KR20080042355A - 디스플레이장치 및 백라이트 유닛 - Google Patents

디스플레이장치 및 백라이트 유닛 Download PDF

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KR20080042355A
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Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 백라이트 유닛에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시패널을 포함하는 상기 표시패널로 광을 제공하는 광원부와; 상기 광원부에 전원을 공급하는 DC-DC 컨버터와; 소정의 지령치 및 삼각파 전압을 비교하여 PWM 펄스를 발생시키는 비교부와; 상기 DC-DC 컨버터에 인가되는 부하가 소정 기준값 미만인 경우 상기 삼각파 전압의 진폭을 증가시켜 출력하는 삼각파 발생부를 포함한다. 이에 의해 경부하 시 발생하는 소음이 감소되는 디스플레이장치 및 백라이트 유닛이 제공된다.

Description

디스플레이장치 및 백라이트 유닛{DISPLAY DEVICE AND BACKLIGHT UNIT}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 간략회로도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 삼각파 전압의 파형도를 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 표시패널 200 : 광원부
300 : DC-DC 컨버터 410 : 비교부
420 : 삼각파 발생부
본 발명은 디스플레이장치 및 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 PWM 발생부를 포함하는 디스플레이장치 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근 종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
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 점광원인 발광 다이오드가 널리 사용되며, 소비자의 기호에 따라 백라이트의 광을 부분적으로 제어하는 로컬 디밍(local dimming)이 실현되고 있다. 이러한 백라이트 유닛은 발광 다이오드에 전원을 공급하기 위하여 PWM IC, DC-DC 컨버터 등을 포함하고 있다. 경부하가 인가되는 경우 PWM IC로부터 간헐적인 펄스가 출력되어 그 주파수가 가청주파수 범위에 해당하는 경우, DC-DC 컨버터 등에 포함되어 있는 인덕터를 비롯한 트랜스포머는 상당한 소음을 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 경부하 시 발생하는 소음이 감소되는 디스플레이장치 및 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 표시패널을 포함하는 디스플레이장치에 있어서, 상기 표시패널로 광을 제공하는 광원부와; 상기 광원부에 전원을 공급하는 DC-DC 컨버터와; 소정의 지령치 및 삼각파 전압을 비교하여 PWM 펄스를 발생시키는 비교부와; 상기 DC-DC 컨버터에 인가되는 부하가 소정 기준값 미만인 경우 상기 삼각파 전압의 진폭을 증가시켜 출력하는 삼각파 발생부를 포함하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.
상기 삼각파 전압 발생부는, 병렬로 연결되어 있는 복수의 캐패시터와; 상기 DC-DC 컨버터에 인가되는 부하에 대응하는 부하전압과 소정의 기준전압을 비교하는 비교부와; 상기 캐패시터 중 적어도 어느 하나와 접지단 사이에 연결되어 있으며, 상기 비교부로부터 출력된 제어신호에 따라 단속되는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 부하전압이 상기 기준전압보다 작은 경우, 삼각파 전압의 진폭 상승을 위하여 상기 캐패시터의 캐패시턴스는 감소하는 것이 바람직하다.
상기 광원부는 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 다른 점광원 및 선광원을 포함할 수도 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라 광원부와; 상기 광원부에 전원을 공급하는 DC-DC 컨버터와; 소정의 지령치 및 삼각파 전압을 비교하여 PWM 펄스를 발생시키는 제2비교부와; 상기 DC-DC 컨버터에 인가되는 부하가 소정 기준값 미만인 경우 상기 삼각파 전압의 진폭을 증가시켜 출력하는 삼각파 발생부를 포함하는 백라이트 유닛에 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 디스플레이장치의 제어블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 간략회로도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이장치는 표시패널(100), 광원부(200), DC-DC 컨버터(300), PWM 발생부(400)를 포함한다. 표시패널(100)에 광을 제공하기 위한 광원부(200), DC-DC 컨버터(300) 및 PWM 발생부(400)를 통상적으로 백라이트 유닛으로 명명한다.
본 실시예에 따른 표시패널(100)은 백라이트 유닛으로부터 광을 제공받아 영상을 표시하는 액정패널이다. 표시패널(100)은 화소를 이루는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과 제1기판과 대향하여 마련되는 제2기판, 제1기판 및 제2기판 사이에 주입되어 빛의 양을 조절하는 액정층을 포함한다. 색상을 표현하기 위한 컬러필터는 제1기판 또는 제2기판에 형성될 수 있으며, 광원부(100)의 구동형태에 따라 기판에 형성되지 않고 생략될 수도 있다.
광원부(200)는 표시패널(100)에 광을 제공하기 위한 복수의 광원을 포함한다. 본 실시예에 따른 광원부(200)는 로컬 디밍이 가능한 복수의 발광 다이오드를 포함하며, 복수의 발광 다이오드는 표시패널(100)의 배면 전체에 마련될 수도 있으며, 표시패널(100)의 가장 자리 일 측에 마련될 수도 있다. 발광 다이오드의 발광 형태에 따라 항상 백색광이 발광될 수도 있으며, 적색, 녹색 및 청색광이 소정의 주기로 순차적으로 발광될 수도 있다. 물론, 다른 종류의 점광원을 포함할 수도 있으며 램프와 같은 선광원 또는 면광원을 포함할 수 있다.
DC-DC 컨버터(300)는 소정의 직류 입력전원을 소정 레벨의 직류전원으로 변경시켜 광원부(200)에 제공한다(Vout). 도3에 도시되어 있는 바와 같이, DC-DC 컨버터(300)는 직류입력전원(Vs)의 레벨을 변경시키기 위한 트랜지스포머와, 전원의 방향을 일정하게 제어하기 위한 다이오드(D) 및 전원 안정화를 위한 캐패시터(C)를 포함한다. 또한, DC-DC 컨버터(300)는 소정의 스위칭 소자(SW)를 포함하고 있으며 후술할 PWM 발생부(400)에서 출력되는 PWM 펄스에 의하여 광원부(200)로 제공되는 전원의 양을 조절하게 된다.
이러한 DC-DC 컨버터(300), 특히 트랜스포머에 인가되는 부하는 광원부(200)의 조건 또는 상태에 따라 가변적이다. 예컨대, 10개가 직렬로 연결되어 있는 발광 다이오드 중 일부가 갑작스럽게 단락되어 전원을 공급해야 하는 발광 다이오드의 수가 급격히 감소하거나, 입력되는 직류전원의 레벨이 갑자기 변동되는 경우 부하가 감소한다. 이와 같이 부하가 감소하는 경우, PWM 발생부(400)로부터 출력되는 스위칭 신호의 오프가 오래 지속되며, 즉 PWM 펄스가 간헐적으로 출력되기 때문에 트랜스포머에서는 소정의 소음이 발생할 수 있다.
PWM 발생부(400)는 소정의 지령치(Vref) 및 삼각파 전압을 비교하여 PWM 펄스를 발생시키는 제1비교부(410)와, DC-DC 컨버터(300)에 인가되는 부하가 소정 기준값 미만인 경우 삼각파 전압의 진폭을 증가시켜 출력하는 삼각파 발생부(420)를 포함한다.
제1비교부(410)로 입력되는 지령치(Vref)는 광원부(200)로부터 피드백되는 전원과 소정의 기준 전원에 기초하여 생성된 것으로 도시하지 않은 소정의 비교부로부터 출력된 값이다. 이러한 지령치는 입력되는 삼각파 전압과 함께 PMW 펄스를 발생시킨다. 지령치는 광원부(200)로부터 피드백되는 전원에 따라 가변적으로 조절되며 삼각파 전압은 삼각파 발생부(420)에 의하여 발생한다.
삼각파 발생부(420)는 삼각파를 발생시키기 위한 구형파 발생부(미도시)와, 상호 병렬로 연결되어 있는 복수의 캐패시터(422)와, 부하전압과 기준전압을 비교하는 제2비교부(421)와, 캐패시터(422)를 제어하기 위한 스위칭 소자(423)를 포함한다.
삼각파 발생부(420)는 삼각파 전압의 출력단에 병렬로 연결되어 있는 두 개의 캐패시터(422)를 포함한다. 캐패시터(422) 중 하나는 접지단과 연결되어 있으며, 나머지 하나는 스위칭 소자(423)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(423)에 연결되어 있는 캐패시터(422)는 스위칭 소자(423)의 온오프에 따라 삼각파 출력단에 연결될 수도 연결되지 않을 수도 있다. 만약, 두 개의 캐패시터(422)가 삼각파 출력단에 연결될 경우, 병렬로 연결되어 있는 캐패시터(422)의 캐패시턴스가 증가하여 삼각파 전압의 진폭은 감소할 것이고, 하나의 캐시시터(422)가 삼각파 출력단에 연결될 경우 캐패시턴스가 감소하여 삼각파 전압의 진폭은 증가할 것이다.
제2비교부(421)는 DC-DC 컨버터(300)에 인가되는 부하에 대응하는 부하전압과 소정의 기준전압을 비교하여 스위칭 소자(423)에 소정의 제어신호를 출력한다. 기준전압은 다양하게 설정될 수 있으며, 본 실시예에 따를 경우 소정 레벨의 전원이 입력되는 전원단으로 마련된다. 만약, 부하전압이 기준전압보다 작은 경우, 즉 부하전압이 감소하여 트랜지스포머로 인한 소음이 예상되는 경우, 제2비교부(421)는 스위칭 소자(423)를 오프시킨다. 스위칭 소자(423)가 오프되면 하나의 캐패시터(422)로 인하여 전체 캐패시턴스는 감소한다. 이 경우, 상술한 바와 같이 삼각파 전압의 진폭은 증가할 것이다. 반면, 부하전압이 기준전압보다 클 경우, 스위칭 소자(423)는 온 되므로 전체 캐패시턴스는 증가하고 삼각파 전압의 진폭은 감소하게 된다. 즉, 평상 시에는 스위칭 소자(423)는 온되어 있다가, 부하가 급격히 감소하는 경우 오프되며, 이는 캐패시터(422)의 캐패시턴스를 감소시켜 삼각파 전압의 진폭을 조절한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 삼각파 전압의 파형도를 도시한 그래프이다.
제1비교부(410)는 (a)와 같은 지령치(Vref)와 삼각파 전압(A, B)을 입력받아 (b)와 같은 PWM 펄스를 발생시킨다. 제1삼각파 전압(A)는 종래에 경부하가 인가되었을 때 발생되는 삼각파로서 지령치(Vref)과 겹쳐지는 부분이 없으므로 PWM 펄스가 발생될 수 없다. 이러한 점을 개선하기 위하여 본 실시예에 따른 디스플레이장치는 삼각파 발생부(420)에 스위칭 소자(423) 및 제2비교기(421)를 구비하였으며, 경부하가 인가되는 경우 제2삼각파 전압(B)과 같이 진폭이 증가한 삼각파를 출력한다. 즉, 지령치(Vref)과 겹치는 삼각파를 형성하여 (b)와 같은 PWM 펄스가 발생하 도록 한다. 발생된 PWM 펄스는 DC-DC 컨버터(300)의 스위칭 소자를 온오프 시키므로 트랜지스터포머에 소음을 감소시키는 역할을 한다.
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, 경부하 시 발생하는 소음이 감소되는 디스플레이장치 및 백라이트 유닛이 제공된다.

Claims (5)

  1. 표시패널을 포함하는 디스플레이장치에 있어서,
    상기 표시패널로 광을 제공하는 광원부와;
    상기 광원부에 전원을 공급하는 DC-DC 컨버터와;
    소정의 지령치 및 삼각파 전압을 비교하여 PWM 펄스를 발생시키는 제1비교부와, 상기 DC-DC 컨버터에 인가되는 부하가 소정 기준값 미만인 경우 상기 삼각파 전압의 진폭을 증가시켜 출력하는 삼각파 발생부를 갖는 PWM 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삼각파 전압 발생부는,
    상호 병렬로 연결되어 있는 복수의 캐패시터와;
    상기 DC-DC 컨버터에 인가되는 부하에 대응하는 부하전압과 소정의 기준전압을 비교하는 제2비교부와;
    상기 캐패시터 중 적어도 어느 하나와 접지단 사이에 연결되어 있으며, 상기 비교부로부터 출력된 제어신호에 따라 단속되는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부하전압이 상기 기준전압보다 작은 경우, 상기 캐패시터의 캐패시턴스는 감소하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 광원부와;
    상기 광원부에 전원을 공급하는 DC-DC 컨버터와;
    소정의 지령치 및 삼각파 전압을 비교하여 PWM 펄스를 발생시키는 비교부와;
    상기 DC-DC 컨버터에 인가되는 부하가 소정 기준값 미만인 경우 상기 삼각파 전압의 진폭을 증가시켜 출력하는 삼각파 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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