KR101100105B1 - 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 장치는 다수개의 LED들이 배치되어 있는 LCD패널장치의 백라이트광원 기능을 하는 LED어레이가 안치되는 엘시디 백라이트패널의 쇼트검출장치로서, 1)상기 LED어레이의 전원라인상에 연결되어 LED어레이에 흐르는 이상전압을 전압분배하여 출력하는 검출전압분배부와; 2)상기 검출전압분배부로부터 검출된 검출전압을 기준전압과 비교하여 LED어레이의 쇼트상태를 검출출력하는 쇼트검출부와; 3)상기 쇼트검출부에 기준전압을 공급하는 기준전압공급부와; 4)상기 쇼트검출부의 검출출력신호에 의해 턴온되어 LED어레이의 PWM IC로 디제이블신호를 인가하는 스위칭소자;를 포함하여 구성되는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 의한 장치는 표시패널의 바이어스단의 일측에 이상전압을 검출할 수 있는 쇼트검출회로를 연결하여 표시패널의 쇼트시 이를 검출하여 즉시 LED어레이의 구동회로기능을 차단함으로서, LED어레이와 패널조립시 발생되는 쇼트로 인한 생산제품의 양/불량품에 대한 식별을 용이하게 할 수 있으므로 그에 따라 표시패널의 제조수율을 상당히 향상시키는 효과가 있다.

Description

엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치{Short detection device for LCD backlight panel}
본 발명은 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치에 관한 것으로, 특히 패널 바이어스단의 일측에 이상전압을 검출할 수 있는 쇼트검출회로를 두어 표시패널로부터 쇼트를 검출하면 즉시 LED어레이의 구동회로기능을 차단함으로서, 표시패널제품에 대한 양/불량품 식별을 용이하게 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 'LCD'라 함)는 매트릭스형태로 배열되어진 다수의 액정 셀들과 이들 액정 셀들 각각에 액정의 회전각도를 제어하여 광 투과량을 조절함으로써 화상데이터를 표시하는 영상표시장치이다. 이러한 LCD에는 액정셀들로 입사되는 광투과량을 조절하기 위한 영상데이터를 공급하는 TFT(박막트랜지스터)가 장착된 표시패널과, 이 표시패널의 후면에 설치되어 LCD에 광원을 제공하는 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 구비된다.
종래에는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp ; 이하, 'CCFL'라 함)가 상기 백라이트 유닛에 사용되는 광원(light source)으로 사용되어 왔다. 그러나 LCD 시스템의 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 따라 최근에는 CCFL 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하 'LED'라 함)가 LED어레이형태로 패널에 장착된 백라이트 장치가 널리 사용되고 있다.
LCD의 백라이트 패널장치는 도 1에 도시되었듯이 LCD(100)에 백라이트를 제공하기 위해 예컨대, 각각 적(R), 녹(G), 청(B)광을 방출하는 다수개의 LED가 배치되는 LED어레이(110)와; 상기 LED어레이(110)의 각 LED를 제어하기 위해 바이어스전원을 공급하는 전원공급부(120)와; 상기 LED어레이(110)와 전원공급부(120) 등을 내부에 안치하여 고정시키는 백라이트패널부(130)를 포함하여 구성된다.
통상 이러한 LCD의 백라이트 패널장치는, 백라이트패널부(130)의 내부에 LED어레이(110)와 전원공급부(120) 등을 장착·조립된다. 그런데 부속부품들 자체가 불량이거나, 백라이트패널장치를 장착·조립하는 과정에 문제가 있게 되면 LED어레이가 패널에 쇼트된 상태로 조립되는 경우가 빈번하게 발생한다. 그러나 종래에는 이러한 쇼트로 인한 제품의 불량품을 식별하거나 검출하는 수단이 패널내에 구비되어 있지 않아, 그 상태로 완제품에 적용되기 때문에 제품의 제조수율이 낮게 될 뿐 아니라 LED어레이의 백라이트성능도 저하되는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, LED어레이와 패널조립시 발생되는 쇼트로 인한 표시패널제품의 양/불량품에 대한 식별을 용이하게 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 OP앰프에 수동소자가 결합되는 형태로 회로구성을 매우 간편하게 구성하고 그 구성된 복수개의 OP앰프를 통해 패널조립시 발생되는 이상전압을 정밀하게 검출해낼 수 있는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수개의 LED들이 배치되어 있는 LCD패널장치의 백라이트광원 기능을 하는 LED어레이가 안치되는 엘시디 백라이트패널의 쇼트검출장치로서, 1)상기 LED어레이의 전원라인상에 연결되어 LED어레이에 흐르는 이상전압을 전압분배하여 출력하는 검출전압분배부와; 2)상기 검출전압분배부로부터 검출된 검출전압을 기준전압과 비교하여 LED어레이의 쇼트상태를 검출출력하는 쇼트검출부와; 3)상기 쇼트검출부에 기준전압을 공급하는 기준전압공급부와; 4)상기 쇼트검출부의 검출출력신호에 의해 턴온되어 LED어레이의 PWM(pulse width modulation; 이하 PWM이라 함) IC로 디제이블신호를 인가하는 스위칭소자;를 포함하여 구성되는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 표시패널의 바이어스단의 일측에 이상전압을 검출할 수 있는 쇼트검출회로를 연결하여 표시패널의 쇼트시 이를 검출하여 즉시 LED어레이의 구동회로기능을 차단함으로서, LED어레이와 패널조립시 발생되는 쇼트로 인한 생산제품의 양/불량품에 대한 식별을 용이하게 할 수 있으므로 그에 따라 표시패널의 제조수율을 상당히 향상시키는 장점이 있다.
또한 상기와 같은 본 발명에 의하면, OP앰프에 수동소자가 결합되는 형태로 회로가 구성되기 때문에 회로구성이 매우 간편하므로 그에 따라 표시패널의 공간설계에 효율적으로 대처할 수 있음은 물론 복수개의 OP앰프를 통해 패널조립시 발생되는 이상전압을 정밀하게 검출해낼 수 있으므로 그에 따라 양/불량품 측정에 대한 신뢰성도 상당히 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 LED어레이의 조립방법을 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명에 의한 장치의 일실시예를 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명에 의한 장치의 다른 실시예를 설명하는 설명도.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
본 발명에 의한 일실시예의 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 다수개의 LED(11A~11N)들이 배치되어 있는 LCD패널장치(도시안됨)의 백라이트광원 기능을 하는 LED 어레이(10)와; 상기 LED어레이(10)의 전원라인상에 연결되어 LED어레이(10)에 흐르는 이상전압(혹은 쇼트전압을 포함한 과전압)을 전압분배하여 출력하는 검출전압분배부(20)와; 상기 검출전압분배부(20)로부터 검출된 검출전압을 기준전압과 비교하여 LED어레이(10)의 쇼트상태를 검출출력하는 쇼트검출부(30)와; 상기 쇼트검출부(30)에 기준전압을 공급하는 기준전압공급부(40)와; 상기 쇼트검출부(30)의 검출출력신호에 의해 턴온되어 LED어레이(10)의 PWM IC(50)로 디제이블신호를 인가하는 스위칭소자(60)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 쇼트검출부(30)는 반전단자에 기준전압공급부(40)가 연결되고 비반전단자에 검출전압분배부(20)가 연결되어 LED어레이(10)에 흐르는 이상전압이 기준전압이상일 경우 쇼트상태를 검출하는 제1비교기(31)와; 비반전단자에 기준전압공급부(40)가 연결되고 반전단자에 검출전압분배부(20)가 연결되어 LED어레이(10)에 흐르는 이상전압이 기준전압이하일 경우 쇼트상태를 검출하는 제2비교기(32)를 포함할 수 있다. 상기 제1비교기(31) 및 제2비교기(32)로는 OP앰프(operational amplifier)를 사용할 수 있다. 출력전압을 안정화시키기 위하여 상기 제1비교기(31) 및 제2비교기(32)의 출력단에는 다이오드(33, 34)를 연결하는 것이 바람직하다.
상기 검출전압분배부(20)는 LED어레이(10)의 전원라인상의 인가전원(Vout)에 저항(R1)을 연결하고, 상기 저항(R1)의 일단에 저항(R2)을 연결하며, 상기 저항(R2)의 일단에 접지단이 연결된 저항(R3)의 다른 일단을 연결하고, 상기 저항(R1)과 저항(R2)사이에는 저항(R4)을 연결하며, 상기 저항(R4)에 접지단이 연결된 저항(R5)을 연결하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 저항(R1)과 저항(R2)은 LED어레이(10)로 인가되는 인가전원(Vout)을 절반(1/2)으로 강압하여 출력시킨다. 또한 상기 저항(R4)과 저항(R5)은 저항(R1)과 저항(R2)에 의해 분배된 전압을 쇼트검출부(30)가 처리할 수 있는 전압범위 예컨대, 저항(R1)과 저항(R2)에 의해 분배된 전압을 1/10로 강압하여 출력시키는 것이 바람직하다.
상기 기준전압공급부(40)는 인가전원(Vout)에 저항(R6)을 연결하고, 상기 저항(R6)의 다른 일단에 직렬로 저항들(R7,R8,R9,R10,R11)과 접지단에 연결된 저항(R12)을 연결하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 저항(R6)과 저항(R7)사이에는 상위 기준전압이 공급되도록 제1비교기(31)의 반전단자가 연결되고, 상기 저항(R8)과 저항(R9)사이에는 하위 기준전압이 공급되도록 제2비교기(32)의 비반전단자가 연결되는 것이 바람직하다.
상기 스위칭소자(60)는 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 PWM IC(50)는 LED어레이(10)에 동작전원을 공급하는 구동회로부(90)의 기능을 제어하는 구성요소로서, 이 PWM IC(50)의 포트 일측에 스위칭소자(60)의 일단이 연결되는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 다른 실시예로, 상기 쇼트검출부(30)의 출력단은 LED어레이(10)의 쇼트상태를 외부에서 확인할 수 있도록 광신호를 출력하는 포토다이오드와 저항으로 구성된 광신호출력부(70)가 연결되는 것이 바람직하다. 또한 상기 쇼트검출부(30)의 출력단은 도 3에 도시된 바와 같이 LED어레이(10)의 쇼트상태를 외부에서 인지할 수 있도록 기저장된 음성신호를 출력시키는 음성신호발생IC(81)와 스피커(82)로 구성된 음성신호출력부(80)가 연결되는 것이 바람직하다.
이하 상기와 같은 구성으로 된 본 발명에 의한 장치의 작용, 효과를 설명한다.
본 발명에 의한 쇼트검출장치는 LED어레이(10), 구동회로부(90)와 함께 백라이트패널부(미도시)에 안치되고, 이어서 상기 백라이트패널부는 LCD후면부에 장착·조립된다. 중간제품의 조립이 완료되면 테스트를 위해 전원을 인가한다.
그러면, 상기 LED어레이(10)의 각 LED(11A-N)로 인가전원(Vout)이 공급되어 정상적일 경우 상기 LED어레이(10)의 각 LED(11A-N)가 점등하게 되고 그와 동시에 상기 인가전원(Vout)은 기준전압공급부(40)의 저항들(R6~R12)로도 공급되어 이 저항들(R6~R12)의 전압분배작용에 의해 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 및 제2비교기(32)로 기준전압이 공급된다.
즉, 상기 기준전압공급부(40)의 저항(R6)과 저항들(R7~R12)의 분배작용에 의해 쇼트검출부(30)의 제1 비교기(31)의 반전단자로 상위 기준전압 예컨대, 5V 혹은 0V가 공급되고, 반면에 상기 기준전압공급부(40)의 저항(R6~R8)과 저항들(R9~R12)의 분배작용에 의해 쇼트검출부(30)의 제2 비교기(32)의 비반전단자로 하위 기준전압 예컨대, 0V 혹은 -5V가 공급되게 설정된다.
여기서, 상기 동작과 동시에 상기 LED어레이(10)의 각 LED(11A-N)로 인가된 인가전원(Vout)은 검출전압분배부(20)의 저항들(R1~R5)을 경유하여 상기 제1비교기(31)와 제2비교기(32)의 비반전 단자와 반전단자로도 입력되게 되는데, 이때, 상기 검출전압분배부(20)의 전압은 상기 제1비교기(31)와 제2비교기(32)의 비반전 단자와 반전단자로도 각기 입력될 때 인가되는 전압의 강하된 상태로 입력된다.
즉, 상기 검출전압분배부(20)의 저항(R1)과 저항(R2)은 LED어레이(10)로 인가되는 인가전원(Vout)을 절반(1/2)으로 강압하여 저항(R4)과 저항(R5)사이의 연결점에 나타난다. 그리고 상기 상기 검출전압분배부(20)의 저항(R4)과 저항(R5)은 저항(R1)과 저항(R2)에 의해 이미 절반정도로 분배된 전압을 1/10로 강압되어 쇼트검출부(30)가 처리할 수 있는 전압범위 예컨대, 5V ~ 0V로 하여 상기 제1비교기(31)와 제2비교기(32)의 단자로 입력된다.
따라서 만약 상기 LED어레이(10)의 조립시 이 LED어레이(10)가 백라이트패널의 샤시와 쇼트된 상태로 조립될 경우 이 쇼트된 이상전압은 상기와 같은 검출전압분배부(20)의 전압분배작용에 의해 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 및 제2비교기(32)에서 처리할 수 있는 전압범위로 강압되어 이들 비교기(31, 32)로 공급된다.
반대로, 상기 LED어레이(10)가 백라이트패널에 정상적으로 조립되어 쇼트가 발생되지 않을 경우 상기 검출전압분배부(20)에 의해 분배되는 전압은 제1비교기(31)의 상위기준전압과 제2비교기(32)의 하위기준전압의 범위 예컨대, 5V ~ 0V내에 들어가게 된다. 따라서 상기 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 및 제2비교기(32)는 쇼트가 발생되지 않은 상태하에서 0V의 출력신호를 내므로 스위칭소자(60)인 MOSFET는 턴오프상태를 유지한다. 그러면 상기와 같이 스위칭소자(60)인 MOSFET가 턴오프를 유지하여 PWM IC(50)로 인에이블신호 예컨대 5V 혹은 하이신호를 출력할 경우 상기 PWM IC(50)는 구동회로부(90)를 제어하여 LED어레이(10)가 정상구동되도록 동작제어한다.
여기서 상기 본 발명의 동작과정중에 쇼트발생의 경우를 좀 더 구체적을 설명한다. 상기 조립과정중에 만약 상기 LED어레이(10)가 백라이트패널과 쇼트될 경우 상기 LED어레이(10)상에는 이상전압 예컨대, 과전압이 발생하거나 혹은 동작전압보다 현저히 적은 전압이 발생되고 이 발생된 이상전압은 상기 검출전압분배부(20)의 전압분배작용에 의해 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 및 제2비교기(32)에서 처리할 수 있는 전압범위로 강압되어 이들 비교기(31, 32)로 각기 공급된다.
이때, 상기 이상전압이 만약 과전압일 경우에는 검출전압분배부(20)에 의해 전압강하를 거치더라도 제1비교기(31)에 설정된 상위 기준전압 예컨대, 5V보다는 크게 되므로 상기 제1비교기(31)에 의해 LED어레이(10)의 쇼트상태가 검출된다.
마찬가지로, 상기 이상전압이 만약 동작전원보다도 낮은 전압일 경우에는 검출전압분배부(20)에 의해 전압강하를 거쳐 제2비교기(32)에 설정된 하위 기준전압보다도 작게 되므로 상기 제2비교기(32)에 의해 LED어레이(10)의 쇼트상태가 검출된다.
따라서 상기와 같이 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 혹은 제2비교기(32)에 의해 LED어레이(10)의 쇼트상태가 검출될 경우 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 혹은 제2비교기(32)는 하이신호 혹은 5V신호를 다이오드(33, 34)를 경유하여 스위칭소자(60)인 MOSFET로 출력시킨다.
그러면 상기 스위칭소자(60)인 MOSFET가 턴온상태가 되므로 그에 따라 PWM IC(50)로 디제이블신호 예컨대 0V 혹은 로우신호를 출력된다. 그러므로 상기 PWM IC(50)는 상기 스위칭소자(60)의 디제이블신호에 따라 구동회로부(90)의 동작을 제어하여 LED어레이(10)의 구동을 차단시키므로 작업자가 현재 LED어레이(10)가 백라이트패널과 쇼트되어 있음을 인지하여 정해진 절차에 따라 신속히 조치를 취하게 된다.
한편, 상기와 같이 쇼트검출부(30)에 의해 LED어레이(10)의 쇼트상태가 검출될 경우 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 혹은 제2비교기(32)의 출력단에 연결된 광신호출력부(70)가 동작되어 발광하므로 작업자가 육안으로도 LED어레이(10)의 쇼트상태를 외부에서 확인할 수가 있다.
더 나아가 상기와 같이 쇼트검출부(30)에 의해 LED어레이(10)의 쇼트상태가 검출될 경우 쇼트검출부(30)의 제1비교기(31) 혹은 제2비교기(32)의 출력단에 연결된 음성신호출력부(80)의 음성신호발생IC(81)도 미리 저장되어 있던 음성신호 예컨대, "LED어레이에 쇼트가 발생하였습니다"와 같은 미리 저장된 음성신호를 스피커(82)를 통해 방출하므로 작업자가 앞서의 쇼트상태검출신호들에 대해 부주의하였더라도 이 음성신호를 통해 현재 LED어레이(10)가 백라이트패널과 쇼트되어 있음을 정확히 인지하여 정해진 절차에 따라 신속히 조치를 취할 수 있게 된다.
10: LED어레이 11A~11N: LED
20: 검출전압분배부 30: 쇼트검출부
40: 기준전압공급부 50: PWM IC
60: 스위칭소자 31: 제1비교기
32: 제2비교기 33: 다이오드
34: 다이오드 70: 광신호출력부
80: 음성신호출력부 81: 음성신호발생IC
82: 스피커 90: 구동회로부
R1~R12: 저항

Claims (10)

  1. 다수개의 LED들이 배치되어 있는 LCD패널장치의 백라이트광원 기능을 하는 LED어레이가 안치되는 엘시디 백라이트패널의 쇼트검출장치로 1) 상기 LED어레이의 전원라인 상에 연결되어 LED어레이에 흐르는 이상전압을 전압분배하여 출력하는 검출전압분배부; 2) 상기 검출전압분배부로부터 검출된 검출전압을 기준전압과 비교하여 LED어레이의 쇼트상태를 검출출력하는 쇼트검출부; 3) 상기 쇼트검출부에 기준전압을 공급하는 기준전압공급부; 및 4) 상기 쇼트검출부의 검출출력신호에 의해 턴온되어 LED어레이의 PWM IC로 디제이블신호를 인가하는 스위칭소자;를 포함하여 구성되는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치에 있어서,
    상기 검출전압분배부에는
    LED어레이의 전원라인상의 인가전원(Vout)에 저항(R1)이 연결되고, 상기 저항(R1)의 일단에 저항(R2)이 연결되며, 상기 저항(R2)의 일단에 접지단이 연결된 저항(R3)의 다른 일단이 연결되고, 상기 저항(R1)과 저항(R2)사이에는 저항(R4)이 연결되며, 상기 저항(R4)에 접지단이 연결된 저항(R5)이 연결되는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 쇼트검출부는
    반전단자에 기준전압공급부가 연결되고 비반전단자에 검출전압분배부가 연결되어 LED어레이에 흐르는 이상전압이 기준전압이상일 경우 쇼트상태를 검출하는 제1비교기와;
    비반전단자에 기준전압공급부가 연결되고 반전단자에 검출전압분배부가 연결되어 LED어레이에 흐르는 이상전압이 기준전압이하일 경우 쇼트상태를 검출하는 제2비교기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1비교기 및 제2비교기는 OP앰프(operational amplifier)인 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항(R1)과 저항(R2)은 LED어레이로 인가되는 인가전원(Vout)을 절반(1/2)으로 강압하여 출력시키는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항(R4)과 저항(R5)은 저항(R1)과 저항(R2)에 의해 분배된 전압을 쇼트검출부가 처리할 수 있는 전압범위로 강압하여 출력시키는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    기준전압공급부에는 인가전원(Vout)에 저항(R6)이 연결되고, 상기 저항(R6)의 다른 일단에 직렬로 저항들(R7,R8,R9,R10,R11)과 접지단에 연결된 저항(R12)이 연결되는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 저항(R6)과 저항(R7)사이에는 상위 기준전압이 공급되도록 제1비교기의 반전단자에 연결되고, 상기 저항(R8)과 저항(R9)사이에는 하위 기준전압이 공급되도록 제2비교기의 비반전단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭소자는 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)인 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 쇼트검출부의 출력단에는 LED어레이의 쇼트상태를 외부에서 확인할 수 있도록 광신호 또는 음성신호를 출력하는 신호출력부가 연결되는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트 패널의 쇼트검출장치.
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