KR20070107540A - Liquid crystal display device having structure of light emitting diode back-light for temperature compensation - Google Patents
Liquid crystal display device having structure of light emitting diode back-light for temperature compensation Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070107540A KR20070107540A KR1020060040189A KR20060040189A KR20070107540A KR 20070107540 A KR20070107540 A KR 20070107540A KR 1020060040189 A KR1020060040189 A KR 1020060040189A KR 20060040189 A KR20060040189 A KR 20060040189A KR 20070107540 A KR20070107540 A KR 20070107540A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- led
- liquid crystal
- array
- cpu
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133382—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
- G09G2320/041—Temperature compensation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 전체 조립품의 단면도1 is a cross-sectional view of an entire assembly according to the present invention.
도 2는 온도센서가 고정된 PCB 어레이를 보여주는 평면도2 is a plan view showing a PCB array to which a temperature sensor is fixed
도 3은 본 발명의 온도보상회로 메커니즘을 보여주는 블럭 다이어그램3 is a block diagram showing a temperature compensation circuit mechanism of the present invention.
※※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※※※ Explanation of symbols for main parts of drawing ※※
100: 액정패널 102: 확산판100: liquid crystal panel 102: diffusion plate
104, 106: 광학시트 110: 메인 서포트104, 106: Optical sheet 110: Main support
120: 상부커버 130: 하부커버120: upper cover 130: lower cover
132: 구동 드라이버 140: 인쇄회로기판(PCB)132: drive driver 140: printed circuit board (PCB)
142: LED 144: 온도센서142: LED 144: temperature sensor
본 발명은 온도보상 LED 백라이트 구조를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 LED가 스트링 단위로 구성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB) 상에 어레이마다 온도센서를 부착하여 온도를 감지하고 어레이별로 출력전류를 개별 제어함으로써 백라이트의 전반적인 균일도(Uniformity)를 개선시키고자 하는 것에 관련된다.The present invention relates to a liquid crystal display device having a temperature-compensated LED backlight structure, and more particularly, by attaching a temperature sensor to each array on a printed circuit board (PCB) in which the LEDs are formed in string units, sensing a temperature, and outputting each array. Individual control of the current is concerned with improving the overall uniformity of the backlight.
일반적으로 대부분의 액정표시장치는 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이다. 따라서 LCD 패널에 광을 조사하기 위해서는 별도의 광원, 즉 백라이트(Back Light)가 반드시 필요하게 된다. 만약 광원으로서 냉음극관 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 사용하는 경우에는 이로부터 나오는 빛을 반사판으로부터 반사시켜, 이 빛의 반사 경로에 배치된 유백색의 산란판을 통해 국부적으로 균일한 조도를 갖는 빛이 액정패널로 비추어지도록 사용되어 왔다. In general, most liquid crystal display devices are light-receiving devices that display an image by controlling the amount of light coming from the outside. Therefore, in order to irradiate light to the LCD panel, a separate light source, that is, a backlight (back light) is necessarily required. If a cold cathode lamp is used as a light source, the light emitted from the reflecting plate is reflected from the reflecting plate, and the light having a locally uniform illuminance through the milky white scattering plate disposed in the reflecting path of the light is emitted. It has been used to illuminate a liquid crystal panel.
그러나 이러한 방식은 최근의 박형화 추세에 비추어 볼 때 백라이트의 두께를 얇게 할 수 없는 비교적 치명적인 결함이 있다. 즉 액정표시장치를 복잡하고 대형으로 만들 수밖에 없게 되는 단점 때문에, 최근 들어서는 면광원 장치로서 빠른 응답속도와 저전력소모 및 반영구적 수명 등의 특성을 가진 LED 사용에 경주하고 있다. 결국 이로 인해 백라이트를 박형으로 형성시키고, 동시에 휘도도 향상시킬 수 있었다. 그리고 무엇보다 종래의 냉음극관 램프에 대비해 자연 그대로의 색과 고화질의 영상재현, 동영상 잔상문제 해결, 그리고 수은을 사용하지 않는 친환경적 제품 등의 이유로 인해 냉음극관 백라이트 장치를 대체할 수 있는 차세대 LCD의 핵심부품으로 각광받고 있다. However, this approach has a relatively fatal flaw that cannot make the backlight thin in the light of recent thinning trends. In other words, due to the drawback of making a liquid crystal display device complicated and large, in recent years, as a surface light source device, LEDs having characteristics such as fast response speed, low power consumption, and semi-permanent lifespan are racing. As a result, it was possible to form the backlight in a thin form and at the same time improve luminance. And, above all, the core of next-generation LCDs that can replace cold cathode backlight devices for natural cold colors and high-definition images, resolving after-image problems, and eco-friendly products that do not use mercury. It is attracting attention as a component.
이와 관련해 종래에는 LED 백라이트의 한 예로서 다수개의 LED 칩들을 균일 한 발광을 위하여 구동회로 기판상에서 일정한 패턴으로 배열하는 구조가 있다. 이러한 경우 면광원 자체의 전체 두께는 대략 5mm로 종전의 냉음극관 방식의 면광원 장치에 비하여 상대적인 박형화가 이루어지긴 하였으나, 여전히 액정표시장치에 적용하기 위한 두께를 충족시키기에는 역부족이었고, 특히 도트(dot)를 이루는 다수개의 LED 칩에 의한 발광 형태를 취하고 있기 때문에 전체의 면에서 균일한 조도를 형성하기가 용이하지 않았다. In this regard, conventionally, as an example of an LED backlight, a plurality of LED chips are arranged in a predetermined pattern on a driving circuit board for uniform light emission. In this case, the total thickness of the surface light source itself was about 5 mm, which was relatively thinner than the conventional cold cathode surface light source device, but it was still insufficient to meet the thickness for the liquid crystal display device. Since it takes the form of light emission by a plurality of LED chips forming a), it was not easy to form a uniform illuminance on the whole surface.
또 다른 한편으로 미국특허출원 09/384,137에 개시된 바 있는 백라이트 시스템은 임의 개수의 행과 열을 갖는 LED 들을 포함하는 경우가 있다. 이 시스템은 10×12 행렬의 LED들을 포함한다. 그러나 행렬을 형성하는데 있어서는 임의 개수의 LED들이 제공될 수 있다는 이해가 선행되어야 한다. LED들은 서로 연결된 벽에 의해 적절하게 형성되는 캐비티(cavity) 내에 배치된다. 물론 여기에서의 캐비티는 정확하게 표현하자면 '백라이트 캐비티'라 불러야 한다. 특히 상기 벽은 예를 들어 고광택의 백색 페인트 또는 백색 반사물질과 같은 높은 광 반사율의 마감재로 코팅된다. 또한 사이드-릿(side-lit) 혹은 에지-릿(edge-lit) 어플리케이션(application)이 하나 또는 그 이상의 벽에 LED들을 포함하고 있다는 사실도 함께 이해해야 할 것이다.On the other hand, the backlight system disclosed in US patent application 09 / 384,137 sometimes includes LEDs having any number of rows and columns. The system includes 10 × 12 matrix LEDs. However, it should be understood that any number of LEDs can be provided in forming the matrix. The LEDs are placed in a cavity that is suitably formed by walls connected to each other. The cavity here, of course, must be called a 'backlit cavity' to be precise. In particular, the wall is coated with a high light reflectance finish such as, for example, high gloss white paint or white reflector. It should also be understood that side-lit or edge-lit applications include LEDs on one or more walls.
물론 여기에서의 LED들은 표면 실장형이든 혹은 홀을 통한(through-hole) 형태이든간에 전류제어소자이다. 이로 인해 스트링(string) 내의 각 LED들은 동일한 전류를 제공받는다. 또한 다른 이유 중에는 전력을 보존하기 위해 직렬 연결로 전기적인 LED 스트링을 형성하는 것도 일반적이다. 복수 개의 LED 스트링은 아무튼 휘도를 증가시킬 뿐만 아니라, 보다 높은 전압 레벨을 피할 수 있어 LED의 실패 가능성에 대한 안전 마진을 증가시키고 컬러 향상 또는 컬러 생성이 요구되는 경우 LED의 다양한 컬러를 조정하기 위한 어플리케이션에 사용될 수 있을 것으로 기대되었다. Of course, the LEDs here are either current-mounted devices, whether surface mounted or through-holes. This allows each LED in the string to receive the same current. Among other reasons, it is also common to form electrical LED strings in series connection to conserve power. Multiple strings of LEDs not only increase the brightness, but also avoid higher voltage levels, increasing the safety margin of the LED's potential for failure and adjusting the various colors of the LED when color enhancement or color generation is required. It was expected to be used for.
그러나, 실질적으로 LED 백라이트를 포함한 대부분의 백라이트는 컴퓨터 모니터 및 LCD TV에 사용될 때 우리가 화상을 볼 수 있도록 하기 위하여 수직한 방향으로 놓이게 된다. 이럴 경우 모니터 내부 소자 및 백라이트의 LED가 내뿜는 열에 의하여 자신 및 주위의 LED들은 서로 반응하게 되고, 특히 수직한 상태에서는 백라이트 내부에 존재하는 공기의 대류현상에 의하여 상측이 하측보다 온도가 높아져 상하의 색이 다르게 구현되어, 결국 전체적인 균일도가 떨어지게 된다. 이는 무엇보다 수요가 증가하기 시작한 30인치 이상의 PC 모니터 및 LCD TV와 같은 대형 모델에서 그 해결책이 더 절실히 요구되고 있다.In practice, however, most backlights, including LED backlights, are placed in a vertical orientation to allow us to see the image when used in computer monitors and LCD TVs. In this case, the LEDs of the monitor and the LEDs of the backlight react with each other due to the heat emitted by the internal LEDs of the monitor and the backlight. Especially, in the vertical state, the temperature of the upper side is higher than the lower side due to the convection of air present in the backlight. Implemented differently, the overall uniformity is reduced. Above all, the solution is urgently needed in large models such as PC monitors and LCD TVs of 30 inches or more, which are beginning to increase in demand.
따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하고자 LED가 스트링 단위로 구성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)상에 어레이마다 온도센서를 부착하여 온도를 감지하고 LED 구동부의 CPU를 통해 어레이별로 출력전류를 개별 제어함으로써 백라이트의 전반적인 균일도(Uniformity)를 개선시키고자 하는데 그 목적이 있다.Therefore, in the present invention, in order to solve this problem, the LED is attached to each array on a printed circuit board (PCB) consisting of a string unit temperature sensor for sensing the temperature and output current for each array through the CPU of the LED driver The purpose is to improve the overall uniformity of the backlight by individual control.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도보상 LED 백라이트 구조를 갖는 액정표시장치는 데이터 정보를 화상에 구현하는 액정패널과; 상기 액정패널을 구동하는 신호인가수단과; 상기 액정패널에 광을 제공하는 LED 백라이트장치; 및 상기 백라이트장치를 구동하고, 장치 내 다수개의 온도센서를 이용하여 그 어레이별 LED들의 출력전류를 보상하는 LED 구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device having a temperature-compensated LED backlight structure comprising: a liquid crystal panel for implementing data information in an image; Signal applying means for driving the liquid crystal panel; An LED backlight device providing light to the liquid crystal panel; And an LED driver for driving the backlight device and compensating the output current of the LEDs for each array by using a plurality of temperature sensors in the device.
또한, 그 온도센서를 제어하기 위한 온도보상회로는 각각의 PCB 어레이별 주변 온도를 감지하는 온도감지부와; 주변 온도에 따른 LED 특성 데이터가 미리 저장된 메모리부와; 온도센서의 출력값과 메모리로부터 읽어낸 LED 특성 데이터를 연산·비교하는 CPU; 및 상기 전류값을 해당 PCB 어레이에 제공하는 출력부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the temperature compensation circuit for controlling the temperature sensor includes a temperature sensing unit for sensing the ambient temperature for each PCB array; A memory unit for storing LED characteristic data according to ambient temperature in advance; A CPU for calculating and comparing the output value of the temperature sensor and the LED characteristic data read out from the memory; And an output unit providing the current value to the PCB array.
먼저 위의 구성 등을 논의하기에 앞서, 본 발명에 적용되는 온도센서(temperature sensor)에 대하여 간략하게 살펴보고자 한다. 온도센서는 기본적인 물리량의 하나인 온도를 감지하여 전기적인 신호로 변환시키는 감지 소자이다. 이로 인해 산업체의 시스템 제어, 환경제어, 생체공학용 의료기 등에 광범위하게 사용되어 왔고, 최근 들어서는 정보통신 기술의 발달과 더불어 대두된 초고속 정보통신망의 수요 증가에 의한 통신망의 화재방지를 위하여 원거리 측정이 가능한 고속·고감도의 온도센서가 요구되는 등 그 응용분야에서 연구가 활발히 진행되고 있는 중이다. First, before discussing the above configuration, we will briefly look at the temperature sensor (temperature sensor) applied to the present invention. The temperature sensor is a sensing element that senses temperature, which is one of the basic physical quantities, and converts it into an electrical signal. As a result, it has been widely used in industrial system control, environmental control, and biomedical medical devices.In recent years, high-speed measurement capable of remote measurement for the prevention of fires in communication networks due to the development of information and communication technology and the increasing demand of high-speed information and communication networks has emerged. Research is being actively conducted in the field of application, such as the need for high-sensitivity temperature sensors.
그 종류로는 크게 접촉식과 비접촉식으로 분류하고 있다. 접촉식은 측정대상물과의 접촉을 통해 온도를 측정하는 방식으로 (백금)저항온도센서, 서미스터, 열전대, 바이메탈 등 대부분의 센서가 이에 해당하고 있고, 비접촉식에는 방사 온도 계, 광고 온도계 등이 있다.The types are classified into contact type and non-contact type. The contact type is a method of measuring temperature through contact with a measuring object, and most sensors such as (platinum) resistance temperature sensors, thermistors, thermocouples, and bimetals correspond to them. Non-contact types include radiation thermometers and advertisement thermometers.
그 중에서도 가장 많이 사용되고 있는 것이 서미스터이긴 하지만 직선성, 감도, 기준 온도 등이 문제가 되고 있다. 또한 열전대(thermocouple)는 두 종류의 금속선의 접합점 양단에서 발생하는 기전력 변화를 이용한 것으로서 철강, 발전소, 중화학 등 공업용으로 많이 사용되고 있으나 대체로 백금저항 온도센서나 복사온도계에 비해 정확도가 떨어진다. 바로 이러한 두 소자의 단점인 직선성, 감도, 기준 온도 등을 보완한 것이 IC(Integrated Circuit) 온도센서로서, 이것은 온도에 따른 P-N 접합부의 전류전압특성변화를 이용한 것으로 전압출력형과 전류출력형의 2종류가 있다. Thermistors are the most used among them, but linearity, sensitivity, and reference temperature are becoming a problem. In addition, thermocouples are used to change the electromotive force generated at the junctions of two types of metal wires, and are widely used for industrial purposes such as steel, power plants, and heavy chemicals. Complementing the shortcomings of the two devices, linearity, sensitivity, and reference temperature, is an IC (Integrated Circuit) temperature sensor, which uses the current-voltage characteristics of the PN junction according to the temperature. There are two kinds.
본 발명은 이 가운데에서도 특히 IC 온도센서의 전류출력형을 채용하였고, 이러한 점을 고려하여 이제부터는 본 발명의 구성을 구체적으로 설명할 것이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 하부커버((130)의 내부에는 최소 8개의 라인을 형성하며 배열한 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)상에 적(R), 녹(G), 청(B)의 LED들이 고정되어 있다. 그리고 그 하나의 PCB 기판(140)마다 어느 한 곳에는 본 발명의 핵심인 온도센서(144)가 고정되어 있다. 물론 도면에서는 그 이상적인 경우로서 중앙에 고정되는 것을 나타내었지만, 반드시 그것에 한정되지는 않는다. 또한 이 하부커버(130)의 외부 혹은 아래쪽으로는 위의 LED(142) 를 구동하고, 온도센서(144)의 출력전류값을 감지하는 구동부가 인쇄회로기판상에 구성되게 되는데, 이는 LED 구동 드라이버(132)로서 알루미늄 등과 같은 보호 커버에 의해 감싸지게 된다.In particular, the present invention employs a current output type of the IC temperature sensor, and will now be described in detail the configuration of the present invention in consideration of this point. As shown in FIG. 1, red (R), green (G), and blue (B) are formed on a printed circuit board (PCB) arranged at least eight lines in the
한편, 다수의 라인을 형성하며 배열되는 LED(142) 및 온도센서(144)가 고정 된 기판의 전면으로는 먼저 확산판(diffuser plate; 102))이 놓이게 된다. 이는 보통 LED 광원으로부터의 빛을 액정패널(100)이 있는 전면으로 균일하게 분산시키기 위한 것으로서, 그 기능을 보완하기 위하여 다음으로는 두 장의 광학 시트(104, 106)가 부가적으로 부착된다. Meanwhile, a
그리고 액정표시장치의 전체적인 힘의 균형을 유지하기 위하여 상부커버(120)와 하부커버(130)의 사이에는 메인 서포트(110)가 위치하게 되고, 바로 이 서포트(110)상에는 외부로부터의 정보를 화면에 구현하기 위한 액정패널(100)이 적재된다. 물론 이 액정패널(100)은 TFT(Thin Film Transistor) 배열기판과 컬러필터기판의 합착에 의하여 형성된 것으로서 그 사이에는 액정이 주입되어 있고, 여기에서는 상판인 컬러필터기판과 하판인 배열기판 사이에 인가되는 전압차만큼 액정은 뒤틀리게 되는데, 이로 인해 광원인 LED로부터 발산된 빛은 우리의 눈을 자극하게 되는 것이다.In addition, the
그러면 본 발명의 온도센서를 제어하기 위한 동작원리에 관하여, 도면을 참조해 좀더 구체적으로 설명하고자 한다. 본 발명의 핵심은 도 2에서도 볼 수 있는 바와 같이 LED(142)가 스트링 단위로 구성된 인쇄회로기판(140)상에 어레이마다 온도센서(144)를 장착하여 그 주변 온도를 감지하고, 또 그에 비례한 어레이별 출력전류를 생성하게 되는데, 이때 LED 구동부 내의 CPU는 그 전류값을 PCB 어레이마다의 LED 출력전류값에 감소 혹은 증가시킴으로써 전반적으로는 PCB 어레이 별로 보상된 전류값을 제공하게 되는 것이다. The operation principle for controlling the temperature sensor of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 2, the core of the present invention detects the ambient temperature by mounting a
본 발명에서는 보통 8개의 PCB 어레이 단에 형성된 모든 R, G, B의 LED들에 원하는 밝기나 순방향 전류에 따라 양단에 1.4V~2.6V 사이의 전압을 인가하고 있고, 절대 온도 25℃를 기준해 그 인가전압에 적합한 전류를 설정하게 된다. 여기에서 대부분의 LED들은 안정된 전압을 공급하기 위하여 직렬로 연결된 저항 혹은 트랜지스터들과 결합되는 것이 정상적일 수 있다.In the present invention, a voltage of 1.4 V to 2.6 V is applied to both R, G, and B LEDs formed on eight PCB array stages according to desired brightness or forward current, and based on an absolute temperature of 25 ° C. The current suitable for the applied voltage is set. Here it is normal for most LEDs to be combined with resistors or transistors in series to provide a stable voltage.
예를 들어 8개의 PCB 어레이 단에 형성된 모든 LED들의 양단에 공통적으로 1.4V~2.6V 사이의 전압을 인가하게 되면, PCB 어레이 단의 온도가 25℃에 이르기까지 LED상에는 대략 10㎃의 전류가 흐르고 있다고 가정하자. 이런 경우 시간이 지나면서 LED 자체의 접합부의 온도가 점차적으로 증가하게 되고, 이로 인해 전력소모가 커지면서 소자의 발열이 생기게 된다. 이는 결국 공기의 대류현상에 의하여 백라이트의 상단으로 올라갈수록 온도가 상이하게 되는 현상을 유발하게 된다.For example, if a voltage between 1.4V and 2.6V is applied to both ends of all the LEDs formed on the eight PCB array stages, approximately 10mA of current flows on the LEDs until the temperature of the PCB array stage reaches 25 ℃. Suppose there is. In this case, the temperature of the junction of the LED itself gradually increases over time, resulting in a heat generation of the device as power consumption increases. This eventually leads to a phenomenon in which the temperature is different as the temperature rises to the top of the backlight due to air convection.
더 정확히 말하면, 주변 온도에 따른 LED 자체의 접합온도는 실질적으로 상당히 다를 수 있다. 가령 도 3에 나타낸 바와 같이 LED 백라이트(160) 내부는 제일 하단(144a)의 주변 온도가 25℃, 그 다음 단은 26℃의 차이를 띠게 된다고 가정할 때, 본 발명에서처럼 기본적으로 8개의 PCB 어레이 단을 형성하는 경우에는 공기의 대류현상에 의하여 제일 하단(144a)과 제일 상단(144h)은 대략 7℃의 차를 보이게 될 것이고, 이럴 경우 LED 자체의 접합온도차는 가히 상상할 만하다. More precisely, the junction temperature of the LED itself can vary substantially with ambient temperature. For example, as shown in FIG. 3, assuming that the inner temperature of the
이럴 경우 각 PCB 어레이 단에 고정되어 있는 온도센서에서는 감지부를 통해 온도 변화를 감지하여 이에 비례한 전류를 보상하게 된다. 물론 여기에서의 IC 온도센서로는 예를 들어 NS(National Semeconductor)社의 LM35시리즈 등이 보다 적절할 수 있다. 간략하게 소개해 보면, LM35시리즈는 보정회로가 따로 필요 없도록 PN 접합 트랜지스터가 복수로 편성되어 있고, 기준전압 발생부 및 증폭부 등이 원칩상으로 탑재되어 있다. 특히 LM35DZ는 섭씨온도(℃)에 대해 선형적인 출력전압을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 측정온도의 범위가 0~100℃로 비교적 광대하고, 웨이퍼 레벨 트리밍으로 인해 가격이 저렴하다는 특성이 있다. 이외에도 비선형성 범위가 ±1/4℃이고, 사용 전원범위가 4V~30V로 넓으며, 누설전류가 60㎂ 이하로 작다. 또한 공기 중 자체 발생온도가 작고, 낮은 임피던스 출력을 갖는 등의 많은 장점이 있다.In this case, the temperature sensor fixed to each PCB array stage detects the temperature change through the detector and compensates the current proportional to this. Of course, the IC temperature sensor here may be more suitable, for example, from National Semeconductor's LM35 series. Briefly, the LM35 series includes a plurality of PN junction transistors so that no correction circuit is required, and a reference voltage generator and an amplifier are mounted on one chip. In particular, the LM35DZ not only obtains a linear output voltage with respect to degrees Celsius (℃) but also has a relatively wide range of measurement temperatures from 0 to 100 ℃, and is inexpensive due to wafer level trimming. In addition, the nonlinearity range is ± 1/4 ℃, the power supply range is wide from 4V to 30V, and the leakage current is small, less than 60mA. In addition, there are many advantages, such as low self-generated temperature in the air, low impedance output.
한편, 도 3에 나타낸 바와 같이 마이크로 프로세서(150) 내의 중앙처리장치(CPU; 154))는 그 온도센서(144a~144h)로부터 온도에 따른 전류값의 정보를 제어하게 된다. 다시 말해, 여기에서의 CPU(154)의 역할은 온도센서로부터 해당 온도에 따른 전류값을 받아, 사전에 이미 별도의 메모리부(152)에 저장된 데이터와의 연산 및 비교를 지시하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the central processing unit (CPU) 154 in the
특히, 위의 메모리부(152)는 롬(ROM) 및 램(RAM)을 포함하고 있다. ROM은 LED의 전류 특성이 변하게 되는 설정온도(예를 들어, 25℃)에 해당하는 기준 전류값을 사전에 저장하기 위한 것이고, 반면 RAM은 LED 백라이트에서의 주변 온도가 변하게 됨에 따라 각각의 PCB 어레이 단에 흐르게 되는 서로 다른 전류값을 임시 저장하기 위한 것이다. 물론 여기에서 각각의 어레이 단으로부터 들어온 전류값은 순차적으로 RAM에 저장하는 것이 더 바람직하다.In particular, the
가령 도 3의 LED 백라이트에서 25℃ 기준으로 각각의 LED들에 10㎃의 전류를 흘려주어야 하는 것이 가장 이상적인 경우라면, 그 기준값은 최우선적으로 메모리 부(152) 내의 ROM에 저장된다. 그리고 시간이 점차적으로 경과하면서 제일 하단(144a)의 주변 온도가 26℃로 상승하게 되었을 때, 해당 PCB 어레이 단은 온도의 변화에 따라 LED들에는 12㎃의 전류가 흐르게 된다.For example, in the LED backlight of FIG. 3, if it is ideal to have a current of 10 mA applied to each of the LEDs at 25 ° C., the reference value is stored first in the ROM in the
이런 경우, 도 3에서의 CPU(154)는 해당 PCB 어레이 단에 흐르는 12㎃의 전류를 RAM에 저장하였다가, 26℃에 반응한 해당 온도센서(144a)로부터 전류값을 받아 먼저 연산부(미도시)에서 RAM에 임시 저장된 12㎃와 연산을 하게 된다. 여기에서는 LED의 온도가 증가함에 따라 전류량이 증가하게 되는 정특성을 이용하였으므로 감산을 하는 것이 바람직하지만, 만약 LED의 온도가 증가함에 따라 전류량이 감소하게 되는 부특성을 이용하는 경우라면 가산을 수행하는 것이 이상적이다. In this case, the
여기에서 만약 온도센서(144a)가 1℃ 증가할 때마다 2㎃의 전류를 흘릴 수 있도록 설계되어 LED의 온도증가에 따른 전류의 감소 혹은 증가 폭과 동일 할 수 있다면, 후에 기술할 LED 구동 드라이버(132) 내의 부가적인 회로, 즉 비교부는 불필요하게 된다. 다시 말해, 감·가산을 수행하는 연산부(미도시)만으로도 해당 백라이트(160)에 전류보상이 얼마든지 가능하게 되지만, 일반적으로 앞서서의 LM35시리즈의 경우에는 온도센서의 온도증가에 따른 전류의 증가폭이 대략 4㎂로 상당히 작다. Here, if the
따라서, 이와 같은 경우, 도 3에서의 CPU(154)는 위의 감산 혹은 가산과 같은 연산을 함은 물론 ROM에 저장하였던 기준 전류값, 즉 10㎃와 비교부(미도시)를 통해 대소를 따지게 되고, 만약 연산값이 기준값보다 더 크게 되면 기준값에 도달할 때까지 연산을 반복하게 된다. 그러나 보다 손쉬운 방법으로는 앞서서도 언급한 바 있지만 가령 위의 4㎂의 전류값을 적절하게 전류증폭을 시켜 LED의 온도증가에 따른 전류 증가폭과 일치시키게 되면, 비교부(미도시)는 불필요할 수 있다.Therefore, in this case, the
그리고, 여기에서의 출력부(156)는 그 보상된 전류값이 제어신호에 따라 해당 PCB 어레이로 동시에 찾아 들어가기 위한 전단계를 나타낸 것이다. 따라서 일종의 버퍼(Buffer)로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 드라이버 내에서의 해당 정보들이 출력부를 거쳐 액정패널에 인가되는 것과 마찬가지로 여기에서도 CPU(154)로부터 해당 비트정보에 따라 보상 전류값이 LED 백라이트의 각각의 PCB 어레이 단으로 유입된다. In addition, the output unit 156 here represents the previous step for the compensated current value to simultaneously enter the corresponding PCB array in accordance with the control signal. Therefore, it may be configured as a kind of buffer. For example, as the corresponding information in the data driver is applied to the liquid crystal panel via the output unit, the compensation current value is also introduced from the
지금까지 본 발명의 구성을 기술해 오면서 특정사(特定社)의 소자를 소개한 바 있다. 그러나 본 분야에 통상의 지식을 가진 사람이라면 누구나 생각할 수 있겠지만 회로를 구성함에 있어서는 그 존재하는 구성 소자만큼이나 접근 방식이 다양할 수 있고, 따라서 이러한 소자를 여기에서 특별히 소개하는 것은 어디까지나 본 발명을 보다 어려움없이 이해하는데 도움이 되었으면 하는 바람이다.So far, the structure of the present invention has been described, and the device of a specific company has been introduced. Anyone with ordinary skill in the art, however, may think that the approach may be as varied as the components present in the construction of the circuit, and therefore, the introduction of such elements here is not intended to provide a more detailed description of the present invention. I hope this will help you understand without difficulty.
지금까지의 상기 구성 결과, 본 발명에 따른 온도보상 LED 백라이트를 구비한 액정표시장치는 LED의 단점인 온도에 따른 특성변화를 보상해 줌으로써, 특히 PC 모니터나 LCD TV와 같은 대형 모델에서 전반적인 휘도의 균일도를 개선할 수 있을 것이다. As a result of the above configuration, the liquid crystal display device having the temperature-compensated LED backlight according to the present invention compensates for the characteristic change according to the temperature, which is a disadvantage of the LED, and particularly, in the large model such as a PC monitor or LCD TV, Uniformity may be improved.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060040189A KR101258083B1 (en) | 2006-05-03 | 2006-05-03 | Liquid crystal display device having structure of light emitting diode back-light for temperature compensation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060040189A KR101258083B1 (en) | 2006-05-03 | 2006-05-03 | Liquid crystal display device having structure of light emitting diode back-light for temperature compensation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070107540A true KR20070107540A (en) | 2007-11-07 |
KR101258083B1 KR101258083B1 (en) | 2013-04-25 |
Family
ID=39062873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060040189A KR101258083B1 (en) | 2006-05-03 | 2006-05-03 | Liquid crystal display device having structure of light emitting diode back-light for temperature compensation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101258083B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110109655A1 (en) * | 2008-08-08 | 2011-05-12 | Daisuke Takeda | Backlight and display device using the same |
CN102404915A (en) * | 2010-09-09 | 2012-04-04 | 半导体解法株式会社 | Light generating device and method for controlling the device |
KR20130000140A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-02 | 엘지이노텍 주식회사 | Lighting module |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11442312B2 (en) | 2020-05-22 | 2022-09-13 | Apple Inc. | Electronic device display with a backlight having light-emitting diodes and driver integrated circuits in an active area |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002278514A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Sharp Corp | Electro-optical device |
JP2003280591A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Organic electroluminescence display device |
JP4182930B2 (en) * | 2004-07-12 | 2008-11-19 | ソニー株式会社 | Display device and backlight device |
-
2006
- 2006-05-03 KR KR1020060040189A patent/KR101258083B1/en active IP Right Grant
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110109655A1 (en) * | 2008-08-08 | 2011-05-12 | Daisuke Takeda | Backlight and display device using the same |
CN102404915A (en) * | 2010-09-09 | 2012-04-04 | 半导体解法株式会社 | Light generating device and method for controlling the device |
CN102404915B (en) * | 2010-09-09 | 2015-06-10 | 半导体解法株式会社 | Light generating device and method for controlling the device |
KR20130000140A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-02 | 엘지이노텍 주식회사 | Lighting module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101258083B1 (en) | 2013-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8111371B2 (en) | Illumination device and liquid crystal display device | |
US8988011B2 (en) | System and method for managing backlight luminance variations | |
KR101521099B1 (en) | Local dimming method, light-source apparatus performing for the method and display apparatus having the light-source apparatus | |
US9142157B2 (en) | Methods for enhancing longevity in electronic device displays | |
US7868280B2 (en) | Illumination sensing apparatus, driving method thereof and display device having the illumination sensing apparatus | |
CN100583215C (en) | LED backlight module and its temperature control method | |
US20090021471A1 (en) | Light Emitting Device and Method for Driving the Same | |
KR101119180B1 (en) | Apparatus of emitting light and liquid crystal display device having the same | |
US20060082523A1 (en) | Active organic electroluminescence display panel module and driving module thereof | |
US20110109655A1 (en) | Backlight and display device using the same | |
EP2028640B1 (en) | Auto adjusting backlight and pixel brightness on display panels | |
US20090289580A1 (en) | Backlight adjustment system | |
KR20080008538A (en) | Display device, control method of the same and backlight unit used thereof | |
US20100253613A1 (en) | Led backlight and electronic control | |
KR20080002233A (en) | Liquid crystal display device and driving circuit of the same | |
KR20050043960A (en) | Display device | |
JP4722649B2 (en) | LED light source device | |
JP2007242427A (en) | Led lighting system, and liquid crystal display device using it | |
CN104570472B (en) | Liquid crystal display device | |
JP6277549B2 (en) | Surface illumination device and liquid crystal display device | |
KR101258083B1 (en) | Liquid crystal display device having structure of light emitting diode back-light for temperature compensation | |
US20100039452A1 (en) | Method for driving a light source, light source device for performing the method, and liquid crystal display device having the light source device | |
KR101511128B1 (en) | Method for driving light emitting diode, back light assembly for performing the method and display apparatus having the back light assembly | |
KR102576695B1 (en) | Display device | |
US20090310066A1 (en) | LED tile Luminance control circuitry and display containing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160329 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170320 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190318 Year of fee payment: 7 |