KR101066486B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도 불균일 및 전력 손실 문제를 해결할 수 있으며, 대화면에 적용하기에 알맞은 백라이트 유닛을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 길이 방향으로 직렬 배치된 복수개의 냉음극 형광램프(CCFL)들과; 좌,우측의 최외곽에 배치된 상기 형광램프의 일끝단에 연결된 전류 제한 소자와; 길이 방향으로 직렬 연결된 복수개의 형광램프들 마다 일대일 대응 연결되는 변압기를 구비한 복수개의 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
형광램프, 콘덴서, 변압기

Description

백라이트 유닛{Backlight unit}
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도
도 2는 종래의 다른 기술에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
31a, 41a : 제 1 전극 31b, 41b : 제 2 전극
32a, 42a : 제 1 형광램프 32b, 42b : 제 2 형광램프
33a, 43a : 제 1 전원 인입선 33b, 43b : 제 2 전원 인입선
34a, 44a : 제 1 콘덴서 34b, 44b : 제 2 콘덴서
35a, 45a : 제 1 변압기 35b, 45b : 제 2 변압기
40 : 램프 하우징
본 발명은 백라이트 유닛에 대한 것으로, 특히 휘도 불균일과 전력 소모 문제를 줄이면서 대면적 표시장치에 적용하기에 알맞은 백라이트 유닛에 관한 것이 다.
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 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 대화면에 적용할 경우, 램프의 길이가 길어지게 되면 구동 전압이 상승하게 되고, 이로 인하여 백라이트 유닛의 안정성이 떨어지고, 고전압으로 인한 강한 전기장의 형성으로 손실되는 전력이 발생하여 백라이트의 효율이 저하되는 현상이 발생할 수 있다. 즉, 대화면에 적용시키기에는 구동 전압 측면에서 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 휘도 불균일 및 전력 손실 문제를 해결할 수 있으며, 대화면에 적용하기에 알맞은 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 길이 방향으로 직렬 배치된 복수개의 냉음극 형광램프(CCFL)들과; 좌,우측의 최외곽에 배치된 상기 형광램프의 일끝단에 연결된 전류 제한 소자와; 길이 방향으로 직렬 연결된 복수개의 형광램프들 마다 일대일 대응 연결되는 변압기를 구비한 복수개의 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전류 제한 소자로 콘덴서를 사용함을 특징으로 한다.
상기 냉음극 형광램프의 직렬 연결된 부분과 상기 변압기의 일측 출력단은 공통 접지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 램프 하우징 상부에 길이 방향으로 직렬 연결된 복수개의 냉음극 형광램프(CCFL)들과; 좌,우측의 최외곽에 배치된 상기 형광램프들의 각각의 일끝단에 연결된 복수개의 제 1, 제 2 전류 제한 소자들과; 상기 복수개의 제 1 전류 제한 소자끼리 연결되고, 상기 복수개의 제 2 전류 제한 소자끼리 연결되어 길이 방향 및 세로 방향으로 배열된 복수개의 형광램프들을 동시에 구동하도록 병렬 연결된 1개의 인버터를 포함함을 특징으로 한다.
상기 제 1, 제 2 전류 제한 소자로 콘덴서를 사용함을 특징으로 한다.
상기 냉음극 형광램프의 직렬 연결된 부분은 상기 램프 하우징 및 상기 인버터의 일측 출력단과 함께 공통 접지되는 것을 특징으로 한다.
상기 인버터는 상기 세로 방향으로 배열된 상기 형광램프들에 1개씩 구비된 복수개의 변압기들로 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 대화면 디스플레이소자(특 히,LCD)에 적용할 수 있도록 램프 하우징 상부에 길이방향으로 복수개의 냉음극 형광램프(CCFL)를 직렬 연결하여 배치시키고, 좌,우측의 최외곽에 배치된 형광램프의 일측 전원 인입선들에는 전류 제한 소자(예:콘덴서)를 연결시키며, 길이 방향으로 직렬 연결된 복수개의 형광램프들 마다 일대일로 변압기들이 구비된 복수개의 인버터를 구성한 것에 그 구조적 특징이 있는 것으로, 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극(31a,31b)이 구비되어 있고, 제 1, 제 2 전극(31a,31b)에는 전원을 전달하기 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(33a,33b)이 연결되어 있는 복수개의 형광램프들이 램프의 길이 방향으로 직렬 연결되도록 배치되어 있다.
상기에서 형광램프는 화면의 크기에 따라서 길이 방향으로 2개 이상을 직렬 연결시킬 수 있으나, 이하에서는 2개의 형광램프가 길이 방향으로 배열된 구조를 예로 설명한다.
상술한 바와 같이, 길이 방향으로 직렬 연결된 제 1, 제 2 형광램프(32a, 32b)의 제 2 전원 인입선(33b)과 제 1 전원 인입선(33b)은 서로 연결되어 있다. 도면상에서 제 1, 제 2 형광램프(32a, 32b)의 좌측에는 제 1 전원 인입선(33a), 우측에는 제 2 전원 인입선(33b)이 연결되어 있는 것으로 설명한다.
그리고 길이 방향으로 최외곽에 배치된 제 1 형광램프(32a)의 제 1 전원 인입선(33a)과, 제 2 형광램프(32b) 끝단의 제 2 전원 인입선(33b)에는 각각 제 1, 제 2 콘덴서(34a, 34b)가 연결되어 있다.
그리고 길이 방향으로 배열된 제 1, 제 2 형광램프(32a, 32b)에는 각각 제 1, 제 2 변압기(35a, 35b)가 일대일 대응 연결되어 있다. 그리고 제 1, 제 2 형광램프(32a, 32b)의 직렬 연결된 전원 인입선들은 제 1, 제 2 변압기(35a,35b)의 일측 출력단에 공통 접지되어 있다.
상기에서 제 1, 제 2 콘덴서(34a, 34b)들은 램프 개별 구동시 방전 전류의 급격한 증가를 예방하는 안전 콘덴서 역할을 한다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 배치 평면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 대화면 디스플레이소자(특히,LCD)에 적용할 수 있도록 램프 하우징(40) 상에 길이방향으로 복수개의 냉음극 형광램프(CCFL)를 직렬 연결하여 배치시키고, 좌,우측의 최외곽에 배치된 각 형광램프의 일측 전원 인입선들에는 전류 제한소자로써 제 1, 제 2 콘덴서를 각각 연결하고, 길이 방향으로 배열된 복수개의 형광램프를 1개의 인버터로 동시에 구동할 수 있도록 병렬 연결한 것에 그 구조적 특징이 있는 것으로, 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시한 바와 같이, 관(Tube) 양단 내부에 제 1, 제 2 전극(41a,41b)이 구비되어 있고, 제 1, 제 2 전극(41a,41b)에는 전원을 전달하기 위한 제 1, 제 2 전원 인입선(43a,43b)이 연결되어 있는 복수개의 형광램프들이 램프의 길이 방향으로 직렬 연결되도록 배치되어 있다.
상기에서 형광램프는 화면의 크기에 따라서 길이 방향으로 2개 이상을 직렬 연결시킬 수 있으나, 이하에서는 2개의 형광램프가 길이 방향으로 배열된 구조를 예로 설명한다.
상술한 바와 같이, 길이 방향으로 직렬 연결된 제 1, 제 2 형광램프(42a, 42b)의 제 2 전원 인입선(43b)과 제 1 전원 인입선(43b)은 서로 연결되어 있다. 도면상에서 제 1, 제 2 형광램프(42a, 42b)의 좌측에는 제 1 전원 인입선(43a), 우측에는 제 2 전원 인입선(43b)이 연결되어 있는 것으로 설명한다.
그리고 길이 방향으로 좌측 최외곽에 배치된 제 1 형광램프(42a)들의 제 1 전원 인입선(43a)들에는 제 1 콘덴서(44a), 우측 최외곽에 배치된 제 2 형광램프(42b)들의 제 2 전원 인입선(43b)들에는 각각 제 2 콘덴서(44b)가 연결되어 있다.
그리고 제 1 콘덴서(44a)들이 하나로 연결되어 있고, 제 2 콘덴서(44b)들이 하나로 연결되어 있으며, 제 1, 제 2 형광램프(42a, 42b)의 직렬 연결된 전원 인입선들은 램프 하우징(40)과 함께 제 1, 제 2 변압기(35a,35b)의 일측 출력단에 공통 접지되어 있다.
상기 길이 방향 및 세로 방향으로 배열된 복수개의 제 1, 제 2 형광램프(42a, 42b)들은 상기 제 1, 제 2 변압기(45a,45b)로 구성된 1개의 인버터(46)로 동시에 구동할 수 있도록 병렬 연결되어 있다. 즉, 동일한 세로 방향으로 배열된 형광램프들은 하나의 변압기에 대응 연결되어 있다.
상기 제 1, 제 2 콘덴서(44a,44b)들은 램프 개별 구동시 방전 전류의 급격한 증가를 예방하는 안전 콘덴서 역할 및 다수의 램프를 병렬 연결하여 하나의 전원 장치(인버터)로 구동시에 전류를 균등하게 배분하여 각 램프의 휘도를 균일하게 유지하는 역할을 한다.
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 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
상기와 같은 본 발명의 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, CCFL로 구성된 복수개의 형광램프들을 램프 길이 방향으로 직렬 연결하여 배치함으로써, 대화면 디스플레이 소자의 광원로 사용하기에 용이하다.
둘째, CCFL로 구성된 복수개의 형광램프들을 램프 길이 방향으로 직렬 연결하여 배치함으로써, 램프 1개당 구동 전압을 줄일 수 있으므로 전력 손실을 줄일 수 있다.
셋째, CCFL로 구성된 복수개의 형광램프들을 램프 길이 방향으로 직렬 연결하여 배치하고, 좌,우측의 최외각 램프의 일측단에 전류 제한 소자를 구성시켜서 하이(High)-하이(High) 구동시킬 수 있으므로, 종래의 하이(High)-로우(Low) 구동에 의해 고압쪽의 휘도가 더 밝게 보이는 휘도 불균일 문제를 해결할 수 있다.

Claims (7)

  1. 길이 방향으로 직렬 배치된 복수개의 냉음극 형광램프(CCFL)들과;
    좌,우측의 최외곽에 배치된 상기 형광램프의 일끝단에 연결된 전류 제한 소자와;
    길이 방향으로 직렬 연결된 복수개의 형광램프들 마다 일대일 대응 연결되는 변압기를 구비한 복수개의 인버터를 포함하고; 그리고
    상기 냉음극 형광램프의 직렬 연결된 부분과 상기 변압기의 일측 출력단은 공통 접지되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 제한 소자로 콘덴서를 사용함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 삭제
  4. 램프 하우징 상부에 길이 방향으로 직렬 연결된 복수개의 냉음극 형광램프(CCFL)들과;
    좌,우측의 최외곽에 배치된 상기 형광램프들의 각각의 일끝단에 연결된 복수개의 제 1, 제 2 전류 제한 소자들과;
    상기 복수개의 제 1 전류 제한 소자끼리 연결되고, 상기 복수개의 제 2 전류 제한 소자끼리 연결되어 길이 방향 및 세로 방향으로 배열된 복수개의 형광램프들을 동시에 구동하도록 병렬 연결된 1개의 인버터를 포함하고; 그리고
    상기 냉음극 형광램프의 직렬 연결된 부분은 상기 램프 하우징 및 상기 인버터의 일측 출력단과 함께 공통 접지되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 전류 제한 소자로 콘덴서를 사용함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 인버터는 상기 세로 방향으로 배열된 상기 형광램프들에 1개씩 구비된 복수개의 변압기들로 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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