WO2013095055A1 - Backlight module, method for driving same and display device using same - Google Patents

Backlight module, method for driving same and display device using same Download PDF

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WO2013095055A1
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backlight unit
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power factor
current
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정혜만
김오석
강현구
서일경
양영은
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서울반도체 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a backlight module, a method of driving the same, and a display device using the same. More specifically, the plurality of light emitting diodes of the backlight unit may be formed using a rectified voltage in the form of a pulse current and a power factor correction voltage having a DC component of a predetermined magnitude or more.
  • the present invention relates to a backlight module that can be driven efficiently, a driving method thereof, and a display device using the same.
  • the liquid crystal display device is the most widely used method, and since the liquid crystal panel does not emit light by itself, a light source called a backlight unit (BLU) is required on the back of the liquid crystal panel.
  • BLU backlight unit
  • the backlight unit Since the light generated from the backlight unit passes through the liquid crystal layer, the color filter, and the like, the backlight unit has a significant effect on the performance of the liquid crystal display (LCD) device. For example, not only the screen quality of the liquid crystal display device but also the weight, design, lifespan, power consumption, etc. can be significantly affected by the backlight unit.
  • LCD liquid crystal display
  • Recently used backlight module is composed of a backlight unit consisting of a plurality of LED (Light Emitting Diode) and a backlight unit driver for driving the backlight unit, the performance is determined according to the method of driving each LED backlight unit.
  • LED Light Emitting Diode
  • the backlight module used in the conventional liquid crystal display device drives a plurality of LEDs using a DC power supply.
  • the liquid crystal display device has a burden of adding a separate converter circuit for generating a DC power required to drive the LED.
  • the conventional liquid crystal display device needs to further include a separate converter for driving the backlight module in addition to the converter necessary for driving the display module, thereby increasing power consumption and increasing power loss in the converter. .
  • the present invention is to solve the above problems, the backlight module according to the present invention and a driving method and a display device using the same, the rectified voltage in the form of a pulse current to remove the DC-DC converter for supplying driving power to the backlight module
  • An object of the present invention is to efficiently drive a plurality of light emitting diodes of a backlight unit by using a power factor correction voltage having a DC component having a predetermined magnitude or more.
  • a backlight module, a method of driving the same, and a display device using the same include a ratio generated during multi-stage driving of an LED backlight unit using a rectified voltage in the form of a pulse current and a power factor correction voltage having a DC component of a predetermined magnitude or more. It is another object of the present invention to ensure stable driving of the device and to improve the reliability of the device by replenishing the insufficient energy when the current level rises by the dimming signal while the light emission period is removed.
  • a backlight module, a driving method thereof, and a display device using the same may be manufactured by removing a DC-DC converter used to supply driving power of an LED backlight unit of a liquid crystal display device. Reducing costs is another purpose.
  • a display device includes a power rectifier for rectifying AC power to output a rectified voltage; A power factor correction unit configured to receive the rectified voltage from the power rectifier and compensate the power factor of the AC power and output a power factor correction voltage including at least a predetermined DC voltage component; A display module driven by the power factor correction voltage; A backlight unit having a plurality of light emitting diodes for providing backlight illumination to the display module; And receiving the rectified voltage to generate the main driving voltage or the main driving current, and supply the main driving voltage or the main driving current to the backlight unit, and receiving the power factor correction voltage when the magnitude of the rectifying voltage is smaller than a preset threshold to compensate the driving. And a backlight unit driver configured to generate a voltage or supplemental drive current, and supply the generated supplemental drive voltage or supplemental drive current to the backlight unit.
  • the backlight unit driver may include a supplementary driving voltage or a supplementary driving current when the magnitude of the main driving voltage from the rectified voltage is smaller than the minimum voltage for driving the at least one light emitting diode. It is characterized by supplying to the backlight unit.
  • the display module may generate a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current.
  • the backlight unit driver supplies the supplementary driving voltage to the backlight unit when the main driving voltage is less than the set dimming voltage, or the supplementary driving current to the backlight unit when the main driving current is less than the set dimming current. It is characterized by the supply.
  • a display apparatus includes: a first wire connecting an output terminal of a power rectifying unit and a first input terminal of a backlight unit driving unit and transferring a rectified voltage from the power rectifying unit to the backlight unit driving unit; And a second wiring connecting the output terminal of the power factor compensator to the second input terminal of the backlight unit driver and transferring the power factor correction voltage from the power factor compensator to the backlight unit driver.
  • the backlight unit driver emits light among the plurality of light emitting diodes as the magnitude of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically over time. As the number of s increases and the magnitude of the rectified voltage decreases, the backlight unit is controlled to reduce the number of light emitting diodes emitting light among the plurality of light emitting diodes.
  • the backlight unit driving unit is connected between the output terminal of the plurality of LED groups each including at least one light emitting diode of the plurality of light emitting diodes, and the reference potential, respectively.
  • a plurality of current controllers forming a current path between an output terminal of each LED group and a reference potential according to a control signal;
  • a control signal generator for applying a control signal for controlling the operations of the plurality of current controllers to the plurality of current controllers according to the magnitude of the main driving voltage.
  • the backlight unit driver is disposed between an output terminal of the power factor correction unit and an input terminal of the backlight unit, and further includes a voltage compensator for controlling supply of the power factor correction voltage to the backlight unit. Characterized in that.
  • the voltage compensator includes: a switching element having a first terminal connected to an output terminal of the power factor compensator; And a diode having an anode connected to the second terminal of the switching element and a cathode connected to the input terminal of the backlight unit.
  • the switching element is characterized in that the on or off operation by the control signal of the control signal generator.
  • the backlight unit driving unit when the magnitude of the rectified voltage is less than the minimum voltage for driving at least one LED group of the plurality of LED groups to the control unit to the voltage compensation unit It is characterized by supplying a supplementary drive voltage or supplemental drive current by the power factor correction voltage to the plurality of LED groups.
  • the backlight unit driver when a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate the set dimming voltage or the set dimming current is received from the display module, the backlight unit driver is configured such that the main driving voltage is set dimming.
  • the supplementary driving voltage is supplied to the backlight unit when the voltage is smaller than the voltage, or the supplementary driving current is supplied to the backlight unit when the main driving current is smaller than the set dimming current.
  • the power rectifier includes: a first power rectifier disposed at an input terminal of the power factor corrector and configured to supply a rectified voltage rectified by AC power to the power factor corrector; And a second power rectifying unit provided in the backlight unit driving unit and supplying a rectified voltage obtained by rectifying AC power to the backlight unit.
  • the power factor correction unit includes: an inductor having a first terminal connected to a high potential first terminal of an input capacitor connected in series with an output terminal of a power rectifier; A switch having a first terminal connected to the second terminal of the inductor, and a second terminal connected to the low potential second terminal of the input capacitor; A diode having an anode commonly coupled to a second terminal of the inductor and a first terminal of the switch, and a cathode coupled to the high potential first terminal of the output capacitor; And an output capacitor having a first terminal connected to the cathode of the diode, and a second terminal commonly connected with the second terminal side of the low potential side of the input capacitor and the second terminal side of the switch.
  • the power factor correction unit has an interleaved boost converter type in which two power factor correction units each including an inductor, a switch, a diode, and an output capacitor are connected in parallel to each other. It is done.
  • At least one of the power rectifier and the power factor correction unit is disposed in the form of a single integrated circuit with the backlight unit driver.
  • the backlight module comprises: a power factor correction unit configured to output a power factor correction power by compensating a power factor of an AC power source; A backlight unit including a plurality of light emitting diodes; And a backlight unit driver configured to drive the plurality of light emitting diodes according to the dimming signal.
  • the backlight unit driver may be configured to selectively supply the AC power and the power factor correction power to the plurality of light emitting diodes according to the dimming signal and the magnitude of the AC power.
  • the backlight unit includes a plurality of light emitting diodes connected in series
  • the backlight unit driving unit includes: a power rectifying unit rectifying AC power to supply a rectified voltage to the backlight unit; A plurality of current controllers connected between one terminal of the light emitting diode (cathode) and the reference potential and forming a current path between the light emitting diode and the reference potential according to a control signal; And a control signal generator configured to generate a control signal for controlling the operations of the plurality of current controllers according to the dimming signal and the magnitude of the rectified voltage.
  • control signal generation unit may adjust the current value flowing through the backlight unit by controlling the operation state of the current controller according to the level of the dimming signal.
  • the backlight module according to another embodiment of the present invention may further include a voltage compensator for supplying a voltage output from the power factor compensator to the backlight unit according to the magnitude of the rectified voltage and the level of the dimming signal.
  • the voltage compensator supplies a voltage output from the power factor compensator to the backlight unit during a period where the rectified voltage is less than or equal to the threshold.
  • the voltage compensator includes a switching device that performs a switching operation according to a compensation control signal generated based on a dimming signal during a period where the rectified voltage is less than or equal to a threshold value.
  • the switching element is characterized in that for connecting the output terminal of the power factor correction unit to the backlight unit according to the compensation control signal.
  • the voltage compensator further comprises a diode in which one terminal of the switching element and the anode are connected in series.
  • the other terminal of the switching element is connected to the output terminal of the power factor correction unit, and the cathode of the diode is connected to the node connected to the input terminal of the backlight unit and the power rectifier.
  • the backlight unit is driven by a backlight unit driver for driving a backlight unit including a plurality of light emitting diode (LED) groups each having at least one light emitting diode to provide lighting to a display module.
  • a backlight unit driver for driving a backlight unit including a plurality of light emitting diode (LED) groups each having at least one light emitting diode to provide lighting to a display module.
  • LED light emitting diode
  • a method of driving a module comprising: a first step of rectifying an AC power source to generate a rectified voltage; Compensating the power factor of the AC power supply to generate a power factor correction voltage including a DC voltage component having at least a predetermined magnitude; Receiving a rectified voltage to generate a main driving voltage or a main driving current, and supplying the main driving voltage or the main driving current to the backlight unit; And supplying a supplementary driving voltage or supplementary driving current by the power factor correction voltage to the backlight unit when the magnitude of the rectified voltage is smaller than a preset threshold.
  • the third step is to emit light among the plurality of LED groups as the magnitude of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically with time.
  • the operation of the backlight unit is controlled to increase the number of LED groups, and the operation of the backlight unit is controlled to reduce the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups as the size of the rectified voltage decreases.
  • the fourth step may include a power factor correction voltage when the magnitude of the rectified voltage is smaller than a minimum voltage for driving at least one LED group among the plurality of LED groups.
  • the supplementary driving voltage or supplementary driving current is supplied to the plurality of LED groups.
  • the driving method of the backlight module further includes, before the fourth step, receiving a dimming signal from the display module for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current. It is characterized by.
  • the fourth step may be characterized in that the supplementary driving voltage is supplied to the backlight unit when the main driving voltage is smaller than the set dimming voltage, or the supplementary driving current is supplied to the backlight unit when the main driving current is smaller than the set dimming current. .
  • the backlight module, the driving method thereof, and the display device using the same remove a DC-DC converter for supplying driving power to the backlight module, and provide a rectified voltage in the form of a pulse current and a DC component of a predetermined size or more.
  • the excitation power factor compensation voltage is used to efficiently drive a plurality of LEDs of the backlight unit.
  • a backlight module, a method of driving the same, and a display device using the same include a ratio generated during multi-stage driving of an LED backlight unit using a rectified voltage in the form of a pulse current and a power factor correction voltage having a DC component of a predetermined magnitude or more.
  • a backlight module, a driving method thereof, and a display device using the same may be manufactured by removing a DC-DC converter used to supply driving power of an LED backlight unit of a liquid crystal display device. It provides the effect of reducing costs.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a display device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a block diagram of a backlight module employable in the display device of FIG.
  • FIG. 4 is a waveform diagram illustrating an operating principle of a backlight module of the display device of FIG. 1.
  • 5 and 6 are waveform diagrams for explaining the dimming principle that can be employed in the display device of FIG.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a power supply device of a display device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a backlight module employable in the display device of FIG. 9.
  • FIG. 10 is a block diagram of a backlight module employable in the display device of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a waveform diagram illustrating an operating principle of the display device of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a waveform diagram illustrating an operating principle of the display device of FIG. 9.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of driving a backlight module according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a display device according to the present invention.
  • a display apparatus includes a display module 101, a power rectifier 102, a power factor corrector 104, a backlight unit 120, and a backlight unit driver 130.
  • the power current unit 102 and the power factor correction unit 104 may correspond to the AC-DC converter 101a disposed at the power input terminal of the display device to convert AC power into DC power.
  • the backlight unit 120 and the backlight unit driver 130 may correspond to a backlight module that provides illumination to the screen display unit of the display module 101.
  • the backlight module 140 receives the rectified power including the rectified voltage V REC from the AC-DC converter 101a, and receives the power factor correction voltage from the AC-DC converter 101a.
  • the main characteristic is to receive the power factor correction power supply including V PFC and to remove the non-light emitting period in the multi-stage driving type backlight unit 120 using the received rectification power factor and the power factor correction power source.
  • the rectified power including the rectified voltage V REC is connected to the backlight unit at the power rectifying unit 102 through the first wiring 105a connecting the output terminal of the power rectifying unit 102 and the first input terminal of the backlight unit driver 130. It may be supplied to the driver 130.
  • the power factor correction power supply including the power factor correction voltage V PFC is connected to the power factor correction unit 104 through a second wiring 105b connecting the output terminal of the power factor correction unit 104 and the second input terminal of the backlight unit driver 130. ) May be supplied to the backlight unit driver 130.
  • the first wiring 105a and the second wiring 105b may be implemented by a power cable, a conductive pattern of an integrated device, or the like.
  • the backlight module 140 according to the present invention drives the backlight unit 120 including the plurality of LED groups in a multi-stage driving scheme
  • the non-light emission period accompanying the multi-stage driving scheme is performed using a power factor correction voltage.
  • the backlight module 140 removes the non-light emitting period generated when the backlight unit of the conventional multi-stage driving method is driven so that the backlight unit 120 flickers while driving, or the luminance thereof is changed by the user. You can prevent it from shaking so hard that you can feel it easily.
  • the backlight module 140 may have a predetermined voltage Va or a predetermined signal for driving and controlling the backlight module from the display module 101 connected to the user of the display apparatus through a predetermined user interface. It can be implemented to receive.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG. 1.
  • the AC-DC converter 101a includes a first filter 102a, a power rectifier 102, a second filter 102b, an input capacitor Cin, and a power factor corrector ( 104).
  • the first filter 102a may be an electromagnetic interference (EMI) filter disposed at an input terminal of the power rectifier 102.
  • the EMI filter operates to reduce the noise signal on the input AC power supply during normal operation of the display device or AC-DC converter 101a and to reduce the magnitude of the surge pulse during abnormal operation.
  • Such an EMI filter may be implemented with a common mode choke capable of reducing noise on both power lines of an input AC power supply, and two capacitors C1 and C2 connected to both ends of the common mode choke. .
  • the power rectifying unit 102 is for rectifying the input AC power, and may be implemented as a bridge diode that full-wave rectifies the input AC power by four diodes.
  • the second filter 102b may be an LC filter by the capacitor C and the inductor L disposed at the output terminal of the power rectifier 102.
  • a resonant circuit is formed by a combination of a capacitor C through high frequency current and an inductor L through high frequency current, and the display device or AC The high frequency noise at the power input terminal of the DC converter 101a can be selectively removed.
  • the input capacitor Cin is disposed at the output end of the second filter 102b, that is, at the output end of the power rectifier 102, and operates to stabilize the rectified power applied to the power factor corrector 104.
  • the high potential side output terminal of the power rectifier 102 to which the first terminal of the input capacitor Cin is connected and the inductor L of the second filter 102b is connected is the AC-DC converter 101a of the display device. ) Corresponds to the first output terminal for outputting the rectified voltage V REC .
  • the power factor correction unit 104 compensates for the power factor of the input AC power source based on the rectified power supply from the power supply rectifier, and includes an inductor L1, a switch S1, a diode D1, and an output capacitor ( It can be implemented as an active power factor correction circuit having a Cout).
  • the inductor L1 includes a first terminal commonly connected to the first terminal of the input capacitor Cin and the high potential output terminal of the power rectifier 102.
  • the switch S1 comprises a field effect transistor having a first terminal, a second terminal, and a control terminal, etc., wherein the first terminal is connected to the second terminal of the inductor L1, and the second terminal is connected to the resistor R1. And are commonly connected to the second terminal and the reference potential of the input capacitor Cin.
  • the control signal SC6 from a predetermined power factor correction (PFC) controller is applied to the control terminal of the switch S1.
  • the PFC controller may be implemented as at least some functional units of the backlight unit driver of the backlight module (see 140 of FIG. 1) or at least some components of the backlight unit driver that performs functions corresponding to the functional units.
  • the anode of the diode D1 is commonly connected to the second terminal of the inductor L1 and the first terminal of the switch S1, and the cathode thereof is formed of the output capacitor Cout. 1 terminal is connected.
  • the second terminal of the output capacitor Cout is commonly connected to the low potential side output terminal of the power rectifier 102, the second terminal of the input capacitor Cin, and the second terminal of the switch S1.
  • the node to which the cathode of the diode D1 of the power factor correction unit 104 and the first terminal of the output capacitor Cout are connected is connected to the power factor correction voltage V PFC in the AC-DC converter 101a of the display device.
  • the power factor correction unit 104 When operating in the discontinuous current mode (DCM), the power factor correction unit 104 is turned on when the current flowing in the inductor L1 is zero, and is a voltage applied across the resistor R1 as a comparator.
  • the operation of the switch S1 may be controlled to be turned off when the voltage applied to the negative input terminal and the rectifier voltage applied to the positive input terminal are the same according to the current flowing through the inductor L1.
  • the power factor correction unit 104 can substantially make the power factor close to 1 by causing the average waveform of the current (corresponding to the rectified current) output from the power supply rectifier 102 to follow the waveform of the rectified voltage.
  • the conventional backlight module in order to minimize the ripple of the output voltage in the power factor correction circuit, it is common to consider a specific specification (low ESR capacitor, etc.) of the output capacitor. Since the rectified voltage and the power factor correction voltage are used as they are, the degree of freedom in design can be increased by increasing the selection range of the output capacitor of the power factor correction unit as compared to the conventional power factor correction circuit.
  • the AC-DC converter 101a may be disposed at an input terminal of the backlight unit 120 according to an implementation, and may include a ripple remover (not shown) to remove ripple of driving power supplied to the backlight unit 120. May be provided).
  • the ripple removing unit may be included as a part of the backlight unit driver 130, or may be included as a part of the backlight module 140 including the backlight unit driver 130 and the backlight unit 120.
  • the ripple remover removes at least a part of the AC component included in the power factor correction voltage V PFC provided from the power factor correction unit 104, and then provides the power factor compensation voltage to which the AC component is partially removed to the backlight unit 120. If the ripple cancellation unit is used, the size of the AC component included in the power factor correction voltage is too large to reduce the power consumption by the ripple component, thereby facilitating the driving of the backlight unit 120. can do.
  • FIG. 3 is a block diagram of a backlight module employable in the display device of FIG. 1.
  • the backlight module 140 includes a backlight unit 120 and a backlight unit driver 130.
  • the backlight unit driver 130 includes a plurality of current controllers 131 to 134, a control signal generator 135, and a voltage compensator 138.
  • each LED group has at least one light emitting diode.
  • Each LED group may have a plurality of light emitting diodes connected in series with each other.
  • each of the plurality of current controllers 131 to 134 includes a switching element (not shown) and a feedback resistor (not shown).
  • the switching element is connected between the output terminal (corresponding to the cathode side of the light emitting diode) of each LED group and one end of the feedback resistor, and is selectively turned on in accordance with the switching control signals SC1 to SC4.
  • the switching element may be a semiconductor switch such as a field effect transistor (FET), and controls the magnitude of the current flowing through each LED group by the switching control signal.
  • FET field effect transistor
  • the other end of the feedback resistor may be connected to a reference potential or ground.
  • the control signal generator 135 generates the switching control signals SC1 to SC4 and the compensating switching control signal SC5 according to the rectified voltage V REC in which the magnitude of the voltage fluctuates periodically, and generates the current by the generated control signal.
  • the controllers 131 to 134 and the voltage compensator 138 are provided.
  • control signal generator 135 detects a current flowing through each of the light emitting diodes 122, 124, 126, and 128 through the current controllers 131 ⁇ 134, and detects a current or a voltage corresponding to the current. Is compared with a preset reference value, and the switching control signals SC1 to SC4 are generated according to the comparison result. In addition, the control signal generator 135 compares the rectified voltage V REC with a reference value and generates the compensation switching control signal SC5 according to the comparison result.
  • the preset reference value is a voltage level corresponding to the minimum emission reference of the backlight unit 120 and a forward voltage (Vf) level of any one of the plurality of light emitting diodes 122, 124, 126, and 128. It can be set based on either.
  • the voltage compensator 138 selectively supplies the power factor correction power supply (V PFC, etc.) to the backlight unit 120 according to the compensation switching control signal SC5.
  • the voltage compensator 138 may be formed as a series circuit of the switching element SW5 and the diode D5 connected between the output terminal of the power factor compensator 104 and the input terminal of the backlight unit 120.
  • the switching element SW5 may be implemented as a field effect transistor having a first terminal, a second terminal, and a control terminal, and the first terminal is connected to the output terminal of the power factor correction unit, and the second terminal is connected to the diode D5. It is connected to the anode and is selectively turned on according to the compensation switching control signal SC5.
  • the cathode of the diode D5 is commonly connected to the output terminal side of the power rectifier and the input terminal of the backlight unit 120. The diode D5 prevents the rectified power supply V REC from flowing back to the power factor correction unit 104 when the switching element SW5 is turned off.
  • the backlight unit 120 includes one or more LED arrays in which a plurality of LED groups 122 to 128 each having at least one LED element are connected in series.
  • the backlight unit 120 performs the multi-stage driving in the form of adjusting the lighting state of the light emitting diode according to the degree of the rising or falling of the voltage of the AC power source or the rectifying power source by the current control of the backlight unit driver 130.
  • the backlight unit 120 may drive in multiple stages such that the number of LED groups emitting from the LED array increases as the size of the rectified voltage increases, and the number of LED groups emitting from the LED array decreases as the size of the rectified voltage decreases.
  • the backlight unit 120 operates to receive at least one LED group by receiving the power factor correction voltage from the power factor correction unit in the non-light emitting period generated during the multi-stage driving so that the non-light emitting period is not formed during the multi-stage driving.
  • the non-light emitting period refers to a period in which the magnitude of the rectified voltage is smaller than the forward voltage of one LED group.
  • the conventional backlight unit may cause a flicker phenomenon during multi-stage driving, but the backlight module of the present invention uses a power factor correction voltage to eliminate the non-light emitting period that causes the flickering problem. To improve.
  • the backlight unit 120 is illustrated as having four LED groups 122, 124, 126, and 128 each represented by one light emitting diode.
  • the number of light emitting diodes or the number of LED groups included in each LED group, the number of current controllers and their specific configurations may be changed in various forms.
  • the backlight unit 120 may include two or more LED groups connected in series or may include a plurality of LED groups connected in series or in parallel.
  • FIG. 4 is a waveform diagram illustrating an operating principle of a backlight module of the display apparatus of FIG. 1.
  • the backlight module of the display device includes a backlight unit 120 having a plurality of LED groups 122, 124, 126, and 128, current controllers 131 to 134, A case in which the control signal generator 135 and the voltage compensator 138 are provided and the forward voltages of the plurality of LED groups 122, 124, 126, and 128 are all predetermined voltages Vf will be described.
  • Each LED group of the plurality of LED groups is referred to as a first LED group 122, a second LED group 124, a third LED group 126, and a fourth LED group 128 in the order described, and each LED
  • the current controllers connected to the output terminals of the group are referred to as a first current controller 131, a second current controller 132, a third current controller 133, and a fourth current controller 134, respectively.
  • the switching elements of each of the current controllers 131 to 134 maintain a turn-on state, and the switching element SW5 of the voltage compensator 138 maintains a turn-off state.
  • the rectified voltage V REC is applied to the backlight module and the rectified voltage becomes equal to or greater than the first voltage Vf1 at a predetermined time t0
  • the first LED group 122 and the first current controller 131 When the rectified voltage V REC is applied to the backlight module and the rectified voltage becomes equal to or greater than the first voltage Vf1 at a predetermined time t0, the first LED group 122 and the first current controller 131.
  • the current path (Path) through the () is formed so that the first LED group 122 emits light.
  • the first current controller 131 controls the magnitude of the current flowing in the first LED group 122 according to a preset current level based on the first voltage Vf1.
  • the backlight module may be set to supply the power factor correction voltage V PFC to the backlight unit 120 when the rectified voltage V REC is smaller than the first voltage Vf1, in which case, according to the present embodiment
  • the backlight module 140 backlights the power factor correction current I PFC of the level set by the first current controller 131 during the hatched period from a certain time point before the predetermined time point t0 to the predetermined time point t0. Supply to unit 120.
  • the control signal generator 135 turns off the switching element of the first current controller 131. Then, a current path through the two LED groups 122 and 124 and the second current controller 132 is formed, and the two LED groups 122 and 124 emit light. In this case, the second current controller 132 controls the magnitude of the current I REC flowing through the two LED groups 122 and 124 in response to the magnitude of the rectified voltage.
  • the control signal generator 135 switches the switching element and the second current controller 132 of the first current controller 131. Turn off the switching element. Then, a current path is formed through the three LED groups 122, 124, and 126 and the third current controller 133, and the three LED groups 122, 124, and 126 emit light.
  • the third current controller 133 controls the magnitude of the current I REC flowing through the three LED groups 122, 124, and 126 in response to the magnitude of the rectified voltage.
  • the control signal generator 135 controls the switching elements of the first to third current controllers 131, 132, and 133. Turn off. Then, a current path is formed through the four LED groups 122, 124, 126, and 128 and the fourth current controller 134, and the four LED groups 122, 124, 126, and 128 emit light. In this case, the fourth current controller 134 controls the magnitude of the current I REC flowing through the four LED groups 122, 124, 126, and 128 in response to the magnitude of the rectified voltage.
  • control signal generator 135 multi-stages the plurality of LED groups 122, 124, 126, and 128 so that the number of LED groups emitting from the backlight unit 120 increases as the size of the rectified voltage increases. Drive it.
  • the control signal generator 135 turns off the LED group in the reverse order when the rectified voltage rises. That is, when the rectified voltage is lower than the fourth voltage Vf4 at the fourth time point t4, the control signal generator 135 drives the third current controller 133 to display the three LED groups 122, 124, and 126. And a current path passing through the third current controller 133, thereby causing the three LED groups 122, 124, and 126 to emit light.
  • the control signal generator 135 drives the second current controller 132 to drive the two LED groups 122 and 124 and the second current.
  • a current path is formed through the control unit 132, thereby causing the two LED groups 122 and 124 to emit light.
  • the control signal generator 135 drives the first current controller 131 to drive the first LED group 122 and the first LED.
  • the first LED group 122 emits light by forming a current path through the current controller 131.
  • the control signal generator 135 may determine the voltage compensator 138 at the seventh time point t7. Turns on the switching element SW5.
  • the control signal generator 135 may be connected to the seventh time point t7.
  • the power factor correction current I PFC may be supplied to the first LED group 122 through a current path through the first LED group 122 and the second current controller 131 during the period of the eighth time point t8.
  • the interval between the seventh time point t7 and the eighth time point t8 corresponds to the non-light emitting period when the power factor correction voltage V PFC is not supplied to the backlight unit 120 (comparative example).
  • the control signal generator 135 may generate a voltage compensator at the eighth time point t8.
  • the switching element SW5 of 138 is turned off.
  • the backlight module 140 supplies the power factor correction voltage V PFC to the backlight unit 120 when the rectified voltage V REC is smaller than the first voltage Vf1.
  • the power factor correction current I PFC of a level preset by the first current controller 131 may be supplied to the backlight unit 120 in the hatched section (t7-t8, etc.), thereby removing the existing non-light emitting section. can do.
  • the rectified voltage V REC corresponds to the driving voltage V LED of the backlight unit 120, and the rectified current I REC and the power factor correction voltage V PFC by the rectified voltage V REC .
  • the driving current I LED of the backlight unit 120 in combination with the power factor correction current I PFC .
  • the backlight module may receive a predetermined voltage Va or a predetermined signal from the display module 101 (refer to 101 of FIG. 1) to control brightness of the backlight unit 120.
  • the predetermined voltage Va may be a reference voltage and the predetermined signal may be a dimming signal.
  • the following describes the operation principle of the backlight module when the backlight module receives a dimming signal (see V DIMM of FIG. 10) from the signal processor of the display module. For convenience of description, it is assumed that the dimming signal is received during the multi-stage driving of the backlight module described above with reference to FIG. 4.
  • 5 and 6 are waveform diagrams for describing a dimming principle that can be employed in the display device of FIG. 1.
  • the dimming signal maintains a voltage level corresponding to the minimum light emission reference of the backlight unit 120, for example, a luminance level corresponding to the first voltage Vf1 regardless of a change in brightness of an image signal, will be described. As follows.
  • the backlight unit driving unit corresponds to a driving current corresponding to the voltage level (eg, the first voltage) designated by the dimming signal. (I LED ) is operated to be supplied to the backlight unit 120.
  • the conventional multi-stage driving unit of the backlight unit generates a non-emitting section corresponding to the hatched section during the dimming operation.
  • the backlight module according to the present exemplary embodiment has a hatched section (P1, etc.) corresponding to the non-emitting section.
  • the backlight unit of the conventional multi-stage driving method generates a non-light emitting period corresponding to the hatched division during the dimming operation due to the lack of driving energy due to the characteristics of the multi-stage driving method
  • the backlight module according to the present embodiment is a hatched section ( According to the operation of the fourth current controller 134 in P2, the power factor correction current corresponding to the level of the dimming signal may be supplied to the backlight unit so that the non-light emitting period may not occur in the backlight unit during the dimming operation.
  • the non-emission period may be prevented from occurring in the backlight unit 120 using the power factor correction voltage V PFC .
  • the backlight unit 120 dimmes by supplementing energy to the backlight unit by using the power factor correction voltage output from the power factor correction unit 104 during a period corresponding to the existing non-light emitting period. It can be operated normally at high level of signal.
  • the conventional non-light emitting section formed during driving according to the dimming signal in the backlight module of the multi-stage driving method can be removed, but the present invention is not limited to such a configuration.
  • the number of LEDs to be lit or the level of voltage to be compensated for may be changed according to a user's selection according to a reference brightness, a reference brightness required when driving the backlight unit 120.
  • the waveform diagrams shown in FIGS. 5 and 6 are examples, and the number of LED groups turned on, the turn-on timing, etc. may be variously changed according to the configuration of the current controller.
  • a separate converter must be used to generate a DC power source for driving the backlight module.
  • the backlight module and the display device using the same according to the present invention omit a DC-DC converter for the backlight unit.
  • the backlight unit can be directly driven by an AC power supply, thereby miniaturizing the device and reducing manufacturing cost.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram of a display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the display device includes a power rectifier 102, a power factor correction unit 104, a converter 106, a signal processor 110, a display driver 112, and a screen display 114. And a backlight module 140A.
  • the converter 106, the signal processor 110, the display driver 112, and the screen display 114 may correspond to the display module 101 of FIG. 1.
  • the display device according to the present embodiment may further include a filter at an input terminal or an output terminal of the power rectifying unit 102 according to the implementation.
  • the power rectifier 102 rectifies and supplies the AC power to the power factor correction unit 104.
  • the power rectifying unit 102 may be implemented as a bridge diode for full-wave rectifying the sinusoidal AC power.
  • the power factor correction unit 104 outputs the power factor correction power by compensating the power factor of the AC power supply 10 based on the rectified power output from the power rectifier 102.
  • the power factor correction power source has a DC voltage level. For example, when the AC power source 10 is 220V, the power factor correction power source may have a voltage magnitude of about 380 to 420V.
  • the power factor correction unit 104 may be implemented using a plurality of passive elements or active elements. For example, it may include an active power factor correction circuit in the form of a boost converter.
  • the converter 106 receives the power factor correction power to generate a DC power having a level required to drive the signal processor 110 and the display driver 112.
  • the DC power output from the converter 106 may be used to drive various processors included in the signal processor 110.
  • the DC power is supplied to the gate line or the data line of the screen display unit 114 through the display driver 112, whereby a predetermined image is displayed on the screen display unit.
  • the signal processor 110 generates various control signals by processing various image signals input from the outside, and supplies the generated control signals to the display driver 112. For example, the signal processor 110 processes an image signal to generate a control signal for controlling a voltage to be applied to a data line of the screen display 114, or generates a control signal for controlling a voltage to be applied to a gate line. .
  • the signal processor 110 generates a control signal (hereinafter, referred to as a dimming signal) for controlling the brightness and the on / off timing of the backlight unit 120 and supplies it to the backlight unit driver 130.
  • a dimming signal may include a signal required for local dimming when the backlight unit 120 includes a local dimming structure in which brightness is controlled for each region.
  • the display driver 112 drives the screen display unit 114 according to the output of the signal processor 110.
  • the display driver 112 includes a gate driver connected to a pixel of the screen display 114 through a gate line, a data driver connected to a pixel through a data line, a timing controller that controls operation timings of the gate driver and the data driver. can do.
  • the screen display unit 114 includes a plurality of pixels arranged in a matrix so as to output a predetermined image according to an image signal.
  • the plurality of pixels may include a liquid crystal capable of adjusting the amount of light transmitted by illumination of the backlight unit 120, an electrode for controlling the liquid crystal, a color filter for expressing color, and the like.
  • the backlight module 140 includes a backlight unit 120 that provides illumination to the screen display unit 114, and a backlight unit driver 130 that drives the backlight unit 120.
  • the backlight unit driver 130 receives the rectified power and the power factor correction power, and controls the operation of the backlight unit 120 according to a preset control signal or a dimming signal from the signal processor 110.
  • the backlight module 140 In the backlight module 140 according to the present exemplary embodiment, a method of using the power factor correction power source so that a non-light emitting period does not occur while driving the backlight unit has been described with reference to FIGS. 1 to 6. Detailed description is omitted.
  • the power rectifier 102 and the power factor corrector 104 may be implemented as a single AC-DC converter that compensates for the power factor of the AC power and outputs the power factor correction power.
  • the power rectifier 102, the power factor correction unit 104, and the backlight unit driver 130 may be implemented as a single integrated circuit 130A for driving a backlight having a power factor correction function.
  • the backlight module 140A corresponds to the one provided with the backlight unit driver having the power factor correction function.
  • the backlight unit driver having the power factor correction function includes the power factor corrector 104 but does not include the power rectifier 102 or the power rectifier 102 but does not include the power factor corrector 104. It may be implemented in the form of a single integrated circuit.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG. 7.
  • the AC-DC converter 101b of the display apparatus according to the present exemplary embodiment has an interleaved boost converter type in which two boost converters are connected in parallel.
  • the AC-DC converter 101b of the present embodiment is a parallel connection of two AC-DC converters 101a described above with reference to FIG. 3.
  • the inductor L2, the switch S2, and the resistor ( Since R2) and diode D2 and their coupling relationship are substantially the same as the corresponding components of AC-DC converter 101a and their coupling relationship, detailed description thereof will be omitted to avoid duplication of explanation.
  • the input voltage corresponding to the voltage across the input capacitor Cin and the output voltage corresponding to the voltage across the output capacitor Cout are approximately half.
  • the volume and capacity of the capacitors C1 and C2 and the inductors L1 and L2 can be made smaller than in the case of the AC-DC converter 101a in the form of a single boost converter to meet the thinning of the flat panel display device.
  • the current flowing through the AC-DC converter 101b may be reduced to increase power efficiency by lowering power loss.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a power supply apparatus of a display apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the power supply device 130B of the display device may include a filter 102a, a power rectifier 102, a power factor corrector 104, a first DC-DC converter 106a, A second DC-DC converter 106b, a Temporary OverVoltage (TOV) generator 107, and a backlight unit driver 130A are provided.
  • the power supply device 130B has a switch mode power supply having a power factor correction function and a backlight unit driving function.
  • the first DC-DC converter 106a corresponds to the standby power DC-DC converter
  • the second DC-DC converter 106b corresponds to the module power DC-DC converter of the display module.
  • the second DC-DC converter 106b corresponds to a converter for supplying the module driving power supply Vout2 to the PMIC (Power Management Integrated Circuit) of the display module
  • the first DC-DC converter 106a corresponds to the display device.
  • the display device may correspond to a converter supplying standby power Vout1 separated from the second DC-DC converter 106b to operate only the minimum standby power.
  • the first and second DC-DC converters 106a and 106b may have a form integrated into one DC-DC converter.
  • the backlight unit driver 130A which belongs to the backlight module, rectifies AC power input through the wiring 105c connected to the input terminal of the power rectifier 102 to generate rectified power.
  • Another power rectifier may be provided to supply the generated rectified power to the backlight unit.
  • the backlight unit driver 130A disposed in the power supply device 130B of the present embodiment not only controls the non-light emitting period in the backlight unit by using the power factor correction voltage V PFC but also controls the backlight unit.
  • Increasing the driving voltage by a predetermined basic voltage TOV allows the plurality of LED groups of the backlight unit to drive a high voltage, thereby increasing efficiency due to high voltage and low current driving.
  • the high voltage means a voltage higher than the maximum value of the AC voltage V AC or the rectified voltage V REC of the input AC power source 10.
  • FIG. 10 is a block diagram of a backlight module employable in the display apparatus of FIG. 9.
  • the backlight module 140A includes a backlight unit 120 and a backlight unit driver 130A disposed in an SMPS type power supply device 130B.
  • the backlight unit driver 130A is substantially the same as the backlight unit driver 130 described with reference to FIG. 3 except for the bridge diode 136, the first input terminal 137a, and the second input terminal 137b. In order to avoid duplication, detailed descriptions of the remaining components of the backlight unit driver 130A (a plurality of current controllers, control signal generators, and voltage compensators and their connection relationships) and their operation principles will be omitted.
  • the bridge diode 136 In the backlight unit driver 130A, the bridge diode 136 generates and generates rectified power by rectifying AC power input through a wire 105c connected to an input terminal of a power rectifying unit (see 102 in FIG. 9) of the display device. One rectified power is supplied to the backlight unit 120.
  • the bridge diode 136 corresponds to another power rectifier different from the power rectifier 102 of the display device.
  • the backlight module 140A may be driven by using an input AC power source separately from the power supply of the display device.
  • the first input terminal 137a corresponds to the input terminal of the basic voltage TOV
  • the second input terminal 137b corresponds to the input terminal of the dimming signal V DIMM
  • the basic voltage (TOV) is to increase the driving voltage of the backlight unit by a predetermined voltage TOV so that a plurality of LED groups of the backlight unit are driven at high voltage.
  • the dimming signal V DIMM is to adjust the brightness of the backlight unit to correspond to the brightness of the image displayed on the screen display unit.
  • the backlight unit driver 130A operates so that the overall luminance of the backlight unit follows the level of the dimming signal according to the level (average level, etc.) of the dimming signal for a predetermined period.
  • the backlight unit driver 130A may set the average level of the dimming signal in each multi-stage driving section as the following target level in the multi-stage driving.
  • FIG. 11 is a waveform diagram illustrating an operating principle of the display device of FIG. 9.
  • the display apparatus includes multiple stages of a plurality of LED groups of the backlight unit by the driving voltage V LED and the driving current I LED increased by a predetermined magnitude by the basic voltage TOV. Drive it.
  • the first to fourth voltages Vf5, Vf6, Vf7, and Vf8, which are the reference for the multi-stage driving for the plurality of LED groups, are described with reference to FIG. 4. Since Vf2, Vf3, and Vf4 are higher than the basic voltage TOV, they have substantially the same operating principle as those of the display device of FIG. 4, and thus detailed descriptions thereof will be omitted to avoid duplication.
  • the forward voltages of the first to fourth LED groups 122, 124, 126, and 128 of the plurality of LED groups may also be input AC voltages or rectified voltages according to the first to fourth voltages Vf5, Vf6, Vf7, and Vf8. Higher voltage is achieved, and for this purpose, each LED group may use an LED device having a higher forward voltage than the LED group of FIG. 4 or may have a larger number of LED devices.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of driving a backlight module according to the present invention.
  • the method of driving the backlight module will be described with reference to a process of driving the backlight module by a backlight unit driver that provides illumination to the display apparatus by driving the backlight unit.
  • the backlight unit includes a plurality of LED (Light Emitting Diode) groups each having at least one light emitting diode.
  • the rectified voltage is first generated by rectifying the input AC power through the power rectifying unit (S121).
  • the rectified voltage has a form of pulsation in which the magnitude of the voltage varies periodically with time.
  • a power factor correction voltage is generated by compensating the power factor of the AC power through the power factor compensator arranged at the output terminal of the power rectifier (S122).
  • the power factor correction voltage has a DC component of a predetermined magnitude or more.
  • the predetermined size corresponds to a DC voltage that all the light emitting diodes of the backlight unit can drive.
  • the rectified voltage is received to generate the main driving voltage or the main driving current, and the generated main driving voltage or the main driving current is supplied to the backlight unit (S123).
  • the backlight unit driver is configured to increase the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups as the magnitude of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically over time.
  • the unit may be controlled, and the backlight unit may be controlled to reduce the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups as the magnitude of the rectified voltage decreases.
  • the backlight unit driver supplies the supplementary driving voltage or the supplementary driving current by the power factor correction voltage to the backlight unit (S124, S125 and S127).
  • the backlight unit driver includes a rectified voltage V REC that is higher than the minimum voltage V R1 for driving at least one LED group of the plurality of LED groups.
  • V REC rectified voltage
  • the supplementary driving voltage or the supplementary driving current by the power factor correction voltage V PFC may be supplied to the backlight unit BLU.
  • the method of driving the backlight module may further include receiving a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current from the display module. If a dimming signal is received and the set dimming voltage (V DI ) is greater than the LED drive voltage (V LED ) or the set dimming current is greater than the LED drive current, the supplementary drive voltage by the power factor correction voltage (V PFC ) or The supplementary driving current is supplied to the backlight unit (S124, S126, and S127).
  • the dimming signal may correspond to a control signal for maintaining the brightness of the backlight unit at a preset level.
  • the backlight unit driver may generate a set dimming voltage or a set dimming current corresponding to a preset luminance according to the level of the dimming signal.
  • the set dimming voltage or the set dimming current corresponds to the LED driving voltage or the LED driving current corresponding to the level of the dimming signal.
  • the LED driving voltage corresponds to a voltage obtained by adding the aforementioned main driving voltage and the supplementary driving voltage
  • the LED driving current corresponds to a current obtained by adding the aforementioned main driving current and the supplementary driving current.
  • the backlight unit driver may control the backlight unit such that the overall brightness of the backlight unit follows the level of the dimming signal (eg, an average level in a predetermined period) according to the level of the dimming signal.
  • the dimming signal eg, an average level in a predetermined period

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Abstract

The present invention relates to a backlight module, a method for driving the same and a display device using the same, in which a plurality of light-emitting diodes of a backlight unit can be efficiently driven using a pulsed rectified voltage and a power factor corrected voltage having a direct current component of a predetermined size or larger. A display device comprises: a power rectifying unit for rectifying alternating power and outputting a rectified voltage; a power factor correction unit for receiving the rectified voltage from the power rectifying unit, correcting the power factor of the alternating power and outputting a power factor corrected voltage containing a direct current voltage component having at least a predetermined size; a display module driven by the power factor corrected voltage; a backlight unit having a plurality of light-emitting diodes for providing backlighting to the display module; and a driving unit for a backlight unit for receiving the rectified voltage to generate a main driving voltage or a main driving current, supplying the main driving voltage or the main driving current to a backlight unit, receiving the power factor corrected voltage when the size of the rectified voltage is smaller than a preset threshold value to generate a supplementary driving voltage or a supplementary driving current, and supplying the generated supplementary driving voltage or supplementary driving current to the backlight unit.

Description

백라이트 모듈과 그 구동 방법 및 이를 이용하는 디스플레이 장치Backlight module, driving method thereof, and display device using 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.The present invention relates to a backlight module, a method of driving the same, and a display device using the same. More specifically, the plurality of light emitting diodes of the backlight unit may be formed using a rectified voltage in the form of a pulse current and a power factor correction voltage having a DC component of a predetermined magnitude or more. The present invention relates to a backlight module that can be driven efficiently, a driving method thereof, and a display device using the same.
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.Recently, flat panel display devices have been widely used not only for mobile devices requiring miniaturization and low power, but also for large digital TVs that need to reduce weight and thickness due to their various applications. Among them, the liquid crystal display device is the most widely used method, and since the liquid crystal panel does not emit light by itself, a light source called a backlight unit (BLU) is required on the back of the liquid crystal panel.
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.Since the light generated from the backlight unit passes through the liquid crystal layer, the color filter, and the like, the backlight unit has a significant effect on the performance of the liquid crystal display (LCD) device. For example, not only the screen quality of the liquid crystal display device but also the weight, design, lifespan, power consumption, etc. can be significantly affected by the backlight unit.
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.Recently used backlight module is composed of a backlight unit consisting of a plurality of LED (Light Emitting Diode) and a backlight unit driver for driving the backlight unit, the performance is determined according to the method of driving each LED backlight unit.
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.The backlight module used in the conventional liquid crystal display device drives a plurality of LEDs using a DC power supply. To this end, the liquid crystal display device has a burden of adding a separate converter circuit for generating a DC power required to drive the LED.
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.As described above, the conventional liquid crystal display device needs to further include a separate converter for driving the backlight module in addition to the converter necessary for driving the display module, thereby increasing power consumption and increasing power loss in the converter. .
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.The present invention is to solve the above problems, the backlight module according to the present invention and a driving method and a display device using the same, the rectified voltage in the form of a pulse current to remove the DC-DC converter for supplying driving power to the backlight module An object of the present invention is to efficiently drive a plurality of light emitting diodes of a backlight unit by using a power factor correction voltage having a DC component having a predetermined magnitude or more.
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.According to an embodiment of the present invention, a backlight module, a method of driving the same, and a display device using the same include a ratio generated during multi-stage driving of an LED backlight unit using a rectified voltage in the form of a pulse current and a power factor correction voltage having a DC component of a predetermined magnitude or more. It is another object of the present invention to ensure stable driving of the device and to improve the reliability of the device by replenishing the insufficient energy when the current level rises by the dimming signal while the light emission period is removed.
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.According to another embodiment of the present invention, a backlight module, a driving method thereof, and a display device using the same may be manufactured by removing a DC-DC converter used to supply driving power of an LED backlight unit of a liquid crystal display device. Reducing costs is another purpose.
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.In order to achieve the above object, a display device according to the present invention includes a power rectifier for rectifying AC power to output a rectified voltage; A power factor correction unit configured to receive the rectified voltage from the power rectifier and compensate the power factor of the AC power and output a power factor correction voltage including at least a predetermined DC voltage component; A display module driven by the power factor correction voltage; A backlight unit having a plurality of light emitting diodes for providing backlight illumination to the display module; And receiving the rectified voltage to generate the main driving voltage or the main driving current, and supply the main driving voltage or the main driving current to the backlight unit, and receiving the power factor correction voltage when the magnitude of the rectifying voltage is smaller than a preset threshold to compensate the driving. And a backlight unit driver configured to generate a voltage or supplemental drive current, and supply the generated supplemental drive voltage or supplemental drive current to the backlight unit.
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.In the display device according to the exemplary embodiment of the present invention, the backlight unit driver may include a supplementary driving voltage or a supplementary driving current when the magnitude of the main driving voltage from the rectified voltage is smaller than the minimum voltage for driving the at least one light emitting diode. It is characterized by supplying to the backlight unit.
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.In the display device according to another exemplary embodiment, the display module may generate a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current. Here, when the dimming signal is received, the backlight unit driver supplies the supplementary driving voltage to the backlight unit when the main driving voltage is less than the set dimming voltage, or the supplementary driving current to the backlight unit when the main driving current is less than the set dimming current. It is characterized by the supply.
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.According to another exemplary embodiment of the present invention, a display apparatus includes: a first wire connecting an output terminal of a power rectifying unit and a first input terminal of a backlight unit driving unit and transferring a rectified voltage from the power rectifying unit to the backlight unit driving unit; And a second wiring connecting the output terminal of the power factor compensator to the second input terminal of the backlight unit driver and transferring the power factor correction voltage from the power factor compensator to the backlight unit driver.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, the backlight unit driver emits light among the plurality of light emitting diodes as the magnitude of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically over time. As the number of s increases and the magnitude of the rectified voltage decreases, the backlight unit is controlled to reduce the number of light emitting diodes emitting light among the plurality of light emitting diodes.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, the backlight unit driving unit is connected between the output terminal of the plurality of LED groups each including at least one light emitting diode of the plurality of light emitting diodes, and the reference potential, respectively. A plurality of current controllers forming a current path between an output terminal of each LED group and a reference potential according to a control signal; And a control signal generator for applying a control signal for controlling the operations of the plurality of current controllers to the plurality of current controllers according to the magnitude of the main driving voltage.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, the backlight unit driver is disposed between an output terminal of the power factor correction unit and an input terminal of the backlight unit, and further includes a voltage compensator for controlling supply of the power factor correction voltage to the backlight unit. Characterized in that.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, the voltage compensator includes: a switching element having a first terminal connected to an output terminal of the power factor compensator; And a diode having an anode connected to the second terminal of the switching element and a cathode connected to the input terminal of the backlight unit. Here, the switching element is characterized in that the on or off operation by the control signal of the control signal generator.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, the backlight unit driving unit, when the magnitude of the rectified voltage is less than the minimum voltage for driving at least one LED group of the plurality of LED groups to the control unit to the voltage compensation unit It is characterized by supplying a supplementary drive voltage or supplemental drive current by the power factor correction voltage to the plurality of LED groups.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, when a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate the set dimming voltage or the set dimming current is received from the display module, the backlight unit driver is configured such that the main driving voltage is set dimming. The supplementary driving voltage is supplied to the backlight unit when the voltage is smaller than the voltage, or the supplementary driving current is supplied to the backlight unit when the main driving current is smaller than the set dimming current.
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.In the display device according to another exemplary embodiment of the present invention, the power rectifier includes: a first power rectifier disposed at an input terminal of the power factor corrector and configured to supply a rectified voltage rectified by AC power to the power factor corrector; And a second power rectifying unit provided in the backlight unit driving unit and supplying a rectified voltage obtained by rectifying AC power to the backlight unit.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, the power factor correction unit includes: an inductor having a first terminal connected to a high potential first terminal of an input capacitor connected in series with an output terminal of a power rectifier; A switch having a first terminal connected to the second terminal of the inductor, and a second terminal connected to the low potential second terminal of the input capacitor; A diode having an anode commonly coupled to a second terminal of the inductor and a first terminal of the switch, and a cathode coupled to the high potential first terminal of the output capacitor; And an output capacitor having a first terminal connected to the cathode of the diode, and a second terminal commonly connected with the second terminal side of the low potential side of the input capacitor and the second terminal side of the switch.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, the power factor correction unit has an interleaved boost converter type in which two power factor correction units each including an inductor, a switch, a diode, and an output capacitor are connected in parallel to each other. It is done.
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.In the display device according to another embodiment of the present invention, at least one of the power rectifier and the power factor correction unit is disposed in the form of a single integrated circuit with the backlight unit driver.
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.The backlight module according to the present invention comprises: a power factor correction unit configured to output a power factor correction power by compensating a power factor of an AC power source; A backlight unit including a plurality of light emitting diodes; And a backlight unit driver configured to drive the plurality of light emitting diodes according to the dimming signal. The backlight unit driver may be configured to selectively supply the AC power and the power factor correction power to the plurality of light emitting diodes according to the dimming signal and the magnitude of the AC power.
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.In the backlight module according to an embodiment of the present invention, the backlight unit includes a plurality of light emitting diodes connected in series, and the backlight unit driving unit includes: a power rectifying unit rectifying AC power to supply a rectified voltage to the backlight unit; A plurality of current controllers connected between one terminal of the light emitting diode (cathode) and the reference potential and forming a current path between the light emitting diode and the reference potential according to a control signal; And a control signal generator configured to generate a control signal for controlling the operations of the plurality of current controllers according to the dimming signal and the magnitude of the rectified voltage.
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.In the backlight module according to another embodiment of the present invention, the control signal generation unit may adjust the current value flowing through the backlight unit by controlling the operation state of the current controller according to the level of the dimming signal.
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.The backlight module according to another embodiment of the present invention may further include a voltage compensator for supplying a voltage output from the power factor compensator to the backlight unit according to the magnitude of the rectified voltage and the level of the dimming signal.
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.In the backlight module according to another embodiment of the present invention, the voltage compensator supplies a voltage output from the power factor compensator to the backlight unit during a period where the rectified voltage is less than or equal to the threshold.
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.In the backlight module according to another embodiment of the present invention, the voltage compensator includes a switching device that performs a switching operation according to a compensation control signal generated based on a dimming signal during a period where the rectified voltage is less than or equal to a threshold value. do. Here, the switching element is characterized in that for connecting the output terminal of the power factor correction unit to the backlight unit according to the compensation control signal.
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.In the backlight module according to another embodiment of the present invention, the voltage compensator further comprises a diode in which one terminal of the switching element and the anode are connected in series. Here, the other terminal of the switching element is connected to the output terminal of the power factor correction unit, and the cathode of the diode is connected to the node connected to the input terminal of the backlight unit and the power rectifier.
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.In the method of driving a backlight module according to the present invention, the backlight unit is driven by a backlight unit driver for driving a backlight unit including a plurality of light emitting diode (LED) groups each having at least one light emitting diode to provide lighting to a display module. A method of driving a module, comprising: a first step of rectifying an AC power source to generate a rectified voltage; Compensating the power factor of the AC power supply to generate a power factor correction voltage including a DC voltage component having at least a predetermined magnitude; Receiving a rectified voltage to generate a main driving voltage or a main driving current, and supplying the main driving voltage or the main driving current to the backlight unit; And supplying a supplementary driving voltage or supplementary driving current by the power factor correction voltage to the backlight unit when the magnitude of the rectified voltage is smaller than a preset threshold.
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.In a method of driving a backlight module according to an embodiment of the present invention, the third step is to emit light among the plurality of LED groups as the magnitude of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically with time. The operation of the backlight unit is controlled to increase the number of LED groups, and the operation of the backlight unit is controlled to reduce the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups as the size of the rectified voltage decreases.
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.In a method of driving a backlight module according to another embodiment of the present invention, the fourth step may include a power factor correction voltage when the magnitude of the rectified voltage is smaller than a minimum voltage for driving at least one LED group among the plurality of LED groups. The supplementary driving voltage or supplementary driving current is supplied to the plurality of LED groups.
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.The driving method of the backlight module according to another embodiment of the present invention further includes, before the fourth step, receiving a dimming signal from the display module for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current. It is characterized by. Here, the fourth step may be characterized in that the supplementary driving voltage is supplied to the backlight unit when the main driving voltage is smaller than the set dimming voltage, or the supplementary driving current is supplied to the backlight unit when the main driving current is smaller than the set dimming current. .
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.According to the above configuration, the backlight module, the driving method thereof, and the display device using the same according to the present invention remove a DC-DC converter for supplying driving power to the backlight module, and provide a rectified voltage in the form of a pulse current and a DC component of a predetermined size or more. The excitation power factor compensation voltage is used to efficiently drive a plurality of LEDs of the backlight unit.
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.According to an embodiment of the present invention, a backlight module, a method of driving the same, and a display device using the same include a ratio generated during multi-stage driving of an LED backlight unit using a rectified voltage in the form of a pulse current and a power factor correction voltage having a DC component of a predetermined magnitude or more. By eliminating the light emission period and supplementing the insufficient energy at the current level rise by the dimming signal with the supplementary driving current of the power factor correction voltage, it is possible to ensure the stable driving of the device and improve the reliability of the device.
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.According to another embodiment of the present invention, a backlight module, a driving method thereof, and a display device using the same may be manufactured by removing a DC-DC converter used to supply driving power of an LED backlight unit of a liquid crystal display device. It provides the effect of reducing costs.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도.1 is a schematic block diagram of a display device according to the present invention;
도 2는 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도.FIG. 2 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도.3 is a block diagram of a backlight module employable in the display device of FIG.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 백라이트 모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도.4 is a waveform diagram illustrating an operating principle of a backlight module of the display device of FIG. 1.
도 5 및 도 6은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 조광 원리를 설명하기 위한 파형도들.5 and 6 are waveform diagrams for explaining the dimming principle that can be employed in the display device of FIG.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도.7 is a schematic block diagram of a display device according to an embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도.8 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록도.9 is a block diagram illustrating a power supply device of a display device according to another embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도.FIG. 10 is a block diagram of a backlight module employable in the display device of FIG. 9. FIG.
도 11은 도 9의 디스플레이 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도.FIG. 11 is a waveform diagram illustrating an operating principle of the display device of FIG. 9. FIG.
도 12는 본 발명에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법에 대한 순서도.12 is a flowchart illustrating a method of driving a backlight module according to the present invention.
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.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention various that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" may include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise.
실시예EXAMPLE
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a display device according to the present invention.
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.Referring to FIG. 1, a display apparatus according to the present invention includes a display module 101, a power rectifier 102, a power factor corrector 104, a backlight unit 120, and a backlight unit driver 130. The power current unit 102 and the power factor correction unit 104 may correspond to the AC-DC converter 101a disposed at the power input terminal of the display device to convert AC power into DC power. The backlight unit 120 and the backlight unit driver 130 may correspond to a backlight module that provides illumination to the screen display unit of the display module 101.
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.In the display device according to the present exemplary embodiment, the backlight module 140 receives the rectified power including the rectified voltage V REC from the AC-DC converter 101a, and receives the power factor correction voltage from the AC-DC converter 101a. The main characteristic is to receive the power factor correction power supply including V PFC and to remove the non-light emitting period in the multi-stage driving type backlight unit 120 using the received rectification power factor and the power factor correction power source.
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.Here, the rectified power including the rectified voltage V REC is connected to the backlight unit at the power rectifying unit 102 through the first wiring 105a connecting the output terminal of the power rectifying unit 102 and the first input terminal of the backlight unit driver 130. It may be supplied to the driver 130. The power factor correction power supply including the power factor correction voltage V PFC is connected to the power factor correction unit 104 through a second wiring 105b connecting the output terminal of the power factor correction unit 104 and the second input terminal of the backlight unit driver 130. ) May be supplied to the backlight unit driver 130. The first wiring 105a and the second wiring 105b may be implemented by a power cable, a conductive pattern of an integrated device, or the like.
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.That is, when the backlight module 140 according to the present invention drives the backlight unit 120 including the plurality of LED groups in a multi-stage driving scheme, the non-light emission period accompanying the multi-stage driving scheme is performed using a power factor correction voltage. Remove Here, in the multi-stage driving method, as the size of the driving voltage (corresponding to the rectified voltage) of the backlight unit 120 increases, the number of LED groups emitting from the backlight unit 120 increases, and the backlight decreases as the size of the driving voltage decreases. Refers to controlling the operation of the backlight unit 120 to reduce the number of LED groups emitting from the unit 120. As described above, the backlight module 140 according to the present invention removes the non-light emitting period generated when the backlight unit of the conventional multi-stage driving method is driven so that the backlight unit 120 flickers while driving, or the luminance thereof is changed by the user. You can prevent it from shaking so hard that you can feel it easily.
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.Meanwhile, depending on the implementation, the backlight module 140 may have a predetermined voltage Va or a predetermined signal for driving and controlling the backlight module from the display module 101 connected to the user of the display apparatus through a predetermined user interface. It can be implemented to receive.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG. 1.
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.Referring to FIG. 2, the AC-DC converter 101a according to the present embodiment includes a first filter 102a, a power rectifier 102, a second filter 102b, an input capacitor Cin, and a power factor corrector ( 104).
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.The first filter 102a may be an electromagnetic interference (EMI) filter disposed at an input terminal of the power rectifier 102. In that case, the EMI filter operates to reduce the noise signal on the input AC power supply during normal operation of the display device or AC-DC converter 101a and to reduce the magnitude of the surge pulse during abnormal operation. Such an EMI filter may be implemented with a common mode choke capable of reducing noise on both power lines of an input AC power supply, and two capacitors C1 and C2 connected to both ends of the common mode choke. .
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.The power rectifying unit 102 is for rectifying the input AC power, and may be implemented as a bridge diode that full-wave rectifies the input AC power by four diodes.
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.The second filter 102b may be an LC filter by the capacitor C and the inductor L disposed at the output terminal of the power rectifier 102. When the second filter 102b is used, a resonant circuit is formed by a combination of a capacitor C through high frequency current and an inductor L through high frequency current, and the display device or AC The high frequency noise at the power input terminal of the DC converter 101a can be selectively removed.
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.The input capacitor Cin is disposed at the output end of the second filter 102b, that is, at the output end of the power rectifier 102, and operates to stabilize the rectified power applied to the power factor corrector 104.
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.In the present embodiment, the high potential side output terminal of the power rectifier 102 to which the first terminal of the input capacitor Cin is connected and the inductor L of the second filter 102b is connected is the AC-DC converter 101a of the display device. ) Corresponds to the first output terminal for outputting the rectified voltage V REC .
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.The power factor correction unit 104 compensates for the power factor of the input AC power source based on the rectified power supply from the power supply rectifier, and includes an inductor L1, a switch S1, a diode D1, and an output capacitor ( It can be implemented as an active power factor correction circuit having a Cout).
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.In the power factor correction unit 104, the inductor L1 includes a first terminal commonly connected to the first terminal of the input capacitor Cin and the high potential output terminal of the power rectifier 102. The switch S1 comprises a field effect transistor having a first terminal, a second terminal, and a control terminal, etc., wherein the first terminal is connected to the second terminal of the inductor L1, and the second terminal is connected to the resistor R1. And are commonly connected to the second terminal and the reference potential of the input capacitor Cin. The control signal SC6 from a predetermined power factor correction (PFC) controller is applied to the control terminal of the switch S1. The PFC controller may be implemented as at least some functional units of the backlight unit driver of the backlight module (see 140 of FIG. 1) or at least some components of the backlight unit driver that performs functions corresponding to the functional units.
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.In addition, in the power factor correction unit 104, the anode of the diode D1 is commonly connected to the second terminal of the inductor L1 and the first terminal of the switch S1, and the cathode thereof is formed of the output capacitor Cout. 1 terminal is connected. The second terminal of the output capacitor Cout is commonly connected to the low potential side output terminal of the power rectifier 102, the second terminal of the input capacitor Cin, and the second terminal of the switch S1.
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.In this embodiment, the node to which the cathode of the diode D1 of the power factor correction unit 104 and the first terminal of the output capacitor Cout are connected is connected to the power factor correction voltage V PFC in the AC-DC converter 101a of the display device. Corresponds to the second output terminal for outputting
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.When operating in the discontinuous current mode (DCM), the power factor correction unit 104 is turned on when the current flowing in the inductor L1 is zero, and is a voltage applied across the resistor R1 as a comparator. The operation of the switch S1 may be controlled to be turned off when the voltage applied to the negative input terminal and the rectifier voltage applied to the positive input terminal are the same according to the current flowing through the inductor L1. In this case, the power factor correction unit 104 can substantially make the power factor close to 1 by causing the average waveform of the current (corresponding to the rectified current) output from the power supply rectifier 102 to follow the waveform of the rectified voltage.
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.On the other hand, in the conventional backlight module, in order to minimize the ripple of the output voltage in the power factor correction circuit, it is common to consider a specific specification (low ESR capacitor, etc.) of the output capacitor. Since the rectified voltage and the power factor correction voltage are used as they are, the degree of freedom in design can be increased by increasing the selection range of the output capacitor of the power factor correction unit as compared to the conventional power factor correction circuit.
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.In addition, although not shown in the drawing, the AC-DC converter 101a may be disposed at an input terminal of the backlight unit 120 according to an implementation, and may include a ripple remover (not shown) to remove ripple of driving power supplied to the backlight unit 120. May be provided). The ripple removing unit may be included as a part of the backlight unit driver 130, or may be included as a part of the backlight module 140 including the backlight unit driver 130 and the backlight unit 120. The ripple remover removes at least a part of the AC component included in the power factor correction voltage V PFC provided from the power factor correction unit 104, and then provides the power factor compensation voltage to which the AC component is partially removed to the backlight unit 120. If the ripple cancellation unit is used, the size of the AC component included in the power factor correction voltage is too large to reduce the power consumption by the ripple component, thereby facilitating the driving of the backlight unit 120. can do.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도이다.3 is a block diagram of a backlight module employable in the display device of FIG. 1.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈(140)은, 백라이트 유닛(120) 및 백라이트 유닛 구동부(130)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the backlight module 140 according to the present exemplary embodiment includes a backlight unit 120 and a backlight unit driver 130.
우선, 백라이트 유닛 구동부(130)는 복수의 전류 제어부(131~134), 제어신호 생성부(135) 및 전압 보상부(138)를 구비한다.First, the backlight unit driver 130 includes a plurality of current controllers 131 to 134, a control signal generator 135, and a voltage compensator 138.
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.The plurality of current controllers 131 to 134 control paths and magnitudes of currents flowing through the first to fourth LED groups 122, 124, 126, and 128 according to the switching control signals SC1 to SC4. Here, each LED group has at least one light emitting diode. Each LED group may have a plurality of light emitting diodes connected in series with each other.
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.In more detail, each of the plurality of current controllers 131 to 134 includes a switching element (not shown) and a feedback resistor (not shown). The switching element is connected between the output terminal (corresponding to the cathode side of the light emitting diode) of each LED group and one end of the feedback resistor, and is selectively turned on in accordance with the switching control signals SC1 to SC4. Here, the switching element may be a semiconductor switch such as a field effect transistor (FET), and controls the magnitude of the current flowing through each LED group by the switching control signal. The other end of the feedback resistor may be connected to a reference potential or ground.
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.The control signal generator 135 generates the switching control signals SC1 to SC4 and the compensating switching control signal SC5 according to the rectified voltage V REC in which the magnitude of the voltage fluctuates periodically, and generates the current by the generated control signal. The controllers 131 to 134 and the voltage compensator 138 are provided.
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.For example, the control signal generator 135 detects a current flowing through each of the light emitting diodes 122, 124, 126, and 128 through the current controllers 131 ˜ 134, and detects a current or a voltage corresponding to the current. Is compared with a preset reference value, and the switching control signals SC1 to SC4 are generated according to the comparison result. In addition, the control signal generator 135 compares the rectified voltage V REC with a reference value and generates the compensation switching control signal SC5 according to the comparison result.
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.Here, the preset reference value is a voltage level corresponding to the minimum emission reference of the backlight unit 120 and a forward voltage (Vf) level of any one of the plurality of light emitting diodes 122, 124, 126, and 128. It can be set based on either.
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.The voltage compensator 138 selectively supplies the power factor correction power supply (V PFC, etc.) to the backlight unit 120 according to the compensation switching control signal SC5. The voltage compensator 138 may be formed as a series circuit of the switching element SW5 and the diode D5 connected between the output terminal of the power factor compensator 104 and the input terminal of the backlight unit 120.
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.The switching element SW5 may be implemented as a field effect transistor having a first terminal, a second terminal, and a control terminal, and the first terminal is connected to the output terminal of the power factor correction unit, and the second terminal is connected to the diode D5. It is connected to the anode and is selectively turned on according to the compensation switching control signal SC5. The cathode of the diode D5 is commonly connected to the output terminal side of the power rectifier and the input terminal of the backlight unit 120. The diode D5 prevents the rectified power supply V REC from flowing back to the power factor correction unit 104 when the switching element SW5 is turned off.
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.Meanwhile, the backlight unit 120 includes one or more LED arrays in which a plurality of LED groups 122 to 128 each having at least one LED element are connected in series. The backlight unit 120 performs the multi-stage driving in the form of adjusting the lighting state of the light emitting diode according to the degree of the rising or falling of the voltage of the AC power source or the rectifying power source by the current control of the backlight unit driver 130.
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.That is, the backlight unit 120 may drive in multiple stages such that the number of LED groups emitting from the LED array increases as the size of the rectified voltage increases, and the number of LED groups emitting from the LED array decreases as the size of the rectified voltage decreases. Can be. In particular, the backlight unit 120 operates to receive at least one LED group by receiving the power factor correction voltage from the power factor correction unit in the non-light emitting period generated during the multi-stage driving so that the non-light emitting period is not formed during the multi-stage driving. Here, the non-light emitting period refers to a period in which the magnitude of the rectified voltage is smaller than the forward voltage of one LED group. In the non-light emitting period, all the LED groups of the backlight unit 120, that is, all the light emitting diodes are turned off. According to such an off state, the conventional backlight unit may cause a flicker phenomenon during multi-stage driving, but the backlight module of the present invention uses a power factor correction voltage to eliminate the non-light emitting period that causes the flickering problem. To improve.
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.In the foregoing detailed description with reference to FIG. 3, for convenience of description, the backlight unit 120 is illustrated as having four LED groups 122, 124, 126, and 128 each represented by one light emitting diode. The number of light emitting diodes or the number of LED groups included in each LED group, the number of current controllers and their specific configurations may be changed in various forms. For example, the backlight unit 120 may include two or more LED groups connected in series or may include a plurality of LED groups connected in series or in parallel.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 백라이트 모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도이다.4 is a waveform diagram illustrating an operating principle of a backlight module of the display apparatus of FIG. 1.
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.As shown in FIG. 3, the backlight module of the display device according to the present exemplary embodiment includes a backlight unit 120 having a plurality of LED groups 122, 124, 126, and 128, current controllers 131 to 134, A case in which the control signal generator 135 and the voltage compensator 138 are provided and the forward voltages of the plurality of LED groups 122, 124, 126, and 128 are all predetermined voltages Vf will be described. Each LED group of the plurality of LED groups is referred to as a first LED group 122, a second LED group 124, a third LED group 126, and a fourth LED group 128 in the order described, and each LED The current controllers connected to the output terminals of the group are referred to as a first current controller 131, a second current controller 132, a third current controller 133, and a fourth current controller 134, respectively.
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.Referring to FIG. 4, first, the switching elements of each of the current controllers 131 to 134 maintain a turn-on state, and the switching element SW5 of the voltage compensator 138 maintains a turn-off state. In this state, when the rectified voltage V REC is applied to the backlight module and the rectified voltage becomes equal to or greater than the first voltage Vf1 at a predetermined time t0, the first LED group 122 and the first current controller 131. The current path (Path) through the () is formed so that the first LED group 122 emits light. In this case, the first current controller 131 controls the magnitude of the current flowing in the first LED group 122 according to a preset current level based on the first voltage Vf1.
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.Meanwhile, the backlight module may be set to supply the power factor correction voltage V PFC to the backlight unit 120 when the rectified voltage V REC is smaller than the first voltage Vf1, in which case, according to the present embodiment The backlight module 140 backlights the power factor correction current I PFC of the level set by the first current controller 131 during the hatched period from a certain time point before the predetermined time point t0 to the predetermined time point t0. Supply to unit 120.
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.Next, when the rectified voltage rises to reach the second voltage Vf2 at the first time point t1, the control signal generator 135 turns off the switching element of the first current controller 131. Then, a current path through the two LED groups 122 and 124 and the second current controller 132 is formed, and the two LED groups 122 and 124 emit light. In this case, the second current controller 132 controls the magnitude of the current I REC flowing through the two LED groups 122 and 124 in response to the magnitude of the rectified voltage.
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.Next, when the rectified voltage rises to reach the third voltage Vf3 at the second time t2, the control signal generator 135 switches the switching element and the second current controller 132 of the first current controller 131. Turn off the switching element. Then, a current path is formed through the three LED groups 122, 124, and 126 and the third current controller 133, and the three LED groups 122, 124, and 126 emit light. In this case, the third current controller 133 controls the magnitude of the current I REC flowing through the three LED groups 122, 124, and 126 in response to the magnitude of the rectified voltage.
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.Next, when the rectified voltage rises to reach the fourth voltage Vf4 at the third time point t3, the control signal generator 135 controls the switching elements of the first to third current controllers 131, 132, and 133. Turn off. Then, a current path is formed through the four LED groups 122, 124, 126, and 128 and the fourth current controller 134, and the four LED groups 122, 124, 126, and 128 emit light. In this case, the fourth current controller 134 controls the magnitude of the current I REC flowing through the four LED groups 122, 124, 126, and 128 in response to the magnitude of the rectified voltage.
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.As described above, the control signal generator 135 multi-stages the plurality of LED groups 122, 124, 126, and 128 so that the number of LED groups emitting from the backlight unit 120 increases as the size of the rectified voltage increases. Drive it.
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.Then, when the magnitude of the rectified voltage decreases, the control signal generator 135 turns off the LED group in the reverse order when the rectified voltage rises. That is, when the rectified voltage is lower than the fourth voltage Vf4 at the fourth time point t4, the control signal generator 135 drives the third current controller 133 to display the three LED groups 122, 124, and 126. And a current path passing through the third current controller 133, thereby causing the three LED groups 122, 124, and 126 to emit light. When the rectified voltage is lower than the third voltage Vf3 at the fifth time point t5, the control signal generator 135 drives the second current controller 132 to drive the two LED groups 122 and 124 and the second current. A current path is formed through the control unit 132, thereby causing the two LED groups 122 and 124 to emit light. When the rectified voltage is lower than the second voltage Vf2 at the sixth time point t6, the control signal generator 135 drives the first current controller 131 to drive the first LED group 122 and the first LED. The first LED group 122 emits light by forming a current path through the current controller 131.
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.Next, when the rectified voltage is smaller than the preset reference value, for example, the first voltage Vf1 at the seventh time point t7, the control signal generator 135 may determine the voltage compensator 138 at the seventh time point t7. Turns on the switching element SW5.
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.Since the power factor correction voltage V PFC has a voltage level higher than the forward voltage Vf4 of the plurality of LED groups 122, 124, 126, and 128, the control signal generator 135 may be connected to the seventh time point t7. The power factor correction current I PFC may be supplied to the first LED group 122 through a current path through the first LED group 122 and the second current controller 131 during the period of the eighth time point t8. . Here, the interval between the seventh time point t7 and the eighth time point t8 corresponds to the non-light emitting period when the power factor correction voltage V PFC is not supplied to the backlight unit 120 (comparative example).
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.When the rectified voltage V REC becomes equal to or greater than a preset reference value, for example, the first voltage Vf1, at the eighth time point t8, the control signal generator 135 may generate a voltage compensator at the eighth time point t8. The switching element SW5 of 138 is turned off.
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.As described above, the backlight module 140 according to the present embodiment supplies the power factor correction voltage V PFC to the backlight unit 120 when the rectified voltage V REC is smaller than the first voltage Vf1. The power factor correction current I PFC of a level preset by the first current controller 131 may be supplied to the backlight unit 120 in the hatched section (t7-t8, etc.), thereby removing the existing non-light emitting section. can do.
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.In the present embodiment, the rectified voltage V REC corresponds to the driving voltage V LED of the backlight unit 120, and the rectified current I REC and the power factor correction voltage V PFC by the rectified voltage V REC . Corresponds to the driving current I LED of the backlight unit 120 in combination with the power factor correction current I PFC .
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.Meanwhile, the backlight module according to the present exemplary embodiment may receive a predetermined voltage Va or a predetermined signal from the display module 101 (refer to 101 of FIG. 1) to control brightness of the backlight unit 120. The predetermined voltage Va may be a reference voltage and the predetermined signal may be a dimming signal.
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.The following describes the operation principle of the backlight module when the backlight module receives a dimming signal (see V DIMM of FIG. 10) from the signal processor of the display module. For convenience of description, it is assumed that the dimming signal is received during the multi-stage driving of the backlight module described above with reference to FIG. 4.
도 5 및 도 6은 도 1의 디스플레이 장치에 채용가능한 조광 원리를 설명하기 위한 파형도들이다.5 and 6 are waveform diagrams for describing a dimming principle that can be employed in the display device of FIG. 1.
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.First, a case in which the dimming signal maintains a voltage level corresponding to the minimum light emission reference of the backlight unit 120, for example, a luminance level corresponding to the first voltage Vf1 regardless of a change in brightness of an image signal, will be described. As follows.
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.Referring to FIG. 5, when a dimming signal is received from the signal processor of the display module during the multi-stage driving of the backlight unit 120, the backlight unit driving unit corresponds to a driving current corresponding to the voltage level (eg, the first voltage) designated by the dimming signal. (I LED ) is operated to be supplied to the backlight unit 120.
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.Meanwhile, the conventional multi-stage driving unit of the backlight unit generates a non-emitting section corresponding to the hatched section during the dimming operation. The backlight module according to the present exemplary embodiment has a hatched section (P1, etc.) corresponding to the non-emitting section. By supplying the power factor correction voltage V PFC and the power factor correction current having a predetermined magnitude by the first current controller 131 to the backlight unit, it is possible to prevent the non-light emitting period from occurring in the backlight unit during the dimming operation.
다음으로, 디밍 신호가 소정 시점(t3)에서 제4 전압(Vf4)에 상응하는 휘도 레벨을 유지하도록 입력되는 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Next, an example in which the dimming signal is input to maintain the luminance level corresponding to the fourth voltage Vf4 at a predetermined time t3 will be described below.
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.Referring to FIG. 6, when a new dimming signal is received at a third time point t3 from the signal processing unit of the display module while the backlight unit 120 is dimming at the same voltage level as in FIG. The driving current I LED corresponding to the voltage level (eg, the fourth voltage Vf4) designated by the dimming signal is operated to be supplied to the backlight unit 120.
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.On the other hand, the backlight unit of the conventional multi-stage driving method generates a non-light emitting period corresponding to the hatched division during the dimming operation due to the lack of driving energy due to the characteristics of the multi-stage driving method, the backlight module according to the present embodiment is a hatched section ( According to the operation of the fourth current controller 134 in P2, the power factor correction current corresponding to the level of the dimming signal may be supplied to the backlight unit so that the non-light emitting period may not occur in the backlight unit during the dimming operation.
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.As described above, according to the present invention, even when the level of the dimming signal increases from a low level to a high level, the non-emission period may be prevented from occurring in the backlight unit 120 using the power factor correction voltage V PFC . have. That is, in the backlight module according to the present invention, the backlight unit 120 dimmes by supplementing energy to the backlight unit by using the power factor correction voltage output from the power factor correction unit 104 during a period corresponding to the existing non-light emitting period. It can be operated normally at high level of signal.
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.Meanwhile, in the present embodiment, for convenience of description, the conventional non-light emitting section formed during driving according to the dimming signal in the backlight module of the multi-stage driving method can be removed, but the present invention is not limited to such a configuration. When there is a non-light emitting section in which a backlight module which is not driven in multiple stages but driven by a pulse voltage, substantially all of the light emitting diodes of the backlight unit are not driven, all configurations using the power factor correction voltage to remove such non-light emitting sections are required. It may include.
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.In addition, the number of LEDs to be lit or the level of voltage to be compensated for may be changed according to a user's selection according to a reference brightness, a reference brightness required when driving the backlight unit 120. The waveform diagrams shown in FIGS. 5 and 6 are examples, and the number of LED groups turned on, the turn-on timing, etc. may be variously changed according to the configuration of the current controller. In addition, in a display device such as a liquid crystal display, a separate converter must be used to generate a DC power source for driving the backlight module. The backlight module and the display device using the same according to the present invention omit a DC-DC converter for the backlight unit. In addition, the backlight unit can be directly driven by an AC power supply, thereby miniaturizing the device and reducing manufacturing cost.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 블록도이다.7 is a schematic block diagram of a display apparatus according to an embodiment of the present invention.
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.Referring to FIG. 7, the display device according to the present exemplary embodiment includes a power rectifier 102, a power factor correction unit 104, a converter 106, a signal processor 110, a display driver 112, and a screen display 114. And a backlight module 140A. The converter 106, the signal processor 110, the display driver 112, and the screen display 114 may correspond to the display module 101 of FIG. 1. The display device according to the present embodiment may further include a filter at an input terminal or an output terminal of the power rectifying unit 102 according to the implementation.
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.The power rectifier 102 rectifies and supplies the AC power to the power factor correction unit 104. For example, the power rectifying unit 102 may be implemented as a bridge diode for full-wave rectifying the sinusoidal AC power.
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.The power factor correction unit 104 outputs the power factor correction power by compensating the power factor of the AC power supply 10 based on the rectified power output from the power rectifier 102. The power factor correction power source has a DC voltage level. For example, when the AC power source 10 is 220V, the power factor correction power source may have a voltage magnitude of about 380 to 420V. The power factor correction unit 104 may be implemented using a plurality of passive elements or active elements. For example, it may include an active power factor correction circuit in the form of a boost converter.
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.The converter 106 receives the power factor correction power to generate a DC power having a level required to drive the signal processor 110 and the display driver 112. In detail, the DC power output from the converter 106 may be used to drive various processors included in the signal processor 110. In addition, the DC power is supplied to the gate line or the data line of the screen display unit 114 through the display driver 112, whereby a predetermined image is displayed on the screen display unit.
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.The signal processor 110 generates various control signals by processing various image signals input from the outside, and supplies the generated control signals to the display driver 112. For example, the signal processor 110 processes an image signal to generate a control signal for controlling a voltage to be applied to a data line of the screen display 114, or generates a control signal for controlling a voltage to be applied to a gate line. .
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.In addition, the signal processor 110 generates a control signal (hereinafter, referred to as a dimming signal) for controlling the brightness and the on / off timing of the backlight unit 120 and supplies it to the backlight unit driver 130. Here, the dimming signal may include a signal required for local dimming when the backlight unit 120 includes a local dimming structure in which brightness is controlled for each region.
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.The display driver 112 drives the screen display unit 114 according to the output of the signal processor 110. The display driver 112 includes a gate driver connected to a pixel of the screen display 114 through a gate line, a data driver connected to a pixel through a data line, a timing controller that controls operation timings of the gate driver and the data driver. can do.
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.The screen display unit 114 includes a plurality of pixels arranged in a matrix so as to output a predetermined image according to an image signal. The plurality of pixels may include a liquid crystal capable of adjusting the amount of light transmitted by illumination of the backlight unit 120, an electrode for controlling the liquid crystal, a color filter for expressing color, and the like.
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.The backlight module 140 includes a backlight unit 120 that provides illumination to the screen display unit 114, and a backlight unit driver 130 that drives the backlight unit 120. The backlight unit driver 130 receives the rectified power and the power factor correction power, and controls the operation of the backlight unit 120 according to a preset control signal or a dimming signal from the signal processor 110.
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.In the backlight module 140 according to the present exemplary embodiment, a method of using the power factor correction power source so that a non-light emitting period does not occur while driving the backlight unit has been described with reference to FIGS. 1 to 6. Detailed description is omitted.
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.In the display device according to the present exemplary embodiment, the power rectifier 102 and the power factor corrector 104 may be implemented as a single AC-DC converter that compensates for the power factor of the AC power and outputs the power factor correction power. In addition, the power rectifier 102, the power factor correction unit 104, and the backlight unit driver 130 may be implemented as a single integrated circuit 130A for driving a backlight having a power factor correction function. In this case, the backlight module 140A corresponds to the one provided with the backlight unit driver having the power factor correction function. Of course, the backlight unit driver having the power factor correction function includes the power factor corrector 104 but does not include the power rectifier 102 or the power rectifier 102 but does not include the power factor corrector 104. It may be implemented in the form of a single integrated circuit.
도 8은 도 7의 디스플레이 장치에 채용가능한 AC-DC 컨버터의 회로도이다.FIG. 8 is a circuit diagram of an AC-DC converter employable in the display device of FIG. 7.
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.Referring to FIG. 8, the AC-DC converter 101b of the display apparatus according to the present exemplary embodiment has an interleaved boost converter type in which two boost converters are connected in parallel.
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.The AC-DC converter 101b of the present embodiment is a parallel connection of two AC-DC converters 101a described above with reference to FIG. 3. The inductor L2, the switch S2, and the resistor ( Since R2) and diode D2 and their coupling relationship are substantially the same as the corresponding components of AC-DC converter 101a and their coupling relationship, detailed description thereof will be omitted to avoid duplication of explanation.
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.When using the AC-DC converter 101b in the form of a polyphase boost converter, the input voltage corresponding to the voltage across the input capacitor Cin and the output voltage corresponding to the voltage across the output capacitor Cout are approximately half. By dividing each other, the volume and capacity of the capacitors C1 and C2 and the inductors L1 and L2 can be made smaller than in the case of the AC-DC converter 101a in the form of a single boost converter to meet the thinning of the flat panel display device. In addition, the current flowing through the AC-DC converter 101b may be reduced to increase power efficiency by lowering power loss.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating a power supply apparatus of a display apparatus according to another embodiment of the present invention.
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.Referring to FIG. 9, the power supply device 130B of the display device according to the present embodiment may include a filter 102a, a power rectifier 102, a power factor corrector 104, a first DC-DC converter 106a, A second DC-DC converter 106b, a Temporary OverVoltage (TOV) generator 107, and a backlight unit driver 130A are provided. The power supply device 130B has a switch mode power supply having a power factor correction function and a backlight unit driving function.
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.The first DC-DC converter 106a corresponds to the standby power DC-DC converter, and the second DC-DC converter 106b corresponds to the module power DC-DC converter of the display module. In this case, the second DC-DC converter 106b corresponds to a converter for supplying the module driving power supply Vout2 to the PMIC (Power Management Integrated Circuit) of the display module, and the first DC-DC converter 106a corresponds to the display device. When the power is turned on for the first time, the display device may correspond to a converter supplying standby power Vout1 separated from the second DC-DC converter 106b to operate only the minimum standby power. Depending on the implementation, the first and second DC- DC converters 106a and 106b may have a form integrated into one DC-DC converter.
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.In the power supply device 130B of the present embodiment, the backlight unit driver 130A, which belongs to the backlight module, rectifies AC power input through the wiring 105c connected to the input terminal of the power rectifier 102 to generate rectified power. Another power rectifier may be provided to supply the generated rectified power to the backlight unit.
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.In addition, the backlight unit driver 130A disposed in the power supply device 130B of the present embodiment not only controls the non-light emitting period in the backlight unit by using the power factor correction voltage V PFC but also controls the backlight unit. Increasing the driving voltage by a predetermined basic voltage TOV allows the plurality of LED groups of the backlight unit to drive a high voltage, thereby increasing efficiency due to high voltage and low current driving. Here, the high voltage means a voltage higher than the maximum value of the AC voltage V AC or the rectified voltage V REC of the input AC power source 10.
도 10은 도 9의 디스플레이 장치에 채용가능한 백라이트 모듈의 블록도이다.FIG. 10 is a block diagram of a backlight module employable in the display apparatus of FIG. 9.
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.Referring to FIG. 10, the backlight module 140A according to the present exemplary embodiment includes a backlight unit 120 and a backlight unit driver 130A disposed in an SMPS type power supply device 130B.
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.In the present embodiment, since the backlight unit 120 is the same as the backlight unit in the other embodiments described above, detailed description thereof will be omitted in order to avoid duplication of description. The backlight unit driver 130A is substantially the same as the backlight unit driver 130 described with reference to FIG. 3 except for the bridge diode 136, the first input terminal 137a, and the second input terminal 137b. In order to avoid duplication, detailed descriptions of the remaining components of the backlight unit driver 130A (a plurality of current controllers, control signal generators, and voltage compensators and their connection relationships) and their operation principles will be omitted.
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.In the backlight unit driver 130A, the bridge diode 136 generates and generates rectified power by rectifying AC power input through a wire 105c connected to an input terminal of a power rectifying unit (see 102 in FIG. 9) of the display device. One rectified power is supplied to the backlight unit 120. The bridge diode 136 corresponds to another power rectifier different from the power rectifier 102 of the display device. When the bridge diode 136 is used, the backlight module 140A may be driven by using an input AC power source separately from the power supply of the display device.
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.The first input terminal 137a corresponds to the input terminal of the basic voltage TOV, and the second input terminal 137b corresponds to the input terminal of the dimming signal V DIMM . Here, the basic voltage (TOV) is to increase the driving voltage of the backlight unit by a predetermined voltage TOV so that a plurality of LED groups of the backlight unit are driven at high voltage. The dimming signal V DIMM is to adjust the brightness of the backlight unit to correspond to the brightness of the image displayed on the screen display unit.
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.That is, the backlight unit driver 130A operates so that the overall luminance of the backlight unit follows the level of the dimming signal according to the level (average level, etc.) of the dimming signal for a predetermined period. In order to ensure that the overall luminance of the backlight unit follows the level of the dimming signal, the backlight unit driver 130A may set the average level of the dimming signal in each multi-stage driving section as the following target level in the multi-stage driving.
도 11은 도 9의 디스플레이 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 파형도이다.FIG. 11 is a waveform diagram illustrating an operating principle of the display device of FIG. 9.
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.Referring to FIG. 11, the display apparatus according to the present exemplary embodiment includes multiple stages of a plurality of LED groups of the backlight unit by the driving voltage V LED and the driving current I LED increased by a predetermined magnitude by the basic voltage TOV. Drive it.
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.In the display device according to the present embodiment, the first to fourth voltages Vf5, Vf6, Vf7, and Vf8, which are the reference for the multi-stage driving for the plurality of LED groups, are described with reference to FIG. 4. Since Vf2, Vf3, and Vf4 are higher than the basic voltage TOV, they have substantially the same operating principle as those of the display device of FIG. 4, and thus detailed descriptions thereof will be omitted to avoid duplication.
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.Here, the forward voltages of the first to fourth LED groups 122, 124, 126, and 128 of the plurality of LED groups may also be input AC voltages or rectified voltages according to the first to fourth voltages Vf5, Vf6, Vf7, and Vf8. Higher voltage is achieved, and for this purpose, each LED group may use an LED device having a higher forward voltage than the LED group of FIG. 4 or may have a larger number of LED devices.
도 12는 본 발명에 따른 백라이트 모듈의 구동 방법에 대한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a method of driving a backlight module according to the present invention.
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.In the present embodiment, the method of driving the backlight module will be described with reference to a process of driving the backlight module by a backlight unit driver that provides illumination to the display apparatus by driving the backlight unit. Here, the backlight unit includes a plurality of LED (Light Emitting Diode) groups each having at least one light emitting diode.
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.Referring to FIG. 12, in the driving method of the backlight module of the present embodiment, the rectified voltage is first generated by rectifying the input AC power through the power rectifying unit (S121). The rectified voltage has a form of pulsation in which the magnitude of the voltage varies periodically with time.
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.Next, a power factor correction voltage is generated by compensating the power factor of the AC power through the power factor compensator arranged at the output terminal of the power rectifier (S122). The power factor correction voltage has a DC component of a predetermined magnitude or more. Here, the predetermined size corresponds to a DC voltage that all the light emitting diodes of the backlight unit can drive.
다음, 정류 전압을 수신하여 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 생성하고, 생성한 메인 구동 전압 또는 메인 구동 전류를 백라이트 유닛으로 공급한다(S123).Next, the rectified voltage is received to generate the main driving voltage or the main driving current, and the generated main driving voltage or the main driving current is supplied to the backlight unit (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.In the step S123, the backlight unit driver is configured to increase the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups as the magnitude of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically over time. The unit may be controlled, and the backlight unit may be controlled to reduce the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups as the magnitude of the rectified voltage decreases.
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).Next, when the dimming signal is not received and the magnitude of the rectified voltage is smaller than the preset threshold, the backlight unit driver supplies the supplementary driving voltage or the supplementary driving current by the power factor correction voltage to the backlight unit (S124, S125 and 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.In the above-described series of steps S124, S125, and S127, the backlight unit driver includes a rectified voltage V REC that is higher than the minimum voltage V R1 for driving at least one LED group of the plurality of LED groups. When small, the supplementary driving voltage or the supplementary driving current by the power factor correction voltage V PFC may be supplied to the backlight unit BLU.
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).Meanwhile, the method of driving the backlight module according to an embodiment of the present invention may further include receiving a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current from the display module. If a dimming signal is received and the set dimming voltage (V DI ) is greater than the LED drive voltage (V LED ) or the set dimming current is greater than the LED drive current, the supplementary drive voltage by the power factor correction voltage (V PFC ) or The supplementary driving current is supplied to the backlight unit (S124, S126, and 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.Here, the dimming signal may correspond to a control signal for maintaining the brightness of the backlight unit at a preset level. The backlight unit driver may generate a set dimming voltage or a set dimming current corresponding to a preset luminance according to the level of the dimming signal. In addition, the set dimming voltage or the set dimming current corresponds to the LED driving voltage or the LED driving current corresponding to the level of the dimming signal. The LED driving voltage corresponds to a voltage obtained by adding the aforementioned main driving voltage and the supplementary driving voltage, and the LED driving current corresponds to a current obtained by adding the aforementioned main driving current and the supplementary driving current.
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.In the above-described case, the backlight unit driver may control the backlight unit such that the overall brightness of the backlight unit follows the level of the dimming signal (eg, an average level in a predetermined period) according to the level of the dimming signal.
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.The present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, but is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes, substitutions, and modifications will be possible by the present invention. Such changes, substitutions, and modifications should be regarded as falling within the claims of the present invention.

Claims (25)

  1. 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 출력하는 전원 정류부;A power rectifier for rectifying AC power and outputting a rectified voltage;
    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;A power factor correction unit configured to receive the rectified voltage from the power rectifier and compensate the power factor of the AC power and output a power factor correction voltage including a DC voltage component having at least a predetermined magnitude;
    상기 역률 보상 전압에 의해 구동되는 디스플레이 모듈;A display module driven by the power factor correction voltage;
    상기 디스플레이 모듈에 백라이트 조명을 제공하기 위한 복수의 발광다이오드를 구비하는 백라이트 유닛; 및A backlight unit having a plurality of light emitting diodes for providing backlight illumination to the display module; And
    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.Receiving the rectified voltage to generate a main driving voltage or a main driving current and supplying the main driving voltage or the main driving current to the backlight unit, and when the magnitude of the rectifying voltage is smaller than a preset threshold, the power factor correction voltage And a backlight unit driver configured to receive the supplementary driving voltage or the supplementary driving current, and supply the supplementary driving voltage or the supplementary driving current to the backlight unit.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    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.The backlight unit driver may supply the supplementary driving voltage or the supplementary driving current to the backlight unit when the main driving voltage is smaller than a minimum voltage for driving at least one light emitting diode. .
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 디스플레이 모듈은, 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 상기 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호를 생성하고,The display module generates a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current,
    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.When the dimming signal is received, the backlight unit driver supplies the supplementary driving voltage to the backlight unit when the main driving voltage is less than the set dimming voltage, or when the main driving current is less than the set dimming current. And a supplementary driving current to the backlight unit.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전원 정류부의 출력단과 상기 백라이트 유닛 구동부의 제1 입력단을 연결하고 상기 정류 전압을 상기 전원 정류부에서 상기 백라이트 유닛 구동부로 전달하는 제1 배선; 및A first wiring connecting the output terminal of the power rectifying unit and the first input terminal of the backlight unit driving unit and transferring the rectified voltage from the power rectifying unit to the backlight unit driving unit; And
    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.And a second wiring connecting the output terminal of the power factor compensator to the second input terminal of the backlight unit driver and transferring the power factor compensation voltage from the power factor compensator to the backlight unit driver.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    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.The backlight unit driver may increase the number of light emitting diodes emitting light among the plurality of light emitting diodes as the size of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically with time. And the backlight unit is controlled to reduce the number of light emitting diodes emitting light among the plurality of light emitting diodes as the size decreases.
  6. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 백라이트 유닛 구동부는,The backlight unit driver,
    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; 및A connection between an output terminal and a reference potential of a plurality of light emitting diode (LED) groups each having at least one light emitting diode among the plurality of light emitting diodes, and between the output terminal of each LED group and the reference potential according to a control signal A plurality of current controllers forming a current path; And
    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.And a control signal generator configured to apply the control signal to the plurality of current controllers to control the operations of the plurality of current controllers according to the magnitude of the main driving voltage.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    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.And the backlight unit driver further includes a voltage compensator disposed between an output terminal of the power factor compensator and an input terminal of the backlight unit, and configured to control supply of the power factor compensation voltage to the backlight unit.
  8. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 전압 보상부는,The voltage compensator,
    상기 역률 보상부의 출력단에 연결된 제1 단자를 구비하는 스위칭 소자; 및A switching element having a first terminal connected to an output terminal of the power factor correction unit; And
    상기 스위칭 소자의 제2 단자에 연결된 애노드와 상기 백라이트 유닛의 입력단에 연결된 캐소드를 구비하는 다이오드;를 구비하며,A diode having an anode connected to a second terminal of the switching element and a cathode connected to an input terminal of the backlight unit;
    상기 스위칭 소자는 상기 제어신호 생성부의 제어신호에 의해 온 또는 오프 동작하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.And the switching element is turned on or off by a control signal of the control signal generator.
  9. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    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.The backlight unit driver may be configured to apply the control signal to the voltage compensating unit by applying the control signal to the voltage compensator when the magnitude of the rectified voltage is smaller than a minimum voltage for driving at least one LED group among the plurality of LED groups. The supplementary driving voltage or the supplementary driving current is supplied to the plurality of LED groups.
  10. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 디스플레이 모듈로부터 설정 디밍 전압 또는 설정 디밍 전류를 생성하도록 백라이트 유닛 구동부를 제어하기 위한 디밍 신호가 수신되면,When a dimming signal for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current is received from the display module,
    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.The backlight unit driver may supply the supplementary driving voltage to the backlight unit when the main driving voltage is less than the set dimming voltage, or the supplementary driving current when the main driving current is less than the set dimming current. Display device characterized in that the supply.
  11. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전원 정류부는,The power rectifier,
    상기 역률 보상부의 입력단에 배치되고, 상기 교류 전원을 정류한 정류 전압을 상기 역률 보상부에 공급하는 제1 전원 정류부; 및A first power rectifier disposed at an input of the power factor corrector and configured to supply a rectified voltage obtained by rectifying the AC power to the power factor corrector; And
    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.And a second power rectifying unit provided in the backlight unit driving unit and supplying a rectified voltage obtained by rectifying the AC power to the backlight unit.
  12. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 역률 보상부는,The power factor correction unit,
    상기 전원 정류부의 출력단에 직렬 연결된 입력 커패시터의 고전위측 제1 단자에 연결된 제1 단자를 구비하는 인덕터;An inductor having a first terminal connected to a high potential first terminal of an input capacitor connected in series to an output terminal of the power rectifier;
    상기 인덕터의 제2 단자에 연결된 제1 단자, 및 상기 입력 커패시터의 저전위측 제2 단자에 연결된 제2 단자를 구비하는 스위치;A switch having a first terminal connected to the second terminal of the inductor, and a second terminal connected to the second terminal of the low potential side of the input capacitor;
    상기 인덕터의 제2 단자와 상기 스위치의 제1 단자에 공통 연결된 애노드, 및 출력 커패시터의 고전위측 제1 단자에 연결된 캐소드를 구비하는 다이오드; 및A diode having an anode commonly connected to a second terminal of the inductor and a first terminal of the switch, and a cathode connected to the high potential side first terminal of the output capacitor; And
    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.And an output capacitor having a first terminal connected to the cathode of the diode, and a second terminal connected in common with the low potential second terminal of the input capacitor and the second terminal side of the switch. Device.
  13. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12,
    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.And the power factor compensator has an interleaved boost converter in which two power factor compensators each having the inductor, the switch, the diode, and the output capacitor are connected in parallel to each other.
  14. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 전원 정류부 및 상기 역률 보상부 중 적어도 어느 하나는 상기 백라이트 유닛 구동부와 단일 집적회로 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.At least one of the power rectifier and the power factor correction unit is disposed in the form of a single integrated circuit with the backlight unit driver.
  15. 교류 전원의 역률을 보상하여 역률 보상 전원을 출력하는 역률 보상부;A power factor correction unit configured to compensate for the power factor of the AC power source and output a power factor correction power source;
    복수의 발광다이오드를 포함하는 백라이트 유닛; 및A backlight unit including a plurality of light emitting diodes; And
    디밍 신호에 따라 상기 복수의 발광다이오드를 구동하는 백라이트 유닛 구동부;를 포함하고,And a backlight unit driver configured to drive the plurality of light emitting diodes according to a dimming signal.
    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.And the backlight unit driver is configured to selectively supply the AC power and the power factor correction power to the plurality of light emitting diodes according to the dimming signal and the magnitude of the AC power.
  16. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 백라이트 유닛은 직렬 접속된 상기 복수의 발광다이오드를 구비하고,The backlight unit includes the plurality of light emitting diodes connected in series.
    상기 백라이트 유닛 구동부는,The backlight unit driver,
    상기 교류 전원을 정류하여 정류 전압을 상기 백라이트 유닛에 공급하는 전원 정류부;A power rectifier for rectifying the AC power and supplying a rectified voltage to the backlight unit;
    상기 발광다이오드의 일측 단자와 기준전위 사이에 접속되고, 제어신호에 따라 상기 발광다이오드와 기준전위와의 사이에 전류 패스를 형성하는 복수의 전류 제어부; 및A plurality of current controllers connected between one terminal of the light emitting diode and a reference potential and forming a current path between the light emitting diode and the reference potential according to a control signal; And
    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.And a control signal generator configured to generate the control signals for controlling operations of the plurality of current controllers according to the dimming signal and the magnitude of the rectified voltage.
  17. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16,
    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.And the control signal generator adjusts a current value flowing through the backlight unit by controlling an operation state of the current controller according to the level of the dimming signal.
  18. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15,
    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.And a voltage compensator configured to supply a voltage output from the power factor compensator to the backlight unit according to the magnitude of the rectified voltage and the level of the dimming signal.
  19. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 전압 보상부는 상기 정류 전압이 임계값 이하인 구간 동안 상기 역률 보상부에서 출력된 전압을 상기 백라이트 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.And the voltage compensator supplies a voltage output from the power factor compensator to the backlight unit during a period where the rectified voltage is equal to or less than a threshold value.
  20. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 전압 보상부는 상기 정류 전압이 임계값 이하인 구간 동안, 상기 디밍 신호에 기초하여 생성되는 보상 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자를 포함하되,The voltage compensator includes a switching device configured to perform a switching operation according to a compensation control signal generated based on the dimming signal during a period when the rectified voltage is less than or equal to a threshold value
    상기 스위칭 소자는 상기 보상 제어신호에 따라 상기 역률 보상부의 출력단을 상기 백라이트 유닛에 접속시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.And the switching device connects an output terminal of the power factor correction unit to the backlight unit according to the compensation control signal.
  21. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20,
    상기 전압 보상부는 상기 스위칭 소자의 일측 단자와 애노드가 직렬 접속된 다이오드를 더 포함하되,The voltage compensator further includes a diode in which one terminal of the switching element and an anode are connected in series,
    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.And the other terminal of the switching element is connected to an output terminal of the power factor correction unit, and the cathode of the diode is connected to a node to which the input terminal of the backlight unit and the power rectifier are connected.
  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,A method of driving a backlight module by a backlight unit driver for driving a backlight unit including a plurality of light emitting diode (LED) groups each having at least one light emitting diode to provide lighting to a display module.
    교류 전원을 정류하여 정류 전압을 생성하는 제1 단계;Rectifying the AC power to generate a rectified voltage;
    상기 교류 전원의 역률을 보상하여 적어도 일정 크기의 직류 전압 성분을 포함한 역률 보상 전압을 생성하는 제2 단계;A second step of compensating the power factor of the AC power source to generate a power factor correction voltage including a DC voltage component having at least a predetermined magnitude;
    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; 및Receiving the rectified voltage to generate a main driving voltage or a main driving current, and supplying the main driving voltage or the main driving current to the backlight unit; And
    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.And supplying the supplementary driving voltage or the supplementary driving current by the power factor correction voltage to the backlight unit when the magnitude of the rectified voltage is smaller than a preset threshold value.
  23. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22,
    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.In the third step, the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups increases as the size of the rectified voltage increases based on the rectified voltage whose voltage varies periodically with time, and the rectified voltage is increased. And controlling the operation of the backlight unit to reduce the number of LED groups emitting light among the plurality of LED groups as the size of the LED decreases.
  24. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23,
    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.The fourth step may include the supplementary driving voltage or the supplementary driving current caused by the power factor correction voltage when the magnitude of the rectified voltage is smaller than a minimum voltage for driving at least one LED group among the plurality of LED groups. A method of driving a backlight module, characterized in that the supply to a plurality of LED groups.
  25. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22,
    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,Before the fourth step, further comprising receiving a dimming signal from a display module for controlling the backlight unit driver to generate a set dimming voltage or a set dimming current,
    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.Here, in the fourth step, the supplementary driving voltage is supplied to the backlight unit when the main driving voltage is lower than the set dimming voltage, or when the main driving current is smaller than the set dimming current, the supplementary driving current is measured. A driving method of a backlight module, characterized in that the supply to the backlight unit.
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