KR101633098B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 발광 다이오드의 휘도를 조절할 수 있는 백라이트 유닛이 개시된다.
개시된 본 발명의 백라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 채널과, 채널의 발광 다이오드를 제어하는 LED 드라이버 IC와, 채널의 일단에 연결되어 복수의 발광 다이오드에 공급되는 구동전류를 일정하게 유지하는 DC-DC 컨버터와, LED 드라이버 IC의 출력단과 연결되는 전류가변부를 포함하고, 전류가변부는 미리 설정된 아날로그 형태의 휘도조절전압의 전압레벨에 따라 발광 다이오드에 공급되는 구동전류를 가변하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드의 휘도를 조절 할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display device)는 경량, 박형, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 상기 액정표시장치는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다.
액정표시장치는 인가 전압에 따라 액체와 결정의 중간 상태 물질인 액정(liquid crystal)의 광투과도가 변화하는 특성을 이용하여, 전기 신호를 시각 정보로 변화시켜 영상을 표시한다. 통상의 액정표시장치는 전극이 구비된 두 개의 기판과 두 기판 사이에 개재된 액정 층으로 구성된다. 이와 같은 액정표시장치는 동일한 화면 크기를 가지는 다른 표시장치에 비하여 무게가 가볍고 부피가 작으며 작은 전력으로 동작한다.
액정표시장치는 후면의 광원에서 발생한 빛을 전면에 있는 액정표시패널의 각 화소가 일종의 광 스위치 역할을 하여 선택적으로 투과시킴으로 인하여 화상을 디스플레이하는 장치이다. 즉, 종래의 음극선관(CRT: cathode ray tube)이 전자선의 세기를 조절하여 휘도를 제어하는데 반하여, 액정표시장치는 광원에서 발생한 광의 세기를 제어하여 화면이 디스플레이된다.
상기 액정표시패널에 광을 제공하는 광원은 냉음극관 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp), 외부전극 형광램프(EEFL: external electrode fluorescent lamp), 발광 다이오드(LED: light emitting diode) 등이 사용된다.
최근에는 저소비전력, 박형화 등의 장점으로 발광 다이오드(LED)가 주로 사용되고 있다.
발광 다이오드(LED)가 구비된 백라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드가 하나의 채널로 이루어져 외부로부터의 구동신호에 의해 구동되는데, 백라이트 유닛 자체의 휘도를 가변하기 위해 별도의 휘도 제어 회로가 구비된다.
이상에서와 같이, 발광 다이오드를 구비한 일반적인 백라이트 유닛은 휘도를 가변하기 위해 별도의 휘도 제어 회로가 구비됨으로써, 이에 따른 비용 및 cost 상승 뿐만 아니라 버그(bug) 등으로 신뢰도가 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 휘도를 조절할 수 있는 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
복수의 발광 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 채널; 상기 채널의 상기 발광 다이오드를 제어하는 LED 드라이버 IC; 상기 채널의 일단에 연결되어 상기 복수의 발광 다이오드에 공급되는 구동전류를 일정하게 유지하는 DC-DC 컨버터; 및 상기 LED 드라이버 IC의 출력단과 연결되는 전류가변부;를 포함하고, 상기 전류가변부는 미리 설정된 아날로그 형태의 휘도조절전압의 전압레벨에 따라 상기 발광 다이오드에 공급되는 구동전류를 가변하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 외부로부터의 휘도조절전압에 따라 전류가변부로부터 발광 다이오드의 구동전류를 가변하여 별도의 휘도제어회로를 구비하지 않고도 백라이트 유닛의 휘도를 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명은 일반적인 백라이트 유닛의 휘도제어회로를 구비하지 않고도 백라이트 유닛의 휘도를 조절함으로써, 상기 휘도제어회로에 의한 비용 및 cost 상승 뿐만 아니라 버그(bug) 등으로 신뢰도가 저하되는 문제를 개선할 수 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 교차되고, 그 교차부에 액정 셀(Clc)을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)로 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(120)와, 액정표시패널(110)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(130)와, 게이트 드라이버(120)와 데이터 드라이버(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(150)를 포함한다.
액정표시장치는 타이밍 컨트롤러(150)로부터의 제어신호에 따라 액정표시패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(170)을 더 포함한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 액정표시장치는 공통전압(Vcom)을 생성하는 공통전압 발생부(미도시) 및 각 구성들에 전원전압을 공급하는 전원공급부(미도시)를 더 포함한다.
액정표시패널(110)은 다수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 다수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각각의 화소영역에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되고, 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 접속된 액정 캐패시터(Clc)를 구비한다. 액정 캐패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)와 접속된 화소전극과, 상기 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터의 데이터 신호를 화소전극에 공급한다. 액정 캐패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 데이터 신호와 공통전극에 공급된 공통전압(Vcom)의 차전압을 충전하고, 상기 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 상기 액정 캐패시터(Clc)와 병렬로 접속되어 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 전압을 다음 데이터신호가 공급될 때까지 유지되게 한다.
게이트 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호(GCS)에 의해 스캔 펄스를 순차적으로 발생하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 구동 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 또한, 데이터 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 선택부(미도시)를 통해 감마기준전압 생성부(미도시)로부터 공급된 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정 셀에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
백라이트 유닛(170)은 외부로부터 입력된 아날로그 형태의 휘도조절전압(Vanalog)에 의해 발광 다이오드(미도시)의 전류를 가변시키는 방법으로 휘도를 조절한다. 여기서, 외부로부터의 휘도조절전압(Vanalog)은 미리 설정된 범위로 정해진다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 LED 드라이버 IC의 출력단을 도시한 도면이고, 도 4는 외부로부터 입력된 휘도조절전압(Vanalog)이 가변됨에 따라 발광 다이오드의 전류변화를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드(181)를 포함하는 하나의 채널(180)과, 상기 채널(180)의 일단에 연결되어 발광 다이오드(181)를 구동시키는 구동전압을 생성하는 DC-DC 컨버터(173)와, 외부로부터의 백라이트 구동신호에 응답하여 DC-DC 컨버터(173)를 제어하는 LED 드라이버 IC(171)를 포함한다.
백라이트 유닛은 상기 LED 드라이버 IC(171)의 출력단에 연결된 전류가변부(175)를 더 포함하고, 상기 전류가변부(175)는 상기 채널(180)의 타단에 연결된다.
전류가변부(175)는 상기 LED 드라이버 IC(171)의 출력단과 직렬 접속된 제2 저항(R2)과, 상기 LED 드라이버 IC(171)의 출력단과 상기 제2 저항(R2) 사이의 제1 노드(N1)와 연결된 제1 저항(R1)을 포함한다.
상기 제1 저항(R1)은 외부로부터의 휘도조절전압(Vanalog)이 입력되는 휘도조절전압(Vanalog)의 입력단과 직렬접속된다.
제1 저항(R1)은 휘도조절전압(Vanalog)과 LED 드라이버 IC(171)의 출력단으 로 출력되는 구동전압(Vcs)의 전압차에 의한 쇼트를 방지함과 동시에 버퍼기능을 가진다.
제2 저항(R2)은 가변되는 휘도조절전압(Vanalog)과 구동전압(Vcs)에 따라 미리 설정된 전류범위를 결정하는 기능를 가진다.
제3 저항(R3)은 상기 복수의 발광 다이오드(181)와 직렬 연결되며, 상기 제2 저항(R2)의 출력단은 상기 발광 다이오드(181)와 상기 제3 저항(R3) 사이의 제2 노드(N2)와 연결된다.
본 발명은 상기 전류가변부(175)에서 아날로그 형태의 휘도조절전압(Vanalog)을 이용하여 상기 제3 저항(R3)에서 검출되는 검출전압을 변경시킴으로써, 복수의 발광 다이오드(181)의 구동전류를 가변시켜 휘도를 조절한다.
LED 드라이버 IC(171)는 구동전압(Vcs)이 출력되는 출력단과 연결된 피드백부(177)를 포함한다.
상기 피드백부(177)는 발광 다이오드(181)에 흐르는 구동전류를 피드백하는 기능을 가진다.
LED 드라이버 IC(171)는 상기 피드백부(177)로부터 피드백된 발광 다이오드(181)의 구동전류를 이용하여 DC-DC 컨버터(173)를 제어하기 위한 피드백 제어신호(FBCS)를 생성하여 DC-DC 컨버터(173)로 출력한다.
DC-DC 컨버터(173)는 가변되는 아날로그 형태의 휘도조절전압(Vanalog)과 전류가변부(175)에 의해 조절되는 발광 다이오드(181)의 구동전류를 일정하게 유지시키기 위해 상기 피드백 제어신호(FBCS)에 따라 발광 다이오드(171)의 일단으로 공 급되는 출력전압(Vout)을 조절한다.
이상에서는 하나의 채널(180)을 구비한 백라이트 유닛을 일 예로 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 복수의 채널이 구비된 구조도 적용 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 백라이트 유닛은 외부로부터의 휘도조절전압(Vanalog)에 따라 전류가변부(175)로부터 발광 다이오드(181)의 구동전류를 가변하여 별도의 휘도제어회로를 구비하지 않고도 백라이트 유닛의 휘도를 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명은 일반적인 백라이트 유닛의 휘도제어회로를 구비하지 않고도 백라이트 유닛의 휘도를 조절함으로써, 상기 휘도제어회로에 의한 비용 및 cost 상승 뿐만 아니라 버그(bug) 등으로 신뢰도가 저하되는 문제를 개선할 수 있다.
아래 수학식 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 휘도조절을 예를 들어 설명하도록 한다.
Figure 112009024971758-pat00001
예를 들어, 구동전압(Vcs)가 0.32V, 제1 저항(R1)이 34.8㏀, 제2 저항(R2)이 1㏀이고, 휘도조절전압(Vanalog)가 0V 내지 3.3V인 경우, 수학식 1을 통해 제3 저항(R3)에서 검출되는 검출전압(Vsense)은 0.392V 내지 0.234V이다.
여기서, 제3 저항(R3)이 4.7Ω인 경우, 발광 다이오드(181)에 공급되는 구동 전류(ILED)는 70㎃ 내지 50㎃로 가변된다.
구체적으로 휘도조절전압(Vanalog)이 0V인 경우, 발광 다이오드(181)의 구동전류(ILED)는 70㎃로 가변되고, 휘도조절전압(Vanalog)이 3.3V인 경우, 발광 다이오드(181)의 구동전류(ILED)는 50㎃로 가변됨을 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛은 가변되는 휘도조절전압(Vanalog)이 외부로부터 공급되고, 상기 전류가변부(175)에서 상기 휘도조절전압(Vanalog)을 이용하여 발광 다이오드(181)의 구동전류를 가변시켜 휘도가 조절된다.
따라서, 본 발명은 백라이트 유닛의 휘도조절을 위해 별도의 휘도제어회로를 구비하지 않고도 백라이트 유닛의 휘도를 조절할 수 있다.
본 발명에서는 표시장치를 액정표시장치로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 평판 표시장치는 모두 적용가능할 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 LED 드라이버 IC의 출력단을 도시한 도면이다.
도 4는 외부로부터 입력된 휘도조절전압(Vanalog)이 가변됨에 따라 발광 다이오드의 전류변화를 나타낸 도면이다.

Claims (7)

  1. 복수의 발광 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 채널;
    상기 채널의 상기 발광 다이오드를 제어하는 LED 드라이버 IC;
    상기 채널의 일단에 연결되어 상기 복수의 발광 다이오드에 공급되는 구동전류를 일정하게 유지하는 DC-DC 컨버터; 및
    상기 LED 드라이버 IC의 출력단과 연결되는 전류가변부;를 포함하고,
    상기 전류가변부는 미리 설정된 아날로그 형태의 휘도조절전압의 전압레벨에 따라 상기 발광 다이오드에 공급되는 구동전류를 가변하며,
    상기 전류가변부는,
    상기 LED 드라이버 IC의 구동전압 출력단과 직렬 접속된 제1 저항; 및
    상기 LED 드라이버 IC와 상기 제1 저항 사이의 노드와 연결된 제2 저항을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 저항은 상기 휘도조절전압이 입력되는 입력단과 직렬 접속되는 백라이트 유닛.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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