트(203)는 B 발광다이오드(BLED)로 구성되며, 상기 B 발광다이오드(BLED)의 애노드전극에는 상기 구동전류 발생부(210)의 출력단자(ILED)로부터 B 발광다이오드의 구동에 요구되는 순방향 구동전류(BIf)가 공급된다.

본 발명의 실시예에서는 백라이트(200)가 R, G, B 발광다이오드로만 구성되었으나, R, G, B 발광다이오드와 W(white) 색을 방출하는 W 발광다이오드로 구성될 수도 있다. 또한, R, G, B 백라이트가 각각 1개의 백라이트로 구성되었으나, 하나이상 다수개의 백라이트로 구성될 수 있다.

상기 구동전류 발생부(210)은 백라이트(200)를 구성하는 R, G, B 백라이트(201), (202), (203)에 적합한 각각의 순방향 구동전류(RIf), (GIf), (BIf)을 순차 발생하기 위한 것으로서, R, G, B 백라이트의 순방향 구동전류(RIf), (GIf), (BIf)를 저장하기 위한 레지스터로 구성된다.

따라서, 구동전류 발생부(210)은 R 발광다이오드를 구동하기 위한 R 서브 프레임에서는 R 발광다이오드(RLED)의 애노드전극으로 R 발광다이오드에 적합한 구동전류(RIf)을 발생하고, G 발광다이오드를 구동하기 위한 G 서브 프레임에서는 G 발광다이오드(GLED)의 애노드전극으로 G 발광다이오드에 적합한 구동전류(GIf)을 각각 발생하며, B 발광다이오드를 구동하기 위한 B 서브 프레임에서는 B 발광다이오드(BLED)의 애노드전극으로 B 발광다이오드에 적합한 구동전류(BIf)을 발생한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로 다수개의 R, G, B 백라이트로 구성되는 경우, 구동전류 발생부(210)는 상기 다수개의 R, G, B 백라이트 각각에 동일한 구동전류(RIf_1,‥,RIf_n), (GIf_1,‥,GIf_n), (BIf_1,‥,BIf_n)을 제공한다.

이때, 각각의 발광다이오드의 구동전류의 산포가 불균일한 경우에는 다수개의 R 백라이트에 적합한 서로 다른 구동전류(RIf_1,‥,RIf_n)를 제공하고, 다수개의 G 백라이트에 적합한 서로 다른 구동전류(GIf_1,‥,GIf_n)를 제공하고, 그리고 다수개의 B 백라이트에 적합한 서로 다른 구동전류(BIf_1,‥,BIf_n)를 각각 제공할 수도 있다.

또한, 다수개의 R, G, B 백라이트로 제공되는 구동전류(RIf_1,‥,RIf_n), (GIf_1,‥,GIf_n), (BIf_1,‥,BIf_n)는 서로 다른 레벨의 전류가 제공되는데, 상기 다수개의 R, G, B 백라이트에 제공되는 구동전류(RIf_1,‥,RIf_n), (GIf_1,‥,GIf_n), (BIf_1,‥,BIf_n)이 모두 서로 다르거나, 또는 R, G, B 백라이트중 적어 도 하나의 백라이트에만 서로 다른 구동전류를 제공할 수도 있다.

상기 LED 제어부(220)은 LED 제어신호(LED_CTRL)에 따라 한 프레임을 구성하는 다수의 서브 프레임중 해당하는 프레임에서 R, G, B 백라이트중 해당하는 백라이트를 구동시켜 주기 위한 신호를 출력한다.

상기 PWM 발생부(230)은 상기 LED 제어부(220)의 출력신호에 따라서 R, G, B 백라이트(201), (202), (203)로 해당하는 PWM 신호(RPWM), (GPWM), (BPWM)를 발생하기 위한 것으로서, 각 R, G, B 백라이트의 PWM 신호를 저장하는 레지스터로 구성된다.

따라서, PWM 발생부(230)은 한 프레임을 구성하는 다수의 프레임중 R 서브 프레임에서는 R 백라이트(201)의 발광다이오드(RLED)의 캐소드전극으로 PWM 신호(RPWM)를 각각 발생하여 R 백라이트(201)를 구동한다. G 서브 프레임에서는 G 백라이트(202)의 발광다이오드(GLED)의 캐소드전극으로 PWM 신호(GPWM)를 각각 발생하여 G 백라이트(202)를 구동한다. B 서브 프레임에서는 B 백라이트(203)의 발광다이오드(BLED)의 캐소드전극으로 PWM 신호(BPWM)를 발생하여 B 백라이트(203)를 구동한다.

본 발명의 실시예에서는, R, G, B 백라이트가 각각 1개의 백라이트(201), (202), (203)로 구성되므로, PWM 발생부(230)은 R, G, B 발광다이오드(RLED), (GLED), (BLED)에 PWM신호(RPWM), (GPWM), (BPWM)를 각각 발생한다.

한편, 상기 PWM 발생부(230)은 본 발명의 다른 실시예로 다수개의 백라이트가 존재하는 경우 다수개의 R 발광다이오드(RLED_1,‥,RLED_n)에 동일한 PWM신호 (RPWM_1,‥,RPWM_n), 다수개의 G 발광다이오드(GLED_1,‥,GLED_n)에 동일한 PWM신호(GPWM_1,‥,GPWM_n) 그리고 다수개의 B 발광다이오드(BLED_1,‥,BLED_n)에 동일한 PWM 신호(BPWM_1,‥,BPWM_n)를 각각 제공할 수도 있다.

이때, 각각의 발광다이오드의 구동전류의 산포가 불균일한 경우에는 PWM 발생부(230)은 R 발광다이오드(RLED_1,‥,RLED_n)에 적합한 서로 다른 PWM 신호(RPWM_1,‥,RPWM_n), G 발광다이오드(GLED_1,‥,GLED_n)에 적합한 서로 다른 PWM 신호(GPWM_1,‥,GPWM_n) 그리고 B 발광다이오드(BLED_1,‥,BLED_n)에 적합한 서로 다른 PWM 신호(BPWM_1,‥,BPWM_n)를 각각 제공할 수도 있다.

이와 같이 R, G, B 발광다이오드 각각에 서로 다른 구동전류를 제공하는 경우, R, G, B 발광다이오드에 모두 서로 다른 구동전류를 제공하거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 적어도 하나의 발광다이오드 각각에만 서로 다른 구동전류를 제공할 수도 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 백라이트 구동회로의 동작을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서 한 프레임이 3개의 서브 프레임 즉, R 백라이트를 구동하기 위한 R 서브 프레임, G 백라이트를 구동하기 위한 G 서브 프레임, B 백라이트를 구동하기 위한 B 서브 프레임으로 이루어지고, R, G, B 백라이트순으로 한 프레임동안 순차적으로 구동된다고 가정한다.

따라서, 구동전류 발생부(210)은 R 서브 프레임에서 R 발광다이오드(RLED)에 구동전류, 예를 들어 20mA의 순방향 구동전류(RIf)을 발생한다. 이때, LED 제어부 (220)에는 상기 R 백라이트(201)를 구동하기 위하여 온 또는 오프 상태의 LED 제어신호(LED_CTRL)가 인가된다. 이에 따라 LED 제어부(220)은 R, G, B백라이트(200)중 R 백라이트(201)을 구동하기 위한 출력신호를 PWM 발생부(230)으로 발생한다.

본 발명의 실시예에서는 R 백라이트(201)는 1개의 R 발광다이오드를 사용하며, 구동전류 발생부(210)으로부터 20mA의 전류가 제공된다.

따라서, PWM 발생부(230)은 상기 LED 제어부(320)으로부터 제공되는 출력신호에 의해 R 백라이트(201)를 구동시켜주기 위한 PWM 신호(RPWM)를 출력단자(R_OUT)를 통해 발생한다. 그러므로, R 백라이트(201)는 발광다이오드(RLED)의 애노드에 인가되는 해당하는 순방향의 구동전류(RIf)와 발광다이오드(RLED)의 캐소드에 인가되는 해당하는 PWM 신호(RPWM)에 상응하는 구동전류가 흐르게 되고, 이에 따라 소정의 휘도 및 색도를 갖는 R 색의 광을 방출하게 된다.

이어서, 구동전류 발생부(210)은 G 서브 프레임에서 G 백라이트(202)에 구동전류, 예를 들어 17mA의 순방향 구동전류(GIf)을 발생한다. 이때, LED 제어부(220)에는 상기 G 백라이트(202)를 구동하기 위하여 온 또는 오프상태의 LED 제어신호(LED_CTRL)가 인가된다. 이에 따라 LED 제어부(220)은 R, G, B 백라이트중 G 백라이트를 구동하기 위한 출력신호를 PWM 발생부(230)으로 발생한다.

따라서, PWM 발생부(230)은 상기 LED 제어부(220)으로부터 제공되는 출력신호에 의해 G 백라이트(202)를 구동시켜주기 위한 PWM 신호(GPWM)를 출력단자(G_OUT)를 통해 발생한다. 그러므로, G 백라이트(202)는 발광다이오드(GLED)의 애노드에 인가되는 해당하는 순방향의 구동전류(GIf)와 발광다이오드(GLED)의 캐소드 에 인가되는 해당하는 PWM 신호(GPWM)에 상응하는 구동전류가 흐르게 되고, 이에 따라 소정의 휘도 및 색도를 갖는 G 색의 광을 방출하게 된다.

마지막으로, 구동전류 발생부(210)은 B 서브 프레임에서 B 백라이트(203)에 구동전류, 예를 들어 18mA의 순방향 구동전류(BIf)을 발생한다. 이때, LED 제어부(220)에는 상기 B 백라이트(203)를 구동하기 위한 온 또는 오프 상태의 LED 제어신호(LED_CTRL)가 인가된다. 이에 따라 LED 제어부(220)은 R, G, B 백라이트중 B 백라이트(203)을 구동하기 위한 출력신호를 PWM 발생부(230)으로 발생한다.

따라서, PWM 발생부(230)은 상기 LED 제어부(220)으로부터 제공되는 출력신호에 의해 B 백라이트(203)을 구동시켜주기 위한 PWM 신호(BPWM)를 출력단자(B_OUT)를 통해 발생한다. 그러므로, B 백라이트(203)는 발광다이오드(BLED)의 애노드에 인가되는 해당하는 순방향의 구동전류(BIf)와 발광다이오드(BLED)의 캐소드에 인가되는 해당하는 PWM 신호(BPWM)에 상응하는 구동전류가 흐르게 되고, 이에 따라 소정의 휘도 및 색도를 갖는 B 색의 광을 방출하게 된다.

그러므로, 한 프레임동안 구동전류 발생부(210)으로부터 발생되는 R. G, B 백라이트의 순방향 구동전류(RIf), (GIf), (BIf)과 PWM 발생부(230)으로부터 발생되는 R, G, B 백라이트의 PWM신호(RPWM), (GPWM), (BPWM)에 상응하는 구동전류가 흐르므로, 소정의 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하게 된다.

본 발명에서는 한 프레임을 3개의 서브 프레임으로 분할하고 각 서브 프레임마다 R, G, B 발광다이오드를 순차 구동하는 것을 예시하였으나, 한 프레임을 4개이상의 서브 프레임으로 분할하고 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드 를 순차 구동하고 나머지 한 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 모두 구동하거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 하나이상을 구동할 수도 있다. 한편, 백라이트를 R, G, B, W 발광다이오드로 구성하여, 4개의 서브 프레임중 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 구동하고, 나머지 한 프레임에서 W 발광다이오드를 구성할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는 한 프레임내의 각 서브 프레임에서 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)가 R, G, B 순으로 발광되도록 제어하였으나, 최적의 휘도 및 색도를 얻기 위하여 발광다이오드의 발광순서를 임의적으로 변경할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 한 서브 프레임을 2구간으로 분할하여 제1구간에서는 R, G, B 발광다이오드에 적합한 순방향구동전류를 선택하고, 제2구간에서 상기 제1구간에서 선택된 순방향 구동전류를 발생하여 각 발광다이오드를 구동하는 방식을 예시하였으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 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.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 백라이트 구동회로는 각각의 R, G, B 발광다이오드에 적합한 순방향 구동전류를 레지스터에 저장하고, 또한 R, G, B 발광다이오드에 적합한 PWM값을 다른 레지스터에 저장하며, 각각의 서브프레 임에서 R, G, B 발광다이오드에 대응하는 순방향 구동전류와 PWM신호를 발생하므로 최적의 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출할 수 있을 뿐만 아니라 효율을 증가시킬 수 있다.

Claims

하나의 프레임동안 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 광을 방출하는 제1 백라이트, 제2 백라이트, 제3 백라이트를 구비하며, 상기 백라이트가 해당하는 서브 프레임에서 순차 구동되어 서로 다른 색의 광을 방출하도록 하는 백라이트 구동 회로에 있어서,

상기 제1, 제2, 제3 백라이트에 각각 서로 다른 구동 전류를 순차적으로 제공하여 각 백라이트가 소정의 휘도를 갖는 광을 방출하도록 하는 구동 전류 발생부; 및

상기 제1, 제2, 제3 백라이트에 각각 서로 다른 PWM 신호를 순차적으로 제공하여 각 백라이트에서 방출되는 광의 색도를 조절하는 PWM 발생부를 포함하며,

상기 제1 내지 제3 백라이트 중 어느 하나 이상은 둘 이상의 발광 다이오드로 이루어지며,

동일한 백라이트를 이루는 둘 이상의 발광 다이오드에는 동일한 구동전류가 상기 구동 전류 발생부로부터 제공되고 동일한 PWM 신호가 상기 PWM 발생부로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동 회로.
제1항에 있어서,

상기 제1 색, 제2 색, 제3 색은 각각 레드, 그린, 블루인 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
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제1항에 있어서,

상기 구동전류 발생부는 각각 제1, 제2, 제3 백라이트에 해당하는 구동전류가 미리 설정되어 저장된 레지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 PWM 발생부는 각각 제1, 제2, 제3 백라이트에 해당하는 PWM신호가 미리 설정되어 저장된 레지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동회로.
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