KR101741742B1 - 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

광원 장치는 복수개의 광원부들, 전원 공급부, 전류 선택부 및 전류 조절부를 포함한다. 복수개의 광원부들은 병렬 연결되고, 전원 공급부는 광원부들의 제1 단자들에 전원을 제공한다. 전류 선택부는 광원부들에 흐르는 전류 중 하나의 전류를 기준 전류로 선택한다. 전류 조절부는 광원부들에 기준 전류와 동일한 전류가 흐르도록 조절한다. 이에 따라, 광원부들의 전류를 안정적으로 조절하여 휘도 균일성을 유지할 수 있다.

Description

광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치{METHOD OF DRIVING A LIGHT SOURCE, LIGHT SOURCE APPARATUS PERFORMING THE METHOD AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE LIGHT SOURCE APPARATUS}
본 발명은 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원들의 전류 편차를 감소시킬 수 있는 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰, 대형 텔레비전 등에 사용된다. 상기 액정 표시장치는 액정의 광 투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정 표시패널은 매트릭스 형태로 배치된 복수의 박막 트랜지스터(thin film transistor)들을 갖는 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하는 컬러필터 기판 및 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리는 상기 액정 표시패널에 영상을 표시하는데 필요한 광을 발생시키는 광원들을 포함하며, 상기 광원들로는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL), 평판 형광램프(flat fluorescent lamp, FFL), 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등을 들 수 있다.
상기 광원들은 일반적으로 병렬 구동되는데, 휘도 균일성을 위해서 상기 광원들에 흐르는 전류들이 동일하여야 한다. 그러나, 상기 광원들의 특성에 의해 전압강하의 차이가 발생하며, 상기 전압강하의 차이가 병렬 연결된 광원들이 임피던스로 작용하여 상기 광원들에 흐르는 전류들은 동일하지 않게 된다. 따라서, 상기 전류들을 동일하게 조절하기 위해 전류 미러(current mirror) 회로를 사용한다.
상기 전류 미러 회로에서는 하나의 기준 광원이 고정되어 있고, 다른 광원들이 상기 기준 광원에 흐르는 전류를 복제한다. 그러나, 상기 기준 광원에 흐르는 전류를 기초로 전체 전류를 피드백 하므로, 상기 기준 광원의 전압강하가 가장 높은 경우에만 상기 전류 미러 회로가 정상적으로 동작한다.
즉, 상기 기준 광원이 아닌 광원의 전압강하가 가장 높은 경우에는 상기 기준 광원의 전압강하보다 높은 전압강하를 갖는 광원과 연결된 상기 전류 미러 회로의 트랜지스터가 도통하지 못하게 되어 전류를 조절할 수 없게 된다. 따라서, 광원들 간의 휘도 균일성이 깨지며, 이로 인해 액정 표시장치의 표시불량을 야기할 수 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 광원부들의 전류들을 동일하게 조절할 수 있는 광원 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광원 구동 방법을 수행하기 위한 광원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광원 장치를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광원 구동 방법은 병렬 연결된 복수개의 광원부들에 전원을 제공한다. 상기 광원부들에 흐르는 전류 중 하나의 전류를 기준 전류로 선택한다. 상기 광원부들에 상기 기준 전류와 동일한 전류가 흐르도록 조절한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 기준 전류로 상기 광원부들 중 가장 큰 전체 순방향 전압(total forward voltage)을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 선택할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 광원부들에 상기 기준 전류와 동일한 전류가 흐르도록 조절하는 것은 상기 기준 전류가 흐르는 광원부와 연결된 경로(path)를 통하여, 다른 광원부들의 전류들이 상기 기준 전류를 복제하는 것일 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광원 장치는 복수개의 광원부들, 전원 공급부, 전류 선택부 및 전류 조절부를 포함한다. 상기 복수개의 광원부들은 병렬 연결되고, 상기 전원 공급부는 상기 광원부들의 제1 단자들에 전원을 제공한다. 상기 전류 선택부는 상기 광원부들에 흐르는 전류 중 하나의 전류를 기준 전류로 선택한다. 상기 전류 조절부는 상기 광원부들에 상기 기준 전류와 동일한 전류가 흐르도록 조절한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전류 선택부는 상기 광원부들 중 가장 큰 전체 순방향 전압(total forward voltage)을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 기준 전류로 선택할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 각 광원부는 직렬로 연결된 복수개의 광원들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광원들은 발광 다이오드(light emitting diode)들일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전류 선택부는 상기 광원부들에 각각 연결된 다이오드들을 포함하며, 상기 각 다이오드들은 서로 공통으로 연결되어 직류 전압을 제공받는 애노드 및 상기 각 광원부들의 제2 단자에 연결된 캐소드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전류 조절부는 상기 광원부들에 각각 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 전류 미러(mirror)를 구성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 각 스위칭 소자들은 상기 각 광원부의 제2 단자와 상기 각 다이오드의 캐소드에 공통으로 연결된 입력 단자 및 상기 기준 전류를 제공받는 제어 단자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전류 선택부는 상기 스위칭 소자들을 중 입력 단자의 전압이 가장 낮은 스위칭 소자에 연결된 광원부에 흐르는 전류를 기준 전류로 선택할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전원 공급부는 상기 전류 조절부가 제공하는 피드백 신호에 기초하여, 상기 광원부들의 제1 단자들에 정전류를 제공할 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널 및 상기 표시 패널의 하부에 배치되어 상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원 장치를 포함한다. 상기 광원 장치는 복수개의 광원부들, 전원 공급부, 전류 선택부 및 전류 조절부를 포함한다. 상기 복수개의 광원부들은 상기 표시 패널에 광을 제공하며, 병렬 연결된다. 상기 전원 공급부는 상기 광원부들의 제1 단자들에 전원을 제공한다. 상기 전류 선택부는 상기 광원부들에 흐르는 전류 중 하나의 전류를 기준 전류로 선택한다. 상기 전류 조절부는 상기 광원부들에 상기 기준 전류와 동일한 전류가 흐르도록 조절한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전류 선택부는 상기 광원부들 중 가장 큰 전체 순방향 전압(total forward voltage)을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 기준 전류로 선택할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 각 광원부는 직렬로 연결된 복수개의 광원들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광원들은 발광 다이오드(light emitting diode)들일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광원부들은 상기 표시 패널의 하부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 표시 패널 하부에 배치되어 상기 광을 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판을 더 포함하고, 상기 광원부들은 상기 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전류 선택부는 상기 광원부들에 각각 연결된 다이오드들을 포함하며, 상기 각 다이오드들은 서로 공통으로 연결되어 직류 전압을 제공받는 애노드 및 상기 각 광원부들의 제2 단자에 연결된 캐소드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전류 조절부는 상기 광원부들에 각각 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 전류 미러(mirror)를 구성하며, 상기 각 스위칭 소자들은 상기 각 광원부의 제2 단자와 상기 각 다이오드의 캐소드에 공통으로 연결된 입력 단자 및 상기 기준 전류를 제공받는 제어 단자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광원부들 중 가장 큰 전체 순방향 전압을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 기준으로 하여, 상기 광원부들의 전류를 조절하므로, 전류 미러 회로의 안정적인 동작이 가능하다. 따라서, 상기 광원부들의 휘도 균일성을 유지할 수 있고, 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 광원 장치의 회로도이다.
도 3 내지 도 4는 도 1에 도시된 광원부들의 개념도들이다.
도 5는 도 2에 도시된 광원부들의 전체 순방향 전압들의 개념도이다.
도 6은 도 1의 광원 장치를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1의 광원 장치의 회로도이다. 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 광원부들의 개념도들이다. 도 5는 도 2에 도시된 광원부들의 전체 순방향 전압들의 개념도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 광원 장치(10)는 전원 공급부(100), 광원부들(300), 전류 선택부(500), 전류 조절부(700)를 포함한다.
상기 전원 공급부(100)는 상기 광원부들(300)에 전원을 제공한다. 상기 전원 공급부(100)는 입력 단자(DIN)를 통해 외부로부터 직류 전압(VCC)을 제공받는다. 상기 전원 공급부(100)는 피드백 단자(DFB)를 통해 상기 전류 조절부(700)로부터 제공되는 피드백 신호(FB)에 기초하여, 출력 단자(DOUT)를 통해 일정한 정전류를 출력하도록 동작한다.
예를 들어, 상기 피드백 신호(FB)는 상기 광원부들(300)에 흐르는 전류에 대응하는 전압 레벨일 수 있다. 상기 전원 공급부(100)는 상기 피드백 신호(FB)와 미리 설정되어 있는 정전류의 오차를 검출하여 상기 광원부들(300)에 출력할 정전류를 조절할 수 있다.
상기 전원 공급부(100)는 상기 직류 전압(VCC)을 상기 광원부들(300)을 구동하기 위한 출력 전압(VO)까지 승압하는 컨버터(converter)를 포함할 수 있다.
상기 광원부들(300)은 두 개 이상의 광원부들을 포함하고, 상기 광원부들은 서로 병렬 연결된다. 본 발명에서는 상기 광원부들(300)이 4 개의 광원부들, 즉, 제1 광원부(310), 제2 광원부(320), 제3 광원부(330) 및 제4 광원부(340)를 포함하는 것으로 설명한다.
상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)은 각각 하나의 광원일 수 있고, 또는 복수개가 직렬 연결된 광원들일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)은 각각 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 광원부(310)는 직렬로 연결된 m (m은 자연수) 개의 다이오드들(D11, D12, , D1m)을 포함하고, 상기 제2 광원부(320)는 직렬로 연결된 m 개의 다이오드들(D21, D22, , D2m)을 포함하고, 상기 제3 광원부(330)는 직렬로 연결된 m 개의 다이오드들(D31, D32, , D3m)을 포함하고, 상기 제4 광원부(340)는 직렬로 연결된 m 개의 다이오드들(D41, D42, , D4m)을 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)은 각각 하나의 램프를 포함하거나, 직렬로 연결된 램프들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 광원부(310)는 제1 램프(L1), 상기 제2 광원부(320)는 제2 램프(L2), 상기 제3 광원부(330)는 제3 램프(L3), 상기 제4 광원부(340)는 제4 램프(L4)를 포함할 수 있다.
또는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 광원부(310)는 직렬로 연결된 2 개의 램프들(L11, L12), 상기 제2 광원부(320)는 직렬로 연결된 2 개의 램프들(L21, L22), 상기 제3 광원부(330)는 직렬로 연결된 2 개의 램프들(L31, L32), 상기 제4 광원부(340)는 직렬로 연결된 2 개의 램프들(L41, L42)을 포함할 수 있다.
상기 램프는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL), 평판 형광램프(flat fluorescent lamp, FFL) 등일 수 있다.
상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)은 각각 상기 전원 공급부(100)로부터 전원을 공급받는 제1 단자들(311, 321, 331, 341) 및 상기 전류 선택부(500)와 상기 전류 조절부(700)에 연결된 제2 단자들(312, 322, 332, 342)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 단자들(311, 321, 331, 341)은 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)의 양극(anode)이고, 상기 제2 단자들(312, 322, 332, 342)은 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)의 음극(cathode)일 수 있다.
상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)이 상기 전원 공급부(100)로부터 상기 정전류를 제공받아 광을 발생할 때, 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)이 포함하는 광원들의 특성에 의해 전압강하의 차이가 발생한다. 상기 전압강하의 차이는 상기 광원 장치(10)의 회로에서 임피던스(impedance)로 작용하여, 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)에 흐르는 전류들은 동일하지 않게 된다.
상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)에서 상기 제1 단자들(311, 321, 331, 341)로부터 상기 제2 단자들(312, 322, 332, 342)까지 순방향의 전압 강하를 전체 순방향 전압(total forward voltage)이라 한다.
상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)의 전체 순방향 전압을 각각 제1 전체 순방향 전압(Vf1), 제2 전체 순방향 전압(Vf2), 제3 전체 순방향 전압(Vf3) 및 제4 전체 순방향 전압(Vf4)이라고 정의하고, 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)에 흐르는 순방향 전류를 각각 제1 전류(I1), 제2 전류(I2) 제3 전류(I3) 및 제4 전류(I4)라고 정의한다.
상기 제1 내지 제4 전체 순방향 전압들(Vf1, Vf2, Vf3, Vf4)의 차이에 의해 상기 제1 내지 제4 전류들(I1, I2, I3, I4)이 동일하지 않게 되면, 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)의 휘도가 불규칙하게 된다. 따라서, 상기 전류 조절부(700)는 상기 제1 내지 제4 전류들(I1, I2, I3, I4) 중 하나의 전류를 복제하여 상기 제1 내지 제4 전류들(I1, I2, I3, I4)을 동일하게 조절한다.
상기 전류 선택부(500)는 상기 제1 내지 제4 전류들(I1, I2, I3, I4) 중에서 상기 전류 조절부(700)의 전류 복제의 기준이 되는 전류를 선택한다. 상기 전류 선택부(500)는 가장 큰 전체 순방향 전압을 갖는 광원부를 기준 광원부로 선택한다. 즉, 상기 제1 내지 제4 전체 순방향 전압들(Vf1, Vf2, Vf3, Vf4) 중 가장 큰 전체 순방향 전압을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 기준 전류(IR)로 선택한다.
상기 전류 선택부(500)는 상기 제1 내지 제4 전류들(I1, I2, I3, I4) 중에서 하나의 기준 전류(IR)를 선택하기 위한 OR 회로를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)의 제2 단자들(312, 322, 332, 342)에 각각 연결된 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)의 애노드들은 서로 공통으로 연결되어 상기 직류 전압(VCC)을 제공받는다. 상기 제1 다이오드(D1)의 캐소드는 상기 제1 광원부(310)의 제2 단자(312)에 연결되고, 상기 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 상기 제2 광원부(320)의 제2 단자(322)에 연결된다. 마찬가지로, 상기 제3 다이오드(D3)의 캐소드는 상기 제3 광원부(330)의 제2 단자(332)에 연결되고, 상기 제4 다이오드(D4)의 캐소드는 상기 제4 광원부(340)의 제2 단자(342)에 연결된다.
상기 직류 전압(VCC)은 상기 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)의 애노드들에 공통으로 제공되어, 상기 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)을 풀-업(pull-up) 시킨다.
상기 전류 선택부(500)는 상기 직류 전압(VCC)을 정류하는 제5 다이오드(D5) 및 상기 제5 다이오드(D5)의 캐소드와 상기 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)의 애노드들의 공통 단자(N1)에 연결된 제5 저항(R5)를 더 포함할 수 있다.
상기 전류 조절부(700)는 상기 제1 내지 제4 전류들(I1, I2, I3, I4)을 복제하기 위한 전류 미러(mirror) 회로를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 전류 조절부(700)는 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)의 제2 단자들(312, 322, 332, 342)에 각각 연결된 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)은 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor)일 수 있고, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 특성은 서로 동일할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 베이스(base)는 서로 공통으로 연결될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터(collector)는 상기 제1 광원부(310)의 제2 단자(312) 및 상기 제1 다이오드(D1)의 캐소드에 공통으로 연결되고, 에미터(emitter)는 제1 저항(R1)의 일단과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터는 상기 제2 광원부(320)의 제2 단자(322) 및 상기 제2 다이오드(D2)의 캐소드에 공통으로 연결되고, 에미터는 제2 저항(R2)의 일단과 연결될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제3 트랜지스터(TR3)의 컬렉터는 상기 제3 광원부(330)의 제2 단자(332) 및 상기 제3 다이오드(D3)의 캐소드에 공통으로 연결되고, 에미터는 제3 저항(R3)의 일단과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제4 트랜지스터(TR4)의 컬렉터는 상기 제4 광원부(340)의 제2 단자(342) 및 상기 제4 다이오드(D4)의 캐소드에 공통으로 연결되고, 에미터는 제4 저항(R4)의 일단과 연결될 수 있다.
상기 전류 조절부(700)는 상기 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)의 애노드들의 공통 단자(N1)에 연결된 제5 트랜지스터(TR5), 상기 제5 트랜지스터(TR5)의 컬렉터와 연결된 제6 저항(R6), 상기 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)의 애노드들의 공통 단자(N1)와 상기 제5 트랜지스터(TR5)의 베이스 사이에 위치한 제7 저항(R7), 및 상기 제5 트랜지스터(TR5)의 에미터와 접지(ground) 사이에 위치한 제8 저항(R8)을 더 포함할 수 있다.
상기 제5 트랜지스터(TR5)는 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 컬렉터와 에미터 사이의 전압을 증폭시키고, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 베이스로 누설되는 전류를 풀-업 소스(pull-up source)를 통해 공급받도록 연결한다.
상기 전류 조절부(700)는 상기 제1 내지 제4 전류들(I1, I2, I3, I4)의 합에 대응하는 전압 레벨인 상기 피드백 신호(FB)를 상기 전원 공급부(100)에 제공한다. 이를 위해, 상기 제1 내지 제4 저항들(R1, R2, R3, R4)의 타단과 연결된 입력 단자를 포함하는 스위칭 소자(TR6) 및 상기 스위칭 소자(TR6)의 출력 단자에 연결된 제9 저항(R9) 및 제1 캐패시터(C1)를 더 포함할 수 있다.
이하, 상기 전류 선택부(500)의 기준 전류 선택 경로 및 상기 전류 조절부(700)의 전류 복제 과정을 설명한다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)에 제공되는 상기 출력 전압(VO)은 104.1 V라고 가정하고, 상기 제1 내지 제4 전체 순방향 전압들(Vf1, Vf2, Vf3, Vf4)을 각각 100 V, 95 V, 103 V, 97 V라고 가정한다. 이 경우, 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터 전압(V1)은 4.1 V, 상기 제2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 전압(V2)은 9.1 V, 상기 제3 트랜지스터(TR3)의 컬렉터 전압(V3)은 1.1 V, 상기 제4 트랜지스터(TR4)의 컬렉터 전압(V4)은 7.1 V가 될 것이다.
상기 제1 내지 제4 전체 순방향 전압들(Vf1, Vf2, Vf3, Vf4) 중에서 상기 제 3 전체 순방향 전압(Vf3)이 가장 높은 레벨을 가지므로, 상기 전류 선택부(500)는 상기 제3 광원부(330)를 기준 광원부로 선택한다. 다시 말하면, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 컬렉터 전압이 가장 낮은 상기 제3 트랜지스터(TR3)의 컬렉터와 연결된 상기 제3 다이오드(D3)가 도통(turn-on)된다.
따라서, 상기 제3 광원부(330)에 흐르는 제3 전류(I3)가 기준 전류로 선택되어, 상기 제5 트랜지스터(TR5)를 거쳐 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 베이스로 입력되어, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)을 구동한다. 이로서, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 컬렉터들에 흐르는 전류가 동일해지므로, 결국 상기 제1, 제2 및 제4 전류들(I1, I2, I4)이 상기 제3 전류(I3)와 동일하게 된다.
상기 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)의 애노드들의 공통 단자(N1)의 전압은 상기 제1 내지 제4 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3, TR4)의 컬렉터 전압들 중 가장 낮은 컬렉터 전압(여기서는 V3)과 상기 제7 저항(R7)에 의해 강하된 전압의 합과 동일하다.
본 발명에서, 상기 전류 조절부(700)가 복제하는 전류의 기준이 되는 기준 광원부는 고정되어 있지 않고, 상기 광원부들(300)의 전체 순방향 전압의 크기에 따라 가변할 수 있다. 따라서, 기준 광원부가 고정됨으로서 발생할 수 있는 전류 조절의 불균형을 해결할 수 있다.
도 6은 도 1의 광원 장치를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 표시 장치(1)는 표시 패널(20), 광원 장치(11), 도광판(50), 및 수납 용기(70)를 포함한다. 상기 표시 장치(1)는 상기 표시 패널(20)과 상기 광원 장치(11) 사이에 위치하여 광을 조절하는 광 조절부(80)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 광원 장치(11)는 도 1의 광원 장치(10)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1의 광원 장치(10)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다. 다만, 도 1의 상기 전원 공급부(100), 상기 전류 선택부(500), 상기 전류 조절부(700)를 통합하여 광원 구동부(30)로 설명한다.
상기 표시 패널(20)은 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(20)은 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판(21)과 상기 박막 트랜지스터 기판(21)과 대면하고 있는 컬러 필터 기판(22), 상기 박막 트랜지스터 기판(21)과 상기 컬러 필터 기판(22) 사이에 위치하는 액정층(미도시)을 포함한다.
예를 들어, 상기 표시 패널(20)은 장변과 단변을 가지는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 상기 표시 패널(20)은 액정의 배열을 조정하여 화면을 표시하지만 비발광 소자이기 때문에 배면에 위치한 광원부들(300)로부터 광을 공급받아야 한다.
상기 박막 트랜지스터 기판(21)은 구동신호 인가를 위한 구동부(25)를 포함할 수 있다. 상기 구동부(25)는 연성인쇄 회로기판(flexible printed circuit, FPC. 26), 상기 연성인쇄 회로기판(26)에 장착되어 있는 구동칩(27), 상기 연성인쇄 회로기판(26)의 일측에 연결되어 있는 회로기판(printed circuit board, PCB, 28)을 포함할 수 있다.
상기 구동부(25)는 COF(chip on film) 방식으로 도시되었으나, TCP(tape carrier package), COG(chip on glass) 등 다른 방식도 가능하다. 또한, 상기 구동부(25)가 배선 형성과정에서 상기 박막트랜지스터 기판(21)에 형성될 수도 있다.
상기 광 조절부(80)는 상기 표시 패널(20)의 배면에 위치하는 보호 시트(81), 프리즘 시트(82), 확산 시트(83), 반사 시트(84) 등의 광학 시트류를 포함할 수 있다.
상기 보호 시트(81)는 스크래치에 약한 프리즘 시트(82)를 보호한다.
상기 프리즘 시트(82)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정하게 배열될 수 있다. 상기 프리즘 시트(82)는 상기 확산 시트(83)에서 확산된 광을 상부의 상기 표시 패널(20)의 배치 평면에 수직한 방향으로 집광한다.
상기 프리즘 시트(82)는 통상 2 장이 사용되며 각 프리즘 시트(82)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 상기 프리즘 시트(82)를 통과한 광은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 필요에 따라 상기 프리즘 시트(82)과 함께 반사 편광필름을 사용할 수 있으며, 상기 프리즘 시트(82) 없이 상기 반사 편광필름만을 사용할 수도 있다.
상기 확산 시트(83)는 베이스판과 베이스판에 형성된 구슬 모양의 비드를 포함하는 코팅층으로 이루어져 있다. 상기 확산 시트(83)는 상기 광원부들(300)로부터 공급되는 광을 확산시켜 휘도를 균일하게 한다.
상기 반사 시트(84)는 하부로 입사되는 광을 반사시켜 상기 확산 시트(83)로 공급하는 역할을 한다. 상기 반사 시트(84)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리카보네이트(PC)을 포함할 수 있으며 은이나 알루미늄이 코팅되어 있을 수도 있다.
상기 도광판(50)은 상기 광원부들(300)로부터 공급되는 광을 가이드 한다. 상기 도광판(50)은 상기 표시 패널(20)의 장변과 평행하는 제1 측면(51) 및 상기 제1 측면(51)과 마주보는 제2 측면(52), 상기 표시 패널(20)의 단변과 평행하는 제3 측면(53) 및 상기 제3 측면(53)과 마주보는 제4 측면(54)을 포함한다. 상기 도광판(50)은 직육면체 형상이거나 쐐기(wedge) 형상을 가질 수 있다.
상기 광원부들(300)은 상기 도광판(50)의 하나 이상의 측면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 광원부(310) 및 제2 광원부(320)가 상기 도광판(50)의 제1 측면(51)과 마주보게 배치되며, 제3 광원부(330) 및 제4 광원부(340)가 상기 도광판(50)의 제2 측면(52)과 마주보게 배치될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 제1 광원부(310) 및 상기 제2 광원부(320)가 상기 도광판(50)의 제3 측면(53)과 마주보게 배치되며, 상기 제3 광원부(330) 및 상기 제4 광원부(340)가 상기 도광판(50)의 제4 측면(54)과 마주보게 배치될 수 있다.
또한, 상기 광원부들(300)은 상기 도광판(50)의 제1 내지 제4 측면들(51, 52, 53, 54)과 모두 마주보게 배치될 수 있고, 상기 도광판(50)의 제1 내지 제4 측면들(51, 52, 53, 54) 중 하나의 측면과만 마주보게 배치될 수도 있다.
또한, 상기 광원부들(300)은 각각 하나의 광원일 수 있고, 또는 복수개가 직렬 연결된 광원들일 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부들(300)은 각각 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 또는, 상기 광원부들(300)은 각각 하나의 램프를 포함하거나, 직렬로 연결된 램프들을 포함할 수 있다.
상기 수납 용기(70)는 상기 표시 패널(20), 상기 광원부들(300), 상기 도광판(50) 및 상기 광 조절부(80)를 수납한다. 상기 광원 구동부(30)는 상기 수납 용기(70)의 배면에 형성될 수 있다. 도 6에서는 상기 광원 구동부(30)가 하나의 기판에 실장되는 것으로 도시하였으나, 상기 전원 공급부(100), 상기 전류 선택부(500), 상기 전류 조절부(700)는 별개의 기판에 실장될 수도 있다.
본 실시예에서, 상기 광원 구동부(30)는 상기 광원부들(300) 중 가장 큰 전체 순방향 전압을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 기준으로 상기 광원부들(300)을 구동하므로, 상기 도광판(50)의 하나 이상의 측면에 형성된 광원부들(300)의 휘도 균일성을 유지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 표시 장치(3)는 표시 패널(20), 광원 장치(13) 및 수납 용기(70)를 포함한다. 상기 표시 장치(3)는 상기 표시 패널(20)과 상기 광원 장치(13) 사이에 위치하여 광을 조절하는 광 조절부(80)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 표시 장치(3)는 광원부들(300)의 위치 및 도광판의 부재를 제외하고, 도 6의 표시 장치(1)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 6의 표시 장치(1)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
상기 광원부들(300)은 상기 표시 패널(20)의 하부에 위치한다. 상기 제1 내지 제4 광원부들(310, 320, 330, 340)은 상기 표시 패널(20)의 배면과 마주보며 서로 평행하게 배치될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 광원부들(300)은 적어도 두 개 이상의 광원부들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광원부들(300)은 각각 하나의 광원일 수 있고, 또는 복수개가 직렬 연결된 광원들일 수 있다.
예를 들어, 상기 광원부들(300)은 각각 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 또는, 상기 광원부들(300)은 각각 하나의 램프를 포함하거나, 직렬로 연결된 램프들을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 광원 구동부(30)는 상기 광원부들(300) 중 가장 큰 전체 순방향 전압을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 기준으로 상기 광원부들(300)을 구동하므로, 상기 표시 패널(20)의 배면에 형성된 광원부들(300)의 휘도 균일성을 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광원부들 중 가장 큰 전체 순방향 전압을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 기준 전류로 선택하여 복제하므로, 상기 광원부들의 전류를 안정적으로 조절 할 수 있다. 따라서, 상기 광원부들의 휘도 균일성을 유지할 수 있으며, 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1, 3: 표시 장치 10, 11, 13: 광원 장치
100: 전원 공급부 300: 광원부들
310: 제1 광원부 320: 제2 광원부
330: 제3 광원부 340: 제4 광원부
500: 전류 선택부 700: 전류 조절부
20: 표시 패널 50: 도광판
70: 수납 용기 80: 광 조절부

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 병렬 연결된 복수개의 광원부들;
    상기 광원부들의 제1 단자들에 전원을 제공하는 전원 공급부;
    상기 광원부들에 흐르는 전류 중 하나의 전류를 기준 전류로 선택하는 전류 선택부; 및
    상기 광원부들에 상기 기준 전류와 동일한 전류가 흐르도록 조절하는 전류 조절부를 포함하고,
    상기 전류 선택부는 상기 광원부들에 각각 연결된 다이오드들을 포함하며, 상기 각 다이오드들은 서로 공통으로 연결되어 직류 전압을 제공받는 애노드 및 상기 각 광원부들의 제2 단자에 직접 연결된 캐소드를 포함하는 광원 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전류 선택부는 상기 광원부들 중 가장 큰 전체순방향 전압(total forward voltage)을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 상기 기준 전류로 선택하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 각 광원부는 직렬로 연결된 복수개의 광원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광원들은 발광 다이오드(light emitting diode)들인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서, 상기 전류 조절부는 상기 광원부들에 각각 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 전류 미러(mirror)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 각 스위칭 소자들은 상기 각 광원부의 제2 단자와 상기 각 다이오드의 캐소드에 공통으로 연결된 입력 단자 및 상기 기준 전류를 제공받는 제어 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전류 선택부는 상기 스위칭 소자들 중 입력 단자의 전압이 가장 낮은 스위칭 소자에 연결된 광원부에 흐르는 전류를 상기 기준 전류로 선택하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  12. 제4항에 있어서, 상기 전원 공급부는 상기 전류 조절부가 제공하는 피드백 신호에 기초하여, 상기 광원부들의 제1 단자들에 정전류를 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  13. 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널의 하부에 배치되어 상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원 장치를 포함하며, 상기 광원 장치는,
    상기 표시 패널에 광을 제공하며, 병렬 연결된 복수개의 광원부들;
    상기 광원부들의 제1 단자들에 전원을 제공하는 전원 공급부;
    상기 광원부들에 흐르는 전류 중 하나의 전류를 기준 전류로 선택하는 전류 선택부; 및
    상기 광원부들에 상기 기준 전류와 동일한 전류가 흐르도록 조절하는 전류 조절부를 포함하고,
    상기 전류 선택부는 상기 광원부들에 각각 연결된 다이오드들을 포함하며, 상기 각 다이오드들은 서로 공통으로 연결되어 직류 전압을 제공받는 애노드 및 상기 각 광원부들의 제2 단자에 직접 연결된 캐소드를 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전류 선택부는 상기 광원부들 중 가장 큰 전체 순방향 전압(total forward voltage)을 갖는 광원부에 흐르는 전류를 상기 기준 전류로 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 각 광원부는 직렬로 연결된 복수개의 광원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광원들은 발광 다이오드(light emitting diode)들인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 광원부들은 상기 표시 패널의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 표시 패널 하부에 배치되어 상기 광을 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판을 더 포함하고, 상기 광원부들은 상기 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 삭제
  20. 제13항에 있어서, 상기 전류 조절부는 상기 광원부들에 각각 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 전류 미러(mirror)를 구성하며, 상기 각 스위칭 소자들은 상기 각 광원부의 제2 단자와 상기 각 다이오드의 캐소드에 공통으로 연결된 입력 단자 및 상기 기준 전류를 제공받는 제어 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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