KR20080034294A

KR20080034294A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치

Info

Publication number: KR20080034294A
Application number: KR1020060100335A
Authority: KR
Inventors: 예병대; 이상훈; 신호식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-04-21

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수의 광원을 갖는 광원부와; 상기 광원부에 구동전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 광원부 주변의 온도를 감지하는 온도센서와; 감지된 온도가 소정 허용 범위 내에 있는 경우 제1레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하고, 감지된 온도와 상기 허용 범위와의 편차가 소정 값을 벗어나는 경우 상기 제1레벨과 상이한 제2레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 전원제어부를 포함한다. 이에 의해 균일한 휘도를 유지하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치{BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제어 블럭도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급부의 간략 회로도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부의 휘도 변화를 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 액정패널 200 : 백라이트 유닛

210 : 광원부 220 : 전원공급부

221 : PWM 발생부 223 : 스위칭부

230 : 온도 센서 240 : 전원제어부

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 변화에 따라 휘도가 변경되는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 그리고 양 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정패널을 포함한다. 액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치한다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다.

최근 백라이트 유닛으로 선광원인 램프와 광원부인 발광 다이오드가 널리 사용되며, 소비자의 기호에 따라 백라이트의 광을 부분적으로 제어하는 로컬 디밍(local dimming)이 실현되고 있다.

발광 다이오드는 환경의 변화, 특히 온도 변화에 따라 특성이 급격히 변화되는 특징이 있다. 예컨대, 주변의 온도가 상온 보다 급격히 상승하는 경우, 발광 다이오드의 휘도가 저하되는 등의 문제가 발생한다. 또한, 시간이 경과함에 따라 발광 다이오드에 열화가 발생하면 백라이트 구동부는 발광 다이오드를 최대한으로 구동 시키기 때문에 최대로 발광 다이오드를 구동시키는 동안 주변 온도가 변화하여도 발광 다이오드의 휘도를 조절할 수 없기 때문에 백라이트 유닛의 휘도가 불균일 해지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 균일한 휘도를 유지하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 광원을 갖는 광원부와; 상기 광원부에 구동전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 광원부 주변의 온도를 감지하는 온도센서 와; 감지된 온도가 소정 허용 범위 내에 있는 경우 제1레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하고, 감지된 온도와 상기 허용 범위와의 편차가 소정 값을 벗어나는 경우 상기 제1레벨과 상이한 제2레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 전원제어부를 포함하는 백라이트 유닛에 의해 달성된다.

상기 전원공급부는 PWM 발생부와 상기 PWM 발생부로부터 출력되는 스위칭 신호에 의하여 단속되는 스위칭부를 포함하고, 상기 제1레벨은 상기 스위칭 신호의 듀티비가 약 90 내지 95%인 경우 출력되는 구동전원의 레벨일 수 있다.

감지된 온도가 상기 허용 범위 내의 온도보다 높은 경우, 상기 제2레벨은 상기 제1레벨보다 높을 수 있다.

이 경우, 상기 제2레벨은 상기 스위칭 신호의 듀티비가 약 100%인 경우 출력되는 구동전원의 레벨인 것이 바람직하다.

반면, 감지된 온도가 상기 허용 범위 내의 온도보다 낮은 경우, 상기 제2레벨은 상기 제1레벨보다 낮은 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 액정패널과; 상기 액정패널로 빛을 제공하는 광원부와; 상기 광원부에 구동전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 광원부 주변의 온도를 감지하는 온도센서와;감지된 온도가 소정 허용 범위 내에 있는 경우 제1레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하고, 감지된 온도와 상기 허용 범위와의 편차가 소정 값을 벗어나는 경우 상기 제1레벨과 상이한 제2레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 전원제어부를 포함하는 액정표시장치에 의해서도 달성될 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.

여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제어 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널(100)과 액정패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(200)을 포함한다. 백라이트 유닛(200)은 광원부(210), 광원부(210)에 전원을 공급하는 전원공급부(220), 온도 센서(230), 이들을 제어하는 전원제어부(240)로 구성되어 있다.

액정패널(10)은 도시하지 않았지만 통상적으로 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과 제1기판과 대면하고 있으며 컬러필터층이 형성되어 있는 제2기판, 및 양 기판 사이에 형성되어 있는 액정층을 포함한다. 액정패널(100)은 장변과 단변을 가지는 직사각형 형태로 마련될 수 있으며, 액정패널(100)은 액정층의 배열을 조정하여 화면을 형성하지만 비발광소자이기 때문에 배면에 위치한 광원부(210)로부터 빛을 공급 받아야 한다.

광원부(210)는 복수의 광원을 포함하고 있으며, 복수의 구역으로 나누어져 각 구역 별로 공급되는 전원의 크기가 조절될 수 있다. 광원부(210)가 포함하고 있는 광원은 면광원, 선광원으로 램프, 점광원으로 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 광원은 로컬 디밍이 용이하고, 영상신호의 데이터 신호에 따라 백라이트 유닛의 휘도를 조절할 수 있는 발광 다이오드인 것이 바람직하다. 통상적으로 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색을 발광시키는 세 개의 발광 다이오드가 하나의 그룹을 형성하고 있으며, 세 개의 발광 다이오드은 정삼각형을 이루도록 배치되어 있다. 다만, 하나의 그룹을 형성하는 발광 다이오드는 상술한 것에 한정되지 않으며, 적색 또는 녹색광을 발광하는 발광 다이오드를 하나 더 포함하여 네 개의 발광 다이오드가 하나의 그룹을 형성할 수도 있으며 경우에 따라서는 백색광을 출사하는 백색 발광 다이오드를 더 포함할 수도 있다.

온도 센서(230)는 백라이트 유닛(200)이 위치하고 있는 주변의 온도를 감지한다. 발광 다이오드의 경우, 주변 온도에 따라 열화 정도 및 발광 특성이 급격하게 변화하기 때문에 주변의 급격한 온도 변화에 대응하기 위하여 주변 온도 정보를 온도 센서(230)로부터 얻는다. 온도 센서(230)는 온도에 따라 저항값이 변경되는 가변저항으로 마련된다. 온도가 증가하면 저항값이 증가하거나 감소할 수 있으며 양자 중 어느 하나의 성질을 갖는 NTC(negative thermal coefficient) 또는 PTC(positive thermal coefficient)로 마련되는 것이 바람직하다. 이처럼 온도에 따라 저항값이 변경된다면 온도센서(230)에 일정한 전압 또는 전류를 인가하였을 때 주변의 온도의 변화를 측정할 수 있게 된다. 본 실시예에 따른 온도센서(230)는 온도에 따라 변하는 저항값을 전원제어부(240)로 변경된 전압값 또는 전류값을 제공한다.

전원공급부(220)는 광원부(210)에 전원을 공급하며, 전원제어부(240)의 제어에 따라 광원부(210)에 공급하는 전원을 조절한다. 광원부(210)에 제공된 구동전원을 전원공급부(220)로 피드백된다. 전원제어부(240)는 온도센서(230)에서 감지된 온도에 기초하여 광원부(210)의 광특성, 특히 휘도가 균일하게 유지되도록 전원공급부(220)를 제어한다. 전원공급부(220)와 전원제어부(240)의 동작은 도2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 실시예에 따른 전원공급부의 간략 회로도이다.

전원공급부(220)는 전원(Vs), PWM 발생부(221), 스위칭부(223)를 포함한다. 또한, 스위칭부(223)의 온/오프에 따라 전원을 축적시켜 전원을 승압시키는 코일(L)과, 전원을 평활시키는 다이오드(D) 및 전원을 안정화 시키도록 필터 역할을 하는 캐패시터(C)를 더 포함한다.

스위칭부(223)는 전원(Vs)으로부터 광원부(210)로 제공하기 위한 전류의 흐름을 단속하는 역할을 하며, PWM발생부(221)로부터의 PWM제어에 의해 온/오프되는 금속산화막 실리콘 전계효과 트랜지스터(MOSFET)로 마련되는 것이 바람직하다.

PWM발생부(221)는 스위칭부(223)를 PWM제어하여, 온도가 소정 허용 범위 내에 있을 때 광원부(210)의 휘도가 일정하도록 광원부(210)에 출력되는 구동전원을 조절한다. 이러한, PWM발생부(221)는 전원제어부(240)로부터 광원부(210)의 점등 제어신호를 입력받고, 이에 따라 스위칭부(223)를 반복적으로 온/오프 시킨다.

백라이트 유닛(200)의 주변 온도가 상온인 경우, PWM 발생부(221)로부터 출 력되는 스위칭 신호의 듀티비는 약 90 내지 95%이다. 이하, 상기 듀티비를 가질 때 광원부(210)로 출력되는 구동전원의 레벨의 제1레벨으로 정의한다. 온도 센서(230)로부터 감지된 온도가 상기 허용 범위를 벗어나는 경우, 즉, 감지된 온도가 상온보다 급격히 감소하거나 급격히 증가하는 경우, 발광 다이오드의 전기적 특성이 변경될 수 있으므로 전원제어부(240)는 스위칭 신호의 듀티비를 조절하여 구동전원의 레벨을 조절한다. 만약, 감지된 온도가 허용 범위보다 낮은 경우, 제1레벨보다 낮은 레벨의 구동전원을 공급하고, 감지된 온도가 허용 범위보다 높은 경우, 제1레벨보다 높은 레벨의 구동전원을 공급할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 광원부의 휘도 변화를 설명하기 위한 도면이다. 이를 참조하여 주변 온도 변화에 따른 구동전원을 설명하면 다음과 같다. 종래의 경우, A와 같이, 상온에서 스위칭 신호의 듀티비는 약 90%정도이다. 이 정도의 듀티비에서 발광 다이오드는 적절한 휘도를 유지할 수 있다. 주변의 온도 변화에 대하여 민감하게 반응하지 않고 적절한 휘도를 유지할 수 있는 광원부(210)의 상태를 온도포화상태로 정의하는 경우, 듀티비가 약 90%일 때 온도포화상태가 된다. 이러한 듀티비를 유지하다가 발광 다이오드에 열화가 발생하면, 듀티비는 약 100%까지 상승하게 된다. 듀티비가 100%가 된 이후에는 발광 다이오드에 열화가 발생하거나 주변의 온도가 상승하여 휘도의 저하가 문제되더라도 더 이상 상승시킬 듀티비의 여유가 없기 때문에 광원부(210)의 휘도는 점차적으로 감소하게 된다.

본 실시예에 따른 전원공급부(220)의 경우, B와 같이, 온도포화상태에서 발광 다이오드의 열화가 발생하더라도 듀티비를 100%까지 상승시키기 않고, 최대한 95%까지만 상승시킨다. 또는 발광 다이오드에 열화가 발생하여도 듀티비를 증가시키지 않거나, 최소한의 상승을 설정할 수도 있다. 그런 다음, 주변 온도의 상승폭이 온도포화상태를 초과한 경우, 즉, 유지해온 듀티비로는 광원부(210)의 휘도를 적절히 유지할 수 없는 경우가 발생한 경우 스위칭 신호의 듀티비를 100%로 상승시켜 광원부(210)의 휘도를 상승시킨다. 듀티비가 100%로 상승하는 경우 출력되는 구동전원의 제2레벨은 제1레벨보다 높다.

정리하자면, 본 실시예에 따른 액정표시장치는 갑작스런 주변 온도의 변화에 따른 백라이트 유닛(210)의 휘도 변화를 감안하여, 최대한으로 조절될 수 있는 듀티비를 낮게 설정한 뒤, 온도포화상태를 초과한 경우에 듀티비를 최대한으로 상승시켜 휘도를 균일하게 조절한다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 균일한 휘도를 유지하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Claims

복수의 광원을 갖는 광원부와;

상기 광원부에 구동전원을 공급하는 전원공급부와;

상기 광원부 주변의 온도를 감지하는 온도센서와;

감지된 온도가 소정 허용 범위 내에 있는 경우 제1레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하고, 감지된 온도와 상기 허용 범위와의 편차가 소정 값을 벗어나는 경우 상기 제1레벨과 상이한 제2레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 전원제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

상기 전원공급부는 PWM 발생부와 상기 PWM 발생부로부터 출력되는 스위칭 신호에 의하여 단속되는 스위칭부를 포함하고,

상기 제1레벨은 상기 스위칭 신호의 듀티비가 약 90 내지 95%인 경우 출력되는 구동전원의 레벨인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제2항에 있어서,

감지된 온도가 상기 허용 범위 내의 온도보다 높은 경우, 상기 제2레벨은 상기 제1레벨보다 높은 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제3항에 있어서,

상기 제2레벨은 상기 스위칭 신호의 듀티비가 약 100%인 경우 출력되는 구동전원의 레벨인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

감지된 온도가 상기 허용 범위 내의 온도보다 낮은 경우, 상기 제2레벨은 상기 제1레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

상기 광원은 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
액정패널과;

상기 액정패널로 빛을 제공하는 광원부와;

상기 광원부에 구동전원을 공급하는 전원공급부와;

상기 광원부 주변의 온도를 감지하는 온도센서와;

감지된 온도가 소정 허용 범위 내에 있는 경우 제1레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하고, 감지된 온도와 상기 허용 범위와의 편차가 소정 값을 벗어나는 경우 상기 제1레벨과 상이한 제2레벨의 구동전원을 상기 광원부에 공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 전원제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제7항에 있어서,

상기 전원공급부는 PWM 발생부와 상기 PWM 발생부로부터 출력되는 스위칭 신호에 의하여 단속되는 스위칭부를 포함하고,

상기 제1레벨은 상기 스위칭 신호의 듀티비가 약 90 내지 95%인 경우 출력되는 구동전원의 레벨인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

감지된 온도가 상기 허용 범위 내의 온도보다 높은 경우, 상기 제2레벨은 상기 제1레벨보다 높으며,

상기 제2레벨은 상기 스위칭 신호의 듀티비가 약 100%인 경우 출력되는 구동전원의 레벨인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.