KR101159356B1 - 액정표시소자의 백 라이트 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시소자의 백 라이트 구동장치에 관한 것으로, 특히 U자형램프의 가상접지 지점의 쉬프트를 방지할 수 있는 고용량 커패시터를 구비하여 U자형램프의 국부적인 화질저하 및 램프의 수명단축을 방지할 수 있는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시소자의 백 라이트 구동장치는 교류전압을 승압시켜 U자형 램프로 공급하는 제1 및 제2 변압수단; 및 상기 제1 및 제2 변압수단으로부터 출력되는 교류전압의 크기를 서로 동일하게 하여 상기 U자형 램프의 가상접지가 U자형램프의 밴딩부 중앙에 고정되도록 하는 가상접지 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자의 백 라이트 구동장치{Apparatus For Driving Back Light of Liquid Crystal Displa}
도 1은 종래 액정표시소자의 백 라이트 구동장치에 대한 배치도.
도 2는 종래 액정표시소자의 백 라이트 구동장치에 대한 회로도.
도 3a 및 도 3b는 U자형램프의 가상접지 지점이 쉬프트 되는 것을 도시한 쉬프트 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시소자의 백 라이트 구동장치에 대한 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
60a: 제1 트랜스포머 60b: 제2 트랜스포머
100: 제어부 132a: 제1 스위칭부
132b: 제2 스위칭부 134a: 제1 트랜스포머의 일차권선
134b: 제2 트랜스포머의 일차권선 138a: 제1 트랜스포머의 이차권선
138b: 제2 트랜스포머의 이차권선 140a: 제1 전압강하부
140b: 제2 전압강하부 150a: 제1 정류부
150b: 제2 정류부 120: U자형램프
200: 전압검출부
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 U자형램프의 가상접지 지점의 쉬프트를 방지할 수 있는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치에 관한 것이다.
통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어 진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 LCD는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원을 필요로 하게 된다. 이러한 백 라이트는 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent tube; 이하 "CCFL"라 함)을 광원으로 사용한다.
CCFL은 냉음극 표면에 가해지는 강한 전계에 의해 일어나는 전자방출 현상을 이용한 광원관으로써 저발열, 고휘도, 장수명, 풀 컬러화(full color) 등이 용이하다. 이러한 CCFL은 그 내벽에 형광체가 도포 된 유리관과 유리관의 양단에 부착된 전극을 포함한다. 상기 유리관은 아르곤과 같은 희박가스와 정량의 수은으로 봉입 된다.
유리관 양단 전극들 간에 전압이 가해지면, 전자들이 방출되어 유리관 내의 가스를 이온화시킨다. 이온과 전자의 이온화 및 재결합에 의해 253.7㎚의 방전이 개시되며, 이것은 수은을 여기 시켜 254㎚의 자외선이 발생 된다. 이 자외선은 CCFL 내벽에 도포 된 형광체를 자극시켜 가시광선이 배출된다.
이와 같은 액정표시소자의 백 라이트는 저압의 직류전원에서 고압의 교류전원을 얻기 위해 인버터를 사용하게 된다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시소자의 백 라이트 구동장치는 U자형램프(2)와, U자형램프(2)의 (+)전극 및 (-)전극과 대응되어 각각의 트랜스포머(Transformer) (6a,6b)를 포함하는 인버터(4)와, U자형램프(2)의 (+)(-)전극들과 각각 트랜스포머(6a,6b)을 연결하기 위한 컨넥터(8)를 구비한다.
이와 같은 액정표시소자의 백 라이트 구동장치를 도 2 와 결부하여 상세히 살펴보면, 인버터(4)는 제어부(10)의 제어신호에 따라 교류전압을 발생하는 제1 및 제2 스위칭부(32a,32b), 제1 및 제2 스위칭부(32a,32b)와 각각 연결되어 발생 된 교류전압을 승압하여 U자형램프(2)로 공급하는 제1 및 제2 트랜스포머(6a,6b), 제1 및 제2 트랜스포머(6a,6b)의 전압을 검출하여 그 검출값을 제어부(10)에 전달하는 전압검출부(20), 전압검출부(20)로부터 검출된 전압을 입력받아 제1 및 제2 스위칭부(32a,32b)를 제어하는 제어부(10)를 구비한다.
제1 트랜스포머(6a)는 일차권선(34a)과, 보조권선(36a), 그리고 제1 스위칭부(32a)의 스위칭에 의해 일차권선(34a)에 발생 되는 교류전압에 유기되어 교류 고 전압을 발생하는 이차권선(38a)을 구비한다.
제2 트랜스포머(6b)는 일차권선(34b)과, 보조권선(36b), 그리고 제2 스위칭부(32b)의 스위칭에 의해 일차권선(34b)에 발생 되는 교류전압에 유기되어 교류 고전압을 발생하는 이차권선(38b)을 구비한다.
여기서, 제1 트랜스포머(6a)의 일차권선(34a) 하이(High)단과 제2 트랜스포머(6b)의 일차권선(34b) 로우(Low)단은 서로 접속되어 있으며, 제1 트랜스포머(6a)의 일차권선(34a) 로우단과 제2 트랜스포머(6b)의 일차권선(34b) 하이단은 서로 접속되어 있다.
전압검출부(20)는 제1 및 제2 트랜스포머의 이차권선(38a,38b)에 유기된 교류 고전압을 이차권선(38a,38b) 측 로우단에서 검출하여 피드백(Feed Back)전압을 생성한다. 이때, 이차권선(38a,38b)측 로우단에 접속되어 있는 각각의 검출용 저항들(RA,RB)은 전압검출부(20)가 피드백 전압을 검출할 수 있게 한다.
제어부(10)는 전압검출부(20)로부터 생성된 피드백전압(F/B)을 입력받아 제1 및 제2 스위칭부(32a,32b)를 제어한다.
즉, 피드백전압(F/B)이 미리 지정된 기준값보다 클 경우에, 제어부(10)는 제1 및 제2 스위칭부(32a,32b)의 듀티비를 조절하여 기준 전압보다 더 적은 전압이 U자형램프(2)에 전달되게 한다.
반대로 피드백전압(F/B)이 미리 지정된 기준값보다 작을 경우에, 제어부(10)는 제어부(10)는 제1 및 제2 스위칭부(32a,32b)의 듀티(Duty)비를 조절하여 기준 전압보다 더 큰 전압이 U자형램프(2)에 전달되게 한다.
이와 같이 종래 액정표시소자의 백 라이트 구동장치는 인버터(4)의 제1 및 제2 트랜스포머(36a,36b) 이차권선으로부터 위상차가 180°차이 나게 전압들을 출력하여 U자형램프(2)를 구동시킨다.
이론적으로 180°위상차이를 가지고 U자형램프(2)로 전압이 인가될 때, 인가되는 전압의 가상접지 지점(Vertual Ground Point)은 도 3에 도시된 바와 같이 U자형램프(2)의 밴딩(Bending)부 중앙에 생성되게 된다.
그러나, 실제적으로 인버터 부품들(트랜스포머, 저항등)의 편차로 인해 트랜스포머의 이차권선 측 전압(V1,V2)의 크기에 차이가 생기고, 또한 외부로부터 DC성분의 노이즈가 유입되어 가상 접지 지점이 도 3의 ①번 또는 ②번 방향으로 이동하게 된다.
이와 같이 가상 접지 지점의 위치가 변하게 되면, U자형 램프의 양전극((+),(-))과 가상 접지 지점간의 거리가 동일하지 못하고 차이가 생기게 된다. 예를 들어, 가상 접지 지점이 ①번 방향으로 이동된 경우에는 도 3b에 도시된 바와 같이 (-)전극과 가상접지 지점간의 거리가 (+)전극과 가상 접지 지점간의 거리보다 커진다.
이에 따라 동일 크기의 전압(예를 들어 900 V)이 인가될 때, (-)900 V가 인가되는 U자형램프 부분이 (+)900 V가 인가되는 U자형램프 부분보다 상대적으로 휘도가 낮아진다. 또한, (-)900 V가 인가되는 U자형램프 부분이 (+)900 V가 인가되는 U자형램프 부분보다 상대적으로 차가워짐으로 인해 수은 몰림 현상까지 발생하 여 램프의 수명이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 본 발명의 목적은 U자형램프의 가상접지 지점의 쉬프트를 방지할 수 있는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시소자의 백 라이트 구동장치는 교류전압을 승압시켜 U자형 램프로 공급하는 제1 및 제2 변압수단; 및 상기 제1 및 제2 변압수단으로부터 출력되는 교류전압의 크기를 서로 동일하게 만들어 주어 상기 U자형 램프의 가상접지가 U자형램프의 밴딩부 중앙에 고정되도록 하는 가상접지 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가상접지 고정수단은, 상기 제1 및 제 2 변압수단으로부터 출력되는 교류전압의 크기를 동일하게 만들어 주기 위한 제 1 및 제 2 가상접지 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 가상접지 고정부는, 상기 제1 변압수단의 출력측과 접지 사이에 연결된 제1 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 가상접지 고정부는, 상기 제2 변압수단의 출력측과 접지 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 커패시터는, 1000㎊ 이상의 고용량 커패시터인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 커패시터는, 외부로부터 유입되는 직류성분의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시소자의 백 라이트 구동장치에 대한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시소자의 백라이트 구동장치는 U자형램프(120)와, U자형램프(120)의 (+)전극 및 (-)전극에 180°위상차로 교류전압을 인가하기 위한 인버터(40)와, U자형램프(120)의 (+)(-)전극들과 인버터(40)내의 트랜스포머(6a,6b)들을 각각 연결하기 위한 컨넥터(미도시)를 구비한다.
인버터(40)는 제어부(100)의 제어신호에 따라 교류전압을 발생하는 제1 및 제2 스위칭부(132a,132b), 제1 및 제2 스위칭부(132a,132b)와 각각 연결되어 교류전압을 승압하여 U자형램프(120)로 공급하는 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b), 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 이차권선(138a,138b) 로우단에 각각 접속되어 있는 제1 및 제2 커패시터(C1,C2), 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 고전압을 검출용 전압으로 낮춰주기 위한 제1 및 제2 전압강하부(140a,140b), 전압강하부 (140a,140b)에 의해 낮아진 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 전압을 검출하여 그 검출값을 제어부(100)에 전달하는 전압검출부(200), 전압검출부(200)로부터 검출된 전압을 입력받아 제1 및 제2 스위칭부(132a,132b)를 제어하는 제어부(100)를 구비한다.
제1 트랜스포머(60a)는 일차권선(134a)과, 보조권선(136a), 그리고 제1 스위칭부(132a)의 스위칭에 의해 일차권선(134a)에 발생되는 교류전압에 유기되어 교류 고전압을 발생하는 이차권선(138a)을 구비한다.
제2 트랜스포머(60b)는 일차권선(134b)과, 보조권선(136b), 그리고 제2 스위칭부(132b)의 스위칭에 의해 일차권선(134b)에 발생되는 교류전압에 유기되어 교류 고전압을 발생하는 이차권선(138b)을 구비한다.
여기서, 제1 트랜스포머(60a)의 일차권선(134a) 하이(High)단과 제2 트랜스포머(60b)의 일차권선(134b) 로우(Low)단은 서로 접속되어 있으며, 제1 트랜스포머(60a)의 일차권선(134a) 로우단과 제2 트랜스포머(60b)의 일차권선(134b) 하이단은 서로 접속되어 있다.
제1 및 제2 커패시터(C1,C2)는 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 이차권선(138a,138b) 로우단과 접지 사이에 각각 접속되어 외부로부터 공급되는 직류 성분의 노이즈를 차단하고, 교류 해석시 제1 및 제2 트랜스포머의 이차권선(138a,138b) 로우단에 기준이 되는 접지를 제공한다.
이를 위해, 제1 및 제2 커패시터(C1,C2)는 1000㎊ 이상의 고용량 커패시터이어야 한다.
즉, 교류 해석시 용량성 리액턴스(Xc)는 아래 수학식과 같이 일정한 주파수(f)에서 커패시터의 용량(c)에 반비례하므로, 본 발명의 경우 커패시터의 양단 전압이 거의 "0"이 되도록 하기 위해서는 제1 및 제2 커패시터(C1,C2)는 1000㎊ 이상의 고용량 커패시터이어야 한다.
Figure 112005072562359-pat00001
제1 전압강하부(140a)는 직렬 접속된 제3 커패시터(C3)와 제1 저항(R1)을 구비하여, 제1 트랜스포머의 이차권선(138a)측 고전압(V1)이 제1 노드(N1)에서 검출용 저전압(v1)으로 낮춰지게 한다.
제2 전압강하부(140b)는 직렬 접속된 제4 커패시터(C4)와 제2 저항(R2)을 구비하여, 제2 트랜스포머의 이차권선(138b)측 고전압(V2)이 제2 노드(N2)에서 검출용 저전압(v2)으로 낮춰지게 한다.
제1 정류부(150a)는 병렬 접속된 제1 및 제2 다이오드(D1,D2)를 구비하고, 제2 정류부(150b)는 병렬 접속된 제3 및 제4 다이오드(D3,D4)를 구비하여 각각 상기 검출용 저전압(v1,v2)을 입력받아 직류전압으로 바꿔준다.
전압검출부(200)는 제1 및 제2 정류부(150a,150b)에 의해 생성된 직류전압을 검출하여 제어부(100)로 피드백 시킨다.
제어부(100)는 전압검출부(200)로부터 피드백 되는 전압을 입력받아 제1 및 제2 스위칭부(132a,132b)를 제어한다.
이러한 인버터(40)의 구동을 살펴보면, 제1 및 제2 스위칭부(132a,132b)의 스위칭에 의해 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 일차권선(134a,134b)에는 서로 역 위상의 교류전압이 발생된다. 그러면, 제1 및 제2 트랜스포머의 이차권선(138a,138b)에는 각각의 일차권선(136a,136b)에 발생되는 교류전압에 유기되어 교류 고전압이 발생된다. 예를 들어, 제1 트랜스포머 이차권선(138a)에 +900V 가 발생된다면, 제2 트랜스포머 이차권선(138b)에는 -900V 가 발생된다.
이렇게 발생 된 교류 고전압은 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 이차권선 하이단과 연결된 U자형램프(120)의 (+)(-)전극으로 입력된다.
이때, 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 이차권선(138a,138b) 로우단에 각각 접속되어 있는 커패시터들(C1,C2)은 용량성 리액턴스가 0 이 되도록 하기 위한 고용량(1000㎊이상) 커패시터로서, 외부로부터 유입되는 직류성분의 노이즈를 접지로 바이패스시켜 주는 역할을 한다. 또한, 상기 커패시터들(C1,C2)은 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)의 이차권선(138a,138b) 로우단이 접지와 직접 연결되도록 함으로써 상기 U자형램프(120)의 (+)(-)전극으로 입력되는 서로 반대 위상의 교류 고전압의 크기를 동일하게 해 주는 역할을 한다. 이와 같이, 제1 및 제2 커패시터(C1,C2)는 외부로부터 유입되는 직류성분의 노이즈를 제거하고, 서로 반대 위상의 교류 고전압의 크기를 동일하게 함으로써, U자형램프(120)에서의 가상 접지 지점이 U자형램프(120)의 밴딩부 중앙에 위치되도록 한다.
한편, 제1 및 제2 트랜스포머(60a,60b)에 의해 발생 된 교류 고전압은 제1 및 제2 전압강하부(140a,140b)와 제1 및 제2 정류부(150a,150b)를 거쳐 검출용 직류전압으로 변하여 전압검출부(200)로도 입력된다. 이렇게 입력된 검출용 직류 전압은 제어부(100)로 피드백 되고, 제어부(100)는 전압검출부(200)로부터 피드백된 피드백전압(F/B)을 입력받아 제1 및 제2 스위칭부(132a,132b)를 제어한다.
즉, 피드백전압(F/B)이 미리 지정된 기준치(예를 들어, +900V, -900V)보다 클 경우에, 제어부(100)는 제1 및 제2 스위칭부(132a,132b)의 듀티비를 조절하여 기준치보다 더 적은 전압이 U자형램프(200)에 전달되게 한다.
반대로 피드백전압(F/B)이 미리 지정된 기준치보다 작을 경우에,제어부 (100)는 제1 및 제2 스위칭부(32a,32b)의 듀티(Duty)비를 조절하여 기준치보다 더 큰 전압이 U자형램프(20)에 전달되게 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 백 라이트 구동장치는 인버터(40)의 제1 및 제2 트랜스포머 이차권선(138a,138b) 로우단에 고용량의 제1 및 제2 커패시터(C1,C2)를 구비하여 이차권선 로우단을 접지화 시킴으로써, 외부로부터 유입되는 직류성분의 노이즈가 접지로 바이패스 되게 하고, U자형램프(120)로 공급되는 서로 반대 위상의 교류 고전압의 크기가 동일하게 되도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 백 라이트 구동장치는 인버터의 제1 및 제2 트랜스포머 이차권선 측 로우단에 각각 고용량의 커패시터를 구비함으로써 U자형램프로 공급되는 서로 반대 위상의 교류 고전압의 크기가 동일하 게 되도록 하고, 외부로부터 유입되는 직류성분의 노이즈가 제거되도록 해 준다.
이에 따라, U자형램프에서의 가상 접지 지점이 U자형램프의 밴딩부 중앙에 위치되도록 하여, 가상 접지 지점의 쉬프트로 인해 발생되는 국부인 화질저하 및 램프의 수명단축을 방지할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다

Claims (6)

  1. 교류전압을 승압시켜 U자형 램프로 공급하는 제1 및 제2 변압수단; 및
    상기 제1 및 제2 변압수단의 이차권선 로우단에 구비되어 상기 제1 및 제2 변압수단으로부터 출력되는 교류전압의 크기를 서로 동일하게 하여 상기 U자형 램프의 가상접지가 U자형램프의 밴딩부 중앙에 고정되도록 하는 가상접지 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상접지 고정수단은,
    상기 제1 및 제 2 변압수단으로부터 출력되는 교류전압의 크기를 동일하게 만들어 주기 위한 제 1 및 제 2 가상접지 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 가상접지 고정부는,
    상기 제1 변압수단의 출력측과 접지 사이에 연결된 제1 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 가상접지 고정부는,
    상기 제2 변압수단의 출력측과 접지 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 커패시터는,
    1000㎊ 이상의 고용량 커패시터인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 커패시터는,
    외부로부터 유입되는 직류성분의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백 라이트 구동장치.
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