KR101094773B1 - 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트 - Google Patents

평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트에 관한 것으로, 본 발명의 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트는, 복수의 램프, 상기 복수의 램프에 전원을 공급하는 인버터, 상기 복수의 램프의 외부전극과 전기적으로 연결되어 유도전압을 유기하는 보드캡(board capacitor), 상기 보드캡으로부터 유기된 전압을 센싱하는 감지부 및 상기 감지부로부터 검출된 유도 전압을 기준 전압과 비교하여, 상기 유도전압이 기준전압을 초과하거나, 미달할 경우, 상기 인버터에 셧다운(shut down) 신호를 출력하는 비교부를 포함하는 셧다운 시스템을 포함하며, 상기 보드캡은 인쇄회로기판(printed circuit board) 및 상기 인쇄회로기판의 상, 하부에 각각 배치되는 고압패턴과 저압패턴을 포함하며, 상기 램프의 유도 전압은 상기 고압 패턴으로 유기되어 상기 인쇄회로기판과 상기 저압 패턴을 통해 유도된다.
백라이트, 램프, 셧다운, 보드캡

Description

평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트{BACKLIGHT UNIT FOR FLAT PANEL DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래 백라이트 유니트를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유니트를 나타내는 구성예시도.
도 3a는 본 발명에 따른 셧다운 시스템을 나타내는 구성예시도.
도 3b는 본 발명에 따른 보드캡을 나타내는 단면도.
***본 발명의 주요부분에 대한 부호의 설명***
10, 110: 램프 20, 120: 인버터
130: 셧다운 시스템 131: 보드캡
133: 감지부 135: 비교부
본 발명은 백라이트 유니트에 관한 것으로, 특히 백라이트를 구성하는 개별 램프에 이상이 감지되는 경우, 백라이트의 구동 인버터를 셧다운(shut down)시키도록 한 백라이트 유니트에 관한 것이다.
액정표시 패널 등 수광형 평판 디스플레이 패널은 자체발광을 하지 않으므로 통상 그 배면에 후광장치, 즉 백라이트(back light) 유니트를 필요로 한다. 일반적으로 평판 디스플레이 패널의 배면에 설치되는 백라이트 유니트는 광원이 되는 발광 램프와, 조사된 광을 모아서 균일하게 조사하는 반사판 및 확산판과, 상기 발광 램프에 전원을 공급하는 인버터 등을 구비한다.
한편, 평판 디스플레이 패널의 대형화 및 고선명화 추세에 따라 평판 디스플레이 패널의 백라이트 유니트는 높은 휘도와 후광을 조사하는 복수의 발광 램프 또는 평면 광원을 구비하는데, 이들 발광 램프 또는 평면 광원에는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL) 또는 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL) 등이 사용된다.
도 1은 대표적 수광형 평판 디스플레이 패널인 액정표시 패널의 백라이트 유니트를 도시한 것으로, 일반적으로 반사판(11)과 확산판(13) 사이에 배치되는 복수개의 램프(10)와 상기 램프에 전원을 공급하는 인버터(20)로 구성된다. 즉, 액정표시 패널용 백라이트 유니트의 램프(10)는 반사판(11)과 확산판(13) 사이에서 평행하게 설치되고, 인버터(20)로부터 교류(DC) 전원을 인가받아 광을 방사하게 되고, 상기 램프(10)들로부터 방사되는 광은 반사판(11)에 의하여 반사되어 확산판(13)을 통해 전면에 배치되는 액정표시 패널(미도시)로 조사된다.
그런데, 상기한 바와 같은 현재의 백라이트 유니트 방식에서는 백라이트를 구성하는 개별 램프에 이상이 발생할 경우, 그것을 감지하지 못하는 단점이 있었다. 즉, 외부 충격이나 자체 이상 등에 의해 개별 램프에 크랙이 발생하는 등 램프가 오픈(open)되는 상황이 되더라도, 인버터의 출력 전압이 미세하게 상승하게 될 뿐, 인버터는 출력 전류를 지속적으로 내보내며 정상 동작을 하였다. 결국, 백라이트의 램프가 한 등, 두 등 오픈되어 꺼지게 되더라도 그것을 감지하지 못하고 인버터가 지속적으로 구동하게 되어, 출력 전압을 계속 상승시키고, 디스플레이되는 화면 상에서 휘도의 불균일을 야기하였으며, 이에 따라, 최종 제품에 대한 신뢰도를 떨어뜨리는 결과를 초래하였다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 백라이트 유니트는 백라이트를 구성하는 개별 램프의 이상을 감지할 수 있는 셧다운 시스템을 구비하여, 적어도 하나의 램프가 꺼질 때, 전체 백라이트 유니트 시스템이 셧다운(shut down)되도록 설계함으로써, 제품의 불량을 조속히 해결할 수 있는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트를 제공함을 목적으로 한다.
상기한 목적을 이루기 위해, 본 발명의 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트는, 복수의 램프, 상기 복수의 램프에 전원을 공급하는 인버터, 상기 복수의 램프의 외부전극과 전기적으로 연결되어 유도전압을 유기하는 보드캡(board capacitor), 상기 보드캡으로부터 유기된 전압을 센싱하는 감지부 및 상기 감지부로부터 검출된 유도 전압을 기준 전압과 비교하여, 상기 유도전압이 기준전압을 초과하거나, 미달할 경우, 상기 인버터에 셧다운(shut down) 신호를 출력하는 비교부를 포함하는 셧다운 시스템을 포함하며, 상기 보드캡은 인쇄회로기판(printed circuit board) 및 상기 인쇄회로기판의 상, 하부에 각각 배치되는 고압패턴과 저압패턴을 포함하며, 상기 램프의 유도 전압은 상기 고압 패턴으로 유기되어 상기 인쇄회로기판과 상기 저압 패턴을 통해 유도된다.
삭제
한편, 상기 보드캡은 복수개 형성되어 상기 복수의 램프에 일대일로 대응되어 설치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 램프는 복수의 외부전극 형광램프 혹은 복수의 냉음극 형광램프로 구성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 램프는 직하형 방식 혹은 도광판형 방식으로 형성될 수 있으며, 상기 복수의 램프가 배열된 하부면에 반사판을 추가로 포함하고, 상기 복수의 램프가 배열된 상부면에는 확산판을 추가로 포함할 수 있다.
상기 인버터는 교류를 발생시키는 발진부와, 상기 발진부에서 발생되는 교류를 변압시켜 상기 램프에 공급하는 변압부와, 상기 발진부에서 검출한 교류에 따라 상기 램프에 공급되는 전력이 일정하게 유지되도록 상기 램프로 인가되는 교류의 크기를 조절하는 램프제어부를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 평판 디스플레이 패널은 액정표시 패널일 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명의 백라이트 유니트는 다등 램프의 백라이트에서 적어도 하나의 램프가 오픈(open)될 경우, 백라이트 유니트의 전체시스템이 셧다운되어 제품의 결함이 신속하게 발견될 수 있도록 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트를 상세히 설명한다.
일반적으로 평판 디스플레이 패널은 숫지 및 화상을 표시하는 표시 패널과, 상기 표시 패널에 여러가지 신호들을 공급하여 화상이 표시되도록 하는 구동부와, 상기 표시 패널에 광을 공급하는 백라이트 유니트로 구성되는데, 도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유니트를 나타내는 구성예시도이다.
상기 백라이트 유니트는 광원이 되는 복수의 램프(110)와, 직류(DC)전력을 교류(AC)전력으로 변환하여 램프(110)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 인버터(120), 및 상기 램프(110)가 오픈될 경우 전체 시스템에 셧다운 신호를 인가하는 셧다운 시스템(130)을 포함하여 구성된다.
상기 복수의 램프(110)는 외부전극형 형광램프 또는 냉음극 형광램프들로 이루어져, 표시 패널(미도시)의 배면에 일정한 간격으로 평행하게 배치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 램프(110)가 외부전극형 형광램프일 경우, 실린더형 무전극 유리관(110a)의 내면에 형광물질을 도포하고, 내부에 방전가스 등을 주입하고 봉입한 후, 양단부에 외부전극(110b)을 형성한 것으로, 상기 외부전극(110b)에 연속적인 고주파전압이나, 펄스적인 고주파전압을 인가하여 점등시킨다.
한 쌍의 외부전극(110b)에 인가되는 고주파 전압은 상기 외부전극(110b)에 끼워진 유리관(110a)의 내부공간을 방전시켜며, 이 방전으로 발생한 자외선은 유리관(110a) 내면에 도포된 형광물질을 발광시키게 되고, 이에 상기 방전에 의해 발생된 광이 유리관(110a) 외부로 방사되어, 광이 피조사체에 조사되는 것이다.
외부전극 형광램프는 램프 내부에 전극을 설치하여야 하는 냉음극 형광램프와 달리 방전관 내부에 전극을 설치하지 않는 구조로 되어 있어, 쉽게 면광원을 제작할 수 있게 하고, 평판 디스플레이 패널의 발열량을 크게 감소시킬뿐 아니라 전 극 손상에 의한 램프 손상 방지 효과까지 갖추고 있다.
한편, 상기 램프(110)를 구동시키는 인버터(120)는 단일 인버터 시스템으로서, 구동부의 타이밍 제어부(102)로부터 디밍 제어신호(DSC1)를 인가받아, 그에 따라 램프(110)를 구동시키게 된다. 일반적으로 평판 디스플레이 패널은 구동타이밍에 맞춰 내부의 각 장치에 화상정보 및 각종 제어신호 등 외부데이터를 인가하는 타이밍 제어부(timing controller)(102)를 구비하는데, 상기 타이밍 제어부(102)의 신호(DSC1)가 인버터(120)에 인가되어, 상기 램프(110)의 광량 및 점멸을 제어하는 것이다.
이와 같은 인버터(120)의 구성 및 구동을 좀 더 자세히 알아보면 다음과 같다.
상기 인버터(120)는 크게 교류를 발생시키는 발진부(121)와, 상기 발진부(121)에서 발생되는 교류를 변압시켜 상기 램프(110)에 공급하는 변압부(123), 및 상기 발진부(121)에서 검출한 교류에 따라 상기 램프(110)에 공급되는 전력이 일정하게 유지되도록 출력되는 교류전류의 크기를 조절하는 램프제어부(125)를 포함하여 구성된다.
상기 발진부(121)는 상기 램프제어부(125)에 전기적으로 접속되며, 그 내부에서 전원의 흐름을 제어하기 위하여 박막트랜지스터(thin film transistor)와 같은 복수의 스위치(S11, S12)를 구비한다. 상기 스위치(S11, S12)들은 상기 램프제어부(125)에서 인가되는 제어신호(CS11, CS12)들에 의해 도통 또는 차단됨으로써, 인가된 전원의 전류흐름을 임의적으로 변환시킨다. 보다 상세히 설명하면, 상기 발 진부(121) 내의 스위치(S11, S12)들은 상기 램프제어부(121)로부터 출력된 두 개의 제어신호(CS11. CS12)에 의해 구동되어 교대로 도통 또는 차단되기 때문에 상기 발진부(121) 내에는 두가지 경로의 전류방향이 생성된다. 이때, 상기 제어신호(CS11, CS12)들에 의해 생성되는 두 전류 흐름은 서로 다른 극성을 가지게 되고, 상기 변압부(123)에 인가된다. 즉, 이와 같은 방식으로 상기 발진부(121) 내에서 교류가 발생되어 상기 변압부(123)로 인가되는 것이다. 만일, 상기 램프제어부(125)가 상기 발진부(121)에 제어신호(CS11, CS12)를인가하지 않으면, 상기 발진부(121)의 어느 스위치(S11, S12)도 작동하지 않게되어 상기 변압부(123)로 인가되던 전류의 흐름이 끊어지게 되는데, 상기 램프제어부(125)는 이와 같은 방법으로 전류의 듀티비를 조절하게 된다.
상기 발진부(121)로부터 출력되는 교류는 변압부(123)로 인가되는데, 상기 변압부(123)는 출력된 교류가 램프(110)들을 구동시킬 수 있도록 고전압으로 승압시킨 후, 상기 램프(110)에 공급한다.
한편, 본 발명의 백라이트 유니트는 개별 램프(110)의 이상을 감지하여 전체 백라이트 시스템을 오프(off) 동작시키는 셧다운 시스템(130)을 구비한다. 이때, 상기 셧다운 시스템(130)은 인버터(120)의 내부에 설치되거나, 외부에 별도로 설치될 수 있다.
상기 셧다운 시스템(130)은 상기 램프(110)에 접속되어 상기 램프(110)의 유도전압을 검출하며, 검출 전압와 기준 전압과의 차이를 비교하여, 기준 전압과 차이가 있을 경우, 백라이트를 구동하는 인버터(120)에 셧다운 신호(SD)를 인가하여, 백라이트 유니트가 정상 동작에서 오프 동작으로 전환되도록 한다.
실질적으로, 백라이트 유니트를 구성하는 개별 램프(110)에 크랙(Crack)이 발생하거나 깨지는 등 램프가 오픈(open)되면, 그 부분에서의 저항이 순간적으로 올라감에 따라, 전압이 순간적으로 튀어 노이즈(noise)가 발생하는데, 상기 셧다운 시스템(130)은 그러한 순간을 포착하여 인버터(120)에 동작 제어신호를 출력한다.
도 3a는 본 발명의 셧다운 시스템(130)의 구성 예시도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 셧다운 시스템(130)은 백라이트의 램프(110)에 접속되어 유도전압을 유기하는 보드캡(board capacitor)(131)과, 상기 보드캡(131)으로부터 유기된 전압값을 센싱하는 감지부(133)와, 상기 감지부(133)로부터 검출된 유도 전압을 기준 전압과 비교하고, 상기 유도 전압이 기준 전압에 초과하거나, 미달될 경우, 인버터에 셧다운 신호(SD)를 출력하는 비교부(135)를 포함하여 구성된다.
도 3b는 상기 보드캡(131)의 구성을 보다 상세히 나타낸 단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 보드캡(131)은 고압 패턴(131a)과, 저압 패턴(131b), 및 상기 고압 패턴(131a)과 저압 패턴(131b) 사이의 인쇄회로기판(printed circuit board)(133c)을 포함하여 형성된다. 즉, 상기 백라이트를 구성하는 램프(110)의 유도 전압은 상기 고압 패턴(131a)으로 인가되어 상기 인쇄회로기판(131c)과 상기 저압 패턴(131b)을 통해 흐르게 된다. 따라서, 램프(110)에 이상이 발생할 경우, 출력되는 전압의 노이즈 성분은 상기 고압패턴(131a)으로 그대로 유기되어, 저압패턴(131b)으로 유도된다. 이때, 상기 보드캡(131)을 통해 유기된 전압값을 감지부(133)가 포착하고, 상기 비교부(135)가 검출된 전압값을 기준 전압의 수준과 비교 하게 된다. 비교 결과, 검출된 전압값이 기준 전압에 초과하거나 미달할 경우, 비교부(135)는 인버터(120)의 램프제어부(125)에 셧다운 신호(SD)를 출력하여, 전체 백라이트 시스템의 동작을 정지시키는 것이다.
한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 보드캡은 하나의 보드캡이 하나의 백라이트 유니트에 장착되도록 일체형으로 형성될 수 있고, 백라이트 유니트를 구성하는 복수개의 램프 각각에 연결되어, 개별 램프에 일대일 대응되도록 복수개의 보드캡으로 형성될 수도 있다.
만일, 상기 보드캡이 일체형으로 형성되면, 백라이트를 구성하는 램프들의 유도 전압 총합의 일괄 측정을 통해 전압의 변동치가 감지되게 되는데, 이와 같은 구성은 복수개의 시스템에 비하여, 제조가 면에서 유리하다.
반면, 상기 보드캡을 각각의 램프에 구비하는 경우는 보다 세밀한 측정범위에서 개별 램프의 유도전압의 검출이 가능하므로, 램프의 이상을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명을 하였지만, 상기한 명세서는 본 발명의 권리를 한정하지 않으며, 본 발명에 따른 권리범위는 후술될 특허청구범위에 의해 결정되어져야 할 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유니트는 백라이트 작동시 램프의 유도전압 변화를 측정하여 출력 유니트의 이상에 신속히 대응할 수 있는 셧다운 시스템을 구비함으로써, 백라이트 유니트의 신뢰성을 확보하고, 결과적으로 평판 디스플레이 패널의 품질을 개선하는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 복수의 램프;
    상기 복수의 램프에 전원을 공급하는 인버터;
    상기 복수의 램프의 외부전극과 전기적으로 연결되어 유도전압을 유기하는 보드캡(board capacitor), 상기 보드캡으로부터 유기된 전압을 센싱하는 감지부 및 상기 감지부로부터 검출된 유도 전압을 기준 전압과 비교하여, 상기 유도전압이 기준전압을 초과하거나, 미달할 경우, 상기 인버터에 셧다운(shut down) 신호를 출력하는 비교부를 포함하는 셧다운 시스템을 포함하며,
    상기 보드캡은,
    인쇄회로기판(printed circuit board); 및
    상기 인쇄회로기판의 상, 하부에 각각 배치되는 고압패턴과 저압패턴을 포함하며,
    상기 램프의 유도 전압은 상기 고압 패턴으로 유기되어 상기 인쇄회로기판과 상기 저압 패턴을 통해 유도되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트(backlight unit).
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보드캡은 복수개 형성되어 상기 복수의 램프에 일대일로 대응됨을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 램프는 외부전극 형광램프임을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 램프는 냉음극 형광램프임을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인버터는,
    교류를 발생시키는 발진부;
    상기 발진부에서 발생되는 교류를 변압시켜 상기 램프에 공급하는 변압부; 및
    상기 발진부에서 검출한 교류에 따라 상기 램프에 공급되는 전력이 일정하게 유지되도록 상기 램프로 인가되는 교류의 크기를 조절하는 램프제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유니트는 직하형 방식임을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유니트는 도광판형 방식임을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 램프가 배열된 하부면에 반사판을 추가로 포함함을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 램프가 배열된 상부면에 확산판을 추가로 포함함을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 평판 디스플레이 패널은 액정표시 패널임을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널용 백라이트 유니트.
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