KR20070010613A - 표시 장치 및 광원 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 제1 발광 다이오드를 구비한 제1 발광 다이오드열과 복수의 제2 발광 다이오드를 구비한 제2 발광 다이오드열을 포함하는 광원 구동 장치에 관한 것이다. 이러한 광원 구동 장치는 상기 제1 발광 다이어드열에 병렬로 연결된 한 쌍의 제1 저항, 상기 제2 발광 다이오드열에 병렬로 결된 한 쌍의 제2 저항, 그리고 상기 제1 및 제2 저항에 의해 각각 분압된 전압의 차를 산출하는 연산 증폭부, 이들 산출된 전압을 기준 전압과 비교하여 해당하는 레벨의 신호를 감지 신호로서 출력하는 비교기를 더 포함한다. 이로 인해, 발광 다이오드열에서 각각 출력되는 전압 변화를 이용하여 발광 다이오드의 단락 여부를 감지하므로, 신속하고 정확하게 발광 다이오드의 단락 여부를 판정하여, 계속적인 구동 전류로 인한 발광 다이오드의 추가적인 손상이나 화재의 위험이 없어진다.
액정표시장치, LCD, 백라이트, LED, 저전압, 과전류, 단락, 발광다이오드

Description

표시 장치 및 광원 구동 장치{DISPLAY DEVICE AND DRIVING APPARATUS OF LIGHT SOURCE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광원부와 광원 상태 감지부의 회로도이다.
본 발명은 표시 장치 및 광원 구동 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시 장치(display device)에는 스스로 발광하는 발광 다이오드(light emitting diode, LED), EL(electroluminescence), 진공 형광 표시 장치(vacuum fluorescent display, VFD), 전계 발광 소자(field emission display, FED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등이 있다.
일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다.
이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다.
액정 표시 장치용 광원, 즉 백라이트(backlight) 장치는 광원으로서 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)나 EEFL(external electrode fluorescent lamp) 등과 같은 복수의 형광 램프(fluorescent lamp)나 발광 다이오드(LED, light emitting diode)를 사용한다.
형광 램프를 이용할 경우, 전력 소모가 크고 발열로 인해 액정 표시 장치의 소자 특성이 나빠진다. 또한 형광 램프가 통상적으로 막대형이므로 충격에 약하여 파손의 위험이 크고, 램프 부위에 따라 온도가 일정하지 않아 부위별로 램프의 휘도가 달라지고, 그에 따라 액정 표시 장치의 화질이 떨어진다.
한편, 발광 다이오드의 경우 반도체 소자이므로 수명이 길고 점등 속도가 빠르며 소비 전력이 적다. 또한 충격에 강하며 소형화 및 박막화에 유리하다.
따라서 휴대 전화기 등과 같은 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 모니터나 텔레비전과 같은 중대형 액정 표시 장치에도 백라이트 장치의 광원으로서 발광 다이오드를 이용하는 추세이다.
이러한 발광 다이오드를 광원으로 이용할 경우, 발광 다이오드에 인가되는 전류나 발광 다이오드를 흐르는 전류를 감지하여, 발광 다이오드에 인가되는 전류를 제한함으로써 과전류로 인한 발광 다이오드의 파손이나 오동작을 방지한다.
이처럼, 전류를 이용한 발광 다이오드의 피드백 제어는 발광 다이오드가 정상적으로 동작하고 있는 상태에서만 가능하다. 하지만, 주변 환경 등의 영향으로 이미 발광 다이오드가 단락되어 있는 것처럼, 발광 다이오드의 상태가 이미 정상 상태가 아닐 경우, 전류를 이용한 감지 동작으로는 이러한 단락 상태를 감지하기 어렵다. 따라서, 발광 다이오드가 비정상 상태일 때에도 계속해서 발광 다이오드로 구동 전류가 인가되므로, 단락되지 않은 정상적인 다른 발광 다이오드까지 연속적으로 파손되거나 과열로 인한 화재의 발생 위험이 높다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광원의 동작 상태를 정확하게 감지하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 불안정한 광원으로 인해 표시 장치를 보호하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 광원 구동 장치는 복수의 제1 광원을 구비한 제1 광원부와 복수의 제2 광원을 구비한 제2 광원부를 포함하는 구동 장치로서, 상기 제1 광원부에 연결된 제1 분압기, 상기 제2 광원부에 연결된 제2 분압기, 그리고 상기 제1 및 제2 분압기로부터 인가되는 제1 및 제2 전압의 차를 이용하여 상기 제1 또는 제2 광원부의 동작 상태에 대응하는 감지 신호를 출력하는 상태 감지부를 포함한다.
상기 제1 및 제2 광원은 발광 다이오드인 것이 좋고, 상기 제1 및 제2 광원은 각각 적색, 녹색 및 청색 중 하나의 색상을 나타내는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 분압기 각각은 직렬로 연결된 적어도 두 개의 저항을 포함할 수 있다.
상기 상태 감지부는, 상기 제1 및 제2 전압이 인가되는 연산 증폭부, 그리고
상기 연산 증폭부로부터의 출력 전압과 기준 전압이 인가되는 비교기를 포함할 수 있다.
상기 연산 증폭부는 차동 증폭기를 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 복수의 제1 광원을 구비한 제1 광원부, 복수의 제2 광원을 구비한 제2 광원부, 상기 제1 광원부에 연결된 제1 분압기, 상기 제2 광원부에 연결된 제2 분압기, 상기 제1 및 제2 분압기로부터 인가되는 제1 및 제2 전압의 차를 이용하여 상기 제1 또는 제2 광원부의 동작 상태에 대응하는 감지 신호를 출력하는 상태 감지부, 그리고 상기 상태 감지부로부터의 감지 신호에 따라 상기 제1 및 제2 광원부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 포함한다.
상기 제1 및 제2 광원은 발광 다이오드인 것이 좋다.
상기 제1 및 제2 분압기 각각은 직렬로 연결된 적어도 두 개의 저항을 포함할 수 있다.
상기 상태 감지부는, 상기 제1 및 제2 전압이 인가되는 연산 증폭부, 그리고 상기 연산 증폭부로부터의 출력 전압과 기준 전압이 인가되는 비교기를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 액정 표시 장치인 것이 좋다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 한 예인 액정 표시 장치와 광원 구동 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 또한 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광원부와 광원 상태 감지부의 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시부(330)와 백라이트부(900)를 포함하는 액정 모듈(350), 액정 모듈(350)을 수납 하는 상부 및 하부 섀시(361, 362), 그리고 몰드 프레임(364)을 포함한다.
표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 복수의 게이트 TCP(tape carrier package)(410) 및 데이터 TCP(510), 그리고 해당 TCP(410, 510)에 부착되어 있는 게이트 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(450) 및 데이터 PCB(550)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 3에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2,..., n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2,..., m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기 (storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)와 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편 광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 게이트 TCP(410)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 한 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 게이트 구동부(400)를 이루는 게이트 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. 데이터 TCP(510)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 다른 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 데이터 구동부(500)를 이루는 데이터 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)는 TCP(410, 510)에 형성되어 있는 신호선(도시하지 않음)을 통하여 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 각각 전기적으로 연결되어 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있다.
이와 달리 TCP를 사용하지 않고 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)를 이루는 구동 집적 회로 칩을 표시판 위에 직접 부착할 수도 있으며(chip on glass, COG 실장 방식), 게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)를 스위칭 소자(Q) 및 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 함께 액정 표시판 조립체(300)에 직접 형성할 수도 있거나 또는 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다.
게이트 PCB(450)는 하부 표시판(100)과 나란하게 길이 방향으로 TCP(410)에 부착되어 있고, 그 위에는 신호를 전달하는 복수의 신호선(도시하지 않음)과 전자 부품 등이 형성되어 있다.
데이터 PCB(550)는 하부 표시판(100)과 나란하게 길이 방향으로 TCP(510)에 부착되어 있고, 그 위에는 신호를 전달하는 복수의 신호선(도시하지 않음)과 전자 부품 등이 형성되어 있다.
다시 도 2를 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다. 이로 인해, 데이터 구동부(500)는 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시한 것처럼, 백라이트부(900)는 상부 섀시(361)에 고정되는 하부 섀시(362)에 수납되며, 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있는 광원부(960), 조립체(300)와 광원부(960) 사이에 위치하며 광원부(960)로부터 의 빛을 처리하는 복수의 광학 기구(908), 광원부(960)에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부(910), 그리고 광원부(960)의 동작을 감지하는 광원 상태 감지부(970)를 포함한다. 또한 백라이트부(900)는 하부 섀시(362) 내에 수납되어 광원부(960)를 고정하고 광학 기구(908)를 지지하는 지지 프레임(905)을 포함한다. 이 지지 프레임(905)은 몰드 프레임(363)과 고정된다.
광원부(960)는 도 1에 도시한 것처럼, 복수의 발광 다이오드(961)가 각각 장착되어 있는 복수의 PCB(962)와 PCB(962)에 부착되어 열을 방출하는 방열 부재(963)를 포함한다. 방열 부재(963)는 열전도성 재료로 이루어지는 것이 좋다. 각 PCB(962)는, 액정 표시판 조립체(300)의 장축 방향으로 수평하게 배열되어 있고, 복수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드열이 번갈아 장착되어 있다. 이때, 각 PCB에 장착되는 녹색 발광 다이오드의 개수는 적색 또는 청색 발광 다이오드의 개수보다 많을 수 있고, 예를 들어 약 2배정도 많아, 녹색 발광 다이오드열의 개수가 다른 발광 다이오드 열보다 2배 많을 수 있지만, 이들 발광 다이오드의 개수는 필요에 따라 달라질 수 있다.
전원 공급부(910)는 브리지 정류부와 DC-DC 변환부를 포함할 수 있다.
광원 상태 감지부(970)는 광원부(960)의 단락 상태를 감지한 후, 감지 신호(Vs)를 출력한다.
이러한 광원부(960)와 광원 상태 감지부(970)에 대해서는 다음에 좀더 상세하게 설명한다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3과는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
도 1에서 광학 기구(908)는 조립체(300)와 광원부(960) 사이에 위치하며 소정 크기의 출광부가 일정 간격으로 형성되어 있고, 이 출광부를 벗어나 발광되는 빛을 아래 방향으로 반사하는 반사판(904), 반사판(904) 위에 장착되어 있고 각 발광 다이오드(961)와 대면하는 부분에 빛 차단막이 형성되어 있으며 각 발광 다이오드(961)를 통해 발광되는 빛의 세기를 균일하게 하는 도광판(903), 도광판(903)으로부터의 빛을 조립체(300)로 유도 및 확산하는 확산판(902) 및 적어도 하나의 광학 시트(901)를 포함한다.
도 1에서는, 반사판(904)에 형성된 출광부는 각 발광 다이오드(961)가 돌출될 수 있는 크기의 원형 형태를 갖지만, 소정 개수의 발광 다이오드가 동시에 돌출될 수 있는 크기와 모양, 예를 들면 슬릿(slit) 형상 등과 같이 다양한 크기와 형상을 가질 수 있다. 지지 프레임(905)의 내측 측면은 소정 각도로 경사져 빛을 위쪽으로 반사시킨다.
도 1에는 도시하지는 않았지만, 상부 섀시(361)의 상부와 하부 섀시(362)의 하부에는 각각 상부 케이스 및 하부 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 액정 표시 장치가 완성된다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
구동 장치(600, 800) 역시 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, TCP의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1),데이터 제어 신호(CONT2) 및 백라이트 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보내며, 백라이트 제어 신호(CONT3)는 백라이트부(900)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 신호의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
백라이트 제어 신호(CONT3)는 광원부(960)의 점멸을 제어하는 온/오프(on/off) 신호 및 광원부(960)의 발광 다이오드의 점멸을 제어하는 펄스폭 제어(pulse width modulation, PWM) 신호인 광원 제어 신호 등과 같은 복수의 제어 신호를 포함한다. 본 발명의 실시예와는 달리, 백라이트 제어 신호(CONT3)는 별도의 제어 장치에서 생성될 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1) 에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.
전원 공급부(910)는 외부로부터의 교류 전압을 직류 전압으로 변환한 후, 변환된 직류 전압을 원하는 크기의 직류 전압으로 변경하여 구동 전압으로서 광원부(960)에 공급한다. 이때, 변환된 직류 전압의 크기의 백라이트 제어 신호(CONT3)에 따라 조정될 수 있다.
광원부(960)는 전원 공급부(910)로부터의 구동 전압에 의해, 백라이트 제어 신호(CONT3) 등의 제어에 따라 동작하여 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드의 점멸 동작이 이루어진다.
이러한 백라이트부(900)의 동작에 따라서, 각 발광 다이오드에서 나온 빛은 액정층(3)을 통과하면서 액정 분자의 배열에 따라 그 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
광원 상태 감지부(970)는 광원부(960)의 동작에 따라 각 발광 다이오드열에 인가되는 전압을 이용하여 해당 발광 다이오드열의 동작 상태에 대응하는 감지 신 호(Vs)를 신호 제어부(600)에 출력한다. 신호 제어부(600)는 감지 신호(Vs)의 상태에 따라 판단된 광원부(960)의 동작 상태가 비정상 상태일 경우, 백라이트 제어 신호(CONT3)를 제어하여 광원부(960)의 동작을 중지시킨다. 이러한 광원 상태 감지부(970)의 동작에 대해서는 다음에 상세하게 설명한다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광원 상태 감지부(970)에 대해 이미 설명한 도 4를 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시한 것처럼, 광원부(960)는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드열(RL, GL, BL)을 포함하고 있고, 각 다이오드열(RL, GL, BL)은 전원 공급부(910)와 접지 사이에 직렬로 연결된 복수개의 적색, 녹색, 또는 청색 발광 다이오드(961)를 포함한다. 도 4에서는 예시적으로 각각 한 개씩의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드열(RL, GL, BL)을 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 이들 발광 다이오드열의 개수는 변경 가능하다. 각 발광 다이오드열(RL, GL, BL)의 양단에는 직렬로 연결된 한 쌍의 저항(R11 및 R12, R21 및 R22, R31 및 R32)이 병렬로 연결되어 있다.
광원 상태 감지부(970)는 인접한 두 개의 발광 다이오드열로부터 인가되는 전압(V1, V2, V3)과 기준 전압(Vref)을 각각 인가받는 복수의 광원 상태 감지 회로(971-973)를 포함한다. 이들 광원 상태 회로의 개수는 발광 다이오드열의 개수와 같지만, 이에 한정되지 않는다. 각 광원 상태 감지 회로(971-973)는 인가되는 두 전압(V1, V2)만 상이할 뿐 구조와 동작은 모두 동일하므로, 적색 발광 다이오드열(RL)의 동작 상태를 감지하는 광원 상태 감지 회로(971)에 대해서만 설명한다.
광원 상태 감지 회로(971)는 적색 다이오드열(RL)의 양단에 연결된 저항(R11, R12)의 공통 단자에서 출력되는 전압(V1)과 적색 다이오드열(RL)에 인접한 녹색 다이오드열(GL)의 양단에 연결된 저항(R21, R22)의 공통 단자에서 출력되는 전압(V2)이 각각 인가되는 연산 증폭부(OP1)와 연산 증폭부(OP1)의 출력 단자가 비반전 단자에 연결되어 있고 기준 전압(Vref)이 반전 단자(-)에 인가되는 비교기(OP2)를 포함한다.
연산 증폭부(OP1)는 연산 증폭기로 이루어진 차동 증폭기를 포함할 수 있고, 비교기(OP2)는 연산 증폭기로 구현된다. 기준 전압(Vref)은 복수의 발광 다이오드(961) 중 적어도 하나가 단락 될 때와 발광 다이오드(961)가 정상 상태일 때, 각 쌍의 저항(R11, R12, R21, R22, R31, R32)을 통해 분압되는 전압의 크기를 고려하 여 정해지며, 필요에 따라 변경 가능하다.
이러한 구조로 이루어져 있는 광원 상태 감지 회로(971)의 동작은 다음과 같다.
적색 발광 다이오드열(RL)의 양단에 인가되는 전압은 저항(R11, R12)에 의해 해당 크기의 전압(V1)으로 분압되고 인접한 녹색 발광 다이오드열(GL)의 양단에 인가되는 전압은 저항(R21, R22)에 의해 해당 크기의 전압(V2)으로 분압되어 연산 증폭부(OP1)에 각각 인가된다.
연산 증폭부(OP1)는 두 입력 단자에 인가되는 전압(V1, V2)을 비교하여 그 차에 해당하는 크기의 전압을 출력한다. 따라서, 적색 발광 다이오드열(RL) 중 단락된 발광 다이오드가 존재하는 비정상 상태일 경우, 분압된 전압(V1)은 약 0V가 되어 연산 증폭부(OP1)에서 출력되는 전압은 다른 입력 단자에 인가되는 전압(V2)과 거의 같은 크기가 된다. 이때, 이 전압은 기준 전압(Vref)보다 큰 값이므로, 비교기(OP2)는 고레벨 상태의 신호를 감지 신호(Vs)로서 출력된다.
하지만, 적색 발광 다이오드열(RL)의 발광 다이오드가 정상 상태를 유지할 경우, 연산 증폭부(OP)의 두 입력 단자에 인가되는 전압(V1, V2)은 거의 유사한 크기를 갖고 있으므로, 연산 증폭기(OP1)는 약 0V 근방의 전압을 출력하여 비교기(OP2)에 인가된다. 이때, 기준 전압(Vref)은 0V의 전압보다는 큰 값을 갖고 있으므로, 비교기(OP2)는 저레벨 상태의 신호를 감지 신호(Vs)로서 출력한다.
이처럼, 해당 발광 다이오드열의 단락 여부에 따라 해당하는 광원 상태 감지 회로에서 출력되는 신호의 상태가 달라지므로, 각 광원 상태 감지 회로에서 출력되 는 감지 신호에 의해 적어도 하나의 발광 다이오드열이 단락 상태로 판정되면, 신호 제어부(600)는 백라이트 제어 신호(CONT3)를 이용하여 광원부(960)의 동작을 중지시킨다.
이와 같이, 발광 다이오드의 단락 여부에 따라 달리지는 전압을 이용하여 발광 다이오드의 단락 상태를 감지하므로, 정확한 감지 동작이 이루어져 발광 다이오드의 단락 후에도 광원부의 계속적인 동작으로 광원부의 손상이나 화재 위험을 방지한다.
본 실시예에서 기재한 전압의 수치는 하나의 예에 불과하므로, 이들의 크기는 달라질 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 광원 상태 감지 회로의 수효는 발광 다이오드열의 수효와 같지만 이에 한정되지 않고, 소정 개수의 발광 다이오드열마다 하나의 광원 상태 감지 회로가 존재할 수도 있다.
본 실시예와는 달리, 광원 상태 감지 회로는 동작 상태를 판정하고자 하는 발광 다이오드열에 바로 인접하지 않은 다른 발광 다이오드열과 관련된 분압 전압을 인가 받거나 정해진 소정 전압을 인가받아, 원하는 발광 다이오드열의 동작 상태를 감지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광 다이오드 여부에 따라 차이가 발생하는 발광 다이오드열로부터의 전압을 이용하여, 해당 발광 다이오드열의 동작 상태, 예를 들어 단락 여부를 판정하므로, 단락 여부를 신속하고 정확하게 감지한다.
이로 인해, 발광 다이오드열의 동작이 비정상일 경우, 신속하게 광원부의 동작을 중지시키므로, 계속적인 구동 전류의 인가로 인한 발광 다이오드의 추가적인 손상이나 화재의 위험성이 줄어든다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 복수의 제1 광원을 구비한 제1 광원부와 복수의 제2 광원을 구비한 제2 광원부를 포함하는 구동 장치로서,
    상기 제1 광원부에 연결된 제1 분압기,
    상기 제2 광원부에 연결된 제2 분압기, 그리고
    상기 제1 및 제2 분압기로부터 인가되는 제1 및 제2 전압의 차를 이용하여 상기 제1 또는 제2 광원부의 동작 상태에 대응하는 감지 신호를 출력하는 상태 감지부
    를 포함하는 광원 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 광원은 발광 다이오드인 광원 구동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 및 제2 광원은 각각 적색, 녹색 및 청색 중 하나의 색상을 나타내는 광원 구동 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 분압기 각각은 직렬로 연결된 적어도 두 개의 저항을 포함 하는 광원 구동 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 상태 감지부는,
    상기 제1 및 제2 전압이 인가되는 연산 증폭부, 그리고
    상기 연산 증폭부로부터의 출력 전압과 기준 전압이 인가되는 비교기
    를 포함하는 광원 구동 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 연산 증폭부는 차동 증폭기를 포함하는 광원 구동 장치.
  7. 복수의 제1 광원을 구비한 제1 광원부,
    복수의 제2 광원을 구비한 제2 광원부,
    상기 제1 광원부에 연결된 제1 분압기,
    상기 제2 광원부에 연결된 제2 분압기,
    상기 제1 및 제2 분압기로부터 인가되는 제1 및 제2 전압의 차를 이용하여 상기 제1 또는 제2 광원부의 동작 상태에 대응하는 감지 신호를 출력하는 상태 감지부, 그리고
    상기 상태 감지부로부터의 감지 신호에 따라 상기 제1 및 제2 광원부의 동작을 제어하는 신호 제어부
    를 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 및 제2 광원은 발광 다이오드인 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 제1 및 제2 분압기 각각은 직렬로 연결된 적어도 두 개의 저항을 포함하는 표시 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 상태 감지부는,
    상기 제1 및 제2 전압이 인가되는 연산 증폭부, 그리고
    상기 연산 증폭부로부터의 출력 전압과 기준 전압이 인가되는 비교기
    를 포함하는 표시 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,
    상기 표시 장치는 액정 표시 장치인 표시 장치.
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