KR102553268B1 - 디스플레이장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 디스플레이장치에 관한 것으로서, 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이장치는, LED 어레이를 포함하는 발광부, LED 어레이에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부, LED 어레이에 정전류를 제공하는 구동 회로부, 및 구동 회로부에서 제공된 정전류를 발광부에 제공하는 제1 라인과, 전류 검출부와 구동 회로부가 공통 접속하는 노드(Node)를 구동 회로부와 연결하는 제2 라인을 포함하는 케이블을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이장치{Display Apparatus}
본 개시는 디스플레이장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 LED 백라이트의 구조를 개선하여 LED TV 등의 발열을 줄이고, 제조 비용을 절약할 수 있는 디스플레이장치에 관한 것이다.
일반적으로 영상표시장치는 비디오카드 등으로부터 입력되는 비디오 신호를 표시하는 데에 사용된다. 이러한 영상표시장치는 (자)발광형과 수광형으로 분리될 수 있다. 예를 들어, OLED나 PDP 등의 영상표시장치는 발광형으로서 자체적으로 빛을 발산해 영상을 표시한다. 반면, LCD는 2개의 얇은 유리기판 사이에 고체와 액체의 중간 성질을 가진 액정(Liquid Crystal)을 주입해 전원공급시 액정분자의 배열을 변화시켜 명암을 발생시킴으로써 영상을 표시하는 장치로서 그 자체가 수광형이다. 이 때문에 수광형은 배면 광원이 없으면 동작이 불가능하며, 이에 따라 화면 전체를 균일한 밝기로 유지할 수 있는 면광원 형태의 백라이트 광원이 필요하다.
이와 같은 백라이트 광원은 예컨대 LED가 사용될 수 있는데, 복수의 LED들은 면광원 형태로 빛을 제공하기 위하여 패널의 가장자리에 배치되거나 패널의 배면 전체에 배치될 수 있다. 통상, 가장자리에 배치되는 형태를 에지형(edge type)이라 하고, 배면 전체에 배치되는 형태를 직하형(direct type)이라 한다.
통상 영상표시장치는 백라이트 광원을 구동하기 위한 구동부를 포함하게 되는데, 이러한 구동부는 백라이트 광원을 온/오프 구동하는 스위칭 방식의 파워 회로를 포함한다. 또한, 구동부 및 LED 소자가 구비되는 LED 모듈은 구동 케이블에 의해 서로 연결된다.
그런데, 최근 들어 영상표시장치가 점점 더 대형화되면서 그에 따라 LED 모듈의 수도 함께 증가하고 있고, 또 고화질 로컬 디밍을 위해 LED 모듈을 다수의 블록으로 분할하여 구동함에 따라 구동 케이블의 수가 점차 증가하여 영상표시장치의 가격도 함께 증가하는 문제가 발생하고 있다.
또한, 영상표시장치의 대형화에 따라 LED 모듈의 수가 증가하게 되면 이를 구동하기 위한 구동부의 전력도 증가하게 될 것이고, 이에 따라 발열도 큰 문제가 될 수 있을 것이다.
본 개시의 실시예는 가령 LED 백라이트의 구조를 개선하여 LED TV 등의 발열을 줄이고, 제조 비용을 절약할 수 있는 디스플레이장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 개시의 실시예에 따른 디스플레이장치는, LED 어레이(array)를 포함하는 발광부, 상기 LED 어레이에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부, 상기 LED 어레이에 정전류를 제공하는 구동 회로부, 및 상기 구동 회로부에서 제공된 정전류를 상기 발광부에 제공하는 제1 라인과, 상기 전류 검출부와 상기 구동 회로부가 공통 접속하는 노드(Node)를 상기 구동 회로부와 연결하는 제2 라인을 포함하는 케이블을 포함한다.
상기 제1 라인과 상기 제2 라인은 서로 다른 형태를 가질 수 있다.
상기 제1 라인과 상기 제2 라인은 상기 형태로서 선폭 및 형상(shape) 중 적어도 하나가 다를 수 있다.
상기 전류 검출부는 상기 LED 어레이가 배치되는 기판상에 형성될 수 있다.
상기 전류 검출부는, 일단이 상기 LED 어레이의 일단에 연결되고, 타단이 시스템 접지에 연결되는 저항을 포함할 수 있다.
상기 전류 검출부가 상기 LED 어레이와 다른 기판에 형성될 때, 상기 케이블은 상기 전류 검출부와 상기 LED 어레이를 연결하는 제3 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 전류 검출부는, 일단이 상기 제3 라인을 통하여 상기 LED 어레이의 일단과 연결되고 상기 제2 라인을 통하여 상기 구동 회로부와 연결되며, 타단이 시스템 접지에 연결되는 저항을 포함할 수 있다.
상기 제3 라인은 상기 제1 라인과 동일 형상을 가지며, 상기 제2 라인과 다른 형상을 가질 수 있다.
상기 구동 회로부는, 상기 발광부로 인가되는 정전류를 제어하는 제어부, 및 전원전압(Vdd) 단자와 상기 제어부 사이에 연결되며, 상기 제2 라인의 비정상 동작시 상기 제어부의 동작을 안정화시키는 안정화부를 포함할 수 있다.
상기 안정화부는 풀업(pull-up) 저항을 포함할 수 있다.
상기 제2 라인은 FFC(Flexible Flat Cable)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이장치는 상기 발광부가 형성된 제1 기판을 구비하는 하부 커버를 더 포함하며, 상기 제1 기판 및 상기 구동 회로부가 형성되는 제2 기판은, 상기 하부 커버에 공통 접지될 수 있다.
상기 발광부는, 상기 LED 어레이로서 적(R), 녹(G), 청(B) 및 백(W) 중 적어도 하나의 발광소자를 구동하여 백색광을 생성할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램,
도 2는 본 개시의 제2 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램,
도 3은 본 개시의 제3 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램,
도 4는 도 3의 LED 모듈이 외부 케이스에 고정되는 형태를 예시하여 나타낸 도면,
도 5는 본 개시의 제4 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램, 그리고
도 6은 본 개시의 제5 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 제1 실시예에 따른 디스플레이장치(90)는 구동부(100), 표시패널(110) 및 백라이트부(120)의 일부 또는 전부를 포함하며, 구동부(100)와 백라이트부(120)를 연결하는 전원 라인(130)을 더 포함할 수 있다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 영상처리부(100)가 표시패널(110)에 통합 구성(ex. COG(Chip on Glass) 방식으로 실장)되는 것을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
먼저, 구동부(100)는 디스플레이장치(90)의 전반적인 동작을 제어한다. 다시 말해, 디스플레이장치(90)가 턴온되면 백라이트부(120)를 제어하여 표시패널(110)로 광이 제공되도록 하고, 표시패널(110)에서는 입력된 영상 신호가 출력되도록 한다. 여기서, 영상 신호는 비디오 신호, 오디오 신호 및 자막 정보와 같은 부가 정보를 포함하는 의미이다.
본 개시의 실시예에 따른 구동부(100)는, 표시패널(110)의 영상 구현에 관련되는 영상처리부와, 백라이트부(120)를 제어하기 위한 램프 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 영상처리부는 제1 기판(board)에 구성되고, 램프 구동부는 제2 기판에 구비될 수 있을 것이다. 디스플레이장치(90)는 가령 철(Fe) 재질의 외부 케이스 혹은 하부 커버 상에 LED 모듈들로 이루어진 백라이트부(120)를 구성하고, 그 상측에 표시패널(110)을 배치하며, 표시패널(110)의 상측 가장자리를 에워싸는 상측 커버를 포함한다. 이러한 구조를 가정해 볼 때, 하부 커버의 배면, 다시 말해 LED 모듈의 반대측 하부 커버에는 구동부(100)가 조립된다. 여기서, LED 모듈은 복수의 발광소자들이 기판상에서 서로 직렬 연결되어 스트링(string) 형태를 갖는다.
상기의 구조에서, 본 개시의 실시예는 백라이트부(120)를 구성하는 LED 모듈들과 램프 구동부가 전원 라인(130) 즉 별도의 케이블을 통해 전기적으로 연결된다. 본 개시의 실시예에 따라, 램프 구동부는 LED 모듈을 구성하는 LED 발광소자들을 정전류 방식으로 제어하기 때문에, 케이블의 제1 라인을 통해서는 전류를 인가한다. 그리고, 램프 구동부는 LED 발광소자들을 통해 정격 전류가 흐르고 있는지 전류 검출부를 통해 감지한다. 이를 위하여, 발광소자의 일측에는 전류 검출부가 구성된다. 본 개시의 실시예에 따라 전류 검출부는 LED 모듈과 인접한 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 전류 검출부는 전원 라인(130)을 구성하는 제2 라인을 통해 램프 구동부에 연결되며, 램프 구동부는 전류 검출부를 통해 검출된 전압에 의해 LED 모듈을 PWM 제어하여 전류를 조절하게 된다. 본 개시의 실시예에 따라 전류 검출부는 발광소자(혹은 LED 어레이)의 일측과 접지 사이에 연결된 저항을 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 전원 라인(130)은 전류 검출부가 (발열 문제 등을 고려해) LED 모듈과 인접한 영역에 형성되기 때문에, LED 모듈로부터 전압을 피드백받기 위한 제2 라인이 제1 라인과 선의 형태가 다르다. 여기서, "선의 형태가 다르다"는 것은 전류가 흐르는 코어(core)의 형태가 다름을 의미하는 것으로, 가령 선의 선폭(line width) 및 형상(shape) 중 적어도 하나가 다를 수 있다. 예컨대, 제1 라인이 원형이라면 제2 라인은 동일한 원형을 유지하되 선폭 즉 굵기가 더 얇을 수 있다. 또한, 제1 라인은 원형이지만, 본 개시의 실시예에 따른 목적(ex. 회로를 정상적으로 동작시키면서 제조비용 절약)을 달성할 수만 있다면 제2 라인은 평탄한 FFC(Flexible Flat Cable)의 형태를 가질 수도 있을 것이다. 전원 라인은 다양한 형태가 얼마든지 가능하므로 위의 내용에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 예를 들어, 발열 문제만 개선하고자 한다면, 제1 라인과 제2 라인은 서로 동일한 형태를 가질 수도 있을 것이다.
표시패널(110)은 구동부(100)의 제어에 의해 화면에 영상을 표시한다. 본 개시의 실시예에 따라 표시패널(110)은 액정 층을 포함하지만, 컬러필터의 존재 유무는 고려되지 않을 수 있다. 즉 본 개시의 실시예에서는 컬러필터 없는 액정패널에도 적용 가능하다. 다만, 컬러필터 없는 액정패널의 경우에는 백라이트부(120)를 구성하는 발광소자 가령 LED가 적(R), 녹(G), 청(B)의 발광소자를 포함하는 것이 바람직하다. 컬러필터가 없는 경우, R 프레임의 영상이 표시패널(110)에 구현될 때, R의 발광소자들만 턴온시키고, G 프레임의 영상이 표시패널(110)에 구현될 때, 턴온된 R의 발광소자를 턴오프하고, 다시 G의 발광소자들을 턴온시키는 방식으로 영상을 화면에 표시하게 된다.
백라이트부(120)는 위에서 언급한 대로 R, G, B 및 W 중 적어도 하나의 발광소자를 포함하여 백색광을 제공하거나 R, G, B의 광을 순차적으로 제공할 수 있다. 물론 표시패널(110)이 컬러필터를 포함하지 않는 경우에는 R, G, B의 광을 순차적으로 제공하도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 개시의 실시예에 따른 백라이트부(120)는 복수의 영역으로 구분되어 분할 구동이 얼마든지 가능할 수 있다. 다시 말해, 각 영역에 대한 국부적인 제어 즉 발광소자들의 로컬 디밍 제어가 가능할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따라 디스플레이장치(90)가 로컬 디밍 제어를 수행하도록 백라이트부(120)를 구성한 경우, 백라이트부(120)의 LED 모듈과 램프 구동부를 연결하는 케이블의 비용은 상당히 절약될 수 있을 것이다.
기타, 도 1에 도시된 구동부(100), 표시패널(110) 및 백라이트부(120)와 관련해서는 이후에 좀 더 자세히 다루기로 한다.
도 2는 본 개시의 제2 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 제2 실시예에 따른 디스플레이장치(190)는 인터페이스부(200), 타이밍 컨트롤러(210), 게이트 및 소스 드라이버(220-1, 220-2), 표시패널(230), 전원전압 생성부(240), 램프 구동부(250), 백라이트부(260) 및 기준전압 생성부(270)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 램프 구동부(250)와 백라이트부(260)가 통합되어 백라이트 유닛을 구성하는 것과 같이 일부의 구성요소가 서로 통합되어 구성될 수 있음을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
인터페이스부(200)는 가령 그래픽 카드와 같은 영상 보드(board)로서 외부에서 입력된 비디오 데이터를 영상표시장치의 해상도에 적합하게 변환하여 출력하는 역할을 수행한다. 여기서 비디오 데이터는 가령 8비트의 R, G, B의 비디오 데이터로 구성될 수 있으며, 인터페이스부(200)는 영상표시장치의 해상도에 적합한 클럭신호(DCLK)와 수직 및 수평동기신호(Vsync, Hsync) 등의 제어신호들을 발생한다. 그리고 인터페이스부(200)는 비디오 데이터를 타이밍 컨트롤러(210)로 제공하며, 수직/수평 동기신호 등을 램프 구동부(250)로 제공하여 표시패널(230)에 영상이 구현될 때 이에 동기되어 백라이트부(260)가 턴온 및 턴오프 동작하도록 한다.
또한, 인터페이스부(200)는 외부의 방송국에서 제공되는 특정 방송 프로그램을 수신하기 위한 튜너, 튜너를 통해 입력된 영상 신호를 복조하는 복조기, 복조된 영상 신호를 비디오/오디오 데이터 및 부가 정보로 분리하는 디멀티플렉서, 분리된 비디오/오디오 데이터를 각각 디코딩하는 디코딩부, 그리고 디코딩된 오디오 데이터를 스피커에 적합한 포맷으로 변환하는 오디오 처리부 등을 포함할 수 있다.
나아가, 인터페이스부(200)는 영상분석부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서 영상분석부는 입력된 영상을 분석하여 밝기를 판단할 수 있다. 또한, 연속적인 단위 프레임에 대하여 밝기, 가령 어두운 정도에 대한 디밍 신호를 생성하여 제어신호로서 램프 구동부(250)에 제공할 수 있다. 이를 통해 램프 구동부(250)는 백라이트부(260)의 디밍 제어를 수행할 수 있을 것이다. 이와 같은 영상분석부는 인터페이스부(200)에 포함되어 구성되는 것이 바람직하나, 서로 분리되어 형성될 수도 있으므로 본 개시의 실시예에서는 위의 내용에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
타이밍 컨트롤러(210)는 인터페이스부(200)에서 제공되는 비디오 데이터를 소스 드라이버(220-2)에 제공하고, 소스 드라이버(220-2)에서의 비디오 데이터 출력을 타이밍 신호를 이용해 제어함으로써 표시패널(230)에 단위 프레임 영상이 순차적으로 구현될 수 있도록 한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(210)는 게이트 드라이버(220-1)를 제어하여 전원전압 생성부(240)에서 제공된 게이트 온/오프 전압이 표시패널(230)에 수평 라인별로 제공될 수 있도록 한다. 예를 들어 타이밍 컨트롤러(210)는 게이트 라인 1(GL1)에 게이트 전압을 인가한 경우, 소스 드라이버(220-2)를 제어하여 제1 수평 라인 분에 해당하는 비디오 데이터를 인가하게 된다. 그리고 게이트 라인 2(GL2)를 턴-온 시킴과 동시에 제1 게이트 라인을 턴-오프시켜 제2 수평 라인 분에 해당하는 영상데이터가 소스 드라이버(220-2)에서 표시패널(230)로 인가되도록 한다. 이러한 방식으로 하여 표시패널(230)의 화면 전체에 단위 프레임 영상이 표시되게 된다.
게이트 드라이버(220-1)는 전원전압 생성부(240)에서 제공되는 게이트 온/오프 전압(Vgh/Vgl)을 제공받아 타이밍 컨트롤러(210)의 제어에 따라 표시패널(230)로 해당 전압을 인가하게 된다. 이와 같은 게이트 온 전압(Vgh)은 표시패널(230)에 영상 구현시 게이트 라인 1(GL1)에서 게이트 라인 N(GLn)까지 차례로 제공된다.
소스 드라이버(220-2)는 타이밍 컨트롤러(210)에서 직렬(serial)로 제공되는 비디오 데이터를 병렬(parallel)로 변환하고, 디지털 데이터를 아날로그 전압으로 변환하여 하나의 수평 라인분에 해당되는 비디오 데이터를 표시패널(230)에 동시에, 그리고 순차적으로 제공한다. 또한, 소스 드라이버(220-2)는 전원전압 생성부(240)에서 생성된 공통전압(Vcom), 기준전압 생성부(270)에서 제공하는 기준전압(Vref)(혹은 감마전압)을 제공받을 수 있다. 여기서, 공통전압(Vcom)은 표시패널(230)의 공통전극으로 제공하기 위한 것이며, 기준전압(Vref)은 소스 드라이버(220-2) 내의 D/A 컨버터로 제공되어 컬러 영상의 계조를 표현할 때 이용된다. 다시 말해, 타이밍 컨트롤러(210)에서 제공되는 비디오 데이터는 D/A 컨버터로 제공될 수 있는데, D/A 컨버터로 제공된 비디오 데이터의 디지털 정보는 컬러의 계조를 표현할 수 있는 아날로그 전압으로 변환되어 표시패널(230)에 제공된다.
표시패널(230)은 예컨대 제1 기판 및 제2 기판, 그리고 그 사이에 게재된 액정층으로 이루어질 수 있다. 제1 기판은 서로 교차하여 화소 영역을 정의하기 위한 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)과 데이터 라인(DL1~DLn)이 형성되고, 그 교차하는 화소 영역에는 화소 전극이 형성된다. 그리고 화소 영역의 일 영역, 더 정확하게는 모서리에는 TFT(Thin Film Transistor)가 형성된다. 이러한 TFT의 턴-온 동작시 제1 기판의 화소 전극과 가령 제2 기판의 공통 전극에 인가된 전압의 차만큼 액정이 트위스트(twist)되어 백라이트부(260)에서 제공하는 광을 투과시킬 수 있게 된다.
또한, 표시패널(230)은 화상이 구현되는 표시부의 외곽에 형성된 게이트 드라이버(220-1) 및 소스 드라이버(220-2)를 포함할 수 있다. 이의 경우 표시패널(230)은 타이밍 컨트롤러(210)에서 제공하는 타이밍 제어신호에 의해 게이트 드라이버(220-1) 및 소스 드라이버(220-2)를 동작시키고, 이에 따라 소스 드라이버(220-2)를 통해 제공되는 R, G, B의 데이터를 표시부에 나타내어 화상을 구현할 수 있다.
전원전압생성부(240)는 외부로부터의 상용전압, 즉 110V 또는 220V의 교류전압을 제공받아 다양한 크기의 DC 전압을 생성하여 출력한다. 예를 들어, 게이트 드라이버(220-1)를 위해서는 게이트 온 전압(Vgh)으로서 가령 DC 15V 전압을 생성하여 제공할 수 있고, 램프 구동부(250)를 위해서는 전원전압(Vcc)으로서 DC 14V 또는 DC 24V의 전압을 생성하여 제공할 수 있으며, 타이밍 컨트롤러(210)를 위해서는 DC 12V의 전압을 생성하여 제공하는 등 다양한 크기의 전압을 생성하여 제공할 수 있다.
램프 구동부(250)는 전원전압생성부(240)로부터 제공된 전압을 변환하여 백라이트부(260)로 할 수 있다. 여기서 "변환"한다는 것은 아날로그 형태의 DC 전압의 레벨을 변환하는 것 또는 PWM 구동하는 것을 모두 포함하는 의미이다. 또한, 램프 구동부(250)는 백라이트부(260)를 구성하는 R, G, B의 LED들을 동시에 구동하거나 분할 구동할 수 있다. 나아가 램프 구동부(250)는 백라이트부(260)의 RGB LED로부터 균일한 빛이 제공될 수 있도록 LED의 구동 전류를 피드백 제어하는 피드백 회로(혹은 LED 구동회로)를 포함할 수 있는데, 피드백 회로는 스위칭 파워 회로라 명명될 수 있다.
백라이트부(260)는 가령 RGB의 LED들로 구성된다. 예를 들어 표시패널(230)의 하단 전체에 RGB의 LED들이 배치되는 직하형으로 구성되거나, 표시패널(230)의 가장자리에 RGB의 LED들이 배치되는 에지형으로 구성되는 등 어떠한 형태로 구성되어도 무관하다. 다만, 본 개시의 실시예에 따라 백라이트부(260)는 램프 구동부(250)의 제어에 따라 발광소자들이 동시에 턴온 및 턴오프되거나 블록별로 구분되어 분할 구동할 수 있다. 또한, 복수의 LED들은 서로 직렬 연결되거나, 병렬 연결되는 등 다양한 형태를 가질 수 있을 것이다.
전원 라인(270)은 램프 구동부(250)와 백라이트부(260)를 연결한다. 이와 관련해서는 앞서, 도 1의 전원 라인(130)을 통해 충분히 설명하였으므로 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
기준전압 생성부(280)는 감마전압 생성부라 지칭될 수 있으며, 전원전압 생성부(240)로부터 가령 DC 10V의 전압을 제공받는 경우, 이를 다시 분할 저항 등을 통해 복수의 전압으로 분할하여 소스 드라이버(220-2)에 제공할 수 있다. 이를 통해 소스 드라이버(220-2)는 제공받은 복수의 전압을 세부 분할하여 가령 R, G, B 데이터의 256 계조 등을 표현할 수 있게 된다.
도 3은 본 개시의 제3 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이고, 도 4는 도 3의 LED 모듈이 외부 케이스에 고정되는 형태를 예시하여 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 제3 실시예에 따른 디스플레이장치(290)는 외부 케이스(300), LED 모듈(혹은 LED 어레이)(310), LED 구동부(320) 및 전원 라인(혹은 케이블)(330)을 포함한다.
여기서, LED 모듈(310)은 외부 케이스(300)의 일측(ex. 전면 혹은 내측)에 구비된다. LED 모듈(310)은 제1 기판 가령 인쇄회로기판(PCB) 상에서 서로 직렬 연결되어 스트링 형태를 갖는 복수의 LED와, 복수의 LED의 일측과 접지 사이에 연결된 전류 검출부로서 전류검출저항(R2)을 포함한다. 이때, 복수의 LED 중 일측 가장자리에 위치하는 LED(LED1)의 애노드 단자는 전원 라인(330)의 제1 라인(330a)에 연결되고, 타측 가장자리에 위치하는 LED N(LEDN)의 캐소드 단자와 전류검출저항(R2)이 연결된 노드(N1)는 전원 라인(330)의 제2 라인(330b)에 연결된다.
LED 구동부(320)는 제2 기판에 형성되어, 도면에 명확히 도시하지는 않았지만, 외부 케이스(300)의 타측(ex. 배면)에 구비되는 것이 바람직하다. LED 구동부(320)는 가령 도 2의 전원전압생성부(240)에서 제공되는 전원전압을 이용하여 LED 모듈(310)로 전류를 제공하는 부스트 회로를 포함한다. 또한, 전원 라인(330)의 제1 라인(330a) 및/또는 제2 라인(330b)이 단선되었을 때, 부스트 회로의 동작을 안정화하기 위한 안정화부로서, 가령 풀업 저항(R1)을 더 포함한다. 이러한 풀업 저항(R1)은 제어 회로와 전원전압(Vdd) 단자 사이에 연결된다.
IC 형태의 제어 회로(321)는 전원 라인(330)의 제2 라인(330b)을 통해 전류검출저항(R2)의 양단 전압을 피드백 전압으로 검출하고, 이를 근거로 가령 외부에서 제어 회로(320)로 입력된 기준 전압(또는 기준 전류)과 비교하여 그 차에 따라 스위칭소자(Q)의 듀티 온 타임을 조절하여 LED 모듈(310)을 정전류 제어하게 된다. 즉 일정한 전류가 제공되도록 하는 것이다. 만약 피드백 경로인 제2 라인(330b)이 단선되면, 제어 회로(321)는 풀업 저항(R1)에 의해 안정적인 동작을 수행하게 된다.
전원 라인(330)은 LED 모듈(310)과 LED 구동부(320)를 연결한다. 도면에 별도로 표기하지는 않았지만, 제1 기판과 제2 기판에는 전원 라인(330)을 연결하기 위한 커넥터를 가질 수 있는데, 이를 통해 서로 연결될 수 있다. LED 모듈(310)에 형성된 전류검출저항(R2)은 가령 0.2 옴[Ω]에 해당될 정도로 그 값이 상당히 작을 수 있고, 따라서 제2 라인(330b)은 이러한 미세한 전압을 피드백받을 수 있으면 되기 때문에, 제1 라인(330a)과 그 형태가 다를 수 있는 것이다. 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
다시 정리해 보면, 부스트 LED 구동 회로의 경우, LED에 흐르는 전류는 전류검출저항(R2)을 거쳐 시스템의 접지로 흘러들어가는데, 시스템의 안정적인 동작과 안전상의 문제로 인해 외부 케이스(ex. 백라이트의 하부 커버)와 모든 회로물은 공통의 접지를 공유하므로 LED를 거쳐 흘러나오는 전류를 전류검출저항(R2)을 거쳐 접지로 빠져나가도록 하면, 도 3에서와 같은 전원 라인(330)의 구조를 형성하는 데에 큰 어려움이 없게 된다. 전류검출저항(R2)에 나타나는 전압은 케이블 즉 전원 라인(330)을 통해 형성되는 피드백 경로를 거쳐 LED 구동회로인 제어 IC(321)로 연결이 되어야 하는데, 여기서 피드백 경로 즉 제2 라인(330b)은 실제 LED 전류가 흐르지 않고 전류검출저항(R2)에 검출되는 전압을 제어 IC(321)로 전달하는 역할만 수행할 뿐이므로 거의 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 이 피드백 경로를 위한 케이블 즉 라인은 최소의 굵기로 설계될 수 있는 것이다.
또한, LED 구동회로에 추가된 전원 전압(Vdd)으로의 풀업 저항(R1)은 케이블의 단선이나 커넥터의 접촉 불량으로 인해 피드백 경로가 손상되는 경우 제어 IC(321)로 입력되는 전압이 감지되지 않아 LED 구동회로의 출력이 상승하여 LED가 과전류로 손상될 수가 있는데, 이와 같은 문제에 대해 제어 IC(321)에 입력되는 전압을 상승시켜 LED 구동회로의 동작을 사실상 멈추게 하는 보호 장치의 역할을 수행하게 되는 것이다.
도 3에서와 같이, 전류검출저항(R2)이 LED 모듈(310)에 실장된 경우, LED 모듈(310)은 도 4의 (a)에서와 같이 나사(400)를 이용하거나, 도 4의 (b)에서와 같이 클립(410)을 이용하여 접지시켜 전류검출저항(R2)을 빠져나온 전류가 접지로 돌아가도록 할 수 있다. 도 4의 (b)를 좀 더 설명하면, 외부 케이스(300)에는 클립(410)이 고정되고, LED 모듈(310)의 기판상에는 구리 재질의 얇은 막인 동박(420)이 형성되며, LED 모듈(310)을 조립할 때, 클립(410)과 동박(420)이 서로 접촉한다. 본 개시의 실시예에서는 위와 동일한 효과를 보인다면 다른 어떤 방법도 사용 가능하다.
도 5는 본 개시의 제4 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 디스플레이장치(490)는 외부 케이스(500), 복수의 LED 모듈(510-1 ~ 510-2), LED 구동회로(부)(520) 및 전원 라인(530)을 포함한다.
도 3의 디스플레이장치(290)와 비교해 볼 때, 도 5의 디스플레이장치(490)는 독립적으로 구동되는 LED 모듈(510-1, 510-2)이 여럿인 경우도 도 3과 동일하게 구현될 수 있다. 또한, LED 구동회로(520)도 도 3과 같이 반드시 부스트 회로일 필요가 없으며 LED 전류가 전류검출저항(R2)을 통해 접지로 빠지는 방식의 모든 회로에 적용 가능하다. 도 5는 두 개의 LED 모듈(510-1, 510-2)을 리니어 방식 LED 구동회로(520)로 구동하는 경우에 대해 전류검출저항(R2)을 LED 모듈(510-1, 510-2)에 실장한 예를 보여주고 있다.
이러한 점을 제외하면, 도 5의 디스플레이장치(490)는 도 3의 디스플레이장치(290)와 크게 다르지 않으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
도 6은 본 개시의 제5 실시예에 따른 디스플레이장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 제5 실시예에 따른 디스플레이장치(590)는 외부 케이스(600), LED 모듈(610), LED 구동회로(부)(620), 전원 라인(630) 및 전류 검출부(640)를 포함한다.
도 3의 디스플레이장치(290)와 비교해 볼 때, 도 6의 디스플레이장치(590)는 도 3의 LED 모듈(310)에서 LED들과 전류검출저항(R2)이 분리되어 구성됨으로써 이에 따라 전원 라인(630)의 구조가 변경된 형태를 보여주고 있다.
다시 말해, 도 6의 전원 라인(630)은 전류검출저항(R2)을 기준으로 양단 전압을 피드백받는 전원 라인 즉 제2 라인(630b)이, 다른 라인 즉 제1 및 제3 라인(630a, 630c)과 형태가 다르다는 데에 그 차이가 있다. 이러한 전류 검출부(640)가 구성되는 기판(ex. 제3 기판)은 외부 케이스(600)의 배면에 위치할 수 있을 것이다.
이러한 점을 제외하면, 도 6의 디스플레이 장치(590)는 도 3의 디스플레이장치(290)와 크게 다르지 않으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
본 개시의 실시예에 따라, LED 전류검출저항을 LED 광원에 인접한 곳에 형성함으로써 LED 구동회로와 LED 광원을 연결하는 전선의 굵기를 줄여 원가를 절감할 수 있으며, LED 구동부의 전류 검출부에 풀업 저항을 추가하여 케이블로 형성되는 피드백 경로의 연결 불량에 대한 대책이 제공된다. 부수적으로, 주요 발열 부품 중의 하나인 전류검출저항을 독립시킴으로써 방열 등의 품질도 개선이 될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 구동부 110, 230: 표시패널
120, 260: 백라이트부 130, 270, 330, 530, 630: 전원 라인
200: 인터페이스부 210: 타이밍 컨트롤러
220-1: 게이트 드라이버 220-2: 소스 드라이버
240: 전원전압생성부 250: 램프 구동부
280: 기준전압생성부 300, 500, 600: 외부 케이스
310, 510-1, 510-2, 610: LED 모듈 320, 520, 620: LED 구동회로
400: 나사 410: 클립
420: 동박

Claims (13)

  1. LED 어레이(array)를 포함하는 발광부;
    상기 LED 어레이에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부;
    상기 LED 어레이에 정전류를 제공하는 구동 회로부; 및
    상기 구동 회로부에서 제공된 정전류를 상기 발광부에 제공하는 제1 라인과, 상기 전류 검출부와 상기 구동 회로부가 공통 접속하는 노드(Node)를 상기 구동 회로부와 연결하는 제2 라인을 포함하는 케이블;을
    포함하고,
    상기 발광부가 형성된 제1 기판을 구비하는 하부 커버;를 더 포함하며,
    상기 제1 기판 및 상기 구동 회로부가 형성되는 제2 기판은, 상기 하부 커버에 공통 접지되는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 라인과 상기 제2 라인은 서로 다른 형태를 가지는 디스플레이장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 라인과 상기 제2 라인은 상기 형태로서 선폭 및 형상(shape) 중 적어도 하나가 다른 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류 검출부는 상기 LED 어레이가 배치되는 기판상에 형성되는 디스플레이장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전류 검출부는, 일단이 상기 LED 어레이의 일단에 연결되고, 타단이 시스템 접지에 연결되는 저항을 포함하는 디스플레이장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전류 검출부가 상기 LED 어레이와 다른 기판에 형성될 때, 상기 케이블은 상기 전류 검출부와 상기 LED 어레이를 연결하는 제3 라인을 더 포함하는 디스플레이장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전류 검출부는, 일단이 상기 제3 라인을 통하여 상기 LED 어레이의 일단과 연결되고 상기 제2 라인을 통하여 상기 구동 회로부와 연결되며, 타단이 시스템 접지에 연결되는 저항을 포함하는 디스플레이장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 라인은 상기 제1 라인과 동일 형상을 가지며, 상기 제2 라인과 다른 형상을 갖는 디스플레이장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로부는,
    상기 발광부로 인가되는 정전류를 제어하는 제어부; 및
    전원전압(Vdd) 단자와 상기 제어부 사이에 연결되며, 상기 제2 라인의 비정상 동작시 상기 제어부의 동작을 안정화시키는 안정화부;를
    포함하는 디스플레이장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안정화부는 풀업(pull-up) 저항을 포함하는 디스플레이장치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제2 라인은 FFC(Flexible Flat Cable)를 포함하는 디스플레이장치.
  12. 삭제
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 발광부는, 상기 LED 어레이로서 적(R), 녹(G), 청(B) 및 백(W) 중 적어도 하나의 발광소자를 구동하여 백색광을 생성하는 디스플레이장치.
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