KR100818829B1

KR100818829B1 - 조명 장치 및 액정 디스플레이

Info

Publication number: KR100818829B1
Application number: KR1020060055139A
Authority: KR
Inventors: 슈이찌 구니후다
Original assignee: 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2008-04-01
Also published as: US20060285031A1; TW200705052A; CN100514152C; CN1885133A; KR20060133905A; US7541752B2; JP2007005014A; TWI341949B

Abstract

본 발명의 조명 장치는 복수의 직렬 접속된 발광 소자를 각각 구비하는 복수의 발광 소자 그룹(21, 22, 23, 24)과, 발광 소자 그룹 중 하나와 직렬로 접속되고, 하나의 발광 소자 그룹과 함께 기준 소자 그룹(27)을 형성하는 부하와, 기준 소자 그룹의 전기적 특성 값을 모니터하는 모니터 유닛(32)을 구비하고, 모니터 유닛에 의해 얻어진 전기적 특성 값에 기초하여 설정된 전류를 기준 소자 그룹 및 나머지 발광 소자 그룹에 공급하는 구동 회로(30)를 포함한다.

조명 장치, 액정 디스플레이, 발광 소자, 기준 소자, 백라이트 유닛

Description

조명 장치 및 액정 디스플레이 {ILLUMINATING DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이를 도시한 단면도이다.

도2는 도1에 도시된 백라이트 유닛을 도시한 개략 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 광 안내판

10S : 발광 표면

20 : 광원

30 : 구동 회로

21, 22, 23, 24 : 발광 소자 그룹

25, 26 : LED

27 : 기준 소자 그룹

30 : 구동 회로

32 : 모니터 유닛

33 : 정전류 제어기

50 : 어레이 기판

60 : 카운터 기판

70 : 액정층

본 발명은 복수의 발광 소자를 포함하는 조명 장치 및 이 조명 장치를 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이는 고휘도 출력 특성을 가질 것이 요구된다. 액정 디스플레이는 액정 디스플레이 패널 및 조명 장치를 포함한다. 액정 디스플레이 패널은 어레이 기판과, 어레이 기판과의 사이에 갭을 두고 대향하여 배치된 카운터 기판과, 그 사이에 유지된 액정층을 구비한다. 어레이 기판 및 카운터 기판은 이들 기판의 에지부 상에 제공된 밀봉 부재에 의해 서로 접착된다.

조명 장치는 액정 디스플레이 패널의 디스플레이 표면의 이면, 즉 어레이 기판의 외측면 상에 형성된 광 안내판과, 광 안내판의 측면 에지 상에 형성된 광원과, 광원을 구동하는 구동 회로를 구비한다. 광원으로는 냉음극관이 사용된다. 그러나, 최근에는 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제11-305198호에 개시된 바와 같이, 광원으로서 복수의 발광 다이오드(Light-Emitting Diodes: LED)를 사용하는 조명 장치가 개발되었다.

액정 디스플레이가 고휘도 출력 특성을 가질 것이 요구될 때는, 디스플레이 스크린의 휘도 출력이 소정 레벨 이상으로 유지되어야 한다. 이를 위해서는, LED의 휘도 출력을 소정 레벨 이상으로 유지할 수 있는 조명 장치가 요구된다. 조명 장치가 형성되더라도 전체 액정 디스플레이의 가벼움 및 얇음과 같은 특성을 훼손하지 않기 위해서는, 조명 장치를 형성하는 LED의 주변 장치를 소형화하는 것이 또한 요구된다.

본 발명은 상술한 상황을 고려하여 이루어진 것으로, 제품 크기의 증가를 억제하고 소정 레벨 이상의 휘도를 얻을 수 있는 조명 장치와, 이 조명 장치를 포함하는 액정 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[특허문헌] 일본 특허 출원 공개 제11-305198호

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따르면, 복수의 직렬 접속된 발광 소자를 각각 구비하는 복수의 발광 소자 그룹과; 발광 소자 그룹 중 하나와 직렬로 접속되고, 하나의 발광 소자 그룹과 함께 기준 소자 그룹을 형성하는 부하부와; 기준 소자 그룹의 전기적 특성 값을 모니터하는 모니터 유닛을 구비하고, 모니터 유닛에 의해 얻어진 전기적 특성 값에 기초하여 설정된 전류를 기준 소자 그룹 및 나머지 발광 소자 그룹에 공급하는 구동 회로를 포함하는 조명 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 어레이 기판과, 어레이 기판과의 사이에 갭을 두고 대향하여 배치된 카운터 기판과, 어레이 기판과 카운터 기판 사이에 유지된 액정층을 구비하는 액정 디스플레이 패널과; 액정 디스플레이 패널을 조명하는 조명 장치로서, 복수의 직렬 접속된 발광 소자를 각각 구비하는 복수의 발광 소자 그룹과, 발광 소자 그룹 중 하나와 직렬로 접속되고, 하나의 발광 소자 그룹과 함께 기준 소자 그룹을 형성하는 부하부와, 기준 소자 그룹의 전기적 특성 값을 모니터하는 모니터 유닛을 구비하고, 모니터 유닛에 의해 얻어진 전기적 특성 값에 기초하여 설정된 전류를 기준 소자 그룹 및 나머지 발광 소자 그룹에 공급하는 구동 회로를 구비하는 조명 장치를 포함하는 액정 디스플레이가 제공된다.

본 발명의 추가적인 이점은 이하의 설명에 기재되며, 이 설명으로부터 명확해지거나 또는 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다. 본 발명의 이점은 특히 이하에 교시된 장치 및 조합에 의해 실현되고 획득될 수 있다.

명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예들을 도시하며, 상술한 대체적인 설명 및 후술하는 실시예들에 대한 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이가 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명된다.

도1에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이는 조명 장치로서의 백라이트 유닛(1) 및 액정 디스플레이 패널(2)을 포함한다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(1)은 발광 표면(10S)을 구비한 투명 부재로서의 광 안내판(10)과, 광원(20)과, 구동 회로(30)를 포함한다. 백라이트 유닛(1)은 광 안내판(10) 상에 프리즘 시트 및 확산막(어느 것도 도시되지 않음)과 같은 광학 시스템을 형성함으로써 형성될 수 있다.

액정 디스플레이 패널(2)을 조명하는 광원(20)은 복수의 발광 소자 그룹으로서의 제1, 제2, 제3, 제4 발광 소자 그룹(21, 22, 23, 24)과 부하부로서의 LED(26)를 구비한다. 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(21 내지 24) 각각은 복수의 직렬 접속된 발광 소자로서의 복수의 LED(25)를 구비한다. LED(26)는 제1 발광 소자 그룹(21)과 직렬로 접속되고, 제1 발광 소자 그룹(21)과 함께 기준 소자 그룹(27)을 형성한다. 본 실시예에 있어서, 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(21 내지 24) 각각은 4개의 LED(25)를 구비한다. 광원(20)의 복수의 LED(25)는 광 안내판(10)의 발광 표면(10S)으로부터 이격된 측면 상의 외측 표면에 대향하여 배치되며, 표면 광원으로서 기능한다. 이 구성에 있어서, LED(26)는 광 안내판(10)의 발광 표면(10S) 상에 영향을 미치지 않는 부분에 위치되며, 액정 디스플레이 패널(2)을 직접 조명하는 기능을 갖지 않는다.

기준 소자 그룹(27)은 LED(26)를 구비하기 때문에, 기준 소자 그룹(27)의 전력 소비량은 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24) 각각의 전력 소비량보다 크다. 보다 구체적으로는, Vf를 LED(26)의 순전압이라 하였을 때, 4개의 LED(25)가 직렬로 접속된 때의 전력 소비량은 Vf×4의 전압을 가진 제1 발광 소자 그룹(21)의 전력 소비량과 LED(26)의 순전압 Vf를 합한 Vf×5가 되도록 설정된다.

구동 회로(30)는 전력을 공급하는 전력 공급 유닛(31)과, 모니터 유닛(32)과, LED(25)를 통해 흐르는 전류가 일정하게 유지되도록 제어하는 정전류(constant-current) 제어기(33)를 구비한다. 모니터 유닛(32)은 예를 들어 기준 소자 그룹(27)의 전류 값과 같은 전기적 특성 값을 모니터한다. 정전류 제어기(33)는 모니터 유닛(32)에 의해 얻어진 전류 값에 기초하여 설정된 정전류를 기준 소자 그룹(27)과 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24)에 공급한다.

도1에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이 패널(2)은 발광 표면(10S)에 대향하여 제공된 어레이 기판(50)과, 카운터 기판(60)과, 액정층(70)과, 제1 편광자(80)와, 제2 편광자(90)를 구비한다.

어레이 기판(50)은 유리 기판(51)과, 유리 기판(51) 상에 형성된 복수의 화소 전극(52)과, 유리 기판(51)과 화소 전극(52) 상에 형성된 정렬막(53)을 구비한다. 각각의 화소 전극(52)은 화소를 형성한다. 어레이 기판(50)은 또한 유리 기판(51) 상에 형성된 다양한 배선과, 스위치 소자로서의 박막 트랜지스터(TFT) 등(어느 것도 도시되지 않음)을 구비한다.

카운터 기판(60)은 유리 기판(61)과, 유리 기판(61) 상에 형성된 공통 전극(62)과, 공통 전극(62) 상에 형성된 정렬막(63)을 구비한다. 화소 전극(52) 및 공통 전극(62)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO)과 같은 투명 도전성 재료로 제조된다. 정렬막(53, 63) 상에는 정렬 처리[마찰(rubbing)]가 수행된다.

어레이 기판(50) 및 카운터 기판(60)은 복수의 스페이서(71)에 의해 소정 갭을 두고 서로 대향하여 배치된다. 어레이 기판(50) 및 카운터 기판(60)은 이들 2개의 기판의 에지부 상에 형성된 밀봉 부재(72)에 의해 서로 접착된다. 액정층(70)은 어레이 기판(50)과 카운터 기판(60)과 밀봉 부재(72) 사이에 유지된다. 제1 편광자(80)는 광 안내판(10)을 대면하는 어레이 기판(50)의 외측 표면 상에 위치된다. 제2 편광자(90)는 카운터 기판(60)의 외측 표면 상에 위치된다. 제2 편광자(90)의 외측 표면은 디스플레이 표면(S)으로서 기능한다.

백라이트 유닛(1)을 구동하는 방법이 이하에서 상세히 설명된다.

백라이트 유닛(1)이 예를 들어 200 cd의 휘도를 가진 조명을 요구할 때, 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(21 내지 24) 각각은 50 cd의 휘도를 갖기만 하면 된다. 따라서, 백라이트 유닛(1)을 구동하여 디스플레이를 조명하기 위해서, 모니터 유닛(32)이 기준 소자 그룹(27)을 모니터한다. 정전류 제어기(33)는 모니터 유닛(32)에 의해 얻어진 전류 값에 기초하여 설정된 정전류 값을 기준 소자 그룹(27)과 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24)에 공급하며, 그리하여 50 cd의 휘도가 제1 발광 소자 그룹(21)에 의해 얻어진다.

따라서, 기준 소자 그룹(27)보다 작은 전력 소비량을 갖는 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24) 각각에 의해 50 cd 이상의 휘도가 얻어진다. 그 결과, 백라이트 유닛(1)은 200 cd의 휘도로 디스플레이를 조명할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 백라이트 유닛(1) 및 액정 디스플레이에 있어서, 기준 소자 그룹(27)은 복수의 LED(25) 뿐만 아니라 LED(26)를 구비한다. 따라서, 기준 소자 그룹(27)의 전력 소비량은 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24) 각각의 전력 소비량보다 크다. 구동 회로(30)는 모니터 유닛(32)에 의해 얻어진 전류 값에 기초하여 설정된 정전류를 기준 소자 그룹(27)과 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24)에 공급한다.

따라서, LED(25)의 전력 소비량 편차가 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(21 내지 24)들 사이의 전력 소비량 편차를 유발하더라도, 소정 레벨 이상의 필요 휘도가 안정적으로 얻어질 수 있다.

또한, 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24)은 모니터될 필요가 없기 때문에, 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24)에 대응하는 모니터 유닛이 백라이트 유닛(1)에 형성될 필요가 없다. 이는 백라이트 유닛(1)의 제품 크기 증가를 억제한다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 범주 안에서 다양하게 변형될 수 있다는 것을 유념하기 바란다. 예를 들어, 제1 내지 제4 발광 소자 그룹(21 내지 24) 각각이 n개의 LED(25)를 구비할 때, 기준 소자 그룹(27)의 전력 소비량은 제1 발광 소자 그룹(21)의 전압 Vf×n과 LED(26)의 순전압 Vf를 합한 것일 수 있다.

모니터 유닛(32)은 또한 기준 소자 그룹(27)의 전기적 특성 값으로서 전압을 모니터할 수 있다. 이러한 경우에, 정전류 제어기(33)는 전압에 기초하여 설정된 정전류를 기준 소자 그룹(27)과 제2 내지 제4 발광 소자 그룹(22 내지 24)에 공급하기만 하면 된다.

제1 내지 제4 발광 소자 그룹(21 내지 24)은 동일한 수의 직렬 접속된 LED(25)를 구비하기만 하면 된다. LED(26)는 복수의 직렬 접속된 LED(25)를 각각 구비한 복수의 발광 소자 그룹 중 오직 하나와 직렬로 접속되고, 이 발광 소자 그룹과 함께 기준 소자 그룹(27)을 형성한다. LED(26)는 오직 기준 소자 그룹(27)의 전력 소비량을 증가시키는 부하부이기만 하면 되고, LED 대신에 예를 들어 다이오드 또는 저항기일 수도 있다. 광원(20)은 광 안내판(10)의 측면 에지를 따라 서로 대면하도록 형성될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 제품 크기의 증가를 억제하고 소정 레벨 이상의 휘도를 얻을 수 있는 조명 장치와, 이 조명 장치를 포함하는 액정 디스플레이가 제공된다.

Claims

복수의 직렬 접속된 발광 소자를 각각 구비하는 복수의 발광 소자 그룹과,

상기 발광 소자 그룹 중 하나와 직렬로 접속되고 상기 하나의 발광 소자 그룹과 함께 기준 소자 그룹을 형성하는 부하부와,

상기 기준 소자 그룹의 전기적 특성 값을 모니터하는 모니터 유닛을 구비하고 상기 모니터 유닛에 의해 얻어진 상기 전기적 특성 값에 기초하여 설정된 전류를 상기 기준 소자 그룹 및 나머지 발광 소자 그룹에 공급하는 구동 회로를 포함하는 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 기준 소자 그룹의 전력 소비량은 나머지 발광 소자 그룹 각각의 전력 소비량보다 큰 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동 회로는 상기 전기적 특성 값에 기초하여 설정된 정전류를 상기 기준 소자 그룹 및 나머지 발광 소자 그룹에 공급하는 정전류 제어기를 포함하는 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 전기적 특성 값은 전류 값과 전압 값 중 하나인 조명 장치.
어레이 기판과, 상기 어레이 기판과의 사이에 갭을 두고 대향하여 배치된 카운터 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 카운터 기판 사이에 유지된 액정층을 구비하는 액정 디스플레이 패널과,

상기 액정 디스플레이 패널을 조명하는 조명 장치로서, 복수의 직렬 접속된 발광 소자를 각각 구비하는 복수의 발광 소자 그룹과; 상기 발광 소자 그룹 중 하나와 직렬로 접속되고 상기 하나의 발광 소자 그룹과 함께 기준 소자 그룹을 형성하는 부하부와; 상기 기준 소자 그룹의 전기적 특성 값을 모니터하는 모니터 유닛을 구비하고 상기 모니터 유닛에 의해 얻어진 상기 전기적 특성 값에 기초하여 설정된 전류를 상기 기준 소자 그룹 및 나머지 발광 소자 그룹에 공급하는 구동 회로를 구비하는 조명 장치를 포함하는 액정 디스플레이.