KR200236751Y1 - Led를이용한칼라액정디스플레이장치용백라이트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 칼라 액정 디스플레이 장치에 사용되는 백라이트 장치에 관한 것으로서, 종래 백라이트 광원으로 사용되는 투과용 형광 램프 대신 LED 소자를 사용함으로써 전력 소비를 저감시킬 수 있고, 고전압 펄스로 인한 위험성 및 노이즈 문제를 해결할 수 있고, 보다 경박단소한 형태의 칼라 액정 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 LED를 이용한 칼라 액정 디스플레이 장치용 백라이트를 제공한다.

Description

ＬＥＤ를 이용한 칼라 액정 디스플레이 장치용 백라이트

본 고안은 칼라 액정 디스플레이 장치에 사용되는 백라이트에 관한 것으로서, 구체적으로는 LED 칩을 백라이트 광원으로 사용한 칼라 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.

칼라 액정 디스플레이 장치는 액정을 이용하여 소형 TV, 노트북 컴퓨터, 비디오 카메라 및 디지탈 카메라 등에 브라운관을 대신하여 사용되는 디스플레이 장치이다. 그러나, 액정 자체는 자체 발광할 수 없고 빛의 투과량이 적으므로 광원으로서 별도의 백라이트(back light) 장치를 실장하여 그 빛이 액정 모자이크로 구성된 각각의 홀로 투사되어 칼라 색상(R,G,B)을 제어하여 칼라 영상을 볼 수 있도록 되어 있다. 칼라 액정 디스플레이 장치의 백라이트 광원으로서 사용되고 있는 것은 EL(electro-luminescence), 냉/열 음극관, 투과형 형광 램프 등이 있으나 휘도, 경박단소의 요구조건, 내구성 등의 면에서 현재 일반적으로 사용하고 있는 것은 투과형 형광 램프이다.

도 1은 형광 램프를 백라이트 광원으로 사용하는 종래의 백라이트 유닛의 구조를 도시한 블록도이다. 도 1의 (a)는 종래의 백라이트 유닛의 분해도이고, (b)는 일체 조립된 형태의 결합도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 백라이트 유닛은 칼라 액정 단면(1)과, 빛을 확산시키기 위한 확산판(2)과, 백라이트 광원 유닛(3)과, 고전압 펄스 발생을 위한 고전압 펄스 전원부(4)로 구성되어 있고, 상기 백라이트 광원 유닛(3)은 형광램프(5)인 것이 일반적이다.

도 1에 도시된 바와 같은 기존 투과형 백라이트 형광 램프(5)는 균일한 방전을 위하여 고전압 AC 펄스(약 600V 이상)를 가하여야 하므로 고주파의 오실레이터 또는 인버터가 필요하게 되는 등 회로의 구성이 복잡해지고 고전압 AC 펄스로 인한 위험성의 문제가 있다. 또한, 영상신호 처리부 및 기타 회로에 노이즈가 발생하기 쉽다는 점과 형광 램프 자체의 수명 및 내구성이 만족스럽지 못하다는 점과 경박단소화의 면에서도 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 칼라 액정 디스플레이 장치에 필요한 백라이트 광원으로 LED를 사용함으로서, 저전력 소비와 경박단소화를 가능하게 하고, 고전압 사용으로 인한 노이즈 및 위험성 제거를 목적으로 한다.

도 1은 종래의 형광램프를 사용하는 백라이트 유닛의 블록도,

도 2는 본 고안에 따른 LED를 백라이트 광원으로 사용하는 백라이트 유닛의 블록도,

도 3은 본 고안에 따른 매트릭스 형태의 LED 백라이트 광원 유닛의 한 행에 대한 회로도,

도 4는 본 고안에 따른 LED를 백라이트 광원으로 사용하는 백라이트 유닛의 또 다른 실시예의 블록도이다.

< 도면 주요 부호의 설명 >

1 ... 칼라 액정 단면, 2 ... 빛 확산판,

3 ... 백라이트 광원 유닛, 4 ... 고전압 펄스 전원부,

5 ... 백라이트 광원용 형광 램프, 6 ... LED 백라이트 광원 유닛,

7 ... 직류 전원부, 8 ... LED 소자,

9 ... 보호 저항, 10 .. 신호 제어부,

11 .. 수직 쉬프트 레지스터, 12 .. 수평 쉬프트 레지스터.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 블록도이다. 도 2의 (a)는 본 고안에 따른 백라이트 유닛의 분해도이고, (b)는 일체 조립된 형태의 결합도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안은 칼라 액정 단면(1)과, 빛을 확산하기 위한 확산판(2)과, 복수개의 LED 소자(8)를 광원으로 하는 N×M 매트릭스 형태의 LED 백라이트 광원 유닛(6)과, 직류 전원부(7)를 구비한다.

상기 복수개의 LED 소자(8)를 광원으로 하는 N×M 매트릭스 형태의 LED 백라이트 광원 유닛(6)은 저전압을 발생하는 직류 전원부(7)에 직접 연결된다. 본 고안의 실시예에서는 3.6 V 직류 전원을 사용하였으나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 이와 같이, 백라이트 광원으로 LED 소자를 사용함으로써 저전압 직류 전원을 사용할 수 있어 저전력 소비가 가능하고 인버터 등의 직류/교류 변환 장치나 오실레이터와 같은 발진기가 필요 없어 회로의 구성을 단순화할 수 있다.

LED 백라이트 광원 유닛(6)을 구성하는 각각의 LED 소자(8)들은 적색/녹색의 하프 칼라(half color)용 LED 또는 일반 라운드 타입 백색의 풀 칼라(full color)용 LED 소자를 사용할 수 있다.

도 3은 도 2의 LED 백라이트 광원 유닛(6)에 배치된 LED 소자(8)들의 한 행이 연결된 형태를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이 각 행마다 n개의 각 LED 소자(8)들이 병렬로 연결되고, 각 LED 소자(8)는 보호 저항(9)과 직렬로 연결된다. 이러한 형태로, M행에 대하여 LED 소자들을 배치함으로써, N×M 매트릭스 형태로 구현되는 LED 백라이트 광원 유닛(6)을 구현할 수 있다.

도 4는 본 고안에 따른 백라이트 광원 유닛의 또 다른 실시예를 도시한 블록도로서, 도 4의 우측 하단부는 매트릭스 형태의 LED 백라이트 광원 유닛(6)을 확대 도시한 것이다. 본 실시예는, 도 2에 도시된 바와 기본적으로 같지만 N×M 매트릭스 형태의 LED 소자들을 액정 모자이크 각각의 화소에 대응시켜 선택적으로 온/오프를 제어한다는 점에 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따른 고안은 도 4에 도시한 바와 같이, 칼라 액정 단면(1)과, 빛을 확산하기 위한 확산판(2)과, 복수개의 LED 소자(8)를 광원으로 하는 매트릭스 형태의 LED 백라이트 광원 유닛(6)과, 직류 전원부(7)와, 액정 모자이크 드라이브 회로로부터 소인 동기 신호(sync)를 입력받아 수직 동기 신호(V-sync)와 수평 동기 신호(H-sync)로 분리하여 수직 및 수평 쉬프트 레지스터(11,12)로 제어 신호를 전달하는 신호 제어부(10)와, 상기 LED 백라이트 광원 유닛(6)에 연결되어 각 LED 소자(8)의 구동을 제어하는 수직 쉬프트 레지스터(11) 및 수평 쉬프트 레지스터(12)를 구비한다.

이러한 구성을 갖춘 도 4에서의 본 고안에 따른 실시예는 다음과 같이 동작한다. 즉, 빛 확산판(2)을 통해 칼라 액정 단면(1)에 도달한 빛은 액정 모자이크 드라이브 회로에 의해 소인 동기 신호(sync)를 발생시키고 소인 동기 신호(sync)는 신호 제어부(10)로 전달된다. 신호 제어부(10)는 입력된 소인 동기 신호(sync)를 수직 동기 신호(V-sync) 및 수평 동기 신호(H-sync)로 분리하여 각각 수직 쉬프트 레지스터(11) 및 수평 쉬프트 레지스터(12)로 전달한다. 이들 수직 및 수평 쉬프트 레지스터(11,12)는 각각 상기 수직 동기 신호(V-sync) 및 수평 동기 신호(H-sync)를 대응하는 행과 열에 신호를 전달하여 이들 신호가 겹치는 부분에 대응하는 LED 소자만을 선택적으로 구동시키게 된다.

이러한 방식에 의하여, 예컨대 1개의 열려 있는 액정 모자이크의 화면이 빛을 통과시키기 위해서 닫혀있는 모든 화소에 빛을 투과해야 하므로 많은 전력 손실이 있는 종래의 방식과는 달리 대응하는 화소 수만큼만 백라이트인 LED를 구동시키므로, 전력 소비를 현저하게 저감시킬 수 있다.

또한, 필요한 경우에는 액정 모자이크 단면을 블록화시켜 각 블록에 LED를 대응시키면 필요한 LED 숫자를 줄일 수 있다. 예컨대, 2×2 개 즉, 가로 2개 세로 2개 씩의 각 액정 모자이크 단면마다 LED 소자를 하나씩 대응시킨다면 LED 수를 줄일 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 칼라 액정 디스플레이 장치의 백라이트는 LED 소자를 백라이트 광원으로 사용함으로써 저전압 직류전원을 직접 이용할 수 있어 전력 소비를 현저히 저감시킬 수 있고, 회로의 구성을 단순화시킬 수 있고, 고전압 펄스를 사용할 경우보다 노이즈를 줄일 수 있으며 백라이트 유닛의 수명 및 내구성을 연장시킬 수 있다. 또한, 보다 경박단소한 형태의 백라이트 유닛이 가능하게 되고 결과적으로 칼라 액정 디스플레이 장치도 보다 경박단소화가 가능하게 된다.

또한, LED 소자들을 액정 모자이크 각각의 화소마다에 대응하도록 배열시켜 화면구성시 동일 화소 수만큼 LED를 구동시키는 본 고안의 또 다른 실시예에 의하여 전력 소비를 더욱 현저하게 저감시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 칼라 액정 디스플레이 장치의 백라이트에 있어서,

   칼라 액정 단면과;

   전원 공급을 위한 전원부와;

   상기 칼라 액정 단면에 빛을 투과하기 위한 백라이트 광원 유닛과;

   상기 백라이트 광원 유닛에서 투과되는 빛을 칼라 액정 단면에 확산시키기 위한 확산판과;

   신호 제어부와;

   수직 및 수평 쉬프트 레지스터를 구비하고,

   상기 신호 제어부는, 액정 모자이크 드라이브 회로에서 발생한 소인 동기 신호를 입력받아 상기 소인 동기 신호를 수직 동기 신호와 수평 동기 신호로 분리하여 상기 수직 및 수평 쉬프트 레지스터로 각각 전달하고, 상기 수직 및 수평 쉬프트 레지스터는 입력된 수직 및 수평 동기 신호를 각 행과 열에 전달하여 수직 및 수평 동기 신호가 겹치는 부분에 대응하는 LED 소자만을 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 디스플레이 장치의 백라이트.