KR20050123371A - 여분의 엘이디 광원을 이용한 엘시디 백라이트 구동장치및 구동방법 - Google Patents

여분의 엘이디 광원을 이용한 엘시디 백라이트 구동장치및 구동방법 Download PDF

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KR20050123371A
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Abstract

개시된 내용은 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, LCD를 채용한 휴대용 단말기기의 소정의 위치에 구비되어 있으며, 휴대용 단말기기 사용자가 LCD 화면의 휘도를 고휘도로 변경하기 위해 선택하는 고휘도 전용버튼과; 휴대용 단말기기의 전반적인 구동 및 LCD 화면제어를 수행하며, 사용자에 의해 고휘도 전용버튼이 조작되면 LCD 화면을 고휘도로 변경하도록 평상 모드를 고휘도 모드로 변경한 후 여분의 광원동작을 위한 구동제어신호의 생성 및 출력을 수행하는 제어부와; 제어부의 제어에 따라 평상 모드에서는 백라이트 유닛의 광원구동을 제어하며, 제어부의 제어에 따라 고휘도 모드에서는 백라이트 유닛의 광원구동과 함께 여분의 광원구동을 제어하는 백라이트 유닛 구동부와; 백라이트 유닛의 메인 LED 광원과 함께 구비되어 평상 모드에서는 동작하지 않고 고휘도 모드에서는 제어부의 제어에 따라 메인 LED 광원과 함께 동작되어 빛을 방출하는 서브 LED 광원을 포함하고 있으며, 백라이트 유닛 구동부의 제어에 따라 구동되는 메인 LED 광원에서 방출되는 빛과 함께 사용자에 의한 고휘도 전용버튼 선택시 구동되는 서브 LED 광원으로부터 방출되는 빛을 LCD 화면에 균일하게 면조사하는 백라이트 유닛으로 구성된다.
따라서, 본 발명은 LCD 화면이 잘 보이지 않는 광량이 매우 높은 주간에도 LCD 화면을 선명하게 확인할 수 있으며, 광량이 낮은 야간에는 고휘도의 LCD 화면을 플래쉬 대용으로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

여분의 엘이디 광원을 이용한 엘시디 백라이트 구동장치 및 구동방법{Apparatus and method for driving LCD backlight unit using extra LED}
본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display) 백라이트 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 휴대용 단말기기 사용자의 선택에 따라 광량이 높은 주간에는 LCD 화면을 쉽게 볼 수 있도록 하며, 야간에는 LCD 화면을 플래쉬 대용으로 사용할 수 있도록 하는 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 인간이 정보를 취득하는 수단으로는 인쇄, 음성, 및 영상 등과 같은 다양한 수단이 사용된다. 또한, 최근에는 멀티미디어 기술의 발전에 따라 인간이 정보를 취득하는 수단으로서 멀티미디어 개념이 도입되고 있다. 즉, 컴퓨터나 휴대용 전화기와 같은 정보기기의 사용 빈도가 증가함에 따라 이러한 정보기기를 위한 영상 표시수단이 급격히 발전되고 있는 것이다.
이러한 정보기기의 표시수단으로서 종래의 음극선관(Cathode Ray Tube)과 비교하여 전력 소모가 적으며 가볍고 휴대가 간편한 LCD의 쓰임새가 증가되고 있는 추세이다.
이러한 LCD는 음극선관, 플라스마 표시장치(Plasma Display Panel), 박형 표시장치(Field Emission Display)와는 달리, 스스로 빛을 내는 장치가 아니므로 액정화면의 배면에 화상을 시각적으로 표현하기 위하여 광원이 필요하게 된다. 이러한 LCD는 액정층의 배면을 조사하기 위하여 액정층의 하면에 백라이트 유닛을 설치하여 사용하게 된다.
즉, 어두운 곳에서 사용할 수 없는 단점을 보완하여 어두운 곳에서도 사용할 수 있도록 정보표시면을 균일하게 면조사하는 장치가 백라이트이며, 이러한 백라이트는 노트북, 모니터용 TFT-LCD의 광원이기 때문에 최소의 전력으로 최대한 밝은 빛을 내야 한다. 백라이트는 선과 같이 가는 형광등(또는, LED)의 빛을 LCD의 표면 구석구석까지 동일한 밝기로 유지시켜 면광으로 바꾸어 주는 역할을 한다.
도 1은 상술한 바와 같은 일반적인 LCD 백라이트 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 분해사시도이며, 도 2는 일반적인 LCD 백라이트 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 백라이트 유닛의 종래 구성은, 선 또는 점 형태의 형광등이나 LED를 사용하며 빛을 발광하는 광원(1)과, 광원(1)에서 발광된 빛을 반사시켜 주는 반사판(Reflection sheet: 3)과, 도광판(Light guide plate: 5)과, 확산판(Diffusion sheet: 7)과, 수평 및 수직 프리즘 시트(Prism sheet: 9, 11)와, 보호시트(13)로 구성되어 있으며, 이러한 각각의 부품을 하나의 유닛으로 묶어주는 몰드 프레임(Mold flame: 도시되지 않음)으로 구성된다.
백라이트의 분류는 광원(1)의 위치에 따라 광원(1)이 TFT-LCD의 뒷편에서 바로 전면을 향하여 빛을 발하는 직하형(Direct type)과, 광원(1)이 도광판(5)의 옆에 위치하여 빛이 도광판(5)을 거치면서 전면을 향하도록 하는 사이드형(Side type) 및 사이드형의 일부이기는 하지만 도광판(5)이 경사진 쐐기형(Wedge type)으로 분류할 수 있다.
직하형과 사이드형은 대형 모니터용으로 사용되고 있으며, 쐐기형은 노트북 컴퓨터, 휴대용 단말기기용으로 사용되고 있다.
한편, 광원(1)은 백색광을 발광하는 것으로 도광판(5)의 일측 가장자리에 위치할 수 있고, 도광판(5)의 양측 가장자리에 각각 복수개가 위치할 수 있으며, 광원(1)은 백라이트 유닛을 통해 LCD 패널에 빛을 입사시켜주는 것으로, LED, EL(Electro Luminescent), 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등을 사용한다.
반사판(3)은 도광판(5)에서 일부의 빛이 반대편을 통해 손실이 발생할 때 이러한 손실부분을 최소한으로 줄이기 위하여 사용되는 것으로, 도광판(5)의 배면으로 빠져나가는 빛을 도광판(5)의 방향으로 반사시키는 역할을 수행한다.
반사판(3)은 모재(Base materials)에 반사율이 높은 물질을 코팅하며, 스테인레스강(stainless steel), 황동(brass), 알루미늄(aluminum) 등의 모재 위에 은(silver)을 주로 사용하거나 광원(1)의 주변에서 장시간의 흡열로 황변이 발생하는 것을 방지하기 위하여 티타늄(titanium)등을 코팅하거나 또는 고반사율을 가진 폴리머(polymer)를 코팅층으로 사용하기도 한다.
도광판(5)은 백라이트 유닛에서 가장 핵심이 되는 부품으로서 광의 경로가 전면으로 향하도록 하는 기능을 수행하며, 실제로 광의 경로는 매질의 변화가 있어야 하지만 도광판(5) 내부에서는 경로의 변화가 없기 때문에 이를 위해 도광판(5)의 표면에 도면에는 도시되어 있지 않지만, 도광판(5)의 형성물질과 다른 도트 스크린(dot screen)이 인쇄되어 있다.
즉, 도광판(5)은 인쇄방식을 이용하여 도광판(3)의 하부면에 도트패턴을 형성시킨 것이다. 그리고, 도트패턴 내에는 작은 유리구술과 같은 작은 알갱이를 포함한다. 따라서, 정확하게는 대부분의 도광판(5) 내로 들어온 빛이 알갱이에 의해 산란되고, 알갱이에 의하여 산란된 빛이 도광판(5)의 상부 표면을 지나 패널로 향하면서 결국 사용자의 육안에 의하여 감지되는 것이다.
이때, 도트패턴이 형성된 도광판(5) 만으로는 산란된 빛이 직접 눈으로 들어오기 때문에 도광판(5)에 인쇄된 도트패턴의 모양이 그대로 비치게 된다. 도트패턴은 심지어 패널을 장착한 후에도 확연히 감지할 수 있는 수준인 바, 종래에는 도트패턴의 비침을 최소화시키거나 제거하는 과정이 필요로 하였으며, 이를 위해 종래에는 폴리머 재료를 기본으로 하고 양면에 작은 유리구슬 알갱이와 같은 확산재를 혼합한 확산판(7)을 구비하였다.
더불어, 확산판(4)을 지난 광 휘도는 면에 수직한 수평 및 수직 양방향으로 확산이 일어나면서 광 휘도는 급격히 저하된다. 이러한 광을 다시 포커스 시켜 광 휘도를 올리기 위한 것이 수평 및 수직 프리즘 시트(9, 11)이다.
수평 및 수직 프리즘 시트(9,11)는 띠 모양(strip type)의 마이크로 프리즘(micro prism)이 모재의 상부에 형성된 것으로, 거의 수평 및 수직 두 장을 한 세트로 사용한다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 백라이트 유닛을 채용한 휴대전화, PDA 등의 각종 휴대용 단말기기를 사용할 때, 사용자들은 광량이 높은 주간에는 반사 등으로 인하여 LCD 화면을 육안으로 정확하게 볼 수 없어 빛이 적은 장소로 이동하거나 손 등을 사용하여 LCD 화면을 가려야 하는 등 이용상 불편함이 있었다.
또한, 사용자가 어두운 장소에서 별도의 플래쉬 등을 구비하고 있지 않은 경우에는 휴대용 단말기기의 LCD 휘도를 이용하여 어두운 곳을 구분하거나 비추는 등 플래쉬 기능으로 사용하기도 하는데, 종래의 LCD 휘도로는 플래쉬와 같은 역할을 수행하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, LCD가 구비되어 있는 휴대전화, PDA 등의 휴대용 단말기기를 사용하는 사용자가 광량이 많은 주간에는 LCD 화면을 선명하게 볼 수 있도록 하며, 광량이 적은 야간에는 LCD 화면을 플래쉬 대용으로 사용할 수 있도록 하는 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치 및 구동방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치는, LCD를 채용한 휴대용 단말기기의 소정의 위치에 구비되어 있으며, 휴대용 단말기기 사용자가 LCD 화면의 휘도를 고휘도로 변경하기 위해 선택하는 고휘도 전용버튼과; 휴대용 단말기기의 전반적인 구동 및 LCD 화면제어를 수행하며, 사용자에 의해 고휘도 전용버튼이 조작되면 LCD 화면을 고휘도로 변경하도록 평상 모드를 고휘도 모드로 변경한 후 여분의 광원동작을 위한 구동제어신호의 생성 및 출력을 수행하는 제어부와; 제어부의 제어에 따라 평상 모드에서는 백라이트 유닛의 광원구동을 제어하며, 제어부의 제어에 따라 고휘도 모드에서는 백라이트 유닛의 광원구동과 함께 여분의 광원구동을 제어하는 백라이트 유닛 구동부와; 메인 LED 광원과 함께 구비되어 평상 모드에서는 동작하지 않고 고휘도 모드에서는 백라이트 유닛 구동부의 제어에 따라 메인 LED 광원과 함께 동작되어 빛을 방출하는 서브 LED 광원을 포함하고 있으며, 백라이트 유닛 구동부의 제어에 따라 구동되는 메인 LED 광원에서 방출되는 빛과 사용자에 의한 고휘도 전용버튼 선택시 구동되는 서브 LED 광원에서 방출되는 빛을 LCD 화면에 균일하게 면조사하는 백라이트 유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상술한 고휘도 전용버튼을 별도의 키를 구비하지 않고 휴대용 단말기기에 구비되어 있는 키중 어느 하나를 선정하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동방법은, (1) LCD를 채용한 휴대용 단말기기의 제어부에서 사용자에 의해 고휘도 전용버튼이 선택되는지를 판단하는 과정과; (2) 판단 결과 사용자에 의해 고휘도 전용버튼이 선택되면, 제어부에서 LCD 화면의 디스플레이 모드를 평상 모드에서 고휘도 모드로 변경하는 과정과; (3) 고휘도 모드로 변경한 이후, 제어부에서 백라이트 유닛의 메인 LED 광원의 구동과 함께 서브 LED 광원을 구동하기 위한 제어신호를 생성하여 백라이트 유닛 구동부로 출력하는 과정과; (4) 제어부로부터 백라이트 유닛의 메인 LED 광원의 구동과 함께 서브 LED 광원의 구동을 위한 제어신호를 입력받은 백라이트 유닛 구동부에서 메인 LED 광원 및 서브 LED 광원을 동작시키는 과정과; (5) 백라이트 유닛 구동부의 구동제어에 따라 메인 LED 광원 및 서브 LED 광원에서 방출되는 빛이 백라이트 유닛을 통해 LCD 화면에 균일하게 면조사되어 고휘도 모드를 실현하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치 및 구동방법을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 고휘도 전용버튼(100)은 LCD를 채용한 휴대용 단말기기의 소정의 위치에 구비되어 있으며, 휴대용 단말기기 사용자가 LCD 화면의 휘도를 고휘도로 변경하기 위해 선택한다.
이때, 상술한 고휘도 전용버튼(100)은, 별도의 키를 구비하지 않고 휴대용 단말기기에 구비되어 있는 키중 어느 하나를 선정하여 사용할 수 있다. 즉, 휴대용 단말기기의 소프트웨어 설정을 변경하여 각종 키중 어느 하나를 고휘도 선택에 사용할 수 있도록 하는 것이다.
제어부(200)는 휴대용 단말기기의 전반적인 구동 및 LCD 화면제어를 수행하며, 사용자에 의해 고휘도 전용버튼(100)이 조작되면 LCD 화면을 고휘도로 변경하도록 평상 모드를 고휘도 모드로 변경한 후 여분의 광원동작을 위한 구동제어신호를 생성하여 백라이트 유닛 구동부(300)로 출력한다.
백라이트 유닛 구동부(300)는 제어부(200)의 제어에 따라 평상 모드에서는 백라이트 유닛(500)에 구비된 메인 LED 광원의 구동을 제어하며, 제어부(200)의 제어에 따라 고휘도 모드에서는 백라이트 유닛(500)에 구비된 메인 LED 광원의 구동과 함께 서브 LED 광원(400)을 동시에 구동하도록 제어한다.
백라이트 유닛(500)은 메인 LED 광원과 함께 구비되어 평상 모드에서는 동작하지 않고 고휘도 모드에서는 백라이트 유닛 구동부(300)의 제어에 따라 메인 LED 광원과 함께 동작되어 빛을 방출하는 서브 LED 광원(400)을 포함하고 있으며, 백라이트 유닛 구동부(300)의 제어에 따라 구동되는 메인 LED 광원에서 방출되는 빛과 사용자에 의한 고휘도 전용버튼(100) 선택시 구동되는 서브 LED 광원(400)에서 방출되는 빛을 LCD 화면에 균일하게 면조사하여 고휘도 모드를 실현한다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동방법의 일 실시예를 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
우선, 휴대용 단말기기의 제어부(200)에서는 사용자가 광량이 높은 주간에 반사 등으로 인하여 육안으로 명확하게 보이지 않던 문자/영상 데이터를 보다 선명하게 확인하거나, 또는 광량이 낮은 야간에는 고휘도의 LCD를 플래쉬 대용으로 사용하기 위하여 휴대용 단말기기의 소정 위치에 구비되어 있는 고휘도 전용버튼(100)을 선택하는지를 판단한다(S100). 이때, 고휘도 전용버튼(100)은 휴대용 단말기기에 별도로 구비되어 있지 않고, 기존에 존재하는 각종 키중 어느 하나를 사용할 수도 있다.
판단 결과 사용자가 고휘도 전용버튼(100)을 선택하면, 제어부(200)에서는 휴대용 단말기기의 LCD 화면 디스플레이 모드를 평상 모드에서 고휘도 모드로 변경한다(S200).
휴대용 단말기기의 LCD 화면 디스플레이 모드를 평상 모드에서 고휘도 모드로 변경한 이후, 제어부(200)에서는 백라이트 유닛(500)의 메인 LED 광원의 구동과 함께 서브 LED 광원(400)을 구동하기 위한 제어신호를 생성하여 백라이트 유닛 구동부(300)로 출력한다(S300).
제어부(200)로부터 백라이트 유닛(500)의 메인 LED 광원의 구동과 함께 서브 LED 광원(400)의 구동을 위한 제어신호를 입력받은 백라이트 유닛 구동부(300)에서는 메인 LED 광원 및 서브 LED 광원(400)을 동작시킨다(S400).
그러면, 백라이트 유닛 구동부(300)의 구동제어에 따라 메인 LED 광원 및 서브 LED 광원(400)에서 방출되는 빛은 백라이트 유닛(500)을 통해 LCD 화면에 균일하게 면조사되어 고휘도 모드를 실현하게 된다(S500).
이상에서와 같이 본 발명의 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치 및 구동방법에 따르면, 휴대용 단말기기 사용자의 기능 선택에 따라 여분으로 구비되어 있는 LED 광원을 구동시켜 LCD의 휘도를 높임으로써, 사용자가 LCD 화면이 잘 보이지 않는 광량이 매우 높은 주간에도 LCD 화면을 선명하게 확인할 수 있으며, 광량이 낮거나 없는 야간에는 고휘도의 LCD 화면을 플래쉬 대용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 휴대전화, PDA 등의 휴대용 단말기기 제조업체측에서는 고휘도의 LCD를 채용한 휴대용 단말기기를 통해 제품의 인지도 및 품질을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 LCD 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 분해사시도,
도 2는 일반적인 LCD 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 고휘도 전용버튼
200 : 제어부
300 : 백라이트 유닛 구동부
400 : 서브 LED 광원
500 : 백라이트 유닛

Claims (3)

  1. LCD를 채용한 휴대용 단말기기의 소정의 위치에 구비되어 있으며, 휴대용 단말기기 사용자가 LCD 화면의 휘도를 고휘도로 변경하기 위해 선택하는 고휘도 전용버튼;
    휴대용 단말기기의 전반적인 구동 및 LCD 화면제어를 수행하며, 사용자에 의해 상기 고휘도 전용버튼이 조작되면 LCD 화면을 고휘도로 변경하도록 평상 모드를 고휘도 모드로 변경한 후 여분의 광원동작을 위한 구동제어신호의 생성 및 출력을 수행하는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 따라 평상 모드에서는 백라이트 유닛의 광원구동을 제어하며, 상기 제어부의 제어에 따라 고휘도 모드에서는 백라이트 유닛의 광원구동과 함께 여분의 광원구동을 제어하는 백라이트 유닛 구동부;
    메인 LED 광원과 함께 구비되어 평상 모드에서는 동작하지 않고 고휘도 모드에서는 상기 백라이트 유닛 구동부의 제어에 따라 메인 LED 광원과 함께 동작되어 빛을 방출하는 서브 LED 광원을 포함하고 있으며, 상기 백라이트 유닛 구동부의 제어에 따라 구동되는 메인 LED 광원에서 방출되는 빛과 사용자에 의한 고휘도 전용버튼 선택시 구동되는 서브 LED 광원에서 방출되는 빛을 LCD 화면에 균일하게 면조사하는 백라이트 유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고휘도 전용버튼은,
    별도의 키를 구비하지 않고 상기 휴대용 단말기기에 구비되어 있는 키중 어느 하나를 선정하여 사용할 수 있음을 특징으로 하는 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동장치.
  3. (1) LCD를 채용한 휴대용 단말기기의 제어부에서 사용자에 의해 고휘도 전용버튼이 선택되는지를 판단하는 과정;
    (2) 판단 결과 사용자에 의해 고휘도 전용버튼이 선택되면, 상기 제어부에서 LCD 화면의 디스플레이 모드를 평상 모드에서 고휘도 모드로 변경하는 과정;
    (3) 고휘도 모드로 변경한 이후, 상기 제어부에서 백라이트 유닛의 메인 LED 광원의 구동과 함께 서브 LED 광원을 구동하기 위한 제어신호를 생성하여 백라이트 유닛 구동부로 출력하는 과정;
    (4) 상기 제어부로부터 상기 백라이트 유닛의 메인 LED 광원의 구동과 함께 서브 LED 광원의 구동을 위한 제어신호를 입력받은 상기 백라이트 유닛 구동부에서 메인 LED 광원 및 서브 LED 광원을 동작시키는 과정; 및
    (5) 상기 백라이트 유닛 구동부의 구동제어에 따라 상기 메인 LED 광원 및 서브 LED 광원에서 방출되는 빛이 상기 백라이트 유닛을 통해 LCD 화면에 균일하게 면조사되어 고휘도 모드를 실현하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 여분의 LED 광원을 이용한 LCD 백라이트 구동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101274692B1 (ko) * 2006-09-28 2013-06-12 엘지디스플레이 주식회사 칼라 센서와 그를 이용한 백라이트 제어 장치 및 방법

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