KR101131332B1 - 액정표시장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안정적인 램프 구동을 위한 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로, 병렬 연결된 복수의 램프와, 외부의 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 출력하는 인버터와, 상기 인버터의 교류전압을 승압시켜 출력하는 변압부와, 상기 변압부로부터 교류전압을 인가받아 각각 제1전압과 제2전압을 생성하는 제1전압발생부 및 제2전압발생부와, 상기 램프의 양측에 각각 구비되며, 상기 제1전압발생부와 제2전압발생부에서 생성된 전압들에 의해 교대로 구동되어 램프에 전류를 공급하는 복수의 트랜지스터를 포함하여 구성된다.
램프, 트랜지스터, 다이오드, 정전류, 편차, 양방향

Description

액정표시장치의 백라이트 유닛{BACK-LIGHT UNIT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도1은 일반적인 백라이트 유닛을 보인 도면.
도2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛을 보인 도면.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
110: 램프 T10: 트랜지스터
D10: 제1다이오드 D11: 제2다이오드
D12: 제3다이오드 C10: 제1커패시터
C11: 제2커패시터
본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 안정적인 전류를 공급하여 램프를 안정적으로 구동시킬 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근, 가장 널리 사용되는 표시장치인 액정표시장치는 광학 이방성과 전계 이방성을 갖는 액정에 전계를 가하여 광투과율을 조절함으로써, 화상을 구현하는 표시장치이다.
액정표시장치는 자체적으로 발광하는 장치가 아니라 외부의 광원으로부터 나오는 빛을 투과시켜 화상을 표시하기 때문에 고전력 효율성의 백라이트 유닛이 별도로 요구된다.
상기 백라이트 유닛은 램프와, 인버터로 구성되며, 상기 램프는 일반적으로 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL)를 주로 채택하고 있다.
상기 램프는 액정표시장치가 점차 대형화되면서 이전보다 높은 휘도를 얻기 위하여 액정패널 뒤에 다수개를 배치하는 경우가 많아졌다.
도1은 일반적인 백라이트 유닛을 보인 도면이다.
도1을 참조하면, 백라이트 유닛은 병렬로 배치된 복수의 램프(10)와, 상기 램프(10) 양측에 각각 연결되어 전압 특성을 안정화시키는 커패시터(C1)와, 외부의 직류전원을 교류전원으로 변환시켜 출력하는 인버터(20)와, 상기 인버터(20)의 교류를 승압하여 상기 램프(10)에 공급하는 변압부(30)로 구성된다.
즉, 백라이트 유닛은 액정표시장치의 다른 유닛과는 다르게 교류전원을 사용한다. 따라서, 액정표시장치 내에 공급되는 직류전원을 램프(10) 구동을 위한 교류전원으로 변화시켜야 하며, 또한, 상기 램프(10)는 높은 전압에서 방전이 일어나 빛을 방출하기 때문에 변압부(30)를 통해 교류를 높은 전압으로 승압시켜야 한다.
상기 램프(10)로는 주로 냉음극 형광램프가 사용되는데, 이 냉음극 형광램프는 인가되는 전압이 일정 레벨에 이르면, 전류는 계속해서 늘어나지만, 전압은 오히려 작아지는 전압-전류 부특성을 갖기 때문에 상기 램프(10) 양측에 커패시턴스 (C1)를 연결함으로써, 이러한 부특성을 보완하여 램프(10)의 전압-전류가 선형적으로 반응하도록 한다.
이와 같이, 램프(10)에 커패시터(C1)를 연결하여 전압을 안정화시키는 구성은 일반적으로 이용되는 방식이며, 이 커패시터(C1)를 대신해 램프(10)마다 변압기(transformer)를 연결하여 전압을 안정시킨 구성도 많이 있다.
그런데, 상기 커패시터(C1)와 변압기는 외부 요인에 의해 특성이 많이 달라지는 소자들로서, 특히, 외부의 온도가 달라짐에 따라 커패시턴스나 인덕턴스가 많이 변화하는데, 동일한 백라이트 유닛에 배치된 램프(10)라도 외부 온도 상승에 따라 소자의 특성이 바뀌면, 각 램프(10)의 휘도가 달라질 수도 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 램프에 안정적인 전류를 공급하는 액정표시장치의 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.
도2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛을 보인 도면이다.
도2를 참조하면, 백라이트 유닛은 서로 병렬로 연결된 복수의 램프(110)와, 외부로부터 공급받은 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 출력하는 인버터(120)와, 상기 인버터(120)에서 출력된 교류전압을 높은 레벨의 전압으로 승압시켜 출력하는 변압부(130)와, 상기 변압부(130)로부터 교류전압을 인가받아 각각 제1전압과 제2전압을 생성하는 제1전압발생부(142) 및 제2전압발생부(144)와, 상기 램프(110)의 양측에 각각 구비되며, 상기 제1전압발생부(142)와 제2전압발생부(144)에서 생성된 전압들에 의해 교대로 턴-온되어 램프(110)에 전류를 공급함으로써, 램프(110)를 발광시키는 복수의 트랜지스터(T10)를 포함하여 구성된다.
상기 변압부는 인버터에 포함하여 구성할 수도 있다.
본 발명의 특징은 종래에 램프(110)의 안정적인 구동을 위해 사용하던 커패시터나 변압기 대신, 다이오드(D10,D11,D12)와 트랜지스터를 적용하여 좀 더 안정적인 램프(110) 회로를 구성한다는 것이다.
상기 트랜지스터(T10)는 커패시터나 변압기에 비해 온도변화 등과 같은 외부 요인에 대해 내성이 강하여 특성 변화가 거의 없다. 따라서, 램프(110)에 정전류를 공급하기에 적합한 소자이다.
상기 트랜지스터(T10)는 램프(110)의 양측에 각각 접속되며, 그 트랜지스터(T10)마다 제3다이오드(D12)가 병렬로 접속된다. 이때, 상기 제3다이오드(D12)는 병렬로 연결된 트랜지스터(T10)를 통해 전류가 흐르는 방향과 반대방향으로 연결되는 것이 특징이다. 이는 상기 램프(110)를 통해 흘러나오는 전류를 바이패스(bypass)시키기 위해서이다. 즉, 상기 램프(110) 양측에 각각 트랜지스터(T10)와 병렬로 연결된 제3다이오드(D12)는 전류패스(current pass)를 형성하도록 설정된 것이다.
한편, 상기 인버터(120)와 변압부(130)를 거쳐 출력되는 높은 레벨의 교류전압은 상기 제1전압발생부(142)와 제2전압발생부(144)에 인가된다.
상기 제1전압발생부(142)와 제2전압발생부(144)는 각각 제1커패시터(C10)와 제2커패시터(C11)로 구성되며, 그 제1커패시터(C10)와 제2커패시터(C11)의 커패시턴스(capacitance)에 따라 변압부(130)의 교류전압으로부터 새로운 제1전압을 생성한다.
상기 제1,2전압발생부(142,144)는 제1커패시터(C10)의 커패시턴스와 제2커패시터(C11)의 커패시턴스를 조절함에 따라 상기 제1커패시터(C10)와 제2커패시터(C11) 사이에 특정한 전압이 생성되도록 한다. 이와 같이, 제1,2커패시터(C10,C11)의 작용에 의해 상기 제1전압발생부(142)와 제2전압발생부(144)는 각각 제1전압과 제2전압을 생성한다. 상기 제1전압과 제2전압은 서로 다른 레벨을 갖는 전압이다.
상기 제1,2전압발생부(142,144)의 제1커패시터(C10)와 제2커패시터(C11) 사이에는 제1다이오드(D11)가 연결되며, 그 제1다이오드(D11)는 상기 램프(110) 양측에 구비된 트랜지스터(T10)들에 정방향으로 연결된다. 또한, 상기 제1커패시터(C10)와 제2커패시터(C11) 사이에는 접지와 역방향으로 제2다이오드(D11)를 연결함으로써, 전류의 역류를 방지한다.
상기 램프(110)의 양측에 연결된 트랜지스터(T10)에는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor: BJT)가 적용될 수 있다. 이 트랜지스터(T10)의 콜렉터(collector)전극은 변압부(130)와 램프(110)들을 공통적으로 연결하는 라인에 연결되며, 이미터(emitter)전극은 램프(110)에 연결되고, 베이스(base)전극은 상기 제1다이오드(D10)를 통해 상기 제1전압발생부(142)와 제2전압발생부(144)에 연결된다.
상기 트랜지스터(T10)는 커패시터나 변압기 등에 비해 비교적 특성 편차가 적은 안정적인 소자이므로, 트랜지스터(T10)의 베이스전극을 흐르는 베이스전류가 일정하고, 이미터전압도 일정할 경우 콜렉터전류도 일정하게 된다. 즉, 상기 트랜지스터(T10)를 정전류원으로 사용하여 각 램프(110)에 동일한 전류가 흐르도록 할 수 있다.
한편, 상기 램프(110)에는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL)를 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛은 안정적인 정전류원으로서 트랜지스터를 사용하고, 그 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 램프의 양측에서 원활하게 바이패스시킴으로써, 안정적이고 일정한 전류가 램프에 양방향으로 공급될 수 있도록 하여 램프를 안정적으로 동작시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 병렬 연결된 복수의 램프;
    외부의 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 출력하는 인버터;
    상기 인버터의 교류전압을 승압시켜 출력하는 변압부;
    상기 변압부로부터 교류전압을 인가받아 각각 제1전압과 제2전압을 생성하는 제1전압발생부 및 제2전압발생부; 및
    상기 램프의 양측에 각각 구비되며, 상기 제1전압발생부와 제2전압발생부에서 생성된 전압들에 의해 교대로 구동되어 램프에 전류를 공급하는 복수의 트랜지스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전압발생부와 제2전압발생부는 각각 제1,2커패시터로 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 변압부는 인버터에 포함된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제1,2전압발생부는 상기 제1,2커패시터의 커패시턴스들을 각각 조절함으로써, 상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이에 원하는 전압이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜지스터는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor: BJT)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 양극성 접합 트랜지스터의 이미터전극은 램프에 연결된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 램프 양측에 구비된 트랜지스터마다 다이오드(diode)가 병렬로 연결되어 램프를 통해 인가되는 전류를 바이패스(bypass)시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이에는 상기 트랜지스터들에 정방향으로 다이오드가 연결된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이에는 접지에 역방향으로 다이오드가 연결된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 램프는 냉음극 형광램프(CCFL)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전압과 제2전압은 상기 제1전압발생부와 제2전압발생부에서 교대로 생성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 교류전압을 출력하는 인버터;
    상기 인버터의 교류전압으로부터 2개의 전압을 생성하는 제1,2전압발생부; 및
    양측에 각각 구비되어 상기 제1,2전압발생부에 생성된 전압들에 의해 교대로 구동되는 트랜지스터들을 통해 양방향으로 전류를 공급받는 적어도 하나의 램프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 빛을 방출하는 램프;
    상기 램프의 양측에 구비되며, 교대로 턴-온되어 램프에 일정한 전류를 공급하는 복수의 트랜지스터; 및
    상기 램프의 양측에 구비되며, 상기 트랜지스터에 의해 발생되는 전류를 양방향으로 바이패스시키는 복수의 다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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