JP2007066879A - バックライト装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的で迅速なＬＥＤユニットの交換が可能であり、複数のＬＥＤユニット間の輝度の均一化を図り得るバックライト装置を提供すること。
【解決手段】バックライト装置は、ケース１００と、ケース１００の内部に設置されるベース基板と、ベース基板上にモジュール化されて組み付けられる複数のＬＥＤユニット１１０とを含む。ベース基板上に組み付けられている複数のＬＥＤユニット１１０のうち、一部のＬＥＤユニット１１０に異常が発生した時には、局部的なＬＥＤユニット１１０の交換が可能となる。また、モジュール化された複数のＬＥＤユニット１１０の各々は個別に輝度制御される。従って、複数のＬＥＤユニット１１０間で輝度の均一化が図られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、バックライト装置及び制御方法に関し、より詳細には、液晶パネル点灯検査装置に用いられるバックライト装置及びバックライトの制御方法に関する。

液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）装置は、一般にＬＣＤパネル内に配置されるとともに、このＬＣＤパネル上にイメージを表示するためにマイクロプロセッサによって動作する駆動回路を具備している。

ＬＣＤパネルでは、それの製造工程のうち、最終段階にて点灯検査が行われる。このようなＬＣＤパネルの点灯検査装置はプローブユニットを用いてＬＣＤパネルのデータラインとゲートラインのそれぞれに電気信号を送ってＬＣＤパネルの駆動回路を駆動させる。なお、液晶ディスプレイは単体ではイメージ表示のための発光を行うことができない。このため、液晶ディスプレイを通じて光を照射するためにＬＣＤパネルには光源が必要となる。したがって、ＬＣＤ装置にはＬＣＤパネルの背面側から発光するバックライト装置が具備される。

図１は、従来技術によるバックライト装置を示す分解斜視図である。図示したように、従来のバックライト装置１０は、ケース１１と、ケース１１にランプ台１２によって並列に配列されるように設置され、被検査体に向って光を放射する複数のランプ１３と、ランプ１３の下側に設置されランプ１３から放射された光を反射する反射板１４と、ケース１１に形成された開口１１ａを通じて冷却のための空気を循環させるファン１５を含む。また、ケース１１の内側に安定器１６が設置される。

このような従来の技術によるバックライト装置１０は、ランプ１３によって放射された光が拡散板１を通じて上板２を通過してＬＣＤパネルなどのような被検査体に照射される。ここで、ランプ１３から放射された光は、反射板１４によって反射されて被検査体に照射される。
韓国特許出願公開第２００２−２１０７６号公報

しかし、ランプ１３を蛍光灯として用いる従来のバックライト装置では、必然的に輝度偏差が発生する。
即ち、バックライト装置１０は、ケース１１を含む構成部品の色が普通黒色からなる。黒色は、特性上ランプ１３から放射された光をよく吸収するので、被検査体に照射された光の輝度がケース１１の中心部分よりケース１１の端部であるエッジ部分で低くなる。

更に、ケース１１の内部に具備された高温ランプ１３の熱を排出するためにケース１１の側面にファン１５が設置されているが、ファン１５がケース１１内の中心付近に存在する熱を外部に排出しにくいので、ケース１１内部の中心付近に配置されたランプ１３の温度がケース１１内部のエッジ付近に配置されたランプ１３の温度より高くなる。したがって、ランプ１３の特性上、温度が高くなると輝度が高くなるので、ケース１１内部の中心付近に配置されたランプ１３は、温度が高くなって輝度が高くなり、逆にケース１１内部のエッジ付近に配置されたランプ１３は、温度が低くなって輝度が低下する。

このように輝度偏差が発生するにも関わらず、従来にはこのような輝度の不均一性を補償する方法がなかった。
また、横方向に並んで配列される蛍光灯であるランプ１３は、ターンオン（ｔｕｒｎ−ｏｎ）やターンオフ（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）の反復作動によって蛍光灯の端部の輝度が低下し、各蛍光灯の明るさが一定でないので、輝度偏差が発生するという問題点があった。

また、ランプ１３はその寿命が一定でないので、交換作業が必要であるが、その時ごとにバックライト１０一体を分解しなければならないという困難さがある。また、ランプ１３の取り付け及び取り外しの作業は困難な上に、弱い材質のランプ１３は作業中に割れやすいので、取り扱いも容易ではなく、作業者がランプの交換作業に多大な時間と労力がかかるという短所があった。

このような問題に対し、より相対的に明るさが一定で、熱に強いハロゲンランプがしばしば用いられているが、やはり熱についての問題があり、サイズも大きいので、バックライトユニットへの配置が容易でないという問題点あった。

本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、バックライト装置の一部の異常時、局部的で迅速な交換作業が可能なバックライト装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、輝度の均一化を図ることができるバックライト装置及び制御方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、輝度偏差を減少させ得るバックライト装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、構成部品の単純化を図ることができるバックライト装置を提供することにある。

本発明によるバックライト装置は、ケースと、ケースの内部に設置されるベース基板と、ベース基板上にモジュール化して組み立てられるＬＥＤユニットと、を含む。
本発明によるバックライト制御方法は、モジュール化されたＬＥＤユニットが組み付けられたベース基板を任意の複数の領域に分割するステップと、分割された複数の領域の各々の輝度値を領域別にセンシングするステップと、輝度値と予め設定された基準輝度値との間の輝度差を領域別に判定するステップと、輝度差に基づいて領域別に輝度値を調節するステップと、を含む。

本発明によるバックライト装置では、ベース基板上にモジュール化された複数のＬＥＤユニットが組み立てられることで、一部のＬＥＤユニットの異常時、局部的で迅速なＬＥＤユニットの交換が可能であり、交換作業を短時間かつ容易に行うことができる。

また、本発明によるバックライト装置及びバックライトの制御方法では、モジュール化された複数のＬＥＤユニットの各々の輝度が個別に制御されるため、複数のＬＥＤユニット間で輝度の均一化が図られ、これによって検査の精度が高くなって製品の信頼性を向上させることができる。

また、本発明によるバックライト装置では、モジュール化されてそれぞれ個別に制御される複数のＬＥＤユニットのうち、ベース基板のエッジに配置されるＬＥＤユニットは、高い輝度を有するため、輝度偏差を減少させることができる。

また、本発明によるバックライト装置では、ＬＥＤユニットは、互いに隣接配列された複数の小型のＬＥＤを有するため、輝度偏差を減少させることができる。
また、本発明によるバックライト装置では、複数のＬＥＤが配列されるＬＥＤユニットのブロック基板には反射板が一体に具備される。従って、構成部品の単純化を図ることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい一実施形態を詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるバックライト装置の分解斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態によるバックライト装置の組立正面図であり、図４は、図３の側面図であり、図５は、本発明の一実施形態によるＬＥＤユニットとベース基板の組立構造を示した第１組立例であり、図６は、図５のＡ部分を拡大して示した斜視図である。

図２及び図３に示すようにバックライト装置は、ケース１００と、ケース１００の内部に設置され、被検査体に向って光を照射するモジュール化されたＬＥＤユニット１１０と、ユニット１１０が複数個設置されたベース基板１２０と、ケース１００に冷却のために空気を循環させる複数個のファン１０２とを含む。ここで、ケース１００は、上部が開放され、内部に収容空間が設けられる略四角形状を有し、内側下面に複数個の安定器１０１が設置されている。

また、ケース１００の第１側面には、長手方向に沿って複数の開口１０２ａが形成され、この各開口１０２ａにファン１０２が装着されている。尚、ファン１０２は、第１側面に対向するケース１００の第２側面、又はその両側面（第１及び第２側面）に設置されてもよい。

そして、図４に示したように、ケース１００の第３側面には電源供給部１０４が複数個形成されている。第３側面には、熱を放出させるための放熱ホール１０６も複数個形成されている。

このようなケース１００の内部にベース基板１２０と、ベース基板１２０上にモジュール化して組み立てられるＬＥＤユニット１１０とが共に収容されている。
ベース基板１２０は、ほぼケース１００の内部の形状と同一であり、それより小さい大きさでケース１００の内部に収容されている。ベース基板１２０には、電源供給部１０４を通じて印加された電圧をＬＥＤユニット１１０に供給する制御部１２７（図１３参照）が回路パターンとして形成されている。制御部１２７は、下記で説明する各ＬＥＤユニット１１０の制御を行う。

図６に示すように、ＬＥＤユニット１１０は、四角板材形状に形成され、反射板が具備されたブロック基板１１１と、ブロック基板１１１上にはんだ付けられて電気的にそれぞれ連結された複数個のＬＥＤ１１２とを含んで構成されている。

ここで、ブロック基板１１１は、コーティングなどによって反射板機能を有することもでき、場合によっては、別途の反射板（図示せず）を一体に設置することもできる。
そして、ブロック基板１１１上には、輝度をセンシングすることができる輝度センサー１１６が更に具備される。

モジュール化されたＬＥＤユニット１１０は、ベース基板１２０上に互いに隣接され、複数個のＬＥＤユニット１１０がベース基板１２０に組立配列されている。以下、ＬＥＤユニット１１０とベース基板１２０との第１組立例について詳細に説明する。

図５及び図６に示す第１組立例では、ＬＥＤユニット１１０の下面には各ＬＥＤ１１２と電気的に連結されるプラグ１１３が複数個（例えば二つ）形成され、この複数のプラグ１１３とそれぞれ対応する位置のベース基板１２０上に複数個（例えば二つ）のソケット部１２１が配列形成されている。

したがって、ベース基板１２０のソケット部１２１にＬＥＤユニット１１０のプラグ１１３が確実に接続され、離脱が防止された状態でＬＥＤユニット１１０とベース基板１２０とが電気的に接続されて組み立てられる。

このように、異なるそれぞれのＬＥＤユニット１１０がベース基板１２０上に隣接して組み立てられている。
図７は、ＬＥＤユニット１１０とベース基板１２０との別の組立構造（第２組立例）を示した斜視図であり、図８は、図７のＢ部分を拡大して示した斜視図であり、図９は、図７のＣ部分を拡大して示した斜視図である。

図７〜図９に示した第２組立例では、ＬＥＤユニット１１０とベース基板１２０との組立がロッキング手段により行われる。
ロッキング手段は、各ＬＥＤユニット１１０の両側端に掛かり鉤１１４が形成され、ベース基板１２０には、所定方向に区画された装着部１２２が並んで複数個形成され、この各装着部１２２の両内側面の長手方向に沿ってＬＥＤユニット１１０の大きさの間隔ごとに掛かり溝１２２ａが形成されたものである。

掛かり鉤１１４は、通常は突出されており、内部空間に設置されたスプリング（図示せず）を圧縮可能かつ内部空間側にスライド移動可能に形成されている。掛かり溝１２２ａは内側に一定空間を形成する。

ＬＥＤユニット１１０をベース基板１２０の装着部１２２に組み立てる場合、使用者は、まずＬＥＤユニット１１０の両側端の掛かり鉤１１４を掴んでそれをＬＥＤユニット１１０の内側にスライドさせた状態で、同ユニット１１０を装着部１２２に載置する。そして、使用者が掴んでいた掛かり鉤１１４を放すと、スプリングの復元力によって掛かり鉤１１４はＬＥＤユニット１１０の外側に突出し、突出した掛かり鉤１１４は、掛かり溝１１２ａに挿入される。したがって、ＬＥＤユニット１１０は、上部への離脱が防止された状態でベース基板１２０に組み立てられる。

このような方法で、ロッキング手段を有する他のそれぞれのＬＥＤユニット１１０がベース基板１２０に組み立てられている。そして、ＬＥＤユニット１１０の下面とこれに対応するベース基板１２０の装着部１２２上には、略扁平状の電気接続端子が設置され、ＬＥＤユニット１１０とベース基板１２０とが電気的に接続されるようになっている。

図１０は、ＬＥＤユニット１１０とベース基板１２０との更に別の組立構造（第３組立例）を示した斜視図であり、図１１は、図１０のＤ部分を拡大して示した斜視図である。
図１０及び図１１に示した第３組立例では、ベース基板１２０上に所定距離で離間されて複数のスライド溝１２４が所定方向に形成され、ＬＥＤユニット１１０の下面には、スライド溝１２４と対応する形状のスライド突起１１５が形成されている。これによって、ベース基板１２０のスライド溝１２４に沿って複数のＬＥＤユニット１１０がベース基板１２０にスライド接続される。

そして、ＬＥＤユニット１１０のスライド突起１１５と対応するベース基板１２０のスライド溝１２４上には、略扁平状の接続端子（図示せず）が設置され、ＬＥＤユニット１１０とベース基板１２０とが電気的に接続される。

一方、スライド機構によって組み立てられたＬＥＤユニット１１０の離脱防止のためにスライド溝１２４には、ストッパ手段が更に設置され、このストッパ手段は、スライド溝１２４の挿入口に配置されたフック部１２５を備える。

フック部１２５は、スライド溝１２４の内部空間に沿って突出し、スプリング１２６の復元力によって突出可能である。
ＬＥＤユニット１１０をベース基板１２０に組み立てる場合、ベース基板１２０に形成されたスライド溝１２４のフック部１２５を押しかつＬＥＤユニット１１０が次第にスライド挿入される。１つのスライド溝１２４に挿入された複数のＬＥＤユニット１１０のうち、最も前（挿入口に近い位置）に位置したＬＥＤユニット１１０は、突出したフック部１２５に触れてスライド溝１２４からの離脱が防止される。

前記のようにモジュール化されたＬＥＤユニット１１０は、ベース基板１２０上に互いに隣接して複数個がベース基板１２０に配列され、組立構造によってそれぞれ着脱可能なことは勿論、それぞれの交替を行うことができる。

なお、一つのモジュール化されたＬＥＤユニット１１０がベース基板１２０に着脱可能であるように組み立てることもできる。
前述したような構造で構成されたベース基板１２０にモジュール化して組み立てられたＬＥＤユニット１１０の制御方法をより具体的に説明する。

図１２は、本発明の一実施形態によるバックライト制御方法のフローチャートであり、図１３は、ＬＥＤユニット１１０の制御構造を示す概略的なブロック図である。
図１２及び図１３に示したように、ステップ２００では、制御部１２７は、モジュールのＬＥＤユニット１１０が組み立てられたベース基板１２０を任意の領域に分割する。

ここで、モジュールのＬＥＤユニット１１０が装着されたベース基板１２０には、電源供給部１０４を通じて外部の電源が印加され、電源供給部１０４を通じて電源の印加を受けたベース基板１２０の制御部１２７により、モジュール化して組み立てられた各ＬＥＤユニット１１０の輝度制御が可能になる。

これによって、複数のＬＥＤユニット１１０が隣接して配列配置されたベース基板１２０を任意の領域に分割する（図３参照）。
任意の領域分割は、一つのＬＥＤユニット１１０になることができ、望ましくは、いくつかのＬＥＤユニット１１０を含む領域に分割が行われる。

次に、ステップ２１０では、制御部１２７は、分割された領域別に輝度をセンシングする。詳しくは、制御部１２７は、各ＬＥＤユニット１１０に具備された輝度センサー１１６により輝度をセンシングし、測定された各ＬＥＤユニット１１０の輝度値を分割された各領域別に合計する。

次に、ステップ２２０では、制御部１２７は、領域別にセンシングされた輝度値（合計値）と設定された基準輝度値との差を判断する。
なお、制御部１２７には、基準輝度値として、一つのＬＥＤユニット１１０に該当する輝度値または領域別の輝度値が予め設定されており、この基準輝度値によって領域別にセンシングされた輝度値との差を判断する。

そして、制御部１２７は、ステップ２３０又はステップ２４０で領域別に輝度値を調節する。詳しくは、制御部１２７は、基準輝度値より輝度値が低い領域については、輝度値の低いＬＥＤユニット１１０に印加される電圧を上昇させて、その輝度値の大きさを基準輝度値まで上昇させる（ステップ２３０）。

又、制御部１２７は、基準輝度値より輝度値が高い領域については、輝度値の高いＬＥＤユニット１１０に印加される電圧を低下させることで、その輝度値の大きさを基準輝度値まで低下させる（ステップ２４０）。

したがって、ベース基板１２０に組み立てられた各ＬＥＤユニット１１０は、制御部１２７を通じて均一な輝度に維持される。
なお、均一の輝度制御のより効率的な方法として、モジュール化してそれぞれ制御されるＬＥＤユニット１１０の特性に基づき、ベース基板１２０のエッジに配置されるＬＥＤユニット１１０を中心のＬＥＤユニット１１０より輝度が高いものを設置することが望ましい。

このように、モジュール化されたＬＥＤユニット１１０は、一部のＬＥＤユニット１１０の異常時、局部的な交換で済むため、非常に有用である。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野の当業者であれば本発明の思想及び範囲を離脱しない範囲で、本発明を変形または変更することができる。

従来技術によるバックライト装置を示した分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるバックライト装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるバックライト装置の組立正面図である。 図３の側面図である。 第１組立例によるＬＥＤユニットとベース基板との組立構造を示した斜視図である。 図５のＡ部分を拡大して示した斜視図である。 第２組立例によるＬＥＤユニットとベース基板との組立構造を示した斜視図である。 図７のＢ部分を拡大して示した斜視図である。 図７のＣ部分を拡大して示した斜視図である。 第３組立例によるＬＥＤユニットとベース基板との組立構造を示した斜視図である。 図１０のＤ部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバックライトの制御方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるＬＥＤユニットの制御構造を示す概略的なブロック図である。

符号の説明

１００ ケース
１０１ 安定器
１０２ ファン
１０４ 電源供給部
１１０ ＬＥＤユニット
１１１ ブロック基板
１１２ ＬＥＤ
１１３ プラグ
１１４ 掛かり鉤
１１５ スライド突起
１２０ ベース基板
１２１ ソケット部
１２２ 装着部
１２２ａ 掛かり溝
１２４ スライド溝
１２５ フック部
１２６ スプリング

Claims (16)

1. バックライト装置において、
   ケースと、
   前記ケースの内部に設置されるベース基板と、
   前記ベース基板上に組み立てられるＬＥＤユニットと、
   を備えることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記ベース基板には、前記ＬＥＤユニットの輝度を制御する制御部が更に具備されることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
3. 前記ベース基板上には、複数個の前記ＬＥＤユニットが互いに隣接して配列されることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
4. 前記複数個の前記ＬＥＤユニットの各々はモジュール化され、前記複数個の前記ＬＥＤユニットのうち、前記ベース基板のエッジに配置される前記ＬＥＤユニットは、高い輝度を有することを特徴とする請求項３記載のバックライト装置。
5. 前記ＬＥＤユニットは、前記ベース基板に着脱可能に設置されることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
6. 前記ＬＥＤユニットは、
   反射板が具備されたブロック基板と、
   前記ブロック基板上に配列された複数個のＬＥＤと、
   を含むことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
7. 前記ＬＥＤユニットには、輝度センサーが更に具備されることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
8. 前記ＬＥＤユニットは、
   複数個のＬＥＤと、
   前記ＬＥＤユニットの下面に形成され、前記複数個のＬＥＤと電気的に接続されるプラグと、を含み、
   前記プラグと対応する位置の前記ベース基板上には、前記プラグに電気的に接続されるソケット部が形成されることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
9. 前記ＬＥＤユニットを前記ベース基板に固定するロッキング手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
10. 前記ロッキング手段は、
    前記ＬＥＤユニットの両側端に形成された掛かり鉤と、
    前記ベース基板に形成され、前記掛かり鉤に係止される掛かり溝と、
    を含むことを特徴とする請求項９記載のバックライト装置。
11. 前記ベース基板上に形成され、所定距離で互いに離間された複数のスライド溝と、
    前記ＬＥＤユニットの下面に形成されたスライド突起であって、前記ＬＥＤユニットの前記スライド突起が前記複数のスライド溝のいずれかに挿入されることにより前記ＬＥＤユニットが前記ベース基板に取り付けられる、前記スライド突起と、
    を有することを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
12. 前記ベース基板の前記複数のスライド溝には、ストッパ手段がそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１１記載のバックライト装置。
13. 前記ストッパ手段は、
    前記複数のスライド溝の各々の挿入口に配置され、スプリングの復元力によって突出可能に設けられるフック部を含むことを特徴とする請求項１２記載のバックライト装置。
14. モジュール化されたＬＥＤユニットが組み付けられたベース基板を任意の複数の領域に分割するステップと、
    前記複数の領域の各々の輝度値を領域別にセンシングするステップと、
    前記輝度値と予め設定された基準輝度値との間の輝度差を前記領域別に判定するステップと、
    前記輝度差に基づいて前記領域別に前記輝度値を調節するステップと、
    を備えることを特徴とするバックライトの制御方法。
15. 前記ＬＥＤユニットは輝度センサーを含み、
    前記複数の領域の各々の輝度値を領域別にセンシングするステップは、
    前記ＬＥＤユニットに具備された前記輝度センサーにより前記輝度値をセンシングすることを含むことを特徴とする請求項１４記載のバックライトの制御方法。
16. 前記輝度差に基づいて前記領域別に前記輝度値を調節するステップは、
    前記基準輝度値より前記輝度値が高い領域では前記ＬＥＤユニットに印加される電圧を低下させ、前記基準輝度値より前記輝度値が低い領域では前記ＬＥＤユニットに印加される電圧を上昇させることにより、前記複数の領域の間の輝度を均一に調節することを特徴とする請求項１４記載のバックライトの制御方法。

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