KR20060050494A - 제어장치 - Google Patents

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야스히로 다가와
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

제어장치는 간단한 구성으로 백라이트 유닛의 발광량을 안정적으로 제어할 수 있다. 제어장치는 복수의 발광소자군에 소정의 구동전류를 공급하는 전류공급부와, 복수의 발광소자군으로부터 발산되는 빛의 양을 검출하는 발광량 검출부와, 백라이트 유닛의 온도를 검출하는 온도검출부와, 각 색의 발광소자에 대한 기준광량을 출력하는 기준광량 출력부와, 발광량 검출부에 의해 검출된 발광량, 온도검출부에 의해 검출된 온도, 기준광량 출력부로부터의 기준광량 출력에 따른 구동 정전류를 청색의 발광소자에 공급하고 적색 및 녹색 발광소자에 청색 발광소자에 공급된 구동 정전류에 따른 소정의 구동전류를 공급하도록 전류공급부를 제어하는 제어부로 구성된다.

Description

제어장치{Control device}
도 1은 종래의 백라이트 유닛의 발광량을 조절하기 위한 제어장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 적용되는 투과형 액정표시패널의 분해 사시도이다.
도 3은 발광블록의 개략적인 도면이며, 그 구성을 나타내고 있다.
도 4는 도 2의 투과형 액정표시패널의 주요부 횡단면도이다.
도 5는 백라이트 유닛의 발광량을 조절하고 제어하기 위한 본 발명에 따른 제어장치의 개략적인 블록도이다.
도 6은 각 색의 소자온도와 휘도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 각 색의 LED 기판의 온도와 각 색의 발광소자에 공급되는 전류와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 스위치를 켠 후 시간 경과에 따른 휘도변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 일본 특허청에 2004년 8월 18일 출원된 일본특허문헌 JP 2004-238790호에 관한 주제와, 여기에 포함되는 전체 내용을 참조로서 포함한다.
본 발명은 액정표시장치 등에 설치되어 백라이트의 발광율을 제어하는 제어장치에 관한 것이다.
자가 발광형(self-emission type) PDP(plasma display panel)와 같이, 액정표시장치는 큰 표시화면을 제공할 수 있고 CRT(cathode ray tube)로 구성된 표시장치에 비해 가볍고, 얇으며 저소비전력율 등의 장점으로 인해 텔레비전 및 여러 가지 표시장치에 널리 사용되고 있다. 액정표시장치는 표준화된 복수의 크기 중에서 선택된 크기의 한 쌍의 투명기판을 가지고 서로 분리하는 간극에 액정이 채워져 밀봉된 상태로 유지된다. 그 후, 액정분자의 방향을 변화시켜 분자의 광 투과성을 변화시키기 위해 투명기판에 전압을 인가하여 주어진 화상을 광학적으로 표시한다.
액정 자체는 발광체가 아니므로, 액정표시장치는 일반적으로 액정패널의 뒷면에 광원으로서 기능하는 백라이트 유닛을 설치한다. 백라이트 유닛은 일반적으로 1차 광원으로서, 광전판(photo-conductive plate), 반사필름, 렌즈시트 또는 확산필름을 가지고 표시광이 액정패널의 전체 표면에 공급되도록 한다. 종래에는, 수은이나 크세논(xenon)을 형광관 내에 밀봉한 상태로 포함하는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)이 1차 광원으로 사용되었다. 그러나 냉음형광램프(cold cathode fluorescent lamp)는 여러 가지 해결해야 할 문제점들이 있다. 그것은 낮은 발광 휘도, 짧은 수명, 음극 측에 휘도가 낮은 영역이 존재함으로 인한 빛의 불균일성을 포함한다.
대형 액정표시장치는 일반적으로 확산판(diffusion plate)의 뒷면에, 액정패널에 표시광(displaying light)을 공급하기 위해, 복수의 긴 냉음형광램프를 배열하여 형성된 지역조명형 백라이트(area lit configuration backlight)가 설치된다. 그러나 이러한 지역조명형 백라이트는 냉음형광램프에 기인하는 상기한 문제점들을 해결할 필요가 있다. 특히, 40인치 이상의 표시화면을 가지는 대형 텔레비전의 경우 높은 휘도와 높은 균일성의 요구가 현저해진다.
LED 지역조명 백라이트는 많은 수의 적색, 녹색, 청색의 삼원색의 발광다이오드(이하 LED라 칭함)를 상술한 냉음형광램프 대신에 확산필름의 뒷면에 2차원적으로 배열하여 형성된다. 이러한 LED 백라이트 유닛은 LED 가격의 하락으로 인해 저비용으로 제조될 수 있고 낮은 전력소비율로 동작할 수 있으므로 화상을 표시하기 위한 고휘도 등급을 가진 대형 액정패널에 사용된다.
다양한 백라이트 유닛에 있어서, 광원으로부터 발산되는 표시광의 기능을 변환하기 위한 광학기능시트부(optical function sheet block), 확산/광유도판(diffusion/light guide plate), 광확산판(light diffusion plate), 반사시트(reflection sheet)를 포함하는 여러 가지 광학 소자(optical members)가 광원과 투과형 액정패널 사이에 배치된다. 백라이트 유닛의 광확산판은 일반적으로 투명한 아크릴 수지로 만들어지고 광원과 반대되는 위치에 입사하는 표시광을 일부는 투과시키고 일부는 반사시키도록 동작하는 조명 제어패턴으로 설치된다. 특허문헌 1 [일본공개특허 평6-301034호 공보]은 복수의 벨트형 광제어 패턴이 형광관에 반대하여 위치되는 영역에 배열되고, 복수의 벨트형 광제어 패턴은 다수의 반 사점(reflection dot)으로 형성된 광확산판으로 구성된 백라이트 유닛을 나타내고 있다. 광확산판 상에, 반사점들은 형광관의 축선으로부터 점의 거리가 늘어날수록 점 영역이 줄어드는 식으로 형성된다. 이러한 배열로, 광투과는 형광관으로부터의 거리가 늘어날수록 증가하여 결과적으로 균일화된 빛이 전체로서 발산된다.
반면, LED는 내부온도 상승 및 하강에 따라 휘도강하가 변화하는 특성을 가지고 다른 색의 LED는 다른 특성을 가진다. 그러므로, 각 색의 LED에 대하여 동일한 일정 휘도레벨을 유지하기 위해서는, 각 색의 LED의 휘도변화를 광학 센서에 의해 검출하고 검출된 값에 따라 각 색의 LED의 발광비율을 제어된 방법으로 보정할 필요가 있다.
일반적으로, LED 백라이트 유닛의 제어장치는 녹색 LED를 동일한 일정 휘도레벨로 유지하기 위해 피드백 제어동작을 행하고 적색 및 청색 LED는 제어된 방법으로 휘도를 보정한다.
LED 휘도보정시, 녹색 LED에서의 온도변화에 기인하여 상승하는 접합온도(junction temperature)(θj)의 변화를 고려할 필요가 있다. 접합온도(θj)의 변화폭이 35℃와 95℃ 사이이면, 현재 녹색 LED에 공급되는 전류에서 50% 이상까지 현재 녹색 LED에 공급되는 전류가 증가하도록 피드백 제어동작을 행할 필요가 있다.
또한, LED의 발광효율은 동작시간의 증가에 따라 감소한다. 예를 들면, LED가 약 5만 시간 동안 발광동작을 위해 구동되고, 그동안 접합온도를 90℃의 일정 레벨로 유지했을 때, 그 발광효율은 초기 레벨의 약 70℃까지 떨어진다. 따 라서 LED가 텔레비전에 광원으로 사용되었을 때, LED의 휘도를 일정 레벨로 유지하기 위해 LED의 총 동작시간에 따라 LED에 공급되는 전류를 증가시킬 필요가 있다. 더욱이, 녹색 LED에 공급되는 전류가 소정의 값(허용한계)까지 도달하면, 더 이상 휘도보정을 하는 것이 불가능하다. 그러므로, LED의 휘도보정이 더 이상 불가능하면 녹색 LED의 수명이 다하게 된다.
이 문제를 피하기 위해, LED의 발광률을 조절하는 제어장치(30)가 일반적으로 각 LED의 발광률을 검출하기 위한 포토센서(photo-sensors)(31a, 31b), 백라이트 유닛의 발열량을 검출하기 위한 온도센서(32), 포토센서(31a, 31b)와 온도센서(32)의 검출값을 입력하기 위한 센서입력부(33), 녹색 LED의 수명감소곡선과 온도특성곡선을 저장하는 메모리(34), LED의 총 발광시간을 계수하는 수명타이머(35), 전원이 켜졌을 때 경과된 LED의 발광시간의 각 시간을 계수하는 SW/ON 타이머(36), 각 색의 LED에 대한 기준이 되는 광량을 출력하기 위한 기준광량 출력부(37), LED 백라이트의 설정된 조건을 판단하기 위한 설정조건 판단부(38),각 LED에 설정조건 판단부(38)의 판단 출력에 따른 전류를 공급하기 위한 전류공급부(39), 조작신호를 생성하기 위한 조작부(40)로 구성되고, 백라이트 유닛을 제어하기 위해 동작한다.
설정조건 판단부(38)는 센서입력부(38)에 입력된 검출값, 수명타이머(35)의 계수값, SW/ON 타이머의 계수값, 메모리(34)에 저장된 녹색 LED의 수명감소곡선과 온도특성곡선을 기초로 소정의 연산을 수행하고, 연산의 결과로서 얻어진 계산값과 기준광량 출력부(37)로부터의 기준값 출력과 비교한다. 그 후, 비교의 결과에 근거하여 설정될 LED 백라이트의 조건을 판단한다.
따라서, 상기와 같은 구성을 가지는 제어장치(30)는 메모리(34)에 저장된 수명감소곡선을 따라 각 LED의 휘도에 대한 목표치를 점차로 낮추기 위한 피드백 제어동작을 행하여 각 LED에 공급되는 전류값이 허용한계에 도달하지 않고 장기간 RGB의 밸런스를 유지할 수 있도록 한다.
그러는 동안, 녹색 LED의 발광효율이 변화할 때, 변화가 수명이 끝난 것에 기인하는 것인지, 접합온도나 외부환경의 변화에 의한 것인지 판단하기가 어렵다. 그러므로, 제어장치(30)는 전원스위치가 켜지고 경과한 LED의 발광시간의 각 시간을 계수하기 위한 SW/ON 타이머(36)를 설치하고, 주위온도를 측정하고 측정된 온도를 고려하여 피드백될 목표치를 판단하기 위해, 그것에 설치된 복잡한 프로그램을 가질 필요가 있다.
상기한 기술적 문제의 관점에서, 그러므로 간단한 구성으로 백라이트 유닛의 LED 백라이트의 색도(chromaticity)를 안정적으로 보정할 수 있는 백라이트 유닛의 제어장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자를 포함하고, 다른 색의 발광소자는 독립하여 전기적으로 접속되는, 복수의 발광소자군(群)을 가지는 백라이트 유닛을 제어하기 위한 제어장치가 제공되고, 제어장치는: 복수의 발광소자군에 소정의 구동전류를 공급하기 위한 전류공급수단과; 전류공급수단 에서 공급된 전류에 따른 복수의 발광소자군으로부터의 발광량을 검출하기 위한 발광량 검출수단과; 백라이트 유닛의 온도를 검출하기 위한 온도검출수단과; 각 색의 발광소자에 대한 기준광량을 출력하기 위한 기준광량 출력수단과; 발광량 검출수단에 의해 검출된 발광량, 온도검출수단에 의해 검출된 온도, 기준광량 출력수단으로부터 출력된 기준광량에 따라 청색 발광소자에 구동 정전류를 공급하고 적색 및 녹색 발광소자에 청색 발광소자에 공급되는 구동 정전류에 따른 소정의 정전류를 공급하도록 전류공급수단을 제어하기 위한 제어수단으로 구성된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제어장치는: 소정의 조작신호를 생성하기 위한 조작신호 생성수단을 더 포함하고; 전류공급수단은 조작신호에 따라 제어수단의 제어 하에 청색 발광소자에 공급되는 구동 정전류의 값을 임의의 전류값으로 변화시키고 또한 적색 및 녹색 발광소자에 공급되는 구동전류의 값을 변화된 전류값에 따라 변화시키도록 구성된다.
바람직하게는, 조작신호 생성수단은 백라이트의 휘도를 조작하기 위한 조작신호를 생성하도록 구성된다.
바람직하게는, 조작신호 생성수단은 백라이트의 색온도를 조작하기 위한 조작신호를 생성하도록 구성된다.
이하, 투과형 액정표시패널에 설치되는 본 발명에 따른 제어장치의 적합한 실시예를 도시하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 투과형 액정표시패널(1)은 일반적으로 40인치보다 작지 않은 대형화면을 가지는 텔레비전에 사용된다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 투과형 액정표시패널(1)은 액정패널 유닛(2)과 액정패널 유닛(2)에 표시광을 공급하기 위해 액정패널 유닛(2)의 뒷면에 고정된 백라이트 유닛(3)으로 구성된다. 액정패널유닛(2)은 전면 프레임 부재(4), 액정패널(5), 후면 프레임 부재(6)를 포함하고, 전면 프레임 부재(4)와 후면 프레임 부재(6)는 외부 주변 모서리를 따라 스페이서(spacer)(2a, 2b)와 가이드 부재(2c)를 통해 끼워서 액정패널(5)을 고정한다.
자세하게 도시하지는 않았으나, 액정패널(5)은 마주보게 배열되어 스페이서 비즈(spacer beads) 등의 수단으로 서로 분리되고 사이에 액정이 채워져 밀봉된 상태로 유지된 제 1 유리기판(glass substrate)과 제 2 유리기판을 포함한다. 액정분자의 정위(orientation)와 액정의 광투과성을 변화시키기 위해 액정에 전압이 인가된다. 액정패널(5)에 있어서, 줄 모양(stripe-shaped)의 투명전극, 절연필름, 정위필름(orientation film)이 제 1 유리기판의 내측 표면에 형성되고, 반면에, 삼원색의 컬러필터, 오버코트층(overcoat layer), 줄모양의 투명전극, 정위필름은 제 2 유리기판의 내측 표면에 형성된다. 또한, 액정패널(5)에 있어서, 편향필름(deflection film)과 위상차 필름(phase difference film)이 제 1 유리기판의 표면과 제 2 유리기판의 표면에 각각 접착된다.
액정패널(5)에 있어서, 폴리이미드(polyimide)로 만들어진 정위필름이 액정분자를 중간면에 수평 방향으로 배열하기 위해 적용되고, 반면에 편향필름과 위상차 필름이 파장특성을 무채색, 또는 백색의 것으로 바꾸고, 컬러화상을 표시하기 위해 컬러필터에 의해, 일반적으로 화상이라 받아들여지는, 총천연색 화상(full color image)이 생성된다. 그러나, 액정패널(5)의 구조는 상기 기술된 것에 한 정되지 않고 임의의 종래에 알려진 액정패널과 같은 구조를 선택적으로 가질 수 있다.
백라이트 유닛(3)은 표시광을 공급하기 위해 상기 액정패널 유닛(2)의 뒷면 측에 배열된 발광유닛(light emission unit)(7)과, 발광유닛(7)의 내부에서 발생된 열을 발산하기 위한 발열유닛(heat emission unit)(8)과, 발광유닛(7)과 발열유닛(8)을 고정하기 위한 백 패널(back panel)(9)로 구성되고, 백 패널(9)은 또한 전면 프레임 부재(4) 및 후면 프레임 부재(6)와 결합 되었을 때 캐비넷의 고정부재로서 기능한다. 백라이트 유닛(3)은 액정패널 유닛(2)의 뒷면 전체에 마주하는 외형치수를 가지고 사이에 끼워진 공간을 광학적으로 밀폐하도록 나중에 결합된다.
백라이트 유닛(3)의 발광유닛(7)은 광학시트블록(optical sheet block)(10)과 다수의 발광다이오드를 가지는 발광블록(11)을 배열하여 형성된다. 발광블록(11)은 이후에 더 상세히 설명한다. 광학시트블록(10)은 액정패널(5)의 뒷면에 대향하여 배열되고 편광필름(polarization film), 위상차 필름, 프리즘 시트 또는 확산 필름 등의 여러 가지 광학적으로 기능하는 시트를 적층하여 형성된 광학기능시트 적층체(optically functional sheet laminate)(13)를 포함하는 한편, 광확산/유도판(light diffusion/guide plate)(14), 확산판(diffusion plate)(15), 빛을 반사하기 위한 반사시트(reflection sheet)(16)를 다른 소자들과 함께 포함한다. 광학기능시트 적층체(13)는 더욱 상세하게 기술되지 않았으나, 액정패널(5)에 입사하기 위해 발광블록(11)으로부터 공급된 표시광을 수직 극성 성분으로 분해하는 기능시트와, 광파(light wave)의 위상차를 확장된 시야나 착색을 방지하기 위해 보정 하는 기능시트와, 표시광을 확산하는 기능시트 등과 같은 광학기능을 가지는 복수의 광학기능시트를 적층하여 형성된다. 그러나, 광학기능시트 적층체(13)의 구성시트는 상기 열거된 것에 한정되지 않고 부가적 또는 선택적으로 휘도향상을 위한 휘도향상필름 및/또는 위상차 필름과 프리즘 시트 사이에 끼워져 배치되는 한 쌍의 상하 확산시트를 포함할 수도 있다.
발광블록(11)은 그 수가 적절히 선택된 적색 LED(12a), 녹색 LED(12b), 청색 LED(12c)를 포함하고, LED는 도 3에 나타낸 배열예와 같이 균일하게 같은 방향으로 향하는 각 색의 LED의 극성을 가지고 배열되어 있다. 본 실시예의 백라이트 유닛(3)은 각각 총 25개의 LED를 가지고 하나의 단위로서 동작하는, 총 18개의 발광블록(11)으로 구성된다.
도 3의 LED(12)의 배열은 단지 하나의 예이다. 액정 표시장치에 탑재되는 각 유닛의 LED 수와 다른 색의 LED의 조합은 표시화면의 크기와 각 LED(12)의 발광용량에 의존하여 적절하게 선택된다.
광학시트블록(10)에 있어서, 광확산/유도판(14)이 액정패널(5)과 마주하여 위치되는 광학기능시트 적층체(13)의 주기판 측에 적층되어 배치된다. 발광블록(11)으로부터 공급된 표시광은 광확산/유도판(14)에 그 뒷면 측에서 입사한다. 광확산/유도판(14)은 매우 두꺼운 두께를 가지는 판이며 일반적으로 광유도성을 가지는 투명 합성수지, 예를 들면, 금형(molding) 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지로 형성된다. 광확산/유도판(14)은 주기판의 한쪽으로부터 들어오는 표시광을 굴절 및 반사에 의해 내부에서 확산하여 광학기능시트 적층체(13)에 주기판의 다른 쪽으로부터 입사하도록 한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 광확산/유도판(14)은 백 패널(9)의 외벽(9a)에 브래킷 부재(14a)를 통하여 광학기능시트 적층체(13)와 고정된다.
광학시트블록(10)에 있어서, 확산판(15)과 반사판(16)은 백 패널(9)에 고정되고 서로 분리하고 있는 간극과 광확산/유도판(14)으로부터 그들을 각각 분리하는 간극은 모두 다수의 광학 스터드(stud) 부재(도시하지 않음)에 의해 유지된다. 확산판(15)은 일반적으로 아크릴 수지와 같은 투명 합성수지 소재를 몰딩하여 형성되고 발광블록(11)으로부터 공급되는 표시광을 수신한다. 다수의 조광점(dimmer dot)(15a)이 각각 상세한 설명은 또한 후술하는 배열로 배열된 발광블록(11)의 매우 많은 수의 LED(12)와 대향하여 배열되고 배치된다.
확산판(15) 상에, 일반적으로 산화 티타늄이나 황화바륨과 같은 광차단제와 유리 분말이나 산화 실리콘 같은 확산제를 혼합하여 이루어지는 잉크를 사용하는 스크린 인쇄에 의해, 판(15) 표면에 원형 도트의 도트패턴을 인쇄하여 조광점(15a)이 형성된다. 따라서, 확산판(15)은 발광블록(11)으로부터 공급되는 표시광을 조광점(15a)에 의해 입사하기 전에 감광(減光, dim)한다. 상기에 나타낸 바와 같이, 조광점(15a)은 LED(12)와 대향하여 각각 배치되고 배열되어 있다. 그들이 LED(12)로부터 직접 입사하는 표시광을 부분적으로 차단하고, 더욱 상세히는 나중에 후술하는, 반사시트(16) 쪽으로 반사하므로 입사광은 휘도가 부분적으로 증가하는 것이 방지되고 균일하게 광학기능시트 적층체(13)에 입사하게 된다.
광학시트블록(10)에 있어서, 부분적으로 고용량을 나타내는 표시광이 직접 광확산/유도판(14)에 입사할 때 지역적으로 생성되는 고휘도부위를 방지하기 위해 상기한 바와 같이 LED(12)로부터 발산된 표시광은 확산판(15)에 의해 부분적으로 방사된다. 따라서, 광학시트블록(10)은 확산판(15)에 의해 표시광이 방사되어 광확산/유도판(14) 쪽으로 확산판(15)을 통하여 다시 반사되도록 함으로써 광효율을 개선한다. 반사시트(16)는 일반적으로 형광재를 함유한 발포성 PET(polyethylene terephthalate) 재료를 몰딩하여 형성된다. 발포성 PET 재료는 약 95%의 높은 반사특성을 가지고 금속광택과 다른, 반사면의 흠집이 눈에 띄지 않도록 하는 색조를 나타낸다. 반사시트(16)는 거울면을 나타낼 수 있는 은, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등에 의해 선택적으로 형성될 수 있다.
광학시트블록(10)은 또한 LED(12)로부터 발산된 표시광이 부분적으로 확산판(15)에, 임계각도를 초과하여 입사하면, 확산판(15)이 표면이 입사하는 표시광을 반사하도록 구성된다. 따라서, 확산판(15)의 표면으로부터의 반사광과 LED(12)로부터 발산되고, 반사시트(16)에 의해 방사되고 반사된 표시광의 일부는, 반사 증가 원리(the principle of intensification of reflection)에 의해 반사율을 향상하기 위해 확산판(15)과 반사시트(16) 사이에서 반복적으로 반사된다.
이하, 백라이트 유닛의 발광율을 조정하고 제어하기 위한 제어장치(20)에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 제어장치(20)는 각 LED(12)의 발광율을 검출하기 위한 한 쌍의 포토센서(photo-sensors)(21a, 21b)와, 백라이트 유닛(3)의 발열량을 검출하기 위한 온도센서(22)와, 포토센서(21a, 21b)와 온도센서(22)의 검출값을 입 력하기 위한 센서입력부(23)와, 각 LED(12)에 대한 기준이 되는 광량을 출력하기 위한 기준광량 출력부(24)와, 백라이트 유닛(3)의 설정될 조건을 판단하기 위한 설정조건 판단부와(25), 각 LED에 설정조건 판단부(25)의 판단결과에 따른 전류를 공급하기 위한 전류공급부(26)와, 사용자의 조작에 따른 조작신호를 생성하기 위한 조작부로 구성된다.
포토센서(21a, 21b)는 각 LED(12)의 발광율을 검출하고 검출된 발광율을 센서입력부(13)에 공급한다.
온도센서(22)는 백라이트 유닛(3)의 온도를 검출하고 검출된 온도를 센서입력부(23)에 공급한다.
기준광량 출력부(24)는 기준이 되는 광량을 발광블록(11)의 각 LED(12)와 설정조건 판단부(25)에 공급한다.
설정조건 판단부(25)는 센서입력부(23)를 통하여 입력된 각 LED(12)의 검출값과, 백라이트 유닛(3)의 검출온도와, 기준광량 출력부(24)로부터 공급되는 각 LED의 기준발광율에 기초하여 청색 LED(12c)에 공급되는 전류량을 결정한다. 청색LED(12c)에 공급되는 전류는 온도변화에 의해 변화하지 않는 일정한 값을 나타낸다. 그 후, 설정조건 판단부(25)는 적색 LED(12a)와 녹색 LED(12b)에 공급될 전류의 전류량을 청색 LED(12c)에 공급되도록 결정된 전류량에 근거하여 결정한다. 설정조건 판단부(25)는 각 LED에 대하여 결정된 전류값을 전류공급부(26)에 공급한다.
전류공급부(26)는 백라이트 유닛(3)에 설정조건 판단부(25)에서 공급된 각 LED(12)의 전류값에 따른 전류를 공급한다.
조작부(27)는 사용자의 조작에 따른 조작신호를 생성하고 생성된 조작신호를 기준광량 출력부(24)와 전류공급부(26)에 공급한다. 기준광량 출력부(24)는 조작부(27)에서 공급된 조작신호에 따라 기준광량을 조정하고 조정된 기준광량을 설정조건 판단부(25)에 공급한다. 전류 공급부(26)는 조작부(27)에서 공급된 조작신호에 대한 응답으로 설정조건 판단부(25)에서 보낸 지시에 따라 청색 LED(12c)에 공급되는 정전류를 조정하고 조정된 전류를 백라이트 유닛(3)에 공급한다. 전류공급부(26)는 또한 적색 LED(12a)와 녹색 LED(12b)에 공급하는 전류를 청색 LED(12c)에 공급되는 전류에 따라 조정하고 조정된 전류를 백라이트 유닛(3)에 공급한다.
청색 LED(12c)의 특성에 대하여 이하에 설명한다. 각 색의 소자온도와 상대휘도 사이의 관계를 나타내는 도 6의 그래프에 명시한 바와 같이, 청색 LED(12c)의 휘도는 어떠한 온도변화에 대하여도 사실상 변하지 않는 반면, 적색 LED(12a)와 녹색 LED(12c)의 휘도는 온도변화에 대하여 눈에 띄게 변화한다.
한편, 청색 LED(12c)는 액정표시패널의 휘도에 중대한 영향을 미치지 않고 그러므로 청색 LED(12c)는 조정을 위한 기준으로 거의 사용되지 않는다. 그러나 광학센서는 청색광을 정확하고 가장 민감하게 검출할 수 있다. 더욱이, 청색 LED(12c)는 안정적이고 적색 LED(12a)와 녹색 LED(12b)에 비해 수명의 감소로 인한 휘도 감소의 면에서 편차가 없다. 그리고 또한, 청색 LED(12c)의 온도/휘도 특성에 대하여, 청색 LED(12c)의 휘도는 소정의 접합온도 범위(35℃와 95℃ 사이) 내 에서 약 10%까지 증가하지만, CCFL로 구성된 텔레비전의 광원에서 이 범위의 휘도변화는 발생할 수 있고 음극선관으로 구성된 텔레비전에서 초기 휘도 변화(drift)로 관측되므로 이러한 변화는 문제없이 무시할 수 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 제어장치(20)는 청색 LED(12c)에 정전류가 공급되고 녹색 LED(12b)와 적색 LED(12a)에 공급되는 전류를 (LED 기판의)온도상승에 따라 증가시키는 것에 근거하여 화이트밸런스를 조절한다.
따라서, 청색 LED(12c)에 대한 광학 센서의 검출출력에 따라 상대적으로 작은 온도변화를 나타내는 청색 LED(12c)에 공급되는 전류를 일정한 레벨로 유지하면서, 적색 LED(12a)와 녹색 LED(12b)에 공급되는 전류에 대하여 피드백 동작을 행하도록 하면 제어장치(20)를 위한 간단하고 안정적인 피드백 시스템을 구축할 수 있다.
또한, 제어장치(20)는 청색 LED(12c)의 동작조건을 적절히 선택함으로써 적색 LED(12a)와 녹색 LED(12b)를 실질적으로 동등한 조건 하에서 동작하게 할 수 있으므로, 어떠한 부가적인 수명 타이머를 사용하지 않고 단순히 청색 LED(12c)의 수명을 참조하여 백라이트 유닛(3)의 수명을 파악할 수 있다. 더욱이, 청색 LED(12c)에 공급되는 전류가 일정 레벨로 유지되어 적색 LED(12a)와 녹색 LED(12b)에 피드백 동작을 위한 과부하가 걸리지 않으므로 스위치가 켜진 후 자연적으로 발생하는 특성을 얻을 수 있고 백라이트 유닛(3)의 수명을 결과적으로 연장하기 위해 자연 수명감소곡선을 확보할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명한 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 방법으로 수정 및 변경될 수 있다.
따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자에 의해 여러 가지 수정, 결합, 부분결합, 변경이 설계상의 필요나 다른 요인에 따라 첨부된 청구의 범위 및 이와 동등한 범위 내에서 발생할 수 있음은 당연한 일이다.
따라서, 본 발명에 따른 제어장치는 비교적 작은 온도변화를 나타내는 청색 LED에 공급되는 전류를 일정 레벨로 유지함으로써 청색 LED에 대한 광학 센서의 검출출력에 따라 적색 LED와 녹색 LED에 공급되는 전류에 피드백 동작을 행할 수 있으므로 간단한 피드백 시스템을 구성할 수 있다.

Claims (5)

  1. 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자를 포함하고, 다른 색의 발광소자는 독립하여 전기적으로 접속되는, 복수의 발광소자군(群)을 가지는 백라이트 유닛을 제어하기 위한 제어장치에 있어서,
    상기 복수의 발광소자군에 소정의 구동전류를 공급하기 위한 전류공급수단과,
    상기 전류공급수단에서 공급된 전류에 따른 상기 복수의 발광소자군으로부터의 발광량을 검출하기 위한 발광량 검출수단과,
    상기 백라이트 유닛의 온도를 검출하기 위한 온도검출수단과,
    상기 각 색의 발광소자에 대한 기준광량을 출력하기 위한 기준광량 출력수단과,
    상기 발광량 검출수단에 의해 검출된 발광량, 상기 온도검출수단에 의해 검출된 온도, 상기 기준광량 출력수단으로부터 출력된 기준광량에 따라 상기 청색 발광소자에 구동 정전류를 공급하고 상기 적색 및 상기 녹색 발광소자에 상기 청색 발광소자에 공급되는 구동 정전류에 따른 소정의 정전류를 공급하도록 상기 전류공급수단을 제어하기 위한 제어수단을 갖추도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    소정의 조작신호를 생성하기 위한 조작신호 생성수단을 더 포함하고,
    상기 전류공급수단은 상기 조작신호에 따라 상기 제어수단의 제어 하에 상기 청색 발광소자에 공급되는 구동 정전류의 값을 임의의 전류값으로 변화시키고 또한 상기 적색 및 상기 녹색 발광소자에 공급되는 구동전류의 값을 상기 변화된 전류값에 따라 변화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 조작신호 생성수단은 상기 백라이트의 휘도를 조작하기 위한 조작신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 조작신호 생성수단은 상기 백라이트의 색 온도를 조작하기 위한 조작신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어장치.
  5. 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자를 포함하고, 다른 색의 발광소자는 독립하여 전기적으로 접속되는, 복수의 발광소자군(群)을 가지는 백라이트 유닛을 제어하기 위한 제어장치에 있어서,
    상기 복수의 발광소자군에 소정의 구동전류를 공급하기 위한 전류공급부와,
    상기 전류공급부에서 공급된 전류에 따른 상기 복수의 발광소자군으로부터의 발광량을 검출하기 위한 발광량 검출부와,
    상기 백라이트 유닛의 온도를 검출하기 위한 온도검출부와,
    상기 각 색의 발광소자에 대한 기준광량을 출력하기 위한 기준광량 출력부와,
    상기 발광량 검출부에 의해 검출된 발광량, 상기 온도검출부에 의해 검출된 온도, 상기 기준광량 출력부로부터 출력된 기준광량에 따라 상기 청색 발광소자에 구동 정전류를 공급하고 상기 적색 및 상기 녹색 발광소자에 상기 청색 발광소자에 공급되는 구동 정전류에 따른 소정의 정전류를 공급하도록 상기 전류공급부를 제어하기 위한 제어부를 갖추도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어장치.
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