KR20080033001A - 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20080033001A
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Abstract

본 발명은, 복수의 채널을 통해 연결되어 구동되는 광원 어레이와, 특정 채널의 광원 어레이에 연결되어 주위 온도에 따라 가변되는 피드백 신호를 제공하는 피드백 신호부와, 상기 피드백 신호에 따라 특정 채널에 인가되는 전류의 크기를 조절하는 광원 제어부를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시 장치를 제공한다.
이와 같은, 본 발명은 백라이트 유닛의 동작 과정에서 발생된 열이 대류 현상에 의해 상부 영역에 집중됨으로써, 상부 영역의 광원이 열화되어 광량이 감소되면 피드백 신호에 의해 인가되는 전류의 크기가 조절되어 상부 영역의 광량이 증대되거나, 또는 하부 영역의 광량이 감소되므로, 백라이트 유닛의 전체적인 휘도가 균일하게 조절된다.
백라이트, 휘도, 온도, 열화, 써미스터, 발광 다이오드, 액정 표시 장치.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시 장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THIS}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 상부 채널을 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 하부 채널을 나타낸 회로도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 보호의 설명>
100: 액정 표시 패널 210: 신호 제어부
220: 게이트 구동부 230: 데이터 구동부
250: 제 1 전압 발생부 260: 제 2 전압 발생부
300: 백라이트 유닛 310: 광원 어레이
320: 피드백 발생부 330: 광원 제어부
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도에 따라 영역별로 광량을 조절함으로써 전체적인 휘도 분포를 균일하게 유지할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판형 표시 장치의 하나인 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 음극선관(CRT)에 비해 시인성이 우수하고, 평균 소비 전력도 같은 화면 크기의 CRT에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel, PDP)나 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display, FED)와 함께 최근에 휴대폰이나 컴퓨터의 모니터, 텔레비전의 차세대 표시 장치로서 각광받고 있다.
이러한 액정 표시 장치는, 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 공통 전극이 형성된 상부 기판과, 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성된 하부 기판 및 두 기판 사이에 충진된 액정층으로 구성된 액정 표시 패널을 포함하며, 상기 액정 표시 패널의 양쪽면에 부착된 편광판을 더 포함한다. 또한, 상기 액정 표시 패널은 스스로 광을 발하지 못하므로, 그 표시 내용을 시각적으로 인식할 수 있도록 그 배면에서 광을 제공하는 백라이트 유닛(backlight unit)를 필요로 한다. 통상적으로, 대형 액정 표시 장치는 액정 표시 패널의 배면에 광원으로서 직하형 백라이트 유닛(backlight unit)이 구비되어 있다.
상기 백라이트 유닛은 복수의 광원으로 구성된 광원 어레이를 포함하게 되는데, 이러한 광원 어레이는 액정 표시 패널의 배면에 위치되고, 상기 액정 표시 패널을 보호하기 위한 샤시 등에 의해 밀폐된 공간에 수납된 상태에서 주로 수직으로 세워져서 동작하게 된다. 이때, 액정 표시 패널 및 광원 어레이에서 발생된 열은 대류 현상에 의해 상승하게 되므로, 광원 어레이의 상부는 하부보다 높은 온도에서 동작하게 된다.
그러나, 광원으로 사용되는 발광 다이오드는 동작 온도가 높아지면 열화 현상에 의해 광량이 감소되는 특징이 있으므로, 초기에는 광원 어레이의 휘도 분포가 균일하지만, 시간이 지나면 상하 간의 온도차로 인하여 광원 어레이의 휘도 분포가 불균일하게 된다. 즉, 상부 영역의 휘도가 하부 영역의 휘도보다 낮아져 액정 표시 패널의 상부와 하부는 서로 다른 휘도를 갖게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 온도가 높은 쪽의 광원 어레이에 인가되는 전류를 증대시키거나, 또는 온도가 낮은 쪽의 광원 어레이에 인가되는 전류를 감소시킴으로써, 광량이 줄어든 상부 영역의 광량을 보상하여 전체적인 휘도 분포를 균일하게 유지할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 복수의 채널을 통해 연결되어 구동되는 광원 어레이와, 특정 채널의 광원 어레이에 연결되어 주위 온도에 따라 가변되는 피드백 신호를 제공하는 피드백 신호부와, 상기 피드백 신호에 따라 특정 채널에 인가되는 전류의 크기를 조절하는 광원 제어부를 포함한다.
상기 광원 어레이를 구성하는 각각의 광원은 백색광을 발하는 단일의 발광 다이오드, 또는 적색광(R) 및 청색광(B)을 발하는 두 개의 발광 다이오드 및 녹색광(G)을 발하는 두 개의 발광 다이오드가 하나의 그룹으로 조합되어 백색광을 발하는 복수의 발광 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 피드백 신호부는 특정 채널의 광원 어레이의 끝단에 접속되어, 그 끝단에 인가되는 전압 신호를 피드백 신호로서 이를 상기 광원 제어부에 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 피드백 신호부는 상부 채널의 광원 어레이의 끝단에 병렬 접속된 고정 저항 및 주위 온도가 상승하면 저항값이 감소되는 NTC 타입의 써미스터를 포함하는 것이 바람직하다. 또는, 상기 피드백 신호부는 하부 채널의 광원 어레이의 끝단에 병렬 접속된 고정 저항 및 주위 온도가 상승하면 저항값이 증가되는 PTC 타입의 써미스터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 광원 제어부는, 상기 피드백 신호에 의해 펄스 폭이 조절되는 PWM 발생기 및 상기 PWM 발생기에서 생성된 펄스 폭 변조 신호를 스위칭 신호로 사용하는 DC/DC 컨버터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 화상 표시를 위한 액정 표시 패널과, 상기 액정 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 복수의 채널을 통해 연결되어 구동되는 광원 어레이와, 특정 채널의 광원 어레이에 연결되어 주위 온도에 따라 가변되는 피드백 신호를 제공하는 피드백 신호부 및 상기 피드백 신호에 따라 특정 채널에 인가되는 전류의 크기를 조절하는 광원 제어부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
<제 1 실시예>
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 백라이트 유닛은 복수의 채널(ch1 ~ ch5)을 통해 연결되어 구동되는 광원 어레이(310)와, 특정 채널(ch1)의 광원 어레이(310)에 연결되어 주위 온도에 따라 가변되는 피드백 신호(VFB)를 제공하는 피드백 신호부(320) 및 상기 피드백 신호(VFB)에 따라 특정 채널(ch1)에 인가되는 전류의 크기를 조절하여 광량을 제어하는 광원 제어부(330)를 포함한다.
또한, 상기 백라이트 유닛은 상기 광원 어레이(310)의 하부에 배치된 반사판(340)을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 어레이(310) 및 반사판(340)의 하부에는 베이스(350)가 배치되고, 상기 광원 어레이(310)는 상기 베이스(350)에 형성된 회로 배선(미도시)을 통해 내부적으로 연결되어 구동 신호가 인가되는 복수의 구동 채널(ch1 ~ ch5)을 형성하게 된다. 이러한 구동 채널은 행 방식, 열 방식 및 행렬 방식 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이하에서는 백라이트 유닛이 수직으로 위치된 상태에서 위쪽에 배치되는 광원 어레이(310)를 구동하기 위한 구동 채널(ch1)을 '상부 채널'이라 정의하고, 아래쪽에 배치되는 광원 어레이(310)를 구동하기 위한 구동 채널(ch5)을 '하부 채널'이라 정의한다.
상기 광원 어레이(310)는 백색광을 발하는 광원들(311)을 소정의 조광 영역에 균일하게 배치하여 구성할 수 있다. 이때, 각각의 광원들(311)로는 백색광을 발하는 단일의 발광 다이오드가 사용될 수 있으며, 또한, 여러색이 혼합되어 백색광을 발하는 복수의 발광 다이오드가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 적색광(R) 및 청색광(B)을 발하는 두 개의 발광 다이오드(311a,311b)에 녹색광(G)을 발하는 두개의 발광 다이오드(311c,311d)를 조합하여 총 4개의 발광 다이오드가 하나의 그룹이 되어 백색광을 발하게 된다. 이에 따라, 상대적으로 광량이 낮은 녹색 대역이 보강되어 색 특성이 좋은 백색광이 출력된다.
일반적으로, 광원 어레이(310)는 동작 과정에서 온도가 상승하게 되는데, 특히, 상부 채널(ch1)에 연결되는 광원 어레이(310)는 대류 현상에 의해 더욱 온도가 상승하게 되고, 온도 상승에 따른 열화 현상으로 인해 해당 영역의 광량이 줄어들게 되므로, 전체적인 휘도 불균형이 발생된다. 따라서, 휘도 불균형을 해소하기 위해서는, 상부 영역의 광량을 높여주거나, 또는 하부 영역의 광량을 낮춰주어야 한다.
상기 피드백 신호부(320)는 상부 채널(ch1)을 이루는 광원 어레이(310)의 끝단에 접속되어, 그 끝단에 인가되는 전압 신호를 피드백 신호(VFB)로서 이를 광원 제어부(310)에 제공한다. 이러한 피드백 신호부(320)는 광원 어레이(310)와 접지 사이에 병렬 연결된 전류 감지용 고정 저항(미도시) 및 열 감지용 가변 저항(미도시)으로 구성할 수 있다. 여기서, 상기 고정 저항은 자유롭게 위치될 수 있으나, 상기 가변 저항은 상부 채널(ch1)을 통해 연결되는 광원 어레이(310)의 발광 영역 또는 그 주변 영역에 위치되는 것이 바람직하다. 상기 가변 저항은 상부 영역에 위치된 광원 어레이(310)의 동작 온도에 따라 가변되는 피드백 신호(VFB)를 제공하기 위한 목적으로 사용되기 때문이다.
광원 제어부(330)는 복수의 채널(ch1~ch5)을 통해 적절한 타이밍에 소정의 구동 전류를 인가함으로써, 광원 어레이(320)의 동작을 제어한다. 이때, 적어도 하나의 특정 채널(ch1)에 인가되는 전류는 피드백 신호부(320)에서 제공된 피드백 신호(VFB)를 통해 조절된다. 이러한 광원 제어부(330)는 피드백 신호(VFB)에 의해 펄스 폭이 조절되는 PWM(Pulse Width Modulation;PWM) 발생기를 구비하며, 상기 PWM 발 생부에서 생성된 펄스 폭 변조 신호를 스위칭 신호로 사용하는 DC/DC 컨버터를 포함하여 구성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 상부 채널을 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 전원 전압(PVDD)과 접지 사이에 제 1 커패시터(C101)가 접속되고, 전원 전압(PVDD)과 제 1 노드(Q101) 사이에 인덕터(L)가 접속된다. 제 1 노드(Q101)와 접지 사이에 스위칭 소자(S)가 접속되며, 제 1 노드(Q101)와 제 2 노드(Q102) 사이에 다이오드(D)가 접속된다. 또한, 제 2 노드(Q)와 접지 사이에 제 2 커패시터(C102)가 접속되고, 제 2 노드(Q102)와 제 3 노드(Q103) 사이에 광원 어레이(310)가 접속된다. 제 3 노드(Q103)와 접지 사이에 피드백 신호부(320)를 이루는 전류 감지용 고정 저항(R101) 및 열 감지용 가변 저항(R102)이 병렬 접속된다. 한편, 상기 스위칭 소자(S)는 펄스 폭 변조 신호(PWM)에 따라 구동되는 트랜지스터가 될 수 있으며, 이를 위해 상기 스위칭 소자(S)에는 PWM 발생기(331)가 연결된다.
한편, 본 실시예의 피드백 신호부(320)는 제 1 저항값(r1)을 갖는 고정 저항(R101)과 제 2 저항값(r2)를 갖는 가변 저항(R102)이 병렬 연결되므로, 전체 저항값(rT) 1/rT = 1/r1 + 1/r2 가 된다. 이때, 제 1 저항값(r1)은 고정되므로 전체 저항값은 결과적으로 주위 온도에 따라 가변되는 제 2 저항값(r2)에 의해 결정된다. 여 기서, 상기 제 1 저항값(r1) 및 제 2 저항값(r2)은 사용 목적에 따라 적절하게 조절될 수 있으며, 상기 가변 저항(R102)으로는 주위 온도가 높아지면 저항값이 감소되는 NTC(Negative Thermal Coefficient) 타입의 써미스터를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 PWM 발생기(331)는 내부적으로 PWM 발생 회로를 구비하며, 제 1 전원 단자(VDD)에는 소자를 인에이블(enable) 시키는 구동 전압(VDD)이 인가되고, 제 2 전원 단자(Vref)에는 기준 전압(Vref)이 인가된다. 또한, 피드백 단자(VFB)에는 상기 제 3 노드(Q103)에서 제공된 피드백 신호(VFB)가 입력된다. 이러한 PWM 발생기(331)의 출력 단자(OUT)를 통해 출력되는 펄스 폭 변조 신호(PWM)의 듀티비(duty ratio)는 피드백 단자(VFB)를 통해 입력되는 피드백 신호(VFB)의 크기에 따라 조절된다. 즉, 상기 PWM 발생기(331)는 기준 전압(Vref)과 피드백 신호(VFB)를 비교하여, 기준 전압(Vref)의 전위가 높으면 출력되는 펄스 폭 변조 신호(PWM)의 듀티비를 늘려주고, 반대로 피드백 신호(VFB)의 전위가 높으면 출력되는 펄스 폭 변조 신호(PWM)의 듀티비를 줄여준다.
이와 같이 구성된 백라이트 유닛은, 첫 번째 주기의 펄스 폭 변조 신호(PWM)에 의해 트랜지스터(S)가 턴온(turn-on)되면, 제 1 노드(Q101)와 접지 사이에 전류 패스(current path)가 형성되어 전원 전압(PVDD)이 인덕터(L)로 흐르면서 그 에너 지가 인덕터(L)에 저장된다. 이어, 트랜지스터(S)가 턴오프(turn-off)되면, 제 1 노드(Q101)와 접지 사이의 전류 패스가 차단되고, 다이오드(D)에는 정방향 바이어스가 인가된다. 따라서, 전원 전압(PVDD)은 다이오드(D)를 거쳐 제 2 커패시터(C102) 및 광원 어레이(310)로 흐르게 되고, 상기 트랜지스터(S)의 턴오프시 인덕터(L)에서 발생된 높은 에너지의 역기전력 또한 제 2 커패시터(C102) 및 광원 어레이(310)로 함께 흐르게 된다. 두 번째 주기의 펄스 폭 변조 신호(PWM)에 의해 트랜지스터(S)가 다시 턴온되면, 제 1 노드(Q101)와 접지 사이에 전류 패스가 다시 형성되고, 다이오드(D)에는 역방향 바이어스가 인가된다. 따라서, 제 2 커패시터(C102)에 저장된 높은 에너지의 전압이 광원 어레이(310)에 인가된다.
한편, 피드백 신호부(320)는 주위 온도에 따라 저항값이 가변되는 가변 저항(R102)으로 인해 전체 저항이 가변된다. 따라서, 광원 어레이(310)와 피드백 신호부(320)의 사이 즉, 제 3 노드(Q103)에서 분배된 전압(VFB)의 크기가 변화된다. 상기 제 3 노드(Q103)에서 분배된 전압(VFB)은 피드백 신호로서, PWM 발생기(331)의 피드백 단자(VFB)로 입력되고, PWM 발생기(331)는 피드백 신호(VFB)의 변화량에 따라 출력되는 펄스 폭 변조 신호(PWM)의 듀티비를 조절함으로써 출력 전류의 크기를 조절한다. 이로 인해 광원 어레이(310)를 흐르는 전류(I1)가 변화되어 온도에 따라 광량이 다르게 조절된다. 예를 들어, 피드백 신호(VFB)가 커지면 펄스 폭 변조 신 호(PWM)의 듀티비를 줄여 광원 어레이(310)로 흐르는 전류(I1)를 줄여주고, 반대로 피드백 신호(VFB)가 작아지면 펄스 폭 변조 신호(PWM)의 듀티비를 늘려 광원 어레이(310)로 흐르는 전류(I1)를 늘려준다. 본 실시예에서는 NTC 타입의 써미스터(R102)를 사용하기 때문에 광원 어레이(310)의 동작 온도가 상승하면 피드백 신호부(320)의 전체 저항이 감소하고, 이로 인해 피드백 신호(VFB)가 작아진다. 그 결과, 광원 어레이(310)를 흐르는 전류(I1)가 증가되어 상부 영역의 광량이 증가함에 따라 열화 현상에 따른 상부 영역의 광량 감소분이 보상되어 전체적인 휘도 불균형이 해소된다.
<제 2 실시예>
다음, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명한다. 이때, 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 하부 채널을 나타낸 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 백라이트 유닛은 광원 어레이(310), 피드백 신호부(320) 및 광원 제어부(330)를 포함하고, 상기 광원 어레이(310)의 하부에 배치된 반사판(340)을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 어레이(310) 및 반사판(340)의 하부에는 베이스(350)가 배치되고, 상기 광원 어레이(310)는 상기 베이스(350)에 형성된 회로 배선(미도시)을 통해 내부적으로 연결되어 구동 신호가 인가되는 복수의 구동 채널(ch1 ~ ch5)을 형성하게 된다.
이러한 백라이트 유닛은 전술한 백라이트 유닛의 구성과 거의 유사하지만, 하부 채널(ch5)로 구동되는 광원 어레이(310)의 끝단에 피드백 신호부(320)가 연결된다는 점에서 차이점이 있다.
여기서, 상기 피드백 신호부(320)는 전류 감지용 고정 저항(R101) 및 열 감지용 가변 저항(R103)을 포함하는데, 상기 열 감지용 가변 저항(R103)으로는 주위 온도가 높아지면 저항값이 증가되는 PTC(Positive Thermal Coefficient) 타입의 써미스터를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 광원 어레이(310)의 주위 온도가 상승하면 피드백 신호부(320)의 전체 저항이 증가하고, 이로 인해 피드백 신호(VFB)가 커진다. 그 결과, 하부 채널(ch5)의 광원 어레이(310)를 흐르는 전류(I2)가 줄어들어 하부 영역의 광량이 감소되는데, 이때 열화 현상에 의해 상부 영역에서 광량이 감소된 것만큼 하부 영역에서도 광량이 함께 감소되므로 전체적인 휘도 불균형이 해소된다.
이상, 전술한 제 1, 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 온도 상승시 상부 채널(ch1)의 광원 어레이(310)에 흐르는 전류(I1)를 제어하여 상부 영역의 광량을 증가시킬 수 있으며, 하부 채널(ch5)의 광원 어레이(310)에 흐르는 전 류(I2)를 제어하여 하부 영역의 광량을 감소시킬 수 있으므로, 열화 현상에 따른 휘도 불균형을 해소할 수 있다.
또한, 전술한 제 1, 제 2 실시예에서는 휘도 불균형을 해소하기 위하여 상부 채널(ch1) 또는 하부 채널(ch5)의 광원 어레이(310)를 분리 제어하는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상부 채널(ch1) 및 하부 채널(ch5)의 광원 어레이(310)를 함께 제어하는 것도 가능하다. 이 경우, 상부 채널(ch1)의 광원 어레이(310)의 광량은 증가시키면서 하부 채널(ch5)의 광원 어레이(310)의 광량은 감소시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
다음, 전술한 실시예에 따른 백라이트 유닛이 적용되는 액정 표시 장치에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100), 게이트 구동부(220), 데이터 구동부(230), 제 1 전압 발생부(250), 제 2 전압 발생부(260), 백라이트 유닛(300) 및 이들을 제어하는 신호 제어부(210)를 포함한다.
상기 액정 표시 패널(100)은 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 단위 화소를 포함한다. 상기 단위 화소는 가로 세로 방향으로 형성된 다수의 게이트 라인(G0 ~ Gn) 및 다수의 데이터 라인(D1 ~ Dm)의 교차 영역에 의해 한정되며, 스위 칭 소자(Q) 및 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor; Clc)와, 유지 커패시터(storage capacitor; Cst)를 포함한다. 도시하지는 않았지만, 이러한 액정 표시 패널은 스위칭 소자(Q), 게이트 라인(G), 데이터 라인(D) 및 화소 전극이 배열된 하부 기판과, 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 공통 전극이 배열된 상부 기판 및 두 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 구성된다.
제 1 전압 발생부(250)는 시스템으로 입력된 전원 전압(PVDD)을 변환하여 액정 표시 패널(100)의 구동에 필요한 아날로그 형태의 기본 전압(AVDD)를 생성한다. 이러한 제 1 전압 발생부는 DC/DC 컨버터(DC TO DC Converter)를 포함하여 구성할 수 있다.
제 2 전압 발생부(260)는 제 1 전압 발생부(250)로부터 입력된 전원 전압(AVDD)을 기초로 하여, 액정 표시 패널(100)의 구동에 필요한 각종 구동 전압을 생성 및 출력한다. 예를 들어, 스위칭 소자(Q)를 턴온(turn-on) 시키는 게이트 온 전압(Von), 스위칭 소자(Q)를 턴오프(turn-off) 시키는 게이트 오프 전압(Voff) 등을 생성하여 이를 게이트 구동부(220)로 출력하고, 화소 전극(미도시)에 인가되는 감마 전압(VGMA) 및 공통 전극(미도시)에 인가되는 공통 전압(Vcom) 등을 생성하여 이를 데이터 구동부(230)로 출력한다. 물론, 상기 제 1, 제 2 전압부(250,260)는 일체형으로 구성될 수도 있다.
게이트 구동부(220)는 액정 표시 패널(100)의 각 게이트 라인(G0 ~ Gn)에 연결되고, 제 2 전압 발생부(260)로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전 압(Voff)을 포함하는 아날로그 신호들을 게이트 신호로서 각 게이트 라인(G1 ~ Gn)에 순차적으로 인가한다. 이러한 게이트 구동부(220)는 쉬프트 레지스터(shift resistor)가 일렬로 배열된 복수의 스테이지(stage)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(230)는 액정 표시 패널(100)의 각 데이터 라인(D1 ~ Dm)에 연결되고, 제 2 전압 발생부(260)로부터 인가된 감마 전압(VGMA)을 영상 신호(R',G',B')에 적합하게 변조하여 이를 데이터 신호로서 각 데이터 라인(D1 ~ Dm)에 순차적으로 인가한다.
신호 제어부(210)는 외부의 그래픽 제어부(미도시)로부터 입력되는 영상 신호(R,G,B) 및 이의 제어 신호, 예를 들어 수직 동기 신호 (Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭 신호(MCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등에 응답하여 상기 영상 신호 및 제어 신호를 액정 표시 패널(100)의 동작 조건에 적합하게 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2), 전압부 제어 신호(CONT3) 및 광원부 제어 신호(CONT4)를 생성 및 출력한다.
백라이트 유닛(300)은 소정의 전원 전압(PVDD) 및 소정의 광원부 제어 신호(CONT4)를 입력받아 액정 표시 패널(100)의 배면에 화상 표시용 광을 제공한다. 이러한 백라이트 유닛(300)은, 전술한 바와 같이, 복수의 채널을 통해 연결되어 구동되는 광원 어레이(310)와, 특정 채널의 광원 어레이(310)에 연결되어 주위 온도에 따라 가변되는 피드백 신호(VFB)를 제공하는 피드백 신호부(320) 및 상기 피드백 신호(VFB)에 따라 특정 채널에 인가되는 전류의 크기를 조절하여 광량을 제어하는 광원 제어부(330)를 포함한다.
따라서, 동작 과정에서 발생된 열로 인해 상부 영역의 광원 어레이가 열화되어 광량이 감소되면 피드백 신호(VFB)가 가변됨으로써, 상부 채널로 인가되는 전류가 증대되어 상부 영역의 광량이 증가되거나, 또는 하부 채널로 인가되는 전류가 감소되어 하부 영역의 광량이 감소된다. 그 결과, 전체적인 휘도가 균일하게 조절된다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 백라이트 유닛의 동작 과정에서 발생된 열이 대류 현상에 의해 상부 영역에 집중됨으로써, 상부 영역의 광원이 열화되어 광량이 감소되면 피드백 신호에 의해 인가되는 전류의 크기가 조절되어 상부 영역의 광량이 증대되거나, 또는 하부 영역의 광량이 감소되므로, 백라이트 유닛의 전체적인 휘도가 균일하게 조절된다.

Claims (12)

  1. 복수의 채널을 통해 연결되어 구동되는 광원 어레이와,
    특정 채널의 광원 어레이에 연결되어 주위 온도에 따라 가변되는 피드백 신호를 제공하는 피드백 신호부와,
    상기 피드백 신호에 따라 특정 채널에 인가되는 전류의 크기를 조절하는 광원 제어부를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 어레이를 구성하는 각각의 광원은 백색광을 발하는 단일의 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 어레이를 구성하는 각각의 광원은 적색광(R) 및 청색광(B)을 발하는 두 개의 발광 다이오드 및 녹색광(G)을 발하는 두 개의 발광 다이오드가 하나의 그룹으로 조합되어 백색광을 발하는 복수의 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 피드백 신호부는 특정 채널의 광원 어레이의 끝단에 접속되어, 그 끝단 에 인가되는 전압 신호를 피드백 신호로서 이를 상기 광원 제어부에 제공하는 백라이트 유닛.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 피드백 신호부는 상부 채널의 광원 어레이의 끝단에 병렬 접속된 고정 저항 및 가변 저항을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가변 저항으로 주위 온도가 상승하면 저항값이 감소되는 NTC 타입의 써미스터가 사용되는 백라이트 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 피드백 신호부는 하부 채널의 광원 어레이의 끝단에 병렬 접속된 고정 저항 및 가변 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가변 저항으로 주위 온도가 상승하면 저항값이 증가되는 PTC 타입의 써미스터가 사용되는 백라이트 유닛.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 제어부는,
    상기 피드백 신호에 의해 펄스 폭이 조절되는 PWM 발생기 및
    상기 PWM 발생기에서 생성된 펄스 폭 변조 신호를 스위칭 신호로 사용하는 DC/DC 컨버터를 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 화상 표시를 위한 액정 표시 패널과,
    상기 액정 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    복수의 채널을 통해 연결되어 구동되는 광원 어레이와,
    특정 채널의 광원 어레이에 연결되어 주위 온도에 따라 가변되는 피드백 신호를 제공하는 피드백 신호부와,
    상기 피드백 신호에 따라 특정 채널에 인가되는 전류의 크기를 조절하는 광원 제어부를 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 피드백 신호부는 상부 채널의 광원 어레이의 끝단에 병렬 접속된 고정 저항 및 주위 온도가 상승하면 저항값이 감소되는 NTC 타입의 써미스터를 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 피드백 신호부는 하부 채널의 광원 어레이의 끝단에 병렬 접속된 고정 저항 및 주위 온도가 상승하면 저항값이 증가되는 PTC 타입의 써미스터를 포함하는 액정 표시 장치.
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