KR101002316B1 - 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법 - Google Patents

백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광원의 양단에 걸리는 구동전압간의 차를 증폭하고 기준전압과 비교하여 작은 구동전압의 차이를 쉽게 감지할 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 다수개의 광원; 상기 광원을 발광시키기 위한 제 1 및 제 2 구동전압을 출력하는 인버터; 상기 광원들의 일측에 인가되는 상기 제 1 구동전압과 상기 광원들의 타측에 인가되는 상기 제 2 구동전압간의 차와 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 인버터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것이다.
Figure R1020040050375
액정표시장치, 과전압 보호회로, 백라이트, 인버터

Description

백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법{A back light assembly and a method for driving the same}
도 1은 종래의 백라이트 어셈블리의 과전압 보호회로의 회로도
도 2는 종래의 멀티 구동방식의 백라이트 어셈블리의 구성도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 과전압 보호회로의 회로도
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 과전압 보호회로의 회로도
＊도면의 주요부에 대한 부호 설명
100 : 램프 300 : 다이오드
100a 내지 100c : 제 1 내지 제 3 램프 TF1 : 제 1 변압기
140a : 제 1 임피던스 정합회로 TF2 : 제 2 변압기
140b : 제 2 임피던스 정합회로 130 : 감쇄회로
BF1 : 제 1 버퍼 BF2 : 제 2 버퍼
500 : 비교기 AMP1 : 차동증폭기
BJT : 바이폴라 트랜지스터 115a, 116a : 1차측
115b, 116b : 2차측 400 : 콘트롤 IC
ENA : 동작신호 Vref : 기준전압
R1, R2 : 저항
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광원의 양측에 인가되는 구동전압간의 차를 증폭하여 미세한 전압차이를 쉽게 감지할 수 있는 과전압 보호회로를 구비한 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법에 대한 것이다.
최근들어, 평판표시소자에 대한 연구가 활발한데, 그 중에서도 각광받고 있는 것으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device;LCD), FED(Field Emission Display Device), ELD(Electro-luminescence Display Device), PDP(Plasma Display Pannels) 등이 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널과 상기 액정표시패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정표시패널은 공간을 갖고 합착된 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고, 제 2 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제 1 기판과 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 형성된다.
한편, 이와 같은 액정표시장치는 그 자체가 비발광성이므로 빛을 조사하기 위한 별도의 외부광원이 필요하다.
특히, 투과형 액정표시장치의 경우 액정표시패널의 배면에 광을 발산하고 안내하는 별도의 조광장치, 즉 백 라이트(back light) 장치가 반드시 필요하다.
상기 백 라이트(back light)는 에지형 방식 및 직하형 방식 등이 있다.
상기 직하형 방식은 평면에 발광 램프를 배치하는데, 발광 램프의 형상이 액정 패널에 나타나므로 상기 발광 램프와 액정표시패널 사이의 간격을 유지해 주어야 하고, 전체적으로 균일한 광량 분포를 위해 광 산란수단을 배치하여야 하므로 박형화에는 한계가 있다.
또한, 상기 액정표시패널이 대면적화됨에 따라 백 라이트의 광출사면의 면적도 증가하게 되는데, 직하형 백 라이트를 대형화할 경우, 광 산란수단이 충분한 두께를 확보하지 못하면 광 출사면이 평탄치 않고, 이러한 이유로 인해 광 산란수단의 두께를 충분히 확보하지 않으면 안된다.
한편, 에지형 방식은 외곽에 발광 램프를 설치하고 도광판을 이용하여 전체의 면으로 빛을 분산하는 것으로, 발광 램프가 측면에 설치되고, 빛이 도광판을 통과하여야 하므로 휘도가 낮은 문제점이 있다. 또한 균일한 휘도의 분포를 위해서는 도광판에 대한 고도의 광학적 설계기술과 가공기술이 요구된다.
이와 같이 직하형 방식과 에지형 방식은 나름대로의 단점을 가지고 있기 때문에 화면의 두께보다는 밝기가 중요시되는 액정표시장치에서는 직하형 방식의 백 라이트를 주로 사용하고, 노트북 PC나 모니터용 PC와 같은 두께가 중요시되는 액정 표시장치에서는 에지형 방식의 백 라이트가 주로 사용된다.
현재, 고 휘도의 백 라이트를 구현하기 위한 일환으로, 여러 개의 램프를 표시화면의 하측에 배치하거나, 한 개의 램프를 구부려서 배치하는 등 직하형 백 라이트에 관한 연구 개발이 계속되고 있는 추세에 있다.
한편, 이와 같이 구성된 백라이트 어셈블리에는 상기 광원에 이상이 발생하였을 경우 발생되는 과전압을 방지하기 위한 과전압 보호회로가 구비되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 백라이트 어셈블리의 과전압 보호회로를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 백라이트 어셈블리의 과전압 보호회로의 회로도이다.
종래의 백라이트 어셈블리의 과전압 방지회로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 램프(10)당 하나씩 구비되어 상기 각 램프(10)의 일측에 개별적으로 구동전압을 인가하는 다수개의 변압기(TF)들과, 상기 변압기(TF)들 각각의 2차측(15a, 15b)의 전압(상기 구동전압)이 인가되는 노드(P)와, 상기 노드(P)와 변압기(TF)들 각각의 2차측(15a, 15b) 사이에 연결되어 상기 구동전압(즉, 상기 변압기(TF)의 2차측(15a, 15b)의 전압)을 감쇄시켜 상기 노드(P)에 전달하는 감쇄회로(30)와, 상기 감쇄회로(30)로부터 출력된 구동전압과 미리 설정된 기준전압(Vref)을 서로 비교하여 상기 구동전압이 상기 기준전압(Vref)보다 클 경우 동작차단신호를 출력하여 상기 변압기들(TF)이 상기 구동전압을 출력하지 못하도록 방지하는 제어부(20)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 백라이트 어셈블리는, 도면에 도시하지 않았지만, 직류전압을 인가받아 교류인 상기 구동전압을 생성하여 상기 변압기(TF)들 각각의 1차측(14a, 14b)에 전달하는 콘트롤 IC를 더 포함한다.
그리고, 상기 제어부(20)는 상기 노드(P)의 전압이 인가되는 비반전단자(+), 상기 기준전압(Vref)이 인가되는 반전단자(-) 및 상기 동작차단신호가 출력되는 출력단자를 포함하는 비교기(52)와, 상기 비교기(52)의 출력단자에 연결된 베이스, 상기 콘트롤 IC의 동작신호입력단에 연결된 컬렉터 및 접지에 연결된 에미터를 구비한 바이폴라 트랜지스터(BJT)를 포함한다. 한편, 상기 비교기(52)의 비반전단자(+)와 상기 노드(P) 사이에는 임피던스 매칭을 위한 임피던스 정합회로(40)가 구비되어 있다.
한편, 상기 감쇄회로(30)와 상기 노드(P)사이에는 역전류를 방지하기 위한 다이오드(D)가 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 백라이트 어셈블리의 과전압 보호회로의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 램프(10)들이 모두 정상상태일 경우에는 상기 램프(10)들 각각의 일측에 인가되는 구동전압은 각각 약 2000V 정도이며, 상기 각 램프(10)의 구동전압은 각 감쇄회로(30)를 거쳐 일정비율로 감쇄된다. 그리고, 상기 램프(10)들 각각의 감쇄된 구동전압은 모두 노드(P)에 인가된다. 그리고, 상기 노드(P)에 인가된 구동전압은 상기 비교기(52)의 비반전단자(+)에 인가된다.
여기서, 상기 각 램프(10)의 구동전압을 감쇄시키는 이유는 다음과 같다.
즉, 상기 구동전압은 상술한 바와 같이 2000V 이상의 고전압이므로, 상기 비 교기(52)의 동작특성상 상기와 같은 고전압을 상기 비교기(52)의 반전단자(-)로 직접 인가할 수 없기 때문이다. 일반적으로, 상기 감쇄회로(30)의 감쇄비율은 약 1/100 정도 이상이다.
이어서, 상기 비교기(52)는 상기 비반전단자(+)에 입력된 구동전압과 상기 반전단자(-)에 입력된 기준전압(Vref)을 서로 비교한다. 이때, 상기 비반전단자(+)에 입력된 구동전압은 상기 램프(10)들이 모두 정상적으로 동작하는 상태에서의 구동전압이므로 상기 구동전압은 상기 기준전압(Vref)보다 작을 값을 갖는다. 따라서, 상기 비교기(52)는 출력단자를 통해 로우논리의 제어신호를 출력한다.
다음으로, 상기 로우논리의 제어신호는 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 베이스에 입력되고, 이에 따라 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)가 턴-오프 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 콘트롤 IC의 동작신호입력단에 입력되는 동작신호는 상기 턴-오프 상태의 바이폴라 트랜지스터(BJT)를 통해 접지로 빠져나가지 못하므로, 상기 콘트롤 IC는 정상적으로 동작하게 되며, 상기 콘트롤 IC에 의해서 구동전압을 인가받는 변압기(TF)도 정상적으로 동작하게 된다. 결과적으로, 상기 램프(10)들에 아무런 이상이 없을 경우, 상기 램프(10)들 각각에는 정상적으로 상기 구동전압이 인가된다.
한편, 상기 램프(10)들 중에 몇 개가 이상이 발생한 경우에 상기 과전압 보호회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 설명의 편의상, 상기 도 1에 도시된 램프(10)들 중 상부에 위치한 램프(10)를 제 1 램프(10a)라고 표기하기로 하며, 하부에 위치한 램프(10)를 제 2 램 프(10a)라고 표기하기로 하자. 그리고, 상기 제 1 램프(10a)의 일측에 연결된 변압기(TF)를 제 1 변압기(TF1)라고 표기하기로 하며, 상기 제 2 램프(10b)의 일측에 연결된 변압기(TF)를 제 2 변압기(TF2)라고 표기하기로 하자. 또한, 상기 제 1 램프(10a)의 일측이 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(15a)과 서로 단선되었다고 가정하자. 이는 외부 충격등에 의해서 상기 제 1 램프(10a)의 일측이, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(15a)과 전기적으로 연결되는 소켓으로부터 분리된 것으로 볼 수 있다.
이와 같은 경우 상기 제 1 램프(10a)가 연결되었던 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(15a)의 구동전압이 상승하게 되며, 상기 상승된 구동전압은 상기 감쇄회로(30)를 거쳐 상기 노드(P)에 인가된다. 물론, 상기 제 2 램프(10b)의 일측에 연결된 제 2 변압기(TF2)의 2차측(15b)의 구동전압도 상기 감쇄회로(30)를 거쳐 상기 노드(P)에 동시에 인가된다. 이때, 상기 제 1 변압기(TF1)의 구동전압이 상기 제 2 변압기(TF2)의 구동전압보다 더 높으므로, 상기 노드(P)는 상기 제 1 변압기(TF1)의 상승된 구동전압을 갖는다.
이어서, 상기 노드(P)에 인가된 구동전압이 상기 비교기(52)의 비반전단자(+)에 입력됨에 따라, 상기 비교기(52)는 상기 기준전압(Vref)과 상기 구동전압을 비교하게 된다. 이때, 상기 구동전압은 정상 구동상태일 때보다 더 높아진 전압으로 상기 기준전압(Vref)보다 더 큰 상태이다. 따라서, 상기 비교기(52)는 하이논리의 제어신호, 즉 동작차단신호를 출력한다. 다음으로, 상기 동작차단신호는 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 베이스에 입력되고, 이에 따라 상기 바이폴 라 트랜지스터(BJT)는 턴-온된다.
이때, 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)가 턴-온됨에 따라, 상기 콘트롤 IC의 동작신호는 상기 턴-온된 바이폴라 트랜지스터(BJT)를 경유하여 접지로 인가된다. 따라서, 상기 콘트롤 IC에는 더 이상 상기 동작신호가 인가되지 못하게 되어, 상기 콘트롤 IC는 오프상태를 유지하게 되며, 상기 콘트롤 IC의 구동전압을 전달받는 상기 제 1 및 제 2 변압기(TF1, TF2)들은 어떤 구동전압도 출력하지 않게된다. 결과적으로, 상기 램프(10)들 중 어느 하나라도 이상이 있을 경우, 상기 램프(10)들은 모두 꺼지게 된다.
이와 같이 상기 과전압 보호회로는 상기 램프(10)들 중 어느 하나라도 이상이 있을 경우 상기 램프(10)들 모두에 인가되는 구동전압을 오프시킴으로써, 과전압에 의한 램프(10)의 파손을 방지하고 있다.
한편, 상기와 같은 과전압 보호회로는 상기 램프(10)들 각각을 하나씩의 변압기(TF)가 독립적으로 구동하는 개별 구동방식에서는 적용될 수 있으나, 다수개의 램프(10)를 하나의 변압기(TF)로 구동하는 멀티 구동방식에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
도 2는 종래의 멀티 구동방식의 백라이트 어셈블리의 구성도이다.
즉, 상기 멀티 구동방식의 백라이트 어셈블리는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 램프들(11)과, 상기 램프(11)들 각각의 일측에 제 1 구동전압을 인가하는 제 1 변압기(TF1)와, 상기 램프(11)들 각각의 타측에 제 2 구동전압을 인가하는 제 2 변압기(TF2)를 포함하여 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 멀티 구동방식의 백라이트 어셈블리는 상기 램프(11)들이 두 개의 제 1 및 제 2 변압기(TF1, TF2)의 사이에 병렬로 접속되기 때문에, 한 두 개의 램프(10)에 이상이 발생하더라도 상기 램프(10)의 이상에 따른 전압의 변화가 너무 작다는 문제점이 있다. 따라서, 종래의 개별 구동방식의 백라이트 어셈블리에 구비된 과전압 보호회로를 사용하여 상기 멀티 구동방식의 백라이트 어셈블리에 적용할 경우, 상기 램프(11)들의 이상유무를 판단하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 광원들의 일측에 인가되는 구동전압과 타측에 인가되는 구동전압간의 차를 증폭하는 차동증폭기와, 상기 증폭된 구동전압을 미리 설정된 기준전압과 비교하는 비교기를 구비하여 작은 구동전압의 차이를 쉽게 감지하여 상기 광원들의 이상유무를 확인할 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는, 다수개의 광원; 상기 광원을 발광시키기 위한 제 1 및 제 2 구동전압을 출력하는 인버터; 상기 광원들의 일측에 인가되는 상기 제 1 구동전압과 상기 광원들의 타측에 인가되는 상기 제 2 구동전압간의 차와 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 인버터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리의 구동방법은, 광원들의 일측에 인가되는 제 1 구동전압과 상기 광원들의 타측에 인가되는 제 2 구동전압을 입력받는 단계; 상기 제 1 구동전압과 제 2 구동전압의 차를 미리 설정된 기준전압과 비교하여, 상기 제 1 및 제 2 구동전압의 차가 상기 기준전압보다 작을 경우 상기 광원들에 인가되는 제 1 및 제 2 구동전압을 차단하기 위한 동작차단신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 과전압 보호회로의 회로도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는, 도 3에 도시된 바와 같이, 병렬로 배열되는 다수개의 램프(100)와, 상기 램프(100)를 발광시키기 위한 제 1 및 제 2 구동전압을 출력하는 인버터(도시되지 않음)와, 상기 램프(100)들의 일측에 인가되는 상기 제 1 구동전압과 상기 램프(100)들의 타측에 인가되는 상기 제 2 구동전압의 차를 미리 설정된 기준전압(Vref)과 비교하여 상기 램프(100)들의 이상유무를 판단함으로써, 상기 인버터의 동작을 제어하는 제어부(200)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 인버터는 직류-직류 변환기(도시되지 않음)로부터 입력되는 직류전압을 변환하여 교류전압인 상기 제 1 구동전압 및 제 2 구동전압을 출력하는 콘트롤 IC(400)와, 상기 콘트롤 IC(400)의 제 1 구동전압을 변압하여 상기 램프(100)들 각각의 일측에 인가하는 제 1 변압기(TF1)와, 상기 콘트롤 IC(400)의 제 2 구동전압을 변압하여 상기 램프(100)들 각각의 타측에 인가하는 제 2 변압기(TF2)를 포함한다. 즉, 상기 제 1 변압기(TF1)의 1차측(115a)에는 상기 콘트롤 IC(400)로부터 출력된 제 1 구동전압이 인가되며, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)에는 상기 제 1 구동전압이 변압되어 인가된다. 그리고, 상기 제 2 변압기(TF2)의 1차측(116a)에는 상기 콘트롤 IC(400)로부터 출력된 제 2 구동전압이 인가되며, 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b)에는 상기 제 2 구동전압이 변압되어 인가된다.
그리고, 상기 제어부(200)는 상기 램프(100)들 각각의 일측에 인가되는 변압된 상기 제 1 구동전압 및 상기 램프(100)들 각각의 타측에 인가되는 변압된 제 2 구동전압을 입력받아 상기 제 1 구동전압과 제 2 구동전압의 차를 증폭하여 출력하는 차동증폭기(AMP1)와, 상기 증폭된 구동전압을 인가받아 상기 증폭된 구동전압과 상기 기준전압(Vref)을 비교하여 상기 증폭된 전압이 상기 기준전압(Vref)보다 클 경우, 상기 콘트롤 IC(400)의 동작을 오프시키기 위한 동작차단신호를 출력하는 비교기(500)를 포함한다. 여기서, 상기 차동증폭기(AMP1)의 반전단자(-)에 연결된 저항(R2)의 저항값과, 상기 차동증폭기(AMP1)의 출력단자와 상기 반전단자(-) 사이에 연결된 저항(R1)의 저항값의 비율에 의해서 상기 차동증폭기(AMP1)의 증폭 비율이 결정된다. 또한, 상기 제어부(200)는 상기 비교기(500)의 출력단에 연결된 베이스, 상기 콘트롤 IC(400)에 동작신호(ENA)가 인가되는 동작신호입력단에 연결된 컬렉터 및 접지단에 연결된 에미터를 구비한 바이폴라 트랜지스터(BJT)를 포함한다.
한편, 상기 차동증폭기(AMP1)의 출력단자와 상기 비교기(500)의 비반전단자(+) 사이에는 다수개의 저항으로 이루어진 감쇄회로(130)가 접속되어 있 으며, 상기 감쇄회로(130)는 상기 차동증폭기(AMP1)로부터 증폭된 구동전압을 입력받아 일정비율로 감쇄시켜 상기 비교기(500)의 비반전단자(+)로 출력한다.
한편, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)과 상기 차동증폭기(AMP1)의 반전단자(-) 사이에는 상기 제 1 변압기(TF1)로부터 변압된 제 1 구동전압을 완충하는 제 1 버퍼(BF1)가 접속되고, 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b)과 상기 차동증폭기(AMP1)의 비반전단자(+) 사이에는 상기 제 2 변압기(TF2)로부터 변압된 제 2 구동전압을 완충하는 제 2 버퍼(BF2)가 접속된다.
또한, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)과 상기 제 1 버퍼(BF1) 사이에는 제 1 임피던스 정합회로(140a)가 접속되고, 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b)과 상기 제 2 버퍼(BF2) 사이에는 제 2 임피던스 정합회로(140b)가 접속된다. 여기서, 상기 제 1 임피던스 정합회로(140a) 및 제 2 임피던스 정합회로(140b)는 각 임피던스 정합회로(140a, 140b)의 입력단과 출력단 사이의 임피던스를 매칭하는 역할을 한다.
또한, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)과 상기 제 1 임피던스 정합회로(140a) 사이에는 두 개의 다이오드(300)로 이루어진 제 1 반파정류기(810a)가 접속된다. 상기 제 1 반파정류기(810a)는 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)으로부터 출력되는 교류인 제 1 구동전압을 직류인 제 1 구동전압으로 변환하는 역할을 한다. 그리고, 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b)과 상기 제 2 임피던스 정합회로(140b) 사이에는 각각 두 개의 다이오드(300)로 이루어진 제 2 반파정류기(810b)가 접속된다. 상기 제 2 반파정류기(810b)는 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b)으로부터 출력되는 교류인 제 2 구동전압을 직류인 제 2 구동전압으로 변환하는 역할을 한다.
또한, 상기 차동증폭기(AMP1)의 출력단자와 상기 감쇄회로(130) 사이 그리고, 상기 비교기(500)의 출력단자와 비반전단자(+) 사이에는 각각 다이오드(300)가 접속된다. 여기서, 상기 다이오드(300)는 역전류를 방지하는 역할을 한다.
한편, 상기 각 램프(100)의 일측과 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b) 사이에는 제 1 커패시터(C1)가 접속되며, 상기 각 램프(100)의 타측과 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b) 사이에는 제 2 커패시터(C2)가 접속된다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 커패시터(C1, C2)를 사용하는 이유를 설명하면 다음과 같다.
즉, 현재 상기 램프(100)로서 널리 사용중인 CCFL(Cold Cathode Florescent Lamp)은 전류대 전압 특성이 부(負)저항 특성을 가지고 있기 때문에, 상기 램프(100)를 점등하는 순간 상기 램프(100)에 인가되는 전압이 급속히 떨어지는 특징(Cathode Falling)을 가지고 있고, 이 특성 때문에 상기 램프(100)를 병렬로 연결할 때 먼저 점등이 되는 램프(100)로 전류가 한꺼번에 쏠리게 된다. 이때, 휘도는 상기 램프(100)에 흐르는 전류에 비례하므로, 이에 의해 각 램프(100)간의 휘도 균일성이 무너지게 되어 심각한 화질저하를 초래한다. 따라서, 상기 각 램프(100) 양단에 직렬로 제 1 및 제 2 캐패시터(C1, C2)를 연결하면 상기 전류대 전압 특성이 정(正)저항 특성으로 바뀌게 되고 상기 전류대 전압 특성의 그래프의 기울기도 거의 선형에 가깝기 때문에 상기한 전류 쏠림 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 램프(100)들이 모두 정상상태일 경우에는 상기 제 1 변압기(TF1)로부터 출력되어 상기 램프(100)들 각각의 일측에 인가되는 제 1 구동전압과, 상기 제 2 변압기(TF2)로부터 출력되어 상기 램프(100)들 각각의 타측에 인가되는 제 2 구동전압은 서로 같은 크기를 가지고 위상은 반대이다. 따라서, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b), 상기 제 1 반파정류기(810a), 상기 제 1 임피던스 정합회로(140a) 및 제 1 버퍼(BF1)를 차례로 거쳐 상기 차동증폭기(AMP1)의 반전단자(-)에 입력되는 제 1 구동전압과, 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b), 상기 제 2 반파정류기(810b), 상기 제 2 임피던스 정합회로(140b) 및 상기 제 2 버퍼(BF2)를 차례로 거쳐 상기 차동증폭기(AMP1)의 비반전단자(+)에 입력되는 제 2 구동전압은 서로 같은 크기를 가지게 되므로, 상기 차동증폭기(AMP1)의 출력단자로는 0V의 구동전압이 출력된다.
이어서, 상기 차동증폭기(AMP1)로부터 출력된 구동전압(0V)은 상기 감쇄회로(130)를 거쳐 비교기(500)의 비반전단자(+)에 입력된다. 그러면, 상기 비교기(500)는 상기 비반전단자(+)에 입력된 구동전압(0V)과 반전단자(-)에 입력된 기준전압(Vref)을 비교하게 된다. 이때, 상기 비교기(500)의 비반전단자(+)에 입력된 구동전압(0V)은 상기 램프(100)들이 모두 정상적으로 동작하는 상태에서의 제 1 및 제 2 구동전압의 차에 해당하는 전압이므로, 상기 구동전압(0V)은 상기 기준전압(Vref)보다 작은 값을 갖는다. 따라서, 상기 비교기(500)는 출력단자를 통해 로 우논리의 제어신호를 출력한다.
다음으로, 상기 로우논리의 제어신호는 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 베이스에 입력되고, 이에 따라 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)가 턴-오프 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 콘트롤 IC(400)의 동작신호입력단에 입력되는 동작신호(ENA)는 상기 턴-오프 상태의 바이폴라 트랜지스터(BJT)를 통해 접지단으로로 빠져나가지 못하므로, 상기 콘트롤 IC(400)에는 상기 동작신호(ENA)가 입력되어 정상적으로 동작하게 되며, 상기 콘트롤 IC(400)에 의해서 제 1 및 제 2 구동전압을 인가받는 제 1 및 제 2 변압기(TF2)도 정상적으로 동작하게 된다. 결과적으로, 상기 램프(100)들에 아무런 이상이 없을 경우, 상기 램프(100)들 각각의 일측 및 타측에는 제 1 및 제 2 구동전압이 정상적으로 인가된다.
한편, 상기 램프(100)들 중 일부에 이상이 발생한 경우에 상기 백라이트 어셈블리의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 설명의 편의상, 상기 도 3에 도시된 램프(100)들을 위에서부터 차례로 제 1 램프(100a), 제 2 램프(100b), 제 3 램프(100c), ..., 제 n 램프(100n)로 표기하기로 하자. 또한, 상기 제 1 램프(100a)의 일측이 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)과 서로 단선되거나, 혹은 상기 제 1 램프(100a)의 일측과 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)간의 불완전한 접촉으로 방전이 발생하였다고 가정하자. 이는 외부 충격등에 의해서 상기 제 1 램프(100a)의 일측이, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)과 전기적으로 연결되는 소켓으로부터 분리된 것으로 볼 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)의 제 1 구동전압이 하강하게 되며, 반대로 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b)의 제 2 구동전압이 상승하게 되어, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b)과 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b)간의 구동전압에 차이가 발생한다.
이어서, 크기가 하강된 제 1 구동전압은 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b), 상기 제 1 반파정류기(810a), 상기 제 1 임피던스 정합회로(140a) 및 상기 제 1 버퍼(BF1)를 차례로 거쳐 상기 차동증폭기(AMP1)의 반전단자(-)에 입력되고, 크기가 상승된 제 2 구동전압은 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b), 상기 제 2 반파정류기(810b), 상기 제 2 임피던스 정합회로(140b) 및 상기 제 2 버퍼(BF2)를 차례로 거쳐 상기 차동증폭기(AMP1)의 비반전단자(+)에 입력된다.
이어서, 상기 차동증폭기(AMP1)는 상기 제 1 구동전압과 제 2 구동전압간의 치이를 증폭하여 출력하게 된다. 그리고, 상기 증폭된 구동전압은 상기 감쇄회로(130)를 거쳐 상기 비교기(500)의 비반전단자(+)에 입력된다. 여기서, 상기 차동증폭기(AMP1)를 증폭율이 높은 것을 사용하여 상기 증폭된 구동전압이 상기 비교기(500)의 동작전압보다 큰 경우에는 상기 감쇄회로(130)를 사용하여 상기 구동전압을 감소시켜주는 것이 바람직하며, 상기 차동증폭기(AMP1)를 증폭율이 낮은 것을 사용하여 상기 증폭된 구동전압이 상기 비교기(500)의 동작전압보다 작은 경우에는 상기 감쇄회로(130)를 사용하지 않는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 비교기(500)는 상기 비반전단자(+)에 입력된 구동전압과 반전단자(-)에 입력된 기준전압(Vref)을 서로 비교하게 된다. 이때, 상기 구동전압은 정상 구동상태일 때보다 더 높아진 전압으로 상기 기준전압(Vref)보다 더 큰 상태이다. 따라서, 상기 비교기(500)는 하이논리의 제어신호, 즉 동작차단신호를 출력한다. 다음으로, 상기 동작차단신호는 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 베이스에 입력되고, 이에 따라 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)는 턴-온된다.
그리고, 상기 바이폴라 트랜지스터(BJT)가 턴-온됨에 따라, 상기 콘트롤 IC(400)의 동작신호(ENA)는 상기 턴-온된 바이폴라 트랜지스터(BJT)를 경유하여 접지단으로 인가된다. 따라서, 상기 콘트롤 IC(400)의 동작신호입력단에는 더 이상 상기 동작신호(ENA)가 인가되지 못하게 되어, 상기 콘트롤 IC(400)는 오프상태를 유지하게 되며, 상기 콘트롤 IC(400)로부터 제 1 및 제 2 구동전압을 전달받아 변압하는 상기 제 1 및 제 2 변압기(TF1, TF2)는 어떤 구동전압도 출력하지 않게된다. 결과적으로, 상기 램프(100)들 중 어느 하나라도 이상이 있을 경우, 상기 램프(100)들은 모두 꺼지게 된다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리의 과전압보호회로는 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b) 중에서 제 1 고전압단 및 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b) 중에서 제 2 고전압단의 구동전압을 센싱하는 것으로 설명되어 있지만, 상기 제 1 변압기(TF1)의 2차측(115b) 중에서 제 1 저전압단 및 상기 제 2 변압기(TF2)의 2차측(116b) 중에서 제 2 저전압단의 구동전압을 센싱할 수도 있다. 즉, 상기 제 1 반파정류기(810a), 제 1 감쇄회로(140a), 제 1 버퍼(BF1) 및 제어부(200)로 이루어진 회로를 상기 P노드 대신에 P`노드에 연결하고, 상기 제 2 반파정류기(810b), 제 2 감쇄회로(140b), 제 2 버퍼(BF2) 및 상기 제어부(200)로 이루어진 회로를 상기 Q노드 대신에 Q`노드에 연결하여도 무방하다.
이상에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예는 10개 이하의 램프(100)를 사용한 것이며, 상기 램프(100)를 10개를 초과하여 사용하고자 한다면, 상기 변압기의 수도 늘어나게 된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 과전압 보호회로의 회로도이다.
여기서는, 상기 램프가 20개가 구비된 백라이트 어셈블리를 예를 들어 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 과전압 보호회로는 상기 제 1 실시예에서의 과전압 보호회로에 10개의 램프(200)들과, 상기 램프(200)들 각각의 일측 및 타측에 제 3 및 제 4 구동전압을 인가하기 위한 제 3 및 제 4 변압기(TF3, TF4)와, 상기 제 3 변압기(TF3)의 2차측(117b)에 인가되는 상기 제 3 구동전압과 상기 제 4 변압기(TF4)의 2차측(118b)에 인가되는 상기 제 4 구동전압의 차를 증폭하기 위한 제 2 차동증폭기(AMP2)와, 상기 제 3 변압기(TF3)의 2차측(117b)과 상기 제 2 차동증폭기(AMP2) 사이에 접속되어 상기 제 3 구동전압을 완충하는 제 3 버퍼(BF3)와, 상기 제 3 변압기(TF3)의 2차측(117b)과 상기 제 3 버퍼(BF3) 사이에 접속되는 제 3 임피던스 정합회로(140c)와, 상기 제 3 변압기(TF3)와 상기 제 3 임피던스 정합회로(140c) 사이에 접속되는 제 3 반파정류기(810c)와, 상기 제 4 변압기의 2차측과 상기 제 2 감쇄회로 사이에 접속되는 제 4 반파정류기(810d)가 더 포함된 것으로 볼 수 있다. 물론, 상기 램프(200)들의 각 일측과 상기 제 3 변압기(TF3)의 제 2차측(117b) 사이에는 제 3 커패시터(C3)가 접속되며, 상기 램프(200)들의 각 타측과 상기 제 4 변압기(TF4)의 2차측(118b) 사이에는 제 4 커패시터(C4)가 접속된다.
여기서, 상기 제 1 실시예의 차동증폭기(AMP1)(이하, '제 1 차동증폭기'로 표기)의 비반전단자(+)와 상기 제 2 차동증폭기(AMP2)의 비반전단자(+)는 서로 연결되고, 상기 제 1 차동증폭기(AMP1)의 출력단자와 상기 제 2 차동증폭기(AM)P2)의 출력단자는 서로 연결되어 상기 비교기(500)의 비반전단자(-)에 연결된다.
한편, 상기 제 3 변압기(TF3)의 2차측(117b)의 상기 제 3 구동전압은 상기 다이오드(300), 제 3 임피던스 정합회로(140c) 및 상기 제 3 버퍼(BF3)를 거쳐 상기 제 2 차동증폭기(AMP2)의 반전단자(-)에 입력되고, 상기 제 4 변압기(TF4)의 2차측(118b)의 상기 제 4 구동전압은 상기 제 1 실시예의 다이오드(300), 제 2 임피던스 정합회로(140b) 및 상기 제 2 버퍼(BF2)를 거쳐 상기 제 2 차동증폭기(AMP2)의 비반전단자(+)에 입력된다.
즉, 상기 램프(100, 200)들 10개를 하나의 블록(B)으로 구성하고 상기 제 1 실시예의 10개의 램프(100)들이 구성된 하나의 블록(B)을 기준블록이라고 할때, 기준블록으로부터 블록(B)이 하나씩 추가됨에 따라, 상기 변압기가 두 개씩 추가되고, 상기 차동증폭기가 한 개씩 추가되며, 버퍼가 한 개씩 추가된다. 따라서, 상기 제어부(200)에는 상기 블록(B)수와 동일한 수의 차동증폭기가 구성된다. 그리고, 상기 각 블록(B)은 이전단 블록(B)의 버퍼를 서로 공유하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 과전 압 보호회로의 동작은 상술한 제 1 실시예의 백라이트 어셈블리의 과전압 보호회로의 동작과 동일하다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리 및 이의 구동방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 과전압 보호회로는 램프의 일측에 인가되는 구동전압과 및 타측에 인가되는 구동전압간의 차이를 감지하여 상기 전압차를 증폭하고 상기 증폭된 전압을 비교기의 미리 설정된 기준전압과 비교하여 상기 램프들의 이상유무를 확인하게 된다.
따라서, 상기 램프들에 인가되는 구동전압의 작은 변화도 쉽게 감지할 수 있으며, 이에 따라 상기 램프들의 이상유무를 더욱 쉽게 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 다수개의 광원;
    상기 광원을 발광시키기 위한 제 1 및 제 2 구동전압을 출력하는 인버터;
    상기 광원들의 일측에 인가되는 상기 제 1 구동전압과 상기 광원들의 타측에 인가되는 상기 제 2 구동전압간의 차와 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 인버터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터는 입력되는 직류전압을 변환하여 교류전압인 제 1 구동전압 및 제 2 구동전압을 출력하는 콘트롤 IC;
    상기 콘트롤 IC의 제 1 구동전압을 변압하여 상기 광원들의 일측에 인가하는 제 1 변압기;
    상기 콘트롤 IC의 제 2 구동전압을 변압하여 상기 광원들의 타측에 인가하는 제 2 변압기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 광원의 각 일측과 제 1 변압기 사이에 접속되는 제 1 커패시터 및 상기 각 광원의 각 타측과 상기 제 2 변압기의 사이에 접속되는 제 2 커패시터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 구동전압 및 상기 제 2 구동전압을 입력받아 상기 제 1 구동전압과 제 2 구동전압간의 차를 증폭하는 차동증폭기;
    상기 차동증폭기로부터 증폭된 구동전압을 인가받아 상기 증폭된 구동전압과 상기 기준전압을 비교하여 상기 증폭된 구동전압이 상기 기준전압보다 클 경우, 상기 콘트롤 IC의 동작을 오프시키기 위한 동작차단신호를 출력하는 비교기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 차동증폭기와 상기 비교기 사이에 접속되어 상기 차동증폭기로부터 증폭된 전압을 감쇄시켜 상기 비교기에 전달하는 감쇄회로를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차동증폭기와 상기 감쇄회로 사이 그리고, 상기 비교기의 출력단자와 비반전단자 사이에 각각 접속되는 다이오드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 비교기의 출력단에 연결된 베이스, 상기 콘트롤 IC에 동작신호가 인가되는 동작신호입력단에 연결된 컬렉터 및 접지단에 연결된 에미터를 구비한 바이폴라 트랜지스터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 변압기와 상기 차동증폭기 사이에 접속되어 상기 제 1 구동전압을 완충하는 제 1 버퍼 및 상기 제 2 변압기와 상기 차동증폭기 사이에 접속되어 상기 제 2 구동전압을 완충하는 제 2 버퍼를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 변압기와 상기 제 1 버퍼 사이에 접속되는 제 1 임피던스 정합회로 및 상기 제 2 변압기와 상기 제 2 버퍼 사이에 접속되는 제 2 임피던스 정합회로를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 변압기와 상기 제 1 임피던스 정합회로 사이, 상기 제 2 변압기와 상기 제 2 임피던스 정합회로 사이에 각각 접속되는 제 1 반파정류기 및 제 2 반파정류기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 광원들의 일측에 인가되는 제 1 구동전압과 상기 광원들의 타측에 인가되는 제 2 구동전압을 입력받는 단계;
    상기 제 1 구동전압과 제 2 구동전압의 차를 미리 설정된 기준전압과 비교하여, 상기 제 1 및 제 2 구동전압의 차가 상기 기준전압보다 작을 경우 상기 광원들에 인가되는 제 1 및 제 2 구동전압을 차단하기 위한 동작차단신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 구동방법.
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