KR100760941B1 - 백라이트 유닛 및 그의 구동 방법 - Google Patents

백라이트 유닛 및 그의 구동 방법 Download PDF

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강재경
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Abstract

본 발명은 복수개의 형광램프를 1개의 인버터로 구동 가능하며 물결 노이즈 문제 발생을 해결하기에 알맞은 백라이트 유닛 및 그의 구동방법을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 램프 하우징 상에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극이 구비되어 배열된 복수개의 형광램프들과; 상기 형광램프의 상기 제 1, 제 2 전극에 연결된 제 1, 제 2 전원 인입선들과;상기 형광램프의 제 1 전극에 전원을 인가하기 위한 상기 제 1 전원 인입선에 각각 연결된 전류 제한 소자들과; 상기 홀수번째 형광램프들의 상기 제 1 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 1 공통전극라인과; 상기 짝수번째 형광램프들의 상기 제 1 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 2 공통전극라인과; 상기 형광램프들의 상기 제 2 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 3 공통전극라인을 포함함을 특징으로 한다.
공통전극라인, 전류 제한 소자, 변압기

Description

백라이트 유닛 및 그의 구동 방법{Backlight unit and method for driving of the same}
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도
도 2는 종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구동을 나타낸 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
30 : 램프 하우징 31a, 31b : 제 1, 제 2 전극
32 : 형광램프 33a, 33b : 제 1, 제 2 전원 인입선
34a, 34b : 제 1, 제 2 인쇄회로기판 35 : 홀
36a, 36b, 36c : 제 1 공통전극라인 37 : 전류 제한 소자
38a, 38b : 제 1, 제 2 변압기
본 발명은 백라이트 유닛에 대한 것으로, 특히 복수개의 형광램프를 1개의 인버터로 구동 가능하며 물결 노이즈 문제 발생을 해결하기에 알맞은 백라이트 유 닛 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수가 없었다.
따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있다.
상기 CRT를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD : Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치(LCD)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 CRT를 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점을 갖는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형 정보 표시장치등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.
이와 같은 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백 라이트 유닛(Back Light Unit)이 반드시 필요하다.
일반적으로, 액정표시장치의 광원으로 사용되는 백 라이트 유닛은 원통형의 발광 램프를 배치하는 방식으로서, 에지방식과 직하방식으로 구분된다.
상기 에지방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 것으로써, 램프 유닛은 빛을 발산하는 램프, 램프의 양단에 삽입되어 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 에지방식은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로, 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다.
한편, 직하방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 액정패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다.
이러한, 직하방식은 에지방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 백라이트 유닛에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도이고, 도 2는 종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도이다.
먼저, 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은, 도 1에 도시된 바와 같이 램프 하 우징(10) 상부에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극(11a,11b)이 구비된 복수개의 형광램프(12)가 일정 간격으로 배열되어 있고, 상기 형광램프(12)의 양측의 제 1, 제 2 전극(11a,11b)에는 전원을 전달하기 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(13a,13b)이 연결되어 있고, 상기 형광램프(12)의 제 1 전원 인입선(13a)들에는 콘덴서(14)가 연결되어 있고, 상기 콘덴서(14) 및 형광램프(12) 타단의 제 2 전원 인입선(13b)에는 변압기(15)의 출력측 전원선이 연결되어 있다. 이때 형광램프(12)의 타측의 제 2 전원 인입선(13b)들은 램프 하우징(10)과 함께 접지되어 있다.
다음에 종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛은, 도 2에 도시한 바와 같이, 램프 하우징(20) 상부에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극(21a,21b)이 구비된 복수개의 형광램프(22)가 일정 간격으로 배열되어 있고, 상기 형광램프(22)의 양측의 제 1, 제 2 전극(21a,21b)에는 전원을 전달하기 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(23a,23b)이 연결되어 있고, 상기 형광램프(22)의 제 1, 제 2 전원 인입선(23a, 23b)들에는 각각 제 1, 제 2 콘덴서(24a, 24b)가 연결되어 있고, 각 제 1 콘덴서(24a)들은 제 1 변압기(25a)의 제 1 출력 전원선에 공통 연결되어 있고, 제 2 콘덴서(24b)들은 제 2 변압기(25b)의 제 1 출력 전원선에 공통 연결되어 있다. 상기 제 1, 제 2 변압기(25a,25b)의 제 2 출력 전원선들은 램프 하우징(20)과 함께 접지되어 있다.
상기 구성을 갖는 백라이트 유닛은, 도 2에서와 같이 형광램프(22)의 양단 전극에는 정,부극성의 같은 크기의 전압을 인가하여 구동시키고, 동일측에 배열된 형광램프(22)의 전극들에는 도 2에 도시한 바와 같이, 같은 위상의 전압을 인가하 여 구동시킨다.
상기 콘덴서들은 램프 개별 구동시 방전 전류의 급격한 증가를 예방하는 안전 콘덴서 역할 및 다수의 램프를 병렬 연결하여 하나의 전원 장치로 구동시에 전류를 균등하게 배분하여 각 램프의 휘도를 균일하게 유지하는 역할을 한다.
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 형광램프의 한쪽 전극에만 콘덴서가 부착되어 있으므로, 한쪽 전극에만 고전압을 인가하고 다른쪽 전극은 접지시키는 하이(High)-로우(Low) 구동 방식을 채택해야 하므로 고전압이 인가된 전극 부분이 먼저 발광하고 이후에 접지된 전극 방향으로 발광되어 형광램프의 고전압이 인가된 전극 부분이 접지된 전극 부분보다 더 밝아 보이므로 휘도가 불균일해지는 문제가 있다.
둘째, 형광램프 양단에 콘덴서를 부착하여 병렬 구성하더라도 동일측에 배열된 형광램프의 전극에 같은 위상의 전압을 인가하여 구동시키면 동일측에 배열된 램프와 램프 사이의 주파수 간섭에 의해 발생하는 비트 프리퀀시(bit frequency)에 의한 노이즈가 발생하게 된다. 이와 같은 노이즈에 의해 패널 장착시 화면에 물결 노이즈가 발생하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 복수개의 형광램프를 1개의 인버터로 구동 가능하며 물결 노이즈 문제 발생을 해결하기에 알맞은 백라이트 유닛 및 그의 구동방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 램프 하우징 상에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극이 구비되어 배열된 복수개의 형광램프들과; 상기 형광램프의 상기 제 1, 제 2 전극에 연결된 제 1, 제 2 전원 인입선들과;상기 형광램프의 제 1 전극에 전원을 인가하기 위한 상기 제 1 전원 인입선에 각각 연결된 전류 제한 소자들과; 상기 홀수번째 형광램프들의 상기 제 1 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 1 공통전극라인과; 상기 짝수번째 형광램프들의 상기 제 1 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 2 공통전극라인과; 상기 형광램프들의 상기 제 2 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 3 공통전극라인을 포함함을 특징으로 한다.
상기 제 1 공통전극라인에는 제 1 변압기의 일측 출력단이 연결되고, 상기 제 2 공통전극라인에는 제 2 변압기의 일측 출력단이 연결됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 램프 하우징 상에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극이 구비되어 배열된 복수개의 형광램프들과; 상기 형광램프의 양끝단에 인접한 상기 램프 하우징의 양측면에 부착된 제 1, 제 2 인쇄회로기판과; 상기 램프 하우징의 양측면 및 상기 제 1, 제 2 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 홀(hole)들과; 상기 홀을 관통하여 상기 형광램프의 상기 제 1, 제 2 전극에 연결된 제 1, 제 2 전원 인입선과; 상기 제 1 인쇄회로기판에 일정간격 이격되어 일방향으로 배열된 제 1, 제 2 공통전극라인과; 상기 제 2 인쇄회로기판에 일방향으로 배열된 제 3 공통전극라인과; 상기 제 1 공통전극라인과 상기 홀수번째 형광램프들의 제 1 전원 인입선 사이 및 상기 제 2 공통전극라인과 상기 짝수번째 형광램프들의 제 1 전원 인입선 사이에 각각 형성된 전류 제한 소자와; 상기 제 1 공통전극라인에 일측 출력단이 연결된 제 1 변압기와; 상기 제 2 공통전극라인에 일측 출력단이 연결된 제 2 변압기를 포함함을 특징으로 한다.
상기 전류 제한 소자들은 콘덴서(C)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제 2 인쇄회로기판의 상기 홀을 관통한 상기 형광램프 타측의 상기 제 2 전원 인입선들은 상기 제 3 공통전극라인에 공통 연결되어 있음을 특징으로 한다.
다음에, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구동방법은, 램프 하우징 상에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극이 구비되어 배열된 복수개의 형광램프들과, 상기 형광램프의 상기 제 1, 제 2 전극에 연결된 제 1, 제 2 전원 인입선과, 상기 형광램프에 제 1 전극에 연결된 상기 제 1 전원 인입선에 각각 전류 제한 소자가 연결되어 있는 백라이트 유닛의 구동방법에 있어서, 상기 홀수번째 형광램프들의 제 1 전원 인입선들과 상기 짝수번째 형광램프의 제 1 전원 인입선들에는 반대 위상의 전압을 인가시키고, 상기 형광램프들의 제 2 전원인입선에는 접지전압을 인가시키는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 홀수번째 형광램프의 제 1 전원 인입선은 제 1 변압기로 부터 신호를 받고, 상기 짝수번째 형광램프의 제 1 전원 인입선은 제 2 변압기로 부터 신호를 받는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유 닛 및 그의 구동방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구동을 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛은, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극(31a,31b)이 구비된 복수개의 형광램프(32)들이 램프 하우징(30) 상부에 일정 간격으로 배열되어 있다.
그리고 상기 형광램프(32)의 양끝단에 인접한 상기 램프 하우징(30)의 양측면에는 제 1, 제 2 인쇄회로기판(34a, 34b)이 부착되어 있으며, 상기 램프 하우징(30)의 양측면 및 제 1, 제 2 인쇄회로기판(34a, 34b)에는 복수개의 홀(35)들이 형성되어 있다.
그리고 상기 형광램프(32)의 제 1, 제 2 전극(31a,31b)에는 전원을 전달하기 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(33a,33b)이 상기 제 1, 제 2 인쇄회로기판(34a, 34b)의 홀(35)들을 관통하여 연결되어 있다.
그리고 상기 램프 하우징(30) 일측면의 제 1 인쇄회로기판(34a)에는 제 1, 제 2 공통전극라인(36a, 36b)이 일정간격 이격되어 일방향으로 코딩되어 있고, 램프 하우징(30) 타측면의 제 2 인쇄회로기판(34b)에는 제 3 공통전극라인(36c)이 일방향으로 배열되어 있다.
그리고 상기 제 1 인쇄회로기판(34a)의 제 1 공통전극라인(36a)과 상기 홀(35)을 관통한 홀수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33a)들 사이 및 상기 제 1 인쇄회로기판(34a)의 제 2 공통전극라인(36b)과 상기 홀(35)을 관통한 짝수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33a)들 사이에는 각각 전류 제한 소자(37)가 연결되어 있다.
그리고 상기 제 1 공통전극라인(36a)에 전원을 전달하기 위해 일측 출력단이 연결된 제 1 변압기(38a)가 있고, 제 2 공통전극라인(36b)에 전원을 전달하기 위해 일측 출력단이 연결된 제 2 변압기(38b)가 있다. 이때 제 1, 제 2 변압기(38a, 38b)의 타측 출력단들은 공통 접지되어 있다. 이때 제 1, 제 2 변압기(38a, 38b)는 1개의 인버터내에 구비되어 있다.
그리고 상기 제 2 인쇄회로기판(34b)의 홀(35)을 관통한 형광램프(32) 타측의 제 2 전원 인입선(33b)들은 제 3 공통전극라인(36c)과 함께 공통 접지되어 있다.
상기 전류 제한 소자(37)들은 콘덴서(C)로 구성되며, 램프 개별 구동시 방전 전류의 급격한 증가를 예방하는 안전 콘덴서 역할 및 다수의 램프를 병렬 연결하여 하나의 전원 장치로 구동시에 전류를 균등하게 배분하여 각 램프의 휘도를 균일하게 유지하는 역할을 한다.
상기와 같이 홀수번째 형광램프들의 전원 인입선들을 서로 연결시키고, 짝수번째 형광램프의 전원 인입선들을 서로 연결시키면 2개 이상의 형광램프(32)들을 제 1, 제 2 변압기(38a,38b)를 구비한 1개의 인버터로 병렬 구동시킬 수 있다.
상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구동방법은, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 공통전극라인(36a)에 의해 연결된 홀수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33a)에는 정(Positive)전압을 인가시키고, 제 2 공통전극라인(36b)에 의해 연결된 짝수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33a)에는 정전압과 반대 위상을 갖는 부(Negative)전압을 인가시키며, 제 3 공통전극라인(36c)에 의해 연결된 형광램프(32) 타측의 제 2 전원 인입선(33b)에는 접지 전압(OV)을 인가시킨다.
상기에서 홀수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33a)은 제 1 변압기(38a)에 의해 구동되고, 짝수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33b)은 제 2 변압기(38b)에 의해 구동된다.
상기에서 홀수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33a)에는 부(Negative)전압을 인가하고, 짝수번째 형광램프(32)들의 제 1 전원 인입선(33b)에는 정(Positive)전압을 인가할 수도 있다. 즉, 홀수번째 형광램프들과 짝수번째 형광램프들의 제 1 전원 인입선에 서로 반대 위상의 전압을 인가시킨다.
상기와 같이 동일측에 배열된 형광램프 일측단에 반대 극성의 전압을 교대로 인가시키면 램프와 램프 사이의 주파수 간섭에 의한 노이즈 현상 및 이로 인해 패널 장착시 물결 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것 이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
상기와 같은 본 발명의 백라이트 유닛 및 그의 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기와 같이 홀수번째 형광램프의 전원 인입선들을 연결시키고, 짝수번째 형광램프의 전원 인입선들을 연결시켜서 구성시키면 복수개의 형광램프들을 제 1, 제 2 변압기를 구비한 1개의 인버터로 병렬 구동시킬 수 있다.
둘째, 동일측에 배열된 형광램프의 인접한 일측단에 서로 반대 극성의 전압을 교차로 인가시키면, 램프와 램프 사이의 주파수 간섭에 의한 노이즈 현상 및 이로 인해 패널 장착시 물결 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 램프 하우징 상에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극이 구비되어 배열된 복수개의 형광램프들과;
    상기 형광램프의 상기 제 1, 제 2 전극에 연결된 제 1, 제 2 전원 인입선들과;
    상기 형광램프의 제 1 전극에 전원을 인가하기 위한 상기 제 1 전원 인입선에 각각 연결된 전류 제한 소자들과;
    상기 홀수번째 형광램프들의 상기 제 1 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 1 공통전극라인과;
    상기 짝수번째 형광램프들의 상기 제 1 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 2 공통전극라인과;
    상기 형광램프들의 상기 제 2 전원 인입선들을 연결하도록 일방향으로 배열된 제 3 공통전극라인과;
    상기 제 1 공통전극라인에 일측 출력단이 연결된 제 1 변압기와;
    상기 제 2 공통전극라인에 일측 출력단이 연결된 제 2 변압기를 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 램프 하우징 상에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극이 구비되어 배열된 복수개의 형광램프들과;
    상기 형광램프의 양끝단에 인접한 상기 램프 하우징의 양측면에 부착된 제 1, 제 2 인쇄회로기판과;
    상기 램프 하우징의 양측면 및 상기 제 1, 제 2 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 홀(hole)들과;
    상기 홀을 관통하여 상기 형광램프의 상기 제 1, 제 2 전극에 연결된 제 1, 제 2 전원 인입선과;
    상기 제 1 인쇄회로기판에 일정간격 이격되어 일방향으로 배열된 제 1, 제 2 공통전극라인과;
    상기 제 2 인쇄회로기판에 일방향으로 배열된 제 3 공통전극라인과;
    상기 제 1 공통전극라인과 상기 홀수번째 형광램프들의 제 1 전원 인입선 사이 및 상기 제 2 공통전극라인과 상기 짝수번째 형광램프들의 제 1 전원 인입선 사이에 각각 형성된 전류 제한 소자와;
    상기 제 1 공통전극라인에 일측 출력단이 연결된 제 1 변압기와;
    상기 제 2 공통전극라인에 일측 출력단이 연결된 제 2 변압기를 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전류 제한 소자들은 콘덴서(C)로 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유 닛.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄회로기판의 상기 홀을 관통한 상기 형광램프 타측의 상기 제 2 전원 인입선들은 상기 제 3 공통전극라인에 공통 연결되어 있음을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 램프 하우징 상에 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극이 구비되어 배열된 복수개의 형광램프들과, 상기 형광램프의 상기 제 1, 제 2 전극에 연결된 제 1, 제 2 전원 인입선과, 상기 형광램프에 제 1 전극에 연결된 상기 제 1 전원 인입선에 각각 전류 제한 소자가 연결되어 있는 백라이트 유닛의 구동방법에 있어서,
    상기 홀수번째 형광램프들의 제 1 전원 인입선들과 상기 짝수번째 형광램프의 제 1 전원 인입선들에는 반대 위상의 전압을 인가시키고, 상기 형광램프들의 제 2 전원인입선에는 접지전압을 인가시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홀수번째 형광램프의 제 1 전원 인입선은 제 1 변압기로 부터 신호를 받고, 상기 짝수번째 형광램프의 제 1 전원 인입선은 제 2 변압기로 부터 신호를 받는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 구동방법.
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