KR101606888B1 - 백라이트 유닛, 이를 포함하는 표시 장치 및 백라이트 유닛의 검사 방법 - Google Patents

백라이트 유닛, 이를 포함하는 표시 장치 및 백라이트 유닛의 검사 방법 Download PDF

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Abstract

백라이트 유닛은 복수의 광원 그룹, 컨버터, 보상부, 검출부 및 보호부를 포함한다. 광원 그룹들 각각은 복수의 광원을 구비하고, 컨버터는 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하여 광원 그룹들에 제공한다. 보상부는 광원 그룹들에 연결되고, 광원 그룹들 각각으로부터 피드백된 전류들의 편차를 보상한다. 검출부는 광원 그룹들과 보상부 사이에 연결되고, 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전압들 중 최고 전압을 검출한다. 보호부는 최고 전압을 수신하여 기 설정된 기준 전압과 비교하며, 비교 결과에 근거하여 컨버터를 제어하는 보호 신호를 출력한다.

Description

백라이트 유닛, 이를 포함하는 표시 장치 및 백라이트 유닛의 검사 방법{BACKLIGHT UNIT, DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME, AND METHOD OF INSPECTING BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 유닛, 이를 포함하는 표시 장치 및 백라이트 유닛의 검사 방법에 관한 것으로, 특히 이상 상태를 감지할 수 있는 백라이트 유닛, 이를 포함하는 표시 장치 및 백라이트 유닛의 검사 방법에 관한 것이다.
두 표시판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정 표시 장치는 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함하여 영상을 표시한다. 그러나, 액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하므로 백라이트 유닛과 같은 별도의 광원을 필요로 한다.
백라이트 유닛은 광을 제공하기 위한 광원으로서 발광 다이오드를 포함한다. 발광 다이오드는 응답 속도가 빠르고 임펄시브 구동이 가능하며 액정 표시 장치의 두께를 줄이는데 적합하다. 백라이트 유닛에 사용되는 발광 다이오드는 복수개가 상호 직렬로 연결되어 발광 다이오드 스트링(string)을 형성할 수 있다. 백라이트 유닛은 발광 다이오드 스트링에 포함된 발광 다이오드에 불량이 발생할 경우 휘도의 변화가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광원의 이상 발생을 감지하여 구동을 제어하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구동시 광원의 이상 발생을 확인할 수 있는 백라이트 유닛의 검사 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수의 광원 그룹, 컨버터, 보상부, 검출부 및 보호부를 포함한다. 상기 광원 그룹들 각각은 복수의 광원을 구비한다. 상기 컨버터는 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하여 상기 광원 그룹들에 제공한다. 상기 보상부는 상기 광원 그룹들에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백된 전류들의 편차를 보상한다. 상기 검출부는 상기 광원 그룹들과 상기 보상부 사이에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전압들 중 최고 전압을 검출한다. 상기 보호부는 상기 최고 전압을 수신하여 기 설정된 기준 전압과 비교하며, 비교 결과에 근거하여 상기 컨버터를 제어하는 보호 신호를 출력한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 검출부는 상기 광원 그룹들 각각에 대응하여 연결된 복수의 제1 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드들 각각은 대 응하는 광원 그룹에 연결된 애노드 및 상기 보호부에 연결된 캐소드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 보호부는 상기 최고 전압과 상기 기준 전압을 수신하고, 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 보호 신호를 출력하는 제1 비교부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기준 전압은 상기 광원 그룹들로부터 피드백된 전압들 사이의 최대 편차값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 보호부는 상기 광원 그룹들의 디밍을 위한 디밍 신호와 상기 제1 비교부로부터 수신된 상기 보호 신호를 수신하고, 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 보호 신호를 출력하는 제2 비교부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 보상부는 상기 광원 그룹들 각각에 연결된 복수의 제1 스위칭 소자 및 상기 제1 스위칭 소자들 각각에 연결된 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 스위칭 소자들 각각은 대응하는 광원 그룹에 연결된 제1 단자와, 접지단과 연결된 제2 단자 및 상기 제1 단자와 상기 제2 단자의 통전을 제어하는 제3 단자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 보호 신호를 수신하여 상기 컨버터의 부스팅 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 컨버터는 상기 입력 전압이 인가되는 인덕터, 상기 인덕터에 연결되고 상기 입력 전압에 따른 전류를 정류하는 제2 다이오드, 상기 제2 다이오드와 접지단 사이에 연결되어 상기 입력 전압을 충전하는 커패시터 및 상기 인덕터와 상기 제2 다이오드의 결합 노드, 상기 제어부 및 상기 접지단에 연결된 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제어부는 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 보호 신호에 응답하여 상기 제2 스위칭 소자를 턴-오프시킬 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치는 표시 패널, 복수의 광원 그룹, 컨버터, 보상부, 검출부 및 보호부를 포함한다. 상기 표시 패널은 광을 제공받아 영상을 표시한다. 상기 광원 그룹들 각각은 복수의 광원을 구비하고, 상기 표시 패널에 상기 광을 제공한다. 상기 컨버터는 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하여 상기 광원 그룹들에 제공한다. 상기 보상부는 상기 광원 그룹들에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백된 전류들의 편차를 보상한다. 상기 검출부는 상기 광원 그룹들과 상기 보상부 사이에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전압들 중 최고 전압을 검출한다. 상기 보호부는 상기 최고 전압을 수신하여 기 설정된 기준 전압과 비교하며, 비교 결과에 근거하여 상기 컨버터를 제어하는 보호 신호를 출력한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 검사 방법은 다음과 같다. 우선, 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하고, 복수의 광원을 각각 구비하는 복수의 광원 그룹에 상기 구동 전압을 인가한다. 다음, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백된 전류들을 보상하고, 상기 보상된 전류들에 대응하여 조정된 피드백 전압들 중 최고 전압을 검출한다. 다음, 상기 최고 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 비교 결과를 근거로 보호 신호를 출력한 후 상기 보호 신호에 응답하여 상기 부스팅 동작을 제어한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 보상하는 단계는 상기 피드백된 전류들을 일정한 크기로 유지시킨다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기준 전압은 상기 광원 그룹들로부터 피드백된 전압들 사이의 최대 편차값으로 설정된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 보호 신호는 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 부스팅 동작을 차단한다.
상술된 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛 및 표시 장치는 발광 다이오드의 이상 여부를 감지하여 상기 광원 그룹들의 동작을 차단함으로써 불량 검출을 자체적으로 실시할 수 있다.
또한, 상술된 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 검사 방법은 백라이트 유닛이 자체적으로 발광 다이오드의 불량을 파악함으로써 불량 처리가 용이하고 불량 검사 비용이 절감된다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확 한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 패널(100), 구동 회로부(200), 백라이트 유닛(300) 및 샤시(500)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 광을 공급받아 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하기 위해 광의 투과량을 조절하는 액정층(120)을 사이에 두고 서로 마주하여 배치된 제1 기판(110)과 제2 기판(130)을 포함한다.
상기 하부 기판(110)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제1 베이스 기판 상에 일방향으로 연장되고 상기 일방향에 직교하는 타방향으로 서로 이격되어 배치되는 복수의 게이트 라인(111), 상기 게이트 라인들(111)과 실질적으로 직교하는 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인(113), 각각 상기 게이트 라인들(111) 중에서 대응하는 게이트 라인(111)과 상기 데이터 라인들(113) 중에서 대응하는 데이터 라인(113)에 연결된 복수의 박막 트랜지스터(115) 및 상기 박막 트랜지스터들(115) 각각에 연결되는 화소 전극(117)을 포함한다. 도 1에서는 편의상 상기 게이트 라인들(111) 중 하나의 게이트 라인(111)만 도시하였고, 상기 게이트 라인들(111), 상 기 데이터 라인들(113), 상기 박막 트랜지스터들(115) 및 상기 화소 전극들(117) 각각에 대표 참조 번호를 부여하여 표시하였다.
상기 상부 기판(130)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제2 베이스 기판 상에 상기 화소 전극들(117) 각각에 대응하여 기 설정된 패턴으로 배열되는 복수의 컬러필터(131) 를 포함한다. 또한, 상기 상부 기판(130)은 상기 컬러필터들(131) 중 서로 인접하는 컬러필터 사이에 배치되는 블랙 매트릭스(137)와, 상기 액정층(120)을 구동하기 위해 상기 화소 전극들(117)에 대응하여 전계를 형성하는 공통 전극(139)을 포함한다.
상기 구동 회로부(200)는 상기 표시 패널(100)에 다양한 구동 신호를 공급하기 위해 게이트 구동부(미도시), 데이터 구동부(미도시), 제어부(미도시) 및 회로 기판(210)을 포함한다. 상기 회로 기판(210)은 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상기 제어부를 실장하고, 복수의 신호 전송 기판(220)을 이용하여 상기 하부 기판(110)에 연결된다.
다만, 다른 실시 형태로서 상기 게이트 구동부는 상기 하부 기판(110)에 직접적으로 형성되거나 상기 하부 기판(110) 상에 칩 형태로 실장될 수 있고, 상기 데이터 구동부는 상기 신호 전송 기판들(220) 또는 상기 하부 기판(110) 상에 칩 형태로 실장될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(300)은 상기 표시 패널(100)에 광을 공급하기 위해 적어도 하나의 광원 그룹(307), 도광판(310), 반사 시트(320), 확산 시트(340) 및 프리즘 시트(350)를 포함한다. 상기 백라이트 유닛(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 광원 그룹(307)을 구동하기 위한 구성 요소를 더 포함할 수 있다.
상기 광원 그룹(307)은 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)(301) 및 상기 발광 다이오들(301)이 실장된 발광 다이오드 바(305)를 포함한다. 상기 발광 다이오드들(301)은 상기 발광 다이오드 바(305)를 통해 구동 전원을 제공받는다. 상기 발광 다이오드들(301)이 실장된 상기 발광 다이오드 바(305)는 상기 표시 패널(100)의 측면에 대응하여 배치된다.
상기 도광판(310)은 광을 굴절시키는 투명한 재질로 이루어진다. 상기 도광판(310)은 상기 광원 그룹(307)에 인접한 입사면으로 입사되는 광의 진행 방향을 변경한다. 상기 도광판(310)은 상기 입사면으로 입사되는 광을 내부에서 굴절시켜 상기 표시 패널(100)에 제공한다.
상기 반사 시트(320)는 베이스 시트 상에 배치된 광 반사층을 포함하고, 상기 도광판(310)의 하부에 배치된다. 상기 반사 시트(320)는 상기 도광판(310)의 하부로 방출되는 광을 반사하여 상기 도광판(310)의 광 손실을 감소시킨다.
상기 확산 시트(340)는 상기 도광판(310)의 상부에 배치되고, 상기 도광판(310)으로부터 방출되는 광을 수신한다. 상기 확산 시트(340)는 상기 표시 패널(100)에 고르게 입사되도록 상기 수신된 광을 확산하여 방출한다.
상기 프리즘 시트(350)는 상기 확산 시트(340)의 상부에 배치되고, 상기 확산 시트(340)로부터 방출되는 광을 수신한다. 상기 프리즘 시트(350)는 상기 표시 패널(100)에 수직하게 입사되도록 상기 수신된 광을 집광시켜 방출한다. 상기 확산 시트(340)와 상기 프리즘 시트(350)는 실시 예에 따라 2장 또는 3장의 조합으로 사 용될 수 있다.
상기 샤시(500)는 상기 표시 패널(100)과 상기 백라이트 유닛(300)을 수납하고, 외부의 충격으로부터 상기 표시 패널(100)과 상기 백라이트 유닛(300)을 보호한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 컨버터(360), 복수의 광원 그룹들(371,372,373,374,375,376), 보상부(420), 검출부(420) 및 보호부(450)를 포함한다.
상기 컨버터(360)는 외부로부터 공급되는 입력 전압(VIN)을 수신하고, 상기 입력 전압(VIN)을 변환하여 상기 광원 그룹들(371,372,373,374,375,376)에 구동 전압(VOUT)으로 출력한다
상기 광원 그룹들(371,372,373,374,375,376) 각각은 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드(301)를 포함한다. 상기 광원 그룹들(371,372,373,374,375,376)은 상호 병렬로 연결되고 상기 컨버터(360)의 출력단과 연결된다. 여기서는 예시적으로 상기 광원 그룹들(371,372,373,374,375,376)을 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)으로 지정한다. 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376) 각각은 상기 컨버터(360)로부터 상기 구동 전압(VOUT)을 제공받아 광을 발생한다.
상기 보상부(420)는 커런트 미러(current mirror) 회로로서 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)으로부터 피드백되는 전류의 편차를 보상한다.
그러기 위해 상기 보상부(420)는 제1 스위칭 소자(TR1), 복수의 제2 스위칭 소자(TR2), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 복수의 제3 저항(R3), 복수의 제4 저항(R4), 제 5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)을 포함한다.
상기 제1 스위칭 소자(TR1)는 상기 제1 저항(R1)을 통해 입력 전압(VIN)이 인가되는 콜렉터 및 상기 제2 저항(R2)을 통해 상기 제1 광원 그룹(371)으로부터 피드백된 제1 피드백 전압(VF1)이 인가되는 베이스를 포함한다. 상기 제2 스위칭 소자(TR2)는 상기 제1 피드백 전압(VF1)에 응답하여 턴-온된다.
상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각은 상기 제3 저항들(R3)을 통해 상기 제1 스위칭 소자(TR1)의 에미터에 연결되는 베이스, 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376) 중 대응하는 광원 그룹에 연결되는 콜렉터 및 상기 제4 저항들(R4)과 연결되는 에미터를 포함한다. 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각의 베이스는 제1 노드(n1)를 통해 상기 제1 스위칭 소자(TR1)의 에미터에 상호 병렬로 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각은 상기 콜렉터를 통해 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376) 각각으로부터 피드백되는 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6)을 각각 수신한다. 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각은 상기 제1 스위칭 소자(TR1)의 에미터 전압에 응답하여 턴-온된다.
상기 제4 저항들(R4) 각각은 일 단자가 제2 노드(n2)에 연결된다.
상기 제5 저항(R5)은 상기 제1 스위칭 소자(TR1)의 에미터 및 접지단에 연결되고, 상기 제6 저항(R6)은 상기 제2 노드(n2) 및 접지단에 연결된다.
상기 보상부(420)에서 상기 제2 스위칭 소자들(TR2)의 베이스는 동일한 노드에 연결되고, 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각의 베이스에 흐르는 전류는 동일하다. 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각의 콜렉터 전류는 전류 이득, 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6), 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)에 의한 저항에 의해 결정된다. 이때, 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각의 베이스와 에미터에 걸리는 전압은 상수이다. 또한, 상기 전류 이득이 1보다 크기 때문에 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각의 콜렉터 전류는 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6)과 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)에 의한 저항에 의해서만 결정되어 일정한 값을 갖는다. 여기서, 전류 이득이 달라져도 상기 제2 스위칭 소자들(TR2) 각각의 콜렉터 전류는 변화량이 적어 일정한 값을 갖는다. 상기 보상부(420)는 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)으로부터 피드백되는 전류를 일정한 크기로 유지시킨다.
상기 검출부(420)는 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)으로부터 피드백된 전압을 각각 수신하여 상기 피드백된 전압들 중 최고 전압을 상기 보호부(450)로 제공한다. 그러기 위해 상기 검출부(420)는 상호 병렬로 연결되는 복수의 제1 다이오드(D1)를 포함한다.
상기 제1 다이오드들(D1)은 상기 제2 스위칭 소자들(TR2)의 콜렉터와 상기 보호부(450) 사이에 연결된다. 상기 제1 다이오드들(D1)과 상기 제2 스위칭 소자들(TR2)의 결합 노드들은 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 및 제8 노드(n3,n4,n5,n6,n7,n8)로 정의된다.
상기 제1 다이오드들(D1) 각각은 상기 제3 내지 제8 노드(n3,n4,n5,n6,n7,n8)에 연결되는 애노드 및 상기 보호부(450)와 연결된 캐소드를 포함한다.
상기 보호부(450)는 상기 검출부(420)로부터 상기 최고 전압을 수신하는 제1 비교부(451)를 포함한다.
상기 제1 비교부(451)는 상기 제1 다이오드들(D1)의 캐소드에 공통으로 연결된 제1 입력 단자 및 기 설정된 기준 전압(VREF)이 입력되는 제2 입력 단자를 포함한다. 상기 기준 전압(VREF)은 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6) 사이의 최대 편차값으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 기준 전압(VREF)은 각 광원 그룹의 구동 전압의 편차에 대응하여 설정될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376) 각각은 상기 발광 다이오드들(301) 각각의 구동 전압에 의해 제1 임계값과 제2 임계값 사이의 구동 전압 범위를 갖는다. 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376) 각각은 상기 구동 전압 범위 내에 존재하는 전압으로 구동되므로 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6)의 최대 편차값은 상기 제1 임계값과 상기 제2 임계값의 차이에 대응된다.
이때, 상기 최대 편차값으로 설정되는 기준 전압(VREF)은 상기 발광 다이오 드(301) 하나의 구동 전압보다 낮은 값을 갖는다. 즉, 상기 기준 전압(VREF)은 상기 발광 다이오드(301)의 쇼트 발생시 피드백되는 전압보다 낮은 값을 갖는다. 상기 제1 비교부(451)는 상기 최고 전압이 상기 기준 전압(VREF)보다 큰 경우 보호 신호(PS)를 출력한다.
상기 검출부(420)는 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6)을 수신하고, 상기 제1 다이오드들(D1)을 통해 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6) 중 최고 전압을 검출한다. 예컨대, 상기 제3 내지 제8 노드(n3,n4,n5,n6,n7,n8) 각각과 상기 제1 비교부(451)의 제1 입력 단자 사이에는 최고 전위에 대응하여 전위가 맞춰진다. 상기 제1 다이오드들(D1)은 최고 전위에 대응하는 최고 전압을 검출하여 상기 보호부(450)에 제공한다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 검출부(420)는 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)에서 상기 발광 다이오드(301)의 불량이 발생할 경우 상기 발광 다이오드(301)의 이상 상태를 검출할 수 있다. 특히, 상기 검출부(420)는 각 광원 그룹 내에서 하나 이상의 상기 발광 다이오드(301)가 쇼트(short)될 경우 피드백되는 전압을 검출한다. 예를 들어, 임의의 광원 그룹에서 하나의 발광 다이오드(301)가 쇼트될 경우 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)은 상호 병렬로 연결되어 동일한 전위를 이루지만 상기 보상부(420)에 의해 전류가 제어된다. 따라서, 상기 쇼트가 발생한 광원 그룹 전체에 인가되는 전압은 감소한다. 상기 감소되는 전압은 상기 쇼트된 발광 다이오 드(301)의 개수에 대응한다. 이때, 상기 쇼트가 발생한 광원 그룹과 상기 보상부(420) 및 상기 검출부(420)가 연결되는 노드의 전압은 상승한다. 상기 검출부(420)는 상기 상승된 전압을 검출하여 상기 보호부(450)에 제공한다.
상기 발광 다이오드(301)가 쇼트될 경우 상기 쇼트된 발광 다이오드(301)를 포함하는 광원 그룹은 상기 쇼트된 발광 다이오드(301)의 휘도만큼 휘도 저하가 발생하므로, 육안으로 정상 상태인 경우와 구별하기 어렵다. 따라서, 상기 검출부(420)는 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)으로부터 피드백된 전압들을 이용하여 상기 발광 다이오드(301)의 쇼트를 검출하므로 상기 발광 다이오드(301)의 불량 파악이 수월하다.
상기 보호부(450)는 상기 검출부(420)로부터 상기 최고 전압을 수신하는 제1 비교부(451)를 포함한다. 상기 제1 비교부(451)는 상기 최고 전압을 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6) 사이의 최대 편차값으로 설정되는 기준 전압(VREF)과 비교한다. 또한, 상기 기준 전압(VREF)은 각 광원 그룹의 구동 전압의 편차에 대응하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376) 각각은 상기 발광 다이오드들(301) 각각의 구동 전압에 의해 제1 임계값과 제2 임계값 사이의 구동 전압 범위를 갖는다. 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376) 각각은 상기 구동 전압 범위 내에 존재하는 전압으로 구동되므로 상기 제1 내지 제6 피드백 전압(VF1,VF2,VF3,VF4,VF5,VF6)의 최대 편차값은 상기 구동 전압 범위에 대응된다.
여기서, 상기 보호부(450)는 상기 제1 비교부(451)로부터 상기 보호 신호(PS)를 수신하고 외부로부터 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)의 디밍을 위한 디밍 신호(DMS)을 수신하는 제2 비교부(453)를 더 포함한다. 상기 디밍 신호(DMS)는 온(on) 구간과 오프(off) 구간의 비율에 따른 듀티비에 근거하여 상기 제1 내지 제6 광원 그룹(371,372,373,374,375,376)의 휘도를 제어할 수 있다. 상기 디밍 신호(DMS)는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 방식으로 상기 제2 비교부(453)에 입력된다. 상기 제2 비교부(453)는 상기 보호 신호(PS)를 수신하여 상기 디밍 신호(DMS)의 온 구간 동안 상기 보호 신호(PS)를 상기 컨버터(360)로 출력한다.
도 3은 도 2에 도시된 컨버터를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 컨버터(360)는 외부로부터 공급되는 입력 전압(VIN)을 변환하여 상기 광원 그룹들(371,372,373,374,375,376)에 공급하기 위한 구동 전압(VOUT)으로 변환한다. 이를 위해, 상기 컨버터(360)는 인덕터(L), 제2 다이오드(D2), 커패시터(C), 제3 스위칭 소자(TR3) 및 제어부(369)를 포함한다.
상기 인덕터(L)는 입력단에 연결되어 상기 입력 전압(VIN)을 수신한다. 상기 제2 다이오드(D2)는 상기 인덕터(L)에 연결되고 상기 입력 전압(VIN)에 따른 전류를 정류한다. 상기 커패시터(C)는 상기 제2 다이오드(D2)와 접지단 사이에 연결되어 상기 입력 전압(VIN)을 충전한다. 상기 제3 스위칭 소자(TR3)는 상기 인덕터(L)와 상기 제2 다이오드(D2)의 결합 노드, 상기 제어부(369) 및 상기 접지단에 연결된다. 상기 제어부(369)는 상기 제3 스위칭 소자(TR3)에 연결되고, 상기 제3 스위칭 소자(TR3)의 동작을 제어한다. 상기 컨버터(360)는 상기 제3 스위칭 소 자(TR3)의 스위칭 동작을 이용하여 상기 입력 전압(VIN)을 승압한다.
상기 제어부(369)는 상기 보호부(450)로부터 상기 보호 신호(PS)를 수신하고, 상기 보호 신호(PS)에 응답하여 상기 제3 스위칭 소자(TR3)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(369)는 상기 보호 신호(PS)를 수신한 경우 상기 제3 스위칭 소자(TR3)을 턴-오프시킨다. 상기 턴-오프된 제3 스위칭 소자(TR3)에 의해 상기 컨버터(360)는 상기 입력 전압(VIN)을 상기 구동 전압(VOUT)으로 부스팅하지 못한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 검사 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 컨버터를 이용하여 외부로부터 제공되는 입력 전압을 복수의 광원 그룹들을 구동하기 위한 구동 전압으로 부스팅한다(S10).
다음, 상호 병렬로 연결되고 복수의 광원을 각각 구비하는 상기 광원 그룹들 각각에 상기 구동 전압을 인가한다(S20).
다음, 보상부를 이용하여 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전류를 보상한다(S30). 상기 보상부는 커런트 미러 회로로서 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전류를 일정한 크기로 유지시킨다.
다음, 검출부를 이용하여 상기 보상된 전류에 대응하여 조정된 피드백 전압들 중 최고 전압을 검출한다(S40).
다음, 상기 최고 전압과 기 설정된 기준 전압를 수신하는 보호부를 이용하여 상기 최고 전압과 상기 기준 전압을 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 컨버 터의 부스팅 동작을 제어하는 보호 신호를 상기 컨버터로 출력한다(S50). 상기 보호부는 제1 비교부를 포함하여 상기 최고 전압이 상기 광원 그룹들로부터 피드백된 전압들 사이의 최대 편차값으로 설정되는 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 보호 신호를 출력한다. 만약 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우 상기 보호부는 상기 검출부로부터 상기 최고 전압을 다시 수신하여 비교한다.
여기서, 상기 보호부는 상기 보호 신호 및 상기 광원 그룹들의 디밍을 위한 디밍 신호를 수신하는 제2 비교부를 더 포함하고, 상기 제2 비교부를 통해 상기 디밍 신호의 온 구간에 응답하여 상기 보호 신호를 출력할 수 있다.
다음, 상기 보호 신호를 수신한 상기 컨버터는 상기 보호 신호에 응답하여 부스팅 동작을 차단한다(S60). 따라서, 상기 컨버터로부터 상기 입력 전압이 인가되는 상기 광원 그룹들은 광의 생성이 중단되므로, 상기 발광 다이오드의 이상을 나타낼 수 있다.
상술한 백라이트의 검사 방법에 따르면, 백라이트 유닛이 자체적으로 발광 다이오드의 불량을 파악함으로써 불량 처리가 용이하고 불량 검사 비용이 절감된다
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해 석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 컨버터를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 검사 방법을 나타내는 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 표시 패널 110: 제1 기판
120: 액정층 130: 제2 기판
200: 구동 회로부 300: 백라이트 유닛
307: 발광 그룹 360: 컨버터
369: 제어부 380: 보상부
420: 검출부 450: 보호부

Claims (20)

  1. 복수의 광원을 각각 구비하는 복수의 광원 그룹들;
    입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하여 상기 광원 그룹들에 제공하는 컨버터;
    상기 광원 그룹들에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백된 전류들의 편차를 보상하는 보상부;
    상기 광원 그룹들과 상기 보상부 사이에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전압들 중 최고 전압을 검출하는 검출부; 및
    상기 최고 전압을 수신하여 기 설정된 기준 전압과 비교하며, 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 클 때 상기 컨버터를 제어하는 보호 신호를 출력하는 보호부를 포함하되,
    상기 컨버터는 상기 보호 신호에 응답해서 상기 입력 전압을 상기 구동 전압으로 부스팅하는 것을 중지하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 광원 그룹들 각각에 대응하여 연결된 복수의 제1 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드들 각각은 대응하는 광원 그룹에 연결된 애노드 및 상기 보호부에 연결된 캐소드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보호부는 상기 최고 전압과 상기 기준 전압을 수신하고, 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 보호 신호를 출력하는 제1 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 기준 전압은 상기 광원 그룹들로부터 피드백된 전압들 사이의 최대 편차값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 보호부는 상기 광원 그룹들의 디밍을 위한 디밍 신호와 상기 제1 비교부로부터 수신된 상기 보호 신호를 수신하고, 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 보호 신호를 출력하는 제2 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 광원 그룹들 각각에 연결된 복수의 제1 스위칭 소자 및 상기 제1 스위칭 소자들 각각에 연결된 적어도 하나의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자들 각각은 대응하는 광원 그룹에 연결된 제1 단자, 접지단과 연결된 제2 단자 및 상기 제1 단자와 상기 제2 단자의 통전을 제어하는 제3 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서, 상기 컨버터는,
    상기 입력 전압이 인가되는 인덕터;
    상기 인덕터에 연결되고 상기 입력 전압에 따른 전류를 정류하는 제2 다이오드;
    상기 제2 다이오드와 접지단 사이에 연결되어 상기 입력 전압을 충전하는 커패시터;
    상기 인덕터와 상기 제2 다이오드의 결합 노드 및 상기 접지단에 연결된 제2 스위칭 소자; 및
    상기 보호 신호를 수신하여 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 보호 신호에 응답하여 상기 제2 스위칭 소자를 턴-오프시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널;
    복수의 광원을 구비하고, 상기 표시 패널에 상기 광을 제공하는 복수의 광원 그룹;
    입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하여 상기 광원 그룹들에 제공하는 컨버터;
    상기 광원 그룹들에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전류들의 편차를 보상하는 보상부;
    상기 광원 그룹들과 상기 보상부 사이에 연결되고, 상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백되는 전압들 중 최고 전압을 검출하는 검출부; 및
    상기 최고 전압을 수신하여 기 설정된 기준 전압과 비교하며, 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 클 때 상기 컨버터를 제어하는 보호 신호를 출력하는 보호부를 포함하되,
    상기 컨버터는 상기 보호 신호에 응답해서 상기 입력 전압을 상기 구동 전압으로 부스팅하는 것을 중지하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 광원 그룹들 각각에 대응하여 연결된 복수의 제1 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드들 각각은 대응하는 광원 그룹에 연결된 애노드 및 상기 보호부에 연결된 캐소드를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 보호부는,
    상기 최고 전압과 상기 기준 전압을 수신하고, 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 보호 신호를 출력하는 제1 비교부; 및
    상기 광원 그룹들의 디밍을 위한 디밍 신호와 상기 제1 비교부로부터 수신된 상기 보호 신호를 수신하고, 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 보호 신호를 출력하는 제2 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 기준 전압은 상기 광원 그룹들로부터 피드백된 전압들 사이의 최대 편차값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 보상부는 대응하는 광원 그룹에 연결된 제1 단자와, 접지단과 연결된 제2 단자 및 상기 제1 단자와 상기 제2 단자의 통전을 제어하는 제3 단자를 각각 구비하는 복수의 제1 스위칭 소자 및 상기 제1 스위칭 소자들 각각에 연결된 적어도 하나의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 제10 항에 있어서, 상기 컨버터는,
    상기 입력 전압이 인가되는 인덕터;
    상기 인덕터에 연결되고 상기 입력 전압에 따른 전류를 정류하는 제2 다이오드;
    상기 제2 다이오드와 접지단 사이에 연결되어 상기 입력 전압을 충전하는 커패시터;
    상기 인덕터와 상기 제2 다이오드의 결합 노드 및 상기 접지단에 연결된 제2 스위칭 소자; 및
    상기 보호 신호를 수신하여 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 보호 신호에 응답하여 상기 제2 스위칭 소자를 턴-오프시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하는 단계;
    복수의 광원을 각각 구비하는 복수의 광원 그룹에 상기 구동 전압을 인가하는 단계;
    상기 광원 그룹들 각각으로부터 피드백된 전류들을 보상하는 단계;
    상기 보상된 전류들에 대응하여 조정된 피드백 전압들 중 최고 전압을 검출하는 단계;
    상기 최고 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하고, 상기 최고 전압이 상기 기준 전압보다 클 때 보호 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 보호 신호에 응답하여 상기 입력 전압을 상기 구동 전압으로 부스팅하는 것을 중지하는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 검사 방법.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 보상하는 단계는,
    상기 피드백된 전류들을 일정한 크기로 유지시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 검사 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 기준 전압은 상기 광원 그룹들로부터 피드백된 전압들 사이의 최대 편차값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 검사 방법.
  20. 삭제
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