KR20120008185A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본발명은, 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 위치하며, 제 1 인쇄회로기판에 실장된 다수의 발광다이오드와; 연성회로부재를 통해 상기 제 1 인쇄회로기판과 연결되는 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 전달배선을 통해 상기 다수의 발광다이오드 각각과 연결되는 전류미러회로와; 상기 전류미러회로에 연결되는 스위칭회로와; 상시 스위칭회로와 연결되며, 스캔신호를 전달하는 스캔배선 및 발광데이터전류를 전달하는 발광데이터배선을 포함하고, 상기 전류미러회로는, 입력된 상기 발광데이터전류에 응답하여 발광전류를 상기 발광다이오드에 출력하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액정표시장치용 발광다이오드 백라이트에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기전계발광소자 (OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 현재 널리 사용되고 있다. 액정표시장치는, 광원으로서 백라이트(backlight)를 구비한다. 백라이트는 액정패널에 빛을 공급하고, 액정패널은 공급된 빛을 변조함으로써 원하는 영상을 표시하게 된다.
백라이트로서, 냉음극관형광램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL)와 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp; EEFL)가 현재까지 널리 사용되고 있다. 한편, 최근에는 전력소비가 낮고 높은 발광효율을 갖는 발광다이오드(light emitting diode: LED)가 백라이트로서 채택되고 있다.
도 1은 종래의 발광다이오드 백라이트를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 발광다이오드 백라이트(40)에는, 발광다이오드(LED)가 블럭(BLK) 단위로 구분되어 배치되며, 이와 같은 블럭(BLK)이 다수 배치되어 있다. 이와 같은 백라이트(40)는 액정패널의 하부에 배치되는데, 이와 같은 구조는 직하형(direct type) 구조로 불리워진다.
블럭(BLK)에는 다수의 발광다이오드(LED)가 서로 직렬연결되어 있으며, 이들은 대응되는 정전류원회로(CRC)에 연결되어 있다. 정전류원회로(CRC)는 정전류를 각 블럭(BLK)에 인가하게 되고, 이에 따라 해당 블럭(BLK)의 발광다이오드(LED)가 발광하게 된다.
한편, 이와 같은 정전류원회로(CRC)는 다수가 하나의 다채널 구동IC에 구성된다. 이에 따라, 다채널 구동IC는, 해당 채널수만큼의 블럭을 구동할 수 있게 된다. 따라서, 종래의 발광다이오드 백라이트(40)를 구동하기 위해, 많은 수의 구동IC가 구비된다.
그런데, 액정표시장치의 크기가 증가하거나 높은 휘도의 백라이트(400)가 요구되는 경우에, 발광다이오드(LED)의 수는 증가하게 된다. 이에 따라, 블럭(BLK)의 수가 증가하게 되고, 필요로 하는 구동IC의 수가 증가하게 된다. 이로 인해, 발광다이오드(LED)를 구동하기 위한 회로부품비용이 상승하게 된다.
한편, 회로부품비용를 절감하기 위해, 각 블럭(BLK)에 구성된 발광다이오드(LED)의 수를 증가시키는 것을 고려해 볼 수도 있다. 그런데, 블럭(BLK)에 구성된 발광다이오드(LED)는 전체가 동일한 정전류를 인가받아 한꺼번에 구동된다. 따라서, 블럭(BLK)에 구성된 발광다이오드(LED)의 수를 증가시킴에 따라, 전력소모가 증가하는 문제가 초래된다.
더욱이, 블럭(BLK)에 구성된 발광다이오드(LED)는 전체가 동일한 정전류를 인가받아 한꺼번에 구동됨에 따라, 할로(halo)현상이 심해지고 명암비가 제한되는 등 화질의 저하가 발생하게 된다.
본발명은, 발광다이오드 백라이트를 사용함에 있어, 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 과제가 있다.
그리고, 본발명은, 발광다이오드 백라이트를 사용함에 있어, 이를 구동하는 회로부품비용을 절감하는 데 다른 과제가 있다.
또한, 본발명은, 발광다이오드 백라이트를 사용함에 있어, 소비전력을 감소시키는 데 또다른 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 위치하며, 제 1 인쇄회로기판에 실장된 다수의 발광다이오드와; 연성회로부재를 통해 상기 제 1 인쇄회로기판과 연결되는 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 전달배선을 통해 상기 다수의 발광다이오드 각각과 연결되는 전류미러회로와; 상기 전류미러회로에 연결되는 스위칭회로와; 상시 스위칭회로와 연결되며, 스캔신호를 전달하는 스캔배선 및 발광데이터전류를 전달하는 발광데이터배선을 포함하고, 상기 전류미러회로는, 입력된 상기 발광데이터전류에 응답하여 발광전류를 상기 발광다이오드에 출력하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 전류미러회로는, 상기 발광데이터전류를 입력받는 제 1 트랜지스터와, 상기 발광전류를 상기 전달배선에 출력하는 제 2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 스위칭회로는 상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 스캔신호에 따라 동일하게 스위칭하는 제 1 및 2 스위칭소자를 포함하고, 상기 제 1 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자 사이에 연결되고, 상기 제 2 스위칭소자는, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자와 게이트단자 사이에 연결될 수 있다.
상기 스위칭회로는 상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 스캔신호에 따라 동일하게 스위칭하는 제 1 및 2 스위칭소자를 포함하고, 상기 제 1 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자 사이에 연결되고, 상기 제 2 스위칭소자는, 상기 제 1 트랜지스터의 게이트단자와 상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결될 수 있다.
상기 스위칭회로는 상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 스캔신호에 따라 동일하게 스위칭하는 제 1 및 2 스위칭소자를 포함하고, 상기 제 1 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자 사이에 연결되고, 상기 제 2 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결될 수 있다.
상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자와 소스단자 사이에 연결되는 스토리지커패시터를 더욱 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 2 트랜지스터는, P타입 또는 N타입 트랜지스터일 수 있다.
상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며 다수의 채널을 갖는 적어도 하나의 구동IC로 구성되는 스캔구동회로와; 상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며 다수의 채널을 갖는 적어도 하나의 구동IC로 구성되는 발광데이터구동회로를 더욱 포함하고, 상기 스캔구동회로의 채널은 상기 스캔배선에 대응되고, 상기 발광데이터구동회로의 채널은 상기 발광데이터배선에 대응될 수 있다.
본발명에서는, 전류미러회로를 통해 발광다이오드를 안정적으로 구동하며, 이와 같은 발광다이오드는 매트릭스 형태로 배치된다. 그리고, 이와 같은 발광다이오드는 액티브매트릭스 방식으로 구동되어, 개별적으로 구동될 수 있다. 이에 따라, 종래에서 발광다이오드를 블럭단위로 한꺼번에 구동함으로써 발생하는 할로현상을 개선할 수 있다. 또한, 발광다이오드 단위로 백라이트 휘도를 부분적으로 조절할 수 있게 되므로 명암비가 향상될 수 있다. 따라서, 화질측면에서 상당한 효과가 발휘될 수 있다.
또한, 발광다이오드는 개별적으로 구동될 수 있게 되므로, 일부 발광다이오드에 결함이 발생하더라도, 결함이 발생한 발광다이오드는 다른 발광다이오드에 영향을 주지 않는다. 따라서, 종래에서 발광다이오드에 결함이 발생한 경우에, 해당 블럭의 발광다이오드 전체에 영향을 주어, 해당 블럭의 발광다이오드 전체의 동작이 멈추는 것과 같은 문제를 개선할 수 있게 된다.
또한, 발광다이오드는 개별적으로 동작 전류의 조절이 가능하다. 이에 따라, 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 발광다이오드를 구동하는 스캔구동회로와 발광데이터구동회로 각각을 다채널 구동IC로 구성하는 경우에, 회로부품비용을 상당한 정도로 절감할 수 있게 된다.
또한, 발광다이오드를 구동하기 위한 전류미러회로를, 발광다이오드와는 별도의 인쇄회로기판에 실장하게 된다. 이에 따라, 전류미러회로를 발광다이오드가 형성된 인쇄회로기판에 형성하는 경우에 비해, 발광다이오드가 형성된 인쇄회로기판의 공간사용효율성이 개선되고, 회로설계가 단순화될 수 있게 된다.
도 1은 종래의 발광다이오드 백라이트를 개략적으로 도시한 회로도.
도 2는 본발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트와 백라이트구동회로를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계을 도시한 회로도.
도 5는 본발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드의 구동방법을 도시한 회로도.
도 6은 본발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도.
도 7은 본발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도.
도 8은 본발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도
도 9는 본발명의 제 5 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도.
도 10은 본발명의 제 6 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도.
도 11 및 12는 각각, 본발명의 제 7 실시예에 따른 액정표시장치에서 발광다이오드와, 전류미러회로와, 스위칭회로의 배치관계의 일예를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도.
도 13은 본발명의 제 8 실시예에 따른 액정표시장치에서 2개의 제 2 인쇄회로기판이 사용되는 예를 개략적으로 도시한 평면도.
이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.
도 2는 본발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트와 백라이트구동회로를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계을 도시한 회로도이고, 도 5는 본발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드의 구동방법을 도시한 회로도이다.
도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(200)과, 구동회로와, 백라이트(400)를 포함한다. 구동회로는, 타이밍제어회로(300)와, 게이트구동회로(310)와, 데이터구동회로(320)와, 백라이트구동회로(500)를 포함한다.
액정패널(200)에는, 행방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선(GL)과 열방향을 따라 연장된 다수의 데이터배선(DL)이 교차하여, 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 화소(P)를 정의한다.
각 화소(P)에는, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결된 스위칭트랜지스터(T)가 형성되어 있다. 스위칭트랜지스터(T)는 화소전극과 연결되어 있다. 한편, 화소전극에 대응하여 공통전극이 형성되며, 이들 화소전극과 공통전극 사이에 전계가 형성되어 액정을 구동하게 된다. 화소전극과 공통전극 그리고 이들 전극 사이에 위치하는 액정은 액정커패시터(Clc)를 구성하게 된다. 한편, 각 화소(P)에는, 스토리지커패시터(Cst)가 더욱 구성되며, 이는 화소전극에 인가된 영상데이터전압을 다음 영상프레임까지 저장하는 역할을 하게 된다.
액정패널(200)에 구성된 화소(P)는 R(red), G(green), B(blue) 화소를 포함할 수 있다. 그리고, 이와 같은 R, G, B 화소(P) 각각에는, 대응되는 R, G, B 영상데이터신호가 입력된다. 여기서, 서로 이웃하는 R, G, B 화소(P)는, 하나의 영상단위를 구성하게 된다.
타이밍제어회로(300)는 TV시스템이나 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 데이터신호(RGB)와, 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)와 클럭신호(DCLK)와 데이터인에이블신호(DE) 등의 제어신호를 입력받게 된다. 한편, 도시하지는 않았지만, 이와 같은 신호들은, 인터페이스(interface)를 매개로 하여 타이밍제어회로(300)에 입력될 수 있다.
타이밍제어회로(300)는 입력된 제어신호를 사용하여, 게이트구동회로(310)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터구동회로(320)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성한다. 게이트제어신호(GCS)는, 게이트스타트펄스(Gate Start Pulse ; GSP), 게이트쉬트프클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트출력인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다. 데이터제어신호(DCS)는, 소스스타트펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스쉬프트클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스출력인에이블신호(Source Output Enable : SOE), 극성신호(Polarity : POL) 등을 포함한다.
한편, 타이밍제어회로(300)는, 백라이트구동회로(500)를 제어하기 위한 백라이트제어신호(BCS)를 생성할 수 있다. 더욱이, 타이밍제어회로(300)는, 발광다이오드(LED)의 발광휘도를 제어하기 위한 발광데이터신호(LDAT)를 생성할 수 있다. 여기서, 발광데이터신호(LDAT) 각각은, 발광다이오드(LED)에 대응된다.
한편, 도시하지는 않았지만, 감마기준전압발생회로는, 고전위전압과 저전위전압을 분압하여 다수의 감마기준전압을 생성하고, 이를 데이터구동회로(320)에 공급한다. 그리고, 전원발생회로는, 외부로부터 전원전압을 공급받아, 액정표시장치(100)의 구성요소들을 구동하기 위한 구동전압을 생성하여 공급하게 된다.
게이트구동회로(310)는, 타이밍제어회로(300)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 영상프레임단위로 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 스캔(scan)한다. 각 스캔구간 동안에는, 게이트배선(GL)에 온(on)전압을 공급하게 된다. 한편, 다음 영상프레임의 스캔구간까지는 게이트배선(GL)에 오프(off)전압이 지속적으로 공급된다. 스캔구간 동안 온전압이 인가됨으로써, 스위칭트랜지스터(T)는 턴온된다.
데이터구동회로(320)는, 타이밍제어회로(300)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)에 응답하여, 영상데이터전압을 다수의 데이터배선(DL)에 공급하게 된다. 즉, 감마기준전압을 사용하여, 영상데이터신호(RGB)에 대응되는 영상데이터전압을 생성하고, 생성된 영상데이터전압을 해당 데이터배선(DL)에 출력하게 된다.
백라이트(400)는, 빛을 액정패널(200)에 공급하는 역할을 하게 된다. 백라이트(400)로서, 액정패널(200) 하부에 위치하여 빛을 공급하는 직하형 백라이트가 사용될 수 있다.
백라이트(400)에는 다수의 발광다이오드(LED)가 매트릭스 형태로 배치되며, 이와 같은 발광다이오드(LED)는 액티브매트릭스(active matrix) 방식으로 구동될 수 있다. 이와 관련하여, 도 3 내지 5를 더욱 참조하여, 보다 상세하게 설명한다.
백라이트구동회로(500)는, 백라이트제어회로(510)와, 스캔구동회로(520)와, 발광데이터구동회로(530)를 포함할 수 있다.
스캔구동회로(520)는 다수의 스캔배선(SL1 내지 SLn)과 연결되며, 발광데이터구동회로(530)는 다수의 발광데이터배선(LDL1 내지 LDLm)과 연결되어 있다.
이와 같은 스캔배선(SL)과 발광데이터배선(LDL)은 대응되는 발광다이오드유닛(LEDU)에 연결되어 이를 구동하게 된다.
발광다이오드유닛(LEDU)은, 발광다이오드(LED), 전류미러회로(CMC), 스위칭회로(SWC)를 포함할 수 있다.
스위칭회로(SWC)는, 대응되는 스캔배선(SL)과 발광데이터배선(LDL)과 연결된다. 전류미러회로(CMC)는 스위칭회로(SWC)와 연결된다. 그리고, 발광다이오드(LED)는 전류미러회로(CMC)와 연결된다.
액정패널(200) 하부에 배치되는 발광다이오드(LED) 각각은, 액정패널(200)의 다수의 화소(P)에 대응될 수 있다. 예를 들면, 액정패널(200)은 발광다이오드유닛(LEDU) 각각에 대응되는 화소블럭으로 나뉘어질 수 있으며, 각 화소블럭에는 다수의 화소(P)가 구성될 수 있는 바, 발광다이오드(LED) 각각은 화소블럭에 대응될 수 있다.
전류미러회로(CMC)는, 서로 대칭되며 서로 동일한 특성을 갖는 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)를 포함할 수 있다. 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)로서, N 타입(negative type)의 트랜지스터가 사용될 수 있다. 예를 들면, NMOS 트랜지스터가 사용될 수 있다.
전류미러회로(CMC)는, 스위칭회로(SWC)를 통해, 대응되는 발광데이터배선(LDL)에 연결되어 신호를 전달받을 수 있게 된다. 이와 같은 스위칭회로(SWC)는 적어도 하나의 스위칭소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스위칭회로(SWC)는 두개의 제 1 및 2 스위칭소자(SW1, SW2)를 포함할 수 있다.
제 1 트랜지스터(T1)의 드레인단자와 발광데이터배선(LDL) 사이에는 제 1 스위칭소자(SW1)가 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자와 드레인단자 사이에는 제 2 스위칭소자(SW2)가 연결될 수 있다. 여기서, 제 1 및 2 스위칭소자(SW1, SW2)는, 스캔배선(SL)에 공통적으로 연결되어, 동일한 스위칭동작을 하게 된다.
제 2 트랜지스터(T2)의 게이트단자는, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자에 연결되어 있다. 그리고, 제 2 트랜지스터(T2)의 드레인단자는 발광다이오드(LED)에 연결되어 있다. 그리고, 제 2 트랜지스터(T2)의 소스단자는 제 1 트랜지스터(T1)의 소스단자와 연결되어 있다. 여기서, 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)의 소스단자는 접지될 수 있다.
발광다이오드(LED)는, 전원전압(VDD)에 연결되어 있다. 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2) 각각의 게이트단자와 소스단자 사이에는 스토리지커패시터(C)가 구비될 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 발광다이오드유닛(LEDU)의 동작에 대해 도 5를 참조하여 살펴본다.
예를 들면, 스캔라인(SL)을 통해 온레벨의 스캔신호가 입력되면, 제 1 및 2 스위칭소자(SW1, SW2)는 턴온된다.
이와 같이 제 1 및 2 스위칭소자(SW1, SW2)가 턴온되면, 이에 응답하여 해당 발광데이터배선(LDL)에 인가된 발광데이터전류(I_LDAT)가 제 1 및 2 스위칭소자(SW1, SW2)를 통과하여 전류미러회로(CMC)의 제 1 트랜지스터(T1)에 입력된다. 이에 응답하여, 전류미러회로(CMC)는 제 2 트랜지스터(T2)를 통해 발광전류(I_LED)를 출력하게 된다. 이와 같이 출력되는 발광전류(I_LED)는 발광다이오드(LED)에 인가되고, 이에 따라 발광다이오드(LED)는 발광하게 된다.
여기서, 전류미러회로(CMC)는, 특성상 입력전류와 실질적으로 동일한 출력전류를 출력하게 된다. 이에 따라, 출력전류인 발광전류(I_LED)는 실질적으로 입력전류인 발광데이터전류(I_LDAT)와 동일하다 (I_LED ≒ I_LDAT).
따라서, 발광데이터전류(I_LDAT)를 조절함에 따라, 발광다이오드(LED)의 발광휘도가 조절된다.
한편, 스캔신호가 오프레벨이 되면, 제 1 및 2 스위칭소자(SW1, SW2)는 턴오프된다. 이처럼 제 1 및 2 스위칭소자(SW1, SW2)가 턴오프되더라도, 스캔구간 동안 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트단자에 인가된 전압은 스토리지커패시터(C)에 저장된다. 이에 따라, 다음번 스캔이 수행될 때까지, 발광다이오드(LED)는 입력된 발광데이터전류(I_LDAT)에 대응하는 휘도의 빛을 계속해서 발광할 수 있게 된다.
백라이트제어회로(510)는, 타이밍제어회로(300)로부터 백라이트제어신호(BCS)를 인가받아, 스캔구동회로(520)를 제어하는 스캔제어신호(SCS)와, 발광데이터구동회로(530)를 제어하는 발광데이터제어신호(LDCS)를 생성하게 된다. 한편, 백라이트제어회로(510)는, 타이밍제어회로(300) 내부에 구성될 수도 있다.
스캔구동회로(510)는, 스캔제어신호(SCS)에 응답하여, 발광프레임마다 다수의 스캔배선(SL1 내지 SLn)을 순차적으로 스캔(scan)한다. 여기서, 발광프레임은 다수의 스캔배선(SL1 내지 SLn)을 스캔하는 주기에 해당된다. 이와 같은 발광프레임은, 액정패널(200)에서의 영상표시에 동기화될 수 있다. 예를 들면, 발광프레임을, 영상프레임과 동일하도록 동기화할 수 있다.
발광데이터구동회로(530)는, 발광데이터제어신호(LDCS)에 응답하여, 발광데이터전류(I_LDAT)를 대응되는 발광데이터배선(LDL)에 공급하게 된다. 즉, 행라인분의 발광데이터신호(LDAT)에 대응되는 발광데이터전류(I_LDAT)을 생성하고, 생성된 발광데이터전류(I_LDAT)를 해당 데이터배선(DL)에 출력하게 된다.
이와 같은 발광데이터전류(I_LDAT)의 출력은, 매 스캔시마다 수행될 수 있다. 예를 들면, 매 스캔시마다, 다수의 발광데이터배선(LDL1 내지 LDLm) 각각에는 대응되는 발광데이터전류(I_LDAT)가 동시에 출력된다. 이와 같이 출력된 발광데이터전류(I_LDAT)는, 선택된 스캔라인에 연결된 발광다이오드유닛(LEDU)에 입력된다. 이에 따라, 발광다이오드유닛(LEDU)의 발광다이오드(LED)는, 해당 발광데이터전류(I_LDAT)에 대응되는 휘도의 빛을 발광하게 된다.
이처럼, 발광다이오드(LED)를 사용하는 백라이트(400)는, 스캔구동회로(520)와 발광데이터구동회로(530)에 의해 제어되어, 액티브매트릭스 방식으로 구동될 수 있게 된다. 이에 따라, 발광프레임단위로, 다수의 발광다이오드유닛(LEDU) 각각에는 대응되는 발광데이터전류(I_LDAT)가 입력되고, 발광데이터전류(I_LDAT)에 대응되는 빛이 발광될 수 있게 된다.
이처럼, 발광다이오드유닛(LEDU)은, 대응되는 발광데이터전류(I_LDAT)를 입력받아, 개별적으로 독립구동될 수 있게 된다.
발광다이오드유닛(LEDU)이 개별적으로 구동가능함에 따라, 표시되는 영상의 밝기를 부분적으로 제어할 수 있게 된다. 이와 관련하여, 하나의 영상에서 밝은 부분과 어두운 부분이 존재하는 경우를 가정해 보자. 이와 같은 경우에, 밝은 부분을 표시하는 화소들(P)에 대응되는 발광다이오드유닛(LEDU)의 발광다이오드(LED)의 발광휘도를 상대적으로 높이고, 어두운 부분을 표시하는 화소들(P)에 대응되는 발광다이오드유닛(LED)의 발광다이오드(LED)의 발광휘도를 상대적으로 낮춘다. 이와 같이 하게 되면, 최종적으로 표시되는 영상에서, 밝은 부분은 상대적으로 더욱 밝게, 어두운 부분은 상대적으로 더욱 어둡게 인식될 수 있게 된다. 이에 따라, 명암비가 높아질 수 있게 된다. 이와 같은 구동을 위해, 발광데이터신호(LDAT)는 영상데이터신호(RGB)를 반영하여 생성될 수 있다. 예를 들면, 발광다이오드유닛(LEDU)에 대응되는 발광데이터신호(LDAT)는, 대응되는 화소블럭의 영상데이터신호들의 대표값, 예를 들면, 평균값에 대응하는 값을 갖도록 생성될 수 있다.
한편, 본발명의 제 1 실시예에 따른 스캔구동회로(520)는, 다수의 출력단자를 갖는 적어도 하나의 다채널 구동IC로 구성될 수 있다. 예를 들면, 다수의 스캔배선(SL1 내지 SLn)에 각각 대응하는 n개의 출력단자를 갖는 n-채널 구동IC가, 스캔구동회로(510)로서 사용될 수 있다.
또한, 본발명의 제 1 실시예에 따른 발광데이터구동회로(530)는, 다수의 출력단자를 갖는 적어도 하나의 다채널 IC로 구성될 수 있다. 예를 들면, 다수의 발광데이터배선(LDL1 내지 LDLm)에 각각 대응하는 m개의 출력단자를 갖는 m-채널 구동IC가, 발광데이터구동회로(530)로서 사용될 수 있다.
도 6은 본발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도이다. 제 2 실시예의 액정표시장치는, 발광다이오드유닛의 구성을 제외하면, 전술한 제 1 실시예의 액정표시장치와 동일유사하다. 이와 같이 제 1 실시예와 동일유사한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제 2 실시예에서의 제 2 스위칭소자(SW2)는, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자와 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트단자 사이에 연결되어 있다. 한편, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자와 드레인단자는 직접 연결되어 있다.
도 7은 본발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도이다. 제 3 실시예의 액정표시장치는, 발광다이오드유닛의 구성을 제외하면, 전술한 제 1 실시예의 액정표시장치와 동일유사하다. 이와 같이 제 1 실시예와 동일유사한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제 3 실시예에서의 제 2 스위칭소자(SW2)는, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자와 대응되는 발광데이터배선(LDL1, LDL2) 사이에 연결되어 있다.
도 8은 본발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도이다. 제 4 실시예의 액정표시장치는, 발광다이오드유닛의 구성을 제외하면, 전술한 제 1 실시예의 액정표시장치와 동일유사하다. 이와 같이 제 1 실시예와 동일유사한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제 4 실시예에서의 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)로서, P 타입의 트랜지스터가 사용될 수 있다. 예를 들면, PMOS 트랜지스터가, 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)로서 사용될 수 있다.
도 9는 본발명의 제 5 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도이다. 제 5 실시예의 액정표시장치는, 발광다이오드유닛의 구성을 제외하면, 전술한 제 4 실시예의 액정표시장치와 동일유사하다. 이와 같이 제 4 실시예와 동일유사한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제 5 실시예에서의 제 2 스위칭소자(SW2)는, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자와 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트단자 사이에 연결되어 있다. 한편, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자와 드레인단자는 직접 연결되어 있다.
도 10은 본발명의 제 6 실시예에 따른 액정표시장치의 발광다이오드유닛과 백라이트구동회로의 연결관계를 도시한 회로도이다. 제 6 실시예의 액정표시장치는, 발광다이오드유닛의 구성을 제외하면, 전술한 제 4 실시예의 액정표시장치와 동일유사하다. 이와 같이 제 4 실시예와 동일유사한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제 6 실시예에서의 제 2 스위칭소자(SW2)는, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트단자와 대응되는 발광데이터배선(LDL1, LDL2) 사이에 연결되어 있다.
전술한 제 1 내지 6 실시예에서는, 다양한 형태의 전류미러회로와 스위칭회로가 사용될 수 있음을 보여주고 있다. 한편, 이들과는 다른 형태의 전류미러회로 및/또는 스위칭회로가 사용될 수 있음은 당업자에게 있어 자명하다.
도 11 및 12는 각각, 본발명의 제 7 실시예에 따른 액정표시장치에서 발광다이오드와, 전류미러회로와, 스위칭회로의 배치관계의 일예를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다. 제 7 실시예에서는, 전술한 제 1 내지 6 실시예에서의 전류미러회로와 스위칭회로가 사용될 수 있다.
도 11 및 12를 참조하면, 액정패널(200) 하부에는, 매트릭스 형태로 배치된 발광다이오드(LED)가 상면에 실장된 인쇄회로기판(printed circuit board) 예를 들면 제 1 인쇄회로기판(PCB1)이 위치한다. 도시하지는 않았지만, 액정패널(200)과 제 1 인쇄회로기판(PCB1) 사이에는, 다수의 광학시트(sheet) 예를 들면 확산시트와 프리즘시트가 위치할 수 있다.
한편, 제 1 인쇄회로기판(PCB1)의 적어도 일측에는, 백라이트구동회로(도 3의 500), 전류미러회로(CMC), 스위칭회로(SWC), 스캔배선(SL), 발광데이터배선(LDL)이 실장된 인쇄회로기판 예를 들면 제 2 인쇄회로기판(PCB2)이 위치할 수 있다.
이와 같은 제 2 인쇄회로기판(PCB2)은, 적어도 하나의 연성회로부재(FCM)을 통해, 제 1 인쇄회로기판(PCB1)과 연결될 수 있다. 여기서, 연성회로부재(FCM)는 플렉서블(flexible)한 특성을 가지며 다수의 배선패턴을 갖는 전기적 연결부재로서, 예를 들면, 연성회로필름, 연성케이블 등이 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 발광다이오드유닛(LEDU)을 구성하는 전류미러회로 및 스위칭회로(CMC, SWC)와, 발광다이오드(LED)는 서로 다른 기판 상에 형성될 수 있게 된다. 이에 따라, 전류미러회로(CMC)를 통해 출력된 발광데이터전류(I_LED)를 발광다이오드(LED)에 전달하기 위해, 전류미러회로(CMC)와 발광다이오드(LED)는 전달배선(TL)을 통해 연결될 수 있게 된다. 이와 같은 전달배선(TL)은, 제 2 인쇄회로기판(PCB2)과, 연성회로부재(FCM)과, 제 1 인쇄회로기판(PCB1)에 형성된 배선패턴으로 구성되어, 전류미러회로(CMC)와 발광다이오드(LED)를 전기적으로 연결하게 된다. 따라서, 전류미러회로(CMC)와 발광다이오드(LED)가 서로 다른 인쇄회로기판에 실장되어 있더라도, 발광다이오드(LED)를 안정적으로 구동할 수 있게 된다.
전술한 제 2 인쇄회로기판(PCB2)은, 액정표시장치를 구성하는 다수의 전기적 기구적 부품들을 결합하는 공정에서의 연성회로부재(FCM)의 휨으로 인해, 제 1 인쇄회로기판(PCB1)의 배면 상에 위치할 수 있다.
도 13은 본발명의 제 8 실시예에 따른 액정표시장치에서 2개의 제 2 인쇄회로기판이 사용되는 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 13을 참조하면, 제 7 실시예와 유사하게, 발광다이오드(LED)는 제 1 인쇄회로기판(PCB1) 상에 실장된다. 한편, 제 1 인쇄회로기판(PCB1) 양측에는 2개의 제 2 인쇄회로기판(PCB2_L, PCB2_R)이 위치하며, 2개의 제 2 인쇄회로기판(PCB2_L, PCB2_R) 각각에는 전류미러회로(CMC)와 스위칭회로(SWC)가 실장될 수 있다.
이와 같은 경우에, 발광다이오드들(LED)의 일부는 좌측에 위치하는 제 2 인쇄회로기판(PCB2_L)에 대응되어 구동되며, 나머지는 우측에 위치하는 제 2 인쇄회로기판(PCB2_R)에 대응되어 구동될 수 있다. 예를 들면, 제 1 인쇄회로기판(PCB1)의 수직방향으로의 중심선을 기준으로 좌측에 위치하는 발광다이오드들(LED)은 좌측에 위치하는 제 2 인쇄회로기판(PCB2_L)과 연결되어 구동되며, 우측에 위치하는 발광다이오드들(LED)은 우측에 위치하는 제 2 인쇄회로기판(PCB_R)과 연결되어 구동될 수 있다. 또한, 다른 예로서, 제 1 인쇄회로기판(PCB1)의 수평방향으로의 중심선을 기준으로 상측에 위치하는 발광다이오드들(LED)은 좌측 및 우측 제 2 인쇄회로기판(PCB2_L, PCB2_R) 중 하나와 연결되어 구동되며, 하측에 위치하는 발광다이오드들(LED)은 좌측 및 우측 제 2 인쇄회로기판(PCB2_L, PCB2_R) 중 나머지 하나와 연결되어 구동될 수 있다. 한편, 위의 예들과는 다른 다양한 형태로, 다수의 발광다이오드들(LED)은 두개의 제 2 인쇄회로기판(LED2_L, LED2_R)에 연결되어 구동될 수 있음은, 당업자에게 있어 자명할 것이다.
전술한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서는, 전류미러회로를 통해 발광다이오드를 안정적으로 구동하게 되며, 이와 같은 발광다이오드는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 그리고, 이와 같은 발광다이오드는 액티브매트릭스 방식으로 구동될 수 있게 되어, 개별적으로 구동될 수 있다. 이에 따라, 종래에서 발광다이오드를 블럭단위로 한꺼번에 구동함으로써 발생하는 할로현상을 개선할 수 있다. 또한, 발광다이오드 단위로 백라이트 휘도를 부분적으로 조절할 수 있게 되므로 명암비가 향상될 수 있다. 따라서, 화질측면에서 상당한 효과가 발휘될 수 있다.
또한, 발광다이오드는 개별적으로 구동될 수 있게 되므로, 일부 발광다이오드에 결함이 발생하더라도, 결함이 발생한 발광다이오드는 다른 발광다이오드에 영향을 주지 않는다. 따라서, 종래에서 발광다이오드에 결함이 발생한 경우에, 해당 블럭의 발광다이오드 전체에 영향을 주어, 해당 블럭의 발광다이오드 전체의 동작이 멈추는 것과 같은 문제를 개선할 수 있게 된다.
또한, 발광다이오드는 개별적으로 동작 전류의 조절이 가능하다. 이에 따라, 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 발광다이오드를 구동하는 스캔구동회로와 발광데이터구동회로 각각을 다채널 구동IC로 구성하는 경우에, 회로부품비용을 상당한 정도로 절감할 수 있게 된다.
이와 관련하여, 36*20 매트릭스에 720개의 발광다이오드가 배치된 경우를 가정해 보자. 종래에서, 4개의 발광다이오드를 하나의 블럭으로 구성한다면, 전체 발광다이오드는 180(= 720/4)개의 블럭으로 구분되어 진다. 이와 같은 경우에, 16-채널 구동IC를 사용한다고 하면, 대략 12개의 16-채널 구동IC가 필요하다 (하나의 채널에 하나의 블럭이 연결된다). 즉, 180/16 = 11.25 이므로, 12개의 16-채널 구동IC가 필요하다.
이에 반해, 본발명의 실시예에 따르면, 36-채널 구동IC로 발광데이터구동회로를 구성하고, 20-채널 구동IC로 스캔구동회로를 구성할 수도 있다 (36*20 = 720).
이와 같은 경우에, 본발명의 실시예에서는 2개의 구동IC만으로도 720개의 발광다이오드를 구동할 수 있는데 반해, 종래에는 12개의 구동IC가 필요하게 된다. 따라서, 이와 같은 구동IC의 차이만큼의 회로부품비용이 절감되는 바, 비용절감의 효과가 상당한 정도에 이르게 된다.
한편, 본발명의 실시예에서는, 발광다이오드를 구동하기 위한 전류미러회로를, 발광다이오드와는 별도의 인쇄회로기판에 실장하게 된다. 이에 따라, 전류미러회로를 발광다이오드가 형성된 인쇄회로기판에 형성하는 경우에 비해, 발광다이오드가 형성된 인쇄회로기판의 공간사용효율성이 개선되고, 회로설계가 단순화될 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
400 : 백라이트 400 : 발광데이터구동회로
SL : 스캔배선
LDL : 발광데이터배선
LEDU : 발광다이오드유닛
LED : 발광다이오드
T1, T2 : 제 1 및 2 트랜지스터
SW1, SW2 : 제 1 및 2 스위칭소자
C : 스토리지커패시터

Claims (8)

  1. 영상을 표시하는 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 위치하며, 제 1 인쇄회로기판에 실장된 다수의 발광다이오드와;
    연성회로부재를 통해 상기 제 1 인쇄회로기판과 연결되는 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 전달배선을 통해 상기 다수의 발광다이오드 각각과 연결되는 전류미러회로와;
    상기 전류미러회로에 연결되는 스위칭회로와;
    상시 스위칭회로와 연결되며, 스캔신호를 전달하는 스캔배선 및 발광데이터전류를 전달하는 발광데이터배선을 포함하고,
    상기 전류미러회로는, 입력된 상기 발광데이터전류에 응답하여 발광전류를 상기 발광다이오드에 출력하는
    액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류미러회로는, 상기 발광데이터전류를 입력받는 제 1 트랜지스터와, 상기 발광전류를 상기 전달배선에 출력하는 제 2 트랜지스터를 포함하는
    액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭회로는 상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 스캔신호에 따라 동일하게 스위칭하는 제 1 및 2 스위칭소자를 포함하고,
    상기 제 1 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자 사이에 연결되고,
    상기 제 2 스위칭소자는, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자와 게이트단자 사이에 연결되는
    액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭회로는 상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 스캔신호에 따라 동일하게 스위칭하는 제 1 및 2 스위칭소자를 포함하고,
    상기 제 1 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자 사이에 연결되고,
    상기 제 2 스위칭소자는, 상기 제 1 트랜지스터의 게이트단자와 상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되는
    액정표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭회로는 상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 스캔신호에 따라 동일하게 스위칭하는 제 1 및 2 스위칭소자를 포함하고,
    상기 제 1 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단자 사이에 연결되고,
    상기 제 2 스위칭소자는, 상기 발광데이터배선과 상기 제 1 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되는
    액정표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자와 소스단자 사이에 연결되는 스토리지커패시터를 더욱 포함하는
    액정표시장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 트랜지스터는, P타입 또는 N타입 트랜지스터인
    액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며 다수의 채널을 갖는 적어도 하나의 구동IC로 구성되는 스캔구동회로와;
    상기 제 2 인쇄회로기판에 실장되며 다수의 채널을 갖는 적어도 하나의 구동IC로 구성되는 발광데이터구동회로를 더욱 포함하고,
    상기 스캔구동회로의 채널은 상기 스캔배선에 대응되고, 상기 발광데이터구동회로의 채널은 상기 발광데이터배선에 대응되는
    액정표시장치.
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