KR20080049279A - 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

제품의 수명 연장할 수 있는 백라이트 장치가 개시된다.

본 발명에 따른 백라이트 장치는 일정 레벨의 구동전압을 생성하는 램프 구동부와, 복수의 발광 다이오드를 구비한 제 1 및 제 2 LED 어레이 및 상기 제 1 LED 어레이와 상기 제 2 LED 어레이 사이에 접속되며 상기 제 1 LED 어레이의 전류 이상 여부를 검출하여 그 결과에 따라 상기 제 2 LED 어레이를 구동하는 이상 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

백라이트 장치, LED, 과부하 방지

Description

백라이트 장치{Backlight device}

도 1은 본 발명에 따른 백라이트 장치를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 어레이를 상세히 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 어레이를 상세히 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 어레이를 상세히 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

103:데이터 인쇄회로기판 105:데이터 TCP

107:게이트 TCP 109:게이트 인쇄회로기판

111:표시패널 113:백라이트 유닛

114:도광판 115:반사판

116:서포트 메인 118, 218, 318:램프 어레이

118a, 218a, 318a:제 1 LED 어레이 118b, 218b, 318b:제 2 LED 어레이

118c:이상 구동부 120:램프 구동부

218c:전류 검출부 218d:절환부

322a:제 1 스위치부 322b:제 2 스위치부

324:플립플롭 326:분주기

본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 특히 제품의 수명을 연장할 수 있는 백라이트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 텔레비전(TV)을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.

따라서, 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로, 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD:Liquid crystal display), 가스 방전을 이용한 플라즈마 표시장치(PDP:Plasma display panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD:Electro luminescence display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 장치가 반드시 필요하며, 이러한 백라이트 장치는 램프가 설치되는 위치에 따라 에지형 방식과 직하형 방식으로 구분된다.

여기서 광원으로는 EL(Electro luminescence), LED(Light emitting diode), CCFL(Cold cathode fluorescent lamp) 등을 사용하며, 특히 수명이 길고 소비전력 이 작으며 얇게 형성할 수 있는 CCFL 방식이 대화면 컬러 TFT LCD 에서 많이 사용된다.

상기 에지형 방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 것으로써, 상기 램프 유닛은 빛을 발산하는 램프, 상기 램프의 양단에 삽입되어 상기 램프를 보호하는 램프 홀더 및 램프의 외주면을 감싸고 일측면이 도광판의 측면에 끼워져 램프에서 발산된 빛을 도광판 쪽으로 반사시켜 주는 램프 반사판을 구비한다.

이와 같이 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 에지 방식은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로, 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박혀화에 유리하다.

한편, 직하형 방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 액정패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다. 이러한 직하형 방식은 에지형 방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.

하지만, 직하형 방식이 채택된 액정표시장치의 경우는 대형 모니터나 텔레비전 등으로 사용되어 랩탑형 컴퓨터에 비해 사용하는 시간이 길어지고, 램프의 개수도 많기 때문에 에지형 방식보다 직하형 방식에서 램프의 고장 및 수명이 다하여 점등이 되지 않는 램프가 나타날 가능성이 더 많아졌다.

기존의 노트북 모니터용 액정표시장치는 미국 텔레비전 시스템 위원회(national television system committee)에 의해 컬러 텔레비전의 방속 방식으로 채용된 NTSC 방식에 비해 색재현성이 40 ~ 50%의 수준이지만, 이것으로도 사용자의 요구를 총족시킬 수 있었다. 그러나, 새로운 액정표시장치의 시장으로 주목받고 있는 TV의 경우에는 CRT 수준 또는 그 이상의 색재현성을 구현할 수 있는 액정표시장치의 개발이 요구된다.

종래의 형광램프를 사용한 백라이트 장치는 광원자체의 발광특성으로 인해 색재현율이 낮다. 또한, 형광램프의 크기 및 용량의 제약 때문에 고휘도의 백라이트 장치를 획득하기 힘들다.

반면, 근래의 백라이트 장치는 어두운 장소에서 액정표시장치의 화면에 표시되는 정보를 읽기 위한 기능으로 사용되어 왔으나, 최근에는 디자인, 저전력화, 박형화 등의 여러 가지 요구에 의하여 도광판을 보다 얇게 형성하고 있으며, 여러가지 컬러를 표현할 수 있는 기능뿐만 아니라, LED(Light emitting diode)를 사용하여 소비전력을 감소시키기 위한 기술 개발등이 이루어지고 있다.

상기 LED를 사용한 백라이트 장치를 장기간 연속으로 사용하게 되면, 상기 LED의 자체 발열로 인해 온도가 증가함과 아울러 LED에 흐르는 전류가 커지게 된다. 이로인하여, 상기 LED에서 발생되는 광량이 감소되고 나아가서는 상기 LED의 과전류에 의해 상기 LED가 파손 또는 손상되는 문제점이 발생한다. 이에 따라 백라이트 장치의 제품 수명도 짧아지는 문제가 발생한다.

본 발명은 광량을 일정하게 유지할 수 있는 백라이트 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 제품의 수명을 연장할 수 있는 백라이트 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 장치는 일정 레벨의 구동전압을 생성하는 램프 구동부와, 복수의 발광 다이오드를 구비한 제 1 및 제 2 LED 어레이 및 상기 제 1 LED 어레이와 상기 제 2 LED 어레이 사이에 접속되며 상기 제 1 LED 어레이의 전류 이상 여부를 검출하여 그 결과에 따라 상기 제 2 LED 어레이를 구동하는 이상 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 장치는 일정 레벨의 구동전압을 생성하는 램프 구동부와, 복수의 발광 다이오드를 구비한 제 1 및 제 2 LED 어레이와, 상기 제 1 LED 어레이와 접속되어 상기 제 1 LED 어레이에 흐르는 전류를 검출하여 그 결과에 따라 소정의 신호를 출력하는 전류 검출부 및 상기 전류 검출부로부터 공급된 전류에 의해 제어되어 상기 제 2 LED 어레이를 구동시키는 절환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 장치는 일정 레벨의 구동전압을 생성하는 램프 구동부와, 복수의 발광 다이오드를 구비한 제 1 및 제 2 LED 어레이와, 상기 제 1 LED 어레이의 구동 유무를 제어하는 제 1 스위치부와, 상기 제 2 LED 어레이의 구동 유무를 제어하는 제 2 스위치부 및 일정 한 주기마다 입력된 신호를 반전시켜 상기 반전된 신호를 상기 제 1 및 제 2 스위치부로 출력하여 상기 제 1 및 제 2 스위치부가 각각 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이를 제어하여 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이가 구동되도록 하는 절환 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 백라이트 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 광을 생성하는 LED 어레이(118)와 상기 LED 어레이(118)로부터 공급된 광을 화상이 표시되는 표시패널(111)의 전면에 조사하는 백라이트 유닛(112) 및 상기 램프 어레이(118)를 구동하기 위한 램프 구동전압을 생성하는 램프 구동부(120)를 포함한다.

상기 표시패널(111)에는 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인이 배열되고, 그 교차부에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극이 형성되어 있다. 상기 게이트라인을 구동하는 게이트 드라이버가 실장된 게이트 인쇄회로기판(109)이 게이트 TCP(107)를 통해 상기 표시패널(111)의 일측면에 접속되고, 상기 데이터라인을 구동하는 데이터 드라이버가 실장된 데이터 인쇄회로기판(103)이 데이터 TCP(105)를 통해 상기 표시패널(111)의 타측면에 접속된다.

상기 백라이트 유닛(112)은 상기 LED 어레이(118)로부터 공급된 광을 표시패널(111)로 가이드 하기 위한 도광판(114)과, 상기 도광판(114)의 상부에 안착되어 상기 도광판(115)으로부터 출사된 광의 시야각 및 휘도 균일성을 향상시키기 위한 광학 시트류(113)와, 상기 도광판(114)으로부터 누설된 광을 상기 도광판(114)으로 반사하기 위한 반사판(115)을 구비한다. 또한, 상기 백라이트 유닛(112)은 상기 반사판(115) 하부에 위치하여 상기 광학시트류(113)와 상기 도광판(114) 및 반사판(115)을 수납하여 지지하는 서포트 메인(116)을 포함한다.

상기 램프 어레이(118)는 상기 램프 구동부(120)로부터 공급된 램프 구동전압에 의해 구동되어 광을 발생하게 된다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 램프 어레이를 상세히 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 램프 어레이(118)는 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b)와, 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b) 중 하나의 LED 어레이의 이상 유무를 검출하여 상기 LED 어레이에 이상이 검출되면, 나머지 하나의 LED 어레이가 구동되도록 하는 이상 구동부(118c)를 포함한다.

상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b)는 도 1에 도시된 램프 구동부(120)로부터 공급된 램프 구동전압에 의해 구동될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b)은 상기 램프 어레이(118) 내부에서 서로 상이한 열에 배열될 수 있다.

상기 제 1 LED 어레이(118a)에는 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)가 구비되어 있고, 이와 마찬가지로 상기 제 2 LED 어레이(118b)에도 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)가 구비되어 있다. 또한, 상기 제 2 LED 어레이(118b)에는 상기 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm) 중 제 1 발광 다이오드(LED1)와 직렬로 연결된 제 2 저항소자(R2)가 더 구비되어 있다.

이때, 상기 제 1 LED 어레이(118a)에 구비된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)의 개수와 상기 제 2 LED 어레이(118b)에 구비된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)의 개수는 경우에 따라 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b)는 상기 이상 구동부(118c)로부터 공급된 이상 신호에 따라 턴-온/오프(turn-on/off) 된다.

상기 이상 구동부(118c)는 상기 제 1 LED 어레이(118a)에 배열된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn) 중 제 1 발광 다이오드(LED1)와 직렬로 연결되어 상기 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)로 공급되는 전류의 이상을 검출하는 제 1 저항소자(R1)와 상기 제 1 저항소자(R1)로부터 공급된 전류에 의해 턴-온/오프(turn-on/off) 되는 스위치(sw)로 이루어져 있다. 상기 스위치(sw)에는 제 3 및 제 4 저항 소자(R3, R4)가 연결되어 상기 스위치(sw)의 기준전압을 조절하는 역할을 한다. 이때, 상기 스위치(sw)는 N 타입 트랜지스터일 수 있다.

상기 제 3 및 제 4 저항소자(R3, R4)는 상기 제 1 LED 어레이(118a)가 구동될때 상기 스위치(sw)가 턴-온(turn-on) 되지 않도록 상기 스위치(sw)에 상기 스위치(sw)의 문턱전압 이상의 전압이 공급되지 않도록 조절하는 역할을 한다.

상기 램프 구동부(120)로부터 램프 구동전압이 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b)로 공급되어도 상기 제 1 LED 어레이(118a)만 구동된다. 그 이유는 상기 제 2 LED 어레이(118b)로 램프 구동전압이 공급되어도 상기 스위치(sw)가 턴-온(turn-on) 되지 않기 때문에 상기 제 2 LED 어레이(118b)의 복수의 발광 다이오 드(LED1 ~ LEDm)는 구동되지 않고, 상기 제 1 LED 어레이(118a)의 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)만 구동된다.

구체적으로 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 램프 구동부(도 1의 120)로부터 램프 구동전압이 공급되면, 상기 제 1 LED 어레이(118a)가 구동되어 상기 제 1 LED 어레이(118a)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)에서 광이 발생된다. 이때, 상기 제 2 LED 어레이(118b)는 구동되지 않는다.

상기 제 1 LED 어레이(118a)가 장시간 구동되면, 상기 제 1 LED 어레이(118a)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)의 자체 온도가 상승하게 되어 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)가 파손되는 경우가 발생하게 된다. 이러한 경우, 상기 이상 구동부(118c)의 제 1 저항소자(R1)가 상기 제 1 LED 어레이(118a)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)의 이상 여부를 검출하게 된다. 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)가 파손되게 되면, 직렬로 연결된 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)는 오픈 되어 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)로 공급되던 램프 구동전압이 상기 제 1 저항소자(R1)와 연결된 스위치(sw)로 공급된다.

상기 스위치(sw)에 램프 구동전압이 공급되면서 상기 스위치(sw)가 턴-온(turn-on) 된다. 상기 스위치(sw)가 턴-온(turn-on) 됨에 따라 상기 스위치(sw)와 연결된 제 2 LED 어레이(118b)가 구동된다. 정확히, 상기 제 2 LED 어레이(118b)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)가 구동되어 광을 생성하게 된다.

상기 제 1 LED 어레이(118a)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)가 파손되는 경 우, 상기 이상 검출부(118c)의 제 1 저항소자(R1)가 파손 여부를 검출하여 상기 스위치(sw)를 턴-온(turn-on) 시켜 상기 제 2 LED 어레이(118b)가 구동되도록 한다. 결국, 상기 제 1 LED 어레이(118a)가 구동되다가 상기 제 1 LED 어레이(118a)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)가 파손되는 경우 상기 제 2 LED 어레이(118b)가 구동되도록 하여 상기 LED 어레이(118)을 구비한 백라이트 장치의 제품 수명을 연장할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 여분의 LED 어레이를 구비하여 과부하로 인해 하나의 LED 어레이가 파손되는 경우 나머지 LED 어레이가 구동되도록 하여 제품의 수명을 연장할 수 있다. 본 발명에 따른 백라이트 장치는 제품의 수명을 연장시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 램프 어레이를 상세히 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 램프 어레이(218)는 제 1 및 제 2 LED 어레이(218a, 218b)를 구비한다. 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(218a, 218b)는 본 발명의 제 1 램프 어레이(118)의 제 1 및 제 2 LED 어레이(118a, 118b)와 동일하므로 이에 따른 구체적인 설명은 생략한다.

상기 램프 어레이(218)에는 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(218a, 218b)와 상기 제 1 LED 어레이(218a)와 연결되어 상기 제 1 LED 어레이(218a)에 흐르는 전류의 이상 여부를 검출하는 전류 검출부(218c)와, 상기 전류 검출부(218c)로부터 공급된 신호에 따라 턴-온/오프(turn-on/off) 되는 절환부(218d)를 포함한다.

상기 전류 검출부(218c)는 상기 제 1 LED 어레이(218a)로 공급되는 전류의 변화를 감지하여 상기 절환부(218d)를 제어하는 역할을 한다. 상기 전류 검출부(218c)는 상기 제 1 LED 어레이(218a)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn) 중 제 1 발광 다이오드(LED1)와 연결되어 상기 제 1 LED 어레이(218a)로 공급되는 전류를 검출하는 제 1 저항소자(R1)와, 상기 제 1 저항소자(R1)에서 검출된 전류에 따라 턴-온/오프(turn-on.off) 되는 제 1 스위치(sw1)와, 상기 절환부(218d)와 연결되어 상기 제 1 스위치(sw1)가 턴-온(turn-on) 될때, 도 1에 도시된 램프 구동부(도 1의 120)로부터 공급된 램프 구동전압을 상기 절환부(218d)로 공급하여 상기 절환부(218d)를 턴-온(turn-on) 시키는 제 2 및 제 3 저항소자(R2, R3)를 포함한다. 이때, 상기 제 1 스위치(sw1)는 P 타입의 트랜지스터일 수 있다.

상기 제 1 저항소자(R1)는 전류 센서일 수 있다.

상기 절환부(218d)는 제 2 스위치(sw2)를 포함하며 상기 제 2 스위치(sw2)는 N 타입의 트랜지스터일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 스위치(sw1, sw2)는 서로 상이하다. 상기 절환부(218d)의 제 2 스위치(sw2)가 상기 이상 검출부(218c)로부터 공급된 램프 구동전압에 따라 턴-온(turn-on) 되면, 상기 제 2 LED 어레이(218b)가 구동되어 상기 제 2 LED 어레이(218b)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)가 구동된다.

상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(218a, 218b)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 램프 구동부(120)에서 램프 구동부가 상기 램프 어레이(218)로 공급되면, 상기 램프 어레이(218)의 제 1 LED 어레이(218a)가 우선 동작된다. 이때, 상기 제 1 LED 어레이(218a)로 공급되는 전류의 이상이 검출되지 않으면 상기 제 2 LED 어레이(218b)는 구동되지 않는다.

상기 제 1 LED 어레이(218a)가 구동되는 동안, 상기 제 1 LED 어레이(218a)로 공급되는 전류의 변화가 발생하는 경우, 정확히 상기 제 1 LED 어레이(218a)에 구비된 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)가 장기간 구동되는 경우, 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)의 자체 온도가 상승하게 되면서, 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)로 흐르는 전류가 감소하게 된다. 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)로 흐르는 전류가 감소하게 되면, 상기 이상 검출부(218c)의 제 1 저항소자(R1)가 이를 검출하여 상기 제 1 스위치(sw1)를 턴-온(turn-on) 시키게 된다.

상기 제 1 스위치(sw1)는 앞서 서술한 바와 같이, P 타입의 트랜지스터 이므로, 로우(Low) 레벨의 신호가 공급되면, 턴-온(turn-on) 된다. 따라서, 상기 제 1 저항소자(R1)로부터 공급되는 전류가 감소하게 되면, 감소된 전류로 인해 턴-온(turn-on)되게 된다. 상기 제 1 스위치(sw1)가 턴-온(turn-on) 되면, 상기 제 1 스위치(sw1)를 통해 상기 램프 구동부(120)에서 생성된 램프 구동전압이 상기 절환부(218d)의 제 2 스위치(sw2)에 공급되면서 상기 제 2 스위치(sw2)가 턴-온(turn-on) 된다.

상기 제 2 스위치(sw2)는 앞서 서술한 바와 같이, N 타입의 트랜지스터 이므로, 상기 램프 구동전압과 같이 하이(High) 레벨의 신호에 의해 턴-온(turn-on) 된다. 상기 제 2 스위치(sw2)가 턴-온(turn-on) 되면 상기 제 2 스위치(sw2)와 연결된 제 2 LED 어레이(218b)가 구동된다. 상기 제 2 스위치(sw2)가 턴-온(turn-on) 됨에 따라 상기 제 2 LED 어레이(218b)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)가 전기적으 로 연결되어 상기 램프 구동전압이 상기 제 2 LED 어레이(218b)의 상기 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)로 공급된다. 이로인해, 상기 제 2 LED 어레이(218b)의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)에서 광이 발생된다.

결국, 상기 제 1 LED 어레이(218a)의 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)와 상기 제 2 LED 어레이(218b)의 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)가 동시에 구동되어 광을 생성한다. 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(218a, 218b)가 동시에 구동됨에 따라 광량이 증가하게 된다.

이와 같이, 상기 램프 어레이(218)에 제 1 및 제 2 LED 어레이(218a, 218b)를 구비하여, 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(218a, 218b) 중 어느 하나의 LED 어레이가 구동될때 과부하가 발생하게 되면, 이를 감지하고 나머지 하나의 LED 어레이가 구동되도록 하여 상기 두개의 2 LED 어레이(218a, 218b)가 동시에 구동되도록 하여 광량을 증가시킨다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 어레이를 상세히 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 램프 어레이(318)는 제 1 및 제 2 LED 어레이(318a, 318b)와, 상기 제 1 LED 어레이(318a)를 제어하는 제 1 절환부(322a)와, 상기 제 2 LED 어레이(318b)를 제어하는 제 2 절환부(322b)를 포함하고, 입력되는 신호를 한 프레임 마다 반전시켜 출력하는 플립플롭(324)를 포함한다.

또한, 상기 램프 어레이(318)는 수직동기신호(Vsync) 또는 도 1에 도시된 게 이트 인쇄회로기판(109) 상에 실장된 게이트 드라이버의 구동시작점을 알려주는 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 정해진 프레임 마다 분주시켜 상기 플립플롭(324)으로 출력하는 분주기(326)를 더 포함한다.

구체적으로 상기 램프 어레이(318)의 구성을 설명하면 다음과 같다.

상기 제 1 LED 어레이(318a)는 도 1에 도시된 램프 구동부(120)로부터 공급된 램프 구동전압을 전압 분배하는 제 1 저항소자(R1)와, 상기 제 1 저항소자(R1)와 직렬로 연결되는 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)를 포함한다. 상기 제 2 LED 어레이(318b)는 상기 제 1 LED 어레이(318a)와 마찬가지로 상기 램프 구동부(120)로부터 공급된 램프 구동전압을 전압 분배하는 제 6 저항소자(R6)와, 상기 제 6 저항소자(R6)와 직렬로 연결되는 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)를 포함한다.

이때, 상기 제 1 LED 어레이(318a)에 구비된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)의 개수와 상기 제 2 LED 어레이(318b)에 구비된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)의 개수는 경우에 따라 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

상기 제 1 절환부(322a)는 상기 플립플롭(324)에서 출력된 신호에 따라 턴-온/오프(turn-on/off) 되는 제 1 스위치(sw1)와, 상기 제 1 스위치(sw1)의 게이트 단자로 공급되는 신호를 제어하는 제 2 및 제 3 저항소자(R2, R3)를 포함한다. 이때, 상기 제 1 스위치(sw1)는 N 타입의 트랜지스터로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 스위치(sw1)는 하이(High) 레벨의 신호에 의해 턴-온(turn-on)되고, 로우(Low) 레벨의 신호에 의해 턴-오프(turn-off) 된다.

상기 제 2 절환부(322b)는 상기 플립플롭(324)에서 출력된 신호에 따라 턴-온/오프(turn-on/off) 되는 제 2 스위치(sw2)와, 상기 제 2 스위치(sw2)의 턴-온/오프(turn-on/off)의 여부에 따라 제어되는 제 3 스위치(sw3)를 포함한다. 상기 제 2 스위치(sw2)는 P 타입의 트랜지스터로 이루어질 수 있고, 상기 제 3 스위치(sw3)는 N 타입의 트랜지스터로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제 2 절환부(322b)는 상기 제 3 스위치(sw3)의 게이트 단자로 공급되는 신호를 제어하는 제 4 및 제 5 저항소자(R4, R5)를 포함한다. 상기 제 2 스위치(sw2)는 로우(Low) 레벨의 신호에 의해 턴-온(turn-on) 되고, 하이(High) 레벨의 신호에 의해 턴-오프(turn-off) 된다. 상기 제 3 스위치(sw3)는 상기 제 1 스위치(sw1)와 동일하게 동작된다.

상기 플립플롭(324)은 외부로부터 입력되는 신호를 한 프레임 마다 반전시켜 상기 반전된 신호를 출력한다. 상기 플립플롭(324)에서 출력된 신호는 상기 제 1 및 제 2 절환부(322a, 322b)로 각각 공급된다.

상기 분주기(326)는 앞서 서술한 바와 같이, 외부로부터 입력되는 수직동기신호(Vsync) 또는 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 정해진 주기로 분주시켜 상기 분주된 신호를 상기 플립플롭(324)으로 출력한다. 예를 들어, 상기 분주기(326)는 상기 수직동기신호(Vsync) 또는 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 2 프레임 마다 분주시켜 상기 플립플롭(324)으로 출력한다. 이런 경우에 상기 플립플롭(324)은 입력된 신호를 2 프레임 마다 반전시켜 상기 반전된 신호를 상기 제 1 및 제 2 절환부(322a, 322b)로 출력하게 된다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 램프 어레이(318)의 동작은 다음과 같다.

우선, 도 1에 도시된 램프 구동부(120)에서 생성된 램프 구동전압이 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(318a, 318b)로 공급된다. 상기 분주기(326)는 외부로부터 공급된 수직동기신호(Vsycn) 또는 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 정해진 프레임으로 분주시켜 상기 분주된 신호를 상기 플립플롭(324)으로 출력한다. 상기 분주기(326)는 일예로 2 프레임 마다 상기 수직동기신호(Vsync) 또는 게이트 스타트 펄스(GSP) 신호를 분주시켜 출력한다. 따라서, 상기 분주기(326)는 2 프레임마다 상기 플립플롭(324)으로 신호를 출력한다. 상기 플립플롭(324)은 2 프레임 마다 입력되는 신호에 따라 2 프레임 마다 상기 입력된 신호와 반전된 신호를 출력한다.

상기 플립플롭(324)으로 입력된 신호가 하이(High) 레벨인경우, 상기 플립플롭(324)은 상기 입력된 하이(High) 레벨의 신호를 반전시킨 로우(Low) 레벨의 신호를 출력한다. 상기 플립플롭(324)에서 출력된 로우(Low) 레벨의 신호는 상기 제 1 및 제 2 절환부(322a, 322b)로 공급된다. 정확히 하면, 상기 플립플롭(324)에서 출력된 로우(Low) 레벨의 신호는 상기 제 1 절환부(322a)의 제 1 스위치(sw1)와 상기 제 2 절환부(322b)의 제 2 스위치(sw2)로 공급된다.

상기 제 1 스위치(sw1)는 상기 플립플롭(324)으로부터 로우(Low) 레벨의 신호가 공급되면, 턴-오프(turn-off)되고, 상기 제 2 스위치(sw2)는 상기 플립플롭(324)으로부터 로우(Low) 레벨의 신호가 공급되면, 턴-온(turn-on) 된다.

상기 제 2 스위치(sw2)가 턴-온(turn-on) 됨에 따라, 상기 제 2 스위치(sw2)로 공급되는 램프 구동전압이 상기 제 3 스위치(sw3)로 공급되어 상기 제 3 스위치(sw3)가 턴-온(turn-on) 된다. 상기 제 3 스위치(sw3)가 턴-온(turn-on) 됨에 따 라 상기 제 2 LED 어레이(318b)에 구비된 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)로 램프 구동전압이 공급되면서 상기 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDm)가 구동되어 광을 생성하게 된다.

연속하여 2 프레임 후에 상기 플립플롭(326)으로 로우(Low) 레벨의 신호가 입력되면, 상기 플립플롭(326)은 상기 로우(Low) 레벨의 신호를 반전시킨 하이(High) 레벨의 신호를 출력한다. 상기 출력된 하이(High) 레벨의 신호는 상기 제 1 및 제 2 절환부(322a, 322b)로 공급된다. 정확히, 상기 하이(High) 레벨의 신호는 상기 제 1 절환부(322a)의 제 1 스위치(sw1)와 상기 제 2 절환부(322b)의 제 2 스위치(sw2)로 각각 공급된다.

상기 하이(High) 레벨의 신호에 의해 상기 제 1 절환부(322a)의 제 1 스위치(sw1)가 턴-온(turn-on)되고, 상기 제 2 절환부(322b)의 제 2 스위치(sw2)는 턴-오프(turn-off) 된다.

상기 제 1 스위치(sw1)가 턴-온(turn-on) 됨에 따라, 상기 제 1 LED 셀(318a)의 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)가 전기적으로 연결되어 도 1에 도시된 램프 구동부(120)로부터의 램프 구동전압으로 인해, 상기 복수의 발광 다이오드(LED1 ~ LEDn)이 구동되어 광을 생성한다.

상기 분주기(326) 없이 상기 플립플롭(324)에 상기 수직동기신호(Vsync) 또는 게이트 스타트 펄스(GSP)를 입력하여 한 프레임마다 상기 수직동기신호(Vsync) 또는 게이트 스타트 펄스(GSP)를 반전시켜 출력함으로써, 상기 플립플롭(324) 만으로도 한 프레임 마다 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(318a, 318b)가 번갈아 가며 구 동될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 장치는 일정한 주기마다 번갈아가며 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(318a, 318b)를 구동시키기 때문에 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이(318a, 318b)의 과부하를 방지하여 제품의 수명을 연장시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 복수의 발광 다이오드가 구비된 적어도 둘 이상의 LED 어레이를 구비하여 경우에 따라 상기 적어도 둘 이상의 LED 어레이를 동시에 구동시킴으로써, 광량을 증가시켜 화상을 표시하는 액정패널의 휘도를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 경우에 따라 상기 적어도 둘 이상의 LED 어레이를 번갈아 가며 구동시켜 제품의 수명을 연장시킬 수 있다.

본 발명은 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

1. 일정 레벨의 구동전압을 생성하는 램프 구동부;

   복수의 발광 다이오드를 구비한 제 1 및 제 2 LED 어레이; 및

   상기 제 1 LED 어레이와 상기 제 2 LED 어레이 사이에 접속되며 상기 제 1 LED 어레이의 전류 이상 여부를 검출하여 그 결과에 따라 상기 제 2 LED 어레이를 구동하는 이상 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 LED 어레이의 복수의 발광 다이오드는 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 이상 구동부는,

   상기 제 1 LED 어레이의 복수의 발광 다이오드 중 제 1 발광 다이오드와 연결되어 상기 복수의 발광 다이오드로 공급되는 전류의 이상 여부를 검출하여 신호를 출력하는 이상 검출부; 및

   상기 이상 검출부로부터 출력된 신호에 따라 상기 제 2 LED 어레이를 구동시키는 절환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 절환부는 상기 이상 검출부로부터 출력된 신호에 따라 턴-온/오프 되는 N 타입의 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
5. 일정 레벨의 구동전압을 생성하는 램프 구동부;

   복수의 발광 다이오드를 구비한 제 1 및 제 2 LED 어레이;

   상기 제 1 LED 어레이와 접속되어 상기 제 1 LED 어레이에 흐르는 전류를 검출하여 그 결과에 따라 소정의 신호를 출력하는 전류 검출부; 및

   상기 전류 검출부로부터 공급된 전류에 의해 제어되어 상기 제 2 LED 어레이를 구동시키는 절환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 복수의 발광 다이오드는 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 전류 검출부는,

   상기 제 1 LED 어레이의 복수의 발광 다이오드 중 제 1 발광 다이오드와 접속되어 상기 복수의 발광 다이오드로 공급되는 전류를 검출하는 전류 센서; 및

   상기 전류 센서에서 검출된 전류를 전압으로 변환하여 상기 절환부를 제어하 는 전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 전압 변환부는 상기 전류 센서로부터 검출된 전류에 따라 턴-온/오프 되어 상기 절환부를 제어하는 P 타입의 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
9. 제 5항에 있어서,

   상기 절환부는 상기 전류 검출부로부터 출력된 신호에 따라 턴-온/오프 되는 N 타입의 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 전압 변환부에는 상기 전류 센서로부터 출력된 신호가 상기 절환부의 기준전압 이상인지를 판단하는 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 기준전압은 상기 절환부의 문턱전압인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
12. 일정 레벨의 구동전압을 생성하는 램프 구동부;

    복수의 발광 다이오드를 구비한 제 1 및 제 2 LED 어레이;

    상기 제 1 LED 어레이의 구동 유무를 제어하는 제 1 스위치부;

    상기 제 2 LED 어레이의 구동 유무를 제어하는 제 2 스위치부; 및

    일정한 주기마다 입력된 신호를 반전시켜 상기 반전된 신호를 상기 제 1 및 제 2 스위치부로 출력하여 상기 제 1 및 제 2 스위치부가 각각 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이를 제어하여 상기 제 1 및 제 2 LED 어레이가 구동되도록 하는 절환 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 절환 제어부는 적어도 1 프레임의 주기마다 상기 제 1 및 제 2 스위치부를 상호보완되게 절환시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 절환 제어부는 외부로부터의 수직동기신호의 특정 에지 마다 반전되는 신호를 상기 제 1 및 제 2 스위치부로 출력하는 플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 플립플롭에 공급될 상기 수직동기신호를 1/2 이하의 분주비로 분주하는 분주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
16. 제 12항에 있어서,

    상기 제 1 스위치부는 상기 신호 출력부에서 출력된 신호에 의해 턴-온/오프 되는 제 1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
17. 제 12항에 있어서,

    상기 제 2 스위치부는 상기 신호 출력부에서 출력된 신호에 의해 턴-온/오프 되는 제 2 스위치와 상기 제 2 스위치의 턴-온/오프의 여부에 따라 제어되는 제 3 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.

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