KR20110012521A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20110012521A
KR20110012521A KR1020090070267A KR20090070267A KR20110012521A KR 20110012521 A KR20110012521 A KR 20110012521A KR 1020090070267 A KR1020090070267 A KR 1020090070267A KR 20090070267 A KR20090070267 A KR 20090070267A KR 20110012521 A KR20110012521 A KR 20110012521A
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KR1020090070267A
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강태욱
김성중
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 광원으로서 구비된 다수의 발광 다이오드와 발광 다이오드 구동부 간의 전기적 연결을 위한 와이어의 수를 최소화할 수 있고, 발광 다이오드 구동부의 발열이 최소화되며, 발광 다이오드를 안정적으로 구동할 수 있어, 액정패널에 구현된 화면의 품질이 향상된 액정표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 액정패널; 인쇄회로기판에 실장되며, 액정패널의 하부에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광 다이오드; 상기 발광다이오드의 애노드에 와이어를 통해 구동 전압을 인가하는 발광 다이오드 구동부; 및 내부에는 상기 인쇄회로기판을 고정하되 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 다이오드의 캐소드와 전기적으로 접속되고, 상기 와이어가 관통하는 제 1 홀이 형성되어 외부에 상기 발광 다이오드 구동부를 고정하는 금속 재질의 케이스; 를 포함하여 구성된다.
액정표시장치, 발광 다이오드

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 광원으로서 구비된 다수의 발광 다이오드와 발광 다이오드 구동부 간의 전기적 연결을 위한 와이어의 수를 최소화할 수 있고, 발광 다이오드 구동부의 발열이 최소화되며, 발광 다이오드를 안정적으로 구동할 수 있어, 액정패널에 구현된 화면의 품질이 향상된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터, 휴대폰, 사무 자동화 기기 등에 있어서 화면을 디스플레이하기 위한 수단으로서 널리 이용되고 있다.
통상적으로 액정표시장치는 매트릭스형태로 배열된 다수의 제어용 스위치 소자에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 액정표시장치는 상부기판인 컬러필터 기판과 하부기판인 박막 트랜지스터 어레이 기판이 서로 대향하고 상기 두 기판 사이에 액정층이 형성된 액정패널 과, 상기 액정패널에 주사신호 및 화상정보를 공급하여 액정패널을 동작시키는 구동부를 포함하여 구성된다.
상기 액정표시장치는 스스로 빛을 내지 못하는 비발광 소자이므로 액정패널 상에 화상을 구현하기 위해서는 액정패널의 뒤에서 액정패널에 광을 공급하는 광원을 필요로 한다. 따라서, 액정표시장치에는 액정패널에 광을 공급하는 광원을 비롯하여 상기 광원으로부터 방출되는 광을 백색의 균일한 평면광으로 변환하기 위한 도광판, 광학시트 등을 포함하는 백라이트 어셈블리(back light assembly)가 구비된다.
백라이트 어셈블리에서 광을 발생시키는 광원으로는 냉음극 형광램프(CCFL : cold cathode fluorescent lamp), 외부전극 형광램프(EEFL : external electrode fluorescent lamp) 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 등이 있다.
종래에는 백라이트 어셈블리의 광원으로서 냉음극 형광램프가 주로 사용되었지만, 최근 들어 액정표시장치의 소형화, 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드를 백라이트 어셈블리의 광원으로 채택한 액정표시장치가 늘어나고 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 일반적인 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이 종래의 일반적인 액정표시장치는, 액정패널(미도시)과, 상기 액정패널의 하부의 일측에 배치되어 광을 방출하는 복수의 발광 다이오드(1)와, 제 1 및 제 2 와이어(5, 15)를 통해 상기 복수의 발광 다이오드(1)에 구동전압 및 기저전압을 공급하는 발광 다이오드 구동부(3)와, 상기 발광 다이오드(1)로부터 방출되는 광을 액정패널 방향으로 안내하는 도광판(6)과, 상기 도광판(6)의 하부에 배치되어 도광판(6)의 하부로 누설되는 광을 도광판(6)의 내부로 반사시키는 반사시트(7)와, 상기 도광판(6)으로부터의 광을 변환하여 액정패널에 공급하는 광학시트(미도시)와, 상기 발광 다이오드(1)와 도광판(6) 및 반사시트(7)가 내부에 수납되며 배면에는 발광 다이오드 구동부(3)가 배치되고 상기 제 1 및 제 2 와이어(5, 15)가 관통하는 홀(4a)이 형성된 하부커버(4)로 구성된다.
도 2를 참조하면, 상기 복수의 발광 다이오드(1)는 인쇄회로기판(2) 상에 직렬 방식으로 연결되고, 상기 복수의 발광 다이오드의 애노드(anode)에는 제 1 와이어(5)를 통해 발광 다이오드 구동부(3)로부터 구동전압이 인가되고 복수의 발광 다이오드(1)의 캐소드(cathode)에는 제 2 와이어(15)를 통해 발광 다이오드 구동부(3)로부터 기저전압이 인가된다.
도 3을 참조하면, 상기 발광 다이오드 구동부(3)는 제 1 펄스폭 변조(pulse width modulation; PWM) 신호를 출력하는 출력 제어부(3a)와, 상기 출력 제어부(3a)로부터의 제 1 펄스폭 변조 신호를 이용하여 입력전압(Vcc)을 승압시켜 펄스 형태의 전압으로 출력하는 승압회로(3b)와, 상기 승압회로(3b)로부터의 펄스 형태의 전압을 평활시켜 직류 형태의 전압으로 변환하여 출력하는 평활회로(3c)로 구성된다. 상기 승압회로(3b)는 제 1 스위치 소자(S1)와 인덕터(L1)로 구성되며, 상기 평활회로(3c)는 다이오드(D1)와 커패시터(C1)로 구성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 액정표시장치에 있어서, 출력 제어부(3a)는 발광 다이오드(1)에 공급되는 전압을 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)을 이용하여 검출하여 피드백 전압으로 입력받아 과전압이 인가되고 있다고 판단되면 상기 승압회로(3b)의 제 1 스위치 소자(S1)에 인가하는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프(on/off) 듀티비(duty rate)를 조절하여 발광 다이오드(1)에 인가되는 전압을 정상 범위로 변경시킴으로써, 발광 다이오드(1)가 안정적으로 정상 동작할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 출력제어부(3a)는 발광 다이오드(1)에 흐르는 전류를 검출하여 발광 다이오드(1)에 흐르고 있는 전류를 알아내어 발광 다이오드(1)에 흐르는 전류를 원하는 전류값으로 변경하는데 이용하며, 이는 제 1 스위치 소자(S1)에 인가하는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절함으로써 수행할 수 있다.
최근, 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 액정표시장치는, 발광 다이오드(1)로부터 방출되는 광의 휘도를 사용자가 원하는 레벨로 변경시키려는 등의 목적으로 디밍(dimming) 기능이 부여되고 있는데, 이와 같은 디밍 기능은 상기 출력제어부(3a)에서 제 2 스위치 소자(S2)에 인가하는 제 2 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절함으로써 수행할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 액정표시장치는 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드(1)를 구동하기 위해서 발광 다이오드(1)의 애노드는 제 1 와이어(5)를 통해 발광 다이오드 구동부(3)와 연결되고 발광 다이오도(1)의 캐소드는 제 2 와이어(15)를 통해 발광 다이오드 구동부(3)와 연결되므로, 발광 다이오드(1) 와 발광 다이오드 구동부(3)를 서로 전기적으로 연결하기 위해서는 두 개의 와이어, 즉 제 1 및 제 2 와이어(5, 15)가 필요한 꼭 단점이 있어 왔다.
그리고, 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 액정표시장치는 발광 다이오드(1)의 캐소드 부분의 전류를 검출하여 제어하기 위한 구성에 의해 많은 발열을 유발하는 문제점이 있어왔다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광원으로서 구비된 다수의 발광 다이오드와 발광 다이오드 구동부 간의 전기적 연결을 위한 와이어의 수를 최소화할 수 있고, 발광 다이오드 구동부의 발열이 최소화되며, 발광 다이오드를 안정적으로 구동할 수 있어, 액정패널에 구현된 화면의 품질이 향상된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널; 인쇄회로기판에 실장되며, 액정패널의 하부에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광 다이오드; 상기 발광다이오드의 애노드에 와이어를 통해 구동 전압을 인가하는 발광 다이오드 구동부; 및 내부에는 상기 인쇄회로기판을 고정하되 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 다이오드의 캐소드와 전기적으로 접속되고, 상기 와이어가 관통하는 제 1 홀이 형성되어 외부에 상기 발광 다이오드 구동부를 고정하는 금속 재질의 케이스; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 발광 다이오드 구동부는, 제 1 및 제 2 펄스폭 변조 신호를 출력하는 출력 제어부; 상기 출력 제어부로부터의 제 1 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 입력전압을 증폭하여 출력하는 승압회로; 및 상기 승압회로의 출력 전압을 평활시켜 출력하는 평활회로; 를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 승압회로는, 입력전압이 인가되는 인덕터; 및 소스 전극은 상기 인덕터에 접속되고 드레인 전극은 기저전압 단자에 접속되고 게이트 전극은 출력제어부로부터 제 1 펄스폭 변조 신호를 입력받는 제 1 스위치 소자; 를 포함하여 구성되며, 상기 평활회로는, 상기 인덕터와 제 1 스위치 소자의 소스 전극에 접속된 다이오드; 및 상기 다이오드의 캐소드(cathode)와 기저전압 단자 사이에 접속된 커패시터; 를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 발광 다이오드 구동부는, 상기 다이오드의 캐소드와 커패시터의 접속점인 제 1 노드와 접속된 제 1 저항; 상기 제 1 저항의 양단에서 검출한 전압의 차를 출력하는 증폭기; 를 포함하여 구성되며, 상기 출력제어부는 증폭기의 출력인 제 1 저항 양단의 전압차를 이용하여 발광 다이오드에 흐르고 있는 전류값을 알아내어 발광 다이오드에 흐르고 있는 전류값을 원하는 전류값으로 변경하기 위하여 제 1 스위치 소자에 인가되는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 발광 다이오드의 캐소드가 금속 재질의 케이스에 접속되므로, 상기 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판과 발광 다이오드 구동부를 전기적으로 연결하기 위한 와이어는 발광 다이오드의 애노드와 발광 다이오드 구동부를 전기적으로 연결하기 위한 와이어 하나만 구비하면 되므로, 발광 다이오드와 발광 다이오드 구동부간의 전기적 연결을 위한 와이어의 수를 최소화할 수 있는 효과가 있으며, 발광 다이오 드에 흐르는 전류를 센싱하기 위한 증폭기 및 제 1 저항은 발열 문제를 일으키지 않으므로 발광 다이오드 구동부의 발열이 최소화되는 효과가 있고, 전류 센싱 및 전압 센싱 기능을 포함하고 있으므로 발광 다이오드를 안정적으로 구동할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 액정패널에 구현된 화면의 품질이 향상되는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널(미도시); 인쇄회로기판(102)에 실장되며, 액정패널의 하부에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광 다이오드(101); 상기 발광다이오드(101)의 애노드(anode)에 와이어(105)를 통해 구동 전압을 인가하는 발광 다이오드 구동부(103); 및 내부에는 상기 인쇄회로기판(102)을 고정하되 인쇄회로기판(102) 상에 실장된 발광 다이오드(1)의 캐소드(cathode)와 전기적으로 접속되고, 상기 와이어(105)가 관통하는 제 1 홀(104a)이 형성되어 외부에 상기 발광 다이오드 구동부(103)를 고정하는 금속 재질의 케이스(104); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 발광 다이오드 구동부(103)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 펄스폭 변조 신호를 출력하는 출력 제어부(103a); 상기 출력 제어부(103a)로부터의 제 1 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 입력전압(Vcc)을 증폭하여 출력하는 승압회로(103b); 및 상기 승압회로(103b)의 출력 전압을 평활시켜 출력하는 평활회로(103c); 를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 승압회로(103b)는, 입력전압(Vcc)이 인가되는 인덕터(L11); 및 소스 전극은 상기 인덕터(L11)에 접속되고 드레인 전극은 기저전압 단자에 접속되고 게이트 전극은 출력제어부(103a)로부터 제 1 펄스폭 변조 신호를 입력받는 제 1 스위치 소자(S11); 를 포함하여 구성되며, 상기 평활회로(103c)는, 상기 인덕터(L11)와 제 1 스위치 소자(S11)의 소스 전극에 접속된 다이오드(D11); 및 상기 다이오드(D11)의 캐소드와 기저전압 단자 사이에 접속된 커패시터(C11); 를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 발광 다이오드 구동부(103)는, 상기 다이오드(D11)의 캐소드와 커패시터의 접속점인 제 1 노드(n11)와 접속된 제 1 저항(R11); 상기 제 1 저항(R11)의 양단에서 검출한 전압의 차를 출력하는 증폭기(Amp21); 를 더 포함하여 구성되며, 상기 출력제어부(103a)는 증폭기(Amp21)의 출력인 제 1 저항(R11) 양단의 전압차를 이용하여 발광 다이오드(101)에 흐르고 있는 전류값을 알아내어 발광 다이오드(101)에 흐르고 있는 전류값을 원하는 전류값으로 변경하기 위하여 제 1 스위치 소자(S11)에 인가되는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프(on/off) 듀티비(duty rate)를 조절한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면에 상세히 도시하지는 않았지만, 상기 액정패널(미도시)은 상부기판인 컬러필터 기판과 하부기판인 박막 트랜지스터 어레이 기판으로 구성되며, 상기 두 기판 사이에는 액정층(미도시)이 형성되어 있다.
상기 액정패널의 하부의 적어도 일측에는 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광 다이오드(101)가 적어도 하나의 어레이를 이루도록 배치되어 있으며, 이러한 다수의 발광 다이오드(101)는 인쇄회로기판(102) 상에 실장된다.
상기 인쇄회로기판(102) 상에는 발광 다이오드(101)의 애노드와 전기적으로 연결되는 구동전압 배선이 형성되어 있고, 상기 발광 다이오드(101)의 애노드는 구동전압 배선과 전기적으로 연결된 와이어(105)를 통해 발광 다이오드 구동부(103)로부터 구동전압을 인가받는데, 이와 같은 발광 다이오드 구동부(103)의 내부 구성에 대한 상세한 설명은 아래에서 도 7을 참조하여 하도록 한다.
상기 액정패널의 하부에는 상기 발광 다이오드(101)로부터 방출되는 광이 입사되는 입광면이 적어도 하나가 구비된 도광판(106)이 형성되며, 상기 도광판(106)은 발광 다이오드(101)로부터 방출되어 입광면을 통해 입사된 광을 변환하여 액정패널 방향으로 안내한다.
상기 도광판(106)의 상부에는 다수의 시트를 포함하는 광학시트(미도시)가 배치되는데, 상기 광학시트는 도광판(106)으로부터의 광을 확산시키는 확산시트와, 상기 확산시트로부터의 광을 집광하는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트를 보호하는 보호시트를 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 광학시트의 구성은 필요에 따라 충분히 변경가능하다.
상기 도광판(106)의 하부에는 도광판(106)의 하부로 누설되는 광을 도광판(106)의 내부로 반사시켜 광의 손실을 줄이는 반사시트(107)가 배치된다.
상기 케이스(104)는 금속을 재료로 하여 형성되며, 내부 측면 또는 내부 바닥면에 인쇄회로기판(102)을 고정하되 인쇄회로기판(102) 상에 실장된 발광 다이오드(101)의 캐소드와 전기적으로 접속된다. 그리고, 상기 케이스(104)에는 발광 다이오드 구동부(103)와 인접한 영역에 제 1 홀(104a)이 형성되는데, 상기 제 1 홀(104a)은 인쇄회로기판(102) 상에 실장된 발광 다이오드(101)의 애노드와 발광 다이오드 구동부(103)를 서로 전기적으로 연결하는 와이어(105)가 관통하며, 이로써 발광 다이오드 구동부(103)는 케이스(104)의 외부에 배치되어 고정되게 된다.
상기 인쇄회로기판(102) 상에는 발광 다이오드(101)의 캐소드와 연결되는 기저전압 배선이 형성되어 있고, 상기 인쇄회로기판(102) 중에서 기저전압 배선에 대응되는 영역에는 제 2 홀(102a)이 형성되어 있으며, 상기 인쇄회로기판(102) 상의 기저전압 배선은 상기 제 2 홀(102a)을 통해 스크류(screw) 체결 방법을 이용하여 케이스(104)와 전기적으로 연결되며, 이로써 발광 다이오드(101)의 캐소드는 케이스와 전기적으로 접속되게 된다.
상기 인쇄회로기판(102) 상의 기저전압 배선과 케이스(104)를 전기적으로 연결하기 위한 방법은 다양하지만, 일 예로서 도 4에 도시한 바와 같이 케이스(104)의 내부면으로부터 돌출되어 형성된 볼트(104a)에 인쇄회로기판(102)의 제 2 홀(102a)을 체결하고 상기 볼트(104a)의 단부에 너트(108)를 체결하는 방법이 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 인쇄회로기판(102) 상의 기저전압 배선과 케이스(104)를 전기적으로 연결하는 방법은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 적용하는 것이 가능하다.
상기 인쇄회로기판(102) 상에 실장된 다수의 발광 다이오드(101)는 하나의 어레이를 이루도록 구성되거나 또는 둘 이상의 어레이를 이루도록 구성될 수 있는데, 도 5에 도시한 바와 같이 하나의 어레이를 이루도록 구성된 경우에 인쇄회로기판(102) 상에는 기저전압 배선에 대응되는 영역에 하나의 제 2 홀(102a)이 형성되고 전원전압 배선에 대응되는 영역에 하나의 소켓(102b), 즉 내부에 나사산이 형성된 홀이 형성되며, 도 6에 도시한 바와 같이 복수 개의 어레이를 이루도록 구성된 경우에 인쇄회로기판(112) 상에는 기저전압 배선에 대응되는 영역마다 제 3 홀(112a)이 형성되고, 각 어레이를 이루는 발광 다이오드(111)의 애노드는 서로 연결되며, 전원전압 배선에 대응되는 영역에는 하나의 소켓(112b), 즉 내부에 나사산이 형성된 홀이 형성된다.
상기에서 본 발명을 설명함에 있어서 인쇄회로기판 상에 형성되어 발광 다이오드의 캐소드와 접속된 기저전압 배선은 케이스와 연결된 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 인쇄회로기판 상의 기저전압 배선은 액정표시장치를 구성하고 있는 금속으로 이루어진 여타의 구성요소에 접속되는 등 다양한 예가 가능할 것이다.
이하, 상기 다수의 발광 다이오드(101)를 구동하기 위한 발광 다이오드 구동부(103)의 구성에 대하여 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7을 참조하면, 상기 발광 다이오드 구동부(103)는 제 1 및 제 2 펄스폭 변조 신호를 출력하는 출력 제어부(103a)와, 상기 출력 제어부(103a)로부터의 제 1 펄스폭 변조 신호를 이용하여 입력전압(Vcc)을 증폭하여 출력하는 승압회로(103b)와, 상기 승압회로(103b)의 출력 전압을 평활시켜 발광 다이오드(101)의 애노드에 인가하는 평활회로(103c)를 포함하여 구성된다.
상기 승압회로(103b)는 인덕터(L11)와 제 1 스위치 소자(S11)를 포함하여 구성되며, 상기 인덕터(L11)는 입력전압이 인가되며, 상기 제 1 스위치 소자(S11)는 소스 전극이 상기 인덕터(L11)에 접속되고 드레인 전극이 기저전압 단자에 접속되고 게이트 전극이 출력제어부(103a)로부터의 제 1 펄스폭 변조 신호를 입력받는다. 여기서, 상기 제 1 스위치 소자(S11)는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 (metal oxide semiconductor field effect transistor; MOSFET)일 수 있다.
상기 평활회로(103c)는 다이오드(D11)와 커패시터(C11)를 포함하여 구성되며, 상기 다이오드(D11)는 애노드가 인덕터(L11)와 제 1 스위치 소자(S1)의 소스 전극에 접속되며, 상기 커패시터(C11)는 상기 다이오드(D11)의 캐소드와 기저전압 단자 사이에 접속된다.
그리고, 상기 발광 다이오드 구동부(103)는 발광 다이오드(101)에 흐르고 있는 전류값을 알아내어 발광 다이오드(101)에 흐르는 전류를 원하는 전류값으로 변경하기 위하여 제 1 저항(R11)과 증폭기(Amp11)를 추가로 구비한다.
상기 제 1 저항(R11)은 다이오드(D11)의 캐소드와 커패시터(C11)의 접속점인 제 1 노드(n11)와 접속되며, 상기 증폭기(Amp11)는 제 1 저항(R11)의 양단에서 검 출한 전압의 차를 출력제어부(103a)로 출력하며, 상기 출력제어부(103a)는 증폭기(Amp11)로부터 입력된 제 1 저항(R11) 양단의 전압 차를 이용하여 발광 다이오드(101)에 흐르고 있는 전류값을 알아내고 그 전류값을 원하는 레벨로 변경하기 위하여 제 1 스위치 소자(S11)에 인가하는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절한다.
그리고, 상기 발광 다이오드 구동부(103)는 발광 다이오드(101)에 인가되는 전압을 알아내어 과전압이 인가되고 있다고 판단되는 경우에 발광 다이오드(101)에 인가되는 전압을 낮추어 정상 범위로 변경시키기 위하여 제 2 저항(R12)과 제 3 저항(R13)을 추가로 구비한다.
상기 제 2 저항(R12)은 제 1 노드(n11)에 연결되며, 제 3 저항(R13)은 제 2 저항(R12)과 기저전압 단자 사이에 접속되며, 출력제어부(103)는 제 2 저항(R12)과 제 3 저항(R13)의 접속점으로부터 검출한 전압이 과전압이라고 판단되면 제 1 스위치 소자(S11)에 인가하는 제 2 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절하여 발광 다이오드(101)에 정상 전압이 공급되도록 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 상술한 바와 같은 제 1 실시예에 더하여, 발광 다이오드(101)로부터 방출되는 광의 휘도를 사용자가 원하는 레벨로 변경시키려는 등의 목적을 수행하기 위하여 발광 다이오드 구동부(103)에 디밍 기능이 추가로 부여된 제 2 실시예도 가능하며, 이러한 디밍 기능을 위해서는 도 8에 도시한 바와 같이 제 2 스위치 소자(S22), 제 3 스위치 소자(S23), 제 4 저항(R24) 및 제 5 저 항(R25)을 추가로 구비한다.
즉, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 액정표시장치에 구비된 발광 다이오드 구동부(113)는, 제 1 및 제 2 펄스폭 변조 신호를 출력하는 출력 제어부(113a); 상기 출력 제어부(113a)로부터의 제 1 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 입력전압(Vcc)을 증폭하여 출력하는 승압회로(113b); 및 상기 승압회로(113b)의 출력 전압을 평활시켜 출력하는 평활회로(113c); 를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 승압회로(113b)는, 입력전압(Vcc)이 인가되는 인덕터(L21); 및 소스 전극은 상기 인덕터(L21)에 접속되고 드레인 전극은 기저전압 단자에 접속되고 게이트 전극은 출력제어부(113a)로부터 제 1 펄스폭 변조 신호를 입력받는 제 1 스위치 소자(S21); 를 포함하여 구성되며, 상기 평활회로(113c)는, 상기 인덕터(L21)와 제 1 스위치 소자(S21)의 소스 전극에 접속된 다이오드(D21); 및 상기 다이오드(D21)의 캐소드와 기저전압 단자 사이에 접속된 커패시터(C21); 를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 발광 다이오드 구동부(113)는, 상기 다이오드(D21)의 캐소드와 커패시터(C21)의 접속점인 제 1 노드(n21)와 접속된 제 1 저항(R21); 상기 제 1 저항(R21)의 양단에서 검출한 전압의 차를 출력하는 증폭기(Amp21); 를 포함하여 구성되며, 상기 출력제어부(113a)는 증폭기(Amp21)의 출력인 제 1 저항(R21) 양단의 전압차를 이용하여 발광 다이오드(121)에 흐르고 있는 전류값을 알아내어 발광 다이오드(121)에 흐르고 있는 전류값을 원하는 전류값으로 변경하기 위하여 제 1 스위치 소자(S21)에 인가되는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절한다.
또한, 상기 발광 다이오드 구동부(113)는, 게이트 전극이 제 4 저항(R24)을 통해 상기 제 1 노드(n21)에 접속되고 소스 전극이 제 1 저항(R21)에 접속되고 드레인 전극이 발광 다이오드(121)의 애노드에 접속된 제 2 스위치 소자(S22); 및 게이트 전극은 출력 제어부(113a)로부터의 제 2 펄스폭 제어 신호가 인가되고 소스 전극은 제 2 스위치 소자(S22)의 게이트 전극에 접속되고 드레인 전극은 제 5 저항(R25)을 통해 기저전압 단자에 접속된 제 3 스위치 소자(S23); 를 추가로 구비하며, 상기 출력제어부(113a)는 상기 제 3 스위치 소자(S23)에 인가하는 제 2 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절하여 발광 다이오드(121)로부터 방출되는 광의 밝기를 변경한다. 여기서, 상기 제 2 스위치 소자(S22)는 p형 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터이고 제 3 스위치 소자(S23)는 n형 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터일 수 있으며, 또는 상기 제 2 스위치 소자(S22)는 n형 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터이고 제 3 스위치 소자(S23)는 p형 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터일 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 인쇄회로기판 상에 형성되어 다수의 발광 다이오드의 캐소드와 연결된 기저전압 배선이 금속 재질의 케이스에 접속되므로, 상기 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판과 발광 다이오드 구동부를 전기적으로 연결하기 위해서는 발광 다이오드의 애노드와 연결된 구동전압 배선과 발광 다이오드 구동부를 전기적으로 연결하는 와이어 하나만 구비하면 되므로, 발광 다이오드와 발광 다이오드 구동부간의 전기적 연결을 위한 와이어의 수를 최소화할 수 있으며, 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하기 위한 증폭기 및 제 1 저항은 발열 문제를 일으키지 않으므로 발광 다이오드 구동부의 발열이 최소화되며, 상기 전류 센싱 및 전압 센싱 기능을 포함하고 있으므로 발광 다이오드를 안정적으로 구동할 수 있어, 액정패널에 구현된 화면의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 발광 다이오드, 인쇄회로기판 및 발광 다이오드 구동부를 도시한 사시도.
도 3은 도 1의 발광 다이오드 구동부의 내부 구성을 발광 다이오드와 함께 도시한 회로도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 발광 다이오드와 인쇄회로기판을 도시한 도면으로서, 인쇄회로기판 상에 실장된 다수의 발광 다이오드가 하나의 어레이를 이루는 경우를 도시한 사시도.
도 6은 도 4의 발광 다이오드와 인쇄회로기판을 도시한 도면으로서, 인쇄회로기판 상에 실장된 다수의 발광 다이오드가 두 어레이를 이루는 경우를 도시한 사시도.
도 7은 도 4의 발광 다이오드 구동부의 내부 구성을 발광 다이오드와 함께 도시한 회로도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 발광 다이오드 구동부를 도시한 회로도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
101, 111, 127 : 발광 다이오드 102, 112 : 인쇄회로기판
102a, 112a : 제 2 홀 102b, 112b : 소켓
103, 123 : 발광 다이오드 구동부 103a, 113a : 출력제어부
104 : 케이스 104a : 볼트
105 : 와이어 106 : 도광판
107 : 반사시트 108 : 너트
VCC : 입력전압 L11, L21 : 인덕터
D11, D21 : 다이오드 C11, C21 : 커패시터
n11, n21 : 제 1 노드 Amp11, Amp21 : 증폭기
S11, S21 : 제 1 스위치 소자 S22 : 제 2 스위치 소자
S23 : 제 3 스위치 소자 R11,R21 : 제 1 저항
R12, R22 : 제 2 저항 R13,R23 : 제 3 저항
R24 : 제 4 저항 R25 : 제 5 저항

Claims (11)

  1. 액정패널;
    인쇄회로기판에 실장되며, 액정패널의 하부에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광 다이오드;
    상기 발광다이오드의 애노드에 와이어를 통해 구동 전압을 인가하는 발광 다이오드 구동부; 및
    내부에는 상기 인쇄회로기판을 고정하되 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 다이오드의 캐소드와 전기적으로 접속되고, 상기 와이어가 관통하는 제 1 홀이 형성되어 외부에 상기 발광 다이오드 구동부를 고정하는 금속 재질의 케이스;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판에는 상기 발광 다이오드의 캐소드와 연결되는 기저전압 배선이 형성되어 있고, 상기 인쇄회로기판 중에서 기저전압 배선에 대응되는 영역에 제 2 홀이 형성되어 있으며, 상기 인쇄회로기판 상의 기저전압 배선은 상기 제 2 홀을 통해 스크류 체결 방법을 이용하여 케이스와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 복수의 어레이를 이루고, 각 발광다이오드 어레이의 애노드는 서로 연결되어 있으며, 상기 발광 다이오드 어레이의 캐소드와 연결되는 기저전압 배선에 대응하는 영역 각각에는 제 3 홀이 형성되어 있고, 상기 케이스는 상기 제 3 홀을 통해 스크류 체결방법을 이용하여 인쇄회로기판 상의 기저전압 배선과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 구동부는,
    제 1 및 제 2 펄스폭 변조 신호를 출력하는 출력 제어부;
    상기 출력 제어부로부터의 제 1 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 입력전압을 증폭하여 출력하는 승압회로; 및
    상기 승압회로의 출력 전압을 평활시켜 출력하는 평활회로;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 승압회로는, 입력전압이 인가되는 인덕터; 및 소스 전극은 상기 인덕터에 접속되고 드레인 전극은 기저전압 단자에 접속되고 게이트 전극은 출력제어부로부터 제 1 펄스폭 변조 신호를 입력받는 제 1 스위치 소자; 를 포함하여 구성되며,
    상기 평활회로는, 상기 인덕터와 제 1 스위치 소자의 소스 전극에 접속된 다이오드; 및 상기 다이오드의 캐소드와 기저전압 단자 사이에 접속된 커패시터; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 스위치 소자는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 (metal oxide semiconductor field effect transistor; MOSFET)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 구동부는,
    상기 다이오드의 캐소드와 커패시터의 접속점인 제 1 노드와 접속된 제 1 저항;
    상기 제 1 저항의 양단에서 검출한 전압의 차를 출력하는 증폭기;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 출력제어부는 증폭기의 출력인 제 1 저항 양단의 전압차를 이용하여 발광 다이오드에 흐르고 있는 전류값을 알아내어 발광 다이오드에 흐르고 있는 전류값을 원하는 전류값으로 변경하기 위하여 제 1 스위치 소자에 인가되는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 노드에 연결된 제 2 저항과, 상기 제 2 저항과 기저전압 단자 사이에 접속된 제 3 저항을 추가로 구비하며,
    상기 출력제어부는 상기 제 2 저항과 제 3 저항의 접속점으로부터 검출한 전압이 과전압이라고 판단되면 제 1 스위치 소자에 인가하는 제 1 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절하여 발광 다이오드에 인가되는 전압을 낮추는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 구동부는,
    게이트 전극은 제 4 저항을 통해 상기 제 1 노드에 접속되고 드레인 전극은 발광 다이오드의 애노드에 접속되고 소스 전극은 제 1 저항에 접속된 제 2 스위치 소자; 및
    게이트 전극은 출력 제어부로부터의 제 2 펄스폭 제어 신호가 인가되고 드레인 전극은 제 5 저항을 통해 기저전압 단자에 접속되고 소스 전극은 제 2 스위치 소자의 게이트 전극에 접속되는 제 3 스위치 소자;
    를 추가로 구비하며,
    상기 출력제어부는 상기 제 3 스위치 소자에 인가하는 제 2 펄스폭 변조 신호의 온/오프 듀티비를 조절하여 발광 다이오드로부터 방출되는 광의 밝기를 변경하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 스위치 소자는 p형 모스 전계효과 트랜지스터이고, 제 3 스위치 소자는 n형 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 스위치 소자는 n형 모스 전계효과 트랜지스터이고, 제 3 스위치 소자는 p형 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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KR20160067292A (ko) * 2014-12-03 2016-06-14 엘지디스플레이 주식회사 발광제어장치 및 액정표시장치

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