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KR101221210B1 - 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛 및 그의 구동방법 - Google Patents

액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛 및 그의 구동방법 Download PDF

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KR101221210B1
KR101221210B1 KR1020060032654A KR20060032654A KR101221210B1 KR 101221210 B1 KR101221210 B1 KR 101221210B1 KR 1020060032654 A KR1020060032654 A KR 1020060032654A KR 20060032654 A KR20060032654 A KR 20060032654A KR 101221210 B1 KR101221210 B1 KR 101221210B1
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South Korea
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light emitting
emitting diode
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송재훈
천병순
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엘지디스플레이 주식회사
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

본 발명은 발광다이오드들에 의해 발생되는 액정표시소자의 색온도를 임의로 조절할 수 있는 하이브리드 백라이트 유닛을 제공하는 것으로, 입력 전압을 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버; 상기 발광다이오드 드라이버로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들; 사용자에 의해 설정된 색온도 레벨에 맞는 색온도를 발생하도록 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 색온도를 제어하기 위한 색온도 제어수단; 및 상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들로 공급하는 구동전압 가변수단을 포함하고, 상기 구동전압 가변수단은 상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 일측단에 공급하는 제 1 구동전압 가변부; 및 상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 타측단에 공급하는 제 2 구동전압 가변부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
액정표시소자, 백라이트, 발광다이오드, 색온도

Description

액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛 및 그의 구동 방법{Hybrid backlight unit of LCD and drive method thereof}
도 1은 일반적인 액정표시소자에 형성된 픽셀의 등가 회로도.
도 2는 일반적인 액정표시소자의 구성도.
도 3은 종래의 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구성도.
도 4는 종래의 액정표시소자의 하이브르드 백라이트 유닛에 구비되는 발광다이오드 스트링들의 배치상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구성도.
도 6은 본 발명의 액정표시소자의 하이브르드 백라이트 유닛에 구비되는 발광다이오드 스트링들의 배치상태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구동 방법에 대한 흐름도.
본 발명은 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 발광다이오드들에 의해 발생되는 액정표시소자의 색온도를 임의로 조절할 수 있는 하이브리드 백라이트 유닛 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
액정표시소자는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하며, 그리고 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시소자는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는, 디지털 입력 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.
TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.
액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.
스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이 때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 픽셀들을 구비하는 종래의 액정표시소자의 구성을 대하여 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2는 일반적인 액정표시소자의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 액정표시소자(100)는, 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 게이트라인(GL1 내지 GLn)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 액정표시패널(110)의 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리(150)와, 백라이트 어셈블리(150)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(160)와, 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(170)와, 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(130)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(180)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(190)를 구비한다.
액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 액정표시패널(110)의 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인(GL1 내지 GLn)을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. TFT의 턴-온시 데이터라인(DL1 내지 DLm) 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다. 이때, 게이트 구동 부(130)는 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다.
감마기준전압 발생부(140)는 액정표시패널(110)로 공급되는 전원전압 중에 가장 높은 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.
백라이트 어셈블리(150)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 인버터(160)로부터 공급되는 교류 전압과 전류에 의해 발광되어 광을 액정표시패널(110)의 각 픽셀로 조사한다.
인버터(160)는 내부에 발생되는 구형파신호를 삼각파신호로 변화시킨 후 삼각파신호와 상기 시스템으로부터 공급되는 직류 전원전압(VCC)을 비교하여 비교결과에 비례하는 버스트디밍(Burst Dimming)신호를 발생한다. 이렇게 내부의 구형파신호에 따라 결정되는 버스트디밍신호가 발생되면, 인버터(160) 내에서 교류 전압과 전류의 발생을 제어하는 구동 IC(미도시)는 버스트디밍신호에 따라 백라이트 어셈블리(150)에 공급되는 교류 전압과 전류의 발생을 제어한다.
공통전압 발생부(170)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 액정셀(Clc)들의 공통전극에 공급한다.
게이트구동전압 발생부(180)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 게이트구동전압 발생부(180)는 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 TFT의 문턱전압 이상이 되는 게이트 하이전압(VGH)을 발생하고 TFT의 문턱전압 미만이 되는 게이트 로우전압(VGL)을 발생한다. 이렇게 발생된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)은 각각 게이트 구동부(130)에 의해 발생되는 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정하는데 이용된다.
타이밍 컨트롤러(190)는 디지털 비디오 카드(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하고, 게이트구동 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함한다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 종래의 액정표시소자는 다수의 발광다이오드 스트링들과 다수의 램프들을 구비한 하이브리드 백라이트 유닛을 구비하고 있으며, 이러한 종래의 하이브리드 백라이트 유닛에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 종래의 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구성도로서, 다수의 발광다이오드 스트링들과 그의 구동 장치를 나타낸 것이다. 단, 하이브리드 백라이트 유닛의 램프들은 본 발명의 특징과 대비되지 않기 때문에 생략한다.
도 3을 참조하면, 종래의 하이브리드 백라이트 유닛(200)은, 상용 전원(예를 들어, 교류전압(AC) 220V)을 직류전압(DC)으로 변환하기 위한 정류부(210)와, 정류부(210)에 의해 변화된 직류전압에 실린 리플을 제거하기 위한 평활부(220)와, 평활부(220)로부터 출력된 직류전압의 역률을 교정하여 직류전압(DC) 400V를 출력하기 위한 역률 교정부(230)와, 역률 교정부(230)로부터 출력된 직류전압(DC) 400V을 직류전압(DC) 24V로 변환시켜 인버터(160)로 출력하는 DC/DC 컨버터(240)와, DC/DC 컨버터(240)로부터 인가되는 DC 400V를 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 다수의 발광다이오드 스트링들(260)에 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버(250)를 구비한다.
여기서, 다수의 발광다이오드 스트링들(260)은 각각, 직렬 연결된 다수의 발광다이오드들(LED1)로 이루어지며, 특히 다수의 발광다이오드들(LED1)은 모두 동일한 피크파장을 갖되, 490nm 피크파장을 갖는다. 이러한 다수의 발광다이오드 스트링들(260)는 도 4에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 일정 간격을 두고 이격되어 배치되며, 또한 다수의 발광다이오드들(LED1)도 수평 방향으로 일정 간격을 두고 이격되어 배치된다.
정류부(210)는 상용 전원(예를 들어, 교류전압(AC) 220V)을 직류전압(DC)으로 변환하여 평활부(220)로 공급하며, 이 정류 과정에서 승압이 이루어지기 때문에 상용 전원이 AC 220V인 경우 대략 DC 331V가 평활부(220)에 공급된다.
평활부(220)는 정류부(210)에 의해 정류된 직류전압(DC 331V)에 실린 리플을 제거하여 직류 성분만으로 이루어진 DC 331V를 역률 교정부(230)에 인가하는 것으로, 이 평활 과정에서 직류 성분만을 통과시키고 교류 성분을 흡수하여 제거한다.
역률 교정부(230)는 평활부(220)로부터 인가되는 직류전압(DC 331V)의 역률 교정하여 전압과 전류의 위상차를 제거함과 아울러 DC 400V를 발광다이오드 드라이버(250)에 공급한다. 이러한 역률 교정부(230)는 각 나라 별로 사용되는 상용 전원이 다르기 때문에 상용 전원의 크기에 관계없이 항상 일정한 직류전압(DC 400V)을 발광다이오드 드라이버(250)에 공급하기 위한 것이다.
DC/DC 컨버터(240)는 역률 교정부(230)로부터 출력된 직류전압(DC) 400V을 직류전압(DC) 24V로 변환시켜 발광다이오드 드라이버(250)로 공급한다.
발광다이오드 드라이버(250)는 DC/DC 컨버터(240)로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)을 직류 저전압(DC 35V)으로 변환시켜 다수의 발광다이오드 스트링들(260)에 공급한다.
여기서, 정류부(210), 평활부(220), 역률 교정부(230) 및 DC/DC 컨버터(240)는 액정표시소자(100)에 구비되는 것이 아니고 액정표시소자(100)가 적용되는 모니터나 텔레비젼 수상기 등의 시스템의 파워보드(미도시)에 구비되고, 이에 반하여 다수의 발광다이오드 스트링들(260)은 액정표시소자(100)에 구비된다.
상기한 바와 같이 다수의 발광다이오드 스트링들(260)은 동일한 피크파장을 갖는 발광다이오드들로 이루어짐과 아울러 다수의 발광다이오드 스트링들(260)에는 항상 일정한 전압이 공급되고 있기 때문에, 다수의 발광다이오드 스트링들(260)에 의해 나타나는 화면 상의 색온도는 항상 일정하다. 이로 인하여, 종래의 하이브리드 백라이트 유닛은 소비자들의 취향에 맞는 색온도를 제공할 수 없었을 뿐만 아니라, 바이어들이 색온도의 변경을 요구할 경우 다른 피크파장을 갖는 발광다이오들 을 새로이 설치해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 발광다이오드들에 의해 발생되는 액정표시소자의 색온도를 임의로 조절할 수 있는 하이브리드 백라이트 유닛 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 발광다이오드들에 의해 발생되는 액정표시소자의 색온도를 임의로 조절함으로써, 사용자의 취향에 적합한 색온도를 표시할 수 있는 하이브리드 백라이트 유닛 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 발광다이오드들에 의해 발생되는 액정표시소자의 색온도를 제조 단계에서 임의로 설정함으로써, 바이어 등이 요구한 색온도를 손쉽게 설정할 수 있는 하이브리드 백라이트 유닛 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력 전압을 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버; 상기 발광다이오드 드라이버로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들; 사용자에 의해 설정된 색온도 레벨에 맞는 색온도를 발생하도록 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 색온도를 제어하기 위한 색온도 제어수단; 및 상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출 력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들로 공급하는 구동전압 가변수단을 포함한다.
상기 구동전압 가변수단은, 상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 일측단에 공급하는 제 1 구동전압 가변부; 및 상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 타측단에 공급하는 제 2 구동전압 가변부를 포함한다.
상기 제 1 구동전압 가변부는, 상기 발광다이오드 드라이버의 제 1 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 일측단 사이에 접속된 제 1 가변저항을 포함한다.
상기 제 2 구동전압 가변부는, 상기 발광다이오드 드라이버의 제 2 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 타측단 사이에 접속된 제 2 가변저항을 포함한다.
상기 색온도 제어수단은 현재의 색온도보다 높은 색온도 레벨이 설정되면 상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값을 감소시키고, 현재의 색온도보다 낮은 색온도 레벨이 설정되면 상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 발광다이오드 스트링들은 각각, 직렬 연결된 다수의 제 1 발광다이오드들과 다수의 제 2 발광다이오드들로 이루어지되, 상기 제 1 및 제 2 발광 다이오드가 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 발광다이오드는 상기 제 2 발광다이오드보다 긴 피크파장을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 발광다이오드는 490nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 발광다이오드는 430nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 입력 전압을 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버; 상기 발광다이오드 드라이버로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들; 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시키기 위하여, 상기 발광다이오드 드라이버의 제 1 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 일측단 사이에 연결된 제 1 가변저항; 및 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시키기 위하여, 상기 발광다이오드 드라이버의 제 2 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 타측단 사이에 연결된 제 2 가변저항을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값이 감소되면 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 색온도가 증가되고, 상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값이 증가되면 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 색온도가 감소되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 입력 전압을 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버; 상기 발광다이오드 드라이버로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들을 구비하되, 상 기 다수의 발광다이오드 스트링들은 각각, 직렬 연결된 다수의 제 1 발광다이오드들과 다수의 제 2 발광다이오드들로 이루어지며, 서로 다른 피크파장을 갖는 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드가 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 제 1 발광다이오드는 490nm 피크파장을 갖고, 상기 제 2 발광다이오드는 430nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발광다이오드 스트링들이 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되고 있는 상태에서, 현재 설정된 색온도 레벨과 다른 색온도 레벨이 새로 입력되면, 입력된 현재 설정된 색온도 레벨을 삭제함과 아울러 새로 입력된 색온도 레벨을 설정하는 단계; 새로 설정한 색온도 레벨이 삭제된 색온도 레벨보다 높은지를 판단하는 단계; 판단결과에 따라 새로 설정한 색온도 레벨이 삭제된 색온도 레벨보다 높으면, 새로 설정한 색온도 레벨에 비례하여 상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 증가시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들에 공급하는 단계; 및 판단결과 새로 설정한 색온도 레벨이 삭제된 색온도 레벨보다 낮으면, 새로 설정한 색온도 레벨에 비례하여 상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 감소시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들에 공급하는 단계를 포함한다.
상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 증가시켜 공급하는 단계에서, 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 양측단에 접속된 가변저항들의 가변 저항값을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 감소시켜 공급하는 단계에서, 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 양측단에 접속된 가변저항들의 가변 저항값을 증가 시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구성도이다. 단, 본 발명의 하이브리드 백라이트 유닛(300)도 정류부(210), 평활부(220), 역률 교정부(230) 및 DC/DC 컨버터(240)를 구비하지만, 본 발명의 기술적 특징을 보다 명확히 드러내기 위하여, 도 5에서는 정류부(210), 평활부(220), 역률 교정부(230) 및 DC/DC 컨버터(240)를 생략하고 도시한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 하이브리드 백라이트 유닛(300)은, DC/DC 컨버터(240)로부터 인가되는 DC 400V를 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버(250)와, 발광다이오드 드라이버(250)로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들(310)과, 사용자에 의해 설정되는 색온도 레벨에 맞는 색온도를 발생하도록 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 색온도를 제어하기 위한 색온도 제어부(320)와, 색온도 제어부(320)의 제어에 따라 발광다이오드 드라이버(250)로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 일측에 공급하는 제 1 구동전압 가변부(330)와, 색온도 제어부(320)의 제어에 따라 발광다이오드 드라이버(250)로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 타측에 공급하는 제 2 구동전압 가변부(340)를 구비한다.
발광다이오드 드라이버(250)는 DC/DC 컨버터(240)로부터 공급되는 직류 고전압(DC 400V)을 직류 저전압(DC 35V)으로 변환시켜 다수의 발광다이오드 스트링들(310)에 공급하는데, 여기서 발광다이오드 드라이버(250)의 제 1 출력단을 통해 출력되는 발광다이오드 구동전압은 제 1 구동전압 가변부(330)를 통해 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 일측단으로 공급되고, 발광다이오드 드라이버(250)의 제 2 출력단을 통해 출력되는 발광다이오드 구동전압은 제 2 구동전압 가변부(340)를 통해 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 타측단으로 공급된다.
다수의 발광다이오드 스트링들(310)은 각각, 직렬 연결된 다수의 제 1 발광다이오드들(LED2)과 다수의 제 2 발광다이오드들(LED3)로 이루어지되, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 발광다이오드(LED2)와 제 2 발광다이오드(LED3)가 교대로 배치되며, 특히 다수의 제 1 발광다이오드들(LED2)은 490nm 피크파장을 갖고, 다수의 제 2 발광다이오드들(LED3)은 430nm 피크파장을 갖는다. 이렇게 본 발명은 상대적으로 긴 피크파장(490nm)을 갖는 제 1 발광다이오드(LED2)와 상대적으로 짧은 피크파장(430nm)을 갖는 제 2 발광다이오드(LED3)를 교대로 배치하는 것을 특징으로 한다.
이러한 다수의 발광다이오드 스트링들(310)은 제 1 및 제 2 구동전압 가변부(330, 340)를 통해 양측단으로 동시에 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광한다. 특히, 본 발명에서는 제 1 및 제 2 구동전압 가변부(330, 340)를 이용하여 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시키고 있기 때문에, 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 색온도가 제 1 및 제 2 구동전압 가변부(330, 340)에 의해 가변되는 발광다이오드 구동전압의 레벨에 따라 가변된다.
또한, 본 발명은 긴 피크파장(490nm)을 갖는 제 1 발광다이오드(LED2)와 짧은 피크파장(430nm)을 갖는 제 2 발광다이오드(LED3)를 교대로 배치함으로써, 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 색온도가 보다 더 효율적으로 가변되도록 하는 특징을 갖는다.
색온도 제어부(320)는 사용자에 의해 입력되는 색온도 레벨을 설정하고 이 색온도 레벨에 맞는 색온도가 표시되도록 하기 위하여, 설정된 색온도 레벨에 따라 제 1 및 제 2 구동전압 가변부(330, 340)의 가변 저항값을 가변시킨다. 여기서, 사용자는 원격 제어신호를 발생하는 리모콘(미도시) 등을 이용하여 색온도 레벨을 입력할 수 있으며, 또한 사용자 버튼(미도시)를 눌러서 색온도 레벨을 입력할 수 있다.
제 1 구동전압 가변부(330)는 발광다이오드 드라이버(250)의 제 1 출력단과 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 일측단 사이에 접속된 가변저항(VR1)으로 구성된다. 이러한 가변저항(VR1)은 색온도 제어부(320)에 의해 가변되거나 사용자에 의해 가변되는데, 만일 제품이 소비자에게 판매된 상태에서 소비자에 의해 가변되는 경우 가변저항(VR1)의 가변저항값은 색온도 제어부(320)에 의해 가변되며, 그리고 제품의 제조 단계에서 가변되는 경우 가변저항(VR1)의 가변저항값은 제조자에 의해 직접 가변된다.
제 2 구동전압 가변부(340)는 발광다이오드 드라이버(250)의 제 2 출력단과 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 타측단 사이에 접속된 가변저항(VR2)으로 구 성된다. 이러한 가변저항(VR2)은 색온도 제어부(320)에 의해 가변되거나 사용자에 의해 가변되는데, 만일 제품이 소비자에게 판매된 상태에서 소비자에 의해 가변되는 경우 가변저항(VR2)의 가변저항값은 색온도 제어부(320)에 의해 가변되며, 그리고 제품의 제조 단계에서 가변되는 경우 가변저항(VR2)의 가변저항값은 제조자에 의해 직접 가변된다. 단, 가변저항들(VR1, VR2)의 가변저항값은 동일하게 가변되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 사용자가 현재의 색온도보다 높은 색온도 레벨을 입력하여 색온도 제어부(320)에 설정시키면, 색온도 제어부(320)는 가변저항들(VR1, VR2)의 가변저항값을 감소시킨다. 이렇게 가변저항들(VR1, VR2)의 가변저항값이 감소되면, 가변저항들(VR1, VR2)을 통과하는 발광다이오드 구동전압의 레벨이 감소된 가변저항값에 비례하여 증가되기 때문에, 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 색온도가 증가된 발광다이오드 구동전압의 레벨에 비례하여 높아진다.
반대로, 사용자가 현재의 색온도보다 낮은 색온도 레벨을 입력하여 색온도 제어부(320)에 설정시키면, 색온도 제어부(320)는 가변저항들(VR1, VR2)의 가변저항값을 증가시킨다. 이렇게 가변저항들(VR1, VR2)의 가변저항값이 증가되면, 가변저항들(VR1, VR2)을 통과하는 발광다이오드 구동전압의 레벨이 증가된 가변저항값에 비례하여 감소되기 때문에, 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 색온도가 감소된 발광다이오드 구동전압의 레벨에 비례하여 낮아진다.
상기한 바와 같은 구성 및 기능을 갖는 본 발명의 하이브리드 백라이트 유닛의 동작을 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구동 방법에 대한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저 발광다이오드 스트링들(310)이 발광다이오드 드라이버(250)로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되고 있는 상태에서(S710), 색온도 제어부(320)는 사용자에 의해 새로운 색온도 레벨이 입력되었는지를 판단한다(S720).
판단결과 현재의 색온도보다 높은 색온도 레벨이 입력되었으면, 색온도 제어부(320)는 현재의 색온도 레벨을 삭제함과 동시에 새로 입력된 높은 색온도 레벨을 설정한 후(S730), 새로 설정된 색온도 레벨에 비례하여 가변저항들(VR1, VR2)의 가변저항값을 감소시킨다(S740). 이에 따라 가변저항들(VR1, VR2)을 통과하는 발광다이오드 구동전압의 레벨이 감소된 가변저항값에 비례하여 증가되기 때문에, 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 색온도가 증가된 발광다이오드 구동전압의 레벨에 비례하여 높아진다(S750).
판단결과 현재의 색온도보다 낮은 색온도 레벨이 입력되었으면, 색온도 제어부(320)는 현재의 색온도 레벨을 삭제함과 동시에 새로 입력된 낮은 색온도 레벨을 설정한 후(S760), 새로 설정된 색온도 레벨에 비례하여 가변저항들(VR1, VR2)의 가변저항값을 증가시킨다(S770). 이에 따라 가변저항들(VR1, VR2)을 통과하는 발광다이오드 구동전압의 레벨이 증가된 가변저항값에 비례하여 감소되기 때문에, 다수의 발광다이오드 스트링들(310)의 색온도가 감소된 발광다이오드 구동전압의 레벨에 비례하여 높아진다(S780).
한편, 판단 과정(S720)에서 새로운 색온도 레벨이 입력되지 않았으면, 색온도 제어부(320)는 현재 가변저항들(VR1, VR2)의 가변 저항값을 유지시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 발광다이오드들에 의해 발생되는 액정표시소자의 색온도를 임의로 조절할 수 있도록 함으로써, 사용자가 원하는 색온도의 화면을 시청할 수 있도록 하고, 또한 바이어 등이 요구한 색온도를 손쉽게 설정할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 입력 전압을 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버;
    상기 발광다이오드 드라이버로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들;
    사용자에 의해 설정된 색온도 레벨에 맞는 색온도를 발생하도록 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 색온도를 제어하기 위한 색온도 제어수단; 및
    상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들로 공급하는 구동전압 가변수단을 포함하고,
    상기 구동전압 가변수단은 상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 일측단에 공급하는 제 1 구동전압 가변부; 및
    상기 색온도 제어수단의 제어에 따라 상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 타측단에 공급하는 제 2 구동전압 가변부를 포함하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동전압 가변부는,
    상기 발광다이오드 드라이버의 제 1 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 일측단 사이에 접속된 제 1 가변저항
    을 포함하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 구동전압 가변부는,
    상기 발광다이오드 드라이버의 제 2 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 타측단 사이에 접속된 제 2 가변저항
    을 포함하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 색온도 제어수단은 현재의 색온도보다 높은 색온도 레벨이 설정되면 상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값을 감소시키고, 현재의 색온도보다 낮은 색온도 레벨이 설정되면 상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 발광다이오드 스트링들은 각각, 직렬 연결된 다수의 제 1 발광다이오드들과 다수의 제 2 발광다이오드들로 이루어지되, 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드가 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 발광다이오드는 상기 제 2 발광다이오드보다 긴 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 발광다이오드는 490nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 발광다이오드는 430nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  10. 입력 전압을 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오 드 드라이버;
    상기 발광다이오드 드라이버로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들;
    상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시키기 위하여, 상기 발광다이오드 드라이버의 제 1 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 일측단 사이에 연결된 제 1 가변저항; 및
    상기 발광다이오드 드라이버로부터 출력되는 발광다이오드 구동전압의 레벨을 가변시키기 위하여, 상기 발광다이오드 드라이버의 제 2 출력단과 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 타측단 사이에 연결된 제 2 가변저항
    을 포함하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값이 감소되면 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 색온도가 증가되고,
    상기 제 1 및 제 2 가변저항의 가변저항값이 증가되면 상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 색온도가 감소되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 발광다이오드 스트링들은 각각, 직렬 연결된 다수의 제 1 발광 다이오드들과 다수의 제 2 발광다이오드들로 이루어지되, 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드가 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 발광다이오드는 상기 제 2 발광다이오드보다 긴 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 발광다이오드는 490nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 발광다이오드는 430nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  16. 입력 전압을 발광다이오드 구동전압으로 변환시켜 공급하기 위한 발광다이오드 드라이버;
    상기 발광다이오드 드라이버로부터 공급되는 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되어 발광하는 다수의 발광다이오드 스트링들을 구비하되,
    상기 다수의 발광다이오드 스트링들은 각각, 직렬 연결된 다수의 제 1 발광다이오드들과 다수의 제 2 발광다이오드들로 이루어지며, 서로 다른 피크파장을 갖는 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드가 교대로 배치되며, 제1 발광다이오드는 490nm 피크파장을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 발광다이오드는 상기 제 2 발광다이오드보다 긴 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 발광다이오드는 430nm 피크파장을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛.
  20. 발광다이오드 스트링들이 발광다이오드 구동전압에 의해 구동되고 있는 상태에서, 현재 설정된 색온도 레벨과 다른 색온도 레벨이 새로 입력되면, 입력된 현재 설정된 색온도 레벨을 삭제함과 아울러 새로 입력된 색온도 레벨을 설정하는 단계;
    새로 설정한 색온도 레벨이 삭제된 색온도 레벨보다 높은지를 판단하는 단계;
    판단결과에 따라 새로 설정한 색온도 레벨이 삭제된 색온도 레벨보다 높으면, 새로 설정한 색온도 레벨에 비례하여 상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 증가시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들에 공급하는 단계; 및
    판단결과 새로 설정한 색온도 레벨이 삭제된 색온도 레벨보다 낮으면, 새로 설정한 색온도 레벨에 비례하여 상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 감소시켜 상기 다수의 발광다이오드 스트링들에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 구동전압의 레벨은 다수의 발광다이오드 스트링들의 양측단에 접속된 가변저항들의 가변 저항값을 조절하여 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구동 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 증가시켜 공급하는 단계에서,
    상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 양측단에 접속된 가변저항들의 가변 저항값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유닛의 구동 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 구동전압의 레벨을 감소시켜 공급하는 단계에서,
    상기 다수의 발광다이오드 스트링들의 양측단에 접속된 가변저항들의 가변 저항값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 하이브리드 백라이트 유 닛의 구동 방법.
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